CN104518585B - 转子以及电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制部件数量的增加,并能够易于进行磁通的调整的转子以及电动机。转子包括:第1以及第2转子芯;圆板磁铁;以及整流磁铁。第1以及第2转子芯分别具有芯底座和多个爪状磁极。圆板磁铁沿轴向被磁化,以使第1转子芯的爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使第2转子芯的爪状磁极作为第2磁极发挥功能。整流磁铁具有极间磁铁部和背面磁铁部中的至少一方。极间磁铁部配置于在第1转子芯的爪状磁极和第2转子芯的爪状磁极之间的沿圆周方向延伸的间隙中。背面磁铁部配置在沿爪状磁极的背面延伸的间隙中。整流磁铁由与圆板磁铁不同的材料构成。整流磁铁通过后加工而与圆板磁铁被一体化。
Description
技术领域
本发明涉及一种转子以及电动机。
背景技术
以前,作为在电动机上使用的转子,已知有所谓永久磁铁励磁的伦德尔型结构的转子(例如,参照日本特开2013-118801号公报)。该转子具备:第1以及第2转子芯,其在圆周方向上分别具有多个爪状磁极且相互组合;以及圆板磁铁(场磁铁),其配置在转子芯彼此之间。圆板磁铁使在圆周方向相邻的爪状磁极作为交替不同的磁极发挥功能。
日本特开2013-118801号公报的转子具有:设置在爪状磁极的背面上的辅助磁铁(背面磁铁);以及设置在圆周方向上的爪状磁极之间的辅助磁铁(爪状磁极)。在该转子中,预先将辅助磁铁和圆板磁铁的所有的磁铁一体成形,从而抑制部件数量的增加。
可是,在如上述的电动机中,将所有的磁铁一体化,从而能抑制部件数量的增加。但是,在预先一体成形的磁铁中,存在着磁通在各个部位中的调整变得困难这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种能够抑制部件数量的增加,并能够易于进行磁通的调整的转子以及电动机。
为了达成上述目的,本发明的一个方式涉及的转子包括:第1转子芯以及第2转子芯;圆板磁铁;以及整流磁铁。所述第1转子芯以及第2转子芯分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极。所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置。各个所述爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸。所述第1转子芯以及所述第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时所述第1转子芯以及所述第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替配置。所述圆板磁铁在轴向上配置在所述芯底座彼此之间。所述圆板磁铁沿轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能。所述整流磁铁具有极间磁铁部和背面磁铁部中的至少一方。所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间的沿圆周方向延伸的间隙中。所述背面磁铁部配置于沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中。所述整流磁铁由与所述圆板磁铁不同的材料构成。所述整流磁铁通过后加工与所述圆板磁铁被一体化。
本发明的另一方式涉及包括上述转子以及产生旋转磁场的定子的电动机。
基于本发明的转子及电动机,能够抑制部件数量的增加,并能够易于进行磁通的调整。
附图说明
本发明的具有新颖性的特征将在权利要求书中加以明确。本发明的目的以及利益可通过参照以下所述的现时点的优选实施方式的说明以及附图加以理解。
图1是本发明的第1实施方式所涉及的电动机的概要结构图。
图2是构成一体磁铁的图1的转子的整流磁铁的立体图。
图3是构成一体磁铁的图1的转子的圆板磁铁的立体图。
图4是示出图1的转子的部件构成的分解立体图。
图5是图4的转子的立体图。
图6是沿图5中的转子的6-6线的剖视图。
图7是用于说明第1实施方式的其他例中的一体磁铁的成形方法的立体图。
图8是图7的其他例中的一体磁铁的立体图。
图9是本发明的第2实施方式所涉及的电动机的局部剖视图。
图10是图9的转子的局部剖视图。
图11是图10的转子的立体图。
图12是图11的转子的分解立体图。
图13是用于制造图12的整流磁铁的磁化装置的立体图。
图14是本发明的第3实施方式所涉及的电动机的局部剖视图。
图15是图14的转子的局部剖视图。
图16是图15的转子的立体图。
图17是图16的转子的分解立体图。
图18是沿图15的A-A线的剖视图。
图19是第3实施方式的其他例中的转子的局部剖视图。
图20是第3实施方式的其他例中的转子的局部剖视图。
图21是第3实施方式的其他例中的转子的局部剖视图。
图22是第3实施方式的其他例中的转子的剖视图。
图23是第3实施方式的其他例中的转子的剖视图。
图24是图19的进一步其他例中的转子的局部剖视图。
图25是图20的进一步其他例中的转子的局部剖视图。
图26是图21的进一步其他例中的转子的局部剖视图。
具体实施方式
以下,对电动机的第1实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的电动机10具有:定子11;以及转子21,其在定子11的内部与定子11相对置地配置,并以能旋转的形式被支承。
定子11具有:定子芯11a;以及缠绕在定子芯11a的齿上的绕组11b。并且,定子11通过绕组11b被供给驱动电流而产生使转子21旋转的旋转磁场。
如图1以及图4所示,转子21具有:通过压入旋转轴22而在轴向上彼此保持间隔、且固定在旋转轴22上的一对转子芯23、24;以及被夹于这些一对转子芯23、24之间的一体磁铁25。
转子芯23具有:大致圆板状的芯底座23a;以及在芯底座23a的外周部等间隔地配置的多个(本实施方式中为5个)爪状磁极23b。各个爪状磁极23b朝径向外侧突出并沿轴向延伸。具体地讲,爪状磁极23b具有:从芯底座23a的外周部朝径向外侧突出的突出部23c;以及设置在该突出部23c的顶端上并沿轴向延伸的爪部23d。突出部23c从轴向看形成为扇状。爪部23d的轴正交方向截面形成为扇状。
如图3以及图4所示,转子芯24为与转子芯23相同的形状,具有:大致圆板状的芯底座24a;以及在芯底座24a的外周部等间隔地配置的多个爪状磁极24b。各个爪状磁极24b朝径向外侧突出并沿轴向延伸。具体地讲,爪状磁极24b具有:从芯底座24a的外周部朝径向外侧突出的突出部24c;以及设置在该突出部24c的顶端上并沿轴向延伸的爪部24d。突出部24c与转子芯23的突出部23c同样地,从轴向看形成为扇状。爪部24d的轴正交方向截面形成为扇状。一方的转子芯24的爪部24d在轴向上比另一方的转子芯23的爪部23d长。也就是说,转子芯23相当于第1转子芯,转子芯24相当于第2转子芯。
各个转子芯23、24在其中央孔中压入旋转轴22,并且以各个芯底座23a、24a的轴向外侧(相反侧)的距离成为预先设定的距离的形式固定在旋转轴22上。这时,转子芯24相对于转子芯23以使爪状磁极24b配置于在圆周方向上相邻的另一方的转子芯23的爪状磁极23b之间、且一体磁铁25配置(夹持)于芯底座23a和芯底座24a之间的形式组装。
一体磁铁25具有相互一体化的圆板磁铁26和整流磁铁27。整流磁铁27例如通过粘结等后加工与圆板磁铁26被一体化。圆板磁铁26和整流磁铁27由不同的材料构成。
如图3所示,圆板磁铁26形成为,形成有中央孔的圆环状。
圆板磁铁26沿轴向被磁化,以使转子芯23的爪状磁极23b作为第1磁极(本实施方式中为N极)发挥功能,并使转子芯24的爪状磁极24b作为第2磁极(本实施方式中为S极)发挥功能。即,本实施方式的转子21是采用了圆板磁铁26的所谓伦德尔型结构的转子。在转子21中,成为N极的5个爪状磁极23b和成为S极的5个爪状磁极24b在圆周方向交替地配置。转子21的磁极数为10极(极对数为5个)。
圆板磁铁26为例如各向异性的烧结磁铁(Sintered Magnet),例如由铁氧体磁铁、钐钴(SmCo)磁铁、钕磁铁等构成。
如图2、图5以及图6所示,整流磁铁27具有背面磁铁部28、29和极间磁铁部30。整流磁铁27例如为粘结磁铁(塑料磁铁、橡胶磁铁等),例如由铁氧体磁铁、钐铁氮(SmFeN)系磁铁、钐钴(SmCo)系磁铁、钕磁铁等构成。
如图5以及图6所示,背面磁铁部28、29配置在转子芯23的各个爪状磁极23b的背面23e(径向内侧的面)和转子芯24的芯底座24a的外周面24f之间、以及转子芯24的各个爪状磁极24b的背面24e和转子芯23的芯底座23a的外周面23f之间。
一方的背面磁铁部28以与爪状磁极23b的背面23e抵接的一侧成为与爪状磁极23b相同极性的N极,与转子芯24的芯底座24a的外周面24f抵接的一侧成为与芯底座24a相同极性的S极的形式被磁化。
另一方的背面磁铁部29以与爪状磁极24b的背面24e抵接的一侧成为S极,与转子芯23的芯底座23a的外周面23f抵接的一侧成为N极的形式被磁化。
极间磁铁部30在圆周方向上配置于爪状磁极23b与爪状磁极24b之间。极间磁铁部30在圆周方向上以转子芯24的爪状磁极24b侧成为S极,转子芯23的爪状磁极23b侧成为N极的形式被磁化。
接着,对第1实施方式的电动机的作用进行说明。
本实施方式的电动机10在绕组11b被供给驱动电流时,在定子11上产生旋转磁场,转子21被旋转驱动。
在此,在本实施方式的转子21中,整流磁铁27和圆板磁铁26由不同的材料构成。因此,与整流磁铁27和圆板磁铁26为相同的材料的情况相比,磁通的调整变得容易。并且,由于整流磁铁27和圆板磁铁26通过后加工被一体化,所以能够抑制部件数量的增加。此外,整流磁铁27具有极间磁铁部30以及背面磁铁部28、29,所以与只具有极间磁铁部30以及背面磁铁部28、29的一方的整流磁铁相比,转子21的磁通量增加的同时,圆板磁铁26的磁通的流向被调整。因此,本发明能有助于转子21的输出提高。
下面记载第1实施方式的优点。
(1)整流磁铁27和圆板磁铁26由不同的材料构成,从而磁通在各个部位中的调整变得容易而能够进行输出调整。并且,圆板磁铁26和整流磁铁27通过后加工被一体化,能够抑制部件数量的增加。
(2)整流磁铁27为粘结磁铁。粘结磁铁比烧结磁铁尺寸精度高、且形状的自由度高。因此,即使在整流磁铁27因具备背面磁铁部28、29和极间磁铁部30的双方而使整流磁铁27的形状变得复杂的情况下,也能够容易地制造整流磁铁27。
(3)将爪状磁极23b、24b作为各个磁极发挥作用的圆板磁铁26由具有较强的磁通的烧结磁铁构成。由此,能使爪状磁极23b、24b更确实地被磁化,而作为磁极发挥作用。
另外,第1实施方式也可以更改为以下的形式。
·在上述实施方式中,一体磁铁25通过将整流磁铁27与圆板磁铁26粘结而被一体化,但是并不仅限于此。例如,一体磁铁25也可以通过如图7所示以用转子芯23、24夹着圆板磁铁26的状态嵌件成形整流磁铁27来构成。即使在该构成中,所述整流磁铁27也通过后加工与所述圆板磁铁26被一体化。通过将整流磁铁27嵌件成形,从而能够在成形整流磁铁27的同时进行整流磁铁27与圆板磁铁26的一体化。而且,由于整流磁铁27直接成形在圆板磁铁26及各个转子芯23、24上,所以能够抑制例如在整流磁铁27和各个转子芯23、24之间产生粘合层或机械气隙。其结果,转子21的磁导率提高,并能确保转子21的转矩。
·如图8示出的一体磁铁25,对产生主磁通的圆板磁铁26发挥辅助功能的整流磁铁27的磁化方式(取向方向)也可以是极性各向异性取向。详细地讲,在一体磁铁25中,磁通从S极的背面磁铁部29的外侧面经由邻接的极间磁铁部30朝向N极的背面磁铁部28的外侧面,并以朝径向内侧凸状弯曲的形式流动,即实施了所谓的极性各向异性取向的磁化。由此,背面磁铁部28、29具有径向分量的磁通,极间磁铁部30具有圆周方向分量的磁通。因此,图8示出的一体磁铁25发挥与上述实施方式的一体磁铁25同样的功能,并能够以背面磁铁部28、29和极间磁铁部30分别具有最佳方向分量的形式磁化。
·在上述实施方式中,整流磁铁27为具有极间磁铁部30以及背面磁铁部28、29的构成,但是也可以采用具有这些中的至少一方的构成。
·在上述实施方式中,转子21为具有5个爪状磁极23b、24b的、磁极数为10极的转子。不仅限于此,也可以以更改磁极数的形式适当地更改。
·在上述实施方式中,转子21具有10个极间磁铁部30以及10个背面磁铁部28、29。不仅限于此,也可以根据爪状磁极23b、24b的个数适当地更改极间磁铁部30的数量以及背面磁铁部28、29的数量。
·在上述实施方式中,圆板磁铁26采用烧结磁铁,整流磁铁27采用粘结磁铁,但磁铁的材料并不仅限于此。
·上述实施方式的圆板磁铁26以及整流磁铁27的材料并不仅限于在上述实施方式示出的材料,只要圆板磁铁26和整流磁铁27采用不同的材料的磁铁,就可以适当地更改。
·上述实施方式及各个变形例也可以进行适当地组合。
以下,按照图9-图13对电动机的第2实施方式进行说明。
图9示出作为电动机的无刷电动机M。定子102被固定在电动机外壳101的内周面,在该定子102的内侧配设有所谓伦德尔型结构的转子104,该伦德尔型结构的转子104固定在旋转轴103,并与该旋转轴103一体旋转。旋转轴103为非磁体的不锈钢制轴,并且旋转轴103通过设在电动机外壳101上未予图示的轴承以能相对于电动机外壳101旋转的形式被支承。
定子102具有圆筒状的定子芯110,该定子芯110的外周面固定在电动机外壳101的内侧面上。在定子芯110的内侧设有在圆周方向上等间隔配置的多个齿111。各个齿111沿轴线方向延伸且朝向径向内侧延伸。各个齿111为T型的齿,其径向内侧的内周面111a为根据以旋转轴103的中心轴线O为中心的同心圆形状的圆弧朝轴线方向延伸时的轨迹而得到的圆弧面。
在圆周方向上,在齿111彼此之间形成有齿槽112。在本实施方式中,齿111的数量为12个,齿槽112的数量为与齿111的数量相同的12个。在12个齿111上,沿圆周方向以集中缠绕方式依次缠绕3相绕组、即U相绕组113u、V相绕组113v、W相绕组113w。绕组113u、113v、113w被配置于齿槽112内。
对这些各相绕组113u,113v,113w施加3相电源电压从而在定子102中产生旋转磁场,从而使配置在该定子102的内侧的固定于旋转轴103上的转子104旋转。
如图10-图12所示,转子104具有第1以及第2转子芯120、130、圆板磁铁140以及整流磁铁G。
第1转子芯120由软磁性材料形成,在本实施方式中由电磁钢板形成。第1转子芯120具有大致圆板状的第1芯底座121,在该第1芯底座121上形成有压入旋转轴103的中央孔121a。在第1芯底座121的外周部上等间隔地配置有多个(本实施方式中为4个)第1爪状磁极122。各个第1爪状磁极122朝径向外侧突出并沿轴向延伸。
第2转子芯130与第1转子芯120材料相同且形状相同。第2转子芯130具有大致圆板状的第2芯底座131,在该第2芯底座131上形成有压入旋转轴103的中央孔131a。在第2芯底座131的外周部上等间隔地配置有多个(本实施方式中为4个)第2爪状磁极132。各个第2爪状磁极132朝径向外侧突出并沿轴向延伸。
第1以及第2转子芯120、130通过旋转轴103压入该中央孔121a、131a中,而被固定在旋转轴103上。这时,第2转子芯130相对于第1转子芯120以如下方式组装:各个第2爪状磁极132配置于在圆周方向相邻的第1爪状磁极122之间,且在轴向上,在第1芯底座121和第2芯底座131之间配置(夹持)圆板磁铁140。
如图10所示,所述圆板磁铁140为具有中央孔的大致圆板状的永久磁铁,所述圆板磁铁140沿轴向被磁化,以使所述第1爪状磁极122作为第1磁极(本实施方式中为N极)发挥功能,并使所述第2爪状磁极132作为第2磁极(本实施方式中为S极)发挥功能。即,本实施方式的转子104为所谓的伦德尔型结构的转子。在转子104中,成为N极的4个第1爪状磁极122和成为S极的4个第2爪状磁极132在圆周方向交替地配置。转子104的磁极数为8极(极对数为4个)。也就是说,在本实施方式中,转子104的磁极的数量(磁极数)设为“8”,定子102的齿111(齿槽112)的数量设为“12”。
整流磁铁G由与圆板磁铁140不同的材料构成。整流磁铁G通过后加工与圆板磁铁140被一体化。整流磁铁G具有相互被一体化的背面磁铁部150和极间磁铁部151。详细地讲,背面磁铁部150被设在从轴向看时的第1以及第2爪状磁极122、132的径向内侧(背面),且设在第1以及第2爪状磁极122、132和圆板磁铁140之间。背面磁铁部150以抑制配置有背面磁铁部150的部分的漏(短路)磁通的方式被磁化。极间磁铁部151从轴向看时在圆周方向上设于各个第1以及第2爪状磁极122、132彼此之间。极间磁铁部151以抑制配置极间磁铁部151的部分的漏磁通的方式被磁化。换句话来讲,从轴向看时该极间磁铁部151形成为,将在圆周方向相邻的背面磁铁部150彼此连接。也就是说,极间磁铁部151和背面磁铁部150交替地设置。由此,整流磁铁G形成为环状。极间磁铁部151形成为比背面磁铁部150更朝径向外侧突出的形状,以使极间磁铁部151配置在第1以及第2爪状磁极122、132的沿轴向延伸的部分(顶端部分)彼此之间。
背面磁铁部150和极间磁铁部151一体形成为环状,以使背面磁铁部150的轴向端面和极间磁铁部151的轴向端面形成为一个平坦面H。即,如果试图以转子104无间隙地形成为大致圆柱状的形式配置背面磁铁部150以及极间磁铁部151,整流磁铁G就成为在轴向具有凹凸的形状。在本实施方式中,以不形成该凸部分的形式,轴向端面形成为一个平坦面H。换句话来讲,除了配置有第1芯底座121以及第2芯底座131的轴向范围以外,整流磁铁G(背面磁铁部150以及极间磁铁部151)以均等的厚度形成。
该整流磁铁G为各向异性的磁铁,其取向为如图12以及图13中用箭头示意性地示出的方向。由此,整流磁铁G以抑制背面磁铁部150以及极间磁铁部151各自的漏磁通的方式被磁化。
例如,如图13所示,用于制造整流磁铁G的磁化装置160具有:多个磁化芯部161,该多个磁化芯部161以接近成为各个背面磁铁部150的部分的外周面的方式朝径向内侧延伸;以及缠绕在各个磁化芯部161上的线圈162。然后,对在圆周方向相邻的线圈162施加反方向的大电流,从而制造整流磁铁G。
以下,对以上述方式构成的电动机M的作用进行说明。
当向定子芯110的各相绕组113u,113v,113w施加3相电源电压使得在定子102中产生旋转磁场时,配置在该定子102的内侧的固装于旋转轴103上的转子104基于该旋转磁场,而被旋转驱动。
这时,通过整流磁铁G中的背面磁铁部150,抑制配置有背面磁铁部150的转子104的部分的(径向的)漏磁通。并且,通过整流磁铁G中的极间磁铁部151,抑制配置有极间磁铁部151的转子104的部分的(圆周方向的)漏磁通。因此,转子104能以高效率与定子102的旋转磁场相互作用,使得转子104被旋转驱动。
第2实施方式的特征性的优点如下。
(4)整流磁铁G包括一体形成为环状的背面磁铁部150和极间磁铁部151。背面磁铁部150的轴向端面和极间磁铁部151的轴向端面形成为一个平坦面H。也就是说,整流磁铁G在轴向上没有凹凸。因此,能够减少部件数量的同时,能够容易进行用于抑制漏磁通的磁化。换句话来讲,在磁化时,不需要进行包含轴向的三维的磁化。因此,例如,如图13所示,只要将磁化芯部161接近成为各个背面磁铁部150的部分的外周面,就能够容易进行磁化。并且,由于整流磁铁G在轴向上没有凹凸,所以整流磁铁G的成形变得容易。在分别设置背面磁铁部150和极间磁铁部151的情况下,在安装时等会有这些破损的情况,但本发明能够避免这些情况。在分别设置背面磁铁部150和极间磁铁部151的情况下,若固定力弱,会有这些因旋转时的离心力而飞散(脱落)的情况,但本发明能抑制这些情况。
第2实施方式也可以更改为以下的形式。
·在上述实施方式中,虽然没有特别提及,但是圆板磁铁140以及整流磁铁G的材料和制造方法不做特别的限定,也可以使用各种磁铁。例如,也可以使用铁氧体磁铁、钐铁氮系磁铁、钐-钴系磁铁、钕磁铁、铝镍钴磁铁等。并且,例如也可以使用烧结磁铁、粘结磁铁等。并且,在使用粘结磁铁的情况下,也可以压缩成形粘结磁铁,也可以挤压成形粘结磁铁。
·在上述实施方式中,将本发明具体化为转子104的磁极数设定为“8”,定子102的齿111的数量设定为“12”的电动机M,但是也可以更改转子104的磁极数和定子102的齿111的数量。例如,也可以将本发明具体化为转子104的磁极数设定为“10”,定子102的齿111的数量设定为“12”的电动机。
以下,按照图14-图18对作为电动机的无刷电动机M的第3实施方式进行说明。第3实施方式的电动机具有与第2实施方式的电动机同样的构成。在以下的说明中,对与第2实施方式的电动机同样的构成赋予相同的参照符号并省略其说明。
第1转子芯120由软磁性材料形成,在本实施方式中由电磁钢板形成,第1转子芯120具有大致圆板状的第1芯底座121,在该圆板状的第1芯底座121上形成有压入旋转轴103的毂部120a。
第2转子芯130的材料和形状与第1转子芯120相同,第2转子芯130具有大致圆板状的第2芯底座131,在圆板状的第2芯底座131上形成有压入旋转轴103的毂部130a。
在第3实施方式中,整流磁铁G如图18中示意性的箭头所示以从背面磁铁部150的外周面横跨在圆周方向相邻的背面磁铁部150的外周面的形式被取向。由此,整流磁铁G以抑制背面磁铁部150以及极间磁铁部151各自的漏磁通的方式被磁化。另外,整流磁铁G通过对接近各个背面磁铁部150的外周面的线圈施加大电流,而被磁化。
在背面磁铁部150的圆周方向中央部分的内表面形成有凹部150a。本实施方式的凹部150a以越靠近背面磁铁部150的圆周方向中心(对于以旋转轴103的中心轴线O为中心的同心圆状)越变深的形式形成。具体地讲,本实施方式的凹部150a只形成在背面磁铁部150的圆周方向中央部分上,整流磁铁G的其他内表面形成为,以旋转轴103的中心轴线O为中心的同心圆状的圆弧形状。凹部150a通过越靠近背面磁铁部150的圆周方向中心越位于径向外侧的2个平面形成。
圆板磁铁140具有嵌入所述凹部150a内的凸部140a。本实施方式的凸部140a形成为与凹部150a相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。
第3实施方式的特征性的优点如下。
(5)在整流磁铁G中的背面磁铁部150的圆周方向中央部分的内表面上形成有凹部150a。因此,能够减少变成几乎无用的磁铁的量。在上述构成中的用于抑制漏磁通的整流磁铁G以从背面磁铁部150的外周面横跨在圆周方向相邻的背面磁铁部150的外周面形式被取向。也就是说,背面磁铁部150的圆周方向中央部分的内表面部分与该取向几乎不相关。因此,通过在该部分形成凹部150a,从而能够减少变成几乎无用的磁铁的量。圆板磁铁140具有嵌入所述凹部150a内的凸部140a。因此,与不具有凸部140a的圆板磁铁140相比,例如能够增加圆板磁铁140的量。由此,不用更改转子104的尺寸,也能实现高输出化。例如,凸部140a嵌入凹部150a内,从而能防止圆板磁铁140相对于背面磁铁部150旋转。
(6)凹部150a以越靠近背面磁铁部150的圆周方向中心越变深的形式形成。因此,能够适当地减少变成几乎无用的磁铁的量。即,上述构成中的用于抑制漏磁通的整流磁铁G越靠近背面磁铁部150的内表面部分的中心越与取向不相关。因此,能够适当地减少变成几乎无用的磁铁的量。
(7)圆板磁铁140的凸部140a形成为与凹部150a相同的形状。因此,减少无用的间隙,从而能够实现进一步的高输出化。
第3实施方式也可以更改为以下的形式。
·在上述实施方式中,凹部150a通过2个平面以越靠近背面磁铁部150的圆周方向中心(相对于以旋转轴103的中心轴线O为中心的同心圆形状)越变深的形式形成,但并不仅限于此,也可以更改为其他形状。圆板磁铁140的凸部140a根据凹部的形状而更改。
例如,如图19所示,也可以将凹部150a更改为从轴向看时具有方形状的凹部150b。另外,在该例中,圆板磁铁140的凸部140b形成为与凹部150b相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。
例如,如图20所示,也可以将凹部150a更改为从轴向看时具有梯形的凹部150c。另外,在该例中,圆板磁铁140的凸部140c形成为与凹部150c相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。
例如,如图21所示,也可以将凹部150a更改为从轴向看时具有弯曲的形状的凹部150d。另外,在该例中,圆板磁铁140的凸部140d形成为与凹部150d相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。
例如,如图22所示,也可以将凹部150a作为从轴向看时通过使整流磁铁G的内表面形成为正多边形而形成的凹部150e。在该例中,圆板磁铁140的凸部140e形成为与凹部150e相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。具体地讲,在图22的构成中,圆板磁铁140整体形成为从轴向看时正多边形。另外,在该情况下,能够将整流磁铁G以及圆板磁铁140形成为简单的形状,从而使例如这些的设计以及制造变得容易。
·在上述实施方式中,整流磁铁G的除了凹部150a之外的内表面形成为以旋转轴103的中心轴线O为中心的同心圆形状的圆弧形状,但并不仅限于此。例如,也可以将内侧凸部形成在极间磁铁部151的内表面。在这种情况下,也可以将具有与内侧凸部相同的形状(内侧凸部大致无间隙地嵌入的形状)的内侧凹部形成在圆板磁铁上。
例如,整流磁铁G的内表面从轴向看时也可以具有图23所示的形状。整流磁铁G的内表面通过将在背面磁铁部150的圆周方向中心位于径向外侧的点和在极间磁铁部151的圆周方向中心位于径向内侧的点连接的直线形成。像这样,也可以将凹部150f形成在背面磁铁部150的内表面上,并且将内侧凸部151a形成在极间磁铁部151的内表面上。另外,在该例中,圆板磁铁140的外表面具有与整流磁铁G的内表面相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状)。详细为,圆板磁铁140具有与凹部150f相同的形状(大致无间隙地嵌入凹部150f中的形状)的凸部140f、以及具有与内侧凸部151a相同的形状(内侧凸部151a大致无间隙地嵌合的形状)的内侧凹部140g。
即使是这样,也能够得到与第3实施方式的优点相同的优点。如果这样的话,内侧凸部151a形成在极间磁铁部151的内表面上。因此,能够改进整流磁铁G的取向。即,用于抑制漏磁通的整流磁铁G以从背面磁铁部150的外周面横跨在圆周方向相邻的背面磁铁部150的外周面的形式被取向(参照图23中的箭头),极间磁铁部151的内表面部分与该取向密切相关(变成磁路)。因此,通过将内侧凸部151a形成在该部分,从而能够改善整流磁铁G的取向。因此,能够更良好地抑制漏磁通,并且能够实现高输出化。
也可以将从轴向看时具有方形状的凹部150b的上述其他例(参照图19)的整流磁铁G更改为例如如图24所示的形状。在图24中,在极间磁铁部151的内表面形成有方形状的内侧凸部151b。另外,在该例中,圆板磁铁140具有与内侧凸部151b相同的形状(内侧凸部151b大致无间隙地嵌入的形状)的内侧凹部140h。
也可以将从轴向看时具有梯形的凹部150c的上述其他例(参照图20)的整流磁铁G更改为例如如图25所示的形状。在图25中,在极间磁铁部151的内表面形成有梯形的内侧凸部151c。另外,在该例中,圆板磁铁140具有与内侧凸部151c相同的形状(内侧凸部151c大致无间隙地嵌入的形状)的内侧凹部140j。
也可以将从轴向看时具有弯曲了的形状的凹部150d的上述其他例(参照图21)的整流磁铁G更改为例如如图26所示的形状。在图26中,在极间磁铁部151的内表面形成有弯曲形状的内侧凸部151d。另外,在该例中,圆板磁铁140具有与内侧凸部151d相同的形状(内侧凸部151d大致无间隙地嵌入的形状)的内侧凹部140k。
即使是这样(参照图24-图26),也能够得到与上述其他例(参照图23)的优点大致相同的优点。当然,整流磁铁G中的凹部的形状和内侧凸部的形状也可以是不同的形状的组合。
·在上述实施方式中,凸部140a形成为与凹部150a相同的形状(大致无间隙地嵌入的形状),但并不仅限于此,也可以更改为不同的形状。
·在上述实施方式中,虽没有特别提及,但是圆板磁铁140以及整流磁铁G的材料和制造方法的种类并不做特别限定,也可以采用各种磁铁。例如,也可以采用铁氧体磁铁、钐铁氮系磁铁、钐-钴系磁铁、钕磁铁、铝镍钴磁铁等。例如也可以采用烧结磁铁、粘结磁铁等。在采用了粘结磁铁的情况下,也可以通过压缩成形来形成粘结磁铁,也可以挤压成形来形成粘结磁铁。
·在上述实施方式中,将本发明具体化为转子104的磁极数设定为“8”,定子102的齿111的数量设定为“12”的电动机M,但是也可以更改转子104的磁极数和定子102的齿111的数量。例如,也可以将本发明具体化为转子104的磁极数设定为“10”,定子102的齿111的数量设定为“12”的电动机。
Claims (11)
1.一种转子,其具备:
第1转子芯以及第2转子芯,其分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极,所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置,各个爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸,第1转子芯以及第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时第1转子芯以及第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替地配置;
圆板磁铁,其在轴向上配置在所述芯底座彼此之间,该圆板磁铁沿所述轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能;以及
整流磁铁,其具有极间磁铁部和背面磁铁部,所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间沿圆周方向延伸的间隙中,背面磁铁部配置在沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中,
所述圆板磁铁和所述极间磁铁部和所述背面磁铁部彼此磁化方向不同,
所述整流磁铁由与所述圆板磁铁不同的材料构成,
所述整流磁铁是粘结磁铁,所述圆板磁铁是各向异性的烧结磁铁,
所述整流磁铁通过粘结与所述圆板磁铁被一体化。
2.一种转子,其具备:
第1转子芯以及第2转子芯,其分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极,所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置,各个爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸,第1转子芯以及第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时第1转子芯以及第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替地配置;
圆板磁铁,其在轴向上配置在所述芯底座彼此之间,该圆板磁铁沿所述轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能;以及
整流磁铁,其具有极间磁铁部和背面磁铁部,所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间沿圆周方向延伸的间隙中,背面磁铁部配置在沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中,
所述圆板磁铁和所述极间磁铁部和所述背面磁铁部彼此磁化方向不同,
所述整流磁铁由与所述圆板磁铁不同的材料构成,
所述整流磁铁是粘结磁铁,所述圆板磁铁是各向异性的烧结磁铁,
在第1转子芯的芯底座以及第2转子芯的芯底座夹着所述圆板磁铁的状态下嵌件成形所述整流磁铁,从而所述整流磁铁与所述圆板磁铁被一体化。
3.根据权利要求1所述的转子,其中,
所述整流磁铁的取向为极性各向异性取向。
4.一种转子,其具备:
第1转子芯以及第2转子芯,其分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极,所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置,各个爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸,第1转子芯以及第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时第1转子芯以及第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替地配置;
圆板磁铁,其在轴向上配置在所述芯底座彼此之间,该圆板磁铁沿所述轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能;以及
整流磁铁,其具有极间磁铁部和背面磁铁部,所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间沿圆周方向延伸的间隙中,背面磁铁部配置在沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中,
在轴向上,所述第1转子芯的所述爪状磁极的顶端延伸到所述第2转子芯的所述芯底座的位于圆板磁铁相反侧的端面的位置,并且所述第2转子芯的所述爪状磁极的顶端延伸到所述第1转子芯的所述芯底座的位于圆板磁铁相反侧的端面的位置,
所述整流磁铁是以呈环状的形式所述背面磁铁部和所述极间磁铁部一体形成的极性各向异性的磁铁,
所述背面磁铁部和所述极间磁铁部在轴向的两侧构成为所述背面磁铁部的端面和所述极间磁铁部的端面成为一个平坦面,
所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部分别以在配置有所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部的部分抑制漏磁通的方式被磁化,
所述圆板磁铁和所述整流磁铁在轴向的两侧构成为所述圆板磁铁的端面和所述整流磁铁的端面成为一个平坦面。
5.一种转子,其具备:
第1转子芯以及第2转子芯,其分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极,所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置,各个爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸,第1转子芯以及第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时第1转子芯以及第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替地配置;
圆板磁铁,其在轴向上配置在所述芯底座彼此之间,该圆板磁铁沿所述轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能;以及
整流磁铁,其具有极间磁铁部和背面磁铁部中的至少一方,所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间沿圆周方向延伸的间隙中,背面磁铁部配置在沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中,
所述整流磁铁由与所述圆板磁铁不同的材料构成,
所述整流磁铁通过后加工与所述圆板磁铁被一体化,
所述整流磁铁具有所述极间磁铁部和所述背面磁铁部的双方,
所述背面磁铁部和所述极间磁铁部以所述整流磁铁呈环状的形式一体形成,
所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部分别以在配置有所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部的部分抑制漏磁通的方式被磁化,
在所述背面磁铁部的圆周方向中央部分的内表面形成有凹部,
所述圆板磁铁具有嵌入所述凹部内的凸部。
6.根据权利要求5所述的转子,其中,
所述凹部形成为越靠近所述背面磁铁部的圆周方向中心越变深。
7.根据权利要求5所述的转子,其中,
在所述极间磁铁部的内表面形成有内侧凸部。
8.根据权利要求5所述的转子,其中,
所述凹部通过将所述整流磁铁的内表面形成为正多边形而形成。
9.根据权利要求5所述的转子,其中,
所述凸部形成为与所述凹部相同的形状。
10.一种转子,其具备:
第1转子芯以及第2转子芯,其分别具有大致圆板状的芯底座和多个爪状磁极,所述多个爪状磁极在所述芯底座的外周部等间隔地设置,各个爪状磁极朝径向外侧突出并沿轴向延伸,第1转子芯以及第2转子芯的芯底座彼此相对置的同时第1转子芯以及第2转子芯的爪状磁极在圆周方向上交替地配置;
圆板磁铁,其在轴向上配置在所述芯底座彼此之间,该圆板磁铁沿所述轴向被磁化,以使第1转子芯的所述爪状磁极作为第1磁极发挥功能,并使所述第2转子芯的所述爪状磁极作为第2磁极发挥功能;以及
整流磁铁,其具有极间磁铁部和背面磁铁部中的至少一方,所述极间磁铁部配置于在所述第1转子芯的爪状磁极和所述第2转子芯的爪状磁极之间沿圆周方向延伸的间隙中,背面磁铁部配置在沿所述爪状磁极的背面延伸的间隙中,
所述整流磁铁由与所述圆板磁铁不同的材料构成,
所述整流磁铁通过后加工与所述圆板磁铁被一体化,
所述整流磁铁具有所述极间磁铁部和所述背面磁铁部的双方,
所述背面磁铁部和所述极间磁铁部以所述整流磁铁呈环状的形式一体形成,
所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部分别以在配置有所述极间磁铁部以及所述背面磁铁部的部分抑制漏磁通的方式被磁化,
在所述极间磁铁部的内表面形成有内侧凸部。
11.一种电动机,其具备:
权利要求1-10中任意一项所述的转子;以及
产生旋转磁场的定子。
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