JP5621373B2 - Permanent magnet embedded rotor and rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、第1永久磁石が埋込まれた第1埋込孔と、第2永久磁石が埋込まれた第2埋込孔がロータコアに形成され、ロータコアにおける第1埋込孔よりもq軸寄りの位置それぞれに空隙部が形成された永久磁石埋込型回転子、及び該永久磁石埋込型回転子を備える回転電機に関する。   In the present invention, the first embedded hole in which the first permanent magnet is embedded and the second embedded hole in which the second permanent magnet is embedded are formed in the rotor core, and the q is more than the first embedded hole in the rotor core. The present invention relates to an embedded permanent magnet rotor in which a gap is formed at each position close to an axis, and a rotating electric machine including the embedded permanent magnet rotor.

回転電機としては、例えば、特許文献1が挙げられる。図4に示すように、特許文献1の永久磁石式リラクタンス型回転電機90は、複数の電機子コイル91を備える固定子92と、その固定子92の内側の回転子93とから構成されている。   An example of the rotating electrical machine is Patent Document 1. As shown in FIG. 4, the permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine 90 of Patent Document 1 includes a stator 92 having a plurality of armature coils 91 and a rotor 93 inside the stator 92. .

回転子93は、円筒形の回転子鉄心94を備えるとともに、複数の磁極が設けられている。回転子鉄心94の各磁極軸に沿った方向には、磁極幅の間隔をあけて長方形状の第1の空洞部95が形成されている。第1の空洞部95は、各磁極を両側から挟み込む位置に形成されている。第1の空洞部95それぞれには第1の永久磁石96が埋込まれている。また、回転子鉄心94において、各磁極間には回転子鉄心94の外周に沿って長方形状の第2の空洞部97が形成されている。第2の空洞部97それぞれには第2の永久磁石98が埋込まれている。   The rotor 93 includes a cylindrical rotor core 94 and a plurality of magnetic poles. In the direction along each magnetic pole axis of the rotor core 94, rectangular first cavities 95 are formed at intervals of the magnetic pole width. The first cavity 95 is formed at a position where each magnetic pole is sandwiched from both sides. A first permanent magnet 96 is embedded in each of the first cavities 95. In the rotor core 94, a rectangular second cavity 97 is formed between the magnetic poles along the outer periphery of the rotor core 94. A second permanent magnet 98 is embedded in each of the second cavities 97.

そして、永久磁石式リラクタンス型回転電機90においては、回転子鉄心94に第1の永久磁石96と第2の永久磁石98とを設けることで、リラクタンストルクを増大させ、永久磁石式リラクタンス型回転電機90のトルクが増大されている。   In the permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine 90, the first permanent magnet 96 and the second permanent magnet 98 are provided in the rotor core 94, thereby increasing the reluctance torque, and the permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine. The 90 torque is increased.

特許第3597821号公報Japanese Patent No. 3597821

ところで、特許文献1の永久磁石式リラクタンス型回転電機90において、第2の永久磁石98は回転子鉄心94の表面に配置されているため、この第2の永久磁石98に鎖交する交番磁界が多く、第2の永久磁石98には大きな渦電流損が発生してしまっている。この大きな渦電流損により、第2の永久磁石98の温度が上昇してしまい、第2の永久磁石98が減磁されてしまって永久磁石式リラクタンス型回転電機90のトルクが低下してしまう。   By the way, in the permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine 90 of Patent Document 1, since the second permanent magnet 98 is disposed on the surface of the rotor core 94, an alternating magnetic field linked to the second permanent magnet 98 is generated. In many cases, a large eddy current loss has occurred in the second permanent magnet 98. Due to this large eddy current loss, the temperature of the second permanent magnet 98 increases, the second permanent magnet 98 is demagnetized, and the torque of the permanent magnet type reluctance rotating electrical machine 90 decreases.

このため、第2の永久磁石98に鎖交する交番磁界を減らすため、第2の永久磁石98を回転子鉄心94の表面から離すべく、図4の2点鎖線に示すように、第2の永久磁石98の埋込位置(第2の空洞部97の形成位置)を、回転子鉄心94の内周面側へ移動させることが考えられる。しかし、第2の永久磁石98の埋込位置を、回転子鉄心94の内周面側へ移動させると、第2の永久磁石98と第1の永久磁石96とが近付いて短絡磁束が増加してしまい、第2の永久磁石98から固定子92に渡る磁束が減少して、永久磁石式リラクタンス型回転電機90のトルクが低下してしまう。   For this reason, in order to reduce the alternating magnetic field linked to the second permanent magnet 98, the second permanent magnet 98 is separated from the surface of the rotor core 94 as shown by a two-dot chain line in FIG. It is conceivable to move the embedded position of the permanent magnet 98 (the position where the second cavity 97 is formed) toward the inner peripheral surface of the rotor core 94. However, if the embedding position of the second permanent magnet 98 is moved to the inner peripheral surface side of the rotor core 94, the second permanent magnet 98 and the first permanent magnet 96 come closer to increase the short-circuit magnetic flux. As a result, the magnetic flux from the second permanent magnet 98 to the stator 92 decreases, and the torque of the permanent magnet type reluctance rotating electrical machine 90 decreases.

そこで、第2の永久磁石98の埋込位置を回転子鉄心94の内周面側へ若干移動させつつも、第2の永久磁石98と第1の永久磁石96との間での短絡磁束を低減させるには、図4の2点鎖線に示すように、第2の永久磁石98の長辺方向の両側に、第2の空洞部97から離れた空隙99を設けることが考えられる。この空隙99によって第2の永久磁石98と第1の永久磁石96との間での短絡磁束が低減される。   Therefore, the short-circuit magnetic flux between the second permanent magnet 98 and the first permanent magnet 96 is reduced while the embedding position of the second permanent magnet 98 is slightly moved toward the inner peripheral surface of the rotor core 94. In order to reduce this, it is conceivable to provide gaps 99 apart from the second cavity 97 on both sides of the second permanent magnet 98 in the long side direction, as indicated by a two-dot chain line in FIG. This gap 99 reduces the short-circuit magnetic flux between the second permanent magnet 98 and the first permanent magnet 96.

しかし、第2の空洞部97から離れた位置に空隙99を設けると、回転子鉄心94における空隙99と第2の空洞部97との間の肉部が機械的な補強ブリッジ100となり、補強ブリッジ100は第2の空洞部97に連続して設けられる。そして、補強ブリッジ100の機械的強度を確保するために補強ブリッジ100の幅を大きくすると、第2の永久磁石98の磁極面(回転子鉄心94外周面側の面)から補強ブリッジ100を経路として流れる短絡磁束が増大してしまい、永久磁石式リラクタンス型回転電機90のトルクが低下してしまう。   However, if the gap 99 is provided at a position away from the second cavity 97, the meat portion between the gap 99 and the second cavity 97 in the rotor core 94 becomes the mechanical reinforcement bridge 100, and the reinforcement bridge 100 is provided. 100 is continuously provided in the second cavity 97. When the width of the reinforcing bridge 100 is increased in order to ensure the mechanical strength of the reinforcing bridge 100, the reinforcing bridge 100 is routed from the magnetic pole surface (the surface on the outer peripheral surface side of the rotor core 94) of the second permanent magnet 98. The flowing short-circuit magnetic flux increases, and the torque of the permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine 90 decreases.

本発明は、補強ブリッジによる機械的強度を維持しつつ、短絡磁束を抑制することができる永久磁石埋込型回転子、及び該永久磁石埋込型回転子を備える回転電機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an embedded permanent magnet rotor capable of suppressing a short-circuit magnetic flux while maintaining mechanical strength by a reinforcing bridge, and a rotating electrical machine including the embedded permanent magnet rotor. .

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように第1埋込孔が形成され、該第1埋込孔に第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記ロータコアにおける前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2埋込孔が形成され、該第2埋込孔に第2永久磁石が埋込まれており、さらに、前記ロータコアにおける前記第1埋込孔よりも前記q軸寄りの位置それぞれに空隙部が形成された永久磁石埋込型回転子に関する。この永久磁石埋込型回転子において、前記空隙部は、前記第1埋込孔に連続し、かつ前記第1永久磁石のq軸寄りの磁石端面から該q軸に向けて延びる第1空隙と、該第1空隙から前記q軸側に離れた第2空隙と、からなるとともに、前記第1空隙と第2空隙との間に補強ブリッジが形成され、前記d軸に沿った前記第1永久磁石の厚みをTとしたとき、前記磁石端面から前記第1空隙における前記補強ブリッジの形成面に至るまでの最短距離が、1/3T<最短距離≦Tとなるように前記空隙部が形成され、前記空隙部は前記第2永久磁石と前記空隙部との間を磁束が通過するように形成されている。
In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a first embedded hole is formed near the outer peripheral surface of the rotor core inside the stator so as to extend in a direction perpendicular to the d axis. A first permanent magnet is embedded in one embedded hole, and a second embedded hole is formed on both sides of the first permanent magnet in the rotor core so as to extend along the q axis. The present invention relates to a permanent magnet embedded rotor in which a second permanent magnet is embedded, and further, a gap is formed at each position closer to the q axis than the first embedded hole in the rotor core. In the permanent magnet embedded rotor, the gap portion includes a first gap that extends from the magnet end surface near the q axis of the first permanent magnet toward the q axis. And a second gap spaced from the first gap toward the q-axis side, and a reinforcing bridge is formed between the first gap and the second gap, and the first permanent along the d-axis The gap is formed so that the shortest distance from the magnet end surface to the formation surface of the reinforcing bridge in the first gap is 1 / 3T <shortest distance ≦ T, where T is the thickness of the magnet. The gap is formed such that magnetic flux passes between the second permanent magnet and the gap .

また、請求項10に記載の発明は、固定子と、該固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように矩形状の第1埋込孔が形成され、該第1埋込孔に第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記ロータコアにおける前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2埋込孔が形成され、該第2埋込孔に第2永久磁石が埋込まれており、さらに、前記ロータコアにおける前記第1埋込孔よりも前記q軸寄りの位置それぞれに空隙部が形成された永久磁石埋込型回転子と、からなる回転電機に関し、前記永久磁石埋込型回転子が、請求項1〜請求項9のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子になっている。   In the invention according to claim 10, a rectangular first embedded hole is formed near the outer peripheral surface of the stator and the rotor core inside the stator so as to extend in a direction perpendicular to the d-axis. A first embedded magnet is embedded in the first embedded hole, and a second embedded hole is formed on both sides of the first permanent magnet in the rotor core so as to extend along the q axis. Embedded with a second permanent magnet, and further embedded with a permanent magnet embedded rotor in which a gap is formed at each position closer to the q axis than the first embedded hole in the rotor core. Regarding the rotating electrical machine, the embedded permanent magnet rotor is the embedded permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 9.

これによれば、最短距離が、第1永久磁石の厚みTを基準として、1/3T<最短距離≦Tに設定されるため、補強ブリッジは、第1空隙を介して磁石端面から所定距離だけ遠ざけられた位置に設けられている。このため、背景技術のように、補強ブリッジが磁石端面に連続するように設けられる場合と比べると、磁極面から補強ブリッジに至るまでの磁束経路を長くし、磁極面からの磁束が即座に補強ブリッジに到達してしまうことが防止される。そして、磁極面から補強ブリッジに至るまでの磁束経路を長くすることで磁束経路での磁気抵抗を増加させることができ、補強ブリッジを経路とする短絡磁束を低減させることができる。その結果として、補強ブリッジを磁石端面から所定距離だけ遠ざけるだけで、補強ブリッジの幅を変更することなくその機械的強度を維持しつつ、補強ブリッジを経路とした短絡磁束を低減させ、回転電機のトルク低下を防止することができる。   According to this, since the shortest distance is set to 1 / 3T <shortest distance ≦ T based on the thickness T of the first permanent magnet, the reinforcing bridge is only a predetermined distance from the magnet end face via the first gap. It is located at a distance. For this reason, as compared with the case where the reinforcing bridge is provided so as to be continuous with the magnet end face as in the background art, the magnetic flux path from the magnetic pole face to the reinforcing bridge is lengthened, and the magnetic flux from the magnetic pole face is immediately reinforced. Reaching the bridge is prevented. Further, by increasing the magnetic flux path from the magnetic pole surface to the reinforcing bridge, it is possible to increase the magnetic resistance in the magnetic flux path, and it is possible to reduce the short-circuit magnetic flux using the reinforcing bridge as a path. As a result, just by moving the reinforcing bridge away from the magnet end face by a predetermined distance, while maintaining the mechanical strength without changing the width of the reinforcing bridge, the short-circuit magnetic flux through the reinforcing bridge is reduced, and the rotating electrical machine Torque reduction can be prevented.

また、前記ロータコアは、磁性体製のコア板を複数枚積層して形成され、前記第1空隙における前記補強ブリッジの形成面と、前記第2空隙における前記補強ブリッジの形成面との間の距離は、前記コア板の厚みの2倍以上に設定されていてもよい。   The rotor core is formed by laminating a plurality of magnetic core plates, and the distance between the reinforcing bridge forming surface in the first gap and the reinforcing bridge forming surface in the second gap. May be set to be twice or more the thickness of the core plate.

また、前記第1空隙及び第2空隙それぞれは、前記ロータコアの外周面に沿って延びる外周側形成面を備え、該外周側形成面と前記ロータコアの外周面との間には、ロータコアの周方向に沿って延びる外周側ブリッジが形成され、前記外周側形成面と、前記ロータコアの外周面との間の距離は、前記コア板の厚みの2倍以上に設定されていてもよい。   Each of the first air gap and the second air gap includes an outer peripheral side forming surface extending along the outer peripheral surface of the rotor core, and a circumferential direction of the rotor core is between the outer peripheral side forming surface and the outer peripheral surface of the rotor core. The distance between the outer peripheral side formation surface and the outer peripheral surface of the rotor core may be set to be twice or more the thickness of the core plate.

これによれば、コア板の打ち抜きの際の強度を確保することができ、打ち抜きの際の補強ブリッジ及び外周側ブリッジ形成部位の変形を防止することができる。
また、前記第1永久磁石の両磁石端面側に位置する一対の補強ブリッジは、前記ロータコアの外周面側から内周面側に向かって補強ブリッジ間の間隔を広げるハの字状をなすように形成されていてもよい。
According to this, the strength at the time of punching the core plate can be ensured, and deformation of the reinforcing bridge and the outer peripheral side bridge forming portion at the time of punching can be prevented.
Further, the pair of reinforcing bridges positioned on both magnet end surfaces of the first permanent magnet have a square shape that widens the interval between the reinforcing bridges from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side of the rotor core. It may be formed.

これによれば、磁石端面から、補強ブリッジの側面までの距離は、ロータコアの外周面側から内周面側に向かって徐々に長くなる。よって、ロータコアの外周面側から内周面側に向かうに従い、第1空隙による磁気抵抗を大きくして、第1空隙を介した補強ブリッジへの短絡磁束を低減させることができる。   According to this, the distance from the magnet end surface to the side surface of the reinforcing bridge gradually increases from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side of the rotor core. Accordingly, as the rotor core moves from the outer peripheral surface side toward the inner peripheral surface side, the magnetic resistance due to the first air gap can be increased, and the short-circuit magnetic flux to the reinforcing bridge via the first air gap can be reduced.

また、前記第1空隙は、前記ロータコアの最外周面寄りに位置する外周側端部を有するとともに、前記ロータコアの最内周面寄りに位置する内周側端部を有し、前記第1永久磁石は、該第1永久磁石の磁極面が、前記第1空隙の外周側端部より前記ロータコアの内周面側に位置し、かつ前記第1空隙の内周側端部より前記ロータコアの外周面側に位置するように配置されていてもよい。   The first gap has an outer peripheral end located near the outermost peripheral surface of the rotor core and an inner peripheral end located near the innermost peripheral surface of the rotor core. In the magnet, the magnetic pole surface of the first permanent magnet is positioned closer to the inner peripheral surface of the rotor core than the outer peripheral end of the first air gap, and the outer periphery of the rotor core from the inner peripheral end of the first air gap. You may arrange | position so that it may be located in the surface side.

これによれば、ロータコアでの第1永久磁石の配置位置を設定することにより、第1永久磁石がロータコアの外周面寄りに配置されていても、第1永久磁石が外周面に近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石の表面に発生する渦電流損を抑えることができる。また、第1永久磁石に鎖交する交番磁界を減らすため、第1永久磁石をロータコアの外周面から離し、第1永久磁石をロータコアの内周面側に配置したとき、第1永久磁石が第2永久磁石に近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石から固定子に渡る磁束が減少してしまうことが防止される。その結果として、回転電機のトルクを低下させることなく渦電流損を低減させることができる。   According to this, by setting the arrangement position of the first permanent magnet in the rotor core, even if the first permanent magnet is arranged near the outer peripheral surface of the rotor core, the first permanent magnet may be too close to the outer peripheral surface. Thus, eddy current loss generated on the surface of the first permanent magnet can be suppressed. Further, in order to reduce the alternating magnetic field interlinked with the first permanent magnet, when the first permanent magnet is separated from the outer peripheral surface of the rotor core and the first permanent magnet is disposed on the inner peripheral surface side of the rotor core, the first permanent magnet is It is prevented that the two permanent magnets are too close to each other, and the magnetic flux from the first permanent magnet to the stator is prevented from decreasing. As a result, eddy current loss can be reduced without reducing the torque of the rotating electrical machine.

また、前記固定子は、環状のステータコアの内周に複数配列されたティースを備え、前記ステータコアの径方向に沿って延び、かつ前記ティースの幅方向の中間点を通過する直線を前記ティースの中心軸とし、隣り合うティースの前記中心軸間のピッチをPとしたとき、前記d軸に沿った前記ロータコアの外周面から前記磁極面までの前記第1永久磁石の埋込深さが、1/10P<埋込深さ<2/3Pを満たすように第1永久磁石が配置されてもよい。   The stator includes a plurality of teeth arranged on an inner periphery of an annular stator core, and a straight line extending along a radial direction of the stator core and passing through an intermediate point in the width direction of the teeth is a center of the teeth. When the pitch between the central axes of adjacent teeth is P, the embedded depth of the first permanent magnet from the outer peripheral surface of the rotor core to the magnetic pole surface along the d axis is 1 / The first permanent magnet may be arranged so as to satisfy 10P <embedding depth <2 / 3P.

これによれば、第1永久磁石の埋込深さの範囲を設定することにより、回転電機のトルクを低下させることなく渦電流損を低減させることができるという効果を好適に発揮させることができる。   According to this, by setting the range of the embedding depth of the first permanent magnet, it is possible to suitably exhibit the effect that the eddy current loss can be reduced without reducing the torque of the rotating electrical machine. .

また、前記第1永久磁石は、前記d軸に直交する方向に細長に延びる平板形状であり、前記第1永久磁石の長辺方向への長さは、前記ピッチの1〜3倍に設定されていてもよい。   The first permanent magnet has a flat plate shape extending in a direction perpendicular to the d-axis, and the length of the first permanent magnet in the long side direction is set to 1 to 3 times the pitch. It may be.

これによれば、第1永久磁石の長辺方向への長さを設定することで、第1永久磁石が短くなりすぎることに起因した磁束の減少を防止しつつ、磁極における空隙部及び第2永久磁石の配置を好適に設定することができる。   According to this, by setting the length of the first permanent magnet in the long side direction, it is possible to prevent the magnetic flux from being reduced due to the first permanent magnet being too short, and the gap portion and the second in the magnetic pole. The arrangement of the permanent magnets can be suitably set.

また、前記第2永久磁石と前記第2空隙との間隔は、前記ピッチの0.3〜2倍に設定されていてもよい。
これによれば、間隔を設定することで、回転電機のトルクの低下を抑えつつ、トルクリプルの増加を抑えることができる。
The interval between the second permanent magnet and the second gap may be set to 0.3 to 2 times the pitch.
According to this, by setting the interval, it is possible to suppress an increase in torque ripple while suppressing a decrease in torque of the rotating electrical machine.

また、前記第2永久磁石は、前記ロータコアの内周面側から外周面側に向かって拡がるV字状、又はロータコアの外周面側から内周面側に向かって凹む円弧状に配置されていてもよい。   In addition, the second permanent magnet is arranged in a V shape extending from the inner peripheral surface side of the rotor core toward the outer peripheral surface side, or an arc shape recessed from the outer peripheral surface side of the rotor core toward the inner peripheral surface side. Also good.

これによれば、q軸を通る磁束を増加させることができ、回転電機のリラクタンストルクを増加させることができる。   According to this, the magnetic flux passing through the q-axis can be increased, and the reluctance torque of the rotating electrical machine can be increased.

本発明によれば、補強ブリッジによる機械的強度を維持しつつ、短絡磁束を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the short-circuit magnetic flux while maintaining the mechanical strength by the reinforcing bridge.

実施形態の永久磁石埋込型回転電機を示す平面図。The top view which shows the permanent magnet embedding type rotary electric machine of embodiment. 永久磁石埋込型回転子における磁極を示す部分拡大図。The elements on larger scale which show the magnetic pole in a permanent magnet embedded rotor. 第2永久磁石の別例を示す部分拡大図。The elements on larger scale which show another example of a 2nd permanent magnet. 背景技術を示す平面図。The top view which shows background art.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図2にしたがって説明する。
図1に示すように、回転電機としての永久磁石埋込型回転電機Mは、環状の固定子10と、この固定子10内に回転可能に設けられた永久磁石埋込型回転子15(以下、単に回転子15と記載する)とから形成されている。固定子10は、環状のステータコア11を備えるとともに、このステータコア11は磁性体(鋼板)製の複数枚のコア板を積層して構成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an embedded permanent magnet type rotating electrical machine M as a rotating electrical machine includes an annular stator 10 and an embedded permanent magnet rotor 15 (hereinafter referred to as a rotatable stator 10). , Simply described as a rotor 15). The stator 10 includes an annular stator core 11, and the stator core 11 is configured by laminating a plurality of core plates made of a magnetic material (steel plate).

ステータコア11の内周には複数配列されたティース13が形成されている。また、ステータコア11の周方向に隣り合うティース13の間にはスロット12が形成されている。固定子10は、複数のスロット12に組み込まれた複数のコイル30を備えている。ここで、図2に示すように、ステータコア11の径方向に直交する方向に沿ったティース13の長さを、ティース13の幅とした場合、そのティース13の幅の中間点を通過し、かつステータコア11の径方向に延びる直線をティース13の中心軸TLとする。このようにした場合、隣り合うティース13での中心軸TL間の幅をティース13間のピッチPとする。ピッチPは、ティース13の先端から基端に向かうに従い徐々に大きくなるため、本実施形態では、ピッチPは、ティース13先端での中心軸TL間の幅とし、中心軸TL間の幅が最も小さい値とする。   A plurality of teeth 13 are formed on the inner periphery of the stator core 11. A slot 12 is formed between the teeth 13 adjacent in the circumferential direction of the stator core 11. The stator 10 includes a plurality of coils 30 incorporated in a plurality of slots 12. Here, as shown in FIG. 2, when the length of the teeth 13 along the direction orthogonal to the radial direction of the stator core 11 is the width of the teeth 13, it passes through an intermediate point of the width of the teeth 13, and A straight line extending in the radial direction of the stator core 11 is a center axis TL of the teeth 13. In such a case, the width between the central axes TL of the adjacent teeth 13 is set as the pitch P between the teeth 13. Since the pitch P gradually increases from the tip end of the tooth 13 toward the base end, in this embodiment, the pitch P is the width between the center axes TL at the tip of the teeth 13 and the width between the center axes TL is the largest. Set to a small value.

次に、回転子15について説明する。図1に示すように、回転子15は、円環状のロータコア16を備え、このロータコア16は、磁性体(鋼板)製の複数枚のコア板161を積層して構成されている。また、ロータコア16の中心部には軸孔16aが貫設されるとともに、この軸孔16aには永久磁石埋込型回転電機Mの出力軸(図示略)が通されて固定される。   Next, the rotor 15 will be described. As shown in FIG. 1, the rotor 15 includes an annular rotor core 16, and the rotor core 16 is configured by laminating a plurality of core plates 161 made of a magnetic material (steel plate). Further, a shaft hole 16a is provided in the center of the rotor core 16, and an output shaft (not shown) of the permanent magnet embedded type rotating electrical machine M is passed through and fixed to the shaft hole 16a.

図1の2点鎖線に示すように、ロータコア16を周方向に等分割(本実施形態では8分割)した各仮想領域Wそれぞれには、1つの第1永久磁石17、及び2つの第2永久磁石18が埋込まれている。第1永久磁石17及び第2永久磁石18それぞれは、平板形状をなし、ロータコア16の中心軸Cに直交する断面が矩形状に形成されている。   As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, each virtual region W obtained by equally dividing the rotor core 16 in the circumferential direction (eight divided in the present embodiment) has one first permanent magnet 17 and two second permanents. A magnet 18 is embedded. Each of the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18 has a flat plate shape, and a cross section orthogonal to the central axis C of the rotor core 16 is formed in a rectangular shape.

そして、各仮想領域Wにおいて、1つの第1永久磁石17、及び2つの第2永久磁石18の1組の磁石群により、ロータコア16には1つの磁極が構成されている。本実施形態では、磁石群がロータコア16の周方向に沿って8箇所に配設されることで、回転子15は8つの磁極を備えるとともに、複数の磁極はロータコア16の周方向に交互に異なる磁極となるように設けられている。なお、図1に示すd軸26は、各磁極が作る磁束の方向(第1永久磁石17の長辺方向に直交し、かつ2つの第2永久磁石18間を通過する軸)を表し、q軸27は、d軸26と電気的、磁気的に直交する軸を表し、円弧状に延びている。   In each virtual region W, one magnetic pole is formed on the rotor core 16 by a set of magnet groups of one first permanent magnet 17 and two second permanent magnets 18. In the present embodiment, the magnet group is arranged at eight locations along the circumferential direction of the rotor core 16, whereby the rotor 15 includes eight magnetic poles, and the plurality of magnetic poles are alternately different in the circumferential direction of the rotor core 16. It is provided to be a magnetic pole. The d-axis 26 shown in FIG. 1 represents the direction of the magnetic flux generated by each magnetic pole (the axis orthogonal to the long side direction of the first permanent magnet 17 and passing between the two second permanent magnets 18), q The shaft 27 represents an axis that is electrically and magnetically orthogonal to the d-axis 26 and extends in an arc shape.

図2に示すように、各仮想領域Wにおいて、ロータコア16の外周面16b寄りには、第1埋込孔19がロータコア16の中心軸Cと平行な方向に貫設されるとともに、この第1埋込孔19はロータコア16の周方向にほぼ沿って延びる細長(矩形状)に形成されている。詳述すると、第1埋込孔19は、第1埋込孔19の長辺に対しd軸が直交するように形成されている。そして、この第1埋込孔19に第1永久磁石17が嵌入されている。   As shown in FIG. 2, in each virtual region W, a first embedded hole 19 is provided near the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 in a direction parallel to the central axis C of the rotor core 16. The embedded hole 19 is formed in an elongated shape (rectangular shape) extending substantially along the circumferential direction of the rotor core 16. Specifically, the first embedded hole 19 is formed so that the d-axis is orthogonal to the long side of the first embedded hole 19. The first permanent magnet 17 is inserted into the first embedded hole 19.

また、第1埋込孔19の形成面は、長辺側の形成面のうちロータコア16の外周面16bに近い方の外側形成面19aと、この外側形成面19aに対向し、かつロータコア16の内周面に近い方の内側形成面19bとを有する。そして、第1埋込孔19に嵌入された第1永久磁石17においては、ロータコア16の外周面16bに近い方の端面であり、外側形成面19aに対向する面が磁極面17aとなっており、ロータコア16の内周面に近い方の端面であり、内側形成面19bに対向する面が反磁極面17bとなっている。さらに、第1永久磁石17において、両短辺側の端面であり、第1永久磁石17のq軸27寄りの端面が磁石端面17cとなっている。   Further, the formation surface of the first embedded hole 19 is opposed to the outer formation surface 19a closer to the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16 among the formation surfaces on the long side, and the outer formation surface 19a. And an inner forming surface 19b closer to the inner peripheral surface. And in the 1st permanent magnet 17 inserted in the 1st embedding hole 19, it is an end surface near the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and the surface facing the outer side formation surface 19a is the magnetic pole surface 17a. The surface that is the end surface closer to the inner peripheral surface of the rotor core 16 and faces the inner forming surface 19b is the anti-magnetic pole surface 17b. Furthermore, in the 1st permanent magnet 17, it is an end surface of both short sides, and the end surface near the q axis | shaft 27 of the 1st permanent magnet 17 is the magnet end surface 17c.

各仮想領域W(磁極)において、矩形状をなす2つの第2埋込孔20が、その長辺がロータコア16の内周面側から外周面側に向かって延びるようにロータコア16に形成されるとともに、中心軸Cと平行な方向に延びるように貫設されている。各仮想領域W(磁極)において、2つの第2埋込孔20は、ロータコア16の内周面側から外周面側に向かうに従い互いに間隔を広げるように配置され、V字状をなすように配置されている。各仮想領域W(磁極)において、2つの第2埋込孔20は、q軸27の一部に対して平行をなすように(沿うように)長辺が延びて形成されている。そして、各第2埋込孔20に、第2永久磁石18が嵌入されている。第2埋込孔20の形成面は、長辺側の形成面のうち第1埋込孔19に近い方の第1形成面20aと、この第1形成面20aに対向し、かつ隣りの磁極の第2埋込孔20に近い方の第2形成面20bとから構成されている。   In each virtual region W (magnetic pole), two second embedded holes 20 having a rectangular shape are formed in the rotor core 16 so that their long sides extend from the inner peripheral surface side of the rotor core 16 toward the outer peripheral surface side. At the same time, it extends so as to extend in a direction parallel to the central axis C. In each virtual region W (magnetic pole), the two second embedded holes 20 are arranged so as to increase in distance from each other toward the outer peripheral surface side from the inner peripheral surface side of the rotor core 16, and are arranged so as to form a V shape. Has been. In each virtual region W (magnetic pole), the two second embedded holes 20 are formed with long sides extending so as to be parallel to (part along) a part of the q-axis 27. A second permanent magnet 18 is fitted in each second embedded hole 20. The formation surface of the second embedded hole 20 is the first formation surface 20a closer to the first embedded hole 19 among the formation surfaces on the long side, and the adjacent magnetic pole facing the first formation surface 20a. The second formation surface 20b closer to the second embedded hole 20 is formed.

各仮想領域W(磁極)において、2つの第2永久磁石18は、同じ側(例えば、ロータコア16の外周面16b側)が同極となるように配置されている。また、隣り合う磁極に配置された第2永久磁石18同士は、ロータコア16の外周面16b側が異なる極となるように配置されている。例えば、ある一組の第2永久磁石18が、ロータコア16の外周面16b側がS極となるように配置されると、隣りの磁極に配置される一組の第2永久磁石18は、ロータコア16の外周面16b側がN極になるように配置される。本実施形態では、回転子15が正逆両方向へ回転可能とするため、d軸26に対し、2つの第2永久磁石18が線対称となる位置に配置されている。   In each virtual region W (magnetic pole), the two second permanent magnets 18 are arranged so that the same side (for example, the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16) has the same polarity. Further, the second permanent magnets 18 arranged on the adjacent magnetic poles are arranged so that the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 is a different pole. For example, when a set of second permanent magnets 18 is arranged so that the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 is an S pole, the set of second permanent magnets 18 arranged on the adjacent magnetic poles is the rotor core 16. The outer peripheral surface 16b side is arranged to be N pole. In the present embodiment, in order to allow the rotor 15 to rotate in both forward and reverse directions, the two second permanent magnets 18 are arranged in a line-symmetric position with respect to the d-axis 26.

ロータコア16には、第1埋込孔19の両短辺に連続するように第1空隙21が形成されている。また、ロータコア16には、第1永久磁石17及び第1空隙21からq軸27側に離れて第1空隙21とは別の第2空隙22が形成されている。第1空隙21及び第2空隙22それぞれは、中心軸Cと平行な方向に延びるようにロータコア16に貫設されている。そして、本実施形態では、この第1空隙21と第2空隙22とから1つの空隙部23が構成されている。   A first gap 21 is formed in the rotor core 16 so as to be continuous with both short sides of the first buried hole 19. The rotor core 16 is formed with a second air gap 22 that is separated from the first air gap 21 away from the first permanent magnet 17 and the first air gap 21 toward the q axis 27. Each of the first gap 21 and the second gap 22 extends through the rotor core 16 so as to extend in a direction parallel to the central axis C. In the present embodiment, the first gap 21 and the second gap 22 constitute one gap portion 23.

第1空隙21の形成面は、ロータコア16の外周面16bに沿って円弧状に延びる外周側形成面21aを有するとともに、この外周側形成面21aの両端縁のうちd軸26側の端縁からd軸26と平行に延びるd軸側形成面21bを有する。また、第1空隙21の形成面は、d軸側形成面21bの第1永久磁石17側の端縁からq軸27に向かって磁極面17aに対し平行に延びる形成面21cを有するとともに、その形成面21cの端縁からd軸26と平行に延びる延長面21dを有する。さらに、第1空隙21の形成面は、外周側形成面21aのq軸27側の端縁から、ロータコア16の内周面側に向けて延びるq軸側形成面21eを有するとともに、q軸側形成面21eの端縁から第1永久磁石17の磁石端面17cに向けて延びる内周側形成面21fを有する。そして、第1空隙21の形成面は、外周側形成面21aと、d軸側形成面21b、形成面21cと、延長面21dと、q軸側形成面21eと、内周側形成面21fとから構成されている。   The formation surface of the first gap 21 has an outer peripheral side forming surface 21a extending in an arc shape along the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and from both end edges of the outer peripheral side forming surface 21a from the end on the d-axis 26 side. It has a d-axis side forming surface 21 b extending in parallel with the d-axis 26. The formation surface of the first gap 21 has a formation surface 21c extending in parallel to the magnetic pole surface 17a from the edge of the d-axis side formation surface 21b on the first permanent magnet 17 side toward the q axis 27. An extending surface 21d extending in parallel with the d-axis 26 from the edge of the forming surface 21c is provided. Furthermore, the formation surface of the first gap 21 has a q-axis side formation surface 21e extending from the edge on the q-axis 27 side of the outer peripheral side formation surface 21a toward the inner peripheral surface side of the rotor core 16, and on the q-axis side It has an inner peripheral side forming surface 21f extending from the edge of the forming surface 21e toward the magnet end surface 17c of the first permanent magnet 17. And the formation surface of the 1st space | gap 21 is the outer peripheral side formation surface 21a, the d-axis side formation surface 21b, the formation surface 21c, the extension surface 21d, the q-axis side formation surface 21e, and the inner peripheral side formation surface 21f. It is composed of

また、第2空隙22の形成面は、ロータコア16の外周面16bに沿って円弧状に延びる外周側形成面22aを有するとともに、この外周側形成面22aの両端縁のうちd軸26側の端縁から第1空隙21のq軸側形成面21eと平行に延びるd軸側形成面22bを有する。また、第2空隙22の形成面は、外周側形成面22aのq軸27側の端縁からq軸27に沿って延びるq軸側形成面22dを有する。   The formation surface of the second gap 22 has an outer peripheral side formation surface 22a extending in an arc shape along the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and is an end on the d-axis 26 side of both end edges of the outer peripheral side formation surface 22a. A d-axis side forming surface 22b extending in parallel with the q-axis side forming surface 21e of the first gap 21 from the edge is provided. The formation surface of the second gap 22 has a q-axis side formation surface 22d extending along the q-axis 27 from the edge on the q-axis 27 side of the outer peripheral side formation surface 22a.

また、ロータコア16において、第1空隙21と第2空隙22の間が補強ブリッジ25となっている。補強ブリッジ25の第1空隙21側の側面は、第1空隙21のq軸側形成面21eによって形成され、補強ブリッジ25の第2空隙22側の側面は、第2空隙22のd軸側形成面22bによって形成されている。そして、q軸側形成面21eとd軸側形成面22bの間隔は一定であり、補強ブリッジ25は一定の幅に形成されている。補強ブリッジ25の幅は、コア板161の厚みの2倍以上に設定されるのが好ましい。各仮想領域W(磁極)では、第1永久磁石17の両磁石端面17c側に補強ブリッジ25が形成されているが、一対の補強ブリッジ25は、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かって互いの間隔を広げるハの字状に配置されている。   In the rotor core 16, a reinforcing bridge 25 is formed between the first gap 21 and the second gap 22. The side surface of the reinforcing bridge 25 on the first space 21 side is formed by the q-axis side forming surface 21e of the first space 21, and the side surface of the reinforcing bridge 25 on the second space 22 side is formed on the d-axis side of the second space 22. It is formed by the surface 22b. The distance between the q-axis side forming surface 21e and the d-axis side forming surface 22b is constant, and the reinforcing bridge 25 is formed with a constant width. The width of the reinforcing bridge 25 is preferably set to be twice or more the thickness of the core plate 161. In each virtual region W (magnetic pole), the reinforcing bridge 25 is formed on the both magnet end surfaces 17 c side of the first permanent magnet 17. The pair of reinforcing bridges 25 are arranged on the inner peripheral surface side from the outer peripheral surface 16 b side of the rotor core 16. It is arranged in the shape of a square that increases the distance between each other.

ロータコア16において、ロータコア16の外周面16bと、第1空隙21の外周側形成面21a及び第2空隙22の外周側形成面22aとの間が外周側ブリッジ24となっている。外周側ブリッジ24は、ロータコア16の周方向に沿って一定の幅で延びるように形成され、外周側ブリッジ24の幅は、コア板161の厚みの2倍以上に設定されるのが好ましい。   In the rotor core 16, an outer peripheral side bridge 24 is formed between the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 and the outer peripheral side forming surface 21 a of the first gap 21 and the outer peripheral side forming face 22 a of the second gap 22. The outer peripheral bridge 24 is formed to extend with a constant width along the circumferential direction of the rotor core 16, and the width of the outer peripheral bridge 24 is preferably set to be twice or more the thickness of the core plate 161.

第1空隙21は、第1永久磁石17の磁極面17aよりも外周面16b側へ延びるように形成されるとともに、磁石端面17cよりもq軸27側へ延びるように形成されている。ここで、d軸26に沿った第1永久磁石17の厚みをTとしたとき、d軸26に直交する方向に沿った磁石端面17cからq軸側形成面21eに至るまでの最短距離Vが、1/3T<最短距離V≦Tとなるように第1空隙21が形成される。   The first gap 21 is formed so as to extend to the outer peripheral surface 16b side from the magnetic pole surface 17a of the first permanent magnet 17, and is formed to extend to the q axis 27 side from the magnet end surface 17c. Here, when the thickness of the first permanent magnet 17 along the d-axis 26 is T, the shortest distance V from the magnet end surface 17c along the direction orthogonal to the d-axis 26 to the q-axis side forming surface 21e is First gap 21 is formed so that 1 / 3T <shortest distance V ≦ T.

最短距離Vが1/3Tより短くなると、第1永久磁石17の磁極面17aと補強ブリッジ25とが近くなり、磁極面17aから補強ブリッジ25を通る磁束経路が短くなり、該磁束経路での磁気抵抗が小さくなってしまい好ましくない。また、最短距離Vが1/3Tより短くなると、第1空隙21の開口幅が狭くなり、磁石端面17cから補強ブリッジ25に短絡する磁束が増えてしまい好ましくない。一方、最短距離Vが第1永久磁石17の厚みTより長くなると、第1空隙21が大きくなりすぎて、磁極における第1空隙21及び第2空隙22の配置を好適に設定することが困難になり好ましくない。   When the shortest distance V is shorter than 1 / 3T, the magnetic pole surface 17a of the first permanent magnet 17 and the reinforcing bridge 25 are close to each other, and the magnetic flux path passing through the reinforcing bridge 25 from the magnetic pole surface 17a is shortened. The resistance becomes small, which is not preferable. On the other hand, when the shortest distance V is shorter than 1 / 3T, the opening width of the first gap 21 is narrowed, and the magnetic flux that is short-circuited from the magnet end surface 17c to the reinforcing bridge 25 increases. On the other hand, if the shortest distance V is longer than the thickness T of the first permanent magnet 17, the first gap 21 becomes too large, making it difficult to suitably set the arrangement of the first gap 21 and the second gap 22 in the magnetic pole. It is not preferable.

第1空隙21において、延長面21d及び磁石端面17cを通過し、d軸26に平行に延びる直線を仮想線Eとした場合、第1空隙21は、仮想線Eよりもq軸27側の基部211と、仮想線Eよりもd軸26側に延長された延長部212とから構成される。そして、第1空隙21において、基部211は、第1永久磁石17よりq軸27側に位置し、延長部212は基部211からd軸26側へ延びるように形成されている。   In the first gap 21, when a straight line passing through the extended surface 21d and the magnet end face 17c and extending in parallel with the d-axis 26 is an imaginary line E, the first gap 21 is a base portion closer to the q-axis 27 than the imaginary line E 211 and an extension part 212 extended to the d-axis 26 side from the virtual line E. In the first gap 21, the base 211 is located on the q-axis 27 side from the first permanent magnet 17, and the extension 212 is formed to extend from the base 211 to the d-axis 26.

この延長部212は、仮想線Eよりもd軸26側の外周側形成面21aの一部と、d軸側形成面21bと、形成面21cとから形成されている。そして、ロータコア16の径方向に沿った開口幅が、延長部212の方が基部211よりも狭くなっている。よって、第1空隙21においては、基部211側では磁束が通過し難く、開口幅の狭くなる延長部212では磁束が通過しやすくなっている。このため、第1空隙21においては、延長部212の方が基部211に比べると、磁気抵抗が小さくなっている。   The extended portion 212 is formed of a part of the outer peripheral side forming surface 21a closer to the d-axis 26 than the virtual line E, the d-axis side forming surface 21b, and the forming surface 21c. The opening width along the radial direction of the rotor core 16 is such that the extension 212 is narrower than the base 211. Therefore, in the first gap 21, the magnetic flux hardly passes on the base 211 side, and the magnetic flux easily passes through the extended portion 212 having a narrow opening width. For this reason, in the first gap 21, the extension 212 has a smaller magnetic resistance than the base 211.

また、第1空隙21において、内周側形成面21fにより、第1空隙21の中で、最もロータコア16の内周面寄りに位置する部位となる内周側端部が形成されている。また、第1空隙21の外周側形成面21aが、第1空隙21の中で、最もロータコア16の外周面寄りに位置する部位となる外周側端部を構成している。   Further, in the first gap 21, an inner peripheral side end portion which is a portion located closest to the inner peripheral face of the rotor core 16 in the first gap 21 is formed by the inner peripheral formation surface 21 f. In addition, the outer peripheral side forming surface 21 a of the first gap 21 constitutes an outer peripheral side end portion that is a portion located closest to the outer peripheral face of the rotor core 16 in the first gap 21.

そして、第1永久磁石17は、その磁極面17aが第1空隙21の外周側形成面21a(外周側端部)よりロータコア16の内周面側に位置し、かつ第1空隙21の内周側形成面21fよりロータコア16の外周面側に位置するように配置されている。ここで、d軸26に沿ったロータコア16の外周面16bから磁極面17aまでの距離を、第1永久磁石17の埋込深さとする。この場合、埋込深さは、ティース13間のピッチPを基準とすると、1/10P<埋込深さ<2/3Pに設定されるのが好ましい。   The magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 is located closer to the inner peripheral surface of the rotor core 16 than the outer peripheral side forming surface 21 a (outer peripheral end) of the first air gap 21, and the inner periphery of the first air gap 21. It arrange | positions so that it may be located in the outer peripheral surface side of the rotor core 16 from the side formation surface 21f. Here, the distance from the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 along the d-axis 26 to the magnetic pole surface 17 a is the embedded depth of the first permanent magnet 17. In this case, the embedding depth is preferably set to 1 / 10P <embedding depth <2 / 3P, based on the pitch P between the teeth 13.

埋込深さが2/3Pより大きくなると、第1永久磁石17がロータコア16の内周面に近付く。このとき、2つの第2永久磁石18は、ロータコア16の内周面に向かうに従い互いの間隔を狭めるように配置されているため、第1永久磁石17がロータコア16の内周面に近付くと、第1永久磁石17の磁石端面17cが第2永久磁石18に近付いてしまい、第2永久磁石18との短絡磁束が増えてしまい好ましくない。一方、埋込深さが1/10Pより小さくなると、第1永久磁石17がロータコア16の外周面16bに近付くこととなり、第1永久磁石17に鎖交する交番磁界が増加してしまい、第1永久磁石17表面での渦電流損が増えてしまい好ましくない。そして、第1永久磁石17の埋込深さの範囲を設定することで、第1永久磁石17は一対の空隙部23の間に位置するように配置される。   When the embedding depth becomes larger than 2 / 3P, the first permanent magnet 17 approaches the inner peripheral surface of the rotor core 16. At this time, since the two second permanent magnets 18 are arranged so as to narrow the distance between the two permanent magnets 18 toward the inner peripheral surface of the rotor core 16, when the first permanent magnet 17 approaches the inner peripheral surface of the rotor core 16, The magnet end surface 17c of the first permanent magnet 17 approaches the second permanent magnet 18, and the short-circuit magnetic flux with the second permanent magnet 18 increases, which is not preferable. On the other hand, when the embedding depth becomes smaller than 1 / 10P, the first permanent magnet 17 approaches the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and the alternating magnetic field linked to the first permanent magnet 17 increases, resulting in the first The eddy current loss on the surface of the permanent magnet 17 increases, which is not preferable. And the 1st permanent magnet 17 is arrange | positioned so that it may be located between a pair of space | gap part 23 by setting the range of the embedding depth of the 1st permanent magnet 17. FIG.

第1永久磁石17の長辺方向への長さNは、ティース13間のピッチPを基準とすると、ピッチPの1〜3倍に設定されるのが好ましい。第1永久磁石17の長さNがピッチPの1倍より短くなると、第1永久磁石17の磁力が低下し、第1永久磁石17から発生する磁束が減少してしまい好ましくない。一方、第1永久磁石17の長さNがピッチPの3倍より長くなると、第1永久磁石17が長くなりすぎて、磁極における空隙部23及び第2永久磁石18の配置を好適に設定することが困難になり好ましくない。   The length N of the first permanent magnet 17 in the long side direction is preferably set to 1 to 3 times the pitch P when the pitch P between the teeth 13 is used as a reference. When the length N of the first permanent magnet 17 is shorter than 1 times the pitch P, the magnetic force of the first permanent magnet 17 is lowered, and the magnetic flux generated from the first permanent magnet 17 is decreased, which is not preferable. On the other hand, when the length N of the first permanent magnet 17 is longer than three times the pitch P, the first permanent magnet 17 becomes too long, and the arrangement of the gap 23 and the second permanent magnet 18 in the magnetic pole is suitably set. This is not preferable.

また、各磁極において、各第2空隙22(空隙部23)のq軸側形成面22dと、そのq軸側形成面22dのq軸27側に隣り合う第2永久磁石18との間隔Hは、ピッチPを基準とすると、ピッチPの0.3〜2倍に設定されるのが好ましい。この間隔HがピッチPの0.3倍より短くなると、第2永久磁石18と第2空隙22の間を通過する磁束が減少し、トルクの低下を招いて好ましくない。一方、間隔HがピッチPの2倍より長くなると、第2永久磁石18と第2空隙22の間を通過する磁束を増加させることができるが、トルクリプルが増加してしまい好ましくない。   In each magnetic pole, the distance H between the q-axis side forming surface 22d of each second gap 22 (gap portion 23) and the second permanent magnet 18 adjacent to the q-axis 27 side of the q-axis side forming face 22d is When the pitch P is used as a reference, it is preferably set to 0.3 to 2 times the pitch P. If the distance H is shorter than 0.3 times the pitch P, the magnetic flux passing between the second permanent magnet 18 and the second gap 22 is decreased, which causes a decrease in torque, which is not preferable. On the other hand, if the distance H is longer than twice the pitch P, the magnetic flux passing between the second permanent magnet 18 and the second gap 22 can be increased, but this is not preferable because the torque ripple increases.

次に、回転子15を備える永久磁石埋込型回転電機Mの作用を説明する。
コイル30への通電によって固定子10に回転磁界が発生するとともに、回転子15に回転磁界が作用する。そして、回転磁界と第1永久磁石17及び第2永久磁石18との間の磁気的な吸引力及び反発力により回転子15が回転する。このとき、ロータコア16に第1永久磁石17と、第2永久磁石18とが設けられているため、例えば、第1永久磁石17又は第2永久磁石18のみがロータコア16に設けられる場合と比べると、第1及び第2永久磁石17,18によりリラクタンストルクが増大され、永久磁石埋込型回転電機Mのトルクが増大される。
Next, the operation of the permanent magnet embedded rotary electric machine M including the rotor 15 will be described.
When the coil 30 is energized, a rotating magnetic field is generated in the stator 10 and a rotating magnetic field acts on the rotor 15. Then, the rotor 15 is rotated by a magnetic attractive force and a repulsive force between the rotating magnetic field and the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18. At this time, since the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18 are provided on the rotor core 16, for example, as compared with the case where only the first permanent magnet 17 or the second permanent magnet 18 is provided on the rotor core 16. The reluctance torque is increased by the first and second permanent magnets 17 and 18, and the torque of the permanent magnet embedded rotary electric machine M is increased.

回転子15の回転による遠心力により、第1永久磁石17にはロータコア16の外周面16b側へ向かう力が作用するが、機械的強度を有する補強ブリッジ25により第1永久磁石17の移動が防止される。   The centrifugal force generated by the rotation of the rotor 15 causes a force toward the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16 to act on the first permanent magnet 17, but the movement of the first permanent magnet 17 is prevented by the reinforcing bridge 25 having mechanical strength. Is done.

また、固定子10に生じる回転磁界による磁束及び第1永久磁石17の磁極面17aからの磁束が、第1永久磁石17の磁石端面17c側とロータコア16の外周面16bとの間に集中する。そして、コイル30への通電量が大きくなって第1空隙21とロータコア16の外周面16bとの間で磁気飽和状態になったとする。このとき、第1空隙21の最短距離Vを所定範囲に設定し、補強ブリッジ25を磁石端面17cから遠ざけることで、第1永久磁石17の磁極面17aから補強ブリッジ25を経路とする磁束経路が長くなり、磁気抵抗が大きくなっている。このため、磁極面17aから補強ブリッジ25へ流れる短絡磁束が低減される。   Further, the magnetic flux generated by the rotating magnetic field generated in the stator 10 and the magnetic flux from the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 are concentrated between the magnet end surface 17 c side of the first permanent magnet 17 and the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16. Then, it is assumed that the energization amount to the coil 30 is increased and a magnetic saturation state is established between the first gap 21 and the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16. At this time, by setting the shortest distance V of the first gap 21 within a predetermined range and moving the reinforcing bridge 25 away from the magnet end surface 17c, a magnetic flux path having the reinforcing bridge 25 as a path from the magnetic pole surface 17a of the first permanent magnet 17 can be obtained. It becomes longer and the magnetic resistance becomes larger. For this reason, the short circuit magnetic flux which flows from the magnetic pole surface 17a to the reinforcement bridge 25 is reduced.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ロータコア16において、第1埋込孔19よりもq軸27寄りの位置に空隙部23が形成され、この空隙部23は、第1埋込孔19に連続し、かつ第1永久磁石17の磁石端面17cからq軸27に向けて延びる第1空隙21と、この第1空隙21からq軸27側に離れた第2空隙22とからなる。そして、磁石端面17cから第1空隙21のq軸側形成面21eに至るまでの最短距離Vは、第1永久磁石17の厚みTを基準として、1/3T<最短距離V≦Tに設定され、補強ブリッジ25が、磁石端面17cから所定距離だけ遠ざけられるように空隙部23が形成されている。このため、磁極面17aから補強ブリッジ25を通り、ロータコア16の外周面16b又は反磁極面17bに至るまでの磁束経路での磁気抵抗を増加させることができ、補強ブリッジ25を経路とする短絡磁束を低減させることができる。その結果として、補強ブリッジ25を磁石端面17cから所定距離だけ遠ざけることで、補強ブリッジ25の幅を変更することなくその機械的強度を維持しつつ、補強ブリッジ25を経路とした短絡磁束を低減させ、永久磁石埋込型回転電機Mのトルク低下を防止することができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the rotor core 16, a gap portion 23 is formed at a position closer to the q axis 27 than the first buried hole 19, and this gap portion 23 is continuous with the first buried hole 19 and is a first permanent magnet. The first gap 21 extends from the magnet end surface 17c of the 17 toward the q-axis 27, and the second gap 22 is separated from the first gap 21 toward the q-axis 27 side. The shortest distance V from the magnet end surface 17c to the q-axis side forming surface 21e of the first gap 21 is set to 1 / 3T <shortest distance V ≦ T with reference to the thickness T of the first permanent magnet 17. The gap 23 is formed so that the reinforcing bridge 25 is separated from the magnet end surface 17c by a predetermined distance. For this reason, it is possible to increase the magnetic resistance in the magnetic flux path from the magnetic pole surface 17a through the reinforcing bridge 25 to the outer peripheral surface 16b or the counter magnetic pole surface 17b of the rotor core 16, and the short-circuit magnetic flux using the reinforcing bridge 25 as a path. Can be reduced. As a result, by moving the reinforcing bridge 25 away from the magnet end face 17c by a predetermined distance, the short-circuit magnetic flux along the path of the reinforcing bridge 25 is reduced while maintaining the mechanical strength without changing the width of the reinforcing bridge 25. In addition, it is possible to prevent a decrease in torque of the permanent magnet embedded rotary electric machine M.

(2)第1空隙21のq軸側形成面21eと、第2空隙22のd軸側形成面22bとの間の距離である補強ブリッジ25の幅は、コア板161の厚みの2倍以上に設定されている。第1空隙21及び第2空隙22は、コア板161の所定部位を打ち抜き除去して形成されているが、補強ブリッジ25の幅がコア板161の2倍以上に設定されることで、コア板161の打ち抜きの際の強度を確保することができ、打ち抜きの際の補強ブリッジ25の形成部位の変形を防止することができる。   (2) The width of the reinforcing bridge 25, which is the distance between the q-axis side forming surface 21e of the first gap 21 and the d-axis side forming face 22b of the second gap 22, is at least twice the thickness of the core plate 161. Is set to The first gap 21 and the second gap 22 are formed by punching and removing a predetermined portion of the core plate 161, but the width of the reinforcing bridge 25 is set to be twice or more that of the core plate 161. The strength at the time of punching 161 can be ensured, and deformation of the portion where the reinforcing bridge 25 is formed at the time of punching can be prevented.

(3)ロータコア16の外周面16bと、第1空隙21の外周側形成面21a及び第2空隙22の外周側形成面22aとの間の距離である外周側ブリッジ24の幅は、コア板161の厚みの2倍以上に設定されている。第1空隙21及び第2空隙22は、コア板161の所定部位を打ち抜き除去して形成されているが、外周側ブリッジ24の幅がコア板161の2倍以上に設定されることで、コア板161の打ち抜きの際の強度を確保することができ、打ち抜きの際の外周側ブリッジ24形成部位での変形を防止することができる。   (3) The width of the outer peripheral bridge 24, which is the distance between the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 and the outer peripheral side forming surface 21 a of the first gap 21 and the outer peripheral side forming surface 22 a of the second gap 22, is the core plate 161. The thickness is set to be twice or more of the thickness. The first gap 21 and the second gap 22 are formed by punching and removing a predetermined portion of the core plate 161, but the width of the outer peripheral bridge 24 is set to be twice or more that of the core plate 161. The strength at the time of punching the plate 161 can be ensured, and deformation at the outer peripheral bridge 24 forming portion at the time of punching can be prevented.

(4)各磁極において、第1永久磁石17の両磁石端面17c側に位置する一対の補強ブリッジ25は、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かって補強ブリッジ25間の間隔を広げるハの字状に配置されている。このため、磁石端面17cから、補強ブリッジ25の側面であるq軸側形成面21eまでの距離は、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かって徐々に長くなっている。よって、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かうに従い、第1空隙21による磁気抵抗を大きくして、第1空隙21を介した補強ブリッジ25への短絡磁束を低減させることができる。   (4) In each magnetic pole, the pair of reinforcing bridges 25 located on the both magnet end surfaces 17c side of the first permanent magnet 17 is spaced from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 toward the inner peripheral surface side. It is arranged in the shape of a broadened C. For this reason, the distance from the magnet end surface 17c to the q-axis side forming surface 21e which is the side surface of the reinforcing bridge 25 is gradually increased from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 toward the inner peripheral surface side. Therefore, the magnetic resistance by the 1st space | gap 21 can be enlarged as it goes to the inner peripheral surface side from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16, and the short circuit magnetic flux to the reinforcement bridge 25 via the 1st space | gap 21 can be reduced. .

(5)第1空隙21は、第1永久磁石17の磁極面17aからロータコア16の外周面16bに向けて延びるように形成され、さらに、補強ブリッジ25が、磁石端面17cから所定距離だけ遠ざけられている。このため、磁極面17aからの磁束は、一旦、第1空隙21に沿ってロータコア16の外周面16b側に向けて流れた後に補強ブリッジ25を流れる。よって、最短距離Vを確保することに加え、補強ブリッジ25に至るまでの磁束経路での磁気抵抗を増加させることができ、補強ブリッジ25を経路とする短絡磁束をより一層低減させることができる。   (5) The first air gap 21 is formed to extend from the magnetic pole surface 17a of the first permanent magnet 17 toward the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and the reinforcing bridge 25 is further away from the magnet end surface 17c by a predetermined distance. ing. For this reason, the magnetic flux from the magnetic pole surface 17 a once flows along the first gap 21 toward the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 and then flows through the reinforcing bridge 25. Therefore, in addition to securing the shortest distance V, it is possible to increase the magnetic resistance in the magnetic flux path leading to the reinforcing bridge 25, and to further reduce the short-circuit magnetic flux using the reinforcing bridge 25 as a path.

(6)第1空隙21は、基部211と、この基部211よりもロータコア16の径方向に沿った開口幅が狭い延長部212とから構成されている。このため、延長部212では基部211に比べると磁束が通過しやすく磁気抵抗が小さくなっている。よって、ロータコア16においては、基部211と延長部212により、q軸27からd軸26に向かって徐々に磁気抵抗が小さくなっていき、延長部212が形成されない場合と比べると、回転子15が回転したときのロータコア16での磁気抵抗の変化が緩やかになり、永久磁石埋込型回転電機Mのトルクリプルを抑えることができる。   (6) The first gap 21 includes a base 211 and an extension 212 having a narrower opening width along the radial direction of the rotor core 16 than the base 211. For this reason, in the extension part 212, compared with the base part 211, magnetic flux passes easily and magnetic resistance is small. Therefore, in the rotor core 16, the magnetic resistance gradually decreases from the q-axis 27 toward the d-axis 26 due to the base portion 211 and the extension portion 212, and the rotor 15 is compared with the case where the extension portion 212 is not formed. When the rotor core 16 rotates, the change in the magnetic resistance becomes moderate, and the torque ripple of the permanent magnet embedded rotating electrical machine M can be suppressed.

(7)第1永久磁石17は、ロータコア16の外周面16b側の磁極面17aが、第1空隙21における、ロータコア16の外周面16b側の外周側形成面21aよりもロータコア16の内周面側に位置し、かつ第1空隙21の内周側形成面21fよりロータコア16の外周面側に配置されている。このように、第1永久磁石17の位置を設定することにより、第1永久磁石17がロータコア16の外周面16b寄りに配置されていても、第1永久磁石17が外周面16bに近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石17の表面に発生する渦電流損を抑えることができる。さらには、第1永久磁石17がロータコア16の内周面に近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石17と第2永久磁石18との間での短絡磁束が低減される。   (7) In the first permanent magnet 17, the magnetic pole surface 17 a on the outer peripheral surface 16 b side of the rotor core 16 has the inner peripheral surface of the rotor core 16 in the first gap 21 than the outer peripheral side forming surface 21 a on the outer peripheral surface 16 b side of the rotor core 16. It is located on the outer peripheral surface side of the rotor core 16 with respect to the inner peripheral side forming surface 21 f of the first gap 21. In this way, by setting the position of the first permanent magnet 17, even if the first permanent magnet 17 is disposed closer to the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, the first permanent magnet 17 is too close to the outer peripheral surface 16b. Is prevented, and eddy current loss generated on the surface of the first permanent magnet 17 can be suppressed. Further, the first permanent magnet 17 is prevented from being too close to the inner peripheral surface of the rotor core 16, and the short-circuit magnetic flux between the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18 is reduced.

したがって、渦電流損による第1永久磁石17の温度上昇を小さく抑えることができ、第1永久磁石17の減磁を防止することができるとともに、短絡磁束の増加を防止することができる結果、永久磁石埋込型回転電機Mのトルク低下を防止することができる。そして、第1永久磁石17の渦電流損を抑えることができるため、第1永久磁石17に高保磁力の磁石を採用したり、厚みを厚くしたり、複数に分割する必要が無くなり、トルク低下防止のための第1永久磁石17のコストアップを避けることができる。   Therefore, the temperature rise of the first permanent magnet 17 due to eddy current loss can be suppressed to a small level, the demagnetization of the first permanent magnet 17 can be prevented, and the increase of the short-circuit magnetic flux can be prevented. The torque drop of the magnet-embedded rotating electrical machine M can be prevented. And since the eddy current loss of the 1st permanent magnet 17 can be suppressed, it is not necessary to adopt a magnet having a high coercive force for the first permanent magnet 17, to increase the thickness, or to divide it into a plurality of parts, thereby preventing torque reduction. Therefore, it is possible to avoid an increase in the cost of the first permanent magnet 17 for the purpose.

(8)第1永久磁石17の埋込深さの範囲を、ティース13間のピッチPを基準とした場合、1/10P<埋込深さ<2/3Pに設定したため、永久磁石埋込型回転電機Mのトルクを低下させることなく渦電流損を低減させることができるという効果を好適に発揮させることができる。   (8) Since the embedded depth range of the first permanent magnet 17 is set to 1 / 10P <embedding depth <2 / 3P when the pitch P between the teeth 13 is set as a reference, the embedded permanent magnet type The effect that the eddy current loss can be reduced without reducing the torque of the rotating electrical machine M can be suitably exhibited.

(9)第1永久磁石17の長辺方向への長さNは、ティース13間のピッチPを基準とした場合、ピッチPの1〜3倍に設定されるのが好ましい。このように第1永久磁石17の長さNを設定することで、第1永久磁石17が短くなりすぎることによる磁束の減少を防止しつつ、磁極における空隙部23及び第2永久磁石18の配置を好適に設定することができる。   (9) The length N of the first permanent magnet 17 in the long side direction is preferably set to 1 to 3 times the pitch P when the pitch P between the teeth 13 is used as a reference. By setting the length N of the first permanent magnet 17 in this way, the arrangement of the gap portion 23 and the second permanent magnet 18 in the magnetic pole is prevented while preventing a decrease in magnetic flux due to the first permanent magnet 17 becoming too short. Can be suitably set.

(10)第2空隙22と、隣り合う第2永久磁石18との間隔Hは、ピッチPを基準とした場合、ピッチPの0.3〜2倍に設定されるのが好ましい。このように間隔Hを設定することで、永久磁石埋込型回転電機Mのトルクの低下を抑えつつ、トルクリプルの増加を抑えることができる。   (10) The interval H between the second gap 22 and the adjacent second permanent magnet 18 is preferably set to 0.3 to 2 times the pitch P when the pitch P is used as a reference. By setting the interval H in this way, it is possible to suppress an increase in torque ripple while suppressing a decrease in torque of the permanent magnet embedded type rotary electric machine M.

(11)各磁極には、1つの第1永久磁石17を挟むように2つの第2永久磁石18が、ロータコア16の内周面側から外周面16b側に向かって拡がるV字状に配置されている。このため、各磁極では、q軸27を通る磁束を増加させることができ、リラクタンストルクを増加させることができる。   (11) In each magnetic pole, two second permanent magnets 18 are arranged in a V shape so as to extend from the inner peripheral surface side of the rotor core 16 toward the outer peripheral surface 16b side so as to sandwich one first permanent magnet 17. ing. For this reason, in each magnetic pole, the magnetic flux passing through the q-axis 27 can be increased, and the reluctance torque can be increased.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図3に示すように、ロータコア16に形成する第2埋込孔20を、q軸27に沿って延び、ロータコア16の外周面側から内周面側に凹む円弧状に形成するとともに、第2埋込孔20に嵌入される第2永久磁石18を断面円弧状となる一枚の永久磁石によって形成してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As shown in FIG. 3, the second embedded hole 20 formed in the rotor core 16 is formed in an arc shape extending along the q axis 27 and recessed from the outer peripheral surface side of the rotor core 16 to the inner peripheral surface side. The second permanent magnet 18 fitted into the two embedded holes 20 may be formed by a single permanent magnet having an arc cross section.

○ 実施形態では、ロータコア16に2つの第2埋込孔20を形成し、各第2埋込孔20に第2永久磁石18を嵌入したが、ロータコア16に一繋がりのV字状をなす第2埋込孔20を形成し、その第2埋込孔20にV字状に一体成形された1枚の第2永久磁石18を嵌入してもよいし、複数に分割した第2永久磁石18を嵌入してもよい。   In the embodiment, the two second embedded holes 20 are formed in the rotor core 16 and the second permanent magnets 18 are inserted into the second embedded holes 20, but the second V-shape connected to the rotor core 16 is formed. Two embedded holes 20 may be formed, and one second permanent magnet 18 integrally formed in a V shape may be inserted into the second embedded hole 20, or the second permanent magnet 18 divided into a plurality of parts may be inserted. May be inserted.

○ 実施形態では、第1永久磁石17の両磁石端面17c側に位置する一対の補強ブリッジ25は、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かって補強ブリッジ25間の間隔を拡げるハの字状をなすように配置されたが、以下のように変更してもよい。すなわち、一対の補強ブリッジ25は、ロータコア16の外周面16b側から内周面側に向かって補強ブリッジ25間の間隔を狭くする逆ハの字状をなすように配置されていてもよいし、補強ブリッジ25間の間隔が一定となるように配置されていてもよい。   In the embodiment, the pair of reinforcing bridges 25 positioned on the both magnet end surfaces 17c side of the first permanent magnet 17 is configured to increase the distance between the reinforcing bridges 25 from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 toward the inner peripheral surface side. However, it may be modified as follows. That is, the pair of reinforcing bridges 25 may be arranged so as to form an inverted C shape that narrows the interval between the reinforcing bridges 25 from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 toward the inner peripheral surface side. You may arrange | position so that the space | interval between the reinforcement bridges 25 may become fixed.

○ 外周側ブリッジ24、及び補強ブリッジ25の幅は、コア板161の厚みの2倍以下でもよい。
○ 第1空隙21において、延長部212は、基部211からd軸26に向かうに従い徐々に細くなるように形成されていてもよい。このように構成すると、ロータコア16の径方向に沿った延長部212の開口幅は、基部211からd軸26に向かうに従い徐々に狭くなっていく。このため、ロータコア16においては、基部211からd軸26に向かって徐々に磁気抵抗が小さくなっていき、ロータコア16での磁気抵抗の変化をより緩やかにして、トルクリプルを抑えることができる。
The width of the outer peripheral bridge 24 and the reinforcing bridge 25 may be twice or less the thickness of the core plate 161.
In the 1st space | gap 21, the extension part 212 may be formed so that it may become thin gradually as it goes to the d-axis 26 from the base 211. With this configuration, the opening width of the extension portion 212 along the radial direction of the rotor core 16 gradually becomes narrower from the base portion 211 toward the d-axis 26. For this reason, in the rotor core 16, the magnetic resistance gradually decreases from the base portion 211 toward the d-axis 26, and the change in the magnetic resistance in the rotor core 16 can be made more gradual to suppress torque ripple.

○ 実施形態では、永久磁石埋込型回転子15が正逆両方向へ回転するように、第1永久磁石17及び2つの第2永久磁石18をd軸26に対し線対称となるように配置したが、永久磁石埋込型回転子15が一方向にのみ回転される場合には、第1永久磁石17及び2つの第2永久磁石18をd軸26に対し非線対称となるように配置してもよい。   In the embodiment, the first permanent magnet 17 and the two second permanent magnets 18 are arranged in line symmetry with respect to the d-axis 26 so that the embedded permanent magnet rotor 15 rotates in both forward and reverse directions. However, when the embedded permanent magnet rotor 15 is rotated only in one direction, the first permanent magnet 17 and the two second permanent magnets 18 are arranged so as to be axisymmetric with respect to the d-axis 26. May be.

○ 実施形態では、磁極数を8極にしたが、変更してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記第1空隙は、前記第1永久磁石より前記q軸側の基部と、該基部から前記d軸側へ延びる延長部とから構成され、前記ロータコアの径方向に沿った前記延長部の開口幅が、前記基部の開口幅より狭く形成されている請求項1〜請求項9のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
In the embodiment, the number of magnetic poles is eight, but may be changed.
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(A) The first gap is composed of a base on the q-axis side from the first permanent magnet and an extension extending from the base to the d-axis, and the extension along the radial direction of the rotor core The embedded permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 9, wherein an opening width of each of the rotors is narrower than an opening width of the base portion.

H…間隔、M…回転電機としての永久磁石埋込型回転電機、N…長さ、P…ピッチ、T…厚み、V…最短距離、TL…中心軸、10…固定子、11…ステータコア、13…ティース、15…永久磁石埋込型回転子(回転子)、16…ロータコア、16b…外周面、17…第1永久磁石、17a…磁極面、17c…磁石端面、18…第2永久磁石、19…第1埋込孔、20…第2埋込孔、21…第1空隙、21e…補強ブリッジの形成面としてのq軸側形成面、21a,22a…外周側端部としての外周側形成面、21f…内周側端部としての内周側形成面、22…第2空隙、22b…補強ブリッジの形成面としてのd軸側形成面、23…空隙部、24…外周側ブリッジ、25…補強ブリッジ、26…d軸、27…q軸、161…コア板。   H: Spacing, M: Permanent magnet embedded rotary electric machine as a rotary electric machine, N ... Length, P ... Pitch, T ... Thickness, V ... Shortest distance, TL ... Central axis, 10 ... Stator, 11 ... Stator core, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Teeth, 15 ... Embedded permanent magnet rotor (rotor), 16 ... Rotor core, 16b ... Outer peripheral surface, 17 ... First permanent magnet, 17a ... Magnetic pole surface, 17c ... Magnet end surface, 18 ... Second permanent magnet , 19 ... 1st embedding hole, 20 ... 2nd embedding hole, 21 ... 1st space | gap, 21e ... q axis side formation surface as a formation surface of a reinforcement bridge, 21a, 22a ... Outer peripheral side as an outer peripheral side edge part Forming surface, 21f ... Inner circumferential side forming surface as inner circumferential side end, 22 ... Second gap, 22b ... D-axis side forming surface as reinforcing bridge forming surface, 23 ... Gap, 24 ... Outer circumferential side bridge, 25 ... Reinforcement bridge, 26 ... d-axis, 27 ... q-axis, 161 ... Core plate.

Claims (10)

固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように第1埋込孔が形成され、該第1埋込孔に第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記ロータコアにおける前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2埋込孔が形成され、該第2埋込孔に第2永久磁石が埋込まれており、さらに、前記ロータコアにおける前記第1埋込孔よりも前記q軸寄りの位置それぞれに空隙部が形成された永久磁石埋込型回転子において、
前記空隙部は、前記第1埋込孔に連続し、かつ前記第1永久磁石のq軸寄りの磁石端面から該q軸に向けて延びる第1空隙と、該第1空隙から前記q軸側に離れた第2空隙と、からなるとともに、前記第1空隙と第2空隙との間に補強ブリッジが形成され、前記d軸に沿った前記第1永久磁石の厚みをTとしたとき、前記磁石端面から前記第1空隙における前記補強ブリッジの形成面に至るまでの最短距離が、
1/3T<最短距離≦T
となるように前記空隙部が形成され
前記空隙部は前記第2永久磁石と前記空隙部との間を磁束が通過するように形成されている永久磁石埋込型回転子。
A first embedded hole is formed near the outer peripheral surface of the rotor core inside the stator so as to extend in a direction orthogonal to the d-axis, and a first permanent magnet is embedded in the first embedded hole. A second embedded hole is formed on both sides of the first permanent magnet so as to extend along the q-axis, a second permanent magnet is embedded in the second embedded hole, and the second permanent magnet in the rotor core is further embedded. In a permanent magnet embedded rotor in which a gap is formed at each position closer to the q-axis than one embedded hole,
The gap portion includes a first gap that is continuous with the first embedded hole and extends from the magnet end surface near the q axis of the first permanent magnet toward the q axis, and the q gap side from the first gap. And a reinforcing bridge is formed between the first gap and the second gap, and when the thickness of the first permanent magnet along the d-axis is T, The shortest distance from the end face of the magnet to the formation surface of the reinforcing bridge in the first gap is
1 / 3T <shortest distance ≦ T
The space portion is formed so that,
The gap is a permanent magnet embedded rotor in which the gap is formed so that magnetic flux passes between the second permanent magnet and the gap .
前記ロータコアは、磁性体製のコア板を複数枚積層して形成され、前記第1空隙における前記補強ブリッジの形成面と、前記第2空隙における前記補強ブリッジの形成面との間の距離は、前記コア板の厚みの2倍以上に設定されている請求項1に記載の永久磁石埋込型回転子。   The rotor core is formed by laminating a plurality of magnetic core plates, and the distance between the reinforcing bridge forming surface in the first gap and the reinforcing bridge forming surface in the second gap is: The embedded permanent magnet rotor according to claim 1, wherein the rotor is set to be not less than twice the thickness of the core plate. 前記第1空隙及び第2空隙それぞれは、前記ロータコアの外周面に沿って延びる外周側形成面を備え、該外周側形成面と前記ロータコアの外周面との間には、ロータコアの周方向に沿って延びる外周側ブリッジが形成され、前記外周側形成面と、前記ロータコアの外周面との間の距離は、前記コア板の厚みの2倍以上に設定されている請求項2に記載の永久磁石埋込型回転子。   Each of the first air gap and the second air gap includes an outer peripheral side forming surface extending along the outer peripheral surface of the rotor core, and between the outer peripheral side forming surface and the outer peripheral surface of the rotor core, along the circumferential direction of the rotor core. 3. The permanent magnet according to claim 2, wherein an outer peripheral bridge that extends is formed, and a distance between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotor core is set to be twice or more the thickness of the core plate. Embedded rotor. 前記第1永久磁石の両磁石端面側に位置する一対の補強ブリッジは、前記ロータコアの外周面側から内周面側に向かって補強ブリッジ間の間隔を広げるハの字状をなすように形成されている請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。   The pair of reinforcing bridges positioned on both magnet end surfaces of the first permanent magnet is formed to have a square shape that increases the distance between the reinforcing bridges from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side of the rotor core. The embedded permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 3. 前記第1空隙は、前記ロータコアの最外周面寄りに位置する外周側端部を有するとともに、前記ロータコアの最内周面寄りに位置する内周側端部を有し、前記第1永久磁石は、該第1永久磁石の磁極面が、前記第1空隙の外周側端部より前記ロータコアの内周面側に位置し、かつ前記第1空隙の内周側端部より前記ロータコアの外周面側に位置するように配置されている請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。   The first air gap has an outer peripheral end located near the outermost peripheral surface of the rotor core, and an inner peripheral end located near the innermost peripheral surface of the rotor core, and the first permanent magnet is The magnetic pole surface of the first permanent magnet is located closer to the inner peripheral surface side of the rotor core than the outer peripheral side end portion of the first air gap, and the outer peripheral surface side of the rotor core from the inner peripheral side end portion of the first air gap. The embedded permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 4, wherein the embedded permanent magnet rotor is disposed so as to be positioned at the center. 前記固定子は、環状のステータコアの内周に複数配列されたティースを備え、前記ステータコアの径方向に沿って延び、かつ前記ティースの幅方向の中間点を通過する直線を前記ティースの中心軸とし、隣り合うティースの前記中心軸間のピッチをPとしたとき、前記d軸に沿った前記ロータコアの外周面から前記磁極面までの前記第1永久磁石の埋込深さが、
1/10P<埋込深さ<2/3P
を満たすように第1永久磁石が配置される請求項5に記載の永久磁石埋込型回転子。
The stator includes a plurality of teeth arranged on the inner periphery of an annular stator core, and a straight line extending along the radial direction of the stator core and passing through an intermediate point in the width direction of the teeth is a central axis of the teeth. When the pitch between the central axes of adjacent teeth is P, the embedded depth of the first permanent magnet from the outer peripheral surface of the rotor core to the magnetic pole surface along the d axis is
1 / 10P <embedding depth <2 / 3P
The embedded permanent magnet rotor according to claim 5, wherein the first permanent magnet is disposed so as to satisfy the above.
前記第1永久磁石は、前記d軸に直交する方向に細長に延びる平板形状であり、前記第1永久磁石の長辺方向への長さは、前記ピッチの1〜3倍に設定される請求項6に記載の永久磁石埋込型回転子。   The first permanent magnet has a flat plate shape elongated in a direction perpendicular to the d-axis, and the length of the first permanent magnet in the long side direction is set to 1 to 3 times the pitch. Item 7. The permanent magnet embedded rotor according to Item 6. 前記第2永久磁石と前記第2空隙との間隔は、前記ピッチの0.3〜2倍に設定される請求項6又は請求項7に記載の永久磁石埋込型回転子。   The embedded permanent magnet rotor according to claim 6 or 7, wherein an interval between the second permanent magnet and the second gap is set to 0.3 to 2 times the pitch. 前記第2永久磁石は、前記ロータコアの内周面側から外周面側に向かって拡がるV字状、又はロータコアの外周面側から内周面側に向かって凹む円弧状に配置されている請求項1〜請求項8のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。   The said 2nd permanent magnet is arrange | positioned at the V shape extended toward the outer peripheral surface side from the inner peripheral surface side of the said rotor core, or the circular arc shape dented toward the inner peripheral surface side from the outer peripheral surface side of the rotor core. The embedded permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 8. 固定子と、
該固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように矩形状の第1埋込孔が形成され、該第1埋込孔に第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記ロータコアにおける前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2埋込孔が形成され、該第2埋込孔に第2永久磁石が埋込まれており、さらに、前記ロータコアにおける前記第1埋込孔よりも前記q軸寄りの位置それぞれに空隙部が形成された永久磁石埋込型回転子と、からなる回転電機であって、
前記永久磁石埋込型回転子が、請求項1〜請求項9のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子である回転電機。
A stator,
A rectangular first embedded hole is formed near the outer peripheral surface of the rotor core inside the stator so as to extend in a direction orthogonal to the d axis, and the first permanent magnet is embedded in the first embedded hole. A second embedded hole is formed on both sides of the first permanent magnet in the rotor core so as to extend along the q axis, and the second permanent magnet is embedded in the second embedded hole; A rotating electric machine comprising a permanent magnet embedded rotor in which a gap is formed at each position closer to the q axis than the first embedded hole in the rotor core,
The rotating electrical machine in which the permanent magnet embedded rotor is the permanent magnet embedded rotor according to any one of claims 1 to 9.
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