CN103339831A - 用于电机的转子 - Google Patents

Abstract

一种用于旋转电极的转子（10），所述转子具有多个磁极（24），所述多个磁极沿着圆周方向间隔开设置在转子芯（12）的外周处。每个磁极（24）均具有：埋在磁极的中心的第一永磁体（26）；和一对第二永磁体（28），所述一对第二永磁体埋在第一永磁体（26）沿着圆周方向的两侧上，并且布置成使得所述一对第二永磁体之间的相互间隔沿着径向方向向内变窄。在由第一永磁体（26）和所述一对第二永磁体（28）限定的磁路区域（30）中，所述一对第二永磁体（28）之间的最窄间隔设定成宽于第一永磁体（26）的纵向方向的宽度。

Description

用于电机的转子

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的转子，并且更加具体地涉及一种用于旋转电机的多个磁极沿着圆周方向间隔开布置在转子芯的外周处的转子。

背景技术

例如，日本专利申请公报No.2008-306849（JP-A-2008-306849）公开了一种旋转电机，所述旋转电机具有：定子，在所述定子中，定子线圈围绕内周部分分布式缠绕；和埋入式永磁体型转子，所述转子可旋转地设置在定子中。上述转子由旋转轴和固定到旋转轴的圆筒状芯部体构成。

上述芯部体通过将磁钢片的轴向堆通过压接（crimp）等方式形成圆环状形状整体构造而成，其中每个磁钢片均通过冲压形成。沿着圆周方向等距间隔开的多个磁极布置在芯部体的外周中。图8图解了从轴向方向的端面观察到的一个磁极。图8图解了等距间隔开（以45°的角度间隔开，使得旋转轴的中央轴线是每个扇形的中心）布置在转子100的芯部体102的外周上的多个构件中的一个磁极104连同定子106的一部分。

沿着径向方向指向内的多个齿108沿着圆周方向等距间隔开设置在定子106的内周上。与齿106的数量相同的齿槽108形成在相互毗邻的齿之间，使得齿槽108在内周侧上以及在沿着轴向方向的两个端部部分处开口。围绕齿106缠绕的定子线圈（未示出）插入到齿槽108中。结果，当定子线圈通电时，在定子100的内周侧上形成旋转磁场。

设置在转子100的芯部体102中的每个磁极104均由三个永磁体（即，永磁体112、114、116）构成。布置在磁极104的圆周方向中心处的永磁体112埋在芯部体102的外周面103附近。永磁体112具有呈细长矩形形状的端面和横截面，并且形成为轴向长度与芯部体102的轴向长度基本相同。永磁体112布置成使得永磁体112的在磁体端面上的纵向方向基本沿着芯部体102的外周面103行进，并且具有纵向方向宽度W。

另外两个永磁体114、116对称地布置在永磁体112的沿着圆周方向的两侧上，使得两个永磁体114、116形成朝向外周变宽的V状。换言之，永磁体114、116布置成使得距离或相互之间的间隔朝向内周变窄，并且永磁体114、116的相互间隔最窄的内周侧端部部分之间的间隔比纵向方向宽度W窄。因此，在磁极104中，三个永磁体112、114、116形成或者限定了大体三角形的磁路区域118。磁路区域118的沿着圆周方向的两个端部部分经由位于永磁体112和永磁体114、116之间的区域联接到芯部体102的外周面103。

JP-A-2008-306849指出在设置有具有上述构造的转子100的旋转电机中，通过将交叉角设定成预定角度，能够减小旋转电机运转时产生的特定阶的反电动势，并且也能够降低噪音，其中，所述交叉角通过虚拟直线和虚拟基准线限定，所述虚拟直线联结永磁体114、116的周向端部部分和旋转轴的中心，所述虚拟基准线行进通过旋转轴的中心并且垂直于穿过永磁体112的周向中心的径向直线。

在JP-A-2008-306849的旋转电机中，在由于电流流过定子线圈而旋转驱动转子100时，例如在图9A至图9C中图解的磁通流形成在转子100的芯部体102的磁极104处。图9A示意性图解了由永磁体114产生的磁通流（在下文中，为磁体磁通）通过磁路区域118流向外周。图9B示意性图解了q轴电流分量产生的磁通（在下文中，称为q轴电流磁通或者励磁电流磁通）从定子106的齿108的内周端部部分流到芯部体102并经过磁极104中的磁路区域118的路线，其中，所述q轴电流分量通过在d-q平面（其为笛卡尔坐标系）上分解表示流过定子线圈的电流的矢量获得。图9C示意性图解了通过组合上述磁体磁通和上述q轴电流磁通得到的磁通流。

参照图9A，永磁体114产生的磁体磁通被引向芯部体102的外周面103。从永磁体114引出的磁通的一部分通过永磁体112被引向外周面。然而，埋在芯部体102中的永磁体112的磁阻或相对磁导率等效于空隙的磁阻或相对磁导率，因此，绝大部分磁通通过磁路区域118的圆周方向的端部区域（其为低磁阻的钢片材部分）流向外周面。参照图9B，流入到芯部体102的磁极104中的q轴电流磁通通过基本沿着圆弧流过低磁阻的磁路区域118而同样被引向外周面。

因此，如图9C所示，在按照上述方式流动的磁体磁通和q轴电流磁通重叠时，所产生的磁通密度在用磁路区域118中的阴影部分表示的大体三角形的下游区域120处增大，结果，极易发生磁饱和。继而，这能够导致旋转电极的转矩降低。

在图9A中，没有描绘出由永磁体116产生的磁通。然而，来自永磁体116的磁通也流向上述下游区域120，因此增大了发生磁饱和（例如上述磁饱和）的可能性。如果磁路区域118中磁通的流动方向反向，则在磁路区域118内在位于永磁体116和永磁体112之间的区域处仍然容易发生如上所述的磁饱和。

发明内容

本发明提供了一种用于旋转电机的转子，在所述转子中，每个磁极均包括至少三个永磁体，并且利用所述转子能够增强旋转电机的转矩。

根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子包括：转子芯，所述转子芯具有多个磁极，所述多个磁极沿着转子芯的圆周方向间隔开布置在转子芯的外周处，每个所述磁极均具有：第一永磁体，所述第一永磁体埋在磁极的沿着圆周方向的中心；和一对第二永磁体，所述一对第二永磁体埋在第一永磁体的沿着圆周方向的两侧上，并且布置成使得所述一对第二永磁体之间的相互间隔沿着转子芯的径向方向向内变窄，其中，在沿着转子芯的轴向方向看由第一永磁体和一对第二永磁体包围而形成的磁路区域中，一对第二永磁体之间的最窄间隔设定成比第一永磁体的沿着垂直于径向方向的方向的宽度宽。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体和一对第二永磁体中的每一个均具有扁平形状，并且所述垂直于径向方向的方向是第一永磁体体的纵向方向。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体和一对第二永磁体中的每一个的垂直于转子芯的轴向方向的横截面均可以具有细长的矩形形状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，每个磁极均还可以具有磁通抑制孔，所述磁通抑制孔形成在在一对第二永磁体的沿着径向方向的内周侧端部部分之间隔着磁路区域与第一永磁体相对的位置处。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，磁通抑制孔可以具有：两个第一孔，所述两个第一孔与第二磁体插入孔的内周侧端部部分连通，其中一对第二永磁体分别插入到第二磁体插入孔中；和第二孔，所述第二孔形成在第一孔之间，其中桥接部分插置在第二孔和第一孔之间；并且，第一孔和第二孔中的至少一个可以包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙和树脂的相对磁导率低于形成转子芯的磁性材料的相对磁导率。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体可以具有两个永磁体，所述两个永磁体布置成相互靠近，从而形成沿着径向方向朝向外周变宽的大体V状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第二永磁体中的每一个均可以具有两个永磁体，所述两个永磁体布置成相互靠近，以形成朝向第一永磁体变宽的大体V状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第二永磁体中的每一个的纵向方向可以布置成基本沿着径向方向。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体的沿着径向方向的位置可以基本与所述一对第二永磁体的沿着径向方向的外周侧端部部分的沿着径向方向的位置相同。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，每个磁极均具有第一磁通抑制孔，所述第一磁通抑制孔形成在所述一对第二永磁体的沿着径向方向的内周侧端部部分之间隔着磁路区域与第一永磁体相对的位置处，第一永磁体、第二永磁体和第一磁通抑制孔限定作为第一磁路区域的磁路区域；在每个磁极中，第二磁路区域形成在第一磁路区域的内周侧上，其中，第一磁通抑制孔插置在第一磁路区域和第二磁路区域之间；每个磁极均还具有：一对第三永磁体，所述一对第三永磁体埋在一对第二永磁体的沿着圆周方向的两侧上，并且布置成使得一对第三永磁体之间的相互间隔沿着径向方向向内变窄；和第二磁通抑制孔，所述第二磁通抑制孔形成为在所述一对第三永磁体的沿着径向方向的内周侧端部部分之间隔着第二磁路区域与第一磁通抑制孔相对；第二磁路区域由第二和第三永磁体以及第一和第二磁通抑制孔限定在第一磁路区域的沿着径向方向的内周侧上；并且，在第二磁路区域中，将所述一对第三永磁体之间的最窄间隔设定成等于或大于所述一对第二永磁体的沿着圆周方向向外的边缘部分之间在垂直于径向方向的方向上的宽度。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一磁通抑制孔可以具有：两个第一孔，所述两个第一孔与第二磁体插入孔的内周侧端部部分相连通，所述一对第二永磁体分别插入到所述第二磁体插入孔中；和第二孔，所述第二孔形成在第一孔之间，其中，桥接部分插置在第一孔和第二孔之间；并且，第一和第二孔中的至少一个可以包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙或树脂的相对磁导率低于形成转子芯的磁性材料的相对磁导率。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第二磁通抑制孔可以具有：两个第三孔，所述两个第三孔与第三磁体插入孔的内周侧端部部分连通，所述一对第三永磁体分别插入到所述第三磁体插入孔中；和第四孔，所述第四孔形成在第三孔之间，其中，桥接部分插置在第四孔和第三孔之间；并且，第三孔和第四孔中的至少一个可以包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙或树脂的相对磁导率低于形成转子芯的磁性材料的相对磁导率。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体可以具有两个永磁体，所述两个永磁体布置成相互靠近，从而形成沿着径向方向朝向外周变宽的大体V状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第二永磁体中的每一个均可以具有两个永磁体，所述两个永磁体布置成相互靠近，以便形成朝向第一永磁体变宽的大体V状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第三永磁体中的每一个均可以两个永磁体，所述两个永磁体布置成相互靠近，以便形成朝向第一永磁体变宽的大体V状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第三永磁体可以具有扁平形状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第三永磁体中的每一个的垂直于转子芯的轴向方向的横截面可以具有细长矩形形状。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，所述一对第三永磁体中的每一个的纵向方向均可以布置成基本沿着径向方向。

在根据本发明的上述方面的用于旋转电机的转子中，第一永磁体的径向方向的位置、所述一对第二永磁体的沿着径向方向的外周侧端部部分的沿着径向方向的位置和所述一对第三永磁体的沿着径向方向的外周侧端部部分的沿着径向方向的位置可以彼此基本相同。

根据本发明的用于旋转电机的转子允许获得形成在第一永磁体和第二永磁体之间的宽磁路区域。结果，这允许减轻（ease）磁路区域中的磁饱和。另外，磁通抑制孔抑制了磁通流，这允许抑制来自第一永磁体的磁通朝向磁极的内周泄漏，同时致使来自第二永磁体的磁通通过磁路区域有效地流向磁极的外周面。因此，能够进一步增加磁极中的磁体磁通。如上所述，根据本发明的用于旋转电机的转子允许增强装配有上述转子的旋转电机中的转矩。

附图说明

下面，将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势、技术以及在工业上的意义，在这些附图中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1是设置有作为本发明的一个实施例的用于旋转电机的转子（在下文中，也简称为转子）的旋转电机的沿着轴向方向的纵向截面简图；

图2是图解了在图1中图解的转子的一个磁极连同定子的一部分的局部放大视图；

图3A-图3C是示意性图解了图2中示出的磁极中的磁通流的简图，其中，图3A示意性图解了由第二永磁体中的一个产生的通过磁路区域朝向外周的磁体磁通流，图3B示意性图解了励磁电流磁通，所述励磁电流磁通通过磁极中的磁路区域从定子流到转子中，图3C示意性图解了通过组合磁铁磁通和励磁电流磁通产生的磁通流；

图4是与图2类似的简图图解了磁极中心处的第一永磁体分成多个永磁体的示例；

图5是与图2类似的简图，图解了磁极中心处的第一永磁体的外周侧面是弯曲表面的示例；

图6是与图2类似的简图，图解了一对第二永磁体布置成朝向第一永磁体张开的大体V状形式的示例；

图7是与图2类似的简图，图解了由一对第三永磁体和第二磁通抑制孔在第一磁路区域的内周侧处形成第二磁路区域的示例；

图8是与图2类似的简图，图解了一个磁极包括三个永磁体的常规示例；和

图9A至图9C是示意性图解了图8中示出的磁极中的磁通流的简图，其中，图9A示意性图解了由布置成形成大体V状的永磁体中的一个产生的通过磁路区域朝向外周的磁体磁通流，图9B示意性图解了通过磁极中的磁路区域从定子流入到转子中的励磁电流磁通，图9C示意性图解了通过组合磁体磁通和励磁电流磁通而产生的磁通流。

具体实施方式

在下文中，将参照附图解释本发明的实施例。在以下解释中，具体形式、材料、数值、方向等仅仅是帮助理解本发明的示例，并且可以根据用途、目的、具体要求等适当地修改这些示例。

图1图解了沿着设置有本实施例的转子10的旋转电机1的轴向方向的纵向截面。图2图解了转子10的一个磁极连同定子2的一部分的放大视图。

旋转电机1具有管状定子2和转子10，所述转子10可旋转地设置在定子2内部。沿着径向方向指向内部的多个齿3沿着圆周方向等距地设置在定子2的内周上。数量与齿3相等的齿槽4分别形成在相邻的齿3之间，使得齿槽4在内周侧处和在沿着轴向方向的两个端部处开口。围绕齿3卷绕的定子线圈5插入到齿槽4中。结果，当使定子线圈5通电时，在定子2的内周侧上形成旋转磁场，以便通过旋转磁场旋转驱动转子10。

卷绕在齿3上的定子线圈5可以是跨越多个齿3卷绕的分布式绕组线圈，或者可以是围绕齿3中的每一个卷绕的集中式绕组线圈。

转子10包括：圆筒状转子芯12，所述转子芯12具有位于径向方向中心处的轴孔11；轴14，所述轴14穿过转子芯12的轴孔11，并且被固定；端板16，所述端板16布置成与转子芯12的在轴14（以及转子芯12）的用箭头X表示的轴向方向上的两个相对的端部相接触；和固定构件18，所述固定部件18将转子芯12和端板16固定到轴14。

通过将多个通过冲压形成的磁钢片（例如厚度为0.3毫米的硅钢片等）沿着轴向方向堆叠成圆环状形状而构造成转子芯12。构成转子芯12的磁钢片通过包括将所有磁钢片共同压接、粘合、焊接等的方法整体地联接到彼此，或者通过将转子芯12沿着轴向方向分成多个块体的方式而整体地联接到彼此。多个磁极沿着圆周方向等距设置在转子芯12上。如在下文详细解释的那样，每个磁极均具有磁通抑制孔和多个永磁体。

轴14由圆钢棒形成。在轴14的外周上形成有凸缘部分15，使得凸缘部分15沿着径向方向向外伸出。在装配转子10期间，凸缘部分起到止动件的作用，所述止动件确定转子芯12在轴14上的轴向方向位置。转子芯12通过干涉配合固定到轴14。可替代地，通过将突出地设置在轴孔11的边缘部分处的键装配到轴14中的键槽中而相对于轴14固定转子芯12的周向方向的位置。

每个端板16均由圆板形成，所述圆板的外部形状与转子芯12的轴向方向上的端面的外部形状大体相同。更加优选地，端板16由例如铝、铜等的非磁性金属材料制成。在本文中使用了非磁性金属材料，以便抑制磁通在构成磁极的永磁体的轴向端部部分处产生短路。端板16的材料并不局限于金属材料，并且可以由树脂材料形成端板16，只要所述端板16的材料是非磁性材料即可。

设置在转子芯12的沿着轴向方向的两个端部上的端板16例如具有：从两个端部挤压转子芯12的功能；在组装转子10之后，通过局部切割加工纠正转子10的不平衡的功能；和防止构成磁极的永磁体沿着轴向方向从转子芯12脱落的功能。

在本实施例中，在附图中将端板16解释和描绘为与转子芯12具有大致相同的直径。然而，在构成磁极的永磁体通过树脂等固定在转子芯内的情况下，可以例如减小端板16的直径，或者可以省略所述端板16，以便降低成本。

固定构件18具有：圆筒状的压接部分20；和挤压部分22，所述挤压部分22从压接部分20的一个端部部分沿着径向方向向外突出。在转子芯12和两块端板16被挤压部分22压抵在凸缘部分15上的情况下，固定构件18通过压接部分20压接在轴14上而固定到轴14。结果，转子芯12与端板16一起固定到轴14。

接下来，将参照图2来解释转子芯12的磁极24的构造。图2是图解了处于从转子芯12的轴向方向的端面观察的状态的一个磁极24的简图，而且垂直于转子芯12的轴向方向的横截面的构造与附图中的构造相同。在图2中没有示出定子线圈。在图2中，用虚线C表示磁极24的圆周方向的中心线。

多个磁极24沿着圆周方向等距地设置在转子芯12的外周上。在这个实施例中。在本实施例中，阐释了这样一种示例，在所述示例中，八个磁极24设置在转子芯12上。磁极24设置成使得磁极的相应的中心沿着围绕作为轴14的旋转轴线位置的中心的圆周方向以45°的角度间隔设置。磁极24具有相似的构造。因此，将在下文解释一个磁极的构造。

每个磁极24均具有：第一永磁体26，所述第一永磁体26埋在磁极的沿着圆周方向的中心；一对第二永磁体28，所述一对第二永磁体28沿着圆周方向埋在第一永磁体26的两侧，并且布置成使得相互之间的间隔沿着径向方向向内或者朝向内周逐渐变窄；和磁通抑制孔32，所述磁通抑制孔32在隔着磁路区域30与第一永磁体26相对的位置处形成在所述一对第二永磁体28的内周侧端部部分之间。

第一永磁体26在外周面13附近埋在转子芯12的内部中。第一永磁体26具有细长矩形形状的轴向方向的端面（和垂直于轴向方向的横截面），所述细长矩形形状具有两个短边和两个长边，并且形成为基本与转子芯12的轴向方向的长度相等的轴向方向的长度。第一永磁体26布置在相对于磁极中心线C线对称的位置处，使得长边侧的侧面垂直于磁极中心线C。这里，当从轴向方向端面观察时，第一永磁体26具有纵向方向的宽度（即，长边侧的侧面长度）W1。

第一永磁体26插入到磁体插入孔34中，所述磁体插入孔34形成为在转子芯12中沿着轴向方向延伸。袋状部分36形成在磁体插入孔34的沿着圆周方向的两侧上，使得袋状部分36与磁体插入孔34连通。例如，经由袋状部分36注入的热固树脂流入到第一永磁体26和磁体插入孔34的内壁面之间的间隙中并且固化，从而将第一永磁体26固定在磁体插入孔34中。

用于固定磁体的树脂可以通过袋状部分36中的任意一个注入，并且袋状部分36中的另一个可以保持空闲。在任何情况下，袋状部分36在其内部均具有树脂或者空隙，所述树脂或者空隙的相对磁导率低于构成转子芯12的磁钢片的相对磁导率。因此，袋状部分36具有抑制磁通在第一永磁体26的沿着圆周方向的两个端部处发生短路的功能。

与第一永磁体26类似，每个第二永磁体28也具有细长矩形形状的轴向方向的端面（和垂直于轴向方向的横截面），所述细长矩形形状具有两个短边和两个长边，并且形成为具有与转子芯12的轴向方向的长度基本相等的轴向方向的长度。可以使用形状和尺寸皆与第一永磁体26相同的第二永磁体28。第一和第二永磁体26、28使用相同的永磁体的有利之处在于这样做可以降低制造、控制永磁体等的成本。毫无疑问，第一永磁体26和第二永磁体28的形状或者尺寸可以有所不同。

磁极24中的所述一对第二永磁体28插入在磁体插入孔38中，并且用树脂固定，所述磁体插入孔38形成为在转子芯12内部沿着轴向方向延伸。因此，所述一对第二永磁体28布置成使得相互之间的间隔朝向转子芯12的外周面13变宽。换言之，如上文中所述的那样，所述一对第二永磁体28布置成使得相互之间的间隔朝向内周变窄。构成第二永磁体28的纵向方向的长边侧面布置成基本沿着径向方向。所述一对第二永磁体28根据线对称的关系布置在磁极中心线C的沿着圆周方向的两侧上。所述一对第二永磁体28的内周侧端部部分之间的间隔W2（即，沿着垂直于磁极中心线C的方向的距离）设定成比第一永磁体26的上述纵向方向的宽度W1宽。换言之，第二永磁体28定位成相对于磁极中心线C比第一永磁体26更加向外。在本实施例中，更加特别地，第二永磁体28的内周侧端部部分定位在接触第一永磁体26的圆周方向的端部部分并且平行于磁极中心线C的切线的沿着圆周方向的外侧。即，从磁极中心线C至第二永磁体28的每个内周侧端部部分的距离（即，W2的1/2）设定成等于或大于从磁极中心线C至第一永磁体26的每个纵向方向的端部部分的距离（即，W1的1/2）。

与每个磁体插入孔38连通的袋状部分40形成在每个磁体插入孔38的外周侧部处。每个袋状部分40均形成为沿着每个第二永磁体28的短边侧面在轴向方向上延伸。每个袋状部分40在其内部均具有空隙或者树脂，所述空隙或者树脂的相对磁导率低于磁钢片的相对磁导率。因此，袋状部分40具有抑制在第二永磁体28的外周侧端部部分处发生磁通短路的功能。用于固定第二永磁体28的树脂可以经由袋状部分40注入。

磁通抑制孔32形成在一对第二永磁体28的内周端部部分之间靠近内周的位置处（图2的底部）。磁通抑制孔32布置成隔着磁路区域30与第一永磁体26相对。磁通抑制孔32在其内部具有空隙，所述空隙的相对磁导率低于所述磁钢片的相对磁导率。因此，磁通抑制孔32具有抑制或者改变永磁体26、28产生的磁通流以及从定子2的齿3的内周处的前端流出并进入到转子芯12的磁极24的磁路区域30中的磁通流的功能。

在本实施例中，磁通抑制孔32由两个第一孔41、42和一个第二孔44构成。第一孔41、42形成为与用于插入第二永磁体28的磁体插入孔38的内周侧端部部分连通。第一孔41、42形成为在磁极中心线C的两侧上的对称位置处具有大体三角形的形状。第一孔41、42具有抑制在第二永磁体28的内周侧上的长边方向的端部部分处发生磁通短路的功能。用于固定第二永磁体28的树脂可以经由第一孔41、42注入到磁体插入孔38中。在这种情况下，第一孔也可以部分填充有上述树脂。与空隙类似，树脂的相对磁导率较低，因此，如上所述，树脂能够承担抑制磁通流的功能。

第二孔44形成在第一孔41、42之间，其中，桥接部分46（其为堆叠的磁钢片部分）插置在第二孔44和第一孔41、42之间。第二孔44形成为具有相对于磁极中心线C所穿过的中心对称的大体矩形形状。第二孔44定位成在一对第二永磁体28之间的沿着圆周方向的中央位置处隔着磁路区域30与转子芯12的外周面13相对。第二孔44在其内部也具有空隙（或树脂），所述空隙（或树脂）的相对磁导率低于所述磁钢片的相对磁导率。因此，第二孔44也具有如上所述的抑制磁通流的功能。

在本实施例中，解释了磁通抑制孔32由三个孔41、42、44构成的示例，但是磁通抑制孔32并不局限于此，并且孔的形状和数量可以有所变化。例如，磁通抑制孔32可以由形成在沿着磁极中心线C延伸的一个桥接部分的两侧上的两个孔构成，或者可以由一个孔形成而没有桥接部分，或者可以由四个或者更多个孔形成。整个磁通抑制孔32可以填充有相对磁导率较低的材料，例如树脂等。

在磁极24中，由第一永磁体26、第二永磁体28和磁通抑制孔32包围的堆叠的磁钢片部分形成为磁路区域30。在本实施例中，第二永磁体28的内周侧端部部分之间的间隔W2设定成比第一永磁体26的纵向方向的宽度W1宽；结果，由第一永磁体26和所述一对第二永磁体28所包围的磁路区域30具有大体梯形形状。因此，第一永磁体26和第二永磁体28之间的芯部区域比三个永磁体型的传统磁极的磁路区域宽，在三个永磁体型的传统磁极的磁路区域中，第二永磁体28的内周侧端部部分布置成相互靠近，从而形成V形。具有大体梯形形状的磁路区域30在沿着圆周方向的两个端侧上朝向外周延伸，并且与转子芯12的外周面13相连。

接下来，将解释具有上述构造的转子10的磁极24中的磁通流。在由于电流通过定子2的定子线圈5而使转子100被驱动旋转时，在转子10的磁极24处形成磁通流，例如图3A至图3C中示出的磁通流。

图3A示意性图解了由第二永磁体28中的一个产生的通过磁路区域30朝向外周的磁体磁通流。图3B示意性示出了由q轴电流分量产生的磁通从定子2的齿3的内周端部部分流入到转子芯12并且穿过磁极24中的磁路区域30的路线，其中，该q轴电流分量通过在d-q平面（其为笛卡尔坐标系）上分解表示流过定子线圈的电流的矢量所获得。图3C示意性图解了通过组合上述磁体磁通和上述q轴电流磁通所产生的磁通流。

参照图3A，由第二永磁体28中的一个产生的磁体磁通流通过磁路区域30被引向转子芯12的外周面13。参照图3B，流入到转子芯12中的磁极24中的q轴电流磁通通过基本沿着圆弧通过具有低磁阻的磁路区域30流动而同样被引向外周面13。如图3C所示，在按照如上所述的方式流动的磁体磁通和q轴电流磁通重叠时，在下游区域或者离开区域48处，组合磁通密度相对增大，其中，该下游区域或者离开区域48由磁路区域30内的形成为大体梯形形状的阴影部分表示。然而，与图9C中的阴影区域120的比较表明，担心发生磁饱和的区域现在显著减小。结果，在通过增大磁极24中的磁体磁通增大磁体转矩时，通过增大q轴电感Lq也增大了磁阻转矩。这允许有效地提高使用转子10的旋转电极1中的总转矩，该总转矩为磁体转矩和磁阻转矩之和。

在本实施例的转子10中，设置在每个磁极24的内周侧处的磁通抑制孔32抑制磁通流。因此，能够防止来自第一永磁体26的磁通朝向磁极24的内周泄漏，并且致使来自第二永磁体28的磁通通过磁路区域30有效地流向磁极24的外周面13。结果，磁极24中的磁体磁通增加，这使得磁体转矩增大，并且能够减小d轴电感Ld。因此，能够进一步有效地提高使用转子10的旋转电机1中的磁体转矩和磁阻转矩。

因此，在本实施例的转子10中，通过磁极24中心处的第一永磁体26和位于第一永磁体26的沿着圆周方向的两侧上的所述一对第二永磁体28的如上所述的分布式布置，使产生在定子线圈5中的反电动势具有大体正弦波形，并且具有在反电动势中由于特定阶的谐波分量所造成的铁损。

已经在上文解释了优选的实施例，在所述实施例中，磁通抑制孔32设置在第一永磁体26的内周侧位置处，但是这种磁通抑制孔并非本发明的必要组成部分，而是可以被消除。

接下来，参照图4至图7解释以上实施例的转子10的变形方案。

图4图解了第一永磁体26在磁极24的中心处分成多个永磁体的示例。在这个示例中，两个分离的第一永磁体26a、26b布置在隔着磁极中心线C对称的位置处，所述第一永磁体26a、26b彼此靠近并且形成大体V状，所述V状朝向外周逐渐变宽。用于抑制磁通短路的相应的袋状部分36设置在两个第一永磁体26a、26b之间。在这种情况下，两个第一永磁体26a、26b的外周角部之间的距离对应于第一永磁体的纵向方向的宽度W1。位于第一永磁体26a、26b之间的两个磁通抑制孔36可以彼此连通，以便形成单个孔。其它特征与上述转子10的那些特征相同，并且因此，用相同或者相似的附图标记表示相同和相似构成的元件，而且省略对其的描述。

图5图解了位于磁极24中心处的第一永磁体26c的外周侧面是具有大体圆弧形状的弯曲表面的示例。因此，第一永磁体的端面形状不需要是矩形的。这同样适用于第二永磁体。其它特征与上述转子10的那些特征相同。

图6图解了一对第二永磁体以朝向第一永磁体26张开的大体V状的形式布置的示例。在这个示例中，所述一对第二永磁体28中的每个磁体均由两个永磁体28a、28b构成，所述两个永磁体28a、28b布置成相互靠近以形成朝向第一永磁体26变宽的大体V状。在这种情况下，所述一对第二永磁体28之间的最窄的间隔对应于分别布置在内周侧上的两个第二永磁体28b、28b的内周侧角部之间的距离。其它特征与上述转子10的那些特征相同。

图7图解了多个q轴磁路区域形成在一个磁极24中的示例。在这个示例中，磁极24还具有：一对第三永磁体50，所述一对第三永磁体50埋在所述一对第二永磁体26的沿着圆周方向的两侧上，并且布置成使得相互之间的间隔沿着径向方向向内变窄；和第二磁通抑制孔52，所述第二磁通抑制孔52在所述一对第三永磁体50的内周侧端部部分之间形成为隔着磁路区域54与第一磁通抑制孔32相对。第二磁路区域54由所述一对第二永磁体28和一对第三永磁体50并且由第一和第二磁通抑制孔32、52形成在磁路区域30（第一磁路区域）的内周侧上。在这种情况下，优选地，将所述一对第三永磁体50之间的最窄间隔设定为等于或大于所述一对第二永磁体28的沿着圆周方向向外的边缘部分之间的沿着垂直于径向方向的方向的宽度。优选地，第一永磁体26、所述一对第二永磁体28和磁通抑制孔32的形状、尺寸、布置方案等设计成比上述转子10中更为紧凑，以使磁极24沿着圆周方向的加宽最小化。其它特征与上述转子10的那些特征相同。

仅为了示例性的目的参照示例性实施例描述了本发明。应当理解的是，上述描述并不详尽的或者旨在于限制本发明的形式，并且本发明适于应用在其它系统和用途中。本发明的范围包括本领域技术人员能够想到的多种修改方案和等同布置方案。

Claims (19)

1.一种用于旋转电机的转子，其特征在于，所述转子包括：

转子芯，所述转子芯包括多个磁极，所述多个磁极沿着所述转子芯的圆周方向间隔开设置在所述转子芯的外周处，每个所述磁极均具有：第一永磁体，所述第一永磁体埋在所述磁极的沿着所述圆周方向的中心处；和一对第二永磁体，所述一对第二永磁体埋在所述第一永磁体的沿着所述圆周方向的两侧，并且布置成使得所述一对第二永磁体之间的相互间隔沿着所述转子芯的径向方向向内变窄，其中，

沿着所述转子芯的轴向方向观察，在所述第一永磁体和所述一对第二永磁体包围形成的磁路区域中，所述一对第二永磁体之间的最窄间隔设置成宽于所述第一永磁体的沿着垂直于所述径向方向的方向的宽度。

2.根据权利要求1所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体和所述一对第二永磁体中的每一个均具有扁平形状，并且垂直于所述径向方向的所述方向是所述第一永磁体的纵向方向。

3.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体和所述一对第二永磁体中的每一个的垂直于所述转子芯的轴向方向的横截面均具有细长矩形形状。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

每个所述磁极均还包括磁通抑制孔，所述磁通抑制孔在所述一对第二永磁体的沿着所述径向方向的内周侧端部部分之间形成在隔着所述磁路区域与所述第一永磁体相对的位置处。

5.根据权利要求4所述的用于旋转电机的转子，其中

所述磁通抑制孔具有：两个第一孔，所述两个第一孔与第二磁体插入孔的内周侧端部部分相连通，所述一对第二永磁体分别插入到所述第二磁体插入孔中；和第二孔，所述第二孔形成在所述两个第一孔之间，其中，桥接部分插置在所述第二孔和所述第一孔之间；并且

所述第一孔和所述第二孔中的至少一个包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙或树脂的相对磁导率低于形成所述转子芯的磁性材料的相对磁导率。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体具有布置成相互靠近而形成沿着所述径向方向朝向外周变宽的大致V形的两个永磁体。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述一对第二永磁体中的每一个均具有布置成相互靠近而形成朝向所述第一永磁体变宽的大致V形的两个永磁体。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述一对第二永磁体中的每一个的纵向方向均布置成大体沿着所述径向方向。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体的沿着所述径向方向的位置基本与所述一对第二永磁体的沿着所述径向方向的外周侧端部部分的沿着所述径向方向的位置相同。

10.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

每个所述磁极均具有第一磁通抑制孔，所述第一磁通抑制孔在所述一对第二永磁体的沿着所述径向方向的内周侧端部部分之间形成在隔着所述磁路区域与所述第一永磁体相对的位置处，所述第一永磁体、所述第二永磁体和所述第一磁通抑制孔限定作为第一磁路区域的磁路区域；

在每个所述磁极中，第二磁路区域形成在所述第一磁路区域的内周侧上，其中，所述第一磁通抑制孔插置在所述第一磁路区域和所述第二磁路区域之间；

每个所述磁极均还具有：一对第三永磁体，所述一对第三永磁体埋在所述一对第二永磁体的沿着所述圆周方向的两侧，并且布置成使得所述一对第三永磁体之间的相互间隔沿着所述径向方向向内变窄；和第二磁通抑制孔，所述第二磁通抑制孔在所述一对第三永磁体的沿着所述径向方向的内周侧端部部分之间形成为隔着所述第二磁路区域与所述第一磁通抑制孔相对；所述第二磁路区域由所述第二永磁体和所述第三永磁体以及所述第一磁通抑制孔和所述第二磁通抑制孔限定在所述第一磁路区域的沿着所述径向方向的内周侧上；并且

在所述第二磁路区域中，所述一对第三永磁体之间的最窄间隔设置成等于或者大于所述一对第二永磁体的沿着所述圆周方向向外的边缘部分之间的沿着垂直于所述径向方向的方向的宽度。

11.根据权利要求10所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一磁通抑制孔具有：两个第一孔，所述两个第一孔与第二磁体插入孔的内周侧端部部分连通，所述一对第二永磁体分别插入到所述第二磁体插入孔中；和第二孔，所述第二孔形成在所述第一孔之间，其中，桥接部分插置在所述第二孔和所述第一孔之间；并且

所述第一孔和所述第二孔中的至少一个包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙或树脂的相对磁导率低于形成所述转子芯的磁性材料的相对磁导率。

12.根据权利要求10或11所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第二磁通抑制孔具有：两个第三孔，所述两个第三孔与第三磁体插入孔的内周侧端部部分连通，所述一对第三永磁体分别插入在所述第三磁体插入孔中；和第四孔，所述第四孔形成在所述第三孔之间，其中，桥接部分插置在所述第四孔和所述第三孔之间；并且

所述第三孔和所述第四孔中的至少一个包括空隙或树脂中的至少一个，所述空隙或树脂的相对磁导率低于形成所述转子芯的磁性材料的相对磁导率。

13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体具有布置成相互靠近而形成沿着所述径向方向朝向外周变宽的大致V形的两个永磁体。

14.根据权利要求10至13中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述一对第二永磁体中的每一个均具有布置成相互靠近而形成朝向所述第一永磁体变宽的大致V形的两个永磁体。

15.根据权利要求10至14中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述一对第三永磁体中的每一个均具有布置成相互靠近而形成朝向所述第一永磁体变宽的大致V形的两个永磁体。

16.根据权利要求10至15中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中，所述一对第三永磁体具有扁平形状。

17.根据权利要求10至16中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中，所述一对第三永磁体中的每一个的垂直于所述转子芯的所述轴向方向的横截面具有细长矩形形状。

18.根据权利要求10至17中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中，所述一对第三永磁体中的每一个的纵向方向布置成大体沿着所述径向方向。

19.根据权利要求10至18中的任意一项所述的用于旋转电机的转子，其中

所述第一永磁体的径向方向的位置、所述一对第二永磁体的沿着所述径向方向的外周侧端部部分的沿着所述径向方向的位置以及所述一对第三永磁体的沿着所述径向方向的外周侧端部部分的沿着所述径向方向的位置彼此大致相同。

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