旋转电机的转子的制作方法

本发明涉及一种旋转电机的转子。

背景技术：

在车辆驱动用的旋转电机中，ipm(interiorpermanentmagnet)同步电动机被广泛采用，近年来通过提高控制技术实现了平顺的运行。但是，旋转电机的结构中，转矩脉动(转矩的脉动)的发生是不可避免的，其成为低速运行时的脉动、高速运行时的噪音及振动的因素之一。

在专利文献1中记载的旋转电机中，在转子铁心的外周面上设置沿轴向延伸的多个槽。即，通过在转子铁心的表面的磁铁两侧部上每隔磁极部的一极设置槽，且使带槽的极所产生的转矩脉动波形与不带槽的极所产生的转矩脉动波形彼此以相反相位靠近，以抑制转矩脉动。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2016-220382号公报

通常，在旋转电机中，若转子设计成减小高负载侧的转矩脉动，则低负载侧的转矩脉动增加。相反，若转子设计成减小低负载侧的转矩脉动，则高负载侧的转矩脉动会增加。而且，转矩脉动根据在旋转电机的线圈中流动的电流的振幅和相位而改变很大。因此，在设计转矩脉动较小的旋转电机方面，在转子的设计上要求自由度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够降低转矩脉动的设计自由度高的旋转电机的转子。

[用于解决课题的方案]

为了实现上述目的，技术方案1所述的发明为一种旋转电机的转子(例如，在后述的实施方式中的转子10)，其具备：

转子铁心(例如，在后述的实施方式中的转子铁心11)；以及

多个磁极部(例如，在后述的实施方式中的磁极部50)，它们沿周向以规定的间隔设置于该转子铁心，

在所述转子铁心的外周面上，在周向上相对于将所述转子铁心的中心与所述磁极部的中心连结的中心线(例如，在后述的实施方式中的中心线c、c1、c2)对称的位置设置有至少一个沿轴向延伸的一组槽部(例如，在后述的实施方式中的一组槽部21、22、23、24)，其中，

所述转子铁心具有沿轴向层叠的第一转子铁心(例如，在后述的实施方式中的第一转子铁心11a)和第二转子铁心(例如，在后述的实施方式中的第二转子铁心11b)，

所述第一转子铁心的所述中心线与所述第二转子铁心的所述中心线在所述周向上一致，

所述第一转子铁心的一组所述槽部与所述第二转子铁心的一组所述槽部配置于在所述周向上不同的位置。

技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的发明的基础上，其中，

所述第一转子铁心的轴向长度与所述第二转子铁心的轴向长度不同。

技术方案3所述的发明，在技术方案1或2所述的发明的基础上，其中，

所述第一转子铁心具有两组所述槽部，

所述第二转子铁心具有两组所述槽部，

所述第一转子铁心的两组所述槽部与所述第二转子铁心的两组所述槽部配置于在所述周向上不同的位置。

技术方案4所述的发明，在技术方案1至3中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述第一转子铁心及所述第二转子铁心通过层叠多个板状的钢板而构成。

技术方案5所述的发明，在技术方案1至4中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述磁极部包括配置于所述转子铁心的磁铁插入孔(例如，在后述的实施方式中的磁铁插入孔13)中的永久磁铁(例如，在后述的实施方式中的永久磁铁12)。

发明效果

根据技术方案1的发明，转子铁心由沿轴向层叠的两个转子铁心(第一转子铁心及第二转子铁心)构成，在各转子铁心的外周面上，在周向上相对于中心线对称的位置设置有至少一个沿轴向延伸的一组槽部。另外，第一转子铁心的一组槽部与第二转子铁心的一组槽部配置于在周向上不同的位置。由于该槽部的配置在每个转子铁心中不同，因此若将各槽部配置成与第一转子铁心对应的转矩脉动和与第二转子铁心对应的转矩脉动成为相反相位的关系而相互抵消，则能够降低作为转子整体的转矩脉动。另外，由于各转子铁芯的槽部的配置影响与各转子铁芯对应的转矩脉动，因此能够容易地进行用于降低转矩脉动的转子的设计变更。这样，可以实现能够降低转矩脉动的设计自由度高的转子。

根据技术方案2的发明，若第一转子铁心的轴向长度与第二转子铁心的轴向长度不同，则与各转子铁心对应的转矩脉动的振幅发生改变，因此若将两个转子铁心的轴向长度的比率进行调整，则能够进一步降低作为转子整体的转矩脉动。

根据技术方案3的发明，若由于配置的改变而与各转子对应的转矩脉动发生变化的槽部的组数为两个，则能够对与各转子对应的转矩脉动进行多种改变，因此能够提高用于降低作为转子整体的转矩脉动的转子的设计自由度。

根据技术方案4的发明，能够容易地将两个转子铁心的轴向长度的比率进行调整。

根据技术方案5的发明，若变更各转子铁心的槽部的配置，则与各转子铁心对应的转矩脉动的相位发生变化，因此能够以不使永久磁铁偏斜的方式降低转矩脉动。

附图说明

图1是本发明所涉及的一实施方式的旋转电机的转子的主视图。

图2是将图1所示的旋转电机的转子的一个磁极部抽出而示出的立体图。

图3是表示图2的磁极部的外周面的图。

图4是表示在图1所示的旋转电机中产生的转矩脉动的一例的图。

图5是表示由轴向长度不同的两个转子铁心构成的转子铁心的一个磁极部的外周面的图。

图6是表示在图1所示的旋转电机中产生的转矩脉动的另一例的图。

附图标记说明：

10转子；

11转子铁心；

11a第一转子铁心；

11b第二转子铁心；

11a外周面；

11b外周面；

12永久磁铁；

13磁铁插入孔；

14空隙；

21、22、23、24一组槽部；

21r、21l、22r、22l、23r、23l、24r、24l槽部；

50磁极部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿附图标记的朝向观察。

图1是本发明所涉及的一实施方式的旋转电机的转子的主视图。图2是将图1所示的旋转电机的转子的一个磁极部抽出而示出的立体图。旋转电机构成为，在配置成圆环状的定子(未图示)的内周侧旋转自如地设置有转子10，通过对卷绕在定子上的线圈通电而使转子10旋转。

如图1所示，转子10由转子铁心11和保持在转子铁心11上的永久磁铁12构成。在转子铁心11的外周面附近沿周向以规定的图案设置有沿轴向贯通的磁铁插入孔13，且在各磁铁插入孔13中配置有永久磁铁12，由此在转子10的周向上等间隔地形成有多个磁极部50。更具体而言，在构成一个磁极部50的三个磁铁插入孔13中配置有磁化方向相同的永久磁铁12。通过在周向上相邻的磁极部50中配置有与该永久磁铁12的磁化方向不同的永久磁铁12，使得磁极在周向上交替地反转。在磁铁插入孔13中形成有用于防止永久磁铁12间的磁通的短路的成为磁通屏障的空隙14，并将树脂材料填充于该空隙14中，从而永久磁铁12被固定于转子铁心11。

如图2所示，转子铁心11具有沿轴向层叠的第一转子铁心11a和第二转子铁心11b。第一转子铁心11a及第二转子铁心11b通过将冲裁形成为大致相同形状的圆环状的电磁钢板层叠多个而分别形成。需要说明的是，除后述的槽部的配置以外，第一转子铁心11a与第二转子铁心11b是通用的。因此，将图1所示的转子铁心11的中心or与磁极部50的中心om连结的中心线c与第一转子铁心11a的中心线c1及第二转子铁心11b的中心线c2在周向上一致。

图3是表示图2的磁极部50的外周面的图。需要说明的是，图3所示的单点划线是在转子铁心11的外周面上将第一转子铁心11a的中心线c1与第二转子铁心11b的中心线c2连结的线。如图2及图3所示，在第一转子铁心11a及第二转子铁心11b的各外周面11a、11b上，在各磁极部50的附近设置有沿轴向(箭头a方向)延伸的两组槽部。设置于第一转子铁心11a的外周面11a的各组槽部21、22配置于在周向(箭头b方向)上不同的位置，设置于第二转子铁心11b的外周面11b的各组槽部23、24也配置于在周向(箭头b方向)上不同的位置。

构成设置于外周面11a的两组槽部的一组槽部21在周向(箭头b方向)上相对于第一转子铁心11a的中心线c1对称的位置上，由沿轴向(箭头a方向)延伸的两个槽部21r、21l构成。另外，另一方的一组槽部22在与前一组槽部21相比沿周向远离中心线c1且在周向(箭头b方向)上相对于中心线c1对称的位置上，由沿轴向(箭头a方向)延伸的两个槽部22r、221构成。

同样，构成设置于外周面11b的两组槽部的一组槽部23在周向(箭头b方向)上相对于第二转子铁心11b的中心线c2对称的位置上，由沿轴向(箭头a方向)延伸的两个槽部23r、231构成。另外，另一方的一组槽部24在与前一组槽部23相比沿周向远离中心线c2且在周向(箭头b方向)上相对于第二转子铁心11b的中心线c2对称的位置上，由沿轴向(箭头a方向)延伸的两个槽部24r、241构成。

需要说明的是，设置于一个磁极部50附近的各槽部的深度不需要全部相同。另外，各槽部的周向的宽度也不需要全部相同。

如以上说明的那样，在本实施方式中，转子铁心11由沿轴向层叠的两个转子铁心11a、11b构成，在各转子铁心的外周面11a、11b上，在各磁极部50的附近，在周向上相对于中心线c1、c2对称的位置设置有两个沿轴向延伸的一组槽部。另外，各转子铁心11a、11b中的各组槽部的配置在周向上不同，如图4所示，各槽部配置成与第一转子铁心11a对应的转矩脉动tr1和与第二转子铁心11b对应的转矩脉动tr2成为相反相位的关系而相互抵消，因此作为转子10整体的转矩脉动tr0的振幅减小。

另外，在降低转矩脉动的方法中，存在使永久磁铁12偏斜这样的方法，但是该方法具有平均转矩降低这样的缺点。然而，如本实施方式那样，若改变各转子铁心11a、11b的槽部的配置，则与各转子铁心对应的转矩脉动的相位发生改变，因此不会使作为转子10整体的平均转矩降低，而能够降低转矩脉动。即，能够容易地进行用于降低转矩脉动的转子的设计变更。这样，可以实现能够降低转矩脉动的设计自由度高的转子10。

需要说明的是，在图2及图3所示的例子中，第一转子铁心11a及第二转子铁心11b的轴向(箭头a方向)长度大致相同。即，第一转子铁心11a及第二转子铁心11b都层叠相同数量的电磁钢板而形成。但是，如图5所示，第一转子铁心11a及第二转子铁心11b的各轴向长度可以不同。例如，第一转子铁心11a的轴向长度l1与第二转子铁心11b的轴向长度l2之比可以是“l1∶l2＝4∶6”的关系。

若各转子铁心11a、11b的轴向长度l1、l2不同，则与各转子铁心11a、11b对应的转矩脉动的振幅发生变化。因此，若将轴向长度l1、l2的比率调整成与各转子铁心11a、11b对应的转矩脉动的振幅大致相同，则如图6所示，与各转子铁心11a、11b对应的转矩脉动tr1、tr2相互抵消，从而能够进一步降低作为转子10整体的转矩脉动tr0。需要说明的是，各转子铁心11a、11b的轴向长度l1、l2通过改变各转子铁心11a、11b中的电磁钢板的层叠比率而能够容易地变更。另外，在本实施方式中，转子铁心11由两个转子铁心11a、11b构成，因此能够容易地进行用于降低转矩脉动的转子铁心11的设计。

需要说明的是，本发明并不限定于前述实施方式，而能够适当进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，对应于转子铁心11的多个磁极部50的每个，在各转子铁心11a、11b上设置两组槽部，但是槽部的组数不限于两个，可以是一个或三个以上。另外，在上述实施方式中，转子铁心11将两个转子铁心11a、11b沿轴向层叠而构成，但也可以将三个以上的转子铁心沿轴向层叠而构成。