CN113206564A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制永磁体的退磁的旋转电机。转子铁芯(12)具有：第一磁体***孔(13a)，其供具有圆弧状截面的第一永磁体(14a)***；第二磁体***孔(13b、13c)，其供具有从径向内侧朝向径向外侧延伸的矩形状截面的第二永磁体(14b、14c)***，且从转子(3)的径向内侧朝向径向外侧延伸，转子(3)的磁极将一个第一永磁体(14a)和两个第二永磁体(14b、14c)相对于转子(3)的径向线对称地配置而构成，第二磁体***孔(13b、13c)在转子(3)的径向外侧的端部具有空隙部(20b、20c)。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种在转子上具备励磁用的永磁体的旋转电机。

背景技术

近年来，在旋转电机中，将永磁体用于励磁，实现小型、高效化。作为使用永磁体的旋转电机的小型化和高效化的手段，可举出扩大沿着旋转轴向的永磁体的表面积，增加永磁体的磁通量。而且，作为用于增加永磁体的磁通量的手段之一，对永磁体的形状、配置进行研究。

作为涉及用于旋转电机的永磁体的形状或配置的以往技术，例如，已知专利文献1(图1)所记载的技术。在该以往技术中，埋设于转子的永磁体具备朝向转子的径向内侧突出的圆弧状的中央部和从该中央部的两端部朝向转子的外周面延伸的直线状的多个侧部。通过这样的永磁体的形状、配置，能够在圆弧状的中央部和直线状的侧部之间的弯曲部确保通过磁化获得的磁通量，增加磁通量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－171646号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在上述以往技术中，存在永磁体的直线状的多个侧部中的位于转子外周侧的前端部容易由于定子具备的电枢绕组形成的磁场而退磁的问题。因此，可能导致永磁体的扭矩特性的下降。

因此，本发明提供一种能够抑制永磁体的退磁的旋转电机。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述课题，本发明提供一种旋转电机，其具备：定子，其具有定子铁芯和绕装于所述定子铁芯的电枢绕组；转子，其具有转子铁芯、埋设于所述转子铁芯的多个永磁体、以及固定于所述转子铁芯的旋转轴，其中，所述多个永磁体包括：多个第一永磁体，它们具有向所述转子的径向内侧突出的圆弧状截面；多个第二永磁体，它们具有矩形状截面，所述矩形状截面从所述转子的径向内侧朝向径向外侧延伸，所述转子铁芯具有：多个第一磁体***孔，它们供所述多个第一永磁体***；多个第二磁体***孔，它们供所述多个第二永磁体***，所述转子的多个磁极分别构成为：对于一个所述第一永磁体和两个所述第二永磁体而言，在所述第一永磁体的两侧配置所述第二永磁体，且一个所述第一永磁体和两个所述第二永磁体相对于所述转子的径向线对称地配置，所述第二磁体***孔在所述转子的径向外侧的端部具有空隙部。

另外，为了解决上述课题，本发明提供一种旋转电机，其具备：定子，其具有定子铁芯和绕装于所述定子铁芯的电枢绕组；转子，其具有转子铁芯、埋设于所述转子铁芯的、针对每一磁极仅设置两个的永磁体、以及固定于所述转子铁芯的旋转轴，其中，所述两个永磁体具有矩形状截面，所述矩形状截面从所述转子的径向内侧朝向径向外侧延伸，所述转子铁芯具有供所述两个永磁体***的两个磁体***孔，所述转子的多个磁极分别将所述两个永磁体相对于所述转子的径向线对称地配置而构成，所述磁体***孔在所述转子的径向外侧的端部具有空隙部，所述转子铁芯具有介于所述转子的最外周表面和所述空隙部之间的第一电桥部，所述第一电桥部沿着所述转子的周向定位，如果将所述空隙部中的沿着所述转子的径向的两个内壁面内的、位于所述磁极的磁通轴即d轴侧的一内壁面的长度设为L1，位于以电气角与所述磁通轴正交的q轴侧的另一内壁面的长度设为L2，则L1＜L2。

发明效果

根据本发明，能够抑制永磁体的退磁。

通过以下的实施方式的说明阐明上述说明的以外的课题、结构及效果。

附图说明

图1是作为第一实施例的旋转电机的定子及转子的与轴向垂直的方向上的剖视图。

图2是图1所示的旋转电机1的轴向上的剖视图。

图3是作为第一实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的剖视图。

图4是表示图3所示的转子截面中的1磁极量的截面的局部剖视图。

图5是实施例的旋转电机的扭矩特性图。

图6是作为第二实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。

图7是作为第三实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。

图8是作为第四实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。

图9是作为第五实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。

具体实施方式

以下，通过下述的实施例1～5，使用附图对本发明的实施方式进行说明。在各图中，参照编号相同的构成要件表示相同的构成要件或者具备类似的功能的构成要件。

各实施例是在转子铁芯中埋设有永磁体的埋入磁体型旋转电机，作为同步电动机进行动作。另外，在各实施例中，转子的磁极数为8极，定子的极槽数为48。此外，磁极数和极槽数的组合不限于“8极、48极槽”，能够根据所希望的的电动机特性适当地设定。

另外，在本说明书中，“轴向”表示转子的旋转轴向，“径向”表示转子的径向，“周向”表示转子的周向。

【实施例1】

首先，使用图1、图2，对本发明的第一实施例即旋转电机的整体结构概略地进行说明。

图1是作为本发明的第一实施例的旋转电机的定子及转子的与轴向垂直的方向上的剖视图。

如图1所示，旋转电机1由定子2和与定子2的内侧隔开规定的间隙且以可旋转的方式配置的转子3构成。在该转子3上固定地设置有与负荷机械地连接的旋转轴15。

定子2具有由磁性体构成的定子铁芯6。定子铁芯6由芯背(core back、铁芯外径处)5和从芯背5朝向径向内侧突出的多个齿4构成。多个齿4沿着该径向在外周侧由芯背5连结。另外，多个齿4在周向上以等间隔排列。在周向上相邻的两个齿4之间设置有定子极槽7，该定子极槽7朝向转子3的最外周表面3b开口，绕装有三相绕组即电枢绕组(在图1中未图示)。

在本实施例中，电枢绕组通过分散卷绕绕装于多个(在本实施例中为48个)极槽。此外，电枢绕组也可以集中卷绕。

转子3具有由磁性体构成的转子铁芯12和埋设于转子铁芯12的多个永磁体。转子3的一个磁极由三个为1组的永磁体(14a、14b、14c)构成。在本实施例中，如图1所示，由8组永磁体构成8极磁极。永磁体(14a、14b、14c)从旋转轴15的轴向***到磁体***孔(13a、13b、13c)。后述更详细的转子3的结构。

图2是图1所示的旋转电机1的轴向上的剖视图。此外，在图2中，支承定子2及转子3的壳体、框架以及轴承等省略图示。

如图2所示，定子铁芯6及转子铁芯12由将多个由硅钢板等磁性体构成的薄板30层叠的层叠体构成。由此，在定子铁芯6及圆柱状的转子铁芯12中产生的涡流损耗等铁损减少。多个薄板30通过焊接或铆接等相互接合而一体化。定子极槽7沿着轴向贯通定子铁芯6。另外，磁体***孔(13a、13b、13c)沿着轴向贯通转子铁芯12。

对于构成电枢绕组40的多个导体素线而言，穿过定子极槽7的部分构成线圈侧，从定子极槽7向定子2外突出的部分构成线圈端。

永磁体(14a、14b、14c)是轴向的长度与磁体***孔(13a、13b、13c)同等的一个板状(长方形截面)磁体。在本实施例中，永磁体(14a、14b、14c)是较廉价的铁素体制永磁体。

此外，永磁体(14a、14b、14c)也可以在轴向上被分割成多个。另外，也可以将钕磁体等稀土类磁体用作永磁体(14a、14b、14c)。

在这样的旋转电机1中，如果三相交流电流在定子2的电枢绕组中流通，则产生旋转磁场。转子3利用通过该旋转磁场作用于转子3的电磁力而旋转。由此，旋转电机1作为同步电动机进行动作。

接下来，使用图3、图4对本实施例中的转子的详细的结构进行说明。

图3是作为本发明的第一实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的剖视图。

如图3所示，间隙长度为g1的空隙沿径向介于转子铁芯12的最外周表面3b和齿4的内周面之间。

在图3所示的转子截面中，对一个磁极以大致U字状或者大致V字状配置三个磁体***孔，即从旋转轴15的轴向观察为圆弧状截面的磁体***孔(13a)和直线状截面的磁体***孔(13b、13c)。在各磁体***孔中***有具有与磁体***孔相同的截面形状的铁素体制永磁体。

在此，如图3所示，在一个磁极中，在永磁体形成的磁通的方向上，以将转子3的旋转中心作为起点(O)的方式确定d轴，在以电气角与d轴正交的方向上，以将转子3的旋转中心作为起点(O)的方式确定q轴。此外，在本实施例中，因为d轴及q轴将旋转中心作为起点，所以d轴及q轴的方向也是径向。另外，q轴介于相邻的两个磁极之间，并穿过其中央。因此，作为q轴，存在以d轴为对称轴的图示的侧部永磁体14c侧的q轴和与该q轴线对称地定位的、未图示的侧部永磁体14b侧的q轴。

在图3所示的转子3的截面中，永磁体(14a、14b、14c)相对于朝向径向且穿过转子3的旋转中心的对称轴即d轴线对称(左右对称)地配置。此外，在本实施例中，永磁体(14a、14b、14c)如上所述被配置成大致U字状或者大致V字状，但该U字或者V字是指以朝向径向内侧突出且朝向径向外侧开口的方式配置。

图4是表示图3所示的转子截面中的1磁极量的截面的局部剖视图。

如图4所示，构成一个磁极的1组永磁体包括三个永磁体，即，向转子的径向内侧突出的圆弧状的中央部永磁体(第一永磁体)14a和从该中央部永磁体14a沿中央部永磁体14a的端部处的切线方向从转子3的径向内侧朝向径向外侧延伸的两个直线状侧部永磁体(第二永磁体)14b、14c。这些多个永磁体，即在本实施例中侧部永磁体14b、中央部永磁体14a、侧部永磁体14c以依次相连的方式配置。即，在本实施例中，这些多个永磁体被配置成：侧部永磁体14b的一端和中央部永磁体14a的一端对置，且中央部永磁体14a的另一端和侧部永磁体14c的一端对置。

此外，圆弧状的中央部永磁体14a的中心角小于180度，侧部永磁体14b、14c以从径向内侧朝向径向外侧打开的方式配置。

根据这样的永磁体的形状及配置，因为将构成磁极的永磁体的表面积设定为所希望的的值，同时转子铁芯12中的侧部永磁体14b、14c之间的部分10(图3)的截面积变大，所以能够提高磁阻扭矩。

另外，根据本实施例中的永磁体的形状及配置，与上述的专利文献1所记载的技术相同地、在圆弧状的中央部永磁体和直线状的侧部永磁体之间的弯曲部确保通过磁化获得的磁通量。在图4中，将该情形表示为磁体表面磁通

(图中在各磁体的表面标记的箭头)。如图所示，在中央部永磁体14a的端部和侧部永磁体14b、14c的径向内侧的端部之间，

的方向与例如中央部永磁体为直线状的情况相比，缓慢地变化(参照专利文献1)。在这样的圆弧状的中央部永磁体和直线状的侧部永磁体之间的弯曲部中可靠地进行磁化。由此，确保磁通量，获得与永磁体的表面积一致的磁通量。

此外，如图4所示，如果将圆弧状的中央部永磁体14a和旋转轴15的径向最外周3a的距离设为L3，将中央部永磁体14a的径向宽度设为L4，将中央部永磁体14a的外周面和转子3的最外周表面3b的距离设为L5，则优选将L3、L4、L5设为如下的关系。

首先，通过设为L3≦L4＜L5，永磁体的表面积扩大，而且能够抑制中央部永磁体14a的端部及侧部永磁体14b、14c的径向内侧的端部中的磁通的抵消量。

另外，通过设为L4≦L3，能够使中央部永磁体14a靠近转子的径向外侧的一方，使磁化容易。此外，在本实施例中，在埋入了构成各永磁体的磁性部件的转子的外部配置多个绕组，通过向这些绕组供给电流来进行磁化。

另外，通过设为L4≦L3＜L5，能够抑制永磁体的表面积的扩大以及磁通的抵消量，同时使中央部永磁体14a靠近转子的径向外侧的一方，使磁化容易。

而且，在本实施例中，在1磁极量的转子铁芯12内设置有三个磁体***孔、即向转子的径向内侧突出的圆弧状的中央部磁体***孔(第一磁体***孔)13a和从该中央部磁体***孔13a沿中央部磁体***孔13a的切线方向从转子3的径向内侧朝向径向外侧延伸的两个直线状的侧部磁体***孔(第二磁体***孔)13b、13c。在中央部磁体***孔13a、侧部磁体***孔13b及侧部磁体***孔13c中分别***并固定有中央部永磁体14a、侧部永磁体14b及侧部永磁体14c。此外，中央部磁体***孔13a、侧部磁体***孔13b及侧部磁体***孔13c在转子铁芯12内以能够***中央部永磁体14a、侧部永磁体14b及侧部永磁体14c的方式分别配置于与上述的中央部永磁体14a、侧部永磁体14b及侧部永磁体14c相同的位置。

中央部永磁体14a、侧部永磁体14b及侧部永磁体14c通过嵌合或粘接等分别与中央部磁体***孔13a、侧部磁体***孔13b及侧部磁体***孔13c的内壁面相接。由此，中央部永磁体14a、侧部永磁体14b及侧部永磁体14c分别固定于中央部磁体***孔13a内、侧部磁体***孔13b内及侧部磁体***孔13c内。

三个磁体***孔内的侧部磁体***孔13b、13c在它们的两端部内的径向外侧的端部具有不存在侧部永磁体14b、14c的空隙部20b、20c。空隙部20b、20c从侧部磁体***孔13b、13c中的侧部永磁体14b、14c所在的区域朝向径向外侧延伸。此外，转子铁芯12的一部分介于空隙部20b、20c和转子铁芯12的最外周表面3b之间，构成最外周侧电桥部(第一电桥部)16b、16c。

空隙部20b、20c的周向的宽度与侧部磁体***孔13b、13c中的侧部永磁体14b、14c所在的区域的周向的宽度同等。即，在空隙部20b、20c中的，侧部磁体***孔13b、13c中的内壁面内的、侧部磁体***孔13b、13c的长边方向上的两个内壁面从侧部永磁体14b、14c所在的区域的两端内的径向外侧的一端朝向径向外侧以直线状延伸。

另外，成为空隙部20b、20c的径向外侧的终端的周向的内壁面20b1、20c1在从转子铁芯12的最外周表面3b向径向内侧离开规定距离的位置沿着转子铁芯12的最外周表面3b定位。由此，转子铁芯12的一部分介于空隙部20b、20c和转子铁芯12的最外周表面3b之间，构成最外周侧电桥部16b、16c。

如图4所示，侧部永磁体14b、14c具有长边沿径向(在图4中，从径向稍微错开，但按照“大致径向”的意义，为了方便，称为“径向”)延伸的矩形(长方形)状的截面。在此，如图4所示，将空隙部20b、20c的径向的两个内壁面内的、位于侧部永磁体14b、14c之间的转子铁芯12侧即d轴侧的内壁面20b2、20c2的径向的长度设为L1，将相邻的磁极侧即q轴侧的内壁面20b3、20c3的径向的长度设为L2。L1及L2的大小关系在本实施例中为L1＜L2。

这些L1、L2也可以说是与侧部永磁体的长边方向垂直的侧部永磁体14b、14c的两个终端面内的径向外侧的终端面14b1、14c1和空隙部20b、20c的内壁面20b1、20c1中的d轴侧的端部的距离(L1)及终端面14b1、14c1和q轴侧的端部的距离(L2)。因此，通过设为L1＜L2，能够将最外周侧电桥部16b、16c的径向的宽度16bt、16ct设定为沿着周向大致相同的尺寸，即大致固定值。

此外，在本实施例中，如图4所示，具有如上所述的空隙部20b、20c的侧部磁体***孔13b、13c的整体截面形状是将径向设为长边方向的细长的梯形状。在该梯形中，沿长边方向延伸的两个边相互平行(即梯形的上底及下底)，另外两个边(即梯形的腿)内的、位于径向内侧的一个边(一个脚)与平行的两个边成直角。相互平行的两个边内的、位于侧部磁体***孔13b、13c之间的转子铁芯12侧即d轴侧的一个边比相邻的磁极侧即q轴侧的一个边短。

上述的空隙部20b、20c与其周围的转子铁芯12相比，磁阻较大，由于绕装于齿4的电枢绕组而在转子铁芯12的最外周表面3b附近产生的磁通密度高的磁通

难以侵入。因此，因为侧部永磁体14b、14c的径向外侧的终端面14b1、14c1远离磁通

所以能够防止侧部永磁体14b、14c的径向外侧的端部的退磁。

而且，在本实施例中，通过设置空隙部20b、20c，能够将最外周侧电桥部16b、16c的径向的宽度设定为沿着周向大致相同的尺寸。由此，如图4中的A部(虚线圆内的区域)所示，电枢绕组形成的磁通

穿过最外周侧电桥部16b、16c。由此，侧部永磁体14b、14c的径向外侧的终端面14b1、14c1设置空隙部20b、20c的量可靠地远离磁通

因此，能够可靠地防止侧部永磁体14b、14c的径向外侧的端部的退磁。

另外，因为能够防止径向外侧的端部的退磁，所以能够减少电枢反作用形成的全交链磁通的谐波分量。

而且，因为空隙部20b、20c介于侧部永磁体14b、14c的径向外侧的端部和最外周侧电桥部16b、16c之间，所以能够减少侧部永磁体14b、14c的径向外侧的端部中的漏磁通。因此，能够防止有助于扭矩的磁体磁通由于漏磁通而减少。

此外，空隙部20b、20c可以说是对电枢绕组形成的磁通或漏磁通的磁障。因此，也可以在空隙部20b、20c填充树脂等非磁性固体物质。

另外，因为能够将最外周侧电桥部16b、16c的径向的宽度设定为沿着周向大致相同的尺寸，所以转子铁芯具有最外周侧电桥部，同时能够防止转子3的机械强度的下降。

而且，在本实施例中，在侧部磁体***孔13b、13c的径向内侧的端部及中央部磁体***孔13a的沿着圆弧的方向上的两端部，因为越靠转子铁芯12的内侧，磁通

越难以进入，所以未设置用于防止退磁的空隙。因此，侧部永磁体14b、14c的径向内侧的终端面14b2、14c2与侧部磁体***孔13b、13c的径向内侧的终端内壁面13b2、13c2相接。换句话说，侧部永磁体14b、14c的矩形状截面的径向内侧的短边与侧部磁体***孔13b、13c的梯形状截面的径向内侧的腿相接。而且，中央部永磁体14a中的、沿着圆弧的方向上的两个终端面14a1与中央部磁体***孔13a的沿着圆弧的方向上的终端内壁面13a1相接。由此，因为永磁体的端部由转子铁芯12支承，所以防止了永磁体的微振动(松动)。因此，防止了永磁体等的断裂，转子3的机械耐久性提高。

此外，在本实施例中，永磁体(14a、14b、14c)通过粘接剂固定并连接于磁体***孔(13a、13b、13c)的内壁。此外，永磁体(14a、14b、14c)也可以通过压入等固定并直接连接于磁体***孔(13a、13b、13c)的内壁。

而且，在本实施例中，如图4所示，转子铁芯12的一部分介于侧部磁体***孔13b、13c的径向内侧端部和中央部磁体***孔13a的沿着圆弧的方向上的两端部之间，构成内周侧电桥部(第二电桥部)16a。将内周侧电桥部16a的径向的宽度16at在周向的两端部之间设定为大致恒定的规定值。优选的是，将该规定值设定为在驱动旋转电机1而转子3旋转时内周侧电桥部16a不会由于离心力而机械屈服的厚度。通过设置这样的内周侧电桥部16a，能够抑制转子铁芯12中的离心力起作用的情况下的、转子铁芯12的最外周侧电桥部16b、16c中的应力集中，因此，转子的机械强度提高。

图5是本实施例的旋转电机的扭矩特性图。此外，图5的特性图是本发明者实现的一研究结果。

在图5中，对于纵轴及横轴而言，分别由per unit值(P.U.)表示扭矩及电枢电流。此外，为了比较，将基于上述的专利文献1所记载的技术的旋转电机，即在侧部磁体***孔的径向外周侧端部不具有空隙的旋转电机作为比较例，并示出其扭矩特性。

如图5所示，根据本实施例，旋转电机的扭矩提高。

通过这样的结构，能够提供小型、高效率的旋转电机1，其不会降低高速范围内的扭矩特性，能够扩大永磁体的表面积。另外，在高速范围内，在高负荷以及增加电枢绕组而成为高电感的情况下，也减少电枢反作用形成的机内磁通的谐波分量，实现了基于力率改善的高扭矩化。另外，能够抑制因电枢反作用引起的永磁体的退磁而磁通量降低。而且，能够防止永磁体***孔的周向端部(第二电桥部)和永磁体的破损，能够提供小型、高效率的旋转电机。

如上所述，根据本实施例，因为抑制了永磁体的退磁，所以获得与永磁体的表面积一致的磁体磁通。由此，旋转电机的扭矩提高，并且能够将旋转电机小型化。另外，能够能够减少电枢反作用形成的全交链磁通的谐波分量，所以能够抑制扭矩脉动或电磁噪音的产生。而且，因为转子的机械强度提高，所以能够与扭矩的提高相辅相成，将旋转电机高速化。

此外，本实施例适于应用如上所述的磁体磁通的抵消或退磁的影响比稀土类磁体大的铁素体磁体的旋转电机。

【实施例2】

图6是作为本发明的第二实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。此外，该图6表示转子截面中的1磁极量的截面。

以下，对与上述的第一实施例不同的点进行说明。

如图6所示，在本实施例中，空隙部20b、20c的周向的宽度比侧部磁体***孔13b、13c中的侧部永磁体14b、14c所在的区域的周向的宽度窄。

更具体而言，在空隙部20b’、20c’中，侧部磁体***孔13b、13c的长边方向上的d轴侧及q轴侧的内壁面内的d轴侧的内壁面与第一实施例(图4)相同地从侧部永磁体14b、14c所在的区域的两端内的径向外侧的一端朝向径向外侧以直线状延伸。与此相对，q轴侧的内壁面沿着侧部永磁体14b、14c的径向外侧且q轴侧的角部向d轴侧弯曲，而且，在侧部永磁体14b、14c的径向外侧的终端面内，朝向与相同终端面垂直的方向即径向外侧方向弯曲并沿相同方向延伸。

由此，形成了周向的宽度窄的空隙部20b’、20c’，并且在侧部永磁体14b、14c的径向外侧且q轴侧的角部，侧部永磁体14b、14c的径向外侧的终端面的一部分与侧部磁体***孔13b、13c的内壁面相接。由此，在侧部磁体***孔13b、13c内中，侧部永磁体14b、14c向径向的移动被约束。因此，因为侧部永磁体14b、14c由转子铁芯12支承，所以防止了离心力引起的永磁体的损伤。因此，转子3的机械强度提高。

而且，与空隙部20b’、20c’中的最外周侧电桥部16b、16c相接的角部弯曲成圆弧状。另外，空隙部20b’、20c’在侧部永磁体14b、14c的径向外侧且与q轴侧的角部相邻的部分具有朝向q轴以圆弧状突出的突出部21b、21c。由此，能够抑制侧部永磁体14b、14c与侧部磁体***孔13b、13c的内壁面相接时的应力集中。因此，转子3的机械强度提高。

另外，如图6所示，在本实施例中，侧部磁体***孔13b、13c在径向内侧的端部具备空隙部20b’、20c’、具有与突出部21b、21c相同的结构的空隙部23b、23c、以及突出部22b、22c。另外，中央部磁体***孔13a在沿着圆弧的方向上的两端部具备空隙部20a和突出部21a。

通过空隙部23b、23c、20a，能够抑制永磁体的端部中的漏磁通。另外，能够通过圆弧状的突出部22b、22c、21a来抑制与侧部磁体***孔13b、13c以及中央部磁体***孔13a相接的转子铁芯12的区域中的应力集中。

【实施例3】

图7是作为本发明的第三实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。此外，该图7表示转子截面中的1磁极量的截面。

以下，对与上述的第二实施例不同的点进行说明。

在本实施例中，与第二实施例(图6)不同，一个侧部永磁体(在图6中为14b、14c)由多个单位侧部永磁体构成。

即，如图7所示，在侧部磁体***孔13b中***有相同形状的两个单位侧部永磁体14b1、14b2。单位侧部永磁体14b1、14b2在径向上相互接触，作为一个侧部永磁体发挥作用。另外，在侧部磁体***孔13c中***有相同形状的两个单位侧部永磁体14c1、14c2。单位侧部永磁体14c1、14c2在径向上相互接触，作为一个侧部永磁体发挥作用。该单位侧部永磁体也可以分别被分割成三个以上，作为一个侧部永磁体发挥作用。

这样，根据本实施例，能够根据单位侧部永磁体的个数容易地设定永磁体的总表面磁通量。

【实施例4】

图8是作为本发明的第四实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。此外，该图8表示转子截面中的1磁极量的截面。

以下，对与上述的第二实施例不同的点进行说明。

在本实施例中，与第二实施例(图6)不同，中央部磁体***孔13a及中央部永磁体14a位于转子3的最外周表面3b和侧部永磁体14b、14c的径向内侧的端部之间的转子铁芯12的区域内。即，中央部磁体***孔13a及中央部永磁体14a沿着d轴方向即转子3的径向，位于转子3的最外周表面3b和侧部永磁体14b、14c的径向内侧的端部之间。在本实施例中，如图7所示，中央部磁体***孔13a及中央部永磁体14a在d轴方向上位于比侧部磁体***孔13b、13c的径向内侧的端部靠近径向外侧的端部的一侧。

根据本实施例，因为能够使中央部磁体***孔13a及中央部永磁体14a靠近转子铁芯的外周侧即电枢绕组侧，所以在埋入了构成各永磁体的磁性部件的转子的外部配置多个绕组进行磁化的情况下，永磁体的磁化变得容易。

【实施例5】

图9是作为本发明的第五实施例的旋转电机的转子的与轴向垂直的方向上的局部剖视图。该图9表示转子截面中的1磁极量的截面。

以下，对与上述的第二实施例不同的点进行说明。

在本实施例的旋转电机中，可以说是从第二实施例(图6)的转子3拆除了中央部磁体***孔13a及中央部永磁体14a。即，如图9所示，一个磁极仅由两个侧部永磁体14b、14c构成。

此外，在本实施例中，侧部永磁体14b、14c为铁素体制。因此，为了获得所希望的的磁通而调整侧部永磁体14b、14c的矩形截面的长边的长度，或调整侧部永磁体14b、14c的矩形截面的短边的长度。在本实施例中，侧部永磁体14b、14c的矩形截面的短边的长度的设定的自由度提高，能够将铁素体制侧部永磁体14b、14c的矩形截面的短边的长度容易地变大。由此，能够通过铁素体制的侧部永磁体14b、14c获得所希望的的磁通。

两个侧部永磁体14b、14c与上述的各实施例相同地将d轴作为对称轴而线对称地配置。因此，内周侧电桥部16a位于d轴上。

空隙部23b及空隙部23c具有与d轴平行的内壁面。这些内壁面以相互平行的方式定位。由此，将内周侧电桥部16a的周向的宽度沿着d轴设定为大致恒定的规定值。

另外，根据本实施例5，与各实施例相同地防止了侧部永磁体14b、14c的径向外侧的端部中的退磁。

此外，本发明不限于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述的实施例为了便于理解地对本发明进行说明而详细地进行了说明，不一定限于具备说明的所有结构。另外，能够对各实施例的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、置换。

例如，永磁体可以是烧结磁体，也可以是粘结磁体。另外，定子铁芯及转子铁芯也可以由块状材料构成。

符号说明

1 旋转电机

2 定子

3 转子

4 齿

5 芯背(core back、铁芯外径处)

6 定子铁芯

7 定子极槽

12 转子铁芯

13a 中央部磁体***孔

13b、13c 侧部磁体***孔

14a 中央部永磁体

14b、14c 侧部永磁体

14b1、14b2、14c1、14c2 单位侧部永磁体

15 旋转轴

16a 内周侧电桥部

16b、16c 最外周侧电桥部

20a、20b、20c 空隙部

21a、21b、21c、22b、22c、23b、23c 突出部

40 电枢绕组。

Claims (14)

1.一种旋转电机，其具备：

定子，其具有定子铁芯和绕装于所述定子铁芯的电枢绕组；

转子，其具有转子铁芯、埋设于所述转子铁芯的多个永磁体、以及固定于所述转子铁芯的旋转轴，其特征在于，

所述多个永磁体包括：

多个第一永磁体，具有向所述转子的径向内侧突出的圆弧状截面；和

多个第二永磁体，具有矩形状截面，所述矩形状截面从所述转子的径向内侧朝向径向外侧延伸，

所述转子铁芯具有：

多个第一磁体***孔，供所述多个第一永磁体***；和

多个第二磁体***孔，供所述多个第二永磁体***，

所述转子的多个磁极分别构成为：对于一个所述第一永磁体和两个所述第二永磁体，在所述第一永磁体的两侧配置所述第二永磁体，且一个所述第一永磁体和两个所述第二永磁体相对于所述转子的径向线对称地配置，

所述第二磁体***孔在所述转子的径向外侧的端部具有空隙部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述转子铁芯具有介于所述转子的最外周表面和所述空隙部之间的第一电桥部，

所述第一电桥部沿着所述转子的周向定位，

对于所述第一电桥部，将所述转子的径向上的宽度沿着所述转子的周向设定为固定值。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

对于所述空隙部，令沿着所述转子的径向的两个内壁面内的、位于作为所述磁极的磁通轴的d轴侧的一内壁面的长度为L1，位于以电气角与所述磁通轴正交的q轴侧的另一内壁面的长度为L2，则L1＜L2。

4.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

与所述第一电桥部相接的所述空隙部的角部为圆弧状。

5.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

具有空隙部，其与所述第一电桥部相接，且所述空隙部的所述转子的周向上的宽度比所述第二永磁体的宽度窄。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述第二磁体***孔的所述转子的径向内侧的端部和/或所述第一磁体***孔的两端部具有空隙部。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述转子铁芯具有介于所述第一永磁体的端部和所述转子的径向内侧的所述第二永磁体的端部之间的第二电桥部。

8.根据权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

对于所述第二电桥部，将所述转子的径向上的宽度在所述转子的周向上的两端部之间设定为固定值。

9.根据权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

与所述第二电桥部相接的、所述第二磁体***孔的所述转子的径向内侧的端部和/或所述第一磁体***孔的两端部中的所述空隙部的角部为圆弧状。

10.根据权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

具有空隙部，其与所述第二电桥部相接，且所述第二磁体***孔的所述转子的径向内侧的端部和/或所述第一磁体***孔的两端部中的所述空隙部的所述转子的周向上的宽度比所述第二永磁体的宽度窄。

11.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

令所述旋转轴的最外周和所述第一永磁体的圆弧状截面的外周面的距离为L3，令所述转子的径向上的所述第一永磁体的宽度为L4，则L4≦L3。

12.根据权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，

令所述第一永磁体的圆弧状截面的内周面和所述转子的最外周表面的距离为L5，则L4≦L3＜L5。

13.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二永磁体由多个永磁体构成。

14.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述多个磁极的每一个中，所述第一永磁体在所述转子的径向上位于所述转子的最外周面和两个所述第二永磁体的所述转子的径向内侧的端部之间。

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