轉(zhuǎn)子以及具備該轉(zhuǎn)子的馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供轉(zhuǎn)子以及具備該轉(zhuǎn)子的馬達。轉(zhuǎn)子（4）具備：轉(zhuǎn)子鐵芯（22）；多個以埋入到轉(zhuǎn)子鐵芯（22）的狀態(tài)被固定的埋入式磁鐵（23）；以及設置于轉(zhuǎn)子鐵芯（22）的軸向兩側(cè)的端部磁鐵（31）。并且，將端部磁鐵（31）的磁極設置于與磁路部（33）在軸向上對置的位置，并且磁化成具有與埋入式磁鐵（23）的呈現(xiàn)在該磁路部（33）側(cè)的磁極的極性相同的極性，該磁路部（33）形成穿過轉(zhuǎn)子鐵芯（22）的外周面（22a）的埋入式磁鐵（23）的磁通的磁路。
【專利說明】轉(zhuǎn)子以及具備該轉(zhuǎn)子的馬達
[0001]本申請要求于2012年5月25日提出的日本專利申請N0.2012-120145的優(yōu)先權(quán)，通過引用而將其包括說明書、附圖以及摘要在內(nèi)的公開內(nèi)容全部援引于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子以及具備該轉(zhuǎn)子的馬達。
【背景技術(shù)】
[0003]在日本特開2010-233346號公報中公開具備將永久磁鐵以埋入到轉(zhuǎn)子鐵芯的狀態(tài)固定于該轉(zhuǎn)子鐵芯的所謂埋入式磁鐵型的轉(zhuǎn)子的馬達。在具備這種埋入式磁鐵型的轉(zhuǎn)子的馬達中，不僅產(chǎn)生由永久磁鐵產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，還產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，因此與具備將永久磁鐵固定于轉(zhuǎn)子鐵芯的表面的所謂表面磁鐵型的轉(zhuǎn)子的馬達相比，具有能夠獲得較高的轉(zhuǎn)矩這樣的優(yōu)點。
[0004]為了增大電磁轉(zhuǎn)矩，需要提高穿過轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面(嚴格來說是與齒在徑向上對置的區(qū)域)的磁通量、即轉(zhuǎn)子鐵芯的在外周面處的磁通密度。然而，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，實際情況是作為提高轉(zhuǎn)子鐵芯的在外周面處的磁通密度的對策除使用最大能積更大的永久磁鐵以外沒有其它有效的方法。并且，由于不能無限提高永久磁鐵的性能，因此尋求一種不依靠埋入到轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵的性能而能夠提高轉(zhuǎn)子鐵芯的在外周面處的磁通密度的新技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供能夠提高轉(zhuǎn)子鐵芯的在外周面處的磁通密度的轉(zhuǎn)子以及具備該轉(zhuǎn)子的馬達。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式的特征，具備轉(zhuǎn)子鐵芯、以及多個以埋入到所述轉(zhuǎn)子鐵芯的狀態(tài)被固定的埋入式磁鐵的轉(zhuǎn)子的主旨在于，所述轉(zhuǎn)子具備設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向上的至少一側(cè)的端部磁鐵，所述端部磁鐵的磁極設置于與磁路部在軸向上對置的位置，并且具有與所述埋入式磁鐵的呈現(xiàn)在該磁路部側(cè)的磁極的極性相同的極性，該磁路部形成穿過所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面的所述埋入式磁鐵的磁通的磁路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]通過參照附圖對實施方式進行的以下的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征及優(yōu)點將變得更加清楚，其中，利用相同的標記表示相同的元件，其中，
[0008]圖1是一實施方式的馬達的與軸向正交的剖視圖。
[0009]圖2是一實施方式的馬達的沿軸向的剖視圖。
[0010]圖3是一實施方式的轉(zhuǎn)子的分解立體圖。
[0011]圖4是從軸向觀察一實施方式的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
[0012]圖5是表不一實施方式的端部磁鐵的磁通的圖4的A-A剖視圖。[0013]圖6A、圖6B是從軸向觀察另一例子的轉(zhuǎn)子的放大側(cè)視圖。
[0014]圖7是再一例子的轉(zhuǎn)子的分解立體圖。
【具體實施方式】
[0015]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0016]圖1以及圖2所示的馬達I搭載于例如車輛，作為輔助轉(zhuǎn)向操作的電動動力轉(zhuǎn)向裝置、產(chǎn)生液壓的電動泵裝置的驅(qū)動源而使用。如圖1所示，馬達I具備:定子3，其收容于圓筒形的殼體2內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子4，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于定子3的徑向內(nèi)側(cè)。
[0017]定子3具備定子鐵芯13，該定子鐵芯13包括:固定于殼體2的內(nèi)周的圓筒形的圓筒部11 ;以及多個(在本實施方式中為12個)從圓筒部11向徑向內(nèi)側(cè)呈放射狀地延伸的齒
12。并且，在各齒12卷裝有多個(在本實施方式中為12個)線圈15。
[0018]轉(zhuǎn)子4具備:旋轉(zhuǎn)軸21 ;圓筒形的轉(zhuǎn)子鐵芯22，其以能夠與旋轉(zhuǎn)軸21 —體旋轉(zhuǎn)的方式被固定；以及多個(在本實施方式中為8個)埋入式磁鐵23，其以埋入到轉(zhuǎn)子鐵芯22的狀態(tài)被固定。也就是說，本實施方式的轉(zhuǎn)子4作為所謂埋入式磁鐵型的轉(zhuǎn)子而構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向長度形成為與定子鐵芯13的軸向長度大致相等。由此，如圖2所示，線圈15的配置于齒12的軸向端部側(cè)的軸向端部15a與轉(zhuǎn)子鐵芯22相比更分別向軸向兩側(cè)突出。
[0019]這樣構(gòu)成的馬達I基于在通過向各線圈15供給驅(qū)動電力而形成的磁場與埋入式磁鐵23的磁通之間產(chǎn)生的磁引力以及斥力，而使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
[0020]接下來，對轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進行詳細地說明。如圖2以及圖3所示，轉(zhuǎn)子4具備分別固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向兩側(cè)的端部磁鐵31，通過該端部磁鐵31提高轉(zhuǎn)子鐵芯22的在外周面22a處的磁通密度。
[0021]詳述為，如圖1以及圖4所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯22設置有多個在內(nèi)部配置有埋入式磁鐵23的空洞部32。空洞部32分別形成為截面呈長方形的孔狀，并且以其長邊方向沿著徑向的方式配置于轉(zhuǎn)子鐵芯22。另外，埋入式磁鐵23形成為與空洞部32的截面形狀對應的截面呈長方形的平板狀，并配置在空洞部32內(nèi)。也就是說，埋入式磁鐵23被配置成放射狀。
[0022]并且，各埋入式磁鐵23被充磁(磁化)成相同的極性(N極或者S極)在周向上對置，并且通過埋入式磁鐵23在轉(zhuǎn)子鐵芯22的外周面22a形成的磁極(轉(zhuǎn)子磁極)的極性在周向上交替排列。由此,相鄰的空洞部32之間的大致扇形狀的部位作為形成穿過外周面22a的埋入式磁鐵23的磁通的磁路的磁路部33而構(gòu)成。此外，在圖中用虛線表示埋入式磁鐵23的磁通。另外，埋入式磁鐵23采用粘結(jié)磁鐵(塑料磁鐵、橡膠磁鐵等)。
[0023]端部磁鐵31分別形成為圓環(huán)形，并外嵌于旋轉(zhuǎn)軸21。此外，在本實施方式中，各端部磁鐵31的外徑形成為與轉(zhuǎn)子鐵芯22的外徑大致相等，并且各端部磁鐵31的內(nèi)徑形成為與轉(zhuǎn)子鐵芯22的內(nèi)徑大致相等。并且，如圖2所示，端部磁鐵31以分別與線圈15的軸向端部15a在徑向上對置的方式固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸端面。
[0024]如圖3以及圖4所示，各端部磁鐵31的磁極設置于該各端部磁鐵31的與轉(zhuǎn)子鐵芯22對置的對置面中的、與轉(zhuǎn)子鐵芯22的磁路部33對置的大致扇形狀的區(qū)域。此外，在圖中用雙點劃線示意地表示端部磁鐵31的磁極。并且，各磁極被磁化成具有與埋入式磁鐵23的呈現(xiàn)在磁路部33側(cè)的磁極的極性相同的極性。具體而言，端部磁鐵31的與夾持在埋入式磁鐵23的N極的磁極之間的磁路部33對置的磁極為N極，端部磁鐵31的與夾持在埋入式磁鐵23的S極的磁極之間的磁路部33對置的磁極為S極。此外，本實施方式的端部磁鐵31采用粘結(jié)磁鐵，端部磁鐵31被磁化成僅在端部磁鐵31的與轉(zhuǎn)子鐵芯22對置的對置面?zhèn)瘸尸F(xiàn)磁極。
[0025]接下來，對本實施方式的轉(zhuǎn)子的作用進行說明。在圖5中如虛線所示那樣，端部磁鐵31所產(chǎn)生的磁通沿與埋入式磁鐵23的磁通大致相同的方向穿過轉(zhuǎn)子鐵芯22的外周面22a。也就是說，除埋入式磁鐵23所產(chǎn)生的磁通以外，端部磁鐵31所產(chǎn)生的磁通也穿過外周面22a。由此，轉(zhuǎn)子鐵芯22的在外周面22a處的磁通密度比只具有埋入式磁鐵23的結(jié)構(gòu)聞。
[0026]如上所述，根據(jù)本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的效果。
[0027](I)通過將端部磁鐵31固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向兩側(cè)，從而即使不使用最大能積較大的埋入式磁鐵23，也能夠提高轉(zhuǎn)子鐵芯22的在外周面22a處的磁通密度，因此與只具有埋入式磁鐵23的結(jié)構(gòu)相比，能夠使電磁轉(zhuǎn)矩增大。由此，能夠容易地實現(xiàn)馬達I的小型化、高輸出化。
[0028](2)將端部磁鐵31以分別與線圈15的與轉(zhuǎn)子鐵芯22相比更向軸向突出的軸向端部15a在徑向上對置的方式固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22。通常，如本實施方式那樣定子鐵芯13的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向長度形成為大致相等，因此線圈15的軸向端部15a與轉(zhuǎn)子鐵芯22相比更向軸向突出。因此，通過將端部磁鐵31以與線圈15的軸向端部15a在徑向上對置的方式固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22，能夠防止在馬達I內(nèi)產(chǎn)生不必要的閑置空間，從而能夠抑制馬達I的大型化。
[0029](3)將各埋入式磁鐵23形成為平板狀且配置成放射狀，并將各埋入式磁鐵23磁化成其與相鄰的埋入式磁鐵23形成為相同的極性在周向上對置，因此能夠增大從軸向觀察的磁路部33的面積、即端部磁鐵31的磁通的磁路面積。由此，能夠有效提高轉(zhuǎn)子鐵芯22的在外周面22a處的磁通密度。
[0030]此外，還能夠?qū)⑸鲜鰧嵤┓绞竭m當?shù)刈兏鼮橐韵碌姆绞絹韺嵤?br> [0031]在上述實施方式中，埋入式磁鐵23以及端部磁鐵31使用了粘結(jié)磁鐵，但是不限于此，可以使用例如燒結(jié)磁鐵等。
[0032]在上述實施方式中，將該端部磁鐵31磁化成僅在端部磁鐵31的轉(zhuǎn)子鐵芯22側(cè)呈現(xiàn)磁極，但是可以將該端部磁鐵31磁化成在端部磁鐵31的與轉(zhuǎn)子鐵芯22相反的一側(cè)也呈現(xiàn)磁極。此外，在該情況下，在端部磁鐵31的與轉(zhuǎn)子鐵芯22相反的一側(cè)設置有由軟磁性材料構(gòu)成的磁軛，從而能夠防止端部磁鐵31的磁通朝轉(zhuǎn)子4的軸向兩側(cè)漏出的情況。
[0033]在上述實施方式中，在轉(zhuǎn)子鐵芯22內(nèi)呈放射狀地配置有多個形成為平板狀的埋入式磁鐵23，但是不限于此，能夠適當?shù)刈兏袢胧酱盆F23的形狀、配置等。例如如圖6A所示，可以將一對彎曲為圓弧板狀并且被磁化成相同的極性在周向上對置的埋入式磁鐵41a、41b配置成環(huán)形。在該情況下，端部磁鐵31的磁極設置于與轉(zhuǎn)子鐵芯22的處于埋入式磁鐵41a、41b之間的截面呈大致半圓形狀的磁路部33對置的位置。另外，例如如圖6B所示，可以將形成為截面呈長方形的平板狀的埋入式磁鐵42配置成其長邊方向與徑向正交這樣的環(huán)形。在該情況下，端部磁鐵31的磁極設置于與轉(zhuǎn)子鐵芯22的埋入式磁鐵23的徑向外側(cè)的截面呈大致半圓形狀的磁路部33對置的位置。[0034]在上述實施方式中，將形成為圓環(huán)形的端部磁鐵31固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22，但是不限于此，可以將多個例如形成為板狀的端部磁鐵31固定于與磁路部33對置的位置。
[0035]在上述實施方式中，如圖7所示，可以在端部磁鐵31的與埋入式磁鐵23對置的位置形成有向轉(zhuǎn)子鐵芯22側(cè)開口的槽43。
[0036]在上述實施方式中，將端部磁鐵31以與線圈15的各軸向端部15a在徑向上對置的方式固定于轉(zhuǎn)子鐵芯22，但是例如可以將轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向長度形成為比定子鐵芯13的軸向長度長，從而端部磁鐵31與線圈15的軸向端部15a在徑向上不對置。
[0037]在上述實施方式中，將端部磁鐵31設置于轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向兩側(cè)，但是可以僅在轉(zhuǎn)子鐵芯22的軸向一側(cè)或者另一側(cè)設置有端部磁鐵31。
[0038]在上述各實施方式中，將本發(fā)明具體化為用作電動動力轉(zhuǎn)向裝置等的驅(qū)動源的馬達1，但是不限于此，可以作為其它裝置的驅(qū)動源來使用，另外，也可以作為發(fā)電機來使用。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具備:轉(zhuǎn)子鐵芯；以及多個以埋入到所述轉(zhuǎn)子鐵芯的狀態(tài)被固定的埋入式磁鐵， 所述轉(zhuǎn)子的特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具備設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向上的至少一側(cè)的端部磁鐵， 所述端部磁鐵的磁極設置于與磁路部在軸向上對置的位置，并且具有與所述埋入式磁鐵的呈現(xiàn)在該磁路部側(cè)的磁極的極性相同的極性，該磁路部形成穿過所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面的所述埋入式磁鐵的磁通的磁路。
2.一種馬達，該馬達具備: 定子，該定子具有形成有多個向徑向內(nèi)側(cè)延伸的齒的定子鐵芯、以及卷裝于所述齒的線圈；以及 轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有配置于所述定子鐵芯的內(nèi)周的轉(zhuǎn)子鐵芯、以及多個以埋入到所述轉(zhuǎn)子鐵芯的狀態(tài)被固定的埋入式磁鐵， 所述馬達的特征在于， 所述馬達具備設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向上的至少一側(cè)的端部磁鐵， 所述端部磁鐵的磁極設置于與磁路部在軸向上對置的位置，并且具有與所述埋入式磁鐵的呈現(xiàn)在該磁路部側(cè)的磁極的極性相同的極性，該磁路部形成穿過所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面的所述埋入式磁鐵的磁通的磁路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達，其特征在于， 所述線圈以該線圈的軸向端部與所述轉(zhuǎn)子鐵芯相比更向軸向突出的方式卷裝于所述齒， 所述端部磁鐵與所述線圈的所述軸向端部在徑向上對置。
【文檔編號】H02K1/27GK103427520SQ201310183554
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】柴田由之 申請人:株式會社捷太格特