永久磁石電動機
【課題】効率低下を抑制しながら、回転子に連通孔を設けることができる永久磁石電動機を提供する。
【解決手段】永久磁石電動機の回転子１０には、永久磁石１２ａ〜１２ｄが挿入される磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄ、連通孔１８、回転軸２０が挿入される回転軸挿入孔１９が設けられている。固定子３０には、スロット３３を形成するティース３２が設けられている。連通孔１８は、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄを形成する壁のうち、永久磁石１２ａ〜１２ｄより回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口１９側にティース３２のティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、内壁に沿った線と各主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と、永久磁石１２ａ〜１２ｄの磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない。
【解決手段】永久磁石電動機の回転子１０には、永久磁石１２ａ〜１２ｄが挿入される磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄ、連通孔１８、回転軸２０が挿入される回転軸挿入孔１９が設けられている。固定子３０には、スロット３３を形成するティース３２が設けられている。連通孔１８は、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄを形成する壁のうち、永久磁石１２ａ〜１２ｄより回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口１９側にティース３２のティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、内壁に沿った線と各主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と、永久磁石１２ａ〜１２ｄの磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いた永久磁石電動機、特に、回転子に設けられている磁石挿入孔に永久磁石が挿入されている永久磁石電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置（エアコン）や冷蔵庫等の圧縮機（コンプレッサ）を駆動する電動機、車両を駆動する電動機や車両に搭載されている車載機器を駆動する電動機として、磁石挿入孔に永久磁石が挿入された回転子を有する永久磁石電動機が用いられている。このような永久磁石電動機は、通常、“永久磁石埋込型電動機（ＩＰＭモータ）”と呼ばれている。
圧縮機を駆動する電動機（圧縮機駆動用電動機）として用いられる永久磁石電動機は、例えば、図２１に示す構成を有している。図２１は、永久磁石電動機の、軸方向に直角な断面図である。永久磁石電動機は、回転子９１０と固定子９３０を備えている。
回転子９１０は、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心（回転子コア）９１１により構成されている。回転子９１０（厳密には、回転子鉄心９１１）には、回転軸９２０を挿入する回転軸挿入孔９１９が設けられている。また、回転子９１０には、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に設けられている。主磁極部には、永久磁石９１２ａ〜９１２ｄを挿入する磁石挿入孔９１１ａ〜９１１ｄが設けられている。なお、隣接する主磁極部の磁石挿入孔９１１ａ〜９１１ｄには、異なる極性の永久磁石が挿入される。
固定子９３０は、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心（固定子コア）９３１により構成されている。固定子９３０（厳密には、固定子鉄心９３１）には、回転子９１０の外周面と対向する個所にティース９３２が形成されている。ティース９３２によってスロット９３３が形成され、スロット９３３内には固定子コイル（図示省略）が収納される。固定子９３０は、リング（ケース）９４０内に収容される。
エアコン（空調装置）は、永久磁石電動機により駆動され、冷却媒体を圧縮する圧縮機、冷却媒体の熱を放熱する室外熱交換器、室内の空気から熱を吸収する室内熱交換器等により構成されており、冷却媒体が循環するように構成されている。ここで、冷却媒体が永久磁石電動機（圧縮機駆動用電動機）内を通過できるようにするために、永久磁石電動機には、冷却媒体を流す冷却媒体通路が、軸方向に連通して設けられている。例えば、図２１に示すように、固定子９３０（固定子鉄心９３１）の外周面に、軸方向に沿って切欠部９３４ａが形成されている。そして、切欠部９３４ａとリング（ケース）９４０によって、軸方向に連通する連通孔９３４が構成される。この連通孔９３４が冷却媒体通路として用いられる。なお、永久磁石電動機の回転子と固定子の間の間隙（ギャップ）も冷却媒体通路として用いられる。
なお、永久磁石電動機の回転子９１０（回転子鉄心９１１）に、軸方向に連通する連通孔を設け、連通孔を冷却媒体通路として用いたものも知られている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平２００１−１６１０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮機、例えば、ロータリーコンプレッサは、密閉容器内に、圧縮機の機械部分を潤滑する潤滑油が噴霧状の状態で冷却媒体と混在している。ここで、永久磁石電動機に設けられている冷却媒体通路の総断面積が小さい場合には、冷却媒体の速度が速くなる。冷却媒体の速度が遅い場合には、噴霧状の潤滑油は自重で落下するが、冷却媒体の速度が速い場合には、噴霧状の潤滑油は冷却媒体とともに圧縮機の吐出管から排出される。噴霧状の潤滑油が圧縮機の吐出管から吐出されると、熱交換器での熱交換効率が低下する。したがって、圧縮機駆動用電動機として用いられている永久磁石電動機に設けられている冷却媒体通路（連通孔）の総断面積が大きい方が好ましい。
一方、固定子に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積が大きくなると、固定子の磁束通路が狭くなり、固定子の磁束密度が高くなる。固定子の磁束密度が高くなると、固定子の鉄損が増大し、永久磁石電動機の効率が低下する。
このため、固定子に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積の増大を抑えながら、永久磁石電動機に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積を増大させる技術の開発が要望されている。
ここで、固定子に設ける連通孔の総断面積を抑えながら、永久磁石電動機に設ける連通孔の総断面積を大きくする方法として、特許文献１に記載されている、回転子に連通孔を設ける技術を用いることが考えられる。
しかしながら、本発明者による検討の結果、回転子に連通孔を設ける場合、連通孔の配設位置によって永久磁石電動機の効率が大きく変化することを見出した。
本発明は、永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら、回転子に連通孔を設けることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明の永久磁石電動機は、空調装置（エアコン）や冷蔵庫等の圧縮機（コンプレッサ）を駆動する電動機（圧縮機駆動電動機）、車両を駆動する電動機や車両に搭載されている車載機器を駆動する電動機等種々の用途に用いることができる。
本発明の永久磁石電動機は、固定子と回転子を備えている。固定子は、典型的には、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心により構成される。固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられている。ティースは、典型的には、ティース基部と、ティース基部の周方向両側に設けられているティース端部により構成され、ティース基部とティース端部の先端側の端面によってティース先端面が形成される。ティースによってスロットが形成されており、スロットには、固定子巻線が収納されている。
回転子は、典型的には、積層鋼板を積層して形成される回転子鉄心により構成される。回転子には、回転軸挿入孔が設けられている。また、回転子には、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されている。主磁極部には磁石挿入孔が設けられており、磁石挿入孔には、隣接する主磁極部で極性が異なるように永久磁石が挿入されている。これにより、永久磁石の磁束によるマグネットトルクと、補助磁極部の突極性によるリラクタンストルクの両方を利用することができる。
磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、回転軸挿入孔側に配置されている内壁と、内壁に対して回転軸挿入孔と反対側に配置されている外壁と、回転子の外周面に対向する位置に配置されている端壁により構成されている。典型的には、内壁と外壁は平行（略平行を含む）に形成され、端壁は、回転子の外周面と平行（略平行を含む）に形成される。磁石挿入孔の形状によっては、内側側壁や外側側壁が設けられる。
さらに、回転子には、軸方向に連通する連通孔が設けられている。回転子の連通孔は、典型的には、回転子を構成する回転子鉄心に形成された孔によって構成される。本発明では、連通孔を、磁石挿入孔の内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第1の領域と、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けないように設定している。「連通孔を第１の領域と第２の領域に設けない」構成は、第１の領域及び第２の領域のいずれにも連通孔が設けられていない構成を意味する。第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域は、第１の境界線上の領域を含まないように設定するのが好ましい。また、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域は、第２の境界線上の領域を含まないように設定する方が好ましい。
第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する構成、第２の境界線と内壁に沿った線により第２の領域を形成する構成には、第１の境界線と内壁に沿った線とさらに他の線（例えば、内側側線）により第１の領域を形成する態様、第２の境界線と内壁に沿った線とさらに他の線（例えば、内側側壁）により第２の領域を形成する態様を包含する。
なお、一般的に、永久磁石電動機を設計する場合には、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子(回転子鉄心)に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）は、永久磁石の磁束密度（設定磁束密度）より小さくなるように設計される。
ここで、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子の中心と主磁極部の周方向中央部とを結ぶ線を「ｄ軸」という。
磁石挿入孔の内壁に沿った線は、主磁極部に一つの磁石挿入孔が設けられている場合には、一つの磁石挿入孔の内壁に沿った線を意味し、主磁極部に周方向に沿って複数の磁石挿入孔が設けられている場合には、各磁石挿入孔の内壁に沿って線を結んだ線を意味し、主磁極部に、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数の磁石挿入孔が設けられている場合には、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に沿った線を意味する。第２の境界線の傾きは、回転子の飽和磁束密度と磁石挿入孔に挿入される永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度の比によって決定されるため、回転子を構成する材料や永久磁石を構成する材料によって異なる。
連通孔を、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に設けないことにより、ｑ軸磁束を流す磁束通路を確保することができる。これにより、リラクタンストルクの低下を抑制しながら（永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら）連通孔を回転子に設けることができる。また、連通孔を、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けないことにより、ｄ軸磁束を流す磁束通路を確保することができる。これにより、マグネットトルクの低下を抑制しながら（永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら）連通孔を回転子に設けることができる。本発明では、ｑ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果と、ｄ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果を得ることができる。
一般的に、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心により回転子を構成する場合には、回転子鉄心を一体的に固定するためのカシメピンを挿入するカシメピン挿入孔が設けられる。カシメピン挿入孔の配設位置は、磁石挿入孔の形状等によって選択される。本発明の「回転子の連通孔」は、カシメピンを挿入するためのカシメピン挿入孔を包含しない。本発明の「回転子の連通孔」は、典型的には、熱交換器に供給する冷却媒体を流す冷却媒体通路、回転子を冷却する冷却媒体（例えば、冷却風）を流す冷却用通路、回転子の重量を低減するための孔として使用される。カシメピン挿入孔が第１の領域や第２の領域に設けられる場合には、例えば、磁性体で構成されたカシメピンを用いることにより、本発明の効果が低減するのを防止することができる。
なお、本発明の永久磁石電動機を、固定子に設けた連通孔と回転子に設けた連通孔によって冷却媒体通路を構成する圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、固定子に設ける連通孔の総断面積を低減する構成と、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設ける構成を組み合わせることができる。これにより、冷却媒体通路の総断面積を確保しながら、永久磁石電動機全体の効率を向上させることができる。
【０００５】
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子の連通孔を、磁石挿入孔の内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域、あるいは、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域の一方に設けられていない。
本発明の連通孔は、第１発明の連通孔と同様の構成の連通孔を用いることができる。
前述したように、連通孔が、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に設けられていないことにより、ｑ軸磁束を流す磁束通路を確保することができ、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。また、連通孔が、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていないことにより、ｄ軸磁束を流す磁束通路を確保することができ、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
本発明では、ｑ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果あるいはｄ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果を得ることができる。
【０００６】
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子の外周面は、主磁極部のｄ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第２の曲線面が交互に接続されて形成されている。そして、第２の曲線面の曲率が第１の曲線面の曲率より大きく設定されている。
ここで、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子の中心と補助磁極部の周方向中央部とを結ぶ線を「ｑ軸」という。
第１及び第２の曲線面の形状は、外周方向に突状に形成されている曲線形状であればよい。第１及び第２の曲線面の周方向の長さ（回転子の中心に対する角度）は適宜設定される。
本発明では、回転子の特定箇所に磁束が集中するのを防止することができるとともに、磁束量の変化を小さくして起電力波形に含まれる高調波成分を低減することができ、効率を十分に向上させることができる。
【０００７】
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、磁石挿入孔は、回転子の外周面に対向して配置されている端壁を有している。そして、回転子の外周面の、端壁と対向する個所に切欠部が形成されている。あるいは、回転子の外周面と磁石挿入孔の端壁との間に孔が設けられている。孔は空隙であってもよいし、非磁性体が充填されていてもよい。
本発明では、磁石挿入孔に挿入されている永久磁石が短絡されるのを防止することができる。
【０００８】
本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、主磁極部には、磁石挿入孔が、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数層設けられている。そして、複数層の磁石挿入孔のうち、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に基づいて、第１及び第２の境界線が設定されている。
本発明では、主磁極部に磁石挿入孔が複数層設けられている回転子を有する永久磁石電動機に対しても、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設けることができる。
【０００９】
本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子は電磁鋼板により構成され、永久磁石としてネオジウム磁石が用いられている。そして、第２の境界線の傾きが０．５（略０．５を含む）に設定されている。
永久磁石としてネオジウム磁石を用いることにより、高効率の永久磁石電動機を得ることができる。一般的に、電磁鋼板の飽和磁束密度は約１．８テスラであり、また、ネオジウム磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）が約０．９テスラに設計される。この場合、第２の境界線の傾きとして約０．５が設定される。
本発明では、電磁鋼板を積層して回転子（回転子コア）を構成し、ネオジウム磁石を永久磁石として用いた永久磁石電動機に対しても、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設けることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜５に記載の永久磁石電動機を用いれば、効率低下を抑制しながら、回転子に連通孔を設けることができる永久磁石電動機を得ることができる。
なお、本発明の永久磁石電動機を、固定子及び回転子に連通孔を設け永久磁石電動機として構成する場合には、固定子に設ける連通孔の総断面積を低減する構成と、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設ける構成を組み合わせることができる。この場合には、連通孔の総断面積を確保しながら、永久磁石電動機全体の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、圧縮機駆動用電動機として用いられる永久磁石電動機について説明する。また、磁極数が４（極対数が２）である回転子と、スロットに固定子巻線が分布巻方式で収納されている永久磁石電動機について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に示す。なお、図１は第１の実施の形態の軸方向に直角な断面図であり、図２は図１の実施の形態の詳細な説明図である。
本実施の形態では、回転子（ロータ）１０と固定子（ステータ）３０を有している。
本実施の形態では、回転子１０は、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心(回転子コア)１１により構成されている。
回転子１０（厳密には、回転子鉄心１１）には、回転中心部に回転軸挿入孔１９が設けられている。回転軸挿入孔１９には、典型的には、回転軸挿入孔１９の内径より大きい外径を有する（「締め代」を有する）回転軸２０が、焼き嵌め方法や圧入方法によって挿入される。「焼ばめ方法」は、回転子１０を加熱することによって回転軸挿入孔１９の内径を大きくした後、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する方法である。「圧入方法」は、強力な力で回転軸２０を押すことによって、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する方法である。
また、回転子１０には、軸方向に直角な断面で見て、磁石挿入孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている主磁極部ａ、ｂ、ｃ、ｄと、補助磁極部ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ｄａが周方向に交互に配置されている。磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄには、永久磁石１２ａ〜１２ｄが挿入される。永久磁石１２ａ〜１２ｄは、典型的には、隙間嵌め方法を用いて磁石挿入孔に挿入される。すなわち、永久磁石１２ａ〜１２ｄが磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入された時に、永久磁石１２ａ〜１２ｄと磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄを形成する壁との間に隙間が形成されるように、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内周形状（壁間の距離）あるいは永久磁石１２ａ〜１２ｄの外周形状（軸方向に直角な断面の長さあるいは幅）が設定される。また、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入される永久磁石１２ａ〜１２ｄの極性は、隣接する主磁極部ａ〜ｄが異なる極性となるように選択される。
本実施の形態では、永久磁石１２ａ〜１２ｄは、永久磁石１２ａ〜１２ｄの中心が磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの中心（ｄ軸）と略一致するように磁石挿入孔１２ａ〜１２ｄに挿入される。
永久磁石としては、フェライト磁石や希土類磁石を用いることができる。フェライト磁石は、温度が高くなると磁束密度が低下する特性を有している。これに対し、希土類磁石は、温度が高くなっても磁束密度の低下が少ない特性を有している。ここで、圧縮機の内部は温度が高くなるため、永久磁石電動機を圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、希土類磁石を永久磁石として用いるのが好ましい。特に、希土類系のネオジウム磁石を用いるのが好ましい。ネオジウム磁石は、例えば、Ｎｄ（ネオジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｂ（ボロン）を組成成分として構成される。
これにより、本実施の形態の永久磁石電動機は、主磁極部ａ〜ｄの磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入されている永久磁石１２ａ〜１２ｄの磁束によるマグネットトルクと、補助磁極部ａｂ〜ｄａの突極性によるリラクタンストルクの両方を利用することができる。
なお、一般的には、電磁鋼板にはカシメピン挿入孔が形成される。そして、電磁鋼板を積層して積層体を形成した後、カシメピン挿入孔にカシメピンを挿入することによって積層体を一体的に固定する。本実施の形態では、カシメピンを磁性体で形成している。これにより、カシメピン挿入孔が、後述する第１の領域あるいは第２の領域に設けられた場合でも、カシメピン挿入孔による磁束通路の減少を防止することができる。本発明の連通孔には、このカシメピン挿入孔は含まれない。
【００１３】
本実施の形態では、主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が直線状である磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄが１層設けられ、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄには、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する（平板形状）永久磁石が挿入されている。
磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄが設けられている主磁極部ａ〜ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａは、同様の構成であるため、主磁極部ａ、主磁極部ａの周方向両側に設けられている補助磁極部ｄａ、ａｂの構成について説明する。なお、各主磁極部ａ〜ｄの構成要素の符号として、各主磁極部ａ〜ｄの構成要素であることを示す「ａ」〜「ｄ」を付した符号を用いている。
主磁極部ａに設けられている磁石挿入孔１１ａは、外壁１１ａ１、内壁１１ａ２、端壁１１ａ３、１１ａ４、内側側壁１１ａ５、１１ａ６により形成されている。
内壁１１ａ２は、回転軸挿入孔１９（回転子１０の回転中心Ｏ）側に配置されている。外壁１１ａ１は、内壁１１ａ２に対して、回転軸挿入孔１９と反対側に配置されている。本実施の形態では、内壁１１ａ２と外壁１１ａ１は、主磁極部ａのｄ軸に直交し、平行に形成されている。なお、内壁１１ａ２と外壁１１ａ１は、ｄ軸に厳密に直交していなくてもよく（略直角であればよい）、また、厳密に平行でなくてもよい（略平行でもよい）。
端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に対向する位置に配置されている。本実施の形態では、端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に平行に形成されている。勿論、端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に厳密に平行でなくてもよい（略平行であってもよい）。
なお、以下に説明する各実施の形態では、特に断りがない限り、磁石挿入孔の外壁と内壁は平行（略平行を含む）に形成され、端壁は回転子の外周面に平行（略平行を含む）に形成されている。
内側側壁１１ａ５、１１ａ６は、隣接する主磁極部に対向する位置に設けられ、補助磁極部に磁束通路を形成する。
また、磁石挿入孔１１ａには、内側に突出し、永久磁石を位置決めするための位置決め用突起１１ａ７、１１ａ８が形成されている。これにより、永久磁石１２ａが磁石挿入孔１１ａに挿入されると、永久磁石１２ａは位置決め用突起１１ａ７、１１ａ８によって移動が規制される。また、本実施の形態では、永久磁石１２ａ〜１２ｄが磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入された時、永久磁石１２ａ〜１２ｄの端部と回転子１０の外周面との間に空隙部が形成される。この空隙部によって、永久磁石１２ａ〜１２ｄの端部での磁束短絡量を低減することができる。これにより、有効磁束量を増加させることができ、効率が向上する。なお、空隙には、非磁性体を充填することもできる。
また、回転子１０の外周面には、磁石挿入孔１１ａの端壁１１ａ３、１１ａ４と対向する箇所に、切欠部１０ａ１、１０ａ２が設けられている。すなわち、回転子１０の回転中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形の面から、端壁１１ａ３、１１ａ４に対向する箇所に、深さＤ及び周方向の長さＴを有する（あるいは、回転中心Ｏに対する角度）切欠部１０ａ１、１０ａ２を設けている。
これにより、回転子１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差する外周面１０Ａ〜１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差する外周面１０ＡＢ〜１０ＤＡを有している。なお、「ｄ軸」は、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子中心Ｏと主磁極部ａ〜ｄの周方向中央部とを結ぶ線である。また、「ｑ軸」は、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子中心Ｏと補助磁極部ａｂ〜ｄａの周方向中央部とを結ぶ線である。また、外周面１０Ａ〜１０Ｄ、１０ＡＢ〜１０ＤＡは、回転子中心Ｏから曲率半径Ｒの円弧形状を有している。
【００１４】
固定子３０は、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心（固定子コア）３１により構成されている。また、固定子３０（固定子鉄心３１）は、リング（ケース）４０内に収容される。
固定子（厳密には、固定子鉄心３１）には、回転子１０の外周面と対向する箇所にティース３２が設けられている。ティース３２は、ティース基部３２ａと、ティース基部３２ａの周方向（回転子１０の回転方向）の両側に設けられているティース端部３２ｂ、３２ｃにより構成されている。そして、ティース基部３２ａ、ティース端部３２ｂ、３２ｃの先端面によってティース先端面３２ｄが形成されている。回転子１０は、回転子１０の外周面１０Ａ〜１０Ｄと、ティース３２のティース先端面３２ｄとの間の間隔（ギャップ）がｇとなるように配設されている。
また、ティース３２によってスロット３３が形成されている。そして、スロット３３には、固定子コイル（図示省略）が分布巻方式で収納されている。
なお、一般的には、電磁鋼板にはカシメピン挿入孔が形成される。そして、電磁鋼板を積層して積層体を構成した後、カシメピン挿入孔にカシメピンを挿入することによって積層体を固定する。本実施の形態では、カシメピンを磁性体で形成している。これにより、積層鋼板に形成されるカシメピン挿入孔による磁束通路の減少を防止することができる。
【００１５】
永久磁石電動機には、圧縮機の吸入管に流入した冷却媒体を圧縮機の吐出管から吐出するための冷却媒体通路が設けられている。
本実施の形態では、図１に示すように、永久磁石電動機の固定子３０（固定子鉄心３１）の外周面に、軸方向に沿って切欠部３４ａが形成されている。そして、固定子３０の外周面に形成されている切欠部３４ａと、固定子３０を収容しているリング（ケース）４０によって、軸方向に連通する冷却媒体通路３４が設けられる。固定子３０に設けられる冷却媒体通路３４の配設位置や断面積は適宜設定される。
なお、固定子３０を構成する固定子鉄心３１に孔を形成し、冷却媒体通路として用いることもできる。
また、永久磁石電動機の回転子１０には、軸方向に沿って連通孔１８が形成されている。この連通孔１８は、冷却媒体通路として用いられる。
【００１６】
リラクタンストルクを発生させるｑ軸磁束は、主磁極部を挟んで隣接して配置されている補助磁極部の間の磁束通路を流れる。主磁極部を挟んで隣接して配置されている補助磁極部間をｑ軸磁束が流れる磁束通路は略同じであるため、以下では、主磁極部ａを挟んで隣接して配置されている補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間の磁束通路について説明する。
図３には、主磁極部ａを挟んで隣接して配置されている補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間を、ティース３２Ｂから、補助磁極部ａｂの外周面１０ＡＢ、補助磁極部ａｂ、磁石挿入孔１１ａより回転軸挿入孔１９側（回転中心Ｏ側）の箇所、補助磁極ｄａ、補助磁極部ｄａの外周面１０ＤＡを介してティース３２Ａの方向に流れるｑ軸磁束が矢印で示されている。なお、ｑ軸磁束は、逆方向にも流れる。
ここで、分布巻方式を用いて固定子コイルをスロット３３に収容する場合には、ティース３２のティース幅Ｔ（ティース基部３２ａの最も狭い幅）が、補助磁極部１０ａｂの外周面１０ＡＢ、補助磁極部１０ｄａの外周面１０ＤＡの周方向の長さより短くなる。このため、ｑ軸磁束の量は、ティース３２のティース幅Ｔによって制限される。したがって、ｑ軸磁束を流すための磁束通路としては、ティース３２のティース幅Ｔを有する磁束通路が確保されていればよい。
補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間に形成され、ティース３２のティース幅Ｔを有する磁束通路は、図３に右下がり斜線で示す第１の領域Ｍａである。この第１の領域Ｍａは、簡略的には、磁石挿入孔１１ａの、回転軸挿入孔１９側（回転中心Ｏ側）に配置されている内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって決定される。
同様に、補助磁極部ａｂと補助磁極部ｂｃの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｂの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｂ２に沿った線ｓｂと、線ｓｂに平行であり、線ｓｂから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｂとによって決定される第１の領域Ｍｂである。また、補助磁極部ｂｃと補助磁極部ｃｄの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｃの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃに平行であり、線ｓｃから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｃとによって決定される第１の領域Ｍｃである。また、補助磁極部ｃｄと補助磁極部ｄａの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｄの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｄ２に沿った線ｓｄと、線ｓｄに平行であり、線ｓｄから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｄによって決定される第１の領域Ｍｄである。
したがって、回転子１０に連通孔１８を設ける場合、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２を基準として決定される第１の境界線ｍａ〜ｍｄと、内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄに連通孔１８を設けないことにより、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域に連通孔１８を設けることにより、ｑ軸磁束の量の減少を抑制することができ、リラクタンストルクの低下を抑制することができる。すなわち、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
なお、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄは、第１の境界線ｍａ〜ｍｄ上の領域を含まないように設定するのが好ましい。
【００１７】
マグネットトルクを発生させるｄ軸磁束は、補助磁極部を挟んで隣接して配置されている主磁極部の間の磁束通路を流れる。補助磁極部を挟んで隣接して配置されている主磁極部間をｄ軸磁束が流れる磁束通路は略同じであるため、以下では、補助磁極部ｂｃを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｂと主磁極部ｃの間の磁束通路及び補助磁極部ｃｄを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｃと主磁極部ｄの間の磁束通路について説明する。
図４には、補助磁極部ｂｃを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｂと主磁極部ｃの間を、ティース３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｇから、主磁極部ｃの外周面１０Ｃ、主磁極部ｃ、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃに挿入されている永久磁石１２ｃ、主磁極部ｃに隣接する補助磁極部ｂｃ、補助磁極部ｂｃに隣接する主磁極部ｂに設けられている磁石挿入孔１１ｂに挿入されている永久磁石１２ｂ、主磁極部ｂ、主磁極部ｂの外周面１０Ｂを介してティース３２Ｃ、３２Ｄの方向に流れるｄ軸磁束と、補助磁極部ｃｄを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｃと主磁極部ｄの間を、ティース３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｇから、主磁極部ｃの外周面１０Ｃ、主磁極部ｃ、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃに挿入されている永久磁石１２ｃ、主磁極部ｃに隣接する補助磁極部ｃｄ、補助磁極部ｃｄに隣接する主磁極部ｄに設けられている磁石挿入孔１１ｄに挿入されている永久磁石１２ｄ、主磁極部ｄ、主磁極部ｄの外周面１０Ｄを介してティース３２Ｈ、３２Ｉの方向に流れるｄ軸磁束が矢印で示されている。ｄ軸磁束は、主磁極部に設けられている磁石挿入孔に挿入されている永久磁石と、当該主磁極部に対して周方向両側に隣接して配置されている主磁極部に設けられている磁石挿入孔の間を流れる（図４では、永久磁石１２ｃから流れる磁束は、永久磁石１２ｂ、１２ｄの方向に２分される。）。なお、ｄ軸磁束は、逆方向にも流れる。
ここで、一般的に、電磁鋼板固有の磁束密度の最大値は、永久磁石の磁束密度の最大値より小さい。このため、隣接する主磁極部に設けられている永久磁石の間を流れる磁束の量の最大値は、永久磁石から回転子に流れる磁束の量の最大値によって制限される。また、電磁鋼板を積層して形成された回転子（回転子鉄心）を流れる磁束の量の最大値は電磁鋼板の飽和磁束密度に基づいて定まる。なお、永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の量の最大値は永久磁石の磁束密度(設定磁束密度)に基づいて設計される。
このため、ｄ軸磁束を流すための磁束通路としては、回転子１０（回転子鉄心１１）の飽和磁束密度と永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束の磁束密度によって定まる磁束通路が確保されていればよい。
主磁極部ｃと主磁極部ｂ及びｄの間に形成され、回転子１０（回転子鉄心１１）の飽和磁束密度と永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束密度によって定まる磁束通路は、図４に右斜線で示す第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２である。この第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２は、簡略的に、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃの内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから周方向に隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１０（回転子コア）の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束の磁束密度に対応する長さＨとの比（Ｈ／Ｌ）の傾きを有する第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって決定される。なお、点Ｐｃは、主磁極部ｃに設けられている永久磁石の、回転軸挿入孔１９側の側面の中心点を用いるのが好ましいが、通常、永久磁石の中心が主磁極部の中心（ｄ軸）に略一致するように永久磁石１２ｃが主磁極部ｃに配置されるため、本実施の形態では、線ｓｃとｄ軸が交差する点を点Ｐｃとして用いている。
同様に、主磁極部ａと主磁極部ｂ及びｄの間に形成される磁束通路は、主磁極部ａに設けられている磁石挿入孔１１ａの内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａと主磁極部ａのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ａから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎａ１、ｎａ２とによって決定される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２である。また、主磁極部ｂと主磁極部ａ及びｃの間に形成される磁束通路は、主磁極部ｂに設けられている磁石挿入孔１１ｂの内壁１１ｂ２に沿った線ｓｂと、線ｓｂと主磁極部ｂのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ａ、ｃの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ｂから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎｂ１、ｎｂ２とによって決定される第２の領域Ｎｂ１、Ｎｂ２である。また、主磁極部ｄと主磁極部ｃ及びａの間に形成される磁束通路は、主磁極部ｄに設けられている磁石挿入孔１１ｄの内壁１１ｄに沿った線ｓｄと、線ｓｄと主磁極部ｄのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ｃ、ａの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ｄから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される第２の領域Ｎｄ１、Ｎｄ２である。
したがって、回転子１０に連通孔１８を設ける場合、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２を基準として決定される第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２に連通孔１８を設けないことにより、言い換えれば、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域に連通孔１８を設けることにより、ｄ軸磁束の量の減少を抑制することができ、マグネットトルクの低下を抑制することができる。すなわち、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
なお、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２は、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２上の領域を含まないように設定するのが好ましい。
【００１８】
永久磁石電動機の永久磁石としてはフェライト磁石や希土類磁石等の種々の磁石を用いることができるが、永久磁石電動機を圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、温度が高くなっても磁束密度の低下が低い希土類磁石が用いられる。また、希土類磁石の中でも、永久磁石電動機の効率向上の観点からネオジウム磁石が用いられる。一般的には、ネオジウム磁石の磁束密度（設定磁束密度）は、約１．１テスラ〜１．４テスラの範囲に設定される。
ここで、永久磁石電動機を製造する際、永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度が、設定磁束密度より低い磁束密度となるように設計される。例えば、永久磁石から回転子１０（回転子鉄心１１）に約０．９テスラの磁束密度（設計磁束密度）の磁束が流れるように設計される。
また、回転子を構成する電磁鋼板の飽和磁束密度は、一般的に、約１．８テスラである。
この場合、前述した、回転子１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度に対応する長さＨとの比（Ｈ／Ｌ）は、（Ｈ／Ｌ＝０．９／１．８＝１／２）となる。すなわち、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄと、線ｓａ〜ｓｄと主磁極部ａ〜ｄのｄ軸が交差する点から周方向両側に隣接する主磁極部の方向に延び、傾きが略０．５である第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成される。
【００１９】
連通孔１８を、図５に示す回転子１０の領域Ｘ、すなわち、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄとにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図３参照）と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄとにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２（図４参照）に設けない場合、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに設けた場合の永久磁石電動機の効率について検討した結果を図６に示す。図６において、横軸は連通孔の総断面積を示し、縦軸は永久磁石電動機の効率を示している。なお、図６は、同じ大きさの固定子及び回転子を用い、連通孔の配置位置、数、断面積を変えた場合の「連通孔の総面積−効率」グラフを示している。
図６に示されているように、領域Ｘに連通孔１８を設けないで領域Ｙに連通孔１８を設けた場合には、連通孔１８の総断面積が増大しても永久磁石電動機の効率は殆ど低下していない。一方、領域Ｘに連通孔１８を設けた場合には、連通孔１８の総断面積の増加とともに永久磁石電動機の効率が低下している。
したがって、図５に示す、各主磁極部ａ〜ｄの磁石収容孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に基づいて決定される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図３参照）と第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２（図４参照）を含む領域Ｘを確保した状態で、領域Ｘを除いた領域、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔１８を設けることにより、永久磁石電動機の効率を低下させることなく、回転子１０に連通孔１８を設けることができる。
【００２０】
前述したように、噴霧状の潤滑油の吐出による熱交換器での熱交換効率の低下を防止するためには、冷却媒体通路として用いられる連通孔の総断面積を大きくする必要がある。冷却媒体通路として用いる連通孔は、永久磁石電動機の固定子及び回転子のいずれに設けられていてもよい。
本実施の形態では、固定子３０に連通孔３４を設けるとともに、回転子１０に連通孔１８を設けている。
これにより、噴霧状の潤滑油の吐出による熱交換器での熱交換効率の低下を防止するために必要な連通孔の総断面積を確保する際に、固定子３０に設けられる連通孔３４の総断面積を低減することができる。
また、本実施の形態では、ティース幅、回転子の飽和磁束密度、永久磁石の磁束密度（設計磁束密度）によって決定される領域Ｘを除く領域Ｙ、すなわち、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２より回転軸挿入孔１９側に設定された第１の境界線ｍａ〜ｍｄ及び第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔１８を設けている。これにより、永久磁石電動機の効率を低下させることなく、回転子１０に連通孔１８を設けることができる。
このように、本実施の形態では、固定子に設ける連通孔３４の総断面積を低減して永久磁石電動機の効率を向上させる構成と、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される領域Ｘに連通孔１８を設けない構成（領域Ｙに連通孔１８を設ける構成）、すなわち、永久磁石電動機の効率を低下させることなく回転子１０に連通孔１８を設けることができる構成を組み合わせて用いることができる。これにより、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
【００２１】
また、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、回転子１０の外径を大きくする応力が永久磁石１２ａ〜１２ｄに加わる。特に、焼きばめ方法を用いて回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、回転子１０（回転子鉄心１１）の熱膨張率と永久磁石１２ａ〜１２ｄの熱膨張率と違いによる応力も永久磁石１２ａ〜１２ｄに加わる。このため、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時に、永久磁石１２ａ〜１２ｄが割れたり、欠けたりする虞がある。
本実施の形態では、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄと回転軸挿入孔１９の間に連通孔１８が設けられている。これにより、回転子１０の外径を大きくする応力が連通孔１８で吸収される。また、焼きばめ方法を用いて回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、連通孔１８によって、永久磁石１２ａ〜１２ｄへの熱の伝達が抑制される。これにより、永久磁石１２ａ〜１２ｄの応力による割れや欠けを防止することができる。
【００２２】
以上の説明では、簡略的に、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに対応する第１の領域Ｍａ〜Ｍｄを、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成し、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２を、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成したが、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ及び第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２をより正確に形成することもできる。例えば、図３に示すように、磁石挿入孔１１ａに対応する第１の領域Ｍａを、第1の境界線ｍａと、内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、内側側壁１１ａ５、１１ａ６に沿った線ｓａ２、ｓａ３によって形成し、また、図４に示すように、磁石挿入孔１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２を、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と、内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、内側側壁１１ｃ５、１１ｃ６に沿った線ｓｃ２、ｓｃ３により形成することもできる（図３、図４に右下がり斜線で示す領域）。この場合には、より効果的に効率低下を抑制することができる第１の領域及び第２の領域を設定することができる。この場合、磁石挿入孔１１ｂ〜１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄ、第２の領域Ｎｂ１、Ｎｂ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２も同様に設定する。
また、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２に連通孔１８を設けない態様としては、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔を設ける態様や、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの外壁１１ａ１〜１１ｄ１より回転子１０の外周面側の領域に連通孔を設ける態様が含まれる。なお、マグネットトルクを発生させる磁束を流す通路の面積を確保する観点からは、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔を設ける態様を用いるのが好ましい。
このような構成は、以下の各実施の形態でも用いることができる。
【００２３】
第１の実施の形態では、断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したが、磁石挿入孔や永久磁石の形状や数等は適宜変更可能である。以下に、他の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明では、固定子は、図１及び図２に示した固定子と同様の固定子を用いているため、説明を省略する。また、磁石挿入孔に永久磁石を位置決めするための位置決め突部を省略して説明しているが、位置決め突部を設けることもできる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を、図７〜９に示す。第２の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が台形形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子１１０には、各主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されている台形形状を有している磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔１１１ａは、外壁１１１ａ１、内壁１１１ａ２、外側側壁１１１ａ３、１１１ａ４、内側側壁１１１ａ５、１１１ａ６、端壁１１１ａ７、１１１ａ８により構成されている。また、磁石挿入孔１１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石１１２ａ１、１１２ａ２、１１２ａ３が挿入されている。他の磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄは、磁石挿入孔１１１ａと同様の構成である。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子１１０の外周面には、磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部１１０ａ１、１１０ａ２〜１１０ｄ１、１１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子１１０（回転子鉄心１１１）の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面１１０Ａ〜１１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面１１０ＡＢ〜１１０ＤＡにより構成されている。
【００２４】
本実施の形態では、図８に示すように、磁石挿入孔１１１ａの内壁１１１ａ２と、内壁１１１ａ２に沿った線ｓａと平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔１１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔１１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図８に図示を省略しているが、磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄの内壁１１１ｂ２〜１１１ｄ２と、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄ（図９参照）とによって、磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図８に示すように、磁石挿入孔１１１ｃの内壁１１１ｃ２と、内壁１１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１１０（回転子鉄心１１１）の飽和磁束密度と永久磁石１１２ｃ１から回転子１１０（回転子鉄心１１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔１１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図８に図示を省略しているが、磁石挿入孔１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｄの内壁１１１ａ２、１１１ｂ２、１１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図９参照）とによって、磁石挿入孔１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄ（図９参照）と磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図示省略）と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２（図９参照）と磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に連通孔を設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１１９側の領域）に連通孔を設けている（図９参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００２５】
以上の説明では、簡略的に、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄを、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成し、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２を、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成したが、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ及び第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２をより正確に形成することもできる。例えば、図８に示すように、第１の領域Ｍａを、第1の境界線ｍａと、内壁１１１ａ２に沿った線ｓａと、内側側壁１１１ａ５、１１１ａ６に沿った線ｓａ２、ｓａ３によって形成し、第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２を、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と、内壁１１１ｃ２に沿った線ｓｃと、内側側壁１１１ｃ５、１１ｃ６に沿った線ｓｃ２、ｓｃ３により形成することもできる（図８に斜線で示す領域）。この場合、第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄ、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２も同様に設定する。
これにより、より効果的に効率低下を抑制することができる第１の領域及び第２の領域を形成することができる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態を図１０〜１２に示す。第３の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子２１０には、各主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状に形成されているＶ字形状を有している磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔２１１ａは、外壁２１１ａ１、２１１ａ２、内壁２１１ａ３、２１１ａ４、端壁２１１ａ５、２１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔２１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石２１２ａ１、２１２ａ２が挿入されている。他の磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄは、磁石挿入孔２１１ａと同様の構成である。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子２１０（回転子鉄心２１１）の外周面には、磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部２１０ａ１、２１０ａ２〜２１０ｄ１、２１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子２１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面２１０Ａ〜２１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面２１０ＡＢ〜２１０ＤＡにより構成されている。
【００２７】
本実施の形態では、図１１に示すように、磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ３に沿った線ｓａ１と、線ｓａ１に平行であり、線ｓａ１から回転軸挿入孔２１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１とによって、また、磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ４に沿った線ｓａ２と、線ｓａ２に平行であり、線ｓａ２から回転軸挿入孔２１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ２とによって、磁石挿入孔２１１ａに対応する第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２が形成されている。なお、図１１に図示を省略しているが、磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄの内壁２１１ｂ３、２１１ｂ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４と、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２（図１２参照）とによって、磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ１、Ｍｂ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２が形成されている。
また、図１１に示すように、磁石挿入孔２１１ｃの内壁２１１ｃ３に沿った線ｓｃ１及び磁石挿入孔２１１ｃの内壁２１１ｃ４に沿った線ｓｃ２（磁石挿入孔の内壁に沿った線）と、線ｓｃ１及び線ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子２１０（回転子鉄心２１１）の飽和磁束密度と永久磁石２１２ｃ１、２１２ｃ２から回転子２１０（回転子鉄心２１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔２１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１１に図示を省略しているが、磁石挿入孔２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｄの内壁２１１ａ３、２１１ａ４、２１１ｂ３、２１１ｂ４、２１１ｄ３、２１１ｄ４と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図１２参照）とによって、磁石挿入孔２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ３、２１１ａ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄの内壁２１１ａ３、２１１ａ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔２１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔２１９側の領域）に連通孔を設けている（図１２参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００２８】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態を、図１３〜１５に示す。第４の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されている曲線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が曲線形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子３１０には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状に形成されている曲線形状を有している磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔３１１ａは、外壁３１１ａ１、内壁３１１ａ２、端壁３１１ａ３、３１１ａ４により構成されている。また、磁石挿入孔３１１ａには、断面形状が曲線形状を有する永久磁石３１２ａが挿入されている。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子３１０（回転子鉄心３１１）の外周面には、磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部３１０ａ１、３１０ａ２〜３１０ｄ１、３１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子３１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面３１０Ａ〜３１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面３１０ＡＢ〜３１０ＤＡにより構成されている。
【００２９】
本実施の形態では、磁石挿入孔３１１ａの内壁３１１ａ２に沿った線ｓａと平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔３１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた線を第１の境界線ｍａとしている（図１４参照）。
また、磁石挿入孔３１１ｃの内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部の方向に延び、回転子３１０（回転子鉄心）の飽和磁束密度と永久磁石３１２ｃから回転子３１０（回転子鉄心３１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする線を第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２としている（図１４参照）。本実施の形態では、接線の方向（１次微分値のベクトル方向）が、内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃの接線の方向（１次微分値のベクトル方向）に対して、回転子３１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石３１２ｃの磁束密度に対応する長さＨとの比に対応する傾きを有するように第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２を決定する。
本実施の形態では、図１４に示すように、磁石挿入孔３１１ａの内壁３１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔３１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔３１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１４に図示を省略しているが、磁石挿入孔３１１ｂ〜３１１ｄの内壁３１１ｂ２〜３１１ｄ２と、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄ（図１５参照）とによって、磁石挿入孔３１１ｂ〜３１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１４に示すように、磁石挿入孔３１１ｃの内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子３１０（回転子鉄心３１１）の飽和磁束密度と永久磁石３１２ｃから回転子３１０（回転子鉄心３１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔３１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。本実施の形態では、接線の方向（１次微分値のベクトル方向）が、内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃの接線の方向（１次微分値のベクトル方向）に対して、回転子３１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石３１２ｃの磁束密度に対応する長さＨとの比に対応する傾きを有するように第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２を決定する。なお、図１４に図示を省略しているが、磁石挿入孔３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｄの内壁３１１ａ２、３１１ｂ２、３１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図１５参照）とによって、磁石挿入孔３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの内壁３１１ａ２〜３１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの内壁３１１ａ２〜３１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に連通孔１８を設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔３１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔３１９側の領域）に連通孔を設けている（図１５参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３０】
以上の実施の形態では、主磁極部に対応する外周面と補助磁極部に対応する外周面の曲率半径を同じ値に設定した場合について説明した。ここで、主磁極部に対応する外周面と補助磁極部対応する外周面の曲率半径が同じ値に設定されていると、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化し、音や振動等が発生する虞がある。
この場合、主磁極部に対応する外周面の曲率半径と補助磁極部に対応する外周面の曲率半径を異ならせることにより、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化するのを防止することができる。
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態を、図１６に示す。第５の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子４１０（回転子鉄心４１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔４１１ａは、外壁４１１ａ１、内壁４１１ａ２、端壁４１１ａ３、４１１ａ４、内側側壁４１１ａ５、４１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔４１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石４１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子４１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差し、回転子４１０の中心Ｏを中心とする第１の曲率半径Ｒｄを有する曲線形状（円弧形状）の外周面４１０Ａ〜４１０Ｄと、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差し、点Ｑを中心とする第２の曲率半径Ｒｑを有する曲線形状（円弧形状）の外周面４１０ＡＢ〜４１０ＤＡにより構成されている。なお、外周面４１０ＣＤの曲率中心Ｑは、回転子の中心０に対して、外周面４１０ＣＤと反対側に設けられ、第２の曲率半径Ｒｑは、第１の曲率半径Ｒｄより大きく設定されている（Ｒｑ＞Ｒｄ）。
【００３１】
本実施の形態では、図１６に示すように、磁石挿入孔４１１ａの内壁４１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔４１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔４１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１６に図示を省略しているが、磁石挿入孔４１１ｂ〜４１１ｄの内壁４１１ｂ２〜４１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔４１１ｂ〜４１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１６に示すように、磁石挿入孔４１１ｃの内壁４１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子４１０（回転子鉄心４１１）の飽和磁束密度と永久磁石４１２ｃから回転子４１０（回転子鉄心４１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔４１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１６に図示を省略しているが、磁石挿入孔４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｄの内壁４１１ａ２、４１１ｂ２、４１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄの内壁４１１ａ２〜４１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄの内壁４１１ａ２〜４１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔４１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔４１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有している。また、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化するのを防止することができる。
【００３２】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態を、図１７に示す。第６の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子５１０（回転子鉄心５１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔５１１ａは、外壁５１１ａ１、内壁５１１ａ２、端壁５１１ａ３、５１１ａ４、内側側壁５１１ａ５、５１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔５１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石５１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差し、回転子５１０の中心Ｏを中心とする第１の曲率半径Ｒｄを有する曲線形状（円弧形状）の外周面５１０Ａ〜５１０Ｄと、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差し、点Ｑを中心とする第２の曲率半径Ｒｑを有する曲線形状（円弧形状）の外周面５１０ＡＢ〜５１０ＤＡにより構成されている。なお、第２の曲率半径Ｒｑは、第１の曲率半径Ｒｄより大きく設定されている（Ｒｑ＞Ｒｄ）。
また、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の外周面（補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面）５１０ＡＢ〜５１０ＤＡには、磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの端壁と対向する箇所に切欠部５１０ａ１、５１０ａ２〜５１０ｄ１、５１０ｄ２が形成されている。なお、切欠部を形成する方法に代えて、回転子５１０の外周面と、磁石挿入孔の端壁との間に非磁性体が充填された孔（空隙を含む）を形成することもできる。
【００３３】
本実施の形態では、図１７に示すように、磁石挿入孔５１１ａの内壁５１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔５１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔５１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１７に図示を省略しているが、磁石挿入孔５１１ｂ〜５１１ｄの内壁５１１ｂ２〜５１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔５１１ｂ〜５１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１７に示すように、磁石挿入孔５１１ｃの内壁５１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の飽和磁束密度と永久磁石５１２ｃから回転子５１０（回転子鉄心５１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔５１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１７に図示を省略しているが、磁石挿入孔５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｄの内壁５１１ａ２、５１１ｂ２、５１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの内壁５１１ａ２〜５１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの内壁５１１ａ２〜５１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔５１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔５１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第６の実施の形態と同様の効果を有している。また、永久磁石の端部が短絡されるのを防止することができる。
【００３４】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態を、図１８に示す。第７の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入し、回転子の外周面を同じ曲率半径の曲線で構成している（円筒形状に構成している）。
本実施の形態では、回転子６１０（回転子鉄心６１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄが１層設けられている。また、磁石挿入孔６１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石６１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子６１０（回転子鉄心６１１）の外周面は、回転子６１０の回転中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒを有する円形形状に形成されている。
また、本実施の形態では、磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄと、線ｓａ〜ｓｄと平行であり、線ｓａ〜ｓｄから回転軸挿入孔６１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄに対応する第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図示省略）が形成されている。
本実施の形態では、図１８に示すように、磁石挿入孔６１１ａの内壁６１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔６１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔６１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１８に図示を省略しているが、磁石挿入孔６１１ｂ〜６１１ｄの内壁６１１ｂ２〜６１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔６１１ｂ〜６１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１８に示すように、磁石挿入孔６１１ｃの内壁６１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子６１０（回転子鉄心６１１）の飽和磁束密度と永久磁石６１２ｃから回転子６１０（回転子鉄心６１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔６１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１８に図示を省略しているが、磁石挿入孔６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｄの内壁６１１ａ２、６１１ｂ２、６１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔６１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔６１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３５】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態を図１９に示す。第８の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状である２層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子７１０（回転子鉄心７１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向の凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状である磁石挿入孔７１１ａ１、７１１ａ２〜７１１ｄ１、７１１ｄ２が２層設けられている。すなわち、主磁極部ａには、回転軸挿入孔７１９から回転子７１０の外周方向に、２層の磁石挿入孔７１１ａ１と７１１ａ２が設けられている。
磁石挿入孔７１１ａ２は、外壁７１１ａ２１、７１１ａ２２、内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４、端壁７１１ａ２５、７１１ａ２６により構成されている。また、磁石挿入孔７１１ａ２には、断面形状が長方形形状を有する永久磁石７１２ａ２１、７１２ａ２２が挿入されている。磁石挿入孔７１１ａ１は、磁石挿入孔７１１ａ２と同様の構成である。
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に、回転子７１０の外周面は、回転子７１０の中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形形状に形成されている。
【００３６】
本実施の形態では、図１９に示すように、磁石挿入孔７１１ａ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２と、線ｓａ１、ｓａ２に平行であり、線ｓａ１、ｓａ２から回転軸挿入孔７１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１、ｍａ２とによって、磁石挿入孔７１１ａに対応する第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２が形成されている。なお、図１９に図示を省略しているが、磁石挿入孔７１１ｂ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ｂ２３、７１１ｂ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２とによって、磁石挿入孔７１１ｂ２〜７１１ｄ２に対応する第１の領域Ｍｂ１、Ｍｂ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２が形成されている。
また、図１９に示すように、磁石挿入孔７１１ｃ２の内壁７１１ｃ２３、７１１ｃ２４に沿った線ｓｃ１、ｓｃ２と、線ｓｃ１、ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子７１０（回転子鉄心７１１）の飽和磁束密度と永久磁石７１２ｃ２１、７１２ｃ２２から回転子７１０（回転子鉄心７１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔７１１ｃ２に対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１９に図示を省略しているが、磁石挿入孔７１１ａ２、７１１ｂ２、７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４、７１１ｂ２３、７１１ｂ２４、７１１ｄ２３、７１１ｄ２４と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔７１１ａ、７１１ｂ、７１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔７１１ａ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔７１１ａ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔７１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔７１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３７】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態を図２０に示す。第９の実施の形態は、主磁極部のｄ軸を挟んで２つの磁石挿入孔が設けられている。
本実施の形態では、回転子８１０（回転子鉄心８１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状となるように、２個の磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２が設けられている。すなわち、主磁極部ａには、ｄ軸を挟んで両側に、磁石挿入孔８１１ａ１と８１１ａ２が、Ｖ字形状となるように設けられている。
磁石挿入孔８１１ａ１は、外壁８１１ａ１１、内壁８１１ａ１２、端壁８１１ａ１３、中央壁８１１ａ１４により構成されている。磁石挿入孔８１１ａ２は、外壁８１１ａ２１、内壁８１１ａ２２、端壁８１１ａ２３、中央壁８１１ａ２４により構成されている。また、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２には、断面形状が長方形形状を有する永久磁石８１２ａ１、８１２ａ２が挿入されている。また、磁石挿入孔８１１ａ１と８１１ａ２の間（中央壁８１１ａ１４と８１１ａ２４との間）にはブリッジ８１１ａ３が設けられている。このブリッジ８１１ａ３によって、永久磁石８１２ａ１、８１２ａ２を磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２内に保持する保持力が増大し、回転子８１０の回転に伴う遠心力に対する強度を高めることができる。
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に、回転子８１０の外周面は、回転子８１０の中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形形状に形成されている。
【００３８】
本実施の形態では、図２０に示すように、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２と、線ｓａ１、ｓａ２に平行であり、線ｓａ１、ｓａ２から回転軸挿入孔８１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１、ｍａ２とによって第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図２０に図示を省略しているが、磁石挿入孔８１１ｂ１、８１１ｂ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ｂ１２、８１１ｂ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２とによって、第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図２０に示すように、磁石挿入孔８１１ｃ１、８１１ｃ２の内壁８１１ｃ１２、８１１ｃ２２に沿った線ｓｃ１、ｓｃ２と、線ｓｃ１、ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子８１０（回転子鉄心８１１）の飽和磁束密度と永久磁石８１２ｃ１、８１２ｃ２から回転子８１０（回転子鉄心８１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図２０に図示を省略しているが、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２、８１１ｂ１、８１１ｂ２、８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２、８１１ｂ１２、８１１ｂ２２、８１１ｄ１２、８１１ｄ２２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１a１２、８１１ａ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔８１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔８１９側の領域）に連通孔を設けている。
【００３９】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、磁石挿入孔の形状、数、配置位置は、適宜変更可能である。また、複数層に形成することもできる。
磁石挿入孔に挿入する永久磁石の形状、数は、適宜変更可能である。
また、回転子の外周面の形状は適宜変更することができる。
また、回転子の外周面の形状は実施の形態で説明した形状に限定されない。例えば、主磁極部のｄ軸に交差し、回転子の中心を中心とする円弧形状の第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、回転子の中心を中心とし、第１の曲線面と異なる曲率半径を有する円弧形状の第２の曲線面で構成することもできる。この場合、第２の曲線面は、第１の曲線面を延ばした仮想円形面を切り欠いた切欠部として形成される。
また、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に連通孔を設けない態様（第１の境界線及び第２の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）を用いたが、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に連通孔を設けない態様（第１の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）あるいは第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に連通孔を設けない態様（第２の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）のいずれか一方を用いることもできる。このような構成を用いても、第１の領域と第２の領域の少なくとも一方を考慮しないで回転子に連通孔を設ける場合（領域Ｘに連通孔を設ける場合）に比べて、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
また、第１の領域を第１の境界線と内壁に沿った線により形成し、第２の領域を第２の境界線と内壁に沿った線により形成したが、第１の領域、第２の領域を形成する方法は、これに限定されず、磁石挿入孔の断面形状に応じて適宜選択することができる。例えば、磁石挿入孔が内側側壁を有している場合には、第１の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第１の領域を形成し、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第２の領域を形成することができる（図３、図４、図８の右斜線で示されている領域）。この場合には、実施の形態で説明した、第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する方法や、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁により第２の領域を形成する方法を用いる場合に比べて、より正確に第１の領域と第２の領域を形成することができ、より効率低下を抑制することができる。なお、第１の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第１の領域を形成する態様、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第２の領域を形成する態様は、第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する構成、第２の境界線と内壁に沿った線により第２の領域を形成する構成に含まれる。
また、第1の領域と第２の領域に連通孔を設けない態様としては、第１の境界線より回転軸挿入孔側の領域であって、第２の境界線より回転軸挿入孔側の領域に連通孔を設ける態様、第１の境界線より回転軸挿入孔側の領域あるいは第２の境界線より回転軸挿入孔側の領域に連通孔を設ける態様、磁石挿入孔の外壁より回転子の外周面側の領域に連通孔を設ける態様を用いることができる。
永久磁石としては、種々の永久磁石を用いることができる。その場合、第２の境界線は、使用する永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）に応じて変更される。
本発明は、各実施の形態で説明した個々の構成を単独で用いることもできるし、複数の構成を組み合わせて用いることもできる。例えば、実施の形態で説明した磁石挿入孔の形状、数、配置態様と回転子の外周面の構成態様を適宜組み合わせることができる。
実施の形態では、固定子と回転子に、冷却媒体通路として使用可能な連通孔を設ける場合について説明したが、回転子のみに連通路を設ける場合にも適用することができる。
冷却媒体通路として用いる連通孔を設ける場合について説明したが、本発明は、他の用途に用いる連通孔を設ける場合にも適用することができる。例えば、回転子を冷却する冷却媒体（例えば、冷却風）を流すための連通孔を設ける場合、回転子の重さを軽減するための連通孔を設ける場合等に好適に適用することができる。なお、一般的に、回転子を、電磁鋼板を積層した積層鉄心により構成する場合には、積層体を一体的に固定するためのカシメピンを挿入するカシメピン挿入孔が形成される。カシメピン挿入孔の配設位置は、磁石挿入孔の形状等によって選択される。本発明の「回転子の連通孔」には、カシメピンを挿入するためのカシメピン挿入孔は包含されない。カシメピン挿入孔が第１の領域や第２の領域に設けられる場合には、例えば、磁性体で構成されたカシメピンを用いることにより、本発明の効率低下を抑制する効果が低減するのを防止することができる。
また、永久磁石電動機を空調装置や冷蔵庫等の圧縮機を駆動する圧縮機駆動用電動機として用いる場合について説明したが、本発明の永久磁石電動機は、これ以外の種々の機器を駆動する電動機として用いることができる。例えば、自動車等の車両に搭載される電動機として用いることができる。自動車等の車両に搭載される電動機としては、例えば、車両を駆動する電動機、車両に搭載されている車載機器（例えば、パワーウィンドー、ワイパー、電動シート等）を駆動する電動機等が対応する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施の形態の軸方向に直角な断面図である。
【図２】第１の実施の形態の詳細説明図である。
【図３】第１の境界線を説明する図である。
【図４】第２の境界線を説明する図である。
【図５】第１の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図６】領域ＸとＹに連通孔を設けた場合の［連通孔の総面積−効率］特性を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の回転子を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図９】第２の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１０】第３の実施の形態の回転子を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図１２】第３の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１３】第４の実施の形態の回転子を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図１５】第４の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１６】第５の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１７】第６の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１８】第７の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１９】第８の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図２０】第９の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図２１】従来例の軸方向に直角な断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ 主磁極部
ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ｄａ 補助磁極部
ｍａ、ｍｂ、ｍｃ、ｍｄ、ｍａ１、ｍａ２ 第１の境界線
ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｃ１、ｎｃ２、ｎｄ１、ｎｄ２ 第２の境界線
Ｍａ、Ｍａ１、Ｍａ２ 第１の領域
Ｎｃ１、Ｎｃ２ 第２の領域
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０ 回転子
１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ１、１０ｂ２、１０ｃ１、１０ｃ２、１０ｄ１、１０ｄ２、１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ｂ１、１１０ｂ２、１１０ｃ１、１１０ｃ２、１１０ｄ１、１１０ｄ２、２１０ａ１、２１０ａ２、２１０ｂ１、２１０ｂ２、２１０ｃ１、２１０ｃ２、２１０ｄ１、２１０ｄ２、３１０ａ１、３１０ａ２、３１０ｂ１、３１０ｂ２、３１０ｃ１、３１０ｃ２、３１０ｄ１、３１０ｄ２、５１０ａ１、５１０ａ２、５１０ｂ１、５１０ｂ２、５１０ｃ１、５１０ｃ２、５１０ｄ１、５１０ｄ２ 切欠部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ、４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃ、６１１ｄ、７１１ａ１、７１１ａ２、７１１ｂ１、７１１ｂ２、７１１ｃ１、７１１ｃ２、７１１ｄ１、７１１ｄ２、８１１ａ１、８１１ａ２、８１１ｂ１、８１１ｂ２、８１１ｃ１、８１１ｃ２、８１１ｄ１、８１１ｄ２、９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄ 磁石挿入孔
１１ａ１、１１１ａ１、２１１ａ１、２１１ａ２、３１１ａ１、４１１ａ１、４１１ｂ１、４１１ｃ１、４１１ｄ１、５１１ａ１、６１１ａ２、７１１ａ２１、７１１ａ２２、８１１ａ１１、８１２ａ２１ 外壁
１１ａ２、１１１ａ２、２１１ａ３、２１１ａ４、３１１ａ２、４１１ａ２、５１１ａ２、６１１ａ２、７１１ａ２３、７１１ａ２４、８１１ａ１２、８１１ａ２２ 内壁
１１ａ３、１１ａ４、１１１ａ７、１１１ａ８、２１１ａ５、２１１ａ６、３１１ａ３、３１１ａ４、４１１ａ３、４１１ａ４、５１１ａ３、５１１ａ４、６１１ａ３、６１１ａ４、７１１ａ２５、７１１ａ２６、８１１ａ３、８１１ａ２３ 端壁
１１ａ５、１１ａ６、１１１ａ５、１１１ａ６、４１１ａ５、４１１ａ６、５１１ａ５、５１１ａ６、６１１ａ５、６１１ａ６ 内側側壁
１１ａ７、１１ａ８ 位置決め突部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１１２ａ１、１１２ｂ１、１１２ｃ１、１１２ｄ１、２１２ａ１、２１２ａ２、２１２ｂ１、２１２ｂ２、２１２ｃ１、２１２ｃ２、２１２ｄ１、２１２ｄ２、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、６１２ａ、７１２ａ２１、７１２ａ２２、８１２ａ１、８１２ａ２、９１２ａ、９１２ｂ、９１２ｃ、９１２ｄ 永久磁石
１８ 連通孔
１９、１１９、２１９、３１９、４１９、５１９、６１９、７１９、８１９、９１９ 回転軸挿入孔
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 回転軸
３０、９３０ 固定子
３１、９３１ 固定子鉄心（固定子コア）
３２、９３２ ティース
３２ａ ティース基部
３２ｂ、３２ｃ ティース端部
３２ｄ ティース先端面
３３、９３３ スロット
３４ａ、９３４ａ 切欠部
３４、９３４ 連通部
４０、９４０ リング（ケース）
１１１ａ３、１１１ａ４ 外側側壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いた永久磁石電動機、特に、回転子に設けられている磁石挿入孔に永久磁石が挿入されている永久磁石電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置（エアコン）や冷蔵庫等の圧縮機（コンプレッサ）を駆動する電動機、車両を駆動する電動機や車両に搭載されている車載機器を駆動する電動機として、磁石挿入孔に永久磁石が挿入された回転子を有する永久磁石電動機が用いられている。このような永久磁石電動機は、通常、“永久磁石埋込型電動機（ＩＰＭモータ）”と呼ばれている。
圧縮機を駆動する電動機（圧縮機駆動用電動機）として用いられる永久磁石電動機は、例えば、図２１に示す構成を有している。図２１は、永久磁石電動機の、軸方向に直角な断面図である。永久磁石電動機は、回転子９１０と固定子９３０を備えている。
回転子９１０は、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心（回転子コア）９１１により構成されている。回転子９１０（厳密には、回転子鉄心９１１）には、回転軸９２０を挿入する回転軸挿入孔９１９が設けられている。また、回転子９１０には、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に設けられている。主磁極部には、永久磁石９１２ａ〜９１２ｄを挿入する磁石挿入孔９１１ａ〜９１１ｄが設けられている。なお、隣接する主磁極部の磁石挿入孔９１１ａ〜９１１ｄには、異なる極性の永久磁石が挿入される。
固定子９３０は、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心（固定子コア）９３１により構成されている。固定子９３０（厳密には、固定子鉄心９３１）には、回転子９１０の外周面と対向する個所にティース９３２が形成されている。ティース９３２によってスロット９３３が形成され、スロット９３３内には固定子コイル（図示省略）が収納される。固定子９３０は、リング（ケース）９４０内に収容される。
エアコン（空調装置）は、永久磁石電動機により駆動され、冷却媒体を圧縮する圧縮機、冷却媒体の熱を放熱する室外熱交換器、室内の空気から熱を吸収する室内熱交換器等により構成されており、冷却媒体が循環するように構成されている。ここで、冷却媒体が永久磁石電動機（圧縮機駆動用電動機）内を通過できるようにするために、永久磁石電動機には、冷却媒体を流す冷却媒体通路が、軸方向に連通して設けられている。例えば、図２１に示すように、固定子９３０（固定子鉄心９３１）の外周面に、軸方向に沿って切欠部９３４ａが形成されている。そして、切欠部９３４ａとリング（ケース）９４０によって、軸方向に連通する連通孔９３４が構成される。この連通孔９３４が冷却媒体通路として用いられる。なお、永久磁石電動機の回転子と固定子の間の間隙（ギャップ）も冷却媒体通路として用いられる。
なお、永久磁石電動機の回転子９１０（回転子鉄心９１１）に、軸方向に連通する連通孔を設け、連通孔を冷却媒体通路として用いたものも知られている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平２００１−１６１０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮機、例えば、ロータリーコンプレッサは、密閉容器内に、圧縮機の機械部分を潤滑する潤滑油が噴霧状の状態で冷却媒体と混在している。ここで、永久磁石電動機に設けられている冷却媒体通路の総断面積が小さい場合には、冷却媒体の速度が速くなる。冷却媒体の速度が遅い場合には、噴霧状の潤滑油は自重で落下するが、冷却媒体の速度が速い場合には、噴霧状の潤滑油は冷却媒体とともに圧縮機の吐出管から排出される。噴霧状の潤滑油が圧縮機の吐出管から吐出されると、熱交換器での熱交換効率が低下する。したがって、圧縮機駆動用電動機として用いられている永久磁石電動機に設けられている冷却媒体通路（連通孔）の総断面積が大きい方が好ましい。
一方、固定子に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積が大きくなると、固定子の磁束通路が狭くなり、固定子の磁束密度が高くなる。固定子の磁束密度が高くなると、固定子の鉄損が増大し、永久磁石電動機の効率が低下する。
このため、固定子に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積の増大を抑えながら、永久磁石電動機に設けられる冷却媒体通路（連通孔）の総断面積を増大させる技術の開発が要望されている。
ここで、固定子に設ける連通孔の総断面積を抑えながら、永久磁石電動機に設ける連通孔の総断面積を大きくする方法として、特許文献１に記載されている、回転子に連通孔を設ける技術を用いることが考えられる。
しかしながら、本発明者による検討の結果、回転子に連通孔を設ける場合、連通孔の配設位置によって永久磁石電動機の効率が大きく変化することを見出した。
本発明は、永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら、回転子に連通孔を設けることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明の永久磁石電動機は、空調装置（エアコン）や冷蔵庫等の圧縮機（コンプレッサ）を駆動する電動機（圧縮機駆動電動機）、車両を駆動する電動機や車両に搭載されている車載機器を駆動する電動機等種々の用途に用いることができる。
本発明の永久磁石電動機は、固定子と回転子を備えている。固定子は、典型的には、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心により構成される。固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられている。ティースは、典型的には、ティース基部と、ティース基部の周方向両側に設けられているティース端部により構成され、ティース基部とティース端部の先端側の端面によってティース先端面が形成される。ティースによってスロットが形成されており、スロットには、固定子巻線が収納されている。
回転子は、典型的には、積層鋼板を積層して形成される回転子鉄心により構成される。回転子には、回転軸挿入孔が設けられている。また、回転子には、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されている。主磁極部には磁石挿入孔が設けられており、磁石挿入孔には、隣接する主磁極部で極性が異なるように永久磁石が挿入されている。これにより、永久磁石の磁束によるマグネットトルクと、補助磁極部の突極性によるリラクタンストルクの両方を利用することができる。
磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、回転軸挿入孔側に配置されている内壁と、内壁に対して回転軸挿入孔と反対側に配置されている外壁と、回転子の外周面に対向する位置に配置されている端壁により構成されている。典型的には、内壁と外壁は平行（略平行を含む）に形成され、端壁は、回転子の外周面と平行（略平行を含む）に形成される。磁石挿入孔の形状によっては、内側側壁や外側側壁が設けられる。
さらに、回転子には、軸方向に連通する連通孔が設けられている。回転子の連通孔は、典型的には、回転子を構成する回転子鉄心に形成された孔によって構成される。本発明では、連通孔を、磁石挿入孔の内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第1の領域と、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けないように設定している。「連通孔を第１の領域と第２の領域に設けない」構成は、第１の領域及び第２の領域のいずれにも連通孔が設けられていない構成を意味する。第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域は、第１の境界線上の領域を含まないように設定するのが好ましい。また、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域は、第２の境界線上の領域を含まないように設定する方が好ましい。
第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する構成、第２の境界線と内壁に沿った線により第２の領域を形成する構成には、第１の境界線と内壁に沿った線とさらに他の線（例えば、内側側線）により第１の領域を形成する態様、第２の境界線と内壁に沿った線とさらに他の線（例えば、内側側壁）により第２の領域を形成する態様を包含する。
なお、一般的に、永久磁石電動機を設計する場合には、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子(回転子鉄心)に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）は、永久磁石の磁束密度（設定磁束密度）より小さくなるように設計される。
ここで、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子の中心と主磁極部の周方向中央部とを結ぶ線を「ｄ軸」という。
磁石挿入孔の内壁に沿った線は、主磁極部に一つの磁石挿入孔が設けられている場合には、一つの磁石挿入孔の内壁に沿った線を意味し、主磁極部に周方向に沿って複数の磁石挿入孔が設けられている場合には、各磁石挿入孔の内壁に沿って線を結んだ線を意味し、主磁極部に、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数の磁石挿入孔が設けられている場合には、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に沿った線を意味する。第２の境界線の傾きは、回転子の飽和磁束密度と磁石挿入孔に挿入される永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度の比によって決定されるため、回転子を構成する材料や永久磁石を構成する材料によって異なる。
連通孔を、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に設けないことにより、ｑ軸磁束を流す磁束通路を確保することができる。これにより、リラクタンストルクの低下を抑制しながら（永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら）連通孔を回転子に設けることができる。また、連通孔を、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けないことにより、ｄ軸磁束を流す磁束通路を確保することができる。これにより、マグネットトルクの低下を抑制しながら（永久磁石電動機の効率低下を抑制しながら）連通孔を回転子に設けることができる。本発明では、ｑ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果と、ｄ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果を得ることができる。
一般的に、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心により回転子を構成する場合には、回転子鉄心を一体的に固定するためのカシメピンを挿入するカシメピン挿入孔が設けられる。カシメピン挿入孔の配設位置は、磁石挿入孔の形状等によって選択される。本発明の「回転子の連通孔」は、カシメピンを挿入するためのカシメピン挿入孔を包含しない。本発明の「回転子の連通孔」は、典型的には、熱交換器に供給する冷却媒体を流す冷却媒体通路、回転子を冷却する冷却媒体（例えば、冷却風）を流す冷却用通路、回転子の重量を低減するための孔として使用される。カシメピン挿入孔が第１の領域や第２の領域に設けられる場合には、例えば、磁性体で構成されたカシメピンを用いることにより、本発明の効果が低減するのを防止することができる。
なお、本発明の永久磁石電動機を、固定子に設けた連通孔と回転子に設けた連通孔によって冷却媒体通路を構成する圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、固定子に設ける連通孔の総断面積を低減する構成と、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設ける構成を組み合わせることができる。これにより、冷却媒体通路の総断面積を確保しながら、永久磁石電動機全体の効率を向上させることができる。
【０００５】
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子の連通孔を、磁石挿入孔の内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域、あるいは、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域の一方に設けられていない。
本発明の連通孔は、第１発明の連通孔と同様の構成の連通孔を用いることができる。
前述したように、連通孔が、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に設けられていないことにより、ｑ軸磁束を流す磁束通路を確保することができ、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。また、連通孔が、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていないことにより、ｄ軸磁束を流す磁束通路を確保することができ、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
本発明では、ｑ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果あるいはｄ軸磁束を流す磁束通路の確保による効率低下抑制効果を得ることができる。
【０００６】
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子の外周面は、主磁極部のｄ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第２の曲線面が交互に接続されて形成されている。そして、第２の曲線面の曲率が第１の曲線面の曲率より大きく設定されている。
ここで、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子の中心と補助磁極部の周方向中央部とを結ぶ線を「ｑ軸」という。
第１及び第２の曲線面の形状は、外周方向に突状に形成されている曲線形状であればよい。第１及び第２の曲線面の周方向の長さ（回転子の中心に対する角度）は適宜設定される。
本発明では、回転子の特定箇所に磁束が集中するのを防止することができるとともに、磁束量の変化を小さくして起電力波形に含まれる高調波成分を低減することができ、効率を十分に向上させることができる。
【０００７】
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、磁石挿入孔は、回転子の外周面に対向して配置されている端壁を有している。そして、回転子の外周面の、端壁と対向する個所に切欠部が形成されている。あるいは、回転子の外周面と磁石挿入孔の端壁との間に孔が設けられている。孔は空隙であってもよいし、非磁性体が充填されていてもよい。
本発明では、磁石挿入孔に挿入されている永久磁石が短絡されるのを防止することができる。
【０００８】
本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、主磁極部には、磁石挿入孔が、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数層設けられている。そして、複数層の磁石挿入孔のうち、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に基づいて、第１及び第２の境界線が設定されている。
本発明では、主磁極部に磁石挿入孔が複数層設けられている回転子を有する永久磁石電動機に対しても、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設けることができる。
【０００９】
本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの永久磁石電動機である。
本発明では、回転子は電磁鋼板により構成され、永久磁石としてネオジウム磁石が用いられている。そして、第２の境界線の傾きが０．５（略０．５を含む）に設定されている。
永久磁石としてネオジウム磁石を用いることにより、高効率の永久磁石電動機を得ることができる。一般的に、電磁鋼板の飽和磁束密度は約１．８テスラであり、また、ネオジウム磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）が約０．９テスラに設計される。この場合、第２の境界線の傾きとして約０．５が設定される。
本発明では、電磁鋼板を積層して回転子（回転子コア）を構成し、ネオジウム磁石を永久磁石として用いた永久磁石電動機に対しても、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設けることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜５に記載の永久磁石電動機を用いれば、効率低下を抑制しながら、回転子に連通孔を設けることができる永久磁石電動機を得ることができる。
なお、本発明の永久磁石電動機を、固定子及び回転子に連通孔を設け永久磁石電動機として構成する場合には、固定子に設ける連通孔の総断面積を低減する構成と、効率低下を抑制しながら回転子に連通孔を設ける構成を組み合わせることができる。この場合には、連通孔の総断面積を確保しながら、永久磁石電動機全体の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、圧縮機駆動用電動機として用いられる永久磁石電動機について説明する。また、磁極数が４（極対数が２）である回転子と、スロットに固定子巻線が分布巻方式で収納されている永久磁石電動機について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に示す。なお、図１は第１の実施の形態の軸方向に直角な断面図であり、図２は図１の実施の形態の詳細な説明図である。
本実施の形態では、回転子（ロータ）１０と固定子（ステータ）３０を有している。
本実施の形態では、回転子１０は、電磁鋼板を積層して形成される回転子鉄心(回転子コア)１１により構成されている。
回転子１０（厳密には、回転子鉄心１１）には、回転中心部に回転軸挿入孔１９が設けられている。回転軸挿入孔１９には、典型的には、回転軸挿入孔１９の内径より大きい外径を有する（「締め代」を有する）回転軸２０が、焼き嵌め方法や圧入方法によって挿入される。「焼ばめ方法」は、回転子１０を加熱することによって回転軸挿入孔１９の内径を大きくした後、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する方法である。「圧入方法」は、強力な力で回転軸２０を押すことによって、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する方法である。
また、回転子１０には、軸方向に直角な断面で見て、磁石挿入孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている主磁極部ａ、ｂ、ｃ、ｄと、補助磁極部ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ｄａが周方向に交互に配置されている。磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄには、永久磁石１２ａ〜１２ｄが挿入される。永久磁石１２ａ〜１２ｄは、典型的には、隙間嵌め方法を用いて磁石挿入孔に挿入される。すなわち、永久磁石１２ａ〜１２ｄが磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入された時に、永久磁石１２ａ〜１２ｄと磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄを形成する壁との間に隙間が形成されるように、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内周形状（壁間の距離）あるいは永久磁石１２ａ〜１２ｄの外周形状（軸方向に直角な断面の長さあるいは幅）が設定される。また、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入される永久磁石１２ａ〜１２ｄの極性は、隣接する主磁極部ａ〜ｄが異なる極性となるように選択される。
本実施の形態では、永久磁石１２ａ〜１２ｄは、永久磁石１２ａ〜１２ｄの中心が磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの中心（ｄ軸）と略一致するように磁石挿入孔１２ａ〜１２ｄに挿入される。
永久磁石としては、フェライト磁石や希土類磁石を用いることができる。フェライト磁石は、温度が高くなると磁束密度が低下する特性を有している。これに対し、希土類磁石は、温度が高くなっても磁束密度の低下が少ない特性を有している。ここで、圧縮機の内部は温度が高くなるため、永久磁石電動機を圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、希土類磁石を永久磁石として用いるのが好ましい。特に、希土類系のネオジウム磁石を用いるのが好ましい。ネオジウム磁石は、例えば、Ｎｄ（ネオジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｂ（ボロン）を組成成分として構成される。
これにより、本実施の形態の永久磁石電動機は、主磁極部ａ〜ｄの磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入されている永久磁石１２ａ〜１２ｄの磁束によるマグネットトルクと、補助磁極部ａｂ〜ｄａの突極性によるリラクタンストルクの両方を利用することができる。
なお、一般的には、電磁鋼板にはカシメピン挿入孔が形成される。そして、電磁鋼板を積層して積層体を形成した後、カシメピン挿入孔にカシメピンを挿入することによって積層体を一体的に固定する。本実施の形態では、カシメピンを磁性体で形成している。これにより、カシメピン挿入孔が、後述する第１の領域あるいは第２の領域に設けられた場合でも、カシメピン挿入孔による磁束通路の減少を防止することができる。本発明の連通孔には、このカシメピン挿入孔は含まれない。
【００１３】
本実施の形態では、主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が直線状である磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄが１層設けられ、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄには、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する（平板形状）永久磁石が挿入されている。
磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄが設けられている主磁極部ａ〜ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａは、同様の構成であるため、主磁極部ａ、主磁極部ａの周方向両側に設けられている補助磁極部ｄａ、ａｂの構成について説明する。なお、各主磁極部ａ〜ｄの構成要素の符号として、各主磁極部ａ〜ｄの構成要素であることを示す「ａ」〜「ｄ」を付した符号を用いている。
主磁極部ａに設けられている磁石挿入孔１１ａは、外壁１１ａ１、内壁１１ａ２、端壁１１ａ３、１１ａ４、内側側壁１１ａ５、１１ａ６により形成されている。
内壁１１ａ２は、回転軸挿入孔１９（回転子１０の回転中心Ｏ）側に配置されている。外壁１１ａ１は、内壁１１ａ２に対して、回転軸挿入孔１９と反対側に配置されている。本実施の形態では、内壁１１ａ２と外壁１１ａ１は、主磁極部ａのｄ軸に直交し、平行に形成されている。なお、内壁１１ａ２と外壁１１ａ１は、ｄ軸に厳密に直交していなくてもよく（略直角であればよい）、また、厳密に平行でなくてもよい（略平行でもよい）。
端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に対向する位置に配置されている。本実施の形態では、端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に平行に形成されている。勿論、端壁１１ａ３、１１ａ４は、回転子１０の外周面に厳密に平行でなくてもよい（略平行であってもよい）。
なお、以下に説明する各実施の形態では、特に断りがない限り、磁石挿入孔の外壁と内壁は平行（略平行を含む）に形成され、端壁は回転子の外周面に平行（略平行を含む）に形成されている。
内側側壁１１ａ５、１１ａ６は、隣接する主磁極部に対向する位置に設けられ、補助磁極部に磁束通路を形成する。
また、磁石挿入孔１１ａには、内側に突出し、永久磁石を位置決めするための位置決め用突起１１ａ７、１１ａ８が形成されている。これにより、永久磁石１２ａが磁石挿入孔１１ａに挿入されると、永久磁石１２ａは位置決め用突起１１ａ７、１１ａ８によって移動が規制される。また、本実施の形態では、永久磁石１２ａ〜１２ｄが磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに挿入された時、永久磁石１２ａ〜１２ｄの端部と回転子１０の外周面との間に空隙部が形成される。この空隙部によって、永久磁石１２ａ〜１２ｄの端部での磁束短絡量を低減することができる。これにより、有効磁束量を増加させることができ、効率が向上する。なお、空隙には、非磁性体を充填することもできる。
また、回転子１０の外周面には、磁石挿入孔１１ａの端壁１１ａ３、１１ａ４と対向する箇所に、切欠部１０ａ１、１０ａ２が設けられている。すなわち、回転子１０の回転中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形の面から、端壁１１ａ３、１１ａ４に対向する箇所に、深さＤ及び周方向の長さＴを有する（あるいは、回転中心Ｏに対する角度）切欠部１０ａ１、１０ａ２を設けている。
これにより、回転子１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差する外周面１０Ａ〜１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差する外周面１０ＡＢ〜１０ＤＡを有している。なお、「ｄ軸」は、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子中心Ｏと主磁極部ａ〜ｄの周方向中央部とを結ぶ線である。また、「ｑ軸」は、回転子の軸方向に直角な断面において、回転子中心Ｏと補助磁極部ａｂ〜ｄａの周方向中央部とを結ぶ線である。また、外周面１０Ａ〜１０Ｄ、１０ＡＢ〜１０ＤＡは、回転子中心Ｏから曲率半径Ｒの円弧形状を有している。
【００１４】
固定子３０は、電磁鋼板を積層して形成される固定子鉄心（固定子コア）３１により構成されている。また、固定子３０（固定子鉄心３１）は、リング（ケース）４０内に収容される。
固定子（厳密には、固定子鉄心３１）には、回転子１０の外周面と対向する箇所にティース３２が設けられている。ティース３２は、ティース基部３２ａと、ティース基部３２ａの周方向（回転子１０の回転方向）の両側に設けられているティース端部３２ｂ、３２ｃにより構成されている。そして、ティース基部３２ａ、ティース端部３２ｂ、３２ｃの先端面によってティース先端面３２ｄが形成されている。回転子１０は、回転子１０の外周面１０Ａ〜１０Ｄと、ティース３２のティース先端面３２ｄとの間の間隔（ギャップ）がｇとなるように配設されている。
また、ティース３２によってスロット３３が形成されている。そして、スロット３３には、固定子コイル（図示省略）が分布巻方式で収納されている。
なお、一般的には、電磁鋼板にはカシメピン挿入孔が形成される。そして、電磁鋼板を積層して積層体を構成した後、カシメピン挿入孔にカシメピンを挿入することによって積層体を固定する。本実施の形態では、カシメピンを磁性体で形成している。これにより、積層鋼板に形成されるカシメピン挿入孔による磁束通路の減少を防止することができる。
【００１５】
永久磁石電動機には、圧縮機の吸入管に流入した冷却媒体を圧縮機の吐出管から吐出するための冷却媒体通路が設けられている。
本実施の形態では、図１に示すように、永久磁石電動機の固定子３０（固定子鉄心３１）の外周面に、軸方向に沿って切欠部３４ａが形成されている。そして、固定子３０の外周面に形成されている切欠部３４ａと、固定子３０を収容しているリング（ケース）４０によって、軸方向に連通する冷却媒体通路３４が設けられる。固定子３０に設けられる冷却媒体通路３４の配設位置や断面積は適宜設定される。
なお、固定子３０を構成する固定子鉄心３１に孔を形成し、冷却媒体通路として用いることもできる。
また、永久磁石電動機の回転子１０には、軸方向に沿って連通孔１８が形成されている。この連通孔１８は、冷却媒体通路として用いられる。
【００１６】
リラクタンストルクを発生させるｑ軸磁束は、主磁極部を挟んで隣接して配置されている補助磁極部の間の磁束通路を流れる。主磁極部を挟んで隣接して配置されている補助磁極部間をｑ軸磁束が流れる磁束通路は略同じであるため、以下では、主磁極部ａを挟んで隣接して配置されている補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間の磁束通路について説明する。
図３には、主磁極部ａを挟んで隣接して配置されている補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間を、ティース３２Ｂから、補助磁極部ａｂの外周面１０ＡＢ、補助磁極部ａｂ、磁石挿入孔１１ａより回転軸挿入孔１９側（回転中心Ｏ側）の箇所、補助磁極ｄａ、補助磁極部ｄａの外周面１０ＤＡを介してティース３２Ａの方向に流れるｑ軸磁束が矢印で示されている。なお、ｑ軸磁束は、逆方向にも流れる。
ここで、分布巻方式を用いて固定子コイルをスロット３３に収容する場合には、ティース３２のティース幅Ｔ（ティース基部３２ａの最も狭い幅）が、補助磁極部１０ａｂの外周面１０ＡＢ、補助磁極部１０ｄａの外周面１０ＤＡの周方向の長さより短くなる。このため、ｑ軸磁束の量は、ティース３２のティース幅Ｔによって制限される。したがって、ｑ軸磁束を流すための磁束通路としては、ティース３２のティース幅Ｔを有する磁束通路が確保されていればよい。
補助磁極部ｄａと補助磁極部ａｂの間に形成され、ティース３２のティース幅Ｔを有する磁束通路は、図３に右下がり斜線で示す第１の領域Ｍａである。この第１の領域Ｍａは、簡略的には、磁石挿入孔１１ａの、回転軸挿入孔１９側（回転中心Ｏ側）に配置されている内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって決定される。
同様に、補助磁極部ａｂと補助磁極部ｂｃの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｂの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｂ２に沿った線ｓｂと、線ｓｂに平行であり、線ｓｂから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｂとによって決定される第１の領域Ｍｂである。また、補助磁極部ｂｃと補助磁極部ｃｄの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｃの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃに平行であり、線ｓｃから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｃとによって決定される第１の領域Ｍｃである。また、補助磁極部ｃｄと補助磁極部ｄａの間に形成され、ティース幅Ｔを有する磁束通路は、磁石挿入孔１１ｄの、回転軸挿入孔１９側に配置されている内壁１１ｄ２に沿った線ｓｄと、線ｓｄに平行であり、線ｓｄから回転軸挿入孔１９側に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍｄによって決定される第１の領域Ｍｄである。
したがって、回転子１０に連通孔１８を設ける場合、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２を基準として決定される第１の境界線ｍａ〜ｍｄと、内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄに連通孔１８を設けないことにより、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域に連通孔１８を設けることにより、ｑ軸磁束の量の減少を抑制することができ、リラクタンストルクの低下を抑制することができる。すなわち、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
なお、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄは、第１の境界線ｍａ〜ｍｄ上の領域を含まないように設定するのが好ましい。
【００１７】
マグネットトルクを発生させるｄ軸磁束は、補助磁極部を挟んで隣接して配置されている主磁極部の間の磁束通路を流れる。補助磁極部を挟んで隣接して配置されている主磁極部間をｄ軸磁束が流れる磁束通路は略同じであるため、以下では、補助磁極部ｂｃを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｂと主磁極部ｃの間の磁束通路及び補助磁極部ｃｄを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｃと主磁極部ｄの間の磁束通路について説明する。
図４には、補助磁極部ｂｃを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｂと主磁極部ｃの間を、ティース３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｇから、主磁極部ｃの外周面１０Ｃ、主磁極部ｃ、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃに挿入されている永久磁石１２ｃ、主磁極部ｃに隣接する補助磁極部ｂｃ、補助磁極部ｂｃに隣接する主磁極部ｂに設けられている磁石挿入孔１１ｂに挿入されている永久磁石１２ｂ、主磁極部ｂ、主磁極部ｂの外周面１０Ｂを介してティース３２Ｃ、３２Ｄの方向に流れるｄ軸磁束と、補助磁極部ｃｄを挟んで隣接して配置されている主磁極部ｃと主磁極部ｄの間を、ティース３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｇから、主磁極部ｃの外周面１０Ｃ、主磁極部ｃ、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃに挿入されている永久磁石１２ｃ、主磁極部ｃに隣接する補助磁極部ｃｄ、補助磁極部ｃｄに隣接する主磁極部ｄに設けられている磁石挿入孔１１ｄに挿入されている永久磁石１２ｄ、主磁極部ｄ、主磁極部ｄの外周面１０Ｄを介してティース３２Ｈ、３２Ｉの方向に流れるｄ軸磁束が矢印で示されている。ｄ軸磁束は、主磁極部に設けられている磁石挿入孔に挿入されている永久磁石と、当該主磁極部に対して周方向両側に隣接して配置されている主磁極部に設けられている磁石挿入孔の間を流れる（図４では、永久磁石１２ｃから流れる磁束は、永久磁石１２ｂ、１２ｄの方向に２分される。）。なお、ｄ軸磁束は、逆方向にも流れる。
ここで、一般的に、電磁鋼板固有の磁束密度の最大値は、永久磁石の磁束密度の最大値より小さい。このため、隣接する主磁極部に設けられている永久磁石の間を流れる磁束の量の最大値は、永久磁石から回転子に流れる磁束の量の最大値によって制限される。また、電磁鋼板を積層して形成された回転子（回転子鉄心）を流れる磁束の量の最大値は電磁鋼板の飽和磁束密度に基づいて定まる。なお、永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の量の最大値は永久磁石の磁束密度(設定磁束密度)に基づいて設計される。
このため、ｄ軸磁束を流すための磁束通路としては、回転子１０（回転子鉄心１１）の飽和磁束密度と永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束の磁束密度によって定まる磁束通路が確保されていればよい。
主磁極部ｃと主磁極部ｂ及びｄの間に形成され、回転子１０（回転子鉄心１１）の飽和磁束密度と永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束密度によって定まる磁束通路は、図４に右斜線で示す第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２である。この第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２は、簡略的に、主磁極部ｃに設けられている磁石挿入孔１１ｃの内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから周方向に隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１０（回転子コア）の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石１２ｃから回転子１０（回転子鉄心１１）に流れる磁束の磁束密度に対応する長さＨとの比（Ｈ／Ｌ）の傾きを有する第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって決定される。なお、点Ｐｃは、主磁極部ｃに設けられている永久磁石の、回転軸挿入孔１９側の側面の中心点を用いるのが好ましいが、通常、永久磁石の中心が主磁極部の中心（ｄ軸）に略一致するように永久磁石１２ｃが主磁極部ｃに配置されるため、本実施の形態では、線ｓｃとｄ軸が交差する点を点Ｐｃとして用いている。
同様に、主磁極部ａと主磁極部ｂ及びｄの間に形成される磁束通路は、主磁極部ａに設けられている磁石挿入孔１１ａの内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａと主磁極部ａのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ａから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎａ１、ｎａ２とによって決定される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２である。また、主磁極部ｂと主磁極部ａ及びｃの間に形成される磁束通路は、主磁極部ｂに設けられている磁石挿入孔１１ｂの内壁１１ｂ２に沿った線ｓｂと、線ｓｂと主磁極部ｂのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ａ、ｃの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ｂから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎｂ１、ｎｂ２とによって決定される第２の領域Ｎｂ１、Ｎｂ２である。また、主磁極部ｄと主磁極部ｃ及びａの間に形成される磁束通路は、主磁極部ｄに設けられている磁石挿入孔１１ｄの内壁１１ｄに沿った線ｓｄと、線ｓｄと主磁極部ｄのｄ軸が交差する点から周方向に隣接する主磁極部ｃ、ａの方向に延び、回転子１０の飽和磁束密度と永久磁石１２ｄから回転子１０に流れる磁束の磁束密度との比（Ｈ／Ｌ）に等しい傾きを有する第２の境界線ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される第２の領域Ｎｄ１、Ｎｄ２である。
したがって、回転子１０に連通孔１８を設ける場合、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２を基準として決定される第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２に連通孔１８を設けないことにより、言い換えれば、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域に連通孔１８を設けることにより、ｄ軸磁束の量の減少を抑制することができ、マグネットトルクの低下を抑制することができる。すなわち、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
なお、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２は、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２上の領域を含まないように設定するのが好ましい。
【００１８】
永久磁石電動機の永久磁石としてはフェライト磁石や希土類磁石等の種々の磁石を用いることができるが、永久磁石電動機を圧縮機駆動用電動機として用いる場合には、温度が高くなっても磁束密度の低下が低い希土類磁石が用いられる。また、希土類磁石の中でも、永久磁石電動機の効率向上の観点からネオジウム磁石が用いられる。一般的には、ネオジウム磁石の磁束密度（設定磁束密度）は、約１．１テスラ〜１．４テスラの範囲に設定される。
ここで、永久磁石電動機を製造する際、永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度が、設定磁束密度より低い磁束密度となるように設計される。例えば、永久磁石から回転子１０（回転子鉄心１１）に約０．９テスラの磁束密度（設計磁束密度）の磁束が流れるように設計される。
また、回転子を構成する電磁鋼板の飽和磁束密度は、一般的に、約１．８テスラである。
この場合、前述した、回転子１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度に対応する長さＨとの比（Ｈ／Ｌ）は、（Ｈ／Ｌ＝０．９／１．８＝１／２）となる。すなわち、主磁極部ａ〜ｄに設けられている磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄと、線ｓａ〜ｓｄと主磁極部ａ〜ｄのｄ軸が交差する点から周方向両側に隣接する主磁極部の方向に延び、傾きが略０．５である第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成される。
【００１９】
連通孔１８を、図５に示す回転子１０の領域Ｘ、すなわち、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄとにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図３参照）と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄとにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２（図４参照）に設けない場合、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに設けた場合の永久磁石電動機の効率について検討した結果を図６に示す。図６において、横軸は連通孔の総断面積を示し、縦軸は永久磁石電動機の効率を示している。なお、図６は、同じ大きさの固定子及び回転子を用い、連通孔の配置位置、数、断面積を変えた場合の「連通孔の総面積−効率」グラフを示している。
図６に示されているように、領域Ｘに連通孔１８を設けないで領域Ｙに連通孔１８を設けた場合には、連通孔１８の総断面積が増大しても永久磁石電動機の効率は殆ど低下していない。一方、領域Ｘに連通孔１８を設けた場合には、連通孔１８の総断面積の増加とともに永久磁石電動機の効率が低下している。
したがって、図５に示す、各主磁極部ａ〜ｄの磁石収容孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２に基づいて決定される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図３参照）と第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２（図４参照）を含む領域Ｘを確保した状態で、領域Ｘを除いた領域、例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔１８を設けることにより、永久磁石電動機の効率を低下させることなく、回転子１０に連通孔１８を設けることができる。
【００２０】
前述したように、噴霧状の潤滑油の吐出による熱交換器での熱交換効率の低下を防止するためには、冷却媒体通路として用いられる連通孔の総断面積を大きくする必要がある。冷却媒体通路として用いる連通孔は、永久磁石電動機の固定子及び回転子のいずれに設けられていてもよい。
本実施の形態では、固定子３０に連通孔３４を設けるとともに、回転子１０に連通孔１８を設けている。
これにより、噴霧状の潤滑油の吐出による熱交換器での熱交換効率の低下を防止するために必要な連通孔の総断面積を確保する際に、固定子３０に設けられる連通孔３４の総断面積を低減することができる。
また、本実施の形態では、ティース幅、回転子の飽和磁束密度、永久磁石の磁束密度（設計磁束密度）によって決定される領域Ｘを除く領域Ｙ、すなわち、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの内壁１１ａ２〜１１ｄ２より回転軸挿入孔１９側に設定された第１の境界線ｍａ〜ｍｄ及び第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔１８を設けている。これにより、永久磁石電動機の効率を低下させることなく、回転子１０に連通孔１８を設けることができる。
このように、本実施の形態では、固定子に設ける連通孔３４の総断面積を低減して永久磁石電動機の効率を向上させる構成と、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２とによって決定される領域Ｘに連通孔１８を設けない構成（領域Ｙに連通孔１８を設ける構成）、すなわち、永久磁石電動機の効率を低下させることなく回転子１０に連通孔１８を設けることができる構成を組み合わせて用いることができる。これにより、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
【００２１】
また、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、回転子１０の外径を大きくする応力が永久磁石１２ａ〜１２ｄに加わる。特に、焼きばめ方法を用いて回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、回転子１０（回転子鉄心１１）の熱膨張率と永久磁石１２ａ〜１２ｄの熱膨張率と違いによる応力も永久磁石１２ａ〜１２ｄに加わる。このため、回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時に、永久磁石１２ａ〜１２ｄが割れたり、欠けたりする虞がある。
本実施の形態では、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄと回転軸挿入孔１９の間に連通孔１８が設けられている。これにより、回転子１０の外径を大きくする応力が連通孔１８で吸収される。また、焼きばめ方法を用いて回転軸２０を回転軸挿入孔１９に挿入する時には、連通孔１８によって、永久磁石１２ａ〜１２ｄへの熱の伝達が抑制される。これにより、永久磁石１２ａ〜１２ｄの応力による割れや欠けを防止することができる。
【００２２】
以上の説明では、簡略的に、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに対応する第１の領域Ｍａ〜Ｍｄを、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成し、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２を、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１ａ２〜１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成したが、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ及び第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２をより正確に形成することもできる。例えば、図３に示すように、磁石挿入孔１１ａに対応する第１の領域Ｍａを、第1の境界線ｍａと、内壁１１ａ２に沿った線ｓａと、内側側壁１１ａ５、１１ａ６に沿った線ｓａ２、ｓａ３によって形成し、また、図４に示すように、磁石挿入孔１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２を、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と、内壁１１ｃ２に沿った線ｓｃと、内側側壁１１ｃ５、１１ｃ６に沿った線ｓｃ２、ｓｃ３により形成することもできる（図３、図４に右下がり斜線で示す領域）。この場合には、より効果的に効率低下を抑制することができる第１の領域及び第２の領域を設定することができる。この場合、磁石挿入孔１１ｂ〜１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄ、第２の領域Ｎｂ１、Ｎｂ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２も同様に設定する。
また、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２に連通孔１８を設けない態様としては、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔を設ける態様や、磁石挿入孔１１ａ〜１１ｄの外壁１１ａ１〜１１ｄ１より回転子１０の外周面側の領域に連通孔を設ける態様が含まれる。なお、マグネットトルクを発生させる磁束を流す通路の面積を確保する観点からは、第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１９側の領域Ｙに連通孔を設ける態様を用いるのが好ましい。
このような構成は、以下の各実施の形態でも用いることができる。
【００２３】
第１の実施の形態では、断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したが、磁石挿入孔や永久磁石の形状や数等は適宜変更可能である。以下に、他の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明では、固定子は、図１及び図２に示した固定子と同様の固定子を用いているため、説明を省略する。また、磁石挿入孔に永久磁石を位置決めするための位置決め突部を省略して説明しているが、位置決め突部を設けることもできる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を、図７〜９に示す。第２の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が台形形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子１１０には、各主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されている台形形状を有している磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔１１１ａは、外壁１１１ａ１、内壁１１１ａ２、外側側壁１１１ａ３、１１１ａ４、内側側壁１１１ａ５、１１１ａ６、端壁１１１ａ７、１１１ａ８により構成されている。また、磁石挿入孔１１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石１１２ａ１、１１２ａ２、１１２ａ３が挿入されている。他の磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄは、磁石挿入孔１１１ａと同様の構成である。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子１１０の外周面には、磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部１１０ａ１、１１０ａ２〜１１０ｄ１、１１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子１１０（回転子鉄心１１１）の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面１１０Ａ〜１１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面１１０ＡＢ〜１１０ＤＡにより構成されている。
【００２４】
本実施の形態では、図８に示すように、磁石挿入孔１１１ａの内壁１１１ａ２と、内壁１１１ａ２に沿った線ｓａと平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔１１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔１１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図８に図示を省略しているが、磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄの内壁１１１ｂ２〜１１１ｄ２と、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄ（図９参照）とによって、磁石挿入孔１１１ｂ〜１１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図８に示すように、磁石挿入孔１１１ｃの内壁１１１ｃ２と、内壁１１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子１１０（回転子鉄心１１１）の飽和磁束密度と永久磁石１１２ｃ１から回転子１１０（回転子鉄心１１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔１１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図８に図示を省略しているが、磁石挿入孔１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｄの内壁１１１ａ２、１１１ｂ２、１１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図９参照）とによって、磁石挿入孔１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄ（図９参照）と磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図示省略）と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２（図９参照）と磁石挿入孔１１１ａ〜１１１ｄの内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に連通孔を設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔１１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔１１９側の領域）に連通孔を設けている（図９参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００２５】
以上の説明では、簡略的に、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄを、第1の境界線ｍａ〜ｍｄと内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成し、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２を、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と内壁１１１ａ２〜１１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成したが、第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ及び第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２をより正確に形成することもできる。例えば、図８に示すように、第１の領域Ｍａを、第1の境界線ｍａと、内壁１１１ａ２に沿った線ｓａと、内側側壁１１１ａ５、１１１ａ６に沿った線ｓａ２、ｓａ３によって形成し、第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２を、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と、内壁１１１ｃ２に沿った線ｓｃと、内側側壁１１１ｃ５、１１ｃ６に沿った線ｓｃ２、ｓｃ３により形成することもできる（図８に斜線で示す領域）。この場合、第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄ、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２も同様に設定する。
これにより、より効果的に効率低下を抑制することができる第１の領域及び第２の領域を形成することができる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態を図１０〜１２に示す。第３の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子２１０には、各主磁極部ａ〜ｄには、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状に形成されているＶ字形状を有している磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔２１１ａは、外壁２１１ａ１、２１１ａ２、内壁２１１ａ３、２１１ａ４、端壁２１１ａ５、２１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔２１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石２１２ａ１、２１２ａ２が挿入されている。他の磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄは、磁石挿入孔２１１ａと同様の構成である。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子２１０（回転子鉄心２１１）の外周面には、磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部２１０ａ１、２１０ａ２〜２１０ｄ１、２１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子２１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面２１０Ａ〜２１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面２１０ＡＢ〜２１０ＤＡにより構成されている。
【００２７】
本実施の形態では、図１１に示すように、磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ３に沿った線ｓａ１と、線ｓａ１に平行であり、線ｓａ１から回転軸挿入孔２１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１とによって、また、磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ４に沿った線ｓａ２と、線ｓａ２に平行であり、線ｓａ２から回転軸挿入孔２１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ２とによって、磁石挿入孔２１１ａに対応する第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２が形成されている。なお、図１１に図示を省略しているが、磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄの内壁２１１ｂ３、２１１ｂ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４と、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２（図１２参照）とによって、磁石挿入孔２１１ｂ〜２１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ１、Ｍｂ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２が形成されている。
また、図１１に示すように、磁石挿入孔２１１ｃの内壁２１１ｃ３に沿った線ｓｃ１及び磁石挿入孔２１１ｃの内壁２１１ｃ４に沿った線ｓｃ２（磁石挿入孔の内壁に沿った線）と、線ｓｃ１及び線ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子２１０（回転子鉄心２１１）の飽和磁束密度と永久磁石２１２ｃ１、２１２ｃ２から回転子２１０（回転子鉄心２１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔２１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１１に図示を省略しているが、磁石挿入孔２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｄの内壁２１１ａ３、２１１ａ４、２１１ｂ３、２１１ｂ４、２１１ｄ３、２１１ｄ４と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図１２参照）とによって、磁石挿入孔２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔２１１ａの内壁２１１ａ３、２１１ａ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔２１１ａ〜２１１ｄの内壁２１１ａ３、２１１ａ４〜２１１ｄ３、２１１ｄ４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔２１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔２１９側の領域）に連通孔を設けている（図１２参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００２８】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態を、図１３〜１５に示す。第４の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されている曲線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が曲線形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子３１０には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状に形成されている曲線形状を有している磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔３１１ａは、外壁３１１ａ１、内壁３１１ａ２、端壁３１１ａ３、３１１ａ４により構成されている。また、磁石挿入孔３１１ａには、断面形状が曲線形状を有する永久磁石３１２ａが挿入されている。
また、第１の実施の形態と同様に、回転子３１０（回転子鉄心３１１）の外周面には、磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの端壁に対向する箇所に、切欠部３１０ａ１、３１０ａ２〜３１０ｄ１、３１０ｄ２が形成されている。これにより、回転子３１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄに対応する外周面３１０Ａ〜３１０Ｄ、補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面３１０ＡＢ〜３１０ＤＡにより構成されている。
【００２９】
本実施の形態では、磁石挿入孔３１１ａの内壁３１１ａ２に沿った線ｓａと平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔３１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた線を第１の境界線ｍａとしている（図１４参照）。
また、磁石挿入孔３１１ｃの内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部の方向に延び、回転子３１０（回転子鉄心）の飽和磁束密度と永久磁石３１２ｃから回転子３１０（回転子鉄心３１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする線を第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２としている（図１４参照）。本実施の形態では、接線の方向（１次微分値のベクトル方向）が、内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃの接線の方向（１次微分値のベクトル方向）に対して、回転子３１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石３１２ｃの磁束密度に対応する長さＨとの比に対応する傾きを有するように第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２を決定する。
本実施の形態では、図１４に示すように、磁石挿入孔３１１ａの内壁３１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔３１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔３１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１４に図示を省略しているが、磁石挿入孔３１１ｂ〜３１１ｄの内壁３１１ｂ２〜３１１ｄ２と、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄ（図１５参照）とによって、磁石挿入孔３１１ｂ〜３１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１４に示すように、磁石挿入孔３１１ｃの内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子３１０（回転子鉄心３１１）の飽和磁束密度と永久磁石３１２ｃから回転子３１０（回転子鉄心３１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔３１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。本実施の形態では、接線の方向（１次微分値のベクトル方向）が、内壁３１１ｃ２に沿った線ｓｃの接線の方向（１次微分値のベクトル方向）に対して、回転子３１０の飽和磁束密度に対応する長さＬと永久磁石３１２ｃの磁束密度に対応する長さＨとの比に対応する傾きを有するように第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２を決定する。なお、図１４に図示を省略しているが、磁石挿入孔３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｄの内壁３１１ａ２、３１１ｂ２、３１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２（図１５参照）とによって、磁石挿入孔３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの内壁３１１ａ２〜３１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔３１１ａ〜３１１ｄの内壁３１１ａ２〜３１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に連通孔１８を設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔３１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔３１９側の領域）に連通孔を設けている（図１５参照）。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３０】
以上の実施の形態では、主磁極部に対応する外周面と補助磁極部に対応する外周面の曲率半径を同じ値に設定した場合について説明した。ここで、主磁極部に対応する外周面と補助磁極部対応する外周面の曲率半径が同じ値に設定されていると、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化し、音や振動等が発生する虞がある。
この場合、主磁極部に対応する外周面の曲率半径と補助磁極部に対応する外周面の曲率半径を異ならせることにより、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化するのを防止することができる。
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態を、図１６に示す。第５の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子４１０（回転子鉄心４１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔４１１ａは、外壁４１１ａ１、内壁４１１ａ２、端壁４１１ａ３、４１１ａ４、内側側壁４１１ａ５、４１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔４１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石４１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子４１０の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差し、回転子４１０の中心Ｏを中心とする第１の曲率半径Ｒｄを有する曲線形状（円弧形状）の外周面４１０Ａ〜４１０Ｄと、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差し、点Ｑを中心とする第２の曲率半径Ｒｑを有する曲線形状（円弧形状）の外周面４１０ＡＢ〜４１０ＤＡにより構成されている。なお、外周面４１０ＣＤの曲率中心Ｑは、回転子の中心０に対して、外周面４１０ＣＤと反対側に設けられ、第２の曲率半径Ｒｑは、第１の曲率半径Ｒｄより大きく設定されている（Ｒｑ＞Ｒｄ）。
【００３１】
本実施の形態では、図１６に示すように、磁石挿入孔４１１ａの内壁４１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔４１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔４１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１６に図示を省略しているが、磁石挿入孔４１１ｂ〜４１１ｄの内壁４１１ｂ２〜４１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔４１１ｂ〜４１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１６に示すように、磁石挿入孔４１１ｃの内壁４１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子４１０（回転子鉄心４１１）の飽和磁束密度と永久磁石４１２ｃから回転子４１０（回転子鉄心４１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔４１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１６に図示を省略しているが、磁石挿入孔４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｄの内壁４１１ａ２、４１１ｂ２、４１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄの内壁４１１ａ２〜４１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔４１１ａ〜４１１ｄの内壁４１１ａ２〜４１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔４１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔４１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有している。また、主磁極部と補助磁極部の境界部がティースを通過する時に、ティースを通る磁束が急激に変化するのを防止することができる。
【００３２】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態を、図１７に示す。第６の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入したものである。
本実施の形態では、回転子５１０（回転子鉄心５１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄが１層設けられている。
磁石挿入孔５１１ａは、外壁５１１ａ１、内壁５１１ａ２、端壁５１１ａ３、５１１ａ４、内側側壁５１１ａ５、５１１ａ６により構成されている。また、磁石挿入孔５１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石５１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の外周面は、主磁極部ａ〜ｄのｄ軸と交差し、回転子５１０の中心Ｏを中心とする第１の曲率半径Ｒｄを有する曲線形状（円弧形状）の外周面５１０Ａ〜５１０Ｄと、補助磁極部ａｂ〜ｄａのｑ軸と交差し、点Ｑを中心とする第２の曲率半径Ｒｑを有する曲線形状（円弧形状）の外周面５１０ＡＢ〜５１０ＤＡにより構成されている。なお、第２の曲率半径Ｒｑは、第１の曲率半径Ｒｄより大きく設定されている（Ｒｑ＞Ｒｄ）。
また、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の外周面（補助磁極部ａｂ〜ｄａに対応する外周面）５１０ＡＢ〜５１０ＤＡには、磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの端壁と対向する箇所に切欠部５１０ａ１、５１０ａ２〜５１０ｄ１、５１０ｄ２が形成されている。なお、切欠部を形成する方法に代えて、回転子５１０の外周面と、磁石挿入孔の端壁との間に非磁性体が充填された孔（空隙を含む）を形成することもできる。
【００３３】
本実施の形態では、図１７に示すように、磁石挿入孔５１１ａの内壁５１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔５１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔５１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１７に図示を省略しているが、磁石挿入孔５１１ｂ〜５１１ｄの内壁５１１ｂ２〜５１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔５１１ｂ〜５１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１７に示すように、磁石挿入孔５１１ｃの内壁５１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子５１０（回転子鉄心５１１）の飽和磁束密度と永久磁石５１２ｃから回転子５１０（回転子鉄心５１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔５１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１７に図示を省略しているが、磁石挿入孔５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｄの内壁５１１ａ２、５１１ｂ２、５１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの内壁５１１ａ２〜５１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔５１１ａ〜５１１ｄの内壁５１１ａ２〜５１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔５１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔５１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第６の実施の形態と同様の効果を有している。また、永久磁石の端部が短絡されるのを防止することができる。
【００３４】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態を、図１８に示す。第７の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有する１層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状を有する永久磁石を挿入し、回転子の外周面を同じ曲率半径の曲線で構成している（円筒形状に構成している）。
本実施の形態では、回転子６１０（回転子鉄心６１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が直線形状を有している磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄが１層設けられている。また、磁石挿入孔６１１ａには、断面形状が長方形形状を有する永久磁石６１２ａが挿入されている。
本実施の形態では、回転子６１０（回転子鉄心６１１）の外周面は、回転子６１０の回転中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒを有する円形形状に形成されている。
また、本実施の形態では、磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄと、線ｓａ〜ｓｄと平行であり、線ｓａ〜ｓｄから回転軸挿入孔６１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄに対応する第１の領域Ｍａ〜Ｍｄ（図示省略）が形成されている。
本実施の形態では、図１８に示すように、磁石挿入孔６１１ａの内壁６１１ａ２に沿った線ｓａと、線ｓａに平行であり、線ｓａから回転軸挿入孔６１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａとによって、磁石挿入孔６１１ａに対応する第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図１８に図示を省略しているが、磁石挿入孔６１１ｂ〜６１１ｄの内壁６１１ｂ２〜６１１ｄ２、第１の境界線ｍａと同様の第１の境界線ｍｂ〜ｍｄとによって、磁石挿入孔６１１ｂ〜６１１ｄに対応する第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図１８に示すように、磁石挿入孔６１１ｃの内壁６１１ｃ２に沿った線ｓｃと、線ｓｃと主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子６１０（回転子鉄心６１１）の飽和磁束密度と永久磁石６１２ｃから回転子６１０（回転子鉄心６１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔６１１ｃに対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１８に図示を省略しているが、磁石挿入孔６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｄの内壁６１１ａ２、６１１ｂ２、６１１ｄ２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ〜ｍｄと磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔６１１ａ〜６１１ｄの内壁６１１ａ２〜６１１ｄ２に沿った線ｓａ〜ｓｄにより形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ〜ｍｄより回転軸挿入孔６１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔６１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３５】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態を図１９に示す。第８の実施の形態は、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状である２層の磁石挿入孔に、軸方向に直角な断面形状が長方形形状方を有する永久磁石を複数挿入したものである。
本実施の形態では、回転子７１０（回転子鉄心７１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向の凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状である磁石挿入孔７１１ａ１、７１１ａ２〜７１１ｄ１、７１１ｄ２が２層設けられている。すなわち、主磁極部ａには、回転軸挿入孔７１９から回転子７１０の外周方向に、２層の磁石挿入孔７１１ａ１と７１１ａ２が設けられている。
磁石挿入孔７１１ａ２は、外壁７１１ａ２１、７１１ａ２２、内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４、端壁７１１ａ２５、７１１ａ２６により構成されている。また、磁石挿入孔７１１ａ２には、断面形状が長方形形状を有する永久磁石７１２ａ２１、７１２ａ２２が挿入されている。磁石挿入孔７１１ａ１は、磁石挿入孔７１１ａ２と同様の構成である。
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に、回転子７１０の外周面は、回転子７１０の中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形形状に形成されている。
【００３６】
本実施の形態では、図１９に示すように、磁石挿入孔７１１ａ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２と、線ｓａ１、ｓａ２に平行であり、線ｓａ１、ｓａ２から回転軸挿入孔７１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１、ｍａ２とによって、磁石挿入孔７１１ａに対応する第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２が形成されている。なお、図１９に図示を省略しているが、磁石挿入孔７１１ｂ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ｂ２３、７１１ｂ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２とによって、磁石挿入孔７１１ｂ２〜７１１ｄ２に対応する第１の領域Ｍｂ１、Ｍｂ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２が形成されている。
また、図１９に示すように、磁石挿入孔７１１ｃ２の内壁７１１ｃ２３、７１１ｃ２４に沿った線ｓｃ１、ｓｃ２と、線ｓｃ１、ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子７１０（回転子鉄心７１１）の飽和磁束密度と永久磁石７１２ｃ２１、７１２ｃ２２から回転子７１０（回転子鉄心７１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、磁石挿入孔７１１ｃ２に対応する第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図１９に図示を省略しているが、磁石挿入孔７１１ａ２、７１１ｂ２、７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４、７１１ｂ２３、７１１ｂ２４、７１１ｄ２３、７１１ｄ２４と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、磁石挿入孔７１１ａ、７１１ｂ、７１１ｄに対応する第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔７１１ａ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ１、Ｍａ２〜Ｍｄ１、Ｍｄ２と、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔７１１ａ２〜７１１ｄ２の内壁７１１ａ２３、７１１ａ２４〜７１１ｄ２３、７１１ｄ２４に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔７１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔７１９側の領域）に連通孔を設けている。
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様の効果を有している。
【００３７】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態を図２０に示す。第９の実施の形態は、主磁極部のｄ軸を挟んで２つの磁石挿入孔が設けられている。
本実施の形態では、回転子８１０（回転子鉄心８１１）には、各主磁極部ａ〜ｄに、軸方向に直角な断面形状が、外周方向に凹状（中心方向に突状）に形成されているＶ字形状となるように、２個の磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２が設けられている。すなわち、主磁極部ａには、ｄ軸を挟んで両側に、磁石挿入孔８１１ａ１と８１１ａ２が、Ｖ字形状となるように設けられている。
磁石挿入孔８１１ａ１は、外壁８１１ａ１１、内壁８１１ａ１２、端壁８１１ａ１３、中央壁８１１ａ１４により構成されている。磁石挿入孔８１１ａ２は、外壁８１１ａ２１、内壁８１１ａ２２、端壁８１１ａ２３、中央壁８１１ａ２４により構成されている。また、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２には、断面形状が長方形形状を有する永久磁石８１２ａ１、８１２ａ２が挿入されている。また、磁石挿入孔８１１ａ１と８１１ａ２の間（中央壁８１１ａ１４と８１１ａ２４との間）にはブリッジ８１１ａ３が設けられている。このブリッジ８１１ａ３によって、永久磁石８１２ａ１、８１２ａ２を磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２内に保持する保持力が増大し、回転子８１０の回転に伴う遠心力に対する強度を高めることができる。
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に、回転子８１０の外周面は、回転子８１０の中心Ｏを中心とする曲率半径Ｒの円形形状に形成されている。
【００３８】
本実施の形態では、図２０に示すように、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２と、線ｓａ１、ｓａ２に平行であり、線ｓａ１、ｓａ２から回転軸挿入孔８１９側（回転中心Ｏ）に距離Ｗ（＝ティース幅Ｔ）だけ離れた第１の境界線ｍａ１、ｍａ２とによって第１の領域Ｍａが形成されている。なお、図２０に図示を省略しているが、磁石挿入孔８１１ｂ１、８１１ｂ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ｂ１２、８１１ｂ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２と同様の第１の境界線ｍｂ１、ｍｂ２〜ｍｄ１、ｍｄ２とによって、第１の領域Ｍｂ〜Ｍｄが形成されている。
また、図２０に示すように、磁石挿入孔８１１ｃ１、８１１ｃ２の内壁８１１ｃ１２、８１１ｃ２２に沿った線ｓｃ１、ｓｃ２と、線ｓｃ１、ｓｃ２と主磁極部ｃのｄ軸が交差する点Ｐｃから、隣接する主磁極部ｂ、ｄの方向に延び、回転子８１０（回転子鉄心８１１）の飽和磁束密度と永久磁石８１２ｃ１、８１２ｃ２から回転子８１０（回転子鉄心８１１）に流れる磁束の磁束密度の比を傾きとする第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２とによって、第２の領域Ｎｃ１、Ｎｃ２が形成されている。なお、図２０に図示を省略しているが、磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２、８１１ｂ１、８１１ｂ２、８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２、８１１ｂ１２、８１１ｂ２２、８１１ｄ１２、８１１ｄ２２と、第２の境界線ｎｃ１、ｎｃ２と同様の第２の境界線ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｄ１、ｎｄ２とによって、第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２、Ｎｂ１、Ｎｂ２、Ｎｄ１、Ｎｄ２が形成されている。
そして、領域Ｘ（例えば、第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２と磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１ａ１２、８１１ａ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第１の領域Ｍａ〜Ｍｄと、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２と磁石挿入孔８１１ａ１、８１１ａ２〜８１１ｄ１、８１１ｄ２の内壁８１１a１２、８１１ａ２２〜８１１ｄ１２、８１１ｄ２２に沿った線ｓａ１、ｓａ２〜ｓｄ１、ｓｄ２により形成される第２の領域Ｎａ１、Ｎａ２〜Ｎｄ１、Ｎｄ２）に設けないで、領域Ｙ（第１の境界線ｍａ１、ｍａ２〜ｍｄ１、ｍｄ２より回転軸挿入孔８１９側の領域であって、第２の境界線ｎａ１、ｎａ２〜ｎｄ１、ｎｄ２より回転軸挿入孔８１９側の領域）に連通孔を設けている。
【００３９】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、磁石挿入孔の形状、数、配置位置は、適宜変更可能である。また、複数層に形成することもできる。
磁石挿入孔に挿入する永久磁石の形状、数は、適宜変更可能である。
また、回転子の外周面の形状は適宜変更することができる。
また、回転子の外周面の形状は実施の形態で説明した形状に限定されない。例えば、主磁極部のｄ軸に交差し、回転子の中心を中心とする円弧形状の第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、回転子の中心を中心とし、第１の曲線面と異なる曲率半径を有する円弧形状の第２の曲線面で構成することもできる。この場合、第２の曲線面は、第１の曲線面を延ばした仮想円形面を切り欠いた切欠部として形成される。
また、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に連通孔を設けない態様（第１の境界線及び第２の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）を用いたが、第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域に連通孔を設けない態様（第１の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）あるいは第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に連通孔を設けない態様（第２の境界線より回転軸挿入孔側に連通孔を設ける態様）のいずれか一方を用いることもできる。このような構成を用いても、第１の領域と第２の領域の少なくとも一方を考慮しないで回転子に連通孔を設ける場合（領域Ｘに連通孔を設ける場合）に比べて、永久磁石電動機の効率低下を抑制することができる。
また、第１の領域を第１の境界線と内壁に沿った線により形成し、第２の領域を第２の境界線と内壁に沿った線により形成したが、第１の領域、第２の領域を形成する方法は、これに限定されず、磁石挿入孔の断面形状に応じて適宜選択することができる。例えば、磁石挿入孔が内側側壁を有している場合には、第１の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第１の領域を形成し、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第２の領域を形成することができる（図３、図４、図８の右斜線で示されている領域）。この場合には、実施の形態で説明した、第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する方法や、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁により第２の領域を形成する方法を用いる場合に比べて、より正確に第１の領域と第２の領域を形成することができ、より効率低下を抑制することができる。なお、第１の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第１の領域を形成する態様、第２の境界線と内壁に沿った線と内側側壁に沿った線により第２の領域を形成する態様は、第１の境界線と内壁に沿った線により第１の領域を形成する構成、第２の境界線と内壁に沿った線により第２の領域を形成する構成に含まれる。
また、第1の領域と第２の領域に連通孔を設けない態様としては、第１の境界線より回転軸挿入孔側の領域であって、第２の境界線より回転軸挿入孔側の領域に連通孔を設ける態様、第１の境界線より回転軸挿入孔側の領域あるいは第２の境界線より回転軸挿入孔側の領域に連通孔を設ける態様、磁石挿入孔の外壁より回転子の外周面側の領域に連通孔を設ける態様を用いることができる。
永久磁石としては、種々の永久磁石を用いることができる。その場合、第２の境界線は、使用する永久磁石から回転子（回転子鉄心）に流れる磁束の磁束密度（設計磁束密度）に応じて変更される。
本発明は、各実施の形態で説明した個々の構成を単独で用いることもできるし、複数の構成を組み合わせて用いることもできる。例えば、実施の形態で説明した磁石挿入孔の形状、数、配置態様と回転子の外周面の構成態様を適宜組み合わせることができる。
実施の形態では、固定子と回転子に、冷却媒体通路として使用可能な連通孔を設ける場合について説明したが、回転子のみに連通路を設ける場合にも適用することができる。
冷却媒体通路として用いる連通孔を設ける場合について説明したが、本発明は、他の用途に用いる連通孔を設ける場合にも適用することができる。例えば、回転子を冷却する冷却媒体（例えば、冷却風）を流すための連通孔を設ける場合、回転子の重さを軽減するための連通孔を設ける場合等に好適に適用することができる。なお、一般的に、回転子を、電磁鋼板を積層した積層鉄心により構成する場合には、積層体を一体的に固定するためのカシメピンを挿入するカシメピン挿入孔が形成される。カシメピン挿入孔の配設位置は、磁石挿入孔の形状等によって選択される。本発明の「回転子の連通孔」には、カシメピンを挿入するためのカシメピン挿入孔は包含されない。カシメピン挿入孔が第１の領域や第２の領域に設けられる場合には、例えば、磁性体で構成されたカシメピンを用いることにより、本発明の効率低下を抑制する効果が低減するのを防止することができる。
また、永久磁石電動機を空調装置や冷蔵庫等の圧縮機を駆動する圧縮機駆動用電動機として用いる場合について説明したが、本発明の永久磁石電動機は、これ以外の種々の機器を駆動する電動機として用いることができる。例えば、自動車等の車両に搭載される電動機として用いることができる。自動車等の車両に搭載される電動機としては、例えば、車両を駆動する電動機、車両に搭載されている車載機器（例えば、パワーウィンドー、ワイパー、電動シート等）を駆動する電動機等が対応する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施の形態の軸方向に直角な断面図である。
【図２】第１の実施の形態の詳細説明図である。
【図３】第１の境界線を説明する図である。
【図４】第２の境界線を説明する図である。
【図５】第１の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図６】領域ＸとＹに連通孔を設けた場合の［連通孔の総面積−効率］特性を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の回転子を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図９】第２の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１０】第３の実施の形態の回転子を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図１２】第３の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１３】第４の実施の形態の回転子を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態の第１の境界線と第２の境界線を説明する図である。
【図１５】第４の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１６】第５の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１７】第６の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１８】第７の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図１９】第８の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図２０】第９の実施の形態における連通孔の配置領域を説明する図である。
【図２１】従来例の軸方向に直角な断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ 主磁極部
ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ｄａ 補助磁極部
ｍａ、ｍｂ、ｍｃ、ｍｄ、ｍａ１、ｍａ２ 第１の境界線
ｎａ１、ｎａ２、ｎｂ１、ｎｂ２、ｎｃ１、ｎｃ２、ｎｄ１、ｎｄ２ 第２の境界線
Ｍａ、Ｍａ１、Ｍａ２ 第１の領域
Ｎｃ１、Ｎｃ２ 第２の領域
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０ 回転子
１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ１、１０ｂ２、１０ｃ１、１０ｃ２、１０ｄ１、１０ｄ２、１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ｂ１、１１０ｂ２、１１０ｃ１、１１０ｃ２、１１０ｄ１、１１０ｄ２、２１０ａ１、２１０ａ２、２１０ｂ１、２１０ｂ２、２１０ｃ１、２１０ｃ２、２１０ｄ１、２１０ｄ２、３１０ａ１、３１０ａ２、３１０ｂ１、３１０ｂ２、３１０ｃ１、３１０ｃ２、３１０ｄ１、３１０ｄ２、５１０ａ１、５１０ａ２、５１０ｂ１、５１０ｂ２、５１０ｃ１、５１０ｃ２、５１０ｄ１、５１０ｄ２ 切欠部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ、４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃ、６１１ｄ、７１１ａ１、７１１ａ２、７１１ｂ１、７１１ｂ２、７１１ｃ１、７１１ｃ２、７１１ｄ１、７１１ｄ２、８１１ａ１、８１１ａ２、８１１ｂ１、８１１ｂ２、８１１ｃ１、８１１ｃ２、８１１ｄ１、８１１ｄ２、９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄ 磁石挿入孔
１１ａ１、１１１ａ１、２１１ａ１、２１１ａ２、３１１ａ１、４１１ａ１、４１１ｂ１、４１１ｃ１、４１１ｄ１、５１１ａ１、６１１ａ２、７１１ａ２１、７１１ａ２２、８１１ａ１１、８１２ａ２１ 外壁
１１ａ２、１１１ａ２、２１１ａ３、２１１ａ４、３１１ａ２、４１１ａ２、５１１ａ２、６１１ａ２、７１１ａ２３、７１１ａ２４、８１１ａ１２、８１１ａ２２ 内壁
１１ａ３、１１ａ４、１１１ａ７、１１１ａ８、２１１ａ５、２１１ａ６、３１１ａ３、３１１ａ４、４１１ａ３、４１１ａ４、５１１ａ３、５１１ａ４、６１１ａ３、６１１ａ４、７１１ａ２５、７１１ａ２６、８１１ａ３、８１１ａ２３ 端壁
１１ａ５、１１ａ６、１１１ａ５、１１１ａ６、４１１ａ５、４１１ａ６、５１１ａ５、５１１ａ６、６１１ａ５、６１１ａ６ 内側側壁
１１ａ７、１１ａ８ 位置決め突部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１１２ａ１、１１２ｂ１、１１２ｃ１、１１２ｄ１、２１２ａ１、２１２ａ２、２１２ｂ１、２１２ｂ２、２１２ｃ１、２１２ｃ２、２１２ｄ１、２１２ｄ２、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、６１２ａ、７１２ａ２１、７１２ａ２２、８１２ａ１、８１２ａ２、９１２ａ、９１２ｂ、９１２ｃ、９１２ｄ 永久磁石
１８ 連通孔
１９、１１９、２１９、３１９、４１９、５１９、６１９、７１９、８１９、９１９ 回転軸挿入孔
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 回転軸
３０、９３０ 固定子
３１、９３１ 固定子鉄心（固定子コア）
３２、９３２ ティース
３２ａ ティース基部
３２ｂ、３２ｃ ティース端部
３２ｄ ティース先端面
３３、９３３ スロット
３４ａ、９３４ａ 切欠部
３４、９３４ 連通部
４０、９４０ リング（ケース）
１１１ａ３、１１１ａ４ 外側側壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、回転子を備え、固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられており、回転子には、回転軸が挿入される回転軸挿入孔が設けられ、また、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されており、主磁極部には、永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられている永久磁石電動機であって、
前記回転子には軸方向に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔は、前記磁石挿入孔を形成する壁のうち、永久磁石より回転軸挿入孔側に配置される内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない、
ことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
固定子と、回転子を備え、固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられており、回転子には、回転軸が挿入される回転軸挿入孔が設けられ、また、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されており、主磁極部には、永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられている永久磁石電動機であって、
前記回転子には軸方向に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔は、前記磁石挿入孔を形成する壁のうち、永久磁石より回転軸挿入孔側に配置される内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域、あるいは、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない、
ことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の永久磁石電動機であって、回転子の外周面は、主磁極部のｄ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第２の曲線面が交互に接続されて形成され、第２の曲線面の曲率が第１の曲線面の曲率より大きく設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、磁石挿入孔は、回転子の外周面に対向して配置されている端壁を有しており、回転子の外周面には、磁石挿入孔の端壁に対向する個所に切欠部が形成され、あるいは、回転子の外周面と磁石挿入孔の端壁との間に孔が設けられていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、主磁極部には、磁石挿入孔が、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数層設けられており、第１の境界線及び第２の境界線は、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に基づいて設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、回転子は電磁鋼板により構成され、永久磁石としてネオジウム磁石が用いられており、第２の境界線の傾きが０．５に設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項１】
固定子と、回転子を備え、固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられており、回転子には、回転軸が挿入される回転軸挿入孔が設けられ、また、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されており、主磁極部には、永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられている永久磁石電動機であって、
前記回転子には軸方向に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔は、前記磁石挿入孔を形成する壁のうち、永久磁石より回転軸挿入孔側に配置される内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域と、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない、
ことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
固定子と、回転子を備え、固定子には、回転子の外周面と対向する箇所にティースが設けられており、回転子には、回転軸が挿入される回転軸挿入孔が設けられ、また、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助磁極部が周方向に交互に配置されており、主磁極部には、永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられている永久磁石電動機であって、
前記回転子には軸方向に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔は、前記磁石挿入孔を形成する壁のうち、永久磁石より回転軸挿入孔側に配置される内壁に沿った線に平行であり、内壁に沿った線から回転軸挿入口側にティース幅だけ離れた第１の境界線と内壁に沿った線により形成される第１の領域、あるいは、内壁に沿った線と主磁極部のｄ軸と交差する点から隣接する主磁極部の方向に延び、回転子の飽和磁束密度と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石から回転子に流れる磁束の磁束密度との比を傾きとする第２の境界線と内壁に沿った線により形成される第２の領域に設けられていない、
ことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の永久磁石電動機であって、回転子の外周面は、主磁極部のｄ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第１の曲線面と、補助磁極部のｑ軸と交差し、外周方向に突状に形成されている第２の曲線面が交互に接続されて形成され、第２の曲線面の曲率が第１の曲線面の曲率より大きく設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、磁石挿入孔は、回転子の外周面に対向して配置されている端壁を有しており、回転子の外周面には、磁石挿入孔の端壁に対向する個所に切欠部が形成され、あるいは、回転子の外周面と磁石挿入孔の端壁との間に孔が設けられていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、主磁極部には、磁石挿入孔が、回転軸挿入孔から回転子の外周面の方向に複数層設けられており、第１の境界線及び第２の境界線は、回転軸挿入孔側に設けられている磁石挿入孔の内壁に基づいて設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、回転子は電磁鋼板により構成され、永久磁石としてネオジウム磁石が用いられており、第２の境界線の傾きが０．５に設定されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−２５２０１８（Ｐ２００７−２５２０１８Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６７７５５（Ｐ２００６−６７７５５）
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（０００１００８７２）アイチエレック株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（０００１００８７２）アイチエレック株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
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