永磁式旋转机械的制作方法

专利名称：永磁式旋转机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁式旋转机械，特别涉及具有在磁铁插入孔中插入了永久 磁铁的转子的永磁式旋转机械。
背景技术：
对空调机(空调装置)或电冰箱等的压縮机进行驱动的电动机、对车辆 或者车载装置等进行驱动的电动机等，可以采用具有在磁铁插入孔中插入了
永久磁铁的转子的永磁式电动机(所谓"永久磁铁埋入式电动机"(Interior Permanent Motor: IPM Motor))。
永久磁铁埋入式电动机具备有齿的定子、经由齿的齿顶面隔间隙可旋 转地配置的转子。在转子上，从垂直轴向的剖面看，周向交替配置主磁极部 和辅助磁极部。在主磁极部上配置有能够插入永久磁铁的磁铁插入孔。
永久磁铁埋入式电动机的输出转矩T由下式表示。
T二p[小 Iq+(Ld—Lq)Id Iq]
这里，p为极对数，小为磁通量，Id为d轴电流，Iq为q轴电流，Ld为 d李由电感，Lq为q轴电感。
由该式可知，永久磁铁埋入式电动机能够利用由磁通量小产生的磁转矩 和由电感差(Ld—Lq)产生的磁阻转矩这两者。由此能够以较小电流进行驱 动，因此效率较高。
近年来，作为永磁式电动机的控制方式，可以采用无传感器控制方式。 在这种无传感器控制方式中，假设定子绕组感应产生的电动势的波形(定子 绕组的电动势波形)为正弦波，使用输入电压和输入电流检测转子的旋转位 置。但是，在永久磁铁埋入式电动机的定子绕组的电动势波形中含有较多的 高次谐波成分。因此，在将无传感器控制方式用作^C久磁铁埋入式电动机的 控制方式时，由于电动势波形中所含高次谐波成分，会使转子位置检测精度 降低。若转子位置检测精度降低，则无法进行最佳控制而使效率降低。此外， 在电动势波形所含高次谐波成分较多时，会导致由高次谐波成分引起的铁损增加而使效率降低。
因此，本发明者研发并提出了能够使电动势波形所含高次谐波成分减少
的永久磁铁埋入式电动机(JP特开2004_260972号公报，JP特开2005 — 86955号公报)。在这种永久磁铁埋入式电动机中，转子的外周面由第一外 周面和第二外周面形成。各第一外周面具有与主磁极部的d轴交叉的第一曲 线形状。各第二外周面具有与辅助磁极部的q轴交叉的第二曲线形状。并且， 第二曲线形状的曲率半径设定为大于第一曲线形状的曲率半径。
通过采用配置了多层永久磁铁的转子，来提高永磁式电动机的输出转 矩。因此，本发明者对具有配置了多层永久磁铁的转子的永磁式电动机(多 层结构的永磁式电动机)与上述由第一外周面和第二外周面形成转子外周面 的技术的结合进行了研究。但是，在由第一外周面和第二外周面形成转子外 周面的技术中，为了减少电动势波形所含的高次谐波成分，而使q轴附近的 间隙增大。当q轴附近的间隙增大时，q轴电感减小而使磁阻转矩减小。磁 阻转矩减小会使效率降低。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种在多层结构的永磁式旋转机械中，使电动 势波形所含的高次谐波成分减少，同时使q轴电感增大的技术。
在本发明一个方式涉及一种永磁式旋转机械(多层结构的永磁式旋转机 械)，具备定子和转子，定子具有齿，齿在转子对向一侧具有齿顶面，而且， 当从与轴向交叉的方向观察时，在转子的周向上交替配置有主磁极部和辅助 磁极部，在各主磁极部的径向上以多层配置有插入永久磁铁的磁铁插入孔。
从与轴向交叉的方向看，转子的外周面由第一外周面和第二外周面形 成。各第一外周面具有与主磁极部的d轴交叉而形成为向外周方向凸出的第 一曲线形状。各第二外周面具有与辅助磁极部的q轴交叉而形成为向外周方 向凸出的第二曲线形状。第二曲线形状的曲率半径设定为大于第一曲线形状 的曲率半径。将与辅助磁极部的q轴交叉的第二曲线形状的曲率半径设定为， 大于和主磁极部的d轴交叉的第一曲线形状的曲率半径，从而能够减少电动 势波形中所含的高次谐波成分。特别是，将在主磁极部上径向相邻配置的各 层的磁铁插入孔的端壁配置在与第二外周面相对向的〗立置上，从而能够有效地减少多层结构的永磁式旋转机械的电动势波形中所含的高次谐波成分。
并且设定为，在相同主磁极部上径向相邻配置的层中，外周侧的层的磁 铁插入孔的端壁的d轴侧端部，和中心侧的层的磁铁插入孔的端壁的q轴侧 端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。由此，在主磁极部上径向相 邻配置的层中，能够使流经处于外周侧的层的插入孔的外周侧的部分和辅助 磁极部之间的磁通量(短路磁通量)减少。通过该短路磁通量的减小，能够
减小与辅助磁极部对应的部位(q轴附近)的间隙。q轴附近的间隙减小会 使磁阻转矩增大。
在本方式中，使与辅助磁极部对应的部位的间隙增大，从而能够减少电 动势波形中所含的高次谐波成分，并且抑制与辅助磁极部对应的部位的间隙 增大，使磁阻转矩增大。由此，能够提高永磁式旋转机械的效率。
在上述方式中设定为，隔着辅助磁极部在周向上对向配置的层中的一个 层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部，和另一层的磁铁插入孔的端壁的d轴 侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。由此，能够使流过在隔着 辅助磁极部相邻配置的主磁极部中一个主磁极部上径向相邻配置的各层的 磁铁插入孔的端壁之间的部分，和在另一主磁极部上径向相邻配置的各层的 磁铁插入孔的端壁之间的部分之间的磁通量(短路磁通量)减小。通过该短 路磁通量的减小，能够使与辅助磁极部对应的部位的间隙进一步减小。
在本方式中，能够进一步提高永磁式旋转机械的效率。
本发明另一方式涉及的永磁式旋转机械(多层结构的永磁式电动机)， 与上述一个方式同样地，具备定子和转子，定子具有齿，齿在转子对向一侧 具有齿顶面，而且，当从与轴向交叉的方向观察时，在转子的周向上交替配 置有主磁极部和辅助磁极部，在各主磁极部的径向上以多层配置有插入永久 磁铁的磁铁插入孔。
与上述一个方式同样地，从与轴向交叉的方向看，转子的外周面由第一 外周面和第二外周面形成。各第一外周面具有与主磁极部的d轴交叉而形成 为向外周方向凸出的第一曲线形状。各第二外周面具有与辅助磁极部的q轴 交叉而形成为向外周方向凸出的第二曲线形状。第二曲线形状的曲率半径设 定为大于第一曲线形状的曲率半径。
并且设定为，隔着辅助磁极部在周向上对向配置的层中， 一个层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部和另一层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部之间 的长度，大于齿顶面的周向长度。由此，能够使流过在隔着辅助磁极相邻配 置的主磁极部中的一个主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端 壁之间的部分，和在另一主磁极部上相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之 间的部分之间的短路磁通量减小。通过该短路磁通量的减小，能够减小与辅
助磁极部对应的部位(q轴附近)的间隙。q轴附近的间隙减小会使磁阻转 矩增大。
在本发明中，通过使与辅助磁极部对应的部位的间隙增大，能够减少电 动势波形中所含的高次谐波成分，并且抑制与辅助磁极部对应的部位的间隙 增大，使磁阻转矩增大。从而提高永磁式旋转机械的效率。
第一外周面的第一曲线形状,优选形成为在d轴上具有曲率中心的圆弧 形状。并且，第二外周面的第二曲线形状，优选形成为在q轴上具有曲率中 心的圆弧形状。从而易于形成第一外周面和第二外周面。
另外，第一外周面的第一曲线形状，优选形成为以转子的中心作为曲率 中心的圆弧形状。另外，第二外周面的第二曲线形状，优选形成为以向与第 二外周面相反方向偏离了转子的中心的位置为曲率中心的圆弧形状。从而更 加易于形成第一外周面和第二外周面。另外，能够使与辅助磁极部对应的部 位上的空隙平滑地变化，并且抑制第一外周面和第二外周面的交界位置上的 空隙的急剧变化。因此能够更加有效地减少电动势波形中所含的高次谐波成 分。
从与轴向交叉的方向看，在相同主磁极部的径向上相邻配置的层中，可 以将中心侧的层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁的长度，设定为大于外周 侧的层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁的长度。"永久磁铁的长度"意味 着从与轴向交叉的方向看，沿着磁铁插入孔的长度。
多层结构的永磁式旋转机械，利用了由从主磁极部的中央部分流入流出 的磁通以及从在主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之间 的部分(层间部分)流入流出的磁通所产生的磁转矩。从主磁极部的中央部 分流入流出的磁通，与从在主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中 插入的永久磁铁流入流出的磁通量之和对应。另外，从在主磁极部上径向相 邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之间的部分(层间部分)流入流出的磁通，与从各层的磁铁插入孔中插入的永久磁铁流入流出的磁通量之差对应。因此 构成为从在主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中所插入的各个 永久磁铁流入流出的磁通量不同。 一般构成为，流入流出的磁通量是用从中 心侧的层的磁铁插入孔中插入的永久磁铁流入流出的磁通量，减去从外周侧 的层的磁铁插入孔中插入的永久磁铁流入流出的磁通量所得的磁通量。在本 方式中，由于改变了径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中插入的永久磁铁的 长度，因此能够使用相同特性的永久磁铁。作为对从径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁分别 流入流出的磁通量进行改变的方法，可以采用在各层的磁铁插入孔中插入具 有不同特性的永久磁铁的方法。使用该方法时，作为径向相邻配置的各层的 磁铁插入孔中插入的永久磁铁，可以使用相同长度的永久磁铁。当然，也可 以在径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中，插入特性和长度不同的永久磁 铁。通过使用本发明的技术，能够减少电动势波形中所含的高次谐波成分， 并且使q轴电感增大。从而提高多层结构的永磁式旋转机械的效率。


图1是使用了永磁式电动机的压縮机的一例的纵向剖面图。图2是图1所示的永磁式电动机的转子的纵向剖面图。图3是第一实施例的永磁式电动机的定子和转子的横向剖面图。图4是说明第一实施例的永磁式电动机的要部结构的图。图5是说明第一实施例的永磁式电动机的要部结构的图。图6是说明第二实施例的永磁式电动机的要部结构的图。图7是说明第二实施例的永磁式电动机的要部结构的图。图8是表示各实施例的效率特性的图表。图9是表示在主磁极部上径向相邻配置的磁铁插入孔中插入永久磁铁的 另一例的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明实施例进行说明。在图1和图2中示出了使用永磁式电动机30的压縮机的一例。图1是压縮机10的纵向剖面图。图2为图1所示永磁式电动机30的转子50的纵 向剖面图。另外，虽然在图1中示出了单层构造的永磁式电动机30，但是在 以下说明的本发明实施例中，可以使用多层结构的永磁式电动机30。压縮机10由压縮机构部20、永磁式电动机30、蓄液器(accumulator) 70等构成。压縮机构部20和永磁式电动机30配置在密闭容器11内。在密 闭容器11上设有吸入管71和排出管12。蓄液器70分离冷却介质(例如制冷气体)和润滑油。通过蓄液器70分 离的冷却介质，经由吸入管71回到压縮机构部20。另外，通过蓄液器70分 离的润滑油，回到润滑油槽25。压縮机20具有气缸21、由旋转轴60驱动的偏心转子22。压縮机构部 20通过偏心转子22的旋转，在气缸21内压缩从吸入管71吸入的冷却介质。经过压縮机构部20压縮的冷却介质，通过在永磁式电动机30的定子40 上形成的通路(槽、孔、切口)、在转子50上形成的通路孔、定子40和转 子50之间的间隙等，从排出管12排出。另外，通过旋转轴60的旋转，使贮存在润滑油槽25中的润滑油供给到 压縮机构部20的滑动部。润滑了滑动部的润滑油回到润滑油槽25。在图1所示的压縮机10中，混合了冷却介质和润滑油的介质从排出管 12排出。永磁式电动机30具备定子40和转子50。定子40层叠多枚薄板状电磁钢板而成。定子40如图3所示在内周侧具 有齿42。定子40的外周形状可以适当地进行确定。齿42包括齿主体部42a、 从齿主体部42a的顶端延伸到周向两侧的齿端部42b、 42c。另外，齿42在 与转子50的外周面相对的部位上，具有横跨齿端部42b和42c的齿顶面42d。通过齿42形成有槽口 43。在槽口 43内以分布巻绕方式或集中巻绕的典 型方式设置定子绕组41 (参照图l)。转子50为筒状，且可旋转地设置于定子40的内周侧。对于转子50的 外周面和定子40的齿42的齿顶面42d之间的间隙，在规定范围内进行设定。转子50层叠多枚薄板状的电磁钢板而成。在转子50上如图2所示轴向 形成有旋转轴插入孔59、磁铁插入孔55、铆接销插入孔51。另外，虽然未在图2中示出，在转子50的轴向上还形成有通路孔(例 如图3所示的51al、 51a2 51dl、 51d2)。在旋转轴插入孔59中，例如通过"压入法"或者"热压配合法"插入 旋转轴60。使用"热压配合法"，在对转子50进行加热后，将旋转轴60插 入旋转轴插入孔59中。使用"压入法"，对旋转轴60施加强力，从而将旋 转轴60插入旋转轴插入孔59中。在磁铁插入孔55中插入永久磁铁56。在层叠体的轴向两端部上设有端板53。并且，通过插入到铆接销插入孔 51中的铆接销52，使层叠体和端板53 —体化。54是用于调整压縮机构部 20的偏心转子22的不平衡量的配重。另外，在各电磁钢板上形成有在层叠各电磁钢板时用于固定各电磁钢板 的巻边固定部。下面对本实施例的永磁式电动机30的结构进行详细说明。[第一实施例]第一实施例的永磁式电动机30的定子40和转子50的结构如图3所示。 图3是从垂直轴向的方向看定子40和转子50的剖面图。在本实施例中，使用磁极数为4 (极对数为2)的转子50。并且，定子 绕组以分布巻绕方式巻绕。在以下说明的其他实施例中也同样。转子50，从垂直轴向的方向看，周向交替配置主磁极部和辅助磁极部。 在主磁极部上设有能够插入永久磁铁的磁铁插入孔。下面用[a]、 [b]、 [c]、 [d]表示各主磁极部，用[ab]、 [bc]、 [cd]、 [da]表示 各辅助磁极部。另外，对于在主磁极部[a] [d]上设置的要素标记符号[a] [d] 或者[A] [D]，对在辅助磁极部[abHda]上设置的要素标记符号[abHda]或者 [AB] [DA]。通过将主磁极部[ah[d]和辅助磁极部[ab] [da]在周向上交替配置，从而 能够利用从永久磁铁流入流出的磁通所产生的磁转矩，和由辅助磁极部 [ab] [da]的突极性产生的磁阻转矩这两者，其中所述永久磁铁插入在主磁极 部[a] [d]上配置的磁铁插入孔中。并且在下文中，将连接旋转轴插入孔59的中心(转子50的中心O)和 主磁极部[a] [d]的周向中心的连接线称为"主磁极部的中心线"或者"d轴"，将连接旋转轴插入孔59的中心(转子50的中心0)和辅助磁极部[ab] [da] 的周向中心的连接线称为"辅助磁极部的中心线"或者"q轴"。从垂直轴向的方向看，转子50的外周面由第一外周面50A 50D和第二 外周面50AB 50DA形成。第一外周面50A 50D对应于主磁极部[a] [d]。第一外周面50A 50D分 别具有与主磁极部[a] [d]的d轴交叉且凸起部朝向外周方向的第一曲线形 状。第二外周面50AB-50DA对应于辅助磁极部[ab] [da]。第二外周面 50AB 50DA分别具有与辅助磁极部[ab] [da]的q轴交叉且凸起部朝向外周 方向的第二曲线形状。第二曲线形状的曲率半径设定为大于第一曲线形状的 曲率半径。第一外周面50A和第二外周面50DA、 50AB在连接点50A1、 50A2连 接。其他的第一外周面和第二外周面也同样地连接。在本实施例中，第一外周面50A 50D形成为以转子50的中心O为中心 且具有曲率半径Rd (=转子50的半径R)的圆弧形状。另外，第二外周面 50AB 50DA以向第二外周面50AB 50DA相反方向偏离了转子50中心0的 位置(例如在外周面50CD的情况下为点Q)为曲率中心，形成为具有比曲 率半径Rd还大的曲率半径Rq (Rq>Rd)的圆弧形状。第一外周面50A 50D 的圆弧形状的曲率中心，也并不是必须为转子50的中心O，而可以是位于 转子50的中心O附近。即，所谓"以转子50的中心O为中心"，包含"以 转子50的中心0附近位置为中心"的结构。第一外周面50A 50D，对应于本发明的"具有第一曲线形状的第一外周 面"。另外，第二外周面50AB 50DA，对应于本发明的"具有第二曲线形 状的第二外周面"。第一外周面50A 50D的第一 曲线形状和第二外周面50AB 50DA的第二 曲线形状，不限于圆弧形状。通过将对应于辅助磁极部[ab] [da]的第二外周面50AB 50DA的曲率半 径Rq设定为比对应于主磁极部[a] [d]的第一外周面50A 50D的曲率半径Rd 更大，从而能够使辅助磁极部[ab] [da]的q轴附近的间隙(气隙air gap) Gq大于主磁极部[a] [d]的d轴附近的间隙Gd (Gq〉Gd)。另外，第一外周面50A 50D以转子50的中心0为中心，形成为具有曲率半径Rd的圆弧形 状，第二外周面50AB 50DA以从向第二外周面50AB 50DA相反方向偏离 了转子50中心O的位置Q为中心，形成为具有曲率半径Rq (Rq>Rd)的圆 弧形状。由此，对于对应于第二外周面50AB 50DA的部位的空隙，从对应 于q轴的部位开始，沿着周向从对应于q轴的部位的空隙Gq逐渐减小为对 应于d轴的部位的空隙Gd。因此，在第一外周面50A 50D和第二外周面 50AB 50DA的交界位置，通过配置有定子40的齿42的部位时，能够抑制 流过定子40的齿42的磁通的急剧变化。通过抑制流过齿42的磁通的急剧 变化，从而使定子绕组41感应产生的感应电压的波形(定子绕组42的电动 势波形)所含的高次谐波成分减少。由此，即使在使用无传感器控制方式来 控制永磁式电动机的情况下，也能够高精度地检测转子的旋转位置，其中所 述无传感器控制方式基于输入电压和输入电流来检测转子位置。因此，能够 对流过定子绕组的电流进行最佳控制，从而提高永磁式电动机的效率。另外，在使第一外周面50A 50D以转子50的中心O为中心形成为圆弧 形状的情况下，第一外周面50A 50D与齿顶面42d之间的间隙小，并且恒 定。由此，在第一外周面50A 50D通过配置有齿42的部位时，磁通能够平 顺地流过齿42。在转子50的主磁极部[a] [d]上，径向配置了多层永久磁铁。在本实施例 中，永久磁铁配置为2层。由于在主磁极部[a] [d]上配置的磁铁插入孔为相同形状，因此对在主磁 极部[a]上配置的磁铁插入孔进行说明。在主磁极部[a]上，从与轴向交叉的方向看，在径向的中心侧配置有第一 磁铁插入孔55a，在径向的外周侧配置有第二磁铁插入孔57a。第一磁铁插入孔55a对应于本发明的"径向相邻配置的层中的中心侧的 层的磁铁插入孔"。另外，第二磁铁插入孔57a对应于本发明的"径向相邻 配置的层中的外周侧的层的磁铁插入孔"。以下将磁铁插入孔55a称为"第一层的磁铁插入孔"，将磁铁插入孔57a 称为"第二层的磁铁插入孔"。第一层的磁铁插入孔55a包括在与d轴交叉的方向上延伸的中央部、从 中央部的两端部在外周方向上沿着q轴延伸的第一和第二外周部。在本实施例中，磁铁插入孔55a的中央部由在垂直d轴的方向上延伸的中心侧的中央 壁55al和外周侧的中央壁55a2形成。另外，第一外周部由q轴侧的侧壁55a3、 d轴侧的侧壁55a4和端壁55a7形成。q轴侧的侧壁55a3，从中心侧的中央 壁55al的一侧端部在外周方向上沿着q轴延伸。d轴侧的侧壁55a4，从外周 侧的中央壁55a2的一侧端部在外周方向上沿着q轴延伸。端壁55a7，在q 轴侧的侧壁55a3的外周侧的端部与d轴侧的侧壁55a4的外周侧的端部之间， 沿着转子50的外周面(第二外周面50DA)延伸。另夕卜，第二外周部，由q 轴侧的侧壁55a5、 d轴侧的侧壁55a6和端壁55a8形成。q轴侧的侧壁55a5， 从中心侧的中央壁55al的另一侧端部在外周方向上沿着q轴延伸。d轴侧的 侧壁55a6，从外周侧的中央壁55a2的另一侧端部在外周方向上沿着q轴延 伸。端壁55a8，在q轴侧的侧壁55a5的外周侧的端部与d轴侧的侧壁55a6 的外周侧的端部之间，沿着转子50的外周面(第二外周面50AB)延伸。同样地，第二层的磁铁插入孔57a包括在垂直d轴的方向上延伸的中央 部、从中央部的两端部在外周方向上沿着q轴延伸的第一和第二外周部。磁 铁插入孔57a的中央部由中心侧的中央壁57al和外周侧的中央壁57a2形成。 另外，第一外周部包括从中央壁57al的一侧端部在外周方向上延伸的q轴 侧的侧壁57a3、从中央壁57a2的一侧端部在外周方向上延伸的d轴侧的侧 壁57a4、在侧壁57a3和57a4的外周侧的端部之间沿着转子的外周面延伸的 端壁57a7。另外，第二外周部包括从中央壁57al的另一侧端部在外周方向 上延伸的q轴侧的侧壁57a5、从中央壁57a2的另一侧端部在外周方向上延 伸的d轴侧的侧壁57a6、在侧壁57a5和57a6的外周侧的端部之间沿着转子 的外周面延伸的端壁57a8。在主磁极部[b] [d]上也配置有与主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a 和第二层的磁铁插入孔57a形状同样的第一层的磁铁插入孔55b 55d和第二 层的磁铁插入孔57b 57d。在第一层的磁铁插入孔55a 55d的端壁55a7、 55a8 55d7、 55d8与转子 50的外周面之间，以及第二层的磁铁插入孔57a 57d的端壁55a7、 55a8 55d7、 55d8与转子50的外周面之间，设有桥接部。由此，能够提高对 于离心力的转子50的强度。如上所述，在本实施例中，在主磁极部[a] [d]上，从与轴向交叉的方向看，分别径向相邻配置了与第一层对应的磁铁插入孔55a 55d以及与第二层 对应的磁铁插入孔57a 57d，其中所述第一层具有向中心侧凸起(朝外周方 向为凹状)的梯形形状。由此构成双层构造的转子50。在主磁极部[a] [d]上配置的第一层的磁铁插入孔55a 55d和第二层的磁 铁插入孔57a 57d中，分别插入永久磁铁56a 56d和58a 58d。作为永久磁 铁，可以采用铁氧体磁铁或者稀土磁铁等。在本实施例中，在磁铁插入孔55a 55d和57a 57d的中央部内，分别插 入有永久磁铁56a 56d和58a 58d。永久磁铁56a 56d和58a 58d的垂直轴 向的剖面形状为长方形。以在永久磁铁56a 56d、 58a 58d与磁铁插入孔55a 55d、 57a 57d之间 形成间隙的方式，将永久磁铁56a 56d、 58a 58d插入磁铁插入孔55a 55d、 57a 57d。例如采用"间隙配合法"插入。通过采用"间隙配合法"将永久 磁铁插入磁铁插入孔，与使用"压入法"或"热压配合法"插入时相比，能 够简单地将永久磁铁插入磁铁插入孔。从而避免永久磁铁断裂或破损。在主磁极部[a] [d]的第一层的磁铁插入孔55a 55d和第二层的磁铁插入 孔57a 57d中插入的永久磁铁56a 56d和58a 58d，被磁化为与相邻的主磁 极部极性不同。例如如图4所示，插入主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a 和第二层的磁铁插入孔57a的永久磁铁56a和58a，被磁化为中心侧为S极 而外周侧为N极。另一方面，与主磁极部[a]相邻的主磁极部[d]的第一层的 磁铁插入孔55d和第二层的磁铁插入孔57d中插入的永久磁铁56d和58d， 被磁化为中心侧为N极，外周侧为S极。由此，使N极的主磁极部和S极 的主磁极部在周向上交替配置。作为磁化永久磁铁的方法，例如可以采用在将旋转轴60插入转子50的 旋转轴插入孔59后，在与转子50相对的定子40的定子绕组41中通过磁化 用电流的方法。在多层结构的永磁式电动机中，利用了分别从永久磁铁流入流出的磁通 量的差所对应的磁转矩，其中所述永久磁铁插入在主磁极部上径向相邻配置 的各层的磁铁插入孔中。例如图6所示，如果从主磁极部[a]的第一层的永久 磁铁56a流入流出的磁通量为Nl (或者S1),从第二层的永久磁铁58a流 入流出的磁通量为S2 (或者N2)，则从各层的磁铁插入孔的端壁之间的部分(层间部分)流入流出(N1—S2)的磁通量，其中所述磁铁插入孔径向相邻地配置在主磁极部[a]上。在本实施例中，在主磁极部[a] [d]上径向相邻配置的层中，中心侧的层 (第一层)的磁铁插入孔55a 55d中插入了永久磁铁56a 56d，该永久磁铁 56a 56d的长度大于外周侧的层(第二层)的磁铁插入孔57a 57d中插入的 永久磁铁58a 58d的长度。这里，"永久磁铁的长度"意味着，从垂直轴向 的方向看，沿着磁铁插入孔的长度。由此，在主磁极部[a] [d]上径向相邻配 置的第一层的磁铁插入孔55a 55d和第二层的磁铁插入孔57a 57d中，即使 插入了具有相同极性(例如相同磁通密度)的永久磁铁的情况下，从第一层 的磁# 入孔中所插入的永久磁铁流入流出的磁通量和从第二层的磁铁插 入孔中所插入的永久磁铁流入流出的磁通量也不同。另外，也可以在主磁极部[a] [d]的第一层的磁铁插入孔55a 55d和第二 层的磁铁插入孔57a 57d中插入具有不同特性(例如磁通密度不同)的永久 磁铁。另外，作为使从永久磁铁流入流出的磁通量分别不同的方法，可以采用 各种方法，其中所述永久磁铁插入在径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中。 例如可以采用这样的方法，即如图9所示，可以使用向第一层的磁铁插入孔 55a中，插入永久磁铁56a的方法，其中所述永久磁铁56a与第二层的磁铁 插入孔57a中所插入的永久磁铁58a长度相同且特性不同。另外，在本实施例中，各层的磁铁插入孔配置为，使从各个永久磁铁流 入流出磁通量的差所流入流出的部分，即各层的磁铁插入孔的端壁之间的部 分(层间部分)与第二外周面相对，其中所述永久磁铁插入在主磁极部[a] [d] 上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔中。例如，第一层的磁铁插入孔55a和 第二层的磁铁插入孔57a配置为，使主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a 的端壁55a7与第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分，和第二外 周面50DA相对。另外，如上所述，在本实施例中，与第二外周面50DA对应的部位的间 隙从对应于q轴的部位开始，沿着周向从对应于q轴的部位的间隙Gq逐渐 减小为对应于d轴的部位的间隙Gd。由此，从第一层的磁铁插入孔55a的 端壁55a7和第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分流入流出的磁通量(从永久磁铁56a流入流出的磁通量与从永久磁铁58a流入流出的磁通 量的差)，流过逐渐变化的空隙。因此，流过第一层的磁铁插入孔55a的端 壁55a7与第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分，和定子40的齿 42之间的磁通量的急剧变化能够得到抑制。通过抑制这种流过齿42的磁通 量的急剧变化，能够有效地减少电动势波形中所含的高次谐波成分。在永久磁铁能够在磁铁插入孔中移动的情况下，优选设置用于确定永久 磁铁在磁铁插入孔内位置的定位部件。例如，在磁铁插入孔55a、 57a 55d、 57d内的规定位置上，设置向磁铁插入孔55a、 57a 55d、 57d的内侧凸出的 定位部件。虽然在本实施例中，是将永久磁铁56a、 58a 56d、 58d插入到磁铁插入 孔55a、 57a 55d、 57d的中央部，但是也可以插入到外周部。并且，虽然考 虑到制造的容易性，优选使用垂直轴向的剖面形状为长方形的永久磁铁，但 是也可以采用其他形状的永久磁铁。另外，插入磁铁插入孔中的永久磁铁的 数量也可以适当选择。另外，为了防止在磁铁插入孔上的与转子50的外周面相对的部分发生 磁通短路，优选设置空隙部等非磁性区域。例如在磁铁插入孔的端壁与插入 磁铁插入孔的永久磁铁的端部之间设置非磁性区域。在主磁极部[a] [d]或辅助磁极部[abHda]上，设有流过冷却介质或润滑 油等介质的通路孔。在本实施例中，在主磁极部[a] [d]上，相对于,第一层(中心侧的层)的 磁铁插入孔55a 55d在中心侧设置通路孔51al、 51a2 51dl、 51d2。另外， 在辅助磁极部[ab] [da]上，转子50的内周侧设置铆接销插入孔51ab 51da。 通路孔和铆接销插入孔形成为轴向贯通转子50的孔(贯通孔)。通路孔51al、 51a2 51dl、 51d2设置为相对于主磁极部[a] [d]的中心线(d轴)左右对称。 铆接销插入孔51ab 51da设置在辅助磁极部[ab] [da]的中心线(q轴)上。将通路孔51al、 51a2 51dl、 51d2设置在转子50的内周侧，与设置在 转子50的外周侧的情况相比，能够减小作用于在通路孔内流动的介质(冷 却介质或润滑油等)的离心力。由此，能够使在通路孔51al、 51a2 51dl、 51d2内流动的介质的流体阻力降低，而使介质易于在通路孔51al、 51a2 51dl、 51d2内流动。下面研究主磁极部的各层的磁铁插入孔的配置关系。下面考虑主磁极部[a] [d]的第一层(中心侧的层)的磁铁插入孔55a 55d 和第二层(外周侧的层)的磁铁插入孔57a 57d如图5所示配置的情况。在 图5中，第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7的q轴侧端部，与第二层的磁 铁插入孔57a的端壁57a7的d轴侧端部之间的周向长度[m]，小于齿42的齿 顶面42d的周向长度[k] ([m《k])。另外，第一层的磁铁插入孔55a的端壁 55a7的q轴侧端部，与磁铁插入孔55a的q轴侧的侧壁55a3和端壁55a7的 连接部相对应。另外，第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7的d轴侧端部， 与磁铁插入孔57a的d轴侧的侧壁57a4和端壁57a7的连接部相对应。此时，磁通从主磁极部[a]的处于第二层的磁铁插入孔57a的外周侧的部 分，经由齿42C和齿42A向辅助磁极部[da]流过。该磁通是用于产生转矩的 磁通。另外，由于[m《k]的关系，产生了第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7 的d轴侧端部和第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7的q轴侧端部，同时与 一个齿42B的齿顶面42d相对的状态。在该状态时，磁通(短路磁通)经由 齿42B，流过主磁极部[a]的处于第二层的磁铁插入孔57a的外周侧的部分与 辅助磁极部[da]之间。因此，在满足[m《k]的条件时，为了减小短路磁通量，需要增大对应于 辅助磁极部的部位的间隙。如果增大对应于辅助磁极部的部位的间隙，则q 轴电感减小而使磁阻转矩减小。在本实施例中构成为如图4所示，主磁极部[a]的第一层(中心侧的层) 的磁铁插入孔55a的端壁55a7的q轴侧端部，与第二层(外周侧的层)的磁 铁插入孔57a的端壁57a7的d轴侧端部之间的周向长度[m]，大于齿42的齿 顶面42d的周向长度[k] ([m〉k])。由此，第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7的d轴侧端部，和第一层的 磁铁插入孔55a的端壁55a7的q轴侧端部，不会同时朝向一个齿42的齿顶 面42d。 g卩，从主磁极部[a]的处于第二层的磁铁插入孔57a的外周侧的部分， 经由齿42流过辅助磁极部[da]的磁通量(短路磁通量)减小。因此能够减小 对应于辅助磁极部的部位的间隙。若对应于辅助磁极部的部位的间隙减小， 则能够增大q轴电感，增大磁阻转矩。通过增大磁阻转矩，能够提高永磁式电动机的效率。如上所述，在本实施例中，转子的外周面由分别具有第一曲线形状的第 一外周面和分别具有第二曲线形状的第二外周面构成，并且设定为第二曲线 形状的曲率半径大于第一曲线形状的曲率半径，其中所述第一曲线形状与主 磁极部的d轴交叉，所述第二曲线形状与辅助磁极部的q轴交叉。由此能够减少电动势波形中所含的高次谐波成分。特别是在本实施例中，主磁极部的 相邻的各层的磁铁插入孔的端壁，配置在与第二外周面相对的位置上。由此 流过径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之间的部分(层间部分)与齿 之间的磁通急剧变化能够被抑制。从而能够有效地减少多层结构的永磁式电 动机的电动势波形中所含的高次谐波成分。并且在本实施例中设定为，在相同主磁极部上相邻配置的层中的外周侧 的层所对应的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部，与中心侧的层所对应的磁铁插入孔的端壁的q轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。从而 能够使经由相同的齿流过处于外周侧的层所对应的磁铁插入孔的外周侧的 部分与辅助磁极部之间的磁通量(短路磁通量)减小。通过该短路磁通量的 减小，能够减小辅助磁极部所对应的部位的间隙，提高永磁式电动机的效率。[第二实施例]下面说明第二实施例。第二实施例由与第一实施例相同的结构要素构成。并且第二实施例能够 与第一实施例同样地，使多层结构的永磁式电动机的电动势波形中所含的高 次谐波成分减少，并且抑制与辅助磁极部对应的部位的间隙增大，从而使磁 阻转矩增大。对隔着辅助磁极部在周向对向设置的各层磁铁插入孔的配置关系进行 研究。下面考虑隔着辅助磁极部在周向对向设置的各层磁铁插入孔如图7所示 配置的情况。在图7中，主磁极部[a]的层中的第二层(辅助磁极部[da]侧的 层)的磁铁插入孔55a的端壁55a7的d轴侧端部，隔着辅助磁极部[da]与主 磁极部[a]相邻配置的主磁极部[d]的层中的第一层(辅助磁极部[da]侧的层) 的磁铁插入孔55d的端壁55d8的d轴侧端部之间的周向长度[n]，小于齿42 的齿顶面42d的周向长度[k] ([n《k])。另外，主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7的d轴侧端部，与磁铁插入孔55a的d轴侧的侧壁 55a4和端壁55a7的连接部相对应。另外，主磁极部[d]的第一层的磁铁插入 孔55d的端壁55d8的d轴侧端部，与磁铁插入孔55d的d轴侧的侧壁55d6 和端壁55d8的连接部相对应。此时，磁通从主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7与第 二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分，经由齿42C和齿42A，向 相邻的主磁极部[d]的第一层的磁铁插入孔55d的端壁55d8与第二层的磁铁 插入孔57d的端壁57d8之间的部分流动。该磁通量例如与从永久磁铁56a 流入流出的磁通量与从永久磁铁58a流入流出的磁通量的差相对应，其中所 述永久磁铁56a插入在主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a中，所述永久 磁铁58a插入在第二层的磁铁插入孔57a中。该磁通是用于产生转矩的磁通。另外，由于[n《k]的关系，会产生主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a 的端壁55a7与第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分，和主磁极 部[d]的第一层的磁铁插入孔55d的端壁55d8与第二层的磁铁插入孔57d的 端壁57d8之间的部分，同时与一个齿42B的齿顶面42d相对的状态。在该 状态时，磁通(短路磁通)经由齿42B，流过主磁极部[a]的第一层的磁铁插 入孔55a的端壁55a7与第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分， 以及主磁极部[d]的第一层的磁铁插入孔55d的端壁55d8与第二层的磁铁插 入孔57d的端壁57d8之间。因此，在满足[n《k]的条件的情况下，为了减小短路磁通量，需要使与 辅助磁极部相对应的部位的间隙增大。如果与辅助磁极部相对应的部位的间 隙增大，则q轴电感减小，磁阻转矩减小。在本实施例中构成为如图6所示，主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔 55a的端壁55a7的d轴侧端部，隔着辅助磁极部[da]与主磁极部[a]相邻配置 的主磁极部[d]的第一层的磁铁插入孔55d的端壁55d8的d轴侧端部之间的 周向长度n，大于齿42的齿顶面42d的周向长度k ([n>k])。由此，主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7的d轴侧端 部，和与主磁极部[a]相邻配置的主磁极部[d]的第一层的磁铁插入孔55d的端 壁55d8的d轴侧端部，不会同时与一个齿42的齿顶面42d相对。即，能够 使经由相同的齿42，流过主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a的端壁55a7与第二层的磁铁插入孔57a的端壁57a7之间的部分，和主磁极部[d]的第一 层的磁铁插入孔55d的端壁55d8与第二层的磁铁插入孔57d的端壁57d8之 间的部分之间的磁通量(短路磁通量)减小。通过该短路磁通量的减小，能 够减小与辅助磁极部对应的部位的间隙，提高永磁式电动机的效率。
主磁极部[a]的第一层的磁铁插入孔55a和主磁极部[d]的第一层的磁铁 插入孔55d，与本发明的"隔着辅助磁极部在周向上对向配置的层中的一个 层的磁铁插入孔和另一层的磁铁插入孔"相对应。
如上所述在本实施例中，在多层结构的永磁式旋转机械中，转子的外周 面由分别具有第一曲线形状的第一外周面和分别具有第二曲线形状的第二 外周面构成，并且设定为第二曲线形状的曲率半径大于第一曲线形状的曲率 半径，其中所述第一曲线形状与主磁极部的d轴交叉，所述第二曲线形状与 辅助磁极部的q轴交叉。由此，能够减少电动势波形中所含的高次谐波成分。 特别是在本实施例中，主磁极部各层的磁铁插入孔的端壁，配置在与第二外 周面相对的位置上。由此，能够抑制流过各层的磁铁插入孔的端壁之间的部 分(层间部分)和齿之间的磁通急剧地变化，其中所述磁铁插入孔为径向相 邻配置。因此能够有效地减少多层结构的永磁式电动机的电动势波形中所含 的高次谐波成分。
并且在本实施例中设定为，隔着辅助磁极部在周向上对向配置的层中的 一个层所对应的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部，与另一层所对应的磁铁插 入孔的端壁的d轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。由此， 能够减小从在一个主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之 间的部分，流向在与一个主磁极部相邻配置的另一主磁极部上径向相邻配置 的各层的磁铁插入孔的端壁之间的部分的磁通量(短路磁通量)。通过该短 路磁通量的减小，能够使对应于辅助磁极部的部位的间隙减小，提高永磁式 电动机的效率。
下面对第三实施例进行说明。
第三实施例具备第一实施例的结构和第二实施例的结构。 艮P，在第三实施例中的多层结构的永磁式旋转机械中，转子的外周面由 分别具有第一曲线形状的第一外周面和分别具有第二曲线形状的第二外周面构成，并且设定为第二曲线形状的曲率半径大于第一曲线形状的曲率半 径，其中所述第一曲线形状与主磁极部的d轴交叉，所述第二曲线形状与辅 助磁极部的q轴交叉。特别是主磁极部的各层的磁铁插入孔的端壁，配置在 与第二外周面相对的位置上。由此，能够抑制流过各层的磁铁插入孔的端壁 之间的部分(层间部分)与齿之间的磁通发生急剧地变化，其中所述磁铁插 入孔为径向相邻配置。因此，能够有效地减少多层结构的永磁式电动机的电 动势波形中所含的高次谐波磁通成分。
并且，在主磁极部上径向相邻配置的层中，外周侧的层所对应的磁铁插 入孔的端壁的d轴侧端部，与中心侧的层所对应的磁铁插入孔的端壁的q轴
侧端部之间的周向长度，设定为大于齿顶面的周向长度。由此，能够使经由 相同的齿，流过处于外周侧的层所对应的磁铁插入孔的外周侧的部分与辅助 磁极部之间的磁通量(短路磁通量)减小。
并且，隔着辅助磁极部在周向上对向配置的层中的一个层所对应的磁铁 插入孔的端壁的d轴侧端部，与另一层所对应的磁铁插入孔的端壁的d轴侧 端部之间的周向长度，设定为大于齿顶面的周向长度。由此，能够使经由相 同的齿，流过在一个主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之 间的部分，和在另一主磁极部上径向相邻配置的各层的磁铁插入孔的端壁之 间的部分之间的磁通量(短路磁通量)减小，其中所述另一主磁极部隔着辅 助磁极部与一个主磁极部相邻配置。 .
因此，能够使辅助磁极部所对应的部位的间隙进一步减小，.从而进一步 提高多层结构的永磁式电动机的效率。
第一实施例、第二实施例和第三实施例的效率特性如图8所示。图8的 横轴表示通电超前角(电角(electrical angle))，纵轴表示效率(％)。
单点划线表示了下述这种永磁式电动机的效率特性，所述永磁式电动机 的转子的外周面由第一外周面和第二外周面形成、q轴所对应的部位的间隙 (气隙)为Gql[=1.2mm]、 d轴所对应的部位的间隙(气隙)为Gdl[=0.5mm]， 并且满足[m《k](图5的条件)或者[n《k](图7的条件)中任意一个条件。 双点划线表示了下述这种永磁式电动机的效率特性，所述永磁式电动机 的转子的外周面由第一外周面和第二外周面形成、q轴所对应的部位的间隙 (气隙)为Gq2[=0.6mm] (0.5mm<Gp2<Gql) 、 d轴所对应的部位的间隙(气隙)为Gdl[=0.5mm]，并且满足[m《k](图5的条件)或者[n《k](图7的 条件)中任意一个条件。
虚线表示了下述这种永磁式电动机的效率特性，所述永磁式电动机的转 子的外周面由第一外周面和第二外周面形成、q轴所对应的部位的间隙(气 隙)为Gq2[=0.6mm] (0.5mm<Gp2《Gql) 、 d轴所对应的部位的间隙(气 隙)为Gdl[=0.5mm]，并且满足[m〉k](第一实施例的条件)或者[n〉k](第 二实施例的条件)中任意一个条件。
实线表示了下述这种永磁式电动机的效率特性，所述永磁式电动机的转 子的外周面由第一外周面和第二外周面形成、q轴所对应的部位的间隙(气 隙)为Gq2[=0.6mm] (0.5mm<Gp2《Gql) 、 d轴所对应的部位的间隙(气 隙)为GdlH).5mm]，并且满足[m〉k]禾n[n〉k](第三实施例的条件)。
另外，各效率特性是除了上述条件外具有相同结构的多层结构的永磁式 电动机所对应的特性。
根据图8中双点划线所示效率特性和单点划线所示效率特性可知，即使 转子的外周面由第一外周面和第二外周面形成，但是如果满足条件[m《k](图 5的条件)或者条件[n《k](图7的条件)中任意一方，则即使使q轴所对 应的部位的间隙Gp减小，效率也不会提高。
另外，根据图8中虚线所示的效率特性可知，在满足条件[m〉k](第一 实施例的条件)或者条件[r^k](第二实施例的条件)中任意一方时，可以通 过减小q轴所对应的部位的间隙Gq来提高效率。
另外，根据图8中实线所示的效率特性可知，在满足条件[m〉k]禾n[i^k] (第三实施例的条件)时，可以通过减小q轴所对应的部位的间隙Gq来进 一步提高效率。
根据上述内容可知，在多层结构的永磁式电动机中，使转子的外周面由 第一外周面和第二外周面形成，并且满足条件[n^k](第一实施例的条件)， 或者条件[n〉k](第二实施例的条件)，或者条件[m〉k]及[n〉k](第三实施例 的条件)，从而能够减少电动势波形中所含的高次谐波成分，增大磁阻转矩。
本发明并不仅限于上述实施例的结构，而可以进行各种变更、追加、删 除。磁铁插入孔不仅限于梯形形状，也可以是V字形状或者曲线形状(例如 圆弧形状)。或者，可以是在与d轴交叉的方向上延伸的直线形状。永久磁铁的形状、数量、插入位置等，都可以适当选择。可以在转子的外周面上与 磁铁插入孔的端壁相对应的部位上设置切口。也可以在转子的外周面和磁铁 插入孔的端壁之间设孔。如上所述永久磁铁配置为2层，但是也可以配置为 3层以上。如上所述对永磁式电动机进行了说明，但是本说明书所公开的技 术，可以适用于具有在磁铁插入孔中插入了永久磁铁的转子的各种结构的永 磁式旋转机械。
权利要求
1.一种永磁式旋转机械，具备定子和转子，定子具有齿，齿在转子对向一侧具有齿顶面，而且，当从与轴向交叉的方向观察时，在转子的周向上交替配置有主磁极部和辅助磁极部，在各主磁极部的径向上以多层配置有插入永久磁铁的磁铁插入孔，该永磁式旋转机械的特征在于，当从与轴向交叉的方向观察时，转子的外周面由具有第一曲线形状的第一外周面和具有第二曲线形状的第二外周面形成，并且第二曲线形状的曲率半径设定为比第一曲线形状的曲率半径更大，上述第一曲线形状与主磁极部的d轴交叉，并形成为向外周方向凸出的形状，上述第二曲线形状与辅助磁极部的q轴交叉，并形成为向外周方向凸出的形状，在相同主磁极部上的径向上相邻配置的层中，外周侧的层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部和中心侧的层的磁铁插入孔的端壁的q轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。
2. 如权利要求1所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在隔着辅助磁 极部对向配置于周向上的层中， 一层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部和另 一层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向 长度。
3. —种永磁式旋转机械，具备定子和转子，定子具有齿，齿在转子对 向一侧具有齿顶面，而且，当从与轴向交叉的方向观察时，在转子的周向上 交替配置有主磁极部和辅助磁极部，在各主磁极部的径向上以多层配置有插 入永久磁铁的磁铁插入孔，该永磁式旋转机械特征在于，当从与轴向交叉的方向观察时，转子的外周面由具有第一曲线形状的第 一外周面和具有第二曲线形状的第二外周面形成，并且第二曲线形状的曲率 半径设定为比第一曲线形状的曲率半径更大，上述第一曲线形状与主磁极部 的d轴交叉，并形成为向外周方向凸出的形状，上述第二曲线形状与辅助磁 极部的q轴交叉，并形成为向外周方向凸出的形状，在隔着辅助磁极部对向配置于周向上的层中， 一层的磁铁插入孔的端壁 的d轴侧端部和另一层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部之间的周向长度， 大于齿顶面的周向长度。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的永磁式旋转机械，其特征在于，第一外周面形成为在d轴上具有曲率中心的圆弧形状，第二外周面形成为在q 轴上具有曲率中心的圆弧形状。
5. 如权利要求4所述的永磁式旋转机械，其特征在于，第一外周面形 成为将转子的中心作为曲率中心的圆弧形状，第二外周面形成为将向第二外 周面的相反方向偏离了转子中心的位置作为曲率中心的圆弧形状。
6. 如权利要求1~5中任一项所述的永磁式旋转机械，其特征在于，当 从与轴向交叉的方向观察时，在相同主磁极部的径向上相邻配置的层中，中 心侧的层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁沿着磁铁插入孔的长度，大于外 周侧的层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁沿着磁铁插入孔的长度。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的永磁式旋转禾几械，其特征在于，当 从与轴向交叉的方向观察时，在相同主磁极部的径向上相邻配置的层中，一 层的磁铁插入孔中所插入的永久磁铁的磁通密度，与另一层的磁铁插入孔中 所插入的永久磁铁的磁通密度不同。
全文摘要
本发明提供一种永磁式旋转机械。在转子的各主磁极部上，径向配置有多层磁铁插入孔。转子的外周面由具有与主磁极部的d轴交叉的第一曲线形状的第一外周面，和具有与辅助磁极部的q轴交叉的第二曲线形状的第二外周面形成。第二曲线形状的曲率半径，大于第一曲线形状的曲率半径。在径向相邻配置的层中，中心侧的层的磁铁插入孔的端壁的q轴侧端部，与外周侧的层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。隔着辅助磁极部在周向对向配置的层中，一个层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部与另一层的磁铁插入孔的端壁的d轴侧端部之间的周向长度，大于齿顶面的周向长度。
文档编号H02K21/12GK101304204SQ200810091380
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者佐藤光彦, 大熊繁, 富田睦雄, 道木慎二, 金子清一 申请人:爱知Elec株式会社