旋转电机的制作方法

1.本发明涉及具备埋入磁铁型转子的旋转电机。


背景技术：

2.在专利文献1中记载有埋入磁铁式电机。在该埋入磁铁式电机中的转子的环形的表面，在周向上以规定间隔交替地配置有电机极数p的1/2个长方形的狭缝和与狭缝相同数量的长方形的永磁铁。在各个狭缝与永磁铁之间形成有p处分段区域。分段区域沿着周向交替地被磁化为n极和s极。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2010
‑
200480号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.在上述埋入磁铁式电机的转子中，隔着狭缝相邻的两个分段区域经由位于比狭缝靠内周侧的位置的连接部分和位于比狭缝靠外周侧的位置的连接部分相互连接。因此，在转子形成有磁通通过这些连接部分而在周向上流动的闭合磁路。因此，存在如下课题：不与定子交链的周向漏磁通增加，因此电机的转矩输出降低。
8.本发明是为了解决上述那样的问题而作出的，其目的在于提供一种能够提高转矩输出的旋转电机。
9.用于解决课题的方案
10.本发明的旋转电机具备：定子；以及相对于所述定子旋转自如地设置的转子，所述转子具有：形成有沿所述转子的周向排列的多个孔的转子铁芯；以及至少一个永磁铁，所述转子的磁极数为2以上的偶数的p，所述多个孔包括插入有所述永磁铁的p/2个第一孔和未插入所述永磁铁的p/2个第二孔，所述第一孔以及所述第二孔以在所述周向上交替排列的方式设置，所述永磁铁以夹着所述第二孔在所述周向上相互面对的磁极面成为异极的方式被磁化，所述第二孔具有在所述转子的径向上向所述定子侧开口的第一开口部。
11.发明的效果
12.根据本发明，能够提高旋转电机的转矩输出。
附图说明
13.图1是表示将本发明的实施方式1的旋转电机与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
14.图2是表示将本发明的实施方式1的比较例的旋转电机与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
15.图3是将图2的一部分放大表示的图。
16.图4是将图1的一部分放大表示的图。
17.图5是表示由本发明的实施方式1的旋转电机得到的转矩和由比较例的旋转电机得到的转矩的图表。
18.图6是表示在本发明的实施方式1的旋转电机中，开口宽度lo1以及间隔gm的大小关系与转矩之间的关系的图表。
19.图7是表示将本发明的实施方式1的变形例1
‑
1的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
20.图8是表示将本发明的实施方式1的变形例1
‑
2的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
21.图9是表示将本发明的实施方式1的变形例1
‑
3的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
22.图10是表示将本发明的实施方式1的变形例1
‑
4的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
23.图11是表示将本发明的实施方式2的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
24.图12是表示在本发明的实施方式2的旋转电机中，宽度l1以及宽度l2的大小关系与转矩之间的关系的图表。
25.图13是表示将本发明的实施方式2的变形例2
‑
1的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
26.图14是表示将本发明的实施方式2的变形例2
‑
2的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
27.图15是表示将本发明的实施方式2的变形例2
‑
3的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
28.图16是表示将本发明的实施方式2的变形例2
‑
4的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
29.图17是表示将本发明的实施方式3的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
30.图18是表示将本发明的实施方式3的变形例3
‑
1的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
31.图19是表示本发明的实施方式3的变形例3
‑
2的旋转电机的转子的结构的分解立体图。
32.图20是表示将本发明的实施方式3的变形例3
‑
2的旋转电机的第三转子铁芯与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
33.图21是表示本发明的实施方式3的变形例3
‑
3的旋转电机的转子的结构的分解立体图。
34.图22是表示将本发明的实施方式4的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
35.图23是表示将本发明的实施方式4的变形例4
‑
1的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
36.图24是表示将本发明的实施方式4的变形例4
‑
2的旋转电机的转子与轴向垂直地
剖开的结构的剖视图。
37.图25是表示将本发明的实施方式5的旋转电机的转子与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。
具体实施方式
38.实施方式1.
39.对本发明的实施方式1的旋转电机进行说明。图1是表示将本实施方式的旋转电机100与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在此，将沿着转子20的轴心的方向作为轴向，将在与轴向垂直的截面中沿着转子20的半径的方向作为径向，将在该截面中沿着转子20的旋转方向的方向作为周向。
40.如图1所示，旋转电机100具有定子10和相对于定子10旋转自如地设置的转子20。定子10以隔着成为磁隙的空隙15包围转子20的外周的方式设置。定子10具有定子铁芯11。定子铁芯11具有形成为圆环状的铁芯背部12和从铁芯背部12朝向内周侧突出的多个齿13。另外，定子10具有以集中卷绕方式分别卷绕于多个齿13的多个绕组14。在图1所示的结构中，设置有12个齿13和12个绕组14。如后述的图2所示，铁芯背部12也可以由多个圆弧形的铁芯块形成。
41.转子20具有转子铁芯21和设置在转子铁芯21的内部的永磁铁22。转子20是在转子铁芯21的内部呈放射状地配置有永磁铁22的纵向埋入型的埋入磁铁型转子。纵向埋入型的埋入磁铁型转子也有时被称为轮辐型转子。另外，转子20是将磁极数设为p时具有p/2个永磁铁22的换向极型的转子。在此，p为2以上的偶数。在图1所示的结构中，转子20的磁极数p为10，因此，永磁铁22的个数为5个。
42.转子铁芯21具有多个铁芯板在轴向上层叠的结构。在转子铁芯21形成有沿轴向贯通的多个孔30。多个孔30沿转子20的周向排列。在与轴向垂直的截面中，多个孔30分别具有长方形的形状。在该截面中，多个孔30分别以长度方向沿着径向的方式呈放射状配置。孔30的个数是与转子20的磁极数相等的p个。
43.在多个孔30中的一部分孔中插入有永磁铁22。即，多个孔30包括插入有永磁铁22的多个第一孔31和未插入永磁铁22的多个第二孔32。第一孔31的个数以及第二孔32的个数均为p/2个。多个第一孔31和多个第二孔32在转子20的周向上交替地排列。第二孔32的内部也可以是空间。或者，也可以在第二孔32的内部插入由树脂、非磁性金属等非磁性材料形成的非磁性部件。另外，转子铁芯21也可以由被插入到第二孔32的非磁性部件保持。
44.多个永磁铁22以夹着第二孔32在周向上相邻的两个磁极面成为异极的方式被磁化。例如，多个永磁铁22分别被磁化为，在图1中朝向逆时针方向的磁极面为n极，在图1中朝向顺时针方向的磁极面为s极。
45.第二孔32具有在径向上朝向定子10侧开口的第一开口部33。在本实施方式中，第一开口部33在径向上朝向外侧开口。第一开口部33在转子铁芯21的外周部成为周向的磁空隙。第一开口部33也可以是空间。或者，也可以在第一开口部33填充非磁性部件。
46.另外，第二孔32具有在径向上朝向与定子10相反的一侧开口的第二开口部34。在本实施方式中，第二开口部34在径向上朝向内侧开口。第二开口部34在转子铁芯21的内周部成为周向的磁空隙。第二开口部34也可以是空间。或者，也可以在第二开口部34填充非磁
性部件。
47.图2是表示将本实施方式的比较例的旋转电机200与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。如图2所示，本比较例的旋转电机200在没有形成第一开口部33和第二开口部34这一点上与图1所示的旋转电机100不同。即，在本比较例的旋转电机200中，第二孔32的径向外侧被连接部201封闭，第二孔32的径向内侧被连接部202封闭。需要说明的是，本比较例的铁芯背部12由多个圆弧形的铁芯块形成，但铁芯背部12也可以如图1所示形成为一体的圆环状。
48.图3是将图2的一部分放大表示的图。在图3中，用实线箭头表示与定子10交链而有助于转矩的有效磁通φ1，用虚线箭头表示通过在转子铁芯21内闭合的周向的闭合磁路的周向漏磁通φ2。如图3所示，第二孔32的径向外侧以及径向内侧分别被连接部201以及连接部202封闭。连接部201以及连接部202的磁阻与空隙15的磁阻相比非常低。因此，积极地形成在转子铁芯21内闭合的周向的闭合磁路，难以形成使磁通与定子10交链的磁路。由此，相对于永磁铁22的使用量，通过连接部201以及连接部202的周向漏磁通φ2相对变多，因此，通过空隙15与定子10交链的有效磁通φ1变少。因此，在本比较例那样的结构中，难以提高旋转电机200的转矩输出。
49.与此相对，在本实施方式中，在第二孔32的径向外侧以及径向内侧分别形成有第一开口部33以及第二开口部34。图4是将图1的一部分放大表示的图。在图4中，与图3同样地，用实线箭头表示有效磁通φ1，用虚线箭头表示周向漏磁通φ2。如图4所示，在转子铁芯21内闭合的周向的闭合磁路必定通过第二孔32、第一开口部33或第二开口部34，因此，该闭合磁路的磁阻变高。由此，特别是在转子铁芯21的外周附近能够减少周向漏磁通φ2，并且能够增加与定子10交链的有效磁通φ1。因此，在本实施方式的旋转电机100中，与比较例的旋转电机200相比能够提高转矩输出。
50.图5是表示由本实施方式的旋转电机100得到的转矩和由比较例的旋转电机200得到的转矩的图表。图表的纵轴表示将本实施方式的旋转电机100的转矩标准化为1的转矩[p.u.]。如图5所示，若将由本实施方式的旋转电机100得到的转矩设为1，则由比较例的旋转电机200得到的转矩约为0.91。因此，可知在本实施方式的旋转电机100中，能够得到比比较例的旋转电机200高的转矩。
[0051]
接着，对第一开口部33的开口宽度进行说明。在此，第一开口部33是指在径向上朝向定子10侧开口的第二孔32的开口部。在本实施方式中，定子10设置在转子20的外周侧，因此，第一开口部33朝向径向外侧开口。如图4所示，将沿着转子20的周向的切线方向上的第一开口部33的开口宽度设为lo1。另外，将径向上的转子20与定子10之间的间隔设为gm。间隔gm是成为转子20与定子10之间的磁隙的空隙15的径向宽度。
[0052]
图6是表示在本实施方式的旋转电机100中，开口宽度lo1以及间隔gm的大小关系与转矩之间的关系的图表。图表的纵轴表示将开口宽度lo1与间隔gm相等的情况下的旋转电机100的转矩标准化为1的转矩[p.u.]。如图6所示，若将开口宽度lo1与间隔gm相等的情况下(lo1＝gm)的转矩设为1，则开口宽度lo1比间隔gm大的情况下(lo1>gm)的转矩约为1.58。因此，可知在开口宽度lo1比间隔gm大的情况下，能够得到比开口宽度lo1与间隔gm相等的情况高的转矩。这是因为，从永磁铁22出来的磁通通过磁阻更小的路径。在开口宽度lo1比间隔gm大的情况下，通过第一开口部33的路径的磁阻与通过空隙15的路径的磁阻相
比容易变大。因此，从永磁铁22出来的磁通中的更多的磁通成为与定子10交链的有效磁通φ1。
[0053]
图7是表示将本实施方式的变形例1
‑
1的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在此，在图7及其以后的附图中虽未图示定子10，但定子10设置在转子20的外周侧。图1以及图4所示的转子铁芯21在与轴向垂直地观察时具有正圆形的形状。与此相对，如图7所示，本变形例的转子20的转子铁芯21在与轴向垂直地观察时具有非正圆形的形状。在图7中，用虚线表示与转子铁芯21外接的外接圆。将该外接圆的半径设为r0。转子铁芯21的外周面在被在周向上相邻的两个孔30夹着的区间分别形成为圆弧形。各区间的外周面21a各自的曲率中心相互不同，且与外接圆的中心也不同。各区间的外周面21a的曲率半径r1比外接圆的半径r0小(r1<r0)。通过将转子铁芯21的形状形成为图7所示那样的形状而不是正圆形状，能够降低齿槽转矩以及转矩波动。
[0054]
在此，在使用图7所示那样的非正圆形状的转子20的情况下，转子20与定子10之间的间隔gm按照转子20的周向位置而不同。在这种情况下，第一开口部33的开口宽度lo1优选比间隔gm的最大值gmmax大(lo1>gmmax)。
[0055]
图8是表示将本实施方式的变形例1
‑
2的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图1以及图4所示的转子20中，沿着周向的切线方向上的第一孔31的宽度与沿着周向的切线方向上的第二孔32的宽度相同。与此相对，在本变形例的转子20中，如图8所示，沿着周向的切线方向上的第一孔31的宽度lh1比沿着周向的切线方向上的第二孔32的宽度lh2窄(lh1<lh2)。根据本变形例，也能够得到与图1以及图4所示的转子20同样的效果。
[0056]
图9是表示将本实施方式的变形例1
‑
3的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。如图9所示，在本变形例的转子20中，沿着周向的切线方向上的第一孔31的宽度lh1比沿着周向的切线方向上的第二孔32的宽度lh2宽(lh1>lh2)。根据本变形例，也能够得到与图1以及图4所示的转子20同样的效果。
[0057]
图10是表示将本实施方式的变形例1
‑
4的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图1以及图4所示的转子20的第二孔32形成有在径向上朝向定子10侧开口的第一开口部33和在径向上朝向与定子10相反的一侧开口的第二开口部34。与此相对，在本变形例的转子20的第二孔32，如图10所示，仅形成有第一开口部33，未形成第二开口部34。根据本变形例，与图2以及图3所示的比较例的结构相比，也能够降低转子铁芯21中的特别是在径向上处于定子10侧的部分、即在径向上处于外侧的部分的周向漏磁通φ2。因此，根据本变形例，也能够增加有效磁通φ1，能够提高旋转电机100的转矩输出。
[0058]
如以上说明的那样，本实施方式的旋转电机100具备定子10和相对于定子10旋转自如地设置的转子20。转子20具有形成有沿转子20的周向排列的多个孔30的转子铁芯21和至少一个永磁铁22。转子20的磁极数为2以上的偶数的p。多个孔30包括插入有永磁铁22的p/2个第一孔31和未插入永磁铁22的p/2个第二孔32。第一孔31以及第二孔32以在周向上交替排列的方式设置。永磁铁22以夹着第二孔32在周向上相互面对的磁极面成为异极的方式被磁化。第二孔32具有在转子20的径向上向定子10侧开口的第一开口部33。
[0059]
根据该结构，在转子铁芯21中的至少在径向上处于定子10侧的部分，能够提高周向的闭合磁路中的磁阻。由此，能够在转子铁芯21中的在径向上处于定子10侧的部分减少
周向漏磁通φ2，并且能够增加与定子10交链的有效磁通φ1。因此，能够提高旋转电机100的转矩输出。另外，根据上述结构，由于使用p/2个永磁铁22构成p极的转子20，因此，能够削减永磁铁22的使用量。
[0060]
另外，在本实施方式的旋转电机100中，第二孔32具有在径向上向与定子10相反的一侧开口的第二开口部34。根据该结构，在转子铁芯21中的在径向上与定子10相反的一侧的部分，能够提高周向的闭合磁路中的磁阻。由此，在转子铁芯21中的在径向上与定子10相反的一侧的部分也能够减少周向漏磁通φ2，因此，能够进一步增加与定子10交链的有效磁通φ1。
[0061]
另外，在本实施方式的旋转电机100中，在将第一开口部33的开口宽度设为lo1，将径向上的定子10与转子20之间的间隔的最大值设为gmmax时，满足lo1>gmmax的关系。根据该结构，通过第一开口部33的路径的磁阻与通过空隙15的路径的磁阻相比容易变大，因此，能够进一步增加与定子10交链的有效磁通φ1。
[0062]
实施方式2.
[0063]
对本发明的实施方式2的旋转电机进行说明。图11是表示将本实施方式的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。需要说明的是，对具有与实施方式1相同的功能以及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
[0064]
如图11所示，第二孔32具有第一部分32a和位于在径向上比第一部分32a靠定子10侧、即图11中的外周侧的位置的第二部分32b。在将沿着周向的切线方向上的第一部分32a的宽度设为l1，将该切线方向上的第二部分32b的宽度设为l2时，满足l1>l2的关系。
[0065]
如使用图1以及图4说明的那样，在上述实施方式1中，能够提高旋转电机100的转矩输出。但是，由于难以使周向漏磁通φ2为零，因此，如图4中的虚线箭头所示，在实施方式1中也存在周向漏磁通φ2。为了进一步提高旋转电机100的转矩输出，需要进一步降低该周向漏磁通φ2。在图1以及图4所示的实施方式1的转子20中，可认为在相距定子10的距离远的内周侧，周向漏磁通φ2多，在相距定子10的距离近的外周侧，周向漏磁通φ2少。因此，本技术的发明人认为，如果使第二孔32的第一部分32a的宽度l1比位于比第一部分32a靠外周侧的位置的第二部分32b的宽度l2宽，则能够降低内周侧的周向漏磁通φ2，因此，能够增加有效磁通φ1。
[0066]
图12是表示在本实施方式的旋转电机100中，宽度l1以及宽度l2的大小关系与转矩之间的关系的图表。图表的纵轴表示将l1＝l2的情况下的转矩标准化为1的转矩[p.u.]。如图12所示，若将在l1＝l2的情况下得到的转矩设为1，则在l1>l2的情况下得到的转矩约为1.036。因此，可知通过使第一部分32a的宽度l1比第二部分32b的宽度l2宽，能够进一步提高旋转电机100的转矩输出。
[0067]
在图11所示的结构中，第二孔32的宽度在2个阶段变化，但也可以考虑除此之外的结构。图13是表示将本实施方式的变形例2
‑
1的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图13所示的结构中，第二孔32具有第一部分32a、位于在径向上比第一部分32a靠外侧的位置的第二部分32b、以及位于在径向上比第二部分32b更靠外侧的位置的第三部分32c。在将沿着周向的切线方向上的第一部分32a的宽度设为l1，将该切线方向上的第二部分32b的宽度设为l2，将该切线方向上的第三部分32c的宽度设为l3时，满足l1>l2>l3的关系。这样，第二孔32的宽度也可以在3个阶段以上变化。
[0068]
图14是表示将本实施方式的变形例2
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2的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图14所示的结构中，第二孔32的宽度随着在径向上远离定子10而单调增加。第二孔32被形成于转子铁芯21的一对缘部32d、32e在周向上夹着。一对缘部32d、32e均形成为直线状。
[0069]
图15是表示将本实施方式的变形例2
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3的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图15所示的结构中，第二孔32的宽度不一定随着在径向上远离定子10而单调增加。但是，第二孔32的宽度大致在径向上越远离定子10越增加。转子铁芯21的一对缘部32d、32e均形成为凹曲线状。
[0070]
图16是表示将本实施方式的变形例2
‑
4的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。在图16所示的结构中，第二孔32的宽度随着在径向上远离定子10而单调增加。转子铁芯21的一对缘部32d、32e均形成为凸曲线状。
[0071]
根据图13～图16所示的结构，也能够与图11所示的结构同样地提高旋转电机100的转矩输出。
[0072]
如以上说明的那样，在本实施方式的旋转电机100中，第二孔32具有第一部分32a和位于在径向上比第一部分32a靠定子10侧的位置的第二部分32b。在将沿着周向的切线方向上的第一部分32a的宽度设为l1，将切线方向上的第二部分32b的宽度设为l2时，满足l1>l2的关系。根据该结构，能够降低相距定子10的距离远的部分处的周向漏磁通φ2，因此，能够进一步提高旋转电机100的转矩输出。
[0073]
另外，在本实施方式的旋转电机100中，第二孔32以在径向上越远离定子10则切线方向上的宽度越宽的方式形成。根据该结构，能够降低相距定子10的距离远的部分处的周向漏磁通φ2，因此，能够进一步提高旋转电机100的转矩输出。
[0074]
实施方式3.
[0075]
对本发明的实施方式3的旋转电机进行说明。图17是表示将本实施方式的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。需要说明的是，对具有与实施方式1或2相同的功能以及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
[0076]
如图17所示，转子铁芯21具有被在周向上相邻的两个第二孔32夹着的多个铁芯部40。永磁铁22针对多个铁芯部40的每一个而设置。永磁铁22分别被磁化为，在图17中朝向逆时针方向的磁极面为n极，在图17中朝向顺时针方向的磁极面为s极。
[0077]
多个铁芯部40分别具有位于永磁铁22的s极侧的第一铁芯部41和位于永磁铁22的n极侧的第二铁芯部42。在图17所示的转子铁芯21中，由于设置有5个铁芯部40，因此，第一铁芯部41以及第二铁芯部42分别设置有5个。
[0078]
转子铁芯21具有将多个第一铁芯部41彼此连结的连结部43(以下，有时称为“第一连结部43”)。连结部43配置于在径向上比多个铁芯部40靠内侧的位置。连结部43具有：形成为环形的环形部44；以及从环形部44朝向多个第一铁芯部41分别呈放射状延伸，并将环形部44与多个第一铁芯部41连接的多个放射状部45。由此，多个第一铁芯部41彼此经由连结部43磁连接。
[0079]
另一方面，多个第二铁芯部42分别不与连结部43的放射状部45直接连接。多个第二铁芯部42分别仅经由隔着永磁铁22相邻的第一铁芯部41与连结部43连接。
[0080]
根据本实施方式，成为同极的多个第一铁芯部41彼此经由连结部43连结，因此，能
够抑制周向漏磁通φ2的产生。另外，由于多个铁芯部40经由连结部43而一体化，因此，能够提高转子20的机械强度，并且能够提高转子20的生产率。
[0081]
在此，在本实施方式中，在径向上越远离定子10则第二孔32的宽度越宽，但与实施方式1同样地，第二孔32的宽度也可以不论径向位置如何都恒定。
[0082]
图18是表示将本实施方式的变形例3
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1的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。本变形例的转子铁芯21具有将多个第二铁芯部42彼此连结的连结部46(以下，有时称为“第二连结部46”)。连结部46具有：形成为环形的环形部44；以及从环形部44朝向多个第二铁芯部42分别呈放射状延伸，并将环形部44与多个第二铁芯部42连接的多个放射状部45。由此，多个第二铁芯部42彼此经由连结部46磁连接。
[0083]
另一方面，多个第一铁芯部41分别不与连结部46的放射状部45直接连接。多个第一铁芯部41分别仅经由隔着永磁铁22相邻的第二铁芯部42与连结部46连接。根据本变形例，也能够得到与图17所示的结构同样的效果。
[0084]
另外，本实施方式的转子20也可以具有图17所示的转子铁芯21和图18所示的转子铁芯21在轴向上层叠的结构。例如，图17所示的转子铁芯21和图18所示的转子铁芯21在轴向上交替地层叠。由此，能够进一步提高转子20的机械强度。
[0085]
图19是表示本实施方式的变形例3
‑
2的旋转电机100的转子20的结构的分解立体图。如图19所示，本变形例的转子20具有第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53在轴向上层叠的结构。第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53以各自的第一孔31的周向位置一致的方式层叠。在第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53各自的第一孔31中，以贯通第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53的方式插入有永磁铁22。
[0086]
第一转子铁芯51在沿着轴向从图中里侧观察时，具有与图17所示的转子铁芯21相同的结构。第二转子铁芯52在沿着轴向从图中里侧观察时，具有与图18所示的转子铁芯21相同的结构。
[0087]
图20是表示将本变形例的旋转电机100的第三转子铁芯53与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。如图20所示，第三转子铁芯53与第一转子铁芯51以及第二转子铁芯52同样地，具有多个铁芯部40。多个铁芯部40分别具有位于永磁铁22的s极侧的第一铁芯部41和位于永磁铁22的n极侧的第二铁芯部42。
[0088]
在第三转子铁芯53，与第一转子铁芯51以及第二转子铁芯52不同，未设置连结部43。因此，第三转子铁芯53的多个铁芯部40相互分离。
[0089]
返回到图19，转子20具有第一转子铁芯51、第三转子铁芯53以及第二转子铁芯52在轴向上依次层叠的结构。在层叠多个第一转子铁芯51或第二转子铁芯52的情况下，例如，依次层叠第一转子铁芯51、第三转子铁芯53、第二转子铁芯52、第三转子铁芯53、第一转子铁芯51、第三转子铁芯53、第二转子铁芯52、...。在第一转子铁芯51与第二转子铁芯52之间夹着第三转子铁芯53。第一转子铁芯51的轴向上的厚度比第三转子铁芯53的轴向上的厚度厚。同样地，第二转子铁芯52的轴向上的厚度比第三转子铁芯53的轴向上的厚度厚。由此，设置于第一转子铁芯51的连结部43以及设置于第二转子铁芯52的连结部43均具有恒定的厚度。
[0090]
根据本变形例，能够抑制转子20向轴向的漏磁通，并且能够提高转子20的机械强
度。
[0091]
图21是表示本实施方式的变形例3
‑
3的旋转电机100的转子20的结构的分解立体图。如图21所示，本变形例的转子20还具有一对端板54、55。端板54以及端板55分别配置在层叠有第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53的转子铁芯的轴向两端。端板54以及端板55使用多个螺栓56等紧固部件与第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53一起在轴向上被紧固。根据本变形例，能够进一步提高转子20的机械强度，并且能够将转子20构成一体。
[0092]
如以上说明的那样，在本实施方式的旋转电机100中，转子铁芯21具有被在周向上相邻的两个第二孔32夹着的多个铁芯部40。多个铁芯部40分别具有位于永磁铁22的一个磁极面侧的第一铁芯部41和位于永磁铁22的另一个磁极面侧的第二铁芯部42。转子铁芯21还具有将多个铁芯部40的第一铁芯部41彼此连结的连结部43。根据该结构，成为同极的多个第一铁芯部41彼此经由连结部43连结，因此，能够抑制周向漏磁通φ2的产生。因此，能够提高旋转电机100的转矩。另外，由于多个铁芯部40经由连结部43而一体化，因此，能够提高转子20的机械强度。
[0093]
另外，在本实施方式的旋转电机100中，转子铁芯21具有相互在轴向上层叠的第一转子铁芯51以及第二转子铁芯52。第一转子铁芯51以及第二转子铁芯52分别具有被在周向上相邻的两个第二孔32夹着的多个铁芯部40。多个铁芯部40分别具有位于永磁铁22的一个磁极面侧的第一铁芯部41和位于永磁铁22的另一个磁极面侧的第二铁芯部42。第一转子铁芯51还具有将第一转子铁芯51具有的第一铁芯部41彼此连结的第一连结部43。第二转子铁芯52还具有将第二转子铁芯52具有的第二铁芯部42彼此连结的第二连结部46。根据该结构，在第一转子铁芯51中，成为同极的多个第一铁芯部41彼此经由连结部43连结，因此，能够抑制周向漏磁通φ2的产生。另外，在第二转子铁芯52中，成为同极的多个第二铁芯部42彼此经由连结部46连结，因此，能够抑制周向漏磁通φ2的产生。因此，能够提高旋转电机100的转矩。另外，由于第一转子铁芯51以及第二转子铁芯52在轴向上层叠，因此，能够进一步提高转子20的机械强度。
[0094]
另外，在本实施方式的旋转电机100中，转子铁芯21具有相互在轴向上层叠的第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53。第一转子铁芯51、第二转子铁芯52以及第三转子铁芯53分别具有被在周向上相邻的两个第二孔32夹着的多个铁芯部40。多个铁芯部40分别具有位于永磁铁22的一个磁极面侧的第一铁芯部41和位于永磁铁22的另一个磁极面侧的第二铁芯部42。第一转子铁芯51还具有将第一转子铁芯51具有的第一铁芯部41彼此连结的第一连结部43。第二转子铁芯52还具有将第二转子铁芯52具有的第二铁芯部42彼此连结的第二连结部46。第三转子铁芯53具有的多个铁芯部40在第三转子铁芯53内未相互连结。在轴向上，在第一转子铁芯51与第二转子铁芯52之间配置有第三转子铁芯53。根据该结构，在第一转子铁芯51中，成为同极的多个第一铁芯部41彼此经由连结部43连结，因此，能够抑制周向漏磁通φ2的产生。另外，在第二转子铁芯52中，成为同极的多个第二铁芯部42彼此经由连结部46连结，因此，能够抑制周向漏磁通φ2的产生。并且，在第一转子铁芯51与第二转子铁芯53之间配置有多个铁芯部40彼此未连结的第三转子铁芯53，因此，能够抑制轴向上的漏磁通的产生。因此，能够提高旋转电机100的转矩。
[0095]
实施方式4.
[0096]
对本发明的实施方式4的旋转电机进行说明。图22是表示将本实施方式的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。需要说明的是，对具有与实施方式1～3中的任一个相同的功能以及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
[0097]
如图22所示，在本实施方式中，插入有永磁铁22的第一孔31具有在径向上朝向定子10侧、即在径向上朝向外侧开口的第三开口部35。由于在第三开口部35未插入永磁铁22，因此，第三开口部35在转子铁芯21的外周部成为周向的磁空隙。第三开口部35也可以是空间。或者，也可以在第三开口部35填充非磁性部件。在图22所示的结构中，与图8所示的结构同样地，沿着周向的切线方向上的第一孔31的宽度比沿着周向的切线方向上的第二孔32的宽度窄。
[0098]
在上述实施方式1～3的结构中，第一孔31的径向外侧被封闭。位于永磁铁22的s极侧的第一铁芯部41被磁化为s极，位于永磁铁22的n极侧的第二铁芯部42被磁化为n极。因此，在第二铁芯部42与第一铁芯部41之间，形成从永磁铁22出来的磁通通过第一孔31的径向外侧返回到该永磁铁22的闭合磁路。通过该闭合磁路的磁通成为不与定子10交链的漏磁通。如果能够抑制该漏磁通，则能够增加与定子10交链的有效磁通φ1，因此，能够提高旋转电机100的转矩输出。
[0099]
在本实施方式中，由于在第一孔31的径向外侧形成有第三开口部35，因此，上述闭合磁路的磁阻增加。由此，能够抑制如图22中虚线箭头所示的漏磁通，因此，能够提高旋转电机100的转矩输出。在第一孔31的宽度比第二孔32的宽度窄的情况下，容易产生上述漏磁通。但是，在本实施方式中形成有第三开口部35，因此，即便在第一孔31的宽度比第二孔32的宽度窄的情况下，也能够有效地抑制上述漏磁通。
[0100]
图23是表示将本实施方式的变形例4
‑
1的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。如图23所示，本变形例的第一孔31具有在径向上朝向与定子10相反的一侧、即在径向上朝向内侧开口的第四开口部36。从永磁铁22出来的磁通返回到该永磁铁22的闭合磁路也形成在第一孔31的径向内侧。在本变形例中，在第一孔31的径向内侧形成的闭合磁路的磁阻增加。由此，能够抑制如图23中虚线箭头所示的漏磁通，因此，能够提高旋转电机100的转矩输出。
[0101]
在本变形例的结构中，第一孔31的宽度也比第二孔32的宽度窄。但是，在本变形例的结构中，由于形成有第四开口部36，因此，即便在第一孔31的宽度比第二孔32的宽度窄的情况下，也能够有效地抑制上述漏磁通。
[0102]
图24是表示将本实施方式的变形例4
‑
2的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。如图24所示，本变形例的第一孔31具有第三开口部35以及第四开口部36双方。根据本变形例，能够得到上述两个效果双方，因此，能够进一步提高旋转电机100的转矩输出。
[0103]
在本变形例的结构中，第一孔31的宽度也比第二孔32的宽度窄。但是，在本变形例的结构中，由于形成有第三开口部35以及第四开口部36，因此，即便在第一孔31的宽度比第二孔32的宽度窄的情况下，也能够有效地抑制上述漏磁通。
[0104]
如以上说明的那样，在本实施方式的旋转电机100中，第一孔31具有在径向上向定子10侧开口的第三开口部35或在径向上向与定子10相反的一侧开口的第四开口部36。根据该结构，能够抑制漏磁通，因此，能够提高旋转电机100的转矩输出。
[0105]
实施方式5.
[0106]
对本发明的实施方式5的旋转电机进行说明。图25是表示将本实施方式的旋转电机100的转子20与轴向垂直地剖开的结构的剖视图。需要说明的是，对具有与实施方式1～3中的任一个相同的功能以及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
[0107]
如图25所示，转子铁芯21被第二孔32分离为多个铁芯部40。第二孔32被缘部32d和缘部32e在周向上夹着。一个缘部32d相对于第二孔32在图25中形成于在逆时针方向上相邻的铁芯部40。在缘部32d的一部分形成有呈凹状开设切口的凹部37。凹部37以外的缘部32d形成为直线状。另一个缘部32e相对于第二孔32在图25中形成于在顺时针方向上相邻的铁芯部40。在缘部32e的一部分形成有呈凹状开设切口的凹部38。凹部38以外的缘部32e形成为直线状。
[0108]
在旋转时的转子20产生朝向径向外侧的离心力。因此，相互分离的多个铁芯部40有可能在旋转时向外周侧飞出。在铁芯部40向外周侧飞出的情况下，存在与定子10接触而导致旋转电机100停止的可能性。
[0109]
在本实施方式中，由树脂、非磁性金属等非磁性材料形成的未图示的保持部件被插入到第二孔32。在保持部件形成有嵌入凹部37的凸部和嵌合凹部38的另外的凸部。通过保持部件保持各铁芯部40，因此，能够防止铁芯部40向外周侧飞出。另外，通过保持部件，周向上的转子铁芯21的定位精度提高。并且，通过利用保持部件提高转子铁芯21的定位精度，能够抑制因转子偏差的影响而导致的转矩波动的增加。
[0110]
在图25所示的结构中，沿着周向的切线方向上的第一开口部33的开口宽度lo1比沿着周向的切线方向上的第二开口部34的开口宽度lo2宽(lo1>lo2)。但是，第一开口部33的开口宽度lo1也可以与第二开口部34的开口宽度lo2相同(lo1＝lo2)。另外，第二孔32的宽度也可以如图11以及图13所示阶段性地变化。
[0111]
本发明并不限于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，列举了10极的转子20，但是本发明并不限于此。即便转子20的磁极数p(其中，p为2以上的偶数)为10以外，也能够得到与上述实施方式同样的效果。另外，在上述实施方式中，列举了具备12个齿13和12个绕组14的定子10，但是本发明并不限于此。齿13的个数以及绕组14的个数也可以分别根据转子20的磁极数设定为适当的个数。
[0112]
另外，在上述实施方式中，以在定子10的内周侧配置有转子20的旋转电机100为例进行了说明，但是本发明也能够应用于在定子10的外周侧配置有转子20的旋转电机。
[0113]
上述各实施方式1～5以及各变形例能够相互组合来实施。
[0114]
附图标记说明
[0115]
10定子、11定子铁芯、12铁芯背部、13齿、14绕组、15空隙、20转子、21转子铁芯、21a外周面、22永磁铁、30孔、31第一孔、32第二孔、32a第一部分、32b第二部分、32c第三部分、32d、32e缘部、33第一开口部、34第二开口部、35第三开口部、36第四开口部、37、38凹部、40铁芯部、41第一铁芯部、42第二铁芯部、43、46连结部、44环形部、45放射状部、51第一转子铁芯、52第二转子铁芯、53第三转子铁芯、54、55端板、56螺栓、100、200旋转电机、201、202连接部、φ1有效磁通、φ2周向漏磁通。