埋入磁铁型电动机及其制造方法

文档序号:7354314阅读:181来源:国知局
专利名称:埋入磁铁型电动机及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种埋入磁铁型电动机及其制造方法。
背景技术
(日本专利)特开2007-195391号公报的埋入磁铁型电动机的转子芯,具 有P/2个径向容纳孔、P/2个第一倾斜容纳孔和P/2个第二倾斜容纳孔。从轴 向来看,各个径向容纳孔,都大致朝转子芯的径向延伸。第一倾斜容纳孔和第 二倾斜容纳孔组成的一对孔,构成一个V字形的V字容纳孔。各个径向容纳 孔,分别容纳着径向磁铁。各个第一倾斜容纳孔,分别容纳着第一倾斜磁铁。 各个第二倾斜容纳孔,分别容纳着第二倾斜磁铁。相邻的径向磁铁和第一倾斜 磁铁,构成N极。相邻的径向磁铁和第二倾斜磁铁,构成S极。其结果,构成 P/2个N秘禾卩P/ 个S秘_
上述公报的径向磁铁的径向内端,全都被径向容纳孔的径向内端的壁无 间隙地包围。

发明内容
本发明的目的,在于提供一种新颖的埋入磁铁型电动机及其制造方法。 根据本发明的一个观点,提供具有转子的埋入磁铁型电动机。把转子的轴 线称为转子轴线。该转子,具有转子芯、P/2个径向磁铁、P/2个第一倾斜磁铁 和P/2个第二倾斜磁铁。该转子芯,具有P/2个径向容纳孔、P/2个第一倾斜 容纳孔和P/2个第二倾斜容纳孔。在径向容纳孔、第一倾斜容纳孔和第二倾斜 容纳孔中,分别轴向穿插着转子芯。各个径向容纳孔,大致朝转子芯的径向延 伸。第一倾斜容纳孔和第二倾斜容纳孔,分别以相对于径向容纳孔倾斜的方式, 成直线状延伸。第一倾斜容纳孔和第二倾斜容纳孔组成的一对孔,构成V字形 的V字容纳孔。V字形状,在转子芯径向外部呈凸状。径向容纳孔和V字容 纳孔,在转子芯的圆周方向相互交替配置。各个径向容纳孔,分别容纳着径向 磁铁。各个第一倾斜容纳孔,分别容纳着第一倾斜磁铁。各个第二倾斜容纳孔, 分别容纳着第二倾斜磁铁。各个径向磁铁,位于第一倾斜磁铁和第二倾斜磁铁 之间。在圆周方向相邻的径向磁铁和第一倾斜磁铁,构成N极和S极中的一极。 在圆周方向相邻的径向磁铁和第二倾斜磁铁,构成N极和S极中的的另一极。个S极。也就是说,转子的磁极数是P个。转
子芯通过多张芯片在轴向层叠而形成。每张芯片都有P/2个叠前径向容纳孔。
各个叠前径向容纳孔,分布在芯片的圆周方向。通过各个叠前径向容纳孔的层 叠,形成径向容纳孔。叠前径向容纳孔中,有几个是短孔,其他是长孔。把短
孔的径向内端和转子轴线之间的距离,称为为第一半径距离Rl。把长孔的径 向内端和转子轴线之间的距离,称为第二半径距离R2。设定R2〈R1。短孔, 在各个径向容纳孔中,位于轴向的一部分上。其结果,短孔的径向内端,限制 径向磁铁朝径向内部移动。
根据本发明的另一个观点,各个叠前径向容纳孔的径向尺寸,都比径向 磁铁的径向尺寸要大。每张芯片,具有至少一个朝叠前径向容纳孔内突出的突 出部。把相对于径向的垂直方向,称为宽度方向。各个突出部,在叠前径向容 纳孔内,只从宽度方向的一边突出。突出部,在各个径向容纳孔中,位于轴向 的至少一部分上。其结果,突出部限制径向磁铁朝径向内部移动。
根据本发明的另一个观点,每张芯片都有P/2个叠前径向容纳孔、P/2个 第一叠前倾斜容纳孔和P/2个第二叠前倾斜容纳孔。各个叠前径向容纳孔,分 布在芯片的圆周方向。通过多个叠前径向容纳孔的层叠,形成径向容纳孔。通 过多个第一叠前倾斜容纳孔的层叠,形成第一倾斜容纳孔。通过多个第二叠前 倾斜容纳孔的层叠,形成第二倾斜容纳孔。在每张芯片中,都有几个叠前径向 容纳孔是双方连通孔,其余的是独立孔。各个双方连通孔的径向内端,都与在 圆周方向相邻的第一叠前倾斜容纳孔和第二叠前倾斜容纳孔的双方连通。各个 独立孔,与第一叠前倾斜容纳孔和第二叠前倾斜容纳孔不连通。在独立孔和第 一叠前倾斜容纳孔之间,存在内部桥。在独立孔和第二叠前倾斜容纳孔之间, 还存在一个内部桥。在各个径向容纳孔中,独立孔位于轴向的一部分上。其结 果,内部桥限制对应的第一倾斜磁铁和第二倾斜磁铁朝径向内部移动。
根据本发明的另一个观点,在至少一张芯片中,其叠前径向容纳孔中有 几个是单方连通孔。单方连通孔,与第一叠前倾斜容纳孔和第二叠前倾斜容纳 孔中的一个容纳孔连通,与另一容纳孔不连通。也就是说,在第一叠前倾斜容 纳孔和第二叠前倾斜容纳孔中的另一容纳孔和单方连通孔之间,存在内部桥。 在各个径向容纳孔中,单方连通孔位于轴向的至少一部分上。
根据本发明的另一个观点,在至少一张芯片中,在叠前径向容纳孔中,有 几个是突出连通孔。突出连通孔的径向内端,与在圆周方向相邻的第一倾斜容 纳孔和第二倾斜容纳孔连通。在突出连通孔的径向内端,设置有朝径向外部突 出的限制突出部。突出连通孔,在各个径向容纳孔中,存在于轴向的至少一部 分上。其结果,限制突出部,限制径向磁铁朝径向内部移动。限制突出部,通 过限制第一倾斜磁铁和第二倾斜磁铁朝径向内部移动,使第一倾斜磁铁和第二
16倾斜磁铁碰接不到径向磁铁。
根据本发明的另一个观点,把从轴向看相对于径向容纳孔延伸方向垂直的 方向,称为宽度方向。各个径向容纳孔的径向外端具有宽孔。各个宽孔的第二 宽度尺寸,大于径向磁铁的第一宽度尺寸。在径向容纳孔中,形成比宽孔更在 径向内部的突出部。因突出部收窄的径向容纳孔的部分宽度尺寸,小于径向磁 铁的第一宽度尺寸。其结果,突出部限制径向磁铁朝径向外部移动。把宽孔的
径向尺寸称为大宽度径向尺寸Y。把芯片的片厚称为芯片厚T。设定Y《4T。 根据本发明的另一个观点,在径向容纳孔的径向外端和转子芯外周面之 间,存在外部桥。把外部桥的径向尺寸,称为AB。在V字容纳孔的径向外端 和转子芯的外周面之间,存在V孔外部桥。V孔外部桥的径向尺寸,也是AB。 在第一倾斜容纳孔的径向外端和第二倾斜容纳孔的径向外端之间,存在倾斜孔 间桥。把倾斜孔间桥的宽度尺寸,称为倾斜孔间桥尺寸BB。设定BB〉AB。
根据本发明的另一个观点,在径向容纳孔的径向内端和第一倾斜容纳孔 的径向内端之间,存在内部桥。在径向容纳孔的径向内端和第二倾斜容纳孔的 径向内端之间,还存在另一内部桥。把各内部桥的宽度尺寸,称为内部桥尺寸 CB。在第一倾斜容纳孔的径向外端和第二倾斜容纳孔的径向外端之间,存在 倾斜孔间桥。把倾斜孔间桥的宽度尺寸,称为倾斜孔间桥尺寸BB。设定 BB>CB。
根据本发明的另一个观点,埋入磁铁型电动机,具有磁传感器。磁传感器, 通过检测来自转子的轴向漏磁通量,来检测转子的旋转。磁传感器,配置成与 转子的轴向端面面对面,而且处于径向外部区域。配置在径向外部区域状态的 磁传感器,检测磁通量。在转子转动过程中,在磁传感器通过第一倾斜磁铁和 第二倾斜磁铁之间的期间,磁通量的正负极,在磁通量变化的一个周期中仅反 转一次。
根据本发明的另一个观点,提供埋入磁铁型电动机的制造方法。该制造方 法包括将磁传感器配置成与转子的轴向端面面对面的步骤;和通过变更磁传 感器的径向位置,使得在每个径向位置上,都测定由磁传感器检测出的磁特性 的测定步骤。另外,该制造方法,还包括根据测定步骤的结果,确定径向外部 区域,从而在径向外部区域内对磁传感器进行定位的定位步骤。
本发明的其他特点及优点,可通过以下的附图及具体实施方式
予以详细说明。


图1是本发明第一实施方式涉及的埋入磁铁型电动机的平面图。 图1A是图1径向容纳孔内端的放大图。图2是图1芯片的平面图。
图3是图l转子芯的放大立体图。从径向外部看径向内部的立体图。
图4是表示如图1A所示重叠尺寸R和径向磁铁磁化率之间关系的特性图。 重叠尺寸R,是相对面SX和短孔的重叠量。
图5是第二实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图6是图5芯片的平面图。
图7是图5转子芯的放大立体图。从径向内部看径向外部的立体图。 图8是与图7反向的放大立体图。从径向外部看径向内部的立体图。 图9是第三实施方式芯片的平面图。
图10是层叠图9芯片而成的转子芯的放大立体图。从径向内部看径向外 部的立体图。
图11是第四实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图12是图11芯片的平面图。
图13是图11转子芯的放大立体图。从径向外部看径向内部的立体图。 图14是第五实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图15是图14芯片的平面图。
图16是图14转子芯的放大立体图。从径向外部看径向内部的立体图。
图17是第六实施方式芯片的平面图。
图18是第七实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。
图19是图18芯片的平面图。
图20是图18转子芯的放大立体图。从径向外部看径向内部的立体图。 图21是第八实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图22是图21芯片的平面图。 图23是图21转子芯的立体图。
图23A是图23径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图24是第九实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图25是图24芯片的平面图。 图26是图24转子芯的立体图。
图26A是图26径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图27是第十实施方式的埋入磁铁型电动机平面图。 图28是图27芯片的平面图。 图29是图27转子芯的立体图。
图2 9 A是图2 9径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图30是第十一实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图31是图30芯片的平面图。图32是图30转子芯的立体图。
图32A是图32径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图33是第十二实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图34是图33芯片的平面图。 图35是图33转子芯的立体图。
图35A是图35径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图36是第十三实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图37是图36芯片的平面图。 图38是图36转子芯的立体图。
图38A是图38径向容纳孔的径向内端的放大立体图。 图39是第十四实施方式的埋入磁铁型电动机的平面图。 图40A是图39层叠而成芯片的局部侧视图。 图40B图29的宽孔的放大平面图。 图40C图29V字容纳孔的径向外端的放大平面图。 图40D是图29V字容纳孔的径向内端的放大平面图。 图41是宽孔的径向尺寸和转子体格比之间的特性图。 图42是转子体格比的图表。
图43第十五实施方式的埋入磁铁型电动机的纵剖视图。 图44是图43转子和定子的平面图。表示轭铁内部。 图45是图44V字容纳孔的放大平面图。
图46是在图45中选择孔IC的位置进行测定的测定步骤之放大平面图。 图47是与图46孔IC51 a 51e对应的特性曲线Za Ze的旋转角度-磁通 密度特性图。
图48是与图46孔IC51f 51h对应的特性曲线Zf Zh的旋转角度-磁通密 度特性图。
具体实施例方式
图1 图3,表示将本发明具体化了的第一实施方式。
图1表示第一实施方式涉及的埋入磁铁型电动机。埋入磁铁型电动机,具 有定子1和转子2。埋入磁铁型电动机是内转子型电动机。把转子2的轴线, 即中心轴线,称为转子轴线13。
定子1,整体上形成为近似圆筒状。定子1具有定子铁心5和多个线圈6。 定子铁心5有圆筒部3和多个齿4。圆筒部3,形成定子1的外形。共计十二 个齿4,从圆筒部3的内周面,分别朝转子轴线13方向延伸。齿4以等角度间 隔位于圆筒部3的圆周方向。在各个齿4上,借助绝缘体(图示省略),通过集
19中缠绕法,缠绕线圈6。图1以双点划线表示仅一个线圈6。
转子2具有转轴7、转子芯8、四个径向磁铁9、四个第一倾斜磁铁71和 四个第二倾斜磁铁72。转子芯8,固定在转轴7上。转子2的磁极数是P极。 在第一实施方式中,设定P极二8极。第一实施方式转子2的直径,即转子芯8 的直径,设定为30mm。径向磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72, 分别是近似长方体形状。
图2表示一张芯片11。转子芯8,通过如图3所示的多张芯片11在轴向 层叠,而形成近似圆筒状。将每张芯片ll,在转子轴线13的周围,在圆周方 向上,各错开36(T /(P/2)进行层叠。也就是说,在第一实施方式中,将每张芯 片11各转90。进行层叠。每张芯片11,都有四个联接用孔18。作为联接部件 的铆钉19,穿插联接用孔18,联接固定多张芯片ll。在转子芯8的中心孔内, 镶嵌着转轴7。其结果,转子芯8,可旋转地支撑在定子1的内部。
转子芯8有四个径向容纳孔8 a 、四个第一倾斜容纳孔81和四个第二倾斜 容纳孔82。第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82组成的一对孔,构成一个 V字容纳孔8b。从轴向看转子芯8,各个V字容纳孔8b,都在转子芯8的径 向外部呈凸状的近似V字形。第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82组成的 一对孔,越朝径向外部,彼此越靠近。也就是说,转子芯8,具有四个V字容 纳孔8b。第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82,分别相对于转子芯8的径 向,呈倾斜于彼此各不相同方向的直线状。各个联接用孔18,位于V字容纳 孔8b的中心。也就是说,各个联接用孔18,位于第一倾斜容纳孔81和第二倾 斜容纳孔82之间。第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82,彼此互不连通, 即彼此独立。在图1中,各个第一倾斜容纳孔81,相对于相邻的径向容纳孔8 a,位于逆时针旋转方向。各个第二倾斜容纳孔82,相对于相邻的径向容纳孔 8a ,位于顺时针旋转方向。
径向容纳孔8a和V字容纳孔8b,分别是P/2个。径向容纳孔8a和V字 容纳孔8b组成的一对孔,在转子芯8的圆周方向,以彼此等角度间隔形成。 在本实施方式中,径向容纳孔8a的位置间隔是90° , V字容纳孔8b的位置 间隔也是90。。
在径向容纳孔8 a和V字容纳孔8b中,分别轴向穿插着转子芯8的容纳 孔。各个径向容纳孔8 a ,朝转子芯8的径向延伸。各个径向容纳孔8 a ,分 别容纳着径向磁铁9。各个第一倾斜容纳孔81,容纳着第一倾斜磁铁71。各个 第二倾斜容纳孔82,容纳着第二倾斜磁铁72。彼此相邻的径向磁铁9和第一 倾斜磁铁71,构成N极。彼此相邻的径向磁铁9和第二倾斜磁铁72,构成S 极。其结果,转子芯8有四个N极和四个S极。径向磁铁9、第一倾斜磁铁71 和第二倾斜磁铁72,考虑到朝径向容纳孔8 a禾n V字容纳孔8b内插入容易,在配置到径向容纳孔8 a和V字容纳孔8b内之后再磁化。
如图1所示,各个径向容纳孔8 a的径向外端,具有作为大宽部的宽孔8c。 从轴向看转子芯8,把相对于径向的垂直方向,称为宽度方向。将各个宽孔8c 的宽度尺寸,设定成比径向磁铁9的宽度尺寸大。也就是说,各宽孔8c的宽 度尺寸,比除径向容纳孔8a的宽孔8c以外的部分之宽度尺寸要大。宽孔8c, 在轴向整体贯通转子芯8。
如图1所示,转子芯8,在各个径向容纳孔8a的径向外端,具有多个外 部圆周方向突出部8d。 一对外部圆周方向突出部8d,从各个径向容纳孔8 a的 圆周方向两侧,朝径向容纳孔8a内部,在圆周方向分别突出同样的量。 一对 外部圆周方向突出部8d,互不碰接。各个外部圆周方向突出部8d,位于比宽 孔8c更在径向内部。也就是说,在各个径向容纳孔8a和宽孔8c之间,因外 部圆周方向突出部8d而变细。 一对外部圆周方向突出部8d之间的宽度尺寸, 比径向容纳孔8 a的宽度尺寸和宽孔8c的宽度尺寸要小。各个外部圆周方向突 出部8d,是限制径向磁铁9朝径向外部移动的外部突出部。也就是说,各个外 部圆周方向突出部8d,是防止径向磁铁9的位置偏移的。
如图3所示,各个外部圆周方向突出部8d,位于径向容纳孔8a轴向的一 部分上。在本实施方式中,在与轴向相邻的外部圆周方向突出部8d彼此之间, 存在三张芯片11。
如图1所示,转子芯8,在各个径向容纳孔8a的径向内端,具有内部限 制部8e。各个内部限制部8e,是从各个径向容纳孔8 a的径向内端,朝径向容 纳孔8 a内部,朝径向外部突出的内部突出部。各个内部限制部8e的宽度尺寸, 与径向容纳孔8a的宽度尺寸相同。各个内部限制部8e,限制径向磁铁9朝径 向内部移动。
如图3所示,各个内部限制部8e,位于径向容纳孔8a轴向的一部分上。 在本实施方式中,在轴向相邻的内部限制部8e之间,存在三张芯片ll。
如图1所示,第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82各个径向外端,都 有不配置第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的V孔外部空隙8g。各个V孔 外部空隙8g的宽度尺寸,与第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的宽度尺寸 大致相同地形成。转子芯8,在第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82的各 个径向外端,具有V孔突出部8h。各个V孔突出部8h,其位于比V孔外部空 隙8g更靠径向内部。各个V孔突出部8h,分别朝第一倾斜容纳孔81和第二 倾斜容纳孔82的各内部,朝圆周方向突出。也就是说,在第一倾斜磁铁71和 V孔外部空隙8g之间,因V孔突出部8而中间变细。第二倾斜磁铁72和V 孔外部空隙8g之间,也因另一 V孔突出部8h而中间变细。V孔突出部8h, 限制第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72在径向外部,即V孔外部空隙8g移
21动。
一对V孔突出部8h,沿着圆周方向分别仅以与反方向同样的量突出。
如图1A所示,各个径向容纳孔8a,由在近似径向延伸的一对径向容纳 孔侧面8p划分而形成。在第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82各自的径 向内端,具有相对面SX。各个相对面SX,对着径向容纳孔侧面8p,而且沿 径向容纳孔侧面8p,近似平行地延伸。各个相对面SX,在其与径向容纳孔8 a之间,存在内部桥8i。各个内部桥8i的宽度尺寸,沿径向是固定不变的。 第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82各自的径向内端,都有三角空隙8j。 各个三角空隙8j,是从轴向看大体上是三角形的延设部,其结果,形成各个相 对面SX。
如图1所示,转子芯8,具有P/2个宽幅外部桥8k、 P个V孔外部桥8w 和P/2个倾斜孔间桥8m。各个宽幅外部桥8k,是分别位于宽孔8c和转子外周 面8r之间的桥部。转子外周面8r,是转子芯8的外周面。各个V孔外部桥8w, 是分别位于V孔外部空隙8g和转子外周面8r之间的桥部。各个倾斜孔间桥 8m,是位于第一倾斜容纳孔81的径向外端和第二倾斜容纳孔82的径向外端之 间,与一对V孔外部桥8w相连的桥部。
如图2所示,每张芯片11,都有一个短孔11 a和三个长孔llb。也就是说, 在每张芯片ll中,长孔llb的个数,通过从P/2个减去短孔lla的个数求出。 短孔11 a和长孔llb,通过许多张芯片11层叠构成径向容纳孔8a 。也就是说, 短孔11 a和长孔llb,是分别作为层叠之前的径向容纳孔的叠前径向容纳孔。 也就是说,每张芯片ll,都有P/2个叠前径向容纳孔。
另外,每张芯片ll,都有四个第一叠前倾斜容纳孔61和四个第二叠前倾 斜容纳孔62。通过第一叠前倾斜容纳孔61的层叠,构成第一倾斜容纳孔81。 通过第二叠前倾斜容纳孔62的层叠,构成第二倾斜容纳孔82。第一叠前倾斜 容纳孔61和第二叠前倾斜容纳孔62组成的一对孔,构成叠前V字容纳孔。也 就是说,每张芯片ll,具有P/2个,即有四个叠前V字容纳孔。叠前V字容 纳孔,是由多张层叠构成V字容纳孔8b的叠前V字容纳孔。
各张芯片ll,划分成内部环lls和外部环llt。内部环lls的位于,比短 孔11 a 、长孔llb、第一叠前倾斜容纳孔61和第二叠前倾斜容纳孔62更加靠 径向内部,外部环llt位于径向外部。各个内部桥8i和倾斜孔间桥8m,将内 部环lls与外部环llt相连。内部环lls和外部环llt,分别在芯片ll中占很 大一部分。
短孔11 a的径向内端,构成内部限制部8e。长孔llb,比短孔11 a更靠 径向内部延伸。如图3所示,把短孔11 a的径向内端和转子轴线13之间的距 离,称为第一半径距离R1。把长孔lib的径向内端和转子轴线13之间的距离, 称为第二半径距离R2。把第一倾斜容纳孔81径向内端,和转子轴线13之间的距离,称为第三半径距离R3。在本实施方式中,第三半径距离R3,与第二 倾斜容纳孔82的径向内端和转子轴线13之间的距离相等。
第一半径距离R1,比第二半径距离R2要大(R2〈R1)。在本实施方式中, 第一半径距离Rl,设定成比第三半径距离R3要大(R3<R1)。第二半径距离 R2,设定成在第三半径距离R3以下(R2《R3)。在本实施方式中,第二半径 距离R2,设定成与第三半径距离R3大体相同。
在第一实施方式中,在各张芯片ll中,外部圆周方向突出部8d只位于短 孔11 a内。
如图1A所示,把沿着径向容纳孔侧面8p的相对面SX的尺寸,称为相对 面尺寸SW。把各个相对面SX,与短孔lla对应部分的尺寸,称为重叠尺寸 R。重叠尺寸R,设定成可满足0< R《SW/2的关系。在本实施方式中,设定 重叠尺寸R^SW/2。在本实施方式中,相对面尺寸SW=2mm,重叠尺寸R=lmm。
第一实施方式,具有以下优点
(1) 如图l和图3所示,在径向容纳孔8a轴向的一部分上,配置有短孔ll a,即内部限制部8e。内部限制部8e,限制径向磁铁9朝径向内部移动。在 径向容纳孔8a中,存在长孔llb的一部分,因为相对于径向磁铁9是空隙, 所以磁阻增大。也就是说,长孔llb,从径向磁铁9远离磁路。其结果,可降 低埋入磁铁型电动机的漏磁通量。因而,容易维持埋入磁铁型电动机的有效磁 通量,实现高扭矩化。
例如,在背景技术的文献中,各个径向磁铁的径向内端,全都由径向容纳 孔的径向内端壁,无间隙地包围。其结果,把径向容纳孔的径向内端划分而形 成的转子芯的部分,构成磁阻小的磁路,可以产生漏磁通量。在本实施方式中, 将解决这样的问题。
短孔11 a和长孔llb,可分别通过对芯片11进行冲孔加工而形成。为了 限制径向磁铁9朝径向内部移动,例如,假设在径向容纳孔8a的径向内端, 设一像外部圆周方向突出部8d那样的突出部。但是,本实施方式中的短孔ll a和长孔llb,很容易制造。
(2) 如图2所示,每张芯片ll,都只有一个短孔lla。短孔lla,减小芯 片11的磁阻。本实施方式,与各芯片11都有许多的短孔11 a的情况相比,可 以降低漏磁通量。也就是说,可在整体上把转子芯8的磁阻增加到最大。
(3) 如图2所示,第二半径距离R2,设定在第三半径距离R3以下(R2《 R3)。也就是说,长孔llb的径向内端和转子轴线13之间的距离,设定在转子 轴线13和第一倾斜容纳孔81的径向内端之间的距离以下。因此,作为磁路的 内部桥8i,以至少由长孔llb划分的部分变细。因而,可确实地降低漏磁通量。
(4) 如图2所示,第一半径距离Rl,设定成比第三半径距离R3还大(R3<R1)。也就是说,与短孔lla的径向内端,即径向磁铁9的径向内端和转 子轴线13之间的距离,设定成比转子轴线13和第一倾斜容纳孔81的径向内 端之间的距离要大。在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之后磁化径向磁铁 9的情况下,具有以下的优点。也就是说,很难使容纳在径向容纳孔8a的磁 性材料,经受到第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的影响,所以很容易磁化 而且能磁化得很好。因而,可以减少径向磁铁9的浪费。该优点,可从以下实 验得到确认。也就是说,在第一半径距离Rl与第三半径距离R3大致相等的 情况下,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之后再磁化径向磁铁9的情况 下,在径向磁铁9的径向内端,往往会发生磁化不良,即磁铁浪费的现象。为 了解决这一问题,设定R3〈R1。
(5) 如图1A所示,第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82的各个径向内 端,都有相对面SX。因而,各个内部桥8i的宽度尺寸,在沿着直径的方向上 是固定不变的。因而,可使内部桥8i,即磁路的宽度尺寸,沿径向均等地变细, 便可进一步降低漏磁通量。
(6) 图4表示重叠尺寸R相对于相对面尺寸SW的比率和径向磁铁9的径 向内端磁化率之间关系的实验结果。磁化率按着R=0, R-SW/4, R=SW/2, R=3SW/4以及I^SW的顺序依次减少。也就是说,磁化率随着重叠比率R/SW 的增大而减少。由此可知,0〈R《SW/2的情况,比SW/2<R《SW的情况磁化 率要大。因而,第一实施方式,应该满足(KR《SW/2的关系,故设定为R^SW/2。 因而,可得到很好的磁化率,还可大大减少径向磁铁9的浪费。
(7) 如图2所示的芯片11,是以每张在圆周方向上各错开360° /(P/2)的方 式进行层叠的。在本实施方式中,通过让芯片11每隔90。转一次进行层叠, 形成转子芯8。因此,旋转芯片ll而且进行层叠的动作是固定不变的,故可很 容易制造。也就是说,芯片11的层叠工序可很容易实现自动化。
如图3所示,通过将芯片11每隔一定角度错位,同时进行多张层叠,短 孔lla,即内部限制部8e,可以在径向容纳孔8a中,每隔一定间隔配置在轴 向位置上。在本实施方式中,在与轴向相邻的内部限制部8e相互之间,存在 三张芯片11。因而,多张内部限制部8e,定期性地存在于轴向。多张内部限 制部8e,可以平衡很好地支撑径向磁铁9。因为在轴向具有等角度间隔的内部 限制部8e,可以在轴向每隔一定间隔,无偏差地限制径向磁铁9朝径向内部移 动。
图5 图8表示本发明第二实施方式的埋入磁铁型电动机。 如图5所示,第二实施方式的转子芯8,代替外部圆周方向突出部8d,具 有P/2个内部突出部8n。各个内部突出部8n,分别从径向容纳孔8 a的径向外 端,朝径向内部突出。把径向磁铁9的宽度尺寸,称为第一宽度尺寸W1。把宽孔8c的宽度尺寸,称为第二宽度尺寸W2。把内部突出部8n的宽度尺寸, 称为第三宽度尺寸W3。 W3〈WKW2。
也就是说,各个内部突出部8n的宽度尺寸,比径向磁铁9的宽度尺寸要 小。各个内部突出部8n,分别位于宽孔8c圆周方向的中间部。各个内部突出 部8n,限制径向磁铁9朝径向外部移动。
如图6所示,本实施方式中的芯片ll,只在短孔11 a内具有内部突出部 8n。图6的芯片11,在转子轴线13的周围,按每张旋转360。 /(P/2),即每张 旋转90°的同时,进行多张层叠。其结果,制造出转子芯8。图5的径向磁铁 9的径向尺寸,可以比图1的径向磁铁9的径向尺寸大。因为,在图5中没有 外部圆周方向突出部8d。
把从径向磁铁9的径向尺寸,减去与内部桥8i对向部分的径向尺寸所得 到的尺寸,称为径向磁铁9的暴露尺寸。也就是说,径向磁铁9的暴露尺寸, 表示径向磁铁9的磁通量流入流出面,与第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72 各个磁通量流入流出面相对的尺寸。径向磁铁9的磁通量流入流出面,是与径 向容纳孔侧面8p相连接的面。第一倾斜磁铁71的磁通量流入流出面,是沿着 第一倾斜磁铁71延伸的面。在图5的情况下,径向磁铁9的暴露尺寸,设定 在4.75mm。在图1的情况下,设外部圆周方向突出部8d的径向尺寸为0.5mm 的话,径向磁铁9的暴露尺寸就是4.25mm。也就是说,图1的径向磁铁9的 暴露尺寸,比图5的径向磁铁9的暴露尺寸要小,其大小就是外部圆周方向突 出部8d的径向尺寸。
其结果,据使用同样大小的电流进行实验结果,图5的埋入磁铁型电动机 的发生扭矩,比图1埋入磁铁型电动机的发生扭矩要高4%。同时,图5的埋 入磁铁型电动机的齿槽力矩(Cogging Torque ),比图1的埋入磁铁型电动机 的齿槽力矩都还要低27%。同时,图5的埋入磁铁型电动机的扭矩波动(torque ripple),比图1的埋入磁铁型电动机的扭矩波动都还要低7%。
第二实施方式,具有以下优点
(8) 各个内部突出部8n,分别位于各宽孔8c圆周方向的中间部。内部突出 部8n的径向尺寸,设定成与宽孔8c的径向尺寸相同。因而,内部突出部8n 尖端的径向位置,与宽孔8c径向内端的径向位置相符。例如,图1的外部圆 周方向突出部8d,因为朝径向容纳孔8a内突出,所以妨碍径向磁铁9朝宽孔 8c的最近处延伸。但是,图5的内部突出部8n,因为只存在于宽孔8c之内, 所以容许径向磁铁9延伸到宽孔8c的最近处。因而,图5的埋入磁铁型电动 机,比图1的埋入磁铁型电动机,更容易提高效率。
(9) 如图7所示,本实施方式的内部突出部8n的宽度尺寸,设定在径向磁
25铁9宽度尺寸的约1/3处。也就是说,内部突出部8n的宽度尺寸,设定在径 向磁铁9宽度尺寸的1/2以下。例如,图1的一对外部圆周方向突出部8d,使 得径向容纳孔8a的宽度尺寸变窄。也就是说,因为在径向容纳孔8a做成中 间细,便能产生漏磁通量。这是由于一对外部圆周方向突出部8d,虽然互相离 开,但都分别从径向容纳孔侧面8p延伸,縮小了径向容纳孔侧面8p彼此之间 间隙的缘故。
但是,图5内部突出部8n的宽度尺寸,设定成从径向容纳孔侧面8p离开, 且比径向磁铁9的宽度尺寸还要小。因而,图5的内部突出部8n,很难构成漏 磁通量的磁路,很容易使漏磁通量降低。因此,图5的埋入磁铁型电动机,比 图l的埋入磁铁型电动机,更容易进一步提高效率。
(10) 内部突出部8n,在径向容纳孔8a轴向的一部分形成。也就是说,内 部突出部8n,在转子芯8轴向的一部分形成。在与轴向相邻的内部突出部8n 彼此之间,存在三张芯片ll。因而,与诸如内部突出部8n在整个轴向都延伸 的情况相比,可以加大径向容纳孔8a整体的磁阻。因而,可以降低漏磁通量。 也就是说,使内部突出部8n磁阻减小的情况受到抑制。
(11) 如图6所示,每张芯片ll,都有带内部突出部8n的短孔lla和不带 内部突出部8n的长孔llb。如将这样的芯片11多张层叠起来,就很容易制成 转子芯8,使得内部突出部8n仅仅位于转子芯8轴向的一部分上。
(12) 内部突出部8n,在每张芯片11中只位于短孔11 a内。也就是说,内 部限制部8e和内部突出部8n组成的一对孔,在芯片11中都位于短孔11 a内。 因而,内部限制部8e和内部突出部8n组成的一对孔,在径向容纳孔8 a中都 位于相同的轴向位置。因而,径向磁铁9,朝径向外部和径向内部的移动,在 相同的轴向受到限制。因而,径向磁铁9得以平衡良好地被支撑。
图9和图10,表示第三实施方式。
通过组合图9的芯片12和图6的芯片11,进行层叠,也可以形成图10 的转子芯8。也就是说,不限于仅层叠1种芯片11。图9的芯片12,没有短孔 11 a , P/2个叠前径向容纳孔全是长孔llb。内部突出部8n,位于径向容纳孔 8a轴向的一部分上。在与轴向相邻的内部突出部8n彼此之间,存在7张芯片 11。图6芯片11,每隔90°各旋转一次进行层叠。图10的转子芯8,与图1 和图5的转子芯8相比,其位于轴向的内部限制部8e和内部突出部8n的数和 量都要少。因而,图10的转子芯8可使磁阻进一步加大,从而进一步降低漏 磁通量。
图11 图13,表示本发明的第四实施方式。
如图13所示,在各个径向容纳孔8a的径向外端,存在宽孔8c和一对外 部圆周方向突出部8d。在与轴向相邻的圆周方向突出部8d彼此之间,存在三张芯片11。
如图12所示,转子芯8,在各个径向容纳孔8a内,都具有内部圆周方向 突出部8u。各个内部圆周方向突出部8u,其位置都多少从径向容纳孔8 a的径 向内端离开一点。在本实施方式中,将来自径向容纳孔侧面8p的内部圆周方 向突出部8u的突出量,设定成比径向容纳孔8 a宽度尺寸的一半还要大。其结 果,各个内部圆周方向突出部8u,便能限制径向磁铁9朝径向内部移动。
各个内部圆周方向突出部8u,仅位于一对径向容纳孔侧面8p中的一极。 在图ll的情况下,内部圆周方向突出部8u,只从逆时针旋转方向的径向容纳 孔侧面8p,朝圆周方向突出,以使其位于径向容纳孔8a内。各个内部圆周方 向突出部8u,位于径向容纳孔8a轴向的一部分上。如图13所示,在与轴向 相邻的内部圆周方向突出部8u彼此之间,存在三张芯片11。
如图12所示,每张芯片11,都有P/2个即四个长孔llb。各个长孔lib 的径向尺寸,比径向磁铁9的径向尺寸要大。在本实施方式中,每张芯片ll, 仅在一个长孔lib内,具有内部圆周方向突出部8u和一对外部圆周方向突出 部8d。也就是说,在本实施方式中,在每张芯片11之三个长孔lib内,既不 形成内部圆周方向突出部8u,也不形成外部圆周方向突出部8d。把转子轴线 13和内部圆周方向突出部8u之间的距离,称为第一半径距离Rl。 第四实施方式,具有以下优点
(13) 如图13所示,内部圆周方向突出部8u,配置在径向容纳孔8a轴向的 一部分上。内部圆周方向突出部8u,限制径向磁铁9朝径向内部移动。径向容 纳孔8a的径向尺寸,比径向磁铁9的径向尺寸要大。径向容纳孔8a的径向 内端,因存在内部圆周方向突出部8u,而离开径向磁铁9。也就是说,磁路远 离径向磁铁9。因而,在径向容纳孔8a径向内端的磁阻增大,漏磁通量降低。
如图11和图13所示,各个内部圆周方向突出部8u,只位于一对径向容纳 孔侧面8p中的一边。因而,例如;与在一对径向容纳孔侧面8p的两面都设置 内部圆周方向突出部8u的情况相比较,以图11 图13的芯片11的冲孔作业 更容易,制造更容易。
(14) 如图12所示,每张芯片ll,仅有一个内部圆周方向突出部8u。因而, 例如,与每张芯片ll都有多个内部圆周方向突出部8u的情况相比较,可以加 大转子芯8整体的磁阻,降低漏磁通量。
(15) 第二半径距离R2,设定在第三半径距离R3以下。在本实施方式中,第 二半径距离R2,设定在仅仅比第三半径距离R3小一点点。因此,作为磁路的 内部桥8i就变细,便能降低漏磁通量。
(16) 第一半径距离R1,设定成比第三半径距离R3要大(R3〈R1)。因此,在 第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之后再对径向磁铁9进行磁化的情况下,很难受到第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的影响,因此容易而且良好地进
行磁化。因而,可减少径向磁铁9的浪费。
(17) 如图12所示的芯片11,是在圆周方向,每张各偏移360。 /(P/2),即各 偏移90°层叠而成的。因此,对芯片11进行旋转层叠的动作是固定不变的, 很容易实现自动化。同时,因为在轴向每隔一定间隔,都存在多个内部限制部 8e,所以可平衡良好地支撑径向磁铁9。
图14 图16,表示本发明的第五实施方式。
图14,表示第四实施方式的转子芯21。如图14和图16所示,在各个径 向容纳孔21a中,在一对径向容纳孔侧面8p的两面,都存在内部径向突出部 22b。
如图15所示,每张芯片22,都有P/2个长孔llb。在所有长孔llb中,都 配置有内部径向突出部22b。内部径向突出部22b,只位于长孔llb圆周方向 的一边。在图15中,内部径向突出部22b,仅位于逆时针旋转方向的侧面。各 自一对的外部圆周方向突出部8d,在所有长孔lib内形成。
通过将图15芯片22,每张表里反转,进行多张层叠的方法,形成图14的 转子芯21。如图16所示,内部径向突出部22b,在轴向交错配置。
第五实施方式,具有以下优点
(18) 内部径向突出部22b,都从每张芯片ll,相互交替不同的径向容纳孔 侧面8p突出。因而,图16的内部径向突出部22b,比图13的内部圆周方向突 出部8u,能平衡更好地支撑径向磁铁9。
(19) 内部径向突出部22b,以相同的各数,配置在一对一对的径向容纳孔 侧面8p上。因而,转子芯21自身旋转平衡等的平衡良好。因而,由转子芯21 自身失衡引起的振动,得以降低。
(20)将各个内部径向突出部22b的突出量,设定成比径向容纳孔21 a的宽 F 卄的一坐4不更/1、 _田而—由#[^3^1空.屮.叙?9K ^nff的i主奋rfi-旦l)1 !Wf i卜 化^*
是说,可抑制转子芯21磁阻变小。也就是说,可抑制磁路变短。
图n表示第六实施方式的芯片3i。
芯片31,具有p/2个内部径向突出部31 a 。各个内部径向突出部31 a , 从各个长孔llb的径向内端的宽度方向的一侧,在径向外部呈凸状。也就是说, 内部径向突出部31 a ,不从径向容纳孔8 a的径向内端离开。各个长孔lib的 宽度尺寸,越靠径向内端越减少。在芯片31中,在所有四个长孔llb内,都 配置有内部径向突出部31 a 。通过不旋转芯片31进行多张层叠,可以形成芯 片。图17的内部径向突出部31a的刚性,要比图13的内部圆周方向突出部 8u的刚性和图16的内部径向突出部22b的刚性要大。因而,图17的内部径向 突出部31 a难以变形,可以稳固地限制径向磁铁9朝径向内部移动。对加长磁
28路来说,图13和图16的情况相比,图16更理想。 图18 图20表示本发明的第七实施方式。
各个宽孔8c,贯穿转子芯8的整个轴向。在各个宽孔8c和径向容纳孔8 a的径向外端之间,配置有一对外部圆周方向突出部8d。外部圆周方向突出部 8d,位于转子芯8的整个轴向。与各个外部圆周方向突出部8d的突出量相同。
如图20所示,本实施方式的内部桥8i,存在于轴向的一部分上。在与轴 向相邻的内部桥8i彼此之间,存在三张芯片ll。
如图19所示,每张芯片ll,都有一个独立孔llc和三个双方连通孔lld。 这些独立孔llc和双方连通孔lld,共计是四个,即P/2个叠前径向容纳孔。 各个双方连通孔lld的径向内端,与圆周方向相邻的第一叠前倾斜容纳孔61, 和第二叠前倾斜容纳孔62互相连通。独立孔llc,与第一叠前倾斜容纳孔61 和第二叠前倾斜容纳孔62互不连通。也就是说,在独立孔llc和第一叠前倾 斜容纳孔61之间,存在内部桥8i。在独立孔11c和第二叠前倾斜容纳孔62之 间,也存在内部桥8i。
第七实施方式,具有以下优点
(21) 独立孔llc配置在径向容纳孔8a轴向的一部分上。其结果,可限制 内部桥8i,朝第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的径向内部移动。其结果, 第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72,在转子芯8轴向的一部分中,朝径向内 部的移动得以限制。也就是说,因为在与双方连通孔11d对应的径向容纳孔8 a的部分和第一倾斜磁铁71的内端之间,不存在内部桥8i,所以有空隙存在。 在与双方连通孔lld对应的径向容纳孔8a的部分和第二倾斜磁铁72径向内端 之间,也存在空隙。因而,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72各个径向内 端中,磁阻变大,可降低漏磁通量。
双方连通孔lld和独立孔llc,很容易通过冲孔加工芯片11来制造。双方 连通孔lld和独立孔llc的冲孔加工,例如,也比图1的内部限制部8e那样 的突出部的形成更容易。内部桥8i,将芯片11的内部环lls,沿径向方向连接 到外部环llt上。因而,内部桥8i,例如,与图1的内部限制部8e相比,在 限制第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72各自的移动的方向上,即使很薄,强 度也大。能减薄内部桥8i的那部分,可以用来分别加长第一倾斜磁铁71和第 二倾斜磁铁72。
(22) 独立孔llc,在每张芯片11中形成一个。独立孔llc,较之双方连通 孔lld,可减小转子芯8的磁阻。但是,在本实施方式中,因为独立孔llc在 每张芯片ll中是一个,所以可加大转子芯8整体的磁阻,最能降低漏磁通量。
(23) 芯片11,沿着转子轴线13,每张转36(T /(P/2),即转卯° ,进行多张 层叠。因为芯片11的旋转作业和层叠作业都是固定不变的,所以可很容易制造转子芯8,实现自动化。独立孔11C和内部桥8i,沿着转子轴线13,每隔一 定间隔都存在。在本实施方式中,在与轴向相邻的独立孔llc彼此之间,存在 三张芯片ll。因而,内部桥8i,可均等地限制第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁 铁72分别相对于轴向朝径向内部移动。因而,第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁 铁72各自都得以平衡良好地被支撑。
(24) 内部桥8i的宽度尺寸,从轴向看,沿着径向方向都是固定不变的。因 而可将内部桥8i都均等的变细,降低漏磁通量。
(25) 第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82之间互不连通。也就是说, 在第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82之间,形成有朝径向方向延伸的倾 斜孔间桥8m。大宽度外部桥8k,与倾斜孔间桥8m相连。因而,本实施方式 的转子芯8,例如,与第一倾斜容纳孔81跟第二倾斜容纳孔82连通的情况相 比,强度提高,且可防止变形。
特别是,在层叠前各个芯片11单体的状态下,例如,像将第一叠前倾斜 容纳孔61与第二叠前倾斜容纳孔连通那样的场合,芯片11的刚性将会降低且 难以处理。芯片11的内部环lls,仅由内部桥8i被连接于外部环llt上。但是 本实施方式,由于倾斜孔间桥8m将内部环lis与外部环llt连接,因而,芯 片ll的强度得以提高,可防止芯片ll的变形,且容易处理。
图21 图23A,表示本发明的第八实施方式。
如图22所示芯片11,具有二个第一单方连通孔lle和二个独立孔llc。这 些第一单方连通孔lle和独立孔llc,共计四个,即是P/2个叠前径向容纳孔。 第一单方连通孔lle,虽与第一叠前倾斜容纳孔61连通,但是不与第二叠前倾 斜容纳孔62连通。也就是说,第一单方连通孔11e和第二叠前倾斜容纳孔62 之间形成有内部桥8i。在图21中,第一单方连通孔lle位于180°的间隔。也 就是说,独立孔llc,也位于18(T的间隔。
通过图22的芯片11,在转子轴线13上,每张转90°进行多张层叠,就 制得如图21和图23所示的转子芯8。
第八实施方式,具有以下优点
(26) 在径向容纳孔8a的轴向的至少一部分上,配置有第一单方连通孔lle。 因而,在与径向容纳孔8 a的第一单方连通孔lie对应的部分,和第一倾斜磁 铁71的径向内端之间,形成有空隙。因而,磁阻变大,便可降低漏磁通量。 通过芯片11的冲孔加工就可形成第一单方连通孔lle,例如,这与图1内部限 制部8e的形成相比,便显得制造容易。另外,内部桥8i,因为将内部环lis 在径向与外部环llt连接,所以可增大芯片11的强度。通过减薄内部桥8i, 可以分别加长第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72。
另外,图22的芯片11,不限于在转子轴线13上, 一张一张转动着进行层
30叠,例如,也可在每张转卯。的同时,再将每张芯片11表里反转一下进行层
叠。在此情况下,在径向容纳孔8a圆周方向的两个方向,在转子芯8的整个 轴向,内部桥8i的横截面面积都变得均等。 图24 图26A表示第九实施方式。
如图25所示,芯片ll,具有二个第一单方连通孔lle和二个第二单方连 通孔llf。也就是说,芯片ll共计有四个叠前径向容纳孔,全部都是单方连通 孔。第二单方连通孔llf,与第一叠前倾斜容纳孔61彼此互不连通,而与第二 叠前倾斜容纳孔62连通。
图25的芯片11,通过在转子轴线13上,每张转90°进行多张层叠,而 形成图24和图26的转子芯8。
第九实施方式具有以下优点
(27) 在各个径向容纳孔8a内,配置有第一单方连通孔lle和第二单方连通 孔llf。其结果,各个内部桥8i,限制第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72朝 径向内部移动。
(28) 所有的叠前径向容纳孔,都是第一单方连通孔lie和第二单方连通孔 llf的某一个。因而,例如,与叠前径向容纳孔的若干个就是独立孔llc的情 况相比,可以增加转子芯8的磁阻,降低漏磁通量。
双方连通孔lld、独立孔llc、第一单方连通孔lle和第二单方连通孔llf 各自的径向尺寸,不限于是固定不变的。也可以几个叠前径向容纳孔是短孔11 a,其余是长孔llb。短孔lla,限制径向磁铁9朝径向内部移动。
图27 图29A表示第十实施方式。
如图28所示的芯片11,具有一个短独立孔llg。短独立孔llg,是将图 19独立孔llc的径向尺寸縮短而形成的。短独立孔llg的径向尺寸,比作为长 孔的双方连通孔lld要小。
图28的芯片11,沿着转子轴线13,通过每张转9(T ,进行多张层叠。其 结果,制得如图27和图29所示的转子芯8。
第十实施方式具有以下优点
(29) 在径向容纳孔8a轴向的一部分上,配置有短孔,即短独立孔llg。短 独立孔llg,形成内部限制部8e。内部限制部8e,限制径向磁铁9朝径向内部 移动。在径向容纳孔8a中,与长孔,即双方连通孔lld对应的部分,在其与 径向磁铁9之间,存在着空隙。因而,转子芯8的磁阻变大,可降低漏磁通量。
图30 图32A表示第十一实施方式。
如图31所示的芯片11,具有一个短独立孔llg、 一个独立孔llc和2个第 一单方连通孔lle。也就是说,图31的芯片11,是将图22芯片11中的一个 独立孔llc,换成短独立孔lig的芯片。图31芯片11,通过在转子轴线13上,每张转90°进行多张层叠,而制
得图30和图32的转子芯8。
因此,第十一实施方式,既具有图21 图23A的优点,又具有图27 图 29A的优点。
另外,也可以将图31的芯片11,每张都表里反转一下进行层叠。在此情 况下,在径向容纳孔8a圆周方向的两个方向,相对于转子芯8的整个轴向, 内部桥8i的横截面面积都变得均等。
图33 图35A表示第十二实施方式。
如图34所示的芯片11,具有二个第一单方连通孔lle、 一个第二单方连通 孔llf和一个第二单方连通短孔llh。也就是说,图34的芯片11,是将图25 芯片11中的一个第二单方连通孔llf,置换成作为短孔的第二单方连通短孔 llh而形成的。
图34芯片的11,通过沿着转子轴线13,每张转90°进行多张层叠,即制 得图33和图35的转子芯8。
因此,第十二实施方式,既具有图24 图26A的优点,又具有图27 图 29A的优点。
图36 图38A表示第十三实施方式。
如图37所示的芯片11,具有一个突出连通孔llj和3个双方连通孔lld。 也就是说,图37的芯片11,是将图19芯片11中的一个独立孔llc,置换成 突出连通孔llj而形成的。在突出连通孔llj的径向内端,形成近似梯形的限 制突出部lli。突出连通孔llj的径向内端,与在圆周方向相邻的第一叠前倾 斜容纳孔61和第二叠前倾斜容纳孔62连通。限制突出部lli,限制径向磁铁 9朝径向内部移动。限制突出部lli的梯形斜面,是在与径向磁铁9不碰接的 位置,分别碰接于第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72。其结果,限制突出部
限制第一倾斜磁铁7i和第二倾斜磁铁72朝径向内部移动。也就是说, 限制突出部lli,从轴向看,对径向磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁 72,分别都不是点接触,而是线碰接。限制突出部lli的宽度尺寸,比突出连 通孔llj的宽度尺寸设定得要大。
图37的芯片11,通过沿着转子轴线13,每张转90°进行多张层叠,而制 成图36和图38的转子芯8。
第十三实施方式具有以下优点
(30)在径向容纳孔8 a轴向的一部分,配置有具备限制突出部lli的突出连 通孔llj。限制突出部lli,在限制径向磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜 磁铁72各自朝径向内部移动的同时,在径向磁铁9和第一倾斜磁铁71之间形 成空隙。另外,限制突出部lli,在第二倾斜磁铁72和径向磁铁9之间形成空隙。也就是说,限制突出部lli,省略内部桥8i。因而,转子芯8磁阻变大, 可降低漏磁通量。
(31) 通过芯片11的冲孔加工形成突出连通孔llj,例如,与形成限制径向
磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72朝径向内部移动的小突出部相比, 制造变得更容易。
(32) 图37芯片11,具有一个突出连通孔llj,其余的叠前径向容纳孔都是 双方连通孔lld。因而,例如,与芯片11具有二个以上突出连通孔llj这样的 情况,和代替双方连通孔lld而具有独立孔llc这样的情况相比,可降低漏磁 通量。
图39 图42表示第十四实施方式。
如图40A所示,把芯片ll的片厚,称为芯片厚T。如图40B所示,把宽 孔8c的径向尺寸,称为大宽度径向尺寸Y。设定成满足Y《4T,如满足Y二4T。 本实施方式的芯片厚设定为T=0.4mm,设定大宽度径向尺寸为Y=1.6mm。
如图40B所示,把一对外部圆周方向突出部8d之间的圆周方向间隔,称 为径向容纳孔8a的中间细间隔XC。
如图40B所示,把大宽度外部桥8k的径向尺寸,称为外部桥尺寸AB。把 外部圆周方向突出部8d的径向尺寸,称为突出部径向尺寸W。
如图40C所示,V孔外部桥8w的径向尺寸,也设定成外部桥尺寸AB。在 本实施方式中,外部桥尺寸设定成AB=0.4mm。也就是说,外部桥尺寸AB, 与芯片厚T设定在相同值(AB=T)。
把倾斜孔间桥8m的径向尺寸,称为倾斜孔间桥尺寸BB。将倾斜孔间桥尺 寸BB,设定成比外部桥尺寸AB要大(BB>AB)。在本实施方式中,将倾斜孔 间桥尺寸设定成BB=0.6mm。
如图40D所示,把内部桥8i的宽度尺寸,称为内部桥尺寸CB。将倾斜孔 间桥尺寸BB,设定成比内部桥尺寸CB要大(BB>CB)。本实施方式的将内部 桥尺寸设定为CB=0.4mm (AB=CB=T)。
第十四实施方式具有以下优点
(33) 宽孔8c,可增大径向容纳孔8a径向外端中的磁阻,将磁路脱离径向 磁铁9,降低转子芯8漏磁通量。
根据图41的实验结果,设定Y《4T(Y《1.6mm)。因而,不必过度加大宽 孔8c的宽度径向尺寸Y,就能确保外部圆周方向突出部8d的强度。因而,外 部圆周方向突出部8d,可以确保为限制径向磁铁9朝径向外部移动所必要的强 度。也就是说,不需要将外部圆周方向突出部8d的突出部径向尺寸W减小到 所需要的尺寸之上,就可以减小转子2的体格(大小)。宽孔8c,可有效降低 漏磁通量,减小转T 2的体格。
33图41,表示大宽度径向尺寸Y的变化,和获得一定值的扭矩特性所需要的
转子2的体格比(size ratio)之间关系的实验结果。根据实验(结果),把转 子2的直径,即转子芯8的直径设为一定,把外部桥尺寸AB设为一定,把径 向磁铁9的大小和径向磁铁9的径向位置设为一定。也就是说,转子体格比, 表示转子2的轴向尺寸比,即转子芯8的轴向尺寸比。扭矩特性的一定值,设 定为没有宽孔8c的情况下转子芯8的扭矩特性。对于中间细的间隔 XC=0.4mm、 0.8mm、 1.6mm、 2.4mm的各种情况,测定了为获得扭矩特性的 一定值所必要的转子体格比。如第十四实施方式的说明所示,其结果为 AB=T=CB=0.4mm。
如图41所示可知,中间细间隔XC越增大,转子2的体格越小。其理由是, 中间细间隔XC越增大,转子芯8的漏磁通量越降低所致。按照图41,无论中 间细间隔XC,大宽度径向尺寸Y,从0到4T(1.6mm)之间,转子2的体格都 能够减小。但是,即使大宽度径向尺寸设定在Y>4T,转子的2体格也不能比 Y=4T的情况要小。
因而,据图41可知,如设定大宽度径向尺寸Y>4T,转子芯8的强度浪费 地降低。外部圆周方向突出部8d的突出部径向尺寸W,也必须变小,外部圆 周方向突出部8d的强度也能下降。
但是,在本实施方式中,是设定Y《4T。因而,不会使外部圆周方向突出 部8d强度浪费地降低,而可以縮小转子2的体格。例如,在外部圆周方向突 出部8d的强度低的情况下,径向磁铁9,受转子2旋转产生离心力的作用,可 不破损外部圆周方向突出部8d。也就是说,径向磁铁9,有朝径向外部移动的 可能性。
但是,本实施方式可确保外部圆周方向突出部8d的强度。其结果,就可 既使转子2小型化,又可防止径向磁铁9的位置偏移。也就是说,本实施方式, 可详细地使宽孔8c的形状和尺寸最佳化。本实施方式提供为有效降低漏磁通 量所需的宽孔8c的尺寸。其结果,可以实现电动机体格的小型化。
(34) 设定Y=4T (Y=1.6mm)。因而,不会使外部圆周方向突出部8d的强度 浪费地降低,而可以使转子2的体格最小(参照图41)。
(35) 外部桥尺寸AB和倾斜孔间桥尺寸BB,设定成BB〉AB。由图42实验 结果可知,本实施方式,与设定BB:AB的情况同样,可以降低漏磁通量,减 小转子2的体格。本实施方式,例如,与设定BB:AB的情况相比较,既可确 保倾斜孔间桥8m的强度,又能确保转子芯8的强度。
图42表示当外部桥尺寸AB、倾斜孔间桥尺寸BB和内部桥尺寸CB分别 变更的情况下,为获得一定值的扭矩特性,所必要的转子2体格比的实验结果。 作为基准值,在AB:BB:CB4.4mm的情况下,设定转子体格比=1。将外部桥尺寸AB、倾斜孔间桥尺寸BB和内部桥尺寸CB分别设为0.6mm,来求转子 体格比。仅当外部桥尺寸AB是0.6mm的情况下,转子体格比=约1.09。仅当 倾斜孔间桥尺寸BB是0.6mm的情况下,转子体格比=约1.06。仅当内部桥尺 寸CB是0.6mm的情况下,转子体格比=约1.00。
如图42所示,在BB二0.6mm的情况下的转子体格比,几乎与1.00相等。 也就是说,当内部桥尺寸CB是固定的情况下,即便使倾斜孔间桥尺寸BB, 比外部桥尺寸AB要大(BB〉AB),转子体格比,也与BB=AB的情况几乎不变。 因而,BB〉AB的情况,与BB二AB的情况同样,都可以减小转子2的体格。也 就是说,BB〉AB的情况,比BB=AB的情况,更能确保倾斜孔间桥8m的强度。 也就是说,通过将倾斜孔间桥尺寸BB设定得比外部桥尺寸AB要大,便既能 维持扭矩特性,又能提高转子芯8的强度。
(36) 内部桥尺寸CB和倾斜孔间桥尺寸BB,设定成BB〉CB。从图42可知, 与BB=CB的情况一样,能降低漏磁通量,减小转子2的体格。而且BB>CB 的情况,也比BB-CB的情况,更能提高倾斜孔间桥8m的强度。
如图42所示可知,当外部桥尺寸AB是固定的情况下,即使将倾斜孔间桥 尺寸BB设定在比内部桥尺寸CB要大的0.6mm,其转子体格比,也不会比 BB=CB=0.4mm的情况变得要大。因而,通过将倾斜孔间桥尺寸BB,设定得 比内部桥尺寸CB要大,可以与BB=CB的情况同样,减小转子2的体格。而 且,还可提高能倾斜孔间桥8m的强度,从而提高转子芯8的强度。
(37) 外部桥尺寸AB,设定为AB-T。因而,在每张芯片ll中,大宽度外 部桥8k和V孔外部桥8w各自的断面设定为正方形。因而,本实施方式,例 如,与不是AB=T的情况相比,既可縮小大宽度外部桥8k和V孔外部桥8w 的漏磁通量,又可提高强度。
图43 图48表示第十五实施方式。
如图43所示,埋入磁铁型电动机,具有容纳定子1的电动机壳体41。电 动机壳体41,具有轭铁42和端板43。轭铁42,是有底的筒状。端板43,塞 闭轭铁42的开口。轭铁42内周面,固定有定子l。
在轭铁42的底部,配置有第一轴承33。在端板43的中央,配置有第二轴 承34。第一轴承33和第二轴承34,可旋转地支撑转轴7。
如图43所示,在端板43上,借助基板52,配置有孔IC51。孔IC51,是 通过检测转子2的轴向漏磁通量,来检测转子2旋转的磁传感器。也就是说, 孔IC51,检测转子2的旋转位置,即旋转角度。孔IC51,与转子2的轴向端 面2a面对面。控制器(图示省略),根据来自孔IC51的信号,从定子l产生最 佳旋转磁场,其结果,便可对转子2进行良好的旋转控制。
如图44和图45所示,孔IC51,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之
35间,配置在比联接用孔18更靠径向外部。孔IC51,配置在转子芯8中径向外 部区域H。在径向外部区域H中检测的磁通量的正负极,在转子2旋转的一个 周期中,只反转一次。
把第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72面对面的侧面,称为倾斜磁铁面71 a 、 72a 。把从轴向看,倾斜磁铁面71 a 、 72 a各自的中心,称为中心点MX。 在本实施方式中,径向外部区域H,比中心点MX更位于靠径向外部。也就是 说,径向外部区域H,是中心点MX和转子外周面8r之间的区域。
径向外部区域H,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之间,当对线圈 6无通电时,意味着在转子芯8中,是磁通密度高的区域。也就是说,径向外 部区域H,是电动机无通电时的转子芯8的高磁通密度区域。径向外部区域H, 对应于转子芯8的磁饱和区域(从未予图示的实验结果可知)。即径向外部区域 H,是在转子芯8中的磁饱和区域。
图46 图48说明用于决定孔IC51径向位置的、埋入磁铁型电动机的设计 方法。设计方法包括测定步骤S1和定位步骤S2。也就是说,设计方法就是埋 入磁铁型电动机的制造方法。
首先,测定步骤S1,将孔IC51定位成与转子2轴向端面2a面对面。再 一边变更孔IC51的径向位置, 一边测定各个径向位置的磁通量特性。如图46 所示,把第一孔IC51 a 第八孔IC51h的位置,设定成从转子2的内周面8v 至转子外周面8r。图47表示第一孔IC51a 第五孔IC51e的、第一磁通密度 特性Za 第五磁通密度特性Ze相对于转子芯8的旋转角度。图48表示第六 孔IC51f 第八孔IC51h的、第六磁通密度特性Zf 第八磁通密度特性Zh。
如图47所示,第一磁通密度特性Za 第五磁通密度特性Ze,在磁通量变 化的一个周期之间,多次通过磁通密度=0。也就是说,在磁通量变化的一个周 期之间,多次进行零交叉(zerocross)。也就是说,多次进行磁通密度的正负反 转。磁通量正负极的反转,在转子2的每一N极和S极上检测出来。磁通量变 化的一个周期,就是转子2旋转90。期间,即第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁 铁72—对磁铁,通过孔IC51的期间。也就是说,磁通量变化的一个周期,就 是一对第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之间的期间。例如,第四磁通密度 特性Zd,从磁通密度=0,增大到约130mT之后,大约减少到30mT。而且在 增大到约30mT之后,大约减少到150mT,然后磁通密度=0。也就是说,第四 磁通密度特性Zd,在一个周期之间,进行3次零交叉。
如图48所示,第六磁通密度特性Zf 第八磁通密度特性Zh,在磁通量变 化的一个周期之间,只有一次通过磁通密度=0。即只有一次做零交叉。也就是 说,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之间,被检测出的磁通量的正负极, 在一个周期内仅反转一次。在定位步骤S2中,根据测定步骤S1的结果,特别指定径向外部区域H,
将孔IC51定位在径向外部区域H。如图48所示,磁通量的正负极,特别指定 磁通量变化的一个周期中仅反转一次的第六磁通密度特性Zf 第八磁通密度 特性Zh。其结果,把如图46所示的第六孔IC51f 第八孔IC51h的径向位置, 特别指定为径向外部区域H。
如图45所示,本实施方式,将孔IC51配置在与第七磁通密度特性Zg对 应的第七孔IC51g的位置上。如图46所示,把第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁 铁72的、连结最近点彼此之间的线,称为最狭线L。第七孔IC51g,位于最狭 线L的紧靠径向内部处。
如图45所示,联接用孔18和铆钉19,相对于径向外部区域H,配置成于 径向内部相邻。在如图45中,以双点划线表示中间圆MC,该中间圆MC是 在转子轴线13的周围,通过第一倾斜磁铁71的中心点MX和第二倾斜磁铁 72的中心点MX的圆。联接用孔18,相对于中间圆MC,配置成在径向内部 相邻。第七孔IC51g和联接用孔18之间的距离,比第六孔IC51f的要大。
第十五实施方式,具有以下优点
(38)孔IC51配置成与转子2的轴向端面2 a面对面。孔IC51配置在径向外 部区域H内。在径向外部区域H内,在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72 之间,由孔IC51检测出的磁通量的正负极,在磁通量变化的一个周期内,仅 反转一次。也就是说,检测磁通密度,在磁通量变化的一个周期内,只做零交 叉一次。因而,本实施方式,不使用解析器(resolver)和传感器磁铁,用简单 的构成,就能高精度地检测转子2的旋转位置。
也就是说,本实施方式,不用结构复杂而且价格高昂的解析器就行。另外, 本实施方式,使用构成转子2磁极的径向磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜 磁铁72各自的磁通量。因而,不用另外的传感器磁铁就行。因而,本实施方 式,可以减少零部件件数,并可以实现小型化,做到结构简单。也就是说,本 实施方式,既不需要解析器的传感器转子,也不需要将传感器磁铁高精度地定 位在转子上。
如图46所示,第一孔IC51 a 第五孔IC51e,配置在比径向外部区域H 更靠径向内部的地方。在此情况下,如图47所示的第一磁通密度特性Za 第 五磁通密度特性Ze那样,孔IC51在第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72之间, 如果孔IC51的检测磁通量的正负极,反转二次以上的话,在转子2的磁极转 变点以外检测磁通量的极也会反转。也就是说,在图47的情况下,转子2旋 转位置的检测,是很困难的。但是,如图48所示的本实施方式,可以避免这 个问题。也就是说,本实施方式,能以简单的结构,容易而且高精度地检测出 转子2的旋转位置。因而,可以对定子1产生最佳旋转磁场,对转子2进行良
37好的旋转驱动控制。
作为比较例,例如,有时使用解析器来高精度地检测出转子的旋转位置。 但是解析器的结构很复杂而且价格昂贵。另外,在解析器的情况下,为了高精 度检测出转子的旋转位置(角度),需要高精度地进行和转子一体旋转的传感器 转子在圆周方向的定位。另外,在使用与转子一体旋转的传感器磁铁和检测传 感器磁铁磁通量的磁传感器,来替代解析器的情况下,要将传感器磁铁定位在 圆周方向需要精度很高。也就是说,对第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72另 当别论,即便在使用传感器磁铁的情况下,也会有同解析器一样的问题存在。
本实施方式,通过将孔IC51配置在径向外部区域H,检测第一倾斜磁铁71和 第二倾斜磁铁72的磁通量,就不需要用解析器,和另外的传感器磁铁。
(39) 径向外部区域H,是埋入磁铁型电动机在无通电的时候,转子芯8中 磁通密度高的区域。也就是说,径向外部区域H,是转子芯8的磁饱和区域。 联接用孔18和铆钉19,相对于径向外部区域H,配置成在径向内部相邻。
例如,在磁饱和区域,配置联接用孔18和铆钉19这样的情况下,有给 齿槽力矩和扭矩波动带来不良影响的危险。但是,本实施方式的联接用孔18 和铆钉19,因为是避开径向外部区域H而配置的,所以能避免不良影响。而 且,联接用孔18和铆钉19,是相邻配置在径向外部区域H的径向内端的。所 以,联接用孔18和铆钉19,极力配置在径向外部,故能极力提高转子芯8的 机械强度。
(40) 埋入磁铁型电动机的设计方法,即制造方法,包括测定步骤S1和定位 步骤S2。测定步骤S1,将可以检测转子2的轴向漏磁通量的旋转检测用的孔 IC51,配置成与转子2的轴向端面2a面对面。测定步骤S1, 一边变更孔IC51 径向位置,测定每各个径向位置的转子2的磁特性。定位步骤S2,根据测定 步骤S1的结果,判定径向外部区域H,将孔IC51定位在径向外部区域H。由 配置在径向外部区域H的磁传感器检测出的磁通量的正负极,在磁通量的一个 周期中仅反转一次。因而,可容易地设计和制造出本实施方式的埋入磁铁型电 动机。
上述实施方式,也可按以下所述变更。
在图2中,各张芯片11具有短孔11 a的个数,不限于仅一个,也可以是 二个以上。各张芯片11具有长孔llb的个数,可以从(P/2)个减去短孔11 a的 个数而求得。
在转子芯8的轴向,以每隔一定间隔配置多个短孔11 a为佳。也就是说, 在径向容纳孔8a的轴向,以每隔一定间隔分布多个内部限制部8e为佳。各张 芯片11,在圆周方向上连续具有二个短孔11 a ,而且在圆周方向上,连续具 有二个长孔llb。在此情况下,可将多张芯片,每转180°进行层叠。另外,
38也可以将多张芯片11,在一张一张进行表里反转的同时进行层叠。在这些情况
下,多个短孔lla,即多个内部限制部8e,在各个径向容纳孔8a中的轴向, 每隔一定间隔进行分布。
也可以将多个短孔lla,即多个内部限制部8e,以不均等的间隔,配置在 各个径向容纳孔8a中的轴向。
第二半径距离R2,不限于设定在第三半径距离R3以下,也可以设定在比 第三半径距离R3还大。
第一半径距离R1,不限于设定成比第三半径距离R3还大,也可以设定第 三半径距离R3以下。
在图1A中,不限于把重叠尺寸设定在R=SW/2,也可以设定成满足0<R 《SW/4的关系。根据图4的实验结果,在(KR《SW/4的情况下,磁化率接 近最大。因而,可进一步减少径向磁铁9的浪费。
在图2中,外部圆周方向突出部8d,不限于仅在每张芯片11上,形成在 短孔lla内,也可以形成在长孔lib内。还可以将外部圆周方向突出部8d, 形成在所有的叠前径向容纳孔内。也就是说,在图3中,外部圆周方向突出部 8d,不限于仅配置在径向容纳孔8a轴向的一部分上,也可以配置在径向容纳 孔8a的整个轴向上。
在图8中,内部突出部8n,不限于仅在径向容纳孔8a轴向的一部分形成, 也可以在径向容纳孔8 a的整个轴向形成。
在图6的芯片11中,不限于仅把内部突出部8n配置在短孔11 a内,也可 以配置在长孔lib内。
图7内部突出部8n的第三宽度尺寸W3,不限于设定在径向磁铁9的第一 宽度尺寸W1的约1/3。图6的内部突出部8n的第三宽度尺寸W3,也可以比 径向磁铁9的第一宽度尺寸Wl要小。为了抑制经由内部突出部8n的漏磁通 量,肉部突,屮都8n的笾二甯度尺计W3.以设^ 弁籽向磁姓Q的笛一窗麼尺计 Wl之1/2以下为佳。
在图12中,内部圆周方向突出部8u,不限于仅配置在相对于径向容纳孔 8 a逆时针旋转方向的径向容纳孔侧面8p,也可以配置在顺时针旋转方向的径 向容纳孔侧面8p上。
在图12中,内部圆周方向突出部8u,不限于仅在芯片11上形成一个,也 可以形成二个以上。内部圆周方向突出部8u,以在转子芯8的轴向,每隔一定 间隔配置为佳。另外,将内部圆周方向突出部8u,在圆周方向,在二个叠前径 向容纳孔内连续形成的情况下,既可以将芯片11每隔180°转一次,进行多张 层叠,也可以将芯片11 一张一张表里反转,进行多张层叠。在这些情况下, 可以使内部圆周方向突出部8u,在转子芯8之轴向,每隔一定间隔存在。
39在图13中,内部圆周方向突出部8u,也可按不均等间隔配置在转子芯8 的轴向。
在图19中,独立孔llc,不限于在芯片11上只形成一个,也可以形成二 个以上。各张芯片11具有的双方连通孔lld的个数,可从(P/2)个,减去独立 孔llc的个数而求得。独立孔llc,以每隔一定间隔,在转子芯8中的轴向配 置为佳。因为内部桥8i,在转子芯8中,是每隔一定间隔配置在轴向的。
在图19的芯片11中,也可以变更成独立孔llc在圆周方向连续设两个, 而且双方连通孔11d在圆周方向连续设2个。独立孔llc和双方连通孔lld各 自之间的圆周方向间隔,是90° 。在此情况下,既可以将芯片11每转180° , 进行一次多张层叠,也可以将芯片11 一张一张表里反转,进行多张层叠。在 这些情况下,独立孔11c都是每隔一定间隔配置在转子芯8的轴向上。
另外,独立孔11c和内部桥8i,也可按不均等间隔,配置在转子芯8中的 轴向上。
在图19芯片的11中,叠前径向容纳孔,不限定是独立孔llc和双方连通 孔lld的哪个。内部桥8i也可以形成在转子芯8轴向的一部分上。
图22的芯片11,在各个径向容纳孔8a中,在轴向的至少一部分,也可 以层叠配置第一单方连通孔lle。
在图40B中,不限于设定宽孔8c的大宽度径向尺寸Y和芯片厚T成Y=4T 的关系,也可以设定成Y〈4T,例如,Y=2T,即等于0.8mm。
在图40B 图40D中,外部桥尺寸AB、倾斜孔间桥尺寸BB和内部桥尺 寸CB,不限于设定为BB=0.6mm和AB=CB=0.4mm。也就是说,不限于设定 为BB〉AB二CB。例如,也可以设定为AB=BB=CB,艮卩0.4mm。但是,如果要 使外部桥尺寸AB与内部桥尺寸CB各不一样,从图42可知,为了满足大的尺 寸值,转子2的体格将变大,故以设定AB二BB为佳。
沐图和阁44由.知々h都圆固卞向泰屮,都8丄不阻干在钴;8
轴向的整体形成,也可以仅在转子芯8轴向的一部分形成。例如,也可以在转 子芯8轴向两端部和在每十张芯片11上,形成宽孔8c和外部圆周方向突出部 8d。另外,在图44中,也可以删除宽孔8c。也可以将径向磁铁9,延伸到径 向容纳孔的径向外端。
在图39中,外部圆周方向突出部8d,不限于从径向容纳孔8a的圆周方 向两侧都是同一突出量,也可以仅从径向容纳孔8a圆周方向的单侧突出。另 外,也可以是一对外部圆周方向突出部8d,从圆周方向两侧突出各不相同的突 出量。
在图46中,孔IC51,不限于仅作为第七孔IC51g而配置,也可以变更成 作为第六孔IC51f和第八孔IC51h而配置。第六孔IC51f,相对于中间圆MC,与径向外部相邻。也就是说,第六孔IC51f,相对于联接用孔18和铆钉19, 位于紧靠径向外部。第六孔IC51f和最狭线L之间的距离,比第七孔IC51g要 大。第八孔IC51h,相对于最狭线L与径向外部相邻。
如图48所示,在第六磁通密度特性Zf 第八磁通密度特性Zh当中,在磁 通密度=0附近,倾斜度最陡的是第八磁通密度特性Zh。也就是说,第八孔 IC51h,能明确辨别磁极的变化,最适合于转子2旋转位置的检测。第八孔 IC51h,在转子2中配置在最靠径向外部。为此,第八磁通密度特性Zh,在磁 通量的正负极反转的附近,比第六磁通密度特性Zf和第七磁通密度特性Zg的 倾斜度要大。
在图45中,联接用孔18和铆钉19,不限定相对于径向外部区域H,与径 向内部相邻。铆钉19,也可以变更为螺栓和螺帽这样的其他联接部件。转子芯 8,不限于通过层叠芯片ll来制造。例如,也可以通过烧结磁性粉体来制造转 子芯8。也就是说,转子芯8可以是烧结芯,而烧结芯则不用联接用孔18和铆 钉19。
测定步骤Sl,不限于测定第一孔IC51 a 第八孔IC51h的第一磁通密度 特性Za 第八磁通密度特性Zh。也可以根据第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁 72的中心点MX,来决定径向外部区域H。
在图1中,不限于形成V孔外部空隙8g。也可以将第一倾斜容纳孔81的 径向外端,与第一倾斜磁铁71碰接。还可以将第二倾斜容纳孔82的径向外端, 与第二倾斜磁铁72碰接。
在图1中,不限于第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82互不连通,也 可以是互相连通。也就是说,第一倾斜容纳孔81和第二倾斜容纳孔82组成的 一对孔,不限于仅彼此独立,也可以在V字容纳孔8b的径向外端,通过互相 连通而构成一个孔。
在图1A中,各个内部桥8i的宽度尺寸,不限于沿径向固定不变,也可以 是沿径向变化。例如,在图1A中,可以删除三角空隙8j。
图2的芯片11,不限于在转子轴线13的周围一张张旋转着层叠,使在转 子轴线13周围每一张都在圆周方向错位。也可以旋转芯片ll,将多张组套, 对每套进行层叠。在此情况下,因为可以减少芯片11的旋转次数,所以制造 容易。
构成转子芯8的芯片11,不限于仅是一种,也可以是多种。例如,各张芯 片ll的短孔lla个数,互不相同。
在图1中,第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72,不限于分别都是近似长 方体形状,也可以分别是弯曲的圆弧形状,宽度尺寸也可以不是固定的。
也就是说,V字容纳孔8b,既可以是构成V字的各直线各自弯曲,也可以是V字容纳孔8b各直线的宽度尺寸不是固定的。
图1的径向磁铁9、第一倾斜磁铁71、第二倾斜磁铁72和转子芯8,不限 于是在转子芯8轴向全长延伸的整体物。也可以将径向磁铁9、第一倾斜磁铁 71、第二倾斜磁铁72和转子芯8,各自在轴向分开。这些分开物,也可以分别 在圆周方向错开,在转子轴线B方向进行层叠。在此情况下,可以进一步降 低埋入磁铁型电动机的齿槽力矩和扭矩波动。这是由于在定子1和转子2之间 的急剧磁通量流动的变化,能进一步降低的缘故。
也可以将图1的齿4的个数和磁极数P,分别变更为其他的个数。也就是 说,也可以将径向磁铁9、第一倾斜磁铁71和第二倾斜磁铁72的数量,分别 变更为除四个之外的其他数量。
权利要求
1、一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),该转子的轴线被称为转子轴线(13),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、P/2个径向磁铁(9)、P/2个第一倾斜磁铁(71)和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、P/2个第一倾斜容纳孔(81)和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),分别以相对于上述径向容纳孔(8a)倾斜的方式,成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状,上述径向容纳孔(8a)和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向互相交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72)之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁(72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极,也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),是由多张芯片(11)在上述轴向层叠而形成的,各个上述芯片(11),具有P/2个叠前径向容纳孔(11a,11b),各个上述叠前径向容纳孔(11a,11b),分布在上述芯片(11)的圆周方向,通过各个上述叠前径向容纳孔(11a,11b)的层叠,形成上述径向容纳孔(8a);上述叠前径向容纳孔(11a,11b)中,有几个是短孔(11a),其他是长孔(11b);把上述短孔(11a)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离,称为第一半径距离R1;把上述长孔(11b)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离,称为第二半径距离R2,设定R2<R1;上述短孔(11a),在各个上述径向容纳孔(8a)中位于轴向的一部分上,其结果,上述短孔(11a)的上述径向内端,限制上述径向磁铁(9)朝径向内部移动。
2、 根据权利要求1记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),只有一个上述短孔(ll a)。
3、 根据权利要求1记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于如将上述第一倾斜容纳孔(81)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离 称为第三半径距离R3,则设定R2《R3。
4、 根据权利要求1 3的任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 如将上述第一倾斜容纳孔(81)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离,称为第三半径距离R3,则设定R3〈R1。
5、 根据权利要求4记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述径向容纳孔(8 a ),由大体在径向延伸的一对径向容纳孔侧面(8p)区划而形成;从上述轴向看上述转子芯(8),上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容 纳孔(82)各自的径向内端,都具有相对面(SX),上述相对面(SX),与上述径向 容纳孔侧面(8p)面对面,且相对于上述径向容纳孔侧面(8p)大体平行地延伸;把各个上述相对面(SX)的尺寸,称为相对面尺寸SW;把各个上述相对面(SX)与上述短孔(ll a)面对面部分的尺寸,称为重叠尺 寸R;上述相对面尺寸SW和上述重叠尺寸R,是分别沿着上述径向容纳孔侧面 (8p)延伸的尺寸,设定(KR《SW/2。
6、 根据权利要求1 3任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 从上述轴向看,把相对于上述径向容纳孔(8a)延伸方向垂直的方向称为宽度方向;各个上述径向容纳孔(8 a )的径向外端,具有宽孔(8c); 各个上述宽孔(8c)的宽度尺寸(W2),比上述径向磁铁(9)的宽度尺寸(W1)大;上述转子芯(8),具有从各个上述宽孔(8c)的宽度方向的中间部,朝径向内 部突出的内部突出部(8n);各个上述内部突出部(8n)的宽度尺寸(W3),比各个上述径向磁铁(9)的宽度 尺寸(W1)小,各个上述内部突出部(8n),限制上述径向磁铁(9)朝径向外部移动。
7、 根据权利要求6记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于各个上述内部突出部(8n),位于上述转子芯(8)轴向的一部分上。
8、 根据权利要求7记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于各个上述芯片(ll),具有带上述内部突出部(8n)的t-述叠前径向容纳孔和不带上述内部突出部(8n)的上述叠前径向容纳孔。
9、 根据权利要求8记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于上述内部突出部(8n),位于上述短孔(ll a)内。
10、 根据权利要求2记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),以每张在圆周方向上各错开360° /(P/2)的方式进行层
11、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),该转子的轴线被称为转子轴线(13), 其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以相对于上述径向倾斜的方式,成 直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成 V字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成,各个上述芯片 (11)具有P/2个叠前径向容纳孔,各个上述叠前径向容纳孔分布在上述芯片(11) 的圆周方向,通过将各个上述叠前径向容纳孔的层叠,形成上述径向容纳孔(8 a);各个上述叠前径向容纳孔的径向尺寸,比上述径向磁铁(9)的径向尺寸要大;各个上述芯片(l 1),具有至少一个朝上述叠前径向容纳孔内突出的突出部(8u, 22b, 31 a ),如将相对于上述径向垂直的方向称为宽度方向,则各个上述 突出部(8u, 22b, 31 a),在上述叠前径向容纳孔内,只从上述宽度方向的一方 突出,上述突出部(8u, 22b, 31 a ),在各个上述径向容纳孔(8 a )中,位于轴向 的至少一部分上,其结果,上述突出部(8u, 22b, 31 a ),限制上述径向磁铁(9) 朝径向内部移动。
12、 根据权利要求11记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),只有一个上述突出部(8u, 22b, 31 a )。
13、 根据权利要求11记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述径向容纳孔(8a)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离(R2),设定为小于等于上述转子轴线(13)和上述第一倾斜容纳孔(81)径向内端之间的距 离(R3)。
14、 根据权利要求11 13任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述突出部(8u, 22b)和上述转子轴线(13)之间的距离(Rl),设定成比上述第一倾斜容纳孔(81)的径向内端和上述转子轴线(13)之间的距离(R3)要大。
15、 根据权利要求11 13任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述突出部(22b)的上述宽度方向突出量,设定成比上述径向容纳孔(8 a )宽度尺寸的一半还小;将上述芯片(ll)进行层叠,使上述突出部(22b)从上述径向容纳孔(8 a )的宽 度方向两侧,以分别相同的数量突出。
16、 根据权利要求12记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),以每张在圆周方向各错开360° /(P/2)的方式进行层叠。
17、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成,各个上述芯片 (11),具有P/2个叠前径向容纳孔、P/2个第一叠前倾斜容纳孔(61)和P/2个第 二叠前倾斜容纳孔(62),各个上述叠前径向容纳孔,分布在上述芯片(ll)的圆 周方向,通过多张叠前径向容纳孔的层叠,形成上述径向容纳孔(8a),通过多 个上述第一叠前倾斜容纳孔(61)的层叠,形成上述第一倾斜容纳孔(81),通过 多个上述第二叠前倾斜容纳孔(62)的层叠,形成上述第二倾斜容纳孔(82);在各个上述芯片(ll)中,有几个上述叠前径向容纳孔是双方连通孔(lld), 其余的是独立孔(llc),各个上述双方连通孔(lld)的径向内端,与在圆周方向 相邻的上述第一叠前倾斜容纳孔(61)和上述第二叠前倾斜容纳孔(62)双方连 通,各个上述独立孔(llc),与上述第一叠前倾斜容纳孔(61)和上述第二叠前倾 斜容纳孔(62)不连通,在上述独立孔(llc)和上述第一叠前倾斜容纳孔(61)之间, 存在内部桥(8i),在上述独立孔(llc)和上述第二叠前倾斜容纳孔(62)之间,还 存在另一个内部桥(8i);在各个上述径向容纳孔(8a)中,上述独立孔(llc)位于轴向的一部分上,其 结果,上述内部桥(8i),限制对应的上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁 (72)朝径向内部移动。
18、 根据权利要求17记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),只有一个上述独立孔(llc)。
19、 根据权利要求18记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于各个上述芯片(il),以每张在圆周方向各错开360° /(P/2)的方式进行层叠。
20、 根据权利要求17 19任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 从上述轴向看,如将相对于上述径向容纳孔(8 a)延伸方向的垂直方向称为宽度方向,则上述内部桥(8i)的宽度尺寸,沿径向是固定不变的。
21、 根据权利要求17 19任何一项记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)分别独立,其结果,在上述第一倾斜容纳孔(81)的径向外端和上述第二倾斜容纳孔(82)的径向外端 之间,存在着在径向延伸的倾斜孔间桥(8m)。
22、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向互相 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成,各个上述芯片 (11),具有P/2个叠前径向容纳孔、P/2个第一叠前倾斜容纳孔(61)和P/2个第 二叠前倾斜容纳孔(62),各个上述叠前径向容纳孔,分布在上述芯片(ll)的圆 周方向,通过多个上述叠前径向容纳孔的层叠,形成上述径向容纳孔(8a),通 过多个上述第一叠前倾斜容纳孔(61)的层叠,形成上述第一倾斜容纳孔(81), 通过多个上述第二叠前倾斜容纳孔(62)的层叠,形成上述第二倾斜容纳孔(82);至少在一张上述芯片(ll)上,上述叠前径向容纳孔中有几个是单方连通孔 (lle),上述单方连通孔(lle),与上述第一叠前倾斜容纳孔(61)和上述第二叠前 倾斜容纳孔(62)中的一方连通,与另一方则不连通,在上述另一方与上述单方 连通孔(lle)之间,存在有内部桥(8i);在各个上述径向容纳孔(8a)中,上述单方连通孔(lle),位于轴向的至少 一部分上。
23、 根据权利要求22记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 在各个上述芯片(ll)上,所有的上述叠前径向容纳孔中有几个是第一单方连通孔(lle),其余的是第二单方连通孔(llf);上述第一单方连通孔(lle),与上述第一叠前倾斜容纳孔(61)连通,上述第二单方连通孔(llf),与上述第二叠前倾斜容纳孔(62)连通;在各个上述径向容纳孔(8 a)内,存在有上述第一单方连通孔(lle)和上述 第二单方连通孔(llf)。
24、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成,各个上述芯片 (11),具有P/2个叠前径向容纳孔、P/2个第一叠前倾斜容纳孔(61)和P/2个第 二叠前倾斜容纳孔(62),各个上述叠前径向容纳孔,分布在上述芯片(ll)的圆 周方向,通过多个上述叠前径向容纳孔的层叠,形成上述径向容纳孔(8a),通 过多个上述第一叠前倾斜容纳孔(61)的层叠,形成上述第一倾斜容纳孔(81), 通过多个上述第二叠前倾斜容纳孔(62)的层叠,形成上述第二倾斜容纳孔(82);至少在一张上述芯片(ll)上,上述叠前径向容纳孔中有几个是突出连通孔 (llj),上述突出连通孔(llj)的径向内端,与在圆周方向相邻的上述第一倾斜容 纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)连通;在上述突出连通孔(llj)的径向内端,设置有朝径向外部突出的限制突出部(Hi);上述突出连通孔(llj),在各个上述径向容纳孔(8a)中存在于轴向的至少一 部分上,其结果,上述限制突出部(lli),限制上述径向磁铁(9)朝径向内部移动, 上述限制突出部(lli)通过限制上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 朝径向内部移动,使上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72),与上述 径向磁铁(9)不碰接。
25、 根据权利要求24记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 各个上述芯片(ll),只有一个上述突出连通孔(llj);除上述突出连通孔(llj)以外的上述叠前径向容纳孔的径向内端,与上述第 一叠前倾斜容纳孔(61)和上述第二叠前倾斜容纳孔(62)连通,而且,在与上述 限制突出部(lli)对应的部分具有空隙。
26、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于;上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72),各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成; 从上述轴向看,把相对于上述径向容纳孔(8 a )延伸方向垂直的方向称为宽度方向;各个上述径向容纳孔(8 a )的径向外端,具有宽孔(8c); 各个上述宽孔(8c)的第二宽度尺寸(W2),比上述径向磁铁(9)的第一宽度尺寸(W1)大;在上述径向容纳孔(8a)中,比上述宽孔(8c)更靠径向内部处,形成突出部 (8d),因上述突出部(8d)而变窄的上述径向容纳孔(8a)部分的宽度尺寸,比上 述径向磁铁(9)的第一宽度尺寸(W1)小,其结果,上述突出部(8d),限制上述径 向磁铁(9)朝径向外部移动;如将上述宽孔(8c)的径向尺寸,称为大宽度径向尺寸Y,将上述芯片(ll) 的片厚称为芯片厚T,则设定Y《4T。
27、 根据权利要求26记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 设定Y=4T。
28、 根据权利要求26或27记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 在上述径向容纳孔(8a)的径向外端和上述转子芯(8)外周面(8r)之间,存在大宽度外部桥(8k),将上述外部桥的径向尺寸,称为外部桥尺寸AB;在上述V字容纳孔(8b)的径向外端和上述转子芯(8)外周面(8r)之间,存在 V孔外部桥(8w),上述V孔外部桥(8w)的径向尺寸,也就是外部桥尺寸AB, 设定AB=T。
29、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成;在上述径向容纳孔(8a)的径向外端和上述转子芯(8)外周面(8r)之间,存在 外部桥(8k),把上述外部桥(8k)的径向尺寸称为AB;在上述V字容纳孔(8b)的径向外端和上述转子芯(8)的外周面(8r)之间,存 在V孔外部桥(8w),上述V孔外部桥(8w)的径向尺寸也是AB;从上述轴向看,把相对于上述径向容纳孔(8a)延伸方向垂直的方向称为宽 度方向;在上述第一倾斜容纳孔(81)的径向外端和上述第二倾斜容纳孔(82)的径向 外端之间,存在倾斜孔间桥(8m),把上述倾斜孔间桥(8m)的宽度尺寸称为倾斜 孔间桥尺寸BB; 设定BB>AB。
30、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁C72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孑L(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极,也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在上述轴向层叠而形成; 从上述轴向看,把相对于上述径向容纳孔(8a)延伸方向垂直的方向称为宽度方向;在上述径向容纳孔(8 a )的径向内端和上述第一倾斜容纳孔(81)的径向内端 之间,存在内部桥(8i),在上述径向容纳孔(8a)的径向内端和上述第二倾斜容 纳孔(82)的径向内端之间,还存在一个内部桥(8i),把各个上述内部桥(8i)的宽 度尺寸称为内部桥尺寸CB;在上述第一倾斜容纳孔(81)的径向外端和上述第二倾斜容纳孔(82)的径向 外端之间,存在倾斜孔间桥(8m),把上述倾斜孔间桥(8m)的宽度尺寸称为倾斜 孔间桥尺寸BB;设定BB>CB。
31、 一种埋入磁铁型电动机,具有转子(2),其特征在于上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71) 和P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向相互 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述 第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜 容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72),各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;从上述轴向看,把相对于上述径向容纳孔(8 a )延伸方向垂直的方向称为宽 度方向;上述埋入磁铁型电动机,具有磁传感器(51),上述磁传感器(51),通过检测 来自上述转子轴向的漏磁通量,来检测上述转子的旋转;上述磁传感器(51),配置成与上述转子的轴向端面(2a)面对面,而且位于 径向外部区域(H),上述磁传感器(51),在配置于上述径向外部区域(H)的状态 下,检测磁通量,上述转子(2)旋转过程中,在上述磁传感器(51)通过上述第一 倾斜磁铁(71)和第二倾斜磁铁(72)之间的期间,上述磁通量的正负极,在磁通 量变化的一个周期中仅反转一次。
32、 根据权利要求31记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述转子芯(8),通过多张芯片(ll)在轴向层叠而形成,各张芯片(ll),都具有在轴向贯通的联接用孔(18),多张上述芯片(11),靠穿插在上述联接用孔(18) 的联接部件(19)来联接固定;上述联接用孔(18)和上述联接部件(19),相对于上述径向外部区域(H),相 邻于径向内部。
33、 根据权利要求31记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 上述径向外部区域(H),在上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72)之间,是上述埋入磁铁型电动机无通电时转子(2)的高磁通密度区域或磁饱和区域。
34、 根据权利要求31记载的埋入磁铁型电动机,其特征在于 把上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72)的相互对着的面,分别称为倾斜磁铁面(71a, 72a),从轴向看,把各个上述倾斜磁铁面(71 a , 72 a )的中心,称为中心点(MX);上述径向外部区域(H)的位置,比各个上述中心点(MX)都更靠径向外部。
35、 一种埋入磁铁型电动机的制造方法,其特征在于 上述埋入磁铁型电动机具有转子(2),上述转子(2),具有转子芯(8)、 P/2个径向磁铁(9)、 P/2个第一倾斜磁铁(71)和有P/2个第二倾斜磁铁(72);上述转子芯(8),具有P/2个径向容纳孔(8a)、 P/2个第一倾斜容纳孔(81) 和P/2个第二倾斜容纳孔(82),在上述径向容纳孔(8a)、上述第一倾斜容纳孔 (81)和上述第二倾斜容纳孔(82)中,分别轴向穿插着上述转子芯(8);各个上述径向容纳孔(8a),朝上述转子芯(8)的大致径向延伸,上述第一倾 斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82),以分别相对于上述径向倾斜的方式, 成直线状延伸;上述第一倾斜容纳孔(81)和上述第二倾斜容纳孔(82)组成的一对孔,构成V 字形的V字容纳孔(8b),上述V字形,在上述转子芯(8)的径向外部呈凸状, 上述径向容纳孔(8 a )和上述V字容纳孔(8b),在上述转子芯(8)的圆周方向互相 交替配置,各个上述径向容纳孔(8a)分别容纳着上述径向磁铁(9),各个上述第一倾斜容纳孔(81),分别容纳着上述第一倾斜磁铁(71),各个上述第二倾斜容纳孔(82),分别容纳着上述第二倾斜磁铁(72);各个上述径向磁铁(9),位于上述第一倾斜磁铁(71)和上述第二倾斜磁铁(72) 之间;在圆周方向相邻的上述径向磁铁(9)和上述第一倾斜磁铁(71),构成N极和 S极中的一极,相邻于圆周方向的上述径向磁铁(9)和各个上述第二倾斜磁铁 (72),构成N极和S极中的另一极,其结果,构成P/2个N极和P/2个S极, 也就是说,上述转子的磁极数是P个;上述埋入磁铁型电动机,具有磁传感器(51),上述磁传感器(51),通过检测 来自上述转子的轴向漏磁通量,来检测上述转子的旋转;上述磁传感器(51),配置成与上述转子的轴向端面(2a)面对面,而且位于 径向外部区域(H),上述磁传感器(51),在配置于上述径向外部区域(H)的状态 下检测出磁通量,上述转子(2)旋转过程中,在上述磁传感器(51)通过上述第一 倾斜磁铁(71)和第二倾斜磁铁(72)之间的期间,上述磁通量的正负极,在磁通 量变化的一个周期内仅反转一次;上述制造方法,包括将磁传感器(51)配置在与上述转子的轴向端面(2a)面对面的步骤,上述磁 传感器(51),通过检测上述转子的轴向漏磁通量,来检测上述转子(2)的旋转;通过变更上述磁传感器(51)的径向位置,在每个径向位置,都测定由上述 磁传感器(51)检测出的磁特性的测定步骤(S1);和根据上述测定步骤(S1)的结果,确定上述径向外部区域(H),从而将上述磁 传感器(51)定位到上述径向外部区域(H)的定位步骤(S2),上述磁传感器(51), 在配置于上述径向外部区域(H)的状态下检测磁通量,上述转子(2)旋转过程中, 在上述磁传感器(51)在通过上述第一倾斜磁铁(71)和第二倾斜磁铁(72)之间的 期间,上述磁通量的正负极,在磁通量变化的一个周期中仅反转一次。
全文摘要
在埋入磁铁型电动机中,径向磁铁(9)和第一倾斜磁铁(71)构成N极。径向磁铁(9)和第二倾斜磁铁(72)构成S极。每张芯片(11),都具有P/2个叠前径向容纳孔(11a,11b)。在叠前径向容纳孔(11a,11b)中,有几个是短孔(11a),其他是长孔(11b)。短孔(11a)位于各个径向容纳孔(8a)中轴向的一部分上。短孔(11a)的径向内端,限制径向磁铁(9)朝径向内部移动。
文档编号H02K1/27GK101447705SQ20081017838
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者中山孝博, 伊藤博高, 高部义之 申请人:阿斯莫有限公司
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