电动马达的制作方法
【专利摘要】本发明提供电动马达。电动马达（1）具备辅助磁场（SF），辅助磁场具有：沿周向卷绕的磁化线圈（51）、成为由磁化线圈产生的磁通的磁路的轭（52）、以及设置于由磁化线圈产生的磁通的磁路的中途并沿着该磁通被磁化的可变磁铁（53），并与转子（4）的轴向一端侧隔开间隔配置。在转子铁芯（22）设置有从第一磁极部（35）朝轴向一端侧突出的第一突起（37）、和从第二磁极部（36）朝轴向一端侧突出并且配置于比第一突起更靠径向内侧的位置的第二突起（38）。而且，在轭设置与第一突起在轴向对置的外侧磁极部（54），并且设置与第二突起在轴向对置的内侧磁极部（55），该内侧磁极部与外侧磁极部之间隔着环形的间隙（G）设置。
【专利说明】电动马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动马达。
【背景技术】
[0002]以往，有的电动马达具备将永久磁铁以埋入转子铁芯的形态固定的所谓埋入磁铁型的转子(例如，日本特开2010-233346号公报)。在这样将永久磁铁设置于转子的永久磁铁式的电动马达中，通常，由永久磁铁产生的磁通恒定，因此定子的线圈所产生的感应电压(逆起电压)与转子的旋转速度成比例地增大。而且，若该感应电压达到电源电压的上限，则无法使转子继续高速旋转。因此，考虑有如下设计，即，将由永久磁铁产生的磁通的量抑制为能够使转子充分地高速旋转的量，在该情况下，低速旋转区域的扭矩可能会不足。
[0003]近年来，提出了如下电动马达(例如，US2008/0036331A1)，S卩、具备:外壳(磁轭)，其具有筒状部以及设置于筒状部的开口端的顶板部；定子，其固定于筒状部的内侧；以及转子，其配置于定子的内周，该电动马达将沿着周向卷绕的励磁线圈以与转子在轴向对置的方式固定于顶板部。在该电动马达中，由励磁线圈产生的磁通通过外壳的顶板部、转子、定子、以及外壳的筒状部，改变由励磁线圈产生的磁通的方向，从而能够调整通过定子与转子之间的磁通的量(转子铁芯的外周面上的磁通密度)。而且，在励磁线圈产生使通过定子与转子之间的磁通量减少的磁通，从而能够抑制感应电压的上升而使转子高速旋转，并且在励磁线圈产生使该磁通量增加的磁通，从而能够在低速旋转区域产生大的扭矩。
[0004]然而，在US2008/0036331A1的结构中，外壳成为由励磁线圈产生的磁通的磁路，因此若使外壳薄壁化，则该磁路的磁阻增大。而且，若磁阻过大，则可能会无法利用由励磁线圈产生的磁通充分地调整通过定子与转子之间的磁通量，因此存在很难实现电动马达小型化的问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供小型的、能够高速旋转并且能够在低速旋转区域输出大扭矩的电动马达。
[0006]本发明的一实施方式是一种电动马达，其具备:外壳，其具有筒状部；定子，其固定于上述筒状部的内侧；以及转子，其配置于上述定子的内周，具有转子铁芯以及以埋入该转子铁芯的形态固定于该转子铁芯的多个埋入磁铁，上述埋入磁铁以第一极性的磁极与第二极性的磁极在周向交替地排列的方式配置于上述转子的外周，上述电动马达的特征在于，在上述转子铁芯设置有第一突起和第二突起，上述第一突起从上述转子铁芯的、在外周显现上述第一极性的磁极的第一磁极部朝轴向的至少一侧突出，上述第二突起从上述转子铁芯的、在外周显现上述第二极性的磁极的第二磁极部朝轴向的至少一侧突出，并且配置于比上述第一突起更靠径向内侧的位置，在上述转子的轴向的至少一侧配置有辅助磁场，该辅助磁场具有沿周向卷绕的线圈、以及成为由上述线圈产生的磁通的磁路的轭，在上述辅助磁场设置有与上述第一突起在轴向上对置的外侧磁极部，并且在与该外侧磁极部之间隔着间隙设置有与上述第二突起在轴向上对置的内侧磁极部。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明可了解本发明的上述以及更多的特征及优点，在附图中，对相同的元素标注相同的附图标记。
[0008]图1是第一实施方式的电动马达的沿轴向的剖视图。
[0009]图2是图1的A-A剖视图。
[0010]图3是从轴向一端侧观察的第一实施方式的转子的侧视图。
[0011]图4A以及图4B是表示第一实施方式的电动马达中的磁通的流动的作用说明图。
[0012]图5是第二实施方式的电动马达的沿轴向的剖视图。
[0013]图6是从轴向一端侧观察的第二实施方式的转子的侧视图。
[0014]图7是第三实施方式的电动马达的沿轴向的剖视图。
[0015]图8A以及图SB是其他例子的辅助磁场附近的放大剖视图。
[0016]图9A以及图9B是从轴向一端侧观察的其他例子的转子的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0018]结合附图对第一实施方式进行说明。图1以及图2所示的电动马达I例如作为电动汽车、混合动力汽车的驱动源而被使用。如图1以及图2所示，电动马达I具备收纳在圆筒状的外壳2内的定子3、和以能够旋转的方式支承于定子3的径向内侧的转子4。外壳2由一端侧(图1的左侧)开口的、带底的筒状的外壳主体5、和以封闭外壳主体5的开口端的方式设置的圆环形的罩6构成。此外,在本实施方式中,夕卜壳主体5以及罩6由非磁性材料构成。
[0019]定子3具备由固定于外壳主体5的筒状部5a的内侧的圆筒状的圆筒部11、和从圆筒部11朝向径向内侧呈辐射状地延伸的多个(在本实施方式中为十二个)齿12构成的定子铁芯13。定子铁芯13通过将多张硅钢板等电磁钢板14层叠而构成。而且，在各齿12卷绕有多个(在本实施方式中为十二个)定子线圈15。
[0020]转子4具备:旋转轴21、以能够与旋转轴21 —体旋转的方式固定的圆柱状的转子铁芯22、以及以埋入转子铁芯22的形态固定的多个(在本实施方式中为十个)埋入磁铁23。即，本实施方式的转子4构成为所谓埋入磁铁型的转子。旋转轴21例如由碳钢等金属材料构成，转子铁芯22通过将多张硅钢板等电磁钢板24层叠而构成。此外，如图1中放大表示的那样，在电磁钢板24的表面设置有绝缘覆膜24a。由此，转子铁芯22的轴向的磁阻比径向的磁阻大。
[0021]这样构成的电动马达I若从控制装置(省略图示)对定子线圈15供给三相的励磁电流，则在定子3产生旋转磁场,从而转子4基于该旋转磁场而旋转。
[0022]此处，在本实施方式的电动马达I且在转子4的轴向一端侧(图1的左侧)以与转子4之间隔开间隔的方式设置有辅助磁场SF，由该辅助磁场SF产生的磁通在转子4进出，从而能够调整通过定子3与转子4之间的磁通的量。以下，对用于调整通过定子3与转子4之间的磁通的结构进行说明。[0023]首先，对转子的结构详细地进行说明。如图2以及图3所示，在转子铁芯22的中央形成有供旋转轴21插通的贯通孔31。另外，在转子铁芯22设置有多个空洞部32，在上述空洞部32的内部配置埋入磁铁23。空洞部32分别形成为沿轴向延伸的截面为长方形的孔状，并且以其长度方向沿着径向的方式配置于转子铁芯22。另外，在空洞部32的径向两侧形成有与空洞部32连续的截面为近似半圆形的膨出部33。并且，在转子铁芯22中的径向内侧部分形成有多个空隙34。此外，本实施方式的各空隙34形成为沿轴向延伸的截面为近似圆形的形状，并配置于相邻的膨出部33之间。
[0024]埋入磁铁23形成为与空洞部32的截面形状对应的截面为长方形的平板状，并配置在空洞部32内。即，埋入磁铁23配置为辐射状。而且，各埋入磁铁23的同一极性(N极或者S极)在周向对置，并且使因埋入磁铁23而形成于转子铁芯22的外周面的磁极(转子磁极)的极性以在周向上交替排列的方式被磁化(着磁)。因此，转子铁芯22中的相邻的空洞部32之间的形成为近似扇形的多个部位中的、在外周显现第一极性(在本实施方式中为N极)的磁极的部位构成为第一磁极部35，在外周显现第二极性(在本实施方式中为S极)的磁极的部位构成为第二磁极部36。此外，利用配置于径向外侧的膨出部33抑制由埋入磁铁23产生的磁通通过埋入磁铁23的径向外侧，并且利用配置于径向内侧的膨出部33以及空隙34抑制上述磁通通过埋入磁铁23的径向内侧。另外，本实施方式的埋入磁铁23使用例如铁素体类的粘结磁铁(塑料磁铁、橡胶磁铁等)。
[0025]而且，如图1?图3所示，在转子铁芯22设置有从第一磁极部35朝轴向一端侧突出的第一突起37、以及从第二磁极部36朝轴向一端侧突出并且配置于比第一突起37更靠径向内侧的位置的第二突起38。
[0026]具体而言，在各第一磁极部35的径向外侧部分形成有沿轴向贯通的第一插入孔41，并且在各第二磁极部36的径向内侧部分形成有沿轴向贯通的第二插入孔42。此外，形成有第一插入孔41的、径向的范围与形成有第二插入孔42的、径向的范围设定为在周向上不重叠。另外，第一插入孔41形成为其长边方向与径向正交的截面为长方形的形状，第二插入孔42形成为其长边方向沿着径向的截面为长方形的形状。而且，第一插入孔41与第二插入孔42形成为它们的截面积大致相等。
[0027]在第一插入孔41以及第二插入孔42分别插入有长条状的第一磁性体43以及第二磁性体44。第一磁性体43形成为与第一插入孔41的截面形状对应的截面为长方形的形状，并且形成为截面遍及其整个轴向大致一定。另一方面，第二磁性体44形成为与第二插入孔42的截面形状对应的截面为长方形的形状，并且形成为截面遍及其整个轴向大致一定。另外，第一磁性体43与第二磁性体44形成为它们的截面积大致相等。本实施方式的第一磁性体43以及第二磁性体44，通过将硅钢板等电磁钢板45在与构成转子铁芯22的电磁钢板24的层叠方向正交的方向上层叠而构成。由此，第一磁性体43以及第二磁性体44的轴向的磁阻比转子铁芯22的轴向的磁阻小。此外，在电磁钢板45的表面也与转子铁芯22的电磁钢板24相同地设置有绝缘覆膜。而且，如图1所示，第一磁性体43以及第二磁性体44形成为比转子铁芯22的轴向长度长，第一磁性体43的一端部43a以及第二磁性体44的一端部44a朝比转子铁芯22的轴端面更靠轴向一端侧突出。即，在本实施方式中，第一磁性体43的一端部43a构成为第一突起37，第二磁性体44的一端部44a构成为第二突起38。[0028]接下来，对辅助磁场的结构详细地进行说明。辅助磁场SF具备:将导线沿周向卷绕而成的圆环形的作为线圈的磁化线圈51、成为由磁化线圈51产生的磁通的磁路的圆环形的轭52、以及设置于由磁化线圈51产生的磁通的磁路的中途的圆环形的可变磁铁53。而且，在辅助磁场SF设置有与第一突起37在轴向对置的外侧磁极部54，并且设置有与第二突起38在轴向对置的内侧磁极部55，并且该内侧磁极部55与外侧磁极部54之间隔着环形的间隙G设置。
[0029]具体而言，轭52具有近似圆筒状的外侧部件61、和配置于外侧部件61的内周的近似圆筒状的内侧部件62。此外，外侧部件61以及内侧部件62由压粉磁芯构成。在外侧部件61的一端部(与转子4相反的一侧的端部)形成有朝径向内侧延伸的圆环形的固定凸缘部63，在外侧部件61的另一端部(转子4侧的端部)形成有朝径向内侧延伸的圆环形的对置凸缘部64。而且，外侧部件61与转子4同轴配置，并且以对置凸缘部64以与第一突起37在轴向对置的方式固定于罩6的内侧。即，在本实施方式中，对置凸缘部64构成为外侧磁极部54。另一方面，在内侧部件62的一端部形成有朝径向外侧延伸的圆环形的固定凸缘部65，在内侧部件62的另一端部形成有朝径向外侧延伸的圆环形的对置凸缘部66。而且，内侧部件62与转子4同轴配置，并且以对置凸缘部66与第二突起38在轴向对置的方式固定于罩6的内侧。即，在本实施方式中，对置凸缘部66构成为内侧磁极部55。
[0030]另外，外侧部件61与内侧部件62以在径向隔开间隔的方式固定于罩6。由此，在对置凸缘部64 (外侧磁极部54)与对置凸缘部66 (内侧磁极部55)之间形成有上述间隙G。而且，间隙G的径向的宽度设定为，比对置凸缘部64与第一突起37在轴向的间隔、以及对置凸缘部66与第二突起38在轴向的间隔这两者大。此外，对置凸缘部64、66的径向的宽度设定为，使凸缘部64、66分别与整个第一突起37以及整个第二突起38对置(参照图3)。
[0031]在外侧部件61的轴向中央部与内侧部件62的轴向中央部之间以与转子4同轴配置的方式固定有磁化线圈51。由此，在由磁化线圈51产生的磁通的磁路中包含有轭52(夕卜侧部件61以及内侧部件62)。此外，磁化线圈51的导线使用线的直径比上述定子线圈15的导线粗的线。另外，在外侧部件61的固定凸缘部63与内侧部件62的固定凸缘部65之间，以使磁化线圈51介于可变磁铁53与转子4之间的方式与磁化线圈51在轴向并排设置可变磁铁53。此外，可变磁铁53与固定凸缘部63、65相互密接。而且，可变磁铁53沿由磁化线圈51产生的磁通的方向(在本实施方式中为径向)被磁化(着磁)。由此,在成为外侧磁极部54的对置凸缘部64以及成为内侧磁极部55的对置凸缘部66显现与可变磁铁53的磁化方向对应的极性。此外，本实施方式的可变磁铁53使用衫钴(samarium-cobalt)系烧结磁铁等比埋入磁铁23矫顽力小的磁铁。
[0032]接下来，对本实施方式的电动马达中的辅助磁场的作用进行说明。通过从控制装置向磁化线圈51供给大的电流而形成强磁场，从而使可变磁铁53不可逆地减磁、增磁或者改变磁化方向。而且,通过改变可变磁铁53的磁化方向，能够改变外侧磁极部54以及内侧磁极部55所显现的极性。
[0033]另外，由于外侧磁极部54与第一突起37对置，所以通过外侧磁极部54的磁通主要经由第一突起37在转子铁芯22的第一磁极部35进出，由于内侧磁极部55与第二突起38对置，所以通过内侧磁极部55的磁通主要经由第二突起38在转子铁芯22的第二磁极部36进出。而且，利用外侧磁极部54以及内侧磁极部55所显现的极性来增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通。换言之，利用外侧磁极部54以及内侧磁极部55所显现的极性增强(增强磁通)或者减弱(减弱磁通)由埋入磁铁23产生的磁通。此外，根据可变磁铁53的磁化程度调整通过定子3与转子4之间的磁通的增加量(减少量)。
[0034]详细而言，如图4A所示，在外侧磁极部54显现第一极性(N极)并且在内侧磁极部55显现第二极性(S极)的情况下，外侧磁极部54以及内侧磁极部55的极性分别成为与第一磁极部35以及第二磁极部36相同的极性。因此，可变磁铁53(辅助磁场SF)的磁通M2,被叠加于通过转子铁芯22的外周面的埋入磁铁23的磁通Ml。更具体而言，从外侧磁极部54流出的磁通M2经由第一突起37进入第一磁极部35，与由埋入磁铁23产生的磁通Ml相同地在经由定子3进入第二磁极部36后经由第二突起38返回至内侧磁极部55。由此，通过定子3与转子4之间的磁通增加，从而能够产生大的扭矩。此外，在图4A以及图4B中，利用箭头表示可变磁铁53的磁化方向。
[0035]另一方面，如图4B所示，在外侧磁极部54显现第二极性并且在内侧磁极部55显现第一极性的情况下，外侧磁极部54以及内侧磁极部55的极性分别成为与第一磁极部35以及第二磁极部36相反的极性。因此，由埋入磁铁23产生的磁通Ml的一部分被导入辅助磁场SF。更具体而言，由埋入磁铁23产生的磁通Ml的一部分经由第一突起37被导入外侧磁极部54，从内侧磁极部55流出的磁通M2经由第二突起38进入第二磁极部36，被导入埋入磁铁23。由此，通过定子3与转子4之间的磁通减少，从而能够抑制感应电压的上升而使转子4高速旋转。这样由辅助磁场SF产生的磁通M2经由第一突起37以及第二突起38的任意一方进入转子4，并经由任意另一方从转子4流出，因此几乎不通过外壳2的筒状部5a。即，筒状部5a不成为由辅助磁场SF产生的磁通的磁路。
[0036]如上所述，根据本实施方式，能够起到以下的效果。
[0037](I)利用产生几乎不通过外壳2的筒状部5a的磁通的辅助磁场SF来增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通，因此即便将筒状部5a薄壁化其磁阻也不会增大，从而能够容易地将电动马达I在径向实现小型化。
[0038](2)在辅助磁场SF设置有沿着由磁化线圈51产生的磁通被磁化的可变磁铁53，因此即便不继续对辅助磁场SF供给电流，也能够增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通。
[0039](3)将可变磁铁53形成为环形，并且以将磁化线圈51介于可变磁铁53与转子4之间的方式将可变磁铁53与磁化线圈51在轴向并排配置。此处，由磁化线圈51产生的磁通经由第一突起37以及第二突起38在转子4进出，因此通过磁化线圈51的磁路中的接近第一突起37以及第二突起38的部分(外侧磁极部54以及内侧磁极部55)的磁通，容易集中在与第一突起37以及第二突起38对置的位置。即，由磁化线圈51产生的磁通的磁通密度在周向不均匀，而产生偏差。因此，例如若将可变磁铁53配置于外侧磁极部54或者内侧磁极部55的附近，则在利用由磁化线圈51形成的强磁场改变可变磁铁53的磁化方向等时，磁化的程度可能会产生偏差。另一方面，在磁化线圈51的磁路中的离开第一突起37以及第二突起38的部分，磁通很难集中在特定的位置。因此，如本实施方式所述，以将磁化线圈51介于可变磁铁53与转子4之间的方式将可变磁铁53与该磁化线圈51在轴向并排配置，从而能够抑制可变磁铁53的磁化的程度在周向产生偏差。
[0040](4)将第一突起37与第二突起38形成为与轴向正交的截面积相等。此处，第一突起37以及第二突起38分别成为由辅助磁场SF产生的磁通的磁路，因此即便例如仅将第一突起37以及第二突起38的任意一方的截面积增大，在任意另一方的截面积小而磁阻大的情况下，通过辅助磁场SF与转子4之间的磁通也不增加。因此，如本实施方式那样使第一突起37以及第二突起38的截面积相等，从而能够有效地增加通过辅助磁场SF与转子4之间的磁通。
[0041](5)转子铁芯22将多张电磁钢板24在轴向层叠而构成，因此能够抑制涡流的产生。但是，在如上述那样将电磁钢板24层叠而成的转子铁芯22中，轴向的磁阻比径向的磁阻大，因此磁通在转子铁芯22内很难沿轴向流动。因此，例如存在如下情况:在转子铁芯22中的离开辅助磁场SF的位置从辅助磁场SF流出的磁通减少，或者从埋入磁铁23的离开辅助磁场SF的部位流出的磁通很难被导入辅助磁场SF。其结果，通过定子3与转子4之间的磁通可能在轴向产生偏差。
[0042]对于该点，在本实施方式中，将第一突起37由插入形成在第一磁极部35上的第一插入孔41，轴向的磁阻比转子铁芯22的轴向的磁阻小的长条状的第一磁性体43的一端部43a构成。另外，将第二突起38由插入形成在第二磁极部36上的第二插入孔42，轴向的磁阻比转子铁芯22的轴向的磁阻小的长条状的第二磁性体44的一端部44a构成。因此，磁通通过形成为长条状的第一磁性体43以及第二磁性体44，从而容易在转子铁芯22内沿轴向流动，因此能够抑制通过定子3与转子4之间的磁通在轴向产生偏差。
[0043](6)将各埋入磁铁23形成为平板状并且呈辐射状配置于转子铁芯22，并以与相邻的埋入磁铁23在周向将相同的极性对置的方式磁化。因此，能够使第一磁极部35以及第二磁极部36成为在径向的宽范围扩展的形状，并且增大从轴向观察时的第一磁极部35以及第二磁极部36的面积。由此，能够分别增大第一突起37以及第二突起38的截面积，从而能够有效地增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通。
[0044]接下来，结合附图对第二实施方式进行说明。此外，本实施方式与上述第一实施方式的主要的不同点是第一突起以及第二突起的结构。因此，为了便于说明而对相同的结构标注与上述第一实施方式相同的附图标记并省略其说明。
[0045]如图5以及图6所示，在各第一磁极部35的轴向一端侧的轴端面且在与外侧磁极部54在轴向对置的位置配置有短条状的第一磁性体71，在各第二磁极部36的轴向一端侧的轴端面且在与内侧磁极部55在轴向对置的位置配置有短条状的第二磁性体72。此外，本实施方式的第一磁性体71以及第二磁性体72由压粉磁芯构成。第一磁性体71以及第二磁性体72的与轴向正交的截面形状分别为近似扇形，并且截面形成为遍及其整个轴向大致一定。而且，第一磁性体71以及第二磁性体72通过固定于转子铁芯22的轴向一端侧的轴端面的保持件73进行固定。其中，本实施方式的保持件73由树脂材料构成。
[0046]保持件73形成为圆板状，并且在保持件73的中央形成有供旋转轴21插通的贯通孔74。另外，在保持件73且在与第一磁性体71以及第二磁性体72对应的位置形成有供这些磁性体嵌合的嵌合孔75、76。而且，保持件73通过粘合剂等固定于转子铁芯22。此外，在保持件73且在与转子4的空隙34对置的位置形成有多个定位孔77，在将销(省略图示)插入定位孔77的状态下将该销插入空隙34，从而容易地进行保持件73相对于转子铁芯22的定位。
[0047]在本实施方式的电动马达I中，与上述第一实施方式相同，通过改变可变磁铁53的磁化方向来改变外侧磁极部54以及内侧磁极部55所显现的极性，由辅助磁场SF产生的磁通经由第一突起37以及第二突起38在转子4进出，从而增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通。
[0048]如上所述，根据本实施方式，除了上述第一实施方式的(I)?(4)、(6)的效果以外，还能够起到以下的作用效果。
[0049](7)利用在第一磁极部35的轴端面中的与外侧磁极部54对置的位置固定的短条状的第一磁性体71来构成第一突起37，利用在第二磁极部36的轴端面中的与内侧磁极部55对置的位置固定的短条状的第二磁性体72来构成第二突起38。因此，与在第一磁极部35以及第二磁极部36形成插入孔并且将磁性体插入该插入孔的情况(例如，上述第一实施方式)相比，能够抑制第一磁极部35以及第二磁极部36的径向的磁阻增大。
[0050](8)利用保持件73将第一磁性体71以及第二磁性体72固定于转子铁芯22，因此与例如通过粘合剂等将第一磁性体71以及第二磁性体72固定于转子铁芯22的情况相比，能够减小第一磁性体71以及第二磁性体72与转子铁芯22之间的磁阻。
[0051 ] 接下来，结合附图对将本发明具体化了的第三实施方式进行说明。此外，本实施方式与上述第一实施方式的主要的不同点是辅助磁场的结构。因此，为了便于说明而对相同的结构标注与上述第一实施方式相同的附图标记并省略其说明。
[0052]如图7所示，本实施方式的辅助磁场SF具备作为线圈的励磁线圈81和轭52，不具备可变磁铁53。励磁线圈81的导线具有与定子线圈15的导线大致相同的直径。另外，轭52的外侧部件61的固定凸缘部63与内侧部件62的固定凸缘部65相互密接。
[0053]对本实施方式的电动马达中的辅助磁场的作用进行说明。在本实施方式中，外侧磁极部54以及内侧磁极部55所显现的极性与向励磁线圈81的通电方向对应地改变。另夕卜，根据向励磁线圈81的通电量来调整通过定子3与转子4之间的磁通的增加量(减少量)。而且，与上述第一实施方式相同地，由辅助磁场SF产生的磁通经由第一突起37以及第二突起38在转子4进出，从而增加或者减少通过定子3与转子4之间的磁通。
[0054]如上所述，根据本实施方式，能够起到与上述第一实施方式的(I)、(4)?(6)相同的作用效果。此外，上述各实施方式也能够通过适当地变更后的以下的方式来进行实施。
[0055]在上述第一实施方式以及第二实施方式中，以将磁化线圈51介于可变磁铁53与转子4之间的方式将磁化线圈51与可变磁铁53在轴向并排配置，但并不局限于此，例如也可以如图8A所示那样将可变磁铁53固定于磁化线圈51的外周侧、或者如图SB所示那样将可变磁铁53固定于磁化线圈51的内周侧。并且，也可以将可变磁铁53以与第一突起37或者第二突起38对置的方式固定于轭52。此外，在该情况下，可变磁铁53构成为外侧磁极部54或者内侧磁极部55。
[0056]在上述第一实施方式中，虽将多个形成为平板状的埋入磁铁23呈辐射状地配置在转子铁芯22内，但并不局限于此，也可以例如如图9A所示那样将向径向外侧开口的U字形的埋入磁铁23配置为环形。在该情况下，以径向外侧成为第一极性的方式被磁化的埋入磁铁23的内侧的区域成为第一磁极部35，以径向外侧成为第二极性的方式被磁化的埋入磁铁23的内侧的区域成为第二磁极部36。而且，第一突起37以及第二突起38形成为分别从第一磁极部35以及第二磁极部36朝轴向一端侧突出并且在周向不重叠。
[0057]另外，也可以例如如图9B所示那样将以同一极性在周向对置的方式被磁化的一对埋入磁铁23a、23b配置为环形。在该情况下，转子铁芯22中的第一磁极对置的埋入磁铁23a,23b之间的区域成为第一磁极部35，第二磁极对置的埋入磁铁23a、23b之间的区域成为第二磁极部36。而且，第一突起37以及第二突起38形成为分别从第一磁极部35以及第二磁极部36朝轴向一端侧突出并且在周向不重叠。
[0058]总之，只要能够将从第一磁极部35突出的第一突起37与从第二磁极部36突出第二突起38设置为在周向不重叠，则能够适当地改变埋入磁铁23的形状、配置等。同样地，在上述第二实施方式以及第三实施方式中也能够适当地改变埋入磁铁23的形状、配置等。
[0059]在上述第一实施方式以及第三实施方式中，通过将电磁钢板45在与构成转子铁芯22的电磁钢板24的层叠方向正交的方向层叠而构成第一磁性体43以及第二磁性体44，但只要轴向的磁阻比转子铁芯22的轴向的磁阻小，则也可以例如由压粉磁芯等构成。
[0060]在上述第二实施方式中，利用保持件73将第一磁性体71以及第二磁性体72固定于转子铁芯22，但并不局限于此，也可以利用例如粘合剂等将第一磁性体71以及第二磁性体72固定于转子铁芯22。
[0061]在上述各实施方式中，也可以形成为第一突起37的截面积与第二突起38的截面积相互不同。
[0062]在上述各实施方式中，埋入磁铁23使用铁素体类的粘结磁铁，但并不局限于此，也可以使用例如钕系烧结磁铁等其他的磁铁。同样地，可变磁铁53也可以使用钐钴系烧结磁铁以外的磁铁。
[0063]在上述各实施方式中，也可以在转子铁芯22设置从第一磁极部35以及第二磁极部36朝轴向两侧突出的第一突起37以及第二突起38，并且将辅助磁场SF设置于转子4的轴向两侧。
[0064]在上述各实施方式中，也可以将第一极性设为S极，将第二极性设为N极。
[0065]在上述各实施方式中，虽由压粉磁芯构成外侧部件61以及内侧部件62、以及第一磁性体71以及第二磁性体72，但例如也可以使用低碳钢等。
[0066]在上述各实施方式中，虽将本发明具体化为电动汽车、混合动力汽车的驱动源所使用的电动马达1，但并不局限于此，例如也可以作为电动动力转向装置等其他装置的驱动源而使用，另外也可以作为发电机而使用。此外，如上述第一实施方式以及第三实施方式那样利用可变磁铁53使辅助磁场SF产生磁通的电动马达优选应用于持续输出大扭矩的状态或者高速旋转的状态的用途。另外，如上述第二实施方式那样利用励磁线圈81使辅助磁场SF产生磁通的电动马达优选应用于频繁地切换输出大扭矩的状态或者高速旋转的状态的用途。
【权利要求】
1.一种电动马达，其具备: 外壳，其具有筒状部； 定子，其固定于所述筒状部的内侧；以及 转子，其配置于所述定子的内周，具有转子铁芯以及以埋入该转子铁芯的形态固定于该转子铁芯的多个埋入磁铁， 所述埋入磁铁以第一极性的磁极与第二极性的磁极在周向交替地排列的方式配置于所述转子的外周， 所述电动马达的特征在于， 在所述转子铁芯设置有第一突起以及第二突起，所述第一突起从所述转子铁芯的、在外周显现所述第一极性的磁极的第一磁极部朝轴向的至少一侧突出，所述第二突起从所述转子铁芯的、在外周显现所述第二极性的磁极的第二磁极部朝轴向的至少一侧突出，并且配置于比所述第一突起更靠径向内侧的位置， 在所述转子的轴向的至少一侧配置有辅助磁场，该辅助磁场具有沿周向卷绕的线圈、以及成为由所述线圈产生的磁通的磁路的轭， 在所述辅助磁场设置有与所述第一突起在轴向上对置的外侧磁极部，并且在与该外侧磁极部之间隔着间隙设置有与所述第二突起在轴向上对置的内侧磁极部。
2.根据权利要求1所述的电动马达，其特征在于， 所述辅助磁场具有可变磁铁，该可变磁铁设置于由所述线圈产生的磁通的磁路的中途，并沿着该磁通被磁化。
3.根据权利要求2所述的电动马达，其特征在于， 所述可变磁铁形成为环形，并且以使所述线圈介于该可变磁铁与所述转子之间的方式与所述线圈在轴向上并排配置。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的电动马达，其特征在于， 所述第一突起与所述第二突起形成为与轴向正交的截面积相等。
5.根据权利要求1所述的电动马达，其特征在于， 所述转子铁芯通过将多张电磁钢板在轴向上层叠而成， 在所述第一磁极部的、与所述外侧磁极部对置的位置，形成有在轴向的至少一侧开口的第一插入孔，并且在所述第二磁极部的、与所述内侧磁极部对置的位置，形成有在轴向的至少一侧开口的第二插入孔， 所述第一突起由插入所述第一插入孔、且轴向的磁阻比所述转子铁芯的轴向的磁阻小的长条状的第一磁性体构成， 所述第二突起由插入所述第二插入孔、且轴向的磁阻比所述转子铁芯的轴向的磁阻小的长条状的第二磁性体构成。
6.根据权利要求1所述的电动马达，其特征在于， 所述第一突起由固定在所述转子铁芯的轴端面的、与所述外侧磁极部对置的位置上的第一磁性体构成， 所述第二突起由固定在所述转子铁芯的轴端面的、与所述内侧磁极部对置的位置上的第二磁性体构成。
【文档编号】H02K1/28GK103580336SQ201310308410
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】柴田由之 申请人:株式会社捷太格特