電動的制造方法
【專利摘要】磁通屏障具有自連通部延伸的、作為轉(zhuǎn)子外徑側(cè)面的外徑接近部和作為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑側(cè)面的內(nèi)徑接近部，外徑接近部和內(nèi)徑接近部中的至少一者與磁體孔的磁體固定部的磁體孔內(nèi)部方向的端部連接設(shè)置而形成，在與磁體固定部連接設(shè)置的外徑接近部和內(nèi)徑接近部中的至少一者上具有朝向磁通屏障的內(nèi)部方向突出的突出部。利用突出部形成狹窄部，與磁通屏障的位于比突出部靠近連通部側(cè)的部分的寬度相比，磁通屏障的位于該狹窄部的部分的寬度較窄。
【專利說明】電動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在轉(zhuǎn)子內(nèi)埋設(shè)有永磁體的電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]在將永磁體埋入轉(zhuǎn)子(rotor)的芯(鐵芯)內(nèi)而構(gòu)成的埋入磁體型同步電動機(所謂的IPM電機)中，提出了一種防止永磁體的不可逆減磁的構(gòu)造。
[0003]轉(zhuǎn)子是向?qū)⒃O(shè)有多個磁體孔的電磁鋼板層疊而形成的轉(zhuǎn)子芯內(nèi)插入永磁體而構(gòu)成的。在插入有磁體的磁體孔的轉(zhuǎn)子周向端部(旋轉(zhuǎn)方向端部)設(shè)有與磁體孔相連通的、用于防止不可逆減磁的空隙部分(磁通屏障)。
[0004]在日本JP2008 - 148391A所記載的轉(zhuǎn)子中，磁通屏障形成為如下的形狀:具有比永磁體的最靠近轉(zhuǎn)子外周的部分靠近轉(zhuǎn)子外周的外周接近部，而且在上述外周接近部與上述永磁體的最靠近轉(zhuǎn)子外周的部分之間，具有距轉(zhuǎn)子外周的距離相對于上述永磁體的外側(cè)部的延長線向轉(zhuǎn)子內(nèi)周側(cè)變遠的部分。因此，從永磁體的q軸側(cè)的端部朝向磁通屏障前進的磁通在從磁通屏障進入到轉(zhuǎn)子的芯內(nèi)之后，朝向外周接近部與轉(zhuǎn)子外周之間前進。其結(jié)果，公開了磁通向永磁體的磁偶極子的排列方向錯亂的方向前進的情況得到抑制、且難以產(chǎn)生不可逆減磁的技術(shù)。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成為利用磁通屏障部的形狀來抑制針對永磁體的端部的不可逆減磁。另一方面，為了永磁體的徑向的定位，磁體孔具有與該永磁體的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面相對的內(nèi)徑側(cè)面和外徑側(cè)面，并且為了永磁體的轉(zhuǎn)子周向上的定位固定，磁體孔必須形成有自內(nèi)徑側(cè)面和外徑側(cè)面中的至少一者延伸并與永磁體的周向端面相對的周向面。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)所記載的轉(zhuǎn)子芯中，為了固定永磁體的位置，在永磁體的轉(zhuǎn)子周向端部設(shè)置了轉(zhuǎn)子芯與永磁體相對的部位(以下，也稱作磁體固定部位)，未考慮由于從定子進入到轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁通經(jīng)由該磁體固定部位對永磁體帶來影響而產(chǎn)生的永磁體的不可逆減磁。
[0006]特別是在現(xiàn)有技術(shù)中，僅利用轉(zhuǎn)子芯的外周側(cè)的形狀來抑制了永磁體端部的不可逆減磁，因此未提及轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)徑側(cè)的形狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于這樣的問題點而做成的，其目的在于提供一種在代表IPM電機的電動機中能夠抑制永磁體的不可逆減磁的電動機。
[0008]本發(fā)明的一實施方式適用于一種電動機，該電動機包括:定子，其卷繞有繞線；以及轉(zhuǎn)子，其內(nèi)置于定子，并埋入有多個永磁體。該電動機的轉(zhuǎn)子穿設(shè)有:磁體孔，其用于埋設(shè)永磁體；以及磁通屏障，其與磁體孔的轉(zhuǎn)子周向端部相連通。磁體孔包括與永磁體的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面相對的外徑側(cè)面和與上述永磁體的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面相對的內(nèi)徑側(cè)面，并且包括自永久磁體的內(nèi)徑側(cè)面和外徑側(cè)面中的至少一者的轉(zhuǎn)子周向端部延伸并與永磁體的周向端面相對的磁體固定部和與磁通屏障相連通的連通部。另一方面，該電動機的特征在于，在與磁體孔相連通的磁通屏障上具有自連通部延伸的、作為轉(zhuǎn)子外徑側(cè)面的外徑接近部和作為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑側(cè)面的內(nèi)徑接近部，該外徑接近部和內(nèi)徑接近部中的至少一者與磁體孔的磁體固定部的磁體孔內(nèi)部方向的端部連接設(shè)置而形成，在與磁體固定部連接設(shè)置的外徑接近部和內(nèi)徑接近部中的至少一者的比連通部靠轉(zhuǎn)子周向外側(cè)的位置，具有朝向磁通屏障的內(nèi)部方向突出設(shè)置的突出部，形成有狹窄部，與磁通屏障的比該突出部靠近連通部側(cè)的部分的寬度尺寸相比，磁通屏障的位于該狹窄部的部分的寬度尺寸較窄。
[0009]以下，參照添加的附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式、本發(fā)明的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子和定子的主要部分的說明圖。
[0011]圖2是以本發(fā)明的第I實施方式的磁通屏障為中心的說明圖。
[0012]圖3是以本發(fā)明的第I實施方式的變形例的磁通屏障為中心的說明圖。
[0013]圖4是以本發(fā)明的第2實施方式的磁通屏障為中心的說明圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的第2實施方式的磁體端部的最小磁通密度的圖表。
[0015]圖6是以本發(fā)明的第3實施方式的磁通屏障為中心的說明圖。
[0016]圖7是本發(fā)明的第3實施方式的交鏈磁通與能夠施加最大轉(zhuǎn)矩的電流量的圖表。
[0017]圖8是以本發(fā)明的第4實施方式的磁通屏障為中心的說明圖。
[0018]圖9是本發(fā)明的第4實施方式的磁體端部的最小磁通密度的圖表。
[0019]圖1OA是表示本發(fā)明的實施方式的變形例的說明圖。
[0020]圖1OB是表示本發(fā)明的實施方式的變形例的說明圖。
[0021]圖1lA是表示本發(fā)明的實施方式的突出部的變形例的說明圖。
[0022]圖1lB是表示本發(fā)明的實施方式的突出部的變形例的說明圖。
[0023]圖1lC是表示本發(fā)明的實施方式的突出部的變形例的說明圖。
【具體實施方式】
[0024]<第I實施方式>
[0025]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的電動機10的轉(zhuǎn)子(rotor)和定子(stator)的主要部分的說明圖。
[0026]如圖1所示，電動機10由定子11和轉(zhuǎn)子14構(gòu)成。
[0027]定子11具有大致圓筒形狀，以等間隔設(shè)有向內(nèi)徑側(cè)突出設(shè)置的多個齒部12。在齒部12與齒部12之間的狹縫內(nèi)卷繞有繞線(線圈)13。線圈13的卷繞方法既可以是分布式繞組，也可以是集中式繞組。定子11是薄板狀的電磁鋼板沿旋轉(zhuǎn)軸方向?qū)盈B而構(gòu)成的。
[0028]在圓筒形狀的定子11的內(nèi)徑側(cè)的空洞內(nèi)插設(shè)有大致圓柱形狀的轉(zhuǎn)子14。轉(zhuǎn)子14包括薄板狀的電磁鋼板沿旋轉(zhuǎn)軸方向?qū)盈B而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯15和貫穿于轉(zhuǎn)子芯15的中心的旋轉(zhuǎn)軸16。
[0029]在轉(zhuǎn)子芯15內(nèi)，沿周向(轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向)以預定的規(guī)則埋設(shè)有永磁體17。在轉(zhuǎn)子芯15內(nèi)穿設(shè)有沿著旋轉(zhuǎn)軸貫穿的多個磁體孔19，在該磁體孔19內(nèi)分別埋設(shè)有永磁體17。以下，將轉(zhuǎn)子芯的旋轉(zhuǎn)方向記載為周向，將轉(zhuǎn)子芯半徑方向記載為徑向。
[0030]在轉(zhuǎn)子芯15中，利用一對永磁體17形成有一個磁體部20。在磁體部20中，呈V字狀設(shè)有一對永磁體17，V字狀的開口側(cè)朝向轉(zhuǎn)子芯15的外徑側(cè)地配置。在本實施方式中，記載了呈V字狀配置有一對永磁體17的轉(zhuǎn)子，但是也可以是在相對于半徑方向鉛垂的方向上配置有一個永磁體的轉(zhuǎn)子。
[0031 ] 各個永磁體17被磁化為,一個磁極(例如N極)被定向為轉(zhuǎn)子芯15的外徑側(cè),另一個磁極(例如S極)被定向為內(nèi)徑側(cè)。通過該配置，配置于磁體部20的一組永磁體17作為一個永磁體發(fā)揮作用。
[0032]在本實施方式中，如圖1所示，在轉(zhuǎn)子芯15的周向上配置有8個磁體部20。在相鄰的磁體部20中，不同的磁極被定向。即，在某一磁體部20中，在N極被定向為外徑側(cè)、S極被定向為內(nèi)徑側(cè)的情況下，在與其相鄰的磁體部20中，S極被定向為外徑側(cè)，N極被定向為內(nèi)徑側(cè)。
[0033]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，電動機10通過向定子11的線圈13施加電流而對轉(zhuǎn)子14的各個磁體部20作用有磁力，轉(zhuǎn)子14進行旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)自軸支承于未圖示的殼體的旋轉(zhuǎn)軸16輸出。
[0034]在轉(zhuǎn)子芯15中，在磁體孔19的周向的端部具有磁通屏障30,該磁通屏障30利用圖2的連通部40而與該磁體孔相連通，并作為沿周向突出的空隙部。磁通屏障30是為了抑制由永磁體17的端部附近的磁通的繞入引起的不可逆減磁的產(chǎn)生、并防止電動機的效率降低而設(shè)置的。
[0035]圖2是本實施方式的圖1的范圍A的放大圖，是以磁通屏障30為中心的說明圖。
[0036]在此，說明存在于磁體部20的兩端側(cè)的一組磁通屏障30中的一個磁通屏障30。另一個磁通屏障的形狀和作用也是相同的。
[0037]磁通屏障30具有自插入到轉(zhuǎn)子芯15的磁體孔19內(nèi)的永磁體17向周向外側(cè)延伸設(shè)置的形狀。
[0038]磁體孔19包括與永磁體17的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面相對的外徑側(cè)面19a、與永磁體17的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面相對的內(nèi)徑側(cè)面19b以及自內(nèi)徑側(cè)面19b的轉(zhuǎn)子周向端部延伸并與永磁體17的轉(zhuǎn)子周向端面22相對的周向面19c,磁體孔19利用連通部40與磁通屏障30相連通。因而,周向面19c的磁體孔內(nèi)側(cè)端部19d位于比內(nèi)徑側(cè)面19b靠磁體孔內(nèi)側(cè)的位置，連通部40的寬度比永磁體17的板厚方向(磁化方向)的寬度窄。磁體孔19的周向面19c具有卡定永磁體17的轉(zhuǎn)子周向端面22而在轉(zhuǎn)子周向上進行定位的固定的功能，以下也稱作磁體固定部112。
[0039]作為磁通屏障30的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)的面的外徑接近部30a與磁體孔19的外徑側(cè)面19a連接設(shè)置并向轉(zhuǎn)子周向外側(cè)延伸，并且具有相對于永磁體17的外徑側(cè)端部的延長線L向轉(zhuǎn)子芯15的內(nèi)徑側(cè)突出的突出部32。
[0040]作為磁通屏障30的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)的面的內(nèi)徑接近部30b與磁體孔19的周向面19c連接地設(shè)置，并從周向面19c的磁體孔內(nèi)側(cè)端部19d向轉(zhuǎn)子周向外側(cè)延伸，并且具有相對于延長線M向轉(zhuǎn)子芯15的外周側(cè)突出的(向磁通屏障內(nèi)側(cè)突出的)突出部33，該延長線M與永磁體17的外徑側(cè)面的延長線L平行，并經(jīng)過磁體孔19的磁體孔內(nèi)側(cè)端部19d而延伸。
[0041]突出部32和突出部33在磁通屏障30中形成于正對的位置。利用突出部32和突出部33形成狹窄部31，與磁通屏障30的比突出部32和突出部33靠近連通部40側(cè)的部分寬度相比，磁通屏障30的位于該狹窄部31的部分的寬度較窄。[0042]利用由突出部32和突出部33形成的狹窄部31，隨著從磁體端部21、22朝向轉(zhuǎn)子芯15的周向外側(cè)去(隨著從連通部40朝向轉(zhuǎn)子芯15的周向外側(cè)去)，磁通屏障30的寬度慢慢地變窄。若從狹窄部進一步向周向外側(cè)移動，則在磁通屏障30的寬度被擴大之后，一邊將該寬度保持恒定一邊延伸設(shè)置至預定的長度。
[0043]圖3是以第I實施方式的變形例的磁通屏障30為中心的說明圖，是圖1的范圍A的放大圖。
[0044]在圖2所示的例子中，利用外徑接近部30a的突出部32和內(nèi)徑接近部30b的突出部33形成了狹窄部31。
[0045]另一方面，在圖3所示的例子中，外徑接近部30a形成在與永磁體17的外周側(cè)的延長線L大致相同的延伸設(shè)置方向上，使突出部33僅從內(nèi)徑接近部30b側(cè)突出。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，利用突出部33和外徑接近部30a形成狹窄部31。
[0046]像以上那樣，本申請的第I實施方式能夠獲得如下效果。
[0047]通過像圖2或圖3那樣構(gòu)成磁通屏障30的形狀，能夠抑制永磁體17的周向端部的不可逆減磁。
[0048]具體地說，利用從內(nèi)徑接近部30b向磁通屏障30的內(nèi)側(cè)突出的突出部33來形成狹窄部31，從而將從磁通屏障30的外徑接近部30a朝向內(nèi)徑接近部30b的方向的磁通弓I導至狹窄部31，抑制磁體端部21附近的磁通的不規(guī)則的流動。
[0049]以往，利用在定子11的線圈13中流動的電流而產(chǎn)生的磁通在從定子11進入到轉(zhuǎn)子芯15之后，從永磁體17的外徑側(cè)通過內(nèi)徑側(cè)。此時，在永磁體17的磁體端部21附近，從磁通屏障30的外徑側(cè)(外徑接近部30a)通向內(nèi)徑側(cè)(內(nèi)徑接近部30b)，產(chǎn)生經(jīng)由磁體固定部112 (周向面19c)向永磁體17的磁體端部22流動的磁通。該磁通對永磁體17帶來影響，從而磁體端部21、22產(chǎn)生不可逆減磁。為了對其進行抑制，例如，在僅從磁通屏障30的外徑接近部30a側(cè)(外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、不與磁體固定部112連接設(shè)置的一側(cè))形成了突出部32的情況下，磁體端部21附近的磁通被向突出部32的方向引導，經(jīng)由突出部32通向內(nèi)徑接近部30b，而能夠抑制磁體端部21處的不可逆減磁。但是，由于無法抑制對磁體端部22帶來影響的、朝向磁體固定部112 (周向面19c)的磁通的流動，因此在磁體端部22處還是產(chǎn)生了不可逆減磁。
[0050]在本發(fā)明的第I實施方式中，從磁通屏障30的內(nèi)徑接近部30b (從外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、與磁體固定部112連接設(shè)置的一側(cè))形成突出部33并形成了狹窄部31。在該狹窄部31中，在圖2中如單點劃線所示，形成磁通從轉(zhuǎn)子芯15的外周側(cè)向內(nèi)徑側(cè)流動的路徑。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠抑制永磁體17的磁體端部21和磁體端部22處的不可逆減磁。即，形成自磁通屏障30的外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、與磁體固定部112(周向面19c)連接設(shè)置的內(nèi)徑接近部30b向磁通屏障30的內(nèi)部側(cè)突出的突出部33并形成狹窄部31。由此，能夠?qū)Υ朋w端部21、22帶來影響的、來自定子11的磁通的流動向狹窄部31引導，不僅能夠抑制永磁體17的磁體端部21處的不可逆減磁，也能夠抑制磁體端部22處的不可逆減磁。
[0051]這樣，形成自磁通屏障30的外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、與磁體固定部112(周向面19c)連接設(shè)置的內(nèi)徑接近部30b向磁通屏障30內(nèi)部突出的突出部33并形成狹窄部31，從而能夠抑制永磁體17的不可逆減磁，作為結(jié)果，能夠增加能夠向定子11的線圈13流動的電流的最大值，能夠增大電動機10所能夠產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
[0052]<第2實施方式>
[0053]接著說明第2實施方式。
[0054]在上述第I實施方式中，形成自磁通屏障30的外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、與磁體固定部112 (周向面19c)連接設(shè)置的內(nèi)徑接近部30b向磁通屏障30內(nèi)部突出的突出部33并在磁通屏障30上形成狹窄部31，從而構(gòu)成為抑制不可逆減磁。在第2實施方式中，進一步改變了狹窄部31的形狀。對與第I實施方式相同的結(jié)構(gòu)標注相同的附圖標記，并省略其說明。
[0055]圖4是以本發(fā)明的第2實施方式的磁通屏障30為中心的說明圖，是圖1的范圍A的放大圖。
[0056]在第2實施方式中，將自磁通屏障30的內(nèi)徑接近部30b突出設(shè)置的突出部33與磁體端部21之間的距離設(shè)定為了永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離以上。換言之，將突出部33與磁體端部21之間的距離設(shè)定為了磁體固定部112的磁體孔內(nèi)側(cè)端部19d與磁體端部21之間的距離(連通部40的寬度尺寸)以上。
[0057]具體地說，將突出部33的形狀設(shè)定為在比圓周(用圖4的虛線圖示)靠內(nèi)側(cè)的位置未存在有突出部33，該圓周以磁體端部21為中心并以永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離為半徑。
[0058]通過將磁通屏障30設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠抑制磁體端部21、22處的不可逆減磁。
[0059]更具體地說，參照圖5所示的磁體端部21中的最小磁通密度的說明圖來進行說明。
[0060]在將永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的面的長度(連通部40的寬度尺寸)設(shè)為I的情況下，將磁體端部21與突出部33之間的距離為何種程度標記在X軸上，將磁體端部21的最小磁通密度標記在Y軸上，而得到圖表、即圖5。
[0061]另外，意思是說最小磁通密度若為磁體材料的拐點(日文:々二 〃々點)以下則產(chǎn)生減磁，在圖5所示的圖表上，是指向下方去更容易產(chǎn)生不可逆減磁。
[0062]參照圖5，隨著磁體端部21與突出部33之間的距離相接近，磁體端部21中的最小磁通密度降低。即，可以說磁體端部21與突出部33之間的距離越近越容易產(chǎn)生不可逆減磁。
[0063]在此，用單點劃線表示自磁通屏障30的外徑接近部30a側(cè)形成突出部32的以往的結(jié)構(gòu)中的最小磁通密度。在比該一點劃線靠上側(cè)的區(qū)域、即磁體端部21與突出部33之間的距離為I以上的情況下，可知能夠比以往的結(jié)構(gòu)進一步抑制不可逆減磁。認為這是因為:通過將磁體端部21與突出部33之間的距離設(shè)為連通部40的寬度以上，從而能夠使對磁體端部21帶來影響的、來自定子11的磁通的流動在通過了磁通屏障30的外徑側(cè)的轉(zhuǎn)子芯之后以(自比磁體端部21靠周向外側(cè)的位置)通向突出部33的方式進行引導，能夠減少通過磁體端部21附近的磁通。
[0064]這樣，在第2實施方式中，通過將突出部33與磁體端部21之間的距離設(shè)定為永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離以上(連通部40的寬度尺寸以上)，能夠抑制永磁體17的磁體端部21和磁體端部22處的不可逆減磁。通過抑制不可逆減磁，能夠增加向定子11的線圈13流動的電流量，因此能夠增大電動機10的轉(zhuǎn)矩。[0065]〈第3實施方式〉
[0066]接著，說明第3實施方式。
[0067]上述在第2實施方式中，使磁通屏障30的突出部33的形狀具有特征。在第3實施方式中，相對于上述第2實施方式進一步改變了突出部33的形狀。另外，對與第I或第2實施方式相同的結(jié)構(gòu)標注相同的附圖標記，并省略其說明。
[0068]圖6是以本發(fā)明的第3實施方式的磁通屏障30為中心的說明圖，是圖1的范圍A的放大圖。
[0069]說明自內(nèi)徑接近部30b關(guān)出設(shè)直的關(guān)出部33的形狀。
[0070]將永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離(連通部40的寬度尺寸)設(shè)為
a。將自內(nèi)徑接近部30b側(cè)突出設(shè)置的突出部33與外徑接近部30a之間的狹窄部31的距離(寬度)設(shè)為b。
[0071]在第3的實施方式中，將a與b之間的比例b/a設(shè)定在0.7以上且小于I的范圍內(nèi)。通過將磁通屏障30設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠抑制磁體端部21、22處的不可逆減磁。
[0072]更具體地說,參照表示圖7所示的交鏈磁通C>a、電動機10的最大轉(zhuǎn)矩以及能夠施加于定子11的線圈13的電流之間的關(guān)系的說明圖來進行說明。
[0073]圖7是將永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離(連通部40的寬度)a和狹窄部31的距離b之間的比例設(shè)定在X軸上、并在Y軸上分別標記了交鏈磁通(虛線)、電動機10的最大轉(zhuǎn)矩(實線)以及能夠施加于定子11的線圈13的電流量(單點劃線)的圖表。
[0074]交鏈磁通Φα是指有助于電動機10中的電磁轉(zhuǎn)矩的磁體磁通。在向定子11的線圈13流入了相同的電流的情況下，轉(zhuǎn)子芯15中的交鏈磁通越大，電磁轉(zhuǎn)矩越大，因此增大電動機10的轉(zhuǎn)矩的效率提高。另一方面，若交鏈磁通Φα降低，則電機輸出降低，因此優(yōu)選的是交鏈磁通Oa構(gòu)成為盡可能不降低。
[0075]能夠施加的電流是根據(jù)轉(zhuǎn)子14中的永磁體17的耐減磁性能所能夠?qū)κ┘佑陔妱訖C10的電流量從規(guī)定的電流量增加電流量的比例。
[0076]最大轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所施加的電流量和交鏈磁通等條件、電動機10所能夠輸出的最大的轉(zhuǎn)矩。
[0077]在狹窄部31的距離b較小的情況下，如上所述形成有磁通的路徑，因此能夠抑制永磁體17的端部21、22處的不可逆減磁的產(chǎn)生。因而，狹窄部31的距離b越小，越能夠增大能夠施加于定子11的線圈13的電流量，能夠輸出的最大轉(zhuǎn)矩也增大。
[0078]另一方面，狹窄部31的距離b越小，交鏈磁通Oa越減少。若交鏈磁通Oa減少，則電動機10的效率降低，最高轉(zhuǎn)矩降低。
[0079]在圖7所示的圖表中，在狹窄部31的距離b和永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離a之間的比例(b/a)為I?0.7之間的區(qū)域中，交鏈磁通Oa慢慢地降低。但是，可知:在b/a小于0.7附近的情況下，交鏈磁通Oa隨著b/a的值變小而大幅地減少。因而，為了抑制最小磁通密度的降低，并將交鏈磁通Oa的減少抑制為最小限度，優(yōu)選的是將b/a設(shè)定在0.7?I的范圍內(nèi)。
[0080]這樣，在第3實施方式中，通過將永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離a和狹窄部31的距離之間的比例b/a設(shè)定在0.7以上且小于I的范圍內(nèi)，能夠抑制永磁體17的磁體端部21和磁體端部22處的不可逆減磁。通過抑制不可逆減磁，能夠增大向定子11的線圈13流動的電流量，因此能夠增大電動機10的轉(zhuǎn)矩。
[0081]<第4實施方式>
[0082]接著說明第4實施方式。
[0083]在上述第2和第3實施方式中，使磁通屏障30的突出部33的形狀具有特征。在第4實施方式中，相對于上述第3實施方式進一步改變了突出部33的形狀。另外，對與第I?第3實施方式相同的結(jié)構(gòu)標注相同的附圖標記，并省略其說明。
[0084]圖8是以本發(fā)明的第4實施方式的磁通屏障30為中心的說明圖，是圖1的范圍A的放大圖。
[0085]在第3實施方式中，將自磁通屏障30的內(nèi)徑接近部30b突出設(shè)置的突出部33設(shè)定為如下的形狀:突出部33的一部分位于以磁體端部21為中心、以永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離(連通部40的寬度尺寸)為半徑的圓周上。
[0086]具體地說，設(shè)為以下形狀:在以磁體端部21為中心并以永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的距離為半徑的圓周上的至少一部分與突出部33接觸。既可以是磁通屏障30的內(nèi)徑接近部30b沿著該圓周那樣的形狀，也可以是突出部33的一部分與該圓周相接觸那樣的形狀。
[0087]通過將磁通屏障30設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠抑制磁體端部21、22處的不可逆減磁。
[0088]更具體地說，參照圖9所示的磁體端部21中的最小磁通密度的說明圖來進行說明。
[0089]在將永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的面的長度(連通部40的寬度尺寸)設(shè)為I的情況下，將磁體端部21與突出部33之間的距離為何種程度標記在X軸上，將磁體端部21的最小磁通密度、磁體端部22的最小磁通密度標記在Y軸上，而得到的圖表、即圖9。另外，用實線表示磁體端部21的最小磁通密度，用虛線表示磁體端部22的最小磁通密度。
[0090]參照圖9，隨著磁體端部21與突出部33之間的距離相接近，磁體端部21中的最小磁通密度降低。另一方面，隨著磁體端部21與突出部33之間的距離相接近，磁體端部22中的最小磁通密度大致恒定或稍微上升?？梢哉f磁體端部21與突出部33之間的距離越近，磁體端部21中的最小磁通密度越減少且越容易產(chǎn)生不可逆減磁。另一方面，在磁體端部22中，可以說最小磁通密度未減少，就難以產(chǎn)生不可逆減磁。
[0091]因此，以磁體端部21與磁體端部22的最小磁通密度在同等水平下平衡的狀態(tài)、即永磁體17與磁通屏障30相接觸的部分的面的距離(連通部40的寬度尺寸)和磁體端部21與突出部33之間的距離相等(比例為I)的方式設(shè)定突出部33。由此，都能夠更有效地抑制在磁體端部21和磁體端部22中的任一者中的不可逆減磁。通過抑制不可逆減磁，能夠增大能夠向定子11的線圈13流動的電流的最大值，因此能夠增大電動機10的能夠輸出的轉(zhuǎn)矩。
[0092]接著，說明本發(fā)明的變形例。
[0093]圖1OA和圖1OB是表示本發(fā)明的實施方式中的變形例的說明圖。
[0094]在以上說明的本發(fā)明的實施方式中，具有自磁體孔19的內(nèi)徑側(cè)面19b的周向端部延伸的磁體固定部112，在磁通屏障30的與該磁體固定部112連接設(shè)置的內(nèi)徑接近部30b側(cè)形成了突出部33，利用該突出部33在磁通屏障30中形成了狹窄部31。
[0095]與此相對，在圖1OA所示的變形例中，具有自磁體孔19的外徑側(cè)面19a的周向端部延伸的磁體固定部113，在磁通屏障30的與該磁體固定部113連接設(shè)置的外徑接近部30a側(cè)形成了突出部32，利用該突出部32在磁通屏障30中形成了狹窄部31。
[0096]在圖1OB所示的變形例中，在與磁體固定部112連接設(shè)置的內(nèi)徑接近部30b側(cè)形成了突出部33，并且在與磁體固定部113連接設(shè)置的外徑接近部30a側(cè)形成了突出部32，利用該突出部32和33在磁通屏障30中形成了狹窄部31。
[0097]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，同樣地也能夠像上述那樣抑制永磁體17的端部21、22處的不可逆減磁。
[0098]圖11A、圖1lB及圖1lC是表示本發(fā)明的實施方式中的突出部33的變形例的說明圖。
[0099]突出部33的形狀只要滿足上述第I?第4實施方式的條件，就可以是任意形狀。突出部33只要從磁通屏障30的外徑接近部30a和內(nèi)徑接近部30b中的、與磁體固定部連接設(shè)置的一側(cè)向磁通屏障30內(nèi)部側(cè)突出，就可以是任意形狀。
[0100]例如，圖1lA所示的例子中，突出部33以矩形形狀突出。在圖1lB所示的例子中，使突出部33以三角形形狀突出。在圖1lC所示的例子中，使突出部33以半圓形狀突出。
[0101]這樣，突出部33的形狀可以任意形成。
[0102]另外，在本發(fā)明的實施方式中，磁通屏障30既可以是空隙，也可以填充樹脂等。另夕卜，將磁體部20的極數(shù)設(shè)為8極進行了說明，但是并不限于此，只要是偶數(shù)極即可，但是優(yōu)選為4極以上。另外，并不限于電動機，也可以應用于發(fā)電機。
[0103]以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是上述實施方式只不過是示出了本發(fā)明的應用例的一部分，主旨并不是將本發(fā)明的保護范圍限定于上述實施方式的具體結(jié)構(gòu)。
[0104]本申請根據(jù)2011年11月25日向日本國特許廳提出申請的特愿2011 — 257862要求優(yōu)先權(quán)。該申請的所有內(nèi)容通過參照而被弓I入本說明書中。
【權(quán)利要求】
1.一種電動機(10)，該電動機(10)包括:定子(11)，其卷繞有繞線；以及轉(zhuǎn)子(14)，其內(nèi)置于上述定子(11)，并沿著轉(zhuǎn)子周向埋入有多個永磁體(17)，其中， 上述轉(zhuǎn)子(14)穿設(shè)有:磁體孔(19)，其用于埋設(shè)永磁體(17);以及磁通屏障(30)，其是與上述磁體孔(19)相連通并沿轉(zhuǎn)子周向延伸的空隙； 上述磁體孔(19)包括: 外徑側(cè)面(19a)，其與上述永磁體(17)的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面相對；內(nèi)徑側(cè)面(19b)，其與上述永磁體的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面相對；磁體固定部(112)，其是自上述外徑側(cè)面(19a)和內(nèi)徑側(cè)面(19b)中的至少一者的轉(zhuǎn)子周向端部延伸并與永磁體(17)的轉(zhuǎn)子周向端面相對的面；以及連通部(40)，其與上述磁通屏障(30)相連通； 上述磁通屏障(30)具有自上述連通部(40)延伸的、作為轉(zhuǎn)子外徑側(cè)面的外徑接近部(30a)和作為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑側(cè)面的內(nèi)徑接近部(30b)，上述外徑接近部(30a)和內(nèi)徑接近部(30b)中的至少一者與上述磁體孔(19)的磁體固定部(112)的磁體孔內(nèi)部方向的端部連接設(shè)置而形成，在與上述磁體固定部(112)連接設(shè)置的外徑接近部(30a)和內(nèi)徑接近部(30b)中的至少一者上具有朝向磁通屏障內(nèi)部方向突出設(shè)置的突出部(32、33)， 利用上述突出部(32、33)形成狹窄部(31)，與上述磁通屏障的比該突出部(32、33)靠近上述連通部(40)側(cè)的部分的寬度相比，上述磁通屏障的位于該狹窄部(31)的部分的寬度較窄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(10)，其中， 上述突出部(32)和隔著上述磁通屏障(30)與該突出部(32)相對的上述內(nèi)徑接近部(30b)的靠上述連通部(40)側(cè)的端部之間的距離為上述連通部(40)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾瘸叽缫陨希? 或者，上述突出部(33)和隔著上述磁通屏障(30)與該突出部(33)相對的上述外徑接近部(30a)的靠上述連通部(40)側(cè)的端部之間的距離為上述連通部(40)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾瘸叽缫陨稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機，其中， 利用上述突出部(32、33)形成的狹窄部(31)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾认鄬τ谏鲜鲞B通部(40)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾鹊谋壤笥?.7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動機，其中， 上述突出部(32)和隔著上述磁通屏障(30)與該突出部(32)相對的上述內(nèi)徑接近部(30b)的靠上述連通部(40)側(cè)的端部之間的距離同上述連通部(40)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾瘸叽缦嗟龋? 上述突出部(33)和隔著上述磁通屏障(30)與該突出部(33)相對的上述外徑接近部(30a)的靠上述連通部(40)側(cè)的端部之間的距離同上述連通部(40)處的上述磁通屏障(30)的轉(zhuǎn)子徑向?qū)挾瘸叽缦嗟取?br> 【文檔編號】H02K1/22GK103959607SQ201280057901
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月25日
【發(fā)明者】室田浩平, 仲田徹, 大木俊治 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社