转子以及旋转电机的制作方法

本发明涉及转子以及旋转电机。

背景技术：

以往，公知有具备永久磁铁的转子以及旋转电机(例如，参照专利文献1)。

在上述专利文献1中公开有具备配置于磁铁孔的磁铁的转子，上述磁铁孔设置于转子芯。在该转子中，在转子芯设置有多个狭缝。该狭缝以能够变形的方式构成，以便借助由转子芯与磁铁的热膨胀差产生的应力，使狭缝的对置的内侧面彼此接近或接触。详细而言，在该转子中，在磁铁孔与磁铁的间隙配置有树脂材料，在制造转子时，为了将树脂材料热固化，将转子芯与磁铁一起加热。此时，转子芯进行热膨胀，另一方面磁铁进行热收缩。而且，在该转子中，在树脂材料热固化后，在转子芯和磁铁被冷却时，转子芯进行热收缩，另一方面磁铁进行热膨胀，由此磁铁从磁铁孔的内部向外部挤压转子芯的磁铁孔从而在转子芯产生应力。而且，狭缝被构成为通过以内侧面彼此接近或接触的方式变形来吸收该应力。而且，在该转子中，由磁铁产生的磁通以横跨内侧面彼此接近或接触的狭缝的方式通过。

专利文献1：日本特开2018-42381号公报

这里，在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的状态(以下，在该段落中称为“无负载状态或低负载状态”)下，存在通过其他的装置(例如发动机等)使设置有磁铁的转子进行旋转的情况。在该情况下，由于未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小，因此借助定子的线圈的产生的磁场，由转子产生的磁通大体上不会减少。然而，在上述专利文献1的转子中，构成为从磁铁产生的磁通以横跨狭缝的方式通过。因此，可以认为在无负载状态或低负载状态下，从转子的磁铁产生的磁通没有减少并以横跨狭缝的方式通过，从而磁通会变得过大。在该情况下，因磁通变得过大而导致在转子或定子中铁损会增大，从而通过其他的装置使转子旋转时的能量效率会降低。因此，以前期望一种能够缓和由磁铁膨胀引起的应力，并且在无负载状态或低负载状态的情况下，能够防止来自磁铁(永久磁铁)的磁通变得过大的转子和旋转电机。

技术实现要素：

本发明正是为了解决上述课题而完成，本发明的一个目的在于提供一种能够缓和由永久磁铁膨胀引起的应力，并且在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁的磁通变得过大的转子和旋转电机。

为了实现上述目，本发明的第1形态的转子具备永久磁铁和具有供永久磁铁配置的磁铁配置孔的转子芯，在转子芯设置有应力缓和磁通抑制孔，上述应力缓和磁通抑制孔被形成为，沿轴向观察时设置于比磁铁配置孔靠磁铁配置孔的短边方向的一侧，沿短边方向观察时与永久磁铁在磁铁配置孔的长边方向上重叠，上述应力缓和磁通抑制孔使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且抑制由永久磁铁产生的磁通，应力缓和磁通抑制孔形成为，应力缓和磁通抑制孔的长边方向的一侧的部分和磁铁配置孔之间的第1磁通通路的最小宽度、与应力缓和磁通抑制孔的长边方向的另一侧的部分和磁铁配置孔之间的第2磁通通路的最小宽度的合计宽度小于第1磁通通路的长边方向的长度与第2磁通通路的长边方向的长度的合计长度。

在本发明的第1形态的转子中，如上述那样，应力缓和磁通抑制孔设置于磁铁配置孔的短边方向的一侧，使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且抑制由永久磁铁产生的磁通，应力缓和磁通抑制孔被形成为，第1磁通通路的最小宽度与第2磁通通路的最小宽度的合计宽度小于第1磁通通路的长边方向的长度与第2磁通通路的长边方向的长度的合计长度。由此，在制造转子时，在永久磁铁相对于转子芯膨胀的情况下，也能够使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和。而且，通过应力缓和磁通抑制孔，能够使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且通过该应力缓和磁通抑制孔，能够限制相对于永久磁铁中的与上述合计长度对应的面进入或出来的磁通通过的第1磁通通路和第2磁通通路的宽度。这样，在宽度被限制的第1磁通通路和第2磁通通路中，由于在通过的磁通变多的情况下会产生磁饱和，因此能够限制通过的磁通的量，从而能够防止通过的磁通变得过大。其结果是，能够使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁的磁通变得过大。而且，在向定子的线圈供给电力的情况下(高负载时)，因定子的线圈产生的磁场，永久磁铁产生的磁通的量会减少(磁铁动作点会降低)，因此在通过应力缓和磁通抑制孔来限制第1磁通通路和第2磁通通路的宽度的情况下，也难以在第1磁通通路和第2磁通通路产生磁饱和，因此能够防止作为转子的性能降低。这些结果是，能够使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且在向定子的线圈供给电力的情况下(高负载时)，能够防止作为转子的性能降低，在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的情况下(无负载或低负载时)，能够防止来自永久磁铁的磁通变得过大。

本发明的第2形态的旋转电机具备定子和与定子在径向上对置地配置的转子，转子包括永久磁铁和具有供永久磁铁配置的磁铁配置孔的转子芯，在转子芯设置有应力缓和磁通抑制孔，该应力缓和磁通抑制孔形成为沿轴向观察时设置于比磁铁配置孔靠磁铁配置孔的短边方向的一侧，沿短边方向观察时与永久磁铁在磁铁配置孔的长边方向上重叠，应力缓和磁通抑制孔使由永久磁铁的膨胀产生的应力缓和，并且抑制由永久磁铁产生的磁通，应力缓和磁通抑制孔被形成为，应力缓和磁通抑制孔的长边方向的一侧的部分和磁铁配置孔之间的第1磁通通路的最小宽度、与应力缓和磁通抑制孔的长边方向的另一侧的部分和磁铁配置孔之间的第2磁通通路的最小宽度的合计宽度小于第1磁通通路的长边方向的长度与第2磁通通路的长边方向的长度的合计长度。

在本发明的第2形态的旋转电机中，通过如上述那样构成应力缓和磁通抑制孔，能够提供一种使由永久磁铁膨胀引起的应力缓和，并且在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁的磁通变得过大的旋转电机。由此，通过防止来自永久磁铁的磁通变得过大，能够防止因磁通变得过大而导致的转子或定子的铁损的增大，从而能够防止使转子旋转时的能量效率降低。

根据本发明，能够使由永久磁铁膨胀引起的应力缓和，并且在未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁的磁通变得过大。

附图说明

图1是沿轴向观察本发明的一个实施方式的转子(旋转电机)的结构的剖视图。

图2是本发明的一个实施方式的转子的放大剖视图。

图3是用于对本发明的一个实施方式的转子的应力缓和槽和应力缓和磁通抑制孔的结构进行说明的图。

图4是用于对本发明的一个实施方式的转子的磁饱和进行说明的图。

图5是用于对本发明的一个实施方式的转子的高负载时的磁通进行说明的图。

图6是用于对比较例的转子的无负载·低负载时的磁通进行说明的图。

图7是用于对比较例的转子的高负载时的磁通进行说明的图。

图8是表示本发明的一个实施方式的第1变形例的转子的结构的图。

图9是表示本发明的一个实施方式的第2变形例的转子的结构的图。

附图标记说明

1、201、301…转子；2…定子；2b…线圈；4、204、304…永久磁铁；5、205、305…转子芯；6…磁极；10、10a、10b、210、310…磁铁配置孔；14a、14b…应力缓和槽；20、20a、20b、220、320…孔(应力缓和磁通抑制孔)；21…第1部分(一侧部分)；21b、22b…端部(应力缓和磁通抑制孔的长边方向的两端部)；22…第2部分(另一侧部分)；43、44…端面(永久磁铁的长边方向的端部)；51…第1磁通通路；52、352…第2磁通通路；100…旋转电机；111b…端部(形成作为第1磁通通路的最小宽度的第1磁通通路的部分的、磁铁配置孔的长边方向的一侧的端部)；114b…端部(形成作为第2磁通通路的最小宽度的第2磁通通路的部分的、磁铁配置孔的长边方向的另一侧的端部)。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

[转子芯的构造]

参照图1～图5，对本实施方式的转子1(旋转电机100)的构造进行说明。

在本申请说明书中，“轴向”是指沿着转子1的旋转轴线c1的方向，并且是指图中的z向。另外，“径向”是指转子1的径向(箭头r1方向或箭头r2方向)，“周向”是指转子1的周向(箭头e1方向或箭头e2方向)。

如图1所示，旋转电机100具备转子1和定子2。另外，转子1和定子2分别形成为圆环状。而且，转子1与定子2的径向内侧对置地配置。即，在本实施方式中，旋转电机100构成为内转子型的旋转电机。另外，在转子1的径向内侧配置有轴3。轴3经由齿轮等旋转力传递部件与发动机等连接。例如，旋转电机100构成为马达、发电机、或马达兼发电机，并构成为装载于车辆。

另外，转子1包括多个永久磁铁4和具有供永久磁铁4配置的多个磁铁配置孔10的转子芯5。即，旋转电机100构成为永久磁铁嵌入式马达(ipm马达：interiorpermanentmagnetmotor)。另外，定子2包括定子芯2a和配置于定子芯2a的线圈2b。定子芯2a例如构成为，多个电磁钢板(硅钢板)沿轴向层叠，并能够使磁通通过(参照图4)。线圈2b构成为与外部的电源部连接，并被供给电力(例如三相交流的电力)。而且，线圈2b构成为通过被供给电力而产生磁场。另外，转子1和轴3构成为在未向线圈2b供给电力的情况下，也会伴随着发动机等的驱动而相对于定子2进行旋转。此外，在图1中，仅图示线圈2b的一部分，但线圈2b遍及定子芯2a的全周地配置。

(永久磁铁的结构)

如图2所示，永久磁铁4例如沿轴向观察时具有大致长方形形状(例如长方形形状)。即，永久磁铁4具有侧面沿着轴向延伸的立方体形状。这里，沿轴向观察时，将永久磁铁4的短边方向作为f方向，将长边方向作为g方向。例如，永久磁铁4构成为磁化方向(励磁方向)为短边方向。

这里，在永久磁铁4的沿着长边方向的端面中，将箭头f1方向侧的端面作为第1端面41，将箭头f2方向侧的端面作为第2端面42。另外，在永久磁铁4的沿着短边方向的端面中，将箭头g1方向侧的端面作为第3端面43，将箭头g2方向侧的端面作为第4端面44。这里，将永久磁铁4的长边方向(第1端面41和第2端面42)的宽度设为w1，将永久磁铁4的短边方向(第3端面43和第4端面44)的宽度设为w2。即，w1＞w2。

另外，永久磁铁4的热膨胀系数k1与转子芯5的热膨胀系数k2不同。例如，转子芯5通过加热而进行膨胀，另一方面永久磁铁4通过加热而在短边方向上收缩(宽度w2变小)。另外，转子芯5通过冷却而收缩，另一方面永久磁铁4通过冷却而在短边方向上膨胀(宽度w2变大)。由此，在转子1的制造时，在永久磁铁4和转子芯5被冷却的时候，因永久磁铁4的膨胀而导致转子芯5被永久磁铁4挤压，从而在转子芯5产生应力。

如图1所示，永久磁铁4配置(固定)于转子芯5的各磁铁配置孔10。另外，利用多个永久磁铁4在转子1中设置有多个磁极6。例如，在各磁极6各设置有2个永久磁铁4。

(转子芯的结构)

沿轴向观察时转子芯5形成为圆环状。例如，转子芯5通过沿轴向层叠多个电磁钢板(硅钢板)而形成。而且，转子芯5构成为能够使磁通通过(参照图4)。另外，转子芯5固定于轴3，并构成为能够相对于定子2与轴3一体地旋转。另外，在转子芯5设置有多个(与永久磁铁4的数量相同)磁铁配置孔10和多个(与永久磁铁4的数量相同)应力缓和磁通抑制孔20(以下，称为“孔20”)。

(磁铁配置孔的构成)

如图1所示，在本实施方式中，针对每个磁极6以沿轴向观察时具有向径向外侧扩展的v字形(八字形状)的方式设置有一对磁铁配置孔10。即，一对磁铁配置孔10中的一个(箭头e1方向侧)磁铁配置孔10a形成为配置于磁铁配置孔10a的内部的永久磁铁4的短边方向(f方向)与磁极6的周向中心线c2(d轴线)交叉。另外，另一个(箭头e2方向侧)磁铁配置孔10b形成于与一个磁铁配置孔10a相对于周向中心线c2线对称的位置。另外，磁铁配置孔10a和10b分别形成为具有大致长方形形状。此外，在以下的记载中，磁铁配置孔10b的结构是将磁铁配置孔10a相对于周向中心线c2线对称形成的，因此省略说明。

如图2所示，磁铁配置孔10a的短边方向侧的内侧面11a和11b直接或经由粘合剂等与永久磁铁4抵接。此外，内侧面11a是磁铁配置孔10a的箭头f1方向侧的内侧面，内侧面11b是磁铁配置孔10a的箭头f2方向侧的内侧面。另外，磁铁配置孔10a的长边方向侧的内侧面12a和12b从永久磁铁4隔着空隙或粘合剂(树脂材料)等分离地配置。此外，内侧面12a是箭头g1方向侧的内侧面，内侧面12b是箭头g2方向侧的内侧面。即，内侧面11a的宽度w3和内侧面11b的宽度w4比永久磁铁4的宽度w1大，而内侧面12a的宽度w5和内侧面12b的宽度w6与永久磁铁4的宽度w2大致相同。另外，在磁铁配置孔10a的箭头g1方向侧的部分设置有磁通抑制部13a，在磁铁配置孔10a的箭头g2方向侧的部分设置有磁通抑制部13b。磁通抑制部13a和13b具有防止磁通泄漏(短路磁通)的功能。

这里，在本实施方式中，在磁铁配置孔10a设置有应力缓和槽14a和14b，上述应力缓和槽14a和14b设置于孔20侧，并且形成为从与永久磁铁4的长边方向侧的第3端面43和第4端面44沿短边方向邻接的内侧面11b的部分向短边方向的一侧(箭头f2方向)凹陷，使因永久磁铁4的膨胀而产生的应力缓和。此外，应力缓和槽14a设置于磁铁配置孔10a的箭头g1方向侧的部分。另外，应力缓和槽14b设置于磁铁配置孔10a的箭头g2方向侧的部分。

如图3所示，沿轴向观察时应力缓和槽14a形成为大致u字形，应力缓和槽14a构成为通过箭头g1方向侧的内表面114a与箭头g2方向侧的内表面214a的距离(槽的宽度)变化来吸收永久磁铁4的热膨胀和热收缩(使应力缓和)。具体而言，在制造转子1时，通过冷却永久磁铁4和转子芯5(从已被加热的状态返回至常温)，永久磁铁4从宽度w2a膨胀至宽度w2，永久磁铁4在f方向(磁化方向)上挤压磁铁配置孔10的内侧面11b。由此，设置于比内表面114a靠箭头g1方向侧的内侧面11b没有被永久磁铁4向短边方向挤压，另一方面，设置于比内表面214a靠箭头g2方向侧的内侧面11b(图3的点划线部分)被永久磁铁4向短边方向挤压。在该情况下，与未被挤压的内侧面11b邻接的箭头g1方向侧的内表面114a和与被挤压的内侧面11b邻接的箭头g2方向侧的内表面214a的距离扩大，从而内侧面11b向孔20侧移动，由此因永久磁铁4从宽度w2a膨胀至宽度w2而导致在转子芯5产生的应力会减少。另外，应力缓和槽14b规定后述的第2磁通通路52的宽度w12(参照图2)。此外，应力缓和槽14b的其他的结构是与应力缓和槽14a相同的结构，因此省略说明。

(应力缓和磁通抑制孔的结构)

如图2所示，在本实施方式中，沿轴向观察时孔20具有椭圆形状(跑道形状)。孔20的磁阻比转子芯5的磁阻大。由此，孔20具有在配置的位置妨碍磁通通过的功能。例如，孔20由空隙构成。

另外，在本实施方式中，孔20形成为，沿轴向观察时在转子芯5中设置于比磁铁配置孔10靠磁铁配置孔10的短边方向的一侧(箭头f2方向侧)的部分，沿短边方向观察时与永久磁铁4在磁铁配置孔10的长边方向上重叠，并构成为抑制由永久磁铁4产生的磁通φ1(参照图4)。换言之，孔20具有限制转子芯5中的磁通密度b1的功能。另外，孔20与磁铁配置孔10相比，配置于作为磁铁配置孔10的短边方向的一侧的径向内侧。

如图1所示，在本实施方式中，在一对磁铁配置孔10的各自的径向内侧设置有一对孔20。一对孔20分别形成为，在比分别配置于一对磁铁配置孔10的永久磁铁4的长边方向的中心线c3靠磁极6的周向中心线c2侧的位置p1，与永久磁铁4在长边方向上重叠。具体而言，一对孔20由孔20a和孔20b构成。孔20a配置于磁铁配置孔10a的短边方向的一侧(箭头f2方向侧)，孔20b配置于磁铁配置孔10b的短边方向的一侧。通过孔20a的g方向的中心的中心线c4设置于比通过永久磁铁4的长边方向的中心位置的中心线c3靠箭头g2方向侧。

另外，将比孔20a中的中心线c4靠箭头g1方向侧的部分作为第1部分21，将比中心线c4靠箭头g2方向侧的部分作为第2部分22。这里，在本实施方式中，孔20a被形成为，第1部分21和磁铁配置孔10之间的第1磁通通路51的最小宽度w11、与第2部分22和磁铁配置孔10之间的第2磁通通路52的最小宽度w12的合计宽度(w11+w12)小于孔20a与永久磁铁4在长边方向上的重叠长度l1，并且使由永久磁铁4的膨胀产生的应力缓和。另外，孔20a被构成为，合计宽度(w11+w12)小于第1磁通通路51的长边方向的长度l21与第2磁通通路52的长边方向的长度l22的合计长度l2。另外，第1磁通通路51的长边方向的长度l21对应于第1磁通通路51的箭头g1方向侧的端部111b与通过孔20a的g方向的中心的中心线c4的沿着g方向的距离。另外，第2磁通通路52的长边方向的长度l22对应于第2磁通通路52的箭头g2方向侧的端部114b与通过孔20a的g方向的中心的中心线c4的沿着g方向的距离。即，合计长度l2对应于端部111b与端部114b的沿着g方向的距离。此外，孔20b以与孔20a同样的方式构成，因此省略说明。另外，第1部分21是权利要求书的“一侧的部分”的一个例子。另外，第2部分22是权利要求书的“另一侧的部分”的一个例子。

这里，第1磁通通路51的最小宽度w11与第1部分21和磁铁配置孔10的内侧面11b(轮廓线)的最小距离对应。另外，第2磁通通路52的最小宽度w12与第2部分22和应力缓和槽14b的最小距离对应。而且，将形成作为上述最小宽度w11的第1磁通通路51的部分的、第1部分21的箭头g1方向侧的点(轮廓线上的点)作为端部21a。另外，将形成作为上述最小宽度w11的第1磁通通路51的部分的、磁铁配置孔10的箭头g1方向侧的点(轮廓线上的点)作为端部111b。另外，将形成作为上述最小宽度w12的第2磁通通路52的部分的、第2部分22的箭头g2方向侧的点(轮廓线上的点)作为端部22a。另外，将形成作为上述最小宽度w12的第2磁通通路52的部分的、磁铁配置孔10(应力缓和槽14b)的箭头g2方向侧的点(轮廓线上的点)作为端部114b。

换言之，在本实施方式中，孔20设置于第2磁通通路52的最小宽度w12为孔20与应力缓和槽14b的距离的转子芯5的位置。另外，最小宽度w12是第2部分22的应力缓和槽14b侧的端部22a与应力缓和槽14b的第2部分22侧的端部114b的距离。另外，孔20的箭头f1方向的内侧面23a与箭头f2方向的内侧面23b大致平行地形成，将内侧面23a与内侧面23b的宽度设为w7。例如，宽度w7小于永久磁铁4的宽度w2。

这里，第1磁通通路51是指用于磁通φ1从孔20的箭头g1方向侧进入到区域a1(部分)的箭头f2方向侧的面42a或用于磁通φ1从区域a1的面42a出来到孔20的箭头g1方向侧的转子芯5上的磁通φ1的路径，上述区域a1是沿短边方向观察时永久磁铁4中的与第1磁通通路51以及第2磁通通路52重叠的区域。另外，第2磁通通路52是指用于磁通φ1从孔20的箭头g2方向侧进入到区域a1的面42a或用于磁通φ1从区域a1的面42a出来到孔20的箭头g2方向侧的转子芯5上的磁通φ1的路径。此外，永久磁铁4具有在比永久磁铁4的区域a1靠箭头g1方向侧的永久磁铁4的区域亦即区域a2和比永久磁铁4的区域a1靠箭头g2方向侧的永久磁铁4的区域亦即区域a3也产生磁通的功能。即，在本实施方式中，沿短边方向观察时端部111b和端部114b设置于与永久磁铁4重叠的位置。

另外，孔20形成为孔20的沿着长边方向的长度l1在永久磁铁4的沿着长边方向的长度w1以下。详细而言，长度l1是孔20的箭头g1方向侧的端部21b与孔20的箭头g2方向侧的端部22b的距离。

另外，在本实施方式中，沿f方向观察时孔20的端部21b和端部22b分别设置于与永久磁铁4重叠的位置。即，孔20配置于沿f方向观察时孔20的整体与永久磁铁4重叠的位置。另外，沿f方向观察时端部21b和端部114b分别设置于与永久磁铁4重叠的位置。即，第1磁通通路51以及第2磁通通路52配置于沿f方向观察时第1磁通通路51以及第2磁通通路52的整体与永久磁铁4重叠的位置。

如图4所示，在本实施方式中，孔20被构成为，通过合计宽度(w11+w12)小于合计长度l2，从而在第1磁通通路51与第2磁通通路52中的至少一方(优选第1磁通通路51与第2磁通通路52的两方)产生磁饱和。这里，磁饱和(磁饱和现象)是指通过的磁通的磁通密度为饱和磁通密度bm，形成为通过的磁通的量与磁场的大小不成比例的状态的现象。即，通过第1磁通通路51和第2磁通通路52的磁通φ1的磁通密度b1形成为不超过饱和磁通密度bm的大小。换言之，在第1磁通通路51和第2磁通通路52中，磁通密度b1被饱和磁通密度bm限制。

如图5所示，孔20被构成为，第1磁通通路51与第2磁通通路52的饱和磁通密度bm大于向线圈2b供给电力的状态(高负载时)下的由永久磁铁4产生的磁通φ2的磁通密度b2。即，以在高负载时在第1磁通通路51和第2磁通通路52不发生磁饱和的方式构成转子1。

另外，在本实施方式中，如图3所示，孔20形成为使因永久磁铁4的从宽度w2a向宽度w2的膨胀而产生的应力缓和。具体而言，通过永久磁铁4从宽度w2a膨胀至宽度w2，转子芯5中的应力缓和槽14a与14b之间的部分53被向孔20侧(箭头f2方向侧)挤压。而且，孔20被构成为，通过从宽度w7a变小(变形)至宽度w7，使被挤压的应力缓和槽14a与14b之间的部分53向箭头f2方向移动，从而减小部分53的应力。

[与转子的磁通的产生相关的说明]

接下来，参照图4～图7，边与比较例的转子的磁通的产生进行比较，边进行与本实施方式的转子1的磁通的产生相关的说明。此外，比较例的转子是在本实施方式的转子1中在与转子芯5的孔20对应的部分没有形成有孔部的结构。

(未向线圈供给电力的情况：无负载·低负载时)

如图4所示，在未向线圈2b供给电力或供给的电力比较小的情况下(无负载·低负载时)，在本实施方式的转子1中，磁通φ1从一个磁极6的永久磁铁4产生。而且，磁通φ1通过比永久磁铁4靠径向外侧(箭头f1方向侧)的转子芯5的部分，经由转子1的外周面5a与定子芯2a的空隙、定子芯2a的齿部以及背轭部，从径向外侧进入到其他的磁极6的转子芯5的部分。此时，未向定子2的线圈2b供给电力或供给的电力比较小，因此磁通φ1比高负载时的磁通φ2大。而且，磁通φ1从径向外侧进入到其他的磁极6的永久磁铁4，并从永久磁铁4的径向内侧出来。这里，在永久磁铁4的径向内侧设置有孔20，磁通φ1通过第1磁通通路51和第2磁通通路52。此时，第1磁通通路51和第2磁通通路52的磁通密度b1为饱和磁通密度bm。而且，磁通φ1回到一个磁极6的永久磁铁4。

如图6所示，在无负载·低负载时，在比较例的转子中，从一个磁极的永久磁铁出来的磁通φ3通过比永久磁铁靠径向外侧(箭头f1方向侧)的转子芯的部分，经由定子芯的齿部和背轭部，从径向外侧进入到其他的磁极的转子芯的部分。此时，由于未向定子的线圈供给电力或供给的电力比较小，因此磁通φ3比高负载时的磁通φ4大。而且，磁通φ3从径向外侧进入到其他的磁极的永久磁铁，并从永久磁铁的径向内侧出来。而且，从其他的磁极的永久磁铁出来的磁通φ3经由转子芯的磁路径，回到一个磁极的永久磁铁。此时，在转子芯的磁路径不产生磁饱和，与本实施方式的磁通φ1相比，比较例的磁通φ3较大。因此，在本实施方式的转子1中，与比较例的转子相比，铁损被降低。

(向线圈供给电力的情况：高负载时)

如图5所示，在向线圈2b供给电力的情况下，对于本实施方式的转子1的磁通φ2而言，与未向线圈2b供给电力的情况不同，因由线圈2b产生的磁场h，该磁通φ2比磁通φ1小。这里，磁通φ2比饱和磁通密度bm小，因此在第1磁通通路51和第2磁通通路52不产生磁饱和。

在比较例的转子中，在向线圈2b供给电力的情况下，借助由线圈2b产生的磁场，形成为比磁通φ3(磁通密度b3)小的磁通φ4(磁通密度b4)。这里，由于在本实施方式的转子1和比较例的转子中都不产生磁饱和，因此磁通φ2(磁通密度b2)与磁通φ4(磁通密度b4)形成为大致相等的大小。即，在本实施方式的转子1中，在向线圈供给电力的情况下(高负载时)，几乎不会受到孔20的抑制磁通的功能的影响。

[上述实施方式的效果]

在上述实施方式中能够获得以下这样的效果。

在上述实施方式中，以第1磁通通路(51)的最小宽度(w11)与第2磁通通路(52)的最小宽度(w12)的合计宽度(w11+w12)小于第1磁通通路(51)的长边方向的长度(l21)与第2磁通通路(52)的长边方向的长度(l22)的合计长度(l2)的方式形成应力缓和磁通抑制孔(20)，该应力缓和磁通抑制孔(20)设置于磁铁配置孔(10)的短边方向的一侧，使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和，并且抑制由永久磁铁(4)产生的磁通。由此，在制造转子(1)时，在永久磁铁(4)相对于转子芯(5)膨胀了的情况下，也能够使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和。而且，通过应力缓和磁通抑制孔(20)，能够使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和，并且通过该应力缓和磁通抑制孔(20)，能够限制相对于永久磁铁(4)中的与上述合计长度(l2)对应的面(42a)进入或出来的磁通(φ1、φ2)通过的第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)的宽度(w11、w12)。这样，在宽度(w11、w12)被限制的第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)中，由于在通过的磁通变多的情况下产生磁饱和，所以能够限制通过的磁通的量，并能够防止通过的磁通变得过大。其结果是，能够使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和，并且在未向定子(2)的线圈(2b)供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。

而且，在向定子(2)的线圈(2b)供给电力的情况下(高负载时)，借助定子(2)的线圈(2b)所产生的磁场，永久磁铁(4)产生的磁通的量减少(磁铁动作点降低)，因此在通过应力缓和磁通抑制孔(20)限制第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)的宽度的情况下，也难以在第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)产生磁饱和，因此能够防止作为转子(1)的性能降低。这些结果是，在向定子(2)的线圈(2b)供给电力的情况下(高负载时)，能够防止作为转子(1)的性能降低，并且在未向定子(2)的线圈(2b)供给电力或供给的电力比较小的情况下(无负载或低负载时)，能够防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。

另外，在上述实施方式中，以使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和的方式形成应力缓和磁通抑制孔(20)。由此，在制造转子(1)时，在永久磁铁(4)相对于转子芯(5)膨胀了的情况下，也能够通过应力缓和磁通抑制孔(20)使因永久磁铁(4)膨胀引起的应力缓和。其结果是，能够缓和因永久磁铁(4)膨胀引起的应力，并且在未向定子(2)的线圈(2b)供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，也能够防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。而且，通过防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大，能够防止因磁通变得过大而导致的转子(1)或定子(2)的铁损的增大，能够防止使转子(1)旋转时的能量效率降低。

另外，在上述实施方式中，转子芯(5)相对于具有线圈(2b)的定子(2)沿径向对置地配置，应力缓和磁通抑制孔(20)被构成为，通过合计宽度(w11+w12)小于合计长度(l2)，从而在第1磁通通路(51)或第2磁通通路(52)中的至少一方产生磁饱和。若这样构成，则会在第1磁通通路(51)或第2磁通通路(52)中的至少一方产生磁饱和，因此在未向定子(2)的线圈(2b)供给电力或供给的电力比较小的状态的情况下，能够可靠地防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。

另外，在上述实施方式中，转子芯(5)配置于比定子(2)靠径向内侧，应力缓和磁通抑制孔(20)配置于比磁铁配置孔(10)靠作为磁铁配置孔(10)的短边方向的一侧的径向内侧。这里，磁铁配置孔的短边方向中的另一侧(为定子侧，并且为径向外侧)的磁通通路作为在向定子的线圈供给电力时(高负载时)磁通通过的通路使用。因此，可以认为，在将应力缓和磁通抑制孔设置于磁铁配置孔的短边方向中的另一侧的情况下，在向定子的线圈供给电力时，也会产生磁通的量被限制的情况，从而旋转电机的能量效率降低。相对于此，如上述实施方式那样，若将应力缓和磁通抑制孔(20)配置于比磁铁配置孔(10)靠磁铁配置孔(10)的径向内侧(与定子(2)相反的一侧)，则在未向定子(2)的线圈(2b)供给电力的情况下，能够防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大，并且在向定子(2)的线圈(2b)供给电力的情况下，能够防止磁通的量被限制，从而能够防止旋转电机(100)的能量效率降低。

另外，在上述实施方式中，应力缓和磁通抑制孔(20)的沿着长边方向的长度(l1)为永久磁铁(4)的沿着长边方向的长度(w1)以下。若这样构成，则与应力缓和磁通抑制孔(20)不会过度地大型化对应地在设置应力缓和磁通抑制孔(20)的情况下，也能够防止转子芯(5)的机械强度降低。

另外，在上述实施方式中，沿短边方向观察时，形成作为第1磁通通路(51)的最小宽度(w11)的第1磁通通路(51)的部分的、磁铁配置孔(10)的长边方向的一侧的端部(111b)、以及、形成作为第2磁通通路(52)的最小宽度(w12)的第2磁通通路(52)的部分的、磁铁配置孔(10、14)的长边方向的另一侧的端部(114b)，分别设置于与永久磁铁(4)重叠的位置。这里，可以认为，由于永久磁铁会在短边方向上膨胀，因此在应力缓和磁通抑制孔的形成为第1磁通通路和第2磁通通路的最小宽度的部分的一部分配置于不与永久磁铁重叠的位置的情况下，在配置于不与永久磁铁重叠的位置的、应力缓和磁通抑制孔的形成为第1磁通通路和第2磁通通路的最小宽度的部分的一部分，使因永久磁铁膨胀而导致的应力缓和的功能降低。相对于此，若如上述实施方式那样构成，则由于沿短边方向观察时，成为应力缓和磁通抑制孔(20)的形成为第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)的最小宽度(w11、w12)的部分的整体配置于与永久磁铁(4)重叠的位置的状态，因此与应力缓和磁通抑制孔的形成为第1磁通通路(51)和第2磁通通路(52)的最小宽度(w11、w12)的部分的一部分配置于不与永久磁铁重叠的位置的情况不同，能够防止使应力缓和的功能降低，并且能够有效地防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。

另外，在上述实施方式中，在磁铁配置孔(10)设置有应力缓和槽(14a、14b)，应力缓和槽(14a、14b)设置于应力缓和磁通抑制孔(20)侧，并且形成为从与永久磁铁(4)的长边方向的端部(43、44)沿短边方向邻接的位置向短边方向的一侧凹陷，并使由永久磁铁(4)的膨胀产生的应力缓和。若这样构成，则在将应力缓和槽(14a、14b)设置于磁铁配置孔(10)的情况下，通过设置具有使应力缓和的功能的应力缓和磁通抑制孔(20)，也能够防止应力缓和槽(14a、14b)大型化。即，通过应力缓和槽(14a、14b)和具有使应力缓和的功能的应力缓和磁通抑制孔(20)，能够有效地使因永久磁铁(4)膨胀而引起的应力缓和。

另外，在上述实施方式中，应力缓和磁通抑制孔(20)设置于第1磁通通路(51)的最小宽度(w11)或第2磁通通路(52)的最小宽度(w12)中的至少一方为应力缓和磁通抑制孔(20)与应力缓和槽(14a、14b)的距离(w12)的转子芯(5)的位置。若这样构成，则能够使应力缓和槽(14a、14b)兼备使由永久磁铁(4)膨胀引起的应力缓和的功能和限制第1磁通通路(51)或第2磁通通路(52)的磁通的量的功能的双方。

另外，在上述实施方式中，转子芯(5)配置于比定子(2)靠径向内侧的位置，在转子芯(5)中，针对每个磁极(6)设置有沿轴向观察时具有向径向外侧扩展的v字形状的一对磁铁配置孔(10)，在一对磁铁配置孔(10)的各自的径向内侧设置有一对应力缓和磁通抑制孔(20)，一对应力缓和磁通抑制孔(20)分别形成为，在比分别配置于一对磁铁配置孔(10)的永久磁铁(4)的长边方向的中心位置(c3)靠磁极(6)的周向中心(c2)的位置，与永久磁铁(4)在长边方向上重叠。这里，由于在转子芯(5)的径向外侧(定子(2)侧)的部分产生比较大的载荷，因此在设置应力缓和磁通抑制孔(20)的情况下，优选设置于转子芯(5)的径向内侧(与定子(2)相反的一侧)。另外，被认为在设置了具有v字形状的一对磁铁配置孔的磁极的周向外侧设置应力缓和磁通抑制孔的情况下，在周向上邻接的磁极的应力缓和磁通抑制孔彼此在径向外侧在周向上接近。因此，被认为，转子芯中的应力缓和磁通抑制孔彼此的周向之间的部分的宽度变得比较小，从而转子芯的机械强度会降低。考虑到这些方面，如上述实施方式那样，若将一对应力缓和磁通抑制孔(20)配置于比分别配置在一对磁铁配置孔(10)的永久磁铁(4)的长边方向的中心位置(c3)靠磁极(6)的周向中心(c2)的位置(p1)，则与在磁极的周向外侧并且在靠径向外侧的位置配置一对应力缓和磁通抑制孔的情况不同，能够防止配置于在周向上相邻的磁极(6)的应力缓和磁通抑制孔(20)彼此在转子芯(5)的径向外侧的部分在周向上接近。其结果是，能够防止转子芯(5)的机械强度降低，并且能够防止来自永久磁铁(4)的磁通变得过大。

另外，在上述实施方式中，沿轴向观察时应力缓和磁通抑制孔(20)具有椭圆形状。若这样构成，则由于在椭圆形状没有形成容易产生应力比较集中的角部，因此能够使转子芯(5)的机械强度提高。

[变形例]

此外，应当认为此次公开的实施方式在所有的方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明表示而是由权利要求书表示，此外还包括在与权利要求书等同的含义和范围内的全部的变更(变形例)。

(第1变形例)

例如，在上述实施方式中，示出了针对每一个磁极设置一对v字形的磁铁配置孔，并且设置一对应力缓和磁通抑制孔的例子，但本发明并不局限于此。例如，如图8所示的第1变形例的转子201那样，也可以针对每一个磁极设置一个磁铁配置孔210和一个应力缓和磁通抑制孔220。具体而言，在转子201的转子芯205中，以短边方向平行于径向的方式将永久磁铁204配置于磁铁配置孔210。另外，在转子芯205中，在磁铁配置孔210的径向内侧设置有应力缓和磁通抑制孔220，应力缓和磁通抑制孔220形成为沿短边方向观察时，与永久磁铁204在磁铁配置孔210的长边方向上重叠。

(第2变形例)

另外，在上述实施方式中，示出了以应力缓和磁通抑制孔的整体与永久磁铁在磁铁配置孔的长边方向上重叠的方式形成转子芯的例子，但本发明并不局限于此。例如，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以以应力缓和磁通抑制孔320的一部分与永久磁铁304重叠的方式形成转子芯305。

另外，在上述实施方式中，示出了将应力缓和磁通抑制孔的沿着长边方向的长度形成为在永久磁铁的沿着长边方向的长度以下的例子，但本发明并不局限于此。即，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以以应力缓和磁通抑制孔320的沿着长边方向的长度大于永久磁铁304的沿着长边方向的长度的方式构成转子芯305。

另外，在上述实施方式中，示出了将应力缓和磁通抑制孔的长边方向的两端部分别设置于沿短边方向观察时与永久磁铁重叠的位置的例子，但本发明并不局限于此。即，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以将应力缓和磁通抑制孔的长边方向的两端部分别配置于沿短边方向观察时不与永久磁铁重叠的位置(长边方向的外侧的位置)。

另外，在上述实施方式中，示出了在磁铁配置孔设置应力缓和槽的例子，但本发明并不局限于此。即，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以在通过应力缓和磁通抑制孔320能够充分地使应力缓和的情况下，在磁铁配置孔310没有设置应力缓和槽。

另外，在上述实施方式中，示出了以第2磁通通路的最小宽度为应力缓和磁通抑制孔与应力缓和槽的距离的方式形成应力缓和磁通抑制孔的例子，但本发明并不局限于此。例如，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以以第2磁通通路352的最小宽度为应力缓和磁通抑制孔320与不同于应力缓和槽的磁铁配置孔310的内侧面的距离的方式形成应力缓和磁通抑制孔320。

另外，在上述实施方式中，示出了以沿轴向观察时具有椭圆形状的方式形成应力缓和磁通抑制孔的例子，但本发明并不局限于此。例如，如图9所示的第2变形例的转子301那样，也可以以具有矩形形状的方式形成应力缓和磁通抑制孔320。

(其他的变形例)

另外，在上述实施方式中，示出了将旋转电机构成为内转子型的旋转电机的例子，但本发明并不局限于此。例如，也可以将旋转电机构成为外转子型的旋转电机。

另外，在上述实施方式中，示出了以通过冷却永久磁铁从而永久磁铁在短边方向上膨胀的方式构成永久磁铁的例子，但本发明并不局限于此。例如，也可以构成为，若永久磁铁的热膨胀系数是与转子芯的热膨胀系数不同的值，则通过加热永久磁铁从而永久磁铁在短边方向上膨胀。

另外，在上述实施方式中，示出了通过层叠硅钢板来构成转子芯和定子芯的例子，但本发明并不局限于此。例如，也可以通过对磁性体粉末等进行加压成型来构成转子芯和定子芯。

另外，在上述实施方式中，示出了构成为在无负载或低负载状态的情况下，第1磁通通路与第2磁通通路的双方发生磁饱和的例子，但本发明并不局限于此。即，也可以构成为，在无负载或低负载状态的情况下，第1磁通通路或第2磁通通路中的只有一方发生磁饱和。