CN105164896B - 用于马达的转子铁芯的磁性板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供磁性板，有助于高扭矩化、高输出化、小型化，且能够使无效的磁通有效化以及抑制高次谐波。用于马达的转子铁芯的磁性板(1)，其主体部(7)形成为环绕形状且被层叠多个，在磁铁保持用的磁铁插槽(13)保持剖面为主体部(7)的周向上的长度较长且大致矩形的永久磁铁，其中该磁铁保持用的磁铁插槽形成在外周缘(9)的内侧，其周向上的长度较长，且在周向上以规定间隔排列有多个，上述用于马达的转子铁芯的磁性板的特征在于，将主体部(7)的外周缘(9)与磁铁插槽(13)之间的磁极部(21)的径向宽度设定为比永久磁铁(15)的径向剖面宽度小，以沿磁铁插槽(13)的端部角呈钩状的方式且用比永久磁铁(15)的径向剖面宽度小的宽度设定有相对的高硬度部(23)。

Description

用于马达的转子铁芯的磁性板及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于马达的转子铁芯的磁性板及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随各种电气设备、电气汽车、混合动力汽车、机器人等的新技术的进步，用于它们的马达、发电机所要求的性能提高起来。例如，在工业用马达、电气汽车、混合动力汽车等中，要求了高扭矩化、高输出化、小型化。

为此，从以往，作为马达的转子，有如专利文献1所记载的图20、图21那样的转子。图20是转子的立体图，图21是磁通分布的概念图。

该转子101是在层叠了多个作为环绕形状的圆形形状的磁性板103的转子铁芯105的开口部107保持了永久磁铁109(两图的阴影部均相当于沿磁性板层叠方向延伸的磁铁的剖面)的转子。该转子101被插入在形成旋转磁场的未图示的定子中，由供给电力引起的定子内的旋转磁场与通过永久磁铁109在转子铁芯的外周表面产生的磁通交链，通过其排斥吸引作用，转子101旋转。

在这样的转子101中，若尽量减小形成于永久磁铁109与磁性板103的外周缘103a之间的磁极部103b的径向宽度，则与磁通交链的定子之间的磁阻减少，从而对旋转力有效的磁场增加，能够实现高扭矩化或者若扭矩恒定则能够小型化，即，有利于每马达体积的扭矩(以下扭矩密度)提高。

但是，若减小磁极部103b的径向宽度，则通过旋转时的永久磁铁109等的离心力，容易产生由于开口部107的端部角等的应力集中而引起的塑性变形，所谓的离心强度降低，可抗离心力的最大转速下降的结果，限制了每马达体积的输出(以下输出密度)的提高，小型化具有极限。

另外，在永久磁铁109的端部109a周边，形成对转子的旋转扭矩没有帮助的、不与定子交链而在转子内短路的磁通110也成为效率低下的问题。

并且，在内置矩形的剖面形状的永久磁铁109的转子中，在其外周表面产生的磁通分布为包括许多高次谐波的矩形波状，还有高次谐波铁损增大的问题。

与此相对，还提出了专利文献2所记载的如图22的转子111。

在该转子111中，在保持了永久磁铁113的磁性板115的开口部117的端部角以及磁极部115b设置使板厚变薄的磁通控制部119a、119b。

由此，能够将转子111表面的磁通分布正弦波化，抑制扭矩脉动。

但是，磁通控制部119a、119b在通过蚀刻形成的情况下，没有强度的提高，无法期待离心强度的提高。

另一方面，也可以考虑将开口部117的端部角的磁通控制部119a在如专利文献3的部分固化形成。

但是，在专利文献2的磁通控制部119a的形状中，对于高扭矩密度化、高输出密度化，进而对于小型化并不适当，对于由减小磁极部115b的宽度而形成的小型化也有极限。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－304670号公报

专利文献2：日本特开2012－105410号公报

专利文献3：日本特开2004－7943号公报

所要解决的问题点在于：若为了高扭矩密度化而减小磁极部的径向宽度，则通过旋转时的永久磁铁的离心力而应力集中的开口部的端部角容易塑性变形，离心强度降低，可抗离心力的最大转速下降的结果，限制了输出密度的提高，在小型化具有极限的点；在开口部的端部角周边中，形成了对转子的旋转扭矩没有帮助的无效的磁场的点；以及在内置矩形的剖面形状的永久磁铁的转子中，在其外周表面产生的磁通分布为包括许多高次谐波的矩形波状，铁损增大的点。

发明内容

本发明为了有助于高扭矩密度化、高输出密度化、小型化，且能够抑制无效的磁场以及高次谐波，是用于马达的转子铁芯的磁性板，其主体部形成为环绕形状且被层叠多个，在磁铁保持用的开口部保持具有在上述主体部的周向上长度较长且大致矩形的剖面的永久磁铁，其中该磁铁保持用的开口部形成在外周缘的内侧，其周向上的长度较长，且在周向上以规定间隔排列有多个，上述用于马达的转子铁芯的磁性板的特征在于，将上述主体部的外周缘与上述开口部之间的磁极部的转子径向宽度设定为比上述永久磁铁剖面的转子径向宽度(短边长度。以下称为永久磁铁的径向剖面宽度)小，以沿上述开口部的端部角呈钩状，且径向的最大宽度成为比上述永久磁铁的径向剖面宽度小的宽度的方式设定相对的高硬度部。

发明的效果

因为本发明的磁性板是上述构成，所以能够从沿开口部的端部角形成钩状的高硬度部到达磁极部，将其宽度设定为比永久磁铁的径向剖面宽度小，能够减小磁极部的磁阻。通过沿开口部的端部角形成钩状的高硬度部，能够提高开口部的离心强度(塑性变形电阻)，抑制开口部的端部角周边中的对转子旋转扭矩没有帮助的无效的磁通并且使其有效化，抑制由矩形的剖面形状的永久磁铁在转子外周表面产生的磁通分布所包含的高次谐波。

因此，能够有助于由工业用马达、电气汽车、混合动力汽车等所要求的高扭矩化、高输出化、小型化等。

附图说明

图1是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图2是使旋转位置偏移的转子的主要部分主视图。(实施例1)

图3是对尺寸关系进行说明的主要部分主视图。(实施例1)

图4是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图5是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图6是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图7是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图8是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图9是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图10是转子的主要部分主视图。(实施例1)

图11是转子的主要部分主视图。(比较例)

图12是转子的主要部分主视图。(比较例)

图13是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了屈服载荷上升率以及旋转感应电压上升率的曲线图。

图14是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了压缩率与磁铁拉伸屈服载荷上升率的关系的曲线图。

图15是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了压缩率与旋转感应电压上升率的关系的曲线图。

图16是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了压缩率与磁铁拉伸屈服载荷上升率的关系的曲线图。

图17是用形状例和比较例比较了压缩率与旋转感应电压上升率的关系的曲线图。

图18是表示破坏形状和高次谐波电压系数减少率的曲线图。

图19是表示压缩率和高次谐波电压系数减少率的曲线图。

图20是转子的立体图。(以往例)

图21是磁场形成的概念图。(以往例)

图22是转子的主要部分主视图。(以往例)

具体实施方式

通过如下的磁性板实现有助于高扭矩化、高输出化、小型化，且能够抑制无效的磁场以及高次谐波这样的目的，该磁性板是用于马达的转子铁芯的磁性板，其主体部形成为环绕形状且被层叠多个，在磁铁保持用的开口部保持剖面为上述主体部的周向上的长度较长且大致矩形的永久磁铁，其中该磁铁保持用的开口部形成在外周缘的内侧，其周向上的长度较长，且在周向上以规定间隔排列有多个，将上述主体部的外周缘与上述开口部之间的磁极部的转子径向宽度设定为比上述永久磁铁的径向剖面宽度小，以沿上述开口部的端部角呈钩状，且径向的最大宽度成为比上述永久磁铁的径向剖面宽度小的宽度的方式设定屈服应力相对较高的高硬度部。

上述高硬度部也可以设定于遍及在上述开口部的周向端部位于上述主体部的外周侧的沿周向的第一边缘以及在与第一边缘连续的边缘上且位于上述永久磁铁的周向端缘侧的第二边缘和与上述第一边缘对应的上述主体部的外周缘侧的第三边缘以及上述开口部相互间的桥部的第四边缘或者上述开口部间的整个范围。

上述高硬度部在上述主体部的周向上的范围也可以被设定为到沿上述永久磁铁的端缘到达上述外周缘的边界为止，或者超过该边界进入上述磁极部中央侧。

上述高硬度部在上述主体部的周向上的端缘也可以倾斜形成为从上述开口部侧朝向上述主体部的外周缘逐渐进入上述磁极部中央侧。

也可以在上述主体部的外周缘具备逐渐切入上述磁极部间这样的形态的凹形状部，上述高硬度部的上述倾斜形成的端缘在上述凹形状部的逐渐切入这样的形状的开始点处到达上述主体部的外周缘。

上述高硬度部的在沿上述永久磁铁的端缘的方向的长度上且上述开口部间内的长度也可以被设定为上述永久磁铁的径向剖面宽度的1/2以上，上述高硬度部在上述主体部的周向上的沿上述开口部的边缘部分与上述永久磁铁重叠的长度被设定为沿上述永久磁铁剖面的转子周向与磁极部接触的长边的长度(以下，称为永久磁铁的周向剖面长度)的1/6以下到0，上述高硬度部相对于上述主体部的一般部的硬度，用维氏硬度设定为1.3～2.3倍。

上述高硬度部也可以相对于上述主体部的一般部的板厚以压缩率5～25％压缩加工。

上述高硬度部的磁场4000A/m下的磁通密度也可以相对于上述主体部的一般部为0.4～0.8倍。

上述被层叠多个的主体部也可以由硅钢板形成。

上述主体部的硅钢板的组成(质量％)也可以是Si：2～4，剩余部：铁以及不可避免的杂质。

上述高硬度部的硬度也可以是250～390Hv。

上述主体部的厚度也可以是0.1～0.5mm。

上述主体部也可以通过接合多个分割体而配置成环状。

上述高硬度部也可以在上述主体部的周向上形成于上述开口部的两端部。

实施例1

[形状例1]

图1是转子的主要部分主视图(相对于磁性板面是正面)，图2是使旋转位置偏移的转子的主要部分主视图，图3是对尺寸关系进行说明的主要部分主视图。此外，图1也使用于后述的离心强度的评价方法的说明，所以固定位置的阴影以及负载方向的箭头被一并记载。

如图1、图2那样，用于电动马达的转子1的转子铁芯3层叠多个磁性板5而形成。各磁性板5的主体部7使用了高磁导率材料例如硅钢板，形成为环绕状例如圆盘状、圆环形状。构成该主体部7的硅钢板的组成(质量％)为Si：2～4，剩余部分：铁以及不可避免的杂质。此外，作为磁性板5的材料，也能够使用其他的材料。

在主体部7，在圆形的外周缘9以周向规定间隔形成有凹形状部11。凹形状部11形成为如逐渐切入磁极部间的形状。在各凹形状部11的周向间，在外周缘9的内侧形成有沿周向的磁铁保持用的开口部亦即磁铁插槽13。磁铁插槽13沿作为周向的切线方向形成为长度较长且在周向以规定间隔排列多个。在各磁铁插槽13，通过粘合剂分别保持有永久磁铁15。也能够使各磁铁插槽13分别保持2个一组的永久磁铁。

永久磁铁15其剖面向主体部7的周向形成为长度较长的大致矩形形状且沿磁性板层叠方向延伸，通过被磁铁插槽13保持而在主体部7的周向以规定间隔排列多个。

磁铁插槽13在永久磁铁15的区域的两侧具备粘合剂区域17，粘合剂区域17与桥部19相邻，桥部19位于磁铁插槽13与主体部7的外周缘9的凹形状部11之间。在各磁铁插槽13间，一对桥部19的在主体部7的径向上的各磁铁插槽13间的内端部侧作为结合部19a成为一体。

主体部7的外周缘9与磁铁插槽13之间的磁极部21的径向宽度以比永久磁铁15的径向剖面宽度小的方式设定。在该情况下，磁极部21的径向宽度以及永久磁铁15的径向剖面宽度的比较是磁极部21的最大宽度位置亦即磁极中心中的尺寸。在主体部7从桥部19到磁极部21设置有高硬度部23。高硬度部23在主体部7的周向形成于磁铁插槽13的两端部。

高硬度部23以沿磁铁插槽13的端部角13a形成钩状，且径向中的最大宽度为比永久磁铁15的径向剖面宽度小的宽度的方式形成。在本实施例中，在整个高硬度部23，以最大宽度为比永久磁铁15的径向剖面宽度小的宽度的方式形成。其中，以仅高硬度部23的径向中的最大宽度为比永久磁铁15的径向剖面宽度小的宽度的方式形成，在高硬度部23的磁铁插槽13间的宽度也能够形成为比永久磁铁15的径向剖面宽度大。

高硬度部23是通过压缩加工而相对于主体部7的高硬度部23以外的一般部设定为相对高硬度的部分。高硬度部23相对于主体部7的一般部的板厚例如是0.1～0.5mm而以压缩率5～25％压缩加工。高硬度部23相对于主体部7的一般部的硬度用维氏硬度设定为1.3～2.3倍。具体而言，高硬度部23的硬度是250～390Hv。

通过这样的设定，高硬度部23的磁场4000A/m下的磁通密度相对于主体部7的一般部为0.4～0.8倍。

如图2那样，高硬度部23被设定于遍及第一边缘25以及第二边缘27和第三边缘29以及第四边缘31的整个范围。

第一边缘25是在磁铁插槽13的周向端部位于主体部7的外周侧的沿周向的部分。第二边缘27是在与第一边缘25连续的边缘上且位于永久磁铁15的周向端缘15a侧的桥部19的部分。第三边缘29是与第一边缘25对应的主体部7的外周缘9侧的部分。第四边缘31是磁铁插槽13相互间的桥部19的外侧的部分。

换句话说，在本实施例中，在高硬度部23的形成范围中，从磁极部21到桥部19遍及其整个宽度。

其中，高硬度部23的形成范围也能够从磁极部21到桥部19在其宽度方向上部分地形成，也能够仅在磁极部21或者桥部19的一方在宽度方向上部分地形成，而在另一方，在整个宽度方向形成。并且，在磁极部21、桥部19的宽度方向上部分地形成的情况下，也能够仅在宽度方向的中间部如高硬度的芯部那样形成。

高硬度部23以主体部7的周向上的范围超过沿永久磁铁15的端缘15a到达外周缘9侧的边界33(图3)而进入磁极部21中央侧的方式设定。在该情况下，外周缘9侧是指凹形状部11的第三边缘29，如后述那样，位于比外周缘9靠主体部7的径向内侧(例如对于转子外径线是径向内侧)。

高硬度部23以主体部7的周向上的端缘23a(图2)从磁铁插槽13侧朝向主体部7的外周缘9逐渐进入磁极部21中央侧的方式倾斜形成。高硬度部23的倾斜形成的端缘23a在凹形状部11的开始点11a到达主体部7的外周缘9。即，开始点11a是如凹形状部11从圆形的外周缘9(例如转子外径线)向内径侧逐渐偏移而切入的形状开始的外周缘9中的点。

高硬度部23被设定为，主体部7的径向中的端缘23b位于与结合部19a的边界，各端缘23b倾斜相对，且间隔向主体部7的径向内侧逐渐扩大。

在图3中，高硬度部23将沿永久磁铁15的端缘15a的方向上的磁铁插槽13间内的长度设为L1，并将在沿主体部7的周向的一侧的磁铁插槽13边缘的部分与永久磁铁15重叠的长度设为L2。L1的一端与永久磁铁15的磁极部21侧的边缘一致，另一端为沿端缘15a的方向上的端缘23b的前端。

L1被设定为永久磁铁15的径向剖面宽度的1/2以上，L2被设定为永久磁铁15的周向剖面长度的1/6以下。

[形状例2]

图4是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号附加A，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例2的磁性板5A中，主体部7A的周向上的高硬度部23A的范围为到沿永久磁铁15的端缘15a直线到达外周缘9A的边界33A为止，高硬度部23A的主体部7A的周向上的端缘23Aa位于边界33A。在该形状例2中，端缘23Aa以及凹形状部11A的开始点11Aa位于边界33A上。L2＝0。

其他与形状例1相同。

[形状例3]

图5是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号附加B，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例3的磁性板5B中，主体部7B的周向上的高硬度部23B的范围以超过沿永久磁铁15的端缘15a到达外周缘9B的边界33B而进入磁极部21中央侧的方式设定。主体部7的周向上的高硬度部23B的端缘23Ba与边界33B平行地设定。

其他与形状例1相同。

[形状例4]

图6是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号标注C，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例4的磁性板5C中，相对于形状例3，变更了主体部7C的径向内侧中的高硬度部23C的端缘23Cb的设定。端缘23Cb在主体部7C的径向上远离结合部19a配置，各端缘23Cb与永久磁铁15的端缘15a几乎平行，以彼此对置的方式设定。

其他与形状例1相同。

[形状例5]

图7是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号附加D，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例5的磁性板5D中，相对于形状例3，是高硬度部23D共通，并在永久磁铁15D有倒角部15Db的情况的例子。

其他与形状例1相同。

[形状例6]

图8是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号标注E，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例6的磁性板5E中，相对于形状例3，以包围永久磁铁15的端部15c的方式放大形成粘合剂区域17E。

其他与形状例1相同。

[形状例7]

图9是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号附加F，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例7的磁性板5F中，高硬度部23F被设定于遍及第一边缘25F以及第二边缘27F和第三边缘29F以及第四边缘31F的整个范围。

第一边缘25F是在磁铁插槽13F的周向端部沿周向的部分。第二边缘27F是与第一边缘25F相同的边缘上的桥部19F的部分。第三边缘29F是与第一边缘25F对应的主体部7F的外周缘9F侧的部分。第四边缘31F是磁铁插槽13F相互间的桥部19F的外侧的部分。

第三边缘29F不是如形状例1那样凹形状部的边缘，而是外周缘9F(转子外径线上)的一部分。

在磁性板5F中，在磁铁插槽13F未设置粘合剂区域，永久磁铁15F的剖面形状与磁铁插槽13F对应形成。在该磁铁插槽13F嵌合保持有永久磁铁15F，所以高硬度部23F沿永久磁铁15F的端部15Fc被设定为第一边缘25F以及第二边缘27F成为直角的钩状。

高硬度部23F的周向上的端缘23Fa是与形状例3相同的设定，但径向上的端缘23Fb被设定为进入结合部19Fa。端缘23Fb与永久磁铁15F剖面的长边相同地沿着主体部7F的周向。

其他与形状例1相同。

[形状例8]

图10是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，对与形状例1相同的构成部分标注相同符号，在对应的构成部分对该符号附加G，省略重复的说明。

在本实施例1的形状例8的磁性板5G中，在主体部7G未形成凹形状部，高硬度部23G被设定于遍及在磁铁插槽13G的周向端部沿周向的第一边缘25G以及与此相同的边缘上的桥部19G的部分亦即第二边缘27G、和与第一边缘25G对应的主体部7G的外周缘9G侧的第三边缘29G以及磁铁插槽13G相互间的整个范围，且呈T型。第三边缘29G在磁铁插槽13G相互间连续。

此外，桥部19G不是指T字的中央全体，而是一对高硬度部23G的各桥部19G为一体，构成T字的中央，因此，桥部19G的周向上的宽度为T字部的周向宽度的1/2。

[比较例1]

图11涉及比较例1，是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，是与形状例3基本相同的构造，仅将代表性的符号与形状例3相同地标注。

在比较例1中，与形状例3比较，以在主体部7B的周向上沿磁铁插槽13的边缘的长度L2超过永久磁铁15的周向剖面长度的1/6的方式设定。

其他与形状例3相同。

[比较例2]

图12涉及比较例2，是相当于图2、图3的转子的主要部分主视图。此外，是与形状例3基本相同的构造，仅将代表性的符号与形状例3相同地标注。

在比较例2中，与形状例3比较，沿永久磁铁15的端缘15a的方向以及磁铁插槽13间的长度L1低于永久磁铁15的径向剖面宽度的1/2，例如，设定为L1＝0。

其他与形状例3相同。

[高硬度部的长度的根据]

(0≤L2≤1/6)

图13是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了作为离心强度的代替指标的磁铁拉伸屈服载荷的上升率以及作为有效磁通量的代替指标的使转子用与定子不同的系统的动力旋转并被不供给电力的定子引起的电压(以下，称为旋转感应电压)的上升率的曲线图，图14是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了加工高硬度部时的压缩率与磁铁拉伸屈服载荷上升率的关系的曲线图，图15是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了该压缩率与旋转感应电压上升率的关系的曲线图。

离心强度的评价如图1那样进行。离心强度提高效果为，将比图1的磁铁插槽13靠内径侧的轭部7a固定在斜线的范围，将模拟了永久磁铁15的夹具插入开口部。

将使夹具向外径方向如箭头那样位移时的位移负载的关系线图化，将该线图的比例限度定义为屈服载荷，将其大小作为离心强度评价的代替。

由马达的产生扭矩引起的有效磁通量用成为代替指标的旋转感应电压的大小来评价。

在图13中，将横轴作为形状例(1)～(4)，将纵轴作为磁铁拉伸屈服载荷上升率％以及旋转感应电压上升率％。形状例选定了(1)：实施例1的形状例2、(2)：实施例1的形状例3、(3)：实施例1的形状例1、(4)：比较例1的形状例。高硬度部23的压缩率为14％。

为了成为高硬度而使对应位置压缩，但为此需要压缩负载。高硬度部的面积为(1)＜(2)＜(3)＜(4)，如果压缩率相同，则面积越大，压缩负载越大。磁铁拉伸屈服载荷、旋转感应电压均在(3)中上升率最大，若面积进一步增大则上升率下降，加工能量方面低效(高成本)。

换句话说，若如箭头I那样设定边界，则排除(4)的比较例1，从加工能量上来看而成为上述0≤L2≤1/6的设定。

图14将横轴作为压缩率，将纵轴作为磁铁拉伸屈服载荷上升率％。选定的形状例与图13相同。

如图14的箭头I那样，从压缩率5％开始满足市场要求亦即上升率20％以上。保持永久磁铁15的桥部为了减少漏磁通而尽可能地变细，而有使该强度如箭头II那样最低上升20％左右的市场要求。因为在箭头III的压缩率25％以上，屈服载荷的上升率比压缩率5％低，压缩加工能量(制造成本)方面低效，所以如上述那样使压缩率的上限为25％。

图15将横轴作为压缩率，将纵轴作为旋转感应电压上升率％。选定的形状例与图13相同。

(4)的比较例1在箭头I的压缩率5％以上满足磁铁拉伸屈服载荷的要求，但旋转感应电压上升率小于要求的1％(箭头II)且为允许范围外。若由于漏磁通的减少而有效磁通量的代替指标亦即旋转感应电压若不上升1％以上则不认为是有效的性能。

(1)～(3)的实施例的形状例2、3、1均为允许范围。

换句话说，排除(4)的比较例1，从性能上来看而成为上述0≤L2≤1/6的设定。

(L1≥1/2)

图16是用实施例的形状例和比较例的形状例比较了压缩率与磁铁拉伸屈服载荷上升率的关系的曲线图，图17是用形状例和比较例比较了压缩率与旋转感应电压上升率的关系的曲线图。

在图16中，将横轴作为压缩率，将纵轴作为磁铁拉伸屈服载荷上升率％。形状例选定了(5)：比较例2的形状例、(6)：实施例1的形状例4、(2)：实施例1的形状例3。

在压缩率5～25％中，相对于比较例2的高硬度部23B的屈服载荷上升率未到达20％，在实施例1的形状例4、形状例3中为上升率20％以上。

在图17中，将横轴作为压缩率，将纵轴作为旋转感应电压上升率％。形状例的选定与图16相同。

在压缩率5％中，相对于比较例2的高硬度部23B的感应电压上升率未到达1％，在实施例1的形状例4、形状例3中在压缩率5～25％中为上升率1％以上。

换句话说，在屈服载荷上升率以及感应电压上升率方面，排除比较例2，从性能上来看，成为上述L1≥1/2的设定。

[高次谐波的抑制]

在旋转感应电压包含有高次谐波，但作为表示该含有率的指标，导入高次谐波电压系数(以下，称为HVF)来进行评价。HVF如式1。

..........(式1)

这里，

Un：相对于基波电压的n次谐波电压的比例

n：次数

在图18中，将横轴作为形状例(1)～(4)，将纵轴作为HVF减少率％。形状例与上述相同地选定(1)：实施例1的形状例2、(2)：实施例1的形状例3、(3)：实施例1的形状例1、(4)：比较例1的形状例，高硬度部23的压缩率为14％。为了成为高硬度而使对应位置压缩，但为此需要压缩负载。高硬度部的面积为(1)＜(2)＜(3)＜(4)，如果压缩率相同，则面积越大，压缩负载越大。高次谐波电压系数因面积越大而越减少。

图19将横轴作为压缩率，将纵轴作为HVF减少率％。选定的形状例与前图相同。在该形状中，如果是上述的高硬度部的压缩率范围5～25％，则高次谐波电压系数相对于没有高硬度部的形状减少。

另外，上述永久磁铁15的起磁力在径向产生，所以HVF根据上述磁极部21侧的高硬度部的范围而变化，但在上述桥部19侧的高硬度部的范围中给予HVF的影响轻微，桥部19侧的高硬度部在本发明的范围内便已足够。因此，对于形状例1～8，能够减少由永久磁铁15在转子外周表面产生的磁通分布所包含的高次谐波，并抑制铁损。

[漏磁通的抑制]

对于形状例1，在如图1那样埋设了将永久磁铁15剖面长边的外周侧作为N极，将内周侧作为S极的永久磁铁15等的情况下，若从桥部19等向磁极部21侧形成了高硬度部23等，则能够实现该部分中的磁特性的降低。因此，磁通主要在永久磁铁15剖面长边的垂直方向即磁极部中的转子径向较多产生，能够减少桥部19侧中的无效的磁通，使对转子旋转有效的磁通更多。

其他的形状例2～8也相同。

[制造方法]

对于形状例1，对于主体部7的高硬度部23的形成在由板材形成主体部7的轮廓之前压缩加工成为高硬度部23的预定位置来预先形成。

此外，也能够在形成了主体部7的轮廓之后形成高硬度部23。

其他的形状例2～8也相同。

[分割铁芯]

主体部7还能够适用于接合多个分割体来配置形成为环状。

[实施例1的效果]

在本发明的实施例1中，是主体部7形成为环绕形状且被层叠多个并使在外周缘9的内侧沿周向形成为长度较长且在周向以规定间隔排列多个的磁铁保持用的磁铁插槽13保持剖面为主体部7的周向上的长度较长且大致矩形的永久磁铁的用于马达的转子铁芯的磁性板5，将主体部7的外周缘9与磁铁插槽13之间的磁极部21的径向宽度以比永久磁铁15的径向剖面宽度小的方式设定，以沿磁铁插槽13的端部角形成钩状的方式且用比永久磁铁15的径向剖面宽度小的宽度设定有针对一般部的相对高硬度部23。

因此，能够将磁极部21的宽度设定为比永久磁铁15的径向剖面宽度小，减小磁极部21的磁阻，使对转子旋转有效的磁通更多。

其他的磁性板5A～5G也相同。

能够抑制磁铁插槽13的端部角周边的桥部19中的对转子旋转扭矩没有帮助的无效的磁通并使其有效化。并且，高硬度部23的宽度与永久磁铁15的径向剖面宽度相比宽度小，能够更可靠地抑制无效的磁通并使其有效化。

其他的磁性板5A～5G也相同。

[其他]

此外，磁铁插槽并不局限于精确的矩形，也可以例如是转子同心圆上的多少圆弧状的形状，另外，磁铁插槽的配置、数量也根据电动马达的用途适当地选择。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G—转子；3、3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G—转子铁芯；5、5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G—磁性板；7、7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G—主体部；9、9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G—外周缘；11、11A、11B、11C、11D、11E、11F—凹形状部；13、13E、13F、13G—磁铁插槽(开口部)；15、15D、15F、15G—永久磁铁；15a、15Da、15Fa、15Ga—端缘；19、19F、19G—桥部；21、21A、21B、21C、21D、21E、21F、21G—磁极部；23、23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G—高硬度部；23a、23Aa、23Ba、23Ca、23Da、23Ea、23Fa、23Ga—端缘；23b、23Ab、23Bb、23Cb、23Db、23Eb、23Fb、23Gb—端缘；25、25E、25F、25G—第一边缘；27、27E、27F、27G—第二边缘；29、29F、29G—第三边缘；31、31F、31G—第四边缘；33、33A、33B—边界。

Claims (13)

1.一种用于马达的转子铁芯的磁性板，

其主体部形成为环绕形状且被层叠多个，在磁铁保持用的开口部保持剖面为上述主体部的周向上的长度较长的大致矩形的永久磁铁，其中该磁铁保持用的开口部形成在上述主体部的外周缘的内侧，其周向上的长度较长，且在周向上以规定间隔在上述主体部排列有多个，上述用于马达的转子铁芯的磁性板的特征在于，

将上述主体部的外周缘与上述开口部之间的磁极部的径向宽度设定为比上述永久磁铁的径向剖面宽度小，

高硬度部以沿上述开口部的端部角呈钩状且径向的最大宽度成为比上述永久磁铁的径向剖面宽度小的宽度的方式设于上述主体部，

上述高硬度部相对于上述主体部的高硬度部以外的一般部设定为相对高硬度。

2.根据权利要求1所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部设定于遍及第一边缘以及第二边缘、和第三边缘以及第四边缘的整个范围，上述第一边缘是在上述开口部的周向端部位于上述主体部的外周侧的沿周向的部分，上述第二边缘是在与第一边缘连续的边缘上且位于上述永久磁铁的周向端缘侧的部分，上述第三边缘是与上述第一边缘对应的上述主体部的外周缘侧的部分，上述第四边缘是上述开口部相互间的桥部的外侧的部分。

3.根据权利要求1所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部设定于遍及第一边缘以及第二边缘、和第三边缘以及上述开口部间的整个范围且呈T型，上述第一边缘是在上述开口部的周向端部位于上述主体部的外周侧的沿周向的部分，上述第二边缘是在与上述第一边缘连续的边缘上且位于上述永久磁铁的周向端缘侧的部分，上述第三边缘是与上述第一边缘对应的上述主体部的外周缘侧的部分。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部在上述主体部的周向上的范围被设定为到沿上述永久磁铁的端缘到达上述外周缘的边界为止，或者超过该边界进入上述磁极部中央侧。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部在上述主体部的周向上的端缘倾斜形成为从上述开口部侧朝向上述主体部的外周缘逐渐进入上述磁极部中央侧。

6.根据权利要求5所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

在上述主体部的外周缘具备逐渐切入上述磁极部间的形态的凹形状部。

7.根据权利要求6所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部的上述倾斜形成的端缘在上述凹形状部的开始点处到达上述主体部的外周缘，该开始点是上述凹形状部的逐渐切入的形状的开始点。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部的沿上述永久磁铁的端缘的方向的长度以及上述开口部间的长度被设定为上述永久磁铁的径向剖面宽度的1/2以上，

上述高硬度部在上述主体部的周向上的沿上述开口部的边缘部分与上述永久磁铁重叠的长度被设定在上述永久磁铁的周向剖面长度的1/6以下到0之间。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部的磁场4000A/m下的磁通密度相对于上述主体部的一般部为0.4～0.8倍。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述主体部的厚度为0.1～0.5mm。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述主体部通过接合多个分割体而配置成环状。

12.根据权利要求1～3中任一项所述的用于马达的转子铁芯的磁性板，其特征在于，

上述高硬度部具有相对于上述主体部的一般部而以压缩率5～25％的范围减少的板厚。

13.一种用于马达的转子铁芯的磁性板的制造方法，是根据权利要求1～12中任一项所述的马达的转子铁芯的磁性板的制造方法，其特征在于，

在由板材形成上述主体部的轮廓之前对成为上述高硬度部的预定位置进行压缩加工而预先形成上述高硬度部。