本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子及永磁體電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，公開有一種磁體埋入型轉(zhuǎn)子，其具有形成于相鄰的突極部之間的外周部的切口部、形成于切口部和非磁性部之間的橋接部、從切口部的中央部向外方突出的第一突起部，其中，突極部的半徑從突極部中心朝向切口部漸減，第一突起部的半徑與突極部中心的半徑相同(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開2012－120326號公報(bào)

發(fā)明所要解決的課題

專利文獻(xiàn)1所記載的磁體埋入型轉(zhuǎn)子如圖14－1所示，在轉(zhuǎn)子210的相鄰的突極部211和212之間的外周部，形成切口部217a、216b和從切口部217a與切口部216b之間的中央向外方突出的第一突起部218a。由此，就由永磁體213、214產(chǎn)生的感應(yīng)電壓波形而言，高次諧波成分降低，接近正弦波。由此，齒槽轉(zhuǎn)矩降低，電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音降低。但是，在表示圖14－1所示的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電壓波形的圖14－2中，在波峰和波底附近分別各出現(xiàn)了兩個(gè)角。因此，感應(yīng)電壓波形接近正弦波，但感應(yīng)電壓的高次諧波成分及齒槽轉(zhuǎn)矩尚未充分降低，要求電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音進(jìn)一步降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而創(chuàng)立的，其目的在于，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電壓的高次諧波成分及齒槽轉(zhuǎn)矩降低，從而可以抑制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)不均。其結(jié)果，得到能夠防止振動(dòng)及噪音的轉(zhuǎn)子及永磁體電動(dòng)機(jī)。

用于解決課題的方案

為解決上述課題而實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子，其由磁性體形成圓柱狀，沿周向隔開規(guī)定間隔環(huán)狀地配置有埋入板狀的永磁體的多個(gè)磁體埋入孔，其特征在于，具備：第一非磁性部，其以從所述磁體埋入孔的周向端部朝向所述轉(zhuǎn)子的外周的方式配置；第二非磁性部，其以與所述第一非磁性部鄰接的方式配置。所述第二非磁性部為從所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)且遠(yuǎn)離所述第一非磁性部的方向延伸的長孔，所述轉(zhuǎn)子的外周上，在與所述第一非磁性部在徑向上相對之處設(shè)置有切口部。

另外，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的第二非磁性部的特征在于，所述長孔的外周側(cè)端部朝向遠(yuǎn)離所述第一非磁性部的方向并沿著所述轉(zhuǎn)子的外周彎曲。

另外，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的特征在于，所述切口部的角度和所述第二非磁性部的外周側(cè)端部的彎曲角度一致。

另外，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的特征在于，在將所述第一非磁性部和所述切口部的間隔設(shè)為t，將所述第二非磁性部和所述轉(zhuǎn)子的外周的間隔設(shè)為T的情況下，滿足下式的關(guān)系，

【數(shù)學(xué)式1】

1.5t≤T≤2.5t。

另外，本發(fā)明提供一種永磁體電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備所述轉(zhuǎn)子和軛齒定子，其中，所述軛齒定子配置于所述轉(zhuǎn)子的外周側(cè)，在從環(huán)狀的軛鐵向內(nèi)周側(cè)延伸的多個(gè)齒上分別卷繞有導(dǎo)線。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電壓的高次諧波成分及齒槽轉(zhuǎn)矩降低，從而能夠抑制旋轉(zhuǎn)不均。其結(jié)果，起到能夠防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)及噪音的效果。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施例的永磁體電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成的平面圖。

圖2－1是圖1所示的轉(zhuǎn)子的極間部的放大圖。

圖2－2是在滿足T＝2t的關(guān)系的位置形成有轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形圖。

圖2－3是在滿足T＝2.2t的關(guān)系的位置形成有轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形圖。

圖3－1是表示圖1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖3－2是表示圖1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖3－3是表示圖1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖3－4是表示圖1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖4是表示改變圖2－1所示的狹縫的第一孔部的根部位置和磁通屏障的間隔L的尺寸時(shí)的、感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分和齒槽轉(zhuǎn)矩的變化的線圖。

圖5是表示改變圖2－1所示的狹縫的第二孔部的長度時(shí)的、感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分和齒槽轉(zhuǎn)矩的變化的線圖。

圖6－1是將圖2－1所示的狹縫的彎曲的前端部加長了的作為比較例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖6－2是圖6－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖7－1是將圖6－1所示的狹縫的彎曲部的內(nèi)周側(cè)R設(shè)定得較大的作為比較例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖7－2是圖7－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖8－1是不使圖2－1所示的狹縫的前端部彎曲形成為而是ハ字狀的作為比較例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖8－2是圖8－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖9－1是表示圖8－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖9－2是表示圖8－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖9－3是表示圖8－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖9－4是表示圖8－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖10－1是在相鄰的突極部間的外周部無切口部和突起部，非磁性部的前端部向周向內(nèi)側(cè)延伸，且在突極部的兩端附近形成有彎曲的狹縫的比較例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖10－2是圖10－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖11－1是作為在相鄰的突極部間的外周部無切口部和突起部，且在相同的位置形成有與圖2－1相同形狀的狹縫的比較例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖11－2是圖11－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖12－1是圖2－1所示的狹縫的前端部向內(nèi)周方向彎曲的作為實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖12－2是圖12－1所示的轉(zhuǎn)子的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖13－1是在突極部的兩端附近沿外周部與非磁性部平行地形成有三角形的狹縫的作為實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的平面圖。

圖13－2是圖13－1所示的轉(zhuǎn)子中的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖14－1是表示現(xiàn)有轉(zhuǎn)子的一構(gòu)成例的平面圖。

圖14－2是使用了圖14－1所示的轉(zhuǎn)子的永磁體電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的U相的感應(yīng)電壓波形圖。

圖15－1是表示圖14－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖15－2是表示圖14－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖15－3是表示圖14－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

圖15－4是表示圖14－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

符號說明

10 轉(zhuǎn)子

10a 外周部

11a～11f 突極部

12a～12f 磁體埋入孔

13a～13f 永磁體

14a～14f、15a～15f 磁通屏障(第一非磁性部)

16a～16f、17a～17f 切口部

16a－1、17f－1 切口面

18a～18f 突起部

19a～19f、20a～20f 狹縫(第二非磁性部)

19a－1、20f－1 第一孔部

19a－2、20f－2 第二孔部

19a－3、20f－3 彎曲部

21 旋轉(zhuǎn)軸

22 轉(zhuǎn)子鐵心

30 定子

31 軛鐵

32 齒

33 前端緣

P 中心線

40 永磁體電動(dòng)機(jī)(埋入磁石型同步電動(dòng)機(jī))

50 轉(zhuǎn)子

51 突極部

57a、56b 切口部

58a 突起部

59a、60a 狹縫(第二非磁性部)

59a－1、60a－1 第一孔部

59a－2、60a－2 第二孔部

59a－3、60a－3 彎曲部

70 轉(zhuǎn)子

71 突極部

77a、76b 切口部

78a 突起部

79a、80a 狹縫(第二非磁性部)

79a－1、80a－1 第一孔部

79a－2、80a－2 第二孔部

79a－3、80a－3 彎曲部

90 轉(zhuǎn)子

91 突極部

97a、96b 切口部

98a 突起部

90a、100a 狹縫(第二非磁性部)

110 轉(zhuǎn)子

111 突極部

114a、115a 磁通屏障(第一非磁性部)

119a、120a 狹縫(第二非磁性部)

119a－1、120a－1 第一孔部

119a－2、120a－2 第二孔部

119a－3、120a－3 彎曲部

130 轉(zhuǎn)子

131 突極部

139a、140a 狹縫(第二非磁性部)

139a－1、140a－1 第一孔部

139a－2、140a－2 第二孔部

139a－3、140a－3 彎曲部

170 轉(zhuǎn)子

171 突極部

177a、176b 切口部

178a 突起部

179a、180a 狹縫(第二非磁性部)

179a－1、180a－1 第一孔部

179a－2、180a－2 第二孔部

179a－3、180a－3 彎曲部

190 轉(zhuǎn)子

191 突極部

192、193 磁通屏障(第一非磁性部)

194 外周部

197a、196b 切口部

198a 突起部

199a、200a 狹縫(第二非磁性部)

199a－1、200a－1 第一邊

199a－2、200a－2 第二邊

199a－3、200a－3 第三邊

210 轉(zhuǎn)子

211 突極部

213、214 永磁體

217a、216b 切口部

218a 突起部

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)子及永磁體電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例。此外，本發(fā)明不受實(shí)施例限定。

【實(shí)施例】

圖1是表示本實(shí)施例的永磁體電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成的平面圖。圖2－1是圖1所示的轉(zhuǎn)子的極間部的放大圖。圖2－2是在滿足T＝2t的關(guān)系的位置形成有轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形圖。圖2－3是在滿足T＝2.2t的關(guān)系的位置形成有轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形圖。圖3－1～圖3－4是表示圖1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線的變化的磁感應(yīng)線圖。

(本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子)

如圖1所示，本實(shí)施例的永磁體電動(dòng)機(jī)40，在將多片軟磁性體的鋼板即硅鋼板疊層形成為圓柱狀的轉(zhuǎn)子鐵心22上，沿轉(zhuǎn)子鐵心22的周向以規(guī)定間隔環(huán)狀形成多個(gè)磁體埋入孔12a、12b、12c、12d、12e、12f。具備以旋轉(zhuǎn)軸21為中心設(shè)置的轉(zhuǎn)子10和包圍轉(zhuǎn)子10的外周部的定子30。定子30與轉(zhuǎn)子10的外周部隔開規(guī)定的氣隙而配置，以40deg(機(jī)械角)間隔形成有從環(huán)狀的軛鐵31向內(nèi)方延伸的9個(gè)齒32，且從齒32的前端沿周向突出有前端緣33。

在本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子10中，向轉(zhuǎn)子鐵心22上形成的磁體埋入孔12a～12f埋入永磁體13a、13b、13c、13d、13e、13f。在磁體埋入孔12a～12f的兩端部(沿轉(zhuǎn)子鐵心22的周向延伸的磁體埋入孔的兩端部)，形成有作為第一非磁性部的空隙、即磁通屏障14a～14f、15a～15f，防止磁通的短路。作為第一非磁性部的磁通屏障14a～14f、15a～15f，以朝向轉(zhuǎn)子10的外周的方式配置。進(jìn)而，在徑向上與第一非磁性部對置的轉(zhuǎn)子10的外周部形成有切口部16a～16f、17a～17f。由此，在磁體埋入孔12a～12f的外周側(cè)形成有突極部11a～11f。另外，本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子10也可以在切口部17a和16b、17b和16c、17c和16d、17d和16e、17e和16f、17f和16a各自之間分別形成向外方突出的突起部18a～18f。如果在轉(zhuǎn)子10的外周部形成切口部16a～16f、17a～17f和突起部18a～18f，則如專利文獻(xiàn)1所示，由永磁體13a～13f產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的高次諧波成分降低，感應(yīng)電壓波形接近正弦波，齒槽轉(zhuǎn)矩降低。但是，如圖14－2所示的感應(yīng)電壓波形，是在波峰和波底附近出現(xiàn)角的波形，所以電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)及噪音不能充分降低。

于是，在本實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)子10的外周部形成切口部16a～16f、17a～17f和突起部18a～18f，并且，在突極部11a～11f形成以與磁通屏障14a～14f、15a～15f相鄰的方式配置的作為第二非磁性部的狹縫19a～19f、20a～20f。

具體而言，以與突極部11a～11f的兩端的磁通屏障14a～14f、15a～15f相鄰的方式，在突極部11a～11f形成有狹縫19a～19f、20a～20f。對于圖2－1所示的狹縫20f，說明狹縫20f的形狀及配置。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子10的狹縫20f由以從磁體埋入孔12f的端部附近朝向轉(zhuǎn)子外周的方式配置的第一孔部20f－1、在彎曲部20f－3沿著轉(zhuǎn)子的外周彎曲的外周側(cè)端部、進(jìn)一步延伸的第二孔部20f－2構(gòu)成。通過將這樣構(gòu)成的狹縫19a～19f、20a～20f與形成有切口部16a～16f、17a～17f和突起部18a～18f的轉(zhuǎn)子組合，可以將僅利用切口部和突起部不能被除去的、在感應(yīng)電壓波形的波峰和波底附近產(chǎn)生的角去掉，得到更接近正弦波的波形。

第一孔部20f－1以從磁體埋入孔12f的端部附近朝向轉(zhuǎn)子外周的方式配置(即以從轉(zhuǎn)子的內(nèi)周朝向外周的方式配置)時(shí)，以隨著朝向外周而遠(yuǎn)離磁通屏障15f的方式傾斜配置。

如圖2－1所示，本實(shí)施例的狹縫20f的第一孔部20f－1的傾斜以與切口部17f的切口面17f－1的傾斜平行的方式形成，第二孔部20f－2以與外周部10a平行的方式形成。即，本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的狹縫20f的彎曲角度(第一孔部20f－1和第二孔部20f－2所成的角度)以與切口部17f的角度(轉(zhuǎn)子10的外周部10a和切口面17f－1形成的角度)一致的方式傾斜。將狹縫19a的第二孔部19a－2和外周部10a之間的間隔設(shè)為T(狹縫20f的第二孔部20f－2和外周部10a之間的間隔也同樣為T)，將狹縫19a的第一孔部19a－1和切口部16a的切口面16a－1的延長線(虛線)之間的間隔設(shè)為T’(狹縫20f的第一孔部20f－1和切口部17f的切口面17f－1的延長線之間的間隔也同樣為T’)，將狹縫20f的第一孔部20f－1的根位置和磁通屏障15f的間隔設(shè)為L，將從相鄰的突極部11f和11a之間(極間部)的中心線P到彎曲部20f－3的角度設(shè)為θ2。將從中心線P到狹縫20f的第二孔部20f－2的前端部的角度設(shè)為θ1。將磁通屏障14a和切口部16a之間的橋接部的間隔設(shè)為t(磁通屏障15f和切口部17f之間的橋接部的間隔也同樣)。圖2－1所示的實(shí)施例為基礎(chǔ)模型，設(shè)：T＝1.0mm、T’＝1.1mm、L＝1.1mm。另外，設(shè)為滿足T＝2.2t的關(guān)系，設(shè)θ1－θ2＝8.55deg(電氣角)。

圖2－2表示在滿足T＝2t的關(guān)系的位置形成轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形。圖2－3表示在滿足T＝2.2t的關(guān)系的位置形成轉(zhuǎn)子的狹縫和磁通屏障的情況下的感應(yīng)電壓波形。與圖14－2的波形相比，哪個(gè)波形都獲得接近正弦波的波形。特別是滿足圖2－3所示的T＝2.2t的關(guān)系的情況的波形為更接近正弦波的光滑的波形。由此，由永磁體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的高次諧波成分降低，齒槽轉(zhuǎn)矩也降低，因此，電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)或噪音降低。

因此，在圖2－1所示的基礎(chǔ)模型中，滿足T＝2.2t的關(guān)系，分別改變T和t的間隔進(jìn)行模擬，結(jié)果是高次諧波成分和齒槽轉(zhuǎn)矩如下變化。即：

T＝t的情況：高次諧波成分＝3.58％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.06Nm

T＝1.5t的情況：高次諧波成分＝2.79％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.10Nm

T＝2t的情況：高次諧波成分＝2.42％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.20Nm

T＝2.2t的情況：高次諧波成分＝2.31％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.23Nm

T＝2.5t的情況：高次諧波成分＝2.62％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.28Nm

T＝3t的情況：高次諧波成分＝3.39％、齒槽轉(zhuǎn)矩＝0.31Nm。

表示未設(shè)置狹縫的情況的圖14－1中的高次諧波成分如圖14－2所示為4.06％。在此，根據(jù)上述結(jié)果，通過設(shè)置狹縫，高次諧波成分降低。如果高次諧波成分為3％以下，則與未設(shè)置狹縫的情況相比，得到1％以上的降低效果。求高次諧波成分為3％以下的T的范圍時(shí)，滿足下式的關(guān)系。

【數(shù)學(xué)式2】

1.5t≤T≤2.5t

因此，優(yōu)選在T滿足該關(guān)系的位置形成狹縫。

另外，將本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線(圖3－1～圖3－4中圖示)和現(xiàn)有的形成有切口部和突起部的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線(圖15－1～圖15－4中圖示)進(jìn)行比較，在形成有狹縫的本實(shí)施例的情況下，如圖3－1～圖3－4所圖示，由于由永磁體產(chǎn)生的磁通利用狹縫集中在突極部的中央，所以流過齒(參照圖1的32)側(cè)的磁通在突極部的中央增加，而在極間部側(cè)減少。由此，感應(yīng)電壓波形成為正弦波狀，高次諧波成分降低。

(使第二孔部的長度變化的情況)

圖4是表示僅改變圖2－1所示的狹縫的第一孔部的根位置和磁通屏障的間隔L的尺寸時(shí)的感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分和齒槽轉(zhuǎn)矩的變化的線圖。圖5是表示改變圖2－1所示的狹縫的第二孔部的長度時(shí)的感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分和齒槽轉(zhuǎn)矩的變化的線圖。

圖4表示相對于圖2－1所示的基礎(chǔ)模型，僅使狹縫20f的第一孔部20f－1的根位置和磁通屏障15f的間隔L的尺寸變化至0.6mm～2.4mm附近時(shí)的感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分(EMF高次諧波[％])和齒槽轉(zhuǎn)矩[Nm]的變化。此外，由于T’被固定，所以伴隨L的變化，切口面16a－1的位置也發(fā)生變化。圖4中的實(shí)線表示EMF高次諧波，虛線表示齒槽轉(zhuǎn)矩。根據(jù)圖4所示的線圖，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.3Nm以下時(shí)，L為1mm以上，EMF高次諧波在所有范圍均為3％以下。EMF高次諧波為2.5％以下時(shí)，L在0.75mm～1.7mm的范圍。因此，L優(yōu)選為1mm～1.7mm，特別是更優(yōu)選EMF高次諧波低且在與齒槽轉(zhuǎn)矩的線交叉的L＝1.1mm附近。

圖5表示相對于圖2－1所示的基礎(chǔ)模型僅使θ1－θ2(電氣角)[deg]變化至0deg～20deg附近時(shí)的感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分(EMF高次諧波[％])和齒槽轉(zhuǎn)矩[Nm]的變化。在圖5中，實(shí)線表示EMF高次諧波，虛線表示齒槽轉(zhuǎn)矩。根據(jù)圖5所示的線圖，EMF高次諧波為3％以下時(shí)，θ1－θ2的電氣角在2.5deg～15deg的范圍。齒槽轉(zhuǎn)矩為0.3Nm以下的情況是θ1－θ2的電氣角為2.5deg以上的情況。因此，θ1－θ2的電氣角為2.5deg～15deg的范圍是優(yōu)選的范圍。即，如圖6－1所示，在圖2－1所示的狹縫20f、19a的彎曲的前端部進(jìn)一步延長的情況下，優(yōu)選在圖4所示的L的優(yōu)選的上述范圍和圖5所示的θ1－θ2的電氣角的上述范圍構(gòu)成狹縫。

(將圖6－1所示的狹縫的彎曲部的內(nèi)周側(cè)R設(shè)定得較大的實(shí)施例)

圖7－1所示的狹縫形狀與圖6－1所示的狹縫形狀大致相同，但將彎曲部79a－3、80a－3的內(nèi)周側(cè)形成為圓弧狀這一點(diǎn)不同。得到的感應(yīng)電壓波形如圖7－2所示，高次諧波成分為2.88％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.33Nm，得到與圖6－1的情況大致相同的效果。即，彎曲的內(nèi)周側(cè)的狹縫面積的變化不易對感應(yīng)電壓波形或特性帶來影響。

(不使狹縫彎曲而是形成為ハ字狀的實(shí)施例)

圖8－1所示的轉(zhuǎn)子90的狹縫90a、100a與圖2－1所示的轉(zhuǎn)子不同，是不使狹縫的前端部彎曲而是形成為ハ字狀的作為實(shí)施例的轉(zhuǎn)子。與圖2－1所示的轉(zhuǎn)子的狹縫不同，狹縫的前端部未彎曲的情況下的感應(yīng)電壓波形成為圖8－2所示的波形。感應(yīng)電壓波形為圖8－1的情況下的轉(zhuǎn)子90具有切口部97a、96b和在這些切口部之間形成的突起部98a，但由于與其組合的狹縫90a、100a的形狀為ハ字狀，因此，高次諧波成分為3.22％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.31Nm。

另外，將圖2－1所示的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線(圖3－1～圖3－4中圖示)和組合有切口部和突起部和ハ字狀狹縫的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的磁感應(yīng)線(圖9－1～圖9－4中圖示)進(jìn)行比較。在形成有彎曲的狹縫的圖3－1～圖3－4中，由永磁體產(chǎn)生的磁通的發(fā)散被狹縫的彎曲的部分進(jìn)一步抑制，因此，流過齒側(cè)的磁通變得均勻，感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分降低。與之相反，在未彎曲的ハ字狀狹縫的情況下，由永磁體產(chǎn)生的磁通的發(fā)散被狹縫部分抑制，因此，能夠使流過齒側(cè)的磁通在一定程度上均勻，但彎曲的狹縫使感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分進(jìn)一步降低。

(無切口部和突起部，磁通屏障的前端部向周向內(nèi)側(cè)延伸，并且突極部的兩端附近形成有彎曲的狹縫的比較例)

如圖10－1所示，在轉(zhuǎn)子110的外周沒有切口部和突起部而設(shè)定為真圓狀的情況下，發(fā)現(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩的特性變差的趨勢。觀察圖10－1所示的轉(zhuǎn)子110的特性時(shí)，高次諧波成分為3.23％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.57Nm。另外，在圖10－1所示的轉(zhuǎn)子110中，將磁通屏障114a、115a的前端部向周向內(nèi)側(cè)延伸，形成彎曲的狹縫119a、120a。如圖10－2所示的感應(yīng)電壓波形中所看到的那樣，在波峰和波底附近分別各出現(xiàn)兩個(gè)角，不是接近正弦波的波形。

(無切口部和突起部，形成與本實(shí)施例(圖2－1)相同的形狀的狹縫的比較例)

圖11－1所示的轉(zhuǎn)子130是確認(rèn)以與圖2－1所示的本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子10的狹縫相同的形狀在相同位置形成狹縫，且外周沒有切口部和突起部的情況下的特性的轉(zhuǎn)子。在外周沒有切口部的情況下，根據(jù)圖11－2所示的感應(yīng)電壓波形可知，與正弦波有顯著差異。另外，高次諧波成分為10.62％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.58Nm，圖11－1所示的轉(zhuǎn)子130的特性顯著變差。這樣，在轉(zhuǎn)子的外周沒有切口部和突起部的情況下，即使形成與圖2－1所示的本實(shí)施例相同的狹縫，也不能得到狹縫的效果。

(狹縫的前端部向內(nèi)周向彎曲的實(shí)施例)

圖12－1所示的轉(zhuǎn)子170在外周形成有切口部177a、176b和突起部178a，只有狹縫179a、180a的第一孔部179a－1、180a－1與圖2－1所示的狹縫相同，而通過狹縫的前端部從彎曲部179a－3、180a－3向內(nèi)周方向彎曲延伸而形成第二孔部179a－2、180a－2這一點(diǎn)不同。即，改變了狹縫179a、180a的第二孔部179a－2、180a－2的彎曲角度。該情況下的感應(yīng)電壓波形如圖12－2所示，在波峰和波底附近分別各出現(xiàn)兩個(gè)角，不是接近正弦波的波形。另外，就特性而言，高次諧波成分為3.18％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.30Nm。這樣，只是改變圖2－1所示的狹縫的第二孔部179a－2、180a－2的彎曲角度，特性就發(fā)生變化。

(形成三角形狀的狹縫的實(shí)施例)

圖13－1所示的轉(zhuǎn)子190在外周形成有切口部197a、196b和突起部198a，且在突極部191的兩端形成有三角形狀的狹縫199a、200a。狹縫199a、200a由與磁通屏障192、193平行地形成的第一邊199a－1、200a－1、與外周部194平行地形成的第二邊199a－2、200a－2和第三邊199a－3、200a－3形成為三角形狀。圖13－1所示的轉(zhuǎn)子190的感應(yīng)電壓波形如圖13－2所示，得到與圖2－3所示的感應(yīng)電壓波形相同的效果。圖13－1所示的轉(zhuǎn)子190的高次諧波成分為2.76％，齒槽轉(zhuǎn)矩為0.26Nm。

如上所述，在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子及永磁體電動(dòng)機(jī)中，在轉(zhuǎn)子的極間部的外周部至少設(shè)有切口部。進(jìn)而，在設(shè)置有突起部的情況下，由永磁體電動(dòng)機(jī)的永磁體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓波形的高次諧波成分降低，接近正弦波。由此，齒槽轉(zhuǎn)矩降低，所以電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音降低至一定程度。但是，在要想進(jìn)行進(jìn)一步的改善的情況下，以往未進(jìn)行通過切口部或突起部和狹縫形狀或它們的配置的組合來改善特性的研究。特別是像在上述各實(shí)施例和比較例的比較中考察的那樣，設(shè)置切口部或突起部帶來的效果、和設(shè)置狹縫帶來的效果，并非單純地將各效果概括起來所得的結(jié)果。有時(shí)特性也會因狹縫的形狀或配置的原因而變差，因此，如本實(shí)施例，特定的狹縫形狀或配置位置的圖案化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是不容易想到的。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)子也可以是在朝向轉(zhuǎn)子的外周方向配置有作為第一非磁性部的磁通屏障的極間部的轉(zhuǎn)子外周至少設(shè)置切口部，并且在極間部設(shè)置突起部。當(dāng)利用轉(zhuǎn)子的永磁體降低卷繞于齒上的導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的高次諧波成分時(shí)，感應(yīng)電壓波形就會接近正弦波。由于使感應(yīng)電壓波形接近正弦波，齒槽轉(zhuǎn)矩降低，從而轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)不均被抑制。旋轉(zhuǎn)不均被抑制，電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音降低。出于利用該現(xiàn)象的目的，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子以作為第二非磁性部的狹縫從與磁通屏障相鄰的位置朝向轉(zhuǎn)子的外周方向延伸的方式配置。該狹縫由朝向外周方向延伸的作為長孔的第一孔部、將第一孔部的外周側(cè)前端部從磁體埋入孔的端部朝向中央沿著轉(zhuǎn)子的外周部彎曲的彎曲部、從彎曲部進(jìn)一步沿著外周部延伸的第二孔部構(gòu)成。

另外，在轉(zhuǎn)子的狹縫中，以使形成于轉(zhuǎn)子外周的切口部的角度和狹縫的第一孔部的彎曲角度一致的方式傾斜。另外，狹縫的第二孔部以與轉(zhuǎn)子外周平行地延伸的方式在彎曲部彎曲。

另外，轉(zhuǎn)子的狹縫在將磁通屏障和形成于轉(zhuǎn)子外周部的切口部的距離設(shè)為t，將狹縫的第二孔部和轉(zhuǎn)子外周部的距離設(shè)為T的情況下，在滿足下式的關(guān)系的位置配置磁通屏障和狹縫。

【數(shù)學(xué)式3】

1.5t≤T≤2.5t

另外，轉(zhuǎn)子及使用該轉(zhuǎn)子的永磁體電動(dòng)機(jī)通過如上所述構(gòu)成，無論是在轉(zhuǎn)子外周至少設(shè)有切口部的情況，還是在極間部還設(shè)有突起部的情況，由永磁體電動(dòng)機(jī)的永磁體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓波形均能夠可靠地降低高次諧波成分而接近正弦波。由此，由于齒槽轉(zhuǎn)矩降低，從而電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音降低。

此外，作為本發(fā)明的實(shí)施例，以用于具有轉(zhuǎn)子10和定子30的6極埋入磁體型同步電動(dòng)機(jī)(IPMSM：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)40這種小型且需要強(qiáng)力的轉(zhuǎn)矩的壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)等的情況為例進(jìn)行了說明，但未必限定于此。只要是由4極以上的磁極數(shù)構(gòu)成的埋入磁體型同步電動(dòng)機(jī)40，就可以應(yīng)用本發(fā)明的永磁體電動(dòng)機(jī)。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

如上所述，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子及永磁體電動(dòng)機(jī)由于感應(yīng)電壓波形接近正弦波，齒槽轉(zhuǎn)矩被降低，所以特別是作為像內(nèi)置于壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)那樣的以高的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)的永磁體電動(dòng)機(jī)是有用的。