JP5481779B2

JP5481779B2 - Permanent magnet motor

Info

Publication number: JP5481779B2
Application number: JP2007290353A
Authority: JP
Inventors: 健池見; 俊治大木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: JP2009118674A

Description

本発明は、回転子に永久磁石を挿入した永久磁石式電動機に関する。 The present invention relates to a permanent magnet type electric motor in which a permanent magnet is inserted into a rotor.

従来、回転子に永久磁石を挿入するための磁石挿入孔の角部に、円弧状の磁束障壁を設けた永久磁石式電動機がある（特許文献１参照）。当該永久磁石式電動機では、円弧状の磁束障壁により、上記角部に応力が集中するのを防止している。
特開平９−２９４３４４号公報 Conventionally, there is a permanent magnet type electric motor in which an arc-shaped magnetic flux barrier is provided at a corner portion of a magnet insertion hole for inserting a permanent magnet into a rotor (see Patent Document 1). In the permanent magnet electric motor, the arc-shaped magnetic flux barrier prevents stress from concentrating on the corner.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-294344

しかしながら、従来の永久磁石式電動機では、電動機の高速回転時、磁石挿入孔の角部に応力は集中しないものの、磁石挿入孔の磁束障壁に応力が集中し、磁石挿入孔にかかる応力集中を効果的に緩和できないといった問題があった。 However, in conventional permanent magnet motors, stress does not concentrate at the corners of the magnet insertion hole when the motor rotates at high speed, but stress concentrates on the magnetic flux barrier of the magnet insertion hole, and the stress concentration on the magnet insertion hole is effective. There was a problem that could not be alleviated.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、磁石挿入孔にかかる応力集中をより緩和することができる永久磁石式電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet type electric motor that can alleviate stress concentration applied to a magnet insertion hole.

上記目的達成のため、本発明に係る永久磁石式電動機では、磁石挿入孔は、ロータの径方向に延びる側面の外周側端部に設けられた第１の磁束障壁と、外周側のロータの周方向に延びる側面に、当該側面の周方向端部から所定距離を空けて設けられた第２の磁束障壁と、を備える。そして、第１の磁束障壁における外周ブリッジ部最短点を通過し、第２の磁束障壁に接する直線と、外周面に接する直線との角度をθと、第２の磁束障壁に接する直線と第２の磁束障壁との接点をｓと、接点ｓから外周面へ引いた垂線と外周面との交点をｐと、垂線の延長線と回転子の外周面との交点をｒとした場合に、交点ｐから接点ｓまでの距離をｙと、交点ｐから交点ｒまでの距離をｗとすると、２／θ＜ｙ／ｗの関係がある。 In order to achieve the above object, in the permanent magnet type electric motor according to the present invention, the magnet insertion hole has a first magnetic flux barrier provided at the outer peripheral end of the side surface extending in the radial direction of the rotor , and the outer periphery of the rotor . A second magnetic flux barrier provided on a side surface extending in a direction at a predetermined distance from a circumferential end of the side surface. An angle between a straight line passing through the shortest outer peripheral bridge portion of the first magnetic flux barrier and in contact with the second magnetic flux barrier and a straight line in contact with the outer peripheral surface is θ, a straight line in contact with the second magnetic flux barrier and the second Where s is the contact with the magnetic flux barrier, p is the intersection of the perpendicular drawn from the contact s to the outer circumferential surface, and r is the intersection of the extension of the perpendicular and the outer circumferential surface of the rotor. When the distance from p to the contact point s is y and the distance from the intersection point p to the intersection point r is w, there is a relationship of 2 / θ <y / w.

本発明により、磁石挿入孔の外周側角部近傍の外周面で、かつ、磁石と磁石挿入孔の側面との距離より長い距離、第１の磁束障壁から離れて、第２の磁束障壁を備えることで、磁石挿入孔にかかる応力集中をより緩和することができる。 According to the present invention, the second magnetic flux barrier is provided on the outer peripheral surface in the vicinity of the outer peripheral corner of the magnet insertion hole and at a distance longer than the distance between the magnet and the side surface of the magnet insertion hole and away from the first magnetic flux barrier. Thereby, the stress concentration applied to the magnet insertion hole can be further relaxed.

以下に、本発明の第１乃至第６の実施形態に係る永久磁石式電動機について、図１乃至図１４を参照して説明する。 Hereinafter, permanent magnet type electric motors according to first to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14.

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機について、図１乃至図８を参照して説明する。上記永久磁石式電動機は、回転子および固定子を備える。次に、上記永久磁石式電動機の回転子について図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ１の上部断面図、図２は、図１に示す複数の磁石６のうちの一の磁石６を示す断面拡大図である。図１に示すように、回転子であるロータ１は、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の磁石６を複数備えている。図２に示すように、磁石６は、ロータ１に設けられた磁石挿入孔２に挿入される。ここで、磁石挿入孔２は、磁石挿入孔２の外周側角部近傍の側面９（図４参照）に、第１の磁束障壁である側面エアギャップ３を備える。更に、磁石挿入孔２は、上記外周側角部近傍の外周面５（図４参照）に第２の磁束障壁である外周辺エアギャップ１４を備えている。 (First embodiment)
First, the permanent magnet type electric motor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The permanent magnet electric motor includes a rotor and a stator. Next, the rotor of the permanent magnet electric motor will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an upper cross-sectional view of a rotor 1 of a permanent magnet type electric motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one of the plurality of magnets 6 shown in FIG. It is. As shown in FIG. 1, the rotor 1 as a rotor includes a plurality of rectangular magnets 6 in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7. As shown in FIG. 2, the magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 2 provided in the rotor 1. Here, the magnet insertion hole 2 includes a side air gap 3 as a first magnetic flux barrier on a side surface 9 (see FIG. 4) in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 2. Further, the magnet insertion hole 2 includes an outer peripheral air gap 14 as a second magnetic flux barrier on the outer peripheral surface 5 (see FIG. 4) in the vicinity of the outer peripheral side corner.

次に、外周辺エアギャップ１４の詳細構造について図３を参照して説明する。図３は、図２に示す外周辺エアギャップ１４の詳細構造を示す断面拡大図である。図３に示すように、第１の実施形態に係る外周辺エアギャップ１４は、外周面５、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２、第３の円弧１４３、垂線１４４および垂線１４５からなる。ここで、第３の円弧１４３は、第１の円弧１４１と第２の円弧１４２に円接している。また、垂線１４４は、第１の直径ｄからなる第１の円弧１４１から外周面５へ垂直に引いた線であり、垂線１４５は、第２の直径ｅからなる第２の円弧１４２から外周面５へ垂直に引いた線である。このようにすることで、後述するように、外周辺エアギャップ１４の外周部、すなわち、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２および第３の円弧１４３にかかる応力集中を緩和している。 Next, the detailed structure of the outer peripheral air gap 14 will be described with reference to FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a detailed structure of the outer peripheral air gap 14 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the outer peripheral air gap 14 according to the first embodiment includes an outer peripheral surface 5, a first arc 141, a second arc 142, a third arc 143, a perpendicular 144 and a perpendicular 145. . Here, the third arc 143 is in contact with the first arc 141 and the second arc 142. Further, the perpendicular 144 is a line drawn perpendicularly from the first arc 141 having the first diameter d to the outer peripheral surface 5, and the perpendicular 145 is the outer periphery from the second arc 142 having the second diameter e. This is a line drawn vertically to 5. By doing so, as will be described later, the stress concentration on the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14, that is, the first arc 141, the second arc 142, and the third arc 143 is alleviated.

次に、磁石挿入孔２における外周辺エアギャップ１４の位置について、図４および図５を参照して説明する。図４は、図２に示す外周辺エアギャップ１４の位置を示す断面拡大図、図５は、図４に示す磁石接触幅Ｌ−ｃと側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力の関係を示す図である。ここで、磁石接触幅Ｌ−ｃは、図４に示すように、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の最短距離Ｌと、磁石６と磁石挿入孔２の側面９との距離であるクリアランスｃとの差である。また、図５は、高速回転時、コアの質量を０としたときの上記関係を示している。図５に示すように、磁石接触幅Ｌ−ｃが０になった途端に、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力が増加している。これは、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の間の外周面５に磁石６が接触しない場合、図４に示すように、磁石６の荷重は主に外周辺エアギャップ１４の端点ｋ付近にかかるためである。 Next, the position of the outer peripheral air gap 14 in the magnet insertion hole 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the position of the outer peripheral air gap 14 shown in FIG. 2, and FIG. 5 shows the relationship between the magnet contact width Lc shown in FIG. 4 and the stress applied to the arc portion of the side air gap 3. FIG. Here, as shown in FIG. 4, the magnet contact width L-c is the clearance between the shortest distance L between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 14 and the distance between the magnet 6 and the side surface 9 of the magnet insertion hole 2. The difference from c. FIG. 5 shows the above relationship when the mass of the core is 0 during high-speed rotation. As shown in FIG. 5, as soon as the magnet contact width Lc becomes zero, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 increases. This is because, when the magnet 6 does not contact the outer peripheral surface 5 between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 14, the load of the magnet 6 is mainly near the end point k of the outer peripheral air gap 14, as shown in FIG. It is because it takes.

一方、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の間の外周面５に磁石６が少しでも接触する場合、すなわち、磁石接触幅Ｌ−ｃが０でない場合、磁石６の荷重は、主に磁石６の上記接触部分にかかる。この場合、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力は増加しない。そこで、第１の実施形態では、図４に示したように、磁石６と磁石挿入孔２の側面９との距離であるクリアランスｃより、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の最短距離Ｌを長くしている。これにより、磁石６の角部は、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の間の外周面５に確実に接触するので、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力の増加を防止できる。 On the other hand, when the magnet 6 is in contact with the outer peripheral surface 5 between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 14 even a little, that is, when the magnet contact width Lc is not 0, the load on the magnet 6 is mainly the magnet. 6 is applied to the contact portion. In this case, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 does not increase. Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the shortest distance L between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 14 from the clearance c that is the distance between the magnet 6 and the side surface 9 of the magnet insertion hole 2. To make it longer. Thereby, since the corner | angular part of the magnet 6 contacts the outer peripheral surface 5 between the side surface air gap 3 and the outer periphery air gap 14 reliably, the increase in the stress concerning the circular arc part of the side surface air gap 3 can be prevented.

次に、外周辺エアギャップ１４の効果について、図６乃至図８を参照して説明する。図６は、図２に示す外周辺エアギャップ１４の効果を示す遠心力解析での応力コンター図である。図６（ａ）は外周辺エアギャップ１４なしの場合の応力を、図６（ｂ）は外周辺エアギャップ１４ありの場合の応力を示している。なお、外周ブリッジ部の幅は同じとしてある。図６（ａ）に示すように、外周辺エアギャップ１４が無い場合、側面エアギャップ３の円弧部に、高速回転時の遠心力による応力が集中している。このため、従来の永久磁石式電動機の回転子では、外周ブリッジ部が破断しないように、外周ブリッジ部の幅を広くし、強度を確保していた。しかし、外周ブリッジ部の幅を広くすると、外周ブリッジ部から磁石の磁束が漏れ、ステータ側に有効に磁束を鎖交させることができなくなる。すなわち、トルク低下につながる。 Next, the effect of the outer peripheral air gap 14 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a stress contour diagram in centrifugal force analysis showing the effect of the outer peripheral air gap 14 shown in FIG. 6A shows the stress when the outer peripheral air gap 14 is not provided, and FIG. 6B shows the stress when the outer peripheral air gap 14 is provided. The width of the outer bridge portion is the same. As shown in FIG. 6A, when there is no outer peripheral air gap 14, stress due to centrifugal force during high-speed rotation is concentrated on the arc portion of the side air gap 3. For this reason, in the rotor of the conventional permanent magnet type electric motor, the width of the outer peripheral bridge portion is widened to ensure the strength so that the outer peripheral bridge portion is not broken. However, if the width of the outer bridge portion is increased, the magnetic flux of the magnet leaks from the outer bridge portion, and the magnetic flux cannot be effectively linked to the stator side. That is, torque is reduced.

一方、外周辺エアギャップ１４が有る場合、図６（ｂ）に示すように、高速回転時の遠心力により側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力を１７％低減することができる。代わりに、外周辺エアギャップ１４の外周部に、高速回転時の遠心力による応力が発生している。ここで、外周辺エアギャップ１４の外周部は、上記のように、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２および第３の円弧１４３からなる。これから、図６に示したように、外周辺エアギャップ１４が無い場合に側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力と比べて、外周辺エアギャップ１４の外周部にかかる応力を低減することができる。 On the other hand, when the outer peripheral air gap 14 is present, as shown in FIG. 6B, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 can be reduced by 17% due to the centrifugal force during high-speed rotation. Instead, stress is generated on the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14 due to centrifugal force during high-speed rotation. Here, the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14 includes the first arc 141, the second arc 142, and the third arc 143 as described above. As shown in FIG. 6, the stress applied to the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14 can be reduced as compared with the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 when there is no outer peripheral air gap 14. .

よって、外周辺エアギャップ１４が有る場合、磁石挿入孔２にかかる応力集中、すなわち、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力集中および外周辺エアギャップ１４の外周部にかかる応力集中をより緩和することができる。従って、ロータ１の外周ブリッジ部の幅を広くして、強度を確保する必要がなくなるので、外周ブリッジ部からの磁石磁束の漏れを低減でき、トルク低下を防止できる。または、外周ブリッジ部の幅をより狭くしても、高速回転時の遠心力による応力に耐えられるので、磁石６をより外周側に配置して外周ブリッジ部の幅を狭くすることで、磁石磁束の漏れを低減でき、トルクを増加することができる。 Therefore, when there is the outer peripheral air gap 14, the stress concentration applied to the magnet insertion hole 2, that is, the stress concentration applied to the arc portion of the side air gap 3 and the stress concentration applied to the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14 are further alleviated. be able to. Therefore, it is not necessary to increase the width of the outer peripheral bridge portion of the rotor 1 to ensure the strength, so that leakage of magnet magnetic flux from the outer peripheral bridge portion can be reduced and torque reduction can be prevented. Alternatively, even if the width of the outer bridge portion is made narrower, it can withstand the stress caused by centrifugal force during high-speed rotation. Therefore, the magnet magnetic flux can be reduced by disposing the magnet 6 on the outer peripheral side and reducing the width of the outer bridge portion. Leakage can be reduced and torque can be increased.

図７は、図２に示す外周辺エアギャップ１４の効果を示す磁束線図、図８は、図２に示す外周辺エアギャップ１４の効果を示す出力特性である。図７および図８では、外周辺エアギャップ１４が無い場合に側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力と同じ応力が、外周辺エアギャップ１４が有る場合における上記円弧部にかかるように、外周ブリッジ部の幅を調整している。すなわち、外周辺エアギャップ１４が無い場合に比べ、外周辺エアギャップ１４が有る場合、外周ブリッジ部の幅を狭くしている。ここで、図７（ａ）は外周辺エアギャップ１４が無い場合の磁束線を、図７（ｂ）は外周辺エアギャップ１４が有る場合の磁束線を示している。図７に示すように、外周辺エアギャップ１４が無い場合に比べて、外周辺エアギャップ１４が有る場合、極間ブリッジ部８を通って隣の極へ漏れる磁束線が低減する。また、図８に示すように、外周辺エアギャップ１４が無い場合に比べて、外周辺エアギャップ１４が有る場合、磁石磁束を１０％、最大トルクを７．６％、高速回転時の出力トルクを１２％向上させることができる。 FIG. 7 is a magnetic flux diagram showing the effect of the outer peripheral air gap 14 shown in FIG. 2, and FIG. 8 is an output characteristic showing the effect of the outer peripheral air gap 14 shown in FIG. 7 and 8, the outer peripheral bridge is configured such that the same stress as that applied to the arc portion of the side air gap 3 is applied to the arc portion when the outer peripheral air gap 14 is present when the outer peripheral air gap 14 is not provided. The width of the part is adjusted. That is, when the outer peripheral air gap 14 is present, the width of the outer peripheral bridge portion is narrower than when the outer peripheral air gap 14 is not present. Here, FIG. 7A shows the magnetic flux lines when the outer peripheral air gap 14 is not present, and FIG. 7B shows the magnetic flux lines when the outer peripheral air gap 14 is present. As shown in FIG. 7, when there is the outer peripheral air gap 14, the magnetic flux lines that leak to the adjacent pole through the inter-electrode bridge portion 8 are reduced as compared with the case where there is no outer peripheral air gap 14. Further, as shown in FIG. 8, when the outer peripheral air gap 14 is present, the magnetic flux is 10%, the maximum torque is 7.6%, and the output torque during high-speed rotation is greater than when the outer peripheral air gap 14 is not present. Can be improved by 12%.

以上より、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機は、磁石挿入孔２に磁石６を挿入したロータ１を有する。また、磁石挿入孔２は、磁石挿入孔２の外周側角部近傍の側面９に設けられた側面エアギャップ３と、上記外周側角部近傍の外周面５に設けられた外周辺エアギャップ１４とを備えている。更に、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の最短距離Ｌは、磁石６と磁石挿入孔２の側面９とのクリアランスｃより長くしている。これから、磁石６の角部は、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ１４の間の外周面５に確実に接触するので、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力の増加を防止できる。また、磁石挿入孔２は外周辺エアギャップ１４を備えているので、磁石挿入孔２にかかる応力集中、すなわち、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力集中をより緩和することができる。 As described above, the permanent magnet electric motor according to the first embodiment has the rotor 1 in which the magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 2. The magnet insertion hole 2 includes a side air gap 3 provided on the side surface 9 near the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 2 and an outer peripheral air gap 14 provided on the outer peripheral surface 5 near the outer peripheral side corner. And. Further, the shortest distance L between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 14 is longer than the clearance c between the magnet 6 and the side surface 9 of the magnet insertion hole 2. From this, since the corner | angular part of the magnet 6 contacts the outer peripheral surface 5 between the side air gap 3 and the outer periphery air gap 14 reliably, the increase in the stress concerning the circular arc part of the side air gap 3 can be prevented. In addition, since the magnet insertion hole 2 includes the outer peripheral air gap 14, the stress concentration applied to the magnet insertion hole 2, that is, the stress concentration applied to the arc portion of the side surface air gap 3 can be further reduced.

また、外周辺エアギャップ１４は、外周面５、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２、第３の円弧１４３、垂線１４４および垂線１４５からなる。ここで、第３の円弧１４３は、第１の円弧１４１と第２の円弧１４２に円接している。また、垂線１４４は、第１の直径ｄからなる第１の円弧１４１から外周面５へ垂直に引いた線であり、垂線１４５は、第２の直径ｅからなる第２の円弧から外周面５へ垂直に引いた線である。これより、外周辺エアギャップ１４の外周部、すなわち、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２および第３の円弧１４３にかかる応力集中を緩和することができる。これから、磁石挿入孔２にかかる応力集中、すなわち、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力集中および外周辺エアギャップ１４の外周部にかかる応力集中をより緩和することができる。これから、ロータ１の外周ブリッジ部の幅をより狭くしても応力に耐えられる。よって、磁石６をより外周側に配置して外周ブリッジ部の幅を狭くすることで、磁石磁束の漏れを低減でき、トルクを増加することができる。 The outer peripheral air gap 14 includes an outer peripheral surface 5, a first arc 141, a second arc 142, a third arc 143, a perpendicular 144 and a perpendicular 145. Here, the third arc 143 is in contact with the first arc 141 and the second arc 142. Further, the perpendicular 144 is a line drawn perpendicularly from the first arc 141 having the first diameter d to the outer peripheral surface 5, and the perpendicular 145 is from the second arc having the second diameter e to the outer peripheral surface 5. This is a line drawn vertically. Thereby, the stress concentration applied to the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14, that is, the first arc 141, the second arc 142, and the third arc 143 can be reduced. From this, the stress concentration applied to the magnet insertion hole 2, that is, the stress concentration applied to the arc portion of the side air gap 3 and the stress concentration applied to the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap 14 can be further alleviated. From this, even if the width of the outer peripheral bridge portion of the rotor 1 is made narrower, it can withstand the stress. Therefore, by disposing the magnet 6 on the outer peripheral side and narrowing the width of the outer peripheral bridge portion, leakage of magnet magnetic flux can be reduced and torque can be increased.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ２１（図９参照）について、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ１と異なる点を中心に図９および図１０を参照して説明する。また、第２の実施形態に係るロータ２１について、第１の実施形態に係るロータ１と同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、第２の実施形態に係るロータ２１は、第１の実施形態に係るロータ１とほとんど同じである。第２の実施形態に係るロータ２１が、第１の実施形態に係るロータ１と異なる点は、磁石挿入孔２２（図９参照）が異なることだけである。 (Second Embodiment)
Next, with respect to the rotor 21 (see FIG. 9) of the permanent magnet electric motor according to the second embodiment, FIG. 9 and FIG. 10 centering on differences from the rotor 1 of the permanent magnet electric motor according to the first embodiment. The description will be given with reference. Moreover, about the rotor 21 which concerns on 2nd Embodiment, the same number is attached | subjected to the structure similar to the rotor 1 which concerns on 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Here, the rotor 21 according to the second embodiment is almost the same as the rotor 1 according to the first embodiment. The only difference between the rotor 21 according to the second embodiment and the rotor 1 according to the first embodiment is that the magnet insertion hole 22 (see FIG. 9) is different.

次に、第２の実施形態に係る磁石挿入孔２２について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ２１の一の磁石挿入孔２２を示す断面拡大図である。第１の実施形態と同様に、回転子であるロータ２１は、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の磁石６を複数備えている。磁石６は、第１の実施形態と同様に、ロータ２１に設けられた磁石挿入孔２２に挿入される。ここで、磁石挿入孔２２は、第１の実施形態の磁石挿入孔２とほとんど同じである。磁石挿入孔２２が、磁石挿入孔２と異なることは、外周辺エアギャップ２４の位置が異なることだけである。すなわち、磁石挿入孔２２は、第１の実施形態と同様に、磁石挿入孔２２の外周側角部近傍の側面９に側面エアギャップ３を備える。更に、磁石挿入孔２２は、第１の実施形態と同様に、外周面５に第２の磁束障壁である外周辺エアギャップ２４を備える。しかし、磁石挿入孔２２は、第１の実施形態と異なり、磁石挿入孔２と比べて磁石６の中心部に近い位置に、外周辺エアギャップ２４を備えている。なお、外周辺エアギャップ２４は、第１の実施形態の外周辺エアギャップ１４と同じ構造である。これから、第１の実施形態と同様の効果を取得している。 Next, the magnet insertion hole 22 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing one magnet insertion hole 22 of the rotor 21 of the permanent magnet type electric motor according to the second embodiment of the present invention. Similarly to the first embodiment, the rotor 21 as a rotor includes a plurality of rectangular magnets 6 in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7. The magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 22 provided in the rotor 21 as in the first embodiment. Here, the magnet insertion hole 22 is almost the same as the magnet insertion hole 2 of the first embodiment. The magnet insertion hole 22 is different from the magnet insertion hole 2 only in the position of the outer peripheral air gap 24. That is, the magnet insertion hole 22 includes the side air gap 3 on the side surface 9 in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 22 as in the first embodiment. Furthermore, the magnet insertion hole 22 is provided with the outer peripheral air gap 24 which is a 2nd magnetic flux barrier in the outer peripheral surface 5 similarly to 1st Embodiment. However, unlike the first embodiment, the magnet insertion hole 22 includes an outer peripheral air gap 24 at a position closer to the center of the magnet 6 than the magnet insertion hole 2. The outer peripheral air gap 24 has the same structure as the outer peripheral air gap 14 of the first embodiment. From this, the same effect as the first embodiment is obtained.

次に、第２の実施形態に係る磁石挿入孔２２における外周辺エアギャップ２４の位置について説明する。第２の実施形態では、後述する角度θ[°]、ｙ／ｗに基づいて、外周辺エアギャップ２４の位置を決定する。図９に示すように、角度θ[°]は、側面エアギャップ３における外周ブリッジ部最短点ｍを通過し、外周辺エアギャップ２４に接する直線ｈと、外周面５に接する直線ｇとの角度である。ここで、外周ブリッジ部最短点ｍは、外周ブリッジ部のうち、ロータ外周面７と側面エアギャップ３との距離が最短となる部分である外周ブリッジ部最短部２１１と、側面エアギャップ３の円弧部との接点である。また、外周辺エアギャップ２４に接する直線ｈと外周辺エアギャップ２４の外周面との接点をｓとし、接点ｓから外周面５へ引いた垂線ｔと外周面５との交点をｐとする。更に、垂線ｔの延長線ｕとロータ外周面７との交点をｒとし、交点ｐから接点ｓまでの距離をｙと、交点ｐから交点ｒまでの距離をｗとする。第２の実施形態では、２／θ＜ｙ／ｗとなるように、外周辺エアギャップ２４の位置を決定している。 Next, the position of the outer peripheral air gap 24 in the magnet insertion hole 22 according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, the position of the outer peripheral air gap 24 is determined based on angles θ [°] and y / w described later. As shown in FIG. 9, the angle θ [°] is an angle between a straight line h passing through the shortest point m of the outer peripheral bridge portion in the side air gap 3 and in contact with the outer peripheral air gap 24 and a straight line g in contact with the outer peripheral surface 5. It is. Here, the shortest point m of the outer peripheral bridge portion is the outermost bridge portion shortest portion 211 that is the portion of the outer peripheral bridge portion where the distance between the rotor outer peripheral surface 7 and the side air gap 3 is the shortest, and the arc of the side air gap 3. It is a point of contact with the part. Further, s is a contact point between the straight line h contacting the outer peripheral air gap 24 and the outer peripheral surface of the outer peripheral air gap 24, and p is an intersection point between the perpendicular t drawn from the contact point s to the outer peripheral surface 5 and the outer peripheral surface 5. Furthermore, the intersection of the extension line u of the perpendicular t and the rotor outer peripheral surface 7 is r, the distance from the intersection p to the contact s is y, and the distance from the intersection p to the intersection r is w. In the second embodiment, the position of the outer peripheral air gap 24 is determined so that 2 / θ <y / w.

図１０は、図９に示す角度θ[°]、ｙ／ｗと応力の関係を示す図である。図１０では、高速回転時、磁石６の質量を０とした場合において、角度θ[°]およびｙ／ｗを変化させた場合における側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力を示している。なお、図１０では、外周辺エアギャップ２４が無い場合、高速回転時の遠心力により側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力を１００％としている。図１０に示すように、角度θ[°]とｙ／ｗが大きいほど、高速回転時の遠心力により側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力は低減する。そこで、高速回転時の遠心力により側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力を１０％以上低減させるためには、おおよそ２／θ＜ｙ／ｗの関係を満たせばよいことがわかる。これから、２／θ＜ｙ／ｗの関係を満たすことで、側面エアギャップの円弧部の形状および大きさ、外周辺エアギャップの外周部の大きさ、形状および位置等を変化させても、側面エアギャップの円弧部にかかる応力集中を緩和できる。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the angles θ [°], y / w and stress shown in FIG. FIG. 10 shows the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 when the angle θ [°] and y / w are changed when the mass of the magnet 6 is 0 during high-speed rotation. In FIG. 10, when there is no outer peripheral air gap 24, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 by the centrifugal force during high-speed rotation is set to 100%. As shown in FIG. 10, as the angle θ [°] and y / w are larger, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 is reduced by the centrifugal force during high-speed rotation. Thus, it can be seen that in order to reduce the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 by 10% or more due to the centrifugal force during high-speed rotation, it is sufficient to satisfy the relationship of approximately 2 / θ <y / w. From this, by satisfying the relationship of 2 / θ <y / w, the shape and size of the arc portion of the side air gap, the size, shape and position of the outer peripheral portion of the outer peripheral air gap can be changed. Stress concentration on the arc part of the air gap can be alleviated.

以上より、第２の実施形態に係る永久磁石式電動機は、磁石挿入孔２２に磁石６を挿入したロータ２１を有する。磁石挿入孔２２は、側面エアギャップ３および外周辺エアギャップ２４を備える。また、側面エアギャップ３における外周ブリッジ部最短点ｍを通過し、外周辺エアギャップ２４に接する直線ｈと、外周面５に接する直線ｇとの角度をθとする。直線ｈと外周辺エアギャップ２４との接点ｓから外周面５へ引いた垂線ｔと外周面５との交点をｐと、垂線ｔの延長線ｕとロータ外周面７との交点をｒとする。更に、交点ｐから接点ｓまでの距離をｙと、交点ｐから交点ｒまでの距離をｗとすると、２／θ＜ｙ／ｗの関係を満たすようにする。これにより、第１の実施形態と同様に、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力集中をより緩和することができる。 As described above, the permanent magnet electric motor according to the second embodiment has the rotor 21 in which the magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 22. The magnet insertion hole 22 includes a side air gap 3 and an outer peripheral air gap 24. Further, an angle between a straight line h passing through the shortest point m of the outer peripheral bridge portion in the side air gap 3 and in contact with the outer peripheral air gap 24 and a straight line g in contact with the outer peripheral surface 5 is defined as θ. The intersection of the perpendicular t drawn from the contact point s of the straight line h and the outer peripheral air gap 24 to the outer peripheral surface 5 and the outer peripheral surface 5 is p, and the intersection of the extension line u of the vertical t and the rotor outer peripheral surface 7 is r. . Further, when the distance from the intersection point p to the contact point s is y and the distance from the intersection point p to the intersection point r is w, the relationship 2 / θ <y / w is satisfied. Thereby, the stress concentration concerning the circular arc part of the side air gap 3 can be relieve | moderated more similarly to 1st Embodiment.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ３１（図１１参照）について、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ１と異なる点を中心に図１１を参照して説明する。また、第３の実施形態に係るロータ３１について、第１の実施形態に係るロータ１と同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、第３の実施形態に係るロータ３１は、第１の実施形態に係るロータ１とほとんど同じである。第３の実施形態に係るロータ３１が、第１の実施形態に係るロータ１と異なる点は、磁石挿入孔３２（図１１参照）が異なることと、外周ブリッジ部３１１（図１１参照）に孔３４（図１１参照）を備えることだけである。 (Third embodiment)
Next, the rotor 31 (see FIG. 11) of the permanent magnet electric motor according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 11 focusing on the differences from the rotor 1 of the permanent magnet electric motor according to the first embodiment. explain. Moreover, about the rotor 31 which concerns on 3rd Embodiment, the same number is attached | subjected to the structure similar to the rotor 1 which concerns on 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Here, the rotor 31 according to the third embodiment is almost the same as the rotor 1 according to the first embodiment. The difference between the rotor 31 according to the third embodiment and the rotor 1 according to the first embodiment is that the magnet insertion hole 32 (see FIG. 11) is different and that the outer bridge portion 311 (see FIG. 11) has a hole. It only has 34 (refer FIG. 11).

次に、第３の実施形態に係るロータ３１について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係るロータ３１の一部を示す断面拡大図である。図１１に示すように、回転子であるロータ３１は、第１の実施形態と同様に、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の磁石６を複数備えている。磁石６は、第１の実施形態と同様に、ロータ３１に設けられた磁石挿入孔３２に挿入される。ここで、磁石挿入孔３２は、第１の実施形態の磁石挿入孔２とほとんど同じである。磁石挿入孔３２が、磁石挿入孔２と異なることは、外周辺エアギャップを備えていないことだけである。すなわち、磁石挿入孔３２は、第１の実施形態と同様に、磁石挿入孔３２の外周側角部近傍の側面９に、側面エアギャップ３を備える。ロータ３２は、外周辺エアギャップの代わりに、磁石挿入孔３２の外周側角部近傍の外周ブリッジ部３１１に孔３４を備えている。これから、第１の実施形態と同様の効果を取得できる。また、ロータ３２は、外周ブリッジ部３１１に、磁石挿入孔３２と別個独立に、孔３４を備えている。これから、第１の実施形態と異なり、磁石接触幅Ｌ−ｃを０にしても、側面エアギャップ３の円弧部にかかる応力は増加しないので、側面エアギャップ３に孔３４をより近づけることができる。 Next, a rotor 31 according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a part of the rotor 31 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the rotor 31 that is a rotor includes a plurality of rectangular magnets 6 in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7 as in the first embodiment. The magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 32 provided in the rotor 31 as in the first embodiment. Here, the magnet insertion hole 32 is almost the same as the magnet insertion hole 2 of the first embodiment. The magnet insertion hole 32 is different from the magnet insertion hole 2 only in that no outer peripheral air gap is provided. That is, the magnet insertion hole 32 includes the side air gap 3 on the side surface 9 in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 32 as in the first embodiment. The rotor 32 includes a hole 34 in the outer peripheral bridge portion 311 in the vicinity of the outer peripheral corner of the magnet insertion hole 32 instead of the outer peripheral air gap. From this, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. The rotor 32 includes a hole 34 in the outer bridge portion 311 independently of the magnet insertion hole 32. Thus, unlike the first embodiment, even if the magnet contact width Lc is set to 0, the stress applied to the arc portion of the side air gap 3 does not increase, so that the hole 34 can be brought closer to the side air gap 3. .

以上より、第３の実施形態に係る永久磁石式電動機は、磁石挿入孔３２に磁石６を挿入したロータ３１を有する。磁石挿入孔３２は、磁石挿入孔３２の外周側角部近傍の側面９に設けられた側面エアギャップ３を備え、ロータ３１は、外周側角部近傍の外周ブリッジ部３１１に孔３４を備える。これから、第１の実施形態と同様の効果を取得できる。 As described above, the permanent magnet electric motor according to the third embodiment has the rotor 31 in which the magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 32. The magnet insertion hole 32 includes a side air gap 3 provided on the side surface 9 in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 32, and the rotor 31 includes a hole 34 in the outer peripheral bridge portion 311 near the outer peripheral side corner. From this, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ４１（図１２参照）について、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ１と異なる点を中心に図１２を参照して説明する。また、第４の実施形態に係るロータ４１について、第１の実施形態に係るロータ１と同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、第４の実施形態に係るロータ４１は、第１の実施形態に係るロータ１とほとんど同じである。第４の実施形態に係るロータ４１が、第１の実施形態に係るロータ１と異なる点は、磁石挿入孔４２（図１２参照）が異なることだけである。 (Fourth embodiment)
Next, the rotor 41 (see FIG. 12) of the permanent magnet electric motor according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 12, focusing on the differences from the rotor 1 of the permanent magnet electric motor according to the first embodiment. explain. Moreover, about the rotor 41 which concerns on 4th Embodiment, the same number is attached | subjected to the structure similar to the rotor 1 which concerns on 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Here, the rotor 41 according to the fourth embodiment is almost the same as the rotor 1 according to the first embodiment. The only difference between the rotor 41 according to the fourth embodiment and the rotor 1 according to the first embodiment is that the magnet insertion hole 42 (see FIG. 12) is different.

次に、第４の実施形態に係るロータ４１について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態に係るロータ４１の一部を示す断面拡大図である。図１２に示すように、回転子であるロータ４１は、第１の実施形態と同様に、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の磁石６を複数備えている。磁石６は、第１の実施形態と同様に、ロータ４１に設けられた磁石挿入孔４２に挿入される。ここで、磁石挿入孔４２は、第１の実施形態の磁石挿入孔２とほとんど同じである。磁石挿入孔４２が、磁石挿入孔２と異なることは、外周辺エアギャップ４４の構造が異なることだけである。すなわち、磁石挿入孔４２は、第１の実施形態と同様に、磁石挿入孔４２の外周側角部近傍の側面９に側面エアギャップ３を備える。更に、磁石挿入孔４２は、第１の実施形態と同様に、上記外周側角部近傍の外周面５に、第２の磁束障壁である外周辺エアギャップ４４を備える。また、磁石６と磁石挿入孔４２の側面９との距離であるクリアランスｃより、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ４４の最短距離Ｌを長くする。外周辺エアギャップ４４は、第１の実施形態と異なり、円弧状である。これから、第１の実施形態と同様の効果を取得できる。 Next, a rotor 41 according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a rotor 41 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the rotor 41 that is a rotor includes a plurality of rectangular magnets 6 in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7, as in the first embodiment. The magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 42 provided in the rotor 41 as in the first embodiment. Here, the magnet insertion hole 42 is almost the same as the magnet insertion hole 2 of the first embodiment. The magnet insertion hole 42 is different from the magnet insertion hole 2 only in the structure of the outer peripheral air gap 44. That is, the magnet insertion hole 42 includes the side air gap 3 on the side surface 9 in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 42 as in the first embodiment. Further, similarly to the first embodiment, the magnet insertion hole 42 includes an outer peripheral air gap 44 that is a second magnetic flux barrier on the outer peripheral surface 5 in the vicinity of the outer peripheral corner. Further, the shortest distance L between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 44 is made longer than the clearance c which is the distance between the magnet 6 and the side surface 9 of the magnet insertion hole 42. Unlike the first embodiment, the outer peripheral air gap 44 has an arc shape. From this, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

以上より、第４の実施形態に係る永久磁石式電動機は、磁石挿入孔４２に磁石６を挿入したロータ４１を有する。磁石挿入孔４２は、側面エアギャップ３および外周辺エアギャップ４４を備える。外周辺エアギャップ４４は、円弧状である。これから、第１の実施形態と同様の効果を取得できる。 As described above, the permanent magnet motor according to the fourth embodiment has the rotor 41 in which the magnet 6 is inserted into the magnet insertion hole 42. The magnet insertion hole 42 includes a side air gap 3 and an outer peripheral air gap 44. The outer peripheral air gap 44 has an arc shape. From this, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ５１について、第４の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ４１と異なる点を中心に図１３を参照して説明する。また、第５の実施形態に係るロータ５１について、第４の実施形態に係るロータ４１と同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、第５の実施形態に係るロータ５１は、第４の実施形態に係るロータ４１とほとんど同じである。第５の実施形態に係るロータ５１が、第４の実施形態に係るロータ４１と異なる点は、２つの磁石５６１、５６２（図１３参照）がＶ字に配置されたことだけである。 (Fifth embodiment)
Next, a rotor 51 of a permanent magnet electric motor according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. 13 focusing on differences from the rotor 41 of the permanent magnet electric motor according to the fourth embodiment. Moreover, about the rotor 51 which concerns on 5th Embodiment, the same number is attached | subjected to the structure similar to the rotor 41 which concerns on 4th Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Here, the rotor 51 according to the fifth embodiment is almost the same as the rotor 41 according to the fourth embodiment. The rotor 51 according to the fifth embodiment is different from the rotor 41 according to the fourth embodiment only in that two magnets 561 and 562 (see FIG. 13) are arranged in a V shape.

次に、第５の実施形態に係るロータ５１について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の第５の実施形態に係るロータ５１の一部を示す断面拡大図である。図１３に示すように、回転子であるロータ５１は、第４の実施形態と異なり、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の第１の磁石５６１と長方形の第２の磁石５６２とがＶ字に配置された構造を複数備えている。また、第１の磁石５６１と第２の磁石５６２は、ロータ５１に設けられた磁石挿入孔５２に挿入される。ここで、磁石挿入孔５２は、第４の実施形態の磁石挿入孔４２とほとんど同じである。磁石挿入孔５２が磁石挿入孔４２と異なることは、Ｖ字状になっていることだけである。すなわち、磁石挿入孔５２は、第４の実施形態と同様に、磁石挿入孔５２の外周側角部近傍の側面９に側面エアギャップ３を備える。更に、磁石挿入孔５２は、第４の実施形態と同様に、上記外周側角部近傍の外周面５に外周辺エアギャップ４４を備える。また、磁石６と磁石挿入孔５２の側面９との距離であるクリアランスｃより、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ４４の最短距離Ｌを長くしている。これから、第４の実施形態と同様の効果を取得できる。 Next, a rotor 51 according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a rotor 51 according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the rotor 51, which is a rotor, differs from the fourth embodiment in that a rectangular first magnet 561 and a rectangular second magnet are arranged in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7. The magnet 562 is provided with a plurality of V-shaped structures. Further, the first magnet 561 and the second magnet 562 are inserted into a magnet insertion hole 52 provided in the rotor 51. Here, the magnet insertion hole 52 is almost the same as the magnet insertion hole 42 of the fourth embodiment. The magnet insertion hole 52 is different from the magnet insertion hole 42 only in the V shape. That is, the magnet insertion hole 52 includes the side air gap 3 on the side surface 9 in the vicinity of the outer peripheral side corner of the magnet insertion hole 52 as in the fourth embodiment. Furthermore, the magnet insertion hole 52 includes an outer peripheral air gap 44 on the outer peripheral surface 5 in the vicinity of the outer peripheral side corner as in the fourth embodiment. Further, the shortest distance L between the side air gap 3 and the outer peripheral air gap 44 is made longer than the clearance c which is the distance between the magnet 6 and the side surface 9 of the magnet insertion hole 52. From this, the same effect as the fourth embodiment can be obtained.

以上より、第５の実施形態に係る永久磁石式電動機は、第１の磁石５６１および第２の磁石５６２がＶ字に配置された構造を備えたロータ５１を有する。第１の磁石５６１および第２の磁石５６２は、磁石挿入孔５２に挿入される。これから、第４の実施形態と同様の効果を取得できる。 As described above, the permanent magnet electric motor according to the fifth embodiment includes the rotor 51 having a structure in which the first magnet 561 and the second magnet 562 are arranged in a V shape. The first magnet 561 and the second magnet 562 are inserted into the magnet insertion hole 52. From this, the same effect as the fourth embodiment can be obtained.

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ６１（図１４参照）について、第４の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータ４１と異なる点を中心に図１４を参照して説明する。また、第６の実施形態に係るロータ６１について、第４の実施形態に係るロータ４１と同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、第６の実施形態に係るロータ６１は、第４の実施形態に係るロータ４１とほとんど同じである。第６の実施形態に係るロータ６１が、第４の実施形態に係るロータ４１と異なる点は、複数の磁石６６１、６６２（図１４参照）を２層に配置したことだけである。 (Sixth embodiment)
Next, the rotor 61 (see FIG. 14) of the permanent magnet electric motor according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 14, focusing on the differences from the rotor 41 of the permanent magnet electric motor according to the fourth embodiment. explain. Moreover, about the rotor 61 which concerns on 6th Embodiment, the same number is attached | subjected to the structure similar to the rotor 41 which concerns on 4th Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Here, the rotor 61 according to the sixth embodiment is almost the same as the rotor 41 according to the fourth embodiment. The rotor 61 according to the sixth embodiment is different from the rotor 41 according to the fourth embodiment only in that a plurality of magnets 661 and 662 (see FIG. 14) are arranged in two layers.

次に、第６の実施形態に係るロータ６１について、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の第６の実施形態に係るロータ６１の一部を示す断面拡大図である。図１４に示すように、回転子であるロータ６１は、第４の実施形態と異なり、ロータ外周面７に沿って、ロータ外周面７近傍に、長方形の最外周の磁石６６１と長方形の内側の磁石６６２を２層に配置した構造を複数備えている。また、内側の磁石６６２は、ロータ６１に設けられた磁石挿入孔に挿入される。一方、ロータ６１の最外周に配置された磁石である最外周の磁石６６１は、第４の実施形態と同様に、ロータ６１に設けられた磁石挿入孔４２に挿入される。磁石挿入孔４２は、側面エアギャップ３と外周辺エアギャップ４４を備える。これから、第４の実施形態と同様の効果を取得できる。 Next, a rotor 61 according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a rotor 61 according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, unlike the fourth embodiment, the rotor 61 that is a rotor has a rectangular outermost magnet 661 and a rectangular inner periphery in the vicinity of the rotor outer peripheral surface 7 along the rotor outer peripheral surface 7. A plurality of structures in which magnets 662 are arranged in two layers are provided. The inner magnet 662 is inserted into a magnet insertion hole provided in the rotor 61. On the other hand, the outermost periphery magnet 661 which is a magnet disposed on the outermost periphery of the rotor 61 is inserted into the magnet insertion hole 42 provided in the rotor 61 as in the fourth embodiment. The magnet insertion hole 42 includes a side air gap 3 and an outer peripheral air gap 44. From this, the same effect as the fourth embodiment can be obtained.

以上より、第６の実施形態に係る永久磁石式電動機は、最外周の磁石６６１と内側の磁石６６２を２層に配置した構造を備えたロータ６１を有する。これから、第４の実施形態と同様の効果を取得できる。 As described above, the permanent magnet electric motor according to the sixth embodiment includes the rotor 61 having a structure in which the outermost peripheral magnet 661 and the inner magnet 662 are arranged in two layers. From this, the same effect as the fourth embodiment can be obtained.

なお、以上に述べた実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、第１乃至第６の実施形態に係る側面エアギャップ３は円弧状になっているが、特にこれに限定されるものでなく、多数の曲線からなる形状でも、図３に示したような多数の円弧と直線からなる形状でも適用可能である。 The embodiment described above is an example of the implementation of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto, and other various embodiments are within the scope described in the claims. It is applicable to. For example, the side air gap 3 according to the first to sixth embodiments has an arc shape, but is not particularly limited to this, and even a shape composed of a large number of curves is as shown in FIG. The present invention can also be applied to a shape composed of a large number of arcs and straight lines.

また、第１および第２の実施形態に係る外周辺エアギャップ１４、２４は、図３に示したように、第１の円弧１４１、第２の円弧１４２、第３の円弧１４３、垂線１４４および垂線１４５からなる。しかし、特にこれに限定されるものでなく、円弧状でも、多数の曲線からなる形状でも良い。同様に、第４乃至第６の実施形態に係る外周辺エアギャップ４４は、円弧状（半円状）であるが、特にこれに限定されるものでなく、多数の曲線からなる形状でも、図３に示したような多数の円弧と直線からなる形状でも良い。 Further, as shown in FIG. 3, the outer peripheral air gaps 14 and 24 according to the first and second embodiments include a first arc 141, a second arc 142, a third arc 143, a perpendicular 144, and It consists of a perpendicular line 145. However, it is not particularly limited to this, and may be an arc shape or a shape composed of a large number of curves. Similarly, the outer peripheral air gap 44 according to the fourth to sixth embodiments is arcuate (semi-circular), but is not particularly limited to this, and may have a shape composed of a large number of curves. The shape which consists of many arcs and a straight line as shown in 3 may be sufficient.

また、第１および第２の実施形態に係る外周辺エアギャップ１４、２４では、第１の直径ｄと第２の直径ｅの関係について説示していないが、同じでも良いし、異なっていても良い。 Further, in the outer peripheral air gaps 14 and 24 according to the first and second embodiments, the relationship between the first diameter d and the second diameter e is not explained, but may be the same or different. good.

また、第３の実施形態では、孔３４の形状を説示していないが、孔３４の形状は、円、だ円、多数の円弧と直線からなる形状または多数の曲線からなる形状でも良い。 In the third embodiment, the shape of the hole 34 is not illustrated, but the shape of the hole 34 may be a circle, an ellipse, a shape composed of a large number of arcs and straight lines, or a shape composed of a large number of curves.

また、第６の実施形態に係る永久磁石式電動機は、最外周の磁石６６１と内側の磁石６６２を２層に配置した構造を備えたロータ６１を有している。しかし、特にこれに限定されるものでなく、内側の磁石の個数を増やし、多層構造としても良い。 Further, the permanent magnet type electric motor according to the sixth embodiment has a rotor 61 having a structure in which an outermost peripheral magnet 661 and an inner magnet 662 are arranged in two layers. However, it is not particularly limited to this, and the number of inner magnets may be increased to form a multilayer structure.

本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータの上部断面図1 is a cross-sectional top view of a rotor of a permanent magnet motor according to a first embodiment of the present invention. 図１に示す複数の磁石のうちの一の磁石を示す断面拡大図The cross-sectional enlarged view which shows one magnet of the several magnet shown in FIG. 図２に示す外周辺エアギャップの詳細構造を示す断面拡大図Sectional enlarged view showing the detailed structure of the outer peripheral air gap shown in FIG. 図２に示す外周辺エアギャップの位置を示す断面拡大図Cross-sectional enlarged view showing the position of the outer peripheral air gap shown in FIG. 図４に示す磁石接触幅と側面エアギャップの円弧部にかかる応力の関係を示す図The figure which shows the relationship between the magnet contact width shown in FIG. 4, and the stress concerning the circular arc part of a side air gap 図２に示す外周辺エアギャップの効果を示す遠心力解析での応力コンター図Stress contour diagram in centrifugal analysis showing the effect of the outer peripheral air gap shown in FIG. 図２に示す外周辺エアギャップの効果を示す磁束線図Magnetic flux diagram showing the effect of the outer peripheral air gap shown in FIG. 図２に示す外周辺エアギャップの効果を示す出力特性Output characteristics showing the effect of the outer peripheral air gap shown in FIG. 本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式電動機のロータの一の磁石挿入孔を示す断面拡大図Sectional enlarged view which shows one magnet insertion hole of the rotor of the permanent magnet type electric motor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図９に示すθ、ｙ／ｗと応力の関係を示す図The figure which shows the relationship between (theta), y / w, and stress which are shown in FIG. 本発明の第３の実施形態に係るロータの一部を示す断面拡大図Sectional enlarged view which shows a part of rotor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係るロータの一部を示す断面拡大図Sectional enlarged view which shows a part of rotor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態に係るロータの一部を示す断面拡大図Sectional enlarged view which shows a part of rotor based on the 5th Embodiment of this invention 本発明の第６の実施形態に係るロータの一部を示す断面拡大図Cross-sectional enlarged view showing a part of a rotor according to a sixth embodiment of the present invention

Explanation of symbols

１、２１、３１、４１、５１、６１回転子であるロータ、
２、２２、３２、４２、５２磁石挿入孔、
３第１の磁束障壁である側面エアギャップ、
５外周面、６磁石、７ロータ外周面、８極間ブリッジ部、９側面、
１４、２４、４４第２の磁束障壁である外周辺エアギャップ、３４孔、
１４１第１の円弧、１４２第２の円弧、１４３第３の円弧、
１４４、１４５垂線、２１１外周ブリッジ部最短部、
３１１外周ブリッジ部、５６１第１の磁石、５６２第２の磁石、
６６１最外周の磁石、６６２内側の磁石、Ｌ最短距離、
ｃ距離であるクリアランス、ｄ第１の直径、ｅ第２の直径、
ｇ直線、ｈ直線、ｋ端点、ｍ外周ブリッジ部最短点、ｐ交点、
ｒ交点、ｓ接点、ｔ垂線、ｕ延長線、ｗ距離、ｙ距離、θ 角度 1, 21, 31, 41, 51, 61 A rotor which is a rotor,
2, 22, 32, 42, 52 Magnet insertion hole,
3 Side air gap, which is the first magnetic flux barrier,
5 outer peripheral surface, 6 magnet, 7 rotor outer peripheral surface, bridge between 8 poles, 9 side surface,
14, 24, 44 The outer peripheral air gap as the second magnetic flux barrier, 34 holes,
141 first arc, 142 second arc, 143 third arc,
144, 145 perpendicular, 211 outermost bridge part shortest part,
311 outer bridge part, 561 first magnet, 562 second magnet,
661 outermost magnet, 662 inner magnet, L shortest distance,
c clearance, which is distance, d first diameter, e second diameter,
g straight line, h straight line, k end point, m outer peripheral bridge shortest point, p intersection point,
r intersection, s contact, t normal, u extension, w distance, y distance, θ angle

Claims

In a permanent magnet type electric motor having a rotor with a magnet inserted into a magnet insertion hole,
The magnet insertion hole is
A first magnetic flux barrier provided at an outer peripheral side end of a side surface extending in a radial direction of the rotor;
A second magnetic flux barrier provided on a side surface extending in the circumferential direction of the rotor on the outer peripheral side with a predetermined distance from a circumferential end portion of the side surface;
Equipped with a,
An angle between a straight line passing through the shortest point of the outer peripheral bridge portion in the first magnetic flux barrier and in contact with the second magnetic flux barrier and a straight line in contact with the outer peripheral surface is θ,
The point of contact between the straight line in contact with the second magnetic flux barrier and the second magnetic flux barrier is s, the intersection of the perpendicular drawn from the contact s to the outer peripheral surface and the outer peripheral surface is p, and the extension of the perpendicular When the intersection of the line and the outer peripheral surface of the rotor is r, y is the distance from the intersection p to the contact s, and w is the distance from the intersection p to the intersection r.
2 / θ <y / w
A permanent magnet type electric motor characterized by the following relationship .

The second magnetic flux barrier includes a first arc having a first diameter;
A perpendicular drawn from the first arc to the outer peripheral surface;
A second arc of a second diameter;
A perpendicular drawn from the second arc to the outer peripheral surface;
A third arc that touches the first arc and the second arc;
The permanent magnet type electric motor according to claim 1 , comprising:

The permanent magnet electric motor according to claim 2 , wherein the second diameter is equal to the first diameter.

The permanent magnet electric motor according to claim 1 , wherein the second magnetic flux barrier has an arc shape.

The permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 4 , wherein the magnet has a structure in which a first magnet and a second magnet are arranged in a V shape.

The rotor has a structure in which a plurality of the magnets are arranged in multiple layers,
The permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 4 , wherein the magnet insertion hole of the magnet disposed on the outermost periphery of the rotor includes the second magnetic flux barrier.