1.本发明涉及转子、旋转电机、驱动装置以及移动体。
背景技术:2.以往,已知有通过树脂密封将永磁体固定于层叠体而制造的转子层叠铁芯(例如参照专利文献1)。另外,在具有永磁体式转子的旋转电机中,为了减少齿槽转矩,将转子设为扭斜结构(例如参照专利文献2)。在扭斜结构中,层叠的转子铁芯与永磁体一起在层叠方向上被分割成多个,各分割转子铁芯错开规定的角度而被组装。
3.永磁体插入转子铁芯的磁体插入部,用填充剂粘接固定。在扭斜结构中,由于在分割转子铁芯之间磁体插入部的位置偏移,因此在将多个分割转子铁芯层叠后向磁体插入部填充填充剂的情况下,存在填充剂不能充分地充满磁体插入部的可能性。为此,在现有技术中,对每个分割的层进行填充剂向磁体插入部的填充。在这种情况下,需要以分割的层数反复进行作业,担心制造工序变得复杂。
4.因此,已知将转子铁芯在轴向上分割成多层,在各层之间具有周向的相位角地配置并实施扭斜,并将具有上述转子铁芯和形成极的永磁体的转子做成如下的结构(例如参照专利文献2)。转子铁芯具有用于插入永磁体的插入孔和与插入孔独立地设置在极间的至少一处中间孔。某一层的转子铁芯的插入孔与相邻层的中间孔连通。根据本结构,能够通过中间孔确保向永磁体的插入孔提供填充剂的提供路径,因此能够以低成本制造具有实施了扭斜的转子铁芯的转子。现有技术文献专利文献
5.专利文献1:日本特开2007-282392号公报专利文献2:日本特开2011-55641号公报
6.在上述的永磁体形成的极间设置中间孔的结构的情况下,例如由于永磁体的角度或扭斜角等,中间孔有可能对转矩波动等磁特性产生影响。
技术实现要素:7.本公开的目的在于提供一种在具有扭斜结构的转子中能够实现转矩波动的降低和制造效率的提高的技术。
8.本公开的示例性转子是以中心轴线为中心旋转的转子,具有沿轴向排列且磁极的位置在周向上相互错开配置的第一转子铁芯和第二转子铁芯。所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯分别具有:配置成随着朝向径向外侧而周向的间隔变宽的v字状,且构成所述磁极的一对第一磁体;以及收纳所述一对第一磁体的一对第一磁体收纳孔。所述第一转子铁芯还具有沿轴向贯通的多个磁通阻挡部。所述多个磁通阻挡部包括第一磁通阻挡部和第二磁通阻挡部,所述第一磁通阻挡部和所述第二磁通阻挡部在轴向上至少部分地与所述第二转子铁芯的所述第一磁体收纳孔重叠。在从轴向俯视时,将连接所述一对第一磁体的周向
的中间位置和所述中心轴线的假想线设为第一轴线,将在周向上与所述第一轴线相邻且与所述第一轴线磁正交且通过所述中心轴线的假想线设为第二轴线。所述第一磁通阻挡部配置在所述第一轴线与所述第一磁体的周向之间,所述第二磁通阻挡部配置在所述第二轴线上。
9.本公开的示例性旋转电机具有上述结构的转子和配置在所述转子的径向外侧的定子。
10.本公开的示例驱动装置具有上述结构的旋转电机和与所述旋转电机连接的齿轮单元。
11.本发明的示例性移动体具有:上述结构的驱动装置;以及移动动作部,其与所述驱动装置连接,并能够进行自身的移动。(发明效果)
12.根据本公开,在具有扭斜结构的转子中,能够实现转矩波动的降低和制造效率的提高。
附图说明
13.图1是示出本公开实施方式的移动体的结构的概略图。图2是示意性地示出本公开实施方式的驱动装置的结构的图。图3是示意性地示出本公开第一实施方式的转子的结构的侧视图。图4是示出第一实施方式的转子所具有的第一转子铁芯的概略结构的俯视图。图5是示意性地示出图4所示的第一转子铁芯的详细结构的俯视图。图6是示出图5所示的第一转子铁芯与配置在第一转子铁芯下方的第二转子铁芯的关系的图。图7是示意性地示出注入树脂后的第一转子铁芯的一部分的结构的俯视图。图8是用于说明第一磁通阻挡部和第二磁通阻挡部的配置的详细情况的图。图9是示出用于说明第二磁通阻挡部的配置的实验结果的图表。图10是示出第二实施方式的转子所具有的第一转子铁芯的结构的俯视图。图11是示出图10所示的第一转子铁芯和配置在第一转子铁芯下方的第二转子铁芯的关系的图。图12是示意性地示出注入树脂后的第一转子铁芯的一部分的结构的俯视图。图13是用于说明第二实施方式的第一转子铁芯所具有的多个磁通阻挡部的配置的详细情况的图。图14是示出用于说明第三磁通阻挡部的配置的实验结果的图表。图15是示出用于说明第四磁通阻挡部的配置的实验结果的第一图表。图16是示出用于说明第四磁通阻挡部的配置的实验结果的第二图表。图17是用于说明第二实施方式的转子所具有的第二转子铁芯的图。
具体实施方式
14.以下,参照附图详细说明本公开的示例性实施方式。另外,在本说明书中,在说明旋转电机及转子时,将图2所示的旋转电机100的中心轴线a的延伸方向简称为"轴向",将以
旋转电机100的中心轴线a为中心的径向及周向简称为"径向"及"周向"。另外,在本说明书中,在说明转子时,将沿图2所示的方向配置了旋转电机100的情况下的轴向定义为上下方向。另外,在本说明书中,在从轴向上方俯视时,将周向的顺时针旋转侧定义为周向的一侧,将周向的逆时针旋转侧定义为周向的另一侧。另外,上下方向、周向的一侧及另一侧的定义只是为了说明而使用的名称,并不限定实际的位置关系、方向。
15.《1.移动体、驱动装置及旋转电机》图1是示出本公开实施方式的移动体300的结构的概略图。在本实施方式中,移动体300是汽车。但是,移动体300也可以是汽车以外的车辆、船舶、飞机或机器人等。如图1所示,移动体300具有驱动装置200和移动动作部301。
16.移动动作部301与驱动装置200连接,可使移动体300移动。具体地,移动动作部301是固定于车轴302的车轮。车轴302例如可以是与驱动装置200连接的结构,也可以是包含在驱动装置200中的结构。移动动作部301通过驱动装置200的驱动而以车轴302为中心旋转。移动体300随着移动动作部301的旋转而进行移动。
17.另外,驱动装置200只要能够与移动动作部301直接或间接地连接,则也可以配置于移动体300的任意部分。驱动装置200也可以是构成所谓的轮内马达的装置。
18.图2是示意性地示出本公开实施方式的驱动装置200的结构的图。如图2所示,驱动装置200具有旋转电机100和与旋转电机100连接的齿轮单元201。
19.在本实施方式中,旋转电机100是马达。驱动装置200具有向旋转电机100提供电力的未图示的逆变器。但是,本公开的技术也可以应用于将旋转电机用作发电机的结构。旋转电机100具有转子10和配置在转子10的径向外侧的定子20。即,本实施方式的旋转电机100是内转子型的旋转电机。
20.转子10以中心轴线a为中心旋转。转子10是以中心轴线a为中心的圆筒状。转子10具有埋入其内部的励磁用磁体,这将在下文中详细描述。即,旋转电机100为ipm(interior permanent magnet:内置永磁体)型的旋转电机。
21.定子20是旋转电机100的电枢。定子20是以中心轴线a为中心的圆筒状。定子20隔着间隙与配置在径向内侧的转子10相对,并包围转子10。详细而言,定子20具有定子铁芯21和线圈22。定子铁芯21具有:沿轴向延伸的圆筒状的铁芯背部211;以及从铁芯背部211向径向内侧延伸的多个齿212。线圈22通过在定子铁芯21的齿212上隔着未图示的绝缘体卷绕导线而构成。当向线圈22提供驱动电流时,在定子铁芯21的齿212上产生径向的磁通。由此,在转子10上产生周向的转矩,转子10以中心轴线a为中心旋转。
22.旋转电机100还具有沿轴向延伸的柱状的轴40。轴40配置在转子10的径向内侧,并固定在转子10上。轴40与转子10一起绕中心轴线a旋转。在本实施方式中,轴40的上端插入齿轮单元201的壳体2011内。齿轮单元201在其壳体2011内具有多个齿轮2012。当轴40旋转时,轴40的旋转力通过多个齿轮2012传递到车轴302。
23.另外,在本实施方式中,旋转电机100是经由齿轮单元201与移动动作部301连接的结构,但也可以与移动动作部301直接连接。
24.如后所述,根据本公开,能够在降低转矩波动的同时以低成本制造具有扭斜结构的转子10。因此,能够实现特性的提高,并且以低成本制造具有转子10的旋转电机100、驱动装置200以及移动体300。
25.《2.转子》接着,对转子10的详细情况进行说明。
26.(2-1.第一实施方式)图3是示意性地示出本公开第一实施方式的转子10的结构的侧视图。如图3所示,转子10具有沿轴向排列的第一转子铁芯11和第二转子铁芯12。在本实施方式中,将第一转子铁芯11设为上,将第二转子铁芯12设为下,将第一转子铁芯11和第二转子铁芯12上下排列。另外,在本实施方式中,构成转子10的转子铁芯的数量为两个。但是,构成转子10的转子铁芯的数量也可以是多于两个的任意数量。
27.第一转子铁芯11和第二转子铁芯12都是以中心轴线a为中心的圆筒状。第一转子铁芯11和第二转子铁芯12具有相同的内径和外径。另外,第一转子铁芯11和第二转子铁芯12的轴向长度也相同。第一转子铁芯11和第二转子铁芯12例如是在轴向上层叠有多个电磁钢板的层叠钢板。多个电磁钢板例如通过铆接或焊接而相互固定。
28.第一转子铁芯11和第二转子铁芯12在周向上具有多个磁极。第一转子铁芯11和第二转子铁芯12的磁极数相同。在图3中,粗线tl示出各磁极的周向的中心位置。如图3所示,第一转子铁芯11和第二转子铁芯12配置成磁极的位置在周向上相互错开。即,转子10具有扭斜结构。这样,通过转子10为具有扭斜结构的结构,能够实现齿槽转矩的降低。在本实施方式中,第一转子铁芯11相对于第二转子铁芯12向周向的一侧偏移地配置。但是,第一转子铁芯11也可以相对于第二转子铁芯12向周向的另一侧偏移地配置。使第一转子铁芯11和第二转子铁芯12在周向上错开的角度例如可以是通过实验或模拟等求出的任意值。
29.图4是示出第一实施方式的转子10所具有的第一转子铁芯11的概略结构的俯视图。另外,在本实施方式中,第二转子铁芯12除了将磁极的位置沿周向错开配置的结构以外,是与第一转子铁芯11相同的结构。因此,有时参照示出第一转子铁芯11的结构的图4,对第二转子铁芯12的结构也一并进行说明。在本实施方式中,能够使用相同的模具制造第一转子铁芯11和第二转子铁芯12,因此与使用不同的模具制造第一转子铁芯和第二转子铁芯的情况相比,能够抑制制造成本。
30.如图4所示,第一转子铁芯11和第二转子铁芯12分别具有一对第一磁体13a、13b和一对第一磁体收纳孔14a、14b。
31.在本实施方式中,在第一转子铁芯11和第二转子铁芯12的每一个中,一对第一磁体13a、13b在周向上等间隔地排列有八个。一对第一磁体13a、13b构成磁极。即,第一转子铁芯11和第二转子铁芯12分别具有八个磁极。但是,磁极的数量也可以是八个以外的数量,磁极的数量例如可以根据旋转电机100的目标设计等而变更。
32.一对第一磁体13a、13b配置成随着朝向径向外侧而周向的间隔变宽的v字状。详细而言,一对第一磁体13a、13b分别是在从轴向俯视时呈矩形的长方体形状。在从轴向俯视时,一对第一磁体13a、13b的长度方向相对于径向朝彼此相反的方向倾斜。一对第一磁体13a、13b的形状及尺寸相同,在从轴向俯视时,以从中心轴线a沿径向延伸的假想线为基准对称地配置。一对第一磁体13a、13b是具有彼此相同的磁特性的永磁体,例如是烧结磁体或粘结磁体。
33.一对第一磁体收纳孔14a、14b收纳一对第一磁体13a、13b。因此,在本实施方式中,在第一转子铁芯11及第二转子铁芯12的每一个中,一对第一磁体收纳孔14a、14b的数量为
八个。一对第一磁体收纳孔14a、14b的数量可以根据一对第一磁体13a、13b的数量而变更。多个一对第一磁体收纳孔14a、14b在周向上等间隔地排列。
34.一对第一磁体收纳孔14a、14b与一对第一磁体13a、13b同样,是随着朝向径向外侧而周向的间隔变宽的v字状。一对第一磁体收纳孔14a、14b在从轴向俯视时以从中心轴线a沿径向延伸的假想线为基准对称地配置。一对第一磁体收纳孔14a、14b是沿轴向贯通设有该收纳孔14a、14b的转子铁芯11、12的贯穿孔。
35.另外,在本实施方式中,一对第一磁体收纳孔14a、14b分别在从轴向俯视时收纳于该收纳孔14a、14b中的第一磁体13a、13b的长度方向的两端具有第一空隙15。第一空隙15具有作为磁通阻挡部(flux barrier)的功能。
36.图5是示意性地示出图4所示的第一转子铁芯11的详细结构的俯视图。图5是放大示出第一转子铁芯11的一部分的图。如图5所示,第一转子铁芯11还具有沿轴向贯通的多个磁通阻挡部30。磁通阻挡部30是与第一磁体收纳孔14分开设置的贯穿孔。具体地,多个磁通阻挡部30包括第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32。
37.在本实施方式中,在多个磁通阻挡部30中,仅包含第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32这两种磁通阻挡部。在本实施方式中,第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32的形状和尺寸彼此不同。然而,第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32可以具有相同的形状和尺寸。磁通阻挡部30的形状没有特别限定。
38.图6是示出图5所示的第一转子铁芯11与配置在第一转子铁芯11下方的第二转子铁芯12之间的关系的图。在图6中,与第二转子铁芯12相关的结构用虚线示出。如图6所示,第一磁磁通阻挡部31和第二磁磁通阻挡部32在轴向上至少部分地与第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14重叠。
39.详细而言,第一磁通阻挡部31在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12的一对第一磁体收纳孔14a、14b中的周向一侧的第一磁体收纳孔14a重叠。第二磁通阻挡部32在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12的一对第一磁体收纳孔14a、14b中的周向另一侧的第一磁体收纳孔14b重叠。
40.在图6中,黑点示出树脂16的注入位置。图7是示意性地示出注入树脂16后的第一转子铁芯11的一部分的结构的俯视图。在本实施方式中,在第一转子铁芯11和第二转子铁芯12重叠而成的转子10的各磁极中,同样地进行树脂16的注入。在第一转子铁芯11的各磁极中,对一对第一磁体收纳孔14a、14b的每一个、第一磁通阻挡部31、第二磁通阻挡部32进行树脂16的注入。第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32在轴向上至少部分地与第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14重叠。因此,通过从第一转子铁芯11侧注入树脂16,不仅能够向第一转子铁芯11的第一磁体收纳孔14填充树脂16,还能够向第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14填充树脂16。
41.即,本实施方式的转子10还具有填充在第一磁体收纳孔14及磁通阻挡部30中的树脂16。具体地,转子10具有填充至第一磁体收纳孔14、第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32的树脂16。树脂16例如是环氧树脂等。
42.通过采用这种结构,在构成转子10的各转子铁芯11、12中,能够使用树脂16将第一磁体13固定在第一磁体收纳孔14内。并且,由于使第一转子铁芯11和第二转子铁芯12在轴向上重叠,能够在各转子铁芯11、12中集中地利用树脂16对第一磁体13进行固定,因此能够
提高制造转子10时的作业效率。
43.优选地,第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32的尽可能多的部分与第一磁体收纳孔14重叠。由此,能够提高树脂16的填充效率。另外,详细地说,树脂16在注入时被熔融,熔融的树脂16在第一磁体收纳孔14内凝固,从而第一磁体13被固定在转子铁芯11、12上。另外,树脂16也可以覆盖第一磁体收纳孔14内的第一磁体13的上方侧的端面。在第二转子铁芯12中,收纳在第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14内的第一磁体13的下方侧的端部也可以不被树脂16覆盖。在第二转子铁芯12的下方侧,第一磁体13的下方侧的端部也可以与第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14的开口缘配置在同一平面上。
44.如图5所示,在从轴向俯视时,将连接一对第一磁体13a、13b的周向的中间位置与中心轴线a的假想线设为第一轴线j1。另外,将从轴向俯视时与第一轴线j1在周向上相邻、与第一轴线j1磁正交且通过中心轴线a的假想线设为第二轴线j2。换言之,第二轴线j2是连接周向相邻的第一轴线j1的周向上的中间位置与中心轴线a的假想线。另外,第一轴线j1是所谓的d轴。第二轴线j2是所谓的q轴。
45.如图5所示,第一磁通阻挡部31配置在第一轴线j1与第一磁体13的周向之间。换言之,第一磁通阻挡部31配置在第一轴线j1与第一磁体收纳孔14的周向之间。在本实施方式中,第一磁通阻挡部31配置在第一轴线j1与一对第一磁体13a、13b中的周向一侧的第一磁体13a之间。
46.但是,在将第二转子铁芯12相对于第一转子铁芯11沿周向错开的方向设为与本实施方式相反的方向的情况下,第一磁通阻挡部31也可以配置在第一轴线j1与一对第一磁体13a、13b中的周向另一侧的第一磁体13b的周向之间。另外,也可以在以第一转子铁芯11的第一轴线j1为基准与第一磁通阻挡部31对称的位置上设置其他的磁通阻挡部。通过这样构成,能够抑制第一转子铁芯11的平衡偏移,能够使转子10稳定地旋转。
47.另外,如图5所示,第二磁通阻挡部32配置在第二轴线j2上。这样,通过考虑第一轴线j1和第二轴线j2的位置关系来配置第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32,能够在能够降低转矩波动的位置配置多个磁通阻挡部30。即,在具有扭斜结构的转子10中,能够实现转矩波动的降低和制造效率的提高。
48.图8是用于说明第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32的配置的详细情况的图。图8是与图5同样的第一转子铁芯11的放大俯视图。如图8所示,在从轴向俯视时,将以从中心轴线a到第一磁体收纳孔14的径向最外端部为半径的假想圆设为第一假想圆vc1,将以从中心轴线a到第一磁体13的径向最外端部为半径的假想圆设为第二假想圆vc2。如图8所示,第二磁通阻挡部32配置在第一假想圆vc1与第二假想圆vc2的径向之间。
49.另外,如图6所示,第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32配置在以第二转子铁芯12的第一轴线j1为基准对称的位置。即,第一磁通阻挡部31也配置在第一假想圆vc1与第二假想圆vc2的径向之间。
50.当这样配置第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32时,在将第二转子铁芯12配置成磁极的位置相对于第一转子铁芯11在周向上错开的结构中,能够使用设置在第一转子铁芯11上的第一磁通阻挡部31和第二磁通阻挡部32高效地将树脂16填充到第二转子铁芯12的第一磁体收纳孔14中。另外,能够将能够高效地向多个转子铁芯11、12的各第一磁体收纳孔14注入树脂16的第一磁通阻挡部31及第二磁通阻挡部32配置在适于降低转矩波动的位
置。
51.图9是示出用于说明第二磁通阻挡部32的配置的实验结果的图表。在图9中,横轴x1示出配置在第二轴线j2上的第二磁通阻挡部32距第一转子铁芯11的外周面的距离。其中,该距离以相对于第一转子铁芯11的半径的百分比示出。另外,纵轴y1是转矩波动。其中,纵轴y1示出将在未配置第二磁通阻挡部32的情况下得到的转矩波动值设为1进行标准化后的值。另外,就用于标准化的第二磁通阻挡部32没有配置时的实验条件而言,除了第二磁通阻挡部32没有配置这一点以外,与得到图9所示的实验数据时的实验条件相同。
52.如图9所示,在将第二磁通阻挡部32配置在从第一转子铁芯11的外周面离开第一转子铁芯11的半径的2.9%的距离的情况下,转矩波动与未配置第二磁通阻挡部32的情况相比几乎没有变化。如果将第二磁通阻挡部32配置在距第一转子铁芯11的外周面大于第一转子铁芯11的半径的2.9%的距离处,则能够推定转矩波动降低。
53.根据图9的结果,优选第二磁通阻挡部32配置在从第一转子铁芯11的外周面离开第一转子铁芯11的半径的3.5%以上的距离。由此,能够将能够高效地进行树脂16向多个转子铁芯11、12的各第一磁体收纳孔14的注入的磁通阻挡部30配置在适当的位置,能够降低转矩波动。
54.另外,多个磁通阻挡部30优选排列在以中心轴线a为中心的同一圆周上。根据这样的结构,由于多个磁通阻挡部30设置在距中心轴线a的径向距离相同的位置,因此能够抑制转子10的平衡被破坏,能够使转子10稳定地旋转。
55.(2-2.第二实施方式)接着,对第二实施方式的转子10a进行说明。在说明第二实施方式的转子10a时,对于与第一实施方式重复的结构及内容,在不需要特别说明的情况下,省略其说明。
56.本实施方式的转子10a也与第一实施方式同样地具有第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a,所述第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a具有扭斜结构。图10是示出第二实施方式的转子10a所具有的第一转子铁芯11a的结构的俯视图。图10是放大示出第一转子铁芯11a的一部分的图。图11是示出图10所示的第一转子铁芯11a与配置在第一转子铁芯11a下方的第二转子铁芯12a之间的关系的图。在图11中,与第二转子铁芯12a相关的结构用虚线示出。
57.如图10及图11所示,在本实施方式中,第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a也分别具有一对第一磁体13aa、13ba和一对第一磁体收纳孔14aa、14ba。但是,在本实施方式中,第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a分别还具有一对第二磁体17a、17b和一对第二磁体收纳孔18a、18b。这一点与第一实施方式不同。
58.一对第二磁体17a、17b在一对第一磁体13aa、13ba的径向外侧且周向间配置成v字状。详细而言,该v字状是随着朝向径向外侧而周向的间隔变宽的v字状。一对第二磁体17a、17b分别为从轴向俯视时呈矩形的长方体形状。在从轴向俯视时,一对第二磁体17a、17b的长度方向相对于径向朝彼此相反的方向倾斜。一对第二磁体17a、17b的形状及尺寸相同,在从轴向俯视时以第一转子铁芯11a的第一轴线j1为基准对称地配置。
59.一对第二磁体17a、17b是具有彼此相同的磁特性的永磁体,例如是烧结磁体或粘结磁体。一对第二磁体17a、17b与一对第一磁体13aa、13ba一起构成磁极。在第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a的每一个中,由一对第一磁体13aa、13ba和一对第二磁体17a、17b构
成的磁极数为八个。
60.一对第二磁体收纳孔18a、18b收纳一对第二磁体17a、17b。因此,在本实施方式中,在第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a的每一个中,一对第二磁体收纳孔18a、18b的数量也是八个。多个一对第二磁体收纳孔18a、18b在周向上等间隔地排列。
61.一对第二磁体收纳孔18a、18b与一对第二磁体17a、17b同样,是随着朝向径向外侧而周向的间隔变宽的v字状。一对第二磁体收纳孔18a、18b在从轴向俯视时以第一转子铁芯11a的第一轴线j1为基准对称地配置。一对第二磁体收纳孔18a、18b是沿轴向贯通设有该收纳孔18a、18b的转子铁芯11a、12a的贯穿孔。
62.另外,在本实施方式中,一对第二磁体收纳孔18a、18b分别在从轴向俯视时收纳于该收纳孔18a、18b中的第二磁体17a、17b的长度方向的两端具有第二空隙19。第二空隙19具有作为磁通阻挡部的功能。
63.在本实施方式中,第一转子铁芯11a也与第一实施方式同样地具有多个磁通阻挡部30a。磁通阻挡部30a是与第一磁体收纳孔14和第二磁体收纳孔18分开设置的贯穿孔。多个磁通阻挡部30a包括第一磁通阻挡部31a和第二磁通阻挡部32a。但是,在本实施方式中,多个磁通阻挡部30a还具有第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34。这一点与第一实施方式不同。第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34的形状和尺寸也没有特别限制。
64.如图11所示,在本实施方式中也与第一实施方式同样地,第一磁通阻挡部31a和第二磁通阻挡部32a在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的第一磁体收纳孔14a重叠。详细而言,第一磁通阻挡部31a在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的一对第一磁体收纳孔14aa、14ba中的周向一侧的第一磁体收纳孔14aa重叠。第二磁通阻挡部32a在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的一对第一磁体收纳孔14aa、14ba中的周向另一侧的第一磁体收纳孔14ba重叠。
65.而且,在本实施方式中,第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的第二磁体收纳孔18重叠。详细而言,第三磁通阻挡部33在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12的一对第二磁体收纳孔18a、18b中的周向另一侧的第二磁体收纳孔18b重叠。第四磁通阻挡部34在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12的一对第二磁体收纳孔18a、18b中的周向一侧的第二磁体收纳孔18a重叠。
66.在图11中,黑点示出树脂16a的注入位置。图12是示意性地示出注入树脂16a后的第一转子铁芯11a的一部分的结构的俯视图。在本实施方式中,在第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a重叠而成的转子10a的各磁极中,同样地进行树脂16的注入。在第一转子铁芯11a的各磁极中,对一对第一磁体收纳孔14aa、14ba的每一个、一对第二磁体收纳孔18a、18b的每一个、第一磁通阻挡部31a、第二磁通阻挡部32a、第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34进行树脂16a的注入。第一磁通阻挡部31a和第二磁通阻挡部32a在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的第一磁体收纳孔14a重叠,并且第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34在轴向上至少一部分与第二转子铁芯12a的第二磁体收纳孔18重叠。因此,通过从第一转子铁芯11a侧注入树脂16a,不仅能够向第一转子铁芯11a的第一磁体收纳孔14a及第二磁体收纳孔18填充树脂16a,还能够向第二转子铁芯12a的第一磁体收纳孔14a及第二磁体收纳孔18填充树脂16a。
67.即,本实施方式的转子10a还具有填充在第一磁体收纳孔14a、第二磁体收纳孔18
以及磁通阻挡部30a中的树脂16a。详细而言,转子10a具有填充至第一磁体收纳孔14a、第二磁体收纳孔18、第一磁通阻挡部31a、第二磁通阻挡部32a、第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34的树脂16a。树脂16a例如是环氧树脂等。
68.通过这样的结构,在构成转子10a的各转子铁芯11a、12a中,能够使用树脂16a将第一磁体13a固定在第一磁体收纳孔14a内,将第二磁体17固定在第二磁体收纳孔18内。并且,由于能够使第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a在轴向上重叠,在各转子铁芯11a、12a中集中地利用树脂16a对第一磁体13a及第二磁体17进行固定,因此能够提高制造转子10a时的作业效率。另外,树脂16a也可以覆盖第一磁体收纳孔14a内的第一磁体13a的上方侧的端面。在第二转子铁芯12a中,收纳在第二转子铁芯12a的第一磁体收纳孔14a内的第一磁体13a的下方侧的端部也可以不被树脂16a覆盖。在第二转子铁芯12a的下方侧,第一磁体13a的下方侧的端部也可以与第二转子铁芯12a的第一磁体收纳孔14a的下方侧的开口缘配置在同一平面上。树脂16a也可以覆盖第二磁体收纳孔18内的第二磁体17的上方侧的端面。收纳在第二转子铁芯12a的第二磁体收纳孔18内的第二磁体17的下方侧的端部也可以不被树脂16a覆盖。在第二转子铁芯12a的下方侧,第二磁体17的下方侧的端部也可以与第二转子铁芯12a的第二磁体收纳孔18的下方侧的开口缘位于同一平面上。
69.如图10所示,第一磁通阻挡部31a配置在一对第一磁体13aa、13ba中的周向一侧的第一磁体13aa与一对第二磁体17a、17b中的周向一侧的第二磁体17a的周向之间。换言之,第一磁通阻挡部31a配置在一对第一磁体收纳孔14aa、14ba中的周向一侧的第一磁体收纳孔14aa和一对第二磁体收纳孔18a、18b中的周向一侧的第二磁体收纳孔18a的周向之间。
70.另外,第二磁通阻挡部32a与第一实施方式同样地配置在第二轴线j2上。另外,第一磁通阻挡部31a和第二磁通阻挡部32a与第一实施方式同样,配置在以第二转子铁芯12a的第一轴线j1为基准对称的位置。另外,第一磁通阻挡部31a和第二磁通阻挡部32a与第一实施方式同样地配置在第一假想圆vc1和第二假想圆vc2的周向之间。
71.第三磁通阻挡部33配置在一对第一磁体13aa、13ba中的周向另一侧的第一磁体13ba与一对第二磁体17a、17b中的周向另一侧的第二磁体17b的周向之间。换言之,第三磁通阻挡部33配置在一对第一磁体收纳孔14aa、14ba中的周向另一侧的第一磁体收纳孔14ba与一对第二磁体收纳孔18a、18b中的周向另一侧的第二磁体收纳孔18b的周向之间。
72.第四磁通阻挡部34配置在第一转子铁芯11a的第一轴线j1与一对第二磁体17a、17b中的周向一侧的第二磁体17a之间。换言之,第四磁通阻挡部34配置在第一转子铁芯11a的第一轴线j1与一对第二磁体收纳孔18a、18b中的周向一侧的第二磁体收纳孔18a之间。
73.这样,通过考虑第一轴线j1和第二轴线j2的位置关系以及第一磁体13a和第二磁体17的位置关系来配置第一磁通阻挡部31a、第二磁通阻挡部32a、第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部,能够在能够降低转矩波动的位置配置多个磁通阻挡部30a。即,在具有扭斜结构的转子10a中,能够实现转矩波动的降低和制造效率的提高。另外,在使第二转子铁芯12a相对于第一转子铁芯11a在周向上错开的方向为与本实施方式相反的方向的情况下,关于设置有各种磁通阻挡部的周向的位置关系,只要将周向的一侧和另一侧适当地与上述说明相反地调换而构成即可。
74.图13是用于说明第二实施方式的第一转子铁芯11a所具有的多个磁通阻挡部30a的配置的详细情况的图。图13是与图10同样的第一转子铁芯11a的放大俯视图。如图13所
示,在从轴向俯视时,将以从中心轴线a到第二磁体收纳孔18的径向最外端部为半径的假想圆设为第三假想圆vc3,将以从中心轴线a到第二磁体17的径向最外端部为半径的假想圆设为第四假想圆vc4。
75.在这种情况下,优选第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34中的至少一个配置在第三假想圆vc3与第四假想圆vc4的径向之间。根据本结构,能够高效地进行树脂16a向多个转子铁芯11a、12a的各第二磁体收纳孔18的注入的第三磁通阻挡部33及第四磁通阻挡部34配置在适当的位置,因此能够降低转矩波动。在本实施方式中,作为更优选的方式,第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34双方配置在第三假想圆vc3与第四假想圆vc4的径向之间。
76.另外,如图11所示,在本实施方式中,第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34配置在以第二转子铁芯12a的第一轴线j1为基准对称的位置。当这样配置第三磁通阻挡部33和第四磁通阻挡部34时,在相对于第一转子铁芯11a使磁极的位置在周向上错开地配置第二转子铁芯12a的结构中,能够使用设置在第一转子铁芯11a上的第三磁通阻挡部33及第四磁通阻挡部34高效地向第二转子铁芯12的第二磁体收纳孔18填充树脂16a。另外,能够将能够高效地进行树脂16a向多个转子铁芯11a、12a的各第二磁体收纳孔18的注入的第三磁通阻挡部33及第四磁通阻挡部34配置在适于降低转矩波动的位置。
77.图14是示出用于说明第三磁通阻挡部33的配置的实验结果的图表。在图14中,横轴x2示出第三磁通阻挡部33距第一转子铁芯11a的外周面的距离。其中,该距离以相对于第一转子铁芯11a的半径的百分比示出。另外,纵轴y2是转矩波动。其中,纵轴y2示出将未配置第三磁通阻挡部33时得到的转矩波动值设为1进行标准化后的值。另外,就用于标准化的第三磁通阻挡部33没有配置时的实验条件而言,除了没有配置第三磁通阻挡部33这一点之外,与得到图14所示的实验数据时的实验条件相同。另外,在配置第三磁通阻挡部33的情况下,第三磁通阻挡部33的周向位置相同。
78.如图14所示,第三磁通阻挡部33具有靠近第一转子铁芯11a的外周面能够降低转矩波动的倾向。但是,第三磁通阻挡部33越接近第一转子铁芯11a的外周面,将第三磁通阻挡部33配置于第一转子铁芯11a在制造上越困难。因此,第三磁通阻挡部33优选配置在从第一转子铁芯11a的外周面向径向内侧稍微偏移的位置。另外,当第三磁通阻挡部33配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开第一转子铁芯11a的半径的7.3%的距离时,转矩波动与未配置第三磁通阻挡部33的情况相比几乎没有变化。
79.因此,第三磁通阻挡部33优选配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开第一转子铁芯11a的半径的1.9%以上且6.2%以下的距离处。由此,能够将第三磁通阻挡部33配置在适当的位置,降低转矩波动。
80.另外,第一磁通阻挡部31a与第三磁通阻挡部33同样,配置在一对第一磁体13aa、13ba与一对第二磁体17a、17b的周向之间。因此,优选第一磁通阻挡部31a距第一转子铁芯11a的外周面的距离与第三磁通阻挡部33距第一转子铁芯11a的外周面的距离相同。即,优选第一磁通阻挡部31a也配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开第一转子铁芯11a的半径的1.9%以上且6.2%以下的距离处。由此,能够将第一磁通阻挡部31a配置在适当的位置,降低转矩波动。
81.在本实施方式中,作为优选方式,第一磁通阻挡部31a和第三磁通阻挡部33在从轴向俯视观察时配置在以第一转子铁芯11a的第一轴线j1为基准对称的位置。通过采用这样
的结构,能够抑制第一转子铁芯11a的平衡偏移,能够使转子10a稳定地旋转。
82.图15是示出用于说明第四磁通阻挡部34的配置的实验结果的第一图表。在图15中,横轴x3示出第四磁通阻挡部34相对于第一转子铁芯11a的第一轴线j1的角度。另外,纵轴y3是转矩波动。其中,纵轴y3示出将在未配置第四磁通阻挡部34的情况下得到的转矩波动值设为1进行标准化后的值。另外,就用于标准化的第四磁通阻挡部34没有配置时的实验条件而言,除了没有配置第四磁通阻挡部34这一点之外,与得到图15所示的实验数据时的实验条件相同。另外,在配置第四磁通阻挡部34的情况下,第四磁通阻挡部34的径向位置相同。
83.如图15所示,当第四磁通阻挡部34相对于第一轴线j1的角度过小时,转矩波动有变高的倾向。当第四磁通阻挡部34相对于第一轴线j1的角度小于1.5
°
时,与没有配置第四磁通阻挡部34的情况相比,转矩波动可能增大。另外,若第四磁通阻挡部34相对于第一轴线j1的角度过大,则转矩波动有变高的倾向。在第四磁通阻挡部34相对于第一轴线j1的角度为5.5
°
的情况下,与未配置第四磁通阻挡部34的情况相比,转矩波动变高。
84.图16是示出用于说明第四磁通阻挡部34的配置的实验结果的第二图表。在图16中,横轴x4示出第四磁通阻挡部34距第一转子铁芯11a的外周面的距离。其中,该距离以相对于第一转子铁芯11a的半径的百分比示出。另外,纵轴y4是转矩波动。其中,纵轴y4示出将在未配置第四磁通阻挡部34的情况下得到的转矩波动值设为1进行标准化后的值。另外,就用于标准化的第四磁通阻挡部34没有配置时的实验条件而言,除了没有配置第四磁通阻挡部34这一点之外,与得到图16所示的实验数据时的实验条件相同。另外,在配置第四磁通阻挡部34的情况下,第四磁通阻挡部34的周方位置相同。
85.如图16所示,第四磁通阻挡部34具有靠近第一转子铁芯11a的外周面能够降低转矩波动的倾向。但是,第四磁通阻挡部34也与第三磁通阻挡部33的情况同样地,越靠近第一转子铁芯11a的外周面,配置于第一转子铁芯11a在制造上越困难。因此,第四磁通阻挡部34优选配置在从第一转子铁芯11a的外周面向径向内侧稍微偏移的位置。另外,当第四磁通阻挡部34配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开超过第一转子铁芯11a的半径的5.2%的距离处时,推定转矩波动与未配置第四磁通阻挡部34的情况相比几乎没有变化。
86.因此,优选第四磁通阻挡部34配置在从第一转子铁芯11a的第一轴线j1起1.5
°
以上且5
°
以下的范围内,且配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开第一转子铁芯11a的半径的1.9%以上且4.5%以下的距离处。由此,能够将第四磁通阻挡部34配置在适当的位置,降低转矩波动。
87.另外,在本实施方式中,作为优选方式,多个磁通阻挡部30a还具有第五磁通阻挡部35,该第五磁通阻挡部35在从轴向俯视观察时配置在以第一转子铁芯11a的第一轴线j1为基准与第四磁通阻挡部34对称的位置(例如参照图10等)。通过采用这样的结构,能够抑制第一转子铁芯11a的平衡偏移,能够使转子10a稳定地旋转。为了调整第一转子铁芯11a的平衡而设置,如图12所示,优选在第五磁通阻挡部35中也填充树脂16a。
88.另外,第五磁通阻挡部35也可以不配置在与第四磁通阻挡部34对称的位置。第五磁通阻挡部35可以配置于以第一转子铁芯11a的第一轴线j1为基准与设置有第四磁通阻挡部34的一侧在周向上相反的一侧,且配置在第一轴线j1和第二磁体17的周向之间。在这种情况下,第五磁通阻挡部35优选配置在从第一转子铁芯11a的第一轴线j1起1.5
°
以上且5
°
以下的范围内,并且配置在从第一转子铁芯11a的外周面离开第一转子铁芯11a的半径的1.9%以上且4.5%以下的距离处。由此,能够将第五磁通阻挡部35配置在适当的位置,降低转矩波动。
89.另外,在本实施方式中,也与第一实施方式的情况相同,优选多个磁通阻挡部30排列在以中心轴线a为中心的同一圆周上。根据这样的结构,由于多个磁通阻挡部30a设置在距中心轴线a的径向距离相同的位置,因此能够抑制转子10a的平衡被破坏,能够使转子10a稳定地旋转。
90.图17是用于说明第二实施方式的转子10a所具有的第二转子铁芯12a的图。图17是更详细地示出图11中的第二转子铁芯12a的结构的图。如图17所示,第二转子铁芯12a也可以具有沿轴向贯通的磁通阻挡部30a。
91.在本实施方式中,第二转子铁芯12a具有沿轴向贯通且被第一转子铁芯11a覆盖而未填充树脂16a的未填充磁通阻挡部36。通过允许这样的结构,能够使第二转子铁芯12a成为与第一转子铁芯11a相同形状的转子铁芯。即,第一转子铁芯11a和第二转子铁芯12a能够用相同的模具制造,能够降低制造成本。在本实施方式中,第二转子铁芯12a除了将磁极的位置沿周向错开配置的结构以外,是与第一转子铁芯11a相同的结构。
92.《3.注意事项》本说明书中公开的各种技术特征可以在不脱离其技术创造的主旨的范围内加以各种变更。另外,本说明书中所示的多个实施方式及变形例可以在可能的范围内组合实施。
93.本公开的技术可以用于例如家电、汽车、船舶、飞机、列车、电动助力自行车、风力发电机等。(符号说明)
94.10、10a
…
转子11、11a
…
第一转子铁芯12、12a
…
第二转子铁芯13、13a
…
第一磁体14、14a
…
第一磁体收纳孔16、16a
…
树脂17
…
第二磁体18
…
第二磁体收纳孔20
…
定子30、30a
…
磁通阻挡部31、31a
…
第一磁通阻挡部32、32a
…
第二磁通阻挡部33
…
第三磁通阻挡部34
…
第四磁通阻挡部35
…
第五磁通阻挡部36
…
未填充磁通阻挡部100
…
旋转电机200
…
驱动器
201
…
齿轮单元300
…
移动体301
…
移动动作部a
…
中心轴线j1
…
第一轴线j2
…
第二轴线vc1
…
第一假想圆vc2
…
第二假想圆vc3
…
第三假想圆vc4
…
第四假想圆。