技术领域本发明涉及一种电动机，更具体而言，通过在转子中埋入永久磁铁使电动机具有突出性，可适用于利用磁阻转矩及电磁转矩的同步磁阻电动机。
背景技术：
电动机为将电能转换为功(旋转能量)的装置。具代表性电动机有同步电动机，转子通过施加于定子的交流电流产生的旋转磁场被吸引到定子，追随旋转磁场进行旋转。尤其是永久磁铁同步电动机(PM同步电动机)与感应电动机或电磁铁同步电动机等相比，效率较高。使用于注射成型机等的工业用机械等的电动机要求产生高转矩。作为适于该目的的永久磁铁同步电动机，永久磁铁埋入同步电动机(IPM同步电动机)受到关注。这种电动机是将永久磁铁埋入转子的内部的电动机，而不是粘贴于转子的表面。永久磁铁电动机的转矩方程式由式1算出。T＝p(Ld-Lq)IdIq+pφ0Iq……(1)p：电动机极数Ld，Lq：d轴或q轴电感Id，Iq：d軸或q轴电流φ0：磁铁磁通量(1)式的第一项是通过磁阻的差产生的磁阻转矩，第二项是通过磁铁的磁力产生的电磁转矩。电磁转矩是指通过永久磁铁与旋转磁场之间的吸引、排斥产生的转矩，通过埋入于电动机的永久磁铁而产生。并且，磁阻转矩是指通过因转子的位置而磁阻发生变化的突出性产生的转矩。将沿转子的磁场的轴设为d轴，将与d轴电磁正交的轴设为q轴。IPM同步电动机中，由于d轴方向的磁通量的流动穿过导磁率较小的永久磁铁，因此磁阻变大，且d轴电感Ld变大。另一方面，由于q轴方向朝向永久磁铁的侧面部方向，因此不通过永久磁铁而通过导磁率较大的磁体，因此磁阻变小且q轴电感Lq变小。根据这些电感的差，通过旋转磁场产生磁阻转矩。从(1)式明确可知，电感的差越大则磁阻转矩越大。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2011-83066号公报发明的概要发明要解决的技术课题然而，IPM同步电动机中，通过旋转磁场而对永久磁铁施加逆磁场。逆磁场作为相对于永久磁铁的退磁场而发挥作用，因此若较强退磁场起作用的位置的永久磁铁的保磁力较小，则有时会产生退磁。电动机的设计通常是在不发生退磁的前提下进行。因此，若在易产生退磁的状态下使用，则无法满足所需性能的可能性变高，产品的可靠性下降。并且，为了防止这种情况，需要在永久磁铁所产生的磁通量获取余量(通常为约1％)进行设计，但若退磁率较高，则需要将余量设大，导致高成本化。进而，若退磁率较高则磁化的减少较快，因此作为电动机的寿命较短。由此，使用于电动机的永久磁铁要求高退磁耐久性。通常，只要使用性能较高的永久磁铁或增加量，则能够设计高转矩、高退磁耐久性的电动机，但会产生高成本化或产品的体积、质量的增加等问题。因此，例如专利文献1中，为了防止采取多层结构的圆弧状的永久磁铁的退磁，加厚圆弧角90°以下的永久磁铁的转子外周侧的两片磁铁厚度的同时实现了高退磁耐久性。但是，该情况下，由于圆弧角为90°以下，因此存在电磁转矩变小，总转矩减少的问题。本发明的目的在于提供一种不引起退磁而产生高转矩且能够以低成本来实现的紧凑型电动机。用于解决技术课题的手段本发明的第1方式所涉及的电动机的特征在于，具备：定子，产生旋转磁场；转子，在定子的内侧可旋转地由轴支承；最外周永久磁铁，其为以转子内侧凸出的圆弧状埋入转子的内部的永久磁铁；及内侧永久磁铁，其为以转子内侧凸出的圆弧状埋入转子的内部的最外周永久磁铁的转子内侧的永久磁铁，内侧永久磁铁的中央部的厚度均薄于最外周永久磁铁的中央部的厚度，内侧永久磁铁的端部的厚度均厚于最外周永久磁铁的端部的厚度。根据该结构，通过将内侧永久磁铁的中央部的厚度设为薄于最外周永久磁铁，能够加厚永久磁铁之间的磁体，使通过永久磁铁之间的d轴磁通量增加。并且，通过使内侧永久磁铁端部靠近转子的外周侧，有可能引起退磁，但通过将内侧永久磁铁的端部的厚度设为大于最外周永久磁铁的厚度，能够实现高退磁耐久性。由此，无需较大地增加磁铁量就能够实现高转矩、高退磁耐久性的电动机。本发明的第1方式中，内侧永久磁铁中最靠近轴的最内周内侧永久磁铁的转子外侧的壁的圆弧的中央部的曲率可以小于比最内周内侧永久磁铁更靠转子外侧配置的最外周永久磁铁或内侧永久磁铁的转子内侧的壁的圆弧的中央部的曲率。本发明的第1方式中，最内周内侧永久磁铁的转子内侧的壁的中央部的圆弧可以与比最内周内侧永久磁铁更靠转子外侧配置的最外周永久磁铁或内侧永久磁铁的转子外侧的壁的中央部的圆弧大致平行。根据该结构，减薄永久磁铁的中央部，加厚端部，因此在永久磁铁的端部之间的距离相同时，能够加大配置于最内周的永久磁铁与配置于其旁边的永久磁铁之间的磁体的中央部的面积。因此，能够在有限的空间内将更多的d轴磁通量吸引到磁体中央部。其个数以靠近转子的轴的d轴磁通量影响磁阻转矩，因此通过加大最靠近轴的磁体中央部的面积，转矩显著提高。本发明的第1实施方式中，最外周永久磁铁与内侧永久磁铁的圆弧的角度可以大于90°。根据该结构，将埋入于转子的永久磁铁的圆弧角度设为大于90°，因此能够使磁铁两端靠近外周侧，并能够增加转矩。但此时，有可能通过永久磁铁之间的磁通量(d轴磁通量)减少，且d轴电感减少而导致磁阻转矩减少。因此，通过将内侧永久磁铁的中央部的厚度设为薄于最外周永久磁铁，加厚永久磁铁之间的磁体，并增加通过永久磁铁之间的d轴磁通量。进而，通过使内侧永久磁铁端部靠近转子的外周侧，有可能引起退磁，但通过使内侧永久磁铁的端部的厚度大于最外周永久磁铁的厚度，实现高退磁耐久性。由此，无需较大地增加磁铁量就能够实现高转矩、高退磁耐久性的电动机。本发明的1方式中，内侧永久磁铁的中央部的厚度可以为最外周永久磁铁的中央部的厚度的0.75倍以上。根据该结构，只要磁通量没有饱和，越是加大永久磁铁之间的磁体的面积，所通过的d轴磁通量越多，从而磁阻转矩增大。但是，同时永久磁铁的体积会变小，因此磁力下降且电磁转矩减小。根据该结构，能够在这些互斥现象中实现最大转矩。本发明的第1实施方式中，内侧永久磁铁的端部的厚度可以为最外周永久磁铁的端部的厚度的1.3倍以下。本发明的第1方式中，内侧永久磁铁的端部的厚度可以为最外周永久磁铁的厚度的1.2倍以上。为了提高永久磁铁的退磁耐久性，优选加厚端部，但若过于加厚则能够通过永久磁铁之间的d轴磁通量减少，以某个值为边界，磁阻转矩变小。根据该结构，在这些互斥现象中，无需较大地降低产生转矩便能够实现高退磁耐久性的电动机。本发明的第1方式中，最外周永久磁铁或内侧永久磁铁可以在转子圆周方向上被分割。根据该结构，能够降低每1枚磁铁的质量，且能够减少作用于转子芯的离心应力。另外，通过在磁铁中央部残留转子的本体，能够抑制接收离心力的永久磁铁产生的狭缝的扩大，且防止变形。本发明的第1实施方式中，内侧永久磁铁可以为2层。为了确保多个d轴磁通量的通过路径，优选永久磁铁整体为3层以上。但是，若为4层以上则磁铁变薄，有可能电磁转矩变小而无法产生较大的转矩。该结构通过将内侧永久磁铁设为2层，与最外周永久磁铁合计为3层，从而能够在有限的空间内产生较大的转矩。发明效果根据本发明，无需大幅增加永久磁铁量就可增大电磁转矩，并且加大通过磁铁的d轴磁通量而增大磁阻转矩，且提高退磁耐久性。由此，能够以低廉的价格实现高转矩、高退磁耐久性的电动机。附图说明图1是表示本发明的一实施方式所涉及的转子的横剖视图。图2是表示本发明的一实施方式所涉及的转子的局部横剖视图的一部分。图3是表示在本发明的一实施方式所涉及的转子中，使第2、3层的磁铁中央部的磁化方向厚度变化时的转矩及磁通量的变化的曲线图。图4是关于在本发明的一实施方式所涉及的转子产生磁场时所产生的退磁率进行分析的结果。图5是表示在本发明的一实施方式所涉及的转子中，使第2、3层的磁铁两端部的磁化方向厚度变化时的转矩及磁通量的变化的曲线图。图6是表示在本发明的一实施方式所涉及的转子中，永久磁铁的圆弧角度与电磁转矩及电磁转矩/磁阻转矩之间的关系的曲线图。具体实施方式以下，利用图1及图2对本发明的一实施方式所涉及的电动机1进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的电动机1具备：定子2，能够通过卷绕有卷线的交流电流在中心部产生旋转磁场；圆筒状的转子4，以轴3为中心在定子2的内部可旋转地支承；及24个永久磁铁5，埋入于转子4。永久磁铁5由最外周永久磁铁5a、内侧永久磁铁5b、5c构成，尤其是内侧永久磁铁5c被设为最内周内侧永久磁铁5c。本实施方式中，成为磁体的转子4由铁制成，永久磁铁5全部是铁氧体磁铁，但不是必须的。尤其是磁铁5可使用钕磁铁，并不限定于本实施方式，但本实施方式中通过使磁铁两端靠近外周侧来增大电磁转矩，因此适合残留磁通量密度较高且具有非常强的磁力的高性能铁氧体磁铁或钕磁铁。转子4中设有3个圆弧状狭缝6a、6b、6c，每一个分别埋入有永久磁铁5a、5b、5c。该3个狭缝6与3个永久磁铁5在一个转子4中具备8组。以下利用图2对其中的1组进行说明。狭缝6在转子4的内侧(以下称为“转子内侧”。外侧也相同)形成凸出的圆弧形状。换言之，狭缝6的中心线与轴3的轴心之间的距离中，狭缝6的中心部M最短，越靠端部越长。并且，狭缝6的两端靠近转子4的外周(以下称为“转子外周”。内周也相同)，狭缝6a设于狭缝6b的转子外侧，狭缝6b设于狭缝6c的转子外侧。狭缝6彼此不交叉。永久磁铁5的宽度与狭缝6的宽度大致相同，因此永久磁铁5与狭缝6为大致相同的形状，但狭缝6的长度更长。永久磁铁5埋入于狭缝6的大致中央。狭缝6a中埋入有最外周永久磁铁5a，狭缝6b中埋入有内侧永久磁铁5b，狭缝6c中埋入有最内周内侧永久磁铁5c。但是，只有最内周内侧永久磁铁5c在中央部M在圆周方向上被分割，随此，狭缝6c也被分割。由于是这种结构，最外周永久磁铁5a为位于转子4的最外周的永久磁铁，最内周内侧永久磁铁5c为位于转子4的最内周的永久磁铁。并且，最内周内侧永久磁铁5c的中央部M最靠近轴3。永久磁铁5a、5b、5c的磁极全部以与转子4的半径方向相同的方向埋设。但是，在转子4的周向上相邻的永久磁铁彼此的磁极以转子4的半径方向中互不相同的方向埋设。永久磁铁5a、5b、5c的圆弧角度θ大于90°，本实施方式中为135°。换言之，永久磁铁5a、5b、5c的一个端部E的回归直线A1与另一个端部E的回归直线A2所成的角中，朝向永久磁铁5a、5b、5c打开的永久磁铁的圆弧角度θ大于90°。内侧永久磁铁5b及最内周内侧永久磁铁5c的中央部M的宽度薄于最外周永久磁铁5a的中央部M的宽度。因此，永久磁铁5之间的磁体的厚度变厚。尤其是，本实施方式中，内侧永久磁铁5b及5c的中央部M的宽度为最外周永久磁铁5a的中央部M的宽度的0.9倍。内侧永久磁铁5b、5c的端部E的宽度厚于最外周永久磁铁5a的端部E的宽度。尤其是，本实施方式中，内侧永久磁铁5b及5c的端部E的宽度为最外周永久磁铁5a的端部E的宽度的1.2倍。最内周内侧永久磁铁5c的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M形成为曲率小于内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M。并且，最内周内侧永久磁铁5c的转子内侧的壁I所成的圆弧与内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的宽度大致恒定。另外，转子4、永久磁铁5、狭缝6分别在轴向上具有大致相同的厚度。狭缝6贯穿转子4。并且，永久磁铁5可在转子圆周方向上被分割。本实施方式中为只有最内周内侧永久磁铁5c在中央部M被分割的结构。3个磁铁中质量最大的最内周内侧永久磁铁5c中，不在圆周方向上分割最内周内侧永久磁铁5c时，电动机1旋转时产生的离心应力变大。因该离心力，承受最内周内侧永久磁铁5c的质量的狭缝6c有可能向半径方向扩展而导致变形。因此，通过分割最内周内侧永久磁铁5c及狭缝6c，设为在中央部M残留有转子4的本体的结构。由此，因最内周内侧永久磁铁5c的离心力，狭缝6c向半径方向扩展时，通过中央部M的半径方向的转子4的铁芯的连结部分，能够防止狭缝6c的扩大变形，且能够提高转子芯的强度性能。接着，对本实施方式的作用、效果进行说明。永久磁铁电动机的转矩方程式由(1)式算出。T＝p(Ld-Lq)IdIq+pφ0Iq……(1)p：电动机极数Ld，Lq：d轴或q轴电感Id，Iq：d轴或q轴电流φ0：磁铁磁通量(1)式的第一项是通过磁阻的差产生的磁阻转矩，第二项是通过永久磁铁5的磁力产生的电磁转矩。电磁转矩是指通过永久磁铁5与旋转磁场之间的吸引、排斥而产生的转矩，通过埋入于电动机1的永久磁铁5产生。并且，磁阻转矩是指通过d轴与q轴的磁阻的差而由旋转磁场产生的转矩，其中，d轴为沿着具有突出性的转子4所产生的磁场的轴，q轴为与d轴电磁正交的轴。IPM同步电动机中，由于d轴方向的磁通量的流动通过导磁率较小的永久磁铁5，因此磁阻变大，且d轴电感Ld变大。另一方面，由于q轴方向朝向永久磁铁5的侧面部方向，不通过永久磁铁5而只通过导磁率较大的磁体，因此磁阻变小且q轴电感Lq变小。根据这些电感的差，通过旋转磁场产生磁阻转矩。从(1)式明确可知，电感的差越大则磁阻转矩越大。若交流电流流入定子2，则在定子2的中心部产生旋转磁场。该旋转磁场与永久磁铁5产生的磁场吸引、排斥而产生电磁转矩。永久磁铁5的圆弧角度θ优选为90°以上。此时，永久磁铁5的两侧的端部E靠近转子4的外周侧，因此与90°以下的情况相比，可有效使用磁铁磁通量φ0，相当于(1)式的第二项的电磁转矩增加。如图6所示，电磁转矩与永久磁铁5的圆弧角度成比例地增加。然而，电磁转矩/磁阻转矩的比值通常为0.5以上。这是因为若电磁转矩/磁阻转矩的比值小于0.5，则在磁阻转矩主体中电动机1的振动、噪音变大，从强度及使用环境方面不被允许。本实施方式中，通过将永久磁铁5的圆弧角度θ设为90°以上，该电磁转矩/磁阻转矩的比值成为0.5以上，能够抑制电动机1的振动、噪音。并且，将圆弧角度θ设为90°以上时，在狭缝6内电磁转矩能够设为永久磁铁5与空气的面积为约1∶1的磁铁圆弧角度45度的电磁转矩的1.8倍以上。并且，通过采用上述结构，旋转磁场产生的磁通量通过永久磁铁5之间。电感由磁通量与电流之比表示，因此相同电流中通过该磁通量(d轴磁通量7)的数量决定电感Lq。如图2所示，d轴磁通量7为与永久磁铁5平行的方向的磁通量。因此，若d轴磁通量7增加则Lq增加，(1)式中电感转矩增加。d轴磁通量7随着所施加的磁场增大而增加，但在恒定面积中只能通过规定的个数，因此磁通量密度饱和后，随着可通过面积增大而增加。电动机1的通常使用中，由于d轴磁通量7饱和，因此磁通量的可通过面积越大，则磁阻转矩越增大。本实施方式中，由于永久磁铁5之间的磁体的厚度变厚，因此磁通量可通过面积增大而d轴磁通量7及Lq增加，其结果，相当于(1)式的第一项的磁阻转矩增大。但是，若磁铁的厚度过厚，则永久磁铁量减少，因此有可能电磁转矩减少而合计转矩变小。因此，对实际改变磁铁厚度时的转矩进行分析的结果为图4。通过有限元分析软件JMAG(JSOLCorporation制)进行分析。图3是表示将内侧永久磁铁5b、5c的中央部M的厚度改变为相等时的转矩及施加旋转磁场时的磁通量的变化的图。将第1层的厚度设为1.00，将转矩的某个值以100标准化，对于磁通量，将施加逆磁场之前的磁通量设为100％(退磁率0％)。从图3可知，内侧永久磁铁5b、5c的磁铁中央部尺寸为最外周永久磁铁5a的0.75倍以上且小于1倍时，与1倍以上及小于0.75倍时相比，转矩变大。这表示与将以往一般使用的永久磁铁的厚度设为均匀时相比，根据本实施方式，通过将内侧永久磁铁5b、5c的磁铁中央部尺寸设为最外周永久磁铁5a的0.75倍以上且小于1倍，能够将转矩最大化。因此，本实施方式中，可以说内侧永久磁铁5b、5c的磁铁中央部尺寸成为最外周永久磁铁5a的0.75倍以上且小于1倍的值为最佳值。并且，在0.9倍时取最大值(约105.5)，因此本实施方式中采用0.9倍。并且，针对此时产生的退磁率进行调查的结果为图4。通过有限元分析软件JMAG(JSOLCorporation制)进行分析。从图4可知，在内侧永久磁铁5b及5c的两端产生了明显的退磁。这是因为增大圆弧角度θ的结果使磁铁两端靠近定子2而需要较强地逆磁场。本实施方式中，通过将内侧永久磁铁5b及5c的端部E的宽度设为大于最外周永久磁铁5a的端部E的宽度，以此解决该问题。但是，若过厚则磁通量通道变窄而通过永久磁铁5之间的d轴磁通量7的量减少，有可能磁阻转矩减小。因此，针对具体何种程度的端部厚度为最合适进行了调查的结果为图5。通过有限元分析软件JMAG(JSOLCorporation制)进行分析。分析将中央部M的厚度保持最外周永久磁铁的0.9倍(作为参考，也记载了0.8倍的情况)的状态下，只改变端部E的厚度时的转矩。从图5可知，内侧永久磁铁5b、5c的磁铁端部尺寸为最外周永久磁铁5a的1.3倍以下时，中央、端部均与最外周永久磁铁5a相同时的转矩，即，超过在图3的说明中示出的现有方式的使用均匀厚度的永久磁铁时的转矩值约102。并且，内侧永久磁铁5b、5c的磁铁端部尺寸为最外周永久磁铁5a的1.2倍以下时，与1.2倍以上时相比，转矩的减少比率比较缓慢。并且，超过中央、端部均为最外周永久磁铁5a的0.9倍时的最大转矩(约105.5)。本实施方式中，磁通量为99％以上(退磁率为1％以下)，且转矩超过中央、端部均与最外周永久磁铁5a相同时(也就是使用现有方式的均匀厚度的永久磁铁时的转矩即约102)的范围，即，内侧永久磁铁5b、5c的磁铁端部尺寸为最外周永久磁铁5a的1.2倍以上且1.3倍以下的范围中，采用了能够产生比较大的转矩的1.2倍。由此，相对于最外周永久磁铁5a的尺寸，能够使本实施方式的内侧永久磁铁5b、5c的磁铁端部尺寸成为最佳值，并且能够得到本实施方式的电动机1超过现有方式的电动机的电动机转矩。并且，本实施方式中，最内周内侧永久磁铁5c的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M形成为曲率小于内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M。具体而言，最内周内侧永久磁铁5c的转子内侧的壁I的中央部M所成的圆弧与内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O的中央部M所成的圆弧的曲率相同且大致平行。在该状态下，减薄内侧永久磁铁5b及5c的中央部M，加厚端部E。换言之，在图2中，永久磁铁5b、5c形成为，端部外侧壁面距离L1与中央部外侧壁面距离L2的长度相等且曲率也相同，另外端部对置壁面距离S2比中央部对置壁面距离S1短。其结果，最内周内侧永久磁铁5c的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M形成为曲率小于内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M。另外，内侧永久磁铁5b、5c的转子外侧的壁O的曲率均小于转子内侧的壁I。由此，内侧永久磁铁5b、5c的端部E之间的距离相同时，与曲率的大小相反时相比，退磁率较低的中央部M的磁铁厚度变薄，内侧永久磁铁5b、5c的中央部M之间的距离变大。因此，在有限的空间内磁通量的通道(磁路)变宽，d轴磁通量7的磁路变宽，因此能够实现高转矩。根据上述实施方式，通过将永久磁铁5的圆弧角度θ设为大于90°，内侧永久磁铁5b、5c的中央部M的厚度设为薄于最外周永久磁铁5a的中央部M的厚度，从而无需大幅提高磁铁的量或品质即可实现高转矩。另外，通过将内侧永久磁铁5b、5c的端部E的厚度设为厚于最外周永久磁铁5a的端部E的厚度来提高退磁耐久性。另外，通过将最内周内侧永久磁铁5c的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部形成为曲率小于内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的中央部M，或最内周内侧永久磁铁5c的转子内侧的壁I所成的圆弧与内侧永久磁铁5b的转子外侧的壁O所成的圆弧的宽度大致恒定，从而在紧凑的结构中使永久磁铁之间的磁体的中央部M的面积变得更大，端部E的面积变得更小。并且，根据分析结果，确定具有高退磁耐久性且转矩较大的最佳尺寸。根据上述内容，实现了一种不引起退磁而产生高转矩且能够以低成本来实现的紧凑型电动机1。另外，本实施方式中，将3个狭缝6与3个永久磁铁5设为8组，但并不限定于此。例如，可以是4个狭缝6与4个永久磁铁5或2个狭缝6与2个永久磁铁5，也可以考虑6组或10组等，而不是8组。但是，4个以上的狭缝6及4个以上的永久磁铁5中，永久磁铁变薄，有可能电磁转矩变小而无法产生所需的磁力。并且，2个狭缝6及2个永久磁铁5中，d轴磁通量7的通过路径并不充分，有可能磁阻转矩变小而无法产生所需的磁力。因此，优选为3个狭缝6及3个永久磁铁5。并且，本实施方式中，将永久磁铁5a的宽度设为大致恒定，但并不限定于此。符号说明1-电动机，2-定子，3-轴，4-转子，5、5a、5b、5c-永久磁铁，5a-最外周永久磁铁，5b、5c-内侧永久磁铁，5c-最内周内侧永久磁铁，6、6a、6b、6c-狭缝，7-d轴磁通量，θ-圆弧角度，O-转子外侧的壁，I-转子内侧的壁，A1、A2-回归直线，M-中央部，E-端部，L1-端部外侧壁面距离，L2-中央部外侧壁面距离，S1-中央部对置壁面距离，S2-端部对置壁面距离。