[发明专利]用于旋转电机的转子

说明书

技术领域

本申请涉及用于旋转电机的转子，该旋转电机例如在汽车中用作电动马达和发电机。

背景技术

诸如在日本专利申请公开文件No.2006-254599中公开的内置永磁体式(IPM)马达通常具有多个沿其转子芯的圆周方向嵌入在该转子芯中的永磁体。

图9示出了常规IPM马达10的整体结构。如图所示，马达10包括旋转轴11、转子14和定子18。

转子14包括中空圆筒形的转子芯12和多个永磁体13。通过沿轴向方向叠置多个环形磁钢片且将其同轴地固定在旋转轴11上而形成转子芯12。永磁体13嵌入在转子芯12中，从而形成多个磁极，这些磁极沿转子芯12的圆周方向以预定的间距间隔开，并且这些磁极的极性沿圆周方向是南北交替的。

定子18包括中空圆筒形的定子芯17和定子线圈16。定子芯17具有多个狭槽(未示出)，这些狭槽形成在定子芯17的径向内表面中并且沿定子芯17的圆周方向以预定的间距间隔开。定子芯17同轴地设置在转子芯12的径向外侧，并且在转子芯12与定子芯17之间形成有预定的环形间隙。定子线圈16安装在定子芯17上，从而被部分地接收在定子芯17的狭槽中。

现参照图10，转子芯12具有多个成对的通孔12a，其形成在转子芯12的径向外缘的附近。每个通孔12a均沿转子芯12的轴向延伸从而贯穿转子芯12。成对的通孔12a沿转子芯12的圆周方向以预定的间距间隔开。此外，每对通孔12a设置成形成朝向转子芯12的径向外缘敞开的大致截头的V形。每个永磁体中13都被保持在转子芯12的相应的一个通孔12a中，从而沿转子芯12的轴向延伸。而且，对于转子芯12的每对通孔12a，分别保持在成对的通孔12a中的两个永磁体13共同在转子芯12的径向外缘上形成其中一个磁极。此外，当沿转子芯12的轴向方向观察时，两个永磁体13对称设置，并且相对于沿转子芯12的圆周方向平分磁极的磁极中心线C1倾斜延伸。另外，转子芯12还具有多个柱部12b，每个柱部12b形成为从转子芯12的嵌有永磁体13的环形部沿对应的其中一个磁极的中心线C1径向向内延伸。

利用转子14的上述结构，能够利用由于转子14的磁阻的各向异性而产生的磁阻转矩。

然而，在转子14中，由每对永磁体13所产生的磁通量将经由转子芯12的对应的柱部12b径向向内(即，朝向旋转轴11)泄露，如由图10中的标有箭头的虚线Y1所示。由此，将降低可用的磁阻转矩。

为了解决上述问题，能够如图11中所示构造转子24。具体地，在转子24中，对于每对永磁体23，在由成对的永磁体23构成的磁极的中心部的径向内侧形成有较大的开口22c。开口22c沿转子芯22的轴向延伸以贯穿转子芯22，并具有与成对的永磁体23大致相同的角度范围。由此，利用开口22c，增大了转子24在磁极的中心部处的磁阻，从而增大了可用的磁阻转矩。

然而，利用上述结构，在转子24的旋转期间，对于每个开口22c，位于开口22c径向外侧的转子芯22的径向外横梁部22e将由于离心力而径向向外移动。由此，不可能将形成在马达的转子24与定子(未示出)之间的环形空气间隙保持在预定值。

为了将环形间隙保持在预定值，进一步参照图12，有可能为每个开口22c设置用于加强转子芯22的柱部22f。柱部22f沿开口22c的在转子芯22的圆周方向上平分开口22c的中心线径向延伸，从而使转子芯22的分别位于开口22c的径向内侧和径向外侧的一对径向内横梁部22d和径向外横梁部22e相连。

然而，利用上述柱部22f，存在与图10的柱部12b相同的问题。即，由对应的成对的永磁体23所产生的磁通量将经由柱部22f径向向内泄露，从而降低可用的磁阻转矩。

此外，为了降低经由柱部22f的磁通量泄漏，人们可考虑减小柱部22f的圆周方向的厚度。然而，在这种情况下，转子芯22的强度将相应地降低，从而使得转子芯22难于抵抗转子22的旋转期间产生的离心力。

发明内容