JP5418651B1 - ラジアルギャップ型回転電機、送風機、圧縮機、空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク特性や効率特性を低下させることなく、永久磁石の減磁耐力を安価に向上するラジアルギャップ型回転電機を提供する。
【解決手段】アウターロータ型のラジアルギャップ型回転電機９は、界磁子１と電機子２とを備える。界磁子１は、永久磁石１１と、そのバックヨークとなる磁性環１２を有する。磁性環１２は、永久磁石１１よりも電機子２から遠い位置に設けられ、磁極中心１１０において凹部１２１を含む。磁極中心１１０は、磁極の回転軸３に関する周方向についての中心である。凹部１２１は回転軸３を中心とする径方向の厚さが局所的に薄くなる。
【選択図】図１

Description

この発明は回転電機に関し、特に、いわゆるラジアルギャップ型の回転電機に関する。当該回転電機は、例えば空気調和機において、冷媒を圧縮する圧縮機や、送風機の駆動源として採用することができる。

いわゆるラジアルギャップ型の回転電機は、回転軸を中心として回転する界磁子と、回転軸と垂直な方向で筒状の空隙を介して界磁子と対向する電機子とを備える。当該界磁子は例えば、永久磁石を有しており、電機子は上記筒状の空隙を介して永久磁石と対向する。電機子はまた、ティース及びこれに集中巻きで巻回された電機子巻線を有する。

地球温暖化等の環境負荷を低減することと、利便性の高い快適な住環境との両立の為、回転電機、特に電動機に対する高効率化への要求は一段と高くなっている。

他方、原材料の高騰等もあり、回転電機に対する低コスト化の要求も非常に厳しい現実がある。

上記要求を両立できる、小型で高効率な回転電機を実現するにあたっては、高性能な永久磁石を用いた回転電機が最有力である。

このような回転電機を各種環境下で使用する場合、永久磁石の温度特性に依存して、例えばフェライト磁石の場合は低温減磁が問題となり、ネオジ鉄ボロン磁石の場合は高温減磁が問題となる。

磁石の減磁耐力は、例えばネオジ鉄ボロン磁石の場合にはジスプロシウムやテルビウムの含有により保持力を高めることで増大させることができる。しかしこれらの元素はいずれも希少であり、かつ高価である。

永久磁石の厚さを大きくすることでも減磁耐力は向上する。しかし厚みの厚い永久磁石を用いることもまた、コスト上昇を招く。

なお、本願に関連する先行技術文献として特許文献１〜９を下掲する。例えば特許文献１には、回転子が回転軸に近い側に配置される、いわゆるインナーロータ型の構成が示されている。そして継鉄が永久磁石よりも回転軸に近い側に配置されており、当該継鉄には中抜空隙が設けられている。特許文献１によれば、当該中抜空隙には、電機子巻線で生成されて電機子反作用を引き起こす磁束が通らず、よって電機子反作用をおこす磁気回路の生成を防止している。当該電機子反作用を引き起こす磁束は、永久磁石に対する減磁界として働く。

特開昭６１−９４５４８号公報 特開平１１−１４６５８４号公報 特開２００２−８４６９０号公報 特開２００２−１１２４７９号公報 特開２００３−１４３７８８号公報 特許第４００４８９４号公報 特開２００４−１０４９６２号公報 特許第３７３７４９２号公報 特許第４０６５８２９号公報

しかしながら特許文献１では中空空隙同士の間の架橋状部分の幅は、その一方が非常に小さく、他方が相対的に大きな幅を有している。よってかかる非対称性に起因して、回転子駆動中のトルクリプルを増大させてしまう懸念がある。

また、継鉄の外周面と中空空隙との間の半径方向部分の幅が磁極中心の位置付近で最小寸法とはなっているものの、架橋状部分の幅が広い部分があり、また中空空隙よりも中央穴側では大きな幅で継鉄が連結している。このため、隣接する永久磁石間の磁気抵抗の低減は小さく、効果的な減磁磁束の低減がなされない。

他方、継鉄の磁気抵抗を、例えばその透磁率を小さくして低下させれば、回転電機のトルク特性や効率が低減してしまう。

本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、トルク特性や効率特性を低下させることなく、永久磁石の減磁耐力を安価に向上する技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる、ラジアルギャップ型回転電機（９）の第１の態様は、界磁子（１）と電機子（２）とを備える。当該界磁子は、所定数の磁極を形成する永久磁石（１１）を有し、回転軸（３）を中心として回転する。当該電機子は、前記回転軸と垂直な方向で筒状の空隙（４）を介して前記永久磁石と対向し、前記所定数よりも個数が多いティース（２１）及び前記ティースの巻回部に集中巻きで巻回された電機子巻線（２２）を有する。

そして前記界磁子は、前記永久磁石よりも前記電機子から遠い位置に設けられて前記永久磁石のバックヨークとなる磁性環（１２）を更に有する。

そして前記磁性環は、前記回転軸を中心とする径方向の厚さが、前記磁極の前記回転軸に関する周方向についての中心たる磁極中心（１１０）で局所的に薄くなる凹部（１２１）を含む。また前記磁性環の前記径方向の厚さは前記磁極中心近傍以外で一定値（Ｔ）を採る。そして前記磁性環が前記磁極中心近傍で最も薄くなる薄肉領域の前記周方向の長さ（ｂ）と、前記薄肉領域の前記径方向の厚さ（ｔ）を前記一定値から差し引いた値との積を第１値とし、前記周方向において前記磁性環の前記永久磁石側における前記周方向の長さを前記所定数で除した値と前記一定値との積を第２値として、前記第１値の前記第２値に対する割合（β）が５％以上である。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機（９）の第２の態様は、その第１の態様であって、前記回転軸に沿って見た前記巻回部の前記周方向の幅（Ｗ）に対する、前記磁性環の前記径方向の厚さの比（α）は、前記周方向についての前記磁極中心において０．３以下である。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機（９）の第３の態様は、その第１の態様または第２の態様であって、前記凹部（１２１）の開口方向は前記電機子（２）と反対側である。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機（９）の第４の態様は、その第１の態様ないし第３の態様のいずれかであって、前記回転軸に沿って見た前記巻回部の前記周方向の幅（Ｗ）に対する、前記磁性環の前記径方向の厚さの比（α）は、前記周方向についての前記磁極中心において０．１以上である。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機（９）の第５の態様は、その第１の態様ないし第４の態様のいずれかであって、前記磁性環は複数の磁性体が周方向に連結された構成を有する。望ましくは、前記磁性環を構成する前記磁性体の各々は、略円弧形状を呈し、前記磁性体が連結される部位において上記凹部が配置される。

上記のラジアルギャップ型回転電機（９）の第１乃至第５の態様において、例えば前記ティースの個数の前記所定数に対する比は３／２である。例えば前記界磁子は前記電機子の外周側で回転する。

上記のラジアルギャップ型回転電機（９）の第１乃至第５の態様は、送風機あるいは圧縮機に採用される。当該送風機、圧縮機は空気調和機に備えられる。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機の第１の態様によれば、無通電時に永久磁石から電機子巻線に鎖交する界磁磁束を低下させることなく、通電時に永久磁石に印加される減磁界を低減し、以てトルクを低下させずに減磁耐力が向上する。しかも薄肉領域での磁気抵抗が高まることにより、減磁率を低減する効果が顕著となる。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機の第２の態様によれば、磁性環が局所的に薄くなる領域の長さを用いた、減磁耐力の制御が容易となる。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機の第４の態様によれば、凹部を設けたことによる誘起電圧の低下を抑制できる。

この発明にかかるラジアルギャップ型回転電機の第５の態様の望ましい構成によれば、凹部を設けた位置における磁気抵抗を更に高めることができる。

この発明の一実施の形態にかかる回転電機の構成を示す断面図である。 この発明の一実施の形態にかかる回転電機の構成を示す断面図である。 従来の構成にかかる回転電機に流れる無通電時の磁束線を示す断面図である。 この発明の一実施の形態にかかる回転電機に流れる無通電時の磁束線を示す断面図である。 従来の構成にかかる回転電機に流れる通電時の磁束線を示す断面図である。 この発明の一実施の形態にかかる回転電機に流れる通電時の磁束線を示す断面図である。 減磁電流と、永久磁石の減磁率との関係を例示するグラフである。 減磁電流と、減磁の相対比との関係を示すグラフである。 比αと減磁率低減効果との関係を示すグラフである（ｃ≒ｂ）。 比αと減磁率低減効果との関係を示すグラフである（ｃ＞ｂ）。 長さｂと、誘起電圧低下量との関係を示すグラフである。 減磁率低減効果と比βとの関係を示すグラフである。 磁性環の構成を示す断面図である。

≪構成の説明≫
図１はこの発明の一実施の形態にかかる回転電機９の構成を示す断面図である。図１は回転軸３に垂直な断面を示している。回転電機９は回転軸３を回転中心として回転する界磁子１と、回転軸３と垂直な方向で筒状の空隙４を介して界磁子１に対向する電機子２とを備えており、ラジアルギャップ型の構成を有している。ここでは界磁子１が電機子２の外周側で回転するいわゆるアウターロータ型のラジアルギャップ型回転電機の構成が例示されている。

界磁子１は所定数の磁極を形成する永久磁石１１を有し、電機子２は空隙４を介して永久磁石１１と対向する。電機子２はティース２１及びティース２１に集中巻きで巻回された電機子巻線２２を有する。

ティース２１は電機子巻線２２が巻回される巻回部２１１と、巻回部２１１の永久磁石１１側の端部で周方向に拡がる鍔部２１２とを有している。

なお、本願で特に断らない限り、電機子巻線２２は、これを構成する導線の一本一本を指すのではなく、導線が一纏まりに巻回された態様を指す。これは図面においても同様である。また、巻き始め及び巻き終わりの引き出し線、及びそれらの結線も図面においては省略した。

ティース２１の個数は磁極の個数（上記の「所定数」）よりも多い。例えばティース２１の個数の磁極の個数に対する比は３／２である。図１ではティース２１が１２個、磁極が８個の場合が例示されている。

また、ここでは一つの永久磁石１１が一つの磁極を形成する場合を例示しており、永久磁石１１は８個設けられている。但し、永久磁石１１に代替して環状の樹脂磁石を採用してもよい。その場合には着磁部分と非着磁部分とが交互に形成され、当該着磁部分が図１の永久磁石１１に相当する。

界磁子１は、永久磁石１１のバックヨークとなる磁性環１２を更に有する。具体的には、磁性環１２は、永久磁石１１よりも電機子２から遠い位置に設けられる。例えば磁性環１２は積層電磁鋼板で作製することができる。

電機子２は、ティース２１を連結する磁性環２０を更に有する。具体的には、磁性環２０は、ティース２１よりも界磁子１から遠い位置に設けられる。

図２は図１の一部分を拡大して示す断面図である。磁性環１２は磁極中心１１０において凹部１２１を含む。磁極中心１１０は、磁極の回転軸３に関する周方向についての中心である。凹部１２１は回転軸３を中心とする径方向の厚さが局所的に薄くなる。

具体的には凹部１２１は底面１２３と側面１２２とを有する。磁性環１２の径方向の側面のうち、永久磁石１１よりも電機子２から遠い側の面１２０は、凹部１２１が設けられていない位置から側面１２２を介して底面１２３へと至る。底面１２３が設けられている位置では磁性環１２が径方向の厚さｔを有しており、これは磁極中心１１０における磁性環１２の径方向の厚さとして把握することができる。

なお、後の参照のため、底面１２３の周方向の長さｂ、凹部１２１の開口部の周方向の長さｃ、巻回部２１１の周方向の幅Ｗを導入しておく。長さｂは、磁性環１２が磁極中心１１０近傍で最も薄くなる薄肉領域の周方向の長さである、と把握できる。当該薄肉領域は、底面１２３が設けられた位置における磁性環１２の一部分である。

≪磁束に対する凹部１２１の影響≫
図３及び図４はいずれも、回転軸３（図１参照）に垂直な断面における界磁磁束の磁束線を示す。図３及び図４はいずれも、電機子巻線２２（図１、図２参照）の図示を省略し、これらに電流を流さない場合の磁束線を示す。

図３は磁性環１２に凹部１２１を設けない場合を、図４は磁性環１２に凹部１２１を設けた場合を、それぞれ示す。図３は従来の構成にかかる回転電機に流れる界磁磁束の磁束線を示すことになる。

図３と図４とを比較して、永久磁石１１からティース２１に流れる界磁磁束は、凹部１２１が存在しても低下しないことが判る。つまり、凹部１２１が存在しても、電機子巻線２２に鎖交する界磁磁束を低下させないので、トルクは低下しない。

これは凹部１２１が磁極中心１１０において設けられるので、凹部１２１の周方向における両側のいずれにも永久磁石１１からの界磁磁束が流れ得るからであると推察される。

また特に、ティース２１の個数の磁極の個数に対する比が３／２である場合、図１を参照して、一つの凹部１２１（図１において凹部１２１ａとして図示）と正対するティース２１（図１においてティース２１ａとして図示）は、二つのティース２１（図１においてティース２１ｂ，２１ｃとして図示）を挟んで、他の凹部１２１（図１において凹部１２１ｄとして図示）と正対するティース２１（図１においてティース２１ｄとして図示）と、周方向で隣接する。そしてティース２１ｂ，２１ｃは、凹部１２１ａ，１２１ｄに周方向で挟まれた凹部１２１（図１において凹部１２１ｂとして図示）に対して周方向に対称に配置されることになる。よってこのような配置の対称性からも、凹部１２１の存在が電機子巻線２２に鎖交する界磁磁束を低下させないと推察される。

図５及び図６はいずれも、回転軸３（図１参照）に垂直な断面における磁束線を示す。図５及び図６はいずれも、電機子巻線２２（図１、図２参照）の図示を省略しているが、これらに流れる電流によって発生する磁界（以下「電機子磁界」と称する）の磁束線を示す。

但し、隣接するティース２１には互いに逆相の電機子磁界を生成させる方向に、電機子巻線２２に電流を流した場合を示す。例えば回転電機９が三相交流で駆動される場合、隣接するティース２１には、互いに１２０度、もしくは２４０度の位相差がある電機子磁界が生起される。よって図３及び図４では、電機子磁界が、隣接するティース２１同士の間で最も流れやすいパターンを示すことになる。

図５は磁性環１２に凹部１２１を設けない場合を、図６は磁性環１２に凹部１２１を設けた場合を、それぞれ示す。図５は従来の構成にかかる回転電機に流れる電機子磁界の磁束線を示すことになる。

永久磁石１１に流れる電機子磁界は、当該電機子磁界が界磁磁束と極性が反対である場合、減磁界として機能する。よって図５及び図６において示される磁束線が永久磁石１１において密集している箇所を、永久磁石１１の減磁が顕著となり得る箇所として把握することができる。

図５に示されるように、凹部１２１を設けていない場合、ティース２１が正対する永久磁石１１（図５の左側のティース２１：図１のティース２１ｄに対応）において磁束の集中は顕著ではない。しかし永久磁石１１の周方向端部においてティース２１（図５の右側のティース２１：図１のティース２１ｃに対応）が対向する場合、永久磁石１１の周方向端部において磁束の集中が顕著となる。

これに対して図６に示された構成では、永久磁石１１の周方向端部において磁束の集中が緩和される。これは永久磁石１１の減磁が緩和される観点で望ましい。

このように回転電機９では、無通電時に永久磁石１１から電機子巻線２２に鎖交する界磁磁束を低下させることなく、通電時に永久磁石１１に印加される減磁界を低減し、以てトルク特性や効率特性を低下させずに減磁耐力が向上する。

しかもかかる向上は凹部１２１の存在によってもたらされるので、安価な技術にて実現することができる。

図７は電機子磁界を発生させる電流（ここでは永久磁石１１を減磁させる効果に着目して「減磁電流」とする）と、永久磁石１１の減磁率との関係を例示するグラフである。曲線ｇ１１は本実施の形態における関係、即ち凹部１２１を設けた場合の減磁電流と減磁率との関係を示す。曲線ｇ１２は従来の構成における関係、即ち凹部１２１を設けない場合の減磁電流と減磁率との関係を示す。これら二つの関係を比較すべく、減磁電流及び減磁率のいずれも単位に“per unit”（図７において「p.u.」と表記）を採用した。

但し、減磁率としては下記のように定義した。減磁電流を印加する前に回転電機９を一定の回転速度で駆動して得られる誘起電圧をＶ１とし、減磁電流の印加によって永久磁石１１を一旦減磁させた後に、回転電機９を同じ一定の回転速度で駆動して得られる誘起電圧をＶ２とし、（Ｖ２／Ｖ１−１）で求め、これをper unit法で表記している。ここでは曲線ｇ１２が減磁電流１p.u.の時の減磁率を−１p.u.とした。

曲線ｇ１１，ｇ１２を比較して明白なように、凹部１２１を設けることにより、減磁率は小さくなる。即ち永久磁石１１の減磁が緩和されることが判る。

図８は減磁電流と、減磁の相対比との関係を示すグラフである。曲線ｇ２１は図７の曲線ｇ１２が採る値に対する、曲線ｇ１１が採る値の比を示す。即ち、曲線ｇ２１が採る値が小さいほど、永久磁石１１の減磁が凹部１２１によって緩和される効果（以下「減磁率低減効果」とする）程度が強いことが示される。

減磁電流が小さい場合（０．４p.u.未満）では永久磁石１１に減磁が発生していない（減磁率＝０p.u.）ので、凹部１２１による減磁率低減効果は見られない。しかし減磁電流が大きい場合（０．４p.u.以上）では減磁率低減効果が大きいことが判る。

なお図８において、減磁電流が０．８p.u.を採る辺りで曲線ｇ２１は極小値を採っている。しかしこれは凹部１２１による効果が減磁電流に依存していることを示すというよりも、図７において曲線ｇ１２が示すように、凹部１２１を設けていない場合に減磁電流の減磁率に対する寄与が飽和しつつあることを示すと理解される。

≪凹部１２１の好適な形状≫
凹部１２１は、磁性環１２の径方向の厚さが低減する形状として把握することができる。よって、ティース２１の幅Ｗに対する磁性環１２の径方向の厚さの比αを導入する。上述のように凹部１２１は底面１２３を有しており、底面１２３が設けられている位置では磁性環１２が径方向の厚さｔを有しており、これは磁極中心１１０における磁性環１２の径方向の厚さとして把握することができるので、凹部１２１が設けられる位置においては、α＝ｔ／Ｗとなる。

このような比αを導入したのは以下の理由による。電機子２と界磁子１との間に流れる磁束に対する磁気抵抗は、電機子２においては幅Ｗが支配的であり、界磁子１においては磁性環１２の厚さが支配的である。よって比αが小さいほど、電機子２と界磁子１との間に流れる磁束に対する磁気抵抗は、磁性環１２の厚さの影響を強く受けると見ることができる。

さて、凹部１２１が設けられた位置、磁極中心１１０においては、上述のようにα＝ｔ／Ｗである。そこでこの位置で固定して比αを考慮し、以下では比αの好適な値について考察する。

図９、図１０は、いずれも比αと減磁率低減効果との関係を示すグラフである。ここで減磁率低減効果は、凹部１２１を設けない場合の減磁率をＤ１、凹部１２１を設けた場合の減磁率をＤ２とし、（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１を百分率で示した。

図９は凹部１２１の開口部の周方向の長さｃを長さｂに対して０．１[mm]長くした場合を示す。この場合、側面１２２はほぼその設けられた位置における径方向に平行であり、一対の側面１２２と面１２０との間に、それぞれ半径０．０５[mm]の丸みを設けた構成に対応する。

図１０は長さｃを値ｂに対して、値（Ｔ−ｔ）の二倍だけ長くした場合を示す。但し凹部１２１を設けていない位置での磁性環１２の径方向の厚さＴ（これは磁極中心１１０近傍以外で一定値を採る：ここでは５〜６[mm]程度）を導入した。この場合、側面１２２は底面１２３と面１２０との間で、中心角が９０度の円弧に近い形状を呈する。

図９において、曲線ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３，ｇ３４，ｇ３５は、それぞれ底面１２３の周方向の長さｂが値０．２５，０．５，２．０，４．０，６．０［mm］を採るときの上記関係を示す。

図１０において、曲線ｇ４１，ｇ４２，ｇ４３，ｇ４４，ｇ４５は、それぞれ底面１２３の周方向の長さｂが値０．２５，０．５，２．０，４．０，６．０［mm］を採るときの上記関係を示す。

長さｂの値が大きいほど、凹部１２１の磁束抵抗に対する影響は大きいため、曲線ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３，ｇ３４，ｇ３５はこの順に上昇し、曲線ｇ４１，ｇ４２，ｇ４３，ｇ４４，ｇ４５はこの順に上昇している。しかしこれらのいずれの曲線も、α＞０．３ではあまり効果が見られないことが判る。また長さｃの影響も小さいことが判る。

換言すれば磁極中心１１０における比αが０．３以下であれば、値ｂを用いた、減磁耐力の制御が容易となることが判る。

図１１は長さｂと、トルク低下量である誘起電圧低下量との関係を示すグラフである。ここで誘起電圧低下量は、上述の誘起電圧Ｖ１を用いると、［（凹部１２１を設けない場合のＶ１）−（凹部１２１を設けた場合のＶ１）］／（凹部１２１を設けない場合のＶ１）を百分率で表したものである。図１１では、図９及び図１０で用いたデータのうち、比αが０．０５、０．１，０．２のデータを用いてプロットしており、それぞれ曲線ｇ５３，ｇ５２，ｇ５１で表されている。但し、原点において、凹部１２１を設けない場合を黒四角で追記した。

曲線ｇ５３は曲線ｇ５２，ｇ５１と比較して顕著に長さｂの影響を顕著に受け、かつその誘起電圧Ｖ１の低下量も顕著に大きく、トルク低下量が大きくなってしまうことがわかる。

よって凹部１２１を形成したことによる誘起電圧Ｖ１の低下、即ちトルク低下を抑制する観点からは、磁極中心１１０における比αは０．１以上であることが望ましい。

さて、凹部１２１は磁性環１２の一部を切り欠いた形状となっているので、凹部１２１が囲む領域が広いほど、減磁率低減効果は高まる。そこで、当該領域の径方向の寸法として上記値（Ｔ−ｔ）を用い、当該領域の周方向の寸法として長さｂを採用する。そして第１値（Ｔ−ｔ）ｂで、磁極一つ当たりにおいて磁性環１２から切り欠いた領域の、回転軸３に沿って見た面積を見積もる。

他方、凹部１２１が設けられていなければ、磁極一つ当たりにおける磁性環１２、回転軸３に沿って見た面積を第２値（Ｌ／Ｇ）Ｔで見積もる。ここで、周方向において磁性環１２の永久磁石１１側における周方向の長さＬ、磁極数Ｇを導入した。

よって磁極一つ当たりにおける凹部１２１の寄与は、第１値の第２値に対する割合たる比β＝［（Ｔ−ｔ）ｂ］／［（Ｌ／Ｇ）Ｔ］が大きいほど、顕著であることになる。つまり比βが大きいほど、薄肉領域での磁気抵抗が高まることにより、減磁率低減効果が顕著となる。

図１２は、減磁率低減効果と比βとの関係を示すグラフであり、比βは百分率で示した。

図１２では比α、長さｂ，ｃに様々な値を採用している。しかしながら全体的に見て比βが５％以上であれば、減磁率低減効果のばらつきが小さく、またその程度も顕著であることがわかる。

以上のことから、比αは０．３以下であることが望ましく（図９、図１０参照）、更に望ましくは０．１以上であることが望ましい（図１１参照）。また比βは５％以上であることが望ましい（図１２参照）が、上述の観点で比αが０．３以下となるように諸元を設定することが望ましい。

≪変形≫
図１３は、複数の磁性体１２９を周方向に連結した構成を有する磁性環１２を示す断面図である。図１３は図２の凹部１２１近傍をさらに拡大して示している。磁性体１２９の各々は、例えば略円弧形状を呈する。

複数の磁性体１２９をこのように配置して連結する場合、連結される位置は凹部１２１が配置される位置であることが望ましい。当該位置における磁気抵抗を更に高めることができるからである。

また、磁性体１２９の各々の周方向端部１２８は凹凸を呈しており、隣接する磁性体１２９のそれぞれの周方向端部１２８同士が嵌合する。これは部品点数やコスト低減の観点から望ましい。

また、界磁子１の遠心力に対する耐性や、機械剛性を向上させる観点からは、磁性体１２９同士と永久磁石１１とを接着材（例えばエポキシ樹脂）にて接着接合することも望ましい。

あるいは磁性環１２に永久磁石１１を設ける中空穴を設けておき、当該中空穴へボンド磁石を射出成型して、磁性環１２に永久磁石１１を固定しても良い。

更に、磁性体１２９同士を機械的に接合している状態で、界磁子１の全体を樹脂でモールドしてもよい。これは回転電機９の駆動中や電磁力が印加されたときの磁性環１２の変形を抑制する観点で望ましい。

もちろん、これらの手法を複合的に組み合わせて、目的を達成しても良い。

≪空気調和機への適用≫
回転電機９は空気調和機に適用することができる。具体的には、空気調和機が有する圧縮機あるいは送風機において回転電機９が採用される。当該圧縮機は冷媒を圧縮する機能を果たす。当該送風機は冷媒を蒸発あるいは凝縮させる熱交換器に空気を送る機能を果たす。

１ 界磁子
２ 電機子
３ 回転軸
９ 回転電機
１１ 永久磁石
１２ 磁性環
２１ ティース
２２ 電機子巻線
１１０ 磁極中心
１２１ 凹部
１２９ 磁性体
２１１ 巻回部
Ｗ 幅
α，β 比

Claims (11)

1. 所定数の磁極を形成する永久磁石（１１）を有し、回転軸（３）を中心として回転する界磁子（１）と、
   前記回転軸と垂直な方向で筒状の空隙（４）を介して前記永久磁石と対向し、前記所定数よりも個数が多いティース（２１）及び前記ティースの巻回部に集中巻きで巻回された電機子巻線（２２）を有する電機子（２）と
   を備え、
   前記界磁子は、前記永久磁石よりも前記電機子から遠い位置に設けられて前記永久磁石のバックヨークとなる磁性環（１２）を更に有し、
   前記磁性環は、前記回転軸を中心とする径方向の厚さが、前記磁極の前記回転軸に関する周方向についての中心たる磁極中心（１１０）で局所的に薄くなる凹部（１２１）を含み、
   前記磁性環の前記径方向の厚さは前記磁極中心近傍以外で一定値（Ｔ）を採り、
   前記磁性環が前記磁極中心近傍で最も薄くなる薄肉領域の前記周方向の長さ（ｂ）と、前記薄肉領域の前記径方向の厚さ（ｔ）を前記一定値から差し引いた値との積を第１値とし、
   前記周方向において前記磁性環の前記永久磁石側における前記周方向の長さを前記所定数で除した値と前記一定値との積を第２値として、
   前記第１値の前記第２値に対する割合（β）が５％以上である、ラジアルギャップ型回転電機（９）。
2. 前記回転軸に沿って見た前記巻回部の前記周方向の幅（Ｗ）に対する、前記磁性環の前記径方向の厚さの比（α）は、前記周方向についての前記磁極中心において０．３以下である、請求項１記載のラジアルギャップ型回転電機。
3. 前記凹部（１２１）の開口方向は前記電機子（２）と反対側である、請求項１または請求項２記載のラジアルギャップ型回転電機。
4. 前記回転軸に沿って見た前記巻回部の前記周方向の幅（Ｗ）に対する、前記磁性環の前記径方向の厚さの比（α）は、前記周方向についての前記磁極中心において０．１以上である、請求項１〜３のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機。
5. 前記磁性環は複数の磁性体が周方向に連結された構成を有する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機。
6. 前記磁性環を構成する前記磁性体の各々は、略円弧形状を呈し、
   前記磁性体が連結される部位において上記凹部が配置される、請求項５記載のラジアルギャップ型回転電機。
7. 前記ティースの個数の前記所定数に対する比は３／２である、請求項１〜６のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機。
8. 前記界磁子は前記電機子の外周側で回転する、請求項１〜７のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機を有する送風機。
10. 請求項１〜８のいずれか一つに記載のラジアルギャップ型回転電機を有し、冷媒を圧縮する圧縮機。
11. 請求項９記載の送風機及び請求項１０記載の圧縮機の少なくともいずれか一つを備える空気調和機。

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