专利名称：用于旋转电机的转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于旋转电机的转子，并且更加具体地涉及一种用于旋转电机的这样的转子，在所述转子中，多个磁极沿着圆周方向间隔开布置在转子铁芯的外周处。
背景技术：
例如，日本专利申请公报No. 2001-145283 (JP-A-2001-145283)公开了一种永磁体型旋转电机的常规转子60，在所述转子60中，具有如图6所示的构造的多个磁极62沿着转子铁芯64的圆周方向等距间隔开设置。转子60的磁极62由四个永磁体66、68a、68b、70构成。在转子铁芯64的横截面中，四个永磁体布置成形成四边形，更加具体地形成梯形。具体地，在磁极62的沿着圆周方向的中心中，第一永磁体66布置在转子铁芯64的外周处。在沿着圆周方向相互分开的位置处，第二永磁体68a、68b基本沿着径向方向布置在第一永磁体66的两侧上。第三永磁体70面向第一永磁体66的方向布置在转子铁芯64的沿着径向方向的内周侧上。第一永磁体66布置在磁体槽74的主体部分74a中，所述磁体槽74形成为在转子铁芯64中沿着轴向方向延伸。磁体槽74具有在主体部分74a的沿着圆周方向的两个侧部上的子部分74b、74c，使得所述子部分74b、74c均与主体部分74a相连通。磁体槽74的子部分74b、74c的前端部分74x、74y形成为朝向外周伸出。第二永磁体68a、68b分别布置在磁体槽76的主体部分76a的内部，所述磁体槽76形成为在转子铁芯64中沿着轴向方向延伸。磁体槽76包括相应的沿着上述主体部分76a的径向方向向外延伸的子部分76b。在转子60的磁极62中，铁芯区域作为磁路中央部分72形成在第一永磁体66和第三永磁体70之间。磁路进入部分73形成在磁体槽74的子部分74b、74c、第二永磁体68a、68b以及磁体槽76的子部分76b之间。通过在第一永磁体66的沿着圆周方向的两侧上的磁路进入部分73，磁路中央部分72联接到转子铁芯64的外周面。位于第一永磁体66的沿着圆周方向的两侧上的两个磁路进入部分73致使来自定子(未示出)并且进入转子铁芯64中的磁通经过磁路进入部分73中的一个、经过磁路中央部分72从磁路进入部分73中的另一个引出。然而，在磁通反向流动方向的情况下，磁通的入口和出口是相反的，并且因此两个部分均可被称作磁路进入部分。这里，JP-A-2001-145283指出，在具有如上述那样构造的磁极62的转子60中，由于在第一永磁体66的两侧上存在子部分74b、74c，所述子部分74b、74c包括导磁率低于铁芯材料的导磁率的空隙(或树脂)，所以在第一永磁体66的沿着圆周方向的两个端部部分处，沿着磁化方向的反方向没有接受到磁通。结果，在第一永磁体66中没有发生消磁。在JP-A-2001-145283的转子60中，磁体槽74的子部分74b、74c均平行于第二永磁体68a、68b和磁体槽76的子部分76b布置，并且形成在它们之间的磁路进入部分73具有恒定的宽度。在这种情况下，当在设置有转子60的旋转电机高负荷运转期间增加来自定子的磁通量时，从第一永磁体66的圆周方向的端部部分泄漏的磁通和来自第二永磁体68a、68b的磁通集中在磁路进入部分73的内周侧的部分处。磁极60的q轴电感Lq可能因此而显著减小，并且结果，在高负荷运转期间很难获得磁阻转矩，并且转矩产生效率可能会相应地下降。这里，在旋转电机的高负荷运转时，d轴电感Ld在磁阻转矩中占主导地位，所述磁阻转矩与q轴电感Lq和d轴电感Ld之间的差异成比例地增大。因此，就这个特征而言，存在改进空间
发明内容
本发明的目的是提供一种用于旋转电机的转子，所述转子允许通过在旋转电机高负荷旋转期间增大磁阻转矩来提高转矩产生效率。根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子具有转子铁芯，在所述转子铁芯中，多个磁极沿着转子铁芯的圆周方向间隔开设置在转子铁芯的外周上，其中，每个磁极均包括设置在转子铁芯的外周面附近的中央磁体；一对圆周方向的磁体，所述一对圆周方向的磁体布置在中央磁体的沿着圆周方向的两侧上，使得所述一对圆周方向的磁体之间的相互间距朝向转子铁芯的外周变宽；和低导磁率区域，所述低导磁率区域设置在中央磁体的沿着圆周方向的每个端部部分附近，并且所述低导磁率区域的导磁率低于制成转子铁芯的磁性材料的导磁率，并且转子铁芯形成为使得磁路进入部分的宽度朝向转子铁芯的外周面变窄，所述磁路进入部分形成在磁极内侧面和毗邻磁极内侧面的低导磁率区域之间，所述磁极内侧面是每个圆周方向的磁体的沿着磁极的圆周方向的内侧面。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，中央磁体以及一对圆周方向的磁体中的每一个的垂直于转子铁芯的轴向方向的横截面均可以具有伸长的矩形形状。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，所述宽度可以是沿着垂直于伸长的矩形形状的纵向方向的方向的宽度。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，低导磁率区域可以包括形成在转子铁芯中的孔，所述孔可以具有直线状的边缘部分，所述直线状的边缘部分越过磁路进入部分与圆周方向的磁体的磁极内侧面相对；并且低导磁率区域的边缘部分可以沿着相对于假想直线形成预定角度的方向延伸，所述假想直线穿过所述边缘部分的内周侧的端部部分并且平行于圆周方向的磁体的所述磁极内侧面。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，所述孔是大体三角形的贯通孔，所述孔形成为在中央磁体的沿着圆周方向的端部部分附近沿着轴向方向贯穿转子铁芯；低导磁率区域的边缘部分是贯通孔的侧边缘部分；并且贯通孔毗邻袋状部分，所述袋状部分是形成在中央磁体的沿着圆周方向的每个侧部上的低导磁率部分，其中转子铁芯的桥部分插置在贯通孔和袋状部分之间。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，磁极还可以包括磁通抑制孔，所述磁通抑制孔形成在一对圆周方向的磁体的沿着转子铁芯的径向方向的内周侧端部部分之间，以便沿着径向方向向内延伸。在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，磁极可以构造成相对于磁极中心线线对称，所述磁极中心线是沿着径向方向延伸并且穿过磁极的沿着圆周方向的中心的径向方向的线。
在根据本发明的一方面的用于旋转电机的转子中，磁路进入部分可以是铁芯区域，所述铁芯区域是转子铁芯的一部分。
由于转子形成为使得形成在圆周方向的磁体的磁极内侧面和低导磁率区域之间的磁路宽度朝向转子铁芯的外周面变窄，所以能够使得在高负荷运转期间，磁极的d轴电感Ld的减小量大于q轴电感Lq的减小量。结果，这允许在旋转电机高负荷运转期间增大磁阻转矩。这继而允许在高负荷运转期间增大转矩产生效率。
以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势、以及在技术和工业上的意义，在所述附图中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中图I是沿着设置有作为本发明的一个实施例的用于旋转电机的转子(此后，简称为转子)的旋转电机的轴向方向的纵向截面；图2是图解了图I所示的转子的转子铁芯的轴向方向的端面的图例；图3是图解了图2所示的转子铁芯中的一个磁极的放大视图的图例；图4是图解了图3中的磁路进入部分中的一个的放大视图的图例；图5A是示意性示出了在本实施例的转子的示例的情况下，在低-中负荷运转以及高负荷运转期间的d轴电感的变化和q轴电感的变化的曲线图；图5B是示意性示出了在与常规示例的构造相似的构造的示例的情况下，在低-中负荷运转以及高负荷运转期间的d轴电感的变化和q轴电感的变化的曲线图；以及图6是示出了在常规示例的转子中的一个磁极的放大视图的图例。
具体实施例方式以下将参照附图详细描述本发明的实施例。在以下说明中，具体形式、材料、数值、方向等仅仅是用于帮助理解本发明的示例，并且能够根据预定的用途、目的、规格等做出适当的调整。图I图解了沿着设置有本实施例的转子10的旋转电机I的轴向方向的纵向截面。图2图解了构成转子10的转子铁芯12的轴向方向的端面。旋转电机I具有管状定子2和可旋转地设置在定子2内部的转子10。沿着径向方向向内指向的多个齿沿着圆周方向等距间隔开突出地设置在定子2的内周上。数量与齿的数量相等的齿槽分别形成在相互毗邻的齿之间，使得齿槽在内周侧上和在沿着轴向方向的两个端部部分处开口。围绕齿卷绕的定子线圈3插入到齿槽中。结果，当对定子线圈3通电时，旋转磁场形成在定子2的内周侧上，以便通过旋转磁场旋转地驱动转子10。围绕齿卷绕的定子线圈3可以是跨越多个齿的分布绕组线圈，或者可以是围绕每个齿卷绕的集中绕组线圈。转子10包括圆筒形的转子铁芯12，所述圆筒形的转子铁芯12在径向方向上的中心中具有轴孔11 ;轴14，所述轴14穿过转子铁芯12的轴孔11并且被固定；端板16，所述端板16布置成在转子铁芯12的沿着轴14 (以及转子铁芯12)的用箭头X指示的轴向方向的两个端部上与所述转子铁芯12相接触；和固定构件18，所述固定构件18将转子铁芯12和端板16固定到轴14上。
转子铁芯12通过在轴向方向上堆叠多个磁钢片材构造而成，每个所述磁钢片材均通过将例如O. 3毫米厚的硅钢片材等冲压成圆环状而形成。构成转子铁芯12的磁钢片材通过以下方法成一体地彼此连结起来，所述方法包括将所有磁钢片材集中地或者通过将转子铁芯12沿着轴向方向分成多个块的方式进行压接、粘结、焊接等。多个磁极沿着圆周方向等距间隔开设置在转子铁芯12上。如以下详细解释的那样，每个磁极均具有磁通抑制孔和多个永磁体。轴14由圆钢棒形成。凸缘部分15形成在轴14的外周上，使得凸缘部分15沿着径向方向向外伸出。凸缘部分起到止挡件的作用，所述止挡件通过在组装转子10期间抵靠端板16而确定转子铁芯12在轴14上的轴向方向的位置。通过经由过盈配合将转子铁芯12固定到轴14或者通过经由将突出地设置在轴孔11的边缘部分处的键配合到轴14上的键槽而进行的安装，相对于轴14固定转子铁芯12的圆周方向的位置。每个端板16均由圆板构成,所述圆板的外部形状与转子铁芯12的轴向方向的端 面的外部形状基本相同。更加优选地，端板16由例如铝、铜等的非磁性金属材料制成。为了抑制在构成磁极的永磁体的轴向方向的端部部分处发生磁通短路，在本文中使用非磁性金属材料。假如端板16的材料是非磁性材料，那么端板16并不局限于金属材料，并且所述端板16可以由树脂材料形成。设置在转子铁芯12的沿着轴向方向的两侧上的端板16例如具有从两个端部挤压转子铁芯12的功能；在装配转子10之后，局部地切割以便纠正转子10的不平衡的功能；以及防止构成磁极的永磁体可能沿着轴向方向脱离转子铁芯12的功能。在本实施例中，端板16被解释为并且在附图中示出为直径与转子铁芯12的直径大体相等。然而，例如可以减小端板16的直径，或者在例如通过树脂等将构成磁极的永磁体固定在转子铁芯中的情况下，可以取消端板16，以便削减成本。固定构件18具有挤压部分22和圆筒形的压接部分20，所述挤压部分22沿着径向方向从压接部分20的一个端部部分向外突出。在通过挤压部分22将转子铁芯12和两个端板16压抵到凸缘部分15上的状态下，通过将压接部分20压接在轴14上而将固定构件18固定到轴14上。结果，转子铁芯12和端板16 —起被固定到轴14上。如图2所示，为了固定贯穿插入在轴孔11中的轴14，所述轴孔11形成为贯穿具有圆柱形外部形状的转子铁芯12的中央部分。在转子铁芯12通过过盈配合固定到轴14的情况下，如图2所示，轴孔11是圆形的，并且在所述轴孔11的边缘部分没有形成键。如果转子铁芯12通过键配合附接到轴14，那么键(或键槽)突出地(或凹陷地)设置在轴孔11的边缘部分处。多个磁极24沿着圆周方向等距间隔开设置在转子铁芯12的外周上。在本实施例中，在所图解的示例中八个磁极24沿着圆周方向以45°间隔设置。除了永磁体的磁化方向之外，每个磁极24均具有相同的构造。因此，以下将仅描述一个磁极24。图3是图解了图2的一个磁极24的放大视图的图例。图3是图解了处于被从转子铁芯12的轴向方向的端面观察的状态中的一个磁极24的图例，但是垂直于转子铁芯12的轴向方向的横截面(即，沿着径向方向的横向截面)的构造与附图中的构造相同。在图3中，用虚线表示磁极中心线C，所述磁极中心线C是穿过磁极24的沿着圆周方向的中心的径向方向的线。
磁极24包括中央磁体26，所述中央磁体26埋入在磁极中心中并且沿着圆周方向延伸；一对圆周方向的磁体28,所述一对圆周方向的磁体28相互分开埋入在中央磁体26的沿着圆周方向的两侧上；和磁通抑制孔30,所述磁通抑制孔30形成在位于一对圆周方向的磁体28的内周侧的端部部分之间并且越过磁路中央部分44与中央磁体26相对的位置处，所述磁路中央部分44是芯区域。在外周面13附近，中央磁体26埋入在转子铁芯12的内部中。中央磁体26是具有轴向方向的端面(以及垂直于轴向方向的横截面)的永磁体，所述轴向方向的端面呈具有两个短侧边和两个长侧边的伸长的矩形形状。中央磁体26形成为具有与转子铁芯12的轴向方向的长度基本相等的轴向方向的长度。中央磁体26的长侧边的侧面垂直于磁极中心线C布置在相对于磁极中心线C线对称的位置处。中央磁体26插入到磁体插入孔34中，所述磁体插入孔34形成为在转子铁芯12中沿着轴向方向延伸。袋状部分36形成在磁体插入孔34的沿着圆周方向的两侧上，使得袋状部分36与磁体插入孔34相连通。例如，通过袋状部分36注射的热固性树脂流入到位于中央磁体26和磁体插入孔34的内壁面之间的空隙中并且固化，从而将中央磁体26固定在磁体插入孔34中。用于固定磁体的树脂可以通过任意一个袋状部分36注射，并且另一个袋状部分36可以保持为空的状态。在任何情况下，在袋状部分36内部，所述袋状部分36具有树脂或空隙，所述树脂或空隙的导磁率低于构成转子铁芯12的磁钢片材的导磁率。因此，袋状部分36具有抑制在中央磁体26的沿着圆周方向的两个端部处发生磁通短路的功能。低导磁率区域38设置在位于中央磁体26的圆周方向的端部部分附近的位置处，所述低导磁率区域38的导磁率低于构成转子铁芯12的磁钢片材(磁性材料)的导磁率。具体地，低导磁率区域38中的每个均由具有大体三角形横截面的孔构造而成，所述孔形成为在转子铁芯12中沿着轴向方向延伸，使得低导磁率区域38中的每一个在其内部均具有低导磁率空隙。低导磁率区域38可以通过用导磁率低于磁钢片材的导磁率的例如树脂等的材料填充三角形的孔而形成。在形成低导磁率区域38的三角形的贯通孔40中，在磁极的内侧上的一个侧边缘部分越过桥部分42与袋状部分36相对，所述桥部分42是窄的芯区域，在外周侧上的一个侧边缘部分越过窄的芯区域与外周面13相对，并且在磁极的外侧上的一个侧边缘部分越过磁路进入部分43与圆周方向的磁体28相对，该磁路进入部分43是芯区域。在中央磁体26的沿着圆周方向的两侧上的两个磁路进入部分43致使来自定子2并且进入转子铁芯12中的磁通从磁路进入部分43中的一个经过磁路中央部分引出并且经过磁路进入部分43中的另一个。在磁通的反向流动方向的情况下，磁通的入口和出口是相反的，并且因此两个部分均可被称作磁路进入部分43。与中央磁体26相似，圆周方向的磁体28是每个均具有轴向方向的端面(以及垂 直于轴向方向的横截面)的永磁体，所述轴向方向的端面呈具有两个短侧边和两个长侧边的伸长的矩形形状，所述圆周方向的磁体28形成为具有与转子铁芯12的轴向方向的长度大体相等的轴向方向的长度。所使用的圆周方向的磁体28可以是形状和尺寸与中央磁体26的形状和尺寸相同的磁体。将相同的永磁体用作中央磁体26以及圆周方向的磁体28是有利的，因为这样做允许削减永磁体的与制造、控制等等相关的成本。无需赘述，中央磁体26的形状和尺寸和圆周方向的磁体28的形状和尺寸可以不同。磁极24中的一对圆周方向的磁体28插入到磁体插入孔46中，并且被树脂所固定，所述磁体插入孔46形成为在转子铁芯12内部沿着轴向方向延伸。所述一对圆周方向的磁体28布置成使得相互之间的间隔朝向转子铁芯12的外周面13变宽。换言之，所述一对圆周方向的磁体28布置成使得相互之间的间隔朝向内周侧变窄。圆周方向的磁体28的沿着纵向方向延伸的长侧边的侧面大体沿着径向方向布置。所述一对圆周方向的磁体28布置在沿着圆周方向的相对于磁极中心线C处于线对称关系的两侧上。与每个磁体插入孔46相连通的袋状部分48形成在每个磁体插入孔46的外周侧处。每个袋状部分48均形成为沿着每个圆周方向的磁体28的短侧边的侧面在轴向方向上延伸。在每个带状部分48的内部，所述每个袋状部分48均具有空隙或树脂，所述空隙或树脂的导磁率低于磁钢片材的导磁率。因此，袋状部分48具有抑制在圆周方向的磁体28的外周侧的端部部分处发生磁通短路的功能。可以通过袋状部分48注射用于固定圆周方向的磁体28的树脂。磁通抑制孔30形成在位于一对圆周方向的磁体28的内周侧的端部部分之间并且沿着径向方向向内的位置(图2中的底部)处。磁通抑制孔30布置成越过磁路中央部分44与中央磁体26相对。在磁通抑制孔30内部，所述磁通抑制孔30具有导磁率低于磁钢片材的导磁率的空隙。因此，磁通抑制孔30具有抑制或调节由中央磁体26和圆周方向的磁体28所产生的磁通流，以及从定子2的齿的内周处的前端部经由转子铁芯12的磁极24的磁路进入部分43朝向磁路的中心的磁通流。在本实施例中，磁通抑制孔30由两个第一孔30a和一个第二孔30b构成。第一孔30a形成为与插入有圆周方向的磁体28的磁体插入孔46的内周侧的端部部分相连通。第一孔30a以大体三角形的形状形成在位于磁极中心线C的两侧上的对称的位置处。第一孔30a具有抑制在圆周方向的磁体28的内周上的长侧边方向的端部部分处发生磁通短路的功能。用于固定圆周方向的磁体28的树脂可以经由第一孔30a注射到磁体插入孔46中。在这种情况下，第一孔30a也可以至少部分地被上述树脂所填充。与空隙相似，树脂具有低导磁率，因此，如上所述，所述树脂能够执行抑制磁通流的功能。第二孔30b形成在第一孔30a之间，其中桥部分31插置在第二孔30b和第一孔30a之间，所述桥部分31是窄的芯区域。第二孔30b形成为大体矩形的形状，所述大体矩形的形状相对于被磁极中心线C所经过的中心是对称的。第二孔30b越过磁路中央部分44与中央磁体26相对，所述磁路中央部分44在位于一对圆周方向的磁体28之间并且沿着圆周方向的中央位置处。在第二孔30b的内部，所述第二孔30b也包括空隙(或树脂)，所述空隙(或树脂)的导磁率低于磁钢片材的导磁率。因此，如上所述，第二孔30b具有抑制磁通流的功能。在本实施例中，在所解释的 示例中，磁通抑制孔30由三个孔30a、30a、30b构成，但是磁通抑制孔30并不局限于此，并且可以容许对孔的形状和数量进行一些变化。例如，磁通抑制孔30可以由形成在沿着磁极中心线C延伸的一个桥部分的两侧上的两个孔构成，或者可以由一个孔形成并且没有桥部分，或者可以由四个或更多个孔形成。所有磁通抑制孔30均可以用例如树脂等的低导磁率材料填充。被中央磁体26、圆周方向的磁体28、和磁通抑制孔30所包围的大体梯形的铁芯区域作为磁路中央部分44形成在磁极24中。每个磁路进入部分43均形成在低导磁率区域38和对应的圆周方向的磁体28以及袋状部分48之间，所述磁路进入部分43是铁芯区域。磁路中央部分44的沿着径向方向向外的两个圆周方向的端部经由磁路进入部分43联接到转子铁芯12的外周面。结果，由定子2的齿的内周处的前端部所产生的q轴磁通以大体U状或圆弧状穿过转子铁芯12，即，q轴磁通经过磁路进入部分43中的一个流入到磁极24中，然后穿过磁路中央部分44，并且从另一个磁路进入部分43离开。相比而言，来自定子2的d轴磁通沿着基本垂直于q轴磁通流的方向流动，并且横截磁极24中的低导磁率区域38和圆周方向的磁体28。
接下来将参照图4详细解释磁路进入部分43。图4是图解了图3中的磁路进入部分43中的一个的放大视图的图例。如上所述，每个磁路进入部分43均形成在形成低导磁率区域38的大体三角形的贯通孔40的磁极外侧部分40a和对应的圆周方向的磁体28和袋状部分48之间。每个贯通孔40的磁极外侧部分40a均以直线形状由贯通孔40的内周侧的端部部分41形成。每个贯通孔40的磁极外侧部分40a均沿着相对于假想直线50形成预定角度Θ的方向延伸，所述假想直线50穿过上述内周侧的端部部分41并且平行于圆周方向的磁体28的长侧边的侧面。如以下所描述的那样，预定角度Θ是通过模拟等根据实验获得的数值，所述数值适于在旋转电机高负荷运转期间有效地增大磁阻转矩。由于这个角度，磁路进入部分形成为在内周侧的端部部分41处具有宽度(在垂直于伸长的矩形形状的纵向方向的方向上的宽度)W1，所述宽度Wl宽于在磁极外侧部分40a的外周侧的端部部分45处的宽度W2。SP，磁路进入部分43形成使得磁路进入部分的宽度朝向转子铁芯12的外周面13变窄。上述构造与常规示例的构造的对比已经揭示出，与在关于相关技术的章节中所描述的磁路进入部分43形成为具有恒定的宽度Wl的情况相比，低导磁率区域38进一步朝向圆周方向的磁体28延伸。在本实施例的转子10中，在设置有所述转子10的旋转电机I高负荷运转时，从定子2流到磁路进入部分43的q轴磁通量增加。另外，在每个磁路进入部分43的在图4中用虚线椭圆所表示的内周侧部分54处，由中央磁体26的圆周方向的端部部分所产生的磁通的经由桥部分42和经由贯通孔40的周面泄漏的一部分以及来自圆周方向的磁体的磁通增加到q轴磁通，使得内周侧部分54处的磁通密度增大。在这种条件下，q轴电感Lq可能会减小，并且在高负荷运转期间更难以获得磁阻转矩。然而，如上所述，在本实施例的转子10中，磁路进入部分43形成为朝向外周变窄，并且低导磁率区域38沿着圆周方向向外延伸。结果，能够使磁极24中的d轴电感Ld的减小量大于q轴电感Lq的减小量ALq。S卩,保持Δ Ld > ALq的关系,其中，Δ Ld表示d轴电感Ld的减小量。因此，由于磁阻转矩与q轴电感Lq和d轴电感Ld之间的差异成比例地增大，所以这允许在旋转电机I高负荷运转期间增大磁阻转矩。这继而允许在高负荷运转期间增大转矩产生效率。图5A和图5B图解了 d轴电感Ld和q轴电感Lq之间的这种关系。图5A是图解了本实施例的示例的曲线图，图5B是图解了磁路进入部分具有恒定宽度的示例的曲线图。在两张曲线图中，横坐标轴表示流过定子线圈3的电流，纵轴表示电感L。在图5A中，为了比较，实线表示在本实施例的情况下d轴电感的变化、q轴电感的变化以及d轴电感和q轴电感之间差异的变化，而虚线表示在磁路进入部分具有恒定宽度的情况下d轴电感的变化、q轴电感的变化以及d轴电感和q轴电感之间差异的变化。参照图5B，首先能够看出的是，转子的d轴电感Ld在低-中负荷运转区域和高负荷运转区域中均是恒定的，而q轴电感Lq随着电流的增大以及随着来自定子的磁通量的增加而减小，使得d轴电感Ld对与高负荷运转区域中的磁阻转矩有关的q轴电感Lq和d轴电感Ld之间的差异(Lq-Ld)施加主导影响。参照图5A,通过比较,能够看出的是，当磁极24中的d轴电感Ld在整个运转区域中减小时，电感差异(Lq-Ld)增加，并且因此磁阻转矩增大。具体地，在高负荷运转区域中，如上所述，保持Δ Ld > ALq的关系并且对应于ALc^P ALq之间的差异的(Lq-Ld)如箭头56所示的那样增大。结果，这允许在旋转电机高负荷运转期间增大磁阻转矩。尽管以上已经描述了优选的实施例，但是本发明并不局限于上述构造，并且能够以不同的方式进行调整和改进。 在上述对实施例的描述中，例如，贯通孔40的界定低导磁率区域38的边缘部分40a形成直线状，但是所述边缘部分40a也可以形成为朝向圆周方向的磁体28平缓凸起的曲线状。在上述对实施例的描述中，袋状部分36和低导磁率孔40越过桥部分42彼此相对，但是袋状部分36和低导磁率孔40可以相互连通而在所述袋状部分36和低导磁率孔40之间没有插置桥部分。
权利要求
1.一种用于旋转电机的转子(10)，其特征在于，所述转子包括转子铁芯(12)，在所述转子铁芯中，多个磁极(24)沿着所述转子铁芯(12)的圆周方向间隔开设置在所述转子铁芯(12)的外周处，其中 每个所述磁极(24)均包括中央磁体(26)，所述中央磁体设置在所述转子铁芯(12)的外周面附近；一对圆周方向的磁体(28)，所述一对圆周方向的磁体布置在所述中央磁体(26)的沿着所述圆周方向的两侧上，使得所述一对圆周方向的磁体之间的相互间距朝向所述转子铁芯(12)的外周变宽；和低导磁率区域(38)，所述低导磁率区域设置在所述中央磁体(26)的沿着所述圆周方向的每个端部部分附近，并且所述低导磁率区域的导磁率低于制成所述转子铁芯(12)的磁性材料的导磁率；并且 所述转子铁芯(12)形成为使得磁路进入部分(43)的宽度朝向所述转子铁芯(12)的外周面变窄，其中，所述磁路进入部分形成在磁极内侧面和毗邻所述磁极内侧面的所述低导磁率区域(38)之间，所述磁极内侧面是每个所述圆周方向的磁体(28)的沿着所述磁极(24)的所述圆周方向的内侧面。
2.根据权利要求I所述的用于旋转电机的转子，其中 所述中央磁体(26)和所述一对圆周方向的磁体(28)中的每个磁体的与所述转子铁芯(12)的轴向方向垂直的横截面均具有伸长的矩形形状。
3.根据权利要求2所述的用于旋转电机的转子，其中，所述宽度是在与所述伸长的矩形形状的纵向方向垂直的方向上的宽度。
4.根据权利要求I所述的用于旋转电机的转子，其中 所述低导磁率区域(38)包括形成在所述转子铁芯(12)中的孔； 所述孔具有直线状的边缘部分，所述直线状的边缘部分越过所述磁路进入部分(43)与所述圆周方向的磁体(28)的所述磁极内侧面相对；并且 所述低导磁率区域(38)的所述边缘部分沿着相对于假想直线形成预定角度的方向延伸，所述假想直线穿过所述边缘部分的内周侧的端部部分并且平行于所述圆周方向的磁体(28)的所述磁极内侧面。
5.根据权利要求4所述的用于旋转电机的转子，其中 所述孔是基本三角形形状的贯通孔(40)，所述贯通孔形成为在所述中央磁体(26)的沿着所述圆周方向的端部部分附近沿着所述轴向方向贯穿所述转子铁芯(12)； 所述低导磁率区域(38)的所述边缘部分是所述贯通孔(40)的侧边缘部分；并且 所述贯通孔(40)毗邻袋状部分(36)，所述袋状部分是形成在所述中央磁体(26)的沿着所述圆周方向的每侧上的低导磁率部分，其中所述转子铁芯的桥部分插置在所述贯通孔和所述袋状部分之间。
6.根据权利要求I到5中的任一项所述的用于旋转电机的转子，其中，所述磁极(24)还包括磁通抑制孔(30)，所述磁通抑制孔形成在所述一对圆周方向的磁体(28)的沿着所述转子铁芯(12)的径向方向的内周侧的端部部分之间，以便沿着所述径向方向向内延伸。
7.根据权利要求I到5中的任一项所述的用于旋转电机的转子，其中 所述磁极(24)被构造成相对于磁极中心线是线对称的，所述磁极中心线是沿着所述转子铁芯(12)的径向方向延伸并且穿过所述磁极(24)的沿着所述圆周方向的中心的径向方向的线。
8.根据权利要求6所述的用于旋转电机的转子，其中 所述磁极(24)被构造成相对于磁极中心线是线对称的，所述磁极中心线是沿着所述径向方向延伸并且穿过所述磁极(24)的沿着所述圆周方向的中心的径向方向的线。
9.根据权利要求I到5中的任一项所述的用于旋转电机的转子，其中，所述磁路进入部分(43)是铁芯区域，所述铁芯区域是所述转子铁芯(12)的一部分。
10.根据权利要求6所述的用于旋转电机的转子，其中，所述磁路进入部分(43)是铁芯区域，所述铁芯区域是所述转子铁芯(12)的一部分。
全文摘要
一种用于旋转电机的转子(10)，其具有多个磁极(24)，所述多个磁极沿着转子铁芯(12)的圆周方向间隔开设置在转子铁芯(12)的外周上。每个磁极(24)均包括中央磁体(26)；一对圆周方向的磁体(28)，其布置在中央磁体(26)的沿着圆周方向的两侧上，使得所述一对圆周方向的磁体之间的间距朝向转子铁芯的外周变宽；和低导磁率区域(38)，其设置在中央磁体(26)的沿着圆周方向的端部部分的附近，并且所述低导磁率区域的导磁率低于转子铁芯(12)的磁性材料。转子铁芯形成为使得磁路进入部分(43)的宽度朝向转子铁芯(12)的外周面(13)减小，所述磁路进入部分形成在圆周方向的磁体(28)的磁极内侧面和毗邻的低导磁率区域(38)之间。
文档编号H02K1/27GK102629787SQ20121002265
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月2日 优先权日2011年2月3日
发明者佐野新也, 黑川显史 申请人:丰田自动车株式会社, 爱信精机株式会社