專利名稱：磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在以往的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，存在如下旋轉(zhuǎn)電機(jī)，雖然在大致圓筒形的轉(zhuǎn)子的外圓筒面上構(gòu)成磁極，但仍在轉(zhuǎn)子側(cè)面上安裝永久磁鐵(例如參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I的圖I中，示出有在轉(zhuǎn)子側(cè)面上安裝永久磁鐵的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。為了在轉(zhuǎn)子的外圓筒面上構(gòu)成磁極而使用該永久磁鐵。在以往的其他磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，存在如下旋轉(zhuǎn)電機(jī)，集中由設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心上的永久磁鐵所產(chǎn)生的磁通，實(shí)現(xiàn)高性能化(例如參照專利文獻(xiàn)2)。 在專利文獻(xiàn)2的圖2中，示出有在轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)磁極上具備大致呈V字狀地相對(duì)的2個(gè)永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的構(gòu)造。由于使相同磁極面對(duì)面而安裝永久磁鐵，因此相對(duì)的2個(gè)永久磁鐵的磁通集中在轉(zhuǎn)子鐵心的磁極部表面上，增大間隙的磁通密度，推進(jìn)磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型高性能化。這樣，為了構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁極而使用了在以往的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中使用的永久磁鐵。專利文獻(xiàn)I :日本國特開2008-029130號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本國特開2010-074975號(hào)公報(bào)但是，在以往的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝的永久磁鐵中，不存在為了降低來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通在接近的托架上誘發(fā)的渦流損失而設(shè)置的永久磁鐵。使用于工業(yè)用馬達(dá)、EV馬達(dá)等中的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，今后需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、高效率化。作為推進(jìn)小型化的方法而設(shè)想如下方法，多使用專利文獻(xiàn)2所示的磁通集中型的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)且縮小轉(zhuǎn)子與托架之間的空隙。由于磁通集中而來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通增大，同時(shí)在接近的托架上誘發(fā)的渦流損失增大。為了推進(jìn)高效率化，需要降低所述渦流損失。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能夠推進(jìn)小型化，同時(shí)也能夠通過降低來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通來推進(jìn)高效率化。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的I個(gè)觀點(diǎn)，應(yīng)用如下磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在具備定子；及旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，其特征為，在轉(zhuǎn)子側(cè)面上，區(qū)別于構(gòu)成磁極的永久磁鐵而在每個(gè)磁極上還設(shè)置有在軸向上磁化的永久磁鐵。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能夠推進(jìn)小型化，同時(shí)也能夠通過降低來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通來推進(jìn)高效率化。


圖I是本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸向剖視圖。圖2是該實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的徑向剖視圖。圖3是所述轉(zhuǎn)子的軸向剖視圖。圖4是所述轉(zhuǎn)子的部件結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)施方式的無負(fù)載轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)結(jié)果示意圖。圖6是其他的埋入磁鐵的配置方式示意圖。符號(hào)說明
10-框架；11_負(fù)載側(cè)托架；lla_轉(zhuǎn)子接近部；12_負(fù)載相反側(cè)托架；13_定子鐵心；14-定子線圈；15-模制樹脂；16-接線部；17-編碼器部；18-負(fù)載側(cè)軸承；19-負(fù)載相反側(cè)軸承；20_轉(zhuǎn)子；21_軸；22_永久磁鐵；23_轉(zhuǎn)子鐵心；26_負(fù)載側(cè)側(cè)板；27_負(fù)載相反側(cè)側(cè)板；28_負(fù)載側(cè)永久磁鐵；29_負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵；F-磁通；F1-漏磁通；Fc-由側(cè)面的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。并且，通過對(duì)于相同結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)來適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)說明。第I實(shí)施方式首先，參照?qǐng)DI對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖I是供于伺服馬達(dá)的本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸向剖視圖。如圖I所示，本實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有設(shè)置有定子鐵心13與定子線圈14的定子；設(shè)置有永久磁鐵22且旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致呈圓筒形的轉(zhuǎn)子20 ;及檢測所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的編碼器部17。為了遮蔽來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通的目的，轉(zhuǎn)子20在轉(zhuǎn)子側(cè)面上具備負(fù)載側(cè)永久磁鐵28與負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29。負(fù)載側(cè)永久磁鐵28與負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29保持在分別由非磁性材料構(gòu)成的負(fù)載側(cè)側(cè)板26與負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27上。通過負(fù)載側(cè)軸承18與負(fù)載相反側(cè)軸承19來將轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)自如地保持在負(fù)載側(cè)托架11與負(fù)載相反側(cè)托架12上。通過未圖示的螺栓來將負(fù)載相反側(cè)托架12與框架10 —起連結(jié)在負(fù)載側(cè)托架11上。圖2是本實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的徑向剖視圖。如圖2所示，定子12是在分割成12個(gè)的每個(gè)定子鐵心13上安裝定子線圈14來構(gòu)成。通過模制樹脂15來對(duì)定子線圈14與定子鐵心13、負(fù)載側(cè)托架11進(jìn)行絕緣。轉(zhuǎn)子20如下，具有在永久磁鐵安裝孔23b中在每個(gè)磁極上大致呈V字狀地相對(duì)的2個(gè)永久磁鐵22的轉(zhuǎn)子鐵心23，構(gòu)成10個(gè)極的磁極。由于相對(duì)的2個(gè)永久磁鐵22的磁通集中在轉(zhuǎn)子表面上，因此增大間隙的磁通密度，通過增大朝向定子鐵心的有效磁通F來推進(jìn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型高性能化。轉(zhuǎn)子鐵心23對(duì)于離心力而支撐永久磁鐵22、轉(zhuǎn)子鐵心的磁極部23a，同時(shí)通過凹凸契合的契合部來契合固定在軸上，因此也能夠經(jīng)得起強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩。圖3是所述轉(zhuǎn)子的軸向剖視圖。在圖中，在安裝有永久磁鐵22的轉(zhuǎn)子鐵心23的側(cè)面上，安裝負(fù)載側(cè)側(cè)板26與負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27,負(fù)載側(cè)永久磁鐵28安裝在負(fù)載側(cè)側(cè)板26上,負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29安裝在負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27上。如本實(shí)施方式，在磁通集中的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，對(duì)于朝向定子鐵心的有效磁通F,增大來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通Fl。例如在圖I所示的負(fù)載側(cè)托架11的轉(zhuǎn)子接近部Ila中，該漏磁通誘發(fā)起因于伴隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而交變的漏磁通的有害的渦流損失。以往雖然通過加大轉(zhuǎn)子側(cè)面與托架壁面的空隙距離來降低渦流損失的產(chǎn)生，但是在以往的方法中無法推進(jìn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型化。為了使來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通Fl衰減，在轉(zhuǎn)子側(cè)面上以與磁通相對(duì)的方式設(shè)置負(fù)載側(cè)永久磁鐵28與負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29。通過由側(cè)面的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通Fe能夠使來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通Fl衰減。根據(jù)磁場分析來決定負(fù)載側(cè)永久磁鐵28與負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29的厚度，以便使漏磁通Fl對(duì)于使用量有效地衰減。圖4是所述轉(zhuǎn)子的部件結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，在將安裝有永久磁鐵22的轉(zhuǎn)子鐵心23與安裝有負(fù)載側(cè)永久磁鐵28的負(fù)載側(cè)側(cè)板26安裝在軸21上之后，將安裝有負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29的負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27嵌合在軸上，完成轉(zhuǎn)子。在負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27上存在用于安裝負(fù)載相反側(cè)永久磁鐵29的凹部，以與轉(zhuǎn)子鐵心的磁極部23a相對(duì)的方式交互地設(shè)置有N極與S極。負(fù)載側(cè)側(cè)板26也相同。負(fù)載側(cè)側(cè)板26與負(fù)載相反側(cè)側(cè)板27是非磁性的不銹鋼制,不會(huì)因側(cè)板而使N極與S極的磁通短路。圖5是從外部驅(qū)動(dòng)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)且通過比較來測定對(duì)旋轉(zhuǎn)速度所需的轉(zhuǎn)矩的無負(fù)載轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)結(jié)果示意圖。在圖中，雖然本實(shí)施方式C的無負(fù)載轉(zhuǎn)矩充分小，但是在未安裝負(fù)載側(cè)與負(fù)載相反側(cè)的永久磁鐵的A中，無負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加到2倍左右。之所以這樣，是因?yàn)閬碜赞D(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通Fl在圖I所示的負(fù)載側(cè)托架的轉(zhuǎn)子接近部Ila等上誘發(fā)有害的渦流損失。該損失增加降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率。作為基于以往的手法而加大空隙的方法，即使在除去所述轉(zhuǎn)子接近部Ila的B的情況下，也與本實(shí)施方式相比無負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加。S卩，通過區(qū)別于構(gòu)成磁極的永久磁鐵22而還設(shè)置本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子側(cè)面的永久磁鐵28、29，得到如下結(jié)果，利用磁通集中來推進(jìn)磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型化，同時(shí)也能夠通過降低轉(zhuǎn)子的軸向的漏磁通來推進(jìn)高效率化。如以上說明，本實(shí)施方式涉及的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠提供如下磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過區(qū)別于構(gòu)成磁極的永久磁鐵22而還設(shè)置轉(zhuǎn)子側(cè)面的永久磁鐵28、29，從而能夠利用磁通集中來推進(jìn)小型化，同時(shí)也能夠通過降低來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通來推進(jìn)高效率化。以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但是，如果是所謂的本領(lǐng)域的技術(shù)人員，則在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可根據(jù)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)變更，而且，還可以對(duì)上述實(shí)施方式和基于變更例的手法加以適當(dāng)組合利用。即，不用說即使是這種施以變更等的技、術(shù)，也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述實(shí)施方式中，雖然大致呈V字狀地配置構(gòu)成磁極的永久磁鐵，但是像圖6所示的其他的埋入磁鐵的配置方式示意圖那樣，也能夠放射狀地安裝永久磁鐵32 (A)，也可以在放射狀的永久磁鐵42b的內(nèi)周側(cè)呈圓周狀地進(jìn)一步安裝永久磁鐵42a(B)。S卩，本發(fā)明的漏磁通的遮蔽板如下，具有被永久磁鐵包圍的較大的磁極部23a、33a、4 3a,對(duì)于該磁極部成為磁通泄漏的較大的側(cè)面的埋入磁鐵的配置構(gòu)造具有同樣的效果。本發(fā)明的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)如下，由于能夠?qū)崿F(xiàn)小型高效率化，因此能夠不局限于電動(dòng)機(jī)而應(yīng)用于包括發(fā)電機(jī)的廣泛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)用途中。
權(quán)利要求
1.一種磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具備定子；及旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子，其特征為， 在轉(zhuǎn)子側(cè)面上，區(qū)別于構(gòu)成磁極的永久磁鐵而在每個(gè)磁極上還設(shè)置有在軸向上磁化的永久磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 設(shè)置在所述側(cè)面上的永久磁鐵如下，以覆蓋被構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心的I個(gè)磁極的永久磁鐵所包圍的范圍的形狀被設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 設(shè)置在所述側(cè)面上的永久磁鐵如下，朝著軸向內(nèi)側(cè)以N極的磁極對(duì)于N極、S極的磁極對(duì)于S極的方式設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任意一項(xiàng)所述的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 設(shè)置在所述側(cè)面上的永久磁鐵保持在由非磁性材料構(gòu)成的側(cè)板上。
全文摘要
本發(fā)明能夠提供一種磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能夠推進(jìn)小型化，同時(shí)也能夠通過降低來自轉(zhuǎn)子側(cè)面的漏磁通來推進(jìn)高效率化。具體而言，在具備定子；及旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子的磁鐵埋入型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，其特征為，在轉(zhuǎn)子側(cè)面上，區(qū)別于構(gòu)成磁極的永久磁鐵而在每個(gè)磁極上還設(shè)置有在軸向上磁化的永久磁鐵。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102761220SQ201210027358
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者野中剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)