CN115336139A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

转子(30)由固定于轴(5)的转子芯(31)、以朝径向外侧而相互远离的方式呈V字形配置于转子芯(31)的一对磁铁槽(35)、插入在各磁铁槽(35)中的永久磁铁(32)以及设在各磁铁槽(35)的径向外侧的孔部(33)构成，永久磁铁(32)与孔部(33)之间的距离构成为随着去往径向外侧而变大，并且，转子芯(31)的外周与孔部(33)之间的距离构成为是各磁铁槽(35)与转子芯(31)的外周之间的距离以上。

Description

旋转电机

技术领域

本申请涉及旋转电机。

背景技术

作为永久磁铁同步旋转电机的转子结构，为人所熟知的是在转子铁芯中深埋磁铁以获得高转矩的结构。在这样的构成中，为了相对于施加给铁芯的离心力来保持位于磁铁的外周侧的铁芯和位于内周侧的铁芯，需要在磁铁的外周侧的铁芯部和内周侧的铁芯部设置桥接状的结构。该桥接状的结构通常由与磁铁的外周侧以及内周侧的铁芯一体地形成的铁芯构成，但却成为使磁铁的磁通在转子内短路的泄漏磁路。随着高速旋转化，因施加于桥接部的离心力造成的应力有所增加，因而需要将桥接部加粗。随之，泄漏磁路也增加，因而不能再将磁通有效地用于产生转矩，难以同时达成高转矩化和高速旋转化。

相对于此，存在着以下结构：没有构成桥接部，通过由螺栓在轴向保持转子，从而同时实现了高转矩化和高速旋转化(参照专利文献1)。

另外，在将磁铁配置成

形的永久磁铁同步旋转电机中存在着以下结构：通过在配置成

形的磁铁所包围的铁芯部分设置孔来降低离心力，同时实现了高转矩化和高速旋转化(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－178045号公报

专利文献2：日本特开2015－173545号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在如上述专利文献1所示那样的没有桥接部的结构中，转子的组装变难，存在着难以担保转子的同心度以及外径圆度这样的问题。另外，在如上述专利文献2所示那样的将磁铁配置成

形的永久磁铁同步旋转机中，由于在转子铁芯外周配置磁铁，所以，无法减轻外周侧的重量，存在着难以获得因离心力造成的应力的降低效果以及漏磁通降低效果这样的问题。

本申请公开用于解决上述那样的课题的技术，其目的在于提供能防止因离心力造成的破坏并且能降低漏磁通的旋转电机。

用于解决课题的方案

本申请所公开的旋转电机具有配置在定子的内周侧的转子，其中，上述转子由固定于轴的转子芯、以朝径向外侧相互远离的方式呈V字形配置于上述转子芯的一对磁铁槽、插入在各上述磁铁槽中的永久磁铁以及设置在各上述磁铁槽的径向外侧的孔部构成，上述永久磁铁与上述孔部之间的距离构成为随着去往径向外侧而变大，并且，上述转子芯的外周与上述孔部之间的距离构成为是各上述磁铁槽与上述转子芯的外周之间的距离以上。

发明的效果

根据本申请所公开的旋转电机，能够防止因离心力造成的破坏并且能降低漏磁通。

附图说明

图1是沿着作为旋转电机的电动机的旋转轴的剖切侧视图。

图2是示出实施方式1中的转子的局部剖切俯视图。

图3是示出实施方式2中的转子的局部剖切俯视图。

图4是用于说明一般的磁阻电动机的原理的图。

图5是示出经过转子芯的磁通的状态的示意图。

图6是示出实施方式2中的转子的局部剖切俯视图。

图7是示出实施方式3中的转子的局部剖切俯视图。

图8是示出实施方式4中的转子的局部剖切俯视图。

图9是示出实施方式5中的转子的局部剖切俯视图。

图10是示出实施方式6中的转子的局部剖切俯视图。

图11是示出实施方式7中的转子的局部剖切俯视图。

图12是示出实施方式8中的转子的局部剖切俯视图。

具体实施方式

实施方式1.

本实施方式涉及埋入磁铁型永久磁铁同步旋转电机的转子结构。

以下，将内周侧以及外周侧称为转子的内周侧以及外周侧。图1是沿着作为旋转电机的电动机的旋转轴的剖切侧视图。图2是示出实施方式1中的转子的局部剖切俯视图，是相对于旋转轴垂直的方向的剖视图。另外，以在圆周方向排列了多个与图2所示的一部分转子同样的结构的状态构成转子。

如图1所示那样，电动机1由收纳在构架10内的定子20以及转子30构成。并且，在转子30中，由负荷侧轴承6以及负荷相反侧轴承7旋转自如地保持轴5的轴向两端。定子20由具有从环状的轭部朝转子30在径向凸出设置的齿部的定子芯21和缠绕于齿部的线圈22构成。

如图2所示那样，转子30具有通过压入等而固定于轴5的转子芯31和在转子芯31配置成V字形且带状的一对磁铁槽35。即，一对磁铁槽35以朝着径向外侧而相互远离的方式配置，并且，在径向内侧空开间隔(后述的Dbi)地配置。

进而，转子30由插入在磁铁槽35中的永久磁铁32和设在一对磁铁槽35的径向外侧的孔部33构成。通过设置孔部33，使得转子30整体的质量减少，能缓和后述的各桥接部中的因离心力造成的应力，能促进旋转电机的高速旋转化。

转子芯31通过在轴向层积薄钢板而构成。另外，磁铁槽35的空隙部35A是为了难以受到自转子芯31的外周表面流出流入的高次谐波磁通的影响而设置的。进而，磁铁槽35中的磁障部35B是为了防止漏磁通的发生而设置的。配置成V字形且带状的一对磁铁槽35在转子芯31中被分为两个，将分断一对磁铁槽35的转子芯31的部分A称为中央桥接部。相对于此，将磁铁槽35与转子30的最外周部之间的部分B称为外周桥接部。并且，分断磁铁槽35的转子芯31中的中央桥接部A的最小部分的宽度是Dbi。

永久磁铁32分别插入在分成两个的一对磁铁槽35中。在考虑了磁铁槽35与孔部33之间的距离的场合，从永久磁铁32的最接近中央桥接部A的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边，在X点处取得最小值x。并且，x＝Dbi/2。即，必须要在磁铁槽35与孔部33之间对在中央桥接部A的最小部分的宽度Dbi作用的因离心力造成的应力进行支撑，X点存在于左右两个部位，因而，最低限度x需要是Dbi/2。

进而，若将永久磁铁32的剩余磁通密度(依靠永久磁铁得到的磁力的磁通密度)设为Br，将转子芯31(铁)的磁通饱和密度设为2T(TESLA)，将转子30的轴向长度设为L，则在中央桥接部A处所能经过的最大的磁通通过以下的式(1)来求出。

2(T)×Dbi×L····(1)

另一方面，在X点处，从永久磁铁32经过中央桥接部A而消失的磁通(漏磁通)通过以下的式(2)来求出。

x×Br×L×2(X点存在两处)····(2)

由于式(1)＝式(2)的关系成立，所以，x＝Dbi/Br的关系成立。

对于永久磁铁32与孔部33的距离，以X点处的距离x为最小，随着去往径向外周侧而逐渐变大，在沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与永久磁铁32的距离d为d＝Br×m/2。

即，从自X点起至距离m的点为止的永久磁铁32中的范围向转子芯31的外周侧流出的磁通量通过以下的式(3)来求出。

Br×m×L····(3)

另一方面，若将铁的磁通饱和密度设为2T，则在相距X点为距离m的点处所能经过的磁通的最大量通过以下的式(4)来求出。

d×L×2(T)····(4)

因此，需要使式(4)≥式(3)的关系成立，

成为d≥Br×m/2。

另外，若将构成转子芯31的金属的磁通饱和密度设为BS，则需要满足d≥Br×m/BS的关系。

另外，转子芯31的外周与孔部33的距离等于分断成两个的磁铁槽35与转子芯31的外周的距离(外周桥接部B处的距离)。即，由于在外周桥接部B为了防止转子芯31发生破坏而确保了磁铁槽35与转子芯31的外周的距离，所以，通过将转子芯31的外周与孔部33的距离设计成等于磁铁槽35与转子芯31的外周的距离而使得距离变充分。

如以上所述，从永久磁铁32的最接近中央桥接部A的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边，在X点处，永久磁铁32与孔部33的距离最小，随着从X点去往径向外周侧而逐渐变大，在沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处，孔部33与永久磁铁32的距离d是d＝Br×m/2。因此，能不阻碍从永久磁铁32流出的磁通地设置孔部33。通过这样设置孔部33，能够减轻转子芯31中的永久磁铁32的外周侧的重量，所以，能降低离心力。进而，由于充分确保了强度，所以，能减小中央桥接部A以及外周桥接部B的宽度，因此能降低漏磁通。

在从永久磁铁32的最接近中央桥接部A的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边的X点处，永久磁铁32与孔部33的距离最小，该距离为Dbi/2。因此，在永久磁铁32与孔部33之间的转子芯31产生的因离心力造成的应力与在中央桥接部A产生的因离心力造成的应力相等，能防止因应力导致转子芯31破坏。

另外，转子芯31的外周与孔部33之间的距离等于分断成两个的磁铁槽35与转子芯31的外周之间的距离。因此，在转子芯31中的孔部33的外周侧产生的因离心力造成的应力与在转子芯31中的外周桥接部B产生的因离心力造成的应力相等，在外周桥接部B为了防止转子芯31发生破坏而确保了磁铁槽35与转子芯31的最外周的距离，因而，能防止因离心力导致转子芯31破坏。

另外，为了更加增大强度，也能将转子芯31的外周与孔部33之间的距离构成为分断成两个的磁铁槽35与转子芯31的外周之间的距离以上。

另外，在本实施方式中，若将永久磁铁32的剩余磁通密度设为Br，则对于磁铁槽35与孔部33的距离，在从永久磁铁32的最接近中央桥接部A的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边的X点处最小，该距离为Dbi/2。并且，对于永久磁铁32与孔部33的距离，X点处的距离最小，随着去往径向外周侧而逐渐变大，在沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处，孔部33与永久磁铁32的距离d为d＝Br×m/2(d＝Br×m/BS)。但是，若X点处的永久磁铁32与孔部33之间的距离为Dbi/2以上，则能发挥同样的效果。因而，成为d≥Dbi/2。进而，在沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处，对于孔部33与永久磁铁32的距离d，也是若距离d为Br×m/BS以上，则发挥同样的效果。

实施方式2.

图3是示出实施方式2中的转子的局部剖切俯视图。在本实施方式中，在将旋转电机用作磁阻电动机的场合，进入转子芯31的用于产生磁阻转矩的磁通不会受孔部33阻碍，能获得高转矩。图4是用于说明一般的磁阻电动机的原理的图，为了简化说明，以直线状绘制了定子以及转子，但实际上是形成为圆形。在图4中，因来自定子100的旋转磁场形成的磁通流向转子101，由此，在形成于转子101的凸部102产生磁力，转子101旋转。可知，此时，即便在凸部102与凸部102之间的上部存在板状物体103，也作为磁阻电动机进行动作。并且，在图3中，由附图标记60示出的部分与凸部102相当，孔部33与凹部104相当。

并且，在本实施方式中，自转子芯31的最外周起至孔部33的最短距离E与将永久磁铁32的接近中央桥接部A的角部35D彼此连结的线跟孔部33的最短距离F之和(E+F)，是永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离G的二分之一。即，在图3中，2×(E+F)＝G的关系式成立。

通过这样构成，进入到位于配置成V字形且带状的一对永久磁铁32的外周侧的转子芯31中的用于产生磁阻转矩的磁通不受孔部33阻碍，因而，能获得大的磁阻转矩。即，如图5所示那样，由于设计成(E+F)＝G/2，所以，落入到G/2的范围的来自定子的磁通全部都经过转子芯31侧，因而，能获得大的磁阻转矩。进而，如图3所示那样，在孔部33的外周侧设置朝着内周侧呈凸状的圆弧形状33A，能使来自定子的磁通更多地经过。

另外，在本实施方式中，自转子芯31的外周起至孔部33的最短距离E跟将永久磁铁32的接近中央桥接部A的角部35D彼此连结的线与孔部33的最短距离F之和(E+F)，是永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离G的二分之一，但是，(E+F)越大则容易流通越多的磁通，因而，若设计成距离G的二分之一以上，则可发挥同样的效果。

图6是与图3同样的图，是示出实施方式2中的转子的局部剖切俯视图。与实施方式1同样，永久磁铁32分别插入在分断成两个的磁铁槽35中。若将永久磁铁32的剩余磁通密度设为Br，则对于磁铁槽35与孔部33的距离，从永久磁铁32的最接近中央桥接部A的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边，在比距离为Dbi/Br的X1点靠径向外侧距离m1的点处最小，此处的磁铁槽35与孔部33的距离与实施方式1同样地构成为大于Dbi/2，大于Br×m1/2。永久磁铁32与孔部33之间的距离在距离m1的点处最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，且随着去往径向内侧而逐渐变大。沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X1点为距离m1的点处的孔部33与永久磁铁32的距离d1比Br×m/2和Dbi/2中的较大的一方更大。其他的构成与实施方式1同样。在这样的构成中，也能与实施方式1同样地降低漏磁通，并且，能防止因离心力导致转子芯31破坏。

实施方式3.

图7是示出实施方式3中的转子的局部剖切俯视图。在本实施方式中，与实施方式2同样，在将旋转电机用作磁阻电动机的场合，进入转子芯31的用于产生磁阻转矩的磁通不会受孔部33阻碍，能获得高的转矩。

如图7所示那样，自转子芯31的外周起至孔部33的距离J构成为是永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离I的二分之一。其他的构成与实施方式2同样。

自转子芯31的外周起至孔部33的距离J由于是永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离I的二分之一，所以，与实施方式2同样，进入位于配置成V字形且带状的永久磁铁32的外周侧的转子芯31的用于产生磁阻转矩的磁通不会受孔部33阻碍，因而能获得高的转矩。

另外，在实施方式3中，自转子芯31的外周起至孔部33的距离J设为永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离I的二分之一，但是，若距离J越大则能流过越多的磁通，故而只要是二分之一以上即可发挥同样的效果。

实施方式4.

图8是示出实施方式4中的转子的局部剖切俯视图。

如图8所示那样，在从孔部33的周向中心到转子芯31的外周之间设置朝向径向外侧贯通的狭缝部50。为了防止产生磁阻转矩的磁通变少，狭缝部50的宽度构成为比孔部33与转子芯31的外周之间的距离小。其他的构成与实施方式3同样。

在这样的构成中，也与实施方式3同样，进入转子芯31的用于产生磁阻转矩的磁通不受孔部33阻碍，能获得高转矩。

另外，由于狭缝部50将产生在转子芯31的外周附近的因离心力导致的环向应力(在圆周的切线方向作用的拉伸应力)阻断，所以，能降低在外周桥接部B产生的离心力，能减小外周桥接部B处的宽度，因此，能降低漏磁通。另外，由于狭缝部50处于一对永久磁铁32的中心部分，所以，不会发生因离心力造成的应力的偏向，能均衡地降低漏磁通。

实施方式5.

图9是示出实施方式5中的转子的局部剖切俯视图。

如图9所示那样，在转子30中，由通过压入等而固定于轴5的转子芯31、呈浴缸状且带状配置于转子芯31的三个磁铁槽35、插入在磁铁槽35中的永久磁铁32、以及设置在磁铁槽35的径向外侧的孔部33构成。磁铁槽35在转子芯31被分成三个部分，将分断磁铁槽35的两个转子芯31的部分称为中央桥接部A1。分断该磁铁槽35的转子芯31的两个中央桥接部A1的最小部分的宽度为Dbi。在本实施方式中，与实施方式1不同，宽度Dbi的最小部分存在两个。

永久磁铁32分别插入在分断成三个的磁铁槽35中。并且，与实施方式1同样，若将永久磁铁32的剩余磁通密度设为Br，则对于配置成V字形的两侧的磁铁槽35与孔部33的距离，从两侧的永久磁铁32的最接近中央桥接部A1的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边，在距离为Dbi/Br的X点处最小，进而，该距离成为Dbi。在本实施方式中，与实施方式1不同，由于存在着两个宽度Dbi的中央桥接部A1，所以，距离不是Dbi/2，而是Dbi。进而，与实施方式1同样，对于两侧的永久磁铁32与孔部33的距离，在点X处的距离最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着永久磁铁32的朝向半径方向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与永久磁铁32的距离d是d＝Br×m/2。上述结构的原理与实施方式1中说明的原理同样。

进而，与实施方式3同样，构成为自转子芯31的外周起至孔部33的距离是两侧的永久磁铁32的位于最外周的角部35H彼此之间的距离的二分之一。进而，在配置成V字形的两侧的磁铁槽35之间且孔部33的内周侧设置有中央磁铁槽35N，在中央磁铁槽35N中插入有中央永久磁铁32A。并且，插入有中央永久磁铁32A的中央磁铁槽35N与孔部33的距离在中央永久磁铁32A的中央部最小，该距离为Dbi。

自转子芯31的外周起至孔部33的最短距离K等于两侧的永久磁铁32的最外周角部与转子芯31的外周之间的距离，成为最短距离的位置是从孔部33的中心起在周向离开的位置，自转子芯31的外周至孔部33为止的距离朝向中心而逐渐变大。由此，能使磁阻转矩增加。

如以上所述，按以下方式形成：在从两侧的永久磁铁32的最接近中央桥接部A1的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边的X点处，两侧的永久磁铁32与孔部33的距离最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距点X为距离m的点处的孔部33与永久磁铁32的距离d为d＝Br×m/2。因此，与实施方式1同样，能不阻碍从永久磁铁32流出的磁通地设置孔部33。进而，通过减轻转子芯31中的永久磁铁32的外周侧的芯重量，能降低离心力。进而，由于能减小中央桥接部A1以及外周桥接部的宽度，所以，能降低漏磁通。

在从永久磁铁32的最接近中央桥接部A1的角部35D起沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边的X点处永久磁铁32与孔部33之间的距离最小，该距离为Dbi。因此，在永久磁铁32与孔部33之间的转子芯31产生的因离心力造成的应力与在中央桥接部A1产生的因离心力造成的应力相等，能防止因离心力导致转子芯31破坏。

进而，自转子芯31的外周起至孔部33为止的最短距离K等于两侧的永久磁铁32的最外周角部35H与转子芯31的外周的距离，成为最短距离的位置位于从孔部33的中心在周向离开的位置，自转子芯31的外周起至孔部33为止的距离朝着中心逐渐变大。

因此，在转子芯31的孔部33的外周侧产生的因离心力造成的应力与在转子芯31的外周桥接部产生的应力相等，能防止因离心力导致转子芯31破坏。另外，由于孔部33的最外周位置33D相比永久磁铁32的最外周角部35H位于内周侧，所以，能够获取大的永久磁铁32与孔部33之间的磁路的外周侧的开口宽度，能导入大量的用于产生磁阻转矩的磁通，能增大转矩。进而，自转子芯31的外周起至孔部33的最短距离K存在于从孔部33的中心在周向离开的位置，自转子芯31的外周起至孔部33为止的距离朝向中心逐渐变大。因此，在位于转子芯31的外周与孔部33之间的转子芯31中，能大量地导入用于产生磁阻转矩的磁通，增大磁阻转矩，能获得高转矩。

另外，在本实施方式中，也与实施方式1同样，若X点处的永久磁铁32与孔部33的距离为Dbi以上，则发挥同样的效果。另外，若沿着永久磁铁32的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与永久磁铁32的距离d为Br×m/2(Br×m/BS)以上，则发挥同样的效果。进而，也可以在图9所示的构成中设置实施方式4所示的狭缝部50。

实施方式6.

图10是示出实施方式6中的转子的局部剖切俯视图。

如图10所示那样，转子30具有通过压入等而固定于轴5的转子芯31。并且，在转子芯31中，以在外周侧和内周侧构成两层的方式，具有配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽以及内周侧磁铁槽。即，在转子芯31中，具有内周侧磁铁槽35a(第1内周侧磁铁槽)、插入在内周侧磁铁槽35a中的内周侧永久磁铁32a(第1内周侧永久磁铁)、外周侧磁铁槽35b、以及插入在外周侧磁铁槽35b中的外周侧永久磁铁32b。进而，在转子芯31中，设置有设在配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35b的径向外侧的孔部33。

通过这样将磁铁多层化，容易产生磁阻转矩，因而，能实现高转矩化。若将磁铁从一层变为两层，则在第1层与第2层之间产生新的磁路。该磁路与dq坐标系中的q轴磁路相当，由于q轴磁通流通，故而q轴电感增加。磁阻转矩根据d轴电感和q轴电感的凸极性而产生，因而，若q轴电感变大，则磁阻转矩增加。因此，通过多层化而容易实现高转矩化。

另一方面，在将磁铁多层化的场合，由于磁通所经过的转子内的铁芯的量减少，故而也容易形成磁饱和。尤其是，由于图10所示的存在于外周侧永久磁铁32b与转子30的外周之间的铁芯(图10中由虚线Z包围的部分)变少，所以，相比两层化以前，磁饱和容易形成。但是，如本实施方式所示那样，通过形成孔部33，上述的部位也不会发生磁饱和而能实现轻量化，因而，能减小桥接部的宽度，能降低漏磁通，故而能实现高转矩化。

转子芯31通过在轴向层积薄钢板而构成。配置成V字形且带状的内周侧磁铁槽35a以及外周侧磁铁槽35b在转子芯31中被分成两个，将分断内周侧磁铁槽35a以及外周侧磁铁槽35b的转子芯31分别称为内周侧中央桥接部A3、外周侧中央桥接部A4。并且，分断外周侧磁铁槽35b的转子芯31的外周侧中央桥接部A4的最小部分的宽度是Dbi。内周侧永久磁铁32a以及外周侧永久磁铁32b分别被插入在分断成两个的内周侧磁铁槽35a以及外周侧磁铁槽35b中。

若将外周侧永久磁铁32b的剩余磁通密度设为Br，则与实施方式1的场合同样，对于外周侧磁铁槽35b与孔部33之间的距离，在从外周侧永久磁铁32b的最接近外周侧中央桥接部A4的角部起沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边的X点处最小，该距离为Dbi/2。对于外周侧永久磁铁32b与孔部33之间的距离，X点处的距离最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32b的距离d为d＝Br×m/2。

另外，与实施方式3同样，转子芯31的外周与孔部33之间的距离成为外周侧永久磁铁32b的最外周角部彼此的距离的二分之一。

如以上所述，按以下方式构成：在从外周侧永久磁铁32b的最接近外周侧中央桥接部A4的角部起沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边的X点处，外周侧永久磁铁32b与孔部33的距离最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32b的距离d是d＝Br×m/2。因此，与实施方式1的场合同样，能不阻碍从外周侧永久磁铁32b流出的磁通地设置孔部33。进而，能减轻转子芯31中的外周侧永久磁铁32b的外周侧的芯重量，能降低离心力。进而，能减小中央桥接部以及外周桥接部的宽度，能降低漏磁通。

进而，与实施方式1同样，在从外周侧永久磁铁32b的最接近外周侧中央桥接部A4的角部起沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边的X点处，外周侧永久磁铁32b与孔部33的距离最小，该距离为Dbi/2。因此，在外周侧永久磁铁32b与孔部33之间的转子芯31产生的因离心力造成的应力与在外周侧中央桥接部A4产生的应力相等，能防止因离心力导致转子芯31破坏。

另外，与实施方式3同样，转子芯31的外周与孔部33之间的距离比外周侧永久磁铁32b的最外周侧角部彼此的距离的二分之一大，因而，不会阻碍在转子芯31的比配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35b靠径向外周侧的位置产生的磁阻转矩的相关磁通，故而能增大转矩。

另外，在实施方式6中，若将外周侧永久磁铁32b的剩余磁通密度设为Br，则对于外周侧磁铁槽35b与孔部33的距离，从外周侧永久磁铁32b的最接近外周侧中央桥接部A4的角部起沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边，在距离为Dbi/Br的X点处最小，且该距离为Dbi/2。进而，对于外周侧永久磁铁32b与孔部33的距离，将X点处的距离设为最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，在沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处，孔部33与外周侧永久磁铁32b的距离d为d＝Br×m/2。但是，X点处的外周侧永久磁铁32b与孔部33的距离d若为Dbi/2以上，则能防止因离心力导致转子芯31破坏。

另外，若沿着外周侧永久磁铁32b的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32b的距离d为Br×m/2以上，则能够不阻碍从永久磁铁32流出的磁通地设置孔部33。

另外，虽然在外周侧磁铁槽35b中插入外周侧永久磁铁32b，但也可以不插入外周侧永久磁铁32b而仅设置外周侧磁铁槽35b。

在该场合，可以考虑外周侧永久磁铁32b的Br为0，在X点处，成为外周侧磁铁槽35b与孔部33的距离无限大的位置，而外周侧永久磁铁32b与孔部33的距离在所有的点处都满足Dbi/2以上且Br×m/2的条件，所以，作为结果，只要外周侧磁铁槽35b与孔部33的距离为Dbi/2以上即可。

另外，关于内周侧磁铁槽35a和插入在内周侧磁铁槽35a中的内周侧永久磁铁32a，可以为任意结构。

实施方式7.

图11是示出实施方式7中的转子的局部剖切俯视图。

如图11所示那样，转子30由通过压入等而固定于轴5的转子芯31、以及在转子芯31中在周向构成为非对称的配置成V字形且带状的磁铁槽35c以及磁铁槽35d构成。进而，转子30由分别被插入在磁铁槽35c以及磁铁槽35d中的永久磁铁32c、永久磁铁32d、以及设置在磁铁槽35c以及磁铁槽35d的径向外侧的孔部33构成。

转子芯31通过在轴向层积薄钢板而构成。将分断磁铁槽35c与磁铁槽35d的转子芯31的部分称为中央桥接部A5。中央桥接部A5中的最小部分的宽度为Dbi。永久磁铁32c、永久磁铁32d的长度方向的尺寸不同。由此，能增大朝一个方向(图11中的逆时针方向)旋转时的转矩。即，在图11中，由于转子芯31中的部分31M的面积变小，所以，磁通容易集中在该部分，对逆时针方向的旋转有利。若将永久磁铁32c、永久磁铁32d的剩余磁通密度设为Br，则磁铁槽35c与孔部33之间的距离以及磁铁槽35d与孔部33之间的距离与实施方式1的场合同样地构成。即，对于磁铁槽35c与孔部33的距离，从永久磁铁32c的最接近中央桥接部A5的角部起沿着永久磁铁32c的朝向径向外侧的边，在距离为Dbi/Br的Xa点处最小，该距离为Dbi/2。进而，对于磁铁槽35d与孔部33的距离，从永久磁铁32d的最接近中央桥接部A5的角部起沿着永久磁铁32d的朝向径向外侧的边，在距离为Dbi/Br的Xb点处最小，该距离为Dbi/2。

对于永久磁铁32c与孔部33的距离，将Xa点处的距离设为最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，在沿着永久磁铁32c的朝向径向外侧的边相距Xa点为距离ma的点处的孔部33与永久磁铁32c的距离da是da＝Br×m/2。进而，对于永久磁铁32d与孔部33的距离，将Xb点处的距离设为最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，在沿着永久磁铁32d的朝向径向外侧的边相距Xb点为距离mb的点处的孔部33与永久磁铁32d的距离db是db＝Br×m/2。

另外，与实施方式3同样，自转子芯31的外周起至孔部33的距离是永久磁铁32c以及永久磁铁32d的位于最外周的角部彼此之间的距离的二分之一。由此，不会阻碍磁阻转矩的相关磁通，故而能增大转矩。

进而，在从孔部33的周向中心起到转子芯31的外周之间设置有朝着径向外侧贯通的狭缝部50。并且，狭缝部50的宽度比孔部33与转子芯31的外周部之间的距离小。

在图11中，永久磁铁32c和永久磁铁32d的长度方向的尺寸不同，其他的构成相同。但是，也可以不仅是长度方向的尺寸不同，就连宽度方向的尺寸或是剩余磁通密度Br也不同。另外，也可以构成为：长度方向的尺寸、宽度方向的尺寸、剩余磁通密度Br相同，使磁铁槽35c和磁铁槽35d的倾斜度相对于半径方向的中心线Q非对称地构成。也可以相反地构成为：使磁铁槽35c和磁铁槽35d的倾斜度相对于半径方向的中心线Q对称地构成，长度方向的尺寸、宽度方向的尺寸、剩余磁通密度Br中的任意一者或是全部不同。另外，也可以构成为：磁铁槽35c和磁铁槽35d的倾斜度相对于半径方向的中心线Q对称，永久磁铁32c和永久磁铁32d的长度方向的尺寸、宽度方向的尺寸以及剩余磁通密度Br相同，使狭缝部50相对于半径方向的中心线Q带有角度地倾斜。在这样的构成中，也能增大朝一个方向旋转时的转矩。另外，由于使狭缝部50相对于半径方向的中心线Q带有角度地倾斜，朝逆时针方向倾斜，所以，容易使磁通集中到朝逆时针方向旋转时的旋转方向前进侧，能提高相对于该方向的转矩。进而，也可以使孔部33相对于半径方向的中心线Q非对称地构成。

实施方式8.

图12是示出实施方式8中的转子的局部剖切俯视图。

如图12所示那样，转子30具有通过压入等而固定于轴5的转子芯31。并且，在转子芯31中具有：在内周侧配置成浴缸状且带状的三个内周侧磁铁槽35f、35g、35h(第2内周侧磁铁槽)；插入在内周侧磁铁槽35f、35g、35h中的内周侧永久磁铁32f、32g、32h(第2内周侧永久磁铁)；在外周侧配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35i、35j；以及插入在外周侧磁铁槽35i、35j中的外周侧永久磁铁32i、32j。在此，如图12所示那样，浴缸状是指在配置成V字形的内周侧磁铁槽35f、35h的V字形的中心还配置内周侧磁铁槽35g且三个内周侧磁铁槽配置成U字形的形状。另外，在图12中是在内周侧呈U字形配置有三个内周侧磁铁槽35f、35g、35h的形状，但浴缸状并不限定于三个磁铁槽，也可以是三个以上的磁铁槽配置成U字形的形状。进而，在转子芯31中，在配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35i、35j的径向外侧设置有孔部33。

这样，通过在内周侧将三个内周侧磁铁槽35f、35g、35h配置成U字形，发挥与实施方式6同样的效果，并且，通过将永久磁铁呈浴缸状(U字形)而非V字形地分割为三个，能减少第1层与第2层之间的q轴磁通经过的多余的铁芯，因而，能减小桥接部的宽度。若能减小桥接部的宽度，则还能减少漏磁通，故而能实现高转矩化。

转子芯31通过在轴向层积薄钢板而构成。配置成浴缸状且带状的内周侧磁铁槽35f、35g、35h在转子芯31中分成为三个，配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35i、35j在转子芯31中分成为两个。并且，将分断内周侧磁铁槽35f、35g、35h以及外周侧磁铁槽35i、35j的转子芯31的部分分别称为内周侧中央桥接部A6、外周侧中央桥接部A7。并且，分断外周侧磁铁槽35i、35j的转子芯31的外周侧中央桥接部A7的最小部分的宽度为Dbi。内周侧永久磁铁32f、32g、32h分别插入在分断成三个的内周侧磁铁槽35f、35g、35h中，外周侧永久磁铁32i、32j分别插入在分断成两个的外周侧磁铁槽35i、35j中。

若将外周侧永久磁铁32i的剩余磁通密度设为Br，则与实施方式1的场合同样，对于外周侧磁铁槽35i与孔部33之间的距离，在从外周侧永久磁铁32i的最接近外周侧中央桥接部A7的角部起沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边的X点处最小，该距离为Dbi/2。对于外周侧永久磁铁32i与孔部33之间的距离，将X点处的距离设为最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32i的距离d为d＝Br×m/2。

另外，与实施方式3同样，转子芯31的外周与孔部33之间的距离是外周侧永久磁铁32i、32j的最外周角部彼此的距离的二分之一。

如以上所述，按以下方式构成：在从外周侧永久磁铁32i的最接近外周侧中央桥接部A7的角部起沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边的X点处，外周侧永久磁铁32i与孔部33的距离最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32i的距离d为d＝Br×m/2。因此，与实施方式1的场合同样，能不阻碍从外周侧永久磁铁32i流出的磁通地设置孔部33。进而，能减轻转子芯31中的外周侧永久磁铁32i的外周侧的芯重量，能降低离心力。进而，能减小中央桥接部以及外周桥接部的宽度，能降低漏磁通。

进而，与实施方式1同样，在从外周侧永久磁铁32i的最接近外周侧中央桥接部A7的角部起沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边的X点处，外周侧永久磁铁32i与孔部33的距离最小，该距离为Dbi/2。因此，在外周侧永久磁铁32i与孔部33之间的转子芯31产生的因离心力造成的应力与在外周侧中央桥接部A7产生的应力相等，能防止因离心力导致转子芯31破坏。

另外，与实施方式3同样，从转子芯31的外周到孔部33之间的距离比外周侧永久磁铁32i的最外周侧角部彼此的距离的二分之一大，因而，不会阻碍在转子芯31中比配置成V字形且带状的外周侧磁铁槽35i靠径向外周侧的位置产生的磁阻转矩的相关磁通，故而能增大转矩。

另外，在实施方式8中，若将外周侧永久磁铁32i的剩余磁通密度设为Br，则对于外周侧磁铁槽35i与孔部33的距离，从外周侧永久磁铁32i的最接近外周侧中央桥接部A7的角部起沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边，在距离为Dbi/Br的X点处最小，且该距离为Dbi/2。进而，对于外周侧永久磁铁32i与孔部33的距离，将X点处的距离设为最小，随着去往径向外侧而逐渐变大，在沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处，孔部33与外周侧永久磁铁32i的距离d为d＝Br×m/2。但是，若X点处的外周侧永久磁铁32i与孔部33的距离为Dbi/2以上，则能防止因离心力导致转子芯31破坏。另外，这是指若d≥Dbi/2则能够防止因离心力导致转子芯31破坏。

另外，若沿着外周侧永久磁铁32i的朝向径向外侧的边相距X点为距离m的点处的孔部33与外周侧永久磁铁32i的距离d为Br×m/2以上，则能不阻碍从永久磁铁32流出的磁通地设置孔部33。

另外，在外周侧磁铁槽35i插入有外周侧永久磁铁32i，但也可以不插入外周侧永久磁铁32i而仅设置外周侧磁铁槽35i。在该场合，可以认为外周侧永久磁铁32i的Br为0，在X点处，成为外周侧磁铁槽35i与孔部33的距离无限大的位置，而由于外周侧永久磁铁32i与孔部33的距离在所有的点处都满足Dbi/2以上且Br×m/2的条件，所以，作为结果，外周侧磁铁槽35i与孔部33的距离只要为Dbi/2以上即可。

另外，关于内周侧磁铁槽35f、35g、35h和插入在内周侧磁铁槽35f、35g、35h中的内周侧永久磁铁32f、32g、32h，可以为任意结构。

在上述实施方式1至8中，作为具有方形剖面的形式说明了永久磁铁32，但也可以将角部倒角成R角即圆角(圆弧状)，或是倒角成C角即斜切倒角(以直角等腰三角形裁切)。在该场合，上述说明的角部可以是在假设具有方形剖面的场合的假想角部。

在上述实施方式1至8中，说明了设有一个孔部33的场合，但也可以将孔部分割成多个。在该场合，全部的孔部都配置在孔部为一个的上述实施方式1至8的孔部33所包含的位置中。

在上述实施方式1至8中，说明了永久磁铁与孔部之间的距离随着去往径向外侧而单调增加的场合，但也可以是局部平行，或者在孔部33设置凹凸地非单调增加。

在上述实施方式4、7中，示出了狭缝部50贯通至孔部33的场合，但也可以由转子芯31在中途分断。

进而，在上述实施方式1至8中，定子线圈的绕线方法既可以是分布缠绕也可以是集中缠绕。

本申请虽然记载了各种例示性的实施方式以及实施例，但是，一个或多个实施方式所记载的各种特征、形式以及功能并不限于特定实施方式的应用，能单独或者能通过各种组合来应用于实施方式。因此，在本申请所公开的技术范围内设想有未例示的无数变形例。例如包含了至少一个构成要素变形的情形、追加的情形或是省略的情形，进而还包含抽取至少一个构成要素来与其他实施方式的构成要素组合的情形。

附图标记的说明

5轴，20定子，30转子，31转子芯，32永久磁铁，35磁铁槽，33孔部，50狭缝部。

Claims (12)

1.一种旋转电机，该旋转电机具有配置在定子的内周侧的转子，其中，

上述转子由固定于轴的转子芯、以朝径向外侧相互远离的方式呈V字形配置于上述转子芯的一对磁铁槽、插入在各上述磁铁槽中的永久磁铁以及设置在各上述磁铁槽的径向外侧的孔部构成，上述永久磁铁与上述孔部之间的距离构成为随着去往径向外侧而变大，并且，上述转子芯的外周与上述孔部之间的距离构成为是各上述磁铁槽与上述转子芯的外周之间的距离以上。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其中，

在配置成V字形的一对上述磁铁槽的内周侧设置有以朝径向外侧相互远离的方式配置成V字形的一对第1内周侧磁铁槽，并且，在上述第1内周侧磁铁槽中插入有第1内周侧永久磁铁。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其中，

在配置成V字形的一对上述磁铁槽的内周侧设置有配置成U字形的三个以上的第2内周侧磁铁槽，并且，在上述第2内周侧磁铁槽中插入有第2内周侧永久磁铁。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其中，

将分断各上述磁铁槽的上述转子中的中央桥接部的最小部分的宽度设为Dbi，将上述永久磁铁的剩余磁通密度设为Br，将构成上述转子芯的金属的磁通饱和密度设为BS，将从上述永久磁铁的最接近上述中央桥接部的角部起沿着上述永久磁铁的朝向径向外侧的边上述磁铁槽与上述孔部之间的距离取得最小值的点设为X点，将沿着上述永久磁铁的朝向径向外侧的边相距上述X点为距离m的点处的上述孔部与上述永久磁铁之间的距离设为d，在该场合，

满足d≥Br×m/BS且d≥Dbi/2的关系式。

5.如权利要求1所述的旋转电机，其中，

在配置成V字形的一对上述磁铁槽之间且上述孔部的内周侧设置有中央磁铁槽，并且，在上述中央磁铁槽中插入有中央永久磁铁。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其中，

将分断出一对上述磁铁槽和上述中央磁铁槽的上述转子中的中央桥接部的最小部分的宽度设为Dbi，将上述永久磁铁的剩余磁通密度设为Br，将构成上述转子芯的金属的磁通饱和密度设为BS，将从上述永久磁铁的最接近上述中央桥接部的角部起沿着上述永久磁铁的朝向径向外侧的边上述磁铁槽与上述孔部之间的距离取得最小值的点设为X点，将沿着上述永久磁铁的朝向径向外侧的边相距上述X点为距离m的点处的上述孔部与上述永久磁铁之间的距离设为d，在该场合，

满足d≥Br×m/BS且d≥Dbi的关系式。

7.如权利要求4或6所述的旋转电机，其中，

上述转子芯的外周与上述孔部的最短距离和将上述永久磁铁的靠近上述中央桥接部的角部彼此连结的线与上述孔部的最短距离之和，是上述永久磁铁的位于最外周的角部彼此之间的距离的二分之一以上。

8.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其中，

上述转子芯的外周与上述孔部的距离是上述永久磁铁的位于最外周的角部彼此之间的距离的二分之一以上。

9.如权利要求1至8中任一项所述的旋转电机，其中，

在上述孔部与上述转子芯的外周之间设置有朝径向外侧贯通的狭缝部，并且，上述狭缝部的宽度比上述孔部与上述转子芯的外周之间的距离小。

10.如权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其中，

将一对上述磁铁槽的倾斜度构成为相对于半径方向的中心线呈非对称。

11.如权利要求1至10中任一项所述的旋转电机，其中，

将上述孔部构成为相对于半径方向的中心线呈非对称。

12.如权利要求9所述的旋转电机，其中，

使上述狭缝部以相对于半径方向的中心线具有角度的方式倾斜地配置。

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