CN115380453A - 转子和电动机 - Google Patents

Abstract

转子包括：转子铁芯，其具有多个第1孔和多个第2孔；以及多个第1永久磁体，其分别配置于多个第1孔，多个第1孔和多个第2孔以旋转轴为中心而呈放射状设置，多个第1孔分别沿着转子铁芯的径向延伸，多个第2孔各自的转子铁芯的径向上的长度比多个第1孔各自的转子铁芯的径向上的长度小，多个第2孔分别具有突出部，该突出部位于多个第1孔中的与第2孔在转子铁芯的周向上相邻的第1孔的靠转子铁芯的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔在转子铁芯的周向上相邻的第1孔突出。

Description

转子和电动机

技术领域

本公开涉及转子和具备转子的电动机。本公开特别涉及在铁芯配置有永久磁体的永久磁体嵌入型的转子和具备该转子的电动机。

背景技术

电动机用于家庭用设备或产业用设备等各种各样的电气设备。作为电动机，已知具有在铁芯嵌入有永久磁体的转子的IPM(Interior Permanent Magnet)马达。在IPM马达中，除了由嵌入到铁芯的永久磁体产生的磁力转矩之外，还能够得到由在铁芯产生的磁阻的大小的不均产生的磁阻转矩。因此，能够实现小型且高效的马达。

以往，作为IPM马达的转子，已知如下IPM转子，该IPM转子具有：铁芯，其在周向上交替地分别设有多个第1磁体配置孔和第2磁体配置孔；第1永久磁体，其配置于第1磁体配置孔，磁极的方向是铁芯的周向；以及第2永久磁体，其配置于第2磁体配置孔，磁极的方向是铁芯的径向(例如专利文献1)。

但是，在以往的IPM型的转子中，在相邻的第1永久磁体和第2永久磁体中，第1永久磁体的磁通能够通过的铁芯的区域较少，因此第2磁体配置孔与第1永久磁体的磁通干涉，存在与定子交链的交链磁通减少这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-275419号公报

发明内容

本公开是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，提供能够增加交链磁通的转子和电动机。

为了达成上述目的，本公开的转子的一技术方案包括：铁芯，其具有多个第1孔和多个第2孔；多个第1永久磁体，其分别配置于所述多个第1孔；以及旋转轴，其固定于所述铁芯，所述多个第1孔和所述多个第2孔以所述旋转轴为中心而呈放射状设置，所述多个第1孔分别沿着所述铁芯的径向延伸，所述多个第2孔各自的所述铁芯的径向上的长度比所述多个第1孔各自的所述铁芯的径向上的长度小，所述多个第2孔分别具有突出部，该突出部位于所述多个第1孔中的与所述第2孔在所述铁芯的周向上相邻的第1孔的靠所述铁芯的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔在所述铁芯的周向上相邻的所述第1孔突出。

此外，本公开的电动机的一技术方案包括：上述的转子的一技术方案；以及定子，其隔着气隙与所述转子相对地配置，产生作用于所述转子的磁力。

根据本公开，能够增加交链磁通。

附图说明

图1是实施方式的电动机的立体图。

图2是实施方式的电动机的剖视图。

图3是实施方式的转子的剖视图。

图4是表示放大地表示实施方式的转子的局部的放大俯视图和该放大俯视图的A-A线处的剖视图的图。

图5是放大地表示比较例1的转子的局部的放大俯视图。

图6是放大地表示比较例2的转子的局部的放大俯视图。

图7是放大地表示实施方式的转子的局部的放大俯视图。

图8是放大地表示变形例1的转子的局部的放大俯视图。

图9是放大地表示变形例2的转子的局部的放大俯视图。

图10是放大地表示变形例3的转子的局部的放大俯视图。

图11是放大地表示变形例4的转子的局部的放大俯视图。

图12是放大地表示变形例5的转子的局部的放大俯视图。

图13是放大地表示变形例6的转子的局部的放大俯视图。

图14是变形例7的转子的局部剖视图。

图15是变形例8的转子的局部剖视图。

图16是变形例9的转子的局部剖视图。

图17是放大地表示变形例10的转子的局部的放大俯视图。

图18是放大地表示变形例11的转子的局部的放大俯视图。

图19是放大地表示变形例12的转子的局部的放大俯视图。

图20是放大地表示变形例13的转子的局部的放大俯视图。

图21是变形例14的电动机的定子的局部剖视图。

图22是变形例15的转子的剖视图。

具体实施方式

以下，说明本公开的实施方式。另外，以下说明的实施方式均表示本公开的一具体例。因而，在以下的实施方式中示出的数值、构成要素、构成要素的配置位置和连接形态以及工序和工序的顺序等是一例，主旨并非限定本公开。由此，对于以下的实施方式的构成要素中的未记载于表示本公开的最上位概念的独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来说明。

此外，各图是示意图，并非一定严密地图示。另外，在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，省略或简化重复的说明。

(实施方式)

首先，使用图1和图2，说明实施方式的电动机1的概略结构。图1是实施方式的电动机1的立体图。图2是该电动机1的剖视图。另外，图2表示以与旋转轴10正交的平面剖切时的截面。

如图1和图2所示，电动机1包括转子2和定子3。电动机1是转子2配置于定子3的内侧的内转子型的马达。也就是说，定子3以包围转子2的方式构成。

转子2(rotor)在产生于定子3的磁力的作用下旋转。具体而言，转子2具有旋转轴10，以旋转轴10的轴心C为旋转中心而旋转。

转子2产生作用于定子3的磁力。转子2成为在周向上反复存在多个成为主磁通的N极和S极的结构。转子2所产生的主磁通的方向是与旋转轴10的轴心C的方向(旋转轴方向)正交的方向。

转子2与定子3隔着气隙配置。具体而言，在转子2的表面和定子3的表面之间存在微小的气隙。转子2是在铁芯嵌入有永久磁体的永久磁体嵌入型的转子(IPM转子)，细节见后述。因而，本实施方式的电动机1是IPM马达。

定子3(stator)隔着气隙与转子2相对地配置，产生作用于转子2的磁力。具体而言，定子3以包围转子2的转子铁芯20的方式配置。定子3与转子2一同构成磁路。

定子3以N极和S极在周向上交替地形成于气隙面作为主磁通的方式构成。定子3具有定子铁芯3a(stator core)和绕组线圈3b(stator coil)。

在定子铁芯3a设有朝向转子2的转子铁芯20突出的多个齿3a1。具体而言，多个齿3a1以朝向旋转轴10的轴心C突出的方式设置。此外，多个齿3a1在周向上等间隔地设置。因而，多个齿3a1沿着与旋转轴10的轴心C正交的方向(径向)呈放射状延伸。

定子铁芯3a例如由在旋转轴10的轴心C的方向上层叠的多个钢板构成。多个钢板分别例如是冲裁加工为预定形状的电磁钢板。另外，定子铁芯3a不限于多个钢板的层叠体，也可以是由磁性材料构成的块体。

绕组线圈3b卷绕于定子铁芯3a的多个齿3a1的各个齿。具体而言，绕组线圈3b隔着绝缘体卷绕于各齿3a1。各绕组线圈3b由电相位彼此相差120度的U相、V相以及W相这3相各自的单位线圈构成。也就是说，卷绕于各齿3a1的绕组线圈3b由以U相、V相以及W相的相单位分别通电的3相的交流通电驱动。由此，在各齿3a1形成定子3的主磁通。

在这样构成的电动机1中，在向定子3的绕组线圈3b通电时，磁场电流向绕组线圈3b流动而在定子3形成磁通。在该定子3的磁通和转子2的磁通的相互作用下产生的磁力成为使转子2旋转的转矩，转子2旋转。

接着，参照图1和图2并使用图3和图4，说明本实施方式的转子2的详细的结构。图3是实施方式的转子2的剖视图。图4是放大地表示该转子2的局部的放大俯视图和该放大俯视图的A-A线处的剖视图。另外，图3表示以与旋转轴10正交的平面剖切时的截面。

如图1～图3所示，转子2包括旋转轴10、转子铁芯20、多个第1永久磁体30以及多个第2永久磁体40。

旋转轴10是成为转子2旋转时的中心的纵长状的轴。旋转轴10例如是金属棒，固定于转子2的中心。具体而言，旋转轴10以向转子2的两侧突出的方式在贯穿转子2的转子铁芯20的中心的状态下固定于转子铁芯20。旋转轴10通过压入或热套于在转子铁芯20的中心形成的贯通孔20a而固定于转子铁芯20。

另外，虽未图示，但旋转轴10的向转子2的一侧突出的第1部位支承于第1轴承，旋转轴10的向转子2的另一侧突出的第2部位支承于第2轴承。另外，在旋转轴10的第1部位或第2部位安装有由电动机1驱动的负载。

转子铁芯20(rotor core)是具有多个第1孔21和多个第2孔22的铁芯。如图4所示，转子铁芯20由在旋转轴10的轴心C的方向上层叠的多个钢板20b构成。具体而言，转子铁芯20是多个钢板20b在旋转轴10的轴心C的方向上层叠而成的实质上圆柱状的层叠体。多个钢板20b分别例如是冲裁加工为预定形状的电磁钢板，通过铆接等而相互固定。

如图3所示，多个第1孔21和多个第2孔22以旋转轴10为中心而呈放射状设置。在此，“放射状”是包含实质上的放射状的概念，例如，也包含由于制造误差而偏移的形态。多个第1孔21沿着转子铁芯20的周向(旋转轴10的旋转方向)等间隔地设置。多个第2孔22也同样地沿着转子铁芯20的周向等间隔地设置。第1孔21和第2孔22沿着周向交替地设置。如图4所示，第1孔21和第2孔22分别是沿着旋转轴10的轴心C的方向贯通转子铁芯20的贯通孔。此外，在以与旋转轴10正交的平面剖切时的任意的截面中，第1孔21各自的截面形状在旋转轴10的轴心C的方向上相同，第2孔22各自的截面形状在旋转轴10的轴心C的方向上相同。因而，在构成转子铁芯20的全部钢板20b均形成有相同形状的第1孔21和相同形状的第2孔22。

如图3所示，在俯视时，多个第1孔21分别沿着转子铁芯20的径向(与旋转轴10的轴心C的方向正交的方向)延伸。因而，纵长状的多个第1孔21以旋转轴10为中心而呈辐条状形成。各第1孔21的俯视形状是以转子铁芯20的径向为长度方向的长方形。多个第1孔21各自的俯视形状与其他第1孔21彼此相同。

另一方面，在俯视时，多个第2孔22各自的转子铁芯20的径向上的长度比第1孔21的长度小。也就是说，多个第2孔22各自的转子铁芯20的径向上的长度比多个第1孔21各自的转子铁芯20的径向上的长度短。在本实施方式中，第2孔22的转子铁芯20的径向上的长度为第1孔21的转子铁芯20的径向上的长度的一半以下。多个第2孔22各自的俯视形状是与其他第2孔22彼此相同的形状。另外，第2孔22的具体的俯视形状见后述。

多个第1永久磁体30分别配置于多个第1孔21。也就是说，第1孔21是配置有第1永久磁体30的第1磁体配置孔。第1永久磁体30是烧结磁体。因而，第1孔21是磁体插入孔，作为烧结磁体的第1永久磁体30插入到第1孔21。一个第1永久磁体30插入到一个第1孔21。

第1永久磁体30是转子2的主磁体。具体而言，第1永久磁体30以磁极的方向成为转子铁芯20的周向(旋转轴10的旋转方向)的方式配置。也就是说，第1永久磁体30以磁极的方向成为转子铁芯20的周向的方式被磁化。另外，相邻的两个第1永久磁体30的S极和N极的磁极的方向成为相反方向。

第1永久磁体30的俯视形状和大小与第1孔21的俯视形状和大小大致相同。第1永久磁体30嵌合于第1孔21。因而，第1永久磁体30的俯视形状是纵长状的长方形。作为一例，第1永久磁体30是板状的长方体。

另外，在各第1孔21中，也可以在第1永久磁体30和第1孔21的内表面之间存在微小的间隙(clearance)。也可以在该间隙设有用于将第1永久磁体30粘接固定于第1孔21的粘接材料。另一方面，也可以在该间隙不设置粘接材料。第1永久磁体30和第1孔21的内表面之间的间隙在制造上确保必要最低限度的尺寸公差即可。

此外，多个第2永久磁体40分别配置于多个第2孔22。也就是说，第2孔22是配置有第2永久磁体40的第2磁体配置孔。第2永久磁体40是烧结磁体。因而，第2孔22是磁体插入孔，作为烧结磁体的第2永久磁体40插入到第2孔22。一个第2永久磁体40插入到一个第2孔22。

第2永久磁体40是转子2的辅助磁体。具体而言，第2永久磁体40以磁极的方向成为转子铁芯20的径向(与旋转轴10正交的方向)的方式配置。也就是说，第2永久磁体40以磁极的方向成为转子铁芯20的径向的方式被磁化。另外，相邻的两个第2永久磁体40的S极和N极的磁极的方向成为相反方向。

第2永久磁体40的俯视形状与第2孔22的俯视形状不同。第2永久磁体40的俯视形状是纵横比较小的矩形。作为一例，第2永久磁体40是棒状的长方体。

多个第2孔22分别具有突出部22a。在各第2孔22中，突出部22a位于多个第1孔21中的与该第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21的靠转子铁芯20的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21突出。

各第2孔22的俯视形状成为对与第2永久磁体40的俯视形状相同的形状附加突出部22a而成的形状。也就是说，各第2孔22的俯视形状成为对纵横比较小的矩形的边附加突出部22a而成的形状。

在多个第2孔22各自中，突出部22a位于靠转子铁芯20的径向的内侧的位置。也就是说，突出部22a不是自第2孔22的矩形部分的一边的整体突出，而是自第2孔22的矩形部分的一边的靠内侧的局部突出。

在各第2孔22中，突出部22a的俯视形状是具有顶点且朝向顶点而宽度变窄的形状。此外，在各第2孔22中，突出部22a具有与同该第2孔22相邻的第1孔21的一边相对的相对边。优选的是，相对边与相邻第1孔21的一边所成的角为-5°以上且5°以下。在本实施方式中，突出部22a的相对边与同该突出部22a相邻的第1孔21的一边平行。具体而言，突出部22a的俯视形状为三角形，该三角形的一边与第1孔21的一边平行。由此，如图4所示，作为突出部22a和第1孔21之间的部分的桥部20br的宽度恒定。

在多个第2孔22各自中，突出部22a设于该第2孔22的隔着在转子铁芯20的径向上延伸的中心线的两侧。也就是说，突出部22a自第2孔22的矩形部分的相对的两个边分别突出。因而，第2孔22的俯视形状成为将第2永久磁体40的俯视形状即纵横比较小的矩形和自该矩形的相对的两个边各自的靠内侧的局部突出的三角形合并而成的形状。

另外，在多个第2孔22各自中，两个突出部22a相对于该第2孔22的沿着转子铁芯20的径向延伸的中心线线对称地设置。

配置于第2孔22的第2永久磁体40位于第2孔22的矩形部分。因而，在各第2孔22中，突出部22a不被第2永久磁体40占据而保持为空隙。也就是说，在突出部22a不存在第2永久磁体40，突出部22a成为空隙部(空间区域)。

另外，在各第2孔22的矩形部分中，也可以第2永久磁体40和第2孔22的内表面之间存在微小的间隙(clearance)。也可以在该间隙设有用于将第2永久磁体40粘接固定于第2孔22的粘接材料。在该情况下，也可以在突出部22a的至少局部存在用于将第2孔22和第2永久磁体40固定的粘接材料。在各第2孔22的矩形部分中，也可以在第2永久磁体40和第2孔22的内表面之间的间隙不设置粘接材料。也就是说，在各第2孔22的矩形部分中，第2永久磁体40和第2孔22的内表面之间的间隙在制造上确保必要最低限度的尺寸公差即可。

这样构成的转子2是磁极数为8的8极转子，以S极和N极的磁极在周向上交替地存在作为主磁通的方式在周向上配置有8个第1永久磁体30和8个第2永久磁体40。也就是说，在转子铁芯20交替地设有8个第1孔21和8个第2孔22。

接着，使用图5～图7，也包含达成本公开的经过在内地说明本实施方式的转子2和电动机1的作用效果。图5是放大地表示比较例1的转子2X的局部的放大俯视图。图6是放大地表示比较例2的转子2Y的局部的放大俯视图。图7是放大地表示实施方式的转子2的局部的放大俯视图。另外，在图5～图7中，箭头表示磁通的流动。

如图5所示，在比较例1的转子2X中，与上述实施方式的转子2同样，在转子铁芯20X设有第1孔21和第2孔22X。在转子2X中，在第1孔21配置有第1永久磁体30且在第2孔22X配置有第2永久磁体40X。

但是，比较例1的转子2X与上述实施方式的转子2不同，第2孔22X和第2永久磁体40X的俯视形状成为梯形，第2孔22X的侧面(与第1孔21相对的相对边)的整体与第1孔21的侧面平行。因此，在图5所示的比较例1的转子2X的构造中，在第2孔22X的梯形的底边的角部分(图5的虚线圆所示的部分)，磁通的流动被阻碍。

如图6所示，在比较例2的转子2Y中，与上述实施方式的转子2同样，在转子铁芯20Y设有第1孔21和第2孔22Y。在第1孔21配置有第1永久磁体30且在第2孔22Y配置有第2永久磁体40Y。

但是，比较例2的转子2Y与上述实施方式的转子2不同，第2孔22Y和第2永久磁体40Y的俯视形状成为矩形。因此，在图6所示的比较例2的转子2Y中，第2孔22Y的侧面(与第1孔21相对的相对边)中的径向外侧部分和第1孔22的侧面大幅分离。其结果，在比较例2的转子2Y的构造中，漏磁通(图6的虚线的箭头)增加。因而，在相邻的第1永久磁体30和第2永久磁体40Y中，第1永久磁体30的磁通与第2永久磁体40Y的磁通干涉。具体而言，第2永久磁体40Y的磁通与同该第2永久磁体40Y相邻的第1永久磁体30的磁通干涉。由此，与定子交链的交链磁通减少。

与此相对，在本实施方式的转子2中，如图7所示，多个第2孔22分别具有突出部22a，该突出部22a位于多个第1孔21中的与该第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21的靠转子铁芯20的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21突出。

根据该结构，能够在第2孔22的靠转子铁芯20的径向的外侧的位置增大第2孔22和第1孔21之间的宽度且在第2孔22的靠转子铁芯20的径向的内侧的位置缩窄第2孔22和第1孔21之间的宽度。也就是说，能够仅在第2孔22的靠转子铁芯20的径向的内侧的位置缩窄作为第2孔22(突出部22a)和第1孔21之间的部分的桥部20br的宽度。由此，能够抑制像图5的比较例1的转子2X那样被第2孔22X的形状阻碍磁通的流动的情况，并且能够抑制像图6的比较例2的转子2Y那样第1永久磁体30的磁通与第2永久磁体40Y的磁通干涉而与定子交链的磁通减少的情况。

根据以上内容，根据本实施方式的转子2，能够减少漏磁通而增加与定子3交链的交链磁通。

此外，在本实施方式的转子2中，第2孔22的突出部22a的与第1孔21相对的相对边可以与第1永久磁体30和第1孔21的侧面平行。也就是说，桥部20br的宽度可以恒定。

根据该结构，能够进一步减少漏磁通。因而，能够进一步增加与定子3交链的磁通。

在该情况下，突出部22a的俯视形状可以是具有顶点且朝向顶点而宽度变窄的形状。

根据该结构，能够容易地使第2孔22的突出部22a的与第1孔21相对的相对边与第1永久磁体30和第1孔21的侧面平行。也就是说，能够容易地使桥部20br的宽度恒定。

在此，研究了作为第2孔22(突出部22a)和第1孔21之间的部分的桥部20br中的突出部22a和第1永久磁体30相对的部分的长度l。使用图7，说明其研究结果。

如图7所示，在将桥部20br中的突出部22a和第1永久磁体30相对的部分的长度设为l时，l成为第1永久磁体30的内周侧端面与点P的距离。在此，点P是从与第1孔21的与第2孔22相对的相对边垂直的方向将突出部22a投影于相对边时的投影图像的外侧的端部。

将第1永久磁体30中的产生短路磁通的区域(图7的点阴影所示的区域)设为区域S。将区域S处的转子铁芯20的径向的长度设为l_mg。在将第1永久磁体30的表面磁通密度设为B’_r时，区域S的产生磁通量φ1表示为φ1＝B’_r×l_mg。

此外，在将桥部20br的磁饱和区域MS的磁通密度设为B’_s，将桥部20br的第1永久磁体30的内周侧端面上的宽度设为w时，通过磁饱和区域MS的磁通量φ2表示为φ2＝B’_s×w。

此时，在将通过磁饱和区域MS以外而短路的磁通量设为A(A＞0)时，能够表示为φ1＝φ2+A，成为以下的(式1)。

[数学式1]

在此，优选的是，桥部20br的突出部22a与第1永久磁体30相对的部分的长度l与第1永久磁体30中的产生短路磁通的区域S处的转子铁芯20的径向的长度l_mg相同。因而，在上述的(式1)中，在代入l＝l_mg时，桥部20br的突出部22a与第1永久磁体30相对的部分的长度l能够由以下的(式2)表示。

[数学式2]

此外，在将第1永久磁体30的剩余磁通密度设为B_r、将转子铁芯20的饱和磁化设为J_s时，B’_r＜Br、B’_s＞J_s。因而，A＞0，因此上述的(式2)能够由以下的(式3)表示。

[数学式3]

根据以上内容，桥部20br的突出部与第1永久磁体相对的部分的长度l可以满足上述的(式3)的关系式。通过满足该(式3)的关系式，能够减少漏磁通而有效地增加与定子交链的交链磁通。

如以上那样，本实施方式的转子2包括：转子铁芯20，其具有多个第1孔21和多个第2孔22；多个第1永久磁体30，其分别配置于多个第1孔21；以及旋转轴10，其固定于转子铁芯20，多个第1孔21和多个第2孔22以旋转轴10为中心而呈放射状设置，多个第1孔21分别沿着转子铁芯20的径向延伸，多个第2孔22各自的转子铁芯20的径向上的长度比多个第1孔21各自的转子铁芯20的径向上的长度小，多个第2孔22分别具有突出部22a，该突出部22a位于多个第1孔21中的与第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21的靠转子铁芯20的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔22在转子铁芯20的周向上相邻的第1孔21突出。

由此，能够增加交链磁通。

在转子2中，在多个第2孔22各自中，突出部22a位于靠转子铁芯20的径向的内侧的位置。

根据该结构，能够增加由第1永久磁体30的磁通和第2永久磁体40的磁通构成的交链磁通。

在转子2中，在多个第2孔22各自中，突出部22a包含两个突出部22a，该两个突出部22a设于该第2孔22的隔着在转子铁芯20的径向上延伸的中心线的两侧。在该情况下，突出部22a可以相对于该第2孔22的沿着转子铁芯20的径向延伸的中心线线对称地设置。

根据该结构，在转子2向左旋转和右旋转这两个方向旋转的情况下，均能够减少漏磁通而增加交链磁通。另外，突出部22a也可以不设于两侧，而是仅设于单侧。此外，也可以在周向上交替地设有仅在一端具有突出部22a的第2孔22和仅在另一端具有突出部22a的第2孔22。

(变形例)

以上，基于实施方式而说明了本公开的转子2和电动机1，但本公开不限定于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中，在第2孔22配置有第2永久磁体40，但不限于此。图8是放大地表示变形例1的转子的局部的放大俯视图。具体而言，也可以如图8所示的转子2A那样，在第2孔22不配置第2永久磁体40，仅在第1孔21和第2孔22中的第1孔21配置第1永久磁体30。也就是说，在图8中，多个第2孔22的各第2孔22不存在第2永久磁体40，整体成为空隙(空间区域)。在该情况下，作为转子2A的主磁通减少与不存在第2永久磁体40相应的量，但与在图8中在第2孔22未设置突出部22a的情况相比，能够减少漏磁通，能够增加交链磁通。

在上述实施方式中，桥部20br与转子铁芯20的其他部分平齐，但不限于此。图9是放大地表示变形例2的转子的局部的放大俯视图。具体而言，也可以如图9所示的转子2B那样，转子铁芯20B的桥部20br的表面在旋转轴10的轴心C的方向上凹陷。例如，能够通过对转子铁芯20B实施压制加工而在桥部20br形成凹部23(图9的俯视图的点阴影所示的区域)而使桥部20br的表面相比于其他表面凹陷。由此，桥部20br的厚度t_press能够比桥部20br以外的部分的厚度t薄。这样，通过使桥部20br凹陷而减薄厚度，能够进一步减少漏磁通，能够进一步增加交链磁通。另外，不限定于使桥部20br的表面全部凹陷，也可以设为使桥部20br的至少局部凹陷的形态。

在上述实施方式中，如图7所示，突出部22a中的位于最靠转子铁芯20的径向的内侧的位置的部分是第1永久磁体30的内周侧侧面上的面的附近，但不限于此。图10是放大地表示变形例3的转子的局部的放大俯视图。具体而言，也可以如图10所示的转子2C的转子铁芯20C那样，突出部22a的局部存在于比第1永久磁体30的内周侧侧面靠转子铁芯20的径向的内侧的位置。

在上述实施方式中，第2孔22的突出部22a的俯视形状是仅由直线状的边构成的多边形，突出部22a的侧面仅由平面构成，但不限于此。图11是放大地表示变形例4的转子的局部的放大俯视图。例如，也可以如图11所示的转子2D的转子铁芯20D那样，在突出部22a的侧面之一包含曲面。在该情况下，可以如上述实施方式那样，将突出部22a的与第1孔21相对的侧面设为平面，突出部22a的与第1孔21相对的侧面和第1孔21的侧面平行。也就是说，在俯视时，突出部22a的与第1孔21相对的相对边与第1孔21的一边可以平行。

在上述实施方式中，突出部22a的与第1孔21相对的相对边与第1孔21的一边平行，但不限于此。图12是放大地表示变形例5的转子的局部的放大俯视图。例如，也可以如图12所示的转子2E的转子铁芯20E那样，突出部22a的与第1孔21相对的相对边与第1孔21的一边不平行。图13是放大地表示变形例6的转子的局部的放大俯视图。同样，也可以如图13所示的转子2F的转子铁芯20F那样，突出部22a的与第1孔21相对的相对边与转子铁芯20F的第1孔21的一边不平行。例如，既可以如图12所示那样以突出部22a的相对边远离第1孔21的一边的方式设有突出部22a，也可以如图13所示那样以突出部22a的相对边靠近第1孔21的一边的方式设有突出部22a。此外，虽未图示，但突出部22a的相对边也可以由多个直线构成。此外，虽未图示，但突出部22a的相对边也可以由多个曲线构成，也可以由一个以上的直线和一个以上的曲线的组合构成。

此外，在上述实施方式中，第2孔22各自的截面形状在以与旋转轴10正交的平面剖切时的任意的截面中在旋转轴10的轴心C的方向上成为相同形状，但不限于此。

图14是变形例7的转子的局部剖视图。例如，也可以如图14所示的转子2H的转子铁芯20H那样，多个钢板20b中的至少两个钢板20b未设置第2孔22，在多个钢板20b中的位于未设置第2孔22的两个钢板20b之间的钢板20b设有第2孔22，第2永久磁体40被未设置第2孔22的两个钢板20b夹持。具体而言，在图14的转子铁芯20H中，在多个钢板20b中的两端的钢板20b未设置第2孔22，第2永久磁体40被一端的钢板20b和另一端的钢板20b夹持。由此，能够不使用粘接材料地使第2永久磁体40保持于第2孔22。

图15是变形例8的转子的局部剖视图。也可以如图15所示的转子2I的转子铁芯20I那样，多个钢板20b中的至少一个钢板20b未设置第2孔22，第2永久磁体40隔着未设置第2孔22的钢板20b配置有两个。具体而言，在图15的转子铁芯20I中，在一个第2孔22配置有两个第2永久磁体40。根据该结构，能够向一个第2孔22容易地插入多个第2永久磁体40。另外，也可以在一个第2孔22配置有3个以上的第2永久磁体40。

图16是变形例9的转子的局部剖视图。也可以如图16所示的转子2J的转子铁芯20J那样，多个钢板20b中的至少一个钢板20b具有从第2孔22的边的局部朝向该第2孔22的内方突出的突起24。具体而言，在图16的转子铁芯20J中，在多个钢板20b中的位于两端的钢板20b中的一者的第2孔22设有突起24。根据该结构，在将第2永久磁体40插入到第2孔22时突起24作为止挡件发挥功能，因此能够容易地使第2永久磁体40保持于第2孔22。突起24不限定于形成于在一个转子铁芯20J形成的全部第2孔22，也可以仅形成于一部分第2孔22。

此外，在上述实施方式中，第2孔22和第2永久磁体40的内周侧(旋转轴10侧)的边成为与第1孔21和第1永久磁体30的内周侧的边相同的位置，但不限于此。图17是放大地表示变形例10的转子的局部的放大俯视图。例如，也可以如图17所示的转子2K的转子铁芯20K那样，第2孔22和第2永久磁体40的内周侧的边位于比第1孔21和第1永久磁体30的内周侧的边靠内周侧(旋转轴10侧)的位置。也就是说，第2孔22和第2永久磁体40位于比第1孔21和第1永久磁体30靠内周侧的位置。或者，虽未图示，但第2孔22和第2永久磁体40的内周侧的边也可以位于比第1孔21和第1永久磁体30的内周侧的边靠外周侧的位置。

在上述实施方式中，在插入有第1永久磁体30的第1孔21未形成空隙部，但不限于此。图18是放大地表示变形例11的转子的局部的放大俯视图。例如，也可以如图18所示的转子2L的转子铁芯20L那样，在第1孔21的外周侧的边的两端部形成空隙部21a作为隔磁部。根据该结构，即使作为通过使用第1永久磁体30和第2永久磁体40且在第2孔22设置突出部22a而减少漏磁通的结果而转矩波动增加，也能够通过在第1孔21形成空隙部21a而减少转矩波动。

在上述实施方式的转子2中，使用俯视的外周形状是圆的转子铁芯20，但不限于此。图19是放大地表示变形例12的转子的局部的放大俯视图。具体而言，也可以如图19所示的转子2M那样，使用以在俯视的外周形状的局部具有直线的方式在外周部分形成有平坦面25的转子铁芯20M。例如，在图19所示的转子铁芯20M中，在与第1孔21相对的部分形成有平坦面25。根据该结构，即使作为通过使用第1永久磁体30和第2永久磁体40且在第2孔22设置突出部22a而减少漏磁通的结果而转矩波动增加，也能够通过在转子铁芯20M的外周部形成平坦面25而减少转矩波动。

图20是放大地表示变形例13的转子的局部的放大俯视图。如图20所示的转子2N的转子铁芯20N那样，通过在外周部不仅形成平坦面25，还形成鼓出面26，能够进一步减少转矩波动。鼓出面26是以向外侧鼓起的方式弯曲的弯曲面，在图20中形成于与第2孔22相对的部分。

上述实施方式的定子3是在定子铁芯3a的相邻的两个齿3a1的顶端彼此之间设有开口部的开槽定子，但不限于此。图21是变形例14的电动机的定子的局部剖视图。例如，也可以如图21所示的定子3O那样，是定子铁芯3a的相邻的两个齿3a1的顶端彼此相连而成的闭槽定子。根据该结构，即使作为通过使用第1永久磁体30和第2永久磁体40且在第2孔22设置突出部22a而减少漏磁通的结果而转矩波动增加，也能够通过使用闭槽定子作为定子3O而减少转矩波动。

在上述实施方式的转子2中，磁极数是8，但不限于此。图22是变形例15的转子的剖视图。例如，也可以如图22所示的转子2P那样，磁极数是10。在该情况下，以S极和N极的磁极在周向上交替地存在作为主磁通的方式在周向上配置有10个第1永久磁体30和10个第2永久磁体40。也就是说，在图22所示的转子2P的转子铁芯20P交替地设有10个第1孔21和10个第2孔22。另外，转子的磁极数也可以是8、10以外的数，转子的磁极数只要是2n(n是自然数)，就能够应用任意的数。

在上述实施方式中，设于转子铁芯20的第2孔22全部具有突出部22a，但不限于此。例如，在多个第2孔22中也可以包含不具有突出部22a的第2孔22。

在上述实施方式中，第2孔22的突出部22a成为空隙部，但不限于此。例如，也可以是，包含突出部22a在内地在各第2孔22的全部嵌入有第2永久磁体40。也就是说，第2永久磁体40的俯视形状和大小也可以与第2孔22的俯视形状和大小大致相同。在该情况下，第2永久磁体40也可以是烧结磁体，但具有长方体以外的形状的烧结磁体难以加工，成本升高。因而，在包含突出部22a在内地在各第2孔22的全部嵌入第2永久磁体40的情况下，第2永久磁体40可以是粘结磁体。另外，第1永久磁体30也不限于烧结磁体，也可以是粘结磁体。

此外，在上述实施方式中，将第1永久磁体30作为主磁体，将第2永久磁体40作为辅助磁体，但不限于此。例如，也可以是，将第2永久磁体40作为主磁体，将第1永久磁体30作为辅助磁体。

此外，具备上述各实施方式的转子的电动机能够用于各种各样的电气设备。例如，能够用于电动吸尘器、空调器、冰箱等家庭用电气设备或汽车用设备、机器人等产业用电气设备。

产业上的可利用性

本公开的技术例如能够利用于IPM转子等转子。本公开的技术不仅能够利用于转子，也能够广泛利用于具备转子的电动机和具备电动机的电气设备等各种各样的产品。

附图标记说明

1、电动机；2、2A、2B、2C、2D、2E、2F、2H、2I、2J、2K、2L、2M、2N、2P、转子；3、3O、定子；3a、定子铁芯；3a1、齿；3b、绕组线圈；10、旋转轴；20、20B、20C、20D、20E、20F、20H、20I、20J、20K、20L、20M、20N、20P、转子铁芯；20a、贯通孔；20b、钢板；20br、桥部；21、第1孔；21a、空隙部；22、第2孔；22a、突出部；23、凹部；24、突起；25、平坦面；26、鼓出面；30、第1永久磁体；40、第2永久磁体。

Claims (18)

1.一种转子，其中，

该转子包括：铁芯，其具有多个第1孔和多个第2孔；多个第1永久磁体，其分别配置于所述多个第1孔；以及旋转轴，其固定于所述铁芯，所述多个第1孔和所述多个第2孔以所述旋转轴为中心而呈放射状设置，所述多个第1孔分别沿着所述铁芯的径向延伸，所述多个第2孔各自的所述铁芯的径向上的长度比所述多个第1孔各自的所述铁芯的径向上的长度小，所述多个第2孔分别具有突出部，该突出部位于所述多个第1孔中的与所述第2孔在所述铁芯的周向上相邻的第1孔的靠所述铁芯的径向的内侧的位置且朝向与该第2孔在所述铁芯的周向上相邻的所述第1孔突出。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，

在所述多个第2孔的各第2孔中，所述突出部位于靠所述铁芯的径向的内侧的位置。

3.根据权利要求1或2所述的转子，其中，

在所述多个第2孔的各第2孔中，所述突出部包含两个突出部，该两个突出部设于所述第2孔的隔着在所述铁芯的径向上延伸的中心线的两侧。

4.根据权利要求3所述的转子，其中，

所述两个突出部相对于所述中心线线对称地设置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的转子，其中，

所述突出部的俯视形状是具有顶点且朝向所述顶点而宽度变窄的形状。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的转子，其中，

所述铁芯具有作为所述突出部和所述第1孔之间的部分的桥部，在将所述桥部中的相邻的所述第1磁体和所述突出部相对的部分的所述铁芯的径向上的长度设为l，将相邻的所述第1磁体和所述突出部相对的部分中的位于最靠所述铁芯的径向的内侧的位置的部分处的所述桥部的宽度设为w，将所述第1永久磁体的剩余磁通密度设为B_r，将所述铁芯的饱和磁化设为J_s时，满足以下的关系式，

[数学式1]

7.根据权利要求1～6中任一项所述的转子，其中，

所述突出部具有与所述第1孔的一边相对的相对边，所述相对边与所述一边所成的角为-5°以上且5°以下。

8.根据权利要求7所述的转子，其中，

所述相对边与所述一边平行。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的转子，其中，

该转子还包括多个第2永久磁体，该多个第2永久磁体分别配置于所述多个第2孔。

10.根据权利要求9所述的转子，其中，

在所述突出部不存在所述第2永久磁体。

11.根据权利要求9或10所述的转子，其中，

在所述突出部的至少局部存在用于将所述第2孔和所述第2永久磁体固定的粘接材料。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的转子，其中，

所述第2孔是贯通所述铁芯的贯通孔。

13.根据权利要求9～11中任一项所述的转子，其中，

所述铁芯由在所述旋转轴的轴心方向上层叠的多个钢板构成，所述多个钢板中的至少两个钢板未设置所述第2孔，在所述多个钢板中的位于未设置所述第2孔的两个所述钢板之间的钢板设有所述第2孔，所述第2永久磁体被未设置所述第2孔的两个所述钢板夹持。

14.根据权利要求9～11中任一项所述的转子，其中，

所述铁芯由在所述旋转轴的轴心方向上层叠的多个钢板构成，所述多个钢板中的至少一个钢板未设置所述第2孔，所述第2永久磁体隔着未设置所述第2孔的所述钢板配置有两个。

15.根据权利要求9～11中任一项所述的转子，其中，

所述铁芯由在所述旋转轴的轴心方向上层叠的多个钢板构成，所述多个钢板中的至少一个钢板具有从所述第2孔的边的局部朝向所述第2孔的内方突出的突起。

16.根据权利要求1～8中任一项所述的转子，其中，

所述多个第2孔均不存在磁体，整体是空隙。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的转子，其中，

所述铁芯具有作为所述突出部和所述第1孔之间的部分的桥部，所述桥部的表面的至少局部在所述旋转轴的轴心方向上凹陷。

18.一种电动机，其中，

该电动机包括：权利要求1～17中任一项所述的转子；以及定子，其隔着气隙与所述转子相对地配置，产生作用于所述转子的磁力。

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