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转子及旋转电机的制作方法

2022-06-11 17:23:51 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及转子及旋转电机。


背景技术:

2.已知一种旋转电机,该旋转电机具备如下的转子:转子芯体由层叠的多个板构件构成,且板构件彼此通过铆接部固定。例如,在专利文献1中,作为这种旋转电机,记载了具有如下结构的旋转电机:在随着从转子中心侧朝向转子外周侧而彼此分开的成对的两个磁体保持部内保持有永磁体。
3.现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2011-125163号公报。


技术实现要素:

4.发明所要解决的技术问题在专利文献1的旋转电机的转子中,当仅设置铆接部时,存在以下担忧:在转子芯体内流动的磁通被铆接部阻碍,转子的磁效率降低。
5.鉴于上述情况,本发明的目的之一是提供一种具有能对磁效率降低进行抑制的结构的转子及旋转电机。
6.解决技术问题所采用的技术方案本发明的转子的一形态,是能以沿轴向延伸的中心轴线为中心旋转的转子,具备:轴,该轴沿轴向延伸;转子芯体,该转子芯体具有供所述轴穿过的中央孔及位于所述中央孔的径向外侧的多个收容孔,且固定于所述轴;以及多个磁体,该多个磁体分别收容于所述多个收容孔的内部。所述多个收容孔具有在周向上彼此隔开间隔地配置的一对收容孔。所述一对收容孔在沿轴向观察时沿如下的方向延伸:随着从径向内侧朝径向外侧而彼此在周向上分离的方向。所述多个磁体包括分别收容于所述一对收容孔的内部的一对磁体。所述一对磁体在沿轴向观察时沿如下的方向延伸:随着从径向内侧朝径向外侧而彼此在周向上分离的方向。所述转子芯体具有在周向上互相隔开间隔地配置的多个贯通孔,并且是使多个板构件在轴向上层叠而构成的。所述多个贯通孔位于比所述中央孔靠径向外侧处,且位于比所述收容孔靠径向内侧处。层叠的所述板构件彼此之间利用使所述板构件的一部分铆接的铆接部相互固定。所述铆接部位于在周向上相邻的所述贯通孔彼此之间的第一区域。
7.本发明的旋转电机的一形态具备:上述的转子;以及定子,该定子位于所述转子的径向外侧。
8.发明效果根据本发明的一形态,能在旋转电机中对磁效率降低进行抑制。
附图说明
9.图1是示出一实施方式的旋转电机的剖视图。图2是示出一实施方式的旋转电机的一部分的剖视图,是图1中的ii-ii剖视图。图3是示出一实施方式的磁极部的剖视图。图4是示出一实施方式的转子芯体的一部分的剖视图。图5是示出一实施方式的第一夹缝部及第二夹缝部的剖视图。图6是示出一实施方式的转子中的磁通流动的剖视图。图7是一变形例的铆接部的剖视图。(符号说明)1旋转电机;10转子;11轴;11a凹部;20、120转子芯体;20a板构件;21中央孔;22凸部;23、123铆接部;24第一区域;25第二区域;30、31a、31b收容孔;32贯通孔;40、41a、41b磁体;60定子;il1a、il2a第一假想线;il1b、il2b第二假想线;il1c、il2c第三假想线;j中心轴线。
具体实施方式
10.在各图中适当示出的z轴方向是将正侧设为“上侧”并将负侧设为“下侧”的上下方向。在各图中适当示出的中心轴线j与z轴方向平行,且是沿上下方向延伸的假想线。在以下说明中,将与中心轴线j的轴向、即上下方向平行的方向简称为“轴向”,将以中心轴线j为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线j为中心的周向简称为“周向”。在各图中适当示出的箭头θ表示周向。在从上侧观察时,箭头θ以中心轴线j为中心朝向顺时针的方向。在以下的说明中,以某一对象为基准将周向中箭头θ所朝向的一侧、即在从上侧观察时顺时针地行进的一侧称为“周向一侧”,以某一对象为基准将周向中与箭头θ所朝向之侧相反的一侧、即在从上侧观察时逆时针地行进的一侧称为“周向另一侧”。
11.另外,上下方向、上侧和下侧仅是用于对各部分的配置关系等进行说明的名称,实际的配置关系等也可以是除了以这些名称所表示的配置关系等以外的配置关系等。
12.如图1所示,本实施方式的旋转电机1是内转子型的旋转电机。在本实施方式中,旋转电机1是电动机。旋转电机1包括外壳2、转子10、定子60、轴承保持件4和轴承5a、5b。外壳2在内部收容转子10、定子60、轴承保持件4和轴承5a、5b。外壳2的底部对轴承5b进行保持。轴承保持件4对轴承5a进行保持。轴承5a、5b例如是滚珠轴承。
13.定子60与转子10隔着间隙相向。定子60位于转子10的径向外侧。定子60具有定子芯体61、绝缘体64及多个线圈65。定子芯体61具有:环状的芯背62;以及从芯背62朝径向内侧突出的多个极齿63。多个线圈65隔着绝缘体64分别安装于多个极齿63。
14.转子10能以沿轴向延伸的中心轴线j为中心旋转。如图2所示,转子10具备轴11、转子芯体20和多个磁体40。轴11呈以中心轴线j为中心沿轴向延伸的圆柱状。轴11具有在径向上凹陷的凹部11a。凹部11a从轴11的外周面朝径向内侧凹陷。在本实施方式中,在径向上隔着中心轴线j设有两个凹部11a。虽然省略图示,但凹部11a例如沿轴向延伸。如图1所示,轴11以能绕中心轴线j旋转的方式被轴承5a、5b支承。
15.转子芯体20是磁性体。转子芯体20固定于轴11的外周面。转子芯体20具有中央孔21,该中央孔21沿轴向贯通转子芯体20。如图2所示,中央孔21是在沿轴向观察时以中心轴
线j为中心的大致圆形形状。轴11穿过中央孔21。中央孔21具有在径向上突出的凸部22。凸部22从中央孔21的内周面朝径向内侧突出。在本实施方式中,在径向上隔着中心轴线j设有两个凸部22。两个凸部22分别与两个凹部11a嵌合。凸部22在周向上钩挂于凹部11a。由此,抑制轴11和转子芯体20在周向上相对旋转。凸部22例如被压入于凹部11a内。
16.转子芯体20具有位于中央孔21的径向外侧的多个收容孔30。多个收容孔30例如在轴向上贯通转子芯体20。多个收容孔30的内部分别收容有多个磁体40。磁体40在收容孔30内的固定方法没有特别限定。在本实施方式中,通过将树脂填充于收容孔30内的除磁体40所在的部分以外的部分来使磁体40固定于收容孔30内。多个收容孔30包括一对收容孔31a、31b。
17.多个磁体40的种类没有特别限定。磁体40例如可以是钕磁体,也可以是铁氧体磁体。多个磁体40包括一对磁体41a、41b。
18.在本实施方式中,一对收容孔31a、31b及一对磁体41a、41b分别在周向上隔开间隔地设有多对。例如,一对收容孔31a、31b及一对磁体41a、41b分别设有八对。
19.在转子10上沿周向设有多个磁极部70,该磁极部70包括一对收容孔31a、31b及一对磁体41a、41b各一对。例如,磁极部70设置有八个。多个磁极部70例如沿周向在整周上等间隔地配置。多个磁极部70分别包括多个转子芯体20的外周面处的磁极为n极的磁极部70n及多个转子芯体20的外周面处的磁极为s极的磁极部70s。例如,磁极部70n及磁极部70s分别设有四个。四个磁极部70n和四个磁极部70s沿周向交替配置。各磁极部70的结构除了转子芯体20的外周面的磁极不同以及周向位置不同以外,是相同的结构。
20.如图3所示,在磁极部70,一对收容孔31a、31b在周向上彼此隔开间隔地配置。收容孔31a例如位于收容孔31b的周向一侧( θ侧)。收容孔31a、31b例如在沿轴向观察时沿相对于径向斜向倾斜的方向呈大致直线状延伸。一对收容孔31a、31b在沿轴向观察时沿如下的方向延伸:随着从径向内侧朝径向外侧而彼此在周向上分离的方向。也就是说,收容孔31a与收容孔31b之间的周向上的距离随着从径向内侧朝径向外侧而变大。例如,收容孔31a随着从径向内侧朝径向外侧而位于周向一侧。例如,收容孔31b随着从径向内侧朝径向外侧而位于周向另一侧(-θ侧)。例如,一对收容孔31a、31b在沿轴向观察时沿着如下的形状配置:随着朝向径向外侧而在周向上扩展的v字形状。收容孔31a、31b的径向外侧的端部位于转子芯体20的径向外边缘部。
21.例如,收容孔31a和收容孔31b在沿轴向观察时在周向上隔着图3所示的磁极中心线cl1配置。磁极中心线cl1是穿过磁极部70的周向中心和中心轴线j且沿径向延伸的假想线。例如,收容孔31a和收容孔31b配置为在沿轴向观察时相对于磁极中心线cl1线对称。
22.以下,关于除了相对于磁极中心线cl1线对称以外与收容孔31a相同的结构,有时省略对收容孔31b的说明。而且,在以下的说明中,在各磁极部内,以某一对象为基准将周向中的靠近磁极中心线cl1的一侧称为“周向内侧”。
23.收容孔31a具有主体部31c、内端部31d及外端部31e。在沿轴向观察时,主体部31c在收容孔31a所延伸的方向上直线状地延伸。例如,主体部31c在沿轴向观察时呈长方形形状。内端部31d与主体部31c的径向内侧的端部相连。内端部31d是收容孔31a的径向内侧的端部。外端部31e与主体部31c的径向外侧的端部相连。外端部31e是收容孔31a的径向外侧的端部。收容孔31b具有主体部31f、内端部31g及外端部31h。
24.一对磁体41a、41b分别收容于一对收容孔31a、31b的内部。磁体41a收容于收容孔31a的内部。磁体41b收容于收容孔31b的内部。一对磁体41a、41b例如在沿轴向观察时呈长方形形状。虽然省略图示,但磁体41a、41b例如呈长方体状。虽然省略图示,但磁体41a、41b例如设置在收容孔31a、31b内的整个轴向范围内。一对磁体41a、41b彼此在周向上隔开间隔地配置。磁体41a例如位于磁体41b的周向一侧( θ侧)。
25.磁体41a在沿轴向观察时沿着收容孔31a延伸。磁体41b在沿轴向观察时沿着收容孔31b延伸。磁体41a、41b例如在沿轴向观察时沿相对于径向斜向倾斜的方向呈大致直线状延伸。一对磁体41a、41b在沿轴向观察时沿如下的方向延伸:随着从径向内侧朝径向外侧而彼此在周向上分离的方向。也就是说,磁体41a与磁体41b之间的周向上的距离随着从径向内侧朝径向外侧而变大。
26.例如,磁体41a随着从径向内侧朝径向外侧而位于周向一侧( θ侧)。例如,磁体41b随着从径向内侧朝径向外侧而位于周向另一侧(-θ侧)。例如,一对磁体41a、41b在沿轴向观察时沿着如下的形状配置:随着朝向径向外侧而在周向上扩展的v字形状。
27.在沿轴向观察时沿着v字形状配置的磁体41a和磁体41b之间的打开角度例如是钝角。例如,磁体41a和磁体41b在沿轴向观察时在周向上隔着磁极中心线cl1配置。例如,磁体41a和磁体41b配置为在沿轴向观察时相对于磁极中心线cl1线对称。以下,关于除了相对于磁极中心线cl1线对称以外与磁体41a相同的结构,有时省略对磁体41b的说明。
28.磁体41a嵌合于收容孔31a内。更详细而言,磁体41a嵌合于主体部31c内。磁体41a的侧面中的、在与主体部31c所延伸的方向正交的方向中的径向外侧的面与主体部31c的内侧面接触。磁体41a的侧面中的、在与主体部31c所延伸的方向正交的方向中的径向内侧的面配置为从主体部31c的内侧面朝径向外侧分离。磁体41a的侧面中的、在与主体部31c所延伸的方向正交的方向中的径向内侧的面与主体部31c的内侧之间的间隙例如填充有树脂。
29.在沿轴向观察时,磁体41a的延伸方向的两端部分别与收容孔31a的延伸方向的两端部分离地配置。在沿轴向观察时磁体41a所延伸的方向上,内端部31d及外端部31e分别与磁体41a的两侧相邻地配置。
30.内端部31d中填充有树脂,构成第一磁通阻挡部51a。第一磁通阻挡部51a是在沿轴向观察时设置于沿着磁体41a所延伸的方向的磁体41a径向内侧的磁通阻挡部。外端部31e中填充有树脂,构成第二磁通阻挡部52a。第二磁通阻挡部52a是在沿轴向观察时设置于沿着磁体41a所延伸的方向的磁体41a径向外侧的磁通阻挡部。也就是说,转子芯体20具有:在沿轴向观察时磁体41a所延伸的方向上隔着磁体41a配置的第一磁通阻挡部51a和第二磁通阻挡部52a。转子芯体20具有在沿轴向观察时磁体41b所延伸的方向上隔着磁体41b配置的第一磁通阻挡部51b和第二磁通阻挡部52b。
31.如此,在一对收容孔31a、31b中,相对于一对磁体41a、41b,分别设置有第一磁通阻挡部51a、51b,且分别设置有第二磁通阻挡部52a、52b,该第一磁通阻挡部51a、51b在沿轴向观察时设置于沿着磁体41a、41b所延伸的方向的磁体41a、41b径向内侧,该第二磁通阻挡部52a、52b在沿轴向观察时设置于沿着磁体41a、41b所延伸的方向的磁体41a、41b径向外侧。各磁极部70分别包括一对第一磁通阻挡部51a、51b和一对第二磁通阻挡部52a、52b各一对。
32.另外,在本说明书中“在沿轴向观察时磁体所延伸的方向”是指,例如在像本实施方式的磁体41a、41b那样磁体在沿轴向观察时呈长方形形状的情况下,长方形形状的磁体
的长边所延伸的方向。也就是说,在本实施方式中,在沿轴向观察时磁体41a所延伸的方向是指,在沿轴向观察时长方形形状的磁体41a的长边所延伸的方向。在沿轴向观察时磁体41b所延伸的方向是指,在沿轴向观察时长方形形状的磁体41b的长边所延伸的方向。
33.而且,在本说明书中“磁通阻挡部”是指,能抑制磁通的流动的部分。也就是说,磁通难以穿过各磁通阻挡部。各磁通阻挡部只要能抑制磁通的流动,就没有特别限定,可以包含空隙部,也可以包含树脂以外的非磁性部。
34.磁体41a的磁极在沿轴向观察时沿着与磁体41a所延伸的方向正交的方向配置。磁体41b的磁极在沿轴向观察时沿着与磁体41b所延伸的方向正交的方向配置。磁体41a的磁极中的位于径向外侧的磁极与磁体41b的磁极中的位于径向外侧的磁极彼此相同。磁体41a的磁极中的位于径向内侧的磁极与磁体41b的磁极中的位于径向内侧的磁极彼此相同。
35.在磁极部70n中,磁体41a的磁极中的位于径向外侧的磁极和磁体41b的磁极中的位于径向外侧的磁极例如是n极。在磁极部70n中,磁体41a的磁极中的位于径向内侧的磁极和磁体41b的磁极中的位于径向内侧的磁极例如是s极。
36.虽然省略图示,但在磁极部70s中,相对于磁极部70n反过来配置各磁体40的磁极。也就是说,在磁极部70s中,磁体41a的磁极中的位于径向外侧的磁极和磁体41b的磁极中的位于径向外侧的磁极例如是s极。在磁极部70s中,磁体41a的磁极中的位于径向内侧的磁极和磁体41b的磁极中的位于径向内侧的磁极例如是n极。
37.转子芯体20具有在周向上相互隔开间隔地配置的多个第三磁通阻挡部53。多个第三磁通阻挡部53是位于比中央孔21靠径向外侧处且位于比收容孔30靠径向内侧处的磁通阻挡部。在本实施方式中,第三磁通阻挡部53是在轴向上贯通转子芯体20的贯通孔32。如图2所示,多个第三磁通阻挡部53沿周向在整周上等间隔地配置。例如,第三磁通阻挡部53设有八个。另外,第三磁通阻挡部53也可以是将树脂填充于在轴向上贯通转子芯体20的贯通孔32的内部而构成的。
38.各第三磁通阻挡部53的周向位置是在周向上相邻的磁极部70彼此之间的周向位置。例如,第三磁通阻挡部53的周向中心的周向位置与在周向上相邻的磁极部70彼此之间的周向中心相同。第三磁通阻挡部53跨越在周向上相邻的磁极部70中一方的磁极部70的收容孔31a的径向内侧和另一方的磁极部70的收容孔31b的径向内侧地配置。
39.在本实施方式中,第三磁通阻挡部53在沿轴向观察时呈朝径向外侧突出的圆角的三角形形状。例如如图3所示,第三磁通阻挡部53的周向的两边缘部在沿轴向观察时与如下的方向平行地延伸:收容在位于各边缘部的径向外侧的收容孔30中的磁体40所延伸的方向。第三磁通阻挡部53的径向内侧的边缘部例如呈以中心轴线j为中心的圆弧状。
40.如图4所示,转子芯体20是多个板构件20a在轴向上层叠而构成的。板构件20a呈板面朝轴向的板状。板构件20a例如是电磁钢板。板构件20a具有使板构件20a的一部分在轴向上铆接的铆接部23。在本实施方式中,铆接部23是板构件20a的一部分通过冲压加工等从上侧向下侧铆接的部分。铆接部23在板构件20a的下侧的面处向下侧突出。通过制作铆接部23,在板构件20a的上侧的面设置有向下侧凹陷的铆接凹部23a。
41.在轴向上相邻且层叠的板构件20a以使位于上侧的板构件20a的铆接部23嵌入位于下侧的板构件20a的铆接凹部23a的方式被固定。如此层叠的板构件20a彼此之间通过使板构件20a的一部分铆接的铆接部23而相互固定。与转子芯体20中未设置铆接部23的部分
相比,铆接部23的磁阻较高。也就是说,与转子芯体20中未设置铆接部23的部分相比,在铆接部23处,磁通难以穿过。
42.如图3所示,在本实施方式中,铆接部23在沿轴向观察时沿径向延伸。铆接部23例如呈在径向上较长的长方形形状。铆接部23位于在周向上相邻的第三磁通阻挡部53彼此之间的第一区域24。第一区域24是径向位置包含于第三磁通阻挡部53的径向位置的区域。第一区域24是在沿轴向观察时由在周向上相邻的一对第三磁通阻挡部53的周向边缘部中的位于另一方的第三磁通阻挡部53侧的各边缘部、假想圆ic1和假想圆ic2包围的区域。
43.假想圆ic1是以中心轴线j为中心且与第三磁通阻挡部53的径向外端部相切的假想圆。假想圆ic2是以中心轴线j为中心且与第三磁通阻挡部53的径向内端部相切的假想圆。在本实施方式中,假想圆ic2在沿轴向观察时与第三磁通阻挡部53的圆弧状的径向内边缘部重叠。在本实施方式中,第一区域24的径向外侧部分的周向尺寸随着朝向径向外侧而变大。第一区域24针对每个在周向上相邻的第三磁通阻挡部53之间设置。也就是说,第一区域24在周向上隔开间隔地设置有多个。
44.在本实施方式中,铆接部23的至少一部分位于比第一区域24的径向中心靠径向内侧处。第一区域24的径向中心和第三磁通阻挡部53的径向中心位于相同的径向位置。第一区域24的径向中心位于图3所示的假想圆ic3上。假想圆ic3是穿过假想圆ic1和假想圆ic2之间的径向中心的假想圆。假想圆ic3在径向上对假想圆ic1和假想圆ic2之间进行二等分。铆接部23的至少一部分位于比假想圆ic3靠径向内侧处。在本实施方式中,铆接部23中的径向外端部以外的部分位于比第一区域24的径向中心、即假想圆ic3靠径向内侧处。也就是说,在本实施方式中,铆接部23在第一区域24中靠近径向内侧地配置。
45.另外,在本说明书中,“铆接部在第一区域中靠近径向内侧地配置”是指,只要铆接部的径向中心位于比第一区域的径向中心靠径向内侧处即可。
46.铆接部23位于第二区域25的径向内侧,该第二区域25位于一对收容孔31a、31b的径向内端部彼此之间。第二区域25是转子芯体20中的、一对收容孔31a、31b的周向内侧的边缘部彼此之间的区域。第二区域25沿径向延伸。第二区域25在径向上将转子芯体20中的位于一对收容孔31a、31b的径向内侧的部分和转子芯体20中的位于一对收容孔31a、31b的径向外侧的部分相连。例如,第二区域25的周向尺寸除径向两端部以外是均一的。第二区域25的径向内端部的周向尺寸随着朝向径向内侧而变大。第二区域25的径向外端部的周向尺寸随着朝向径向外侧而变大。第二区域25的周向最大尺寸比第一区域24的周向最小尺寸小。
47.另外,本说明书中,“某一对象位于另一对象的径向内侧”是指,只要某一对象位于比另一对象靠径向内侧处,而且某一对象的至少一部分的周向位置包含于另一对象的周向位置即可。也就是说,在本实施方式中,“铆接部23位于第二区域25的径向内侧”是指,只要铆接部23位于比第二区域25靠径向内侧处,而且铆接部23的至少一部分的周向位置包含于第二区域25的周向位置即可。在本实施方式中,整个铆接部23的周向位置包含于第二区域25的周向位置。
48.铆接部23的周向最大尺寸比第二区域25的周向最小尺寸小。铆接部23配置于第二区域25的径向内侧的延长线上。铆接部23在沿轴向观察时配置于磁极中心线cl1上。在沿轴向观察时磁极中心线cl1穿过铆接部23的周向中心。
49.在本实施方式中,铆接部23的至少一部分在沿轴向观察时位于第一假想线il1a与
第二假想线il1b的径向之间,其中,该第一假想线il1a与一对收容孔31a、31b中的一方的收容孔31a所延伸的方向平行且沿着一方的收容孔31a的径向内侧的边缘,该第二假想线il1b与第一假想线il1a平行且从径向外侧与第三磁通阻挡部53的边缘相切。第一假想线il1a在沿轴向观察时沿着收容孔31a的主体部31c的径向内侧的边缘延伸。第一假想线il1a在沿轴向观察时与主体部31c的径向内侧的边缘重叠。第二假想线il1b在沿轴向观察时沿着位于收容孔31a的径向内侧的第三磁通阻挡部53的周向内侧(-θ侧)的边缘延伸,并与该边缘重叠。在本实施方式中,整个铆接部23位于第一假想线il1a与第二假想线il1b的径向之间。
50.在本实施方式中,铆接部23的至少一部分在沿轴向观察时位于比第三假想线il1c靠径向内侧处,该第三假想线il1c与第一假想线il1a及第二假想线il1b平行地延伸,且对第一假想线il1a与第二假想线il1b之间进行二等分。在本实施方式中,整个铆接部23位于比第三假想线il1c靠径向内侧处。在本实施方式中,整个铆接部23位于第二假想线il1b与第三假想线il1c的径向之间。
51.如图3所示的第一假想线il2a、第二假想线il2b及第三假想线il2c对于一对收容孔31a、31b中的另一方的收容孔31b和位于收容孔31b的径向内侧的第三磁通阻挡部53,除了隔着磁极中心线cl1呈线对称这点以外,以分别与第一假想线il1a、第二假想线il1b及第三假想线il1c相同的方式设置。铆接部23相对于第一假想线il2a、第二假想线il2b及第三假想线il2c的配置关系,除了隔着磁极中心线cl1呈线对称这点以外,与铆接部23相对于第一假想线il1a、第二假想线il1b及第三假想线il1c的配置关系相同。
52.铆接部23针对每个板构件20a设有多个。在各板构件20a中,多个铆接部23沿周向在整周上等间隔地配置。针对多个第一区域24的每一个分别设有一个铆接部23。
53.在本实施方式中,铆接部23包括位于凸部22的径向外侧的铆接部23。如图2所示,在本实施方式中,在径向上隔着中心轴线j设置有两个的凸部22各自的径向外侧分别设置有一个铆接部23。
54.另外,本说明书中,“某一对象位于另一对象的径向外侧”是指,只要某一对象位于比另一对象靠径向外侧处,而且某一对象的至少一部分的周向位置包含于另一对象的周向位置即可。也就是说,在本实施方式中,“铆接部23位于凸部22的径向外侧”是指,只要铆接部23位于比凸部22靠径向外侧处,而且铆接部23的至少一部分的周向位置包含于凸部22的周向位置即可。在本实施方式中,整个铆接部23的周向位置包含于凸部22的周向位置。例如,铆接部23的周向中心和凸部22的周向中心的周向位置相同。
55.如图5所示,转子芯体20具有位于在周向上相邻的磁极部70n、70s彼此之间的第一夹缝部26。第一夹缝部26沿周向设有多个。在周向上相邻的磁极部70n、70s分别包括的第二磁通阻挡部52a、52b在周向上将第一夹缝部26夹住。在图5的示例中,磁极部70n的第二磁通阻挡部52b和与磁极部70n的周向另一侧(-θ侧)相邻的磁极部70s的第二磁通阻挡部52a在周向上将第一夹缝部26夹住。第一夹缝部26沿径向延伸。
56.第一夹缝部26具有拓宽部26i,该拓宽部26i的周向尺寸朝径向外侧变大。在本实施方式中,拓宽部26i是第一夹缝部26的径向外侧部分。拓宽部26i的径向外端部与第二夹缝部27a、27b相连,该第二夹缝部27a、27b位于转子芯体20的外周面与第二磁通阻挡部52a、52b的径向之间。
57.第二夹缝部27a位于转子芯体20的外周面与第二磁通阻挡部52b的径向之间,且与
拓宽部26i的径向外端部中的周向一侧( θ侧)的端部相连。第二夹缝部27a位于后述的芯体凹部29e与第二磁通阻挡部52b的径向之间。第二夹缝部27b位于转子芯体20的外周面与第二磁通阻挡部52a的径向之间,且与拓宽部26i的径向外端部中的周向另一侧(-θ侧)的端部相连。第二夹缝部27b位于后述的芯体凹部29f与第二磁通阻挡部52a的径向之间。第二夹缝部27a、27b沿周向延伸。第二夹缝部27a、27b在周向上将第一夹缝部26与位于一对磁体41a、41b的径向外侧的部分相连。
58.第一夹缝部26的周向两侧的边缘部26a、26b在沿轴向观察时分别具有直线部26c、26f、外侧连结部26d、26g和内侧连结部26e、26h。第一夹缝部26的周向一侧( θ侧)的边缘部26a由直线部26c、外侧连结部26d和内侧连结部26e构成。第一夹缝部26的周向另一侧(-θ侧)的边缘部26b由直线部26f、外侧连结部26g和内侧连结部26h构成。
59.直线部26c在沿轴向观察时沿如下的方向直线状地延伸:随着朝向径向外侧而在周向上离开第一夹缝部26的周向两侧的边缘部26a、26b中的另一方的边缘部26b的方向。直线部26c构成拓宽部26i的周向边缘部的一部分。外侧连结部26d在沿轴向观察时从直线部26c的径向外端部朝离开另一方的边缘部26b的方向( θ方向)弯曲,且与第二夹缝部27a的径向内侧的边缘部相连。在本实施方式中,外侧连结部26d在沿轴向观察时呈圆弧状。
60.内侧连结部26e从直线部26c的径向内端部朝离开另一方的边缘部26b的方向弯曲,且与收容孔31b的径向内侧的边缘部相连。内侧连结部26e的形状根据板构件20a而有所不同。具体而言,板构件20a包括在构成内侧连结部26e的部分设置有支承部28a的板构件20a和未在构成内侧连结部26e的部分设置支承部28a的板构件20a。在本实施方式中,这两种板构件20a沿轴向交替层叠。支承部28a是朝收容孔31b的内侧突出的部分。在沿轴向观察时,支承部28a从沿着磁体41b所延伸的方向的径向外侧对磁体41b进行支承。如此,在本实施方式中,内侧连结部26e具有朝收容孔31b的内侧突出且对磁体41b进行支承的支承部28a。支承部28a的一部分例如设置于直线部26c。另外,上述的两种板构件20a也可分别使多片层叠而得的层叠体交替地层叠。即,也可使设置有支承部28a的多个板构件20a层叠而得的层叠体与未设置支承部28a的多个板构件20a层叠而得的层叠体沿轴向层叠。
61.这里,在本实施方式中,在内端部31g设置有朝收容孔31b的内侧突出且对磁体41b进行支承的支承部28b。在沿轴向观察时,支承部28b从沿着磁体41b所延伸的方向的径向内侧对磁体41b进行支承。由此,通过一对支承部28a、28b,从在沿轴向观察时磁体41b所延伸的方向的两侧对磁体41b进行支承。这对磁体41a也是同样的。
62.内侧连结部26e中的未设置支承部28a的部分在沿轴向观察时呈圆弧状。内侧连结部26e的曲率半径小于外侧连结部26d的曲率半径。换言之,外侧连结部26d的曲率半径大于内侧连结部26e的曲率半径。由此,在本实施方式中,外侧连结部26d在沿轴向观察时比内侧连结部26e长。
63.设置于边缘部26b的直线部26f设置为隔着中心线cl2相对于直线部26c线对称,该中心线cl2穿过中心轴线j及第一夹缝部26的周向中心并沿径向延伸。设置于边缘部26b的外侧连结部26g设置为隔着中心线cl2相对于外侧连结部26d线对称。设置于边缘部26b的内侧连结部26h设置为隔着中心线cl2相对于内侧连结部26e大致线对称。在图5所示的板构件20a中,内侧连结部26e设置有支承部28a,相对于此,内侧连结部26h未设置支承部28a。
64.转子芯体20的径向外侧面具有朝径向内侧凹陷的芯体凹部29e、29f和朝径向外侧
突出的芯体凸部29d。芯体凹部29e、29f分别设置于如下的部分:位于在周向上夹住第一夹缝部26的一对第二磁通阻挡部52a、52b的径向外侧的部分。芯体凹部29e位于第二磁通阻挡部52b的径向外侧。芯体凹部29f位于第二磁通阻挡部52a的径向外侧。芯体凸部29d位于分别位于一对第二磁通阻挡部52a、52b的径向外侧的一对芯体凹部29e、29f彼此的周向之间。芯体凹部29e、29f及芯体凸部29d例如设置在转子芯体20的整个轴向范围内。
65.芯体凹部29e、29f沿周向延伸。在本实施方式中,芯体凹部29e、29f的径向位置在与芯体凸部29d周向相邻的部分处最靠径向内侧,且随着从该位于最靠径向内侧的部分沿周向离开芯体凸部29d而靠径向外侧。芯体凹部29e、29f的内边缘形状在沿轴向观察时呈曲线状延伸。在周向上隔着芯体凸部29d设置的一对芯体凹部29e、29f在沿轴向观察时呈隔着中心线cl2彼此线对称的形状。因此,在以下的说明中,一对芯体凹部29e、29f中,有时仅代表性地对位于周向一侧( θ侧)的芯体凹部29e进行说明。
66.在本实施方式中,芯体凹部29e中的位于最靠径向内侧处的部分在沿轴向观察时位于第二假想线il4a与第三假想线il4b之间,其中,第二假想线il4a穿过中心轴线j,且与第一夹缝部26的周向一侧( θ侧)的边缘部26a相切,第三假想线il4b在与第二假想线il4a的周向之间夹住第二磁通阻挡部52b,且穿过中心轴线j并与第二磁通阻挡部52b的边缘相切。在本实施方式中,第三假想线il4b在沿轴向观察时穿过磁体41b的角部中的位于周向另一侧(-θ侧)且径向外侧的角部。
67.在本实施方式中,芯体凹部29e中的位于最靠径向内侧处的部分在沿轴向观察时位于比第四假想线il4c更靠近与芯体凹部29e相邻的芯体凸部29d的位置,其中,第四假想线il4c穿过中心轴线j,且在周向上对第二假想线il4a和第三假想线il4b之间进行二等分。在本实施方式中,芯体凹部29e中的位于最靠径向内侧处的部分位于比第四假想线il4c靠周向另一侧(-θ侧)处。
68.在本实施方式中,在沿轴向观察时,一对第一假想线il3a、il3b与转子芯体20的径向外侧面交叉的部分彼此之间的周向距离与芯体凸部29d的径向外侧面处的周向尺寸相同,其中,一对第一假想线il3a、il3b分别与设置在第一夹缝部26的周向两侧的边缘部26a、26b上的各直线部26c、26f重叠地延伸。第一假想线il3a在沿轴向观察时沿直线部26c延伸,且穿过芯体凸部29d的径向外侧面中的周向一侧( θ侧)的端部。第一假想线il3b在沿轴向观察时沿直线部26f延伸,且穿过芯体凸部29d的径向外侧面中的周向另一侧(-θ侧)的端部。
69.芯体凸部29d的周向两侧的边缘部具有与第二夹缝部27a、27b的径向外侧的边缘部相连的连结部29c。连结部29c构成芯体凹部29e、29f的边缘部的一部分。在本实施方式中,连结部29c在沿轴向观察时呈朝径向内侧凹陷的圆弧状。连结部29c的曲率半径小于外侧连结部26d的曲率半径。换言之,外侧连结部26d的曲率半径大于连结部29c的曲率半径。由此,外侧连结部26d在沿轴向观察时比连结部29c长。
70.芯体凸部29d及一对芯体凹部29e、29f沿周向设有多个。芯体凸部29d及一对芯体凹部29e、29f针对每个第一夹缝部26设置。
71.通过设置芯体凹部29e、29f及芯体凸部29d,使得转子芯体20的径向外侧面在沿轴向观察时呈具有第一圆弧部29a和第二圆弧部29b的形状。第一圆弧部29a是转子芯体20中的半径最大的部分的径向外侧面。第一圆弧部29a在沿轴向观察时延伸为以中心轴线j为中
心的圆弧状。在本实施方式中,第一圆弧部29a由芯体凸部29d的径向外侧面构成。
72.第二圆弧部29b在沿轴向观察时延伸为具有与第一圆弧部29a不同的曲率半径的圆弧状。第二圆弧部29b的曲率半径小于第一圆弧部29a的曲率半径。在沿轴向观察时,磁极中心线cl1穿过第二圆弧部29b的周向的中心。第二圆弧部29b的周向中心的径向位置与第一圆弧部29a的径向位置相同。也就是说,在第二圆弧部29b的周向中心处,转子芯体20的半径也最大。
73.第一圆弧部29a和第二圆弧部29b分别设有多个。第一圆弧部29a和第二圆弧部29b沿周向交替设置。在本实施方式中,芯体凹部29e、29f分别设置于第二圆弧部29b的周向两端部。
74.如图6所示,当对定子60供给电力时,产生从定子60穿过转子芯体20内并再次返回定子60的磁通mf1、mf3。磁通mf1是穿过一对磁体41a、41b与第三磁通阻挡部53的径向之间的磁通。磁通mf1从第一圆弧部29a流入转子芯体20内,以朝径向内侧突出的曲线状流过一对磁体41a、41b与第三磁通阻挡部53的径向之间。流过一对磁体41a、41b与第三磁通阻挡部53的径向之间的磁通mf1从隔着第二圆弧部29b与所流入的第一圆弧部29a相邻的第一圆弧部29a流出至转子芯体20的外部,并返回定子60。磁通mf3从第二圆弧部29b流入转子芯体20内,穿过第二夹缝部27a、27b,并从第一圆弧部29a返回定子60。
75.而且,利用磁体40产生在转子芯体20与定子60之间流动的磁通mf2。磁通mf2在径向上穿过设置于不同磁极部70且彼此在周向上隔开间隔相邻地配置的磁体41a、41b。磁通mf2以朝径向内侧突出的曲线状在转子芯体20内流动。在图6的示例中,磁通mf2从第二圆弧部29b流出至转子芯体20的外部,并流向定子60。
76.根据本实施方式,铆接部23位于在周向上相邻的贯通孔32彼此之间的第一区域24。这里,贯通孔32(第三磁通阻挡部53)是磁通难以穿过的部分。因此,贯通孔32彼此的周向之间的第一区域24难以成为供磁通穿过的磁路。由此,当将铆接部23设置在第一区域24时,铆接部23不易阻碍在转子芯体20内流动的磁通。具体而言,当将铆接部23设置在第一区域24时,能抑制图6所示的磁通mf1受铆接部23阻碍。而且,能利用磁阻较高的铆接部23对磁通mf1从贯通孔32彼此之间朝径向内侧漏出进行抑制。由此,能对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。
77.而且,设置有贯通孔32(第三磁通阻挡部53)的部分例如由于设置有在轴向上贯通转子芯体20的孔等,从而,易于使质量比转子芯体20的其他部分小。因此,通过设置贯通孔32,能使转子芯体20轻量化。
78.而且,设置有贯通孔32(第三磁通阻挡部53)的部分例如由于设置有在轴向上贯通转子芯体20的贯通孔32等,从而,刚度容易降低。对此,铆接部23通过成为一部分在轴向上铆接的形状,从而,易于使刚度比转子芯体20的其他部分高。因此,通过将铆接部23设置于贯通孔32彼此之间的第一区域24,能对转子芯体20中的刚度容易降低的部分进行加强。
79.而且,在转子10旋转时,第一区域24容易产生周向的应力。尤其,如果像本实施方式这样设置有在轴向上贯通转子芯体20的贯通孔32等,使得转子芯体20的刚度在第一区域24的周边降低,则容易在第一区域24中产生周向的扭转应力。对此,通过将铆接部23设置于第一区域24,能对转子芯体20中的刚度容易降低的部分进行加强,因而即使产生周向的应力,也能对第一区域24变形等进行抑制。
80.而且,贯通孔32(第三磁通阻挡部53)彼此之间的第一区域24是容易在转子芯体20中确保得较宽的区域。因此,易于将铆接部23恰当地设置于第一区域24。由此,能利用铆接部23将板构件20a彼此恰当地固定。
81.而且,根据在本实施方式,铆接部23的至少一部分位于比第一区域24的径向中心靠径向内侧处。因此,易于将铆接部23配置为靠近径向内侧,能使铆接部23更不易阻碍磁通mf1。由此,能进一步对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。
82.而且,根据本实施方式,铆接部23在第一区域24中靠近径向内侧配置。因此,能使铆接部23更不易阻碍磁通mf1。由此,能进一步对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。
83.而且,根据本实施方式,铆接部23在沿轴向观察时沿径向延伸。因此,易于使铆接部23的周向的尺寸较小。由此,在确保铆接部23与贯通孔32(第三磁通阻挡部53)的周向间隔的同时易于减小贯通孔32彼此的间隔。因此,在确保第一区域24处的强度的同时易于增大贯通孔32。因此,能在确保转子芯体20的强度的同时对磁通mf1从贯通孔32彼此之间朝径向内侧漏出进行抑制。因此,能进一步对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。而且,由于能增大贯通孔32,因此能进一步使转子芯体20轻量化。
84.而且,根据本实施方式,铆接部23位于第二区域25的径向内侧,该第二区域25位于一对收容孔31a、31b的径向内端部彼此之间。第二区域25容易变得较窄,刚度容易变得较小。因此,通过将铆接部23设置于第二区域25的径向内侧,易于对第二区域25的刚度进行加强。而且,由于能避开较窄的第二区域25地配置铆接部23,易于利用铆接部23将板构件20a彼此恰当地固定。
85.而且,根据本实施方式,铆接部23的至少一部分在沿轴向观察时位于第一假想线il1a与第二假想线il1b的径向之间,其中,该第一假想线il1a与一对收容孔31a、31b中的一方的收容孔31a所延伸的方向平行且沿着一方的收容孔31a的径向内侧的边缘,该第二假想线il1b与第一假想线il1a平行且从径向外侧与贯通孔32(第三磁通阻挡部53)的边缘相切。因此,能使铆接部23更不易阻碍磁通mf1。由此,能进一步对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。
86.而且,根据本实施方式,铆接部23的至少一部分在沿轴向观察时位于比第三假想线il1c靠径向内侧处,该第三假想线il1c与第一假想线il1a及第二假想线il1b平行地延伸,且对第一假想线il1a与第二假想线il1b之间进行二等分。因此,易于将铆接部23配置为更靠近径向内侧,能使铆接部23更不易阻碍磁通mf1。由此,能进一步对旋转电机1的磁效率降低进行抑制。
87.而且,根据本实施方式,针对多个第一区域24的每一个设置铆接部23。因此,能进一步将板构件20a彼此牢固地固定。
88.而且,根据本实施方式,铆接部23包括位于凸部22的径向外侧的铆接部23。因此,即使在转子10旋转时对设置有凸部22的部分施加周向应力,也易于利用位于凸部22的径向外侧的铆接部23对板构件20a彼此剥离进行抑制。而且,即使在将凸部22压入凹部11a内的情况下,在对凸部22进行压入时,也易于对板构件20a彼此剥离进行抑制。
89.而且,根据本实施方式,通过设置芯体凹部29e、29f,能减少在设置有芯体凹部29e、29f的部分与定子60的径向之间流动的磁通。由此,能够易于使图6所示的磁通mf3恰当地流动。由此,能对在转子芯体20与定子60之间产生不需要的磁通流动进行抑制,能降低转
矩脉动。
90.而且,根据本实施方式,第一夹缝部26具有拓宽部26i,该拓宽部26i的周向尺寸朝径向外侧变大。拓宽部26i的径向外端部与第二夹缝部27a、27b相连,该第二夹缝部27a、27b位于芯体凹部29e、29f与第二磁通阻挡部52a、52b的径向之间。因此,能使与第二夹缝部27a、27b相连的拓宽部26i的径向外端部的周向宽度较大,能够易于在拓宽部26i分散应力。由此,能够对应力集中于第二夹缝部27a、27b进行抑制。因此,能在设置芯体凹部29e、29f以降低转矩脉动的同时,对第二夹缝部27a、27b变形及损伤等进行抑制。如此,根据本实施方式,能提高转子芯体20的刚度。而且,由于能使拓宽部26i的周向宽度较大,因而能易于使磁通在第一夹缝部26流动。具体而言,能够易于使图6所示的磁通mf1恰当地流动。由此,能提高旋转电机1的磁效率。
91.而且,根据本实施方式,外侧连结部26d、26g在沿轴向观察时比内侧连结部26e、26h长。因此,与内侧连结部26e、26h相比,在外侧连结部26d、26g处,能够易于使应力分散。由此,能够进一步对应力集中于第二夹缝部27a、27b进行抑制。而且,与内侧连结部26e、26h相比,在外侧连结部26d、26g处,易于增大第一夹缝部26的周向尺寸。由此,在产生的应力容易变大的径向外侧的部分,易于增大转子芯体20的刚度。因此,能进一步提高转子芯体20的刚度。
92.而且,根据本实施方式,内侧连结部26e、26h具有朝收容孔30的内侧突出且对磁体40进行支承的支承部28a。因此,在内侧连结部26e、26h中的设置有支承部28a的部分,能增大第一夹缝部26的周向尺寸。由此,能提高第一夹缝部26的径向内侧部分的刚度。因此,能进一步提高转子芯体20的刚度。
93.而且,根据本实施方式,在沿轴向观察时,一对第一假想线il3a、il3b与转子芯体20的径向外侧面交叉的部分彼此之间的周向距离与芯体凸部29d的径向外侧面处的周向尺寸相同,其中,一对第一假想线il3a、il3b分别与设置在第一夹缝部26的周向两侧的边缘部26a、26b上的各直线部26c、26f重叠地延伸。因此,能使穿过芯体凸部29d的径向外侧面、即第一圆弧部29a的磁通mf1充分地在第一夹缝部26流动。由此,能提高旋转电机1的磁效率。
94.而且,根据本实施方式,芯体凸部29d的周向两侧的边缘部具有与第二夹缝部27a、27b的径向外侧的边缘部相连的连结部29c。外侧连结部26d、26g在沿轴向观察时比连结部29c长。因此,在外侧连结部26d、26g,能够进一步易于使应力分散。由此,能够进一步对应力集中于第二夹缝部27a、27b进行抑制。
95.而且,根据本实施方式,转子芯体20的径向外侧面具有第一圆弧部29a和第二圆弧部29b。芯体凹部29e、29f分别设置于第二圆弧部29b的周向两端部。通过设置为这种形状,能够易于使图6所示的磁通mf3更恰当地流动。由此,能进一步减少转矩脉动。
96.而且,根据本实施方式,芯体凹部29e中的位于最靠径向内侧处的部分在沿轴向观察时位于第二假想线il4a与第三假想线il4b之间,其中,第二假想线il4a穿过中心轴线j,且与第一夹缝部26的周向一侧的边缘部26a相切,第三假想线il4b在与第二假想线il4a的周向之间夹住第二磁通阻挡部52b,且穿过中心轴线j并与第二磁通阻挡部52b的边缘相切。因此,易于使位于第二磁通阻挡部52b的径向外侧的第二夹缝部27a从定子60朝径向内侧离开,能对磁通mf3从第二夹缝部27a朝径向外侧漏出进行抑制。由此,能进一步降低转矩脉动。
97.而且,根据本实施方式,芯体凹部29e中的位于最靠径向内侧处的部分在沿轴向观察时位于比第四假想线il4c更靠近与芯体凹部29e相邻的芯体凸部29d的位置,其中,第四假想线il4c穿过中心轴线j,且在周向上对第二假想线il4a和第三假想线il4b之间进行二等分。由此,在与芯体凸部29d周向相邻的部分,能使磁通mf3更不易朝径向外侧漏出。由此,能进一步恰当地降低转矩脉动。
98.本发明不限于上述实施方式,还能在本发明的技术思想的范围内采用其他结构。铆接部只要位于在周向上相邻的贯通孔32(第三磁通阻挡部53)彼此之间的第一区域,就可以配置于任意位置。铆接部的形状没有特别限定。铆接部可以在沿轴向观察时呈圆形形状,也可以呈四边形形状以外的多边形形状。
99.铆接部也可以像图7示出的转子芯体120的铆接部123那样,在沿轴向观察时沿与径向交叉的方向延伸。根据该结构,能使铆接部123的周向尺寸较大。因此,能利用磁阻较高的铆接部123对磁通mf1从贯通孔32(第三磁通阻挡部53)彼此之间朝径向内侧漏出进行抑制。而且,由于易于使铆接部123的径向尺寸较小,因此能进一步对铆接部123阻碍磁通mf1的流动进行抑制。由此,能进一步对旋转电机的磁效率降低进行抑制。铆接部123例如呈在与磁极中心线cl1所延伸的径向正交的周向上延伸的长方形形状。铆接部123整体位于比假想圆ic3靠径向内侧处。
100.在周向上彼此隔开间隔地配置的多个贯通孔32(第三磁通阻挡部53)也可以是任意形状。该多个贯通孔可以在沿轴向观察时呈四边以上的多边形形状,也可以呈圆形形状,也可以呈椭圆形形状。
101.第一夹缝部只要具有拓宽部,就可以是任意形状。第一夹缝部中的外侧连结部和内侧连结部可以在沿轴向观察时呈直线状。第一夹缝部也可以不具有拓宽部。在沿轴向观察时,分别与设置在第一夹缝部的周向两侧的边缘部上的各直线部重叠地延伸的一对假想线(第一假想线il3a、il3b)与转子芯体的径向外侧面交叉的部分彼此之间的周向距离也可以大于芯体凸部的径向外侧面处的周向尺寸。也可以不设置芯体凸部和芯体凹部。
102.各磁极部也可以分别配置有三个以上的磁体。例如,各磁极部可以除了上述的实施方式的一对磁体41a、41b,还配置有位于磁体41a、41b的径向外侧且在沿轴向观察时沿与径向正交的方向延伸的磁体。在该情况下,在各磁极部,三个磁体在沿轴向观察时沿形状配置。而且,也可以除了磁体41a、41b,还配置有一对磁体,该一对磁体位于磁体41a、41b的径向外侧,且在沿轴向观察时,沿随着从径向内侧朝径向外侧而彼此在周向上分离的方向延伸。也就是说,可以使沿随着朝向径向外侧而在周向上扩展的v字形状配置的两对磁体在径向上排列地配置。
103.设置于轴和中央孔的凸部和凹部也可以设置为与上述实施方式相反。也就是说,可以使中央孔具有凹部,轴具有嵌合于凹部的凸部。也可以不设置凹部和凸部。
104.应用本发明的旋转电机不限于电动机,也可以是发电机。旋转电机的用途并没有特别限定。旋转电机例如可以装设于车辆,也可以装设于车辆以外的设备。以上,本说明书中说明的结构在不相互矛盾的范围内能进行适当组合。
再多了解一些

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