转子的制作方法
【专利摘要】本发明在防止磁阻转矩减小的同时获得良好的电磁转矩。在转子铁芯(31)上形成有沿周向排列的多个磁铁槽(32)和空隙(34)，该空隙(34)为由基孔(35)和凸孔(36)构成的空隙。基孔(35)从磁铁槽(32)的周向的两端部延伸至转子铁芯(31)的外周侧。沿轴向看去，凸孔(36)从一个磁铁槽(32)的两端部的基孔(35)间彼此相对的周缘部分(35a、35a)中的至少一侧向转子铁芯(31)的周向突出，该凸孔(36)的位置比基孔(35)的外周侧端部(35b)更靠近磁铁槽(32)侧。
【专利说明】
转子
技术领域
[0001]本发明涉及一种转子的结构。
【背景技术】
[0002]内置式永磁同步电机(IPMSM:1nter1r Permanent Magnet Synchronous Motor)具有定子和转子。例如像在专利文献I中所公开的一样，转子具有沿周向等间距地设有磁铁嵌入孔的转子铁芯和嵌入磁铁嵌入孔的永久磁铁。定子具有多处缠有线圈的定子铁芯。因此，电流在线圈中流动产生旋转磁场，在该旋转磁场的作用下，转子和定子不断地相互排斥和吸引，转子相对于定子旋转。
[0003]专利文献1:日本公开特许公报特开平11 一98731号公报
【发明内容】
[0004]—发明要解决的技术问题一
[0005]在所述专利文献I所涉及的转子铁芯上设有防止磁通短路的孔，使该防止磁通短路的孔从磁铁嵌入孔的周向的两端部分别延伸至转子铁芯的外周面侧且沿转子铁芯的外周分布。因为防止磁通短路的孔的存在，对电磁转矩有影响的磁铁磁通将从永久磁铁集中流向转子铁芯的外周面侧；因为防止磁通短路的孔的存在，对磁阻转矩有影响的绕线产生的d轴磁通的流动将受到限制。
[0006]然而，同样对磁阻转矩有影响的绕线产生的q轴磁通会从转子铁芯的外周面侧流入转子铁芯内部。因为防止磁通短路的孔主要位于转子铁芯内的q轴磁通的磁路中向转子铁芯流入的部分，所以会妨碍q轴磁通流入转子铁芯。这样一来，q轴磁通将会减少，基于q轴电感和d轴电感之差产生的磁阻转矩最终也会减小。
[0007]本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于:在防止磁阻转矩减小的同时获得良好的电磁转矩。
[0008]—用以解决技术问题的技术方案一
[0009]第一方面的发明是一种转子，其特征在于:具有由多个磁铁嵌入孔32沿周向排列组成的转子铁芯31和分别嵌入各个所述磁铁嵌入孔32的永久磁铁39，在所述转子铁芯31上还形成有由基孔35和凸孔36构成的空隙34，所述基孔35从所述磁铁嵌入孔32的周向的两端部延伸至所述转子铁芯31的外周侧，所述凸孔36沿轴向看去，从设在所述磁铁嵌入孔(32)的两端部上的所述基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a中的至少一侧向所述转子铁芯31的周向突出，所述凸孔36的位置比所述基孔35的外周侧端部35b更靠近所述磁铁嵌入孔32侧。
[0010]在所述转子铁芯31上形成有磁铁嵌入孔32和从该孔32的两端延伸至转子铁芯31的外周部的基孔35。即，沿轴向看去，磁铁嵌入孔32和基孔35呈突向转子铁芯31的内周侧的形状。在转子铁芯31上还形成有凸孔36，该凸孔36也就是与基孔35共同构成空隙34的部分。凸孔36呈从磁铁嵌入孔32的两端部上的基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a侧向转子铁芯31的周向突出的形状。而且，凸孔36的位置比基孔35的外周侧端部35b更靠近磁铁嵌入孔32侧即永久磁铁39侧。
[0011]这样，由于凸孔36的位置不在绕线产生的q轴磁通Φ(?流入转子铁芯31内部的部分上，所以不会使q轴磁通Oq减少。而且，因为凸孔36呈从基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a向转子铁芯31的周向突出的形状，所以能够限制绕线产生的d轴磁通Φ(1的流动，同时能够使磁铁磁通Φπι从永久磁铁39集中流向转子铁芯31的外周侧。因此，基于磁铁磁通Φι?产生的电磁转矩良好，同时可以防止基于q轴磁通Φ q和d轴磁通Φ d的各电感产生的磁阻转矩减小。
[0012]第二方面的发明的特征在于:在第一方面的发明的基础上，在所述转子铁芯31上形成有与所述基孔35连为一体的所述凸孔36。
[0013]本处使凸孔36与基孔35相连且形成在转子铁芯31上。因此可以减少磁铁磁通Φπι的一部分从该磁铁磁通Φπι的流动中脱离并穿过空隙34的情况发生，即可以使所谓的短路造成的漏磁通难以产生。因为基孔35和凸孔36连为一体，所以制造转子30时，将基孔35和凸孔36形成在转子铁芯31上的工艺将变得简单。
[0014]第三方面的发明的特征在于:在第一方面的发明的基础上，所述转子铁芯31具有连结部31b，该连结部31b将所述周缘部分35a、35a和与该周缘部分35a、35a对应的所述凸孔36的基孔侧周缘部分36c连结起来。
[0015]凸孔36越大，受随转子30的旋转产生的离心力作用，则凸孔36就越容易向转子铁芯31的外周方向扩张。这样一来，转子铁芯31在基孔35的外周侧端部35b和转子铁芯31的外周面之间的部分31a也有可能向转子铁芯31的外周方向扩张。对此，在第三方面的发明中，6转子铁芯31的连结部31b将基孔35和凸孔36隔开。这样一来，可以抑制离心力引起的凸孔36变形，所以能够抑制转子铁芯31的所述部分31a变形。
[0016]第四方面的发明的特征在于:在第一至第三方面的发明中任一方面的发明的基础上，所述凸孔36沿轴向看去呈半圆形。
[0017]本处所述凸孔36的形状沿轴向看去呈没有角的半圆形。这样一来，可以避免在凸孔36为有角的形状的情况下可能产生的局部磁通饱和，从而可以使绕线产生的q轴磁通Oq畅通地流动。
[0018]第五方面的发明的特征在于:在第一至第四方面的发明中任一方面的发明的基础上，所述转子铁芯31由饱和磁通密度在2.3特斯拉以上的磁性材料制成。
[0019]这样一来，可以在旋转时使转子30产生较高的扭矩。
[0020]第六方面的发明的特征在于:在第一至第五方面的发明中任一方面的发明的基础上，所述凸孔36的突出长度Wl大于所述基孔35的周向宽度w2。
[0021 ]这样一来，可以减少磁铁磁通Φ m的一部分从该磁铁磁通Φ m的流动中脱离并穿过空隙34的情况发生，即可以使所谓的短路造成的漏磁通难以产生。
[0022]第七方面的发明的特征在于:在第一至第六方面的发明中任一方面的发明的基础上，所述凸孔36仅与以下所述基孔35相对应:在分别设在所述磁铁嵌入孔32的两端部的所述基孔35中的位于所述转子铁芯31的旋转方向的前进侧的所述基孔35。
[0023]这样一来，既可以不阻碍绕线产生的q轴磁通Oq在与旋转方向的前进侧的基孔35对应的转子铁芯31的外周面附近流动，又可以使磁铁磁通Φπι从永久磁铁39集中流向转子铁芯31的外周侧。所以，可以增大气隙G中产生的磁通的密度。因此，可以使磁铁磁通Φπι产生的电磁转矩和基于q轴电感产生的磁阻转矩增大。
[0024]一发明的效果一
[0025]根据第一方面的发明，基于磁铁磁通Φπι产生的电磁转矩良好，同时可以防止基于q轴磁通Φ q和d轴磁通Φ d的各电感产生的磁阻转矩减小。
[0026]根据所述第二方面的发明，可以使所谓的短路造成的漏磁通难以产生，并且制造转子30时，将基孔35和凸孔36形成在转子铁芯31上的工艺将变得简单。
[0027]根据所述第三方面的发明，可以抑制离心力引起的凸孔36变形，所以能够抑制转子铁芯31的所述部分31a变形。
[0028]根据所述第四方面的发明，可以避免在凸孔36为有角的形状的情况下可能产生的局部磁通饱和，同时可以使绕线产生的q轴磁通Φ q畅通地流动。
[0029]根据所述第五方面的发明，可以在旋转时使转子30产生较高的扭矩。
[0030]根据所述第六方面的发明，可以使所谓的短路造成的漏磁通难以产生。
[0031]根据所述第七方面的发明，可以使磁铁磁通Φπι产生的电磁转矩和基于q轴电感产生的磁阻转矩增大。
【附图说明】
[0032]图1是具有本第一实施方式所涉及的转子的电机的横向剖视图。
[0033]图2是从图1中抽出的转子和驱动轴的图。
[0034]图3是图2的转子的局部放大图。
[00；35]图4是现有的转子的局部放大图。
[0036]图5是本第二实施方式所涉及的转子和驱动轴的横向剖视图。
[0037]图6是本第三实施方式所涉及的转子和驱动轴的横向剖视图。
【具体实施方式】
[0038]下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下实施方式仅为说明本发明的本质的优选示例，并没有限制本发明、其应用或其用途的意图。
[0039][第一实施方式]
[0040](电机的结构)
[0041]图1是具有本发明的第一实施方式所涉及的转子30的电机10的横向剖视图。该电机10用作例如空调装置的压缩机电机。
[0042]电机10是转子30内置有磁铁的同步电机(所谓的IPMSM)。如图1所示，电机10具有定子20、转子30及驱动轴40，该电机10收放在压缩机的壳体50中。
[0043]需要说明的是，在下面的说明中适当地使用了轴向、径向、外周侧及内周侧这些表述。轴向指电机10的转轴方向，表示驱动轴40的轴心O的方向。径向指与轴心O正交的方向，特指电机10的半径方向。外周侧表示距轴心O较远的一侧，内周侧指距轴心O较近的一侧。
[0044](定子的结构)
[0045]如图1所示，定子20具有圆柱状的定子铁芯21和线圈26。
[0046]定子铁芯21为:对电磁钢板进行冲压加工而冲切出平面层压板后，将多张层压板沿轴向叠合而成的叠压铁芯。如图1所示，定子铁芯21具有一个背轭部22、多个定子齿部23及多个凸缘部24。
[0047]定子齿部23为在定子铁芯21中沿径向延伸的长方体部分。多个定子齿部23分别沿定子铁芯21的周向且互相以大致相等的间距分布。定子齿部23之间的空间为收放线圈26的线圈槽25。
[0048]背轭部22呈圆环状。背轭部22在该定子齿部23的外周侧将各定子齿部23连结起来。背轭部22的外周部固定在压缩机的壳体50的内表面上。
[0049]凸缘部24是连在各定子齿部23的内周侧的部分。在定子铁芯21中的周向上的凸缘部24的长度大于定子齿部23的周向长度。多个凸缘部24的内周侧的面沿轴向看去呈圆柱面。该圆柱面与后述的转子铁芯31的外周面以规定的间距相对。将该规定间距称作气隙G。
[0050]线圈26卷绕在定子齿部23上。线圈26的卷绕方法主要有分布式和集中式。
[0051](转子的结构)
[0052]如图1所示，转子30具有圆柱状的转子铁芯31和多个永久磁铁39，该转子30呈沿轴向延伸的圆柱状。转子30在使永久磁铁39产生电磁转矩的同时，还使转子铁芯31产生磁阻转矩。
[0053]在本第一实施方式中，在转子30上形成有四个磁极，对应每个磁级都设有永久磁铁39。永久磁铁39肷入转子铁芯31上的后述的磁铁槽32内。
[0054]转子铁芯31为:对电磁钢板进行冲压加工而冲切制成层压板后，将多张层压板沿轴向叠合而成的叠压铁芯。本第一实施方式的转子铁芯31的磁性材料即电磁钢板的饱和磁通密度在2.3特斯拉以上。可举出的磁性材料例如有硅钢片和铁钴软磁合金。
[0055]在转子铁芯31的中心形成有用于安装驱动轴40的孔。转子铁芯31嵌合固定在插在该孔中的驱动轴40上，并且该转子铁芯31能够与驱动轴40—体地旋转。
[0056]如图2所示，在转子铁芯31上形成有多个磁铁槽32(相当于磁铁嵌入孔)和多个空隙34。磁铁槽32和空隙34对应每个磁极设在转子铁芯31上，使一个磁铁槽32和两个空隙34对应一个磁极。
[0057]磁铁槽32沿转子铁芯31的周向排列并形成在转子铁芯31上，而且该磁铁槽32轴向贯通。在图1和图2中，各磁铁槽32沿轴向看去呈细长的矩形状且围绕轴心O以约90度的间隔分布。因此，相邻的磁铁槽32的长边方向正交。
[0058]永久磁铁39嵌入各磁铁槽32内。尤其是，永久磁铁39要以相邻的永久磁铁39的磁极方向为反向的形式嵌入各磁铁槽32内。
[0059]空隙34在各磁铁槽32的长边方向的两端部分别与各磁铁槽32连为一体并形成在转子铁芯31上。即，空隙34位于嵌入有永久磁铁39的转子铁芯31上且位于相邻的永久磁铁39之间。尤其是，本第一实施方式所涉及的空隙34具有由基孔35和凸孔36构成的形状。
[0060]尤其如图3所示，基孔35从磁铁槽32的周向的两端部(更具体来说是长边方向的两端部)分别延伸至转子铁芯31的外周侧，该端部即外周侧端部35b靠近转子铁芯31的外周面。基孔35沿轴向看去呈沿径向延伸的细长的矩形状。基孔35的外周侧端部35b隔着转子铁芯31的桥接部31a与转子铁芯31的外周面相对。因此，磁铁槽32和基孔35沿轴向看去，从转子铁芯31的外周侧向内周侧突出为近似“U”字形37。优选地，在考虑到转子铁芯31的机械强度及绕线中的q轴磁通(后述)的磁通密度等的前提下适当决定桥接部31a的周向宽度。
[0061]与磁铁槽32不同，在上述基孔35中没有嵌入磁铁。因此，基孔35在转子铁芯31中具有所谓的屏障部的作用:防止永久磁铁39产生的磁通发生短路。
[0062]凸孔36是与基孔35连为一体地形成在转子铁芯31上的孔。凸孔36沿轴向看去，是从设在磁铁槽32的两端部的基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a向转子铁芯31的周向突出的孔。即，凸孔36是从对应一个磁铁槽32设置的两个基孔35分别向磁铁槽32侧即磁铁槽32和基孔35采用的近似“U”字形37的内部侧突出的孔，对应在转子铁芯31上形成的一个磁极设有两个该凸孔36。也就可以说，基孔35的一部分向近似“U”字形37的内部侧扩张而形成凸孔36，基孔35和凸孔36连为一体构成一个空隙34。
[0063]尤其是，凸孔36的位置比基孔35的外周侧端部35b更靠近磁铁槽32侧。更具体地说，凸孔36位于基孔35的磁铁侧端部35c或该磁铁侧端部35c附近。例如，凸孔36的位置比基孔35的径向长度(即长边方向的长度)的中心(图3的细虚线处)更靠近永久磁铁39。凸孔36沿轴向看去呈近似半圆形。因此可以说，沿轴向看转子铁芯31时，空隙34的结构是:靠近永久磁铁39的基孔35的一部分因凸孔36而突出，而外周面侧的部分与凸孔36相比较为凹陷。
[0064]—空隙的相关作用一
[0065]首先，对转子铁芯31上产生的电磁转矩和磁阻转矩进行说明后，再对上述空隙34的作用进行详细说明。
[0066]图3上的空心箭头所示的磁铁磁通Φπι，作为对扭矩有影响的磁通流向转子铁芯31。磁铁磁通Φπι是从永久磁铁39向转子铁芯31的外周侧(即图1的气隙G侧)流动的磁通。为了使电磁转矩增大，理想情况下使磁铁磁通Φπι不分散地集中流向图3的永久磁铁39上方(转子铁芯31的外周侧)来增大气隙G中的磁通密度。
[0067]因此，现有技术采用了以下手法:如图4所示，作为使磁铁磁通Φπι集中流向永久磁铁39上方(转子铁芯31的外周侧)的手段，让从磁铁槽32的两端部分别延伸至转子铁芯31的外周侧的基孔35的端部进一步沿转子铁芯31的外周面延伸。采用该手法，沿转子铁芯31的外周面延伸的基孔35的一部分会成为电磁屏障，因此磁铁磁通Φπι就会集中流向永久磁铁39上方。
[0068]在转子铁芯31上还会产生磁阻转矩。如图2所示，分别将永久磁铁39的中心轴定义为d轴，将与该d轴电磁正交的轴(即穿过相邻的永久磁铁39之间的轴)为q轴。这样一来，如图3所示，从一个q轴侧朝向另一个q轴侧的绕线产生的q轴磁通(图3的粗实线)以及从一个d轴侧朝向另一个d轴侧的绕线产生的d轴磁通Φ(1(图3的粗虚线)便在转子铁芯31上流动。在转子铁芯31上产生的磁阻转矩随q轴磁通的q轴电感Lq和d轴磁通Φ(1的d轴电感Ld之差“Lq — Ld”增大而增大。因此，优选地，为了使磁阻转矩增大而增大q轴磁通Φ(?，并减少d轴磁通Φ(1。
[0069]然而，在示出了现有手法的图4上，基孔35中作为电磁屏障的部分35f位于转子铁芯31的外周面附近，也可以说是位于q轴电流Oq流入转子铁芯31内的流入口即转子铁芯31内的磁路入口。这样一来，该部分35f就会阻碍本该从气隙G侧流入转子铁芯31内的q轴磁通
的流动。因此，根据图4所示的手法，随q轴磁通Φ(?減少，q轴电感Lq也会下降，所以难以获得良好的磁阻转矩。
[0070]对此，本第一实施方式所涉及的空隙34正如前面所述，具有由基孔35和凸孔36构成的形状。尤其是，如图3所示，凸孔36比基孔35的外周侧端部35b更靠近磁铁槽32侧且位于基孔35的磁铁侧端部35c或该磁铁侧端部35c的附近。即，本第一实施方式所涉及的凸孔36的位置不在转子铁芯31上的q轴磁通的流入口上。因此，不会阻碍q轴磁通从气隙G侧流向转子铁芯31内部，从而能够防止q轴磁通减少，进而可以防止q轴电感Lq的下降。
[0071]本第一实施方式所涉及的凸孔36是从对应一个磁铁槽32设置的两个基孔35分别向沿轴向看去磁铁槽32侧即磁铁槽32和基孔35采用的近似“U”字形37的内部侧突出的孔。凸孔36和基孔35—样具有磁阻增大而带来的电磁屏障作用。因此，与绕线相关的d轴磁通Φd的流动会受到凸孔36和基孔35的限制。这样一来，d轴磁通Φ(1就会减少(图3的粗虚线)，d轴电感Ld也会下降。
[0072]因此，本第一实施方式所涉及的空隙34如下:q轴电感Lq和d轴电感Ld之差要比图4中更大，磁阻转矩也要比图4中大。
[0073]再来分析一下磁铁磁通Φπι。因为本第一实施方式所涉及的凸孔36沿轴向看去从基孔35突向磁铁槽32侧，所以磁铁磁通Φπι就不会分散而会被凸孔36引导至图3的永久磁铁39上方(转子铁芯31的外周侧)。因此，气隙G中的磁通密度得以维持较高的状态。
[0074]可以这么说，因为本第一实施方式所涉及的空隙34在永久磁铁39附近向该永久磁铁39侧扩张，而且凸孔36和基孔35连为一体并形成在转子铁芯31上，所以在永久磁铁39附近的磁阻也比图4中要大。因此，磁铁磁通Φπι的一部分从该磁铁磁通Φπι的流动中脱离并穿过空隙34的磁通量(图3中的Φθ)，即所谓的短路造成的漏磁通的磁通量也要比图4(图4中的Φ e)中要少。所以能够抑制电磁转矩减小。
[0075]下面，从转子铁芯31的机械强度的角度来看，在图4中，基孔35的一部分35f位于转子铁芯31的外周面附近且沿该转子铁芯31的外周面分布。因此，转子铁芯31的桥接部31a的周向长度与基孔35的一部分35f对应较长，所以转子铁芯31的机械强度也相应下降。这样一来，在转子铁芯31旋转时，受随旋转产生的离心力对转子铁芯31的作用，图4的桥接部31a附近朝径向发生变形的可能性较大。对此，在本第一实施方式中，如图3所示，凸孔36的位置不在转子铁芯31的外周面附近，而是位于基孔35上的靠近永久磁铁39的位置上。因此，本第一实施方式所涉及的转子铁芯31的桥接部31a比图4中短，转子铁芯31的机械强度比图4中大。所以，即使受随旋转产生的离心力作用，图3的桥接部31a附近朝径向发生变形的可能性也比图4中小。
[0076]—凸孔的突出长度一
[0077]本处对上述的各种磁通?q、Φ(1、Φι?、Φθ与本第一实施方式所涉及的凸孔36的周向宽度即突出长度《I间的关系进行说明。
[0078]凸孔36的突出长度Wl除了由形成转子铁芯31的电磁钢板和永久磁铁的性能决定以外，还由各种磁通i>q、Φ(1、Φπι、Φθ的磁通密度及磁路等决定。在图3中做出了如下示例:在凸孔36上的靠近永久磁铁39侧的周缘部分36a位于以永久磁铁39的长边方向端部39a为基准，略微靠近永久磁铁39的中心的位置，此时半圆形的凸孔36的半径被确定，该半径即突出长度wl。即，靠近永久磁铁39侧的周缘部分36a，也可以说是凸孔36的凸起部分中的一小部分位于磁铁磁通Φπι的磁路内，凸孔36由此时的半径形成半圆形。
[0079]凸孔36的突出长度wl越大，则凸孔36的周缘部分36a就越靠近永久磁铁39的中心，凸孔36也就扩张得越大。因此，能够使短路造成的漏磁通Φθ和d轴磁通Φ(1进一步地减少。然而，如果凸孔36扩张得过大，反而会使磁铁磁通Φπι和q轴磁通Φ q的磁路变窄。这是因为，凸孔36会进一步地侵占磁铁磁通Φπι的磁路，并且凸孔36上的距永久磁铁39较远的周缘部分36b会靠近转子铁芯31的外周面。随凸孔36的扩张，凸孔36的周缘部分36b会靠近转子铁芯31的外周面，转子铁芯31的外周面和凸孔36间的距离将变得更短，转子铁芯31的机械强度也可能下降。
[0080]因此，优选地，在既考虑到不阻碍q轴磁通Oq流入转子铁芯31并抑制d轴磁通Φ(1的流动，又考虑到其他各种磁通Φπι、Φθ的平衡及转子铁芯31的机械强度的前提下决定凸孔36的突出长度wl
[0081]需要说明的是，在本第一实施方式中，凸孔36的突出长度wl大于基孔35的周向宽度w2(即图3中基孔35的短边方向的宽度)。因此，凸孔36的磁阻也相应增大，从而可以使短路造成的漏磁通Φ e难以产生。
[0082](効果)
[0083]在本第一实施方式的转子铁芯31上形成有磁铁槽32和从该磁铁槽32的两端部延伸至转子铁芯31的外周部的基孔35。即，沿轴向看去，磁铁槽32和基孔35呈突向转子铁芯31的内周侧的形状。在转子铁芯31上还形成有凸孔36，该凸孔36也就是与基孔35共同构成空隙34的部分。凸孔36呈从磁铁嵌入孔32的两端部上的基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a向转子铁芯31的周向突出的形状。而且，凸孔36的位置比基孔35的外周侧端部35b更靠近磁铁嵌入孔32侧即永久磁铁39侧。
[0084]这样，由于凸孔36的位置不在绕线产生的q轴磁通Φ(?流入转子铁芯31内部的部分上，所以不会使q轴磁通Oq减少。而且，因为凸孔36呈从基孔35间彼此相对的周缘部分35a、35a向转子铁芯31的周向突出的形状，所以能够限制绕线产生的d轴磁通Φ(1的流动，同时能够使磁铁磁通Φπι从永久磁铁39集中流向转子铁芯31的外周侧。因此，基于磁铁磁通Φπι产生的电磁转矩良好，同时可以防止基于q轴磁通Φ q和d轴磁通Φ d的各电感产生的磁阻转矩减小。
[0085]凸孔36的位置比基孔35的外周侧端部35b更靠近磁铁槽32侧。因此，转子铁芯31的桥接部31a比图4中短，转子铁芯31的机械强度比图4中大。所以，即使受随旋转产生的离心力作用，桥接部31a附近朝径向发生变形的可能性也要比图4中小。
[0086]空隙34由基孔35和凸孔36构成。因此可以说，空隙34的作为电磁屏障的距离比图4中大。所以，短路造成的漏磁通Oe也比图4中更难产生。
[0087]在本第一实施方式中，凸孔36和基孔35相连地形成在转子铁芯31上。因此，可以使短路造成的漏磁通Φθ难以产生。因为基孔35和凸孔36连为一体，所以制造转子30时，将基孔35和凸孔36形成在转子铁芯31上的工艺将变得简单。
[0088]本第一实施方式的凸孔36沿轴向看去，凸孔36的形状呈没有角的半圆形。这样一来，可以避免在凸孔36为有角的形状的情况下可能产生的局部磁通饱和，同时可以使绕线产生的q轴磁通Φ q畅通地流动ο
[0089]本第一实施方式的转子铁芯31由饱和磁通密度在2.3特斯拉以上的磁性材料制成。因此，在旋转时，转子30上会产生较高的扭矩。
[0090]可以这么说，在本第一实施方式的转子铁芯31中，凸孔36的突出长度wl大于基孔35的周向宽度w2，因此凸孔36的磁阻也会相应增大。所以，可以使短路造成的漏磁通Φθ更难产生。
[0091][第二实施方式]
[0092]在所述第一实施方式中，主要如图2、3所示，说明的是对应位于一个磁铁槽32的两端部的两个基孔35分别设有凸孔36的情况。在本第二实施方式中，如图5所示，将说明对应位于一个磁铁槽32的两端部的两个基孔35中之一设有一个凸孔36的情况。也就是说，在本第二实施方式中，对应转子铁芯31上形成的一个磁极设有一个凸孔36。
[0093]具体来说，在图5中，一个磁铁槽32的两端部上分别设有基孔35，但凸孔36仅与其中位于所述转子铁芯31的旋转方向的前进侧的基孔35相对应。凸孔36是具有突向旋转方向的后进侧的形状的孔。在图5中，凸孔36的周向长度即突出长度wl大于基孔35的周向宽度w2(即图5中的基孔35的短边方向的宽度)。
[0094]这样就可以说，因为在图5中，凸孔36的突出长度wl要大于基孔35的周向宽度w2，所以凸孔36的磁阻也相应增大。因此，短路造成的漏磁通Φθ将难以产生。
[0095]因为凸孔36仅对应位于转子铁芯31的旋转方向的前进侧的基孔35形成，所以可以不阻碍绕线产生的q轴磁通在与旋转方向的前进侧仍基孔35对应的转子铁芯31的外周面附近流动，而且可以使磁铁磁通Φπι从永久磁铁39集中流向转子铁芯31的外周侧。所以，可以增大气隙G中产生的磁通的密度。因此，可以使磁铁磁通Φπι产生的电磁转矩和基于q轴电感产生的磁阻转矩增大。
[0096]需要说明的是，本第二实施方式所涉及的定子20和转子30的其他结构与所述第一实施方式相同。
[0097][第三实施方式]
[0098]在所述第一实施方式中，对基孔35和凸孔36连为一体形成的情况进行了说明。在本第三实施方式中，如图6所示，对基孔35和凸孔36不相连而略微分开地形成在转子铁芯31上的情况进行说明。
[0099]具体来说，图6的转子铁芯31具有连结部31b。连结部31b将基孔35的周缘部分35a(即凸孔36侧的周缘部分)和与该周缘部分35a对应的凸孔36的基孔侧周缘部分36c连结起来。即，转子铁芯31的连结部31b沿基孔35的长边方向即转子铁芯31的径向延伸，且将凸孔36和基孔35隔开。因此，在转子铁芯31上，隔着连结部31b形成有基孔35和凸孔36。
[0100]在图6中做出了如下情况的示例:与基孔35的周向宽度和凸孔36的突出长度相比，连结部31b的周向宽度足够小的情况。
[0101]凸孔36越大，在转子铁芯31上受随转子30的旋转产生的离心力作用，凸孔36就越容易向转子铁芯31的外周方向扩张，发生变形。这样一来，转子铁芯31的桥接部31a也有可能向转子铁芯31的外周方向扩张。然而，在本第三实施方式中，半圆形的凸孔36的两个端点由连结部31b连接，基孔35和凸孔36隔着连结部31b互不相连地形成在转子铁芯31上。这样一来，因为能够抑制离心力引起的凸孔36变形，所以能够抑制桥接部31 a变形。
[0102](其他实施方式)
[0103]在所述第一至第三实施方式中，凸孔36的形状并不局限为半圆形。凸孔36例如可以是包括四边形等在内的多边形，还可以是由直线和曲线围成的形状。举一个例子，凸孔36的靠近永久磁铁39侧的周缘部分36a以与基孔35成约90度角的较近的直线形成，以此使凸孔36的凸起变陡，而为了不阻碍q轴磁通Oq的磁路，凸孔36的其他周缘部分36b还可以由平缓的曲线构成。
[0104]在所述第一至第三实施方式中，转子铁芯31还可以不由饱和磁通密度在2.3特斯拉以上的磁性材料制成。
[0105]在所述第一至第三实施方式中，电机10还可以用于空调装置的压缩机电机以外。例如，电机10可以适用于汽车电机。
[0106]在所述第一至第三实施方式中，形成在转子铁芯31上的磁极的个数只需是多个，可以不受所述第一至第三实施方式中提到的个数四个限制，为任意多个。
[0107]在所述第一至第三实施方式中，凸孔36(7)突出长度wl可以小于基孔35的周向宽度w20
[0108]在所述第一至第三实施方式中，对磁铁槽32和基孔35沿轴向看去均为呈矩形状的情况进行了说明，但磁铁槽32和基孔35的形状并不限于此。还可以是连为一体形成的磁铁槽32和基孔35沿轴向看去呈突向转子铁芯31的内周侧的圆弧状。
[0109]所述第二实施方式的转子铁芯31与所述第三实施方式一样，凸孔36和基孔35之间可以具有连结部31b。
[0110]所述第三实施方式的凸孔36与所述第二实施方式一样，还可以只在转子铁芯31的旋转方向的前进侧设有基孔35。
[0111]一产业实用性一
[0112]综上所述，本发明作为一种在防止磁阻转矩减小的同时获得良好的电磁转矩的转子是非常有用的。
[0113]—符号说明一
[0114]30 转子
[0115]31转子铁芯
[0116]32磁铁槽(磁铁嵌入孔)
[0117]34 空隙
[0118]35 基孔
[0119]35a周缘部分
[0120]35b外周侧端部
[0121]36 凸孔
[0122]36c基孔侧周缘部分
[0123]39永久磁铁
【主权项】
1.一种转子，其特征在于:具有由多个磁铁嵌入孔(32)沿周向排列组成的转子铁芯(31)和分别嵌入各个所述磁铁嵌入孔(32)的永久磁铁(39)， 在所述转子铁芯(31)上还形成有由基孔(35)和凸孔(36)构成的空隙(34)，其中，所述基孔(35)从所述磁铁嵌入孔(32)的周向的两端部延伸至所述转子铁芯(31)的外周侧，所述凸孔(36)沿轴向看去，从设在所述磁铁嵌入孔(32)的两端部上的所述基孔(35)间彼此相对的周缘部分(35a、35a)中的至少一侧向所述转子铁芯(31)的周向突出， 所述凸孔(36)的位置比所述基孔(35)的外周侧端部(35b)更靠近所述磁铁嵌入孔(32)侧。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于: 在所述转子铁芯(31)上形成有与所述基孔(35)连为一体的所述凸孔(36)。3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于: 所述转子铁芯(31)具有连结部(31b)，该连结部(31b)将所述周缘部分(35a、35a)和与该周缘部分(35a、35a)对应的所述凸孔(36)的基孔侧周缘部分(36c)连结起来。4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的转子，其特征在于: 所述凸孔(36)沿轴向看去呈半圆形。5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的转子，其特征在于: 所述转子铁芯(31)由饱和磁通密度在2.3特斯拉以上的磁性材料制成。6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的转子，其特征在于: 所述凸孔(36)的突出长度(wl)大于所述基孔(35)的周向宽度(w2)。7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的转子，其特征在于: 所述凸孔(36)仅与以下所述基孔(35)相对应:在分别设在所述磁铁嵌入孔(32)的两端部的所述基孔(35)中的位于所述转子铁芯(31)的旋转方向的前进侧的所述基孔(35)。
【文档编号】H02K1/27GK106063085SQ201580010792
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年3月4日
【发明人】近藤俊成, 真田雅之, 森本茂雄, 井上征则
【申请人】大金工业株式会社, 公立大学法人大阪府立大学