CN114915063A - 旋转电机用转子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在对阻碍磁铁磁通的通过的情况进行抑制的同时在转子芯的径向的中间部分处设置有嵌缝部的旋转电机用转子。在一对第一磁铁(A、a)的长边(As、as)上且在去除了角落间隙部分的位置处设定外周侧边界点(PA1、Pa1)，并将以顶点(S2)为中心且通过外周侧边界点(PA1、Pa1)的圆弧设为第一边界假想线(La1)，在一对第二磁铁(B、b)的长边(Bs、bs)上且在去除了角落间隙部分的位置处设定内周侧边界点(PB1、Pb1)，并将以顶点(S2)为中心且通过内周侧边界点(PB1、Pb1)的圆弧设为第二边界假想线(Lb1)。而且，在q轴上且在第一边界假想线(La1)和第二边界假想线(Lb1)之间的区域内、换言之在转子芯的径向的中间部分处设置有嵌缝部(50)。

Description

旋转电机用转子

技术领域

本发明涉及一种旋转电机用转子，尤其是，涉及一种能够适当地规定嵌缝(caulking)部的位置的技术。

背景技术

已知有一种旋转电机用转子，所述旋转电机用转子具有由多层的层叠钢板构成的圆筒形状的转子芯，并且在所述转子芯上以夹着q轴的方式而于周向的两侧处配设有磁铁，且在所述q轴上设置有对所述层叠钢板进行定位的嵌缝部(参照专利文献1的图8)。

在专利文献2中，提出了一种如下的旋转电机用转子，在所述旋转电机用转子中，(a)以形成随着趋向于转子芯的外周侧而扩展开来的V字形状或者U字形状的方式，以穿过所述转子芯的旋转中心线的d轴为对称轴，通过对称地并且在该转子芯的径向上分离地多对地设置多个磁铁，从而构成一个磁极，(b)在所述转子芯上，所述磁极围绕所述旋转中心线而以等角度间隔的方式被设置有多个。在这种情况下，在周向上相邻的两个磁极的中间线成为所述q轴，夹着该q轴而在周向的两侧处对称地并且在转子芯的径向上分离地配置有多对磁铁，且在该多对磁铁的相互间形成有磁通通道。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-89291号公报

专利文献2：日本特开2019-54659号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于所述嵌缝部是在层叠钢板上形成弯曲部、或通过拉出加工或者拉伸加工而形成凹部或形成内缘翻边孔等从而被设置的，因此有可能在该嵌缝部处使磁阻变大从而阻碍磁通的通过，从而使磁通量减少使电机转矩下降，或者因周边的磁通变动而使由涡电流导致的铁损增加从而使电机效率下降。也就是说，虽然在夹着q轴而设置有一对磁铁、且在该一对磁铁的相互之间形成有磁通通道的情况下，期望以不妨碍磁通的通过的方式避开磁通通道来设置嵌缝部，但是，在像专利文献2所记载的那样夹着q轴而在转子芯的径向上分离地配置有多对磁铁的情况下，将嵌缝部设置在哪里，就成了一个问题。如果将嵌缝部设置在与磁铁分离较远的转子芯的外周边缘部或内周边缘部处，则阻碍磁通的通过的可能性较低，但是，存在有根据层叠钢板的定位性能等条件而想要将嵌缝部设置在转子芯的径向的中间部分的情况。

本发明是以以上的情况为背景而完成的发明，其目的在于，在对阻碍磁铁的磁通的通过的情况进行抑制的同时，在转子芯的径向的中间部分处设置嵌缝部。

用于解决课题的手段

为了实现所涉及的目的，第一发明的特征在于，(a)在具有由多个层叠钢板构成的圆筒形状的转子芯，并且在所述转子芯中夹着q轴而在周向的两侧处配置有磁铁，且在所述q轴上设置有对所述层叠钢板进行定位的嵌缝部的旋转电机用转子中，(b)在所述转子芯中，作为所述磁铁分别夹着所述q轴而对称地设置有一对第一磁铁以及一对第二磁铁，且所述第二磁铁以与所述第一磁铁相比向所述转子芯的外周侧远离的方式被配置，(c)并且所述一对第一磁铁以及所述一对第二磁铁，均以与所述转子芯的旋转中心线成直角的截面为长方形截面、且分别成为随着趋向于所述转子芯的内周侧而扩展开来的倒V字形状的姿态被配置，(d)分别延长所述一对第一磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边而形成的交点即所述倒V字形状的顶点S1的角度(倒V字形状的打开角度)大于分别延长所述一对第二磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边而形成的交点即所述倒V字形状的顶点S2的角度(倒V字形状的打开角度)，(e)在所述一对的第一磁铁的彼此之间形成有第一磁通通道，在所述一对第二磁铁的彼此之间形成有第二磁通通道，(f)而且，在如下情况下，即，在所述第一磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边上的所述转子芯的外周侧的角部处、或者在与磁铁安装孔之间设置有角落间隙的情况下，在所述长边上且在从所述外周侧的角部中去除了该角落间隙部分的位置处，设定所述第一磁通通道的外周侧边界点，并将以所述顶点S2为中心且通过所述一对第一磁铁的所述外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线，(g)在所述第二磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边上的所述转子芯的内周侧的角部处、或者在与磁铁安装孔之间设置有角落间隙的情况下，在所述长边上且在从所述内周侧的角部中去除了该角落间隙部分的位置处，设定所述第二磁通通道的内周侧边界点，并将以所述顶点S2为中心且通过所述一对第二磁铁的所述内周侧边界点的圆弧设为第二边界假想线这样的情况下，(h)在所述q轴上且在所述第一边界假想线和所述第二边界假想线之间的区域内设置有所述嵌缝部。

第二发明的特征在于，在第一发明的旋转电机用转子中，(a)通过以成为随着趋向于所述转子芯的外周侧而扩展开来的V字形状或者U字形状的方式将穿过所述转子芯的旋转中心线的d轴作为对称轴而对称地且在该转子芯的径向上分离地设置多对所述磁铁，从而构成一个磁极，(b)在所述转子芯中，围绕所述旋转中心线而以等角度间隔的方式设置有多个所述磁极，(c)所述多个磁极中的在周向上邻接的两个磁极的中间线为所述q轴，夹着该q轴而在周向的两侧处对称地且以分离的方式位于所述转子芯的径向上的两对磁铁中的、内周侧的一对磁铁为所述第一磁铁，外周侧的一对磁铁为所述第二磁铁。

第三发明的特征在于，在第二发明的旋转电机用转子中，所述磁极成为多层结构，所述多层结构具有以成为所述V字形状或者U字形状的方式配置有包括所述一对第一磁铁以及所述一对第二磁铁在内的总计四个以上的磁铁的第一层、和与该第一层相比在所述转子芯的外周侧处以成为所述V字形状或者U字形状的方式配置有多个磁铁的第二层。

第四发明的特征在于，在第一发明至第三发明中的任意一个旋转电机用转子中，所述顶点S1的角度为，所述顶点S2的角度的三倍以上。

发明效果

在这样的旋转电机用转子中，在一对第一磁铁的长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的外周侧的角部、或者去除了角落间隙部分的位置处，设定第一磁通通道的外周侧边界点，并将以顶点S2为中心且通过该外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线，在一对第二磁铁的长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的内周侧的角部、或者去除了角落间隙部分的位置处，设定第二磁通通道的内周侧边界点，并将以顶点S2为中心且通过该内周侧边界点的圆弧设为第二边界假想线。而且，在q轴上且在第一边界假想线和第二边界假想线之间的区域内、换而言之在转子芯的径向的中间部分处设置嵌缝部。

另一方面，虽然与第一磁铁相比在转子芯的外周侧处以成为与第一磁铁的顶点S1的角度相比较小的角度的倒V字形状的姿态配置有第二磁铁，并将以该第二磁铁的顶点S2为中心且通过第一磁铁的外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线，但是该第一边界假想线近似于第一磁通通道中的转子芯的外周侧的边界线。此外，虽然将以顶点S2为中心且通过第二磁铁的内周侧边界点的圆弧设为第二边界假想线，但是该第二边界假想线近似于第二磁通通道中的转子芯的内周侧的边界线。因此，通过在该第一边界假想线和第二边界假想线之间的区域内设置嵌缝部，从而适当地抑制了阻碍第一磁通通道以及第二磁通通道的情况，并且抑制了因嵌缝部而引起的电机转矩或电机效率的降低。

第二发明优选应用于实现如下结构的本发明，即，在多个磁铁以将d轴作为对称轴而成为V字形状或者U字形状的方式被对称地设置多对而形成的磁极围绕转子芯的旋转中心线而被设置有多个，且在周向上邻接的两个磁极的中间线为q轴，并且夹着该q轴而位于周向的两侧处的两对磁铁为所述第一磁铁、第二磁铁的情况下，在对阻碍第一磁通通道以及第二磁通通道的情况进行抑制的同时，在转子芯的径向的中间部分处设置嵌缝部这样的结构。

第三发明能够适当获得如下这样的本发明的效果，即，在上述磁极成为多层结构，该多层结构具有配置有包括一对第一磁铁以及一对第二磁铁在内的总计四个以上的磁铁的第一层、和与该第一层相比在转子芯的外周侧以成为V字形状或者U字形状的方式配置有多个磁铁的第二层的情况下，通过在该情况下也基于顶点S2来规定第一边界假想线以及第二边界假想线并设定嵌缝部的位置，从而能够在对阻碍第一磁通通道以及第二磁通通道的情况进行抑制的同时，在转子芯的径向的中间部分处设置嵌缝部。

在第四发明中，虽然在顶点S1的角度为顶点S2的角度的三倍以上的情况下，一对第一磁铁的倒V字形状的打开角度(顶点S1的角度)比较大，从而如何对与该第一磁铁相关的第一边界假想线进行设定成为一个问题，但是通过将以顶点S2为中心且经过第一磁铁的外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线来设定嵌缝部的位置，从而能够在对阻碍第一磁通通道的情况进行抑制的同时，将嵌缝部设置在转子芯的径向的中间部分处。即，虽然考虑过将以顶点S1为中心且通过一对第一磁铁的外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线的情况，但是在该情况下，由于顶点S1的角度较大，因此第一边界假想线会向转子芯的内周侧大幅膨胀，从而在与第一边界假想线相比靠转子芯的外周侧也就是被设置有嵌缝部的一侧也会形成有第一磁通通道，进而有可能因嵌缝部而阻碍磁通的通过。此外，虽然考虑过利用直线来连结一对第一磁铁的外周侧边界点从而设为第一边界假想线，但是这样会使能够设置嵌缝部的区域变窄，从而有可能无法适当地设置嵌缝部。

附图说明

图1为对具备作为本发明的一个实施例的旋转电机用转子的旋转电机进行说明的概要剖视图。

图2为与旋转中心线O成直角的转子的剖视图，且为以放大的方式来表示围绕旋转中心线O的1/4部分的图。

图3为被设置在图2的q轴上的嵌缝部的放大剖视图。

图4为以进一步放大的方式来表示图2的转子的q轴附近部分的图。

图5为对本发明的其他实施例进行说明的图，且为与图4相对应的q轴附近部分的放大图。

具体实施方式

旋转电机为旋转电气机械，有时也被称为旋转机，其为电动机或发电机、或者在这双方中都使用的电动发电机，例如为永久磁铁同步电机等。虽然磁铁优选使用稀土类磁铁，但是也可以使用其他的永久磁铁。在通过以形成随着趋向于转子芯的外周侧而扩展开来的V字形状或者U字形状的方式而设置多对磁铁从而构成一个磁极，且围绕转子芯的旋转中心线而以等角度间隔地设置有多个磁极的情况下，在周向上邻接的两个磁极的中间线为q轴，该q轴的两侧的两对磁铁为第一磁铁、第二磁铁，但磁铁的配置图案被适当规定为，至少有两对磁铁以夹着q轴而对称地并且在转子芯的径向上分离地配置。虽然上述磁极最好为具有包括一对第一磁铁以及一对第二磁铁在内的总计四个以上的磁铁以形成V字形状或者U字形状的方式被配置的第一层、和多个磁铁在与第一层相比靠转子芯的外周侧以形成V字形状或者U字形状的方式被配置的第二层的多层结构，但是也可以为仅由第一层构成的单层结构的磁极。

虽然磁铁被插入并固定在磁通屏障等的磁铁安装孔中，并且在磁铁安装孔的角落处例如在与磁铁的角部之间设置有间隙(角落间隙)，但是也可以在几乎没有间隙的状态下插入磁铁。在没有角落间隙的情况下，只要设为如下方式即可，即，对于第一磁铁而言，将长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的外周侧的角部设为外周侧边界点，对于第二磁铁而言，将长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的内周侧的角部设为内周侧边界点。在具有角落间隙的情况下，只要设为如下方式即可，即，对于第一磁铁而言，将长方形截面的q轴侧的长边上且从外周侧的角部去除了角落间隙部分的位置设为外周侧边界点，对于第二磁铁而言，将长方形截面的q轴侧的长边上且从内周侧的角部去除了角落间隙部分的位置设为内周侧边界点。第一磁铁以及第二磁铁被配置为，相对于第一磁铁的长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的外周侧的角部来说，第二磁铁的长方形截面的q轴侧的长边上的转子芯的内周侧的角部位于向转子芯的径向的外周侧远离的位置。

嵌缝部例如以通过拉出加工或者拉伸加工而在层叠钢板上设置凹部、或将在两侧部上设置了缝隙的部分弯曲加工为V字状、或形成内缘翻边孔等方式而被设置。虽然该嵌缝部例如以不阻碍沿着q轴通过的定子磁通的方式而被设置为形成沿着q轴而较长的长方形或长圆形等长条形状，但是也可以设置圆形或正方形、或者相对于q轴而在直角方向上较长的长方形等的嵌缝部。

虽然一对第一磁铁的倒V字形状的顶点S1的角度可以被设为例如一对第二磁铁的倒V字形状的顶点S2的角度的三倍以上、四倍以上，但是只要至少顶点S1的角度大于顶点S2的角度即可，即使小于三倍，本发明也能够被应用。

[实施例]

以下，参照附图来对本发明的实施例进行详细地说明。另外，在以下的实施例中，为了进行说明而将附图适当简化或者变形，各部的尺寸比或角度、形状等并不一定被正确地描述出来。

图1为，对具备作为本发明的一个实施例的旋转电机用转子12(以下，仅称为转子12)的旋转电机10进行说明的图，且为沿着旋转中心线O剖切的概要剖视图。图2为，与旋转中心线O成直角的转子12的剖视图，且为以放大的方式来表示1/4部分(90°的角度范围)的图。该旋转电机10为永久磁铁嵌入型同步电机，且为能够择一性地作为电动机以及发电机来使用的电动发电机，例如适合作为包括混合动力车辆在内的电动汽车的驱动动力源来使用。旋转电机10具备以与旋转中心线O同心的方式被设置的转子12以及定子14。在本实施例的说明中，也将旋转电机10的旋转中心线O作为转子12或定子14、转子轴20的中心线来使用。定子14具备被配设在转子12的外周侧的圆筒形状的定子芯16、和被卷绕在该定子芯16上的多个定子线圈18。定子芯16为，将多个圆环形状的钢板17以相对于旋转中心线O而垂直的姿态在轴向、也就是与旋转中心线O平行的方向上层叠而成的部件，并且经由押入或者安装螺栓等从而被固定在未图示的壳体上。

转子12具备被安装在转子轴20的外周面上的圆筒形状的转子芯22、和被埋入设置在该转子芯22中的多个磁铁24。转子芯22为，将多个圆环形状的钢板23以相对于旋转中心线O而垂直的姿态在轴向、也就是与旋转中心线O平行的方向上层叠而成的部件，并在其两端部上设置有一对的端面板30、30并且被固定在转子轴20上。钢板23相当于层叠钢板，在下文中，也称为层叠钢板23。在转子轴20上设置有凸缘部32并且螺合有螺母34，从而使由多个层叠钢板23构成的转子芯22被夹压在凸缘部32与螺母34之间进而被固定在转子轴20上。磁铁24为稀土类磁铁，并且根据需要而被绝缘被膜所被覆。

如图2所示那样，在转子芯22上，分别以在轴向上贯穿的方式而设置有四个种类的磁通屏障40a、40b、40c、40d(以下，在没有进行特别区分的情况下，仅称为磁通屏障40。)，并且在该磁通屏障40的磁铁安装部中，分别插入并通过粘接剂等以固定的姿态而固定有磁铁24。在图2中，以六个种类的磁铁A、a、B、b、C、c来区别地示出磁铁24，在以下的说明中，根据需要而将磁铁24称为磁铁A、a、B、b、C、c。磁铁A、a、B、b、C、c均成为，与旋转中心线O成直角的截面是长方形截面，且具有与转子芯22大致相同的长度尺寸的长方体形状。在磁通屏障40a中安装有两个磁铁A、B，在磁通屏障40b中安装有两个磁铁a、b，在磁通屏障40c中安装有磁铁C，在磁通屏障40d中安装有磁铁c。磁通屏障40a、40b分别成为在中途弯折了的长条形状，并且在弯折部分的两侧处分别固定有磁铁A、B、a、b。此外，在各个磁通屏障40中，在磁铁24的两侧处留有空洞部分，从而能够作为对磁铁24进行冷却的冷却流体的通道而进行利用。磁通屏障40相当于磁铁安装孔。

四个种类的磁通屏障40a～40d按照成为随着趋向于转子芯22的外周侧而扩展开来的V字形状或U字形状的V字配置图案而被设置，并且通过在该一个V字配置图案中配置的六个磁铁24从而构成一个磁极Mv。而且，在转子芯22中，围绕旋转中心线O而以等角度间隔的方式设置有多个(在本实施例中为八个)磁极Mv。磁极Mv的V字配置图案以穿过旋转中心线O的d轴为中心线而成为对称形状。即，一对磁通屏障40a以及40b夹着d轴而呈对称形状，并且被设置在磁通屏障40a中的磁铁A、B和被设置在磁通屏障40b中的磁铁a、b夹着d轴而对称地配置，从而作为整体而成为V字形状或U字形状。此外，磁通屏障40c以及40d夹着d轴而呈对称形状，并且被设置在磁通屏障40c中的磁铁C与被设置在磁通屏障40d中的磁铁c夹着d轴而对称地配置，从而由双方形成V字形状或U字形状。本实施例的磁极Mv成为两层结构，所述两层结构具有以成为V字形状或U字形状的方式而配置有四个磁铁A、a、B、b的第一层Mv1、和与该第一层Mv1相比在转子芯22的外周侧处以成为V字形状或U字形状的方式配置有一对磁铁C、c的第二层Mv2。另外，也能够省略第二层Mv2。

在这样的转子12中，在周向上邻接的两个磁极Mv的边界的中间线成为q轴，在作为旋转电机10被使用时，通过定子14而被形成的旋转磁场的磁通(定子磁通)沿着该q轴而在转子12内通过。在该情况下，位于最接近q轴的两侧处的一对磁通屏障40a、40b以成为随着趋向于转子芯22的内周侧而扩展开来的倒V字形状的方式，夹着q轴而被对称地配置在周向的两侧处。此外，被固定在磁通屏障40a、40b中的长方形截面的磁铁A与a、B与b分别成为长方形截面的长边形成倒V字形状的姿态，并且夹着q轴而对称地被配置在周向的两侧处。被配置在转子芯22的内周侧的一对磁铁A以及a为第一磁铁，被配置在外周侧的一对磁铁B以及b为第二磁铁，在以下的说明中，根据需要也称为第一磁铁A、a、第二磁铁B、b。第二磁铁B、b以在转子芯22的径向上与第一磁铁A、a相比向外周侧远离的方式被配置。详细而言，以如下方式来配置第一磁铁A、a以及第二磁铁B、b，即，相对于第一磁铁A、a的长方形截面的q轴侧的长边As、as(参照图4、图5)上的转子芯22的外周侧的角部(图5中的外周侧边界点PA2、Pa2)而言，第二磁铁B、b的长方形截面的q轴侧的长边Bs、bs(参照图4、图5)上的转子芯22的内周侧的角部(图5中的内周侧边界点PB2、Pb2)位于向转子芯22的径向的外周侧(图4、图5中的上方侧)远离的位置处。

图2的实线的箭头标记fs为，沿着q轴而通过的定子磁通的磁力线的一个示例，定子磁通经过被设置在q轴的两侧的磁通屏障40a、40b的内侧。定子磁通的磁力线fs的方向也可以是反向的。此外，在q轴上、且与磁通屏障40a、40b相比在转子芯22的内周侧部分处，以在轴向上贯穿转子芯22的方式而设置有空洞部42。空洞部42为，例如作为为了对磁铁24之中的尤其是被配设在转子芯22的最靠内周侧的一对第一磁铁A、a进行冷却而在内部流通有冷却流体的冷却孔、或者对磁通的流动进行限制磁通迂回孔而被使用的结构，也可以作为这两者而发挥功能。空洞部42以将q轴作为对称轴而向周方的两侧对称地延伸的方式被设置，并且形成朝向转子芯22的外周侧而成为凸状的弯曲形状。

第一磁铁A与a、第二磁铁B与b各自的NS的极性相反，从而在第一磁铁A与a的面对面部分之间、第二磁铁B与b的面对面部分之间分别形成有磁通通道。图2的虚线的箭头标记fr1至fr4为，对第一磁铁A与a之间、第二磁铁B与b之间的磁铁磁通的磁力线进行例示的箭头标记，并且对第一磁铁A以及a的夹着q轴而彼此面对面的一侧的长边As、as的彼此间进行连结的磁力线fr1、fr2之间的区域为，第一磁铁A与a之间的磁铁磁通的通过区域，且为第一磁通通道α。此外，对第二磁铁B以及b的夹着q轴而彼此面对面一侧的长边Bs、bs的彼此间进行连结的磁力线fr3、fr4之间的区域为，第二磁铁B与b之间的磁铁磁通的通过区域，且为第二磁通通道β。磁通通道α、β的磁力线fr1～fr4的方向也可以为反向，磁力线fr1～fr4的路径根据磁铁A、a、B、b的姿态或磁量(磁力矩)、转子芯22的导磁率等不同而不同。此外，虽然在磁通屏障40的磁铁安装部中，在与磁铁24的角部之间设置有间隙(角落间隙)，但是由于该角落间隙成为磁阻，因此图2的磁力线fr1～fr4以对磁铁24的从角部去除了角落间隙部分的内侧位置进行连结的方式被形成。

在转子芯22上，在q轴上且在与空洞部42不同的位置处设置有对多个层叠钢板23进行定位的嵌缝部50。图3为，对嵌缝部50的一个示例进行说明的剖视图，在使构成转子芯22的多个层叠钢板23重叠的状态下，通过向被设置在两端的层叠钢板23上的贯穿孔52的一个中插入并按压冲头，从而施加拉出加工或拉伸加工进而形成凹部54，并通过使该凹部54相互嵌合从而使多个层叠钢板23被定位，由此以在与旋转中心线O成直角的平面内(图2的与纸面平行的平面内)不能进行相对位移的方式被结合在一起。也可以将构成转子芯22的多个层叠钢板23分开预定的张数来形成凹部54。

在上述嵌缝部50处，存在如下可能性，即，磁阻变大从而阻碍了磁通的通过，进而磁通量减少而使电机转矩降低、或者因周边的磁通变动而使由过电流导致的铁损增加从而使电机效率降低。因此，嵌缝部50如由图2的实线的箭头标记fs所示那样，以不阻碍沿着q轴而通过的定子磁通的方式成为沿着q轴较长的长方形形状。对于嵌缝部50而言，还需要设置为不阻碍被形成在第一磁铁A与a之间的第一磁通通道α以及被形成在第二磁铁B与b之间的第二磁通通道β，另一方面，还存在需要根据多个层叠钢板23的定位性能等条件而设置在转子芯22的径向的中间部分处的情况，优选为，将嵌缝部50设置在q轴上且在第一磁通通道α与第二磁通通道β之间的区域中。在该情况下，如何假定第一磁通通道α以及第二磁通通道β，换而言之，如何规定第一磁通通道α与第二磁通通道β之间的区域成为一个问题。也就是说，对磁通通道α、β进行规定的所述磁力线fr1～fr4为，根据第一磁铁A以及a、第二磁铁B以及b的姿态等而概念性地例示出的线，从而为了以不阻碍磁通通道α、β的方式来设置嵌缝部50，将需要具体规定磁通通道α、β的边界。

参照图4，对上述嵌缝部50的位置进行具体地说明。图4为，以与图2相比进一步放大的方式来示出q轴的两侧的一对磁通屏障40a、40b的附近部分的图。在该图4中，顶点S1为，将转子芯22的内周侧的一对第一磁铁A以及a的长方形截面的q轴侧的长边As、as分别延长而形成的交点，并且为长方形截面的第一磁铁A、a的倒V字形状的顶点。此外，顶点S2为，将转子芯22的外周侧的一对第二磁铁B以及b的长方形截面的q轴侧的长边Bs、bs分别延长而形成的交点，并且为长方形截面的第二磁铁B、b的倒V字形状的顶点。而且，顶点S1的角度(倒V字形状打开角度)大于顶点S2的角度(倒V字形状的打开角度)，在本实施例中，为三倍以上。具体而言，顶点S1的角度在100°～140°的范围内，在实施例中大约为120°，顶点S2的角度在20°～40°的范围内，在实施例中大约为25°，顶点S1的角度为顶点S2的角度的四倍以上。

而且，在本实施例中，在第一磁铁A、a的长方形截面的q轴侧的长边As、as上、且在从位于转子芯22的外周侧的角部中去除角落间隙部分的位置处，设定第一磁通通道α的外周侧边界点PA1、Pa1，并且将以所述顶点S2为中心且通过一对第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧设为第一磁通通道α的外周侧的边界假想线即第一边界假想线La1。此外，在第二磁铁B、b的长方形截面的q轴侧的长边Bs、bs上、且在从位于转子芯22的内周侧的角部中去除角落间隙部分的位置处，设定第二磁通通道β的内周侧边界点PB1、Pb1，并且将以所述顶点S2为中心且通过一对第二磁铁B、b的内周侧边界点PB1、Pb1的圆弧设为第二磁通通道β的内周侧的边界假想线即第二边界假想线Lb1。嵌缝部50被设置在q轴上且在第一边界假想线La1和第二边界假想线Lb1之间的区域内。由此，抑制了嵌缝部50阻碍磁通通道α以及β的情况，并且抑制了因嵌缝部50而导致的电机转矩或电机效率的降低。边界假想线La1、Lb1分别与图2的磁力线fr2、fr3近似，通过将嵌缝部50设置在第一边界假想线La1与第二边界假想线Lb1之间的区域内，从而适当地抑制了嵌缝部50阻碍第一磁铁A、a间以及第二磁铁B、b间的磁铁磁通的通过的情况。

在此，顶点S1的角度为顶点S2的角度的三倍以上，从而一对第一磁铁A、a的倒V字形状的打开角度(顶点S1的角度)比较大，由此如何对与该第一磁铁A、a相关的第一边界假想线La1进行设定成为一个问题。在本实施例中，由于将以顶点S2为中心且通过第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧作为第一边界假想线La1来规定嵌缝部50的位置，因此能够在对阻碍第一磁通通道α的情况进行抑制的同时将嵌缝部50设置在转子芯22的径向的中间部分处。即，虽然考虑过将以顶点S1为中心且通过一对第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧设为第一边界假想线La1，但是在该情况下，由于顶点S1的角度较大，因此第一边界假想线La1向转子芯22的内周侧大幅膨胀，从而在与第一边界假想线La1相比靠转子芯22的外周侧也就是被设置有嵌缝部50的一侧也会形成第一磁通通道α，进而有可能因嵌缝部50而阻碍了磁通的通过。此外，虽然考虑过利用直线来连结一对第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1从而设为第一边界假想线La1，但是这会使能够设置嵌缝部50的区域变窄，从而有可能无法适当地设置嵌缝部50。

以此方式，根据本实施例的旋转电机10的转子12，在一对第一磁铁A、a的长方形截面的q轴侧的长边As、as上且在去除了角落间隙部分的位置处设定第一磁通通道α的外周侧边界点PA1、Pa1，并将以顶点S2为中心且通过该外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧设为第一边界假想线La1，在一对第二磁铁B、b的长方形截面的q轴侧的长边Bs、bs上且在去除了角落间隙部分的位置处设定第二磁通通道β的内周侧边界点PB1、Pb1，并将以顶点S2为中心且通过该内周侧边界点PB1、Pb1的圆弧设为第二边界假想线Lb1。并且，在q轴上且在第一边界假想线La1和第二边界假想线Lb1之间的区域中、换言之在转子芯22的径向的中间部分处设置有嵌缝部50。由此，例如能够满足层叠钢板23的定位性能等条件。

另一方面，虽然在与第一磁铁A、a相比靠转子芯22的外周侧处，以成为与第一磁铁A、a的顶点S1的角度相比较小的角度的倒V字形状的姿态而配置有第二磁铁B、b，并且将以该第二磁铁B、b的顶点S2为中心且通过第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧设为第一边界假想线La1，但是该第一边界假想线La1近似于第一磁铁A、a间的第一磁通通道α中的转子芯22的外周侧的边界线(磁力线fr2)。此外，虽然将以顶点S2为中心且通过第二磁铁B、b的内周侧边界点PB1、Pb1的圆弧设为第二边界假想线Lb1，但是该第二边界假想线Lb1近似于第二磁铁B、b间的第二磁通通道β中的转子芯22的内周侧的边界线(磁力线fr3)。因此，通过在该第一边界假想线La1与第二边界假想线Lb1之间的区域中设置嵌缝部50，从而适当地抑制了阻碍第一磁通通道α以及第二磁通通道β的情况，进而抑制了因嵌缝部50而引起的电机转矩或电机效率的降低。

此外，在本实施例的转子12中，优选应用实现如下结构的本发明，即，以将d轴作为对称轴而成为V字形状或者U字形状的方式而对称地多对地设置多个磁铁24而形成的磁极Mv围绕转子芯的旋转中心线O而设置多个，并在于周向上邻接的两个磁极Mv的中间线为q轴、且夹着该q轴而位于周向的两侧的两对磁铁24为第一磁铁A以及a、第二磁铁B以及b的情况下，在对阻碍第一磁铁A、a间的第一磁通通道α以及第二磁铁B、b间的第二磁通通道β的情况进行抑制的同时，在转子芯22的径向的中间部分处设置嵌缝部50。

此外，虽然上述磁极Mv成为两层结构，该两层结构具有配置有一对第一磁铁A、a以及一对第二磁铁B、b的总计四个磁铁24的第一层Mv1、和与该第一层Mv1相比在转子芯22的外周侧以成为V字形状或U字形状的方式配置有一对磁铁C、c的第二层Mv2，但是通过基于顶点S2来规定第一边界假想线La1以及第二边界假想线Lb1并设定嵌缝部50的位置，从而能够适当地获得在对阻碍第一磁通通道α以及第二磁通通道β的情况进行抑制的同时在转子芯22的径向的中间部分处设置嵌缝部50这样的本发明的效果。

此外，虽然顶点S1的角度为顶点S2的角度的三倍以上，从而一对第一磁铁A、a的倒V字形状的打开角度(顶点S1的角度)比较大，进而如何设定与该第一磁铁A、a相关的第一边界假想线La1成为一个问题，但是通过将以顶点S2为中心且通过第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1的圆弧设为第一边界假想线La1来设定嵌缝部50的位置，从而能够在对阻碍第一磁铁A、a间的第一磁通通道α的情况进行抑制的同时将嵌缝部50设置在转子芯22的径向的中间部分处。

另外，虽然在上述实施例中，在磁通屏障40a、40b的磁铁安装部处设置有角落间隙，并且第一磁铁A、a的外周侧边界点PA1、Pa1以及第二磁铁B、b的内周侧边界点PB1、Pb1被规定在去除了角落间隙部分的位置处，但是在如图5所示那样能够忽视磁通屏障40a、40b的磁铁安装部处是否具有角落间隙的情况下，只要将第一磁铁A、a的角部设为外周侧边界点PA2、Pa2，并将第二磁铁B、b的角部设为内周侧边界点PB2、Pb2即可。具体而言，将第一磁铁A、a的长方形截面的q轴侧的长边As、as上的转子芯22的外周侧的角部设定为第一磁通通道α的外周侧边界点PA2、Pa2，并将以顶点S2为中心且通过一对外周侧边界点PA2、Pa2的圆弧设为第一磁通通道α的外周侧的边界假想线即第一边界假想线La2。此外，将第二磁铁B、b的长方形截面的q轴侧的长边Bs、bs上的转子芯22的内周侧的角部设定为第二磁通通道β的内周侧边界点PB2、Pb2，并将以顶点S2为中心且通过一对的内周侧边界点PB2、Pb2的圆弧设为第二磁通通道β的内周侧的边界假想线即第二边界假想线Lb2。并且，在q轴上且在第一边界假想线La2与第二边界假想线Lb2之间的区域内设置嵌缝部60。由此，能够获得在对阻碍磁通通道α以及β的情况进行抑制的同时将嵌缝部60设置在转子芯22的径向的中间部分处等的、实质上与所述实施例同样的作用效果。

虽然上文基于附图而对本发明的实施例进行了详细地说明，但是这些内容归根结底仅是一个实施方式，本发明能够基于本领域技术人员的知识而以添加了各种变更、改良的方式来实施。

符号说明

10：旋转电机；12：旋转电机用转子；22：转子芯；23：层叠钢板；24、A、a、B、b、C、c：磁铁；A、a：磁铁(第一磁铁)；B、b：磁铁(第二磁铁)；40a、40b、40c、40d：磁通屏障(磁铁安装孔)；50、60：嵌缝部；O：旋转中心线；d：d轴；q：q轴；Mv：磁极；Mv1：第一层；Mv2：第二层；α：第一磁通通道；β：第二磁通通道；S1：第一磁铁的倒V字形状的顶点；S2：第二磁铁的倒V字形状的顶点；As、as：第一磁铁的长边；Bs、bs：第二磁铁的长边；PA1、Pa1、PA2、Pa2：外周侧边界点；PB1、Pb1、PB2、Pb2：内周侧边界点；La1、La2：第一边界假想线；Lb1、Lb2：第二边界假想线。

Claims (4)

1.一种旋转电机用转子，其具有由多个层叠钢板构成的圆筒形状的转子芯，并且在所述转子芯中夹着q轴而在周向的两侧处配置有磁铁，且在所述q轴上设置有对所述层叠钢板进行定位的嵌缝部，在所述旋转电机用转子中，其特征在于，

在所述转子芯中，作为所述磁铁分别夹着所述q轴而对称地设置有一对第一磁铁以及一对第二磁铁，且所述第二磁铁以与所述第一磁铁相比向所述转子芯的外周侧远离的方式被配置，

并且所述一对第一磁铁以及所述一对第二磁铁，均以与所述转子芯的旋转中心线成直角的截面为长方形截面、且分别成为随着趋向于所述转子芯的内周侧而扩展开来的倒V字形状的姿态被配置，

分别延长所述一对第一磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边而形成的交点即所述倒V字形状的顶点S1的角度大于分别延长所述一对第二磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边而形成的交点即所述倒V字形状的顶点S2的角度，

在所述一对第一磁铁的彼此之间形成有第一磁通通道，在所述一对第二磁铁的彼此之间形成有第二磁通通道，

而且，在如下情况下，即，

在所述第一磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边上的所述转子芯的外周侧的角部处、或者在与磁铁安装孔之间设置有角落间隙的情况下，在所述长边上且在从所述外周侧的角部中去除了该角落间隙部分的位置处，设定所述第一磁通通道的外周侧边界点，并将以所述顶点S2为中心且通过所述一对第一磁铁的所述外周侧边界点的圆弧设为第一边界假想线，

在所述第二磁铁的所述长方形截面的所述q轴侧的长边上的所述转子芯的内周侧的角部处、或者在与磁铁安装孔之间设置有角落间隙的情况下，在所述长边上且在从所述内周侧的角部中去除了该角落间隙部分的位置处，设定所述第二磁通通道的内周侧边界点，并将以所述顶点S2为中心且通过所述一对第二磁铁的所述内周侧边界点的圆弧设为第二边界假想线这样的情况下，

在所述q轴上且在所述第一边界假想线和所述第二边界假想线之间的区域内设置有所述嵌缝部。

2.如权利要求1所述的旋转电机用转子，其特征在于，

通过以成为随着趋向于所述转子芯的外周侧而扩展开来的V字形状或者U字形状的方式将穿过所述转子芯的旋转中心线的d轴作为对称轴而对称地且在该转子芯的径向上分离地设置多对所述磁铁，从而构成一个磁极，

在所述转子芯中，围绕所述旋转中心线而以等角度间隔的方式设置有多个所述磁极，

所述多个磁极中的在周向上邻接的两个磁极的中间线为所述q轴，夹着该q轴而在周向的两侧处对称地且以分离的方式位于所述转子芯的径向上的两对磁铁中的、内周侧的一对磁铁为所述第一磁铁，外周侧的一对磁铁为所述第二磁铁。

3.如权利要求2所述的旋转电机用转子，其特征在于，

所述磁极成为多层结构，所述多层结构具有以成为所述V字形状或者U字形状的方式配置有包括所述一对第一磁铁以及所述一对第二磁铁在内的总计四个以上的磁铁的第一层、和与该第一层相比在所述转子芯的外周侧处以成为所述V字形状或者U字形状的方式配置有多个磁铁的第二层。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的旋转电机用转子，其特征在于，

所述顶点S1的角度为，所述顶点S2的角度的三倍以上。

Images