CN209627080U - 旋转电机的转子以及具备所述转子的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转电机的转子以及具备所述转子的旋转电机，所述旋转电机的转子能够降低扭矩脉动且能够旋叠电磁钢板。在旋转电机的转子(10)中，磁极部具有：基准磁极部(140)，配置在绕旋转轴心(O)而将所述转子N等分的位置，所述N为2以上的整数；以及n个随机配置磁极部(141)、(142)、…，配置在基准磁极部(140)之间，所述n为1以上的整数。从基准磁极部(140)沿着周方向逆时针旋转地从靠近基准磁极部(140)的一侧算起的第k个随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与基准磁极部(140)的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，所述k为1至n的整数。而且，磁铁嵌入孔(13)是配置在将转子(10)绕旋转轴心(O)旋转360/N度时重叠的位置。

Description

旋转电机的转子以及具备所述转子的旋转电机

技术领域

本实用新型涉及一种旋转电机的转子(rotor)，尤其涉及一种在转子芯的内部沿周方向配置有多个永磁铁的旋转电机的转子以及具备所述转子的旋转电机。

背景技术

以往，已知有所谓的内置式永磁(Interior Permanent Magnet，IPM)马达，其使用在转子芯(rotor core)的内部沿周方向配置有多个永磁铁的转子，来作为用于旋转电机的转子。此种旋转电机存在下述问题：若要实现高扭矩、高输出化，则伴随于此，成为噪音、振动原因的扭矩脉动(torque ripple)将变大。因此，作为降低扭矩脉动的方式，例如已知有专利文献1所记载的技术。

在专利文献1中揭示了一种旋转电机的转子，其是在转子芯中沿周方向嵌设有多个永磁铁的旋转电机的转子，且各永磁铁是以从中心轴线观察分别呈不等角度间隔的方式而配置。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2011-083047号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

但是，专利文献1的旋转电机的转子中，从旋转轴方向观察时，各永磁铁的角度间隔全部不同，因此在将多个电磁钢板予以层叠而制造转子芯的情况下，有可能无法旋叠，而在磁性上残留方向性的问题。

本实用新型提供一种能够降低扭矩脉动且能够旋叠电磁钢板的旋转电机的转子。

[解决问题的技术手段]

本实用新型是一种旋转电机的转子，其包括：

转子芯，包含经层叠的多个电磁钢板，且在周方向上具有多个磁铁嵌入孔；以及

多个磁极部，包含插入至所述磁铁嵌入孔内的永磁铁，其中，

所述磁极部包括：基准磁极部，配置在绕所述旋转轴心而将所述转子N等分的位置，所述N为2以上的整数；以及n个随机配置磁极部，配置在所述基准磁极部间，所述n为1以上的整数，

从所述基准磁极部沿着周方向逆时针旋转地从靠近所述基准磁极部的一侧算起的第k个所述随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与所述基准磁极部的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，所述k为1至n的整数，

所述磁铁嵌入孔是配置在将所述转子绕旋转轴心旋转360/N度时重叠的位置。

本实用新型是一种旋转电机，其具备如上所述的转子，其中，

所述旋转电机的转子，在所述转子的内径侧具备离合机构，

在所述转子芯中，沿轴方向延伸设置有与所述离合机构连通的液体路径，

所述液体路径是配置在沿周方向以最大的间隔而配置的所述磁极部间。

本实用新型的旋转电机，在所述转子芯中，在所述液体路径与最靠近所述液体路径的所述磁极部之间设有孔部。

本实用新型的旋转电机，在所述孔部内，填充有热阻率比所述电磁钢板大的材料。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，从配置在绕旋转轴心而将转子N等分(N为2以上的整数)的位置处的基准磁极部沿着周方向逆时针旋转地从靠近基准磁极部的一侧算出的第k个(k＝1、2、…、n)随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与基准磁极部的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，因此能够降低扭矩脉动。而且，磁铁嵌入孔是配置在将转子绕旋转轴心旋转360/N度时重叠的位置，因此能够旋叠电磁钢板。

附图说明

图1是从轴方向观察本实用新型的第1实施方式的旋转电机的正面图。

图2是表示图1的旋转电机所产生的扭矩脉动的图表。

图3是图1的变形例的旋转电机的局部放大图。

图4是图3的立体图。

图5是从轴方向观察本实用新型的第2实施方式中的旋转电机的正面图。

符号的说明

1：旋转电机

10、10A：转子

11：转子芯

12：电磁钢板

13：磁铁嵌入孔

14：永磁铁

140：基准磁极部

141、142、143、144、145：随机配置磁极部

15：液体路径

16：孔部

30：湿式离合器机构(离合机构)

具体实施方式

以下，基于附图来说明本实用新型的旋转电机的转子的各实施方式。

[第1实施方式]

首先，一边参照图1至图4，一边说明本实用新型的第1实施方式的旋转电机的转子10。

如图1所示，本实施方式的旋转电机1包括：圆环形状的转子10，安装于转子轴(未图示)的外周部；以及圆环形状的定子20，与转子10的外周部相向配置。

定子20包括：圆环形状的定子芯21，配置在转子10的外周部；以及线圈22，插入在定子芯21的内周面沿着周方向而等间隔地设置的槽部(本实施方式中为36个)内。

转子10包括：转子芯11，通过将大致同一形状的圆环状的电磁钢板12例如硅钢板沿轴方向多个层叠而形成，且在周方向上形成有多个磁铁嵌入孔13；以及永磁铁14，被插入磁铁嵌入孔13内。

磁铁嵌入孔13是将以朝向转子芯11的外周面呈大致V字状的方式而配置的两个磁铁嵌入孔13作为一组，在转子芯11的周方向上形成有12组。进而，磁铁嵌入孔13是以将转子10绕旋转轴心O旋转180度时重叠的方式而配置。

永磁铁14沿径方向受到磁化，且构成为，插入在前述的两个一组的磁铁嵌入孔13内的永磁铁14的磁化方向为相同，且构成为，磁化方向与插入在相邻组的磁铁嵌入孔13内的永磁铁14不同。由此，在转子10中，沿周方向形成12个磁极部。

磁极部包括：两个基准磁极部140，配置在使转子10绕旋转轴心O进行二等分的位置；以及五个随机配置磁极部141、142、143、144、145，在基准磁极部140之间逆时针旋转地配置。

在普通的旋转电机的转子中，磁极部是等间隔地配置，因此在磁极部的数量为12个的情况下，以360÷12＝30度的间隔来配置磁极部。即，随机配置磁极部141、142、143、144、145一般是配置成：处于从靠近基准磁极部140的一侧算起的第k个(k＝1、2、…、5)随机配置磁极部的d轴即d_k，与基准磁极部140的d轴即d_O，所成的角θ_k为30×k度的位置。

本实施方式的随机配置磁极部141、142、143、144、145是配置成：处于θ_k自30×k度偏离规定角度的位置。具体而言，随机配置磁极部141的d轴即d₁与d_O所成的角θ₁为自30度偏离-2.5度的27.5度。而且，随机配置磁极部142的d轴即d₂与d_O所成的角θ₂为自60度偏离-2.5度的57.5度。同样地，θ₃为自90度偏离-2.5度的87.5度，θ₄为自120度偏离+2.5度的122.5度，θ₅为自150度偏离+2.5度的152.5度。

由此，本实施方式的旋转电机1的转子10如图2所示，较之θ_k＝30×k度，即，12个磁极部全部等间隔地配置的情况，能够降低所产生的扭矩脉动。进而，磁铁嵌入孔13是配置成：将转子10绕旋转轴心O旋转180度时重叠，因此能够旋叠电磁钢板12。

也可如图3及图4所示，在转子10的内径侧，设有离合机构例如湿式离合器(clutch)机构30。

湿式离合器机构30包含：内毂(inner hub)(未图示)，设在转子轴(未图示)的外周面；圆环状的离合器片(clutch plate)(未图示)，嵌合于内毂的外周面；离合器外毂(outerhub)31，设于转子10的内周面；以及圆环状的摩擦片(friction plate)(未图示)，嵌合于离合器外毂31的内周面，通过离合器片与摩擦片的释放或紧固，从而进行动力的离合。离合器外毂31是将转子10的旋转轴心O作为旋转轴心的圆环状，内周面具有凹凸形状。然后，通过所述凹凸形状，与圆环状的摩擦片(未图示)的外周面嵌合。

在离合器外毂31中，设有贯穿内周面与外周面的连通路32，与设在转子芯11中的液体路径15连通。液体路径15既可为沿轴方向贯穿转子芯11的孔部，也可为如图3及图4所示那样形成在转子芯11内周面的槽部。用于对湿式离合器机构30进行润滑、冷却的液体如图4所示，从转子轴通过湿式离合器机构30，并从连通路32通过液体路径15而排出至转子10的外部。图4中的箭头是表示液体的流动方向的箭头。

从轴方向观察，液体路径15是设于随机配置磁极部143与随机配置磁极部144之间。此处，随机配置磁极部143与随机配置磁极部144之间，设于转子10的12个磁极部中，磁极部间的周方向间隔为最大。磁极部间的周方向间隔最大的部分充分确保了磁通所通过的区域，因此能够将因在转子芯11中设置液体路径15造成的磁通密度的降低抑制为最小，且能够将用于对湿式离合器机构30进行润滑、冷却的液体排出至转子10的外部。另外，所述液体将通过在磁极部间的周方向间隔最大的部分所设的液体路径15，因此能够降低所述液体的热传递至永磁铁14。

进而，如图3及图4所示，随机配置磁极部143与随机配置磁极部144是距离液体路径15最近的磁极部，在转子芯11中，在液体路径15与随机配置磁极部143之间以及液体路径15与随机配置磁极部144之间，分别设有孔部16，所述孔部16从轴方向观察而具有与距离液体路径15最近的永磁铁14大致平行的椭圆形状，且沿轴方向延伸。通过液体路径15的液体的热通过孔部16而传递至永磁铁14，但由于孔部16内的空气的导热率比电磁钢板12低，因此能够进一步降低所述液体的热传递至永磁铁14。

在孔部16中，也可填充有热阻率比电磁钢板12大的材料，例如树脂或发泡材等。在此情况下，由于填充在孔部16内的材料的导热率比电磁钢板12低，因此也能够降低用于对湿式离合器机构30进行润滑、冷却的液体的热传递至永磁铁14。

[第2实施方式]

继而，一边参照图5，一边说明本实用新型的第2实施方式的旋转电机的转子10A。另外，以下的说明中，对于与第1实施方式的转子10相同的构成元件，标注相同的符号并省略或简化说明。

第1实施方式的转子10是包括：两个基准磁极部140，配置在使转子10绕旋转轴心O进行二等分的位置；以及五个随机配置磁极部141、142、143、144、145，在基准磁极部140之间逆时针旋转地配置，但第2实施方式的转子10A包括：三个基准磁极部140，配置在使转子10A绕旋转轴心O进行三等分的位置；以及三个随机配置磁极部141、142、143，在基准磁极部140之间逆时针旋转地配置。并且，磁铁嵌入孔13是配置成：将转子10绕旋转轴心O旋转120度时重叠。

本实施方式的随机配置磁极部141、142、143是配置成：处于θ_k为自30×k度偏离规定角度的位置。具体而言，随机配置磁极部141的d轴即d₁与d_O所成的角θ₁为自30度偏离-2.5度的27.5度。而且，随机配置磁极部142的d轴即d₂与d_O所成的角θ₂为自60度偏离-2.5度的57.5度。同样地，θ3为自90度偏离+2.5度的92.5度。

另外，为了使说明变得简单且明确，第1实施方式中，采用了配置在使转子10绕旋转轴心O进行二等分的位置处的两个基准磁极部140，第2实施方式中，采用了配置在使转子10A绕旋转轴心O进行三等分的位置处的三个基准磁极部140，但并不限于二等分或三等分，也可在N等分(N为2以上的整数)的位置配置N个基准磁极部140。

此时，磁铁嵌入孔13是配置在将转子绕旋转轴心O旋转360/N度时重叠的位置。

另外，第1实施方式中，采用了在基准磁极部140之间逆时针旋转地配置的五个随机配置磁极部141、142、143、144、145，在第2实施方式中，采用了在基准磁极部140之间逆时针旋转地配置的三个随机配置磁极部141、142、143，但也可在基准磁极部间配置n个(n为1以上的整数)随机配置磁极部。

此时，逆时针旋转地从靠近基准磁极部140的一侧算起的第k个(k＝1、2、…、n)随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴d_k与基准磁极部140的d轴d_O所成的角θ_k为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置。

另外，第1实施方式及第2实施方式中，是设为θ_k自360k/N(n+1)度偏离+2.5度或-2.5度的位置，但能够偏离除0度以外的任意角度，也可各不相同。

再者，前述的实施方式可适当地进行变形、改良等。例如，在第1实施方式及第2实施方式中，将两个永磁铁14作为一组而形成一个磁极部，但也可由一个永磁铁14形成一个磁极部，还可将三个以上的永磁铁14作为一组而形成一个磁极部。另外，例如，用于对湿式离合器机构30进行润滑、冷却的液体是从转子轴通过湿式离合器机构30，并从连通路32通过液体路径15而排出至转子10的外部，但也可从液体路径15通过连通路32而导入湿式离合器机构30。

另外，本说明书中至少记载了以下的事项。再者，括号内示出了所述实施方式中对应的构成元件等，但并不限定于此。

(1)一种旋转电机(旋转电机1)的转子(转子10)，其包括：

转子芯(转子芯11)，包含经层叠的多个电磁钢板(电磁钢板12)，且在周方向上具有多个磁铁嵌入孔(磁铁嵌入孔13)；以及

多个磁极部，包含插入至所述磁铁嵌入孔内的永磁铁(永磁铁14)，其中

所述磁极部包括：基准磁极部(基准磁极部140)，配置在绕旋转轴心而将所述转子N等分(N为2以上的整数)的位置；以及n个(n为1以上的整数)随机配置磁极部(随机配置磁极部141、142、143、144、145)，配置在所述基准磁极部间，

从所述基准磁极部沿着周方向逆时针旋转地从靠近所述基准磁极部的一侧算起的第k个(k＝1、2、…、n)所述随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与所述基准磁极部的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，

所述磁铁嵌入孔是配置在将所述转子绕旋转轴心(旋转轴心O)旋转360/N度时重叠的位置。

根据(1)，从配置在绕旋转轴心而将转子N等分(N为2以上的整数)的位置处的基准磁极部沿着周方向逆时针旋转地从靠近基准磁极部的一侧算出的第k个(k＝1、2、…、n)随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与基准磁极部的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，因此既能实现旋转电机的高扭矩、高输出化，又能降低扭矩脉动。另外，磁铁嵌入孔是配置在将转子绕旋转轴心旋转360/N度时重叠的位置，因此能够旋叠电磁钢板，通过进行旋叠，能够抑制转子局部性地发热。

(2)一种旋转电机，其具备(1)所述的转子，其中，

所述旋转电机在所述转子的内径侧具备离合机构(湿式离合器机构30)，

在所述转子芯中，沿轴方向延伸设置有与所述离合机构连通的液体路径(液体路径15)，

所述液体路径是配置在沿周方向以最大的间隔而配置的所述磁极部间。

根据(2)，在转子芯中，在沿周方向以最大的间隔而配置的磁极部间，设有通过离合机构的液体的液体路径，因此既能抑制磁通密度的下降，又能将从离合机构排出的液体排出至转子外部。另外，所述液体将通过在磁极部间的距离长的部分处所设的液体路径，因此能够降低所述液体的热传递至磁极部。

(3)根据(2)所述的旋转电机，其中

在所述转子芯中，在所述液体路径与最靠近所述液体路径的所述磁极部之间设有孔部。

根据(3)，在转子芯中，在液体路径与最靠近所述液体路径的磁极部之间设有孔部，因此能够降低从离合机构排出的液体的热传递至永磁铁。

(4)根据(3)所述的旋转电机，其中

在所述孔部内，填充有热阻率比所述电磁钢板大的材料。

根据(4)，在孔部内，填充有热阻率比电磁钢板大的材料，因此能够降低从离合机构排出的液体的热传递至永磁铁。

Claims (4)

1.一种旋转电机的转子，其包括：

转子芯，包含经层叠的多个电磁钢板，且在周方向上具有多个磁铁嵌入孔；以及

多个磁极部，包含插入至所述磁铁嵌入孔内的永磁铁，

所述旋转电机的转子的特征在于，

所述磁极部包括：基准磁极部，配置在绕旋转轴心而将所述转子N等分的位置，所述N为2以上的整数；以及n个随机配置磁极部，配置在所述基准磁极部间，所述n为1以上的整数，

从所述基准磁极部沿着周方向逆时针旋转地从靠近所述基准磁极部的一侧算起的第k个所述随机配置磁极部是配置成：处于所述随机配置磁极部的d轴与所述基准磁极部的d轴所成的角为自360k/N(n+1)度偏离规定角度的位置，所述k为1至n的整数，

所述磁铁嵌入孔是配置在将所述转子绕所述旋转轴心旋转360/N度时重叠的位置。

2.一种旋转电机，其具备权利要求1所述的转子，所述旋转电机的特征在于，

所述旋转电机在所述转子的内径侧具备离合机构，

在所述转子芯中，沿轴方向延伸设置有与所述离合机构连通的液体路径，

所述液体路径是配置在沿周方向以最大的间隔而配置的所述磁极部间。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

在所述转子芯中，在所述液体路径与最靠近所述液体路径的所述磁极部之间设有孔部。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

在所述孔部内，填充有热阻率比所述电磁钢板大的材料。