永磁旋轉(zhuǎn)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在不增加制造成本且抑制轉(zhuǎn)矩的降低的同時減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁旋轉(zhuǎn)電機。該永磁旋轉(zhuǎn)電機構(gòu)具備：定子，其具有定子鐵芯和卷繞在上述定子鐵芯的齒部的繞組；和轉(zhuǎn)子，其相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于：在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的與上述定子相對的表面，以關(guān)于上述永磁鐵的周方向上的中心線大致對稱的方式設(shè)置有槽。
【專利說明】永磁旋轉(zhuǎn)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁旋轉(zhuǎn)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]在永磁旋轉(zhuǎn)電機中，已知一種類型是在永磁鐵的截面形狀中徑向比周方向長，且使永磁鐵在周方向磁化，以相鄰的磁鐵的磁化方向彼此相對的方式交替配置。這種類型的電動機輸出轉(zhuǎn)矩大，但具有齒槽轉(zhuǎn)矩也變大的問題。
[0003]于是，例如專利文獻I中公開:在定子或轉(zhuǎn)子的間隙相對面，形成用于控制在永磁鐵處產(chǎn)生的磁通的分布的槽(溝)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2004-254496號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明需要解決的技術(shù)問題
[0008]在專利文獻I中，為了減少齒槽轉(zhuǎn)矩，如何配置用于控制磁通的分布的設(shè)置于鐵芯的槽很重要。在專利文獻I中指出:形成相對于軸向的軸線以預(yù)先確定的角度斜行的斜行槽。
[0009]但是，為了形成斜行槽，需要在構(gòu)成疊層鐵芯的每個薄板使槽的位置不同。例如，當(dāng)通過模具沖切制作疊層鐵芯時，每個薄板都需要模具，導(dǎo)致制造成本增加。
[0010]于是，本發(fā)明目的在于，提供一種在不增加制造成本且抑制轉(zhuǎn)矩的降低的同時減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁旋轉(zhuǎn)電機。
[0011]用于解決技術(shù)問題的方案
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，例如采用權(quán)利要求所記載的結(jié)構(gòu)。本申請包括多個解決上述技術(shù)問題的方案，其中一例為一種永磁旋轉(zhuǎn)電機，其具備:定子，具有定子鐵芯和在上述定子鐵芯的齒部卷繞的繞組；和轉(zhuǎn)子，相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于:在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的與所述定子相對的表面，以關(guān)于上述永磁鐵的周方向上的中心線大致對稱的方式設(shè)置有槽(溝)。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在不增加制造成本且抑制轉(zhuǎn)矩的降低的同時減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁旋轉(zhuǎn)電機。除此之外的課題、結(jié)構(gòu)和效果通過以下的實施方式的說明得以明確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的實施例1的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。
[0016]圖2是未設(shè)置槽的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。[0017]圖3是本發(fā)明的實施例1的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0018]圖4是本發(fā)明的實施例1的氣隙附近的磁通分布。
[0019]圖5是未設(shè)置槽的情況下的氣隙附近的磁通分布(其一)。
[0020]圖6是本發(fā)明的實施例2的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。
[0021]圖7是本發(fā)明的實施例2的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0022]圖8是本發(fā)明的實施例2的氣隙附近的磁通分布
[0023]圖9是未設(shè)置槽的情況下的氣隙附近的磁通分布(其二)。
[0024]圖10是本發(fā)明的實施例3的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。
[0025]圖11是本發(fā)明的實施例3的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0026]圖12是本發(fā)明的實施例4的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。
[0027]圖13是本發(fā)明的實施例4的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0028]圖14是本發(fā)明的實施例5的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。
[0029]圖15是本發(fā)明的實施例5的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0030]圖16是本發(fā)明的實施例6的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/2截面圖。
[0031]圖17是未設(shè)置槽的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/2截面圖。
[0032]圖18是本發(fā)明的實施例6的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0033]圖19是本發(fā)明的實施例6的氣隙附近的磁通分布。
[0034]圖20是本發(fā)明的實施例7的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/2截面圖。
[0035]圖21是本發(fā)明的實施例7的齒槽轉(zhuǎn)矩波形的例子。
[0036]圖22是本發(fā)明的實施例7的氣隙附近的磁通分布。
[0037]圖23是永磁旋轉(zhuǎn)電機的截面圖。
[0038]附圖標(biāo)記的說明
[0039]1、la、3 定子
[0040]2、2a、2b、2c、4、4a、4b 轉(zhuǎn)子
[0041]11、11a、31 定子鐵芯
[0042]12、12a、32 定子齒
[0043]13、33定子繞組
[0044]14、14a、14b、24、24a、24b、44a、44b、44c、44d 槽
[0045]21、21a、21b、21c、41、41a、41b 轉(zhuǎn)子鐵芯
[0046]22、42 永磁鐵
[0047]23、43 非磁體
【具體實施方式】
[0048]以下，利用【專利附圖】

【附圖說明】實施例。
[0049]首先，對本發(fā)明的實施例中共用的旋轉(zhuǎn)電機的結(jié)構(gòu)進行描述。圖23是沿永磁旋轉(zhuǎn)電機的軸向(與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸平行的方向)的截面圖。永磁旋轉(zhuǎn)電機由定子I和與其徑向內(nèi)側(cè)相對的轉(zhuǎn)子2構(gòu)成，在兩者之間存在氣隙。定子I固定于機架110，具備集中卷繞的定子繞組13。轉(zhuǎn)子2具有多個電磁鋼板層疊而得到的轉(zhuǎn)子鐵芯21，在轉(zhuǎn)子鐵芯21的徑向內(nèi)側(cè)配置有非磁性體23，并且在其內(nèi)側(cè)配置有軸120。軸120可旋轉(zhuǎn)地支承于固定于機架110或法蘭130的軸承140。
[0050][實施例1]
[0051]以下，利用圖1至圖5，對本發(fā)明的第一實施例進行說明。在本實施例中，作為3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子，對12個定子齒、8個轉(zhuǎn)子磁極的情況進行描述。
[0052]圖1是本實施例的沿與永磁旋轉(zhuǎn)電機的軸向垂直的面的1/4截面圖。永磁旋轉(zhuǎn)電機由定子I和與其徑向內(nèi)側(cè)相對的轉(zhuǎn)子2構(gòu)成，在兩者之間存在氣隙。定子I由疊層有各電磁鋼板的定子鐵芯11構(gòu)成，在定子鐵芯11具有多個定子齒12，在各齒以集中卷繞的方式卷繞有定子繞組13。轉(zhuǎn)子2中，疊層有多個電磁鋼板的轉(zhuǎn)子鐵芯21與截面形狀的徑向比周方向長的永磁鐵22在周方向上交替配置，永磁鐵22在周方向上被磁化，且以相鄰的磁鐵的磁化方向彼此相對的方式交替磁化。在轉(zhuǎn)子鐵芯21和永磁鐵22的徑向內(nèi)側(cè),與兩者接觸的部件由非磁體23構(gòu)成，并且在其內(nèi)側(cè)配置軸(未圖示)。
[0053]在轉(zhuǎn)子鐵芯21的與定子I相對的表面，以關(guān)于永磁鐵22的周方向上的中心線對稱的方式在轉(zhuǎn)子鐵芯21的周方向的中心線上形成有槽24。
[0054]圖2是未在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置槽的永磁鐵轉(zhuǎn)子電機的1/4截面圖。與圖1不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯21改為轉(zhuǎn)子鐵芯21a，未在其表面設(shè)置槽。隨此，轉(zhuǎn)子2改為轉(zhuǎn)子2a。除此之外都與圖1相同。
[0055]圖3表示在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置槽24的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽24的情況是指圖2的形狀。圖1和圖2的轉(zhuǎn)子位置是圖3的電角為30度的位置。圖3中，當(dāng)從電角30度向正方向行進時負的轉(zhuǎn)矩起作用，當(dāng)向反方向行進時正的轉(zhuǎn)矩起作用，因此無論向哪個方向行進，轉(zhuǎn)矩都在使轉(zhuǎn)子返回到原來的位置的方向起作用。即，電角30度的位置是穩(wěn)定點。由于定子和轉(zhuǎn)子形狀的對稱性，在電角90度、150度等，每隔電角60度出現(xiàn)穩(wěn)定點。另一方面，電角O度、60度等是不穩(wěn)定點，該不穩(wěn)定點也每隔電角60度出現(xiàn)。
[0056]圖3中，設(shè)置有槽24的情況下，電角O度附近的齒槽轉(zhuǎn)矩大幅減少。利用圖4和圖5說明得到該效果的主要原因。
[0057]圖4是設(shè)置有槽24的情況下的電角O度的轉(zhuǎn)子位置的氣隙附近的磁通分布。圖5是未設(shè)置槽的情況下的磁通分布。圖5中，從永磁鐵22出來的磁通經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵芯21a —氣隙一定子齒12的路徑。當(dāng)轉(zhuǎn)子向正方向或反方向稍微移動時，轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙是不變的，轉(zhuǎn)子與定子齒的相對面積沒有發(fā)生變化。因此，將轉(zhuǎn)子留在該位置的力較弱，成為不穩(wěn)定點的主要原因。
[0058]另一方面，圖4中，在轉(zhuǎn)子鐵芯表面的、周方向的中心線上設(shè)置有槽24，因此當(dāng)轉(zhuǎn)子向正方向或反方向移動時，轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙擴大，轉(zhuǎn)子與定子齒的相對面積減小。因此，要使轉(zhuǎn)子回到圖4的位置的轉(zhuǎn)矩起作用，緩解圖3中的不穩(wěn)定點。
[0059]如上所述，在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面，以關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱的方式在轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向的中心線上設(shè)置槽24，由此齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅降低，獲得減少振動、噪音的效果。
[0060][實施例2]
[0061]以下，利用圖6至圖9，對本發(fā)明的第二實施例進行說明。在本實施例中，作為3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子，對12個定子齒、8個轉(zhuǎn)子磁極的情況進行描述。[0062]圖6是本發(fā)明的實施例2的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。與圖1不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯21改為轉(zhuǎn)子鐵芯21b，在轉(zhuǎn)子鐵芯21b的與定子I相對的表面，以關(guān)于永磁鐵22的周方向上的中心線對稱的方式在永磁鐵22的附近形成有槽24a和槽24b。隨此，轉(zhuǎn)子2改為轉(zhuǎn)子2b。另外，隔著永磁鐵22排列的兩個槽的周方向上的節(jié)距和定子齒12的與轉(zhuǎn)子2b相對的表面的周方向上的寬度大致一致。除此之外與圖1相同。
[0063]圖7表不在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置有槽24a和槽24b的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽24a和槽24b的情況是指圖2的形狀。圖6的轉(zhuǎn)子位置是圖7中的電角30度的位置。圖7中，未設(shè)置槽24a和槽24b的情況下，如實施例1所說明的，電角30度的位置是穩(wěn)定點。但是，設(shè)置有槽24a和槽24b的情況下，電角30度的位置變?yōu)椴环€(wěn)定點。利用圖8和圖9說明得到該效果的主要原因。
[0064]圖8是設(shè)置有槽24a和槽24b的情況下的電角30度的轉(zhuǎn)子位置處的氣隙附近的磁通分布，圖9是未設(shè)置槽24a和槽24b的情況的磁通分布。圖9中，從永磁鐵22出來的磁通經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵芯21a —氣隙一定子齒12 —氣隙一轉(zhuǎn)子鐵芯21a的路徑。由此，轉(zhuǎn)子鐵芯21a與定子齒12牢固地吸引，成為形成穩(wěn)定點的主要原因。另一方面，圖8中，因為在上述路徑上設(shè)置有槽24a和槽24b，所以氣隙擴大，轉(zhuǎn)子鐵芯21a與定子齒12之間的吸引力減弱，穩(wěn)定點轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定點。
[0065]如上所述，在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面，以關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱的方式在永磁鐵的附近設(shè)置槽24a和槽24b，由此齒槽轉(zhuǎn)矩的次數(shù)上升，成為高頻，從而獲得容易使振動、噪音衰減的效果。
[0066][實施例3]
[0067]以下，利用圖10和圖11，對本發(fā)明的第三實施例進行說明。在本實施例中，作為3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子，對12個定子齒、8個轉(zhuǎn)子磁極的情況進行描述。
[0068]圖10是本發(fā)明的實施例3的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。與圖1不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯21改為轉(zhuǎn)子鐵芯21c，在轉(zhuǎn)子鐵芯21c的與定子I相對的表面，除形成在轉(zhuǎn)子鐵芯21c的周方向的中心線上的槽24之外，還以關(guān)于永磁鐵22的周方向上的中心線對稱的方式在永磁鐵22的附近形成有槽24a和槽24b。隨此，轉(zhuǎn)子2改為轉(zhuǎn)子2c。另外，隔著永磁鐵22排列的2個槽的周方向上的節(jié)距和定子齒12的與轉(zhuǎn)子2b相對的表面的周方向上的寬度大致一致。除此之外與圖1相同。
[0069]圖11表示在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置有槽24、槽24a和槽24b的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽的情況是指圖2的形狀。圖10的轉(zhuǎn)子位置是圖11的電角30度的位置。圖11中，在設(shè)置槽的情況下，電角30度的位置從穩(wěn)定點變?yōu)椴环€(wěn)定點，并且電角O度附近的齒槽轉(zhuǎn)矩減少。這是實施例1和實施例2中說明的主要原因的復(fù)合效果。
[0070]如上所述，在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面，以關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱的方式，在永磁鐵的附近和轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向的中心線上設(shè)置槽，由此降低齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅，并且使其次數(shù)上升而成為高頻，從而獲得減少振動、噪音的效果。
[0071][實施例4]
[0072]以下，利用圖12至圖13，對本發(fā)明的第四實施例進行說明。在本實施例中，作為3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子，對12個定子齒、8個轉(zhuǎn)子磁極的情況進行描述。[0073]圖12是本發(fā)明的實施例4的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。與圖1不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯21改為未在表面設(shè)置槽的轉(zhuǎn)子鐵芯21a，定子鐵芯11改為定子鐵芯I Ia而且定子齒12改為定子齒12a,在定子齒12a的與轉(zhuǎn)子2a相對的表面，以關(guān)于定子齒12的周方向上的中心線對稱的方式形成有槽14a和槽14b。隨此，轉(zhuǎn)子2改為轉(zhuǎn)子2a，定子I改為定子la。另外，關(guān)于定子齒的中心線對稱地設(shè)置的槽14a和槽14b的周方向上的節(jié)距，設(shè)為定子槽距的大致1/3。除此之外與圖1相同。
[0074]圖13表示在定子齒12a的表面設(shè)置槽14a和槽14b的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽的情況是指圖2的形狀。圖13中，在設(shè)置有槽的情況下，相比于未設(shè)置槽的情況，齒槽轉(zhuǎn)矩的高次成分增加，其峰值減少。這是因為:由于設(shè)置于定子齒的前端的2個槽，表現(xiàn)出的定子齒的數(shù)量增加到3倍，表現(xiàn)出的定子齒個數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的最小公倍數(shù)變?yōu)?倍，齒槽轉(zhuǎn)矩的次數(shù)提高。
[0075]如上所述，在定子齒的表面，以關(guān)于定子齒的周方向上的中心線對稱的方式設(shè)置槽14a和槽14b，由此降低齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅，從而獲得減少振動、噪音的效果。
[0076][實施例5]
[0077]以下，利用圖14和圖15，對本發(fā)明的第五實施例進行說明。在本實施例中，作為3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子，對12個定子齒、8個轉(zhuǎn)子磁極的情況進行描述。
[0078]圖14是本發(fā)明的實施例5的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/4截面圖。與圖1不同的第一點在于:定子鐵芯11改為定子鐵芯Ila而且定子齒12改為定子齒12a,在定子齒12a的與轉(zhuǎn)子2a相對的表面，以關(guān)于定子齒12的周方向上的中心線對稱的方式形成有槽14a和槽14b。隨此，定子I改為定子la。另一不同點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯21改為轉(zhuǎn)子鐵芯21c，在轉(zhuǎn)子鐵芯21c的與定子Ia相對的表面，除形成在轉(zhuǎn)子鐵芯21c的周方向的中心線上的槽24之夕卜，還以關(guān)于永磁鐵22的周方向上的中心線對稱的方式在永磁鐵22的附近形成有槽24a和槽24b。隨此，轉(zhuǎn)子2改為轉(zhuǎn)子2c。另外，關(guān)于定子齒12a的中心線對稱地設(shè)置的槽14a和槽14b的周方向上的節(jié)距，設(shè)為定子槽距的大致1/3。另外，隔著永磁鐵22排列的2個槽的周方向上的節(jié)距和定子齒12a的與轉(zhuǎn)子2c相對的表面的周方向上的寬度大致一致。除此之外與圖1相同。
[0079]圖15表示設(shè)置有槽14a、槽14b、槽24、槽24a和槽24b的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽的情況是指圖2的形狀。圖15中，在設(shè)置有槽的情況下，相比于未設(shè)置槽的情況，齒槽轉(zhuǎn)矩的高次成分增加，而且其峰值減少。這是實施例3和實施例4中說明的主要原因的復(fù)合效果。
[0080]如上所述，在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面，在轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向的中心線上設(shè)置有槽24，以關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱的方式在永磁鐵的附近設(shè)置有槽24a和槽24b，并且在定子齒的表面以關(guān)于定子齒的周方向上的中心線對稱的方式設(shè)置有槽14a和槽14b，由此，降低齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅，并且提升次數(shù)而成為高頻，從而獲得減少振動、噪音的效果。
[0081][實施例6]
[0082]以下，利用圖16至圖19，對本發(fā)明的第六實施例進行說明。在本實施例中，對12個定子齒與10個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子進行描述。
[0083]圖16是本發(fā)明的實施例6永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/2截面圖。永磁旋轉(zhuǎn)電機由定子3和與其徑向內(nèi)側(cè)相對的轉(zhuǎn)子4構(gòu)成，在兩者之間存在氣隙。定子3由多個電磁鋼板層疊而得到的定子鐵芯31構(gòu)成，在定子鐵芯31具有多個定子齒32，在各齒以集中卷繞的方式卷繞有定子繞組33。轉(zhuǎn)子4中，多個電磁鋼板層疊而得到的轉(zhuǎn)子鐵芯41與截面形狀的徑向比周方向長的永磁鐵42在周方向上交替配置，永磁鐵42在周方向被磁化，以相鄰的磁鐵的磁化方向彼此相對的方式交替磁化。在轉(zhuǎn)子鐵芯41和永磁鐵42的徑向內(nèi)側(cè)與兩者接觸的部件由非磁體43構(gòu)成，并且在其內(nèi)側(cè)配置未圖示的軸。
[0084]在轉(zhuǎn)子鐵芯41的與定子3相對的表面，在未在轉(zhuǎn)子4設(shè)置槽的情況下成為不穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置中的，轉(zhuǎn)子鐵芯41的表面的與定子齒32的槽開口部的周方向位置大致一致的位置，例如關(guān)于永磁鐵42的周方向上的中心線對稱且永磁鐵42的附近，形成有槽44a和槽 44b ο
[0085]圖17是未在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置槽的永磁鐵轉(zhuǎn)子電機的1/2截面圖。與圖16不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯41改為轉(zhuǎn)子鐵芯41a，未在其表面設(shè)置槽。隨此，轉(zhuǎn)子4改為轉(zhuǎn)子4a。除此之外與圖16相同。
[0086]圖18表不在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置有槽44a和槽44b的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽44a和槽44b的情況是指圖17的形狀。圖16和圖17的轉(zhuǎn)子位置是圖18的電角為30度的位置。圖18中，在未設(shè)置槽44a和槽44b的情況下，當(dāng)從電角30度向正方向行進時負的轉(zhuǎn)矩起作用，當(dāng)向反方向行進時正的轉(zhuǎn)矩起作用，因此無論向哪個方向行進，轉(zhuǎn)矩都在使轉(zhuǎn)子返回到原來的位置的方向起作用。即，電角30度的位置是穩(wěn)定點。由于定子和轉(zhuǎn)子形狀的對稱性，在電角60度、90度等，每隔電角30度出現(xiàn)穩(wěn)定點。另一方面，電角15度、45度等是不穩(wěn)定點，該不穩(wěn)定點每隔電角30度出現(xiàn)。
[0087]圖18中，在設(shè)置有槽44a和44b的情況下，電角15度附近的不穩(wěn)定點轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定點。利用圖19說明得到該效果的主要原因。
[0088]圖19是設(shè)置有槽44a和槽44b的情況下的電角15度的轉(zhuǎn)子位置的氣隙附近的磁通分布。圖19中，如箭頭所示設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的一部分槽44a和槽44b與定子齒的槽開口部一致。當(dāng)轉(zhuǎn)子從圖19的位置向正方向或方向移動時，箭頭所示的槽與定子齒相對，轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙擴大，轉(zhuǎn)子與定子齒的相對面積減小。因此，要使轉(zhuǎn)子返回到圖19位置的轉(zhuǎn)矩起作用，圖18的不穩(wěn)定點轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定點。
[0089]如上所述，在未在轉(zhuǎn)子設(shè)置槽的情況下成為不穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置中的，轉(zhuǎn)子鐵芯的表面中的與定子齒的槽開口部的周方向位置大致一致的位置，例如關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱且永磁鐵的附近，設(shè)置有槽，由此，齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅降低，獲得減少振動、噪音的效果。
[0090][實施例7]
[0091]以下，利用圖20至圖22，對本發(fā)明的第七實施例進行說明。在本實施例中，對12個定子齒與10個轉(zhuǎn)子磁極組合的例子進行描述。
[0092]圖20是本發(fā)明的實施例7的永磁旋轉(zhuǎn)電機的1/2截面圖。與圖16不同的點在于:轉(zhuǎn)子鐵芯41改為轉(zhuǎn)子鐵芯41b，在轉(zhuǎn)子鐵芯41b的與定子I相對的表面，以關(guān)于永磁鐵42的周方向上的中心線對稱的方式在轉(zhuǎn)子鐵芯41b的周方向上的中心附近，形成有槽44c和槽44d。隨此，轉(zhuǎn)子4改為轉(zhuǎn)子4b。除此之外與圖16相同。
[0093]圖21表不在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面設(shè)置有槽44c和槽44d的情況下和未設(shè)置槽的情況下的齒槽轉(zhuǎn)矩的波形。此處，未設(shè)置槽44c和槽44d的情況是指圖17的形狀。圖20和圖17的轉(zhuǎn)子位置是圖21的電角30度的位置。圖21中，如實施例6所說明的，在未設(shè)置槽44c和槽44d的情況下，電角30度的位置是穩(wěn)定點。但是，由于定子和轉(zhuǎn)子形狀的對稱性，在電角60度、90度等，每隔電角30度出現(xiàn)穩(wěn)定點。另一方面，電角15度、45度等是不穩(wěn)定點，該不穩(wěn)定點每隔電角30度出現(xiàn)。
[0094]圖21中，在設(shè)置有槽44c和44d的情況下，電角15度附近的不穩(wěn)定點大幅緩解。利用圖22說明該效果的主要原因。
[0095]圖22是設(shè)置有槽44c和槽44d的情況下的電角15度的轉(zhuǎn)子位置的氣隙附近的磁通分布。圖22中，如箭頭所示，設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的一部分槽44c和槽44d與定子齒的槽開口部一致。當(dāng)轉(zhuǎn)子從圖22的位置向正方向或負方向移動時，箭頭所示的槽與定子齒相對，轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙擴大，轉(zhuǎn)子與定子齒的相對面積減小。因此，要使轉(zhuǎn)子返回到圖22位置的轉(zhuǎn)矩起作用，圖21的不穩(wěn)定點大幅緩解。
[0096]如上所述，在未在轉(zhuǎn)子設(shè)置槽的情況下成為不穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置中的、轉(zhuǎn)子鐵芯的表面的與定子齒的槽開口部的周方向位置大致一致的位置，例如關(guān)于永磁鐵的周方向上的中心線對稱且轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向上的中心附近，設(shè)置有槽，由此，齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅降低，獲得減少振動、噪音的效果。
[0097][其他的實施例]
[0098]另外，上述說明中，利用相對于12個定子齒，轉(zhuǎn)子磁極為8個極的例子和相對于12個定子齒，轉(zhuǎn)子磁極為10個的例子進行了說明。對于前者，只要是3個定子齒與2個轉(zhuǎn)子磁極的組合，9個定子齒與6個轉(zhuǎn)子磁極組合或6個定子齒與4個轉(zhuǎn)子磁極組合等也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。對于后者，12個定子齒與14個轉(zhuǎn)子磁極組合或9個定子齒與8個轉(zhuǎn)子磁極組合等也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0099]另外，上述說明中，說明了定子配置于外側(cè)，轉(zhuǎn)子配置于內(nèi)側(cè)的例子，但是定子配置于內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子配置于外側(cè)的情況也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0100]另外，上述說明中，說明了永磁鐵的截面形狀在徑向比周方向長并且永磁鐵在周方向磁化的例子，但是永磁鐵的截面形狀在周方向比徑向長并且永磁鐵在徑向磁化的情況也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0101]另外，在上述說明中，轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁鐵是在周方向交替配置的，但是，在轉(zhuǎn)子鐵芯在周方向連接的情況，或永磁鐵埋入到一體形成的轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)部的情況也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0102]另外，在上述說明中，說明了在旋轉(zhuǎn)軸的外周方向具有氣隙的徑向間隙型的例子，但是在旋轉(zhuǎn)軸的軸向具有氣隙的軸向間隙型、直線驅(qū)動的線性型等也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁旋轉(zhuǎn)電機,其具備: 定子，具有定子鐵芯和在所述定子鐵芯的齒部卷繞的繞組；和轉(zhuǎn)子，相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于: 在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的與所述定子相對的表面，以關(guān)于所述永磁鐵的周方向上的中心線大致對稱的方式設(shè)置有槽。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 將所述槽設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向上的大致中心線上。
3.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 將所述槽設(shè)置于所述永磁鐵的附近。
4.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 使所述槽的周方向上的節(jié)距和與所述轉(zhuǎn)子相對的所述定子齒表面的周方向上的寬度大致一致。
5.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 將所述槽設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周方向上的大致中心線上和所述永磁鐵的附近。
6.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 將所述槽的周方向位置設(shè)置于在不存在槽的情況下成為不穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置中的相鄰的所述定子齒間。
7.—種永磁旋轉(zhuǎn)電機,其具備: 定子，具有定子鐵芯和在所述定子鐵芯的齒部卷繞的繞組；和轉(zhuǎn)子，相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于: 在所述定子齒的與所述轉(zhuǎn)子相對的表面，以關(guān)于所述定子齒的周方向上的中心線大致對稱的方式設(shè)置有槽。
8.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 所述槽的周方向上的節(jié)距為所述定子齒的節(jié)距的大致1/3。
9.如權(quán)利要求1所述的永磁旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于: 在與所述轉(zhuǎn)子相對的所述定子齒的表面，以關(guān)于所述定子齒的周方向上的中心線大致對稱的方式設(shè)置有槽。
10.一種永磁旋轉(zhuǎn)電機，其具備: 定子，具有定子鐵芯和在所述定子鐵芯的齒部卷繞的繞組；和轉(zhuǎn)子，相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于: 在與所述定子相對的所述轉(zhuǎn)子鐵芯的表面和與所述轉(zhuǎn)子相對的所述定子齒部的表面中的至少一者，在緩和成為不穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置的不穩(wěn)定性的位置設(shè)置有槽。
11.一種永磁旋轉(zhuǎn)電機，其具備: 定子，具有定子鐵芯和在所述定子鐵芯的齒部卷繞的繞組；和轉(zhuǎn)子，相對于該定子隔著空隙旋轉(zhuǎn)自如地配置，且在周方向交替配置有轉(zhuǎn)子鐵芯和具有不同極性的多個永磁鐵，該永磁旋轉(zhuǎn)電機的特征在于:在與所述定子相對的所述轉(zhuǎn)子鐵芯的表面和與所述轉(zhuǎn)子相對的所述定子齒部的表面中的至少一者，在妨礙成 為穩(wěn)定點的轉(zhuǎn)子位置的穩(wěn)定性的位置設(shè)置有槽。
【文檔編號】H02K1/16GK103683596SQ201310346870
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】中津川潤之介, 金澤宏至, 巖城秀文 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社