CN109964388B - 旋转电机用转子以及旋转电机用转子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旋转电机用转子以及其制造方法。转子铁芯(15)具备在轴向L层叠多张磁性板(50)而形成的层叠构造体(20)。层叠构造体(20)被配置多张磁性板(50)随着朝向轴向L的一侧而每次位置向周向C的一侧偏离一定角度。通过遍及多张磁性板(50)的全部在轴向L连通的多个贯通孔而形成磁铁插入孔(31、32)。永久磁铁(41、42)被设为绕轴心A扭曲了的形状以便从轴向L的外侧被收纳于磁铁插入孔(31、32)。

Description

旋转电机用转子以及旋转电机用转子的制造方法
技术领域
本发明涉及具备转子铁芯以及被埋入转子铁芯的永久磁铁的旋转电机用转子、以及其制造方法。
背景技术
作为旋转电机用转子的一个例子，日本特开2015-115985号公报(专利文献1)公开了具有阶梯偏斜(stepped skew)构造的转子。具体而言，专利文献1的旋转件3的旋转件铁心1在轴向被分割为多个块。而且，将各块在周向错开配置，从而形成了阶梯偏斜。采用这样的阶梯偏斜构造，从而能够实现齿槽转矩、转矩波动的减少。
然而，在专利文献1记载的结构中，在轴向排列的多个永久磁铁，按多个块的每一个阶段性地在周向错开配置，所以抑制周向的磁铁磁通的急剧变化的效果是限定的，很难较大地减少齿槽转矩和转矩波动。
专利文献1：日本特开2015-115985号公报(段落0012，图1等)。
因此，希望实现能够在转子设置用于获得更能减少齿槽转矩和转矩波动的偏斜构造的技术。
发明内容
鉴于上述情况，具备了转子铁芯、以及被埋入上述转子铁芯的永久磁铁的旋转电机用转子的特征构成如下：上述转子铁芯具备在沿着轴心的方向亦即轴向层叠了多张磁性板的层叠构造体，多张上述磁性板各自在周向的多个位置具备供上述永久磁铁插入的贯通孔，将上述磁性板各自的以上述轴心为基准的多个上述贯通孔的相对位置关系以及各个上述贯通孔的形状，在上述多张磁性板彼此间是相同的，上述层叠构造体被配置为，上述多张磁性板随着朝向上述轴向的一侧而每次位置向上述周向的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板的全部在上述轴向连通的多个上述贯通孔而形成磁铁插入孔，上述永久磁铁以从上述轴向的外侧被收纳于在上述轴向的两端间偏离了与上述一定角度对应的角度的上述磁铁插入孔的方式被设为绕上述轴心扭曲了的形状。
根据上述特征构成，转子铁芯具备以上述多张磁性板随着朝向上述轴向的一侧而每次位置向上述周向的一侧偏离一定角度的方式被配置的层叠构造体，通过遍及多张磁性板的全部在轴向连通的多个贯通孔而形成磁铁插入孔。因此，能够在层叠构造体形成被分割为与磁性板的张数相同的数量的连续的偏斜构造，能够抑制输出转矩的降低等的旋转电机的性能降低，并且能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
因此，根据上述构成，永久磁铁被设为绕轴心扭曲了的形状，以便永久磁铁被从轴向的外侧收纳于磁铁插入孔。因此，能够在层叠构造体形成如上述那样连续的偏斜构造，并且作为永久磁铁能够使用轴向连续的形状的永久磁铁。其结果，能够实现连续的偏斜构造，并且能够抑制部件个数的增加。
如上所述，根据上述构成，能够将用于实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少的偏斜构造设置于转子。
旋转电机用转子具备转子铁芯、以及被埋入上述转子铁芯的永久磁铁，上述转子铁芯具备在沿着轴心的方向亦即轴向层叠了多张磁性板的层叠构造体，多张上述磁性板各自在周向的多个位置具备供上述永久磁铁插入的贯通孔，将上述磁性板各自的以上述轴心为基准的多个上述贯通孔的相对位置关系以及各个上述贯通孔的形状，在上述多张磁性板彼此间是相同的，上述层叠构造体被配置为，上述多张磁性板随着朝向上述轴向的一侧而每次位置向上述周向的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板的全部在上述轴向连通的多个上述贯通孔而形成磁铁插入孔，将上述永久磁铁的与上述轴心正交的剖面设为磁铁剖面，将与多张上述磁性板各自对应的上述轴向的各位置的上述磁铁剖面的重心位置设为对应重心位置，在上述永久磁铁的上述轴向的整个区域中，上述对应重心位置与上述轴心在上述径向的距离相同，上述对应重心位置，随着朝向上述轴向的一侧而向上述周向的一侧偏离与上述一定角度相同的角度。
根据该构成，转子铁芯具备以多张磁性板随着朝向轴向的一侧而位置向周向的一侧偏离一定角度的方式被配置的层叠构造体，通过遍及多张磁性板的全部在轴向连通的多个贯通孔而形成磁铁插入孔。因此，能够在层叠构造体形成被分割为与磁性板的张数相同的数量的连续的偏斜构造，能够抑制输出转矩的降低等的旋转电机的性能降低，并且能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
据此，根据上述构成，如上述那样作为与将连续的偏斜构造形成于层叠构造体的磁铁插入孔的形状相吻合的轴向连续的形状的永久磁铁，所以能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
如上所述，根据上述构成，能够将用于实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少的偏斜构造设置于转子。
鉴于上述情况，具备转子铁芯、以及被埋入上述转子铁芯的永久磁铁的旋转电机用转子的制造方法的特征构成如下，具备：准备上述转子铁芯以及上述永久磁铁的准备工序；以及将上述永久磁铁插入上述转子铁芯的磁铁插入工序，上述转子铁芯具备在沿着轴心的方向亦即轴向层叠了多张磁性板的层叠构造体，多张上述磁性板各自在周向的多个位置具备供上述永久磁铁插入的贯通孔，将上述磁性板各自的以上述轴心为基准的多个上述贯通孔的相对位置关系以及各个上述贯通孔的形状，在上述多张磁性板彼此间是相同的，上述层叠构造体被配置为，上述多张磁性板随着朝向上述轴向的一侧而每次位置向上述周向的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板的全部在上述轴向连通的多个上述贯通孔而形成磁铁插入孔，上述永久磁铁以能够从上述轴向的外侧插入上述磁铁插入孔的方式被设为绕上述轴心扭曲了的形状，在上述磁铁插入工序中，使上述永久磁铁相对于上述层叠构造体一边绕上述轴心旋转一边向上述轴向移动。
根据上述特征构成，能够利用磁铁插入工序将以能够从轴向的外侧插入磁铁插入孔的方式绕轴心扭曲了的形状的永久磁铁适当地插入以多张磁性板随着朝向轴向的一侧而每次位置向周向的一侧偏离一定角度的方式被配置了的层叠构造体，来制造转子。即，能够将被分割为与磁性板的张数相同的数量的连续的偏斜构造形成在层叠构造体，并且作为永久磁铁使用轴向连续的形状的永久磁铁来制造转子，所以与作为永久磁铁需要使用在轴向被分割的永久磁铁的情况相比，能够实现磁铁插入工序的简化。
据此，根据上述特征构成，如上所述，能够适当地制造设置有用于实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少的偏斜构造的转子。
附图说明
图1是表示实施方式的旋转电机的图。
图2是实施方式的旋转电机的一部分的与轴向正交的剖视图。
图3是实施方式的磁性体板的轴向视图。
图4是实施方式的转子的立体图。
图5是实施方式的层叠构造体的一部分的轴向视图。
图6是实施方式的永久磁铁的轴向视图。
图7是实施方式的磁铁插入工序的示意图。
图8是表示实施方式的转子的制造方法的流程图。
图9是其它实施方式的转子的立体图。
图10是其它实施方式的转子的一部分的沿着轴向的剖视图。
具体实施方式
参照附图来说明旋转电机用转子以及其制造方法的实施方式。此外，在以下的说明中，“轴向L”、“径向R”、以及“周向C”以旋转电机用转子(以下称为“转子2”。)的轴心A(参照图1等)为基准定义。轴心A是假想轴，转子2绕轴心A旋转。而且，如图4等所示，将轴向L的一侧设为“轴向第一侧L1”，将轴向L的另一侧(与轴向第一侧L1相反的一侧)设为“轴向第二侧L2”。另外，将周向C的一侧设为“周向第一侧C1”，将周向C的另一侧(与周向第一侧C1相反的一侧)设为“周向第二侧C2”。在本说明书中，与尺寸、配置方向、配置位置等相关的用语作为也包含具有因误差(制造上能被允许的程度的误差)导致的差异的状态的概念而使用。
如图1所示，旋转电机1具备转子2和定子3。即转子2是旋转电机用的转子。旋转电机1被收纳于壳体4，定子3的铁芯亦即定子铁芯10被固定于壳体4(在图1所示的例子中壳体4的内表面)，转子2相对于壳体4被支承为能够旋转。具体而言，旋转电机1具备经由轴承5相对于壳体4被支承为能够旋转的转子轴6，转子2的铁芯亦即转子铁芯15以与转子轴6一体旋转的方式被连结。转子轴6被插通于在轴向L贯通转子铁芯15的径向R的中心部的插通孔33(参照图4)。
转子铁芯15与定子铁芯10在径向R被对置配置。在本实施方式中，旋转电机1是内转子型的旋转电机。即在本实施方式中，转子2是内转子型的旋转电机用的转子，转子2被配置于比定子3(定子铁芯10)靠径向R的内侧且在径向R观察与定子3(定子铁芯10)重复的位置。旋转电机1是旋转磁场型的旋转电机，在定子铁芯10卷装有线圈13。而且，通过由定子3产生的磁场，作为励磁的转子2旋转。此外，在本说明书中，“旋转电机”作为还包含马达(电动机)、发动机(发电机)、以及根据需要实现马达以及发动机双方的功能的马达/发动机的任一个的概念而使用。
如图2所示，定子铁芯10在周向C形成多个沿轴向L延伸的插口11。多个插口11沿着周向C以一定间隔(即一定的配设间距D)而被配置。各个插口11在轴向L的两侧以及径向R的内侧具有开口部。在与周向C邻接的两个插口11之间形成有从在周向C连续的主体部(磁轭部)向径向R的内侧延伸的齿12。即定子铁芯10在周向C形成有多个沿轴向L延伸的齿12。而且，多个齿12沿着周向C以一定间隔(即一定的配设间距D)而被配置。这里，配设间距D是以轴心A为基准的角度。
如图2以及图4所示，转子2具备转子铁芯15、以及被埋入转子铁芯15的永久磁铁。即转子2是被用于埋入磁铁构造的旋转电机(例如同步电动机)的转子。以在轴向L贯通转子铁芯15的方式在转子铁芯15形成有供永久磁铁插入的磁铁插入孔。在本实施方式中，在周向C被形成多个的磁极P各自由在周向C被排列地配置的一对永久磁铁形成。这里，将形成一个磁极P的一对永久磁铁中的、被配置于周向第一侧C1的永久磁铁作为第一永久磁铁41，将被配置于周向第二侧C2的永久磁铁作为第二永久磁铁42。另外，将供第一永久磁铁41插入的磁铁插入孔作为第一磁铁插入孔31，将供第二永久磁铁42插入的磁铁插入孔作为第二磁铁插入孔32。以下，在对第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42的共同的结构进行描述的情况下，往往统称它们而称为永久磁铁(41、42)。另外，以下，在对第一磁铁插入孔31以及第二磁铁插入孔32的共同的结构进行描述的情况下，往往统称它们而称为磁铁插入孔(31、32)。
如图2所示，形成一个磁极P的第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42在与轴向L正交的各剖面中，将通过该剖面的磁极P的周向C的中心并与径向R平行地延伸的线段作为对称轴，成为相互对称的形状。据此，供形成一个磁极P的第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42插入的第一磁铁插入孔31以及第二磁铁插入孔32在与轴向L正交的各剖面中，以上述线段为对称轴而成为相互对称的形状。具体而言，在本实施方式中，形成一个磁极P的第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42，在与轴向L正交的剖面中，被配置为随着朝向径向R的外侧而相互的间隔变大的V字形。而且，形成一个磁极P的第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42，使相互相同的极性(N极或者S极)的磁极面朝向径向R的外侧而被配置。此外，在周向C相邻的两个磁极P具有相互相反的极性。采用这样的永久磁铁(41、42)的配置构成，从而在本实施方式的旋转电机1中，除了由永久磁铁(41、42)的磁链(线圈磁链)产生的磁转矩之外，还可能利用由q轴电感(Lq)与d轴电感(Ld)之间的凸极性(Ld＜Lq)产生的磁阻转矩。
磁铁插入孔(31、32)在与轴向L正交的剖面中，其一部分或者全部成为供永久磁铁(41、42)配置的磁铁配置区域。在本实施方式中，在与轴向L正交的剖面中，仅磁铁插入孔(31、32)的一部分的区域成为磁铁配置区域。具体而言，如图2所示，在与轴向L正交的剖面中，磁铁插入孔(31、32)在相对于配置永久磁铁(41、42)的磁铁配置区域在沿着磁极面的方向的两侧，具有相对于在转子铁芯15的内部流动的磁通作为磁阻(磁通屏障)发挥功能的区域。该区域被设为空隙，或被填充磁导率比磁性板50(后述的)低的填充材料(例如树脂等)。在本实施方式中，永久磁铁(41、42)的与轴向L正交的剖面的形状被形成为矩形，沿着矩形剖面的长边的方向此外沿着磁极面的方向。
如图4所示，转子铁芯15具备多张磁性板50在沿着轴心A的方向亦即轴向L被层叠而成的层叠构造体20。在本实施方式中，转子铁芯15具备一个层叠构造体20。磁性板50例如使用电磁钢板。多张磁性板50的厚度(轴向L的宽度)被相互相同地形成。此外，在图4和以后参照的图7、图9以及图10中，磁性板50的厚度相对于转子铁芯15的厚度的比率未必正确地表示了现实的比率。另外，一张磁性板50也未必需要由物理上的一张磁性板构成，也可利用将相同形状的磁性板以相同的相位在轴向L层叠而成的部件构成一张磁性板50。
如图3所示，多张磁性板50的各个在周向C的多个位置具备供永久磁铁(41、42)插入的贯通孔。在本实施方式中，各个磁性板50具备供第一永久磁铁41插入的贯通孔亦即第一贯通孔51、和供第二永久磁铁42插入的贯通孔亦即第二贯通孔52。以下，在对第一贯通孔51以及第二贯通孔52的共同的结构进行描述的情况下，往往统称它们而称为贯通孔(51、52)。各个磁性板50在周向C的多个位置具备与磁极P的数量相同的第一贯通孔51和第二贯通孔52的组。另外，各个磁性板50在径向R的中心部具备供转子轴6(参照图1)插入的第三贯通孔53。另外，各个磁性板50在向轴向L观察时外周面被形成为圆形。即各个磁性板50被形成为圆环板状，在径向R的内周面与外周面之间形成有贯通孔(51、52)。第一贯通孔51、第二贯通孔52以及第三贯通孔53均以在轴向L贯通磁性板50的方式被形成。而且，第一贯通孔51、第二贯通孔52以及第三贯通孔53均被形成为在与轴向L正交的方向不开口的形状(即、在轴向L观察时遍及整周封闭的形状)。
以各个磁性板50的轴心A为基准的多个贯通孔(51、52)的相对位置关系以及各个贯通孔(51、52)的形状在多张磁性板50彼此间是相互相同的。即，多张磁性板50在使周向C的相位一致并在轴向L重叠的情况下，以在相同的位置配置相同形状的贯通孔(51、52)的方式被形成。具体而言，在一个磁极P由一个永久磁铁形成的情况下，多张磁性板50的每一个沿着周向C以一定间隔(与磁极P相同的周向C的间隔)设置用于形成一个磁极P的一个贯通孔，该贯通孔的形状以及径向R的位置在多张磁性板50彼此间是相互相同的。另外，如本实施方式那样在一个磁极P由多个永久磁铁形成的情况下，多张磁性板50的各个沿着周向C以一定间隔(与磁极P相同的周向C的间隔)设置用于形成一个磁极P的多个贯通孔的组，该多个贯通孔的组的各贯通孔的形状、各贯通孔的径向R的位置以及多个贯通孔之间的周向C的相对位置关系，在多张磁性板50彼此间是相互相同的。另外，第三贯通孔53的内径在多张磁性板50彼此间相互相同的。例如能够设为使用多个被形成为相同的形状的磁性板50来形成层叠构造体20的构成。
而且，层叠构造体20被配置为多张磁性板50随着朝向轴向L的一侧而每次位置(相位)向周向C的一侧偏离一定角度。这样的层叠构造体20通过使多张磁性板50向周向C的一侧位置偏离一定角度并且层叠而被形成，或者以同相位层叠多张磁性板50之后通过调整各磁性板50的相位而形成。在图4所示的例子中，多张磁性板50被配置为随着朝向轴向第一侧L1而每次位置向周向第一侧C1偏离一定角度。此外，该一定角度被设定为被形成于在轴向L邻接的两张磁性板50的贯通孔彼此(这里是第一贯通孔51彼此以及第二贯通孔52彼此)，在从轴向L观察使具有重复的部分的范围(以下称为“第一角度范围”。)内的角度。在第一角度范围包含被形成于在轴向L邻接的两张磁性板50的一方的第一贯通孔51与被形成于另一方的第二贯通孔52在从轴向L观察时重复的角度范围的情况下，上述一定的角度被设定为除了该角度范围的第一角度范围内的角度。
形成一个层叠构造体20的多张磁性板50如上述那样被配置，其结果是，通过遍及多张磁性板50的全部并在轴向L连通的多个贯通孔(51、52)形成磁铁插入孔(31、32)。而且，形成一个磁铁插入孔(31、32)的多个贯通孔(51、52)被配置为随着朝向轴向L的一侧而每次位置向周向C的一侧偏离一定角度。在本实施方式中，通过遍及多张磁性板50的全部并在轴向L连通的多个第一贯通孔51形成第一磁铁插入孔31，通过遍及多张磁性板50的全部并在轴向L连通的多个第二贯通孔52形成第二磁铁插入孔32。另外，通过遍及多张磁性板50的全部并在轴向L连通的多个第三贯通孔53，形成供转子轴6插通的插通孔33。
如图5所示，形成一个第一磁铁插入孔31的多个第一贯通孔51被配置为随着朝向轴向第一侧L1而每次位置向周向第一侧C1偏离一定角度，形成一个第二磁铁插入孔32的多个第二贯通孔52被配置为随着朝向轴向第一侧L1而每次位置向周向第一侧C1偏离一定角度。此外，在图5中，为了避免繁琐，仅示出了用于形成一个磁极P的第一磁铁插入孔31、和用于形成与该磁极P在周向第一侧C1邻接的磁极P的第二磁铁插入孔32。另外，在图5中，用实线示出了被配置于最靠近轴向第二侧L2的磁性板50的贯通孔(51、52)，用虚线示出了被配置于最靠近轴向第一侧L1的磁性板50的贯通孔(51、52)。图中用“θ”表示的角度是一个磁铁插入孔(31、32)的轴向L的两端间的周向C的位置偏离量。将形成一个层叠构造体20的磁性板50的枚数设为“N”，对上述一定角度乘以(N-1)而得到的值是该位置偏离量θ。
优选位置偏离量θ被设定为转子铁芯15相对于定子铁芯10的相对扭斜量与配设间距D相等。相对于齿12的径向R的转子铁芯15侧的端部(在本实施方式中，径向R的内侧的端部)的、周向C的相对位置作为对象相对位置，上述相对扭斜量是一个磁铁插入孔(31、32)的轴向L的两端间的对象相对位置的偏离量。对象相对位置例如能够设为相对于齿12的上述端部的周向C的中心位置的相对位置。在本实施方式中，没有在定子铁芯10设置偏斜构造，所以相对扭斜量(对象相对位置的偏离量)与位置偏离量θ相等。在定子铁芯10设置了偏斜构造的情况下，例如能够设为将与被设置于转子铁芯15的偏斜构造反向的偏斜构造设置于定子铁芯10的构成。在本实施方式中设置了那样的构成的情况下，齿12的上述端部随着朝向轴向第一侧L1而朝向周向第二侧C2那样的偏斜构造被设置于定子铁芯10。在这样偏斜构造(例如反向的偏斜构造)被设置于定子铁芯10的情况下，与配设间距D不同的值(即配设间距D以上的值，或者配设间距D以下的值)能够成为位置偏离量θ的优选的值。
永久磁铁(41、42)以在轴向L的两端间相对于偏离了与上述一定角度对应的角度(这里是位置偏离量θ)的磁铁插入孔(31、32)被从轴向L的外侧收纳的方式，被设为绕轴心A扭曲了的形状。换言之，永久磁铁(41、42)以能够相对于磁铁插入孔(31、32)被从轴向L的外侧插入的方式，被设为绕轴心A扭曲了的形状。即永久磁铁(41、42)具有与磁铁插入孔(31、32)的形状相吻合的形状。具体而言，永久磁铁(41、42)的与轴向L正交的剖面形状沿着轴向L被一样地形成。在本实施方式中，如图6所示，永久磁铁(41、42)的与轴向L正交的剖面形状在轴向L的全部的位置中是矩形，该矩形的长边的长度沿着轴向L被一样地形成，并且该矩形的短边的长度沿着轴向L被一样地形成。这里，将永久磁铁(41、42)与轴心A正交的剖面设为磁铁剖面，将该磁铁剖面的轴向L视图的形状设为剖面形状。另外，“沿着轴向L一样”表示在轴向L的整个区域中相同。即在该永久磁铁(41、42)中，剖面形状在永久磁铁(41、42)的轴向L的整个区域中成为相同的形状。因此，关于矩形的长边的长度在永久磁铁(41、42)的轴向L的整个区域中矩形的长边的长度是相同的长度。另外，关于矩形的短边的长度，在永久磁铁(41、42)的轴向L的整个区域中矩形的短边的长度是相同的长度。
而且，永久磁铁(41、42)以随着朝向轴向L的一侧而绕轴心A以一定的比例扭转的方式被形成，轴向L的两端间的绕轴心A的扭转量，如图6所示，被形成为与上述位置偏离量θ相等。而且，将与多张磁性板50的各个对应的轴向L的各位置的磁铁剖面的重心M的位置作为对应重心位置，对应重心位置随着朝向轴向第一侧L1而在周向第一侧C1偏离与上述一定角度相同的角度。
另外，在永久磁铁(41、42)的轴向L的整个区域中，对应重心位置与轴心A的径向R的距离是相同的。换言之，将转子铁芯15的轴向第一侧L1的端部的磁铁剖面的重心M作为第一重心M1，将转子铁芯15的轴向第二侧L2的端部的磁铁剖面的重心M作为第二重心M2，在连结从第一重心M1到第二重心M2的轴向L的各位置的磁铁剖面的重心M的线段T的整体中，距离轴心A的径向R的距离相同。在本实施方式中，转子铁芯15的轴向第一侧L1的端面与永久磁铁(41、42)的轴向第一侧L1的端面被配置于同一面上，永久磁铁(41、42)的轴向第一侧L1的端面的重心M成为第一重心M1。另外，在本实施方式中，转子铁芯15的轴向第二侧L2侧的端面与永久磁铁(41、42)的轴向第二侧L2的端面被配置于同一面上，永久磁铁(41、42)的轴向第二侧L2的端面的重心M成为第二重心M2。此外，永久磁铁(41、42)虽以随着朝向轴向L的一侧而绕轴心A扭转的方式被形成，但也可按照沿着轴向L以推进一张磁性板50的厚度的量为单位扭转一定量的形状的方式被形成，沿着轴向L具有一张磁性板50的厚度程度的不连续性。
在本实施方式中，第一永久磁铁41以能够从轴向L的外侧插入第一磁铁插入孔31的方式，被设为绕轴心A扭曲了的形状，第二永久磁铁42以能够从轴向L的外侧插入第二磁铁插入孔32的方式，被设为绕轴心A扭曲了的形状。即第一永久磁铁41具有与第一磁铁插入孔31的形状相吻合的形状，第二永久磁铁42具有与第二磁铁插入孔32的形状相吻合的形状。
永久磁铁(41、42)在预先被成型为与磁铁插入孔(31、32)相吻合的形状的状态下，被从轴向L的外侧插入磁铁插入孔(31、32)。虽永久磁铁(41、42)的形状是仅使永久磁铁(41、42)在轴向L移动并不能插入磁铁插入孔(31、32)的形状，但如后所述，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体(20)绕轴心A旋转并且沿轴向L移动，从而能够将永久磁铁(41、42)插入磁铁插入孔(31、32)。
然而，如图2所示，在本实施方式中，磁铁插入孔(31、32)的与轴向L正交的剖面的形状，被设为径向R的配置区域因周向C的位置而不同的形状。具体而言，第一磁铁插入孔31被形成为随着朝向周向第一侧C1而朝向径向R的外侧的形状，第二磁铁插入孔32被形成为随着朝向周向第二侧C2而朝向径向R的外侧的形状。即在本实施方式中，磁铁插入孔(31、32)的与轴向L正交的剖面的形状，并不是沿着以轴心A为中心的圆周以一定的径向宽度并以圆弧状延伸的形状那样的、径向R的配置区域无论周向C的位置如何都是一定的形状。因此，本实施方式的转子2即使在假设将一个永久磁铁(41、42)在周向C分割为多个磁铁部的情况下，将一个永久磁铁(41、42)分割为仅在轴向L移动就能够插入磁铁插入孔(31、32)的多个磁铁部也是困难的。
接下来，对本实施方式的转子2的制造方法进行说明。如图8所示，转子2的制造方法具备准备工序S1和磁铁插入工序S2。
准备工序S1是准备转子铁芯15以及永久磁铁(41、42)的工序。在本实施方式中，在准备工序S1中，准备具备以随着朝向轴向L的一侧而每次位置向周向C的一侧偏离一定角度的方式配置了多张磁性板50的状态的层叠构造体20的、转子铁芯15。另外，在本实施方式中，在准备工序S1中，准备与第一磁铁插入孔31数目相同的第一永久磁铁41，和与第二磁铁插入孔32数目相同的第二永久磁铁42。此外，在本实施方式中，如上所述，形成一个磁极P的第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42，在与轴向L正交的各剖面中，将通过该剖面的磁极P的周向C的中心并与径向R平行地延伸的线段作为对称轴，被设为相互对称的形状。因此，在本实施方式中，使第一永久磁铁41的轴向L的朝向反转而成为第二永久磁铁42，所以作为第一永久磁铁41以及第二永久磁铁42能够使用同一形状的永久磁铁。
磁铁插入工序S2是将永久磁铁(41、42)插入转子铁芯15的工序。在磁铁插入工序S2中，从轴向L的外侧将永久磁铁(41、42)插入被形成于转子铁芯(15)的磁铁插入孔(31、32)。在本实施方式中，在磁铁插入工序S2中，从轴向L的外侧将第一永久磁铁41插入第一磁铁插入孔31，并且从轴向L的外侧将第二永久磁铁42插入第二磁铁插入孔32。图7示出了在磁铁插入工序S2中将第二永久磁铁42插入第二磁铁插入孔32的状况。
在磁铁插入工序S2中，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A旋转并且沿轴向L移动。此时，使永久磁铁(41、42)以及层叠构造体20的至少一方绕轴心A旋转，从而使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A旋转。另外，使永久磁铁(41、42)以及层叠构造体20的至少一方沿轴向L移动，从而使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20沿轴向L移动。永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20的绕轴心A的旋转量被设定为相对于一张磁性板50的厚度的量在轴向L的移动而成为上述一定角度的旋转的旋转量，换言之，被设定为相对于层叠构造体20的厚度的量在轴向的移动而成为位置偏离量θ的旋转的旋转量。
在图7所示的例子中，在从轴向第二侧L2将永久磁铁(41、42)插入磁铁插入孔(31、32)的情况下，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A周向第一侧C1旋转，并且使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20向轴向第一侧L1移动。在该情况下，在永久磁铁(41、42)的轴向第一侧L1的端部被插入磁铁插入孔(31、32)前的状态下，永久磁铁(41、42)被配置于相对于层叠构造体20在轴向第二侧L2，且相对于被配置于磁铁插入孔(31、32)的状态绕轴心A朝向周向第二侧C2旋转移动了位置偏离量θ的位置。在该状态下，永久磁铁(41、42)的轴向第一侧L1的端部的朝向成为能够插入磁铁插入孔(31、32)的轴向第二侧L2的端部的朝向。而且，在永久磁铁(41、42)的轴向第一侧L1的端部被插入到磁铁插入孔(31、32)后，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A向周向第一侧C1旋转，并且使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20向轴向第一侧L1移动，从而将永久磁铁(41、42)的整体配置于磁铁插入孔(31、32)的内部。
另一方面，在从轴向第一侧L1将永久磁铁(41、42)插入磁铁插入孔(31、32)的情况下，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A向周向第二侧C2旋转，并且使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20向轴向第二侧L2移动。在该情况下，在永久磁铁(41、42)的轴向第二侧L2的端部被插入磁铁插入孔(31、32)前的状态下，永久磁铁(41、42)被配置于相对于层叠构造体20轴向在第一侧L1，且相对于被配置于磁铁插入孔(31、32)的状态绕轴心A朝向周向第一侧C1旋转移动了位置偏离量θ的位置。在该状态下，永久磁铁(41、42)的轴向第二侧L2的端部的朝向成为能够插入磁铁插入孔(31、32)的轴向第一侧L1的端部的朝向。而且，在永久磁铁(41、42)的轴向第二侧L2的端部被插入到磁铁插入孔(31、32)之后，使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20绕轴心A向周向第二侧C2旋转，并且使永久磁铁(41、42)相对于层叠构造体20向轴向第二侧L2移动，从而将永久磁铁(41、42)的整体配置于磁铁插入孔(31、32)的内部。
〔其它实施方式〕
接下来，说明旋转电机用转子以及其制造方法的其它实施方式。
(1)在上述实施方式中，以转子铁芯15具备一个层叠构造体20的构成为例进行了说明。然而，并不限定于这样的构成，也可设为转子铁芯15具备在轴向L被连结的多个层叠构造体20的构成。
例如如图9以及图10所示，能够设为转子铁芯15具备在轴向L连结的两个层叠构造体20(第一层叠构造体21以及第二层叠构造体22)的构成。上述两个层叠构造体亦即第一层叠构造体21以及第二层叠构造体22以随着朝向轴向L的一侧而每次偏离一定角度的朝向成为周向C上的相互相反的一侧的方式而被形成。在图9所示的例子中，第一层叠构造体21被配置为多张磁性板50随着朝向轴向第一侧L1而每次位置向周向第一侧C1偏离一定角度，第二层叠构造体22被配置为多张磁性板50随着朝向轴向第一侧L1而每次位置向周向第二侧C2偏离一定角度。而且，在第一层叠构造体21与第二层叠构造体22的连结部J中，以被分别形成的第一磁铁插入孔31彼此以及被分别形成的第二磁铁插入孔32彼此在轴向L连通的方式，设定了第一层叠构造体21与第二层叠构造体22在周向C的相对位置。在本例中，关于第一层叠构造体21的上述一定角度、以及关于第二层叠构造体22的上述一定角度，相互被设定为相同的大小。另外，在本例中，第一层叠构造体21与第二层叠构造体22的轴向L的厚度相互被形成为相等。具体而言，第一层叠构造体21与第二层叠构造体22通过相互相同枚数的磁性板50被层叠于轴向L形成。
此外，在制造图9以及图10所示那样的转子2的情况下，能够在连结了两个层叠构造体20的状态进行上述磁铁插入工序S2，也能够在连结两个层叠构造体20之前的状态进行上述磁铁插入工序S2，在前者的情况下，永久磁铁(41、42)的插入方向被限定在轴向L的一侧。
(2)在上述实施方式中，以通过两个永久磁铁(41、42)形成一个磁极P的情况为例进行了说明。然而，并不限定于这样的构成，也可设为通过一个永久磁铁或三个以上的永久磁铁形成一个磁极P的构成。
(3)此外，上述各实施方式所公开的构成只要不产生矛盾，就能够与其它实施方式所公开的构成组合来应用(包含作为其它实施方式而进行了说明的实施方式彼此的组合)。关于其它的构成，在本说明书中公开了的实施方式在所有的方面只不过是例示而已。因此，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够适当地进行各种改变。
〔上述实施方式的概要〕
以下，对上述已说明的旋转电机用转子以及其制造方法的概要进行说明。
旋转电机用转子(2)具备转子铁芯(15)、以及被埋入上述转子铁芯(15)的永久磁铁(41、42)，上述转子铁芯(15)具备在沿着轴心(A)的方向亦即轴向(L)层叠了多张磁性板(50)的层叠构造体(20)，多张上述磁性板(50)各自在周向(C)的多个位置具备供上述永久磁铁(41、42)插入的贯通孔(51、52)，将上述磁性板(50)各自的以上述轴心(A)为基准的多个上述贯通孔(51、52)的相对位置关系以及各个上述贯通孔(51、52)的形状，在上述多张磁性板(50)彼此间是相同的，上述层叠构造体(20)被配置为，上述多张磁性板(50)随着朝向上述轴向(L)的一侧而每次位置向上述周向(C)的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板(50)的全部在上述轴向(L)连通的多个上述贯通孔(51、52)而形成磁铁插入孔(31、32)，上述永久磁铁(41、42)以从上述轴向(L)的外侧被收纳于在上述轴向的两端间偏离了与上述一定角度对应的角度的上述磁铁插入孔(31、32)的方式被设为绕上述轴心(A)扭曲了的形状。
根据该构成，转子铁芯(15)具备以多张磁性板(50)随着朝向轴向(L)的一侧而每次位置向周向(C)的一侧偏离一定角度的方式被配置了的层叠构造体(20)，通过遍及多张磁性板(50)的全部在轴向(L)连通的多个贯通孔(51、52)而形成磁铁插入孔(31、32)。因此，能够将被分割为与磁性板(50)的张数相同的数量的连续的偏斜构造形成在层叠构造体(20)，能够抑制输出转矩的降低等的旋转电机(1)的性能降低，并且能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
据此，根据上述构成，永久磁铁(41、42)以从轴向(L)的外侧被收纳于磁铁插入孔(31、32)的方式被设为绕轴心(A)扭曲了的形状。因此，如上述那样能够将连续的偏斜构造形成于层叠构造体(20)，并且作为永久磁铁(41、42)能够使用在轴向(L)连续的形状的永久磁铁。其结果，能够实现连续的偏斜构造，并且能够抑制部件个数的增加。
如上所述，根据上述构成，能够在转子(2)设置将实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少的偏斜构造。
这里，优选上述转子铁芯(15)具备在上述轴向(L)连结的两个上述层叠构造体(21、22)，上述两个层叠构造体(21、22)被形成为随着朝向上述轴向(L)的一侧而每次偏离一定角度的朝向，是上述周向(C)的相互相反侧。
根据该构成，能够利用两个层叠构造体(21、22)形成V字形的偏斜构造。由此，通过例如调整V字的角度，能够减少被形成于转子铁芯(15)与定子铁芯(10)之间的气隙的磁通密度分布所含的特定的高调波成分。另外，例如能够通过设置偏斜构造而使能够在层叠构造体(20)产生的轴向(L)的推力、在两个层叠构造体(21、22)之间设为相互反向，所以能够抑制支承转子铁芯(15)的轴承(5)因推力负载而磨损的情况。
另外，优选旋转电机用转子在具有在上述周向(C)形成了多个沿上述轴向(L)延伸的齿(12)的定子铁芯(10)的旋转电机(1)中被使用，上述转子铁芯(15)在径向(R)与上述定子铁芯(10)对置配置，将相对于上述齿(12)的上述径向(R)的上述转子铁芯(15)侧的端部的、上述齿的上述周向(C)的相对位置作为对象相对位置，一个上述磁铁插入孔(31、32)的上述轴向(L)上的两端间的上述对象相对位置的偏离量与上述齿(12)的上述周向(C)的配设间距(D)相等。
根据该构成，能够以沿相对于轴向(L)倾斜的方向延伸地被形成于转子(2)的各磁极(P)的周向(C)的中心、相对于在周向(C)邻接的一个插口(11)以及一个齿(12)在全部的周向(C)的位置在径向(R)对置地配置的方式设定对象相对位置的偏离量。因此，能够使转子(2)与定子(3)之间的磁阻在周向(C)适当地分散，能够更进一步地实现齿槽转矩的减少。据此，根据上述构成，能够抑制由对象相对位置的偏离量过大导致的旋转电机(1)的性能降低。
旋转电机用转子(2)具备转子铁芯(15)、以及被埋入上述转子铁芯(15)的永久磁铁(41、42)，上述转子铁芯(15)具备在沿着轴心(A)的方向亦即轴向(L)层叠了多张磁性板(50)的层叠构造体(20)，多张上述磁性板(50)各自在周向(C)的多个位置具备供上述永久磁铁(41、42)插入的贯通孔(51、52)，将上述磁性板(50)各自的以上述轴心(A)为基准的多个上述贯通孔(51、52)的相对位置关系以及各个上述贯通孔(51、52)的形状，在上述多张磁性板(50)彼此是相同的，上述层叠构造体(20)被配置为，上述多张磁性板(50)随着朝向上述轴向(L)的一侧而每次位置向上述周向(C)的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板(50)的全部在上述轴向(L)连通的多个上述贯通孔(51、52)而形成磁铁插入孔(31、32)，将上述永久磁铁(41、42)的与上述轴心(L)正交的剖面设为磁铁剖面，将与多张上述磁性板(50)各自对应的上述轴向(L)的各位置的上述磁铁剖面的重心位置设为对应重心位置，在上述永久磁铁(41、42)的上述轴向的整个区域中，上述对应重心位置与上述轴心(L)在上述径向(R)上的距离相同，上述对应重心位置随着朝向上述轴向的一侧(L1)而向上述周向的一侧(C1)每次偏离了与上述一定角度相同的角度。
根据该构成，转子铁芯(15)具备以多张磁性板(50)随着朝向轴向(L)的一侧而每次位置向周向(C)的一侧偏离一定角度的方式被配置了的层叠构造体(20)，通过遍及多张磁性板(50)的全部在轴向(L)连通的多个贯通孔(51、52)而形成磁铁插入孔(31、32)。因此，能够将被分割为与磁性板(50)的张数相同的数量的连续的偏斜构造形成在层叠构造体(20)，能够抑制输出转矩的降低等的旋转电机(1)的性能降低，并且能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
据此，根据上述构成，如上述那样设为与将连续的偏斜构造形成于层叠构造体(20)的磁铁插入孔(31、32)的形状相吻合的在轴向(L)连续了的形状的永久磁铁(41、42)，所以能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少。
如上所述，根据上述构成，能够在转子(2)设置能够实现齿槽转矩、转矩波动的进一步减少的偏斜构造。
另外，优选上述磁铁剖面被形成为矩形，上述轴向(L)的各位置的上述磁铁剖面的短边以及长边的长度，在上述永久磁铁(41、42)的上述轴向(L)的整个区域中相同。
根据该构成，永久磁铁的成型比较容易，并且容易适当地设置于被形成于层叠构造体(20)的磁铁插入孔(31、32)。
一种具备了转子铁芯(15)、以及被埋入上述转子铁芯(15)的永久磁铁(41、42)的旋转电机用转子(2)的制造方法，其具备：准备上述转子铁芯(15)以及上述永久磁铁(41、42)的准备工序(S1)；以及将上述永久磁铁(41、42)插入上述转子铁芯(15)的磁铁插入工序(S2)，上述转子铁芯(15)具备在沿着轴心(A)的方向亦即轴向(L)层叠了多张磁性板(50)的层叠构造体(20)，多张上述磁性板(50)各自在周向(C)的多个位置具备供上述永久磁铁(41、42)插入的贯通孔(51、52)，将上述磁性板(50)各自的以上述轴心(A)为基准的多个上述贯通孔(51、52)的相对位置关系以及各个上述贯通孔(51、52)的形状，在上述多张磁性板(50)彼此是相同的，上述层叠构造体(20)被配置为，上述多张磁性板(50)随着朝向上述轴向(L)的一侧而每次位置向上述周向(C)的一侧偏离一定角度，通过遍及多张上述磁性板(50)的全部在上述轴向(L)连通的多个上述贯通孔(51、52)而形成磁铁插入孔(31、32)，上述永久磁铁(41、42)被设为能够从上述轴向(L)的外侧插入磁铁插入孔(31、32)地绕上述轴心(A)扭曲了的形状，在上述磁铁插入工序(S2)中，使上述永久磁铁(41、42)相对于上述层叠构造体(20)绕上述轴心(A)旋转并且向上述轴向(L)移动。
根据该构成，能够利用磁铁插入工序(S2)适当地将以能够从轴向(L)的外侧插入磁铁插入孔(31、32)的方式绕轴心(A)扭曲了的形状的永久磁铁(41、42)、插入以多张磁性板(50)随着朝向轴向(L)的一侧而每次位置向周向(C)的一侧偏离一定角度的方式被配置了的层叠构造体(20)，来制造转子(2)。即将被分割为与磁性板(50)的张数相同的数量的连续的偏斜构造形成于层叠构造体(20)，并且作为永久磁铁(41、42)使用在轴向(L)连续了的形状的永久磁铁来制造转子(2)，所以与作为永久磁铁(41、42)需要使用了在轴向(L)被分割了的永久磁铁的情况相比，能够实现磁铁插入工序(S2)的简化。
据此，根据上述构成，如上所述，能够适当地制造设置了能够抑制旋转电机(1)的性能降低以及部件个数的增大双方的用于实现齿槽转矩、转矩波动的减少的偏斜构造的转子(2)。
本发明的旋转电机用转子以及其制造方法只要能够实现上述各效果中的、至少一个即可。
附图标记的说明
1：旋转电机
2：转子(旋转电机用转子)
10：定子铁芯
12：齿
15：转子铁芯
20：层叠构造体
21：第一层叠构造体(层叠构造体)
22：第二层叠构造体(层叠构造体)
31：第一磁铁插入孔(磁铁插入孔)
32：第二磁铁插入孔(磁铁插入孔)
41：第一永久磁铁(永久磁铁)
42：第二永久磁铁(永久磁铁)
50：磁性板
51：第一贯通孔(贯通孔)
52：第二贯通孔(贯通孔)
A：轴心
C：周向
D：配设间距
L：轴向
M：重心
M1：第一重心
M2：第二重心
R：径向
S1：准备工序
S2：磁铁插入工序
T：线段。

Claims (2)

1.一种旋转电机用转子，是具备转子铁芯、以及被埋入上述转子铁芯的永久磁铁的旋转电机用转子，其中，
上述转子铁芯具备在沿着轴心的方向亦即轴向层叠了多张磁性板的层叠构造体，
多张上述磁性板各自在周向的多个位置具备供上述永久磁铁插入的贯通孔，
将上述磁性板各自的以上述轴心为基准的多个上述贯通孔的相对位置关系以及各个上述贯通孔的形状，在上述多张磁性板彼此是相同的，
上述层叠构造体被配置为，上述多张磁性板随着朝向上述轴向的一侧而每次位置向上述周向的一侧偏离一定角度，
通过遍及多张上述磁性板的全部在上述轴向连通的多个上述贯通孔形成磁铁插入孔，
将上述永久磁铁的与上述轴心正交的剖面设为磁铁剖面，将与多张上述磁性板各自对应的上述轴向的各位置的上述磁铁剖面的重心位置设为对应重心位置，
在上述永久磁铁的上述轴向的整个区域中，上述对应重心位置与上述轴心在径向上的距离相同，
上述对应重心位置，随着朝向上述轴向的一侧而向上述周向的一侧每次偏离与上述一定角度相同的角度，
上述永久磁铁以从上述轴向的外侧被收纳于在上述轴向的两端间偏离了与上述一定角度对应的角度的上述磁铁插入孔的方式被设为绕上述轴心扭曲了的形状。
2.根据权利要求1所述的旋转电机用转子，其中，
上述磁铁剖面被形成为矩形，上述轴向的各位置的上述磁铁剖面的短边以及长边的长度，在上述永久磁铁的上述轴向的整个区域中相同。
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