TW201826666A

TW201826666A - 旋轉電機轉子

Info

Publication number: TW201826666A
Application number: TW106146221A
Authority: TW
Inventors: 佐野新也; 吾
Original assignee: 日商豐田自動車股份有限公司
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-07-16
Also published as: JP2018113775A; MY184051A; CA2990548A1; CA2990548C; AU2018200028B2; PH12018050005B1; JP6627784B2; US10658893B2; MX2018000406A; KR20180082953A; RU2680837C1; EP3349333B1; TWI673938B; KR101984411B1; PH12018050005A1; US20180198334A1; AU2018200028A1; EP3349333A1; BR102017028406A2; ES2785150T3

Abstract

一種旋轉電機轉子包括：由磁性材料所製成的轉子核心，轉子核心具有磁孔；設置在磁孔中的磁體；設置在磁孔和磁體之間的至少部分的間隙中的樹脂部分，樹脂部分在軸向方向上延伸；以及端板，設置為相鄰於在轉子核心的軸向方向上的端面。端板為由磁性材料所製成的構件。端板覆蓋磁體在軸向方向上的端面及樹脂部分在軸向方向上的端面，且每一個端板具有至少一個孔，其設置在面對至少一部分的磁體的端面的位置。

Description

旋轉電機轉子

[0001] 本發明關於一種旋轉電機轉子，其包括轉子核心、插入轉子核心的磁孔中的磁體、以及端板。

[0002] 傳統上，在被包含在旋轉電機中的旋轉電機轉子中，已知磁體被插入轉子核心的磁孔中以將磁體固定到磁體核心的配置。　　[0003] 日本專利申請案公開號第2013-55775號（JP 2013-55775 A）揭露了一種配置，其中，多個電磁鋼板被堆疊以形成轉子核心，且作為永久磁鐵的磁體被插入到在軸向方向上被形成於轉子核心的多個位置處的孔（磁孔）。在上述配置中，端板被設置在轉子核心的兩個軸向端部。端板具有防止磁體在軸向方向上從轉子核心脫出的功能。端板藉由非磁性材料所形成，例如，鋁及鋁合金。JP2013-55775A說明了端板藉由非磁性材料所形成，以從而有效地抑制在磁體的軸向端部處的漏磁通量（magnetic-flux leakage）。

[0004] 如同JP2013-55775A中所說明的配置，相較於由磁性材料來形成端板的情形，當非磁性材料被用於端板時，很可能會導致成本的增加。另一方面，當端板簡單地由磁性材料形成時，很可能會發生漏磁通量，漏磁通量為來自磁體的磁通量不是朝向定子流動而是朝向端板流動的現象。此漏磁通量可能造成磁通短路，其為來自磁體的磁通量經由端板而被短路。由於有助於旋轉電機的轉矩的磁通量被減少，漏磁通量及磁通短路的發生為不理想的，且可能造成轉矩的損耗的增加。若磁體藉由樹脂部分被固定在轉子核心的孔中，必需抑制因為端板造成的樹脂部分的破裂而導致的磁體的脫出及樹脂的脫出。　　[0005] 在磁體被插入到轉子核心的磁孔的配置中，本發明的旋轉電機轉子消除了端板使用非磁性材料的必要性，同時應付抑制磁體的漏磁通量以及抑制磁體及樹脂的脫出兩者。　　[0006] 作為本發明的一個態樣的是旋轉電機轉子。旋轉電機轉子包括：由磁性材料所製成的轉子核心，轉子核心具有在旋轉電機轉子的軸向方向上延伸的磁孔；設置在磁孔中的磁體；設置在磁孔與磁體之間的至少部分的間隙中的樹脂部分，樹脂部分在軸向方向上延伸；以及設置為相鄰於在轉子核心的軸向方向上的端面的端板。端板為由磁性材料所製成的構件。端板覆蓋磁體在軸向方向上的端面及樹脂部分在軸向方向上的端面，且每一個端板具有設置在面對至少一部分的磁體的端面的位置中的至少一孔。　　[0007] 根據上述配置，孔被形成在由磁性材料所製成的每一個端板中，以從而抑制磁體的漏磁通量。此外，端板覆蓋磁體的軸向端面及樹脂部分的軸向端面。因此，變得不需要將非磁性材料用於端板，且其能夠應付抑制磁體的漏磁通量以及抑制磁體及樹脂的脫出兩者。　　[0008] 在本發明的旋轉電機轉子中，每一個端板及轉子核心可由相同種類的磁性材料所製成，且具有相同的厚度。　　[0009] 根據上述配置，可藉由沖壓相同材料的鋼片材料並使其具有相同厚度來形成端板及轉子核心的第一鋼板兩者。因此，藉由減少材料成本及過程的數量，能夠促進旋轉電機轉子的製造成本的減少。　　[0010] 在本發明的旋轉電機轉子中，至少一孔可為複數個孔，每一個端板可具有複數個孔，複數個孔設置在每一個端板之面對磁體的端面的端面中。　　[0011] 根據上述配置，能夠增加端板的每單位面積的孔的比例，並減少每一個孔的尺寸，以從而增加孔的總數量。據此，其可能以較高程度應付抑制磁體的漏磁通量以及抑制磁體及樹脂的脫出兩者。　　[0012] 在本發明的旋轉電機轉子中，每一個端板可具有複數個第二孔，複數個第二孔設置在每一個端板之在軸向方向面對樹脂部分的端面的端面中。　　[0013] 根據上述配置，能夠增加端板的每單位面積的第二孔的比例，並減少每一個第二孔的尺寸，以從而增加第二孔的總數量。據此，其可能應付抑制流經面對樹脂部分之每一個端板的部分的漏磁通量以及抑制樹脂因為樹脂部分的破裂的脫出兩者。　　[0014] 在本發明的旋轉電機轉子中，複數個第二孔中的每一個第二孔的最大內長度可為小於複數個孔中的每一個孔的最大內長度。　　[0015] 根據上述配置，其可能抑制樹脂因為樹脂部分的破裂的脫出、抑制用於漏磁通量抑制孔的孔沖頭的數量、且還抑制漏磁通量。　　[0016] 在本發明的旋轉電機轉子中，彼此相鄰的孔之間的距離可為大於彼此相鄰的第二孔之間的距離。　　[0017] 根據上述配置，其可能增加對面磁體之每一個端板的部分的強度，此等部分很可能被磁體推動，且還強化抑制在面對樹脂部分的部分中的漏磁通量的效果，此等部分不被要求具有高強度。　　[0018] 在本發明的旋轉電機轉子中，複數個孔可為複數個針孔，複數個針孔中的每一個針孔可具有圓形形狀，每一個端板可具有設置在面對磁體的端面的矩形區域中的複數個針孔組，每一個針孔組可包括複數個針孔，複數個針孔沿著矩形區域的縱向方向被佈置在直線上，且在針孔組中的任何一個針孔組中的針孔的位置在縱向方向上可從在針孔組中的相鄰一個針孔組中的針孔的位置偏離。　　[0019] 根據上述配置，其可能輕易地減少每一個針孔的尺寸，並減少兩個相鄰的針孔組之間的距離。因此，當針孔藉由沖壓而形成時，針孔之間的磁特性可輕易地被劣化。此外，在每一個端板中，通過多個針孔之間的漏磁通量的路徑被形成為非直線狀態，以從而增加路徑長度。據此，其可能透過端板來抑制磁通短路的發生，且因此，其可能抑制轉矩的減少及旋轉電機轉子的轉矩的損耗的增加。　　[0020] 在本發明的旋轉電機轉子中，在周圍方向上彼此相鄰的兩個磁孔可被佈置為V形，使得在周圍方向上的兩個磁孔之間的距離沿著徑向方向向外增加，轉子核心可包括在對應於每一組磁體的兩個磁孔的周圍方向上的端部之間的中間橋接件、以及在對應於每一組磁體的兩個磁孔的各個徑向外端部之間的兩個外周圍橋接件、以及轉子核心的外周圍表面，且每一個端板可具有第三孔，第三孔設置在每一個端板之面對中間橋接件及兩個外周圍橋接件中的至少一個橋接件的部分中。　　[0021] 根據上述配置，在藉由佈置成V形的兩個磁體形成單一磁極的配置中，結合設有兩個磁孔的端板，其可能有效地抑制磁通短路。　　[0022] 在本發明的旋轉電機轉子中，每一個端板可具有第三孔，第三孔設置在面對中間橋接件及兩個外周圍橋接件的各個部分中。　　[0023] 根據上述配置，其可能進一步抑制磁通短路。　　[0024] 在本發明的旋轉電機轉子中，複數個孔可為複數個狹縫，複數個狹縫中的每一個狹縫具有長薄形狀，每一個端板可具有設置在面對磁體的端面的每一個端板的端面中的複數個狹縫組，每一個狹縫組可包括複數個狹縫，複數個狹縫沿著狹縫的縱向方向被佈置在直線上，且在狹縫組中的任何一個狹縫組中的狹縫的位置在縱向方向上可從在狹縫組中的相鄰一個狹縫組中的狹縫的位置偏離。　　[0025] 根據上述配置，當漏磁通量通過多個狹縫之間時，此磁通量的路徑長度變得更長，使得其可能更有效地抑制磁通短路。　　[0026] 根據本發明的旋轉電機轉子，在磁體被插入轉子核心的磁孔中的配置中，其可能消除端板使用非磁性材料的必要性，同時應付抑制磁體的漏磁通量以及抑制磁體及樹脂的脫出兩者。

[0028] 在下文中，將參照圖式說明本發明的實施例。下面所說明的形狀、材料及數量為例示說明，且其可依據旋轉電機轉子的規格而被適當地改變。在下面所有的圖式中，等同的元件將被賦予相同的標號。此外，在文件的說明中，假定在需要時使用前面所提到的標號。　　[0029] 圖1中的右側圖式為包括實施例的旋轉電機轉子10的旋轉電機100的半截面圖，且圖1中的左側圖式為圖1的右側圖式之部分A的放大視圖。圖2為顯示當從軸向方向的一側觀看時之轉子核心12的部分及多個磁體16中的部分磁體的視圖，而端板30被從圖1的旋轉電機轉子10移除。在下文中，旋轉電機轉子10可被稱作轉子10。　　[0030] 轉子10被用於形成旋轉電機100。將參照圖1說明旋轉電機100。旋轉電機100為藉由三相交流電驅動的永久磁鐵同步馬達。例如，旋轉電機100被使用作為用於驅動混合動力車的馬達、作為發電機、或作為具有雙重功能的電動發電機。　　[0031] 旋轉電機100包括定子110、設置在定子110的徑向內側的轉子10、以及旋轉軸115。定子110包括實質上為圓柱形的定子核心111、以及圍繞著從定子核心111的周圍表面突出的多個齒112纏繞的定子線圈114。定子110被固定到外殼（未示出）的內部。　　[0032] 轉子10為圓柱形構件，且使用中的轉子10被固定而同時旋轉軸115被插入到轉子10的內部。使用中的轉子10被設置在外殼內部。在外殼的內部，轉子10被徑向地設置在定子110的內側，以面對定子110。在此狀態下，旋轉軸115的兩端部經由軸承（未示出）被可旋轉地支撐到外殼。在徑向方向上的間隙被形成在轉子10的外周圍表面及定子110的內周圍表面之間。藉由此配置，形成旋轉電機。在下面的說明中，“徑向方向”指得是來自轉子10的放射方向，其為轉子10的徑向方向，且“周圍方向”指得是沿著繞轉子10的中心軸所界定的圓形形狀的方向。“軸向方向”指得是沿著轉子10的中心軸的方向。　　[0033] 轉子10包括轉子核心12、磁體16及兩端板30，磁體16為在轉子核心12的周圍方向上被嵌在多個位置處的永久磁鐵。具體而言，轉子核心12藉由堆疊多個第一鋼板13而形成，多個第一鋼板13由磁性材料所製成且在軸向方向上具有的圓板狀形狀。軸孔12a被形成在轉子核心12的中心部分，且多個磁孔14被形成為圍繞軸孔12a。旋轉軸115被固定到軸孔12a的內側。多個磁孔14因此被形成為在位於轉子核心12的周圍方向上的多個位置處沿著軸向方向延伸。磁體16被插入到每一個磁孔14中，且接著被固定到其上。以每一個端板30面對磁體16及用於固定磁體16的樹脂部分18a、18b（圖2）的這種方式，兩端板30被放置在轉子核心12的兩側。此配置防止磁體16及樹脂部分18a、18b沿著軸向方向脫出。面對磁體16之端板30的部分被形成為具有稍後說明的第一針孔32（圖3）。此配置消除了端板30使用非磁性材料的必要性，且還可應付抑制磁體16的漏磁通量以及抑制磁體16及樹脂的脫出兩者。此部分將會在下面詳細說明。　　[0034] 包含在轉子核心12中的每一個第一鋼板13具有碟片形狀，並且，例如，由矽電磁鋼板（silicon electromagnetic steel plate）所製成。每一個第一鋼板13藉由將，例如，具有0.5mm或更少的厚度之薄鋼片材料沖壓為環形形狀所形成。經由此沖壓，每一個第一鋼板13被形成為具有在其中心部分的軸孔元件13a及圍繞此軸孔元件13a的多個磁孔元件13b。　　[0035] 多個第一鋼板13的軸孔元件13a在軸向方向上被連接，以形成轉子核心12的軸孔12a。多個第一鋼板13的多個磁孔元件13b在軸向方向上被連接，以形成在轉子核心12的軸向方向上延伸的多個磁孔14。　　[0036] 如圖2所示，轉子核心12的多個磁孔14被佈置為使得每一磁孔組包括兩個磁孔14，且每一磁孔組的兩個磁孔14被結合為V形，其朝向徑向向外方向（圖2中的向上方向）開放。磁體16被插入到每一個磁孔14中。每一個磁體16具有當從軸向方向的一側觀看時之矩形形狀，且被形成為長邊在軸向方向上的矩形平行六面體形狀。位在每一個磁孔14的周圍中央部分且長邊沿著軸向方向延伸的矩形平行六面體空間為磁體插入部，每一個磁體被插入到磁體插入部中。在每一個磁孔14中，沿著軸向方向擴展的樹脂部分18a、18b被設置在磁孔14與磁體16之間的至少部分的間隙中。具體而言，緊接在磁體16被插入到每一個磁孔14的磁體插入部之後，間隙被形成在磁孔14的兩端處。藉由作為磁體固定材料之熔融狀態的樹脂填滿這些間隙，且樹脂接著被硬化，以從而提供沿著軸向方向擴展的樹脂部分18a、18b。磁體16藉由這些樹脂部分18a、18b而相對於轉子核心12固定。藉由圖2中的點標注出這些樹脂部分18a、18b。　　[0037] 每一個磁體16的磁化方向（magnetizing direction）為正交於外周圍表面及內周圍表面的方向。在轉子10中，在其顯示於圖2的部分中，每一個磁體16被磁化，使得每一個磁體16在外周圍表面上的部分具有N極，以及每一個磁體16在內周圍表面上的部分具有S極。例如，每一個磁孔14的間隙所充填的樹脂被加熱，以從而將磁體16固定到磁孔14的內部。此時，轉子核心12藉由加熱單元（未示出）被加熱。在熔融狀態的樹脂經受加熱及硬化之後，樹脂被冷卻到正常溫度，以被形成為樹脂部分18a、18b。　　[0038] 多個磁體16被佈置為使得每一組磁體包括兩個相鄰的磁體16，且每一組的磁體16形成單一磁極17。具體而言，對應於多個磁孔14的佈置，每一組磁體中的兩個磁體16被佈置為彼此面對大致呈V形，V形具有朝向轉子核心12的徑向外側方向之兩者間較寬的距離。以此方式，形成單一磁極17。　　[0039] 此外，轉子核心12被形成為具有單一個中間橋接件B1及兩個外周圍橋接件B2，對應於每一單一組的磁體16。中間橋接件B1為在彼此面對的每一組兩磁孔的兩周圍端部之間形成的窄-寬磁通量路徑，對應於每一組的磁體16。兩個外周圍橋接件B2為對應於每一組的磁體16之在兩個磁孔14的各個徑向外端部與轉子核心12的外周圍表面之間形成的窄-寬磁通量路徑。　　[0040] 再次參照圖1，兩端板30被堆疊在轉子核心12的兩軸向端面上，且轉子核心12被保持在兩端板30之間。藉由提供具有干涉的旋轉軸115並固定端板30到旋轉軸115，或藉由壓制端板的兩軸向端面，可將端板30固定到轉子核心，同時藉由軸向方向上的型鍛工具（swaging tool）以對端板30形成型鍛部分，端板被堆疊到轉子核心12上。因此，兩端板30被設置在轉子核心12的兩軸向端面，且同時端板30彼此相對。　　[0041] 圖3為顯示當從軸向方向的一側觀看時之每一個端板30的部分的視圖。圖4為圖3的部分B的放大視圖。圖5為顯示當從軸向方向的一側觀看時之轉子10的部分的立體圖。圖式中的每一個箭頭指示洩漏出到每一個端板30側的漏磁通量。　　[0042] 端板30為磁性材料的構件。具體而言，端板30由碟片形狀的第二鋼板31所形成。每一個第二鋼板31由與包含在轉子核心12中的第一鋼板13相同的材料所形成且具有相同的厚度。透過此配置，端板30與轉子核心12的第一鋼板13可藉由沖壓具有相同厚度之相同材料的鋼片材料而被形成。據此，其可能藉由減少材料成本及過程的數量而降低轉子10的製造成本。例如，可能藉由沖壓單一鋼片材料同時形成第一鋼板13及第二鋼板31來降低製造成本。　　[0043] 每一個端板30被形成為在每一個端板30之面對磁體16的部分中具有至少一漏磁通量抑制孔（孔）。在本實施例中，每一個端板30被形成為在每一個端板30之面對磁體16的部分中具有多個第一針孔32，作為至少一個漏磁通量抑制孔。　　[0044] 具體而言，每一個端板30被形成為具有在端板30的周圍方向上的多個位置處的V形孔群組34。每一個V形孔群組34藉由將兩個針孔群組35佈置成V形而形成，對應於轉子核心12之V形的磁孔14的佈置位置（圖2）。每一個針孔群組35藉由在矩形區域中使作為多個細微圓孔的針孔對齊而形成。具體而言，每一個針孔群組35包括多個第一針孔32、多個第二針孔36及多個第三針孔38。多個第一針孔32被形成在每一個針孔群組35的縱向方向上之中間部分中，此中間部分為端板30之面對磁體16（圖2）的部分（被圖3中的一點鏈線α圍繞的每一個部分）。多個第二針孔36被形成在每一個針孔群組35的縱向方向上之兩端部分中，此端部分為端板30之面對樹脂部分18a、18b（圖2）的部分（被圖3中的兩點鏈線β圍繞的每一個部分）。多個第三針孔38被形成在每一個針孔群組35的縱向方向上之兩端部分中，及在端板30未面對磁體16及樹脂部分18a、18b的部分中。在本實施例中，第一針孔32相當於漏磁通量抑制孔，且第二針孔36相當於第二漏磁通量抑制孔（第二孔）。　　[0045] 包含在每一個針孔群組35中的多個針孔32、36、38被佈置為使得多個針孔在針孔群組35的縱向方向上且同樣在正交於縱向方向的寬度方向上被對齊。每一個針孔32、36、38在軸向方向上延伸穿過端板30，且所有的針孔32、36、38具有相同的直徑。透過此配置，形成有針孔32、36、38之端板30的部分為網狀圖案。針孔32、36、38藉由在軸向方向上使用多個孔沖頭（未示出）於多個位置處沖壓端板30而被形成。　　[0046] 沒有形成孔針孔32、36、38之每一個端板30的部分覆蓋磁體16的軸向端面及樹脂部分18a、18b的軸向端面。在下文中，樹脂部分18a、18b被適當地統稱為“樹脂部分18”。　　[0047] 如圖4所示，在每一個針孔群組35中，孔內磁通路徑40被形成在各個相鄰的針孔32、36、38之間。當使用時，孔內磁通路徑40為從磁體16洩漏出至每一個端板30的漏磁通量可能通過的路徑。箭頭指示漏磁通量。　　[0048] 根據上述的轉子10，由於第一針孔32以面對磁體16的方式被形成在由磁性材料所製成的端板30中，具有大的磁阻（magnetic resistance）的空間被形成在每一個端板30的每一個第一針孔32的內部，以因此阻止磁通量流動通過端板30。據此，能夠抑制從磁體16洩漏出至端板30的漏磁通量以及通過端板30之磁體16的磁通短路兩者。端板30覆蓋磁體16的軸向端面及樹脂部分18的軸向端面。因此，變得不需要將非磁性材料用於端板30，且其亦能夠應付抑制磁體16的漏磁通量以及抑制磁體16與樹脂的脫出兩者。若端板30未面對樹脂部分18，如在樹脂部分18造成破裂，樹脂部分18的部分可能脫出到外側。在本實施例中，即使當發生樹脂破裂，其可能抑制樹脂的脫出。由於漏磁通量可在不需將非磁性材料用於端板30的狀況下被抑制，變得更容易去促進端板30的成本降低。此外，其能夠抑制漏磁通量及磁通短路，以因此允許來自磁體16的更多磁通量朝向定子流動。據此，能夠抑制轉矩的減少及旋轉電機100中之轉矩的損耗的增加。　　[0049] 多個第一針孔32被形成在端板30之面對磁體16的部分中。因此，能夠增加端板30的每單位面積的第一針孔32的比例，並減少每一個第一針孔32的尺寸，以從而增加第一針孔32的總數量。因此，由於在面對磁體的部分中可確保更多的空間，其可能以較高程度應付抑制漏磁通量及抑制磁體16的脫出兩者。此外，每一個第一針孔32為圓孔，且因此，每一個第一針孔32的尺寸可被輕易地變小。　　[0050] 此外，多個第二針孔36被形成在端板30之面對樹脂部分18的部分中。因此，可增加端板30的每單位面積的第二針孔36的比例，且可使每一個第二針孔36的尺寸變小，以因此增加第二針孔36的總數量。據此，能夠應付抑制流動通過端板30之面對樹脂部分18的部分的漏磁通量以及抑制樹脂因為樹脂部分18的破裂而脫出兩者。　　[0051] 在上述說明中，雖已說明將每一個針孔32、36、38形成為圓孔的情形，但每一個針孔可被形成為非圓孔，例如，矩形形狀。　　[0052] 在實施例中，多個針孔32、36、38被形成，相當於每一個孔內磁通路徑40的寬度之每一個針孔距離d（圖4）被減少，以從而抑制漏磁通量，且同樣抑制起因於由流動通過孔內磁通路徑40而未通過定子110（圖1）的磁通量所造成的短路之磁通短路。較佳地，每一個針孔距離d被限制在預定範圍中，亦即，限制在包含在每一個端板30中的每一個第二鋼板31的厚度的兩倍到六倍大的範圍中。藉由將針孔距離d限制為不大於每一個第二鋼板31的厚度的六倍大，當針孔32、36、38透過沖壓被形成時，其可能使孔內磁通路徑40中的端板30的磁特性大幅地劣化。據此，漏磁通量變得更難以通過孔內磁通路徑40；因此，其可能強化抑制磁通短路的效果。　　[0053] 圖6為顯示表示傳統電磁鋼板的磁場H與磁通密度B之間的關係之B-H特性、以及第二鋼板31的B-H特性的圖式，第二鋼板31為當針孔距離d被限制在實施例中的上述預定範圍中時之孔內磁通路徑40中的電磁鋼板。如圖6所示，B-H特性由磁場H與由此磁場H磁化的鋼板的磁通密度B之間的關係所表示。相較於傳統電磁鋼板中的B-H特性，在針孔距離d被限制在預定範圍中之實施例的B-H特性中，相對於磁場H的增加之磁通密度B的增加變得更緩和，特別是在較小磁場的區域中，且磁導率（magnetic permeability）變得更小。據此，可以看出，藉由將針孔距離d限制在預定範圍中，其可能去促進抑制磁通短路的效果。　　[0054] 此外，藉由將針孔距離d界定為不小於每一個第二鋼板31的厚度的兩倍大，其可能充分地提高每一個針孔32、36、38的形狀的精度。　　[0055] 圖7為在實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖。在此範例的配置中，相較於圖1至圖5所顯示的配置，作為形成在每一個端板30中的每一個第一針孔32a的最大內長度之直徑被設定為較大的。作為每一個第二針孔36的最大內長度之直徑被設定為小於每一個第一針孔32a的直徑。在圖7的配置中，省略了第三針孔38（參見圖5）的圖示，但亦可能形成第三針孔。　　[0056] 在每一個端板30中，在每一個針孔群組35的縱向方向上之每兩個相鄰的第一針孔32a之間的距離d1大於在每一個針孔群組35的縱向方向上之每兩個相鄰的第二針孔36之間的距離d2。　　[0057] 根據上述配置，能夠抑制樹脂因為樹脂部分18的破裂而脫出、抑制用於第一針孔32a的孔沖頭的數量、且還抑制漏磁通量。相反地，不同於實施例，在每一個端板30未面對樹脂部分18的配置中，若發生樹脂破裂，小片的樹脂可能從磁孔14脫出。因此，為了抑制樹脂的脫出的目的，較佳的是在端板30之面對樹脂部分18的部分中將第二針孔36形成為盡可能小的。同時，磁體16因為磁體破裂而脫出的可能性遠小於樹脂部分18的情形的可能性。因此，有鑑於抑制磁體16的脫出，基於面對每一個磁體16之每一個第一針孔32a的形狀被形成為小於磁體16的軸向端面的形狀的假設，面對磁體16之每一個第一針孔32a的尺寸可為較大的。由於每一個第一針孔32a可為較大的，其能夠抑制用於第一針孔32a的孔沖頭的總數量，同時確保用於抑制漏磁通量所必需的每單位面積之第一針孔32a的比例。據此，變得較容易去降低端板30的加工成本。　　[0058] 在每一個端板30中，在每一個針孔群組35的縱向方向上之每兩個相鄰的第一針孔32a之間的距離d1大於在每一個針孔群組35的縱向方向上之每兩個相鄰的第二針孔36之間的距離d2。據此，能夠增加在端板30之面對磁體16且可被磁體16推動的部分中的強度，且還能夠強化抑制在面對樹脂部分18的部分中的漏磁通量的效果，其不被要求具有高的強度。其他配置及操作為與圖1至圖5的配置相同。替代限制距離d1與d2的關係，或與其結合，可限制在其它方向上之相鄰的針孔之間的距離的關係。例如，在每一個端板30中，在與每一個針孔群組35的縱向方向正交的方向上之每兩個相鄰的第一針孔32a之間的距離可為大於在與每一個針孔群組35的縱向方向正交的方向上之每兩個相鄰的第二針孔36之間的距離。在圖7的配置中，可提供每一個第二針孔的直徑小於每一個第一針孔的直徑的配置、或是第一針孔之間的距離d1可能大於第二針孔之間的距離d2的配置。　　[0059] 圖8為在實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖。在本範例的配置中，不同於圖7所顯示的配置，多個第一針孔32b被佈置成所謂的交替圖案。具體而言，多個第一針孔32b被佈置為使得第一針孔32b面對被由第一針孔32b所面對的磁體16的軸向端面，且沿著縱向方向L1在直線上被對齊，以在對應於每一個磁體16的軸向端面的形狀之每一個矩形區域（由圖8中的傾斜網格所指示的每一個部分）中形成每一個單一針孔組C1、C2、C3。多個針孔組C1、C2、C3在正交於縱向方向的方向上被佈置為多列。在每一個針孔組C1、C2、C3中，多個第一針孔32b以幾乎相等的間隔被佈置。此外，在多個針孔組C1、C2、C3中，第一針孔32b的縱向方向L1中的位置在相鄰的針孔組C1、C2、C3之間彼此偏離。因此，多個第一針孔32b被佈置成交替圖案。　　[0060] 位在每一個針孔群組35a的徑向外端部之多個第二針孔36a沿著多個針孔組C1、C2、C3的方向被佈置在多個針孔組D1、D2、D3中。第二針孔36a的縱向方向L1中的位置在相鄰的針孔組D1、D2、D3之間彼此偏離。　　[0061] 根據上述配置，在相鄰的針孔組C1、C2、C3當中，可減少相鄰的第一針孔32b之間的距離。據此，第一針孔32b之間的針孔距離可輕易地被限制在每一個第二鋼板31的厚度之兩倍到六倍大的範圍內。因此，當第一針孔32b藉由沖壓而形成時，第一針孔32b之間的磁特性可輕易地被劣化。此外，在每一個端板30中，如圖8中的箭頭γ所指示的，通過多個第一針孔32b之間的每一個漏磁通量的路徑變成為非線性狀態的路徑，此路徑在多個彎曲部分處被彎曲。因此，在每一個端板30中，能夠增加通過多個第一針孔32b之間的每一個漏磁通量的路徑長度。據此，能夠進一步抑制經由端板30之磁通短路的發生，以因此進一步抑制轉矩的減少及旋轉電機的轉矩之損耗的增加。　　[0062] 此外，在設置於每一個針孔群組35a的徑向外端部中的多個第二針孔36a中，亦能夠減少每兩個相鄰的第二針孔36a之間的距離，如同第一針孔32b的情形一般。因此，第二針孔36a之間的磁特性可輕易地被劣化，且可增加每一個漏磁通量的路徑長度；因此，能夠進一步抑制經由端板30之磁通短路的發生。其他配置與操作為與圖7所顯示的配置相同。如同圖1至圖5所顯示的配置，本範例的配置可與第一針孔及第二針孔被設定為具有相同尺寸的配置相結合。　　[0063] 圖9為顯示在實施例的另一個範例中的當從軸向方向的一側觀看時之轉子10的部分的視圖。在本範例的配置中，在圖8所顯示的配置中的每一個端板30被進一步形成為具有多個第四針孔41a、41b、41c。具體而言，在每一個端板30中，對應於轉子核心12（圖2）的多組的磁孔14中的每一組磁孔，端板30之面對一個中間橋接件B1及兩個外周圍橋接件B2的部分被分別地形成為具有一個或多個第四針孔41a、41b、41c。第四針孔41a、41b、41c相當於第三漏磁通量抑制孔（第三孔）。例如，兩個或多個第四針孔41a沿著徑向方向在每一個端板30之面對中間橋接件B1的部分中被對齊，且一個或多個第四針孔41b、41c被佈置在每一個端板30之面對外周圍橋接件B2的部分中。　　[0064] 根據上述配置，在每一個單一磁極藉由佈置為V行的兩個磁體16而形成的配置中，結合於端板30具有第一針孔32b及第二針孔36a的配置，能夠有效地抑制磁通短路。僅單一個第四針孔41a、41b、41c 可被形成在面對對應於每一組的一個中間橋接件B1及兩個外周圍橋接件B2的各個部分中。第四針孔可僅被形成在每一個端板30之面對對應於每一組的一個中間橋接件B1及兩個外周圍橋接件B2中的一或兩個橋接件的部分中。在此情形下，相較於圖8的配置，能夠更有效地抑制磁通短路。同時，作為圖9的配置，更佳的是去在每一個端板30之面對一個中間橋接件B1及兩個外周圍橋接件B2的各個部分中形成第四針孔41a、41b、41c。在此更佳的配置中，洩漏到每一個端板30之面對轉子核心12之每一組的兩個磁體16的徑向外側的部分（例如，由圖9中的點P所指示的部分）的漏磁通量變得難以流動到每一個端板30之面對此兩個磁體16的徑向內側的部分（例如，由圖9中的點Q所指示的部分）。因此，能夠進一步抑制磁通短路。其他配置與操作為與圖8所顯示的配置相同。本範例的配置可被與圖1至圖5所顯示的配置結合，或與圖7所顯示的配置結合。　　[0065] 圖10的上部圖式為在實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖，且圖10的下部圖式為圖10的上部圖式的部分C的放大視圖。在本範例的配置中，不同於上述範例的各個配置，端板30被形成為具有狹縫44，其為多個長薄的孔，作為多個漏磁通量抑制孔。具體而言，V形孔群組42沿著每一個端板30的周圍方向被形成在多個位置處。在每一個V形孔群組42中，兩個狹縫群組43被佈置成V形，對應於轉子核心12之被佈置為V形的磁孔14的佈置位置（圖2）。每一個狹縫群組43包括多個狹縫44，且各個狹縫44被形成在每一個端板30之面對磁體16的部分中。　　[0066] 在每一個狹縫群組43中，多個狹縫44沿著縱向方向L2在直線上被對齊，以構成各個單一狹縫組E1、E2到E6。多個狹縫組E1、E2到E5在正交於縱向方向L2的方向上被佈置成多列，且相鄰的狹縫組E1、E2到E6之間的狹縫44在縱向方向上的各個位置彼此偏離。據此，形成在各個狹縫組E1、E2到E6的縱向方向上之相鄰的狹縫44之間的磁通路徑T在相鄰的狹縫組E1、E2到E6之間沿著與狹縫44在其上被定位的直線平行的方向被佈置在不同的位置處。沿著多個狹縫44的直線的各個長度為大致相同的。多個狹縫44中的部分狹縫44被設置在每一個端板30之面對樹脂部分18的部分中。狹縫44使用孔沖頭藉由沖壓而形成，如同上述範例的各個配置中的針孔的情形一般。　　[0067] 根據上述配置，如同上述範例的各個配置，狹縫44被形成在由磁性材料所製成的端板30中，以從而抑制從磁體16洩漏出至端板30的漏磁通量，以及磁通短路。此外，端板30覆蓋磁體16的軸向端面以及樹脂部分18的軸向端面。因此，變得不需要將非磁性材料用於端板30，且其亦能夠應付抑制磁體16的漏磁通量以及抑制磁體16與樹脂的脫出兩者。　　[0068] 此外，如圖10中的虛線所指示的，當漏磁通量流動通過多個狹縫44之間時，磁通量的路徑被定位在此磁通量的流動方向前方的狹縫44中斷及彎曲。據此，由於漏磁通量的路徑長度變得較長，其能夠更有效地抑制磁通短路。其他配置及操作為與圖1至圖5的配置相同。　　[0069] 在圖11中，於圖10所顯示的配置中，如同圖8的配置，端板30之面對樹脂部分18的部分被形成為具有多個第二針孔36a。此外，作為每一個狹縫44的最大長度之縱向方向L3上的長度大於每一個第二針孔36a的直徑。多個第二針孔36a面對樹脂部分18。因此，變得更容易去抑制因為樹脂部分18的樹脂破裂所導致的樹脂的脫出。如同圖7的配置，其可能去促進抑制樹脂的脫出，以及用於狹縫44的孔沖頭的數量的減少，還能抑制漏磁通量。其他配置及操作為與圖8的配置及圖10的配置相同。　　[0070] 在上述範例的各個配置中，已說明端板30之面對磁體16的部分被形成為具有多個第一針孔或多個狹縫的情形，但可僅在端板30之面對磁體16的部分中形成一個第一針孔或一個狹縫。此外，在上述範例的各個配置中，作為端板30，並非總是需要使用由與轉子核心12的第一鋼板13相同的材料所製成且具有相同厚度的第二鋼板。例如，作為第二鋼板，可使用其磁特性不如第一鋼板13的磁特性的板，或是各具有較每一個第一鋼板13的厚度更大的厚度的板，或是由除了鋼以外的金屬磁性材料所形成的板。　　[0071] 此外，在上述範例的各個配置中，已說明轉子核心12藉由堆疊多個第一鋼板13而構成的情形，但轉子核心不限於此配置。例如，轉子核心可藉由使樹脂接合劑（resin binder）及磁粉（magnetic powder）兩者加壓成型而形成。同時，有鑑於成本降低，如同上述各個範例，較佳的是藉由第一鋼板13的堆疊體來形成轉子核心12，以及藉由其材料與厚度相同於第一鋼板13的材料與厚度的第二鋼板來形成端板30。　　[0072] 此外，在上述範例的各個配置中，已說明兩個磁體16被佈置為V形的情形，但亦可應用各個磁體沿著周圍方向被佈置在線性方向上這種配置。

[0073]

10‧‧‧旋轉電機轉子

12‧‧‧轉子核心

12a‧‧‧軸孔

13‧‧‧第一鋼板

13a‧‧‧軸孔元件

13b‧‧‧磁孔元件

14‧‧‧磁孔

16‧‧‧磁體

17‧‧‧單一磁極

18a,18b‧‧‧樹脂部分

30‧‧‧端板

31‧‧‧第二鋼板

32,32a,32b‧‧‧第一針孔

34‧‧‧V形孔群組

35,35a‧‧‧針孔群組

36,36a‧‧‧第二針孔

38‧‧‧第三針孔

40‧‧‧孔內磁通路徑

41a,41b,41c‧‧‧第四針孔

42‧‧‧V形孔群組

43‧‧‧狹縫群組

44‧‧‧狹縫

100‧‧‧旋轉電機

110‧‧‧定子

111‧‧‧定子核心

112‧‧‧齒

114‧‧‧定子線圈

115‧‧‧旋轉軸

B1‧‧‧中間橋接件

B2‧‧‧外周圍橋接件

C1,C2,C3‧‧‧針孔組

d‧‧‧針孔距離

d1,d2‧‧‧距離

D1,D2,D3‧‧‧針孔組

E1,E2~E6‧‧‧狹縫組

L1,L2,L3‧‧‧縱向方向

P‧‧‧點

Q‧‧‧點

T‧‧‧磁通路徑

α‧‧‧一點鏈線

β‧‧‧兩點鏈線

γ‧‧‧箭頭

[0027] 本發明的例示性實施例之特徵、優點及技術和工業上的意義將在下方參照所附圖式進行說明，其中，相同的標號表示相同的元件，且其中：　　圖1為包括根據本發明的實施例的旋轉電機轉子之旋轉電機的半截面圖，以及其部分A的放大視圖；　　圖2為顯示當從軸向方向的一側觀看時之轉子核心的部分及多個磁體中的部分磁體的視圖，而端板被從圖1的旋轉電機轉子移除；　　圖3為顯示當從軸向方向的一側觀看時之被包含在旋轉電機轉子中的端板的部分的視圖；　　圖4為圖3的部分B的放大視圖；　　圖5為顯示當從軸向方向的一側觀看時之根據本發明的實施例的旋轉電機轉子的部分的立體圖；　　圖6為顯示傳統電磁鋼板的B-H特性以及當針孔距離被限制在實施例中的預定範圍時之孔內磁通路徑中的電磁鋼板的B-H特性的圖式；　　圖7為在根據本發明的實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖；　　圖8為在根據本發明的實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖；　　圖9為顯示在根據本發明的實施例的另一個範例中的當從軸向方向的一側觀看時之旋轉電機轉子的部分的視圖；　　圖10為在根據本發明的實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖，及部分C的放大視圖；以及　　圖11為在根據本發明的實施例的另一個範例中之對應於圖5的視圖。

Claims

一種旋轉電機轉子，包括：　　轉子核心，由磁性材料所製成，該轉子核心具有在該旋轉電機轉子的軸向方向上延伸的磁孔；　　磁體，設置在該等磁孔中；　　樹脂部分，設置在該等磁孔與該等磁體之間的至少部分的間隙中，該等樹脂部分在該軸向方向上延伸；以及　　端板，設置為相鄰於在該轉子核心的軸向方向上的端面，　　其中，　　該等端板為由磁性材料所製成的構件，該等端板覆蓋該等磁體在該軸向方向上的端面及該等樹脂部分在該軸向方向上的端面，並且　　該等端板中的每一個端板具有至少一孔，該至少一孔設置在面對至少一部分的該等磁體的該等端面的位置。
如申請專利範圍第1項的旋轉電機轉子，其中，　　該等端板中的每一個端板及該轉子核心由相同種類的磁性材料所製成，且具有相同的厚度。
如申請專利範圍第1或2項的旋轉電機轉子，其中，　　該等孔中的至少一者為複數個孔，該等端板中的每一個端板具有該複數個孔，該複數個孔設置在面對該等磁體的該端面之該等端板中的每一個端板的端面中。
如申請專利範圍第3項的旋轉電機轉子，其中，　　每一個端板具有複數個第二孔，該複數個第二孔設置在該等端板中的每一個端板之在該軸向方向上面對該等樹脂部分的端面的該端面中。
如申請專利範圍第4項的旋轉電機轉子，其中，　　該複數個第二孔中的每一個第二孔的最大內長度小於該複數個孔中的每一個孔的最大內長度。
如申請專利範圍第4或5項的旋轉電機轉子，其中，　　彼此相鄰的該等孔之間的距離大於彼此相鄰的該等第二孔之間的距離。
如申請專利範圍第3項的旋轉電機轉子，其中，　　該複數個孔為複數個針孔，該複數個針孔中的每一個針孔具有圓形形狀，　　該等端板中的每一個端板具有複數個針孔組，該複數個針孔組設置在面對該等磁體的該等端面的矩形區域中，　　該等針孔組中的每一個針孔組包括該複數個針孔，該複數個針孔沿著該矩形區域的縱向方向被佈置在直線上，並且　　在該等針孔組中的任何一個針孔組中的該等針孔的位置在該縱向方向上從在該等針孔組中的相鄰一個針孔組中的該等針孔的位置偏離。
如申請專利範圍第4至6項中的任一項的旋轉電機轉子，其中，　　在周圍方向上彼此相鄰的兩個磁孔被佈置為V形，使得在該周圍方向上的該兩個磁孔之間的距離沿著徑向方向向外增加，　　該轉子核心包括在對應於每一組磁體的該兩個磁孔的周圍方向上的端部之間的中間橋接件、以及在對應於每一組磁體的該兩個磁孔的各個徑向外端部之間的兩個外周圍橋接件、以及該轉子核心的外周圍表面，並且　　每一個端板具有第三孔，該等第三孔設置在每一個端板之面對該中間橋接件及該兩個外周圍橋接件中的至少一個橋接件的部分中。
如申請專利範圍第8項的旋轉電機轉子，其中，　　每一個端板具有該等第三孔，該等第三孔設置在面對該中間橋接件及該兩個外周圍橋接件的各個部分中。
如申請專利範圍第3項的旋轉電機轉子，其中，　　該複數個孔為複數個狹縫，該複數個狹縫中的每一個狹縫具有長薄形狀，　　該等端板中的每一個端板具有複數個狹縫組，該複數個狹縫組設置在面對該等磁體的該等端面的該等端板的該每一個端板的該端面中，　　該等狹縫組中的每一個狹縫組包括複數個該狹縫，該等狹縫沿著該等狹縫的縱向方向被佈置在直線上，並且　　在該等狹縫組中的任何一個狹縫組中的該等狹縫的位置在該縱向方向上從在該等狹縫組中的相鄰一個狹縫組中的該等狹縫的位置偏離。