[发明专利]永磁式旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及包括定子和转子的永磁式旋转电机，上述转子与定子之间具有 规定的空隙，与定子相对进行旋转。

背景技术

作为以往的永磁式旋转电机的一例，可以列举磁体埋入式(buried magnet) 旋转电机。

该磁体埋入式旋转电机在转子内部包括永磁体。该旋转电机从该永磁体产 生的磁通加到因与设在定子上的励磁线圈的交链磁通量产生的磁转矩上，使用 利用转子铁心磁阻的磁阻(relaxation)转矩。该磁体埋入式旋转电机作为小型、 高输出、高效率的旋转电机被广泛使用。

作为增大磁体埋入式旋转电机中的转矩方法之一，提出了如下方法：将永 磁体配置成V字形，增大转子铁心的显磁极性，有效利用磁阻转矩。

因此，在专利文献1记载的已有例中，记载在以转子的旋转中心为中心的 电角度127°～140°的范围内，包括沿以旋转中心侧为顶点的V字形配置的一对 磁体的旋转电机。该旋转电机的转子具有转子本体，该转子本体包括一对孔， 分别收纳一对磁体，转子本体具有支承部，位于V字形的顶点部，用于隔开一 对孔。在该已有例中，通过将永磁体配置为V字形，使得磁阻转矩增加，有效 利用转矩，使得V字形的周向配置宽度最优化，抑制高速旋转时的铁损，得到 能量转换效率高的电机。

另外，在专利文献2记载的已有例中，包括在定子铁心的多个极齿上进行 集中绕组的定子；以及具有稀土元素类磁体的转子，在转子铁心内部与旋转轴 垂直的截面形状每一极呈向外侧扩开形状。在该已有例中，从稀土元素类磁体 的最外径内侧的旋转轴心的磁体轴心开度θ1为电角度111°～119°。而且，极 齿间形成的狭缝开口部的宽度W1为2.4mm～3.4mm。

专利文献1：日本专利特开2006-254629号公报

专利文献2：日本专利特开2001-251825号公报

然而，上述专利文献1和2中记载的已有例都是从节能角度考虑，V字形 配置永磁体使其最优化，但在节省资源的意义上未必就是最优。在此，若着眼 于存在资源枯竭问题的稀土元素类磁体，则所谓节省资源是指怎样以较少的磁 体量得到所希望的转矩的问题。即，探索以较少的磁体量使转矩最大的永磁体 的形状与节省资源有关。但是，在上述专利文献1或2记载的已有例中，完全 没有考虑节省资源，存在为获得较大转矩，磁体量增多、材料费上升这样的未 解决问题。

发明内容

本发明着眼于上述已有例未解决的问题，本发明的目的是提供一种节省资 源、低成本化的永磁式旋转电机，进行以少量磁体量得到高转矩的最优化，得 到所期望的转矩。

为达到上述目的，权利要求1所涉及的永磁式旋转电机包括：卷绕有励磁 线圈的定子；以及与该定子相隔规定空隙相对，进行旋转的转子，所述转子包 括：沿轴向贯穿，形成在转子铁心内的多个狭缝；以及插入该狭缝，使沿周向 相邻的磁极为异极的永磁体，所述磁极的结构为将一对狭缝朝着旋转中心轴配 置为V字形，在将所述转子的半径设为α(mm)，将从所述转子的外周面到 所述一对狭缝的内周侧顶点的径向距离埋入深度设为β(mm)，将所述一对 狭缝的外周侧张开角的机械角设为θ(deg)时，设定所述埋入深度β、所述转 子半径α、及所述外周侧张开角θ，根据埋入深度率(β/α)和外周侧张开角的 张开角率(θ/180)，决定使转矩最大的最优配置指标γ，使最优配置指标成为 决定的最优配置指标γ。

另外，权利要求2所涉及的永磁式旋转电机包括：卷绕有励磁线圈的定子； 以及与该定子相隔规定空隙相对，进行旋转的转子，所述转子包括：沿轴向贯 穿，形成在转子铁心内的多个狭缝；以及插入该狭缝，使沿周向相邻的磁极为 异极的永磁体，所述磁极的结构为将一对狭缝朝着旋转中心轴配置为V字形， 在将所述转子的半径设为α(mm)，将从所述转子的外周面到所述一对狭缝 的内周侧顶点的径向距离埋入深度设为β(mm)，将所述一对狭缝的外周侧 张开角的机械角设为θ(deg)，将最优配置指标γ设为γ＝β/α+(0.59×θ)/180 时，将该最优配置指标γ的值设定在下式范围内：0.64≤γ≤0.703。

另外，权利要求3所涉及的的永磁式旋转电机是基于权利要求2所涉及的 发明，将所述一对狭缝的外周侧张开角θ(deg)设定在以下范围：127°≤θ＜180°。