CN103986259B

CN103986259B - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN103986259B
Application number: CN201410044798.XA
Authority: CN
Inventors: 相马慎吾; 白土英治; 壹岐友贵; 伊达靖典
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JP2014155309A; US20140217849A1; CN103986259A; US9893580B2; JP6110151B2

Abstract

本发明提供一种能够抑制永久磁铁的磁通的短路并提高旋转电机的转矩的旋转电机的转子。在与永久磁铁片(32)的周向外侧端面(32d)相邻的部分形成有由磁空隙构成的侧方屏障部(60)，在侧方屏障部(60)上一体地形成有比永久磁铁片(32)的外周面(32b)的延长线(32bL)朝向外周侧突出的突出屏障部(62)。在与突出屏障部(62)的中央侧周缘部(62b)和永久磁铁片(32)的外周面(32b)的周向外侧端部分别对置的区域，形成有由与突出屏障部(62)及磁铁插入孔(40)分离的磁空隙构成的第一空隙部(70)。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及旋转电机的转子。

背景技术

以往，作为在旋转电机中使用的转子，已知有在转子铁心的内部沿着周向以规定的间隔配置有多个永久磁铁的结构(例如参照专利文献1)。

如图16所示，在专利文献1的转子110中，在转子铁心111的永久磁铁112的周向端面侧的外周部设有径向的磁通屏障(磁通屏蔽部)113、114。另外，在磁通屏障113、114的外周侧端部设有突出部113a、114a，磁通屏障113、114的间隔100L比永久磁铁112的宽度100W短。而且，在磁通屏障113、114的突出部113a、114a与永久磁铁112之间设有铁心部分115。

通过这样构成，能够抑制永久磁铁112的磁通短路，使永久磁铁112的磁通的分布最佳化，从而提高转子转矩。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2000-278896号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

然而，在专利文献1的转子110中，在磁通屏障113、114上分别一体形成有突出部113a、114a，因此转子铁心111的强度下降。因而，在使该转子110高速旋转时，无法耐受离心力，转子110可能发生损伤。

而且，在为了耐受上述离心力而减小磁通屏障113、114的径向宽度时，无法使磁通屏障113、114的外周部位于转子铁心111的外周面的附近，永久磁铁112的磁通短路变大。当磁通短路变大时，为了得到所希望的转子转矩而需要增加永久磁铁112的量，使旋转电机变得高价。

发明内容

本发明鉴于上述的课题而作出，其目的在于提供一种能够抑制永久磁铁的磁通的短路，并提高旋转电机的转矩的旋转电机的转子。

【解决方案】

为了实现上述的目的，本发明的第一方面涉及一种旋转电机的转子(例如，后述的实施方式中的旋转电机的转子10)，其具备：

转子铁心(例如，后述的实施方式中的转子铁心20、20A、20B)；以及

在所述转子铁心的内部沿着周向以规定的间隔配置的多个磁极部(例如，后述的实施方式中的磁极部50)，

所述磁极部以沿着径向被磁化且磁化方向在周向上交替不同的方式构成，

所述旋转电机的转子的特征在于，

所述磁极部通过向在所述转子铁心上形成的磁铁插入孔(例如，后述的实施方式中的磁铁插入孔40)捅入永久磁铁(例如，后述的实施方式中的永久磁铁30)而构成，

在与所述永久磁铁的周向端面(例如，后述的实施方式中的永久磁铁片32的周向外侧端面32d)相邻的部分形成有由磁空隙构成的侧方屏障部(例如，后述的实施方式中的侧方屏障部60)，

在所述侧方屏障部上一体地形成有比所述永久磁铁的外周面(例如，后述的实施方式中的永久磁铁片32的外周面32b)的延长线(例如，后述的实施方式中的延长线32b L)朝向外周侧突出的突出屏障部(例如，后述的实施方式中的突出屏障部62)，

在与所述突出屏障部的周向上的所述磁极部中央侧的周缘部(例如，后述的实施方式中的中央侧周缘部62b)和所述永久磁铁的所述外周面的周向端部分别对置的区域，形成有由与所述突出屏障部及所述磁铁插入孔分离的磁空隙构成的空隙部(例如，后述的实施方式中的第一空隙部70)。

本发明的第二方面以第一方面的结构为基础，其特征在于，

所述空隙部通过由多个空隙(例如，后述的实施方式中的空隙)形成的空隙组构成。

本发明的第三方面以第二方面的结构为基础，其特征在于，

所述空隙组具有两个第一空隙(例如，后述的实施方式中的第一空隙71a、71b)，这两个第一空隙在所述转子铁心的外周面(例如，后述的实施方式中的外周面20a)与所述磁铁插入孔的外周面之间，且在与所述突出屏障部中位于最外周侧的顶部(例如，后述的实施方式中的顶部62a)大致相同半径的圆周(例如，后述的实施方式中的圆周62aC)上沿着周向配置。

本发明的第四方面以第二或第三方面的结构为基础，其特征在于，

所述空隙组具备：

在所述转子铁心的外周面与所述磁铁插入孔的外周面之间沿着周向配置的两个第一空隙；

在所述两个第一空隙的周向之间且在比所述两个第一空隙靠内周侧的位置形成的第二空隙(例如，后述的实施方式中的第二空隙72)。

本发明的第五方面以第四方面的结构为基础，其特征在于，

所述突出屏障部形成为大致三角形形状，具备在所述突出屏障部中位于最外周侧的顶部、从所述顶部朝向周向上的所述磁极部中央侧且朝向内周侧延伸的中央侧周缘部(例如，后述的实施方式中的中央侧周缘部62b)、从所述顶部朝向周向上的所述磁极部端部侧且朝向内周侧延伸的端部侧周缘部(例如，后述的实施方式中的端部侧周缘部62c)，

所述两个第一空隙中的周向上的所述磁极部端部侧的第一空隙和所述第二空隙以沿着所述中央侧周缘部的方式配置。

本发明的第六方面以第二至第五方面中任一方面的结构为基础，其特征在于，

所述突出屏障部形成为大致三角形形状，具备在所述突出屏障部中位于最外周侧的顶部、从所述顶部朝向周向上的所述磁极部中央侧且朝向内周侧延伸的中央侧周缘部、从所述顶部朝向周向上的所述磁极部端部侧且朝向内周侧延伸的端部侧周缘部，

所述空隙组的外周侧缘部(例如，后述的实施方式中的外周侧缘部73)设置在使所述端部侧周缘部向周向上的所述磁极部中央侧延长的延长线(例如，后述的实施方式中的延长线62cL)上或者比该延长线靠内周侧的位置。

本发明的第七方面以第一至第六方面中任一方面的结构为基础，其特征在于，

所述旋转电机的转子具备在所述突出屏障部的周向上的所述磁极部端部侧形成的另一空隙部(例如，后述的实施方式中的第二空隙部80)。

【发明效果】

根据本发明的第一方面，通过设置突出屏障部，能够抑制来自永久磁铁的磁通的短路，从而能够提高旋转电机的转矩。

另外，在与突出屏障部的磁极部中央侧的周缘部和永久磁铁的外周面的周向端部分别对置的区域具备与突出屏障部及磁铁插入孔分离的空隙部，由此能够更有效地抑制永久磁铁的磁通的短路。

另外，空隙部与突出屏障部及磁铁插入孔分离形成，由此与现有文献1那样例如将突出屏障部延长至转子铁心外周面附近的情况或者一体形成突出屏障部和空隙部的情况相比，能够抑制转子铁心的强度的下降。

根据本发明的第二方面，通过由多个空隙形成的空隙组构成，由此与单一的空隙相比，能够通过形成多个相对小的空隙而抑制永久磁铁的磁通的短路，因此与假设形成比较大的单一的空隙的情况相比，能够抑制转子铁心的强度的下降。

根据本发明的第三方面，永久磁铁的磁通在突出屏障部的顶部与转子铁心的外周面之间回绕而短路，但是通过将两个第一空隙在与突出屏障部的最外周部大致相同半径的圆周上沿着周向配置，由此配置在磁通的回绕的路径上，能够有效地抑制永久磁铁的磁通短路。

另外，在转子旋转时，在永久磁铁及转子铁心上作用有离心力而在磁铁插入孔的外周侧容易产生应力，但是由于在两个第一空隙之间形成沿着径向延伸的肋，因此能够抑制磁铁插入孔的外周侧的转子铁心的强度的下降。

根据本发明的第四方面，除了形成两个第一空隙之外，还形成第二空隙，由此能够更有效地抑制永久磁铁的磁通的短路。

另外，由于在一方的第一空隙与第二空隙之间、及另一方的第一空隙与第二空隙之间分别形成肋，因此在转子旋转时，即使在永久磁铁及转子铁心上作用有离心力的情况下，也能够抑制转子的强度的下降。

另外，抑制磁通短路，且容易确保经由在一方的第一空隙与第二空隙之间或另一方的第一空隙与第二空隙之间形成的肋、及在两个第一空隙之间形成的肋而朝向定子侧的磁路，因此能够抑制导磁率的下降，从而抑制磁导的下降。

因此，能够抑制永久磁铁的去磁，并且能够使B-H曲线上的永久磁铁的动作点向B轴侧移动，从而能够提高转矩。

根据本发明的第五方面，能够有效利用永久磁铁的周向端部的外周侧且接近突出屏障部的位置的空间来配置空隙组(第一空隙及第二空隙)。因此，能够抑制在转子铁心上产生宽度细的部分的情况，能够抑制转子铁心的强度下降，且能够更有效地抑制永久磁铁的磁通的短路。

根据本发明的第六方面，在比使突出屏障部的端部侧周缘部在周向上向磁极部中央侧延长的延长线靠外侧的位置，产生应力比较大的带状的区域，但通过将空隙组设置在比上述带状的区域靠内周侧的位置，由此能够抑制转子铁心的强度下降。

根据本发明的第七方面，通过在突出屏障部的周向上的磁极部中央侧及磁极端部侧分别形成空隙部，从而能够更有效地抑制永久磁铁的磁通的短路。

附图说明

图1是第一实施方式的转子的主视图。

图2是图1的转子铁心的局部放大图。

图3是图2的转子铁心的主要部分放大图。

图4是表示图3的转子铁心中的应力分布的图。

图5是表示第一实施方式的转子铁心中的磁路的局部放大图。

图6是表示比较例的转子铁心中的磁路的局部放大图。

图7(a)及(b)分别是表示第一实施方式及比较例的永久磁铁片的磁导分布的图。

图8是表示永久磁铁的去磁曲线和磁导线的坐标图。

图9是第二实施方式的转子铁心的局部放大图。

图10(a)～(c)分别是表示第一～第三实施方式的永久磁铁片的磁导分布的图。

图11(a)是表示第一实施方式的转子铁心中的磁路的主要部分放大图，图11(b)是将图11(a)进一步放大的图。

图12(a)是表示第二实施方式的转子铁心中的磁路的主要部分放大图，图12(b)是将图12(a)进一步放大的图。

图13(a)～(c)分别是表示第一～第三实施方式的转子转矩的图。

图14(a)～(c)分别是表示第一～第三实施方式的永久磁铁的去磁系数的图。

图15是第三实施方式的转子铁心的局部放大图。

图16是以往的转子铁心的局部放大图。

【符号说明】

10 旋转电机的转子

20、20A、20B 转子铁心

20a 外周面

21 硅钢板

23 第二保持部

25 连接肋

29 槽部

30 永久磁铁

32 永久磁铁片

32a 内周面

32b 外周面

32b L 延长线

32c 周向内侧端面

32d 周向外侧端面(周向端面)

40 磁铁插入孔

41 磁铁插入孔片

42 内周缘部

43 周向内侧缘部

44 外周缘部

44a 树脂填充孔

50 磁极部

60 侧方屏障部

62 突出屏障部

62a 顶部

62aC 圆周

62b 中央侧周缘部

62c 端部侧周缘部

62cL 延长线

64 内周侧屏障部

64a 外周部

64b 延伸部

64C 内周部

70 第一空隙部(空隙部)

71a 中央侧第一空隙(第一空隙)

71b 端部侧第一空隙(第一空隙)

72 第二空隙

73 外周侧缘部

74 中央侧肋

75 中间肋

76 端部侧肋

77 第四空隙

78 肋

80 第二空隙部(另一空隙部)

83 第三空隙

具体实施方式

以下，对本发明的各实施方式的旋转电机的转子进行说明。

如图1及图2所示，第一实施方式的旋转电机的转子10具备转子铁心20和多个磁极部50，且配置在定子(未图示)的内周侧，该转子铁心20安装在作为旋转轴的大致圆筒状的转子轴(未图示)的外周侧，这多个磁极部50在转子铁心20的内部沿着周向以规定的间隔形成。

转子铁心20通过将大致同一形状的圆环状的电磁钢板例如硅钢板21层叠多个而形成，且沿着周向以规定的间隔形成有多个磁铁插入孔40，在相邻的磁铁插入孔40之间凹陷设置有槽部29。

磁极部50以沿着径向被磁化且磁化方向在周向上交替不同的方式将永久磁铁30向磁铁插入孔40插入而构成。更具体而言，在将永久磁铁30A向磁铁插入孔40插入而构成的磁极部50A中，当其外周侧为N极时，相邻的磁极部50B以其外周侧成为S极的方式将永久磁铁30B向磁铁插入孔40插入而构成。

永久磁铁30由沿着周向被分割的一对永久磁铁片32构成，一对永久磁铁片32形成为相同的截面大致矩形。

磁铁插入孔40由沿着周向被分割的一对磁铁插入孔片41构成。一对磁铁插入孔片41以使沿着周向相邻的一对永久磁铁片32的外周面32b彼此成小于180°的角度β的方式形成为截面大致V字形状，一对永久磁铁片32通过向一对磁铁插入孔片41插入而固定。而且，磁铁插入孔片41以内周缘部42及外周缘部44分别与一对永久磁铁片32的内周面32a及外周面32b抵接的方式形成，将一对永久磁铁片32在径向上定位。

另外，转子铁心20在一对永久磁铁片32的周向外侧具有以从磁铁插入孔片41的内周缘部42向径向外侧延伸出的方式形成的一对保持部23。并且，磁铁插入孔片41的周向内侧缘部43与一对永久磁铁片32的周向内侧端面32c抵接，一对保持部23分别与永久磁铁片32的周向外侧端面32d抵接，从而通过磁铁插入孔片41的周向内侧缘部43及一对第二保持部23将一对永久磁铁片32在周向上定位并保持。

另外，在磁铁插入孔片41的外周缘部44上朝向外周侧凹陷设置有多个树脂填充孔44a，通过向该树脂填充孔44a填充树脂，使一对永久磁铁片32相对于转子铁心20的固定更加牢固。

也参照图3，转子铁心20在与永久磁铁片32的周向外侧端面32d相邻的部分形成有沿着轴向贯通而构成磁空隙的侧方屏障部60。

侧方屏障部60一体地形成有：比永久磁铁片32的外周面32b的延长线32b L更向外侧突出的突出屏障部62；配置在比突出屏障部62靠内周侧的位置的内周侧屏障部64。

突出屏障部62形成为截面大致三角形形状，具有位于最外周侧的顶部62a、从顶部62a朝向周向上的磁极部50中央侧(图3中为左侧)且朝向内周侧延伸的中央侧周缘部62b、从顶部62a朝向周向上的磁极部50端部侧(图3中为右侧)且朝向内周侧延伸的端部侧周缘部62c。在此，突出屏障部62的顶部62a与转子铁心20的外周面20a之间的壁厚L以抑制磁通短路且成为耐受转子旋转时产生的离心力的强度的方式适当设定。

内周侧屏障部64具有：与突出屏障部62的端部侧周缘部62c连接，朝向磁极部50端部侧且朝向内周侧延伸的曲线状的外周部64a；与外周部64a连接，朝向内周侧延伸的直线状的延伸部64b；将延伸部64b和第二保持部23连接，朝向内周侧凸出的曲线状的内周部64c。

另外，在转子铁心20中，在与突出屏障部62的中央侧周缘部62b和永久磁铁片32的外周面32b的周向外侧端部分别对置的区域，形成有与突出屏障部62及磁铁插入孔40(永久磁铁片32)分离且沿着轴向贯通而构成磁空隙的第一空隙部70。

第一空隙部70由空隙组构成，该空隙组包括：在转子铁心20的外周面20a与磁铁插入孔40的外周缘部44之间，沿着周向配置的两个第一空隙71a、71b；在两个第一空隙71a、71b的周向之间且比这两个第一空隙71a、71b靠内周侧形成的第二空隙72。该空隙组的外周侧缘部73设置在比延长线62cL靠内周侧的位置，该延长线62cL使突出屏障部62的端部侧周缘部62c在周向上向磁极部50中央侧延长。在此，图4中通过深浅表示转子铁心20中的应力分布，深的部分表示离心应力大，浅的部分表示离心应力小。这样，在比上述延长线62cL靠外侧的位置产生离心应力比较大的带状的区域，但是通过将空隙组设置在比延长线62cL靠内周侧的位置，从而能够抑制转子铁心20的强度下降。因此，空隙组并未限定为其外周侧缘部73设置在比延长线62cL靠内周侧的结构，也可以配置在延长线62cL上。

需要说明的是，以下，在两个第一空隙71a、71b中，有时将周向上的磁极部50中央侧的第一空隙71a称为中央侧第一空隙，将磁极部50端部侧的第一空隙71b称为端部侧第一空隙。

在此，两个第一空隙71a、71b配置在与突出屏障部62的顶部62a大致同一半径的圆周62aC上。而且，端部侧第一空隙71b和第二空隙72以沿着突出屏障部62的中央侧周缘部62b的方式配置。

通过这样构成第一空隙部70，转子铁心20在中央侧第一空隙71a与第二空隙72之间形成中央侧肋74，在两个第一空隙71a、71b之间形成中间肋75，在端部侧第一空隙71b与第二空隙72之间形成端部侧肋76。

另外，在转子铁心20中，在侧方屏障部60与转子铁心20的外周面20a及槽部29之间，形成有沿着周向及径向延伸并将永久磁铁片32的外周侧的区域与槽部29的内周侧的区域连接的连接肋25。

在连接肋25上形成有沿着轴向贯通而构成磁空隙的第二空隙部80，第二空隙部80由在圆周62aC上相互分离配置的两个第三空隙82构成。

(第一实施方式与比较例的比较)

接下来，为了将本实施方式的转子铁心20(参照图5)与未设置第一空隙部70及第二空隙部80的作为比较例的转子铁心200(参照图6)进行比较，进行了永久磁铁片32的磁导分布的分析及转子铁心20、200中的磁回路(磁路)的分析。

图5及图6中分别示出第一实施方式及比较例中的转子铁心20、200中的磁路。图7(a)及(b)分别通过深浅表示本实施方式及比较例中的永久磁铁片32的磁导分布，在永久磁铁片32中，深的部分表示磁导大，浅的部分表示磁导P小。由此可知，本实施方式的永久磁铁片32(参照图7(a))与比较例的永久磁铁片32(参照图7(b))相比，磁导高的区域更宽。

其原因是，如图6所示，在比较例的转子铁心200中，从永久磁铁片32的外周面32b的周向外侧端部产生的磁通经由连接肋25而与相同的永久磁铁片32的内周面32a短路(参照箭头A)，或者经由连接肋25而与构成相邻的磁极部50的永久磁铁片32的内周面32a短路(参照箭头B)的缘故。

即，在比较例中，产生上述的短路磁通，从而朝向配置在转子10的外周的定子(未图示)的磁通量减少，导磁率减少。

相对于此，如图5所示，在本实施方式的转子铁心20中，在磁通短路路径上，即，在与突出屏障部62的中央侧周缘部62b和永久磁铁片32的外周面32b的周向外侧端部分别对置的区域上形成第一空隙部70，因此磁通短路得到抑制。并且，在作为磁通短路路径上的连接肋25上形成第二空隙部80，因此磁通短路进一步得到抑制。其结果是，与比较例的转子铁心200相比，本实施方式的转子铁心20的导磁率提高。

因此，在导磁率为μ，磁路截面积为A，磁路长为L时，磁导P由P=μ×(A／L)表示，因此如图7所示，与比较例相比，本实施方式的永久磁铁片32的磁导增大。此时，导磁率μ表示从永久磁铁30向定子侧作用的磁通的环中的磁通的通过容易度，因此在向定子侧未作用的磁通较多地产生时，即磁通短路较多地产生时，导磁率μ下降。

在此，图8中示出使纵轴为磁通密度{B(T)}、使横轴为顽磁力{-H(A／m)}而表示永久磁铁的去磁曲线和磁导线的坐标图。永久磁铁的动作点由去磁曲线与磁导线的交点(图8中，由○表示的部分)决定。在此，当向定子施加电流时，退磁场作用于永久磁铁，如箭头C及C′所示，磁导线向负方向移动。

在作用于永久磁铁的退磁场小时，如箭头C所示，磁导线向负方向的移动也小，因此去磁曲线与磁导线的交点B1、B2、B3位于弯曲点的跟前(图8中为上侧)。因此，在永久磁铁上未发生去磁，或者即使在发生了去磁的情况下其去磁量也小。

另一方面，在作用于永久磁铁的退磁场大时，如箭头C′所示，磁导线向负方向的移动也大，因此去磁曲线与磁导线的交点B1′、B2′、B3′位于弯曲点附近，永久磁铁可能会去磁。

此时，在永久磁铁的磁导大的部位，磁导线的倾斜(磁导系数)大，因此去磁曲线与磁导线的交点B1′位于弯曲点的跟前侧(B轴侧)，永久磁铁的去磁量小。而且，由于B-H曲线上的永久磁铁的动作点位于B轴侧，因此磁通密度大，转矩也变大。

然而，在永久磁铁的磁导小的部位，磁导线的倾斜小且向箭头D所示的方向倾斜，因此去磁曲线与磁导线的交点B3′超过弯曲点，磁通密度急剧减小。因此，在永久磁铁的局部，一旦磁通密度超过弯曲点而下降的情况下，即使退磁场的作用消失时，永久磁铁的磁通密度也比原来的磁通密度下降，永久磁铁去磁，且转矩也减少。

这样，磁导越小，永久磁铁的去磁量越增大且转矩越减少。即，磁导越大，越能够抑制永久磁铁的去磁，且转矩越增大。

因此，在本实施方式的旋转电机的转子10中，与比较例相比，永久磁铁片32的磁导大，因此永久磁铁30的去磁得到抑制，且转子转矩增大。

(第一及第二实施方式的比较)

接下来，为了将第一实施方式的转子铁心20(参照图1～3)与仅变更了第一空隙部70的结构的第二实施方式的转子铁心20A(参照图9)进行比较，进行了永久磁铁片32的磁导分布的分析、转子铁心20、20A的磁回路(磁路)的分析、转子转矩的分析、及永久磁铁片32的去磁的分析。

如图9所示，第二实施方式的转子铁心20A中，第一空隙部70通过由沿着周向排列且相互分离的3个第四空隙77形成的空隙组构成，第二实施方式的转子铁心20A在这一点上与第一实施方式的转子铁心20(参照图1～3)不同，但其他的结构相同。在此，3个第四空隙77的径向位置设定为与第一实施方式中的第一空隙71a、71b(参照图3)大致相等。而且，在相邻的第四空隙77之间形成沿着径向延伸的肋78。

图10(a)～(c)分别通过深浅表示第一、第二及后述的第三实施方式中的永久磁铁片32的磁导分布，在永久磁铁片32中，深的部分表示磁导高，浅的部分表示磁导低。图11及图12中分别表示第一及第二实施方式中的转子铁心20、20A中的磁路。在图13(a)～(c)中分别示出第一实施方式的转子转矩为100时的第一～第三实施方式中的转子转矩。在图14(a)～(c)中分别示出第一实施方式的永久磁铁片32的去磁系数为1时的第一～第三实施方式中的永久磁铁片32的去磁系数。

参照图11，在第一实施方式的转子铁心20中，在空隙组之间形成的中央侧肋74、中间肋75及端部侧肋76相互连接，且相互具有角度而配置，因此如虚线的箭头(参照图11(b))所示，能够使朝向定子的磁通路径增多。而且，在从永久磁铁片32的外周面32b朝向定子的倾斜的磁路E上不存在第一空隙71a、71b及第二空隙72，从而可确保经由中央侧肋74和中间肋75而朝向定子侧的磁路。而且，两个第一空隙71a、71b在圆周62aC(参照图3)上沿着周向配置，因此配置在短路磁通的回绕的路径上，从而磁通的短路得到抑制。其结果是，第一实施方式的转子铁心20的导磁率增大。

相对于此，如图12所示，在第二实施方式的转子铁心20A中，在磁通短路路径上配置3个第四空隙77时，在这些第四空隙77之间形成的肋78的周向宽度变短。因此，第四空隙77位于从永久磁铁片32的外周面32b朝向定子的倾斜的磁路E上，并且经由肋78朝向定子侧的磁路减少。因此，朝向定子的磁路难以形成在肋78上，如虚线的箭头(参照图12(b))所示，大体分为通过3个第四空隙77的内周侧的磁路和通过外周侧的磁路这两个磁路，因此容易引起磁通饱和。因而，第二实施方式的转子铁心20A的导磁率比第一实施方式减小。

并且，如图10(a)及(b)所示，第一实施方式的永久磁铁片32与第二实施方式相比，磁导P高的区域变宽。其结果是，如图13(a)及(b)、图14(a)及(b)所示，在第一实施方式中，与第二实施方式相比，转子转矩增大，去磁量减小。

此外，从转子转矩及去磁量的观点出发，第二实施方式的转子铁心20A比第一实施方式的转子铁心20差，但是通过设置第一空隙部70及第二空隙部80而磁通的短路得到抑制，因此与比较例的转子铁心200(参照图6)相比，转子转矩增大，去磁量减小。

(第一及第二实施方式与第三实施方式的比较)

接下来，为了将第一及第二实施方式的转子铁心20、20A(参照图2及图9)与仅变更了第一空隙部70的结构的第三实施方式的转子铁心20B(参照图15)进行比较，进行了永久磁铁片32的磁导分布的分析、转子转矩的分析、及永久磁铁片32的去磁的分析。

如图15所示，第三实施方式的转子铁心20B在第一空隙部70由单一的倒三角形形状的第五空隙79构成这一点上与第一实施方式的转子铁心20(参照图2)不同，但是其他的结构相同。在此，第五空隙79在第一实施方式的第一空隙部70(参照图3)处未设置中央侧肋74、中间肋75及端部侧肋76，而与无间隙地将两个第一空隙71a、71b及第二空隙72连接的形状大致相同。

在第三实施方式的转子铁心20B中，由于在第一空隙部70未设置肋，因此朝向定子的磁路分为通过第一空隙部70(第五空隙79)的内周侧的磁路和通过外周侧的磁路这两个磁路，与第二实施方式相比，容易引起磁通饱和。因此，第三实施方式的转子铁心20B与第二实施方式的转子铁心20A相比，导磁率降低。

并且，如图10所示，第三实施方式的永久磁铁片32与第一及第二实施方式相比，磁导低的区域变宽，如图14所示，去磁量变大。此外，如图13所示，关于转子转矩，第三实施方式比第二实施方式增大，但这考虑是由于转子的旋转控制条件、定子的形状等磁导以外的参数的影响。

此外，在第三实施方式的转子铁心20B中，通过设置第一空隙部70及第二空隙部80而磁通的短路得到抑制，因此与比较例的转子铁心200(参照图6)相比，转子转矩增大，去磁量变小。

如以上说明那样，根据第一～第三实施方式的旋转电机的转子10，通过设置突出屏障部62，能够抑制来自永久磁铁30的磁通的短路，能够提高旋转电机的转矩。

由于在与突出屏障部62的中央侧周缘部62b和永久磁铁片32的外周面32b的周向外侧端部分别对置的区域形成第一空隙部70，因此磁通短路得到抑制。

另外，第一空隙部70与突出屏障部62及磁铁插入孔40分离形成，由此，与以往的专利文献1那样例如突出屏障部62延长至转子铁心20的外周面20a附近的情况或者一体地形成突出屏障部62和第一空隙部70的情况相比，能够抑制转子铁心20的强度的下降。

另外，在转子铁心20、20A、20B上，在突出屏障部62的磁极部50端部侧(连接肋25)形成第二空隙部80，因此磁通短路进一步得到抑制。

接下来，根据第一及第二实施方式的旋转电机的转子10，第一空隙部70通过由多个空隙(第一实施方式的情况下为两个第一空隙71a、71b及第二空隙72。第二实施方式的情况下为3个第四空隙77)形成的空隙组构成，因此与形成了比较大的单一的空隙的情况相比，能够抑制转子铁心20、20A的强度的下降。

另外，构成第一空隙部70的空隙组的外周侧缘部73设置在比延长线62cL靠内周侧的位置，该延长线62cL使突出屏障部62的端部侧周缘部62c在周向上向磁极部50中央侧延长，因此能够避开产生比较大的离心应力的比延长线62cL靠外周侧的区域，能够进一步抑制转子铁心20的强度下降。

接下来，根据第一实施方式的旋转电机的转子10，虽然永久磁铁30的磁通在突出屏障部62的顶部62a与转子铁心20的外周面20b之间回绕而短路，但是通过将两个第一空隙71a、71b在与突出屏障部62的顶部62a大致相同半径的圆周62aC上沿着周向配置，由此配置在磁通的回绕的路径上，从而能够有效地抑制永久磁铁30的磁通短路。

另外，在转子10旋转时，在永久磁铁30及转子铁心20上作用有离心力而在磁铁插入孔40的外周侧容易产生应力，但是由于在两个第一空隙71a、71b之间形成有沿着径向延伸的中间肋75，因此能够抑制磁铁插入孔40的外周侧的转子铁心20的强度的下降。

另外，除了形成两个第一空隙71a、71b之外，还形成第二空隙72，由此能够更有效地抑制永久磁铁30的磁通的短路。

另外，由于在中央侧第一空隙71a与第二空隙72之间、及端部侧第一空隙71b与第二空隙72之间分别形成有中央侧肋74及端部侧肋76，因此在转子10旋转时，即使在永久磁铁30及转子铁心20上作用有离心力的情况下，也能够抑制转子铁心20的强度的下降。

另外，由于抑制磁通短路且容易确保经由中央侧肋74和中间肋75而朝向定子侧的磁路，因此能够抑制导磁率的下降，从而抑制磁导的下降。

因此，能够抑制永久磁铁30的去磁，且能够使B-H曲线上的永久磁铁30的动作点向B轴侧移动，从而能够提高转子转矩。

另外，由于端部侧第一空隙71b和第二空隙72以沿着突出屏障部62的中央侧周缘部62b的方式配置，因此能够有效利用永久磁铁片32的周向外侧端部的外周侧且接近突出屏障部62的位置处的空间来配置空隙组。因此，在转子铁心20中能够抑制产生薄壁的部分，从而抑制转子铁心20的强度下降，且能够更有效地抑制永久磁铁30的磁通的短路。

此外，本发明的旋转电机的转子10并未限定为上述的实施方式，能够进行适当的变形、改良等。

Claims

1.一种旋转电机的转子，其具备：

转子铁心；以及

在所述转子铁心的内部沿着周向以规定的间隔配置的多个磁极部，

所述旋转电机的转子的特征在于，

所述磁极部通过向在所述转子铁心上形成的磁铁插入孔插入永久磁铁而构成，

在与所述永久磁铁的周向端面相邻的部分形成有由磁空隙构成的侧方屏障部，

在所述侧方屏障部上一体地形成有比所述永久磁铁的外周面的延长线朝向外周侧突出的突出屏障部，

在与所述突出屏障部的周向上的所述磁极部中央侧的周缘部和所述永久磁铁的所述外周面的周向端部分别对置的区域，形成有由与所述突出屏障部及所述磁铁插入孔分离的磁空隙构成的空隙部，

所述空隙部通过由多个空隙形成的空隙组构成，

所述空隙组具有两个第一空隙，这两个第一空隙在所述转子铁心的外周面与所述磁铁插入孔的外周面之间，且在与所述突出屏障部中位于最外周侧的顶部大致相同半径的圆周上沿着周向配置。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述空隙组具备：

在所述两个第一空隙的周向之间且在比所述两个第一空隙靠内周侧的位置形成的第二空隙。

3.根据权利要求2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述空隙组的外周侧缘部设置在使所述端部侧周缘部向周向上的所述磁极部中央侧延长的延长线上或者比该延长线靠内周侧的位置。

5.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转电机的转子具备在所述突出屏障部的周向上的所述磁极部端部侧形成的另一空隙部。