本申請主張于2015年9月7日提出的日本專利申請2015-175968號(hào)的優(yōu)先權(quán),并在此引用包括說明書、附圖以及說明書摘要的全部內(nèi)容。
本發(fā)明涉及制造埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法、以及埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子的制造裝置,其中,埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元具備具有多個(gè)插入孔的鐵芯、以及埋入于該鐵芯的各插入孔的永久磁鐵,并且一個(gè)或者多個(gè)在上述鐵芯的軸向上連結(jié)而構(gòu)成轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù):
日本特開2014-143906號(hào)公報(bào)中記載有埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子的制造方法,在該方法中,使取向磁化器與鐵芯的徑向?qū)χ?,從鐵芯的徑向施加磁場,同時(shí)向形成于鐵芯的插入孔填充磁性成形材料(磁鐵材料)。
然而,在從磁化裝置對鐵芯施加磁場的情況下,經(jīng)由鐵芯而向填充于插入孔的磁鐵材料進(jìn)入的磁通密度依存于鐵芯的飽和磁通密度。即,例如相比使鐵芯的材料為電磁鋼板的情況,在使鐵芯的材料為坡明德合金(permendur)的情況下,進(jìn)入磁鐵材料的磁通密度變多。但是,在鐵芯由坡明德合金構(gòu)成的情況下,導(dǎo)致成本變高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的之一在于提供埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法以及埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子的制造裝置,即:在通過向鐵芯的插入孔填充磁鐵材料來制造永久磁鐵的技術(shù)中,能夠?qū)M(jìn)入磁鐵材料的磁通密度被鐵芯本身的飽和磁通密度限制的情況進(jìn)行抑制。
1.本發(fā)明的一個(gè)方式是一種埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法,該埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元具備具有多個(gè)插入孔的鐵芯、以及埋入于該鐵芯的各插入孔的永久磁鐵,一個(gè)或者多個(gè)上述埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元在上述鐵芯的軸向上連結(jié)而構(gòu)成轉(zhuǎn)子,本制造方法的特征在于,包括:配置工序,將與上述鐵芯的插入孔對應(yīng)地形成有引導(dǎo)孔的引導(dǎo)部件配置為在上述鐵芯的軸向上與上述鐵芯鄰接;以及填充工序,用取向磁化器沿上述引導(dǎo)部件的徑向施加磁場,而在作為上述永久磁鐵的材料的磁鐵材料通過上述引導(dǎo)孔時(shí),對通過該引導(dǎo)孔的磁鐵材料施加磁場,并且將該磁鐵材料填充于上述鐵芯的插入孔,對于上述引導(dǎo)部件的構(gòu)成從與上述取向磁化器對置的徑向外側(cè)到達(dá)上述引導(dǎo)孔后向上述徑向外側(cè)返回的磁路的部分而言,其飽和磁通密度比上述鐵芯的飽和磁通密度高。
上述方法中,當(dāng)在被填充于插入孔之前磁鐵材料通過引導(dǎo)孔時(shí),用取向磁化器從引導(dǎo)部件的徑向外側(cè)施加的磁場經(jīng)由引導(dǎo)部件施加于磁鐵材料。此處,構(gòu)成從取向磁化器出來而經(jīng)由引導(dǎo)部件到達(dá)引導(dǎo)孔、并經(jīng)由引導(dǎo)部件向取向磁化器返回的磁路的部分,其飽和磁通密度比鐵芯的飽和磁通密度高。因此,與由取向磁化器從鐵芯的徑向施加磁場、而對插入孔內(nèi)的磁鐵材料施加磁場的情況比較,能夠提高進(jìn)入磁鐵材料的磁通密度。因此,通過向鐵芯的插入孔填充磁鐵材料來制造永久磁鐵的方法中,能夠?qū)M(jìn)入磁鐵材料的磁通密度被鐵芯本身的飽和磁通密度限制的情況進(jìn)行抑制。
2.本發(fā)明的其它方式在上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法中,上述引導(dǎo)部件具備飽和磁通密度比上述鐵芯的飽和磁通密度高的高磁導(dǎo)率部,還具備磁導(dǎo)率比該高磁導(dǎo)率部的磁導(dǎo)率低的低磁導(dǎo)率部,在上述引導(dǎo)部件的軸向上的規(guī)定位置處與該軸向正交的上述引導(dǎo)部件的截面中,上述低磁導(dǎo)率部從上述引導(dǎo)部件的外周朝徑向內(nèi)側(cè)延伸而到達(dá)上述引導(dǎo)孔。
比引導(dǎo)孔靠徑向外側(cè)的區(qū)域能夠構(gòu)成從取向磁化器出來的磁通不通過引導(dǎo)孔就向取向磁化器返回的磁路即短路路徑。此處,在上述規(guī)定位置的截面中,上述低磁導(dǎo)率部從引導(dǎo)部件的外周延伸至引導(dǎo)孔。因此,至少在規(guī)定位置的截面中,上述短路路徑必定包括低磁導(dǎo)率部。因此,能夠減少上述短路路徑的磁通量。
3.本發(fā)明的其它方式在上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法中,上述引導(dǎo)部件除飽和磁通密度比上述鐵芯的飽和磁通密度高的高磁導(dǎo)率部之外,還具備磁導(dǎo)率比該高磁導(dǎo)率部的磁導(dǎo)率低的低磁導(dǎo)率部,上述引導(dǎo)部件具有:第一截面,該第一截面為在上述引導(dǎo)部件的軸向上的第一位置處與該軸向正交的上述引導(dǎo)部件的截面,在該第一截面中,從上述引導(dǎo)部件的徑向外側(cè)進(jìn)入到內(nèi)側(cè)的磁通直至到達(dá)上述引導(dǎo)孔為止無法回避上述低磁導(dǎo)率部;以及第二截面,該第二截面為在上述引導(dǎo)部件的軸向上的第二位置處與該軸向正交的上述引導(dǎo)部件的截面,在該第二截面中,從上述引導(dǎo)部件的徑向外側(cè)進(jìn)入到內(nèi)側(cè)的磁通直至到達(dá)上述引導(dǎo)孔為止能夠回避上述低磁導(dǎo)率部。
上述方法中,對于從取向磁化器出來的磁通經(jīng)由引導(dǎo)部件而到達(dá)引導(dǎo)孔內(nèi)的磁鐵材料之后經(jīng)由引導(dǎo)部件向取向磁化器返回的磁路的磁阻而言,在上述第二截面中形成的磁路的磁阻比在上述第一截面中形成的磁路的磁阻小。因此,引導(dǎo)孔中磁通所通過的部分的大部分成為上述第二截面部分。因此,成為與在磁鐵材料通過引導(dǎo)孔時(shí)斷續(xù)地施加磁場的情況相同或者相似的狀態(tài)。因此,能夠使磁鐵材料的磁粉容易移動(dòng),而能夠提高取向率。
并且,在上述2所記載的制造方法中的在引導(dǎo)部件的軸向上的規(guī)定位置處與該軸向正交的上述引導(dǎo)部件的截面包括上述第一截面的情況下,相比不設(shè)置第一截面的情況,能夠提高在第二截面內(nèi)通過磁鐵材料的磁通密度。
4.本發(fā)明的其它方式在上述方式的制造方法中,上述引導(dǎo)孔以隨著接近上述鐵芯而與上述引導(dǎo)部件的軸向正交的截面的面積緩緩擴(kuò)大,而與該軸向正交的截面的形狀變得與上述插入孔的截面形狀相同的方式變化。
上述方法中,由于以引導(dǎo)孔的截面積緩緩擴(kuò)大而其截面形狀變得與插入孔的截面形狀相同的方式變化,所以隨著從引導(dǎo)孔的上游側(cè)向下游側(cè)行進(jìn),磁鐵材料在插入孔內(nèi)緩緩地取向?yàn)樗蟮娜∠蚍较?。而且,在軸向的任意位置處的引導(dǎo)孔的截面形狀以插入孔的形狀統(tǒng)一的情況下,容易產(chǎn)生以使磁鐵材料朝引導(dǎo)孔流動(dòng)的路徑的形狀緩緩地變?yōu)榕c引導(dǎo)孔的截面形狀相同的方式變化的要求。換言之,容易產(chǎn)生以使磁鐵材料朝引導(dǎo)孔流動(dòng)的路徑的形狀變?yōu)榕c插入孔的截面形狀相同的方式變化的要求。而且,在該路徑中施加磁場相比不施加磁場,能夠提高磁化率以及取向率。但是,當(dāng)在該路徑中施加磁場的情況下,優(yōu)選將該路徑本身作為引導(dǎo)孔,并將劃分該路徑的部件作為引導(dǎo)部件。因此,上述結(jié)構(gòu)中,通過對在與軸向正交的截面形狀緩緩變大而變?yōu)榕c插入孔的截面形狀相同為止的路徑中通過的磁鐵材料施加磁場,能夠有效率地提高取向率、磁化率。
5.本發(fā)明的其它方式在上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法中,上述取向磁化器具備與上述鐵芯在徑向上對置的鐵芯對置部,上述鐵芯對置部沿徑向?qū)ι鲜鲨F芯施加磁場。
上述方法中,也由鐵芯對置部對填充于鐵芯的插入孔的磁鐵材料施加磁場。因此,與不具備鐵芯對置部的情況比較,能夠提高永久磁鐵的取向率和磁化率。
6.本發(fā)明的其它方式在上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法中,上述磁鐵材料以注射成型的方式填充于上述插入孔。上述結(jié)構(gòu)中,磁鐵材料以具有流動(dòng)性的狀態(tài)經(jīng)由引導(dǎo)孔填充于插入孔。而且,在具有流動(dòng)性的狀態(tài)下,磁粉容易位移,從而容易在引導(dǎo)孔內(nèi)對齊易磁化方向。
7.本發(fā)明的其它方式是具備上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法中的上述取向磁化器以及上述引導(dǎo)部件的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子的制造裝置。
附圖說明
通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述,本發(fā)明的上述以及其它特征、優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚,其中,相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素,其中:
圖1是一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子單元的立體圖。
圖2是示出該實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子單元以及制造裝置的立體圖。
圖3是示出該實(shí)施方式的引導(dǎo)部件的引導(dǎo)孔的圖。
圖4是圖3的4-4剖視圖。
圖5是圖3的5-5剖視圖。
圖6是圖3的6-6剖視圖。
圖7是圖3的7-7剖視圖。
圖8是圖3的8-8剖視圖。
圖9是圖3的9-9剖視圖。
圖10A是示出該實(shí)施方式的配置工序的立體圖。
圖10B是示出該實(shí)施方式的填充工序的立體圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1所示的轉(zhuǎn)子10構(gòu)成埋入磁鐵型同步機(jī)(IPMSM)。該IPMSM內(nèi)置于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)。轉(zhuǎn)子10形成為圓筒狀。本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子10通過在旋轉(zhuǎn)軸方向(軸向Da)上連結(jié)3個(gè)埋入磁鐵型轉(zhuǎn)子單元(轉(zhuǎn)子單元20)而構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子單元20具備鐵芯22和永久磁鐵26。鐵芯22通過層疊多個(gè)作為硅鋼板的電磁鋼板而形成。鐵芯22具備10個(gè)在其軸向Da上貫通的插入孔24。它們的與軸向Da正交的截面形狀是大致呈U字狀的形狀。插入孔24在鐵芯22的周向Dc上均等地配置。
在插入孔24埋入有永久磁鐵26。永久磁鐵26通過以磁粉和樹脂的混合物為磁鐵材料對其進(jìn)行磁化而生成。
接下來,對轉(zhuǎn)子單元20的制造方法進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中,將鐵芯22利用作為金屬模具,而在將磁鐵材料填充于插入孔24之前,對磁鐵材料施加磁場,由此來提高永久磁鐵26的磁化率以及取向率。此處,取向率是指,易磁化方向與平行于永久磁鐵26所要求的磁力矩的方向?qū)R的程度。在取向率低的情況下,因磁化最終從N極出來而進(jìn)入S極的磁通的磁通密度降低。另一方面,磁化率是指,永久磁鐵26內(nèi)的局部的區(qū)域(磁區(qū))的磁力矩(磁化方向)與一個(gè)方向?qū)R的程度。即,即使取向率高,若磁化方向與一對易磁化方向中任一方對齊的程度低,則從永久磁鐵26的N極出來而進(jìn)入S極的磁通的磁通密度也降低。在本實(shí)施方式中,不僅提高磁化率還提高取向率,由此來增大IPMSM的速度電動(dòng)勢系數(shù),從而增大流動(dòng)規(guī)定大小的電流時(shí)的IPMSM的產(chǎn)生力矩。
圖2示出本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子單元20的制造裝置。此外,圖2中,示出未在鐵芯22的插入孔24填充磁鐵材料的狀態(tài)。此外,以下,在對制造裝置進(jìn)行記述時(shí),有時(shí)使用鐵芯22的軸向Da、周向Dc,這是基于對磁鐵材料進(jìn)行磁化時(shí)的鐵芯22與制造裝置(取向磁化器30以及引導(dǎo)部件40)的位置關(guān)系的記述。而且,在對磁鐵材料進(jìn)行磁化時(shí),鐵芯22的軸向Da、周向Dc與取向磁化器30的軸向、周向以及引導(dǎo)部件40的軸向、周向一致。因此,以下,例如在記載引導(dǎo)部件40的軸向時(shí),有時(shí)也使用軸向Da。
本實(shí)施方式的制造裝置具備取向磁化器30以及引導(dǎo)部件40。取向磁化器30具備沿周向Dc交替地配置的10個(gè)永久磁鐵32以及10個(gè)磁化軛部34,它們通過未圖示的非磁性部件而成一體地被組裝成圓環(huán)狀。取向磁化器30與鐵芯22的外周面以隔開規(guī)定的縫隙地對鐵芯22進(jìn)行包圍的方式對置配置。
永久磁鐵32配置為相對于鐵芯22的插入孔24位于鐵芯22的徑向外側(cè)。各永久磁鐵32形成為周向Dc的寬度越朝向取向磁化器30的徑向外側(cè)越大。各永久磁鐵32的周向Dc的兩側(cè)部成為不同的磁極。并且,各永久磁鐵32配置為在周向Dc上相鄰的永久磁鐵彼此以相同的磁極對置。而且,以被各永久磁鐵32的以相同的磁極彼此對置的部分夾持的方式配置有磁化軛部34。
取向磁化器30的軸向Da的長度比轉(zhuǎn)子單元20在軸向Da上的長度長。而且,取向磁化器30是連續(xù)地形成鐵芯對置部30A和引導(dǎo)對置部30B而成的部件,其中,鐵芯對置部30A在制造工序中內(nèi)周面與鐵芯22對置,引導(dǎo)對置部30B與引導(dǎo)部件40對置。
在引導(dǎo)部件40形成有用于導(dǎo)入磁鐵材料的引導(dǎo)孔42。圖3示出立體地觀察該引導(dǎo)孔42的情況下的形狀。如圖3所示,引導(dǎo)孔42形成為在軸向Da上越接近鐵芯22,與軸向Da正交的截面的截面積越大的形狀。尤其,引導(dǎo)孔42以隨著在軸向Da上接近鐵芯22與軸向Da正交的截面形狀變得與鐵芯22的插入孔24的截面形狀相同的方式變化。
引導(dǎo)部件40具備:飽和磁通密度比鐵芯22的飽和磁通密度高的高磁導(dǎo)率部44;以及磁導(dǎo)率比高磁導(dǎo)率部44的磁導(dǎo)率低的低磁導(dǎo)率部46。在本實(shí)施方式中,高磁導(dǎo)率部44由坡明德合金形成,而低磁導(dǎo)率部46由不銹鋼形成。
圖4、圖6以及圖8分別示出圖3的4-4截面、6―6截面以及8-8截面。圖4、圖6以及圖8所示的截面是引導(dǎo)部件40的與引導(dǎo)部件40的軸向Da正交的截面。此外,圖4、圖6以及圖8中,以單點(diǎn)劃線示出引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的引導(dǎo)孔42。以單點(diǎn)劃線示出的部分(引導(dǎo)孔42)在圖4、圖6以及圖8各自的截面中是未形成引導(dǎo)孔42的部分。
如圖4、圖6以及圖8所示,低磁導(dǎo)率部46對引導(dǎo)孔42的周圍進(jìn)行覆蓋。詳細(xì)而言,圖4所示的低磁導(dǎo)率部46對將引導(dǎo)孔42在引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的截面向軸向Da上方平行移動(dòng)的區(qū)域中的、除在圖4中用實(shí)線表示的引導(dǎo)孔42以外的部分進(jìn)行覆蓋。同樣,圖6所示的低磁導(dǎo)率部46對將引導(dǎo)孔42在引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的截面向軸向Da上方平行移動(dòng)的區(qū)域中的、除在圖6中用實(shí)線表示的引導(dǎo)孔42以外的部分進(jìn)行覆蓋,圖8所示的低磁導(dǎo)率部46對將引導(dǎo)孔42在引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的截面向軸向Da上方平行移動(dòng)的區(qū)域中的、除在圖8中用實(shí)線表示的引導(dǎo)孔42以外的部分進(jìn)行覆蓋。另外,低磁導(dǎo)率部46從引導(dǎo)部件40的外周朝徑向內(nèi)側(cè)延伸而到達(dá)引導(dǎo)孔42。另一方面,高磁導(dǎo)率部44在引導(dǎo)部件40中配置于與取向磁化器30的磁化軛部34對置的部分和中心部。圖4、圖6以及圖8所示的截面中,從取向磁化器30的永久磁鐵32出來并通過引導(dǎo)孔42而向永久磁鐵32返回的磁路Lmf,必定通過低磁導(dǎo)率部46。并且,圖4、圖6以及圖8所示的截面中,從取向磁化器30的永久磁鐵32出來不通過引導(dǎo)孔42就向永久磁鐵32返回的短路路徑Lc,也必定通過低磁導(dǎo)率部46。
圖5以及圖7分別示出圖3的5-5截面以及7-7截面。圖5以及圖7是引導(dǎo)部件40的與引導(dǎo)部件40的軸向Da正交的截面。此外,圖5以及圖7中,以單點(diǎn)劃線示出引導(dǎo)部件40中的與鐵芯22對置的底面處的引導(dǎo)孔42。
圖5所示的低磁導(dǎo)率部46對引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的引導(dǎo)孔42的軸向Da上方的、除圖5所示的截面的引導(dǎo)孔42以外的部分進(jìn)行覆蓋。并且,圖7所示的低磁導(dǎo)率部46對引導(dǎo)部件40的與鐵芯22對置的底面處的引導(dǎo)孔42的軸向Da上方的、除圖7所示的截面的引導(dǎo)孔42以外的部分進(jìn)行覆蓋。另外,低磁導(dǎo)率部46從引導(dǎo)部件40的外周朝徑向內(nèi)側(cè)延伸而到達(dá)引導(dǎo)孔42。另一方面,高磁導(dǎo)率部44通過與圖5以及圖7所示的引導(dǎo)孔42的配合從3個(gè)方向?qū)Φ痛艑?dǎo)率部46進(jìn)行包圍。由此,作為從取向磁化器30的永久磁鐵32出來并通過引導(dǎo)孔42而向永久磁鐵32返回的磁路Lmf,存在不通過低磁導(dǎo)率部46的路徑。另外,從取向磁化器30的永久磁鐵32出來不通過引導(dǎo)孔42就向永久磁鐵32返回的短路路徑Lc必定包括低磁導(dǎo)率部46。此處,由于低磁導(dǎo)率部46的磁阻比磁鐵材料26a的磁阻大,所以短路路徑Lc的磁阻比通過磁鐵材料26a的磁路Lmf的磁阻大。因此,從永久磁鐵32出來的大部分磁通,相比短路路徑Lc更容易通過磁路Lmf。
圖9示出圖3的9-9截面。圖9是引導(dǎo)部件40的與引導(dǎo)部件40的軸向Da正交的截面。如圖9所示,低磁導(dǎo)率部46從引導(dǎo)部件40的外周沿徑向延伸而到達(dá)引導(dǎo)孔42。由此,從取向磁化器30的永久磁鐵32出來不通過引導(dǎo)孔42就向永久磁鐵32返回的短路路徑Lc必定包括低磁導(dǎo)率部46。而且,由于低磁導(dǎo)率部46僅配置于徑向上的從引導(dǎo)孔42的最外側(cè)的部分至引導(dǎo)部件40的外周為止的區(qū)域,所以作為從取向磁化器30的永久磁鐵32出來并通過引導(dǎo)孔42而向永久磁鐵32返回的磁路Lmf,存在不通過低磁導(dǎo)率部46的路徑。
此處,對本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。圖10A示出使引導(dǎo)部件40從軸向Da與鐵芯22對置配置的配置工序。此處,引導(dǎo)孔42中的圖9所示的截面部分與形成于鐵芯22的插入孔24對置地配置。并且,在鐵芯22,對置地配置有取向磁化器30的鐵芯對置部30A,并在引導(dǎo)部件40,對置地配置有取向磁化器30的引導(dǎo)對置部30B。
圖10B示出經(jīng)由引導(dǎo)部件40的引導(dǎo)孔42向鐵芯22的插入孔24填充磁鐵材料26a的填充工序。此處,在磁鐵材料26a通過引導(dǎo)孔42時(shí),取向磁化器30的引導(dǎo)對置部30B的磁通從徑向進(jìn)入引導(dǎo)部件40,并在引導(dǎo)孔42內(nèi)的磁鐵材料26a通過。由此,磁鐵材料26a的易磁化方向向相同方向被對齊,并且磁鐵材料26a的磁力矩與易磁化方向中的一個(gè)方向被對齊,從而磁鐵材料26a被磁化。
尤其,在本實(shí)施方式中,即使是磁鐵材料26a正在引導(dǎo)孔42通過時(shí),在圖4、圖6以及圖8所示的截面部分中,磁通也基本不進(jìn)入磁鐵材料26a。這是因?yàn)橐龑?dǎo)孔42的周圍被低磁導(dǎo)率部46覆蓋引起的。
而且,磁鐵材料26a的磁導(dǎo)率比高磁導(dǎo)率部44的磁導(dǎo)率低。因此,通過了相對于圖4、圖6以及圖8所示的截面靠軸向Da的上下的高磁導(dǎo)率部44的磁通,基本不通過圖4、圖6以及圖8所示的截面部分中的引導(dǎo)孔42內(nèi)的磁鐵材料26a。這是因?yàn)?,通過了相對于圖4、圖6以及圖8所示的截面靠軸向Da的上下的高磁導(dǎo)率部44的磁通,相比不進(jìn)入圖4、圖6以及圖8所示的截面的情況,在進(jìn)入的情況下總體的磁路的磁阻更大。
與此相對,在圖5、圖7以及圖9所示的截面部分中,磁通集中地進(jìn)入磁鐵材料26a。這是因?yàn)?,第一,在圖5、圖7以及圖9所示的截面部分中,能夠形成通過引導(dǎo)孔42且不通過低磁導(dǎo)率部46的磁路Lmf。第二是因?yàn)椋M(jìn)入了圖4、圖6以及圖8所示的截面部分的高磁導(dǎo)率部44的磁通向圖5、圖7以及圖9所示的截面部分的高磁導(dǎo)率部44以及引導(dǎo)孔42內(nèi)的磁鐵材料26a流入。這是由于高磁導(dǎo)率部44的磁導(dǎo)率比低磁導(dǎo)率部46的磁導(dǎo)率高。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式,得到以下所記載的效果。
(1)將構(gòu)成如圖5、圖7以及圖9所示地從徑向外側(cè)進(jìn)入引導(dǎo)部件40而到達(dá)引導(dǎo)孔42之后朝徑向外側(cè)返回的磁路Lmf的高磁導(dǎo)率部44的飽和磁通密度,設(shè)為比鐵芯22的飽和磁通密度高。由此,與由取向磁化器30從鐵芯22的徑向施加磁場而對插入孔24內(nèi)的磁鐵材料26a施加磁場的情況比較,能夠提高進(jìn)入磁鐵材料26a的磁通密度。因此,能夠?qū)M(jìn)入磁鐵材料26a的磁通密度被鐵芯22本身的飽和磁通密度限制的情況進(jìn)行抑制。
(2)使引導(dǎo)部件40的低磁導(dǎo)率部46從引導(dǎo)部件40的外周沿徑向延伸而到達(dá)引導(dǎo)孔42。由此,短路路徑Lc必定包括低磁導(dǎo)率部46,從而能夠減少短路路徑Lc的磁通量。
(3)由具有第一截面和第二截面的層疊構(gòu)造構(gòu)成引導(dǎo)部件40,其中,第一截面是如圖4、圖6以及圖8所示地從引導(dǎo)部件40的徑向外側(cè)進(jìn)入內(nèi)側(cè)的磁通直至到達(dá)引導(dǎo)孔42為止無法回避低磁導(dǎo)率部46的截面,第二截面是如圖5、圖7以及圖9所示地能夠避免低磁導(dǎo)率部46的截面。由此,磁通基本不進(jìn)入圖4、圖6以及圖8所示的截面中的引導(dǎo)孔42內(nèi)的磁鐵材料26a,從而成為與在通過引導(dǎo)孔42時(shí)磁鐵材料26a被斷續(xù)地施加磁場的情況相同或者相似的狀態(tài)。因此,能夠使磁鐵材料26a的磁粉容易移動(dòng),而能夠提高取向率。另外,由于短路路徑Lc是必定包括低磁導(dǎo)率部46的結(jié)構(gòu),所以流入圖4、圖6以及圖8所示的截面的磁通基本都向圖5、圖7以及圖9所示的截面流入。因此,相比未設(shè)為上述層疊構(gòu)造的情況,能夠增大進(jìn)入圖5、圖7以及圖9所示的截面中的引導(dǎo)孔42內(nèi)的磁鐵材料26a的磁通。
(4)使引導(dǎo)孔42以如下方式變化,隨著在軸向Da上接近鐵芯22,與該軸向Da正交的截面的面積緩緩擴(kuò)大,從而使與該軸向Da正交的截面的形狀變得與插入孔24的截面形狀相同。由此,隨著從引導(dǎo)孔42的上游側(cè)向下游側(cè)行進(jìn),磁鐵材料26a緩緩地在插入孔24內(nèi)被取向?yàn)樗蟮娜∠蚍较颉6?,在軸向Da的任意位置處的引導(dǎo)孔42的截面形狀以插入孔24的形狀統(tǒng)一的情況下,容易產(chǎn)生以使磁鐵材料26a朝引導(dǎo)孔42流動(dòng)的路徑的形狀緩緩變?yōu)榕c引導(dǎo)孔42的截面形狀相同的方式變化的要求。換言之,容易產(chǎn)生以使磁鐵材料26a朝引導(dǎo)孔42流動(dòng)的路徑的截面形狀變?yōu)榕c插入孔24的截面形狀相同的方式變化的要求。
而且,在該路徑中施加磁場相比不施加磁場更能夠提高磁化率以及取向率。但是,當(dāng)在該路徑中施加磁場的情況下,優(yōu)選將該路徑本身作為引導(dǎo)孔42,并將劃分該路徑的部件作為引導(dǎo)部件40。因此,在本實(shí)施方式中,通過對在沿著軸向Da截面緩緩變化而變得與插入孔24的截面形狀相同為止的路徑中通過的磁鐵材料26a施加磁場,能夠有效率地提高取向率、磁化率。
(5)在取向磁化器30,具備與鐵芯22在徑向上對置的鐵芯對置部30A,由鐵芯對置部30A從徑向?qū)﹁F芯22施加了磁場。由此,相比不具備鐵芯對置部30A的情況,能夠提高永久磁鐵26的取向率和磁化率。
(6)以注射成型的方式將磁鐵材料26a填充于插入孔24。該情況下,磁鐵材料26a以具有流動(dòng)性的狀態(tài)經(jīng)由引導(dǎo)孔42填充于插入孔24。而且,由于在具有流動(dòng)性的狀態(tài)下,磁粉容易位移,因此容易在引導(dǎo)孔42內(nèi)對齊易磁化方向。
此外,也可以將上述實(shí)施方式的各事項(xiàng)的至少一個(gè)如下變更。
對于高磁導(dǎo)率部(44),在上述實(shí)施方式中,高磁導(dǎo)率部44由坡明德合金構(gòu)成,但并不限定于此。例如,也可以是坡莫合金、FCD(球墨鑄鐵)、軟鐵等,只要使飽和磁通密度比鐵芯22的飽和磁通密度高即可。
對于低磁導(dǎo)率部(46),在上述實(shí)施方式中,低磁導(dǎo)率部46由不銹鋼構(gòu)成,但并不限定于此。例如,也可以是鋁,或者例如也可以是銅。
對于引導(dǎo)孔(42),在與軸向Da正交的截面中,隨著接近鐵芯22而引導(dǎo)孔42的截面積緩緩擴(kuò)大,從而引導(dǎo)孔42的截面形狀變得與插入孔24的截面形狀相同,這并不限定于圖3所示的情況。例如,也可以在引導(dǎo)部件40的軸向Da上位于鐵芯22側(cè)的具有規(guī)定的長度的區(qū)間,將引導(dǎo)孔42設(shè)為與軸向Da正交的截面形狀與插入孔24的形狀相同、且尺寸與插入孔24的尺寸相同。
另外,例如也可以在引導(dǎo)部件40的軸向Da的整個(gè)區(qū)域內(nèi),將引導(dǎo)孔42設(shè)為與引導(dǎo)部件40的軸向Da正交的截面形狀與插入孔24的形狀相同、且尺寸與插入孔24的尺寸相同。
對于鐵芯對置部30A,作為鐵芯對置部30A,并不限定于在鐵芯22的軸向Da的整個(gè)面與其對置。例如,也可以僅由在軸向Da上與鐵芯22的一半對置的部分構(gòu)成。
對于引導(dǎo)部件40,圖9中,也可以不具備低磁導(dǎo)率部46。
圖4~圖8的截面等中也并非必須具備低磁導(dǎo)率部46。即使不具備低磁導(dǎo)率部46,也能夠起到上述(1)的效果。并且,在所有短路路徑Lc必定通過低磁導(dǎo)率部46的此基礎(chǔ)上,也可以僅設(shè)置所需最小限度的低磁導(dǎo)率部46。
并且,也可以將引導(dǎo)部件40中作為與鐵芯22對置的部分的圖2的底邊部分整體設(shè)為低磁導(dǎo)率部。由此,能夠?qū)Ξa(chǎn)生鐵芯對置部30A的磁通不進(jìn)入鐵芯22而朝引導(dǎo)部件40側(cè)進(jìn)入的情況進(jìn)行抑制。
對于取向磁化器30,也可以設(shè)為分離鐵芯對置部30A和引導(dǎo)對置部30B的部件。該情況下,也可以在鐵芯對置部30A與引導(dǎo)對置部30B之間夾持薄的非磁性體,并使該非磁性體與引導(dǎo)部件40與鐵芯22的邊界部分對置。由此,也能夠?qū)Ξa(chǎn)生鐵芯對置部30A的磁通不進(jìn)入鐵芯22而朝引導(dǎo)部件40側(cè)進(jìn)入的情況進(jìn)行抑制。
此外,取向磁化器30也并非必須具備鐵芯對置部30A。
并不限定于具備永久磁鐵而構(gòu)成。例如,也可以具備在齒部卷繞有線圈的部件(電磁鐵)而構(gòu)成。
對于鐵芯,并不限定于硅鋼板等電磁鋼板的層疊體。例如,也可以由鑄鐵形成,并且也可以由軟鐵形成。
對于永久磁鐵,并不限定于注射成型。例如,也可以是壓縮成型。此處,在壓縮成型的情況下,將利用樹脂對磁粉進(jìn)行涂敷而成的材料作為磁鐵材料。并且,該情況下,如在引導(dǎo)孔一欄中記載那樣,將與引導(dǎo)部件40的軸向Da正交的引導(dǎo)孔42的截面形狀,在引導(dǎo)部件40的軸向Da的整個(gè)區(qū)域設(shè)為與插入孔24的形狀相同且尺寸相同,通過利用沖壓用導(dǎo)向件將填充于引導(dǎo)孔42的磁鐵材料壓入插入孔24側(cè),來執(zhí)行填充工序。而且,該情況下,取向磁化器30也可以不具備鐵芯對置部30A,而由剛性比永久磁鐵32的剛性高的部件對鐵芯22的外周進(jìn)行覆蓋。由此,即使因壓縮成型而對插入孔24施加大的壓力,也能夠抑制鐵芯22朝徑向外側(cè)膨脹。
對于轉(zhuǎn)子而言,在圖1中,內(nèi)置于各個(gè)轉(zhuǎn)子單元20的永久磁鐵26配置于周向Dc的相同的相位,但并不限定于此。例如圖1中,相對于圖中最上部的轉(zhuǎn)子單元20的永久磁鐵26,使圖中中央的轉(zhuǎn)子單元20的永久磁鐵26在周向Dc上稍微向圖中左側(cè)偏離,并相對于該中央的轉(zhuǎn)子單元20的永久磁鐵26,使圖中最下部的轉(zhuǎn)子單元20的永久磁鐵26稍微向圖中左側(cè)偏離也可以。
作為構(gòu)成轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)子單元20的個(gè)數(shù),并不限定于3個(gè),例如也可以是2個(gè),也可以是4個(gè)以上。另外,也可以由一個(gè)轉(zhuǎn)子單元20來構(gòu)成轉(zhuǎn)子10。
永久磁鐵26的與軸向Da正交的截面的形狀并不限定于U字形狀,也可以是將U字形狀分割為兩半的形狀,并且也可以是V字形狀、輻條形狀等。并且,在轉(zhuǎn)子10的周向上配置的永久磁鐵26的個(gè)數(shù)并不限定于10個(gè)。
除此之外,作為IPMSM,并不限定于內(nèi)置于EPS。例如,也可以內(nèi)置于可變齒輪比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。當(dāng)然,也不限定于內(nèi)置于用于使方向盤轉(zhuǎn)向的促動(dòng)器。