WO2012008295A1 - 永久磁石埋込型回転子及び回転電機 - Google Patents

永久磁石埋込型回転子及び回転電機 Download PDF

Info

Publication number
WO2012008295A1
WO2012008295A1 PCT/JP2011/064714 JP2011064714W WO2012008295A1 WO 2012008295 A1 WO2012008295 A1 WO 2012008295A1 JP 2011064714 W JP2011064714 W JP 2011064714W WO 2012008295 A1 WO2012008295 A1 WO 2012008295A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
permanent magnet
rotor core
embedded
rotor
air gap
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/064714
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
斉藤　洋一
稔彦 吉田
服部　達哉
Original Assignee
株式会社 豊田自動織機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2010159584A external-priority patent/JP5621372B2/ja
Priority claimed from JP2010159586A external-priority patent/JP5621373B2/ja
Application filed by 株式会社 豊田自動織機 filed Critical 株式会社 豊田自動織機
Priority to EP11806625.7A priority Critical patent/EP2595281B1/en
Priority to CN201180033938.8A priority patent/CN102986116B/zh
Priority to US13/809,048 priority patent/US9276443B2/en
Publication of WO2012008295A1 publication Critical patent/WO2012008295A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect

Definitions

  • the present invention includes a first permanent magnet embedded near the outer peripheral surface of the rotor core and extending in a direction perpendicular to the d axis, a second permanent magnet embedded in the rotor core and extending along the q axis, and a first permanent magnet
  • the present invention relates to a permanent magnet embedded type rotor provided with an air gap formed in a rotor core at a distance to a permanent magnet, and a rotary electric machine provided with the permanent magnet embedded type rotor.
  • the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine 90 described in Patent Document 1 includes a stator 92 provided with a plurality of armature coils 91 and a rotation disposed inside the stator 92 in the radial direction. And a child 93.
  • the rotor 93 comprises a cylindrical rotor core 94.
  • the rotor core 94 is provided with a plurality of magnetic poles. In the direction along each magnetic pole axis of the rotor core 94, plural pairs of rectangular first hollow portions 95 are formed at intervals of the magnetic pole width. The first hollow portion 95 of each pair is formed at a position sandwiching each magnetic pole from both sides in the circumferential direction.
  • a first permanent magnet 96 is embedded in each of the first hollow portions 95.
  • a rectangular second cavity 97 is formed substantially along the outer periphery of the rotor core 94 between the magnetic poles.
  • a second permanent magnet 98 is embedded in each of the second hollow portions 97.
  • the first permanent magnet 96 and the second permanent magnet 98 provided on the rotor core 94 increase the reluctance torque. By this, the torque of the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine 90 is increased.
  • the second permanent magnet 98 Since the second permanent magnet 98 is arranged closer to the outer peripheral surface of the rotor core 94, the alternating magnetic field interlinking with the second permanent magnet 98 is large, and the second permanent magnet 98 has a large eddy current loss. Occurs. Due to this large eddy current loss, the temperature of the second permanent magnet 98 rises, and the magnetic flux generated from the second permanent magnet 98 decreases. For this reason, the torque of permanent magnet type reluctance type rotary electric machine 90 falls.
  • the second permanent magnet 98 is separated from the outer peripheral surface of the rotor core 94, ie, 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 center of the rotor core 94. However, when the embedded position of the second permanent magnet 98 is moved toward the center of the rotor core 94, the first and second permanent magnets 98 and 96 move closer to each other. The short circuit flux between the permanent magnets 96, 98 increases and the flux from the second permanent magnet 98 to the stator 92 decreases. For this reason, the torque of permanent magnet type reluctance type rotary electric machine 90 falls.
  • An object of the present invention is to provide a permanent magnet embedded type rotor capable of reducing eddy current loss without reducing torque, and a rotary electric machine provided with the permanent magnet embedded type rotor.
  • a rotor core adapted to be disposed radially inward of a stator, and a rotor core embedded near the outer peripheral surface of the rotor core and orthogonal to the d axis
  • a permanent magnet embedded rotor is provided that includes a first permanent magnet extending and a second permanent magnet embedded on both sides in the circumferential direction of the first permanent magnet and extending along the q-axis.
  • the embedded permanent magnet rotor further includes an air gap formed in the rotor core at both circumferential ends of the first permanent magnet in the direction of the second permanent magnet.
  • the air gap has an outermost radial outer end and an innermost radial inner end with respect to the radial direction of the rotor core.
  • the pole face of the first permanent magnet is located between the radially outer end and the radially inner end of the air gap in the radial direction of the rotor core.
  • FIG. 1 is a plan view showing a permanent magnet embedded rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention.
  • the elements on larger scale which show the magnetic pole in the permanent magnet embedded-type rotor of permanent magnet embedded-type rotary electric machine of FIG.
  • the top view which shows the permanent magnet embedded-type rotary electric machine by the 2nd Embodiment of this invention.
  • the elements on larger scale which show the magnetic pole in the permanent magnet embedded-type rotor of permanent magnet embedded-type rotary electric machine of FIG.
  • FIG. 16 is a partial enlarged view showing another example of the second permanent magnet of the permanent magnet embedded rotary electric machine of FIG. 3;
  • the top view which shows the permanent-magnet-type reluctance type rotary electric machine by a prior art.
  • FIGS. 1 and 2 A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the permanent magnet embedded-type electric rotating machine M includes an annular stator 10 and a permanent magnet embedded-type rotor 15 rotatably provided in the stator 10 (hereinafter simply referred to as a rotor). 15).
  • the stator 10 includes an annular stator core 11.
  • the stator core 11 is formed by laminating a plurality of core plates made of magnetic material (steel plate).
  • a plurality of teeth 13 are arranged in an inner peripheral portion of the stator core 11. Further, slots 12 are formed between the teeth 13 adjacent in the circumferential direction of the stator core 11. Coils 30 are incorporated in the slots 12 respectively.
  • the length of the teeth 13 along the direction orthogonal to the radial direction of the stator core 11 is taken as the width of the teeth 13.
  • a straight line passing through the middle point of the width of the teeth 13 and extending in the radial direction of the stator core 11 is taken as the central axis TL of the teeth 13.
  • the width between the central axes TL of the pair of teeth 13 adjacent to each other is taken as the pitch P between the teeth 13.
  • the width between the central axes TL of the teeth 13 gradually increases from the distal end (radially inner end) of the teeth 13 toward the proximal end, so in the present embodiment, the central axes at the distal ends of the pair of teeth 13
  • the width between TLs that is, the minimum value of the width between the central axes TL is taken as a pitch P.
  • the rotor 15 includes an annular rotor core 16, and the rotor core 16 is formed by laminating a plurality of core plates 161 made of magnetic material (steel plates). An axial hole 16 a is formed in the center of the rotor core 16. An output shaft (not shown) of the permanent magnet embedded rotary electric machine M is inserted into and fixed to the shaft hole 16a.
  • first permanent magnet 17 and two second permanent magnets 18 are embedded in each virtual area W in which the rotor core 16 is equally divided (eight divisions in this embodiment) in the circumferential direction.
  • Each of the first and second permanent magnets 17 and 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.
  • a set of magnet groups including one first permanent magnet 17 and two second permanent magnets 18 functions as one magnetic pole.
  • magnet groups are arranged at eight locations along the circumferential direction of the rotor core 16, and the rotor 15 has eight magnetic poles.
  • the plurality of magnetic poles are alternately provided in the circumferential direction of the rotor core 16 so as to have different poles.
  • the d-axis 26 shown in FIG. 1 represents the direction of the magnetic flux generated by one magnetic pole (a direction perpendicular to the long side direction of the first permanent magnet 17 and passing between the two second permanent magnets 18),
  • the q-axis 27 represents an axis electrically and magnetically orthogonal to the d-axis 26 and extends in an arc shape.
  • a first embedded hole 19 is formed in the vicinity of the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16.
  • the first embedding hole 19 penetrates the rotor core 16 in a direction parallel to the central axis C of the rotor core 16 and extends in a slender (rectangular shape) substantially along the circumferential direction of the rotor core 16.
  • the long side of the first embedding hole 19 is orthogonal to the d-axis 26.
  • the first permanent magnet 17 is inserted into the first embedding hole 19.
  • the surface on which the first embedded hole 19 is formed faces the outer formation surface 19a which is the long side formation surface closer to the outer circumferential surface 16b of the rotor core 16, and the outer formation surface 19a.
  • an inner forming surface 19 b which is a longer side forming surface closer to the inner peripheral surface of the rotor core 16.
  • the first permanent magnet 17 inserted into the first embedded hole 19 has an end face closer to the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16, that is, a pole face 17 a which is a surface facing the outer forming surface 19 a and the rotor core 16.
  • the first permanent magnet 17 has an end face closer to the circumferential surface, that is, an anti-magnetic pole surface 17 b which is a surface opposed to the inner forming surface 19 b. Furthermore, the first permanent magnet 17 has a magnet end face 17c which is an end face on both short sides.
  • each second embedded hole 20 penetrates the rotor core 16 in a direction parallel to the central axis C, and its long side extends radially inward from the radially inner side of the rotor core 16. More specifically, each pair of second embedding holes 20 are arranged in a V shape so as to be separated from each other radially inward from the radially inner side of the rotor core 16. The long side of each pair of second embedding holes 20 extends parallel (along) to a part of the q-axis 27 in the vicinity thereof. The second permanent magnet 18 is inserted into each of the second embedding holes 20.
  • each second buried hole 20 is formed, that is, the formation surface is opposed to the first formation surface 20a which is the long side formation surface closer to the first buried hole 19 and the first formation surface 20a. And a second formation surface 20 b which is a long side formation surface closer to the second embedded hole 20 of the adjacent magnetic pole.
  • the pair of second permanent magnets 18 are arranged such that the ends on the same side (e.g., on the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16) have the same polarity. Further, the second permanent magnets 18 arranged on adjacent magnetic poles are arranged such that the ends on the same side have different polarities. For example, when the end on the outer peripheral surface 16b side of the pair of second permanent magnets 18 of a certain magnetic pole is the S pole, the end on the outer peripheral surface 16b side of the pair of second permanent magnets 18 of the adjacent magnetic pole is the N pole is there. In the present embodiment, the pair of second permanent magnets 18 is disposed in line symmetry with the d-axis 26 so that the rotor 15 can rotate in both forward and reverse directions.
  • a pair of first air gaps 21 is formed in the rotor core 16 so as to be continuous with both short sides of the first embedding hole 19. Further, in the rotor core 16, a pair of substantially fan-shaped second air gaps 22 different from the first air gaps 21 are formed apart from the first permanent magnet 17 toward the second permanent magnet 18. Each of the first and second air gaps 21 and 22 penetrates the rotor core 16 in a direction parallel to the central axis C. In the present embodiment, the first air gap 21 and the second air gap 22 located near each end of the first permanent magnet 17 constitute one air gap 23.
  • the pair of first air gaps 21 are respectively formed on the end faces of both short sides of the first permanent magnet 17 so as to be gradually thinner from the corresponding first permanent magnet 17 toward the second permanent magnet 18.
  • the surface forming the first air gap 21, that is, the surface forming the first air gap 21 is a first forming surface 21 a which extends toward the inside of the rotor core 16 continuously to the outer forming surface 19 a of the first embedding hole 19; And a second forming surface 21 b extending from the magnet end face 17 c to the inside of the rotor core 16.
  • the surface forming the second air gap 22, that is, the surface forming the second air gap 22 is an outer peripheral side forming surface 22a extending in an arc along the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16, and both end edges of the outer peripheral side forming surface 22a.
  • a d-axis side forming surface 22b extending from an end edge close to the first permanent magnet 17 and a q-axis side forming surface 22c extending from the remaining end edge are included.
  • the d-axis side forming surface 22b and the q-axis side forming surface 22c approach each other as they go from the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16 to the inner peripheral surface.
  • the intersection of the d-axis side forming surface 22 b and the q-axis side forming surface 22 c is the radially inner end Y located at the innermost side in the radial direction of the rotor core 16 in the second air gap 22.
  • the outer peripheral side forming surface 22 a of the second air gap 22 corresponds to the radially outer end portion of the second air gap 22 positioned outermost in the radial direction of the rotor core 16.
  • an outer peripheral side bridge 24 extending with a fixed width along the circumferential direction of the rotor core 16 is formed. That is, the side surface on the second air gap 22 side of the outer peripheral side bridge 24 is the outer peripheral side forming surface 22 a of the second air gap 22.
  • a reinforcing bridge 25 is formed between the first and second air gaps 21 and 22. That is, the side surface on the first air gap 21 side of the reinforcing bridge 25 is the first forming surface 21 a of the first air gap 21, and the side surface on the second air gap 22 side of the reinforcing bridge 25 is the d axis side formation of the second air gap 22. It is the surface 22b.
  • the reinforcing bridge 25 extends at a constant width substantially the same as the width of the outer circumferential bridge 24.
  • the width of the outer peripheral side bridge 24 and the reinforcing bridge 25 is preferably twice or more the thickness of the core plate 161.
  • the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 is located radially inward of the rotor core 16 with respect to the outer peripheral side forming surface 22 a (radial outer end) of the second air gap 22, and the radial inner end of the second air gap 22. It is disposed so as to be located radially outward of the rotor core 16 from Y. That is, the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 is located between the outer peripheral side forming surface 22 a (radially outer end) of the second air gap 22 and the radially inner end Y in the radial direction of the rotor core 16. .
  • the distance along the d-axis 26 from the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 to the magnetic pole surface 17 a is taken as the embedded depth F of the first permanent magnet 17.
  • the embedded depth F is preferably 1 / 10P ⁇ F ⁇ 2 / 3P, based on the pitch P between the teeth 13.
  • the two second permanent magnets 18 are arranged so as to narrow the distance between them as it goes to the inner circumferential surface of the rotor core 16. Therefore, when the first permanent magnet 17 approaches the inner circumferential surface of the rotor core 16, the magnet end face 17 c of the first permanent magnet 17 approaches the second permanent magnet 18. If the first permanent magnet 17 approaches the inner peripheral surface of the rotor core 16 so that the embedded depth F becomes larger than 2 / 3P, the short circuit magnetic flux between the first and second permanent magnets 17 and 18 increases, which is not preferable. .
  • the embedded depth F is set in such a range that the first permanent magnet 17 is located between the pair of second air gaps 22 in the radial direction of the rotor core 16.
  • the length N in the long side direction of the first permanent magnet 17 is preferably in the range of 1 to 3 times the pitch P between the teeth 13. If the length N is smaller than the pitch P, the size of the first permanent magnet 17 is reduced to reduce the magnetic force, and the magnetic flux generated from the first permanent magnet 17 is reduced. On the other hand, when the length N of the first permanent magnet 17 becomes larger than three times the pitch P, the first permanent magnet 17 becomes too long, and the second air gap 22 (air gap 23) and the second permanent magnet 18 It is not preferable because it becomes difficult to arrange suitably.
  • the distance between the second embedded hole 20 and the long side forming surface 20a is preferably in the range of 0.3 to 2 times the pitch P.
  • the distance H is smaller than 0.3 times the pitch P, the magnetic flux passing between the second permanent magnet 18 and the air gap 23 (the second air gap 22) decreases, and the permanent magnet embedded-type electric rotating machine M It is not preferable because it causes a decrease in torque.
  • the distance H is larger than twice the pitch P, the magnetic flux passing between the second permanent magnet 18 and the air gap 23 (second air gap 22) can be increased, but torque ripple is preferably increased. Absent.
  • the energization of the coil 30 generates a rotating magnetic field in the stator 10. Magnetic attraction and repulsion between the rotating magnetic field and the first and second permanent magnets 17 and 18 rotate the rotor 15. At this time, since the rotor core 16 is provided with the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18, for example, as compared with the case where only one of the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18 is provided in the rotor core 16. The reluctance torque is increased, and the torque of the permanent magnet embedded type rotary electric machine M is increased.
  • the first permanent magnet 17 is embedded in the rotor core 16 such that the embedded depth F of the first permanent magnet 17 satisfies 1 / 10P ⁇ F ⁇ 2 / 3P. For this reason, the first permanent magnet 17 is disposed at a position not too close to the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 and too close to the inner peripheral surface. Accordingly, generation of eddy current loss on the surface of the first permanent magnet 17 can be suppressed, and a short circuit magnetic flux between the first and second permanent magnets 17 and 18 is reduced.
  • the rotor core 16 of the rotor 15 is provided with the first permanent magnet 17 elongated in the vicinity of the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16. Further, two second permanent magnets 18 are disposed in the rotor core 16 so as to sandwich the first permanent magnet 17.
  • the magnetic pole surface 17 a on the outer peripheral surface 16 b side is positioned radially inward of the rotor core 16 with respect to the outer peripheral side forming surface 22 a on the outer peripheral surface 16 b side in the second air gap 22.
  • the rotor core 16 is embedded in the rotor core 16 so as to be located on the radially outer side of the rotor core 16 from the radially inner end Y of the rotor core 16.
  • the first permanent magnet 17 By setting the embedded position of the first permanent magnet 17 in this manner, even if the first permanent magnet 17 is disposed closer to the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16, the first permanent magnet 17 too close to the outer peripheral surface 16 b Can be prevented, and the occurrence of eddy current loss on the surface of the first permanent magnet 17 can be suppressed. Furthermore, the first permanent magnet 17 is prevented from coming too close to the inner circumferential surface of the rotor core 16, and the short circuit magnetic flux between the first and second permanent magnets 17 and 18 is reduced.
  • the temperature rise of the first permanent magnet 17 due to the eddy current loss can be suppressed small, and the decrease of the magnetic flux of the first permanent magnet 17 and the increase of the short circuit magnetic flux can be prevented.
  • the embedded depth F of the first permanent magnet 17 is set to satisfy 1 / 10P ⁇ F ⁇ 2 / 3P, the eddy current loss is not reduced without decreasing the torque of the permanent magnet embedded type rotary electric machine M. Can be reduced.
  • the length N in the long side direction of the first permanent magnet 17 is preferably in the range of 1 to 3 times the pitch P between the teeth 13.
  • the two air gaps 22 (the air gaps 23) and the second permanent magnet 18 can be suitably disposed.
  • the distance H between the second air gap 22 and the adjacent second permanent magnet 18 is preferably in the range of 0.3 to 2 times the pitch P.
  • each magnetic pole two second permanent magnets 18 are disposed in a V-shape expanding radially outward from the radially inner side of the rotor core 16 so as to sandwich one first permanent magnet 17. Therefore, the magnetic flux passing through the q axis 27 of each magnetic pole can be increased, and the reluctance torque can be increased.
  • the first air gap 21 is provided on both magnet end faces 17 c of the first permanent magnet 17, and the second air gap 22 is disposed between the first permanent magnet 17 and the second permanent magnet 18. Therefore, the short circuit magnetic flux between the first and second permanent magnets 17 and 18 can be reduced by the air gap 23 (the first air gap 21 and the second air gap 22).
  • the formation surface of the first air gap 21 is an outer peripheral side forming surface 21 g extending in an arc shape along the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 and a first permanent surface of both end edges of the outer peripheral side forming surface 21 g. And a d-axis side forming surface 21 h extending in parallel to the d-axis 26 from the circumferentially inward end edge of the magnet 17. Further, the formation surface of the first air gap 21 is a formation surface 21c extending parallel to the magnetic pole surface 17a from the radial inner end edge of the d-axis side formation surface 21h toward the second permanent magnet 18, and its formation surface 21c.
  • the formation surface of the first air gap 21 is a q-axis side formation surface 21e extending radially inward of the rotor core 16 from the end edge of the outer peripheral side formation surface 21g near the second permanent magnet 18, and the q-axis side formation surface And an inner peripheral forming surface 21f extending from the end edge of 21e to the magnet end surface 17c of the first permanent magnet 17.
  • the formation surface of the first air gap 21 includes the outer peripheral side formation surface 21g, the d axis side formation surface 21h, the formation surface 21c, the extension surface 21d, the q axis side formation surface 21e, and the inner peripheral side formation surface 21f. Including.
  • the formation surface of the second air gap 22 is an outer peripheral side forming surface 22a extending in an arc shape along the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16 and an end edge of the outer peripheral side forming surface 22a closer to the first permanent magnet 17 It includes a d-axis side forming surface 22b extending in parallel with the q-axis side forming surface 21e, and a q-axis side forming surface 22c extending along the q-axis 27 from an end edge of the outer peripheral side forming surface 22a closer to the second permanent magnet 18. .
  • the side surface of the reinforcing bridge 25 on the first air gap 21 side is the q-axis side forming surface 21 e of the first air gap 21, and the side surface of the reinforcing bridge 25 on the second air gap 22 side is the d-axis side forming surface of the second air gap 22. 22b.
  • the width of the reinforcement bridge 25, that is, the distance between the q-axis formation surface 21 e and the d-axis formation surface 22 b is constant over the entire length of the reinforcement bridge 25.
  • the width of the reinforcing bridge 25 is preferably twice or more the thickness of the core plate 161.
  • a pair of reinforcing bridges 25 is formed on both magnet end faces 17 c of the first permanent magnet 17.
  • the pair of reinforcing bridges 25 is disposed in an inverted V shape in which the distance between the reinforcing bridges 25 extends radially inward from the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16.
  • an outer peripheral bridge 24 extending with a fixed width along the circumferential direction of the rotor core 16 is formed. ing.
  • the width of the outer circumferential side bridge 24 is preferably at least twice the thickness of the core plate 161.
  • the first air gap 21 extends radially outward of the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 and also extends to the second permanent magnet 18 side of the magnet end surface 17 c.
  • T be the thickness of the first permanent magnet 17 along the d-axis 26
  • V be the shortest distance along the direction orthogonal to the d-axis 26 from the magnet end face 17c to the q-axis forming surface 21e.
  • the first air gap 21 is formed to satisfy 1 / 3T ⁇ V ⁇ T.
  • the magnetic pole surface 17a of the first permanent magnet 17 and the reinforcing bridge 25 become close, the magnetic flux path from the magnetic pole surface 17a to the reinforcing bridge 25 becomes short, and the magnetic path in the magnetic flux path It is not preferable because the resistance decreases. Furthermore, the opening width of the first air gap 21 is narrowed, and the magnetic flux short-circuiting from the magnet end face 17c to the reinforcing bridge 25 is increased, which is not preferable. On the other hand, when the shortest distance V becomes larger than the thickness T of the first permanent magnet 17, the first air gap 21 becomes too large, and it becomes difficult to suitably arrange the first and second air gaps 21, 22 in the magnetic pole. Absent.
  • the first air gap 21 is closer to the second permanent magnet 18 than the imaginary line E. It includes a base portion 211 and an extension portion 212 which is extended inward in the circumferential direction of the first permanent magnet 17 with respect to the imaginary line E.
  • the base portion 211 is positioned closer to the second permanent magnet 18 than the first permanent magnet 17, and the extension portion 212 extends from the base portion 211 inward in the circumferential direction of the first permanent magnet 17.
  • the extension portion 212 is formed of a part of the outer peripheral side forming surface 21g on the circumferential direction inner side of the first permanent magnet 17 than the imaginary line E, the d axis side forming surface 21h, and the forming surface 21c.
  • the opening width of the extension 212 along the radial direction of the rotor core 16 is smaller than that of the base 211.
  • the magnetic flux does not easily pass through the base portion 211 and easily passes through the narrow extension 212 of the opening width. Therefore, in the first air gap 21, the magnetic resistance of the extension portion 212 is smaller than that of the base portion 211.
  • the inner circumferential side forming surface 21 f corresponds to the radially inner end located at the innermost side in the radial direction of the rotor core 16, and the outer circumferential side forming surface 21 g is the outermost side in the radial direction of the rotor core 16. It corresponds to the radially outer end located.
  • the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 is located radially inward of the rotor core 16 with respect to the outer peripheral side forming surface 21 g (radial outer end) of the first air gap 21, and the inner peripheral side forming surface of the first air gap 21. It is disposed so as to be closer to the outer peripheral surface of the rotor core 16 than 21f. That is, the magnetic pole surface 17 a of the first permanent magnet 17 is located between the outer peripheral side forming surface 21 g (radial outer end) of the first air gap 21 and the inner peripheral side forming surface 21 f in the radial direction of the rotor core 16. .
  • the distance along the d-axis 26 from the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16 to the magnetic pole surface 17 a is taken as the embedded depth F of the first permanent magnet 17.
  • the embedding depth is preferably 1/10 P ⁇ F ⁇ 2/3 P based on the pitch P between the teeth 13.
  • the embedded depth F is set in a range in which the first permanent magnet 17 is located between the pair of second air gaps 22 (air gaps 23).
  • the centrifugal force caused by the rotation of the rotor 15 exerts a force on the first permanent magnet 17 toward the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16, but the reinforcement bridge 25 having mechanical strength prevents the movement of the first permanent magnet 17. Be done.
  • 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 and the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16. It is assumed that the amount of energization of the coil 30 becomes large and a magnetic saturation state occurs between the first air gap 21 and the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16.
  • the shortest distance V of the first air gap 21 is set within a predetermined range, and the reinforcing bridge 25 is separated from the magnet end face 17c by a predetermined distance, so that the magnetic flux path from the pole face 17a to the reinforcing bridge 25 is long. And the magnetic resistance is increased. Therefore, the short circuit magnetic flux flowing from the pole face 17a to the reinforcing bridge 25 is reduced.
  • the following advantages can be obtained in addition to the advantages (2) to (5) and (7) of the first embodiment.
  • the shortest distance V from the magnet end face 17c of the first permanent magnet 17 along the direction orthogonal to the d-axis 26 to the q-axis forming surface 21e of the first air gap 21 is the thickness of the first permanent magnet 17 Based on T, 1 / 3T ⁇ V ⁇ T is satisfied.
  • the air gap 23 is formed such that the reinforcing bridge 25 is separated from the magnet end surface 17 c by a predetermined distance. Therefore, it is possible to increase the magnetic resistance in the magnetic flux path from the magnetic pole surface 17a to the outer peripheral surface 16b of the rotor core 16 through the reinforcing bridge 25 and to the counter magnetic pole surface 17b. It can be reduced.
  • a pair of reinforcing bridges 25 located on the both magnet end face 17c side of the first permanent magnet 17 is a reverse direction in which the distance between each other is expanded radially inward from the outer peripheral surface 16b side of the rotor core 16 It is arranged in a V-shape. Therefore, 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 inward in the radial direction from the outer peripheral surface 16b side. Therefore, the magnetic resistance due to the first air gap 21 increases as going radially inward from the outer peripheral surface 16 b side, and the short circuit magnetic flux to the reinforcing bridge 25 via the first air gap 21 can be reduced.
  • the first air gap 21 is formed to extend from the pole face 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 separated from the magnet end surface 17c by a predetermined distance. ing. Therefore, the magnetic flux from the magnetic pole surface 17 a flows in the first air gap 21 toward the outer peripheral surface 16 b side of the rotor core 16 before flowing in the reinforcing bridge 25. Therefore, in addition to securing the shortest distance V, the magnetic resistance in the magnetic flux path up to the reinforcing bridge 25 can be increased, and the short circuit magnetic flux passing through the reinforcing bridge 25 can be further reduced.
  • the first air gap 21 includes the base portion 211 and the extension portion 212, and the opening width of the extension portion 212 in the radial direction of the rotor core 16 is smaller than that of the base portion 211. For this reason, the magnetic flux is likely to pass through the extension 212 compared to the base portion 211, and the magnetic resistance of the extension 212 is reduced. Therefore, in the rotor core 16, the magnetic resistance gradually decreases toward the circumferential center of the first permanent magnet 17 by the base portion 211 and the extension portion 212.
  • the magnetic pole surface 17a on the outer peripheral surface 16b side of the first permanent magnet 17 is located radially inward of the rotor core 16 with respect to the outer peripheral side forming surface 21g on the outer peripheral surface 16b side of the first air gap 21, and the first air gap It is positioned closer to the outer peripheral surface of the rotor core 16 than the inner peripheral side forming surface 21 f of the rotor 21.
  • the second embedded hole 20 formed in the rotor core 16 extends along the q axis 27 and has an arc shape which is recessed radially inward from the radially outer side of the rotor core 16
  • the second permanent magnet 18 inserted into the second embedding hole 20 may be formed of a single permanent magnet having an arc shape in cross section.
  • the pair of second embedding holes 20 are formed in each virtual area W of the rotor core 16, and the second permanent magnets 18 are fitted in the second embedding holes 20.
  • a second V-shaped embedded hole 20 may be formed in the rotor core 16, and the V-shaped second permanent magnet 18 may be inserted into the second embedded hole 20.
  • the V-shaped second permanent magnet 18 may be a single integrally formed second permanent magnet 18 or a plurality of divided second permanent magnets 18.
  • the second air gap 22 is formed in a substantially fan shape, but the shape of the second air gap 22 may be changed as appropriate.
  • the first permanent magnet 17 and the pair of second permanent magnets 18 are connected to the d-axis 26 so that the embedded permanent magnet rotor 15 can rotate in both forward and reverse directions. Arranged symmetrically. However, when the permanent magnet embedded rotor 15 is rotated only in one direction, the first permanent magnet 17 and the two second permanent magnets 18 may not be disposed in line symmetry with the d axis 26. .
  • the number of magnetic poles is eight in the first and second embodiments, the number of magnetic poles may be changed.
  • the pair of reinforcing bridges 25 is arranged in an inverted V shape in which the distance between the reinforcing bridges 25 extends radially inward from the side of the outer peripheral surface 16 b of the rotor core 16.
  • the pair of reinforcing bridges 25 may be arranged in a V-shape to narrow the distance between the reinforcing bridges 25 radially inward from the outer peripheral surface 16 b side of the rotor core 16.
  • the pair of reinforcing bridges 25 may be arranged such that the distance between them is constant.
  • the width of the outer peripheral side bridge 24 and the reinforcing bridge 25 may be twice or less the thickness of the core plate 161.
  • the extension 212 of the first air gap 21 may be formed to be gradually thinner from the base 211 toward the d-axis 26.
  • the opening width of the extension portion 212 along the radial direction of the rotor core 16 gradually becomes smaller from the base portion 211 toward the d-axis 26.
  • the magnetic resistance of the rotor core 16 gradually decreases from the base portion 211 toward the d-axis 26, it is possible to make the change of the magnetic resistance in the rotor core 16 more gradual and suppress the torque ripple.

Abstract

　固定子の径方向内側に配置されるように適合されたロータコアと、該ロータコアの外周面寄りに埋込まれ、ｄ軸に直交する方向に延びる第１永久磁石と、該第１永久磁石の周方向両側に埋込まれ、ｑ軸に沿って延びる第２永久磁石とを備える、永久磁石埋込型回転子を提供する。該永久磁石埋込型回転子は、該第１永久磁石の周方向両端から該第２永久磁石の方に離れて該ロータコアに形成された空隙をさらに備える。該空隙は、該ロータコアの径方向に関し、最も外側に位置する径方向外側端部と最も内側に位置する径方向内側端部とを有する。該第１永久磁石の磁極面は、ロータコアの径方向において、該空隙の径方向外側端部と径方向内側端部との間に位置する。

Description

永久磁石埋込型回転子及び回転電機
　本発明は、ロータコアの外周面寄りに埋込まれｄ軸に直交する方向に延びる第１永久磁石と、ロータコアに埋め込まれｑ軸に沿って延びる第２永久磁石と、第１永久磁石から第２永久磁石の方に離れてロータコアに形成された空隙とを備え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に関する。
　図７に示すように、特許文献１に記載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を備えた固定子９２と、その固定子９２の径方向内側に配置された回転子９３とを備える。
　回転子９３は、円筒形の回転子鉄心９４を備える。回転子鉄心９４には、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が複数対形成されている。各対の第１の空洞部９５は、各磁極を周方向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、各磁極間には回転子鉄心９４の外周に略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。
　回転子鉄心９４に設けられた第１の永久磁石９６と第２の永久磁石９８とは、リラクタンストルクを増大させる。これによって、永久磁石式リラクタンス型回転電機９０のトルクを増大させる。
特許第３５９７８２１号公報
　第２の永久磁石９８は回転子鉄心９４の外周面寄り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大きく、第２の永久磁石９８には大きな渦電流損が発生する。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から発生する磁束が減少する。このため、永久磁石式リラクタンス型回転電機９０のトルクが低下する。
　渦電流損を低減させる方策として、第２の永久磁石９８に高保磁力の磁石を採用すること、第２の永久磁石９８の厚みを大きくすること、第２の永久磁石９８を複数に分割すること等が挙げられるが、いずれも第２の永久磁石９８のコストアップに繋がるので好ましくない。
　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の外周面から離すこと、すなわち、図７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の中心へ向けて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の中心へ向けて移動させると、第２の永久磁石９８と第１の永久磁石９６とが近付くために第１及び第２の永久磁石９６，９８の間の短絡磁束が増加して、第２の永久磁石９８から固定子９２に渡る磁束が減少する。このため、永久磁石式リラクタンス型回転電機９０のトルクが低下する。
　本発明の目的は、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。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様では、固定子の径方向内側に配置されるように適合されたロータコアと、該ロータコアの外周面寄りに埋込まれ、ｄ軸に直交する方向に延びる第１永久磁石と、該第１永久磁石の周方向両側に埋込まれ、ｑ軸に沿って延びる第２永久磁石とを備える、永久磁石埋込型回転子を提供する。該永久磁石埋込型回転子は、該第１永久磁石の周方向両端から該第２永久磁石の方に離れて該ロータコアに形成された空隙をさらに備える。該空隙は、該ロータコアの径方向に関し、最も外側に位置する径方向外側端部と最も内側に位置する径方向内側端部とを有する。該第１永久磁石の磁極面は、ロータコアの径方向において、該空隙の径方向外側端部と径方向内側端部との間に位置する。
本発明の第１の実施形態による永久磁石埋込型回転電機を示す平面図。 図１の永久磁石埋込型回転電機の永久磁石埋込型回転子における磁極を示す部分拡大図。 本発明の第２の実施形態による永久磁石埋込型回転電機を示す平面図。 図３の永久磁石埋込型回転電機の永久磁石埋込型回転子における磁極を示す部分拡大図。 図１の永久磁石埋込型回転電機の第２永久磁石の別例を示す部分拡大図。 図３の永久磁石埋込型回転電機の第２永久磁石の別例を示す部分拡大図。 従来技術による永久磁石式リラクタンス型回転電機を示す平面図。
　以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１～図２にしたがって説明する。
　図１に示すように、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）とを備える。固定子１０は、環状のステータコア１１を備える。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することによって形成されている。
　ステータコア１１の内周部にはティース１３が複数配列されている。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。スロット１２には、それぞれコイル３０が組み込まれている。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の幅とする。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そのティース１３の中心軸ＴＬとする。また、隣り合う一対のティース１３の中心軸ＴＬ間の幅をティース１３間のピッチＰとする。前記ティース１３の中心軸ＴＬ間の幅は、ティース１３の先端（径方向内側端部）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、一対のティース１３の先端での中心軸ＴＬ間の幅、すなわち、中心軸ＴＬ間の幅の最小値をピッチＰとする。
　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を積層することによって形成されている。ロータコア１６の中心部には軸孔１６ａが貫設されている。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）が挿通されて固定される。
　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には、それぞれ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及び第２永久磁石１７，１８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。
　各仮想領域Ｗにおいて、１つの第１永久磁石１７と、２つの第２永久磁石１８とを含む１組の磁石群は、１つの磁極として機能する。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箇所に配設されており、回転子１５は８つの磁極を備える。また、複数の磁極はロータコア１６の周方向に交互に異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、１つの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間を通過する方向）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。
　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が形成されている。第１埋込孔１９は、ロータコア１６の中心軸Ｃと平行な方向にロータコア１６を貫通するとともに、ロータコア１６の周方向にほぼ沿って細長（矩形状）に延びている。詳述すると、第１埋込孔１９の長辺はｄ軸２６に直交する。この第１埋込孔１９に第１永久磁石１７が嵌入されている。
　第１埋込孔１９を形成する面、すなわち、形成面は、ロータコア１６の外周面１６ｂに近い方の長辺側形成面である外側形成面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長辺側形成面である内側形成面１９ｂとを含む。第１埋込孔１９に嵌入された第１永久磁石１７は、ロータコア１６の外周面１６ｂに近い方の端面、すなわち、外側形成面１９ａに対向する面である磁極面１７ａと、ロータコア１６の内周面に近い方の端面、すなわち、内側形成面１９ｂに対向する面である反磁極面１７ｂとを有する。さらに、第１永久磁石１７は、両短辺側の端面である磁石端面１７ｃを有する。
　各仮想領域Ｗには、矩形状をなす一対の第２埋込孔２０が形成されている。各第２埋込孔２０は、中心軸Ｃと平行な方向にロータコア１６を貫通するとともに、その長辺がロータコア１６の径方向内側から径方向外側に向かって延びている。より詳細には、各対の第２埋込孔２０は、ロータコア１６の径方向内側から径方向外側に向かうに従い互いに離れるＶ字状に配置されている。各対の第２埋込孔２０の長辺は、その近傍のｑ軸２７の一部に対して平行に（沿うように）延びている。各第２埋込孔２０に、第２永久磁石１８が嵌入されている。各第２埋込孔２０を形成する面、すなわち、形成面は、第１埋込孔１９に近い方の長辺側形成面である第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に近い方の長辺側形成面である第２形成面２０ｂとを含む。
　各対の第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）の端部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、同じ側の端部が異極となるように配置されている。例えば、ある磁極の一対の第２永久磁石１８の外周面１６ｂ側の端部がＳ極である場合、隣りの磁極の一対の第２永久磁石１８の外周面１６ｂ側の端部はＮ極である。本実施形態では、回転子１５が正逆両方向へ回転可能であるように、ｄ軸２６に対し、一対の第２永久磁石１８が線対称となる位置に配置されている。
　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各一対の第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から第２永久磁石１８の方に離れて第１空隙２１とは別の略扇形状の各一対の第２空隙２２が形成されている。第１及び第２空隙２１，２２それぞれは、中心軸Ｃと平行な方向にロータコア１６を貫通している。本実施形態では、第１永久磁石１７の各端部付近に位置する第１空隙２１と第２空隙２２とが１つの空隙部２３を構成する。
　一対の第１空隙２１は、対応する第１永久磁石１７から第２永久磁石１８の方に離れるに従い徐々に細くなるように、第１永久磁石１７の両短辺の端面にそれぞれ形成されている。第１空隙２１を形成する面、すなわち、第１空隙２１の形成面は、第１埋込孔１９の外側形成面１９ａに連続してロータコア１６の内側へ向かって延びる第１形成面２１ａと、磁石端面１７ｃからロータコア１６の内側へ向かって延びる第２形成面２１ｂとを含む。
　第２空隙２２を形成する面、すなわち、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と、この外周側形成面２２ａの両端縁のうち第１永久磁石１７寄りの端縁から延びるｄ軸側形成面２２ｂと残りの端縁から延びるｑ軸側形成面２２ｃとを含む。ｄ軸側形成面２２ｂとｑ軸側形成面２２ｃとは、ロータコア１６の外周面１６ｂ寄りから内周面に向かうに従い互いに近付く。ｄ軸側形成面２２ｂとｑ軸側形成面２２ｃとの交点は、第２空隙２２のうちロータコア１６の径方向に関して最も内側に位置する径方向内側端部Ｙである。また、本実施形態では、第２空隙２２の外周側形成面２２ａが、第２空隙２２のうちロータコア１６の径方向に関して最も外側に位置する径方向外側端部に相当する。
　ロータコア１６の外周面１６ｂと第２空隙２２の外周側形成面２２ａとの間には、ロータコア１６の周方向に沿って一定幅で延びる外周側ブリッジ２４が形成されている。すなわち、外周側ブリッジ２４の第２空隙２２側の側面は、第２空隙２２の外周側形成面２２ａである。
　ロータコア１６において、第１及び第２空隙２１，２２の間には、補強ブリッジ２５が形成されている。すなわち、補強ブリッジ２５の第１空隙２１側の側面は、第１空隙２１の第１形成面２１ａであり、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である。補強ブリッジ２５は、外周側ブリッジ２４の幅と略同じ一定幅で延びている。外周側ブリッジ２４及び補強ブリッジ２５の幅は、好適にはコア板１６１の厚みの２倍以上である。
　第１永久磁石１７の磁極面１７ａは、第２空隙２２の外周側形成面２２ａ（径方向外側端部）よりロータコア１６の径方向内側に位置し、かつ第２空隙２２の径方向内側端部Ｙよりロータコア１６の径方向外側に位置するように配置されている。すなわち、第１永久磁石１７の磁極面１７ａは、ロータコア１６の径方向において、第２空隙２２の外周側形成面２２ａ（径方向外側端部）と径方向内側端部Ｙとの間に位置する。ここで、ロータコア１６の外周面１６ｂから磁極面１７ａまでのｄ軸２６に沿った距離を、第１永久磁石１７の埋込深さＦとする。埋込深さＦは、ティース１３間のピッチＰを基準とすると、好適には、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐである。
　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の間隔を狭めるように配置されている。このため、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に近付くことになる。埋込深さＦが２／３Ｐより大きくなるほどに第１永久磁石１７がロータコア１６の内周面に近付くと、第１及び第２永久磁石１７，１８の間の短絡磁束が増えてしまい好ましくない。一方、埋込深さＦが１／１０Ｐより小さくなるほどに第１永久磁石１７がロータコア１６の外周面１６ｂに近付くと、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の表面における渦電流損が増えて好ましくない。埋込深さＦは、第１永久磁石１７がロータコア１６の径方向において一対の第２空隙２２の間に位置するような範囲内に設定される。
　第１永久磁石１７の長辺方向への長さＮは、好適には、ティース１３間のピッチＰの１～３倍の範囲内である。長さＮがピッチＰより小さくなると、第１永久磁石１７が小型化して磁力が低下し、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倍より大きくなると、第１永久磁石１７が長くなりすぎて、磁極において第２空隙２２（空隙部２３）及び第２永久磁石１８を好適に配置することが困難になり好ましくない。
　また、各磁極において、各第２空隙２２（空隙部２３）と、その第２空隙２２に隣り合う第２永久磁石１８との間の間隔Ｈ（第２空隙２２のｑ軸側形成面２２ｃと、第２埋込孔２０の長辺側形成面２０ａとの間の間隔）は、好適には、ピッチＰの０．３～２倍の範囲内である。この間隔ＨがピッチＰの０．３倍より小さくなると、第２永久磁石１８と空隙部２３（第２空隙２２）との間を通過する磁束が減少し、永久磁石埋込型回転電機Ｍの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倍より大きくなると、第２永久磁石１８と空隙部２３（第２空隙２２）との間を通過する磁束を増加させることができるものの、トルクリプルが増加して好ましくない。
　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。この回転磁界と第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が回転子１５を回転させる。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及び第２永久磁石１８の一方のみがロータコア１６に設けられる場合と比べると、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。
　ロータコア１６において、第１永久磁石１７の埋込深さＦが、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐを満たすように、第１永久磁石１７がロータコア１６に埋込まれている。このため、第１永久磁石１７がロータコア１６の外周面１６ｂに近すぎず、かつ内周面に近すぎない位置に配置される。よって、第１永久磁石１７の表面における渦電流損の発生を抑えることができるとともに、第１及び第２永久磁石１７，１８の間での短絡磁束が低減される。
　上記実施形態によれば、以下のような利点を得ることができる。
　（１）回転子１５のロータコア１６には、ロータコア１６の外周面１６ｂ寄りに細長に延びる第１永久磁石１７が配置されている。また、ロータコア１６には、第１永久磁石１７を挟むように２つの第２永久磁石１８が配置されている。第１永久磁石１７は、外周面１６ｂ側の磁極面１７ａが、第２空隙２２における、外周面１６ｂ側の外周側形成面２２ａよりもロータコア１６の径方向内側に位置し、かつ第２空隙２２の径方向内側端部Ｙよりロータコア１６の径方向外側に位置するようにロータコア１６に埋込まれている。このように第１永久磁石１７の埋込み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の表面における渦電流損の発生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及び第２永久磁石１７，１８の間での短絡磁束が低減される。
　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の磁束の減少と、前記短絡磁束の増加とを防止することができる。その結果、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。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、第１永久磁石１７の厚みを大きくしたり、第１永久磁石１７を複数に分割したりといった必要が無くなる。このため、トルク低下防止のために第１永久磁石１７がコストアップするのを避けることができる。
　（２）第１永久磁石１７の埋込深さＦを、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐを満たすように設定したため、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。
　（３）第１永久磁石１７の長辺方向への長さＮは、好適には、ティース１３間のピッチＰの１～３倍の範囲内である。このように第１永久磁石１７の長さＮの範囲を設定することで、第１永久磁石１７が短くなりすぎることによる第１永久磁石１７から発生する磁束の減少を防止しつつ、磁極において第２空隙２２（空隙部２３）及び第２永久磁石１８を好適に配置することができる。
　（４）第２空隙２２と、隣り合う第２永久磁石１８との間の間隔Ｈは、好適には、ピッチＰの０．３～２倍の範囲内である。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。
　（５）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の径方向内側から径方向外側に向かって拡がるＶ字状に配置されている。このため、各磁極の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。
　（６）第１永久磁石１７の両磁石端面１７ｃには第１空隙２１が設けられており、第１永久磁石１７と第２永久磁石１８の間には第２空隙２２が配置されている。このため、空隙部２３（第１空隙２１及び第２空隙２２）により、第１及び第２永久磁石１７，１８の間の短絡磁束を減らすことができる。
　（７）外周側ブリッジ２４及び補強ブリッジ２５の幅がコア板１６１の厚みの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る。したがって、打ち抜きの際の外周側ブリッジ２４及び補強ブリッジ２５の形成部位の変形を防止することができる。
　以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図３～図４にしたがって説明する。第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図３に示すように、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２１ｇと、この外周側形成面２１ｇの両端縁のうち第１永久磁石１７の周方向内側寄りの端縁からｄ軸２６に対し平行に延びるｄ軸側形成面２１ｈとを含む。また、第１空隙２１の形成面は、ｄ軸側形成面２１ｈの径方向内側端縁から第２永久磁石１８に向かって磁極面１７ａに対し平行に延びる形成面２１ｃと、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とを含む。さらに、第１空隙２１の形成面は、外周側形成面２１ｇの第２永久磁石１８寄りの端縁からロータコア１６の径方向内側に向けて延びるｑ軸側形成面２１ｅと、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とを含む。第１空隙２１の形成面は、外周側形成面２１ｇと、ｄ軸側形成面２１ｈと、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とを含む。
　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と、この外周側形成面２２ａの両端縁のうち第１永久磁石１７寄りの端縁からｑ軸側形成面２１ｅと平行に延びるｄ軸側形成面２２ｂと、外周側形成面２２ａの第２永久磁石１８寄りの端縁からｑ軸２７に沿って延びるｑ軸側形成面２２ｃとを含む。
　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であり、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である。補強ブリッジ２５の幅、すなわち、ｑ軸側形成面２１ｅとｄ軸側形成面２２ｂとの間の間隔は、補強ブリッジ２５の全長にわたって一定である。補強ブリッジ２５の幅は、好適にはコア板１６１の厚みの２倍以上である。各仮想領域Ｗ（磁極）では、第１永久磁石１７の両磁石端面１７ｃ側に一対の補強ブリッジ２５が形成されている。該一対の補強ブリッジ２５は、ロータコア１６の外周面１６ｂ側から径方向内側に向かって互いの間の間隔を広げる逆Ｖ字状に配置されている。
　ロータコア１６の外周面１６ｂと、第１及び第２空隙２１，２２の外周側形成面２１ｇ，２２ａとの間には、ロータコア１６の周方向に沿って一定幅で延びる外周側ブリッジ２４が形成されている。外周側ブリッジ２４の幅は、好適にはコア板１６１の厚みの２倍以上である。
　第１空隙２１は、第１永久磁石１７の磁極面１７ａよりも径方向外側へ延びるとともに、磁石端面１７ｃよりも第２永久磁石１８側へ延びている。ここで、ｄ軸２６に沿った第１永久磁石１７の厚みをＴとし、磁石端面１７ｃからｑ軸側形成面２１ｅに至るまでのｄ軸２６に直交する方向に沿った最短距離をＶとすると、１／３Ｔ＜Ｖ≦Ｔを満たすように第１空隙２１が形成される。
　最短距離Ｖが１／３Ｔより小さくなると、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。さらにまた、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より大きくなると、第１空隙２１が大きくなりすぎて、磁極において第１及び第２空隙２１，２２を好適に配置することが困難になり好ましくない。
　第１空隙２１において、延長面２１ｄ及び磁石端面１７ｃを通り、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よりも第２永久磁石１８側の基部２１１と、仮想線Ｅよりも第１永久磁石１７の周方向内側に延長された延長部２１２とを含む。基部２１１は、第１永久磁石１７より第２永久磁石１８寄りに位置し、延長部２１２は基部２１１から第１永久磁石１７の周方向内側へ延びている。
　この延長部２１２は、仮想線Ｅよりも第１永久磁石１７の周方向内側の外周側形成面２１ｇの一部と、ｄ軸側形成面２１ｈと、形成面２１ｃとから形成されている。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のそれよりも小さい。よって、磁束は、基部２１１を通過し難く、開口幅のより狭い延長部２１２を通過しやすい。このため、第１空隙２１においては、延長部２１２の磁気抵抗が基部２１１のそれに比べ小さくなっている。
　第１空隙２１では、内周側形成面２１ｆが、ロータコア１６の径方向に関して最も内側に位置する径方向内側端部に相当し、外周側形成面２１ｇが、ロータコア１６の径方向に関し最も外側に位置する径方向外側端部に相当する。
　第１永久磁石１７の磁極面１７ａは、第１空隙２１の外周側形成面２１ｇ（径方向外側端部）よりロータコア１６の径方向内側に位置し、かつ第１空隙２１の内周側形成面２１ｆよりロータコア１６の外周面寄りに位置するように配置されている。すなわち、第１永久磁石１７の磁極面１７ａは、ロータコア１６の径方向において、第１空隙２１の外周側形成面２１ｇ（径方向外側端部）と内周側形成面２１ｆとの間に位置する。ここで、ロータコア１６の外周面１６ｂから磁極面１７ａまでのｄ軸２６に沿った距離を、第１永久磁石１７の埋込深さＦとする。埋込深さは、ティース１３間のピッチＰを基準とすると、好適には、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐである。埋込深さＦは、第１永久磁石１７が一対の第２空隙２２（空隙部２３）の間に位置するような範囲内に設定される。
　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。
　また、固定子１０に生じる回転磁界による磁束と、第１永久磁石１７の磁極面１７ａからの磁束とは、磁石端面１７ｃとロータコア１６の外周面１６ｂとの間に集中する。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との間に磁気飽和状態が生じたとする。このとき、第１空隙２１の最短距離Ｖが所定範囲内に設定されており、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ことで、磁極面１７ａから補強ブリッジ２５までの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。
　上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態の利点（２）～（５），（７）に加え、以下の利点を得ることができる。
　（１）ｄ軸２６に直交する方向に沿った第１永久磁石１７の磁石端面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＜Ｖ≦Ｔを満たす。これによって、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を経由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の幅を変更することなく、すなわち、その機械的強度を維持しつつ、補強ブリッジ２５を経由する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。
　（２）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側から径方向内側に向かって互いの間の間隔を広げる逆Ｖ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、外周面１６ｂ側から径方向内側に向かって徐々に大きくなっている。よって、外周面１６ｂ側から径方向内側に向かうに従い、第１空隙２１による磁気抵抗が大きくなり、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。
　（３）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、補強ブリッジ２５を流れる前にロータコア１６の外周面１６ｂ側に向けて第１空隙２１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を経由する短絡磁束をより一層低減させることができる。
　（４）第１空隙２１は、基部２１１と延長部２１２とを含み、延長部２１２のロータコア１６の径方向に沿った開口幅は基部２１１のそれよりも小さい。このため、磁束は基部２１１に比べると延長部２１２を通過しやすく、延長部２１２の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とにより、第１永久磁石１７の周方向中央に向かって徐々に磁気抵抗が小さくなる。このため、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。
　（５）第１永久磁石１７の外周面１６ｂ側の磁極面１７ａは、第１空隙２１の外周面１６ｂ側の外周側形成面２１ｇよりもロータコア１６の径方向内側に位置し、かつ第１空隙２１の内周側形成面２１ｆよりロータコア１６の外周面寄りに位置する。このように第１永久磁石１７を配置することにより、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の表面における渦電流損の発生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及び第２永久磁石１７，１８の間での短絡磁束が低減される。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　図５及び図６にそれぞれ示すように、ロータコア１６に形成される第２埋込孔２０を、ｑ軸２７に沿って延び、ロータコア１６の径方向外側から径方向内側に凹む円弧状とするとともに、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。
　第１及び第２の実施形態では、ロータコア１６の各仮想領域Ｗに一対の第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。これに代えて、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字状の第２永久磁石１８を嵌入してもよい。該Ｖ字状の第２永久磁石１８は、一体成形された１枚の第２永久磁石１８であってもよいし、複数に分割された１組の第２永久磁石１８であってもよい。
　第１の実施形態では、第２空隙２２を略扇形状に形成したが、第２空隙２２の形状は適宜変更してもよい。
　第１及び第２の実施形態では、永久磁石埋込型回転子１５が正逆両方向へ回転可能であるように、第１永久磁石１７及び一対の第２永久磁石１８をｄ軸２６に対し線対称に配置した。しかしながら、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に対し線対称に配置しなくてもよい。
　第１及び第２の実施形態では、磁極数を８極にしたが、磁極数を変更してもよい。
　第２の実施形態では、一対の補強ブリッジ２５は、ロータコア１６の外周面１６ｂ側から径方向内側に向かって互いの間の間隔を拡げる逆Ｖ字状をなすように配置されていた。これに代えて、一対の補強ブリッジ２５は、ロータコア１６の外周面１６ｂ側から径方向内側に向かって補強ブリッジ２５間の間隔を狭くするＶ字状をなすように配置されていてもよい。また、一対の補強ブリッジ２５は、それらの間の間隔が一定となるように配置されてもよい。
　第２の実施形態において、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２の実施形態において、第１空隙２１の延長部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。この場合、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小さくなっていく。このため、基部２１１からｄ軸２６に向かって徐々にロータコア１６の磁気抵抗が小さくなるので、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。

Claims (18)

  1. 　固定子の径方向内側に配置されるように適合されたロータコアと、
    　前記ロータコアの外周面寄りに埋込まれ、ｄ軸に直交する方向に延びる第１永久磁石と、
    　前記第１永久磁石の周方向両側に埋込まれ、ｑ軸に沿って延びる第２永久磁石と、
    　前記第１永久磁石の周方向両端から前記第２永久磁石の方に離れて前記ロータコアに形成された空隙と、を備え、
    　前記空隙は、前記ロータコアの径方向に関し、最も外側に位置する径方向外側端部と最も内側に位置する径方向内側端部とを有し、
    　前記第１永久磁石の磁極面は、ロータコアの径方向において、前記空隙の径方向外側端部と径方向内側端部との間に位置する、永久磁石埋込型回転子。
  2. 　前記固定子は、環状のステータコアと、該ステータコアの内周部に複数配列されたティースとを備え、
    　前記ステータコアの径方向に延び、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、隣り合う一対のティースの前記中心軸間の幅をピッチＰとし、前記ロータコアの外周面から前記磁極面までの前記ｄ軸に沿った距離をＦとすると、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐを満たすように第１永久磁石が配置される請求項１に記載の永久磁石埋込型回転子。
  3. 　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Ｐの１～３倍の範囲内である請求項２に記載の永久磁石埋込型回転子。
  4. 　前記第２永久磁石と前記空隙との間の間隔は、前記ピッチＰの０．３～２倍の範囲内である請求項２又は請求項３に記載の永久磁石埋込型回転子。
  5. 　前記第２永久磁石は、前記ロータコアの径方向内側から径方向外側に向かって拡がるＶ字状、又はロータコアの径方向外側から径方向内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４のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
  6. 　固定子と、請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子と、を備える回転電機。
  7. 　固定子の径方向内側に配置されるように適合されたロータコアと、
    　前記ロータコアの外周面寄りに形成され、ｄ軸に直交する方向に延びる第１埋込孔と、
    　該第１埋込孔に埋込まれた第１永久磁石と、
    　前記第１永久磁石の周方向両側において前記ロータコアに形成され、ｑ軸に沿って延びる第２埋込孔と、
    　該第２埋込孔に埋込まれた第２永久磁石と、
    　前記第１埋込孔と前記各第２永久磁石との間において前記ロータコアにそれぞれ形成された空隙部であって、前記第１埋込孔に連続し、かつ前記第１永久磁石の周方向各端面から該第２永久磁石に向けて延びる第１空隙と、該第１空隙から前記第２永久磁石の方に離れた第２空隙と、を含む空隙部と、
    　前記第１空隙と第２空隙との間に形成された補強ブリッジとを備え、
    　前記第１空隙は、前記ロータコアの径方向に関し、最も外側に位置する径方向外側端部と最も内側に位置する径方向内側端部を有し、前記第１永久磁石の磁極面は、ロータコアの径方向において、前記第１空隙の径方向外側端部と径方向内側端部との間に位置する、永久磁石埋込型回転子。
  8. 　前記ｄ軸に沿った前記第１永久磁石の厚みをＴとし、前記第１永久磁石の各端面から前記第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をＶとすると、１／３Ｔ＜Ｖ≦Ｔを満たすように前記空隙部が配置されている請求項７に記載の永久磁石埋込型回転子。
  9. 　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ており、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倍以上である請求項７又は請求項８に記載の永久磁石埋込型回転子。
  10. 　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倍以上である請求項９に記載の永久磁石埋込型回転子。
  11. 　前記第１永久磁石の周方向両側に位置する一対の補強ブリッジは、前記ロータコアの径方向外側から径方向内側に向かって補強ブリッジ間の間隔を広げる逆Ｖ字状をなすように形成されている請求項７～請求項１０のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
  12. 　前記固定子は、環状のステータコアと、該ステータコアの内周部に複数配列されたティースとを備え、
    　前記ステータコアの径方向に延び、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、隣り合う一対のティースの前記中心軸間の幅をピッチＰとし、前記ロータコアの外周面から前記磁極面までの前記ｄ軸に沿った距離をＦとすると、１／１０Ｐ＜Ｆ＜２／３Ｐを満たすように第１永久磁石が配置される請求項１１に記載の永久磁石埋込型回転子。
  13. 　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Ｐの１～３倍の範囲内である請求項１２に記載の永久磁石埋込型回転子。
  14. 　前記第２永久磁石と前記第２空隙との間の間隔は、前記ピッチＰの０．３～２倍の範囲内である請求項１２又は請求項１３に記載の永久磁石埋込型回転子。
  15. 　前記第２永久磁石は、前記ロータコアの径方向内側から径方向外側に向かって拡がるＶ字状、又はロータコアの径方向外側から径方向内側に向かって凹む円弧状に配置されている請求項７～請求項１４のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
  16. 　前記第１空隙は、前記第１永久磁石と第２永久磁石との間の基部と、該基部から前記第１永久磁石の周方向内側へ延びる延長部とを含み、前記ロータコアの径方向に沿った寸法に関し、前記延長部の開口幅が前記基部の開口幅より小さい請求項７～請求項１５のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
  17. 　固定子と、請求項７～請求項１６のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子と、を備える回転電機。
  18. 　固定子の径方向内側に配置されるように適合されたロータコアと、
    　前記ロータコアの外周面寄りに形成され、ｄ軸に直交する方向に延びる第１埋込孔と、
    　該第１埋込孔に埋込まれた第１永久磁石と、
    　前記第１永久磁石の周方向両側において前記ロータコアに形成され、ｑ軸に沿って延びる第２埋込孔と、
    　該第２埋込孔に埋込まれた第２永久磁石と、
    　前記第１埋込孔と前記各第２永久磁石との間において前記ロータコアにそれぞれ形成された空隙部であって、前記第１埋込孔に連続し、かつ前記第１永久磁石の周方向各端面から該第２永久磁石に向けて延びる第１空隙と、該第１空隙から前記第２永久磁石の方に離れた第２空隙と、を含む空隙部と、
    　前記第１空隙と第２空隙との間に形成された補強ブリッジとを備え、
    　前記ｄ軸に沿った前記第１永久磁石の厚みをＴとし、前記第１永久磁石の各端面から前記第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をＶとすると、１／３Ｔ＜Ｖ≦Ｔを満たすように前記空隙部が配置されている永久磁石埋込型回転子。
PCT/JP2011/064714 2010-07-14 2011-06-27 永久磁石埋込型回転子及び回転電機 WO2012008295A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11806625.7A EP2595281B1 (en) 2010-07-14 2011-06-27 Rotating element with embedded permanent magnet and rotating electrical machine
CN201180033938.8A CN102986116B (zh) 2010-07-14 2011-06-27 永久磁铁埋入型转子以及旋转电机
US13/809,048 US9276443B2 (en) 2010-07-14 2011-06-27 Rotating element with embedded permanent magnet and rotating electrical machine

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010159584A JP5621372B2 (ja) 2010-07-14 2010-07-14 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP2010-159584 2010-07-14
JP2010159586A JP5621373B2 (ja) 2010-07-14 2010-07-14 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP2010-159586 2010-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012008295A1 true WO2012008295A1 (ja) 2012-01-19

Family

ID=45469303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/064714 WO2012008295A1 (ja) 2010-07-14 2011-06-27 永久磁石埋込型回転子及び回転電機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9276443B2 (ja)
EP (1) EP2595281B1 (ja)
CN (1) CN102986116B (ja)
WO (1) WO2012008295A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012104715A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor for electric machine

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013225396A1 (de) * 2013-12-10 2015-06-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit optimierter Permanentmagnetverteilung
FR3019949B1 (fr) * 2014-04-10 2018-01-05 Moteurs Leroy-Somer Rotor de machine electrique tournante.
FR3019948B1 (fr) 2014-04-10 2017-12-22 Moteurs Leroy-Somer Rotor de machine electrique tournante.
CN105186741A (zh) * 2014-05-27 2015-12-23 比亚迪股份有限公司 电机转子和具有其的电机
JP2018026965A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 富士電機株式会社 回転子及び永久磁石式回転電機
CN110326191B (zh) * 2017-02-28 2022-02-08 日立安斯泰莫株式会社 旋转电机的转子及具备其的旋转电机
CN107219844B (zh) * 2017-06-20 2020-03-17 Tcl空调器(中山)有限公司 功率模块开机自检方法、装置及存储介质
CN108429375B (zh) * 2018-05-08 2020-06-16 珠海格力电器股份有限公司 转子结构、永磁辅助同步磁阻电机及电动汽车
CN109256878A (zh) * 2018-08-07 2019-01-22 珠海格力电器股份有限公司 一种转子组件及一种永磁电机
JP2020078200A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 本田技研工業株式会社 回転電機のロータ
JP7055220B2 (ja) * 2018-11-27 2022-04-15 三菱電機株式会社 回転電機
US10797546B2 (en) 2019-01-08 2020-10-06 Borgwarner Inc. Interior permanent magnet electric machine with flux distributing voids
DE102019102540A1 (de) * 2019-02-01 2020-08-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Eingebettete Magnetanordnung für permanenterregte elektrische Maschinen
CN109951037A (zh) * 2019-04-23 2019-06-28 山东理工大学 电磁与隐形磁极混合励磁驱动电机
JP6870717B2 (ja) * 2019-10-31 2021-05-12 株式会社富士通ゼネラル 回転子及び電動機
CN213661413U (zh) * 2020-09-03 2021-07-09 瑞声科技（南京）有限公司 直线电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3597821B2 (ja) 2002-01-17 2004-12-08 株式会社東芝 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP2008283746A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Aichi Elec Co 永久磁石回転機
JP2009112166A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Fujitsu General Ltd 磁石埋め込み型回転子、この回転子を用いた電動機及びこの電動機を用いた圧縮機
JP2010130859A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1219228B (it) * 1988-04-21 1990-05-03 Antonino Fratta Macchina elettrica sincrona a riluttanza dotata di mezzi di rifasamento intrinseco
DE69629419T2 (de) * 1995-05-31 2004-04-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Motor mit eingebauten Permanentmagneten
US6300703B1 (en) * 1997-03-13 2001-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotor core for reluctance motor
US6087751A (en) * 1997-07-01 2000-07-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Reluctance type rotating machine with permanent magnets
JPH11103546A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Fujitsu General Ltd 永久磁石電動機
JP2000050542A (ja) * 1998-07-23 2000-02-18 Okuma Corp リラクタンスモータ
JP4363746B2 (ja) * 2000-05-25 2009-11-11 株式会社東芝 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP3787756B2 (ja) * 2000-08-29 2006-06-21 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機
US6703746B2 (en) * 2002-03-01 2004-03-09 General Motors Corporation Interior permanent magnet rotor
JP3811426B2 (ja) * 2002-05-15 2006-08-23 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機
US6717314B2 (en) * 2002-08-28 2004-04-06 Emerson Electric Co. Interior permanent magnet motor for use in washing machines
KR20050069055A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 현대자동차주식회사 다층 매립형 영구자석 모터의 로터 구조
JP2005341655A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Denso Corp 磁石埋め込み式回転電機のロータ
JP2007074870A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Toyota Motor Corp 永久磁石埋込型ロータおよび永久磁石埋込型モータ
US7504754B2 (en) * 2005-10-31 2009-03-17 Caterpillar Inc. Rotor having multiple permanent-magnet pieces in a cavity
US7436096B2 (en) * 2005-10-31 2008-10-14 Caterpillar Inc. Rotor having permanent magnets and axialy-extending channels
US20070159021A1 (en) * 2005-12-19 2007-07-12 Emerson Electric Co. Composite magnet structure for rotor
US7556082B2 (en) * 2006-03-29 2009-07-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Interior permanent magnet rotors with multiple properties and methods of making same
CN1835340A (zh) 2006-03-30 2006-09-20 上海大学 永磁电机“v”型内置式转子
JP4135018B2 (ja) 2006-04-24 2008-08-20 株式会社富士通ゼネラル 磁石埋め込み型回転子、この回転子を用いた電動機及びこの電動機を用いた圧縮機
CN102624314B (zh) * 2006-07-24 2015-02-18 株式会社东芝 可变磁通电动机驱动器系统
JP2008067474A (ja) 2006-09-06 2008-03-21 Mitsui High Tec Inc 回転子
JP2008306849A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Toyota Motor Corp 回転電機
JP4492681B2 (ja) * 2007-11-16 2010-06-30 株式会社デンソー 同期機
JP2010022147A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Hitachi Ltd 焼結磁石モータ
JP2010034365A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Hitachi Ltd 焼結磁石を備える回転機、および焼結磁石の製造方法
JP5159577B2 (ja) * 2008-11-19 2013-03-06 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
US8796898B2 (en) * 2008-12-15 2014-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet electric motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3597821B2 (ja) 2002-01-17 2004-12-08 株式会社東芝 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP2008283746A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Aichi Elec Co 永久磁石回転機
JP2009112166A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Fujitsu General Ltd 磁石埋め込み型回転子、この回転子を用いた電動機及びこの電動機を用いた圧縮機
JP2010130859A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012104715A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor for electric machine
US9231445B2 (en) 2011-02-03 2016-01-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor for the electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
CN102986116A (zh) 2013-03-20
EP2595281B1 (en) 2019-01-23
EP2595281A4 (en) 2016-09-21
US20130113325A1 (en) 2013-05-09
US9276443B2 (en) 2016-03-01
CN102986116B (zh) 2015-11-25
EP2595281A1 (en) 2013-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012008295A1 (ja) 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP5774081B2 (ja) 回転電機
CN109510347B (zh) 旋转电机
JP5752272B2 (ja) 回転子およびモータ
JP5752273B2 (ja) 電動機
KR101952040B1 (ko) 회전 전기 기기
US20070057589A1 (en) Interior permanent magnet rotor and interior permanent magnet motor
JP4901839B2 (ja) 電動機及び圧縮機及び送風機及び換気扇
US9716411B2 (en) Permanent-magnet-type rotating electric mechanism
JP6597184B2 (ja) 永久磁石型モータ
JP2007104819A (ja) 回転電機
JP2008148391A (ja) 回転電機の回転子及び回転電機
WO2015140941A1 (ja) 永久磁石型電動機の回転子
JP4855747B2 (ja) 永久磁石型リラクタンス回転電機
JP5621372B2 (ja) 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP5621373B2 (ja) 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP4080273B2 (ja) 永久磁石埋め込み型電動機
JP6357859B2 (ja) 永久磁石埋め込み式回転電機
JP6079132B2 (ja) 磁石埋込型ロータ
JP2005287262A (ja) ロータおよびモータ
JP6294720B2 (ja) 永久磁石電動機
JP6279947B2 (ja) 永久磁石電動機
JP2012023855A (ja) 永久磁石埋込型回転子及び回転電機
JP2015006110A (ja) モータ装置
JP2005224089A (ja) 永久磁石回転モータ

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180033938.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11806625

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13809048

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011806625

Country of ref document: EP