CN103339832B - 车辆用永磁铁埋入式旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是得到一种车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其能够抑制转矩脉动、齿槽转矩的增大，能够减小定子侧的铁损，并且能够增大电磁转矩及磁阻转矩。在本发明的车辆用永磁铁埋入式旋转电机中，构成磁极的第一永磁铁（12）和第二永磁铁（13）是在从转子铁心（6）的磁极的主旋转方向（B）的前导侧的端部到尾随侧的端部的区域中，沿主旋转方向（B）排列地被埋设，并且以凸状被埋设在外径侧，第一永磁铁（12）形成为从磁极的主旋转方向（B）的前导侧的端部超过极中心（A）到尾随侧的一体部件。

Description

车辆用永磁铁埋入式旋转电机

技术领域

本发明涉及车辆用永磁铁埋入式旋转电机，尤其是关于能够在确保大的电磁转矩的同时增大磁阻转矩的磁铁构造。

背景技术

以往的永磁铁埋入式旋转电机具有转子，该转子具有：转子磁轭，其层叠电磁钢板而成，并沿周向以等角间距且与极数相对应地形成有磁铁插入用孔对；永磁铁，其被插入各磁铁插入用孔对(例如，参照专利文献1)。而且，在以往的永磁铁埋入式旋转电机中，向磁铁插入用孔对插入相同磁极的永磁铁，并向相邻的磁铁插入用孔对插入不同磁极的永磁铁。而且，在构成转子磁轭的电磁钢板上形成有对不同的磁极的永磁铁进行划分的槽。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2005-287262号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在以往的永磁铁埋入式旋转电机中，转子的各磁极由沿周向排列地配置的制成同形状的2个永磁铁构成，从而2个永磁铁间的由电磁钢板构成的中心肋位于各磁极的周向中央。因此，存在如下课题，即，永磁铁产生的磁通具有急变点，磁通的高次谐波变大，转矩脉动、齿槽转矩变大，并且定子侧的铁损也变大。另外，由于构成磁极的永磁铁相对于极中心对称且与极中心正交地配置，所以还存在磁阻转矩及电磁转矩变小的课题。

本发明是为解决上述课题而做出的，其目的是得到一种车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其将构成各磁极的永磁铁的配置区域分成车辆前进时的旋转方向的前导侧的磁铁配置区域和尾随侧的磁铁配置区域，使旋转方向的前导(leading)侧的磁铁配置区域的周向宽度比旋转方向的尾随(trailing)侧的磁铁配置区域的周向宽度大，并且以凸状配置在外径侧，能够抑制转矩脉动、齿槽转矩的增大，能够减少定子侧的铁损，并且能够增大电磁转矩及磁阻转矩。

本发明的车辆用永磁铁埋入式旋转电机具有：转子，其具有转子铁心和位于上述转子铁心的内径侧地被埋设在该转子铁心中的多个永磁铁，并被磁化成相邻的上述永磁铁相互为不同的极性而构成磁极；定子，其具有将齿分别从圆环状的芯背向径向内侧延伸设置并沿周向以等角间距排布而成的定子铁心和缠绕在上述定子铁心上的定子线圈，并围绕上述转子地配置。而且，构成上述磁极的各个上述永磁铁在从上述转子铁心的该磁极的主旋转方向的前导侧的端部到尾随侧的端部的区域内，具有沿主旋转方向排列且以凸状埋设在外径侧的第一永磁铁和第二永磁铁，上述第一永磁铁形成为从上述磁极的主旋转方向的前导侧的端部越过极中心到尾随侧的一体部件。

发明的效果

根据本发明，第一永磁铁形成为从磁极的主旋转方向的前导侧的端部越过极中心到尾随侧的一体部件，从而构成转子铁心的磁性材料不存在于极中心。因此，由于不会减小永磁铁产生的磁通的峰值，永磁铁产生的磁通不具有急变点，所以磁通的高次谐波变小。由此，抑制了转矩脉动、齿槽转矩的增大，定子侧的铁损也变小。

另外，构成磁极的各个永磁铁在外径侧以凸状被埋设在转子铁心，从而能够增大电磁转矩。

而且，第一永磁铁形成为从磁极的主旋转方向的前导侧的端部超过极中心到尾随侧的一体物，从而构成磁极的永磁铁相对于极中心为非对称，能够增大磁阻转矩。

附图说明

图1是示意地表示本发明的实施方式1的旋转电机的主要结构的剖视图。

图2是示意地表示本发明的实施方式1的旋转电机的转子的剖视图。

图3是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的磁极的结构的主要部位剖视图。

图4是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的磁化方向的主要部位剖视图。

图5是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的退磁机理的示意图。

图6是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的退磁机理的示意图。

图7是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的磁阻转矩的发生机理的示意图。

图8是用于说明本发明的实施方式2的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图9是用于说明本发明的实施方式2的旋转电机的转子中的构成磁极的第二永磁铁的磁化方向的主要部位剖视图。

图10是用于说明本发明的实施方式3的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图11是用于说明本发明的实施方式4的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图12是用于说明本发明的实施方式5的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图13是用于说明本发明的实施方式6的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图14是用于说明本发明的实施方式7的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图15是用于说明本发明的实施方式8的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

图16是示意地表示本发明的实施方式9的旋转电机的主要结构的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的车辆用永磁铁埋入式旋转电机的优选实施方式。

实施方式1

图1是示意地表示本发明的实施方式1的旋转电机的主要结构的剖视图，图2是示意地表示本发明的实施方式1的旋转电机的转子的剖视图，图3是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的磁极结构的主要部位剖视图，图4是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的磁化方向的主要部位剖视图，图5及图6分别是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的退磁机理的示意图。

在图1中，旋转电机1是车辆用永磁铁埋入式旋转电机，并具有能够旋转地配置在壳体(未图示)中的转子5和围绕转子5地配置在壳体中的定子2。这里，机动车大致都是进行前进行驶，后退行驶的情况较少。因此，将旋转电机1搭载在机动车上的情况下，转子5的主旋转方向成为机动车前进行驶时的旋转方向，从而本发明中的主旋转方向B是指机动车前进行驶时的旋转方向。

如图2所示，转子5是将冲压成同一形状的多片电磁钢板层叠成一体而制成的，并具有：转子铁心6，其具有沿周向以等角间距排布多个大致圆弧状曲面7而成的外形形状；永磁铁，其被埋入转子铁心6的大致圆弧状曲面7的各个内周侧；旋转轴15，其被穿插在转子铁心6的轴心位置并被固定在转子铁心6上。

转子铁心6被制成具有连续的8个凸面的外形形状，该8个凸面是将构成1个磁极的大致圆弧状曲面7沿周向以等角间距(1个磁极间距)排布而成的。如图3所示，构成各凸面的大致圆弧状曲面7由圆弧状外周面8和平坦外周面9构成，该圆弧状外周面8在极中心A处与转子铁心6的最外径的圆筒面接触，并且半径比最外径小，该平坦外周面9连结圆弧状外周面8的主旋转方向B的尾随侧的端部和相邻的圆弧状外周面8的主旋转方向B的前导侧的端部。而且，穿过圆弧状外周面8的两端和转子铁心6的中心的线段所成的角度(中心角)θ1为120°电角度，穿过平坦外周面9的两端和转子铁心6的中心的线段所成的角度(中心角)θ2为60°电角度。此外，θ1+θ2为180°电角度，但大致圆弧状曲面7沿周向以等角间距排布了8个，从而机械角θ1+θ2成为45°。以下，θ1、θ2用电角度表示。另外，如图3所示，极中心A是穿过大致圆弧状曲面7的周向中央和转子铁心6的中心的线段。

主旋转方向B的前导侧的第一磁铁插入孔10和主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔11沿轴心方向贯穿地形成在转子铁心6的各磁极的外周侧。第一磁铁插入孔10形成为径向宽度h1的圆弧形状的孔形状，在从圆弧状外周面8向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ1(＝120°)的范围的大致整个区域地形成。第二磁铁插入孔11形成为径向宽度h1的矩形形状的孔形状，在从平坦外周面9向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。

第一永磁铁12被制成与第一磁铁插入孔10相同的截面圆弧形状的长方形，被插入固定在第一磁铁插入孔10中。第二永磁铁13被制成与第二磁铁插入孔11相同的截面矩形形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔11中。如图4所示，构成N极磁极的第一永磁铁12的磁化方向14与极中心A平行且朝向径向外侧地被磁化。同样地，如图4所示，构成N极磁极的第二永磁铁13的磁化方向14与极中心A平行，并且朝向外侧地被磁化。这里，被磁化的第二永磁铁13的磁力成为平坦外周面9的法线方向的矢量分量Br和平坦外周面9的切线方向的矢量分量Bθ之和。矢量分量Br朝向法线方向的外侧，矢量分量Bθ朝向主旋转方向B的前导侧。这里，第二永磁铁13采用矫顽力比第一永磁铁12大的磁铁。

这里，第一永磁铁12使用例如N39UH(信越化学工业株式会社制钕系超高耐热型)，第二永磁铁13使用例如矫顽力比N39UH大的N36Z(信越化学工业株式会社制钕系超高耐热型)。

此外，构成S极磁极的第一永磁铁12及第二永磁铁13的磁化方向14与构成N极磁极的第一永磁铁12及第二永磁铁13的磁化方向14反向，矢量分量Br、Bθ的方向也反向，这里省略其说明。

定子2是将冲压成同一形状的多片电磁钢板层叠成一体而制成的，并具有：定子铁心3，其具有圆环状的芯背(coreback)3a和分别从芯背3a的内周面向径向内侧延伸设置的沿周向以等角间距排布而成的12根齿3b；定子线圈4，其由集中缠绕在定子铁心3的各个齿3b上的12根集中卷绕线圈4a构成。

像这样构成的旋转电机1构成了8极12槽的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，关于其工作及退磁的机理，参照图5及图6进行说明。

首先，在定子2和转子5处于图5所示的位置关系时，以U相和W相的集中卷绕线圈4a成为S极、且V相的集中卷绕线圈4a成为N极的方式向集中卷绕线圈4a通电。由此，在构成N极磁极的第一及第二永磁铁12、13和缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b之间产生斥力，而且，在构成N极磁极的第一及第二永磁铁12、13和缠绕在U相的集中卷绕线圈4a上的齿3b之间产生引力，向转子5赋予逆时针的转矩。

而且，集中卷绕线圈4a产生的磁通C在缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b中向径向外侧流动。而且，流动到芯背3a的磁通C的一部分在芯背3a中流动并进入缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b，其剩余部分在芯背3a中流动并进入缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b。

进入了缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b的磁通C在该齿3b内向径向内侧流动，并从该齿3b的前端进入转子5，从N极的第二永磁铁13的主旋转方向B的前导侧端部进入第二永磁铁13，在第二永磁铁13内沿周向流动之后，从转子5返回缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b。

另一方面，进入了缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b的磁通C在该齿3b内向径向内侧流动，并从该齿3b的前端进入转子5，从S极的极中心A的附近进入第一永磁铁12，在第一永磁铁12内沿周向流动之后，从转子5返回缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b。

这里，进入了N极的第二永磁铁13的磁通C在第二永磁铁13内向主旋转方向B的尾随侧流动到缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧。此时，磁通C在N极的第二永磁铁13内向主旋转方向B的尾随侧，与平坦外周面9的切线方向的矢量分量Bθ相对地流动，从而第二永磁铁13变得容易退磁。

另一方面，进入了S极的第一永磁铁12的磁通C在第一永磁铁12内从极中心A的附近向主旋转方向B的前导侧流动到缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧。此时，在S极的第一永磁铁12内向主旋转方向B的前导侧从极中心A的附近流动到极中心A的磁通C的距离明显比从极中心A流动到缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧的磁通C的距离短。因此，在S极的第一永磁铁12内向主旋转方向B的前导侧流动的磁通C的几乎全部路径中，磁通C向与圆弧状外周面8的切线方向的矢量分量Bθ相同的方向流动，第一永磁铁12变得难以退磁。

接着，在转子铁心6向逆时针旋转，定子2和转子5处于图6所示的位置关系时，以U相和W相的集中卷绕线圈4a成为N极、V相的集中卷绕线圈4a成为S极的方式向集中卷绕线圈4a通电。由此，在构成S极磁极的第一及第二永磁铁12、13和缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b之间产生斥力，而且，在构成S极磁极的第一及第二永磁铁12、13和缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b之间产生引力，向转子5赋予逆时针的转矩。

而且，U相的集中卷绕线圈4a产生的磁通C在缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b中向径向外侧流动，在芯背3a中流动并进入缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b。进入了缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b的磁通C在该齿3b内向径向内侧流动，并从该齿3b的前端进入转子5，从S极的第二永磁铁13的主旋转方向B的尾随侧进入第二永磁铁13，在第二永磁铁13内沿周向流动之后，从转子5返回缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b。

另一方面，W相的集中卷绕线圈4a产生的磁通C在缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b向径向外侧流动，在芯背3a中流动并进入缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b。进入了缠绕有V相的集中卷绕线圈4a的齿3b的磁通C在该齿3b内向径向内侧流动，并从该齿3b的前端进入转子5，从N极的第一永磁铁12的极中心A的附近进入第一永磁铁12，在第一永磁铁12内沿周向流动之后，从转子5返回缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b。

这里，进入了S极的第二永磁铁13的磁通C在第二永磁铁13内向主旋转方向B的前导侧流动到缠绕有U相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧。此时，磁通C在S极的第二永磁铁13内向主旋转方向B的前导侧，与平坦外周面9的切线方向的矢量分量Bθ相对地流动，从而第二永磁铁13变得容易退磁。

另一方面，进入了N极的第一永磁铁12的磁通C在第一永磁铁12内从极中心A的附近向主旋转方向B的尾随侧流动到缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧。此时，在N极的第一永磁铁12内向主旋转方向B的尾随侧从极中心A的附近流动到极中心A的磁通C的距离明显比从极中心A流动到缠绕有W相的集中卷绕线圈4a的齿3b的内径侧的磁通C的距离短。因此，在N极的第一永磁铁12内向主旋转方向B的尾随侧流动的磁通C的几乎全部路径中，磁通C向与圆弧状外周面8的切线方向的矢量分量Bθ相同的方向流动，第一永磁铁12变得难以退磁。

像这样，可知即使在任意情况下，位于主旋转方向B的尾随侧的永磁铁，即第二永磁铁13都容易退磁。

根据该实施方式1，第一永磁铁12被配置在磁极的中心角θ1为120°的范围，从而第一永磁铁12存在于磁极的极中心A。也就是说，由电磁钢板构成的肋不存在于磁极的极中心A。由此，不会减小永磁铁产生的磁通的峰值，永磁铁产生的磁通不具有急变点，从而磁通的高次谐波变小。因此，能够抑制转矩脉动、齿槽转矩的增大，定子侧的铁损也变小。

另外，转子铁心6被制成具有连续的8个凸面的外形形状，该8个凸面是构成1个磁极的大致圆弧状曲面7沿周向以等角间距排布而成的，从而能够使第一及第二永磁铁12、13产生的磁通接近正弦波，能够减少齿槽转矩及转矩脉动。

另外，构成转子5的磁极的永磁铁被分割成第一永磁铁12和第二永磁铁13，从而与构成磁极的永磁铁由一体的部件制成的情况相比，能够通过离心力缓和作用于第一永磁铁12及第二永磁铁13的应力，增大允许转速。

另外，由于第二永磁铁13被制成截面矩形形状的长方形，所以加工费变得便宜。

另外，由于第一及第二永磁铁12、13是不同的形状，所以在组装时不会误插入第一及第二磁铁插入孔10、11，组装性高。

这里，将本旋转电机1适用于车辆的情况下，转子5主要向机动车前进行驶时的旋转方向旋转，能够将永磁铁容易退磁的位置特定于主旋转方向B的尾随侧。因此，通过将本旋转电机1的用途限定于车辆，能够获得以下效果。

由于位于主旋转方向B的尾随侧的第二永磁铁13由矫顽力大的磁铁制成，所以能够抑制第二永磁铁13的退磁。

由矫顽力大的磁铁制成的第二永磁铁13被配置在主旋转方向B的尾随侧的中心角θ2为60°的范围，从而矫顽力大的昂贵的磁铁的使用量变少。因此，能够抑制应对退磁所导致的高成本化。另外，矫顽力小的磁铁与矫顽力大的磁铁相比，残留磁通密度更大。因此，应对退磁导致的残留磁通密度小的磁铁的使用量变少，抑制了转矩降低。

以下，参照图7说明本旋转电机1中的磁阻转矩的增大效果。这里，图7是用于说明本发明的实施方式1的旋转电机的转子中的磁阻转矩的发生机理的示意图。

一般来说，旋转电机的转矩包括由永磁铁产生的电磁转矩和由转子的铁部的磁阻差引起而产生的磁阻转矩。旋转电机的永磁铁埋入得越靠转子铁心的表面侧，电磁转矩越大。在本旋转电机1中，第一永磁铁12和第二永磁铁13以凸状被埋设在转子铁心6的表面侧，从而第一永磁铁12、第二永磁铁和转子铁心6的外周面之间的距离变短，电磁转矩变大。

从极间向极间流动的磁通越多，磁阻转矩越大。在本旋转电机1中，沿周向排列地配置的第一及第二永磁铁12、13相对于极中心A为非对称。也就是说，转子5和定子2之间的空隙部中的周向的磁通分布相对于极中心A为非对称。因此，从极间向极间流动的磁通的路径如图7所示地存在3个。

第一路径30是通过第一及第二永磁铁12、13和转子铁心6的外周面之间的路径。该第一路径30的铁量少，发生磁饱和，磁阻容易变大，从而对磁阻转矩增加的贡献小。第二路径31是通过第一及第二永磁铁12、13和转子铁心6的内径侧的路径。该第二路径31发生磁饱和，两次通过磁阻容易变大的极间，从而对磁阻转矩增加的贡献小。第三路径32是从一个极间进入转子铁心6的内径侧，通过第一永磁铁12的内径侧，通过第一永磁铁12和第二永磁铁13之间并向第二永磁铁13的外径侧流动的路径。由于第一永磁铁12和第二永磁铁13是同极的，所以没有第一永磁铁12和第二永磁铁13之间的铁部的磁饱和，磁阻小。

因此，在本旋转电机1中，即使将第一及第二永磁铁12、13以凸状埋设在转子铁心6的表面侧，磁通也主要在第三路径32中流动，从而能够确保大的电磁转矩的同时，增大磁阻转矩，该第三路径32发生磁饱和，并且仅通过一次磁阻容易变大的极间。

另一方面，在专利文献1记载的发明中，由于沿周向排列地配置制成相同形状的2个永磁铁而构成磁极，所以沿周向排列地配置的2个永磁铁相对于极中心为对称。因此，永磁铁间的铁部存在于极中心，但位于极中心的铁部对磁阻转矩没有贡献，从而不能增大磁阻转矩。

此外，在本发明中，本旋转电机1的用途限定于车辆，但在使用频率少的车辆后退行驶时，后退行驶时的旋转方向的尾随侧的磁铁部分可能发生退磁。因此，在车辆后退行驶时，优选控制向集中卷绕线圈的通电，使得集中卷绕线圈产生的磁通不与第一永磁铁的车辆后退行驶时的旋转方向的尾随侧的角部接触。

另外，在上述实施方式1中，配置在主旋转方向B的尾随侧的第二永磁铁的磁化方向采用与极中心A平行的方向，但作为应对第二永磁铁退磁的对策，期望使第二永磁铁的磁化方向相对于与极中心A平行的方向向主旋转方向B的尾随侧倾斜，即，以使磁化方向和第二永磁铁的主旋转方向B的中央位置中的转子铁心的外周面的法线方向所成的角度变得比与极中心A平行的方向和其法线方向所成的角度小的方式进行磁化。由此，被磁化的第二永磁铁的磁力的法线方向的矢量分量Br变得比切线方向的矢量分量Bθ大。也就是说，在第二永磁铁内流动到齿的内径侧的磁通从第二永磁铁向法线方向流动并进入齿，从而磁通向与Br的方向相同的方向流动。因此，通过增大Br，能够使合成矢量的朝向成为难以退磁的朝向，从而能够提高耐退磁特性。

另外，在上述实施方式1中，第一永磁铁被配置在主旋转方向B的前导侧的中心角为120°的区域，但第一永磁铁的配置区域的中心角θ1不限于120°。在中心角θ1成为90°以下时，由电磁钢板形成的肋存在于极中心A，磁通的高次谐波变大，转矩脉动、齿槽转矩增大，并且矫顽力大的磁铁的使用量增大，导致高成本化，并且转矩降低。另外，在中心角θ1成为150°以上时，第一永磁铁的主旋转方向B的尾随侧退磁。也就是说，第一永磁铁的配置区域的中心角θ1优选大于90°小于150°的角度范围。

实施方式2

图8是用于说明本发明的实施方式2的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图，图9是用于说明本发明的实施方式2的旋转电机的转子中的构成磁极的第二永磁铁的磁化方向的主要部位剖视图。

在图8中，在转子铁心6A中，构成1个磁极的大致圆弧状曲面7A仅由在极中心A处与转子铁心6A的最外径的圆筒面接触的、半径比最外径小的圆弧状外周面8A构成。

主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔11A形成为径向宽度h1的圆弧形状的孔形状，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。

第二永磁铁13A被制成与第二磁铁插入孔11A相同的截面圆弧形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔11A中。如图9所示，构成N极磁极的第二永磁铁13A以磁化方向14与极中心A平行且朝向外侧的方式被磁化。这里，被磁化的第二永磁铁13A的磁力成为朝向圆弧状外周面8A的法线方向的外侧的矢量分量Br和圆弧状外周面8A的切线方向的矢量分量Bθ之和。这里，第二永磁铁13A使用矫顽力比第一永磁铁12大的磁铁。

此外，构成S极磁极的第一永磁铁12及第二永磁铁13A的磁化方向14与构成N极磁极的第一永磁铁12及第二永磁铁13A的磁化方向14反向，矢量分量Br、Bθ的方向也反向，这里省略其说明。

另外，本实施方式2的转子5A的其他结构与上述实施方式1的转子5相同地构成。

在本实施方式2中，构成磁极的磁铁被分割成第一永磁铁12和第二永磁铁13A，第一永磁铁12在主旋转方向B的前导侧被配置在磁极的中心角θ1(＝120°)的范围内，第二永磁铁13A在主旋转方向B的尾随侧被配置在磁极的中心角θ2(＝60°)的范围内。而且，被配置在主旋转方向B的尾随侧的第二永磁铁13A由矫顽力大的磁铁制成。因此，在本实施方式2中，也能够获得与上述实施方式1相同的效果。

实施方式3

图10是用于说明本发明的实施方式3的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图10中，主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔11B形成为径向宽度h1的圆弧形状的孔形状，并在转子铁心6B上，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b2的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。此外，距离b2比距离b1大。

第二永磁铁13B使用矫顽力与第一永磁铁12相同的磁铁，并被制成与第二磁铁插入孔11B相同的截面圆弧形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔11B中。

此外，实施方式3的转子5B，除了第二永磁铁13B由与第一永磁铁12相同的矫顽力的磁铁制成并且第二永磁铁13B的埋入深度比第一永磁铁12的埋入深度深这点以外，与上述实施方式2的转子5A相同地构成。

因此，在实施方式3中，也获得与上述实施方式2同样的效果。

根据实施方式3，着眼于集中卷绕线圈4a为集中卷绕线圈，即着眼于集中卷绕线圈产生的磁通穿过转子5B的表面侧，不进入到转子5B内部，将第二永磁铁13B埋入集中卷绕线圈4a产生的磁通不达到的深度(b2)。因此，第二永磁铁13B不暴露于集中卷绕线圈4a产生的磁通，从而第二永磁铁13B不需要使用矫顽力大的磁铁，能够进一步实现低成本化。而且，由于第二永磁铁13B不使用残留磁通密度小的磁铁，所以不存在因应对退磁而导致的转矩降低。

此外，在上述实施方式3中，第二永磁铁使用与第一永磁铁同样的小的矫顽力的磁铁，但若第二永磁铁使用大的矫顽力的磁铁，则耐退磁特性进一步提高。

实施方式4

图11是用于说明本发明的实施方式4的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图11中，主旋转方向B的前导侧的第一磁铁插入孔10C的外径侧呈圆弧形状的曲面，并且内径侧形成为呈平坦面的孔形状，并在转子铁心6C上，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ1(＝120°)的范围的大致整个区域地形成。主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔11C的外径侧呈圆弧形状的曲面，并且内径侧形成为呈平坦面的孔形状，并在转子铁心6C上，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。

第一永磁铁12C被制成与第一磁铁插入孔10C相同的截面形状的长方形，并被插入固定在第一磁铁插入孔10C中。第二永磁铁13C被制成与第二磁铁插入孔11C相同的截面形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔11C中。这里，第二永磁铁13C使用矫顽力比第一永磁铁12C大的磁铁。

此外，实施方式4的转子5C的其他结构与上述实施方式2的转子5A同样地构成。

因此，在实施方式4中，也获得与上述实施方式2同样的效果。

根据实施方式4，第一及第二永磁铁12C、13C的内径侧形成为平坦面，从而加工性高，实现低成本化。

实施方式5

图12是用于说明本发明的实施方式5的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图12中，第一分割磁铁插入孔16A及第二分割磁铁插入孔16B形成为径向宽度h1的圆弧形状的相同的孔形状，并在转子铁心6D上，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b1的量的位置，沿周向排列地遍及主旋转方向B的尾随侧的中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。此外，第一分割磁铁插入孔16A及第二分割磁铁插入孔16B构成主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔。

第一分割永磁铁17A及第二分割永磁铁17B被制成与第一分割磁铁插入孔16A及第二分割磁铁插入孔16B相同的截面形状的长方形，并分别被插入固定在第一分割磁铁插入孔16A及第二分割磁铁插入孔16B中。这里，第一永磁铁12的矫顽力<第一分割永磁铁17A的矫顽力≤第二分割永磁铁17B的矫顽力。

此外，实施方式5的转子5D的其他结构与上述实施方式2的转子5A相同地构成。

因此，在实施方式5中，也获得与上述实施方式2同样的效果。

根据实施方式5，由于第一永磁铁12的矫顽力<第一分割永磁铁17A的矫顽力≤第二分割永磁铁17B的矫顽力，所以获得与实施方式2同样的耐退磁特性。

此外，在上述实施方式5中，第二永磁铁由第一及第二分割永磁铁构成，但第二永磁铁的分割数量也可以是3个以上。在该情况下，分割永磁铁沿主旋转方向排布，使得主旋转方向的尾随侧的矫顽力成为前导侧的矫顽力以上。

实施方式6

图13是用于说明本发明的实施方式6的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图13中，主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔11E形成为径向宽度h2的圆弧形状的孔形状，并在转子铁心6E上，在从圆弧状外周面8A向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。其中，径向宽度h2比径向宽度h1大。

第二永磁铁13E使用矫顽力与第一永磁铁12相同的磁铁，并被制成与第二磁铁插入孔11E相同的截面形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔11E中。

此外，实施方式6的转子5E的其他结构与上述实施方式2的转子5A同样地构成。

因此，在实施方式6中，也获得与上述实施方式2同样的效果。

根据实施方式6，由于增大了容易退磁的第二永磁铁13E的径向宽度，所以第二永磁铁13E不使用大的矫顽力的磁铁，就能够确保良好的耐退磁特性。而且，由于第二永磁铁13E不使用残留磁通密度小的磁铁，所以没有应对退磁而导致的转矩降低。此外，若第二永磁铁13E使用大的矫顽力的磁铁，则能够进一步提高耐退磁特性。

另外，由于第一永磁铁12和第二永磁铁13E的径向宽度不同，所以磁铁不会误插入磁铁插入孔，组装作业性提高。

实施方式7

图14是用于说明本发明的实施方式7的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图14中，大致圆弧状曲面7F由圆弧状外周面8和凹面19构成，该凹面19连结圆弧状外周面8的主旋转方向B的尾随侧的端部和相邻的圆弧状外周面8的主旋转方向B的前导侧的端部。第二永磁铁13F位于凹面19的内径侧地被埋入转子铁心6F。这里，第二永磁铁13F使用矫顽力与第一永磁铁12相同的磁铁。

此外，实施方式7的转子5F除了大致圆弧状曲面7F由圆弧状外周面8和凹面19构成这点以外，与上述实施方式1的转子5同样地构成。

因此，在实施方式7中，也获得与上述实施方式1同样的效果。

根据实施方式7，由于转子铁心6F的第二永磁铁13F的径向外侧的外表面形成为凹面19，所以第二永磁铁13F的径向外侧的转子5F和定子2之间的空隙部变得比第一永磁铁12的径向外侧的转子5F和定子2之间的空隙部宽。因此，第二永磁铁13F的径向外侧的转子5F和定子2之间的空隙部的磁阻变大，定子2产生的磁通难以与第二永磁铁13F接触，耐退磁力特性提高。

实施方式8

图15是用于说明本发明的实施方式8的旋转电机的转子中的构成磁极的磁铁的配置的主要部位剖视图。

在图15中，退磁抑制孔20以孔方向为轴向的方式穿设在转子铁心6G的第二永磁铁13的外径侧。

此外，实施方式8的转子5G除了退磁抑制孔20以孔方向为轴向的方式穿设在转子铁心6G的第二永磁铁13B的外径侧这点以外，与上述实施方式3的转子5B相同地构成。

因此，在实施方式8中，也获得与上述实施方式3同样的效果。

在实施方式8中，由于退磁抑制孔20以孔方向为轴向的方式穿设在转子铁心66G的第二永磁铁13B的外径侧，所以作为非磁性体的空气层形成在第二永磁铁13B的外周侧，转子铁心6G的外周面和第二永磁铁13B之间的磁阻变大，定子2产生的磁通难以与第二永磁铁13B接触，耐退磁力特性提高。

此外，在上述实施方式8中，退磁抑制孔是中空的，但也可以将铜等非磁性体填充在退磁抑制孔中。在该情况下，非磁性体沿轴向贯穿转子铁心的第二永磁铁的径方向外侧的区域地配置，转子铁心的外周面和第二永磁铁之间的磁阻变大，从而耐退磁力特性提高。

实施方式9

图16是示意地表示本发明的实施方式9的旋转电机的主要结构的剖视图。

在图16中，旋转电机1A具有转子21和围绕转子21地配置在壳体上的定子2。

转子21具有：转子铁心22，其将冲压成同一形状的多片电磁钢板层叠成一体而制成圆环状；永磁铁，其被埋入转子铁心22的外周侧；旋转轴15，其被穿插在转子铁心22的轴心位置并被固定在转子铁心22上。

主旋转方向B的前导侧的第一磁铁插入孔25和主旋转方向B的尾随侧的第二磁铁插入孔26的对分别沿轴向贯穿转子铁心22的外径侧地以等角间距形成8对。第一磁铁插入孔25形成为具有径向宽度h1的圆弧形状的孔形状，并在从转子铁心22的外周面向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ1(＝120°)的范围的大致整个区域地形成。第二磁铁插入孔26形成为径向宽度h1的圆弧形状的孔形状，并在从转子铁心22的外周面向内径侧离开距离b1的量的位置，遍及中心角θ2(＝60°)的范围的大致整个区域地形成。

第一永磁铁23被制成与第一磁铁插入孔25相同的截面圆弧形状的长方形，并被插入固定在第一磁铁插入孔25中。第二永磁铁24被制成与第二磁铁插入孔26相同的截面矩形形状的长方形，并被插入固定在第二磁铁插入孔26中。构成N极磁极的第一永磁铁23以磁化方向与极中心A平行且朝向径向外侧的方式被磁化。同样，构成N极磁极的第二永磁铁24以磁化方向与极中心A平行且朝向外侧的方式被磁化。这里，构成S极磁极的第一永磁铁23及第二永磁铁24的磁化方向与构成N极磁极的第一永磁铁23及第二永磁铁24的磁化方向反向。另外，第二永磁铁24使用矫顽力比第一永磁铁23大的磁铁。

此外，在实施方式9中，除了转子铁心21构成为圆环状这点以外，与上述实施方式1相同地构成。

这样构成的旋转电机1A构成了8极12槽的车辆用永磁铁埋入式旋转电机。

在该旋转电机1A中，第一及第二永磁铁23、24朝向外径侧以凸状被埋设在转子铁心6的表面侧而构成磁极，第一永磁铁23遍及中心角θ1(＝120°)的范围的大致整个区域地形成，第二永磁铁24使用矫顽力比第一永磁铁23大的磁铁。因此，在本实施方式9中，也获得与上述实施方式1同样的效果。

根据本实施方式9，由于使用圆环状的转子铁心21，所以转子铁心21的加工变得容易，实现低成本化。

这里，在实施方式9中，对使用圆环状的转子铁心代替上述实施方式1中的具有大致圆弧状曲面沿周向以等角间距排布而成的外形形状的转子铁心的情况进行了说明，但即使使用圆环状的转子铁心代替上述实施方式2～8中的转子铁心，也能获得同样的效果。

此外，在上述各实施方式中，关于8极12槽的车辆用永磁铁埋入式旋转电机进行了说明，但车辆用永磁铁埋入式旋转电机的极数和槽数并不限于8极12槽，也可以是例如8极6槽。

另外，在上述实施方式3、4、6～7中，第二永磁铁由一体部件制成，但第二永磁铁也可以由沿主旋转方向排布的多个磁铁构成。

附图标记的说明

2定子，3定子铁心，3a芯背，3b齿，4定子线圈，4a集中卷绕线圈，5、5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、21转子，6、6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、22转子铁心，7、7A、7F大致圆弧状曲面，12、23第一永磁铁，13、13A、13B、13C、13E、13F、24第二永磁铁，17A第一分割永磁铁(第二永磁铁)，17B第二分割永磁铁(第二永磁铁)，20空气孔，A极中心，B主旋转方向。

Claims (13)

1.一种车辆用永磁铁埋入式旋转电机，具有：

转子，其具有转子铁心和位于上述转子铁心的内径侧地被埋设在该转子铁心中的多个永磁铁，并被磁化成相邻的上述永磁铁相互为不同的极性而构成磁极；

定子，其具有将齿分别从圆环状的芯背向径向内侧延伸设置并沿周向以等角间距排布而成的定子铁心和缠绕在上述定子铁心上的定子线圈，并围绕上述转子地配置，

其特征在于，

构成上述磁极的各个上述永磁铁在从上述转子铁心的该磁极的主旋转方向的前导侧的端部到尾随侧的端部的区域内，具有沿主旋转方向排列且以凸状埋设在外径侧的第一永磁铁和第二永磁铁，

上述第一永磁铁形成为从上述磁极的主旋转方向的前导侧的端部超过极中心到尾随侧的一体部件，

构成有通过上述第一永磁铁和上述第二永磁铁之间的用于产生磁阻转矩的磁路，

上述第一永磁铁的磁化方向与上述极中心平行，

使上述第二永磁铁的磁化方向相对于与上述极中心平行的方向向上述主旋转方向的尾随侧倾斜，使得上述第二永磁铁的磁化方向和上述第二永磁铁的配置区域的主旋转方向的中央位置处的上述转子铁心的外表面的法线所成的角度比与上述极中心平行的方向和上述第二永磁铁的配置区域的主旋转方向的中央位置处的上述转子铁心的外表面的法线所成的角度小。

2.如权利要求1所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，

上述转子铁心具有由多个凸面构成的外周面，在该多个凸面，大致圆弧状曲面沿周向以等角间距排布并连续，

构成上述磁极的各个上述永磁铁位于各个上述大致圆弧状曲面的内径侧地被埋设在上述转子铁心中。

3.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述转子和上述定子之间的空隙部中的周向的磁通分布相对于极中心为非对称。

4.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁由矫顽力比上述第一永磁铁大的磁铁制成。

5.如权利要求4所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁由沿主旋转方向排布的多个分割永磁铁构成。

6.如权利要求5所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述多个分割永磁铁沿主旋转方向排布，使得相邻的分割永磁铁的尾随侧的矫顽力成为前导侧的矫顽力以上。

7.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁被埋入比上述第一永磁铁深的位置。

8.如权利要求7所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，非磁性体被配置成沿轴向贯穿上述转子铁心的上述第二永磁铁的径方向外侧的区域。

9.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁的径向外侧的上述转子和上述定子之间的空隙比上述第一永磁铁的径向外侧的上述转子和上述定子之间的空隙宽。

10.如权利要求9所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁的径方向外侧的上述转子铁心的外表面形成为凹面。

11.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第二永磁铁形成比上述第一永磁铁厚的径向厚度。

12.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述第一永磁铁的配置区域的中心角用电角度表示的情况下处于大于90°小于150°的角度范围。

13.如权利要求1或2所述的车辆用永磁铁埋入式旋转电机，其特征在于，上述定子线圈由缠绕在各个上述齿上的集中卷绕线圈构成。