电动机的磁产生装置、软磁性体铁芯及磁体的制造方法与流程

文档序号:20275095发布日期:2020-04-03 19:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电动机的磁产生装置,适用于电动机(1),所述电动机(1)包括磁体(13),所述磁体(13)设置在与绕组(33)相对的位置,通过所述绕组的通电能够进行相对于该绕组的相对动作,多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性,

所述磁体具有:

第一磁体部(21),所述第一磁体部(21)产生与所述极性相应的磁通;以及

第二磁体部(22),所述第二磁体部(22)设置于所述磁体的磁极边界侧的端部即q轴侧端部一侧,磁体内部的磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的朝向。

2.如权利要求1所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,所述电动机是旋转电机(1),所述旋转电机(1)包括:绕组侧构件(30),所述绕组侧构件(30)卷绕有所述绕组;以及磁体侧构件(10),所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置,并具有所述磁体,所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件,

所述第一磁体部在所述磁体侧构件中沿周向以规定间隔设置,

所述第二磁体部设置在所述第一磁体部的q轴侧端部一侧。

3.如权利要求2所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11),所述软磁性体铁芯(11)对于每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12),

在所述磁体收容孔内收容有所述第一磁体部及所述第二磁体部。

4.如权利要求3所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

将在所述第一磁体部的q轴侧端部中最接近所述绕组侧构件的部位作为磁通增强点(p1),对于所述磁通增强点,通过所述第二磁体部进行磁通强化。

5.如权利要求3或4所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部及所述第二磁体部的横截面呈矩形状,并且所述磁化方向为与相对的一对磁通作用面正交的方向,

在所述软磁性体铁芯中,使所述磁化方向相对于d轴或q轴的角度彼此不同地配置有所述第一磁体部及所述第二磁体部。

6.如权利要求3至5中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第二磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。

7.如权利要求3至6中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部以夹着d轴在两侧彼此分离的状态作为一对磁体(21)而设置,所述第一磁体部的所述磁化方向为相对于d轴倾斜,并且在比所述磁体收容孔更靠所述绕组侧及绕组相反侧中的所述绕组侧相交的方向,

在所述第一磁体部中的所述一对磁体的d轴侧端部一侧设置有第三磁体部(23),所述第三磁体部的所述磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的方向。

8.如权利要求7所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

将所述第一磁体部中的所述一对磁体的d轴侧端部中该一对磁体彼此最接近的部位作为磁通增强点(p2),对于该磁通增强点,通过所述第三磁体部进行磁通强化。

9.如权利要求7或8所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第三磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。

10.如权利要求7至9中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔在所述第一磁体部中的所述一对磁体之间具有向d轴侧扩张的d轴侧扩张部分,

在所述d轴侧扩张部分设置有所述第三磁体部,并且在比该第三磁体部更靠d轴侧的位置设置有磁通屏障(25)。

11.如权利要求3至10中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置,并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。

12.如权利要求1至11中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第二磁体部具有比所述第一磁体部的内禀矫顽力小的内禀矫顽力。

13.如权利要求1至11中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部具有比所述第二磁体部的内禀矫顽力小的内禀矫顽力。

14.如权利要求7至11中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第二磁体部和所述第三磁体部的内禀矫顽力彼此不同。

15.如权利要求3至14中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部具有多个分割磁体(27a、27b),所述多个分割磁体(27a、27b)在从q轴侧朝向d轴侧的方向上被分割,并且所述磁化方向彼此不同,

与位于d轴侧的分割磁体相比,所述多个分割磁体中的位于q轴侧的分割磁体的所述磁化方向为更接近与q轴平行的方向。

16.如权利要求15所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述多个分割磁体配置成在该分割磁体的端部彼此相对的部位向所述绕组侧凸出。

17.如权利要求3至16中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述软磁性体铁芯中,在与所述绕组侧构件相对的相对面上形成有沿轴向延伸的槽(42、43)。

18.如权利要求3至17中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述软磁性体铁芯是使转轴(40)插通形成于中央部的贯通孔(14),并被旋转自如地支承的转子铁芯(11),

在所述贯通孔的内周面中成为d轴上的位置,形成有向径向内侧突出并与所述转轴的外周面抵接的突出部(14a)。

19.一种电动机的磁产生装置,适用于电动机(1),所述电动机(1)包括磁体(13),所述磁体(13)设置在与绕组(33)相对的位置,通过所述绕组的通电能够进行相对于该绕组的相对动作,多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性,

所述磁体具有:

第一磁体部(21),所述第一磁体部(21)以夹着作为磁极中心的d轴在两侧相互分离的状态作为一对磁体而设置,磁体内部的磁化方向为相对于所述d轴倾斜、且在所述绕线侧和绕线相反侧中的所述绕线侧相交的朝向;以及

第二磁体部(23、41),所述第二磁体部(23、41)设置于所述第一磁体部中的所述一对磁体的d轴侧端部一侧,所述磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的朝向。

20.如权利要求19所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述电动机是旋转电机(1),所述旋转电机(1)包括:绕组侧构件(30),所述绕组侧构件(30)卷绕有所述绕组;以及磁体侧构件(10),所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置且具有所述磁体,所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件,

所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11),所述软磁性体铁芯(11)对于每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12),在所述磁体收容孔内收容有所述第一磁体部及所述第二磁体部。

21.如权利要求20所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置,并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。

22.如权利要求20或21所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔在所述第一磁体部中的所述一对磁体之间具有向d轴侧扩张的d轴侧扩张部分,

在所述d轴侧扩张部分设置有所述第二磁体部,并且在比该第二磁体部更靠d轴侧的位置设置有磁通屏障(25)。

23.如权利要求19至22中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

将在所述第一磁体部的所述一对磁体的d轴侧端部中该一对磁体彼此最接近的部位作为磁通增强点(p2),对于该磁通增强点,通过所述第二磁体部进行磁通强化。

24.如权利要求19至23中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第二磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。

25.一种软磁性体铁芯,所述软磁性体铁芯(11)在埋入磁体型的旋转电机(1)中设置在与绕组(33)相对的位置,保持磁体(13、51、71、121),

在每个磁极具有收容所述磁体的磁体收容孔(12),

所述磁体收容孔(12)对于每个磁极设置为一对孔,所述一对孔夹着d轴配置在两侧,并且以随着朝向所述绕组侧而使相对间距离变大的方式形成为大致v字状,

所述一对孔分别在d轴侧与q轴侧的两端之间以向所述绕组侧凸出的方式设置。

26.如权利要求25所述的软磁性体铁芯,其特征在于,

所述旋转电机包括:环状的定子(30),所述定子(30)卷绕有所述绕组;以及转子(10),所述转子(10)相对于所述定子在径向内侧相对配置,并且具有所述磁体,

所述软磁性体铁芯用作构成所述转子的转子铁芯(11),

所述一对孔分别在d轴侧与q轴侧的两端之间以向所述定子侧凸出的方式设置。

27.如权利要求25或26所述的软磁性体铁芯,其特征在于,

所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置。

28.一种电动机的磁产生装置,应用于电动机(1),所述电动机(1)具有磁体(51、71、101、121),所述磁体(51、71、101、121)设置在与绕组(33)相对的位置,通过对所述绕组通电,能够进行相对于该绕组的相对动作,多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性,

所述磁体的磁体内部的磁化方向为,相对于在所述磁体的所述绕组侧及绕组相反侧的两侧且产生磁通的磁通作用面中的至少任一个以非垂直的角度相交的方向。

29.如权利要求28所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述电动机是旋转电机(1),所述旋转电机(1)包括:绕组侧构件(30),所述绕组侧构件(30)卷绕有所述绕组;以及磁体侧构件(10),所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置且具有所述磁体,所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件,

所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11),所述软磁性体铁芯(11)对于每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12),

在所述磁体收容孔内收容有所述磁体。

30.如权利要求29所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置,并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。

31.如权利要求29或30所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体的所述磁化方向以在该磁体的所述绕组侧的磁通作用面和其相反侧的磁通作用面成为不同方向的方式变化。

32.如权利要求31所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体设置成,随着从q轴侧朝向d轴侧,所述磁化方向从接近与q轴垂直的方向朝接近与d轴平行的方向,切换为向绕组相反侧凸出的非直线状。

33.如权利要求31所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体设置成,随着从d轴侧朝向q轴侧,所述磁化方向从接近与d轴垂直的方向朝接近与q轴平行的方向,切换为向绕组相反侧凸出的非直线状。

34.如权利要求29至33中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体设置成,在所述软磁性体铁芯中,q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组侧的位置,并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向所述绕组侧凸出。

35.如权利要求29至34中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,所述磁化方向相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交,与所述磁通作用面相交的磁体端面以与所述磁化方向平行的朝向形成,

在所述磁体收容孔内,在d轴侧和q轴侧中的至少任一方的所述磁体端面的外侧设置有磁通屏障(53、54)。

36.如权利要求29或30所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,所述磁化方向成为相对于d轴倾斜、并且相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交的方向。

37.如权利要求36所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体在所述软磁性体铁芯中夹着d轴配置在两侧,

d轴的两侧的各所述磁体的所述磁化方向为相对于d轴倾斜,并且在比所述磁体收容孔更靠所述绕组侧的位置彼此相交的方向。

38.如权利要求36或37所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,所述磁化方向相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交,与所述磁通作用面相交的磁体端面以与所述磁化方向平行的朝向形成。

39.如权利要求36至38中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,与所述磁通作用面相交的磁体端面侧的所述磁化方向的磁体长度比相对于该磁体端面靠中央侧的部位的所述磁化方向的磁体长度长。

40.如权利要求36至39中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,接近d轴的部分和接近q轴的部分处的磁化方向不同。

41.如权利要求40所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,在接近d轴的部分和接近q轴的部分中的接近d轴的部分,与接近q轴的部分相比,磁化方向更与d轴平行。

42.如权利要求41所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,所述接近q轴的部分处的磁化方向相对于与所述磁通作用面垂直的方向的倾斜(θ2),大于所述接近d轴的部分处的磁化方向相对于与所述磁通作用面垂直的方向的倾斜(θ1)。

43.如权利要求40所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,在接近d轴的部分和接近q轴的部分中的接近q轴的部分,与接近d轴的部分相比,磁化方向更与q轴平行。

44.如权利要求36至39中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体收容孔对于每个磁极设置为一对孔,该一对孔夹着d轴配置在两侧,并且以随着朝向所述绕组侧而使相对间距离变大的方式设置成大致v字状,

所述磁体在d轴的两侧分别具有包括d轴侧端部的部分即第一磁体部、以及包括q轴侧端部的部分即第二磁体部,

在所述第二磁体部中,所述磁化方向为比所述第一磁体部更接近与q轴垂直的方向的朝向。

45.如权利要求44所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述第一磁体部的所述磁化方向与d轴平行。

46.如权利要求29或30所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述软磁性体铁芯中,所述磁体设置成,q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组的部位,并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向所述绕组侧凸出。

47.如权利要求29或30所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述软磁性体铁芯中,所述磁体设置成,q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组的部位,并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向绕组相反侧凸出。

48.如权利要求46或47所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

在所述磁体中,接近d轴的部分和接近q轴的部分处的磁化方向不同。

49.如权利要求29至48中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体的所述磁化方向呈圆弧状。

50.如权利要求29至49中任一项所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述磁体作为夹着d轴上的d轴铁芯部(55)位于一侧和另一侧的一对磁体而配置在所述软磁性体铁芯中,

在所述软磁性体铁芯上设置有非磁性体部(54),所述非磁性体部(54)夹着所述d轴铁芯部,并且从所述一对磁体的绕组相反侧的端部向绕组相反侧延伸。

51.如权利要求50所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述非磁性体部通过在所述磁体收容孔的一部分收容非磁性材料而构成。

52.如权利要求50或51所述的电动机的磁产生装置,其特征在于,

所述软磁性体铁芯是旋转自如地固定在转轴(40)上的转子铁芯(11),

所述非磁性体部比联结所述磁体中成为径向最内侧的点与所述转子铁芯的旋转中心的假想线更向q轴侧伸出。

53.一种磁体的制造方法,是用于旋转电机(1)的磁体(51、71)的制造方法,具有:

向配置在由磁场线圈(61、81)生成的磁场内的模具(63、83)中填充磁体粉末的工序;

在通过取向铁芯(62、82)使由所述磁场线圈生成的磁场弯曲的状态下,对所述模具内的磁体粉末进行规定方向的磁场取向的工序;以及

烧结所述模具内的磁体粉末的工序。

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