TW202232863A - 旋轉電機 - Google Patents

Abstract

本發明的旋轉電機的一個形態，至少包含：一對第一磁體，所述一對第一磁體在周方向上彼此隔開間隔而配置，且沿著在沿軸方向觀察時隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而彼此在周方向上遠離的方向延伸。一對第一磁體構成極，經由q軸而在周方向上配置有多個。轉子芯在沿軸方向觀察時在周方向上且q軸的位置，具有沿軸方向貫穿的孔部。孔部的至少一部分位於較一對第一磁體更靠徑方向外側。

Description

旋轉電機

本發明是有關於一種旋轉電機。

已知有一種內嵌式永磁同步馬達（Interior Permanent Magnet Synchronous Machine，IPMSM）等的旋轉電機，所述內嵌式永磁同步馬達包括：轉子芯（rotor core）、以及配置在設於轉子芯的孔內的永磁鐵。此種旋轉電機中，作為退磁對策，採用了：於轉子芯設置槽或突起、狹縫、孔等；磁鐵自身的尺寸及材質、磁鐵的溫度變化對策等。例如，於專利文獻1中，揭示了一種旋轉電機，其藉由配置第一磁鐵部與第二磁鐵部來抑制磁鐵的退磁，所述第一磁鐵部與第二磁鐵部是將永磁鐵配置成V形狀，並且構成V形狀的兩組磁鐵部各自成為磁鐵內部的磁化方向彼此交叉的方向。

所述旋轉電機中，要求低振動、低噪音化。因此，作為變更對於在激勵馬達的轉子與定子之間起作用的電磁激振力的貢獻度高的氣隙（air gap）附近的形狀的技術，例如，於專利文獻2中揭示了：在夾著q軸而相鄰的磁鐵之間，設置沿軸方向貫穿的隔磁槽（flux barrier）。

[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本專利特開2019-30206號公報 [專利文獻2] 日本專利特開2019-122233號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，專利文獻2所記載的旋轉電機中，隔磁槽全部在周方向上與相鄰的磁鐵重合，因此，磁通的磁路變窄。因此，平均轉矩有可能大幅下降。

本發明是考慮到如上所述的方面而完成，目的在於提供一種既可抑制平均轉矩的下降，又可抑制振動的旋轉電機。

[解決課題之手段] 本發明的旋轉電機的一個形態包括：轉子，以中心軸為中心而能夠旋轉；以及定子，位於所述轉子的徑方向外側。所述轉子具有：轉子芯，具有多個收容孔；以及多個磁體，分別收容於所述多個收容孔的內部。所述定子具有：定子芯，具有：包圍所述轉子芯的環狀的芯背部（core back）、及自所述芯背部朝徑方向內側延伸且沿周方向空開間隔而排列配置的多個牙部（teeth）；以及多個線圈，被安裝於所述定子芯。所述多個磁體至少包含一對第一磁體，所述一對第一磁體在周方向上彼此隔開間隔而配置，且沿著在沿軸方向觀察時隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而彼此在周方向上遠離的方向延伸。所述一對第一磁體構成極，經由q軸而在所述周方向上配置有多個。所述轉子芯在沿軸方向觀察時在周方向上且所述q軸的位置，具有沿軸方向貫穿的孔部。所述孔部的至少一部分位於較所述一對第一磁體更靠徑方向外側。

[發明的效果] 根據本發明的一個形態，在旋轉電機中，既可抑制平均轉矩的下降，又可抑制振動。

以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明的實施形態的旋轉電機。再者，本發明的範圍並不限定於以下的實施形態，可在本發明的技術思想的範圍內任意變更。而且，以下的圖式中，為了便於理解各結構，有時使實際的結構與各結構中的比例尺或數量等不同。

各圖中適當表示的Z軸方向是將正側設為「上側」，將負側設為「下側」的上下方向。各圖中適當表示的中心軸J是與Z軸方向平行且沿上下方向延伸的假想線。以下的說明中，將中心軸J的軸方向即與上下方向平行的方向簡稱作「軸方向」，將以中心軸J為中心的徑方向簡稱作「徑方向」，將以中心軸J為中心的周方向簡稱作「周方向」。各圖中適當表示的箭頭θ表示周方向。箭頭θ朝向自上側觀察時以中心軸J為中心順時針旋轉的方向。以下的說明中，將以某對象為基準而周方向中的箭頭θ所朝向的一側，即自上側觀察時順時針前進的一側稱作「周方向其中一側」，將以某對象為基準而與周方向中的箭頭θ所朝向的一側為相反側，即自上側觀察時逆時針前進的一側稱作「周方向另一側」。

再者，所謂上下方向、上側及下側，僅僅是用於說明各部的配置關係等的名稱，實際的配置關係等亦可為該些名稱所示的配置關係等以外的配置關係等。

如圖1所示，本實施形態的旋轉電機1為內轉子型的旋轉電機。本實施形態中，旋轉電機1為三相交流式的旋轉電機。旋轉電機1例如是藉由供給三相交流的電源而受到驅動的三相馬達。旋轉電機1包括：殼體2、轉子10、定子60、軸承座（bearing holder）4以及軸承5a、軸承5b。

殼體2將轉子10、定子60、軸承座4以及軸承5a、軸承5b收容於內部。殼體2的底部保持著軸承5b。軸承座4保持著軸承5a。軸承5a、軸承5b例如為滾珠軸承。

定子60位於轉子10的徑方向外側。定子60具有：定子芯61、絕緣體（insulator）64以及多個線圈65。定子芯61具有：芯背部62與多個牙部63。芯背部62位於後述的轉子芯20的徑方向外側。如圖2所示，芯背部62為包圍轉子芯20的環狀。芯背部62例如是以中心軸J為中心的圓環狀。

多個牙部63自芯背部62朝徑方向內側延伸。多個牙部63在周方向上隔開間隔而排列配置。多個牙部63例如沿著周方向而遍及一周地等間隔配置。牙部63例如設有48個。即，旋轉電機1的槽67的數量例如為48。如圖3及圖4所示，多個牙部63分別具有基部63a與傘部63b。

基部63a自芯背部62朝徑方向內側延伸。基部63a的周方向的尺寸例如遍及整個徑方向而相同。再者，基部63a的周方向的尺寸例如亦可隨著朝向徑方向內側而變小。

傘部63b被設於基部63a的徑方向內側的端部。傘部63b較基部63a朝周方向的兩側突出。傘部63b的周方向的尺寸，大於基部63a的徑方向內側的端部的周方向的尺寸。傘部63b的徑方向內側的面是沿著周方向的曲面。傘部63b的徑方向內側的面呈沿軸方向觀察時以中心軸J為中心的圓弧狀延伸。傘部63b的徑方向內側的面在徑方向上隔著間隙而與後述的轉子芯20的外周面相向。在周方向上相鄰的牙部63彼此中，傘部63b彼此在周方向上隔開間隙而排列配置。

多個線圈65被安裝於定子芯61。如圖1所示，多個線圈65例如經由絕緣體64而安裝於牙部63。本實施形態中，線圈65進行分佈繞組。即，各線圈65跨越多個牙部63而捲繞。本實施形態中，線圈65進行全節距繞組。即，線圈65所插入的定子60的槽彼此的周方向間距與對定子60供給三相交流電源時所產生的磁極的周方向間距相等。旋轉電機1的極數例如為8。即，旋轉電機1例如為8極48槽的旋轉電機。如此，本實施形態的旋轉電機1中，將極數設為N時，槽數為N×6。再者，圖2～圖4中，省略了絕緣體64的圖示。

轉子10以中心軸J為中心而能夠旋轉。如圖2所示，轉子10具有：軸11、轉子芯20以及多個磁體40。軸11是以中心軸J為中心而沿軸方向延伸的圓柱狀。如圖1所示，軸11是由軸承5a、軸承5b繞中心軸J能夠旋轉地予以支持。

轉子芯20為磁性體。轉子芯20被固定於軸11的外周面。轉子芯20具有：沿軸方向貫穿轉子芯20的貫穿孔21。如圖2所示，貫穿孔21在沿軸方向觀察時為以中心軸J為中心的圓形狀。軸11穿過貫穿孔21。軸11例如藉由壓入等而被固定於貫穿孔21內。儘管省略圖示，但轉子芯20例如是將多個電磁鋼板沿軸方向予以積層而構成。

轉子芯20具有多個收容孔30。多個收容孔30例如沿軸方向貫穿轉子芯20。於多個收容孔30的內部，分別收容有多個磁體40。磁體40於收容孔30內的固定方法並無特別限定。多個收容孔30包含：一對第一收容孔31a、31b與第二收容孔32。

多個磁體40的種類並無特別限定。磁體40例如既可為釹磁鐵，亦可為鐵氧體磁鐵。多個磁體40包含：一對第一磁體41a、41b與第二磁體42。一對第一磁體41a、41b與第二磁體42構成極。

本實施形態中，在周方向上隔開間隔地各設有多個一對第一收容孔31a、31b、一對第一磁體41a、41b、第二收容孔32與第二磁體42。一對第一收容孔31a、31b、一對第一磁體41a、41b、第二收容孔32與第二磁體42例如各設有8個。

轉子10具有多個磁極部70，所述多個磁極部70各自包含：一對第一收容孔31a、31b、一對第一磁體41a、41b、第二收容孔32與第二磁體42。磁極部70例如設有8個。多個磁極部70例如沿著周方向遍及一周地等間隔配置。多個磁極部70各包含多個：轉子芯20的外周面的磁極為N極的磁極部70N；以及轉子芯20的外周面的磁極為S極的磁極部70S。磁極部70N與磁極部70S例如各設有4個。4個磁極部70N與4個磁極部70S沿著周方向交替地配置。各磁極部70的結構除了轉子芯20的外周面的磁極不同以及周方向位置不同以外，為同樣的結構。

如圖3所示，磁極部70中，一對第一收容孔31a、31b在周方向上彼此隔開間隔地配置。第一收容孔31a例如位於第一收容孔31b的周方向其中一側（+θ側）。第一收容孔31a、第一收容孔31b例如沿軸方向觀察時沿著相對於徑方向而斜斜地傾斜的方向呈大致直線狀地延伸。一對第一收容孔31a、31b沿著在沿軸方向觀察時隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而彼此在周方向上遠離的方向延伸。即，第一收容孔31a與第一收容孔31b之間的周方向的距離，隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而變大。第一收容孔31a例如隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而位於周方向其中一側。第一收容孔31b例如隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而位於周方向另一側（-θ側）。第一收容孔31a、第一收容孔31b的徑方向外側的端部位於轉子芯20的徑方向外周緣部。

第一收容孔31a與第一收容孔31b例如在沿軸方向觀察時在周方向上夾著構成d軸的圖3所示的磁極中心線IL1而配置。磁極中心線IL1是穿過磁極部70的周方向中心與中心軸J，且沿徑方向延伸的假想線。第一收容孔31a與第一收容孔31b例如在沿著軸方向觀察時，相對於磁極中心線IL1而呈線對稱地配置。以下，對於除了相對於磁極中心線IL1呈線對稱以外與第一收容孔31a同樣的結構，有時省略關於第一收容孔31b的說明。

第一收容孔31a具有：第一直線部31c、內端部31d及外端部31e。第一直線部31c在沿軸方向觀察時沿著第一收容孔31a所延伸的方向呈直線狀延伸。第一直線部31c例如沿軸方向觀察為長方形狀。內端部31d與第一直線部31c的徑方向內側的端部相連。內端部31d為第一收容孔31a的徑方向內側的端部。外端部31e與第一直線部31c的徑方向外側的端部相連。外端部31e為第一收容孔31a的徑方向外側的端部。第一收容孔31b具有：第一直線部31f、內端部31g及外端部31h。

第二收容孔32位於一對第一收容孔31a、31b的徑方向外側的端部彼此的周方向之間。即，本實施形態中第二收容孔32位於外端部31e與外端部31h的周方向之間。第二收容孔32例如在沿軸方向觀察時沿著與徑方向正交的方向呈大致直線狀地延伸。第二收容孔32例如在沿軸方向觀察時沿著與磁極中心線IL1正交的方向延伸。一對第一收容孔31a、31b與第二收容孔32例如在沿軸方向觀察時沿著∇形狀而配置。

再者，本說明書中，所謂「某對象沿著與某方向正交的方向延伸」，除了某對象沿著與某方向嚴格正交的方向延伸的情況以外，還包含某對象沿著與某方向大致正交的方向延伸的情況。所謂「與某方向大致正交的方向」，例如，包含因製造時的公差等，相對於與某方向嚴格正交的方向而在數度[°]左右的範圍內傾斜的方向。

沿軸方向觀察時，例如，磁極中心線IL1穿過第二收容孔32的周方向的中心。即，第二收容孔32的周方向中心的周方向位置例如與磁極部70的周方向中心的周方向位置一致。第二收容孔32的沿軸方向觀察的形狀例如是以磁極中心線IL1為中心的線對稱的形狀。第二收容孔32位於轉子芯20的徑方向外周緣部。

第二收容孔32具有：第二直線部32a、一端部32b及另一端部32c。第二直線部32a在沿軸方向觀察時，沿著第二收容孔32所延伸的方向呈直線狀延伸。第二直線部32a例如沿軸方向觀察為長方形狀。一端部32b與第二直線部32a的周方向其中一側（+θ側）的端部相連。一端部32b為第二收容孔32的周方向其中一側的端部。一端部32b在第一收容孔31a中的外端部31e的周方向另一側（-θ側）隔開間隔而配置。另一端部32c與第二直線部32a的周方向另一側（-θ側）的端部相連。另一端部32c為第二收容孔32的周方向另一側的端部。另一端部32c在第一收容孔31b中的外端部31h的周方向其中一側隔開間隔而配置。

一對第一磁體41a、41b被分別收容於一對第一收容孔31a、31b的內部。第一磁體41a被收容於第一收容孔31a的內部。第一磁體41b被收容於第一收容孔31b的內部。一對第一磁體41a、41b例如沿軸方向觀察為長方形狀。一對第一磁體41a、41b所延伸的方向的長度相同。與一對第一磁體41a、41b所延伸的方向正交的方向的第一磁體41a、第一磁體41b的長度相同。

儘管省略圖示，但第一磁體41a、第一磁體41b例如為長方體狀。儘管省略圖示，但第一磁體41a、第一磁體41b例如遍及第一收容孔31a、31b內的整個軸方向而設。一對第一磁體41a、41b在周方向上彼此隔開間隔而配置。第一磁體41a例如位於第一磁體41b的周方向其中一側（+θ側）。

第一磁體41a在沿軸方向觀察時沿著第一收容孔31a而延伸。第一磁體41b在沿軸方向觀察時沿著第一收容孔31b而延伸。第一磁體41a、第一磁體41b例如沿著在沿軸方向觀察時相對於徑方向而斜斜地傾斜的方向呈大致直線狀地延伸。一對第一磁體41a、41b沿著在沿軸方向觀察時隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而彼此在周方向上離開的方向延伸。即，第一磁體41a與第一磁體41b之間的周方向的距離，隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而變大。

第一磁體41a例如隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而位於周方向其中一側（+θ側）。第一磁體41b例如隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而位於周方向另一側（-θ側）。第一磁體41a與第一磁體41b例如在沿軸方向觀察時在周方向上夾著磁極中心線IL1而配置。第一磁體41a與第一磁體41b例如在沿軸方向觀察時相對於磁極中心線IL1而呈線對稱地配置。以下，對於除了相對於磁極中心線IL1呈線對稱以外與第一磁體41a同樣的結構，有時省略關於第一磁體41b的說明。

第一磁體41a被嵌合於第一收容孔31a內。更詳細而言，第一磁體41a被嵌合於第一直線部31c內。第一磁體41a的側面中的、與第一直線部31c所延伸的方向正交的方向上的兩側面，例如與第一直線部31c的內側面分別接觸。在沿軸方向觀察時第一直線部31c所延伸的方向上，第一磁體41a的長度例如與第一直線部31c的長度相同。

沿軸方向觀察時，第一磁體41a的延伸方向的兩端部，自第一收容孔31a的延伸方向的兩端部分別離開地配置。沿軸方向觀察時，在第一磁體41a所延伸的方向上，內端部31d與外端部31e分別鄰接於第一磁體41a的兩側而配置。此處，本實施形態中，內端部31d構成第一隔磁槽部51a。外端部31e構成第一隔磁槽部51b。即，轉子芯20具有一對第一隔磁槽部51a、51b，所述一對第一隔磁槽部51a、51b在沿軸方向觀察時，在第一磁體41a所延伸的方向上夾著第一磁體41a而配置。轉子芯20具有一對第一隔磁槽部51c、51d，所述一對第一隔磁槽部51c、51d在沿軸方向觀察時，在第一磁體41b所延伸的方向上夾著第一磁體41b而配置。

如此，轉子芯20具有：第一隔磁槽部51a、第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51c、第一隔磁槽部51d，所述第一隔磁槽部51a、第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51c、第一隔磁槽部51d在沿軸方向觀察時，在各第一磁體41a、41b所延伸的方向上夾著各第一磁體41a、41b的各個而各配置有一對。第一隔磁槽部51a、第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51c、第一隔磁槽部51d、後述的第二隔磁槽部52a、第二隔磁槽部52b以及後述的孔部80是可抑制磁通的流動的部分。即，磁通難以通過各隔磁槽部及槽部。各隔磁槽部及槽部只要可抑制磁通的流動，則並無特別限定，既可包含空隙部，亦可包含樹脂部等非磁性部。

第二磁體42被收容於第二收容孔32的內部。第二磁體42在較一對第一磁體41a、41b的徑方向內端部為徑方向外側，配置於一對第一磁體41a、41b彼此之間的周方向位置。第二磁體42沿軸方向觀察時，沿著第二收容孔32而延伸。第二磁體42沿軸方向觀察時，沿著與徑方向正交的方向延伸。一對第一磁體41a、41b與第二磁體42例如沿軸方向觀察時，沿著∇形狀而配置。

再者，本說明書中，所謂「第二磁體配置於一對第一磁體彼此之間的周方向位置」，只要第二磁體的周方向位置包含於一對第一磁體彼此之間的周方向位置即可，第二磁體相對於第一磁體的徑方向位置並無特別限定。

第二磁體42的沿軸方向觀察的形狀例如是相對於磁極中心線IL1呈線對稱的形狀。第二磁體42例如沿軸方向觀察為長方形狀。儘管省略圖示，但第二磁體42例如為長方體狀。儘管省略圖示，但第二磁體42例如遍及第二收容孔32內的整個軸方向而設。第二磁體42的徑方向內側部分例如位於一對第一磁體41a、41b的徑方向外端部彼此的周方向之間。第二磁體42的徑方向外側部分例如位於較一對第一磁體41a、41b更靠徑方向外側。

第二磁體42被嵌合於第二收容孔32內。更詳細而言，第二磁體42被嵌合於第二直線部32a內。第二磁體42的側面中的、與第二直線部32a所延伸的方向正交的徑方向上的兩側面，例如與第二直線部32a的內側面分別接觸。在沿軸方向觀察時第二直線部32a所延伸的方向上，第二磁體42的長度例如與第二直線部32a的長度相同。

沿軸方向觀察時，第二磁體42的延伸方向的兩端部，自第二收容孔32的延伸方向的兩端部分別離開地配置。沿軸方向觀察時，在第二磁體42所延伸的方向上，一端部32b與另一端部32c分別鄰接於第二磁體42的兩側而配置。此處，本實施形態中，一端部32b構成第二隔磁槽部52a。另一端部32c構成第二隔磁槽部52b。即，轉子芯20具有一對第二隔磁槽部52a、52b，所述具有一對第二隔磁槽部52a、52b在沿軸方向觀察時，在第二磁體42所延伸的方向上夾著第二磁體42而配置。一對第二隔磁槽部52a、52b及第二磁體42位於夾著第一磁體41a的一對第一隔磁槽部51a、51b中的位於徑方向外側的第一隔磁槽部51b、與夾著第一磁體41b的一對第一隔磁槽部51c、51d中的位於徑方向外側的第一隔磁槽部51d的周方向之間。

第一磁體41a的磁極沿著在沿軸方向觀察時與第一磁體41a所延伸的方向正交的方向而配置。第一磁體41b的磁極沿著在沿軸方向觀察時與第一磁體41b所延伸的方向正交的方向而配置。第二磁體42的磁極沿著徑方向而配置。

第一磁體41a的磁極中的位於徑方向外側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向外側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向外側的磁極彼此相同。第一磁體41a的磁極中的位於徑方向內側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向內側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向內側的磁極彼此相同。

如圖3所示，磁極部70N中，第一磁體41a的磁極中的位於徑方向外側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向外側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向外側的磁極例如為N極。磁極部70N中，第一磁體41a的磁極中的位於徑方向內側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向內側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向內側的磁極例如為S極。

儘管省略圖示，但在磁極部70S中，相對於磁極部70N，各磁體40的磁極反轉地配置。即，磁極部70S中，第一磁體41a的磁極中的位於徑方向外側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向外側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向外側的磁極例如為S極。磁極部70S中，第一磁體41a的磁極中的位於徑方向內側的磁極、第一磁體41b的磁極中的位於徑方向內側的磁極與第二磁體42的磁極中的位於徑方向內側的磁極例如為N極。

在第二磁體42的周方向中心配置於與某一個牙部63的周方向中心相同的周方向位置的某狀態（以下簡稱作「某狀態」）下，將周方向中心配置於與第二磁體42的周方向中心相同的周方向位置的牙部63稱作牙部66A。圖2～圖3表示了所述某狀態的一例。即，在圖2～圖3所示的某狀態下，牙部66A相當於「某一個牙部」。在圖2～圖3所示的某狀態下，沿軸方向觀察時，磁極中心線IL1穿過牙部66A的周方向中心。而且，本說明書中，「某狀態」是指「牙部66A的周方向的中心位置與作為d軸的磁極中心線IL1一致」的狀態。

在圖2～圖3所示的某狀態下，將與牙部66A的周方向其中一側（+θ側）相鄰的牙部63稱作牙部66B。將與牙部66A的周方向另一側（-θ側）相鄰的牙部63稱作牙部66C。將與牙部66B的周方向其中一側相鄰的牙部63稱作牙部66D。將與牙部66C的周方向另一側相鄰的牙部63稱作牙部66E。將與牙部66D的周方向其中一側相鄰的牙部63稱作牙部66F。將與牙部66E的周方向另一側相鄰的牙部63稱作牙部66G。

如圖3所示，轉子芯20具有孔部80。孔部80沿軸方向貫穿轉子芯20。沿軸方向觀察時，q軸IL2穿過孔部80的周方向中心。q軸IL2是相對於d軸而朝電直角方向延伸的軸。孔部80配置於多個q軸IL2的各者。沿軸方向觀察時，孔部80被配置於較轉子芯20的外周面朝徑方向內側離開距離L1的位置。

孔部80是沿徑方向延伸，且徑方向的最大長度L2大於周方向的長度的長槽。孔部80作為第三隔磁槽部發揮功能。孔部80的徑方向兩端是在q軸IL2上具有中心的半圓。由於孔部80的徑方向兩端為半圓，因此可緩和孔部80中的應力集中。較半圓為內側的孔部80的周方向的尺寸為固定。

如圖4所示，孔部80是在周方向上與夾著q軸IL2而在周方向上相鄰的第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d分別隔開間隔地配置。孔部80是在周方向上與夾著q軸IL2而在周方向上相鄰的第一磁體41a、第一磁體41b分別隔開間隔地配置。q軸IL2與第一磁體41a、第一磁體41b的最短距離短於q軸IL2與第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d的最短距離。

例如，在流經轉子芯20的磁通包含圖4所示般的電角度十二次成分的磁通B12的情況下，來自定子芯61的磁通B12流向徑方向內側。磁通B12分支為繞過孔部80而在第一隔磁槽部51b與孔部80之間流動的路徑、與在第一隔磁槽部51d與孔部80之間流動的路徑。藉由磁通B12分支為兩個磁路，可適當地對磁通B12進行整流。藉此，可在周方向上更適當地降低磁通流動的不均，從而可更適當地降低轉矩漣波。自第一磁體41a、第一磁體41b流動的電角度六次成分的磁通抵消磁通B12，因此可進一步降低電角度十二次成分的轉矩漣波。

圖5是表示將距離L1設為槽位置且將最大長度L2設為2 mm時的、相對於未設有孔部80的旋轉電機1的、設有孔部80的旋轉電機1的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比與槽位置的關係的圖。

如圖5所示，關於槽位置，電角度六次成分的轉矩漣波的增加比藉由使孔部80自轉子芯20的外周面朝徑方向內側離開而暫時增加。藉由增大孔部80距轉子芯20的距離L1，可抑制電角度六次成分的轉矩漣波的增加比。電角度十二次成分的轉矩漣波的增加比藉由使孔部80自轉子芯20的外周面朝徑方向內側離開而減少。平均轉矩的增加比不依存於孔部80距轉子芯20的距離L1而為固定。

圖6是表示將最大長度L2設為槽長度且將距離L1設為2 mm時的、相對於未設有孔部80的旋轉電機1的、設有孔部80的旋轉電機1的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比與槽長度的關係的圖。

如圖6所示，關於槽長度，相對於最大長度L2的變化，電角度六次成分的轉矩漣波的增加比未大幅變化。藉由加大最大長度L2，電角度十二次成分的轉矩漣波的增加比減少。平均轉矩的增加比不依存於最大長度L2而為固定。

圖7是表示將孔部80的周方向的寬度設為2 mm、將距離L1設為2 mm且將最大長度L2設為2 mm時的、相對於未設有孔部80的旋轉電機1的、設有孔部80的旋轉電機1的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比的圖。

如圖7所示，關於具有所述尺寸的孔部80的旋轉電機1，相對於未設有孔部80的旋轉電機1，平均轉矩及電角度六次成分的轉矩漣波這兩者未發現大的變化。關於電角度十二次成分的轉矩漣波，可藉由設置孔部80來予以降低。根據本實施形態，藉由設置孔部80，不會使平均轉矩下降而可抑制因電角度十二次的磁通成分引起的轉矩漣波，從而可實現低振動、低噪音化。

孔部80的至少一部分，位於較一對第一磁體41a、41b更靠徑方向外側。在孔部80全部在周方向上與一對第一磁體41a、41b重合的情況下，孔部80與第一磁體41a、第一磁體41b之間變窄。藉此，磁通B12的流動受到阻礙而平均轉矩有可能大幅下降。位於較一對第一磁體41a、41b更靠徑方向外側的孔部80與第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d的周方向的最短距離長於孔部80與一對第一磁體41a、41b的周方向的最短距離。

因此，藉由孔部80的至少一部分位於較一對第一磁體41a、41b更靠徑方向外側，從而磁通B12在較第一磁體41a、第一磁體41b更靠徑方向外側的孔部80與一對第一磁體41a、41b的周方向的最短距離長的區域流動。根據本實施形態，藉由磁通B12在周方向的最短距離長的區域流動，從而可抑制平均轉矩的下降。

本實施形態的孔部80的徑方向的位置位於較夾著q軸IL2而相鄰的第一磁體41a、第一磁體41b彼此的周方向的距離為最短的位置更靠徑方向的外側。根據本實施形態，藉由孔部80的徑方向的位置位於較第一磁體41a、第一磁體41b彼此的周方向的距離為最短的位置更靠徑方向的外側，從而磁通B12在周方向的距離長的區域流動，藉此，可抑制平均轉矩的下降。

本實施形態的孔部80的徑方向的位置處於夾著q軸IL2而相鄰的第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d的徑方向最外側的位置與徑方向最內側的位置之間的範圍內。根據本實施形態，藉由孔部80的徑方向的位置處於第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d的徑方向最外側的位置與徑方向最內側的位置之間的範圍內，從而磁通B12在周方向的距離較孔部80與第一磁體41a、第一磁體41b之間長的第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d與孔部80之間流動，藉此，可抑制平均轉矩的下降。

以上，一邊參照附圖一邊說明了本發明的較佳實施形態，但本發明當然不限定於相關示例。所述示例中所示的各構成構件的各形狀或組合等為一例，可在不脫離本發明主旨的範圍內基於設計要求等來進行各種變更。

例如，所述實施形態中，例示了孔部80的徑方向的位置處於夾著q軸IL2而相鄰的第一隔磁槽部51b、第一隔磁槽部51d的徑方向最外側的位置與徑方向最內側的位置之間的範圍內的結構，但並不限定於該結構。只要孔部80的至少一部分位於較一對第一磁體41a、41b更靠徑方向外側，則孔部80的徑方向的位置亦可為徑方向的其他位置。

例如，所述實施形態中，例示了具有第一磁體41a、第一磁體41b與第二磁體42的∇型的磁體40，但並不限定於該結構。例如，亦可為磁體40不具有第二磁體42，而磁極片與配置成V型的第一磁體41a、第一磁體41b相鄰的結構的旋轉電機1。而且，例如亦可為磁體40不具有第二磁體42，且磁極片與第一磁體41a、第一磁體41b相鄰的組在徑方向上隔開間隔地配置有多組（例如兩組）的結構的旋轉電機1。

適用本發明的旋轉電機並不限於馬達，亦可為發電機。此時，旋轉電機亦可為三相交流式的發電機。旋轉電機的用途並無特別限定。旋轉電機例如既可搭載於車輛，亦可搭載於車輛以外的機器。旋轉電機的極數及槽數並無特別限定。旋轉電機中，線圈包含任何繞組方式皆可。以上，本說明書中說明的結構可在不相互矛盾的範圍內適當組合。

1:旋轉電機 2:殼體 4:軸承座 5a、5b:軸承 10:轉子 11:軸 20:轉子芯 21:貫穿孔 30:收容孔 31a、31b:第一收容孔 31c、31f:第一直線部 31d、31g:內端部 31e、31h:外端部 32:第二收容孔 32a:第二直線部 32b:一端部 32c:另一端部 40:磁體 41a、41b:第一磁體 42:第二磁體 51a、51b、51c、51d:第一隔磁槽部（隔磁槽部） 52a、52b:第二隔磁槽部 53a、53b、54a、54b:槽部 60:定子 61:定子芯 62:芯背部 63、66A、66B、66C、66D、66E、66F、66G:牙部 63a:基部 63b:傘部 64:絕緣體 65:線圈 67:槽 70、70N、70S:磁極部 80、80A、80B:孔部 B12:磁通 IL1:磁極中心線（d軸） IL2:q軸 J:中心軸 L1:距離 L2:最大長度 θ:箭頭

圖1是表示本實施形態的旋轉電機的剖面圖。 圖2是表示本實施形態的旋轉電機的一部分的剖面圖，且是圖1中的II-II剖面圖。 圖3是表示本實施形態的轉子的磁極部及定子芯的一部分的剖面圖。 圖4是將本實施形態的轉子的磁極部及定子芯的一部分放大的剖面圖。 圖5是表示相對於未設有孔部的旋轉電機的、設有孔部的旋轉電機的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波（torque ripple）及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比與槽位置的關係的圖。 圖6是表示相對於未設有孔部的旋轉電機的、設有孔部的旋轉電機的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比與槽長度的關係的圖。 圖7是表示相對於未設有孔部的旋轉電機的、設有孔部的旋轉電機的平均轉矩、電角度六次成分的轉矩漣波及電角度十二次成分的轉矩漣波的各增減比的圖。

10:轉子

20:轉子芯

31a、31b:第一收容孔

31c、31f:第一直線部

31d、31g:內端部

31e、31h:外端部

32:第二收容孔

32a:第二直線部

32b:一端部

32c:另一端部

41a、41b:第一磁體

42:第二磁體

51a、51b、51c、51d:第一隔磁槽部(隔磁槽部)

52a、52b:第二隔磁槽部

61:定子芯

62:芯背部

63、66A、66B、66C、66D、66E、66F、66G:牙部

63a:基部

63b:傘部

70、70N:磁極部

80:孔部

IL1:磁極中心線(d軸)

IL2:q軸

N:N極

S:S極

Z:Z軸方向

θ:箭頭

Claims (6)

1. 一種旋轉電機，其特徵在於，包括： 轉子，以中心軸為中心而能夠旋轉；以及  定子，位於所述轉子的徑方向外側，  所述轉子具有：      轉子芯，具有多個收容孔；以及      多個磁體，分別收容於所述多個收容孔的內部，  所述定子具有：      定子芯，具有：包圍所述轉子芯的環狀的芯背部、及自所述芯背部朝徑方向內側延伸且沿周方向空開間隔而排列配置的多個牙部；以及      多個線圈，被安裝於所述定子芯，  其中，所述多個磁體至少包含一對第一磁體，所述一對第一磁體在周方向上彼此隔開間隔而配置，且沿著在沿軸方向觀察時隨著自徑方向內側朝向徑方向外側而彼此在周方向上遠離的方向延伸，  所述一對第一磁體構成極，經由q軸而在所述周方向上配置有多個，  所述轉子芯在沿軸方向觀察時在周方向上且所述q軸的位置，具有沿軸方向貫穿的孔部，  所述孔部的至少一部分位於較所述一對第一磁體更靠徑方向外側。
2. 如請求項1所述的旋轉電機，其中， 所述孔部沿徑方向延伸且徑方向的長度大於周方向的長度。
3. 如請求項2所述的旋轉電機，其中， 沿軸方向觀察時，所述孔部的徑方向的兩端為圓弧狀。
4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的旋轉電機，其中， 所述轉子芯具有隔磁槽部，所述隔磁槽部在沿軸方向觀察時在各所述第一磁體所延伸的方向上夾著各所述第一磁體的各個而一對一對地配置，  所述孔部的徑方向的位置處於一對所述隔磁槽部中的位於徑方向外側的隔磁槽部的徑方向最外側的位置與徑方向最內側的位置之間的範圍內。
5. 如請求項1所述的旋轉電機，其中， 所述孔部位於較夾著所述q軸而相鄰的所述第一磁體彼此的周方向的距離為最短的位置更靠徑方向的外側。
6. 如請求項1所述的旋轉電機，更包含： 第二磁體，在較所述一對第一磁體的徑方向內端部為徑方向外側，配置於所述一對第一磁體彼此之間的周方向位置，且沿著在沿軸方向觀察時與徑方向正交的方向延伸。

Images