CN107005111A - 磁铁埋入型旋转电机 - Google Patents

Abstract

磁铁埋入型旋转电机(1)具备：转子(2)，其具有在内部埋入有两组永久磁铁(12、13)的转子铁芯(11)；和定子(3)，其与转子(2)对置配置。两组永久磁铁(12、13)分别包括沿着转子(2)的周向相邻配置的一对同极的磁铁(12a、12b、13a、13b)。针对每个同极的磁铁而在转子铁芯(11)形成有收容同极的磁铁(12a、12b、13a、13b)的磁铁嵌入孔(11b)。在转子(2)的周向上，转子铁芯(11)的同极间部分(18)的厚度(a)比转子铁芯(11)的异极间部分(19)的厚度(b)薄。

Description

磁铁埋入型旋转电机

技术领域

本发明涉及一种磁铁埋入型旋转电机，该磁铁埋入型旋转电机具备：转子，其具有在内部埋入有永久磁铁的转子铁芯；和定子，其与该转子对置配置。

背景技术

旋转电机是指电动机、发电机、电动发电机的总称。在将本发明的磁铁埋入型旋转电机用作电动机的情况下，该电动机被称作IPM(Interior Permanent Magnet：内置式永磁)马达。与此相对，具有在转子铁芯的表面贴附有永久磁铁的转子的电动机被称作SPM(Surface Permanent Magnet：表贴式永磁)马达。另外，将IPM马达与SPM马达合起来称作PM马达。

作为非IPM马达而与SPM马达相关的旋转电机，在专利文献1中公开了在永久磁铁的表面侧配置有保持环的旋转电机。

若转子旋转，则会向贴附于转子铁芯的表面的永久磁铁作用离心力。离心力与角速度的平方成比例，因此在转子高速旋转的旋转电机中，会产生永久磁铁飞散这一问题。于是，在专利文献1中，通过向永久磁铁的表面侧配置保持环，从而将永久磁铁牢固地固定于转子铁芯。

此外，为了减小作用于永久磁铁的离心力，存在减小转子铁芯的尺寸这一设计方法。在该设计方法中，基于以下的理由，与将永久磁铁埋入转子铁芯的IPM构造相比，采用将永久磁铁贴附于转子铁芯的表面的SPM构造的情况较多。

(1)由于转子铁芯的尺寸小，因此在采用将永久磁铁埋入转子铁芯的IPM构造中，难以如以往的四极的旋转电机那样将一对磁铁配置为朝向转子铁芯的外周侧而彼此的间隔变宽。

(2)在IPM构造中，为了使转子铁芯具有耐离心力的强度，需要扩宽转子铁芯的外周与磁铁之间的部分即磁通短路路的在转子铁芯的半径方向上的宽度。然而，若扩宽磁通短路路的宽度，则在转子铁芯内流动的短路磁通增加，因此在定子与转子之间的空隙部处磁通减少，转矩降低。

(3)极数越多则能够使输出越大，但使极数越多则驱动频率越大，产生于绕线的感应电压越大。

然而，在SPM构造中，由于将永久磁铁贴附于转子铁芯的表面，因此与将永久磁铁埋入转子铁芯的IPM构造相比，涡电流损失大。另外，在IPM构造中能够利用磁阻转矩，但在SPM构造中无法利用磁阻转矩。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-149572号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供容易向尺寸小的转子铁芯配置永久磁铁且能够抑制感应电压并能够将转矩的降低抑制到最小限度的磁铁埋入型旋转电机。

本发明的一方面的磁铁埋入型旋转电机的特征在于，所述磁铁埋入型旋转电机具有：转子，其具有在内部埋入有两组永久磁铁的转子铁芯；和定子，其与所述转子对置配置，所述两组永久磁铁分别包括沿着所述转子的周向相邻配置的一对同极的磁铁，针对每个所述同极的磁铁而在所述转子铁芯形成有收容所述同极的磁铁的磁铁嵌入孔，在所述转子铁芯中，将分别收容彼此同组的所述同极的磁铁的相邻的所述磁铁嵌入孔彼此之间的部分设为同极间部分，将分别收容彼此不同组的所述同极的磁铁的相邻的所述磁铁嵌入孔彼此之间的部分设为异极间部分时，在所述转子的周向上，所述同极间部分的厚度比所述异极间部分的厚度薄。

根据以下的详细的说明和附图，能够更加明白本发明的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是磁铁埋入型旋转电机的剖视图。

图2是图1的II-II线剖视图，且是第一实施方式的磁铁埋入型旋转电机的剖视图。

图3是对机械角度与转矩的关系进行电磁场解析而得到的结果的图。

图4是图2的主要部分B的放大图。

图5是磁通的矢量图。

图6是表示对机械角度与转矩的关系进行解析的结果的图。

图7是第二实施方式的磁铁埋入型旋转电机的剖视图。

图8是第三实施方式的磁铁埋入型旋转电机的剖视图。

图9是第四实施方式的磁铁埋入型旋转电机的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的优选的实施方式。需要说明的是，本发明的磁铁埋入型旋转电机能够用作车载用的电动机、搭载于航空器的发电机等各种机械的电动机、发电机、电动发电机。

[第一实施方式]

(IPM马达的结构)

本发明的第一实施方式的磁铁埋入型旋转电机是IPM马达。IPM马达1如作为剖视图的图1以及作为图1的II-II线剖视图的图2所示，具有转子(转子)2、在转子2的径向外侧与转子2对置配置的筒状的定子(定子)3、以及安装于转子2的外周面的保护管4。转子2以其轴心与定子3的轴心一致的方式(成为同轴的方式)配置于定子3内。另外，转子2和定子3收纳于未图示的壳体内。

(转子)

转子2具有筒状的转子铁芯11和埋入转子铁芯11的内部的两组永久磁铁12、13。即，本实施方式的IPM马达1是两极。转子2能够沿着图2所示的C方向以及该C方向的反向旋转。

转子铁芯11例如通过环板状的电磁钢板(35H300等)沿着轴心方向层叠而形成。在转子铁芯11的中心形成有沿着轴心(旋转轴)方向贯穿的孔11a。在该孔11a穿过将转子2的旋转取出至外部的输出轴(shaft)5。转子铁芯11通过平行键14而固定于输出轴5。输出轴5被轴承(未图示)支承为能够旋转。需要说明的是，也可以使转子铁芯11的一部分为凸状，使输出轴5的一部分为凹状，并使它们卡合，由此将转子铁芯11固定于输出轴5。

如图1所示，在转子2的轴心方向的两端分别设有端板16。一对端板16借助贯穿转子铁芯11的螺栓17而固定于转子2。通过经由端板16而将转子铁芯11的热量向外界气体放出，从而转子铁芯11的散热特性提高。另外，通过设为这样的构造，从而作为形成转子铁芯11的电磁钢板，可以使用不是高张力的通常的电磁钢板。由此，能够减少转子铁芯11所引起的铁损，因此能够减少在转子2产生的损失而提高马达效率。

如图2所示，永久磁铁12包括沿着转子2的周向相邻配置的一对同极的磁铁12a、12b。另外，永久磁铁13包括沿着转子2的周向相邻配置的一对同极的磁铁13a、13b。

针对同极的磁铁的每个而在转子铁芯11上形成有收容同极的磁铁的磁铁嵌入孔11b。具体而言，在转子铁芯11的外周部分别形成有对构成永久磁铁12的一对同极的磁铁12a、12b中的各磁铁进行收容的两个磁铁嵌入孔11b、以及对构成永久磁铁13的一对同极的磁铁13a、13b中的各磁铁进行收容的两个磁铁嵌入孔11b。各磁铁嵌入孔11b沿着轴心方向贯穿转子铁芯11。向四个磁铁嵌入孔11b分别嵌入一对同极的磁铁12a、12b以及一对同极的磁铁13a、13b。

两组永久磁铁12、13是钕磁铁等，并通过嵌入转子铁芯11的磁铁嵌入孔11b而形成转子2(转子铁芯11)的磁极。永久磁铁12和永久磁铁13以在转子2的周向上相邻的磁极成为彼此相反的磁极的方式，即以在转子铁芯11的外周面上S极与N极在周向上交替排列的方式嵌入各磁铁嵌入孔11b。

同组的一对同极的磁铁12a、12b的与转子铁芯11的中心对置的面分别为S极，其形状为平面。另一方面，同组的一对同极的磁铁12a、12b的与定子3对置的面分别为N极，其形状被设为向定子3侧凸出的弯曲面。因而，收容同极的磁铁12a、12b的磁铁嵌入孔11b的与转子铁芯11的中心对置的面被设为平面，与定子3对置的面被设为弯曲面。由此，转子铁芯11的外周面与磁铁嵌入孔11b之间的部分即磁通短路路11c的在转子铁芯11的半径方向上的宽度在转子2的周向上被设为恒定。在此，磁通短路路11c是在转子铁芯11内磁通发生短路的部分。需要说明的是，磁通的短路是指从N极出来的磁通不到达定子3与转子2之间的空隙部6而直接经过转子铁芯11进入S极。

另外，同组的一对同极的磁铁13a、13b的与转子铁芯11的中心对置的面分别为N极，其形状为平面。另一方面，同组的一对同极的磁铁13a、13b的与定子3对置的面分别为S极，其形状为向定子3侧凸出的弯曲面。因而，收容同极的磁铁13a、13b的磁铁嵌入孔11b的与转子铁芯11的中心对置的面被设为平面，与定子3对置的面被设为弯曲面。由此，转子铁芯11的外周面与磁铁嵌入孔11b之间的部分即磁通短路路11c的在转子铁芯11的半径方向上的宽度在转子2的周向上被设为恒定。

通过使磁通短路路11c的宽度在周向上恒定，从而在由磁通短路路11c承接作用于同极的磁铁12a、12b、13a、13b的离心力时，能够使作用于磁通短路路11c的应力在周向上均匀。

另外，在磁铁嵌入孔11b的各嵌入孔中，以在转子2的周向上在同极的磁铁12a、12b、13a、13b的两侧形成有空隙15的方式收容同极的磁铁。由此，在转子2的周向上，在同极的磁铁12a、12b、13a、13b各自的两侧分别形成有空隙15。能够通过这些空隙15来减少在转子铁芯11内短路的磁通。需要说明的是，也可以是未形成有空隙15的结构。另外，在空隙15内，也可以代替空气而填满非磁性体、粘接剂。

(定子)

定子3具有筒状的定子芯21和卷绕于定子芯21的内周面的绕线22。

定子芯21例如通过多个电磁钢板(硅钢板等)沿着轴心方向层叠而形成。在定子芯21的内周面，沿着周向交替连续地形成有槽21a和齿21b。在齿21b上卷绕有绕线22。通过对分别卷绕于多个齿21b的绕线22供给规定的相位差的电流，从而形成旋转磁场。由此，在转子2产生磁转矩和磁阻转矩而使转子2旋转。在此，磁阻转矩是指，在磁阻欲变小的部位产生的转矩，即欲使磁通流入磁难以流动的地方以使转子2相对于定子3旋转而产生的转矩。

(保护管)

保护管4由绝缘体构成。通过热压配合等将这样的保护管4装配于转子铁芯11的外周面，由此转子铁芯11的强度提高，并且能够防止永久磁铁的飞散。需要说明的是，保护管4也可以由金属、磁性材料、低导磁率的磁性材料等构成。

这样，在本实施方式中，通过设为将永久磁铁12、13埋入转子铁芯11的IPM构造，从而与将永久磁铁贴附于转子铁芯的表面的SPM构造相比，永久磁铁12、13进入转子铁芯11的内侧，因此能够减少涡电流损失。另外，通过设为将永久磁铁12、13埋入转子铁芯11的IPM构造，从而能够利用磁阻转矩。另外，通过将两组永久磁铁12、13埋入转子铁芯11，即设为两极的IPM马达1，从而驱动频率下降，因此能够减小感应电压。而且，一对同极的磁铁12a、12b以及一对同极的磁铁13a、13b具备沿着转子2的周向相邻配置的结构。由此，与如以往的四极的IPM马达那样将一对同极的磁铁配置为朝向转子铁芯的外周侧而彼此的间隔变宽的结构相比，能够容易将永久磁铁12、13配置于尺寸小的转子铁芯11。

(同极间部分以及异极间部分的厚度)

在此，图3示出了对使转子铁芯11的半径方向上的磁通短路路11c的宽度不同时的机械角度与转矩的关系进行电磁场解析而得到的结果。机械角度在图2中以直线L为0°沿着C方向变化了180度。需要说明的是，直线L是通过转子铁芯11(转子2)的中心O且位于永久磁铁12与永久磁铁13的中间的假想线。

对于转子2以20000rpm左右高速旋转的IPM马达1，为了使转子铁芯11具有强度，需要扩宽转子铁芯11的半径方向上的磁通短路路11c的宽度。然而，磁通短路路11c的宽度越宽，则转子铁芯11内的短路磁通越增加，在定子3与转子2之间的空隙部6处磁通越减少。因而，如图3所示，使磁通短路路11c的宽度越宽，则转矩越降低。

于是，在本实施方式中，下工夫抑制转矩的降低。如图2所示，在转子铁芯11中，将分别收容彼此同组的同极的磁铁的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分设为同极间部分18，将分别收容彼此不同组的同极的磁铁的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分设为异极间部分19。在本实施方式中，在转子2的周向上，同极间部分18的厚度a设为比异极间部分19的厚度b薄。

具体而言，针对永久磁铁12的厚度a是在转子2的周向上收容同极的磁铁12a的磁铁嵌入孔11b与收容同极的磁铁12b的磁铁嵌入孔11b之间的部分即同极间部分18的厚度。厚度b是收容同极的磁铁12a的磁铁嵌入孔11b与收容同极的磁铁13b的磁铁嵌入孔11b之间的部分即异极间部分19的厚度，并且是收容同极的磁铁12b的磁铁嵌入孔11b与收容同极的磁铁13a的磁铁嵌入孔11b之间的部分即异极间部分19的厚度。并且，厚度a被设定为比厚度b薄。另外，针对永久磁铁13的厚度a是在转子2的周向上收容同极的磁铁13a的磁铁嵌入孔11b与收容同极的磁铁13b的磁铁嵌入孔11b之间的部分即同极间部分18的厚度。该厚度a也被设为比上述的两个异极间部分19的厚度b薄。即，在转子铁芯11上，以同极间部分18的厚度a比异极间部分19的厚度b薄的方式分别形成有四个磁铁嵌入孔11b。

在此，在同极间部分18的厚度a与异极间部分19的厚度b相同的情况下，在同极的磁铁中的各个磁铁的与转子铁芯11的中心O对置的面分别与转子铁芯11的半径方向正交。因此，在一对同极的磁铁12a、12b以及一对同极的磁铁13a、13b中，与转子铁芯11的中心O对置的面彼此的角度θ成为90°。与此相对，在本实施方式中，使收容一对同极的磁铁12a、12b中的各磁铁的两个磁铁嵌入孔11b、11b以及收容一对同极的磁铁13a、13b中的各磁铁的两个磁铁嵌入孔11b、11b分别远离图2所示的直线L。由此，在一对同极的磁铁12a、12b以及一对同极的磁铁13a、13b中，将与转子铁芯11的中心O对置的面彼此的角度θ设定在90°以上且180°以下的范围内。在本实施方式中，该角度θ为120°。由此，在转子2的周向上，优选使异极间部分19的厚度b比同极间部分18的厚度a厚。

将图2的主要部分B的放大图示于图4中。将作用于同极的磁铁12b的离心力F分解为与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa、以及与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb。在该情况下，与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb比与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa大。由此，在以转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁12b的离心力时，向磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变大。

因此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变大。由此，应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，但异极间部分19的厚度厚，因此能够吸收该应力。另外，应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，结果向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变小，因此能够以厚度薄的同极间部分18吸收该应力。由此，能够维持转子铁芯11的强度。这对于其他同极的磁铁12a、13a、13b也是同样的。

在磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧，应力的最大值为49.9MPa左右，与此相对，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，应力的最大值为317MPa左右。这样，可知通过应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，从而向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变小。

并且，通过减薄同极间部分18的厚度，从而能够减少在同组的同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通。由此，能够抑制转矩的降低。这对于同组的同极的磁铁13a、13b也是同样的。

而且，优选的是，将一对同极的磁铁12a、12b的与转子铁芯11的中心O对置的面彼此的角度θ设为120°。在该情况下，在作用于同极的磁铁12a、12b的离心力F中，能够较佳地使与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb比与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa大。由此，能够使应力较佳地集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，因此能够较佳地减小向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力。因而，能够较佳地减薄同极间部分18的厚度a而能够较佳地减少在一对同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通，因此能够较佳地抑制转矩的降低。这对于一对同极的磁铁13a、13b也是同样的。

在图5中示出磁通的矢量图。可知，通过将同极间部分18的厚度a设定得薄，能够分别减少在一对同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通以及在一对同极的磁铁13a、13b之间流动的短路磁通。

另外，如图2所示，由于能够使同极间部分18的厚度a越薄而使异极间部分19的厚度b越厚，因此向构成异极间部分19的铁作用的吸引力比向构成同极间部分18的铁作用的吸引力大。由此，能够得到与磁转矩不同的转矩。

另外，由于能够使同极间部分18的厚度a越薄而使异极间部分19的厚度b越厚，从而使两组永久磁铁12、13彼此的间隔变宽，因此能够得到大的磁阻转矩。

通过如以上那样使同极间部分18的厚度a比异极间部分19的厚度b薄，从而能够将转矩的降低抑制到最小限度。

图6示出了对使同极间部分18的厚度a不同时的机械角度与转矩的关系进行解析而得到的结果。可知，通过缩小同极间部分18的厚度a，从而转矩提高。

(效果)

如以上所述，根据本实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)1，通过设为将永久磁铁12、13埋入转子铁芯11的IPM构造，从而与将永久磁铁贴附于转子铁芯的表面的SPM构造相比，永久磁铁12、13进入转子铁芯11的内侧，因此能够减少涡电流损失。另外，通过设为将永久磁铁12、13埋入转子铁芯11的IPM构造，从而能够利用磁阻转矩。另外，通过将两组永久磁铁12、13埋入转子铁芯11，即设为两极的IPM马达1，从而驱动频率下降，因此能够减小感应电压。而且，一对同极的磁铁12a、12b以及一对同极的磁铁13a、13b具备沿着转子2的周向相邻配置的结构。由此，与如以往的四极的旋转电机那样将一对同极的磁铁配置为朝向转子铁芯的外周侧而彼此的间隔变宽的结构相比，能够容易地将永久磁铁12、13配置于尺寸小的转子铁芯11。

此时，若为了使转子铁芯11具有强度而扩宽转子铁芯11的外周面与磁铁嵌入孔11b之间的部分即磁通短路路11c的在转子铁芯11的半径方向上的宽度，则转子铁芯11内的短路磁通增加。其结果是，在定子3与转子2之间的空隙部6处磁通减少，转矩降低。于是，在转子铁芯11中，若将分别收容彼此同组的同极的磁铁12a、12b的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分、以及分别收容彼此同组的同极的磁铁13a、13b的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分设为同极间部分18，将分别收容彼此不同组的同极的磁铁12a、13b的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分、以及分别收容彼此不同组的同极的磁铁12b、13a的相邻的磁铁嵌入孔11b彼此之间的部分设为异极间部分19，则在转子2的周向上，将同极间部分18的厚度a设定为比异极间部分19的厚度b薄。

在这样的结构中，将作用于同极的磁铁的离心力F分解为与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa、以及与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb。在该情况下，与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb比与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa大。因而，在以转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁的离心力F时，向磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变大。因此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变大。由此，应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，但异极间部分19的厚度厚，因此能够吸收该应力。另外，应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，结果向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变小，因此能够以厚度薄的同极间部分18吸收该应力。由此，能够维持转子铁芯11的强度。

并且，通过减薄同极间部分18的厚度，从而能够减少在同组的同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通、以及在同组的同极的磁铁13a、13b之间流动的短路磁通。另外，由于能够使同极间部分18的厚度越薄而使异极间部分19的厚度越厚，因此向构成异极间部分19的铁作用的吸引力比向构成同极间部分18的铁作用的吸引力大。由此，能够得到与磁转矩不同的转矩。另外，由于能够使同极间部分18的厚度越薄而使异极间部分19的厚度越厚，从而两组永久磁铁12、13彼此的间隔变宽，因此能够得到大的磁阻转矩。其结果是，能够将转矩的降低抑制到最小限度。

因而，对于本发明的IPM马达1，容易向尺寸小的转子铁芯11配置永久磁铁12、13，且能够抑制感应电压，并且能够将转矩的降低抑制到最小限度。

另外，一对同极的磁铁12a、12b的与转子铁芯11的中心对置的面彼此的角度、以及一对同极的磁铁13a、13b的与转子铁芯11的中心对置的面彼此的角度被设定为90°以上且180°以下的范围。通过这样设定，从而在作用于同极的磁铁的离心力F中，能够较佳地使与从转子铁芯11的中心O通过同极间部分18的方向平行的分量Fb比与从转子铁芯11的中心O通过异极间部分19的方向平行的分量Fa大。由此，能够较佳地使应力集中于磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，因此能够较佳地减小向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力。因而，能够较佳地减薄同极间部分18的厚度而能够较佳地减少在一对同极的磁铁之间流动的短路磁通，因此能够较佳地抑制转矩的降低。

另外，通过将同极的磁铁12a、12b、13a、13b中的各磁铁的与定子3对置的面设为向定子3侧凸出的弯曲面，从而能够使磁通短路路11c的宽度在周向上恒定。由此，在由磁通短路路11c承接作用于同极的磁铁12a、12b、13a、13b的离心力时，能够使作用于磁通短路路11c的应力在周向上均匀。

[第二实施方式]

(转子)

接着，说明本发明的第二实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)201。需要说明的是，对与上述的构成要素相同的构成要素标注相同的参照标号并省略其说明。本实施方式的IPM马达201与第一实施方式的IPM马达1不同的点在于，如与图1的II-II线截面相当的图7所示，转子2仅沿着C方向旋转，在一对同极的磁铁中，位于转子2的旋转方向下游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度，比位于转子2的旋转方向上游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度短。

具体而言，在一对同极的磁铁12a、12b中，位于转子2的旋转方向下游侧的同极的磁铁12b的沿着转子2的周向的长度比位于转子2的旋转方向上游侧的同极的磁铁12a的沿着转子2的周向的长度短。同样地，在一对同极的磁铁13a、13b中，位于转子2的旋转方向下游侧的同极的磁铁13b的沿着转子2的周向的长度比位于转子2的旋转方向上游侧的同极的磁铁13a的沿着转子2的周向的长度短。

如上所述，在转子2的周向上，在同极的磁铁12a、12b、13a、13b中的各个磁铁的两侧分别形成有空隙15。并且，通过缩短位于转子2的旋转方向的下游侧的同极的磁铁12b、13b的沿着转子2的周向的长度，从而能够使图7所示的空隙15a比空隙15b大。在此，空隙15a是在位于下游侧的同极的磁铁12b与其他的永久磁铁13相邻的一侧的设置的空隙、以及在磁铁13b与其他的永久磁铁13相邻的一侧设置的空隙。另外，空隙15b是在位于下游侧的同极的磁铁12b、13b分别与位于上游侧的同极的磁铁12a、13a相邻的一侧设置的空隙。

通过像这样使空隙15a比空隙15b大，从而能够抑制磁通的短路。所述磁通的短路通过如下方式产生：在位于下游侧的同极的磁铁12b、13b与其他的永久磁铁12、13分别相邻的一侧，从位于下游侧的同极的磁铁12b、13b的N极出来的磁通不到达定子3与转子2之间的空隙部6，而经由两组永久磁铁12、13之间迂回并进入位于下游侧的同极的磁铁12b、13b的S极。磁通的短路得到抑制的结果是，能够增加从两组永久磁铁12、13之间进入的磁通的量，因此能够抑制磁转矩的降低。

(效果)

如以上所述，根据本实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)201，在转子2沿着一方向旋转时，在一对同极的磁铁中，使位于转子2的旋转方向下游侧的磁铁的沿着周向的长度比位于转子2的旋转方向上游侧的磁铁的沿着周向的长度短。由此，在位于下游侧的同极的磁铁12b、13b中的转子2的周向的两侧分别设置的空隙15中，能够使在与其他永久磁铁12、13相邻的一侧设置的空隙15a比在与位于上游侧的同极的磁铁12a、13a相邻的一侧设置的空隙15b大。由此，能够抑制如上所述那样因从位于下游侧的同极的磁铁12b、13b的N极出来的磁通进入磁铁12b、13b的S极而产生的磁通的短路。其结果是，能够增加从两组永久磁铁12、13之间进入的磁通的量，因此能够抑制磁转矩的降低。因而，能够在减少永久磁铁的量的同时，将转矩保持为同等程度或者提高转矩。

[第三实施方式]

(转子)

接着，说明本发明的第三实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)301。需要说明的是，对与上述的构成要素相同的构成要素标注相同的参照标号并省略其说明。本实施方式的IPM马达301与第一实施方式的IPM马达1不同的点在于，如与图1的II-II线截面相当的图8所示，以与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a比与同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15b大的方式，在磁铁嵌入孔11b的各个嵌入孔中收容同极的磁铁12a、12b、13a、13b。

具体而言，同极的磁铁12a与不同组的同极的磁铁13b相邻的一侧的空隙15a被设为比同极的磁铁12a与同组的同极的磁铁12b相邻的一侧的空隙15b大。另外，同极的磁铁12b与不同组的同极的磁铁13a相邻的一侧的空隙15a被设为比与同组的同极的磁铁12a相邻的一侧的空隙15b大。这对于一对同极的磁铁13a、13b也是同样的。

需要说明的是，为了防止同极的磁铁的偏移，也可以在磁铁嵌入孔11b设有突起。

通过使与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a比与同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15b大，从而与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a容易挠曲。因而，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧容易产生弯曲应力，因此在由转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁的离心力时，向磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变得更大。由此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变得更大，因此在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧更加集中应力。其结果是，向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变得更小，因此能够使同极间部分18的厚度a更薄。并且，通过使同极间部分18的厚度a更薄，从而能够进一步减少在一对同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通、以及在一对同极的磁铁13a、13b之间流动的短路磁通，因此能够进一步将转矩的降低抑制到最小限度。

需要说明的是，在本实施方式中，一对同极的磁铁的与转子铁芯11的中心O对置的面彼此的角度不特别限定。在本实施方式中，也可以如第二实施方式那样，转子2沿着一方向旋转，在一对同极的磁铁中，位于转子2的旋转方向下游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度被设为比位于转子2的旋转方向上游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度短。

(效果)

如以上所述，根据本实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)301，通过使与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a比与同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15b大，从而与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a容易挠曲。因而，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧容易产生弯曲应力，因此在由转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁的离心力时，向磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变得更大。由此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变得更大，因此在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧更加集中应力。其结果是，向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变得更小，因此能够使同极间部分18的厚度更薄。因而，通过使同极间部分18的厚度更薄，从而能够进一步减少在一对同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通、以及在一对同极的磁铁13a、13b之间流动的短路磁通，因此能够进一步将转矩的降低抑制到最小限度。

[第四实施方式]

(转子)

接着，说明本发明的第三实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)401。需要说明的是，对与上述的构成要素相同的构成要素标注相同的参照标号并省略其说明。本实施方式的IPM马达401与第一实施方式的IPM马达1的不同点在于，如与图1的II-II线截面相当的图9所示，在转子2的周向上，同极的磁铁的重心位置偏向不同组的同极的磁铁。

具体而言，同极的磁铁12a的重心位置偏向不同组的同极的磁铁13b一侧。另外，同极的磁铁12b的重心位置偏向不同组的同极的磁铁13a一侧。这对于同极的磁铁13a、13b也是同样的。

在剖视中，同极的磁铁12a、12b、13a、13b形成为从异极间部分19侧朝向同极间部分18侧平滑地变细的形状。这样，异极间部分19侧被设置得粗，由此同极的磁铁的重心位置偏向不同组的同极的磁铁一侧。需要说明的是，同极的磁铁的形状不限定于此，只要是重心位置偏向不同组的同极的磁铁那样的形状即可。

通过使同极的磁铁的重心位置沿着转子2的周向偏向不同组的同极的磁铁，从而在由转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁的离心力时，向接近重心位置一侧即磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变得更大。由此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变得更大，因此在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧更加集中应力。其结果是，向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变得更小，因此能够将同极间部分18设定为更窄。并且，通过将同极间部分18设定为更窄，从而能够进一步减少在一对同极的磁铁之间流动的短路磁通，因此能够进一步将转矩的降低抑制到最小限度。

需要说明的是，在本实施方式中，一对同极的磁铁的与转子铁芯11的中心O对置的面彼此的角度不特别限定。在本实施方式中，也可以如第二实施方式那样，转子2沿着一方向旋转，在一对同极的磁铁中，位于转子2的旋转方向下游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度被设为比位于转子2的旋转方向上游侧的磁铁的沿着转子2的周向的长度短。另外，也可以如第三实施方式那样，以使与不同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15a比与同组的同极的磁铁相邻的一侧的空隙15b大的方式，在磁铁嵌入孔11b的各嵌入孔中收容同极的磁铁。

(效果)

如以上所述，根据本实施方式的IPM马达(磁铁埋入型旋转电机)401，使同极的磁铁的重心位置沿着转子2的周向偏向不同组的同极的磁铁一侧。因此，在由转子铁芯11中的位于磁铁嵌入孔11b的周围的部分承接同极的磁铁的离心力时，向接近重心位置一侧即磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧作用的弯曲应力变得更大。由此，在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧，弯曲应力与拉伸应力合并得到的应力变得更大，因此在磁铁嵌入孔11b的异极间部分19侧更加集中应力。其结果是，向磁铁嵌入孔11b的同极间部分18侧作用的弯曲应力变得更小，因此能够使同极间部分18的厚度更薄。并且，通过使同极间部分18的厚度更薄，从而能够进一步减少在一对同极的磁铁12a、12b之间流动的短路磁通、以及在一对同极的磁铁13a、13b之间流动的短路磁通，因此进一步能够将转矩的降低抑制到最小限度。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但只不过是例示了具体例，并不对本发明构成限定，具体结构等能够适当进行设计变更。另外，发明的实施方式所记载的作用以及效果只不过是例举了本发明所产生的最佳的作用以及效果，本发明的作用以及效果并不限定于本发明的实施方式所记载的作用以及效果。

如以上所说明那样，对于本发明的磁铁埋入型旋转电机，容易向尺寸小的转子铁芯配置永久磁铁，且能够抑制感应电压，并且能够将转矩的降低抑制到最小限度。

Claims (6)

1.一种磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

所述磁铁埋入型旋转电机具有：

转子，其具有在内部埋入有两组永久磁铁的转子铁芯；和

定子，其与所述转子对置配置，

所述两组永久磁铁分别包括沿着所述转子的周向相邻配置的一对同极的磁铁，

针对每个所述同极的磁铁而在所述转子铁芯形成有收容所述同极的磁铁的磁铁嵌入孔，

在所述转子铁芯中，将分别收容彼此同组的所述同极的磁铁的相邻的所述磁铁嵌入孔彼此之间的部分设为同极间部分，将分别收容彼此不同组的所述同极的磁铁的相邻的所述磁铁嵌入孔彼此之间的部分设为异极间部分时，在所述转子的周向上，所述同极间部分的厚度比所述异极间部分的厚度薄。

2.根据权利要求1所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

所述同极的磁铁中的各磁铁的与所述定子对置的面为向所述定子侧凸出的弯曲面。

3.根据权利要求1或2所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

所述一对同极的磁铁的与所述转子铁芯的中心对置的面彼此的角度被设定在90°以上且180°以下的范围内。

4.根据权利要求1所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

在所述磁铁嵌入孔的各嵌入孔中，以在所述转子的周向上在所述同极的磁铁的两侧形成有空隙的方式收容所述同极的磁铁，

所述转子沿着一方向旋转，

在所述一对同极的磁铁中，位于所述转子的旋转方向下游侧的磁铁的沿着所述转子的周向的长度比位于所述转子的旋转方向上游侧的磁铁的沿着所述转子的周向的长度短。

5.根据权利要求1所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

在所述磁铁嵌入孔的各嵌入孔中，以在所述转子的周向上在所述同极的磁铁的两侧形成有空隙的方式收容所述同极的磁铁，

以使与不同组的所述同极的磁铁相邻的一侧的空隙比与同组的所述同极的磁铁相邻的一侧的空隙大的方式，在所述磁铁嵌入孔的各嵌入孔中收容所述同极的磁铁。

6.根据权利要求1所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征在于，

在所述转子的周向上，所述同极的磁铁的重心位置偏向不同组的所述同极的磁铁一侧。