專利名稱：多相凸極式電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在工業(yè)、家電、汽車(chē)等領(lǐng)域的三相凸極式電機(jī)，尤其涉及改良了定子鐵心的三相凸極式電機(jī)。
背景技術(shù)：
在普通的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)中，為了增加繞線的卷繞率并提高磁通的利用率，例如特開(kāi)2003-333777號(hào)公報(bào)所公開(kāi)一樣，具有凸極式鐵心的事實(shí)引起了人們的注意。
在具有上述以往的凸極式鐵心的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)中，通過(guò)疊層軋制鋼板而構(gòu)成凸極式鐵心的爪磁極，因此，只能得到單純的形狀的爪磁極，其結(jié)果，存在不能得到期望的高效率的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供容易制造爪磁極，且具有高效率的多相凸極式電機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明在以下所述的多相凸極式電機(jī)中，利用具有在施加10000A/m的磁場(chǎng)的情況下其磁通密度為1.7特斯拉的直流磁化特性的磁性成形體，形成所述爪磁極，即由與轉(zhuǎn)子保持微小間隙對(duì)向的磁極面并在軸方向上延伸的爪部、從該爪部向外徑側(cè)以直角延伸的徑向磁軛部、和從該該徑向磁軛部在與所述爪部相同的方向上延伸的外周側(cè)磁軛形成多個(gè)爪磁極，并形成將這些爪磁極交替配置在周方向上，且所述爪部的前端與相鄰接的爪磁極的徑向磁軛部相對(duì)向的定子鐵心，用該定子鐵心的鄰接的所述爪磁極夾住環(huán)狀線圈來(lái)構(gòu)成定子。
這樣，通過(guò)壓縮成形磁性粉形成爪磁極，能夠得到復(fù)雜的形狀的爪磁極，進(jìn)而，通過(guò)使用具有在施加10000A/m的磁場(chǎng)的情況下其磁通密度為1.7特斯拉的直流磁化特性的磁性成形體，能夠得到高效率的電機(jī)。
根據(jù)以上說(shuō)明的本發(fā)明可知，能夠容易制造爪磁極，具有高效率的多相凸極式電機(jī)。
本發(fā)明的其他的目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)從關(guān)于附圖的本發(fā)明的實(shí)施例的記載明顯可知。


圖1是使用在本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第一實(shí)施方式的第一爪磁極和第二爪磁極的分解立體圖。
圖2是表示組裝了圖1中的第一爪磁極和第二爪磁極的三相的定子鐵心的一部分的部分立體圖。
圖3是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的整體的概略縱剖側(cè)視圖。
圖4(A)是沿圖3的A-A線的剖視圖，(B)是沿圖3的B-B線的剖視圖，(C)是沿C-C線的剖視圖，(d)圖是感應(yīng)線圈型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，(e)圖是同時(shí)具有感應(yīng)線圈和磁鐵的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，(f)圖是突極式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。
圖5(A)是表示各種磁鐵材料的磁化特性的線圖，(B)是表示各種鐵心材料的磁化特性的線圖。
圖6(A)是表示鐵心的網(wǎng)格模型和各種鐵心材料的三維磁場(chǎng)的解析的計(jì)算結(jié)果的線圖，(B)是表示由各種鐵心材料構(gòu)成的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算結(jié)果的線圖，(C)是表示由各種鐵心材料構(gòu)成的電機(jī)為1000A/m時(shí)磁通密度和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的線圖，(D)是表示由壓粉鐵心構(gòu)成的電機(jī)的爪磁極的厚度和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的線圖，(E)是表示由各種鐵心材料構(gòu)成的電機(jī)為1000A/m時(shí)磁通密度和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的線圖。
圖7(A)是表示爪磁極和主磁通和漏磁通的縱向剖視圖，(B)是表示爪磁極的漏磁通的展開(kāi)俯視圖。
圖8是表示將爪磁極的爪部的形狀和交鏈磁通的有效值之間的關(guān)系用三維磁場(chǎng)解析計(jì)算的結(jié)果的線圖。
圖9是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第二實(shí)施方式的一部分截?cái)嗔Ⅲw圖。
圖10是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第三實(shí)施方式的一部分縱向立體圖。
圖11是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第四實(shí)施方式的一部分截?cái)嗔Ⅲw圖。
圖12是表示圖11的磁極和爪磁極之間的關(guān)系的一部分縱向剖視圖。
圖13是表示第四實(shí)施方式的變形例的展開(kāi)俯視圖。
圖14是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第五實(shí)施方式的一部分截?cái)嗔Ⅲw圖。
圖15是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第六實(shí)施方式的一部分分解立體圖。
圖16是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的實(shí)施例的一部分分解立體圖。
圖17是表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第七實(shí)施方式的爪鐵心的立體圖。
圖18是表示第八實(shí)施方式的變形例的立體圖。
圖19是表示爪磁極的變形例的立體圖。
圖20是表示爪磁極的其他的變形例的立體圖。
圖21是表示爪磁極的進(jìn)而其他的變形例的立體圖。
圖22(A)是表示使用了SPCC等鐵板的凸極式電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定結(jié)果的線圖，(B)是表示在轉(zhuǎn)速為250r/min下的感應(yīng)電壓波形的線圖，(C)是表示在轉(zhuǎn)速為1000r/min下的感應(yīng)電壓波形的線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)圖1～圖4對(duì)本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
三相凸極式電機(jī)具有構(gòu)成在轉(zhuǎn)動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)子2、與該轉(zhuǎn)子2在周方向上保持微小間隔設(shè)置為同心狀的定子5、和支承該定子5的定子框7，并構(gòu)成為在該定子框7的兩端部借由軸承8A、8B以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式支承所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸1。
所述轉(zhuǎn)子2由與轉(zhuǎn)動(dòng)軸1以同心狀形成的轉(zhuǎn)子鐵心3、和固定在其外周的利用永久磁鐵的多個(gè)磁極4構(gòu)成，所述定子5由定子鐵心6U、6V、6W、和纏繞在這些定子鐵心6U、6V、6W的環(huán)狀線圈13構(gòu)成。還有，將定子鐵心6U、6V、6W用定子框7支撐，在該定子框7的兩端部借由軸承8A、8B以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式支承所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸1。
所述定子鐵心6U、6V、6W由第一爪磁極9A、和第二爪磁極9B構(gòu)成，這些第一爪磁極9A和第二爪磁極9B由具有在軸方向上延伸并與所述轉(zhuǎn)子2保持微小的間隙相對(duì)向的磁極面10F的爪部10、從該爪部10向外徑側(cè)以直角延伸的徑向磁軛部11、和從該徑向磁軛部11在與所述爪部10相同的方向上延伸的外周側(cè)磁軛12構(gòu)成。進(jìn)而，所述徑向磁軛部11和外周側(cè)磁軛12具有所述爪部10的周方向長(zhǎng)度L1的兩倍以上的周方向長(zhǎng)度L2，所述爪部10連結(jié)在具有這樣的軸方向長(zhǎng)度L2的徑向磁軛部11的周方向的一方側(cè)。另外，所述外周側(cè)磁軛12具有徑向磁軛部11的軸方向長(zhǎng)度L3的大致1/2的軸方向長(zhǎng)度L4。
還有，這些第一爪磁極9A和第二爪磁極9B是通過(guò)將磁性粉利用成形模具壓縮成形而形成為同一形狀的，相比疊層硅鋼板的構(gòu)成，能夠得到復(fù)雜的磁極構(gòu)造。
通過(guò)將這樣的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B在周方向上交替配置，使所述爪部10的前端部，與鄰接的爪磁極9A或爪磁極9B的徑向磁軛部11的內(nèi)徑側(cè)相對(duì)向，形成內(nèi)置有環(huán)狀線圈13U的定子鐵心6U。將內(nèi)置有這樣的環(huán)狀線圈13V、13W的定子鐵心6V、6W在軸方向上，與定子鐵心6U連結(jié)，并且，如圖4(A)～4(C)所示，在周方向上以電角錯(cuò)開(kāi)120度，構(gòu)成具有與爪部10相同的數(shù)量的16極的磁極4的三相凸極式電機(jī)。還有，通過(guò)將這些三連定子鐵心6U、6V、6W利用絕緣樹(shù)脂進(jìn)行澆鑄，能夠得到第一爪磁極9A、第二爪磁極9B、和環(huán)狀線圈13U、13V、13W成一體的定子5。
轉(zhuǎn)子2的結(jié)構(gòu)不限于在表面配置了磁鐵4的結(jié)構(gòu)，只要是構(gòu)成磁極的轉(zhuǎn)子，如圖4(f)所示的具有凸極性的轉(zhuǎn)子，如圖(d)所示的籠型感應(yīng)線圈、圖4(e)所示的同時(shí)具有磁鐵和感應(yīng)線圈的轉(zhuǎn)子等，就能夠得到轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
如上所述，將第一爪磁極9A和第二爪磁極9B通過(guò)壓縮成形磁性粉而構(gòu)成，由此，能夠得到復(fù)雜的磁極結(jié)構(gòu)，換而言之，能夠得到可提高電機(jī)效率的磁極結(jié)構(gòu)。
然而，圖5表示測(cè)定了各原材料的磁特性的結(jié)果。該測(cè)定通過(guò)環(huán)狀試料測(cè)定法(JIS H 7153)進(jìn)行測(cè)定，表示了直流磁化特性。一般，壓縮成形了磁性粉的鐵心的成形體(壓粉鐵心1、2、3)相比利用軋制鋼板(SPCCt0.5，SS400)的疊層鐵心或利用硅鋼板的疊層鐵心(50A1300，50A800)，導(dǎo)磁率低，最大磁通密度也小。進(jìn)而，即使為完全相同的形狀，壓縮成形的磁性粉的鐵心(壓粉鐵心)也根據(jù)其鐵粉和樹(shù)脂粘結(jié)劑的摻合比例等而磁特性不同。如圖5(b)所示，壓粉磁心1在向其成形體施加10000A/m的磁場(chǎng)時(shí)得到的磁通密度為1.7特斯拉以上，在施加80000A/m的大磁場(chǎng)時(shí)，其磁通密度超過(guò)2特斯拉。另一方面，壓粉磁心2在向其成形體施加10000A/m的磁場(chǎng)時(shí)得到的磁通密度為1.65特斯拉，即使在施加80000A/m的大磁場(chǎng)時(shí)，其磁通密度為1.8特斯拉左右。至于壓粉磁心3，在向其成形體施加10000A/m的磁場(chǎng)時(shí)，得到的磁通密度也只有1.26特斯拉，即使在向其成形體施加80000A/m的磁場(chǎng)時(shí)，得到的磁通密度小于1.5特斯拉。可以想像當(dāng)將作為壓粉磁心的磁通密度低的壓粉鐵心3在做成電機(jī)時(shí)得到的轉(zhuǎn)矩也會(huì)很小。
圖6表示通過(guò)使用了有限單元法的三維磁場(chǎng)解析計(jì)算了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的結(jié)果。首先，(a)圖表示其網(wǎng)格模型。在該例子中，外徑尺寸為￠60mm，模型化了八極結(jié)構(gòu)的三相凸極式電機(jī)的一周期(相當(dāng)于機(jī)械角45度)的電角。使用該模型，使用各個(gè)材料的磁特性計(jì)算在向各相的線圈施加電流時(shí)得到的輸出轉(zhuǎn)矩的結(jié)果如圖6(b)所示。在將電機(jī)的形狀設(shè)為完全相同的條件下計(jì)算的結(jié)果顯示該電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩是材料的導(dǎo)磁率越高，輸出轉(zhuǎn)矩越大。即，如圖5(b)所示的四種材料計(jì)算的結(jié)果顯示轉(zhuǎn)矩最大的為SPCC，轉(zhuǎn)矩最小的為壓粉磁心3。如果將該關(guān)系，以將10000A/m時(shí)的磁通密度作為橫軸，將輸出轉(zhuǎn)矩作為縱軸的方式表示在圖6(c)，則可知輸出轉(zhuǎn)矩正比于磁通密度而變大。
其次，壓粉磁心由于能夠壓縮成形其磁心形狀而得到，因此，如上所述，能夠采用提高效率的磁極形狀。具體的方法來(lái)說(shuō)，可以改變?cè)赟PCC中受限的磁極厚度等。增大壓粉磁心的厚度進(jìn)行如上所述的計(jì)算的計(jì)算結(jié)果如圖6(d)所示。在將磁場(chǎng)磁鐵的條件和電機(jī)的規(guī)格設(shè)為相同的條件下，如果增大壓粉磁心的爪的厚度，則可知輸出轉(zhuǎn)矩具有最佳值。重復(fù)在先說(shuō)明該最佳值的圖6(c)，將圖示的結(jié)果表示在圖6(e)?？梢源_認(rèn)壓粉磁心1超過(guò)由SPCC構(gòu)成的情況下的極限轉(zhuǎn)矩的事實(shí)。
從而，在本實(shí)施方式中，壓縮成形磁性粉而形成爪磁極9A、9B，并且，由在其壓粉磁心成形體在10000A/m的磁場(chǎng)的情況下具有1.7特斯拉以上的直流磁化特性的壓粉磁心成形體構(gòu)成爪磁極定子磁心，由此，容易制造爪磁極9A、9B，從而，能夠得到相比以往的鐵板折曲式的凸極式電機(jī)更高效的多相凸極式電機(jī)。
另外，由壓粉磁心構(gòu)成多相凸極式電機(jī)對(duì)渦電流損耗的影響極小，因此，還具有能夠由高頻驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于所述的圖5的輸出轉(zhuǎn)矩，在低速時(shí)(渦電流的影響小的頻率范圍)進(jìn)行了對(duì)比，但如果達(dá)到高頻，則由壓粉磁心構(gòu)成的電機(jī)一方的特性更加提高。圖22表示轉(zhuǎn)速和無(wú)負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值之間的關(guān)系。由SPCC等鐵板構(gòu)成的凸極式電機(jī)如果其轉(zhuǎn)速變大，則在鐵板的內(nèi)部的阻礙磁通的方向上流過(guò)渦電流，由于該電流引起的磁通的抵消作用，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形如圖22(b)所示地發(fā)生歪斜，有效值變小。與之相對(duì)，在由壓粉磁心構(gòu)成磁心的凸極式電機(jī)中，幾乎不流過(guò)渦電流，因此，相對(duì)頻率(轉(zhuǎn)動(dòng)速度)成為線形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值。從而，爪磁極的凸極式電機(jī)原本不可以使用在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，但由壓粉磁心構(gòu)成的凸極式電機(jī)可以在高速轉(zhuǎn)速(高頻范圍)下驅(qū)動(dòng)。
另外，由于幾乎不流過(guò)渦電流，還可以應(yīng)將正弦波狀的電壓分割為脈沖波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的PWM方式的控制方式。PWM是以脈沖狀的電壓獲得電壓的有效值的驅(qū)動(dòng)方式，由于該脈沖的開(kāi)關(guān)頻率通常是電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的最大頻率的10倍左右的非常高的頻率，因此，因該高頻成分而產(chǎn)生渦電流，故以往的由鐵板構(gòu)成的凸極式電機(jī)的鐵損大，從而，導(dǎo)致效率差的電機(jī)。本發(fā)明的由壓粉磁心構(gòu)成的凸極式電機(jī)幾乎不流過(guò)渦電流，故能夠驅(qū)動(dòng)。
另一方面，壓縮成形了磁性粉的鐵心的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩的1/3左右的大脈動(dòng)。該轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生原因是由于爪磁極9A、9B的一部分磁飽和而產(chǎn)生在環(huán)狀線圈13U～13W的感應(yīng)電壓具有大的波形歪斜，而該波形歪斜也由于產(chǎn)生極間漏磁通或極內(nèi)漏磁通的而產(chǎn)生。
將上述漏磁通之間的關(guān)系使用圖7進(jìn)行說(shuō)明。圖7(A)表示主磁通Ф的流動(dòng)，形成如下的磁路，即例如，出自N極的磁極4的主磁通Ф借由間隙進(jìn)入第一爪磁極9A的爪部10，從該第一爪磁極9A的爪部10與環(huán)狀線圈交鏈而進(jìn)入第二爪磁極9B的爪部10，從第二爪磁極9B的爪部10借由間隙進(jìn)入S極的磁極4，返回N極的磁極4。除了主磁通Ф之外，還有極間漏磁通￠1，該極間漏磁通￠如果第一爪磁極9A和第二爪磁極9B的爪部10之間的極間尺寸SO比磁極4和爪部10之間的間隙尺寸還小，則形成不與環(huán)狀線圈13交鏈的前提下，直接流過(guò)爪部10之間的磁路，減少使用由永久磁鐵構(gòu)成的磁極4的磁通勢(shì)的比例。因而，可以考慮增大所述爪部10之間的極間尺寸SO，但如果增大極間尺寸SO，則磁極面10F的寬度變窄，減小主磁通Ф與環(huán)狀線圈13交鏈的交鏈磁通的有效值，因此，增大極間尺寸SO并非上策。
進(jìn)而，極內(nèi)漏磁通￠2，如圖7(B)所示，構(gòu)成如下的磁路，即進(jìn)入第一爪磁極9A的爪部10的主磁通Ф的一部分從第一爪磁極9A的爪部10的前端部成為極內(nèi)漏磁通￠2，進(jìn)入與鄰接的第二爪磁極9B的相對(duì)向的徑向磁軛部11，在周方向上流過(guò)該徑向磁軛部11，到達(dá)第二爪磁極9B的爪部10。為了降低該極內(nèi)漏磁通￠2，可以通過(guò)以下方法來(lái)應(yīng)對(duì)增大磁極面10F的角度θk，減小爪部10的前端部的剖面積，或增大爪部10的前端部和徑向磁軛部11之間的間隙d1。但是，這些應(yīng)對(duì)方法都需要減小磁極面10F的面積，因此，如上所述，減少交鏈磁通的有效值，從而，并非上策。
圖8表示將極間尺寸SO和交鏈磁通的有效值之間的關(guān)系用所述的三維磁場(chǎng)解析計(jì)算的結(jié)果。
從圖8明顯可知，通過(guò)增大磁極面10F的角度θk，減小相鄰接的爪部10之間的極間尺寸SO，能夠增大交鏈磁通的有效值。但是，如上所述，交鏈磁通的有效值越大，漏磁通(￠1、￠2)也變大，因此，感應(yīng)電壓的波形的歪斜率變大。
根據(jù)圖9對(duì)解決以上的漏磁通(￠1、￠2)的問(wèn)題，并能夠保持交鏈磁通大的有效值的本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。還有，在圖9中，與第一實(shí)施方式相同的符號(hào)表示同一部件，因此，省略重復(fù)詳細(xì)說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，增大磁極面10F的角度θk，并增加爪部10的厚度T，進(jìn)而，使該厚度T從爪部10的前端向徑向磁軛部11逐漸增大。
這樣，通過(guò)增大爪部10的剖面積，能夠保持交鏈磁通大的有效值，并且，通過(guò)增大爪部10的剖面積，減少第一、第二磁極9A、9B上的一部分磁飽和處。其結(jié)果，即使增大磁極面10F的角度θk，縮小極間尺寸SO，漏磁通(￠1、￠2)產(chǎn)生的情況少，能夠減小感應(yīng)電壓的波形的歪斜率，能夠抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
圖10表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第三實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式不同點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子側(cè)的磁極4的剖面形狀。
即，在本實(shí)施方式中，將磁極4的剖面形狀形成為周方向上的中央部最接近爪部10，周方向上的兩端部最遠(yuǎn)離爪部10的凸出的曲面狀。
通過(guò)將這樣的凸出的曲面狀形成在磁極4，能夠使主磁通Ф從凸出的曲面的中央集中流入爪部10。另外，對(duì)于從如圖7(A)所示的磁極4的周方向兩端部流入爪部10的極間漏磁通￠1，通過(guò)增大與爪部10之間的間隙并增大磁通流路的電阻，能夠減少漏磁通量。其次，能夠在不減少交鏈磁鐵的有效值的情況下減少極間漏磁通￠1。
其次，根據(jù)圖11及圖12，對(duì)能夠通過(guò)改變爪部10的形狀，降低漏磁通的本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第四實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
為了增大與爪部10的磁極4相對(duì)向的磁極面10F的面積并確保交鏈磁通的有效值，減小圖1中的角度θk并設(shè)為平行。同時(shí)，將鄰接的第一、第二爪磁極9A、9B的爪部10之間的極間尺寸SO也設(shè)為比爪部10和磁極4之間的間隙尺寸還大，但比與爪部10的磁極4相面向的一側(cè)的厚度t的極間尺寸So小。
通過(guò)這樣構(gòu)成，限制流入爪部10的磁路狹窄且厚度為t的部分，因此，能夠降低極間漏磁通￠1。
另外，關(guān)于極內(nèi)漏磁通￠2，可以通過(guò)以下方法應(yīng)對(duì)，即增大爪部10的前端、和與之鄰接的爪磁極9A(或9B)的徑向磁軛部11之間的間隙d2。
還有，關(guān)于鄰接的相之間的漏磁通￠3，例如圖13所示，可以通過(guò)以下方法降低，即增大U相側(cè)的爪部10的前端、和鄰接的V相側(cè)的爪磁極9A的徑向磁軛部11之間的d3。
圖14表示本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第五實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，為了使主磁通Ф流過(guò)最短距離，在爪磁極9A、9B的爪部10和徑向磁軛部11的連結(jié)部、以及徑向磁軛部11和外周側(cè)磁軛12的連結(jié)部的內(nèi)側(cè)角部，分別形成有由多個(gè)角形成的凹曲面部R1、R2。還有，該凹曲面部R1、R2通過(guò)連續(xù)多個(gè)角形成，但也可以由一個(gè)或多個(gè)曲面形成。
其次，根據(jù)圖15對(duì)本發(fā)明的三相凸極式電機(jī)的第六實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。還有，用于提高第一爪磁極9A和第二爪磁極9B的交鏈磁通的有效值，減少漏磁通的基本結(jié)構(gòu)遵照所述各實(shí)施方式，因此，省略重復(fù)說(shuō)明。
如上所述，構(gòu)成定子鐵心6U、6V、6W的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B通過(guò)壓縮成形磁性粉而形成，因此，能夠一體地形成三維形狀。還有，第一爪磁極9A和第二爪磁極9B由于形成為相同的形狀，因此，希望的是，標(biāo)上作為組裝基準(zhǔn)的記號(hào)，進(jìn)而，如果該記號(hào)具有定位或組裝用處的功能，就能夠易于進(jìn)行組裝作業(yè)，并縮短作業(yè)時(shí)間，故非常合理。
在此，本實(shí)施方式形成了構(gòu)成第一爪磁極9A及第二爪磁極9B的外周側(cè)磁軛12的凹槽14、和能夠與該凹槽14卡合的凸部15。這些凹槽14和凸部15在軸方向上形成凹凸，以使對(duì)接第一爪磁極9A和第二爪磁極9B時(shí)互相嵌合，凹槽14和凸部15形成在電角相差180度的周方向上的位置。還有，由于第一爪磁極9A和第二爪磁極9B為完全相同的形狀，因此，能夠用單一的金屬模具壓縮成形。
通過(guò)如上所述地構(gòu)成，在組裝第一爪磁極9A和第二爪磁極9B時(shí)，只要將凹槽14和凸部15向軸方向移動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行嵌合，使得由爪部10和徑向磁軛部11夾住環(huán)狀線圈13，就能夠簡(jiǎn)單地完成組裝。
圖16表示第六實(shí)施方式的變形例，通過(guò)一體式成形方法形成引線槽16，所述引線槽16將環(huán)狀線圈13的纏繞開(kāi)始或/及纏繞結(jié)束的引線13R收容在第一爪磁極9A和第二爪磁極9B的徑向磁軛部11上的與環(huán)狀線圈13相面向的一側(cè)并將其引出到外部。
這樣，通過(guò)預(yù)先在徑向磁軛部11設(shè)置引線槽16，不存在確保引線13R充分的空間的情況，因此，能夠提高環(huán)狀線圈13的卷繞密度，并且，能夠?qū)⒁€13R都引出到整個(gè)電機(jī)確定的方向。
還有，在上述第六實(shí)施方式中，提高了相內(nèi)的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B之間的組裝性，但相之間的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B之間的組裝性的提高可以通過(guò)如圖17所示的第七實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。
即，除了如圖15所示的凹槽14和凹部15以外，在相之間的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B之間的外周側(cè)磁軛12上的徑向磁軛部11一側(cè)形成了沿軸方向的凹槽16和凸部17。還有，在從設(shè)置在至少一處的凸部17電角相差±60度和±120度的周方向上的位置，形成所述凸部17能夠嵌合的凹槽16，由此，能夠高精度確定相之間的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B之間的外周側(cè)磁軛12的位置，并且，易于組裝。
圖18表示表示第八實(shí)施方式的變形例，與第六實(shí)施方式的情形相同地在相之間的第一爪磁極9A和第二爪磁極9B之間的外周側(cè)磁軛12形成有沿軸方向的嵌合孔18和嵌合突起19，通過(guò)本實(shí)施例，也能夠起到與第六實(shí)施方式相同的效果。
還有，在以上的各實(shí)施方式中，對(duì)每一個(gè)極形成了第一爪磁極9A和第二爪磁極9B，但也可以如圖19所示，形成一體化了1相(360度)的爪磁極20，如圖20所示，形成一體化了1/2相(180度)的爪磁極21，如圖20所示，形成一體化了1/4相(90度)的爪磁極22，這是不言而喻的。在這種情況下，將所述凹槽14、16或凸部15、17及嵌合孔18和嵌合突起1 9的設(shè)置位置關(guān)系分別設(shè)為電角的±60度和±120度的整數(shù)倍的角度關(guān)系也無(wú)妨。
上述記載關(guān)于實(shí)施例構(gòu)成，但本發(fā)明不限于此，可以在本發(fā)明的精神和宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更及修改的事實(shí)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種多相凸極式電機(jī)，形成有多個(gè)由爪部、徑向磁軛部、和外周側(cè)磁軛構(gòu)成的爪磁極，其中，所述爪部具有在軸方向上延伸且與轉(zhuǎn)子保持微小間隔而相對(duì)向的磁極面，所述徑向磁軛部從所述爪部向外徑側(cè)延伸，所述外周側(cè)磁軛從所述徑向磁軛部向與所述爪部相同的方向延伸，通過(guò)在周方向上交替配置所述爪磁極，使所述爪部的前端與相鄰接的爪磁極的徑向磁軛部相對(duì)向，形成定子鐵心，用所述定子鐵心的相鄰接的所述爪磁極夾住環(huán)狀線圈并構(gòu)成定子，所述多相凸極式電機(jī)的特征在于，所述爪磁極是通過(guò)壓縮磁性粉而形成，并且，由具有在施加10000A/m的磁場(chǎng)的情況下其磁通密度為1.7特斯拉以上的直流磁化特性的磁性成形體形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極按照在軸方向2對(duì)為同一形狀的方式形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極的爪部和徑向磁軛部和外周側(cè)磁軛的內(nèi)側(cè)角部形成為由多個(gè)角構(gòu)成的凹曲面部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極的磁極面的與鄰接的磁極面對(duì)向的對(duì)向部按照與軸方向平行的方式形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)爪磁極由樹(shù)脂成形被一體化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極在與鄰接爪磁極的對(duì)向部設(shè)置有定位用配合部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪部按照隨著從前端朝向徑向磁軛部，徑方向厚度逐漸增大的方式構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子在周方向上具有多個(gè)與所述爪磁極的磁極面對(duì)向的永久磁鐵，所述永久磁鐵按照與所述磁極面之間的間隙為中心部狹窄而周方向的兩側(cè)寬的方式形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極是以每一個(gè)極或每多個(gè)極被分割構(gòu)造形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是凸極式轉(zhuǎn)子、具有籠型感應(yīng)線圈的轉(zhuǎn)子、或同時(shí)具有籠型感應(yīng)線圈和磁鐵的轉(zhuǎn)子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，由PWM控制被驅(qū)動(dòng)。
12.一種多相凸極式電機(jī)，形成有多個(gè)由爪部、徑向磁軛部、和外周側(cè)磁軛構(gòu)成的爪磁極，其中，所述爪部具有在軸方向上延伸且與轉(zhuǎn)子保持微小間隔而相對(duì)向的磁極面，所述徑向磁軛部從所述爪部向外徑側(cè)延伸，所述外周側(cè)磁軛從所述徑向磁軛部向與所述爪部相同的方向延伸，通過(guò)在周方向上交替配置所述爪磁極，使所述爪部的前端與相鄰接的爪磁極的徑向磁軛部相對(duì)向，形成定子鐵心，用所述定子鐵心的相鄰接的所述爪磁極夾住環(huán)狀線圈并構(gòu)成定子，所述多相凸極式電機(jī)的特征在于，所述爪部按照隨著從前端朝向徑向磁軛部，徑方向厚度逐漸增大的方式構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極是通過(guò)對(duì)磁性粉進(jìn)行壓縮而形成。
14.一種多相凸極式電機(jī)，形成有多個(gè)由爪部、徑向磁軛部、和外周側(cè)磁軛構(gòu)成的爪磁極，其中，所述爪部具有在軸方向上延伸且與轉(zhuǎn)子保持微小間隔而相對(duì)向的磁極面，所述徑向磁軛部從所述爪部向外徑側(cè)延伸，所述外周側(cè)磁軛從所述徑向磁軛部向與所述爪部相同的方向延伸，通過(guò)在周方向上交替配置所述爪磁極，使所述爪部的前端與相鄰接的爪磁極的徑向磁軛部相對(duì)向，形成定子鐵心，用所述定子鐵心的相鄰接的所述爪磁極夾住環(huán)狀線圈并構(gòu)成定子，所述多相凸極式電機(jī)的特征在于，所述爪磁極的在軸方向上平行延伸且與轉(zhuǎn)子對(duì)向的面上相鄰的爪部之間的距離在朝向所述爪磁極的徑向從轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離的方向上變化，所述距離比爪磁極內(nèi)周面更大。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多相凸極式電機(jī)，其特征在于，所述爪磁極是通過(guò)對(duì)磁性粉進(jìn)行壓縮而形成。
全文摘要
一種多相凸極式電機(jī)，形成有多個(gè)由爪部、徑向磁軛部、和外周側(cè)磁軛構(gòu)成的爪磁極，其中，所述爪部具有在軸方向上延伸且與轉(zhuǎn)子保持微小間隔而相對(duì)向的磁極面，所述徑向磁軛部從所述爪部向外徑側(cè)延伸，所述外周側(cè)磁軛從所述徑向磁軛部向與所述爪部相同的方向延伸，通過(guò)在周方向上交替配置所述爪磁極，使所述爪部的前端與相鄰接的爪磁極的徑向磁軛部相對(duì)向，形成定子鐵心，用所述定子鐵心的相鄰接的所述爪磁極夾住環(huán)狀線圈并構(gòu)成定子，所述多相凸極式電機(jī)的特征在于，所述爪磁極是通過(guò)壓縮磁性粉而形成，并且，由具有在施加10000A/m的磁場(chǎng)的情況下其磁通密度為1.7特斯拉以上的直流磁化特性的磁性成形體形成。
文檔編號(hào)H02K21/16GK1848605SQ200610059649
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者榎本裕治, 伊藤元哉, 宮田健治, 石原千生, 正木良三, 茂木康彰, 碕崎弘毅, 佐藤正 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng), 日本粉末冶金株式會(huì)社, 日本伺服有限公司