旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型公開(kāi)的實(shí)施方式涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，記載了矩形形狀的永磁鐵呈放射狀等間隔地配置于轉(zhuǎn)子鐵 芯的電動(dòng)機(jī)。
[0003] 專(zhuān)利文件1 :日本特開(kāi)2010 - 4722號(hào)公報(bào)
[0004] 在上述現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面是圓筒面狀。因此，經(jīng)由永磁鐵的徑向外側(cè) 的端面和轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面之間的間隙的磁極間的漏磁增大，存在由于有效磁通減少而導(dǎo) 致輸出降低的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型正是鑒于這樣的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供通過(guò)增大有效磁通而 能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0006] 為解決上述課題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)觀點(diǎn)，應(yīng)用一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具備定子和 轉(zhuǎn)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有：轉(zhuǎn)子鐵芯；多個(gè)永磁鐵，它們埋入于所述轉(zhuǎn)子鐵芯；以及平坦部， 其形成于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向的外周面。
[0007] 此外，為了解決上述課題，根據(jù)本實(shí)用新型的另一觀點(diǎn)，應(yīng)用一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具 備定子和轉(zhuǎn)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有：圓筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯；多個(gè)永磁鐵，它們埋入于所述轉(zhuǎn)子 鐵芯；以及使所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向的外周面和所述永磁鐵的所述徑向的外側(cè)的端面之間的 厚度在圓周方向上大致均勻的構(gòu)件。
[0008] 實(shí)用新型效果
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)增大有效磁通而能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高輸出化。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的與軸向垂直的橫截面圖。
[0011] 圖2a是表示比較例1的轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁鐵周?chē)拇磐芏确植嫉恼f(shuō)明圖。
[0012] 圖2b是表示實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁鐵周?chē)拇磐芏确植嫉恼f(shuō)明圖。
[0013] 圖3是表示比較例1的轉(zhuǎn)子鐵芯的表面的磁通密度分布、以及實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子鐵 芯的表面的磁通密度分布的曲線圖。
[0014] 圖4是表示比較例2的轉(zhuǎn)子鐵芯的說(shuō)明圖。
[0015] 圖5是表示沿與徑向垂直的方向配置永磁鐵的情況下的轉(zhuǎn)子鐵芯的橫截面圖。
[0016] 圖6是表示沿與徑向垂直的方向配置永磁鐵的情況下的轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁鐵周?chē)?的磁通密度分布的說(shuō)明圖。
[0017] 圖7是形成了鉚接部的情況下的轉(zhuǎn)子鐵芯的橫截面圖。
[0018] 圖8是表示在永磁鐵的半徑方向外側(cè)設(shè)置了空隙的情況下的轉(zhuǎn)子鐵芯的一部分 的橫截面圖。
[0019] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0020] 1:旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
[0021] 2:定子；
[0022] 3 :轉(zhuǎn)子；
[0023] 5 :轉(zhuǎn)子鐵芯；
[0024] 6 :平坦部（使厚度在圓周方向上大致均勻的構(gòu)件）；
[0025] 7:圓筒面部；
[0026] 8 :磁極部；
[0027] 11:永磁鐵；
[0028] 14 :漏磁的流路部分；
[0029] 17 :鉚接部；
[0030] 18 :空隙（使厚度在圓周方向上大致均勻的構(gòu)件）。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下，參照附圖對(duì)一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0032] <旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)>
[0033] 首先，使用圖1，對(duì)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電 機(jī)1是內(nèi)轉(zhuǎn)子型的馬達(dá)，其具備：定子2,其為具有未圖示的電樞繞線的電樞；和轉(zhuǎn)子3,其 為具有永磁鐵11的勵(lì)磁部，并且，轉(zhuǎn)子3配置在定子2的內(nèi)側(cè)。更詳細(xì)地講，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1是 在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)部具備上述永磁鐵11的IPM(Interior Permanent Magnet，內(nèi)置式永磁）馬 達(dá)。轉(zhuǎn)子3固定于貫通其中心的軸4。
[0034] 〈轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)〉
[0035] 轉(zhuǎn)子3以隔開(kāi)間隔的方式與定子2的內(nèi)周面對(duì)置配置。該轉(zhuǎn)子3具備轉(zhuǎn)子鐵芯5 和埋入于轉(zhuǎn)子鐵芯5的多個(gè)（在該例中為10個(gè)。但也可以是10個(gè)以外）上述永磁鐵11。 轉(zhuǎn)子鐵芯5具有沿軸向?qū)盈B固定多張電磁鋼板而形成的層疊體結(jié)構(gòu)。
[0036] 轉(zhuǎn)子鐵芯5具有在圓周方向上等間隔地配置的多個(gè)（在該例中為10個(gè)）磁極部 8以及與軸4連結(jié)的圓筒部9。在圓周方向上相鄰的磁極部8之間配置有永磁鐵11。轉(zhuǎn)子 鐵芯5是大致圓筒狀，但在其外周面（徑向的外周面）形成有平坦部6。平坦部6例如通 過(guò)對(duì)外周面進(jìn)行D - CUT來(lái)形成。平坦部6形成為與永磁鐵11數(shù)量相同（在該例中為10 個(gè)），并分別位于與永磁鐵11相同的角度。即，平坦部6位于圓周方向上相鄰的磁極部8之 間。在轉(zhuǎn)子鐵芯5的外周面，在周向上交替配置有平坦部6和平坦部6以外的圓筒面部7。
[0037] 永磁鐵11在轉(zhuǎn)子鐵芯5的軸向上形成為長(zhǎng)方體形狀，與軸向垂直的截面具有在半 徑方向上較長(zhǎng)的矩形形狀。各永磁鐵11被插入固定在設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵芯5的軸向的貫通孔 10中。其結(jié)果為，多個(gè)永磁鐵11以半徑方向外側(cè)端與轉(zhuǎn)子鐵芯5的平坦部6對(duì)置的姿勢(shì)呈 放射狀配置。
[0038] 各永磁鐵11在與轉(zhuǎn)子鐵芯5的半徑方向及軸向垂直的方向（大致圓周方向）上 被磁化。多個(gè)永磁鐵11被配置成在圓周方向上相鄰的永磁鐵11的相同的磁極彼此相互對(duì) 置。即，多個(gè)永磁鐵11被配置成在某個(gè)磁極部8處使N極彼此相對(duì)，在其相鄰的磁極部8 處使S極彼此相對(duì)。永磁鐵11的N極相對(duì)的磁極部8成為N極，永磁鐵11的S極相對(duì)的 磁極部8成為S極。從成為N極的磁極部8朝向成為S極的磁極部8的磁通與定子2的線 圈繞線（電樞繞線）交鏈（鎖交），從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
[0039] 在轉(zhuǎn)子鐵芯5的相鄰的永磁鐵11之間的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)置有沿軸向貫通轉(zhuǎn)子鐵 芯5的空隙12。在該例中，空隙12的與軸向垂直的橫截面形狀是大致五邊形形狀，空隙12 具有：與永磁鐵11的作為磁通產(chǎn)生面的側(cè)面對(duì)置的半徑方向的磁鐵對(duì)置面12a、和與磁鐵 對(duì)置面12a連接的半徑方向外側(cè)的磁通引導(dǎo)面12b?？障?2的磁鐵對(duì)置面12a在與永磁 鐵11的磁通產(chǎn)生面之間具有狹窄的間隙，并且大致平行?？障?2利用磁通引導(dǎo)面12b將 成為N極的磁極部8的永磁鐵11的磁通引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子3的外周側(cè)，另一方面，利用磁鐵對(duì)置 面12a，降低相鄰的2個(gè)永磁鐵11之間的向轉(zhuǎn)子3的內(nèi)徑側(cè)的漏磁。
[0040] <轉(zhuǎn)子鐵芯中的永磁鐵周?chē)拇磐芏确植?gt;
[0041] 在圖2a和圖2b中示出了比較例1和本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子鐵芯5中的永磁鐵11周 圍的磁通密度分布。比較例1的轉(zhuǎn)子鐵芯5在外周面沒(méi)有形成平坦部，而是成為圓筒面13。
[0042] 如圖2a所示，在比較例1中，轉(zhuǎn)子鐵芯5的外周面成為圓筒面13。因此，永磁鐵 11的半徑方向外側(cè)的端面Ila和圓筒面13之間的間隙14變大。特別地，圓筒面13是向外 側(cè)隆起的形狀，因此，間隙14朝向永磁鐵11的中央部（圓周方向的中央部）而增大。其結(jié) 果為，磁極部8之間的漏磁M的流路面積變大，漏磁M變多。
[0043] 與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，如圖2b所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯5的外周面形成有平坦部6。 利用該平坦部6,能夠減小外周面和永磁鐵11的端面Ila之間的間隙14,并且能夠使間隙 14的厚度均勻。其結(jié)果為，與比較例1相比，能夠減小磁極部8之間的漏磁M的流路面積， 間隙14的部分容易磁飽和。因此，能夠減少漏磁M。另外，平坦部6相當(dāng)于使轉(zhuǎn)子鐵芯的徑 向的外周面和永磁鐵的徑向外側(cè)的端面之間的厚度在圓周方向上大致均勻的構(gòu)件的一個(gè) 例子。
[0044] <實(shí)施方式的效果>
[0045] 如以上所說(shuō)明的，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，在轉(zhuǎn)子鐵芯5的徑向的外周面形 成有平坦部6。在平坦部6的形成部分處，與未設(shè)有該平坦部6的情況相比，能夠使轉(zhuǎn)子鐵 芯5的外周面位于徑向內(nèi)側(cè)。即，通過(guò)與轉(zhuǎn)子鐵芯5內(nèi)的成為漏磁M的流路的部分（磁極部 8彼此之間）對(duì)應(yīng)地形成平坦部6,能夠使該漏磁M的流路面積減小，從而容易磁飽和。其 結(jié)果為，與轉(zhuǎn)子鐵芯5是圓筒狀的上述比較例1相比，能夠減少轉(zhuǎn)子鐵芯5內(nèi)的漏磁M。因 此，能夠增大永磁鐵11的有效磁通，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1高輸出化。
[0046] 并且，在比較例1的情況下，如圖3所示，轉(zhuǎn)子鐵芯5的表面的磁通密度分布成為 以磁極部8(中心位置=角度18° )為中心的大致梯形形狀（或者大致矩形形狀）的分布， 產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，成為噪音、振動(dòng)等的主要原因。在本實(shí)施方式中，如圖3所示，利用上 述結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯5的表面的磁通密度分布成為以磁極部8(中心位置=角度18° )為中心 的接近正弦波形狀的分布。由此，能夠降低齒槽轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，能夠降低噪音、振動(dòng)等。
[0047] 此外，為了防止磁極部8之間的漏磁，例如如圖4所示，考慮了將轉(zhuǎn)子鐵芯5中的 永磁鐵11的半徑方向外側(cè)形成為空隙15的結(jié)構(gòu)。在該比較例2的情況下，在磁極部8的 根部16產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此，為了確保轉(zhuǎn)子鐵芯5的強(qiáng)度而需要使磁極部8的根部16較粗 (增大永磁鐵11的間隔），其結(jié)果為，存在向轉(zhuǎn)子鐵芯5的內(nèi)徑側(cè)的漏磁增大的問(wèn)題。在本 實(shí)施方式中，在永磁鐵11的外周側(cè)存在鐵芯，因此能夠確保轉(zhuǎn)子鐵芯5的強(qiáng)度。其結(jié)果為， 與比較例2相比，能夠減小永磁鐵11的間隔，因此能夠減少向內(nèi)徑側(cè)的漏磁。因此，能夠增 大有效磁通，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1高輸出化。
[0048] 并且，在本實(shí)施方式中，特別地，多個(gè)永磁鐵11以在圓周方向上相鄰的永磁鐵11 的相同的磁極彼此相互對(duì)置的方式呈放射狀地配置于轉(zhuǎn)子鐵芯5,平坦部6形成為與永磁 鐵11數(shù)量相同，并分別位于與永磁鐵11相同的角度。通過(guò)這樣的放射狀的配置結(jié)構(gòu)，能夠 增大永磁鐵11的放入量，使磁通集中于磁極部8。
[0049] 另外，下面示出了本申請(qǐng)的發(fā)明人等對(duì)本實(shí)施方式、比較例1及比較例2的馬達(dá)進(jìn) 行的馬達(dá)性能的仿真結(jié)果的一個(gè)例子。
[0050]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具備定子和轉(zhuǎn)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有： 轉(zhuǎn)子鐵芯； 多個(gè)永磁鐵，它們埋入于所述轉(zhuǎn)子鐵芯；以及 平坦部，其形成于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向的外周面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子鐵芯具有在圓周方向上等間隔地配置的多個(gè)磁極部， 所述平坦部位于所述圓周方向上相鄰的所述磁極部之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述多個(gè)永磁鐵以在所述圓周方向上相鄰的所述永磁鐵的相同的磁極彼此相互對(duì)置 的方式呈放射狀地配置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯， 所述平坦部形成為與所述永磁鐵數(shù)量相同，并分別位于與所述永磁鐵相同的角度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述永磁鐵以成為與所述徑向垂直的方向的方式配置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯， 所述平坦部形成為與所述永磁鐵數(shù)量相同，并分別位于所述圓周方向上相鄰的所述永 磁鐵之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過(guò)層疊多個(gè)電磁鋼板而構(gòu)成，并且在所述磁極部具有沿著所述徑向形 成的鉚接部。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其通過(guò)增大有效磁通而能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高輸出化。一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其具備定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，并具有：圓筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯(5)；以及多個(gè)永磁鐵(11)，它們埋入于轉(zhuǎn)子鐵芯(5)。在轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的徑向的外周面形成有多個(gè)平坦部(6)。轉(zhuǎn)子鐵芯(5)具有在圓周方向上等間隔地配置的多個(gè)磁極部(8)，各平坦部(6)位于圓周方向上相鄰的磁極部(8)之間。
【IPC分類(lèi)】H02K1-27
【公開(kāi)號(hào)】CN204304642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420486247
【發(fā)明人】巖切滿, 柿原正伸, 中園賢輔, 原田學(xué)
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社安川電機(jī)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年8月26日