專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)公知一種具有轉(zhuǎn)子芯的電馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)電機(jī))(例如參見(jiàn)日本專利特開(kāi)平1-286758 號(hào)公報(bào))。日本專利特開(kāi)平1-286758號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種電馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)電機(jī))，該馬達(dá)包括具有多個(gè)永久磁體的轉(zhuǎn)子芯。在這種馬達(dá)中，永久磁體沿周向以預(yù)定間隔布置在轉(zhuǎn)子芯的外周上。此外，相鄰的永久磁體之間的轉(zhuǎn)子芯形成突起形狀。即，永久磁體與轉(zhuǎn)子芯的突出部一個(gè)接一個(gè)地交替布置。這樣，構(gòu)造成獲得永久磁體與設(shè)置在定子中的繞組之間的磁力矩，以及轉(zhuǎn)子芯與設(shè)置在定子中的繞組之間的磁阻轉(zhuǎn)矩。而且，磁阻轉(zhuǎn)矩響應(yīng)于d軸電感(Ld)與q軸電感(Lq)之間的差值(Ld-Lq)而增大或減小。在此，d軸是指沿主磁通方向的軸線，q軸是沿在電學(xué)上垂直于d軸的方向的軸線。然而，在所公開(kāi)的日本專利特開(kāi)平1-286758號(hào)公報(bào)中的電馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)電機(jī))中，當(dāng)施加于電馬達(dá)的負(fù)載小時(shí)(當(dāng)流過(guò)電馬達(dá)的電流小時(shí))，q軸電感Lq變得相對(duì)較大。因而，在高速旋轉(zhuǎn)期間，因電感組件而產(chǎn)生的阻抗增大，并且出現(xiàn)電壓飽和(從馬達(dá)獲得期望轉(zhuǎn)矩所需的電壓大小超出電壓極限值的狀態(tài))。因此，存在不能獲得寬范圍恒定輸出的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述，本公開(kāi)的實(shí)施方式提供一種能夠獲得寬范圍恒定輸出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。根據(jù)所公開(kāi)的實(shí)施方式的一方面，提供一種包括轉(zhuǎn)子芯與定子芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在該轉(zhuǎn)子芯中，具有永久磁體的第一磁極部與不具有永久磁體的第二磁極部沿周向交替布置，定子芯布置成面向轉(zhuǎn)子芯的外周，其中，轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成使得定子芯與第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度大于定子芯與第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的一個(gè)方面，能提供一種能夠獲得寬范圍恒定輸出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。


結(jié)合附圖，從實(shí)施方式的以下描述中將清楚所公開(kāi)的實(shí)施方式的目的與特征，在附圖中:圖1是根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的馬達(dá)的平面圖；圖2是圖1中所示的馬達(dá)的放大圖；圖3是根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)的永久磁體的平面圖；圖4是根 據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子芯的平面圖5是根據(jù)比較例的馬達(dá)的平面圖；圖6是用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)中產(chǎn)生的磁通的圖；圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)與根據(jù)比較例的馬達(dá)的電感與電流之間的關(guān)系的圖；圖8是根據(jù)本公開(kāi)的第二實(shí)施方式的馬達(dá)的平面圖；圖9是圖8中所示的馬達(dá)的放大圖；圖10是根據(jù)第一實(shí)施方式的變型例的馬達(dá)的平面圖；以及圖11是根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的馬達(dá)的平面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)首先，將參照?qǐng)D1至圖4描述根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的馬達(dá)100的構(gòu)造。馬達(dá)100是“旋轉(zhuǎn)電機(jī)”的實(shí)施例。如圖1中所示，馬達(dá)100包括定子I與轉(zhuǎn)子2。定子I布置成面對(duì)轉(zhuǎn)子2 (轉(zhuǎn)子芯21)的外周部。定子I還包括定子芯11與繞組12。在定子芯11的內(nèi)側(cè)形成有多個(gè)槽13。轉(zhuǎn)子2包括轉(zhuǎn)子芯21、軸22以及永久磁體23。在第一實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子芯21包括具有永久磁體23的第一磁極部24與不具有永久磁體23的第二磁極部25，第一磁極部24與第二磁極部25沿周向一個(gè)接一個(gè)地交替 布置。此外，每個(gè)第二磁極部25構(gòu)造成轉(zhuǎn)子芯21的位于兩個(gè)彼此相鄰的永久磁體23之間的突出部。如圖3中所示，當(dāng)從軸向方向看時(shí)，每個(gè)永久磁體23的在定子芯11那一側(cè)的表面23a朝向定子芯11形成為凸形(弧形)。表面23a的曲率半徑小于定子芯11的內(nèi)周部的曲率半徑。當(dāng)從軸向方向看時(shí)，永久磁體23的沿轉(zhuǎn)子周向的兩個(gè)側(cè)表面23b與永久磁體23的位于轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)的表面23c形成為直線形(平坦表面形狀)。在第一實(shí)施方式中，永久磁體23具有如下形狀，周向中央部的厚度t2比周向端部的厚度(即，側(cè)表面23b沿轉(zhuǎn)子周向的長(zhǎng)度)tl大。此外，如圖1與圖2中所示，沿周向大致等距地布置永久磁體23。永久磁體23在轉(zhuǎn)子徑向方向上的厚度比彼此相鄰的兩個(gè)第一磁極部24的永久磁體23之間的最小間隔LI (兩個(gè)相鄰永久磁體23之間的外周最內(nèi)側(cè)距離)大。此外,永久磁體23由鐵氧體永磁體構(gòu)成。在第一實(shí)施方式中，永久磁體23沿周向嵌入在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近。更具體地說(shuō)，永久磁體23布置在設(shè)置于轉(zhuǎn)子芯21的外周部的安裝部21a上。如圖4中所示，安裝部21a形成為在定子芯11那一側(cè)開(kāi)口的槽形。由此，如圖2中所示，永久磁體23的在定子芯11那一側(cè)的表面23a的一部分(除永久磁體23的兩個(gè)端部以外的部分)是暴露的。如圖4中所示，每個(gè)安裝部21a包括側(cè)部21b與底部21c，側(cè)部21b與永久磁體23的側(cè)表面23b (參見(jiàn)圖2)接觸并且當(dāng)從軸向方向看時(shí)呈直線形，底部21c在轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)與永久磁體23的表面23c (參見(jiàn)圖2)接觸并且當(dāng)從軸向方向看時(shí)呈直線形。每個(gè)安裝部2Ia還包括爪部21d，所述爪部與永久磁體23的表面23a的周向?qū)χ脙啥瞬?參見(jiàn)圖2)接合。此外，爪部21d具有防止永久磁體23在轉(zhuǎn)子芯21旋轉(zhuǎn)時(shí)從轉(zhuǎn)子芯21彈出的功能。在第一實(shí)施方式中，如圖2中所示，轉(zhuǎn)子芯21構(gòu)造成:第二磁極部25與定子芯11之間的間隙長(zhǎng)度L2的平均值比第一磁極部24與定子芯11之間的間隙長(zhǎng)度L3的平均值大。此外，在第一磁極部24 (永久磁體23)中，在定子芯11那一側(cè)的表面23a形成為圓弧形，其曲率半徑比定子芯11的內(nèi)周的曲率半徑小。永久磁體23的周向中央部最接近定子芯11。例如，定子芯11與永久磁體23的和其最接近的部分之間的間隙長(zhǎng)度L3約為
0.4mm。而且，每個(gè)第二磁極部25的外周表面構(gòu)造成曲率半徑與定子芯11的曲率半徑大致相同。因此，定子芯11與第二磁極部25之間的間隙長(zhǎng)度L2沿周向大致相等。例如，定子芯11與第二磁極部25之間的間隙長(zhǎng)度L2約為1mm。如圖1與圖2中所示，在第二磁極部25的位于永久磁體23那一側(cè)的部分中設(shè)置有凹口 26。凹口 26形成為沿轉(zhuǎn)子芯21的軸向方向(垂直于紙張表面)延伸。此外，在每個(gè)第二磁極部25中都設(shè)置有凹口 26。如圖2中所示，凹口 26包括凹口 26a與凹口 26b，凹口26a設(shè)置在第二磁極部25的與一個(gè)周向方向(箭頭Rl的方向)上的永久磁體23相鄰的部分處，凹口 26b設(shè)置在該第二磁極部25的與在另一個(gè)周向方向(箭頭R2的方向)上的永久磁體23相鄰的部分處。在轉(zhuǎn)子芯21中，位于凹口 26a與鄰近該凹口 26a的永久磁體23的側(cè)表面23b之間的部分21e的厚度L4 (參見(jiàn)圖2)比第二磁極部25的在凹口 26a與凹口 26b之間的寬度L5 (在垂直于徑向方向的方向上的長(zhǎng)度)(參見(jiàn)圖2)小。相似地,在轉(zhuǎn)子芯21中，位于凹口26b與鄰近該凹口 26b的永久磁體23的側(cè)表面23b之間的部分21f的厚度L6 (參見(jiàn)圖2)比第二磁極部25的在凹口 26a與凹口 26b之間的寬度L5 (在垂直于徑向方向的方向上的長(zhǎng)度)(參見(jiàn)圖2)小。此外，轉(zhuǎn)子芯21的部分21e (21f)的厚度L4 (L6)大致等于轉(zhuǎn)子芯21的爪部21d的徑向長(zhǎng)度L7。每個(gè)凹口 26大致形成V形，使得當(dāng)從軸向方向看時(shí)，凹口 26的寬度Wl朝轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)逐漸減小。凹口 26的在轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)周側(cè)的底端26被定位在永久磁體23的側(cè)表面23b的在轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)的底端23d的徑向外側(cè)。而且，在轉(zhuǎn)子芯21中，凹口 26的底端26c也可被定位在與永久磁體23的底端23d在徑向上相同的位置處。此外，凹口 26的底端26c被定位在永久磁體23的側(cè)表面23b的厚度方向中點(diǎn)(點(diǎn)A)的徑向內(nèi)側(cè)。凹口 26 (B卩，凹口 26a (26b))的與永久磁體23相反的表面26d (26e)在沿馬達(dá)100的q軸的方向上布置。S卩，凹口 26a的內(nèi)表面26d與凹口 26b的內(nèi)表面26e布置為大致平行于q軸。此外，q軸是指沿在電學(xué)上垂直于沿主磁通方向的d軸方向的軸線。此外，凹口 26的在永久磁體23那一側(cè)的內(nèi)表面26f (內(nèi)表面26g)沿大致平行于永久磁體23的側(cè)表面23b的方向(與q軸相叉的方向)布置。接著，將參照?qǐng)D5至圖7，對(duì)比圖5中所示的比較例，描述供應(yīng)給根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100的繞組12的電流與電感的關(guān)系。如圖5中所示，呈V形布置的兩個(gè)永久磁體223a與223b設(shè)置在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中。在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，與第一實(shí)施方式的馬達(dá)100不同的是，轉(zhuǎn)子芯221構(gòu)造成定子芯211與第二磁極部225之間的間隙長(zhǎng)度L8的平均值等于定子芯211與第一磁極部224之間的間隙長(zhǎng)度L9的平均值。在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，由于d軸電流而產(chǎn)生的磁通穿過(guò)轉(zhuǎn)子芯221中的永久磁體223a與223b。此外，由于q軸電流而產(chǎn)生的磁通分別沿轉(zhuǎn)子芯221中的永久磁體223a與223b的V形布置的 內(nèi)側(cè)和外側(cè)穿過(guò)。
與之相比，如圖6中所示，在第一實(shí)施方式的馬達(dá)100中，由于d軸電流而產(chǎn)生的磁通穿過(guò)轉(zhuǎn)子芯21中的兩個(gè)相鄰的永久磁體23。此外，由于q軸電流而產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)穿過(guò)永久磁體23周?chē)?。在馬達(dá)100中，由于永久磁體23嵌入轉(zhuǎn)子芯21的外周附近，由于q軸電流而引起的磁通被抑制而不發(fā)生在轉(zhuǎn)子芯21的位于永久磁體23的徑向外側(cè)的部分中。參照?qǐng)D2和圖6，永久磁體23的在穿過(guò)永久磁體23的d軸磁通方向上的厚度比兩個(gè)相鄰永久磁體23之間的最小間隔LI大。如圖7中所示，在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，當(dāng)流過(guò)繞組212的電流相對(duì)較小(約20A至約80A)(低負(fù)載)時(shí)，q軸電感Lq相對(duì)較大(約0.5mH至約0.55mH)。因此，在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，馬達(dá)200的輸出受電壓飽和的限制(從馬達(dá)200獲得期望扭矩所需的電壓大小超過(guò)電壓極限值的狀態(tài))。 在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，當(dāng)流過(guò)繞組212的電流相對(duì)較大(約200A至約320A)(高負(fù)載)時(shí)，q軸電感Lq與低負(fù)載情況時(shí)相比銳減。認(rèn)為這是由于在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，兩個(gè)永久磁體223a與223b呈V形布置，并且當(dāng)電流增加時(shí)，轉(zhuǎn)子芯221中的磁通在永久磁體223a與223b的V形布置的內(nèi)側(cè)和外側(cè)飽和。此外，在根據(jù)比較例的馬達(dá)200中，在低負(fù)載情況下，d軸電感Ld隨流過(guò)繞組212的電流的增加而逐漸減小，然后變?yōu)榇笾潞愣āＴ诟鶕?jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100中，當(dāng)流過(guò)繞組12的電流相對(duì)較小(約20A至約80A)(低負(fù)載)時(shí)，q軸電感Lq為約0.35mH至約0.45mH,小于根據(jù)比較例的馬達(dá)200的q軸電感Lq (約0.5mH至約0.55mH)。認(rèn)為這是由于以下原因。在第一實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子芯21構(gòu)造成使得定子芯11與第二磁極部25之間的間隙長(zhǎng)度L2的平均值比定子芯11與第一磁極部24之間的間隙長(zhǎng)度L3的平均值大。因此，與對(duì)比例的情況相比，q軸電流引起的磁通難以穿過(guò)定子芯11與第二磁極部25之間的空間(空氣)。結(jié)果，在第一實(shí)施方式的情 況下的q軸電感Lq小于對(duì)比例的q軸電感。此外，永久磁體23布置在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近，使得不同于傳統(tǒng)馬達(dá)200，q軸電感Lq被抑制而不發(fā)生在永久磁體23的外周側(cè)，從而q軸電感Lq因此減小。同時(shí)，在第一實(shí)施方式中，當(dāng)q軸電感Lq在高負(fù)載的情況下與低負(fù)載的情況下相比減小時(shí)，q軸電感Lq的減小幅度比傳統(tǒng)馬達(dá)200中的q軸電感Lq的減小幅度要小此外，在根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100中，d軸電感Ld隨流過(guò)繞組12的電流增加而逐漸減小，然后大致恒定。根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100的d軸電感Ld比根據(jù)比較例的馬達(dá)200的d軸電感Ld小。認(rèn)為這是由于下面的原因。即，因?yàn)橛谰么朋w23的厚度t2相當(dāng)于根據(jù)對(duì)比例的馬達(dá)200的永久磁體223a和223b的厚度的大約兩倍，所以由于d軸電流而引起的磁通難以穿過(guò)d軸路徑。因此，認(rèn)為d軸電感Ld變小。此外，當(dāng)流過(guò)繞組12 (繞組212)的電流相對(duì)較大(約200A至約320A)(高負(fù)載)時(shí)，根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100的d軸電感Ld與q軸電感Lq之差比根據(jù)比較例的馬達(dá)200的d軸電感Ld與q軸電感Lq之差大。即，在根據(jù)第一實(shí)施方式的馬達(dá)100中，能獲得比根據(jù)比較例的馬達(dá)200的磁阻轉(zhuǎn)矩更大的磁阻轉(zhuǎn)矩。如以上所述，在第一實(shí) 施方式中，轉(zhuǎn)子芯21構(gòu)造成使得定子芯11與第二磁極部25之間的間隙長(zhǎng)度L2的平均值大于定子芯11與第一磁極部24之間的間隙長(zhǎng)度L3的平均值。因此，通過(guò)增大第二磁極部25與定子芯11之間的間隙長(zhǎng)度L2的平均值，磁通(由于q軸電流而引起的磁通)難以穿過(guò)定子芯11與第二磁極部25之間的空間(空氣)。因此，能減小低負(fù)載下的q軸電感Lq。此外，由于在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，d軸電感部件和q軸電感部件(尤其是q軸電感部件)引起的阻抗增大很少，因而電壓飽和的發(fā)生受到抑制，從而能獲得預(yù)定輸出。如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23嵌入在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近。S卩，永久磁體23在轉(zhuǎn)子芯21的周向上的長(zhǎng)度比在轉(zhuǎn)子的徑向方向上的長(zhǎng)度(即，永久磁體23的厚度)大。因此，由于在轉(zhuǎn)子芯21的在永久磁體23的外周側(cè)上的部分處發(fā)生由于q軸電流而產(chǎn)生的磁通受到抑制，所以能進(jìn)一步減小q軸電感Lq。如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23沿周向嵌入在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近中。在根據(jù)對(duì)比例的馬達(dá)200 (參見(jiàn)圖5)中，在兩個(gè)永久磁體223a與223b布置成V形時(shí)，兩個(gè)永久磁體223a與223b在轉(zhuǎn)子芯21的內(nèi)周側(cè)(V形的基部)彼此接近。因此，永久磁體的磁導(dǎo)(磁阻的倒數(shù))減小，并且可能發(fā)生退磁。與此相反，在第一實(shí)施方式中，通過(guò)將永久磁體23沿周向嵌入在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近，能增加相鄰的永久磁體23之間的最小間隔。因此，能增大永久磁體23的磁導(dǎo)(磁阻的倒數(shù))，并且抑制永久磁體23輕易退磁。然而，在根據(jù)對(duì)比例的馬達(dá)200 (參見(jiàn)圖5)中，兩個(gè)永久磁體223a與223b布置成V形，兩個(gè)永久磁體223a與223b的磁化方向彼此相交。因此，在將兩個(gè)永久磁體223a與223b布置在轉(zhuǎn)子芯21中后，難以對(duì)兩個(gè)永久磁體223a與223b進(jìn)行磁化。因此，在永久磁體23沿周向嵌入在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近的第一實(shí)施方式中，能容易地在將永久磁體23布置在轉(zhuǎn)子芯21中后對(duì)永久磁體23進(jìn)行磁化。如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23構(gòu)造成具有如下形狀，周向中央部的厚度t2比周向端部的厚度tl大。因此，由于因d軸電流引起的磁通難以穿過(guò)永久磁體23，所以能減小d軸電感Ld。因此，通過(guò)增大d軸電感(Ld)與q軸電感(Lq)之差(Ld-Lq)而獲得更大的磁阻轉(zhuǎn)矩。此外，如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23構(gòu)造成為具有比相鄰的兩個(gè)永久磁體23之間的最小間隔LI大的厚度tl (t2)。因此，能有效減小d軸的電感Ld。如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23布置在轉(zhuǎn)子芯21的外周附近，從而每個(gè)永久磁體23的位于定子芯11那一側(cè)的表面23a的至少一部分被暴露。因此，轉(zhuǎn)子芯21構(gòu)造成這樣:定子芯11與第二磁極部25之間的間隙長(zhǎng)度L2的平均值比定子芯11與第一磁極部24之間的間隙長(zhǎng)度L3的平均值大。因此，由于能使永久磁體23的暴露部分更接近定子芯11，所以能進(jìn)一步增大磁力矩。此外，如上所述，在第一實(shí)施方式中，永久磁體23由鐵氧體永磁體形成。與稀土族磁體相比，鐵氧體磁體具有弱的磁力。根據(jù)在此公開(kāi)的實(shí)施方式，因?yàn)榭捎行У孬@得磁阻轉(zhuǎn)矩，所以即便在使用鐵氧體永磁體的情況下也能容易地獲得期望的輸出。(第二實(shí)施方式)接著，將參照?qǐng)D8與圖9描述第二實(shí)施方式的馬達(dá)101。不同于每個(gè)永久磁體23的位于定子芯11那一側(cè)的表面23a暴露的第一實(shí)施方式,第二實(shí)施方式的馬達(dá)101嵌入在轉(zhuǎn)子芯31中，使得每個(gè)永久磁體33的位于定子芯11那一側(cè)的表面33a不是暴露的。馬達(dá)101是根據(jù)在此公開(kāi)的實(shí)施方式的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)”的一個(gè)實(shí)施例。

如圖8中所示，根據(jù)第二實(shí)施方式的馬達(dá)101的轉(zhuǎn)子3包括轉(zhuǎn)子芯31、軸32以及永久磁體33。在轉(zhuǎn)子芯31中，具有永久磁體33的多個(gè)第一磁極部34與不具有永久磁體33的多個(gè)第二磁極部35沿周向一個(gè)接一個(gè)交替布置。此外，永久磁體33沿周向嵌入在轉(zhuǎn)子芯31的外周附近，使得每個(gè)永久磁體33的位于定子芯11那一側(cè)的表面33a不是暴露的。具體地說(shuō)，永久磁體33嵌入在安裝部31a中，安裝部31a形成為孔形以覆蓋永久磁體33的外周。如圖9所示，在第二實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子芯31這樣構(gòu)造:定子芯11與第二磁極部35之間的間隙長(zhǎng)度LlO的平均值(例如約Imm)比定子芯11與第一磁極部24之間的間隙長(zhǎng)度Lll的平均值(例如約0.4mm)大。S卩，在第二磁極部35中轉(zhuǎn)子芯31的外周表面比在第一磁極部34中轉(zhuǎn)子芯31的外周表面布置得更向內(nèi)。每個(gè)永久磁體33的位于定子芯11那一側(cè)的表面33a與轉(zhuǎn)子芯31的每個(gè)第一磁極部34的外周部31b構(gòu)造成具有與定子芯11的內(nèi)周的曲率半徑大致相同的曲率半徑。因此，定子芯11與第一磁極部34之間的間隙長(zhǎng)度Lll (例如約0.4mm)沿周向大致相同。而且，第二磁極部35的外周構(gòu)造成具有與轉(zhuǎn)子芯31 (定子芯11)的曲率半徑大致相同的曲率半徑。因此，定子芯11與第二磁極部35之間的間隙長(zhǎng)度LlO (例如約Imm)沿周向大致相同。如圖8與圖9中所示，在第二磁極部35的位于永久磁體33側(cè)的部分中設(shè)置有凹口 36。凹口 36包括凹口 36a與凹口 36b。凹口 36a設(shè)置在第二磁極部35的與周向方向一側(cè)(箭頭Rl的方向)的永久磁體33相鄰的部分處。第二凹口 36b設(shè)置在第二磁極部35的與周向方向另一側(cè)(箭頭R2的方向)的永久磁體23相鄰的部分處。每個(gè)凹口 36大致形成V形，從而當(dāng)從軸向方向看時(shí)，凹口 36的寬度Wl朝轉(zhuǎn)子芯31的內(nèi)周側(cè)逐漸減小。此外，凹口 36的位于轉(zhuǎn)子芯31的內(nèi)周側(cè)的底端36c被定位在永久磁體33的側(cè)表面33b的位于轉(zhuǎn)子芯31的內(nèi)周側(cè)的底端33c (以及永久磁體33的側(cè)表面33b的厚度方向中點(diǎn)(點(diǎn)B))的徑向外側(cè)。第二實(shí)施方式的其余構(gòu)造與第一實(shí)施方式的構(gòu)造相同。

如上所述，在第二實(shí)施方式中，永久磁體33嵌入在轉(zhuǎn)子芯31的外周附近，使得每個(gè)永久磁體33的位于定子芯11那一側(cè)的表面33c是暴露的。此外，轉(zhuǎn)子芯31這樣構(gòu)造:定子芯11與第二磁極部35之間的平均間隙長(zhǎng)度LlO比定子芯11與第一磁極部34之間的平均間隙長(zhǎng)度Lll大。因此，由于每個(gè)永久磁體33的位于定子芯11那一側(cè)的表面33c被轉(zhuǎn)子芯31覆蓋，所以能有效抑制永久磁體33朝定子芯11彈出。此外，第二實(shí)施方式的其它效果與第一實(shí)施方式的效果相同。在此公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面都應(yīng)當(dāng)視為是說(shuō)明性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是在前的實(shí)施方式的描述表明，并且包括與權(quán)利要求的范圍以及范圍內(nèi)的所有變型例等同的內(nèi)涵。例如，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施例描述了馬達(dá)，但是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)不限于馬達(dá)。例如，本公開(kāi)的實(shí)施方式可應(yīng)用于作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的另一實(shí)施例的發(fā)電機(jī)。本公開(kāi)的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)也可應(yīng)用于車(chē)輛、船白.。而且，在第一實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了僅定子芯與永久磁體(第一磁極部)之間的間隙長(zhǎng)度沿周向變化的情況，但是本公開(kāi)的實(shí)施方式不限于此。例如，可以是僅定子芯與第二磁極部之間的間隙長(zhǎng)度沿周向變化，并且可以是定子芯與第一磁極部和第二磁極部?jī)烧咧g的間隙長(zhǎng)度都沿周向變化。此外，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了永久磁體具有這樣的形狀:周向中央部的厚度比周向端部的厚度大的情況，但是永久磁體可具有其它形狀。例如，永久磁體可具有在周向上相同厚度的矩形形狀或弧形形狀。此外，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了永久磁體由鐵氧體永磁體形成的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，永久磁體可由包含諸如釹之類的稀土族材料制成。在第一實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了永久磁體布置在轉(zhuǎn)子芯的外周附近以暴露永久磁體的定子芯側(cè)表面的至少一部分(除兩個(gè)端部以外的部分)的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，永久磁體可布置在轉(zhuǎn)子芯的外周附近，從而暴露永久磁體的位于定子芯那一側(cè)的全部表面。此外，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)分別描述了下述情況:永久磁體的最接近定子芯的部分的間隙長(zhǎng)度約為0.4mm,并且轉(zhuǎn)子芯與第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度L2約為Imm ;以及定子芯與第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度約為0.4mm，并且轉(zhuǎn)子芯與第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng) 度L2約為1_。然而，間隙長(zhǎng)度值不限于此。例如，各間隙長(zhǎng)度可具有除約1_與約0.4_外的值，只要轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成使得定子芯與第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度比定子芯與第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度大即可。此外，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了在每個(gè)第二磁極部中設(shè)置兩個(gè)凹口的情況，但是凹口的數(shù)量不限于此。例如，如圖10中所示的第一實(shí)施方式的變型例中示出的那樣，可在第二磁極部41的位于永久磁體33那一側(cè)(例如箭頭R2的方向)的一個(gè)側(cè)部處設(shè)置一個(gè)凹口 42。S卩，第二磁極部41可形成為關(guān)于馬達(dá)102的q軸不對(duì)稱的形狀。因此，不同于第二磁極部形成為關(guān)于q軸對(duì)稱的形狀的情況，能夠通過(guò)不同于對(duì)稱情況來(lái)改變q軸磁通的飽和度而改變?nèi)Q于旋轉(zhuǎn)方向的馬達(dá)特性。馬達(dá)102也是根據(jù)所公開(kāi)的實(shí)施方式的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)”的實(shí)施例。此外，在第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了永久磁體形成為使得位于定子芯那一側(cè)的表面具有弧形截面的形狀，但是永久磁體的截面形狀不限于此。例如，永久磁體可形成為具有大致矩形截面的形狀。在第二實(shí)施方式中，圖9中已經(jīng)示出了定子芯11與永久磁體33的表面33a之間的間隔比定子芯11與第二磁極部35之間的間隙長(zhǎng)度LlO大的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，如圖11中所示的第二實(shí)施方式的變型例示出的那樣，可構(gòu)造成定子芯11與永久磁體33的表面33a之間的間隔L13比定子芯11與第二磁極部35之間的間隙長(zhǎng)度L12小。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括: 轉(zhuǎn)子芯，在該轉(zhuǎn)子芯中，沿周向交替布置具有永久磁體的第一磁極部與不具有永久磁體的第二磁極部；以及 定子芯，該定子芯面對(duì)所述轉(zhuǎn)子芯的外周布置， 其中，所述轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成使得所述定子芯與所述第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度大于所述定子芯與所述第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，每個(gè)所述永久磁體在從其穿過(guò)的d軸磁通方向上的厚度大于兩個(gè)相鄰的第一磁極部的永久磁體之間的最小間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述永久磁體的在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向方向上的厚度大于兩個(gè)相鄰的所述第一磁極部的永久磁體之間的最小間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述永久磁體嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯的外周附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述永久磁體沿周向嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯的外周附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，每個(gè)所述永久磁體具有這樣的形狀:周向中央部的厚度比其周 向相對(duì)兩端部的厚度大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述永久磁體嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯的外周附近，從而暴露所述永久磁體的與所述定子芯面對(duì)的表面的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述永久磁體嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯的外周附近而不暴露所述永久磁體的與所述定子芯面對(duì)的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，每個(gè)所述永久磁體由鐵氧體永磁體形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，每個(gè)所述第二磁極部具有至少一個(gè)在與其相鄰的永久磁體附近設(shè)置的凹口。
11.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括: 轉(zhuǎn)子芯，在該轉(zhuǎn)子芯中，沿周向交替布置具有永久磁體的第一磁極部與不具有永久磁體的第二磁極部；以及 定子芯，該定子芯面對(duì)所述轉(zhuǎn)子芯的外周布置， 其中，所述轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成使得所述定子芯與所述第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度大于所述定子芯與所述第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度；并且 其中，所述永久磁體的在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向方向上的厚度大于兩個(gè)相鄰的所述第一磁極部的永久磁體之間的最小間隔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子芯，在該轉(zhuǎn)子芯中，沿周向交替布置具有永久磁體的第一磁極部與不具有永久磁體的第二磁極部；以及定子芯，該定子芯面對(duì)所述轉(zhuǎn)子芯的外周布置。所述轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成使得所述定子芯與所述第二磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度大于所述定子芯與所述第一磁極部之間的平均間隙長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)H02K21/14GK103248188SQ20131005082
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者友原健治, 前村明彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)