CN103929032B

CN103929032B - 旋转电机

Info

Publication number: CN103929032B
Application number: CN201310683786.7A
Authority: CN
Inventors: 上田智哉
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: WO2014112021A1; CN103929032A; US9966809B2; US20160020653A1; JP6128419B2; JP2014138433A; DE112013006430T5; BR112015016838A2

Abstract

一种旋转电机，该旋转电机的转子具有：在轴向重叠的第一转子铁芯与第二转子铁芯；位于转子铁芯之间的非磁性体层；以及埋入各转子铁芯内的多个永久磁铁部。各转子铁芯在其外周面具有交替排列的多个磁通屏蔽部与多个有效磁通部。第二转子铁芯的磁通屏蔽部的一部分以及第二转子铁芯的有效磁通部的一部分这两者与第一转子铁芯的磁通屏蔽部在轴向重叠。其结果是，相邻的转子铁芯的径向外侧的磁极不同的有效磁通部彼此在轴向不重叠。并且，能够通过非磁性体层抑制从一个转子铁芯的磁通屏蔽部向另一个转子铁芯的有效磁通部泄漏磁通。由此，能够在相邻的转子铁芯之间抑制磁通短路。其结果是，能够抑制转子铁芯的有效磁通下降以及旋转电机的转矩下降。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，已知有一种具有埋入有永久磁铁的转子铁芯的永久磁铁埋入型旋转电机。并且，以往作为减小旋转电机的齿槽转矩以及转矩波动的方法，将转子或定子的磁极相对于轴向倾斜地配置。即，通常已知的所谓偏斜结构。

例如在日本专利公开公报JP-A2000-308287中记载了一种以往的具有偏斜结构的永久磁铁埋入型旋转电机。在JP-A2000-308287中所记载的马达使埋设有永久磁铁的多个转子铁芯块在转子的旋转方向上错开，并在轴向上一体地构成（权利要求1、0014段）。

专利文献1：日本专利公开公报JP-A2000-308287

在JP-A2000-308287中所记载的马达中，在沿轴向相邻的两个转子铁芯块中，埋入上侧的转子铁芯块中的N极与埋入下侧的转子铁芯块中的S极在旋转轴线方向上重叠（图1、0015段）。因此，导致出自上侧的N极的磁通进入下侧的S极。从而导致磁通不与转子外部的定子交链，而在转子内部形成短路环。由此导致转矩下降（0009段）。即，导致转子的有效磁通减少。在该公报的马达中，为了抑制从上侧的N极流向下侧的S极的磁通，在转子铁芯块之间夹入薄板状的非磁性体（0015段）。但是，如该公报的马达那样上侧的N极与下侧的S极在旋转轴线方向上重叠的话，很难进一步抑制有效磁通下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种如下的技术：即，在具有偏斜结构的转子铁芯的永久磁铁埋入型旋转电机中抑制转子铁芯的有效磁通下降。

本申请所例示的第一发明的旋转电机具有以中心轴线为中心旋转的转子。本申请所例示的第一发明具有大致圆柱形的转子。所述转子具有第一转子铁芯和第二转子铁芯，所述第二转子铁芯与所述第一转子铁芯在轴向重叠。所述转子具有：多个永久磁铁部，所述多个永久磁铁部被埋入在所述第一转子铁芯内以及所述第二转子铁芯内；以及非磁性体层，其位于所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯之间。分别在所述第一转子铁芯以及所述第二转子铁芯，沿周向以大致相等间隔配置有所述多个永久磁铁部。沿周向相邻的两个所述永久磁铁部的径向外侧面的磁极互不相同。所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯具有分段偏斜结构，所述分段偏斜结构是指，所述第一转子铁芯的所述多个永久磁铁部和所述第二转子铁芯的所述多个永久磁铁部配置在沿周向错开的位置。所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯分别具有多个磁通屏蔽部和多个有效磁通部。多个磁通屏蔽部在沿周向相邻的所述永久磁铁部的磁极之间磁饱和。多个有效磁通部位于所述永久磁铁部的径向外侧，为所述永久磁铁部与所述转子的外部之间的磁路。所述多个磁通屏蔽部与所述多个有效磁通部在所述第一转子铁芯以及所述第二转子铁芯各自的外周面沿周向交替配置。所述第二转子铁芯的所述磁通屏蔽部的一部分以及所述第二转子铁芯的所述有效磁通部的一部分这两者与所述第一转子铁芯的所述磁通屏蔽部在轴向重叠。

根据本申请所例示的第一发明，在沿轴向相邻的第一转子铁芯与第二转子铁芯中，第一转子铁芯的磁通屏蔽部的一部分与第二转子铁芯的磁通屏蔽部的一部分在轴向重叠。由此，第一转子铁芯的有效磁通部与第二转子铁芯的磁极不同的有效磁通部在轴向不重叠。其结果是，能够在沿轴向相邻的转子铁芯之间抑制磁通短路。即，能够抑制转子铁芯的有效磁通下降。

附图说明

图1为第一实施方式所涉及的转子的立体图。

图2为第二实施方式所涉及的旋转电机的纵剖视图。

图3为第二实施方式所涉及的转子的立体图。

图4为第二实施方式所涉及的转子单元的俯视图。

图5为第二实施方式所涉及的转子单元的局部俯视图。

图6为第二实施方式所涉及的转子的局部俯视图。

图7为变形例所涉及的转子的立体图。

图8为变形例所涉及的转子的立体图。

图9为变形例所涉及的转子单元的俯视图。

图10为变形例所涉及的转子单元的俯视图。

图11为变形例所涉及的转子的立体图。

符号说明

1 旋转电机；

2 静止部；

3 旋转部；

9、9A 中心轴线；

21 机壳；

22 盖部；

23 定子；

31 轴；

32、32A、32B、32C、32F 转子；

50、50A、50C 非磁性体层；

50B 空隙层；

51、51B、51C、51D、51E、51F 第一转子单元；

52、52B、52C、52E、52F 第二转子单元；

53C 第三转子单元；

61、61A、61E 永久磁铁；

62、62A、62B、62C、62E 磁通屏蔽部；

63、63A、63B、63D、63E、63F 有效磁通部；

71 轴孔；

72 磁铁孔；

73 非磁性孔；

81F 第一部件；

82F 第二部件；

320、320A、320F 永久磁铁部；

510、510A 第一转子铁芯；

520、520A 第二转子铁芯；

611、611A、612、612A 永久磁铁；

621 中央部；

622 周向连接部；

623 端壁部；

631、631A N极磁通部；

632、632A S极磁通部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所例示的实施方式进行说明。另外，在本申请中，分别将与旋转电机的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与旋转电机的中心轴线正交的方向称为“径向”，将沿以旋转电机的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。并且，在本申请中，以轴向为上下方向，并且相对于机壳以盖部侧为上来对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，该上下方向的定义并不限定本发明所涉及的旋转电机在使用时的方向。

并且，本申请中的“平行的方向”也包括大致平行的方向。并且，本申请中的“正交的方向”也包括大致正交的方向。

<1.第一实施方式>

图1是第一实施方式所涉及的旋转电机的转子32A的立体图。如图1所示，转子32A呈大致圆柱形，且以中心轴线9A为中心旋转。转子32A具有第一转子铁芯510A、第二转子铁芯520A、非磁性体层50A以及多个永久磁铁部320A。

第一转子铁芯510A与第二转子铁芯520A在轴向重叠。非磁性体层50A位于第一转子铁芯510A与第二转子铁芯520A之间。

各永久磁铁部320A构成有朝向径向外侧的单一磁极。在本实施方式中，多个永久磁铁部320A分别由为单个部件的永久磁铁61A构成。即，多个永久磁铁61A分别构成一个永久磁铁部320A。

多个永久磁铁61A被埋入在第一转子铁芯510A内以及第二转子铁芯520A内。分别在第一转子铁芯510A内以及第二转子铁芯520A内沿周向以大致相等间隔配置有多个永久磁铁61A。

并且，多个永久磁铁61A包括径向外侧的表面为N极的多个永久磁铁611A和径向外侧的表面为S极的多个永久磁铁612A。永久磁铁611A与永久磁铁612A沿周向交替排列。即，沿周向相邻的永久磁铁611A与永久磁铁612A的径向外侧的表面的磁极互不相同。

根据上述结构，第一转子铁芯510A以及第二转子铁芯520A具有多个磁通屏蔽部62A和多个有效磁通部63A。磁通屏蔽部62A与有效磁通部63A在第一转子铁芯510A以及第二转子铁芯520A各自的外周面沿周向交替配置。

多个磁通屏蔽部62A分别在沿周向相邻的永久磁铁611A与永久磁铁612A的磁极之间磁饱和。

多个有效磁通部63A分别位于各永久磁铁61A的径向外侧。有效磁通部63A为位于其径向内侧的永久磁铁61A与转子32A的外部之间的磁路。由此，多个有效磁通部63A具有N极磁通部631A和S极磁通部632A。N极磁通部631A的径向外侧的表面为N极。S极磁通部632A的径向外侧的表面为S极。在径向外侧的表面的磁极为N极的永久磁铁611A的径向外侧配置有N极磁通部631A。并且，在径向外侧的表面的磁极为S极的永久磁铁612A的径向外侧配置有S极磁通部632A。因此，多个N极磁通部631A与多个S极磁通部632A沿周向交替配置。即，多个N极磁通部631A和多个S极磁通部632A隔着磁通屏蔽部62A而沿周向相邻的两个有效磁通部63A的径向外侧的磁极互不相同。

第一转子铁芯510A的永久磁铁61A与第二转子铁芯520A的永久磁铁61A配置在沿周向彼此错开的位置。由此，如图1所示，第一转子铁芯510A的磁通屏蔽部62A与第二转子铁芯520A的磁通屏蔽部62A配置在沿周向错开的位置。同样地，第一转子铁芯510A的有效磁通部63A与第二转子铁芯520A的有效磁通部63A配置在沿周向错开的位置。即，转子32A具有所谓的分段偏斜结构。由此，能够减小旋转电机的齿槽转矩以及转矩波动。

另外，基于该分段偏斜结构的第一转子铁芯510A以及第二转子铁芯520A的周向的错开为，第一转子铁芯510A的有效磁通部63A与第二转子铁芯520A的磁极不同的有效磁通部63A在轴向不重叠的程度的错开。

在这种分段偏斜结构中，第一转子铁芯510A的磁通屏蔽部62A与第二转子铁芯520A的有效磁通部63A的一部分在轴向重叠。同样地，第二转子铁芯520A的磁通屏蔽部62A与第一转子铁芯510A的有效磁通部63A的一部分在轴向重叠。

另一方面，如前所述，在第一转子铁芯510A与第二转子铁芯520A之间具有非磁性体层50A。由此，能够在第一转子铁芯510A的磁通屏蔽部62A与第二转子铁芯520A的有效磁通部63A之间抑制磁通短路。同样地，能够在第一转子铁芯510A的有效磁通部63A与第二转子铁芯520A的磁通屏蔽部62A之间抑制磁通短路。即，能够抑制转子32A的有效磁通下降。

并且，第一转子铁芯510A的磁通屏蔽部62A的一部分与第二转子铁芯520A的磁通屏蔽部62A的一部分在轴向重叠。由此，第一转子铁芯510A的N极磁通部631A与第二转子铁芯520A的S极磁通部632A在轴向不重叠。同样地，第一转子铁芯510A的S极磁通部632A与第二转子铁芯520A的N极磁通部631A在轴向不重叠。即，在相邻的转子铁芯之间，径向外侧的磁极不同的有效磁通部63A彼此在轴向不重叠。其结果是，能够进一步抑制在相邻的转子铁芯之间磁通短路。即，能够进一步抑制转子32A的有效磁通下降。

<2.第二实施方式>

<2-1.旋转电机的整体结构>

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。

图2为第二实施方式所涉及的旋转电机1的纵剖视图。本实施方式的旋转电机1搭载于汽车。本实施方式的旋转电机1用于产生转向装置的驱动力。但是，本发明的旋转电机1也可以用于汽车以外的装置。

如图2所示，旋转电机1具有静止部2和旋转部3。旋转部3被支承为能够相对于静止部2旋转。

本实施方式的静止部2具有机壳21、盖部22、定子23、下轴承部24以及上轴承部25。

机壳21具有大致圆筒状的侧壁211和封闭侧壁的下部的底部212。盖部22覆盖机壳21的上部的开口。定子23以及后述的转子32容纳在被机壳21和盖部22包围的内部空间内。在机壳21的底部212的中央配置有下轴承部24。并且，在盖部22的中央配置有上轴承部25。

定子23是对应于驱动电流而产生磁通的电枢。定子23具有定子铁芯41、绝缘件42以及线圈43。定子铁芯41例如由在轴向层叠多个电磁钢板而成的层叠钢板形成。定子铁芯41具有圆环状的铁芯背部411以及从铁芯背部411向径向内侧突出的多个齿412。铁芯背部411固定在机壳21的侧壁211的内周面。多个齿412沿周向以大致相等间隔排列。

绝缘件42由为绝缘体的树脂形成。各齿412的上表面、下表面以及周向的两端面被绝缘件42覆盖。线圈43由卷绕在绝缘件42的周围的导线构成。绝缘件42位于齿412与线圈43之间。由此，防止齿412与线圈43发生电短路。另外，也可以在齿412的表面实施绝缘涂装来代替绝缘件42。

下轴承部24配置在机壳21与旋转部3侧的后述的轴31之间，上轴承部25配置在盖部22同旋转部3侧的后述的轴31之间。由此，轴31被支承为能够相对于机壳21以及盖部22旋转。本实施方式的下轴承部24以及上轴承部25使用使外圈和内圈隔着球体相对旋转的球轴承。但是，本实施方式的下轴承部24以及上轴承部25也可以使用滑动轴承或流体轴承等其他方式的轴承来代替球轴承。

本实施方式的旋转部3具有轴31和转子32。

轴31是沿中心轴线9延伸的柱状的部件。轴31被下轴承部24以及上轴承部25支承，并且以中心轴线9为中心旋转。并且，如图2所示，轴31的上端部从盖部22向上方突出。轴31的上端部例如经由齿轮等动力传递机构与汽车的转向装置连接。并且，轴31的上端部也可以与转向装置以外的驱动部连接。

另外，在本实施方式中，轴31从盖部22向上方突出。但是，本发明不限定于此。轴31也可以从机壳21的底部212向下方突出，并且其下端部与驱动部连接。

转子32配置在定子23的径向内侧。转子32与轴31一同旋转。对于转子32的详细结构在后面进行叙述。

在这种旋转电机1中，当向静止部2的线圈43提供驱动电流，则在定子铁芯41的多个齿412产生径向的磁通。而且，通过齿412与转子32之间的磁通作用而产生周向的转矩。其结果是，旋转部3相对于静止部2以中心轴线9为中心旋转。当旋转部3旋转时，向与轴31连接的转向装置传递驱动力。

<2-2.转子的结构>

接着，对转子32的详细结构进行说明。图3为转子32的立体图。图4为第一转子单元51的俯视图。图5为第一转子单元51的局部俯视图。图6为转子32的局部俯视图。

如图3所示，转子32呈大致圆柱形。转子32具有第一转子单元51、第二转子单元52以及非磁性体层50。第一转子单元51与第二转子单元52在轴向重叠。而且，在第一转子单元51与第二转子单元52之间具有非磁性体层50。

如图4所示，第一转子单元51具有第一转子铁芯510和多个永久磁铁部320。

第一转子铁芯510是包围轴31的筒状的部件。本实施方式的第一转子铁芯510由在轴向层叠电磁钢板而成的层叠钢板构成。在第一转子铁芯510设置有轴孔71、多个磁铁孔72以及多个非磁性孔73，所述轴孔71、多个磁铁孔72以及多个非磁性孔73分别沿轴向贯通第一转子铁芯510。

各永久磁铁部320构成有朝向径向外侧的单一磁极。在本实施方式中，多个永久磁铁部320分别由为单个部件的永久磁铁61构成。即，多个永久磁铁61分别构成一个永久磁铁部320。

如图4所示，轴孔71设置在第一转子铁芯510的中央，且轴31插入在该轴孔71中。

多个磁铁孔72沿周向以大致相等间隔排列。在多个磁铁孔72中分别埋入有多个永久磁铁61中的一个永久磁铁61。即，在一个磁铁孔72内形成有一个永久磁铁部320。在此，多个永久磁铁61包括径向外侧的表面的磁极为N极的永久磁铁611和径向外侧的表面的磁极为S极的永久磁铁612。径向外侧的表面的磁极为N极的永久磁铁611和径向外侧的表面的磁极为S极的永久磁铁612沿周向交替配置。因此，沿周向相邻的永久磁铁611与永久磁铁612的径向外侧的表面的磁极互不相同。

如图5所示，在与各个磁铁孔72的周向的两侧相邻的位置分别设置有非磁性孔73。非磁性孔73与各个永久磁铁61的周向的侧面中的至少从径向外侧端部至大致中央为止的部分相邻。由此，非磁性孔73抑制从永久磁铁61的周向的两端泄漏磁通。在本实施方式中，非磁性孔73分别为空隙，但是也可以在非磁性孔73中插入有树脂等的非磁性部件。

并且，在第一转子铁芯510中，通过径向连接部74连接比磁铁孔72以及非磁性孔73靠径向外侧的部分与比磁铁孔72以及非磁性孔73靠径向内侧的部分，所述径向连接部74位于沿周向相邻的两个磁铁孔72之间。径向连接部74由外侧连接部741和内侧连接部742构成，所述外侧连接部741位于沿周向相邻的非磁性孔73之间，所述内侧连接部742位于相邻的永久磁铁61的周向侧面的径向内端部附近之间。

外侧连接部741的径向外侧端部与磁通屏蔽部62的后述的中央部621相连。外侧连接部741的周向的两个侧面与非磁性孔73相邻。并且，外侧连接部741的周向宽度大致恒定。

内侧连接部742的径向外侧端部与外侧连接部741的径向内侧端部相连。内侧连接部742的周向的两个侧面与相邻的两个永久磁铁61的周向的两个侧面相邻。内侧连接部742的周向的两端面的径向内侧端部与永久磁铁61的周向的侧面的径向内侧端部相邻。并且，内侧连接部742的周向的两端面的径向外侧端部与非磁性孔73相邻。

根据上述结构，第一转子铁芯510具有多个磁通屏蔽部62和多个有效磁通部63。多个磁通屏蔽部62与多个有效磁通部63在第一转子铁芯510的外周面沿周向交替配置。各磁通屏蔽部62是在沿周向相邻的永久磁铁61的磁极之间磁饱和的部分。在本实施方式的第一转子铁芯510中，将在旋转电机1静止时被磁化为构成第一转子铁芯510的原材料的饱和磁化的70%以上的部分作为磁通屏蔽部62。

各有效磁通部63是成为永久磁铁61与位于转子32的径向外侧的定子23之间的磁路的一部分的部分。在永久磁铁61与定子23之间产生的磁通在有效磁通部63中流通。

多个有效磁通部63包括N极磁通部631和S极磁通部632。N极磁通部631的径向外侧的表面为N极。S极磁通部632的径向外侧的表面为S极。在径向外侧的表面的磁极为N极的永久磁铁611的径向外侧配置有N极磁通部631。并且，在径向外侧的表面的磁极为S极的永久磁铁612的径向外侧配置有S极磁通部632。即，多个N极磁通部631与多个S极磁通部632沿周向交替配置。

第一转子单元51与第二转子单元52具有大致相同的结构。与第一转子单元51相同，第二转子单元52具有第二转子铁芯520和多个永久磁铁61。对于第二转子单元52的各部分的详细内容，由于与第一转子单元51相同，因此省略重复说明。

如前所述，非磁性体层50位于第一转子单元51与第二转子单元52之间。非磁性体层50是在轴31的周围沿径向扩展的板状的部件。非磁性体层50例如由树脂材料制成。但是，只要非磁性体层50是非磁性体，则也可以由铜或不锈钢等非磁性金属材料制成。

第一转子单元51的永久磁铁61与第二转子单元52的永久磁铁61配置在沿周向彼此错开的位置。由此，如图3所示，第一转子单元51的磁通屏蔽部62与第二转子单元52的磁通屏蔽部62配置在沿周向错开的位置。同样地，第一转子单元51的有效磁通部63与第二转子单元52的有效磁通部63配置在沿周向错开的位置。即，转子32具有所谓的分段偏斜（step skew）结构。由此，第一转子单元51以及第二转子单元52各自的外周面的磁通分布的变化相抵。由此，转子32整体的外周面的磁通分布的变化变得平滑。其结果是，能够减小旋转电机1的齿槽转矩以及转矩波动。

并且，由于第一转子单元51与第二转子单元52沿周向错开，因此如图3以及图6所示，第一转子单元51的磁通屏蔽部62与第二转子单元52的有效磁通部63的一部分在轴向重叠。同样地，第二转子单元52的磁通屏蔽部62与第一转子单元51的有效磁通部63的一部分在轴向重叠。

另一方面，如前所述，在第一转子单元51与第二转子单元52之间具有非磁性体层50。由此，能够在第一转子单元51的磁通屏蔽部62与第二转子单元52的有效磁通部63之间以及在第一转子单元51的有效磁通部63与第二转子单元52的磁通屏蔽部62之间抑制磁通短路。即，能够抑制转子32的有效磁通下降。

并且，如图3以及图6所示，在该旋转电机1中，第一转子单元51的磁通屏蔽部62的一部分与第二转子单元52的磁通屏蔽部62的一部分配置于在轴向重叠的位置。

因此，第一转子单元51的N极磁通部631与第二转子单元52的S极磁通部632在轴向不重叠。同样地，第一转子单元51的S极磁通部632与第二转子单元52的N极磁通部631在轴向不重叠。其结果是，能够在第一转子单元51以及第二转子单元52之间进一步抑制磁通短路。即，能够进一步抑制转子32的有效磁通下降。由此，能够抑制旋转电机1的转矩下降。

<2-3.磁通屏蔽部和有效磁通部的形状>

接着，对磁通屏蔽部62以及有效磁通部63的形状进行説明。

如图5所示，磁通屏蔽部62位于N极磁通部631与S极磁通部632之间。N极磁通部631位于径向外侧的表面的磁极为N极的永久磁铁611的径向外侧。S极磁通部632位于径向外侧的表面的磁极为S极的永久磁铁612的径向外侧。并且，磁通屏蔽部62具有中央部621、周向连接部622以及端壁部623。中央部621配置在磁通屏蔽部62的周向的大致中央。中央部621的径向内侧的端部与外侧连接部741的径向外侧的端部相连。周向连接部622配置在磁通屏蔽部62的周向的两侧，并连接中央部621与端壁部623。周向连接部622的径向内侧的端面与非磁性孔73相邻。

在本实施方式中，中央部621以及周向连接部622的径向外侧的表面的形状在与中心轴线9正交的截面中为直线或者以中心轴线9为中心的圆弧。

端壁部623配置在磁通屏蔽部62的周向的两端。在本实施方式中，端壁部623分别与永久磁铁61的径向外侧的表面的一部分在径向重叠。并且，端壁部623的径向外侧的表面与永久磁铁61的径向外侧的表面大致平行。另外，永久磁铁61的径向外侧的表面与有效磁通部63的径向外侧的表面之间的径向宽度比永久磁铁61的径向外侧的表面与端壁部623的径向外侧的表面之间的径向宽度大。

在此，所谓的永久磁铁61的径向外侧的表面与有效磁通部63的径向外侧的表面之间的径向宽度是指，在永久磁铁61的径向外侧的表面与有效磁通部63的径向外侧的表面之间，径向宽度最大的位置处的径向宽度。并且，所谓的永久磁铁61的径向外侧的表面与端壁部623的径向外侧的表面之间的径向宽度是指，在永久磁铁61的径向外侧的表面与端壁部623的径向外侧的表面之间，径向宽度最大的位置处的径向宽度。

由此，端壁部623容易磁饱和。即，端壁部623的磁通密度比有效磁通部63的磁通密度大。因此，在有效磁通部63的周向的两端部，磁路不易趋向磁通屏蔽部62，而是容易趋向径向。

并且，磁通屏蔽部62在永久磁铁611与永久磁铁612之间是磁饱和的。即，磁通屏蔽部62在永久磁铁611的径向外侧的磁极面中的与一个端壁部623在径向重叠的部分同永久磁铁612的径向外侧的磁极面中的与另一端壁部623在径向重叠的部分之间是磁饱和的。

在此，非磁性孔73位于周向连接部622的径向内侧。非磁性孔73的径向外侧的表面与周向连接部622的径向外侧的表面之间的径向宽度大致恒定。另外，非磁性孔73的径向外侧的表面与周向连接部622的径向外侧的表面之间的径向宽度同永久磁铁61的径向外侧的表面与端壁部623的径向外侧的表面之间的径向宽度大致相同。即，能够通过非磁性孔73抑制永久磁铁611以及永久磁铁612之间的磁路沿径向扩展。由此，能够抑制中央部621以及周向连接部622的磁通密度变得比端壁部623的磁通密度小。

并且，在本实施方式中，各永久磁铁61的径向外侧的表面的周向宽度比各有效磁通部63的周向宽度大。由此，与各永久磁铁61的径向外侧的表面的周向宽度小于各有效磁通部63的周向宽度的情况相比，能够进一步增大旋转电机1的转矩。即，通过利用各永久磁铁61使端壁部623磁饱和，从而改善了从各永久磁铁61流向各有效磁通部63的磁通的效率。并且，通过利用各永久磁铁61使端壁部623磁饱和，能够进一步提高旋转电机1的旋转效率。

并且，在本实施方式中，有效磁通部63的径向外侧的表面比磁通屏蔽部62的径向外侧的表面向径向外侧突出。由此，第一转子铁芯510以及第二转子铁芯520的外表面的周向的磁通密度与矩形波相比更接近正弦波。即，在旋转电机1中产生的感应电压的波形接近正弦波形。并且，在本实施方式中，有效磁通部63的径向外侧的表面的形状在与中心轴线9正交的截面中为圆弧，该圆弧以比中心轴线9靠径向外侧的点为中心。由此，由旋转电机1产生的感应电压的波形更接近正弦波形。

而且，如图4所示，从轴向观察，第一转子铁芯510呈线对称的形状。并且，与此相同地，从轴向观察，第二转子铁芯520也呈线对称的形状。因此，各有效磁通部63的周向的中心与各永久磁铁61的周向的中心在径向重叠。由此，无论转子32向哪一个方向旋转，都能够获得具有相同波形的感应电压。

<3.变形例>

以上，对本发明所例示的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。

图7是一变形例所涉及的转子32B的立体图。在图7的例子中，在沿轴向相邻的第一转子单元51B与第二转子单元52B之间具有空隙层50B。而且，该空隙层50B构成了非磁性体层。例如通过在第一转子单元51B与第二转子单元52B之间夹持环状的非磁性体环而设置空隙层50B。在图7的例子中，也能够在第一转子单元51B的磁通屏蔽部62B同第二转子单元52B的与该磁通屏蔽部62B在轴向重叠的有效磁通部63B之间抑制磁通短路。同样地，能够在第一转子单元51B的有效磁通部63B同第二转子单元52B的与该有效磁通部63B在轴向重叠的磁通屏蔽部62B之间抑制磁通短路。

图8是其他变形例所涉及的转子32C的立体图。在图8的例子中，转子32C具有第一转子单元51C、第二转子单元52C、第三转子单元53C以及两个非磁性体层50C。第一转子单元51C与第二转子单元52C夹着非磁性体层50C而沿轴向相邻。第二转子单元52C与第三转子单元53C夹着非磁性体层50C而沿轴向相邻。即，两个非磁性体层50C分别位于第一转子单元51C与第二转子单元52C之间以及第二转子单元52C与第三转子单元53C之间。

在图8的例子中，第一转子单元51C的磁通屏蔽部62C的一部分与第二转子单元52C的磁通屏蔽部62C的一部分在轴向重叠。并且，第二转子单元52C的磁通屏蔽部62C的一部分与第三转子单元53C的磁通屏蔽部62C的一部分在轴向重叠。即，在沿轴向相邻的两个转子单元中，一个转子单元的磁通屏蔽部62C的一部分与另一个转子单元的磁通屏蔽部62C的一部分在轴向重叠。因此，在图8的例子中，也能够在相邻的转子单元之间抑制磁通短路。即，能够抑制转子单元51C-53C的有效磁通下降。如图8的例子所示，只要转子单元为两个以上即可，既可以是三个，也可以是四个以上。

图9是其他变形例所涉及的第一转子单元51D的俯视图。在上述实施方式中，从轴向观察，转子铁芯呈线对称，而在图9的例子中，从轴向观察，第一转子单元51D不呈线对称。具体而言，有效磁通部63D的径向外侧的表面具有偏向周向的一侧的形状。在图9的例子中，在转子的旋转方向仅为一个方向的情况下，即使从轴向观察不呈线对称，但只要从轴向观察呈旋转对称，便能够获得稳定波形的感应电压。

图10为其他变形例所涉及的第一转子单元51E的俯视图。在图10的例子中，永久磁铁61E的径向外侧的表面均与有效磁通部63E在径向重叠。因此，永久磁铁61E的径向外侧的表面与磁通屏蔽部62E在径向不重叠。在图10的例子中，只要第一转子单元51E的磁通屏蔽部62E的一部分与第二转子单元52E的磁通屏蔽部62E的一部分在轴向重叠，则也能够在相邻的转子铁芯之间抑制磁通短路。即，能够抑制转子铁芯的有效磁通下降。

图11是其他变形例所涉及的转子32F的立体图。在上述实施方式的转子中，多个永久磁铁部分别由为单个部件的永久磁铁构成，但是本发明不限于此。与单一有效磁通部对应的单一永久磁铁部也可以分别由为两个以上部件的永久磁铁构成。例如，在图11的例子中，分别在第一转子单元51F以及第二转子单元52F中，与单一有效磁通部63F对应的单一永久磁铁部320F分别由第一部件81F以及第二部件82F构成。构成各个永久磁铁部320F的第一部件81F与第二部件82F为径向外侧的表面的磁极相同的永久磁铁。在图11的例子中，第一部件81F与第二部件82F配置成向径向外侧扩展的V字形。由此，永久磁铁部320F形成有朝向径向外侧的单一磁极。

并且，在上述实施方式中，非磁性体层为板状的部件。但是，本发明不限定于此。也可以通过向插入了两个以上的转子铁芯的模具注入熔融树脂的模制一体形成，来同时进行转子铁芯的固定和非磁性体层的形成。

并且，还能够以等同于上述的实施方式和变形例的旋转电机的结构构成发电机。本发明的旋转电机也可以为使用于汽车、电动辅助自行车、风力发电等的发电机。

并且，各部件的详细部分的形状也可以与本申请的各附图所示的形状不同。并且，也可以对在上述的实施方式和变形例中出现的各要素在不发生矛盾的范围内进行适当的组合。

[产业上的可利用性]

本发明能够利用于旋转电机。

Claims

1.一种旋转电机，其具有：

以中心轴线为中心旋转的大致圆柱形的转子，

所述转子具有：

第一转子铁芯；

第二转子铁芯，其与所述第一转子铁芯在轴向重叠；

非磁性体层，其位于所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯之间；以及

多个永久磁铁部，所述多个永久磁铁部被埋入在所述第一转子铁芯内以及所述第二转子铁芯内，

分别在所述第一转子铁芯以及所述第二转子铁芯，沿周向以大致相等间隔配置有所述多个永久磁铁部，

沿周向相邻的两个所述永久磁铁部的径向外侧面的磁极互不相同，

所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯具有分段偏斜结构，所谓的分段偏斜结构是指，所述第一转子铁芯的所述多个永久磁铁部与所述第二转子铁芯的所述多个永久磁铁部配置在沿周向错开的位置，

所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯分别具有：

多个磁通屏蔽部，所述多个磁通屏蔽部在沿周向相邻的所述永久磁铁部的磁极之间磁饱和；以及

多个有效磁通部，所述多个有效磁通部位于所述永久磁铁部的径向外侧，为所述永久磁铁部与所述转子的外部之间的磁路，

所述多个磁通屏蔽部与所述多个有效磁通部在所述第一转子铁芯以及所述第二转子铁芯各自的外周面沿周向交替配置，

所述第二转子铁芯的所述磁通屏蔽部的一部分以及所述第二转子铁芯的所述有效磁通部的一部分这两者与所述第一转子铁芯的所述磁通屏蔽部在轴向重叠，

所述磁通屏蔽部具有端壁部，所述端壁部与沿周向相邻的两个所述永久磁铁部的一部分在径向重叠，

所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述有效磁通部的径向外侧的表面之间的径向宽度比所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述端壁部的径向外侧的表面之间的径向宽度大，

所述端壁部的径向外侧的表面与所述永久磁铁部的径向外侧的表面大致平行。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述多个永久磁铁部分别由单个部件构成。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述多个永久磁铁部分别由多个部件构成。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的旋转电机，

所述磁通屏蔽部被磁化为构成转子铁芯的原材料的饱和磁化的70％以上。

5.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述非磁性体层由树脂制成。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述有效磁通部的径向外侧的表面之间的径向宽度是指，在所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述有效磁通部的径向外侧的表面之间，径向宽度最大的位置处的径向宽度，

所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述端壁部的径向外侧的表面之间的径向宽度是指，在所述永久磁铁部的径向外侧的表面与所述端壁部的径向外侧的表面之间，径向宽度最大的位置处的径向宽度。

7.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述旋转电机还具有配置在所述转子的径向外侧的电枢，

所述有效磁通部的径向外侧的表面比所述磁通屏蔽部的径向外侧的表面向径向外侧突出。

8.根据权利要求7所述的旋转电机，

在与所述中心轴线正交的截面中，所述有效磁通部的径向外侧的表面的形状为圆弧，该圆弧以比所述中心轴线靠径向外侧的点为中心。

9.根据权利要求1所述的旋转电机，

所述有效磁通部的周向的中心与所述永久磁铁部的周向的中心在径向重叠。