WO2024029256A1 - 埋込磁石型回転電動機および電動装置 - Google Patents

埋込磁石型回転電動機および電動装置 Download PDF

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WO2024029256A1
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WO
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rotor
magnet type
embedded magnet
electric motor
embedded
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PCT/JP2023/024805
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光 石毛
裕司 辻
琢也 川島
勧也 藤澤
勇希 芝本
享大 古橋
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to an embedded magnet type rotating electric machine and an electric device using the same, and in particular, the present invention relates to an embedded magnet type rotating electric machine and an electric device using the same, and in particular, the present invention has a stator having a stator coil, a rotor core in which a plurality of permanent magnets are embedded, and a rotating shaft centered inside the stator.
  • the present invention relates to an embedded magnet type rotating electric motor including a rotor rotatably held by a rotor, and an electric device equipped with the embedded magnet type rotating electric machine.
  • An embedded magnet rotating electric machine There are various techniques for improving motors.
  • a thin plate-like high magnetic permeability material having a higher magnetic permeability than the material of the rotor core is provided on the outer peripheral side of the circumferential end of the permanent magnet embedded in the rotor core of the rotor.
  • a technique is described in which a plurality of members are laminated in a substantially radial direction.
  • Japanese Patent Publication No. 2012-235608 states that the above-described configuration can suppress the generation of eddy currents at the ends of the permanent magnets, thereby avoiding loss of structural reliability.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2012-235608 describes forming a hollowed out recess in the rotor core in order to reduce the weight of the rotor core. The lightened recess allows the rotor core to be made lighter.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2012-235608 does not describe a method for improving responsiveness to torque changes. If the embedded magnet type rotating electric machine has high responsiveness to torque changes, the rotational force of the embedded magnet type rotating electric machine can be controlled more precisely. Therefore, even if the technique described in JP-A-2012-235608 is used, there is a problem in that it is not easy to improve the responsiveness of the internal magnet type rotating electric machine to torque changes.
  • An object of the present disclosure is to provide an embedded magnet type rotating electric machine that can improve responsiveness to torque changes while suppressing a decrease in torque, and an electric device equipped with the embedded magnet type rotating electric machine.
  • one embodiment of the embedded magnet rotary electric motor of the present disclosure has a stator having a stator coil, a rotor core in which a plurality of permanent magnets are embedded, and rotates inside the stator.
  • a rotor rotatably held about an axis, the plurality of permanent magnets being held on the outer periphery of the rotor core at intervals from each other in the circumferential direction. and has magnetic poles at both ends in the circumferential direction
  • the rotor core has a plurality of hollow holes arranged at intervals in the circumferential direction on the rotating shaft side of the plurality of permanent magnets.
  • each of the plurality of lightening holes connects the bottom wall surface portion extending in the circumferential direction on the rotating shaft side, the outer peripheral wall surface portion on the outer peripheral side, and the bottom wall surface portion and the outer peripheral wall surface portion. and a side wall surface portion, and the outer circumferential wall surface portion has an inclined wall surface portion that approaches the rotation axis from the center portion of one of the plurality of permanent magnets toward the magnetic pole side.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an example of an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the embedded magnet type rotating electric machine.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100 of the embedded magnet type rotating electric machine.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100 of the embedded magnet type rotating electric machine. It is an example of the graph which shows the relative value of the magnitude
  • FIG. 6 is an example of a graph showing the relative value of the magnitude of torque with respect to the angle ⁇ [deg].
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100 of the embedded magnet type rotating electric machine.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100 of the embedded magnet type rotating electric machine.
  • FIGS. 2 to 4, FIG. 7, and FIG. 8 hatching for displaying cross sections is omitted to make the figures easier to read.
  • the present invention is not limited to the embodiments, and any application example that conforms to the idea of the present invention can be applied to the technology of the present invention. included in the target range.
  • the position, size, shape, range, number, etc. of each element shown in the drawings etc. are merely examples to facilitate understanding of the invention. , the number is not limited to what is disclosed in this specification and drawings. ⁇ Overall configuration>> ⁇ Configuration of electric device 500> FIG.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an example of the electric device 500 of this embodiment.
  • the electric device 500 shown in FIG. 1 is an example of an electric device equipped with the embedded magnet type rotating electrical machine 1, and includes a main body portion 510, a joint portion 520, an arm portion 530, and a power supply portion 540. It's a robot arm.
  • the electric device 500 can be bent at a joint 520 between the main body 510 and the arm 530. Inside the joint portion 520, an embedded magnet type rotating electric machine 1 that controls bending of the arm portion 530 at the joint portion 520 is provided.
  • the power supply unit 540 supplies electricity to the embedded magnet type rotating electric machine 1 .
  • the electric device 500 shown in FIG. 1 is an example of an electric device equipped with the embedded magnet type rotating electric machine 1.
  • the electric device 500 only needs to be a device that uses the embedded magnet type rotating electric machine 1 as a drive source.
  • the electric device 500 may be, for example, a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a railway vehicle, an industrial robot, a bending machine, or a servo press.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the embedded magnet type rotating electric machine 1.
  • the embedded magnet type rotating electrical machine 1 includes a rotor 100, a shaft 200, and a stator 300, as shown in FIG.
  • a rotor 100a which will be described later, is shown in FIG.
  • rotors 100a to 100d will be described as examples of embodiments.
  • Rotor 100 is a general term for rotors 100a to 100d.
  • the rotor 100 is held by the shaft 200 inside the stator 300.
  • the shaft 200 is rotatably held in the embedded magnet type rotating electric machine 1. Therefore, the rotor 100 is held rotatably about the rotation axis of the shaft 200 inside the stator 300.
  • the rotor 100 has a rotor core 110 in which ten permanent magnets 130 are embedded. Note that the number of permanent magnets 130 may be 2 or more, and may be a number other than 10. Further, the rotor core 110 is provided with a hollow hole 120 that is a through hole.
  • the stator 300 includes a cylindrical yoke 311 and teeth 312 that protrude inward from the yoke 311 and have a stator coil 320 wound thereon.
  • Ten teeth 312 and stator coils 320 are each provided, the same number as the number of permanent magnets 130.
  • the rotor 100 can rotate relative to the stator 300 due to the magnetic force of the stator coil 320 of the stator 300 and the magnetic force of the permanent magnet 140 of the rotor 100.
  • the number of teeth 312 and stator coils 320 may be two or more, and may be a number other than twelve.
  • a rotor 100a, a rotor 100b, a rotor 100c, and a rotor 100d which will be described below, are examples of the rotor 100.
  • the shapes of the hollow holes 120 are different between these rotors 100a to 100d.
  • the rotor 100a (see FIG. 3) has a lightening hole 120a.
  • the rotor 100b (see FIG. 4) has a lightening hole 120b arranged differently from the lightening hole 120a.
  • the rotor 100c (see FIG. 7) has a hollow hole 120c with a curved corner.
  • the rotor 100d (see the figure) has lightening holes 120d1 and 120d2, which are obtained by dividing the lightening hole 120a into two.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100a of the embedded magnet type rotating electrical machine 1. As shown in FIG. 3, the rotor 100a has a rotor core 110.
  • the rotor core 110 is made by stacking thin electromagnetic steel plates in the axial direction, which are formed by punching out thin (for example, 0.25 to 0.35 mm) electromagnetic steel plates with a surface coated with a thin insulator. Rotor core 110 is formed into a cylindrical shape. Rotor core 110 is held at the center by shaft 200. As described above, the shaft 200 is rotatably held in the embedded magnet type rotating electric machine 1. Therefore, the rotor 100a is held inside the stator 300 so as to be rotatable about the rotation axis of the shaft 200.
  • the rotor core 110a has a bridge between a magnet storage hole 111 that holds the permanent magnet 130, a lightening hole 120a which is a hole penetrating the above-mentioned thin electromagnetic steel plate of the rotor core 110, and the lightening hole 120 adjacent in the circumferential direction. It has a section 112.
  • the number of magnet storage holes 111 is ten. Ten (plural) magnet storage holes 111 are provided on the outer circumference of the rotor core 110 at intervals in the circumferential direction. As a result, the ten (plural) permanent magnets 130 are held on the outer circumference of the rotor core 110 at intervals in the circumferential direction.
  • the permanent magnet 130 is formed to have a rectangular cross section.
  • the permanent magnet 130 is held in the magnet storage hole 111 so that the long side of the rectangular cross section faces outward in the radial direction of the rotor core 110.
  • the permanent magnet 130 has magnetic poles 131a and 131b at both circumferential ends of the rotor core 110, respectively.
  • the material of the permanent magnet 130 is ferromagnetic.
  • the permanent magnet 130 may be formed of a ferromagnetic material such as ferrite, neodymium, samarium cobalt, or the like.
  • the lightening hole 120a is a through hole that penetrates the above-described thin electromagnetic steel plate of the rotor core 110.
  • the ten lightening holes 120a are arranged in the permanent magnet 130 on the rotation axis Ar side of the rotor core 110 at intervals in the circumferential direction.
  • the lightening hole 120a is provided at a position away from the d-axis. In other words, the lightening hole 120a is provided between two adjacent d-axes.
  • the center line Ac extending radially outward from the rotation axis Ar of the rotor 100a is located at a position overlapping the d-axis.
  • the d-axis is a line connecting the intermediate position between the magnetic poles 131a and 131b of one permanent magnet 130 and the rotation axis Ar of the rotor 100.
  • the q-axis is a line that connects the rotational axis Ar of the rotor 100 and the intermediate position between the adjacent magnetic poles 131a and 131b of the two circumferentially adjacent permanent magnets 130.
  • Each of the ten lightening holes 120a has a bottom wall surface 121 extending in the circumferential direction on the rotation axis Ar side of the rotor core 110, an outer peripheral wall surface 122 on the outer peripheral side of the rotor core 110, and a bottom wall surface 121 and an outer peripheral wall surface 122. It has two side wall surface portions 123 extending in the radial direction of the rotor 100.
  • the outer peripheral wall portion 122 has two inclined wall portions 122a.
  • the two inclined wall portions 122a are connected on the q-axis. Further, each of the two inclined wall surface portions 122a has a flat portion formed of a flat surface.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100b of the embedded magnet type rotating electrical machine 1.
  • the rotor 100b has a lightening hole 120b located at a different position from the lightening hole 120a of the rotor 100a shown in FIG.
  • the lightening hole 120b of the rotor 100b is formed at an angle ⁇ a[ which is obtained by dividing the position of the lightening hole 120a in FIG.
  • the lightening hole 120b of the rotor 100b shown in FIG. 4 is located at a position where the center line Ac extending radially outward from the rotation axis Ac of the rotor 100a overlaps with the d-axis.
  • the hollow hole 120a of the rotor 100a shown in FIG. 3 is located at a position where a center line Ac extending radially outward from the rotation axis Ac of the rotor 100a overlaps with the q-axis.
  • the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can reduce the weight of the rotor core 110 and reduce the moment of inertia of the rotor core 110 due to the lightening holes 120 (120a, 120b). Therefore, the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can improve the responsiveness of the embedded magnet type rotating electrical machine 1 to torque changes due to the lightening hole 120.
  • the lightening hole 120 has an inclined wall portion 122a in the outer circumferential wall portion 122 that approaches the rotation axis Ar from the center of the permanent magnet 130 toward the magnetic pole 131a or the magnetic pole 131b.
  • the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 are spaced apart from the inclined wall portion 122a on the permanent magnet 130 side of the lightened hole 120, the magnetic force of the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 is 120 is suppressed from being reduced.
  • the magnetic force of the permanent magnet 130 can be transmitted to the rotor core 110 and interact with the magnetic force of the stator coil 320 of the stator 300. . Therefore, the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can suppress a decrease in torque due to the lightening hole 120.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can improve responsiveness to torque changes while suppressing a decrease in torque.
  • the lightening holes 120a and 120b are located at positions where the center line Ac extending radially outward from the rotation axis Ar of the rotors 100a and 100b overlaps with the d-axis or the q-axis of the permanent magnet 130.
  • the hollow holes 120a and 120b are arranged at highly symmetrical positions with respect to the permanent magnet 130.
  • the magnetic force of the stator coil 320 of the stator 300 is suppressed from acting unevenly with respect to the magnetic force of the permanent magnet 130 due to the lightening holes 120, so that the rotors 100a and 100b are more reliably stabilized. It can rotate.
  • the outer circumferential wall portion 122 has two inclined wall portions 122a that approach the rotation axis Ar as they move from the center of the permanent magnet 130 toward the magnetic pole 131a or the magnetic pole 131b. It is connected. That is, the portion of the outer peripheral wall surface portion 122 on the q-axis is reliably separated from the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130. As a result, the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 are reliably separated from the hollow hole 120a, and the magnetic force of the magnetic pole 131a and the magnetic pole 9131b of the permanent magnet 130 is prevented from being reduced by the hollow hole 120a. has been done. Therefore, the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can more reliably suppress the decrease in torque due to the lightening hole 120a.
  • the inclined wall surface portion 122a that approaches the rotation axis Ar of the rotor core 110 as it goes from the central portion of the permanent magnet 130 toward the magnetic pole 131a or the magnetic pole 131b side has a flat portion formed of a flat surface.
  • the peripheral portion of the outer wall surface portion 122 on the q-axis is more reliably separated from the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130.
  • the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 are reliably separated from the lightened hole 120, and the magnetic force of the magnetic pole 131a and the magnetic pole 131b of the permanent magnet 130 is further reduced by the lightened hole 120. definitely suppressed. Therefore, the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can more reliably suppress the decrease in torque due to the lightening hole 120.
  • FIG. 5 is an example of a graph showing the relative value of the magnitude of the moment of inertia of the rotor with respect to the angle ⁇ [deg].
  • the relative value of the magnitude of the moment of inertia of the rotor is the magnitude of the moment of inertia of the rotor 100 provided with the lightening hole 120 relative to the magnitude of the moment of inertia of the rotor 100 without the lightening hole 120.
  • the relative value of the magnitude of the moment of inertia of the rotor is the inertia of the rotor 100 provided with the lightening hole 120 when the magnitude of the moment of inertia of the rotor 100 without the lightening hole 120 is set to 1. Represents the magnitude of the moment.
  • FIG. 6 is an example of a graph showing the relative value of the magnitude of torque with respect to the angle ⁇ [deg].
  • the relative value of the torque magnitude represents the magnitude of the torque of the rotor 100 provided with the lightening holes 120 relative to the torque magnitude of the rotor 100 without the lightening holes 120.
  • the relative value of the torque is the magnitude of the torque of the rotor 100 with the lightening holes 120, when the torque of the rotor 100 without the lightening holes 120 is set to 1. represent.
  • the moment of inertia is proportional to the square of the radius. Therefore, the moment of inertia of the rotor 100 becomes smaller as the angle ⁇ [deg] becomes smaller.
  • the rotor core 110 is no longer present around the magnetic poles 131 a and 131 b of the permanent magnet 130 , so the magnetic force around the magnetic poles 131 a and 131 b of the permanent magnet 130 is reduced by the hollowed-out hole 120 .
  • the smaller the angle ⁇ [deg] the smaller the relative value of the magnitude of the torque of the rotor 100.
  • ⁇ a 180/(number of permanent magnets 130 in Nm)
  • the decrease in torque can be suppressed by setting the angle ⁇ [deg] between 2 ⁇ a and ⁇ a [deg] ( ⁇ a ⁇ 2 ⁇ a).
  • the angle ⁇ [deg] is set between 2 ⁇ a and ⁇ a [deg] ( ⁇ a ⁇ 2 ⁇ a).
  • the angle ⁇ [deg] of the inclined wall surface portion 122a with the inter-pole axis Ap connecting the magnetic poles 131a and 131b at both ends of the permanent magnet 130 is the angle ⁇ a[deg] obtained by dividing 180 degrees by the number of permanent magnets Nm. deg] or more, and less than or equal to the angle 2 ⁇ a [deg] obtained by dividing 360 degrees by the number of permanent magnets (Nm) ( ⁇ a ⁇ 2 ⁇ a).
  • the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can more reliably suppress the decrease in torque due to the lightening hole 120.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can improve responsiveness to torque changes while more reliably suppressing a decrease in torque.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can more reliably suppress a decrease in torque.
  • the electric device 500 is equipped with an embedded magnet type rotating electric machine 1.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 is lightened by the lightening holes 120, and can improve responsiveness to torque changes while suppressing a decrease in torque. Therefore, the electric device 500 can be driven with lower energy due to the weight reduction of the embedded magnet type rotating electrical machine 1, and can be driven more efficiently due to the high responsiveness of the embedded magnet type rotating electrical machine 1 to torque changes. By driving the electric device 500 efficiently, it is possible to reduce the energy required for operation and the amount of carbon dioxide emissions generated during operation, thereby suppressing global warming.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100c of the embedded magnet type rotating electrical machine 1. As shown in FIG. 7, the rotor 100c has a lightened hole 120c in which the corner of the lightened hole 120a of the rotor 100a shown in FIG. 3 is changed to a curved surface 120r.
  • the corner of the inclined wall portion 122 is closest to the magnet storage hole 111 that holds the permanent magnet 130.
  • the corner of the outer peripheral wall 122 is formed with a curved surface 120r, so that the tip of the corner is recessed. There is a gap between the corner of the In this way, by separating the lightening hole 120c from the magnet storage hole 111, the strength of the magnet storage hole 111 can be ensured.
  • the corner portion of the lightening hole 120c is formed with a curved surface 120r, it is possible to suppress stress from being concentrated on a part of the corner portion of the lightening hole 120c and damage to the lightening hole 120c.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can ensure the strength of the magnet storage hole 111 and the lightened hole 120c because the corner of the lightened hole 120c is formed with the curved surface 120r.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the rotor 100d of the embedded magnet type rotating electrical machine 1. As shown in FIG. 8, the rotor 100d has a lightening hole 120d1 and a lightening hole 120d2, which are obtained by dividing the lightening hole 120a of the rotor 100a shown in FIG. 3 along the q-axis.
  • the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can reduce the weight of the rotor core 110 and reduce the moment of inertia of the rotor core 110 due to the hollow holes 120d1 and 120d2. Therefore, the embedded magnet type rotating electrical machine 1 can improve the responsiveness of the embedded magnet type rotating electrical machine 1 to torque changes by the lightened holes 120d1 and 120d2.
  • the lightening holes 120d1 and 120d2 have an inclined wall portion 122a in the outer circumferential wall portion 122 that approaches the rotation axis Ar from the center of the permanent magnet 130 toward the magnetic pole 131a or the magnetic pole 131b.
  • the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 are spaced apart from the inclined wall surface portion 122a of the hollowed out holes 120d1 and 120d2 on the permanent magnet 130 side, the magnetic force of the magnetic poles 131a and 131b of the permanent magnet 130 is The reduction is suppressed by the punch holes 120d1 and 120d2.
  • the magnetic force of the permanent magnet 130 is transmitted to the rotor core 110 and acts with the magnetic force of the stator coil 320 of the stator 300, while suppressing the reduction in the magnetic force of the permanent magnet 130 due to the lightening holes 120d1 and 120d2. I can do it. Therefore, the embedded magnet type rotating electric machine 1 can suppress a decrease in torque due to the lightening holes 120d1 and 120d2.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can improve responsiveness to torque changes while suppressing a decrease in torque.
  • the embedded magnet type rotating electric machine 1 can more reliably suppress a decrease in torque.
  • the angle ⁇ [deg] of the inclined wall surface portion 122a with the inter-pole axis Ap connecting the magnetic poles 131a and 131b at both ends of the permanent magnet 130 is the angle ⁇ a [deg] obtained by dividing 180 degrees by the number of permanent magnets Nm.
  • the angle is greater than or equal to 2 ⁇ a [deg], which is obtained by dividing 360 degrees by the number of permanent magnets Nm ( ⁇ a ⁇ 2 ⁇ a).

Landscapes

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Abstract

ステータと、内部に複数の永久磁石が埋め込まれたロータコアを有するとともに、ステータの内側で回転軸を中心に回転可能に保持されているロータと、を備える埋込磁石型回転電動機であって、複数の永久磁石は、ロータコアの外周部に、周方向に互いに間隔をあけて保持されているとともに、周方向の両端部に磁極を有し、ロータコアは、複数の永久磁石の回転軸側に、周方向に互いに間隔をあけて配置されている複数の肉抜き穴を有し、複数の肉抜き穴それぞれは、回転軸側で周方向に伸びる底壁面部と、外周側の外周壁面部と、底壁面部および外周壁面部との間をつなぐ側壁面部と、を有し、外周壁面部は、複数の永久磁石うちの１つの永久磁石の中央部から磁極側へ向かうにつれて回転軸に近づく傾斜壁面部を有する。

Description

埋込磁石型回転電動機および電動装置
本発明は、埋込磁石型回転電機およびそれを用いた電動装置に関し、特に、ステータコイルを有するステータと、内部に複数の永久磁石が埋め込まれたロータコアを有するとともに、ステータの内側で回転軸中心に回転可能に保持されているロータと、を備える埋込磁石型回転電動機および当該埋込磁石型回転電機を搭載する電動装置に関する。
　ステータコイルを有するステータと、内部に複数の永久磁石が埋め込まれたロータコアを有するとともに、ステータの内側で回転軸中心に回転可能に保持されているロータと、を備える埋込磁石型回転電機（ＩＰＭモータ）を改善するための様々な技術がある。例えば、特開２０１２－２３５６０８号公報には、ロータのロータコアに埋め込まれた永久磁石の周方向の端部における外周側の部位に、ロータコアの材質よりも高い透磁率を有する薄板状の高透磁率部材を略径方向に複数枚積層して設ける技術が記載されている。開２０１２－２３５６０８号公報には、上記した構成により、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑えて、構造的な信頼性が損なわれるのを回避できると記載されている。また、特開２０１２－２３５６０８号公報には、ロータコアの軽量化を図るために、ロータコアに肉抜き凹部を形成することが記載されている。肉抜き凹部により、ロータコアの軽量化を図ることができる。
　しかし、特開２０１２－２３５６０８号公報には、トルク変化の応答性を高める方法に関しては記載されていない。埋込磁石型回転電機のトルク変化の応答性が高ければ、埋込磁石型回転電機の回転力をより細かく制御できる。従って、特開２０１２－２３５６０８号公報に記載されている技術を用いても、埋込磁石型回転電機のトルク変化の応答性を高めることは容易ではないという課題がある。
　本開示は、トルクの低下を抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる埋込磁石型回転電機および当該埋込磁石型回転電機を搭載する電動装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための、本開示の埋込磁石型回転電動機の一態様は、ステータコイルを有するステータと、内部に複数の永久磁石が埋め込まれたロータコアを有するとともに、前記ステータの内側で回転軸を中心に回転可能に保持されているロータと、を備える埋込磁石型回転電動機であって、前記複数の永久磁石は、前記ロータコアの外周部に、周方向に互いに間隔をあけて保持されているとともに、前記周方向の両端部に磁極を有し、前記ロータコアは、前記複数の永久磁石の前記回転軸側に、前記周方向に互いに間隔をあけて配置されている複数の肉抜き穴を有し、前記複数の肉抜き穴それぞれは、前記回転軸側で前記周方向に伸びる底壁面部と、外周側の外周壁面部と、前記底壁面部および前記外周壁面部との間をつなぐ側壁面部と、を有し、前記外周壁面部は、前記複数の永久磁石うちの１つの永久磁石の中央部から磁極側へ向かうにつれて前記回転軸に近づく傾斜壁面部を有する。
　本開示によれば、埋込磁石型回転電機において、トルクの低下を抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
図１は、実施形態の電動装置の１例の模式的な側面図である。 図２は、埋込磁石型回転電機の模式的な横断面図である。 図３は、埋込磁石型回転電機のロータ１００の模式的な横断面図である。 図４は、埋込磁石型回転電機のロータ１００の模式的な横断面図である。 角度α［ｄｅｇ］に対するロータの慣性モーメントの大きさの相対値を示すグラフの一例である。 図６は、角度α［ｄｅｇ］に対するトルクの大きさの相対値を示すグラフの一例である。 図７は、埋込磁石型回転電機のロータ１００の模式的な横断面図である。 図８は、埋込磁石型回転電機のロータ１００の模式的な横断面図である。
　以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、図２～図４、図７、図８では、図を見易くするために、断面表示用のハッチングを省略する。また、実施形態の図及び説明において同一部分には同一符号を付与しているが、本発明が実施形態に制限されることは無く、本発明の思想に合致するあらゆる応用例が本発明の技術的範囲に含まれる。また、図面等において示す各要素の位置、大きさ、形状、範囲、個数などは、発明の理解を容易にするため、一例を表したものであり、各要素の位置、大きさ、形状、範囲、個数は本明細書および図面に開示された内容に限定されるものではない。
  ＜＜全体的な構成＞＞
  ＜電動装置５００の構成＞
　図１は、本実施形態の電動装置５００の１例の模式的な側面図である。図１に示す電動装置５００は、埋込磁石型回転電機１を搭載する電動装置の１つの例として、本体部５１０と、関節部５２０と、アーム部５３０と、給電部５４０とを備えているロボットアームである。本体部５１０とアーム部５３０との間の関節部５２０で電動装置５００は折れ曲がることができる。そして、関節部５２０の内部には、関節部５２０でのアーム部５３０の折れ曲がりを制御する埋込磁石型回転電機１が設けられている。給電部５４０は、埋込磁石型回転電機１に電気を供給する。
　図１に示す電動装置５００は、埋込磁石型回転電機１を搭載する電動の装置の一例である。電動装置５００は、埋込磁石型回転電機１を駆動源として用いる装置でありさえすればよい。電動装置５００は、例えば、ハイブリッド車や電気自動車や鉄道車両などの車両、産業用ロボット、ベンディングマシン、サーボプレスでもよい。
　＜埋込磁石型回転電機１の構成＞
  図２は、埋込磁石型回転電機１の模式的な横断面図である。埋込磁石型回転電機１は、図２に示すように、ロータ１００と、シャフト２００と、ステータ３００とを備えている。なお、図２に示されているロータ１００は、ロータ１００の１つの例として、後述するロータ１００aを図２に示した。以下では、実施形態の例として、ロータ１００a～ロータ１００ｄについて説明する。「ロータ１００」は、ロータ１００a～ロータ１００ｄの総称である。
　ロータ１００は、ステータ３００の内側で、シャフト２００に保持されている。シャフト２００は、回転可能に埋込磁石型回転電機１に保持されている。従って、ロータ１００は、ステータ３００の内側で、シャフト２００の回転軸中心に回転可能に保持されている。詳細は後述するが、ロータ１００は、内部に１０個の永久磁石１３０が埋め込まれたロータコア１１０を有する。なお、永久磁石１３０の数は２以上であればよく、１０以外の数でもよい。また、ロータコア１１０は、貫通穴である肉抜き穴１２０が設けられている。
　ステータ３００は、円筒状のヨーク３１１と、ヨーク３１１から内側に突出し、ステータコイル３２０が巻かれたティース３１２と、を有している。ティース３１２およびステータコイル３２０それぞれは、永久磁石１３０の数と同じ数の１０個設けられている。
　ステータ３００のステータコイル３２０の磁力と、ロータ１００の永久磁石１４０の磁力により、ロータ１００は、ステータ３００に対して回転できる。なお、ティース３１２およびステータコイル３２０の数は２以上であればよく、１２以外の数でもよい。
　＜＜ロータ１００の構成＞＞
  以下に説明する、ロータ１００a、ロータ１００ｂ、ロータ１００ｃ、ロータ１００ｄは、ロータ１００の例である。これらのロータ１００a～１００ｄの間では、肉抜き穴１２０の形状が異なっている。以下に説明するように、ロータ１００ａ（図３参照）は、肉抜き穴１２０ａを有する。ロータ１００ｂ（図４参照）は、肉抜き穴１２０aと配置が異なる肉抜き穴１２０ｂを有する。ロータ１００ｃ（図７参照）は、角部が局面で形成された肉抜き穴１２０ｃを有する。ロータ１００ｄ（図参照）は、肉抜き穴１２０aを２つに分割した肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２を有する。
　＜ロータ１００ａの構成＞
  図３は、埋込磁石型回転電機１のロータ１００ａの模式的な横断面図である。図３に示すように、ロータ１００ａは、ロータコア１１０を有する。
　ロータコア１１０は、プレスで打ち抜いた薄い（例えば０．２５～０．３５ｍｍ）電磁鋼板の表面を薄い絶縁体でコートした薄板状電磁鋼板を、軸方向に積層したものである。ロータコア１１０は、円筒状に形成されている。ロータコア１１０は、中央部でシャフト２００に保持されている。上述したが、シャフト２００は、回転可能に埋込磁石型回転電機１に保持されている。このため、ロータ１００ａは、ステータ３００の内側で、シャフト２００の回転軸を中心に回転可能に保持されている。
　ロータコア１１０ａは、永久磁石１３０を保持する磁石収納穴１１１と、ロータコア１１０の上記の薄板状電磁鋼板を貫通する穴である肉抜き穴１２０ａと、周方向に隣り合う肉抜き穴１２０の間にブリッジ部１１２を有している。
　磁石収納穴１１１の数は、１０である。１０（複数）の磁石収納穴１１１は、ロータコア１１０の外周部に周方向に互いに間隔をあけて設けられている。その結果、１０（複数）の永久磁石１３０は、ロータコア１１０の外周部に、周方向に互いに間隔をあけて保持されている。
　永久磁石１３０は、断面矩形状に形成されている。永久磁石１３０は、断面の矩形の長辺がロータコア１１０の径方向外側を向くように磁石収納穴１１１に保持されている。永久磁石１３０は、ロータコア１１０の周方向の両端部それぞれに磁極１３１ａ、１３１ｂを有している。永久磁石１３０の材質は、強磁性体である。永久磁石１３０は、例えば、フェライト系、ネオジム系、サマリウムコバルト系など強磁性体の材料で形成してもよい。
　肉抜き穴１２０ａは、ロータコア１１０の上記の薄板状電磁鋼板を貫通する貫通穴である。１０個の肉抜き穴１２０ａは、永久磁石１３０の、ロータコア１１０の回転軸Ａｒ側に、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。肉抜き穴１２０ａは、ｄ軸上を避けた位置に設けられている。換言すれば、肉抜き穴１２０ａは、隣り合う２つのｄ軸の間に設けられている。
　そして、肉抜き穴１２０ａを２つに分ける線のうちで、ロータ１００aの回転軸Ａｒから径方向外側に伸びる中心線Ａｃは、ｄ軸と重なる位置にある。ここで、ｄ軸とは、１つの永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂの中間の位置とロータ１００の回転軸Ａｒとを結ぶ線である。また、ｑ軸とは、周方向に隣り合う２つ永久磁石１３０の隣り合う磁極１３１ａ、磁極１３１ｂの中間の位置とロータ１００の回転軸Ａｒとを結ぶ線である。
　１０個の肉抜き穴１２０ａそれぞれは、ロータコア１１０の回転軸Ａｒ側で周方向に伸びる底壁面部１２１と、ロータコア１１０の外周側の外周壁面部１２２と、底壁面部１２１および外周壁面部１２２との間をつなぎ、ロータ１００の径方向に伸びる２つの側壁面部１２３とを有している。
　外周壁面部１２２は、２つの傾斜壁面部１２２ａを有する。２つの傾斜壁面部１２２ａは、ｑ軸上で連結している。また、２つの傾斜壁面部１２２ａそれぞれは、平面で形成された平面部を有する。
　傾斜壁面部１２２ａは、永久磁石１３０の両端それぞれの磁極１３１ａ、１３１ｂを結ぶ磁極間軸線Ａｐとの角度α［ｄｅｇ］が、１８０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度θａ［ｄｅｇ］以上、かつ、３６０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度２θａ［ｄｅｇ］以下である（θａ≦α≦２θａ）。ロータ１００ａでは、永久磁石の数Ｎｍは１０であり、θａ＝１８［ｄｅｇ］である（θａ＝１８≦α≦２θａ＝３６）。詳細は後述するが、角度αをこのようにする（θａ≦α≦２θａ）ことで、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂ周囲の磁力が肉抜き穴１２０ａによって低減することの抑制と、ロータ１００の慣性モーメントの低減とを両立できる。他のロータ１００aの効果は後述する。
　＜ロータ１００ｂの構成（図４）＞
  図４は、埋込磁石型回転電機１のロータ１００ｂの模式的な横断面図である。以下のロータ１００ｂ～１００ｄの説明において、ロータ１００ａと同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。図４に示すように、ロータ１００ｂでは、図３に示すロータ１００ａの肉抜き穴１２０ａと位置が異なる肉抜き穴１２０ｂを有する。図４に示すように、ロータ１００ｂの肉抜き穴１２０ｂは、図３の肉抜き穴１２０ａの位置をロータ１００aの回転軸Ａｃを中心に、１８０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度θａ［ｄｅｇ］（θａ＝１８０／Ｎｍ［ｄｅｇ］）回転させている。これにより、図４に示すロータ１００ｂの肉抜き穴１２０ｂは、ロータ１００aの回転軸Ａｃから径方向外側に伸びる中心線Ａｃが、ｄ軸と重なる位置にある。なお、図３に示すロータ１００aの肉抜き穴１２０aは、ロータ１００aの回転軸Ａｃから径方向外側に伸びる中心線Ａｃが、ｑ軸と重なる位置にある。
　＜ロータ１００ａ、１００ｂにおける発明の効果、図５，図６＞
  埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０（１２０ａ、１２０ｂ）によって、ロータコア１１０を軽量化できるとともにロータコア１１０の慣性モーメントを低減できる。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によって埋込磁石型回転電機１のトルク変化の応答性を高めることができる。
　さらに、肉抜き穴１２０は、外周壁面部１２２に、永久磁石１３０の中央部から磁極１３１ａまたは磁極１３１ｂ側に向かうにつれて回転軸Ａｒに近づく傾斜壁面部１２２ａを有する。その結果、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂは、肉抜き穴１２０の永久磁石１３０側にある傾斜壁面部１２２ａから離間しているため、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂの磁力が、肉抜き穴１２０によって低減されることが抑制されている。そして、永久磁石１３０の磁力が、肉抜き穴１２０によって低減することを抑制したうえで、永久磁石１３０の磁力が、ロータコア１１０に伝わって、ステータ３００のステータコイル３２０の磁力と作用することができる。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によるトルクの低下を抑制できる。
　以上より、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下を抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。
　また、肉抜き穴１２０ａ、１２０ｂは、ロータ１００ａ、１００ｂの回転軸Ａｒから径方向外側に伸びる中心線Ａｃが、永久磁石１３０のｄ軸またはｑ軸と重なる位置にある。これにより、永久磁石１３０に対して、肉抜き穴１２０ａ、１２０ｂは対称性の高い位置に配置されている。その結果、ステータ３００のステータコイル３２０の磁力が、肉抜き穴１２０により、永久磁石１３０の磁力に対して偏って作用することが抑制されるため、ロータ１００ａ、１００ｂは、より確実に安定して回転できる。
　肉抜き穴１２０ａ（図３参照）において、外周壁面部１２２は、永久磁石１３０の中央部から磁極１３１ａまたは磁極１３１ｂ側に向かうにつれて回転軸Ａｒに近づく２つの傾斜壁面部１２２ａが、ｑ軸上で連結している。すなわち、外周壁面部１２２のうちでｑ軸上の部分は、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極１３１ｂから確実に離間している。これにより、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極１３１ｂは、肉抜き穴１２０aから確実に離間しており、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極９１３１ｂの磁力が、肉抜き穴１２０aによって低減されることが抑制されている。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０aによるトルクの低下を、より確実に抑制できる。
　また、肉抜き穴１２０ａ、１２０ｂにおいて、永久磁石１３０の中央部から磁極１３１ａまたは磁極１３１ｂ側に向かうにつれてロータコア１１０の回転軸Ａｒに近づく傾斜壁面部１２２ａは、平面で形成された平面部を有する。その結果、外周壁面部１２２のｑ軸上の周辺にある部分は、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極１３１ｂからより確実に離間する。これにより、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極１３１ｂは、肉抜き穴１２０から確実に離間しており、永久磁石１３０の磁極１３１ａおよび磁極１３１ｂの磁力が、肉抜き穴１２０によって低減されることがより確実に抑制されている。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によるトルクの低下を、より確実に抑制できる。
　次に、図５および図６を用いて、中心線Ａｃがｑ軸と重なる位置にある肉抜き穴１２０ａ（図３参照）と、中心線Ａｃがｄ軸と重なる位置にある肉抜き穴１２０ｂ（図４参照）との比較を説明する。
　図５は、角度α［ｄｅｇ］に対するロータの慣性モーメントの大きさの相対値を示すグラフの一例である。図５のグラフにおいて、ロータの慣性モーメントの大きさの相対値とは、肉抜き穴１２０を設けないロータ１００の慣性モーメントの大きさに対する、肉抜き穴１２０を設けたロータ１００の慣性モーメントの大きさを表す。換言すれば、ロータの慣性モーメントの大きさの相対値とは、肉抜き穴１２０を設けないロータ１００の慣性モーメントの大きさを１とした場合の、肉抜き穴１２０を設けたロータ１００の慣性モーメントの大きさを表す。
　図５のグラフに示すように、肉抜き穴１２０ａおよび肉抜き穴１２０ｂは、角度α［ｄｅｇ］が小さくなるほど、ロータ１００の慣性モーメントの大きさの相対値は小さくなる。ここで、肉抜き穴１２０ａと肉抜き穴１２０ｂとの差は、小さい。
　図６は、角度α［ｄｅｇ］に対するトルクの大きさの相対値を示すグラフの一例である。図６のグラフにおいて、トルクの大きさの相対値とは、肉抜き穴１２０を設けないロータ１００のトルクの大きさに対する、肉抜き穴１２０を設けたロータ１００のトルクの大きさを表す。換言すれば、トルクの大きさの相対値とは、肉抜き穴１２０を設けないロータ１００のトルクの大きさを１とした場合の、肉抜き穴１２０を設けたロータ１００のトルクの大きさを表す。
　慣性モーメントは、半径の２乗に比例する。従って、ロータ１００の慣性モーメントは、角度α［ｄｅｇ］が小さいほど、小さくなる。しかし、角度αが小さくなるほど、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂの周囲にロータコア１１０が存在しなくなるため、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂ周囲の磁力が肉抜き穴１２０によって低減する。その結果、角度α［ｄｅｇ］が小さいほど、ロータ１００のトルクの大きさの相対値は小さくなる。
　図６のグラフが示すように、ロータ１００のトルクの大きさの相対値は、角度α［ｄｅｇ］が２θａ［ｄｅｇ］からθａ［ｄｅｇ］（θａ＝１８０／（永久磁石１３０の数Ｎｍ）の間では、低下は少ない。一方、角度α［ｄｅｇ］がθａ［ｄｅｇ］から０の間では、ロータ１００のトルクの大きさの相対値の低下は、角度α［ｄｅｇ］が０に近づくにつれて大きくなる。以上より、角度α［ｄｅｇ］を２θａからθａ［ｄｅｇ］の間（θａ≦α≦２θａ）に設定することで、トルクの低下を抑制できることが示唆される。そこで、以上に基づいて、実施形態の肉抜き穴１２０ａ～肉抜き穴１２０ｄでは、角度α［ｄｅｇ］を、２θａからθａ［ｄｅｇ］の間（θａ≦α≦２θａ）に設定している。
　このように、傾斜壁面部１２２ａは、永久磁石１３０の両端それぞれの磁極１３１ａ、１３１ｂを結ぶ磁極間軸線Ａｐとの角度α［ｄｅｇ］は、１８０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度θａ［ｄｅｇ］以上、かつ、３６０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度２θａ［ｄｅｇ］以下である（θａ≦α≦２θａ）。これにより、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によるトルクの低下をより確実に抑制できる。その結果、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下をより確実に抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。
　また、図６のグラフが示すように、角度α［ｄｅｇ］が、θａ［ｄｅｇ］から０の間にある場合、ロータ１００のトルクの大きさの相対値は、中心線がｑ軸にある肉抜き穴１２０aの方が、中心線がｄ軸にある肉抜き穴１２０ｂよりも大きい。
　これは、中心線がｑ軸にある肉抜き穴１２０ａでは、ｄ軸上には、肉抜き穴１２０が存在せずブリッジ部１１２が存在する。周方向に隣り合う肉抜き穴１２０の間に形成されるブリッジ部１１２を、磁束が流れることで、磁力が、ロータ１００を回転させるためにより効果的に作用することができる。その結果、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下をより確実に抑制できる。
　また、電動装置５００は、埋込磁石型回転電機１を搭載している。そして、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によって軽量化されており、トルクの低下を抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。従って、電動装置５００は、埋込磁石型回転電機１の軽量化によってより低いエネルギーで駆動でき、かつ埋込磁石型回転電機１のトルク変化の応答性の高さによってより効率的に駆動できる。そして、電動装置５００は、効率的に駆動することで、作動に必要となるエネルギーや作動で生成される二酸化炭素の排出量を減らして、地球温暖化を抑制できる。
　＜ロータ１００ｃの構成＞
  図７は、埋込磁石型回転電機１のロータ１００ｃの模式的な横断面図である。図７に示すように、ロータ１００ｃは、図３に示すロータ１００ａの肉抜き穴１２０ａの角部を曲面１２０ｒに変更した肉抜き穴１２０ｃを有する。
　ここで、肉抜き穴１２０ｃにおいて、永久磁石１３０を保持する磁石収納穴１１１と最も近接するのは、傾斜壁面部１２２の角部である。外周壁面部１２２の角部と磁石収納穴１１１とが、接近するほど、この接近する部分での磁石収納穴１１１の強度が弱まる。
　一方、埋込磁石型回転電機１は、この外周壁面部１２２の角部が曲面１２０ｒで形成されていることで角部の先端部分が奥に引っ込むため、磁石収納穴１１１と、外周壁面部１２２の角部との間が離間する。このように、肉抜き穴１２０ｃが、磁石収納穴１１１から離れることで、磁石収納穴１１１の強度を確保できる。
　さらに、肉抜き穴１２０ｃは、角部が曲面１２０ｒで形成されていることにより、肉抜き穴１２０ｃの角部の一部に応力が集中して、肉抜き穴１２０ｃが損傷することを抑制できる。以上のように、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０ｃの角部が曲面１２０ｒで形成されていることにより、磁石収納穴１１１および肉抜き穴１２０ｃの強度を確保できる。
　＜ロータ１００ｄの構成＞
　図８は、埋込磁石型回転電機１のロータ１００ｄの模式的な横断面図である。図８に示すように、ロータ１００ｄは、図３に示すロータ１００ａの肉抜き穴１２０ａをｑ軸で分割した、肉抜き穴１２０ｄ１、肉抜き穴１２０ｄ２を有する。
　埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２によって、ロータコア１１０を軽量化できるとともにロータコア１１０の慣性モーメントを低減できる。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２によって埋込磁石型回転電機１のトルク変化の応答性を高めることができる。
　さらに、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２は、外周壁面部１２２に、永久磁石１３０の中央部から磁極１３１ａまたは磁極１３１ｂ側に向かうにつれて回転軸Ａｒに近づく傾斜壁面部１２２ａを有する。その結果、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂは、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２の永久磁石１３０側にある傾斜壁面部１２２ａから離間しているため、永久磁石１３０の磁極１３１ａ、１３１ｂの磁力が、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２によって低減されることが抑制されている。そして、永久磁石１３０の磁力が、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２によって低減することを抑制したうえで、永久磁石１３０の磁力が、ロータコア１１０に伝わって、ステータ３００のステータコイル３２０の磁力と作用することができる。従って、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２によるトルクの低下を抑制できる。
　以上より、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下を抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。
　また、ｄ軸上には、肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２が存在しないため、周方向に隣り合う肉抜き穴１２０ｄ１、１２０ｄ２の間に形成されるブリッジ部１１２を、磁束が流れることで、磁力が、ロータ１００を回転させるためにより効果的に作用することができる。その結果、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下をより確実に抑制できる。
　また、傾斜壁面部１２２ａは、永久磁石１３０の両端それぞれの磁極１３１ａ、１３１ｂを結ぶ磁極間軸線Ａｐとの角度α［ｄｅｇ］は、１８０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度θａ［ｄｅｇ］以上、かつ、３６０度を永久磁石の数Ｎｍで割った角度２θａ［ｄｅｇ］以下である（θａ≦α≦２θａ）。これにより、埋込磁石型回転電機１は、肉抜き穴１２０によるトルクの低下をより確実に抑制できる。その結果、埋込磁石型回転電機１は、トルクの低下をより確実に抑制しつつ、トルク変化の応答性を高めることができる。
　なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。
１：埋込磁石型回転電機
１００、１００a～１００ｄ：ロータ
１１０：ロータコア
１１１：磁石収納穴
１１２：ブリッジ部
１２０、１２０ａ～１２０ｄ：肉抜き穴
１２１：底壁面部
１２２：外周壁面部
１２２ａ：傾斜壁面部
１２２ａ１：平面部
１２３：側壁面部
１２４：曲面
１３０：永久磁石
１３１ａ、１３１ｂ：磁極
２００：シャフト
３００：ステータ
３１０：ステータコア
３１１：ヨーク
３１２：ティース
３２０：ステータコイル
５００：電動装置
５１０：本体部
５２０：関節部
５３０：アーム部
５４０：給電部
Ａｒ：回転軸
Ａｃ：中心線
Ａｐ：磁極間軸線
ｄ：ｄ軸
ｑ：ｑ軸
Ｎｍ：永久磁石の数
θａ：角度
α：角度

Claims (8)

  1. 　ステータコイルを有するステータと、内部に複数の永久磁石が埋め込まれたロータコアを有するとともに、前記ステータの内側で回転軸を中心に回転可能に保持されているロータと、を備える埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記複数の永久磁石は、前記ロータコアの外周部に、周方向に互いに間隔をあけて保持されているとともに、前記周方向の両端部に磁極を有し、
    　前記ロータコアは、前記複数の永久磁石の前記回転軸側に、前記周方向に互いに間隔をあけて配置されている複数の肉抜き穴を有し、
    　前記複数の肉抜き穴それぞれは、前記回転軸側で前記周方向に伸びる底壁面部と、外周側の外周壁面部と、前記底壁面部および前記外周壁面部との間をつなぐ側壁面部と、を有し、
    　前記外周壁面部は、前記複数の永久磁石うちの１つの永久磁石の中央部から磁極側へ向かうにつれて前記回転軸に近づく傾斜壁面部を有する、
    埋込磁石型回転電動機。
  2. 　請求項１に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記肉抜き穴は、前記ロータの前記回転軸から径方向外側に伸びる中心線が、永久磁石のｄ軸またはｑ軸と重なる位置にある、
    埋込磁石型回転電動機。
  3. 　請求項２に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記肉抜き穴は、前記中心線が、前記ｑ軸と重なる位置にあり、
    　前記外周壁面部は、２つの前記傾斜壁面部を有し、
    　前記２つの前記傾斜壁面部は、前記ｑ軸上で連結している、
    埋込磁石型回転電動機。
  4. 　請求項３に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記肉抜き穴は、前記ｄ軸上を避けた位置に設けられている、
    埋込磁石型回転電動機。
  5. 　請求項１に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    前記傾斜壁面部は、前記永久磁石の両端それぞれの前記磁極を結ぶ磁極間軸線との角度α［ｄｅｇ］が、１８０度を前記永久磁石の数Ｎｍで割った角度θａ［ｄｅｇ］以上、かつ、３６０度を前記永久磁石の数Ｎｍで割った角度２θａ［ｄｅｇ］以下である、
    埋込磁石型回転電機。
  6. 　請求項１に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記傾斜壁面部は、平面で形成された平面部を有する、
    埋込磁石型回転電動機。
  7. 　請求項１に記載の埋込磁石型回転電動機であって、
    　前記肉抜き穴は、角部が曲面で形成されている、
    埋込磁石型回転電動機。
  8. 　請求項１に記載の埋込磁石型回転電動機を搭載する、電動装置。
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