間的關(guān)系的圖，圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的周向?qū)挾缺炔煌那闆r下的齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩和磁化方向之間的關(guān)系的圖，圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩為最小時(shí)的磁化方向和磁體的周向?qū)挾缺戎g的關(guān)系的圖。另外，取向角度α的定義與上述實(shí)施方式I相同。
[0077]首先，圖11中表示將磁體塊8a、8c的周向?qū)挾圈?c與磁體塊8b的周向?qū)挾?b之比設(shè)為1:2.5，以平均轉(zhuǎn)矩最大的取向角度α的時(shí)的轉(zhuǎn)矩將齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅規(guī)格化的結(jié)果。根據(jù)圖11可知，在取向角度α是45°時(shí)，齒槽轉(zhuǎn)矩的絕對值具有極小值。此外，根據(jù)圖11可知在取向角度α是30°?60°的范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩變小。
[0078]接著，在圖12中表示將磁體塊8a、8c的周向?qū)挾圈?c和磁體塊8b的周向?qū)挾圈?b之比設(shè)為1:2.5，改變磁體塊8a、8c的磁化方向9的取向角度α而針對每個(gè)頻率成分(6f、12f、18f)對齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行磁場解析的結(jié)果。另外，f是電角度每I周期的頻率。在圖12中，縱軸表示齒槽轉(zhuǎn)矩，O以上的情況表示正的值，O以下的情況表示負(fù)的值。在此，齒槽轉(zhuǎn)矩是負(fù)的值表示在將取向角度α是0°的時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩6f成分的相位設(shè)為0°的情況下，相位是180° (6f的相位翻轉(zhuǎn))。根據(jù)圖12可知，齒槽轉(zhuǎn)矩的6f成分在取向角度45°附近取最小值。并且還可知，在取向角度45°以上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩的12f成分和18f成分。
[0079]鑒于這些內(nèi)容，從增大轉(zhuǎn)矩且減小齒槽轉(zhuǎn)矩的方面考慮，優(yōu)選的是根據(jù)圖6和圖11將取向角度α設(shè)定為30°以上、45°以下的范圍。此外，若存在多個(gè)頻率成分，則減小齒槽轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)的電流控制變復(fù)雜。因此，從使減小齒槽轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)的電流控制變?nèi)菀椎姆矫婵紤]，優(yōu)選的是根據(jù)圖12將取向角度α設(shè)定在基本上不會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩的除6f成分之外的頻率成分的45°以上、60°以下的范圍。
[0080]接著，在圖13中表示在設(shè)為Tb = Tc，磁體塊8a、8c的周向?qū)挾圈?c與磁體塊8b的周向?qū)挾?b之比是1:1、1:2、1:2.5、1:3,1:4以及1:6的情況下以平均轉(zhuǎn)矩最大的取向角度α?xí)r的轉(zhuǎn)矩將齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅規(guī)格化的結(jié)果。根據(jù)圖13可知，若周向?qū)挾缺?Θ b/0c)不同，則齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩為最小的取向角度α不同。
[0081]接著，根據(jù)圖13所示的結(jié)果，在圖14中表示齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩為最小時(shí)的取向角度α與周向?qū)挾缺?0b/0c)之間的關(guān)系。根據(jù)圖14可知，齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩為最小的取向角度α與周向?qū)挾缺?0b/0c)處于比例關(guān)系，隨著周向?qū)挾缺?0b/0c)變大，取向角度α變小。根據(jù)圖14，取向角度α和周向?qū)挾缺?0b/0c)之間的關(guān)系能夠用式3表示。
[0082]α =—27.5X ( Θ b/Θ c)+110.8[。](式 3)
[0083]圖13可知，在齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩為最小的取向角度α的附近，在該取向角度α的±10°的范圍內(nèi)，齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩相對于齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩最小值的變化量為0.5%以下。因此，為了減小齒槽轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)矩，期望將取向角度α設(shè)定為滿足式4。
[0084]a 2min a ^ a 2max (式 4)
[0085]另夕卜，a 2min和a 2max為下述的值。
[0086]a 2min = 100.8 — 27.5X ( Θ b/Θ c)[。](其中，Θ b/Θ c 彡 3.67)
[0087]α 2min = 0[° ](其中，θ b/θ c > 3.67)
[0088]α 2max = 120.8 — 27.5Χ ( θ b/θ c)[。](其中，θ b/θ c 彡 4.03)
[0089]α 2max = 10[° ](其中，θ b/θ c > 4.03)
[0090]實(shí)施方式3.
[0091]圖15是說明構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式3的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的I個(gè)磁極的永磁體的結(jié)構(gòu)的主要部分剖視圖。
[0092]在圖15中，轉(zhuǎn)子鐵芯7Α中，從磁體塊8a、8c的周向中心線22到磁極間中心21側(cè)的端部的區(qū)域中的橋部12a、12c的徑向?qū)挾群愣ǎ?，成為最小距離Tc。
[0093]另外，實(shí)施方式3除了采用轉(zhuǎn)子鐵芯7A替代轉(zhuǎn)子鐵芯7這一點(diǎn)之外與上述實(shí)施方式I同樣地構(gòu)成。
[0094]在該實(shí)施方式3中，I個(gè)磁極由3個(gè)磁體塊8a、8b、8c構(gòu)成，磁體塊8a、8b、8c形成為向徑向外方凸?fàn)畹慕孛嫘螤睿朋w塊8a、8b、8c的周向上的配置成為海爾貝克陣列。并且，磁體塊8a、8c的周向?qū)挾圈?c小于磁體塊8b的周向?qū)挾圈?b，構(gòu)成I個(gè)磁極的磁體塊8a、8b、8c的形狀和磁化方向9相對于通過磁極中心20和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為鏡面對稱。因而，在該實(shí)施方式3中，也能夠獲得與上述實(shí)施方式I同樣的效果。
[0095]采用該實(shí)施方式3，橋部12a、12c的周向中央位置的徑向?qū)挾鹊淖钚【嚯xTc短于橋部12b的周向中央位置的徑向?qū)挾鹊淖钚【嚯xTb，從磁體塊8a、8c的周向中心線22到磁極間中心21側(cè)的端部的區(qū)域中的橋部12a、12c的徑向?qū)挾瘸蔀樽钚【嚯xTc。因此，從構(gòu)成N極的磁體塊8b通過橋部12a、12c流動(dòng)到構(gòu)成S極的磁體塊8b的泄漏磁通量減少，能夠提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
[0096]實(shí)施方式4.
[0097]圖16是說明構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式4的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的I個(gè)磁極的永磁體的結(jié)構(gòu)的主要部分剖視圖，圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的橋部的徑向?qū)挾群娃D(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0098]在圖16中，3個(gè)磁體塊8al、8b、8cl構(gòu)成I個(gè)磁極。而且，磁體塊8al、8cl分別被制作成磁極中心20側(cè)的側(cè)面的徑向長度短于磁極間中心21側(cè)的側(cè)面的徑向長度的截面扇形的截面形狀的柱狀體。此外，磁體塊8al、8cl與磁體塊8a、8c同樣地被磁化取向。而且，磁體插入孔10al、10b、1cl分別貫通將外周面設(shè)為圓筒面的轉(zhuǎn)子鐵芯7B的外周側(cè)，形成為與磁體塊8al、8b、8cl的截面形狀大致相等的孔形狀。
[0099]3個(gè)磁體塊8al、8b、8cl分別插入到磁體插入孔10al、10b、10cl，利用粘接劑等固定在轉(zhuǎn)子鐵芯7B上。這樣在周向上排列的、構(gòu)成I個(gè)磁極的3個(gè)磁體塊8al、8b、8cl的形狀和磁化方向9相對于通過磁極中心20和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為鏡面對稱。而且，橋部12al、12cl的磁極間中心21側(cè)的端部的徑向?qū)挾萒cr小于磁極中心20側(cè)的端部的徑向?qū)挾萒el。
[0100]另外，其他的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式I同樣地構(gòu)成。
[0101]在該實(shí)施方式4中，I個(gè)磁極由3個(gè)磁體塊8al、8b、8cl構(gòu)成，磁體塊8al、8b、8cl形成為向徑向外方凸?fàn)畹慕孛嫘螤?，磁體塊8al、8b、8cl的周向上的配置成為海爾貝克陣列。并且，磁體塊8al、8cl的周向?qū)挾刃∮诖朋w塊8b的周向?qū)挾?，?gòu)成I個(gè)磁極的磁體塊8al、8b、8cl的形狀和磁化方向9相對于通過磁極中心20和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為鏡面對稱。因而，在該實(shí)施方式4中，也能夠獲得與上述實(shí)施方式I同樣的效果。
[0102]采用該實(shí)施方式4，磁體塊8al、8cl分別相對于通過周向中心線22和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為非對稱，但構(gòu)成I個(gè)磁極的磁體塊8al、8b、8cl的形狀和磁化方向9相對于通過磁極中心20和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為鏡面對稱。因此，磁體塊8al通過翻轉(zhuǎn)，其形狀和磁化方向9實(shí)質(zhì)上與磁體塊8cl相等。由此，磁體塊8al、8cl不會(huì)誤組裝于磁體插入孔1al、1cl，能夠謀求提升轉(zhuǎn)子的組裝性。并且，能夠?qū)?gòu)成I個(gè)磁極的3個(gè)磁體塊8al、8b、8cl以2種磁體塊構(gòu)成，能夠削減部件件數(shù)，能夠謀求低成本化。
[0103]接著，在圖17中表示對將Tcl/Tcr設(shè)為I和1.7時(shí)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行磁場解析的結(jié)果。另外，設(shè)為Tb = Tc。根據(jù)圖17能夠確認(rèn)，通過使橋部12al、12cl的磁極間中心21側(cè)的端部的徑向?qū)挾萒cr小于磁極中心20側(cè)的端部的徑向?qū)挾萒cl，能夠減少磁極間的泄漏磁通量，能夠增大轉(zhuǎn)矩。
[0104]實(shí)施方式5.
[0105]圖18是說明構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式5的永磁體埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的I個(gè)磁極的永磁體的結(jié)構(gòu)的主要部分剖視圖。
[0106]在圖12中，3個(gè)磁體塊8a2、8b、8c2構(gòu)成I個(gè)磁極。而且，磁體塊8a2、8c2分別被制作成將截面扇形的磁極間中心21側(cè)且內(nèi)周側(cè)的角部倒棱角的截面形狀的柱狀體。此外，磁體塊8a2、8c2與磁體塊8a、8c同樣地被磁化取向。磁體插入孔10a2、10b、10c2分別貫通將外周面做成圓筒面的轉(zhuǎn)子鐵芯7B的外周側(cè)，形成為與磁體塊8a2、8b、8c2的截面形狀大致相等的孔形狀。
[0107]3個(gè)磁體塊8a2、8b、8c2分別插入到磁體插入孔10a2、10b、10c2中，利用粘接劑等固定在轉(zhuǎn)子鐵芯7C上。這樣在周向上排列的、構(gòu)成I個(gè)磁極的3個(gè)磁體塊8a2、8b、8c2的形狀和磁化方向9相對于通過磁極中心20和旋轉(zhuǎn)軸6的軸心的平面成為鏡面對稱。
[0108]另外，其他的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式I同樣地構(gòu)成。
[0109]在該實(shí)施方式5中，I個(gè)磁極由3個(gè)磁體塊8a2、8b、8c2構(gòu)成，磁體塊8a2、8b、8c2形成為向徑向