專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁鐵埋入式同步馬達(dá)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該磁鐵埋入式同步馬達(dá)具有使支承永磁鐵的轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造，特別是涉及構(gòu)成為能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)改善損耗的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
一般情況下，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)、例如磁鐵埋入式同步馬達(dá)(以下也稱作IPM。)中，已知具備如下部件的結(jié)構(gòu)能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；具有形成為筒狀的定子鐵芯的定子；具有固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子；永磁鐵，該永磁鐵設(shè)置成磁性不同的一組磁極在轉(zhuǎn)子的徑向上并列；設(shè)置于定子的外周的磁場(chǎng)磁軛；以及繞組(定子線圈)，該繞組在該磁場(chǎng)磁軛與上述轉(zhuǎn)子之間形成磁電路，由此能夠控制該轉(zhuǎn)子與定子之間的磁通密度。 近年來(lái)，混合動(dòng)力汽車等作為改善了燃料消耗率的車輛而引人注目，該混合動(dòng)力汽車構(gòu)成為包括汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、變換器(inverter)、電池、馬達(dá)以及這些部件的控制裝置，作為可靠性高、效率良好、旋轉(zhuǎn)速度可變的控制性良好的馬達(dá)，上述磁鐵埋入式同步馬達(dá)被用于上述這樣的混合動(dòng)力汽車等。然而，期待還能夠適應(yīng)于大型的運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(以下稱作SUV。)等的混合動(dòng)力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，需要在與大輸出發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡方面大幅度地提高車輛驅(qū)動(dòng)用的馬達(dá)的輸出密度。為了提高馬達(dá)的輸出密度，能夠舉出提高馬達(dá)的輸出扭矩本身的方法、以及通過(guò)使馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)并利用齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速來(lái)增大扭矩的方法。因此，為了實(shí)現(xiàn)能夠適應(yīng)于上述SUV等的混合動(dòng)力系統(tǒng)，在IPM中提出有如下結(jié)構(gòu)在以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心為中心的電角度達(dá)到127。 140。的范圍內(nèi)，配置有第一、第二磁鐵，該第一、第二磁鐵沿以旋轉(zhuǎn)中心側(cè)為頂點(diǎn)的V字配置；以及轉(zhuǎn)子主體(轉(zhuǎn)子鐵芯)，該轉(zhuǎn)子主體形成有分別收納該第一、第二磁鐵的第一、第二孔，該轉(zhuǎn)子主體構(gòu)成為具備支承部，該支承部位于V字的頂點(diǎn)部而將上述第一、第二孔隔開(kāi)，從而使得所述IPM能夠進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)并改善能效(參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2006 - 254629號(hào)公報(bào)然而，在馬達(dá)、例如磁鐵埋入式同步馬達(dá)(IPM)中，由于在低電流狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致扭矩降低，因此存在如下要求不會(huì)在低電流狀態(tài)下導(dǎo)致扭矩降低，且不會(huì)降低最大扭矩，并能夠進(jìn)一步減少馬達(dá)損耗等。本申請(qǐng)人基于該要求進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果表明在上述磁鐵埋入式同步馬達(dá)中，在埋入轉(zhuǎn)子后的永磁鐵的周圍形成空隙(氣隙)，若適當(dāng)?shù)匾?guī)定永磁鐵與空隙的關(guān)系，則能夠?qū)崿F(xiàn)馬達(dá)損耗的進(jìn)一步減少，著眼于此，針對(duì)磁鐵埋入式同步馬達(dá)，雖然在結(jié)構(gòu)方面存在在永磁鐵的周圍形成有空隙的結(jié)構(gòu)，但是并未規(guī)定永磁鐵與空隙的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，以盡量簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)?shù)匾?guī)定永磁鐵與空隙部的關(guān)系，由此能夠進(jìn)一步減少馬達(dá)損耗從而進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率。本發(fā)明(例如參照?qǐng)DI至圖13)涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(10)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子
(13)，該定子(13)具有形成為環(huán)狀的定子鐵芯(15)、以及卷繞于該定子鐵芯(15)的定子線圈(24);旋轉(zhuǎn)軸(11 )，該旋轉(zhuǎn)軸(11)位于該定子(13)的中心，配置成能夠旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子(12)，該轉(zhuǎn)子(12)在固定設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)軸(11)的狀態(tài)下以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置于所述定子(13)內(nèi)；以及永磁鐵(17a、17b)，該永磁鐵(17a、17b)以沿著從該轉(zhuǎn)子(12)的旋轉(zhuǎn)中心(O)側(cè)逐漸縮窄的倒V字狀的方式配置， 所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(10)的特征在于，使多個(gè)支承部(20)以將所述旋轉(zhuǎn)中心(O)作為中心而放射狀地延伸的方式設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子(12)，與所述多個(gè)支承部(20)分別對(duì)應(yīng)地形成有具有規(guī)定長(zhǎng)度(Imag)的空隙部(21、25、26、28、30)，從而在對(duì)所述定子線圈(24)的供電為低電流狀態(tài)的低扭矩產(chǎn)生時(shí)，在所述永磁鐵(17a、17b)與所述定子(13)之間的磁通(23)的流動(dòng)方向(27)上的與所述永磁鐵(17a、 17b)的邊緣部(17c、17d)隔開(kāi)規(guī)定距離(1。_)的位置產(chǎn)生磁飽和，并且在所述供電為高電流狀態(tài)的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生磁飽和。具體而言，本發(fā)明(例如參照?qǐng)DI至圖3)的特征在于，在所述轉(zhuǎn)子(12)的周向上的與所述永磁鐵(17a、17b)分別對(duì)應(yīng)的位置形成切口，由此形成所述空隙部(例如21、25、26、28)。并且，具體而言，本發(fā)明(例如參照?qǐng)DI至圖3)的特征在于，在與所述永磁鐵(17a、17b)分別對(duì)應(yīng)的位置的、在所述轉(zhuǎn)子(12)的外徑部(12a)與所述支承部(20)交叉的部位，以沿對(duì)應(yīng)的所述永磁鐵(17a、17b)的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成所述空隙部(例如21)。具體而言，本發(fā)明(例如參照?qǐng)D13)的特征在于，所述空隙部(例如30)在所述轉(zhuǎn)子
(12)的周向上的與所述永磁鐵(17a、17b)分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿對(duì)應(yīng)的所述永磁鐵(17a、17b)的傾斜方向延伸的方式貫通形成為矩形狀。并且，具體而言，本發(fā)明(例如參照?qǐng)DI至圖13)的特征在于，將所述空隙部(21、25、26、28、30)距離所述永磁鐵(17a、17b)的邊緣部(17c、17d)的所述規(guī)定距離設(shè)為從所述永磁鐵(17a、17b)到所述空隙部(21、25、26、28、30)的距離1。_，并且，將所述空隙部(21、25、26、28、30)的與該距離leOTe垂直的方向上的所述規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為所述空隙部(21、25、26、28,30)與所述永磁鐵(17a、17b)的重疊寬度Imag，此時(shí)，Imag / 1。_構(gòu)成為滿足下式(A)，2. 4 < Ifflag / Icore < 10.0- (A)0此外，上述括號(hào)內(nèi)的標(biāo)號(hào)用于與附圖對(duì)照，這是為了便于容易理解發(fā)明，對(duì)于權(quán)利要求書(shū)的結(jié)構(gòu)并不產(chǎn)生任何影響。根據(jù)技術(shù)方案I所涉及的本發(fā)明，與設(shè)置于轉(zhuǎn)子的多個(gè)支承部分別對(duì)應(yīng)地形成了具有規(guī)定長(zhǎng)度的空隙部，從而在針對(duì)定子線圈的供電電流為低電流狀態(tài)的低扭矩產(chǎn)生時(shí)，在永磁鐵與定子之間的磁通的流動(dòng)方向上的與永磁鐵的邊緣部隔開(kāi)規(guī)定距離的位置產(chǎn)生磁飽和，并且,在供電電流為高電流狀態(tài)的最大扭矩產(chǎn)生時(shí),不會(huì)產(chǎn)生磁飽和，因此構(gòu)成為在支承部形成了具有規(guī)定形狀的空隙部的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且，在低電流狀態(tài)下產(chǎn)生磁飽和，由此能夠減弱永磁鐵的磁通(減小磁鐵磁通)，能夠減少?gòu)挠来盆F向定子傳遞的磁通，從而能夠減少鐵損，難以產(chǎn)生低電流時(shí)的扭矩降低，能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作效率。另一方面，在高電流狀態(tài)下，不會(huì)產(chǎn)生磁飽和，由此,會(huì)減少永磁鐵的磁通的降低(抑制磁鐵磁通的減少)，不會(huì)減少?gòu)挠来盆F向定子傳遞的磁通，能夠抑制鐵損的減少，難以產(chǎn)生最大扭矩的降低，從而能夠改善旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作效率。根據(jù)技術(shù)方案2所涉及的本發(fā)明，由 于通過(guò)在轉(zhuǎn)子的周向上的與永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置形成切口而形成空隙部，因此僅憑通過(guò)沖壓加工等而在轉(zhuǎn)子上切割形成(穿孔加工)具有規(guī)定形狀的空隙部，便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。根據(jù)技術(shù)方案3所涉及的本發(fā)明，由于在與永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置，且在轉(zhuǎn)子的外徑部與支承部交叉的部位，以沿著相應(yīng)的永磁鐵的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成空隙部，因而以通過(guò)沖壓加工等在轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑側(cè)形成切口(穿孔加工)的方式形成具有規(guī)定形狀的空隙部，由此便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。根據(jù)技術(shù)方案4所涉及的本發(fā)明，由于空隙部在轉(zhuǎn)子的周向上的與永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿著相應(yīng)的永磁鐵的傾斜方向延伸的方式貫通形成為矩形狀，因此以通過(guò)沖壓加工等在轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑側(cè)形成切口(穿孔加工)的方式形成具有規(guī)定形狀的空隙部，由此便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。根據(jù)技術(shù)方案5所涉及的本發(fā)明，當(dāng)將空隙部與永磁鐵的邊緣部之間的規(guī)定距離設(shè)為從永磁鐵開(kāi)始到空隙部為止的距離1。_，且將空隙部的相對(duì)于該距離1。_的垂直方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部與永磁鐵的部分重疊寬度Imag時(shí)，由于Imag / 1。_滿足下式，亦即滿足2. 4 < Ifflag / Icore < 10.0,因此會(huì)使空隙部相對(duì)于永磁鐵的關(guān)系良好，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。


圖I是示出本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體的俯視剖視圖。圖2是示出本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的無(wú)負(fù)載時(shí)的磁通的俯視剖視圖。圖3是說(shuō)明處于轉(zhuǎn)子的外周緣部的永磁鐵與空隙部的關(guān)系的圖，Ca)圖是示出永磁鐵與空隙部的位置關(guān)系的尺寸的俯視圖，(b)圖是示意性地示出(a)圖的位置關(guān)系的示意圖。圖4是示意性地示出在圖3 (b)的狀態(tài)下形成的磁電路的示意圖。圖5是示出本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電流一磁鐵磁通的特性的曲線圖。圖6中，(a)是示出本實(shí)施方式的1。_部的低電流狀態(tài)下的B — U特性的曲線圖，(b)是示出低電流狀態(tài)下的磁鐵材料特性的曲線圖。圖7中，(a)是示出本實(shí)施方式的1。_部的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)的B — ii特性的曲線圖，(b)是示出最大扭矩產(chǎn)生時(shí)的磁鐵材料特性的曲線圖。圖8中，(a)是示出低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)以及最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)等的曲線圖，(b)是示出低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)以及最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)的磁鐵材料特性的曲線圖。圖9是示出低電流狀態(tài)下的各關(guān)系的圖，Ca)圖、(b)圖是示出低電流時(shí)損耗的曲線圖，(C)圖是示出磁鐵磁通的低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)的曲線圖。圖10是示出最大扭矩產(chǎn)生時(shí)的各關(guān)系的圖，(a)圖、(b)圖是示出最大扭矩產(chǎn)生時(shí)的扭矩的曲線圖，(c)圖是示出磁鐵磁通的最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)的曲線圖。
圖11中，(a)、(b)是分別說(shuō)明變形例中的處于轉(zhuǎn)子的外周緣部的的永磁鐵與空隙部的關(guān)系的圖。圖12是說(shuō)明其它變形例的處于轉(zhuǎn)子的外周緣部的永磁鐵與空隙部的關(guān)系的圖。圖13是說(shuō)明其它變形例的處于轉(zhuǎn)子的外周緣部的永磁鐵與空隙部的關(guān)系的圖，Ca)圖是示出永磁鐵與空隙部的位置關(guān)系的尺寸的俯視圖，(b)圖是示意性地示出(a)圖的位置關(guān)系的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于圖I至圖13對(duì)本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，在 以下所說(shuō)明的實(shí)施方式中，雖然舉出將本發(fā)明用作搭載于混合動(dòng)力車輛的馬達(dá)發(fā)電機(jī)(旋轉(zhuǎn)電機(jī))的例子進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)也能夠用作馬達(dá)、發(fā)電機(jī)，并且，當(dāng)然能夠用于混合動(dòng)力車輛以外的各種車輛(燃料電池車或電動(dòng)汽車等的電動(dòng)車輛)、或者用作搭載于工業(yè)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等的各種設(shè)備的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。首先，參照?qǐng)DI及圖2對(duì)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖I是示出本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體的俯視剖視圖，圖2是示出該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的無(wú)負(fù)載時(shí)的磁通的俯視剖視圖。此外，為了方便，在圖I中省略了勵(lì)磁磁軛14的圖示。如圖I及圖2所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具備轉(zhuǎn)子12，該轉(zhuǎn)子12由多個(gè)永磁鐵17a、17b遍及周向地配置而成；定子13，該定子13供形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的三相線圈(圖I的定子線圈24)卷繞。即，上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)10，構(gòu)成為整體上在圖I的近前一縱深方向上較長(zhǎng)的圓筒狀，在俯視時(shí)的中心部分具有旋轉(zhuǎn)軸11。進(jìn)而，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具有定子(固定件)13，該定子13具有形成為環(huán)狀的定子鐵芯15、以及卷繞于該定子鐵芯15的定子線圈24 ;旋轉(zhuǎn)軸11，該旋轉(zhuǎn)軸11位于該定子13的中心，被支承為能夠旋轉(zhuǎn)；配置于定子13的外周的中空?qǐng)A筒狀的勵(lì)磁磁軛14 ;轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)12，該轉(zhuǎn)子12具有在固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸11的狀態(tài)下以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置在上述定子13內(nèi)的轉(zhuǎn)子鐵芯16 ;多組(在本實(shí)施方式中為8組)磁鐵對(duì)9，每組磁鐵對(duì)9都構(gòu)成為包括磁鐵17a、17b，該磁鐵17a、17b以沿著從該轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)逐漸縮窄的倒V字狀的方式配置。各永磁鐵17a、17b以相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵芯16分別沿圖I的近前一縱深方向延伸的方式被埋設(shè)。構(gòu)成轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)子鐵芯16，使多張電磁鋼板構(gòu)成為在旋轉(zhuǎn)軸11的軸向(圖I的近前一縱深方向)上層疊的狀態(tài)。上述定子13具有卷繞于定子鐵芯15的定子線圈24。并且，在定子鐵芯15的內(nèi)周面形成有以在周向上隔開(kāi)間隔的方式形成的多個(gè)定子齒18 ;以及位于該定子齒18之間的槽19。作為形成為規(guī)定的接線狀態(tài)的3相繞組的3相(U相、V相、W相)，在定子鐵芯15的整周上按照規(guī)定的卷繞方式而對(duì)上述定子線圈24進(jìn)行卷繞。也就是說(shuō)，定子線圈24配置成極性不同的磁極在多個(gè)相位的交流的同相上相鄰，U +相與U —相構(gòu)成一對(duì)，V +相與V 一相構(gòu)成一對(duì)，W +相與W —相構(gòu)成一對(duì)。此外，雖然在圖I中為了方便而僅對(duì)定子線圈24的U相進(jìn)行了示意性的圖示，但是對(duì)于V相及W相也進(jìn)行同樣的設(shè)置。在轉(zhuǎn)子12與定子13之間設(shè)置有規(guī)定間隔的氣隙Gp，該轉(zhuǎn)子12與定子13配置成在徑向上互相略微分離的狀態(tài)。該定子13形成為中空?qǐng)A筒狀，由通過(guò)在圖I的近前一縱深方向上層疊多張電磁鋼板而成的定子鐵芯15構(gòu)成。在該定子13內(nèi)，上述轉(zhuǎn)子12被支承為能夠以旋轉(zhuǎn)中心(旋轉(zhuǎn)軸線)0為中心旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)中心O在圓柱狀的旋轉(zhuǎn)軸11的中心沿圖I的近前一縱深方向延伸。收納定子13及轉(zhuǎn)子12的上述勵(lì)磁磁軛14具有安裝于定子13的外周面的未圖示的側(cè)壁部分；以及形成于該側(cè)壁部分的軸向兩端部的未圖示的頂板部分。在該頂板部分的中央部形成有未圖示的貫通孔，上述旋轉(zhuǎn)軸11經(jīng)由未圖示的軸承而以能夠旋轉(zhuǎn)的方式嵌合支承于該貫通孔。多個(gè)(在本實(shí)施方式中為16個(gè))永磁鐵17a、17b (以下，也將其簡(jiǎn)單地統(tǒng)稱為永磁鐵17。)以在轉(zhuǎn)子12的周向上隔開(kāi)規(guī)定的間隔的方式交替地配置于上述轉(zhuǎn)子鐵芯16。該多個(gè)永磁鐵17的相鄰的永磁鐵17a與永磁鐵17b被配置成沿著從旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)朝向外周側(cè)逐漸縮窄的倒V字狀。在轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)子鐵芯16形成有多個(gè)(在本實(shí)施方式中為8個(gè))支承部20，該多個(gè)支承部20以將旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)中心0作為中心的等角度間隔呈放射狀地延伸。構(gòu)成磁鐵對(duì)9的永磁鐵17a、17b分別埋入配置于轉(zhuǎn)子鐵芯16的各規(guī)定的位置。 例如，在圖2的最上部所記載的磁鐵對(duì)9的永磁鐵17a、17b中，配置成以該永磁鐵17a的朝向轉(zhuǎn)子外周側(cè)的面為N極、且以朝向轉(zhuǎn)子內(nèi)周側(cè)的面為S極，并且配置成以永磁鐵17b的朝向轉(zhuǎn)子外周側(cè)的面為S極、且以朝向轉(zhuǎn)子內(nèi)周側(cè)的面為N極。這樣的磁鐵對(duì)9的永磁鐵17a、17b的S極、N極的朝向配設(shè)成相鄰的各磁鐵對(duì)9分別相反。如圖2所示，由永磁鐵17的磁極形成的d軸、q軸如圖示的箭頭所示。在上述轉(zhuǎn)子12(轉(zhuǎn)子鐵芯16)的相鄰的永磁鐵17b與永磁鐵17a的旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)，空間部7以沿旋轉(zhuǎn)軸11的軸向延伸的方式貫通形成，在該空間部7設(shè)置有沿徑向延伸的兩個(gè)梁狀部8。在該轉(zhuǎn)子12分別形成有與永磁鐵17a (17b)對(duì)應(yīng)的空隙部(氣隙)21。多個(gè)(在本實(shí)施方式中為16個(gè))空隙部21分別沿轉(zhuǎn)子12的周向、且在對(duì)應(yīng)于各支承部20的永磁鐵17a、17b的位置形成。如圖2所示，上述多個(gè)支承部20的多個(gè)的空隙部21以將磁通23的流動(dòng)方向27遮擋的方式(沿遮擋方向)形成，對(duì)于后述的空隙部25、26、28、30也一樣。進(jìn)而，如圖I所示，空隙部21與多個(gè)支承部20分別對(duì)應(yīng)，構(gòu)成為具有規(guī)定長(zhǎng)度(Imag)的形狀，從而在對(duì)定子線圈24的供電大于第一規(guī)定值(圖5所示的馬達(dá)電流(相電流)9. 0 [Arms])的低電流狀態(tài)下，在由永磁鐵17a、17b構(gòu)成的磁鐵對(duì)9與定子13之間的磁通23的流動(dòng)方向(圖2、圖3 (a)的箭頭27)上的與永磁鐵17a、17b的邊緣部17c (參照?qǐng)D3)隔開(kāi)規(guī)定距離(1。_)的位置產(chǎn)生磁飽和，并且在上述供電小于比該第一規(guī)定值大的第二規(guī)定值(圖5所示的馬達(dá)電流為150. 0 [Arms])的高電流狀態(tài)下而產(chǎn)生最大扭矩時(shí)，不在由永磁鐵17a、17b構(gòu)成的磁鐵對(duì)9與定子13之間的磁通23的流動(dòng)方向(圖2、圖3 Ca)的箭頭27)上的與永磁鐵17a、17b的邊緣部17c (參照?qǐng)D3)隔開(kāi)規(guī)定距離(1。_)的位置產(chǎn)生磁飽和。如圖3 (a)、(b)所示，在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置，且在該轉(zhuǎn)子12的外徑部12a與支承部20交叉的部位，以沿著相應(yīng)的永磁鐵17a、17b的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成上述空隙部21。在圖3 (a)中，標(biāo)號(hào)21a表示空隙部21的形成開(kāi)始部，標(biāo)號(hào)21b表示空隙部21的形成末端部?？障恫?1以從空間部7側(cè)向外徑部12a側(cè)陷入的方式形成為大致V字狀，相對(duì)于各永磁鐵17a、17b，從形成開(kāi)始部21a向形成末端部21b以逐漸遠(yuǎn)離邊緣部17c的方式傾斜地形成，形成末端部21b的部位距離邊緣部17c最遠(yuǎn)，從而構(gòu)成了從永磁鐵17a到空隙部21的距離1。_。永磁鐵17a、17b埋設(shè)固定于嵌合部12b，該嵌合部12b在轉(zhuǎn)子12的外徑部12a以沿旋轉(zhuǎn)軸11的軸向延伸的方式形成切口?？臻g部22a在嵌合部12b的定子13側(cè)以沿旋轉(zhuǎn)軸11的軸向延伸的方式形成，空間部22b在嵌合部12b的旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)以沿旋轉(zhuǎn)軸11的軸向延伸的方式形成。在空間部22a的支承部20側(cè)形成有卡定突起部12c，該卡定突起部12c對(duì)永磁鐵17a、17b的向空間部22a側(cè)的移動(dòng)進(jìn)行卡定。在空間部22b的旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)形成有卡定突起部21c，該卡定突起部21c對(duì)永磁鐵17a、17b的向旋轉(zhuǎn)中心0側(cè)的移動(dòng)進(jìn)行卡定。雖然在圖3 (a)中示出了在邊緣部17c與轉(zhuǎn)子12之間存在間隙的情況，但是實(shí)際上并不存在該間隙，邊緣部17c與轉(zhuǎn)子12緊貼。此外，雖然在圖3中以永磁鐵17b為中心進(jìn)行了敘述，但是對(duì)應(yīng)于各永磁鐵17a的空隙部21在與對(duì)應(yīng)于永磁鐵17b的空隙部21相反的方向(朝反方向傾斜)上形成。在具有上述結(jié)構(gòu)的本旋轉(zhuǎn)電機(jī)10中，若旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制用的控制部(未圖示)從旋轉(zhuǎn)電機(jī)外部的未圖示的EOJ (Electrical Control Unit)等收到應(yīng)當(dāng)輸出的扭矩指令值,貝丨J根據(jù)該收到的扭矩指令值而生成用于輸出指定的扭矩的馬達(dá)控制電流，以從圖I所示的輸入部29向定子線圈24 —中性點(diǎn)1、2流動(dòng)的方式供給(為了方便，僅對(duì)U相進(jìn)行圖示)該生成后的馬達(dá)控制電流，由此使轉(zhuǎn)子12相對(duì)于定子13旋轉(zhuǎn)。接下來(lái)，對(duì)將空隙部21設(shè)置于轉(zhuǎn)子12的結(jié)構(gòu)及其作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，在本旋轉(zhuǎn)電機(jī)10中，在具有與永磁鐵17部分重疊的空隙部21的圖3 (a)、(b)所示的構(gòu)造中，將空隙部21距離永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c的規(guī)定距離(b)設(shè)為從永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c到空隙部21的形成末端部21b的距離1。_，并且，將空隙部21的與該距離1。_垂直的方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部21的形成開(kāi)始部21a與形成末端部21b之間的距離a，即設(shè)為空隙部21與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag，此時(shí)，Imag / 1。_構(gòu)成為滿足下式(八)，2. 4 < Imag / Icore < 10.0- (A)0在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10中，在滿足上述數(shù)學(xué)式(A)的關(guān)系的情況下，如后所述，能夠使低電流狀態(tài)下的扭矩降低的現(xiàn)象難以產(chǎn)生，并且在高電流狀態(tài)下的最大扭矩時(shí)能夠充分地產(chǎn)生最大扭矩。此外，在圖3 (a)、(b)中，能夠?qū)mag的尺寸設(shè)為例如3. 20mm，將leOTe的尺寸b設(shè)為例如I. 33mm。此處，對(duì)發(fā)明的原理(I)進(jìn)行說(shuō)明。一般情況下，利用磁鐵磁通能夠像以下算式(B)、算式(C)那樣地表示扭矩T及損耗W。 T = PnX { Om + (Ld - Lq) X Id} X Iq ...(B)W = khXf XB2 XkeXf2XB2…斯坦梅茨(Steinmetz)的實(shí)驗(yàn)式O=BXSW khXf X Om2+keXf2X Om2- (C)其中，PnS極數(shù)，Ld為d軸電感，Lq為q軸電感，Id為d軸電流，Iq為q軸電流，kh為自然極化損耗比例常數(shù)(系數(shù))，f為頻率，B為磁通密度，O為磁通[Wb]，S為截面積，ke為渦電流損耗比例常數(shù)(系數(shù))。圖5中示出了具備轉(zhuǎn)子12的馬達(dá)電流與磁鐵磁通Om的關(guān)系，該轉(zhuǎn)子12具有本實(shí)施方式的空隙部21。該圖是示出了本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的電流一磁鐵磁通的特性的曲線圖，縱軸表示磁鐵磁通[Wb],橫軸表示馬達(dá)電流[Arms]。即，在圖5所示的曲線圖中，在馬達(dá)電流0 [Arms] 200 [Arms]的區(qū)間內(nèi)，磁鐵磁通①m從0. 084 [Wb]緩慢地變化到0. 06 [Wb]。在這樣的曲線圖特性中，圖9 (a)、(b)、(c)示出了例如在馬達(dá)電流(相電流)處于9. 0 [Arms]的低電流狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)D，磁鐵磁通相對(duì)于作為在轉(zhuǎn)子12具有空隙部21的本旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的部分重疊寬度Imag與距離1。_的比的Imag / Icore的關(guān)系。并且，圖10(a)、(b)、(c)示出了例如在馬達(dá)電流(相電流)處于150. 0 [Arms]的高電流狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)M，磁鐵磁通相對(duì)于作為重疊寬度Iniag與距離1。_的比的Imag / Icore的關(guān)系。此外，動(dòng)作點(diǎn)意味著示出了磁電路內(nèi)的永磁鐵17的磁通密度B、磁場(chǎng)的強(qiáng)度H [A / m]等的狀態(tài)的點(diǎn)。在低電流狀態(tài)下，根據(jù)圖9 (C)，在以Iniag/ 1。_ = 2. 4為邊界、且2. 4 < Iniag /Icore的情況下，磁鐵磁通開(kāi)始小于0. 085 [ffb],因此根據(jù)上述算式(C)
W khXf X Om2+keXf2X Om2- (C),如圖9 (a)、(b)所示，損耗W (亦即馬達(dá)損耗[W])從大約470 [W]開(kāi)始逐漸降低，從而產(chǎn)生了磁飽和。也就是說(shuō)，能夠減弱永磁鐵17的磁鐵磁通Om (減小),通過(guò)減少?gòu)挠来盆F17向定子13傳遞的磁通能夠減少鐵損，難以產(chǎn)生低電流狀態(tài)下的扭矩降低，能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的工作效率。在高電流狀態(tài)下，根據(jù)圖10 (C)可知在Imag / Icore < 10. 0的范圍內(nèi)，Iniag / Icore從0到6.9的區(qū)間內(nèi)的磁鐵磁通的降低減少，從而扭矩降低減小。若Imag/ 1。_超過(guò)6. 9，則直至Imag / Icore達(dá)到10. 0為止，雖然轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩[Nm]會(huì)降低0. 5% (參照?qǐng)D9 (a))，但是卻能夠獲得本發(fā)明的效果。即，在高電流狀態(tài)下的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)，根據(jù)圖10 (C)可知在Iniag / Icore < 10. 0的情況下，與Iniag / Icore彡10. 0的情況相比，由于磁鐵磁通Om取值較大，因此根據(jù)上述算式(B)，T = PnX {Om+ (Ld-Lq) XId) XIq …(B)，最大扭矩 T 的降低會(huì)減小。這樣，在圖10 (a)中，對(duì)于2.4 < Imag / leOTe < 10. 0的數(shù)值范圍，亦即轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩[Nm]降低0. 5%的范圍，將其作為能夠產(chǎn)生本發(fā)明的效果的有效范圍。進(jìn)而，對(duì)于上述式(A)中的Iniag / Icore的數(shù)值的范圍，更加優(yōu)選為2. 4 < Imag / Icore < 6. 9，在該范圍的情況下，能夠獲得如下效果能夠更加有效地抑制轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩[Nm]的降低，更加減少最大扭矩廣生時(shí)的馬達(dá)損耗，進(jìn)一步提聞旋轉(zhuǎn)效率。接下來(lái)，對(duì)發(fā)明的原理(2)進(jìn)行說(shuō)明。首先考慮磁鐵磁通Om。此處，在結(jié)構(gòu)與圖4所示的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)拇烹娐返那闆r下,通過(guò)滲透(permeance)法并利用下述算式(D)能夠表示磁鐵磁通C>m。S卩，如圖4所示，基于永磁鐵17a (或17b)的磁電路在轉(zhuǎn)子12 (轉(zhuǎn)子鐵芯16)中，由磁鐵磁場(chǎng)Hm、Imag部的磁阻Rmag [A / Wb]、1。_部的磁阻1 。_、Imag部以及1。_部以外的磁阻Rrtto構(gòu)成，磁鐵磁通如箭頭所示。進(jìn)而，對(duì)這些關(guān)系進(jìn)行如下表示。Om = Hm / (Rmag + Rcore + Rother)Rcore= (I / U core) X (Icore / Score)Rfflag = Cl / Ur) X (Ifflag / Sfflag)
Bfflag= UrX U0XHfflagOm = Hm / {( U0XHmag / Bmag)X (Imag / Smag)+ (I / ycore)X (Icore / Score) +
Rother} ......... (D)其中，Score為1。_部的截面積，Smag為Imag部的截面積，Bmag為Imag部的磁通密度，Hmag為Imag部的磁場(chǎng)，U core為1。_部的磁導(dǎo)率[H / m]，h為Imag部的磁導(dǎo)率(回復(fù)磁導(dǎo)率(recoil permeability)=針對(duì)施加于磁電路中的永磁鐵的磁場(chǎng)進(jìn)行磁化的容易度的目標(biāo)值)，為真空磁導(dǎo)率。此外，某個(gè)動(dòng)作點(diǎn)的RrthW Hm恒定。此處，考慮上述算式(D)中的Bmag。即，作為圖3 (b)所示的Imag部的磁通密度的Bmag，根據(jù)圖8(a)所示的磁鐵材料特性圖，在低電流時(shí)顯示出較大的磁通密度(約I. 04[T])，與此相對(duì)，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)顯示出較小的磁通密度(約0. 46 [T])。
并且，對(duì)于Imag / Icore與Bmag的關(guān)系，當(dāng)處于低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)與最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)時(shí)如圖8 (b)所示。S卩，如圖8 (b)所示，由于作為Iniag部的磁通密度的Bniag的值并不取決于Imag / 1。_的值，而是由動(dòng)作點(diǎn)來(lái)決定，因此可知，Bmag無(wú)論在低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)還是最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)都是恒定的，即在低電流時(shí)動(dòng)作點(diǎn)約為I. 04 [T]，在最大扭矩時(shí)動(dòng)作點(diǎn)約為0. 56 [T]，因此，在某個(gè)動(dòng)作點(diǎn)能夠獲得恒定的值。接下來(lái)，對(duì)發(fā)明的原理(3)進(jìn)行說(shuō)明。首先，考慮作為低電流時(shí)(低電流狀態(tài))以及最大扭矩時(shí)(最大扭矩狀態(tài))的1。_部的磁導(dǎo)率的此外，圖6 (a)及圖7 (a)是分別示出了低電流時(shí)以及最大扭矩時(shí)的1。_部的磁通密度[T]與磁導(dǎo)率[H / m]的相關(guān)關(guān)系的曲線圖，圖6 (b)及圖7 (b)是分別示出了 1。_部的磁導(dǎo)率[H / m]相對(duì)于低電流狀態(tài)以及最大扭矩狀態(tài)下的Imag / 1。_的曲線圖。SP，在低電流狀態(tài)下，根據(jù)圖6(b)可知當(dāng)2.4 < Imag / 1。_時(shí)，由于作為1。_部的磁導(dǎo)率的取較小的值(幾乎為0 [H / m])，因此根據(jù)上述算式(D)，Om = Hffl / ((U0XHfflag / Bfflag)X (Ifflag / Sfflag)+ (I / Ucore)X (Icore / Score) +Rtrth6J,磁鐵磁通取較小的值，根據(jù)上述算式(C)，W ^ khXfXOm2+keXf2XOm2,能夠減少損耗W。此外，由于磁導(dǎo)率是自然極化特性的斜率，因此若磁飽和則會(huì)減小，接近空心狀態(tài)，并且自電感不會(huì)達(dá)到0，但是若將短路考慮成減小的極限，則電流會(huì)增大。另一方面，當(dāng)處于最大扭矩時(shí)，根據(jù)圖7 (b)可知當(dāng)Ifflag / Icore < 10. 0時(shí)，由于作為1。_部的磁導(dǎo)率的U core取值較大(例如Imag / Icore為6. 5時(shí)取值為8400 [H / m])，根據(jù)上述算式(D)，Om = Hm / {(U0XHmag / Bmag)X (Imag / Smag)+ (I / ycore)X (Icore / Score) +Rother)，磁鐵磁通①m取值較大，根據(jù)上述算式(B )，T = PnX {吣十(Ld-Lq) X Id} X Iq，扭矩T的降低會(huì)減小。如以上說(shuō)明，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10中，以將旋轉(zhuǎn)中心0作為中心、且呈放射狀地延伸的方式將多個(gè)支承部20設(shè)置于轉(zhuǎn)子12，并與該支承部20分別對(duì)應(yīng)地形成有具有規(guī)定長(zhǎng)度(Imag)的空隙部21，從而在對(duì)定子線圈24的供電大于第一規(guī)定值(圖5所示的馬達(dá)電流為9. 0 [Arms])的低電流狀態(tài)下,在永磁鐵17a、17b與定子13之間的磁通23的流動(dòng)方向(圖2的27)上的永磁鐵17a、17b的邊緣部17c隔開(kāi)規(guī)定距離(1。_)的位置產(chǎn)生磁飽和，并且在上述供電電流小于比該第一規(guī)定值大的第二規(guī)定值(圖5所示的馬達(dá)電流為150. 0 [Arms])的高電流狀態(tài)下的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)，在永磁鐵17a、17b與定子13之間的磁通23的流動(dòng)方向(圖2的27)上的永磁鐵17a、17b的邊緣部17c隔開(kāi)規(guī)定距離(leOTe)的位置不產(chǎn)生磁飽和。這樣，在本實(shí)施方式中，盡管由在支承部20形成規(guī)定形狀的空隙部21的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，卻在供給電流大于第一規(guī)定值時(shí)(即，供給的電流小(低電流狀態(tài)下)的低扭矩時(shí))，減弱永磁鐵17a、17b的磁通(減小磁鐵磁通)，從而產(chǎn)生磁飽和，由此能夠減少?gòu)挠来盆F17a、17b向定子13傳遞的磁通，從而能夠減少通過(guò)自然極化損耗與損耗的和來(lái)表示的鐵損。由此，難以產(chǎn)生低電流狀態(tài)下的扭矩降低，從而能夠改善旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的工作效率(馬達(dá)性能)。另一方面，當(dāng)供給電流小于第二規(guī)定值時(shí)(即，供給的電流大(高電流時(shí)的)的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)),減少永磁鐵17a、17b的磁通的降低(抑制磁鐵磁通的減少)，從而不會(huì)產(chǎn)生磁飽和，由此不會(huì)減少?gòu)挠来盆F17a、17b向定子13傳遞的磁通,能夠抑制鐵損的減少,難以產(chǎn)生最大扭矩的降低，從而能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的工作效率(馬達(dá)性能)。 并且，根據(jù)本實(shí)施方式，由于在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置形成切口，由此形成空隙部21，因而以通過(guò)沖壓加工等形成切口(穿孔加工)的方式形成具有規(guī)定形狀的空隙部21，由此便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施方式，由于在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置，且在該轉(zhuǎn)子12的外徑部12a與支承部20交叉的部位，以沿著相應(yīng)的永磁鐵17a、17b的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成空隙部21，因而以通過(guò)沖壓加工等在轉(zhuǎn)子12的內(nèi)徑側(cè)形成切口(穿孔加工)的方式形成具有規(guī)定形狀的空隙部21，由此便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)將空隙部21與永磁鐵17a、17b的邊緣部17c之間的規(guī)定距離設(shè)為從永磁鐵17a、17b到空隙部21的距離1。_，且將空隙部21的與該距離1。_垂直的方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部21與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag時(shí)，由于Imag / Icore滿足下式，亦即滿足2. 4 < Imag / Icore < 10. 0，因此會(huì)使空隙部21相對(duì)于永磁鐵17a、17b的關(guān)系最優(yōu)化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。此處，參照?qǐng)D11 (a)、(b)以及圖12對(duì)上述實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說(shuō)明。此外，圖11 (a)、(b)以及圖12是說(shuō)明不同變形例中的轉(zhuǎn)子的外周緣部的永磁鐵與空隙部的關(guān)系的圖。此外，這些變形例與此前說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相比，只有空隙部25、26、28的形狀等不同，其它部分大致相同，因此對(duì)主要部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略其說(shuō)明。首先，如圖11(a)所示，在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿著永磁鐵17a、17b的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成空隙部25。在圖11 (a)中，標(biāo)號(hào)25a表示空隙部25的形成開(kāi)始部，標(biāo)號(hào)25b表示空隙部25的形成末端部?？障恫?5以從空間部7 (參照?qǐng)DI)側(cè)向外徑部12a (參照?qǐng)D3)側(cè)陷入的方式形成為大致V字狀，相對(duì)于各永磁鐵17a、17b，從形成開(kāi)始部25a向形成末端部25b以逐漸遠(yuǎn)離邊緣部17d的方式傾斜地形成，形成末端部25b的部位距離邊緣部17d最遠(yuǎn)，從而構(gòu)成了從永磁鐵17a到空隙部25的距離Ic0reo進(jìn)而，將空隙部25距離永磁鐵17a、17b的各邊緣部17d的規(guī)定距離(b)設(shè)為從永磁鐵17a、17b的各邊緣部17d到空隙部25的形成末端部21b的距離leOTe，并且，將空隙部25的與該距離leOTe垂直的方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部25的形成開(kāi)始部25a與形成末端部25b之間的距離a，即設(shè)為空隙部25與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag，此時(shí)，Ifflag / Icore構(gòu)成為滿足下式(A),2. 4 < Imag / Icore < 10.0- (A)0并且，同樣，如圖11 (b)所示，當(dāng)將空隙部26的距離永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c的規(guī)定距離(b)設(shè)為從永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c到空隙部26的形成末端部26b的距離1。_，且將空隙部26的與該距離1。_垂直的方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部26的形成開(kāi)始部26a與形成末端部26b之間的距離a，即設(shè)為空隙部26與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag時(shí)，Ifflag / 1。_滿足上述算式(A)，2. 4 < Ifflag / Icore < 10.0- (A)0同樣，如圖12所示，當(dāng)將空隙部28的距離永磁鐵17a、17b的各邊緣部17d的規(guī) 定距離(b)設(shè)為從永磁鐵17a、17b的各邊緣部17d到空隙部28的形成末端部28b的距離Icot6，且將空隙部28的相對(duì)于該距離Icore的垂直方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部28的形成開(kāi)始部28a與形成末端部28b之間的距離a，即設(shè)為空隙部28與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag時(shí)，Imag / 1。_滿足上述算式(A)，2. 4 < Imag / Icore < 10.0- (A)0即使根據(jù)具備這些變形例中的空隙部25、26、28的上述結(jié)構(gòu)，與前述的此前的實(shí)施方式幾乎等同的驗(yàn)證結(jié)果也能夠成立，因此根據(jù)與前述的空隙部21所涉及的此前的實(shí)施方式同樣的理由，能夠起到幾乎同樣的作用效果。接下來(lái)，參照?qǐng)D13對(duì)本發(fā)明所涉及的其它實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，與此前說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相比，只有空隙部21的形狀等不同，其它部分大致相同，因此對(duì)主要部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略其說(shuō)明。S卩，如圖13 (a)、(b)所示，本實(shí)施方式中的空隙部30在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿著相應(yīng)的永磁鐵17a的傾斜方向延伸、且沿著旋轉(zhuǎn)軸11的軸向的方式貫通形成為矩形狀。此外，雖然此處以永磁鐵17b為中心進(jìn)行敘述，但是對(duì)應(yīng)于各永磁鐵17a的空隙部30在與對(duì)應(yīng)于永磁鐵17b的空隙部30相反的方向(朝反方向傾斜)上形成。此外，在圖13
(a)、(b)中，能夠?qū)mag的尺寸a設(shè)為例如3. 50mm，將leOTe的尺寸b設(shè)為例如0. 70mm。當(dāng)將空隙部30距離永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c的規(guī)定距離設(shè)為從永磁鐵17a、17b的各邊緣部17c到接近空隙部30的一側(cè)的長(zhǎng)邊30b的距離1。_，并且將空隙部30的與該距離Icore垂直的方向上的規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為空隙部30的短邊30a與短邊30a之間的距離a,即設(shè)為空隙部30與永磁鐵17a、17b的重疊寬度Imag,此時(shí)，Imag / Icore構(gòu)成為滿足下式(A)，2. 4 < Imag / Icore < 10.0- (A)0即使根據(jù)具備本實(shí)施方式中的空隙部30的上述結(jié)構(gòu)，與前述的此前的實(shí)施方式幾乎等同的驗(yàn)證結(jié)果也能夠成立，因此根據(jù)與前述的空隙部21所涉及的此前的實(shí)施方式同樣的理由，能夠起到幾乎同樣的作用效果。進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施方式，還能夠起到如下效果由于空隙部30在轉(zhuǎn)子12的周向上的與永磁鐵17a、17b分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿著相應(yīng)的永磁鐵17a、17b的傾斜方向延伸的方式貫通形成為矩形狀，因此以通過(guò)沖壓加工等在轉(zhuǎn)子12的內(nèi)徑側(cè)形成切口(穿孔加工)的方式形成具有規(guī)定形狀的空隙部30，由此便能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車或混合動(dòng)力系統(tǒng)等，尤其優(yōu)選用于要求能夠進(jìn)一步減少馬達(dá)損耗，并能夠進(jìn)一步提高效率的結(jié)構(gòu)。標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
10…旋轉(zhuǎn)電機(jī);11…旋轉(zhuǎn)軸;12…轉(zhuǎn)子;12a…轉(zhuǎn)子的外徑部;13…定子;14…定子線圈；17a、17b…永磁鐵；17c、17d…邊緣部;20…支承部;21、25、26、28、30…空隙部;23...
磁通；27…磁通的流動(dòng)方向；0…旋轉(zhuǎn)中心；1。。^ 規(guī)定距離(從永磁鐵到空隙部的距離)；Imag…規(guī)定長(zhǎng)度(空隙部與永磁鐵的重疊寬度)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子，該定子具有形成為環(huán)狀的定子鐵芯、以及卷繞于該定子鐵芯的定子線圈；旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸位于該定子的中心，配置成能夠旋轉(zhuǎn)-M子，該轉(zhuǎn)子在固定設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)下以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置于所述定子內(nèi)；以及永磁鐵，該永磁鐵以沿著從該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)逐漸縮窄的倒V字狀的方式配置， 所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于， 使多個(gè)支承部以將所述旋轉(zhuǎn)中心作為中心而呈放射狀地延伸的方式設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子，與所述多個(gè)支承部分別對(duì)應(yīng)地形成有具有規(guī)定長(zhǎng)度的空隙部，從而在對(duì)所述定子線圈的供電為低電流狀態(tài)的低扭矩產(chǎn)生時(shí)，在所述永磁鐵與所述定子之間的磁通的流動(dòng)方向上的與所述永磁鐵的邊緣部隔開(kāi)規(guī)定距離的位置產(chǎn)生磁飽和，并且在所述供電為高電流狀態(tài)的最大扭矩產(chǎn)生時(shí)，在所述永磁鐵與所述定子之間的磁通的流動(dòng)方向上的與所述永磁鐵的邊緣部隔開(kāi)規(guī)定距離的位置不產(chǎn)生磁飽和。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 在所述轉(zhuǎn)子的周向上的與所述永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置形成切口，由此形成所述空隙部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 在與所述永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置的、所述轉(zhuǎn)子的外徑部與所述支承部交叉的部位，以沿對(duì)應(yīng)的所述永磁鐵的傾斜方向延伸的方式形成切口，由此形成所述空隙部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述空隙部在所述轉(zhuǎn)子的周向上的與所述永磁鐵分別對(duì)應(yīng)的位置，以沿對(duì)應(yīng)的所述永磁鐵的傾斜方向延伸的方式貫通形成為矩形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 將所述空隙部距離所述永磁鐵的邊緣部的所述規(guī)定距離設(shè)為從所述永磁鐵到所述空隙部的距離1。_，并且，將所述空隙部的與該距離1。_垂直的方向上的所述規(guī)定長(zhǎng)度設(shè)為所述空隙部與所述永磁鐵的重疊寬度Imag，此時(shí)，Ifflag / 1。_構(gòu)成為滿足下式，2.4 < Imag /Icore < IO-O0
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)。形成有具有規(guī)定長(zhǎng)度(lmag)的空隙部(21)，該空隙部(21)與各支承部(20)分別對(duì)應(yīng)，在永磁鐵(17a、17b)與定子(13)之間的磁通(23)的流動(dòng)方向(27)上的與永磁鐵(17a、17b)隔開(kāi)規(guī)定距離(lcore)的位置，在針對(duì)定子線圈(24)的供電電流為低電流狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生磁飽和，并且在供電電流為高電流狀態(tài)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生磁飽和。因此，雖然具備在支承部(20)形成有空隙部(21)的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但卻能夠抑制低扭矩狀態(tài)下的扭矩降低，并能夠抑制高電流狀態(tài)下的最大扭矩時(shí)的最大扭矩的降低，從而能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)(10)的工作效率。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102782990SQ20118000964
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者佐野新也, 大竹新一, 宇鷹良介, 宮路剛, 朝永岳志, 武田健, 渡邊裕太, 稻垣智廣 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 愛(ài)信艾達(dá)株式會(huì)社