CN104604109A - 旋转电动机及内燃机用增压器 - Google Patents

Abstract

相对于从第一定子铁心(8)及第二定子铁心(9)的轴向观察到的极齿(8b、9b)的投影面，磁体(11)的极齿状部的投影面的一部分形成沿周向露出的露出部(11c)。

Description

旋转电动机及内燃机用增压器

技术领域

本发明涉及由磁性体构成转子并在定子中配置磁体(永磁体)的旋转电动机以及使用该旋转电动机的汽车等的内燃机用增压器。

背景技术

众所周知，现有的开关磁阻电动机(switched reluctance motor)结构因机械耐久性优异、能期待高效率而尤其适合作为高速旋转用电动机，其例如在专利文献1等中已被公开。该专利文献1的永磁电动机包括：转子，在该转子中，两个层叠的磁性体分别以具有规定间隔的方式被分离为N极和S极，且该转子的成为N极和S极的突极分别被扭转半个间距地安装于转轴上；以及定子，该定子以围住上述转子的N极和S极的方式将磁性体在轴向上一分为二，并在该磁性体之间配置有沿轴向被磁化的产生励磁起磁力用的磁体。上述现有的永磁电动机采用了利用设于定子侧的磁体将转子的突极形成磁极的结构，因此，无需在转子侧设置磁体。因此，由于是抗离心性优异的结构，因此适于能应对高速旋转或超高速旋转的旋转电动机。另外，在专利文献1中，也图示出了定子铁心和磁体是大致相同的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开8-214519号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如上述专利文献1公开的那样，现有的高速旋转用电动机是永磁电动机，一般定子铁心与磁体被设定成大致相同的形状。然而，在定子铁心和磁体为相同形状的情况下，在需要大电流的高输出电动机中，定子铁心的相邻的极齿间会产生过大的漏磁通，因此，存在电动机效率变差、因该影响而使达到所需转速的时间即响应速度极度变差这样的技术问题。

例如，在通过供给大电流而使与电动机的转轴连接的旋转翼高速旋转以对内燃机的吸入空气进行加压供给的汽车用的增压器等中，如何提高响应速度是较大的技术问题。然而，只要定子铁心和磁体是大致相同的形状，就无法避免因极齿间漏磁通的影响而导致的响应速度的变差。由此，尤其在内燃机用增压器采用永磁电动机方式的情况下，极齿间漏磁通的减少对策是重要的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种适于需要施加大电流、且要求转速达到十万转这样的超高速旋转的用途的旋转电动机、以及使用该旋转电动机的内燃机用增压器。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电动机包括：框架；转子，该转子固接于转轴并以能自由旋转的方式配置于框架内，上述转轴轴支承于框架；以及定子，该定子保持于框架，且具有两个定子铁心、产生励磁起磁力用磁体和产生转矩用驱动线圈，其中，上述两个定子铁心具有相同的形状，并以围住转子的方式配置成同轴心，上述产生励磁起磁力用磁体被夹在上述两个定子铁心间并对转子进行励磁，产生转矩用驱动线圈卷绕安装于上述两个定子铁心，并使转子产生旋转转矩，定子铁心分别具有铁心背部和极齿，上述铁心背部呈圆盘状，上述极齿从上述铁心背部的内周面朝径向内侧突设，从而构成朝内周侧开口的槽，产生励磁起磁力用磁体具有与定子铁心的铁心背部相同形状的铁心背部状部和与极齿相同形状的极齿状部，相对于从定子铁心的轴向观察到的极齿的投影面，产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的投影面的一部分沿周向露出。

本发明的内燃机用增压器使用上述旋转电动机来对压缩机的旋转翼进行旋转驱动。

发明效果

根据本发明，相对于从定子铁心的轴向观察到的极齿的投影面，产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的投影面的一部分沿周向露出。因此，在减小极齿的轴向宽度而使产生励磁起磁力用磁体露出的情况下，能大幅减少经由围住产生转矩用驱动线圈的定子的铁心背部、在周向上相邻的极齿及槽而产生的漏磁通，因此，能抑制因产生漏磁通而导致的驱动转矩的减小。另一方面，在增大产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的周向宽度而使产生励磁起磁力用磁体从定子铁心的极齿露出的情况下，提高了极齿的磁通密度，因此，能增大驱动转矩。因此，无论是上述哪种情况，都能提供适于要求超高速旋转的用途的旋转电动机。

根据本发明，通过使用适于超高速旋转的旋转电动机，提高了增压器的增压能力，并能大幅改善增压功能的响应性，因此，能提供一种对驾驶员的加速踏板操作的响应性较高的内燃机用增压器。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。

图2是在将实施方式一的旋转电动机的定子铁心与磁体沿轴向重叠的状态下从第一定子铁心一侧观察到的俯视图。

图3是从第一定子铁心一侧观察实施方式一的旋转电动机的定子的放大图。

图4是表示实施方式一的旋转电动机的磁体的形状的俯视图。

图5是从第一定子铁心一侧观察不存在磁体的露出部的现有形状的定子的放大图。

图6是用于将在实施方式一的旋转电动机的定子的极齿间产生的漏磁通特性与在现有形状的定子的极齿间产生的漏磁通特性进行比较说明的极齿间漏磁通比较图表。

图7是表示实施方式一的旋转电动机相对于现有形状的旋转电动机的相对性能改善效果的图表。

图8表示实施方式一的旋转电动机的变形例，其是从第一定子铁心一侧观察定子的俯视图。

图9表示实施方式一的旋转电动机的另一变形例，其是从第一定子铁心一侧观察定子的俯视图。

图10是表示本发明实施方式二的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。

图11表示本发明实施方式二的旋转电动机的变形例，其是表示磁体的形状的俯视图。

图12表示实施方式二的旋转电动机的另一变形例，其是表示磁体的形状的俯视图。

图13是表示本发明实施方式三的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。

图14是表示实施方式三的旋转电动机的磁体的形状的俯视图。

图15是表示对实施方式一～实施方式三的旋转电动机各自的平均转矩进行计算后的比较结果的图表。

图16是表示本发明实施方式四的内燃机用增压器的结构的剖视图，其是利用了实施方式一～实施方式三的旋转电动机的结构。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式一

如图1所示，旋转电动机100包括：转子2，该转子2同轴地固定于转轴1；定子6，该定子6以围住转子2的方式与转子2同轴地配置，且是将作为产生转矩用驱动线圈的定子线圈10卷绕安装于隔着产生励磁起磁力用的磁体11的定子铁心7而成的；以及框架12，该框架12由例如铁材或铝材等金属制作成，并在圆筒部内收纳、保持转子2及定子6。另外，框架12具有：图1所示的圆筒部；以及将该圆筒部的两端开口堵住的未图示的一对端板。

转子2包括：第一磁性体3及第二磁性体4，该第一磁性体3及第二磁性体4是通过将成形为例如规定形状的多块磁性钢板层叠一体化而制作出的；以及圆盘状的间壁5，该间壁5是将规定块的磁性钢板层叠一体化而制作出的，并在该间壁5的轴心位置穿设有供转轴1插入的插入孔。第一磁性体3及第二磁性体4被制作成相同形状，并由圆筒状的基部3a、4a和突极3b、4b构成，其中，在上述基部3a、4a的轴心位置穿设有供转轴1插入的插入孔，上述突极3b、4b从基部3a、4a的外周面朝径向外侧突设并在周向上等角间距地设有两个。另外，第一磁性体3及第二磁性体4在周向上相差半个突极间距，并被配置成隔着间壁5相对，且彼此紧贴，第一磁性体3及第二磁性体4固接于插通它们的插入孔的转轴1。

另外，第一磁性体3及第二磁性体4是将多块磁性钢板层叠一体化后的构件，但即便是用树脂将压粉铁心这样的铁粉固化后的构件，也能获得与将磁性钢板层叠一体化后的构件相同的效果。

定子铁心7包括第一定子铁心8及第二定子铁心9，该第一定子铁心8及第二定子铁心9是通过将成形为规定形状的多块磁性钢板层叠一体化而制作出的。第一定子铁心8包括：圆筒状的铁心背部8a；以及极齿8b，该极齿8b从铁心背部8a的内周面朝径向内侧突设并在周向上等角间距地设有六个，朝内周侧开口的槽8c形成于在周向上相邻的极齿8b间。

另外，定子铁心7是将磁性钢板层叠一体化后的构件，但即便是用树脂将压粉铁心这样的铁粉固化后的构件，也能获得与将磁性钢板层叠一体化后的构件相同的效果。

第二定子铁心9被制作成与第一定子铁心8相同的形状，包括：圆筒状的铁心背部9a；以及极齿9b，该极齿9b从铁心背部9a的内周面朝径向内侧突设并在周向上等角间距地设有六个，朝内周侧开口的槽9c形成于在周向上相邻的极齿9b间。

这样构成的第一定子铁心8及第二定子铁心9使极齿8b、9b的周向位置一致，并以分离相当于间壁5的轴向厚度距离的方式配置在同轴心上，第一定子铁心8围住第一磁性体3，第二定子铁心9围住第二磁性体4。

定子线圈10由六相的相线圈构成，该六相的相线圈卷绕于在轴向上相对且成对的极齿8b、9b，并根据所谓的集中卷绕方式卷绕安装。另外，定子线圈10实际上是相对于在轴向上相对且成对的六对极齿8b、9b依次将U、V、W这三相反复N次地以集中卷绕方式卷绕而构成的。

磁体11形成为与第一定子铁心8及第二定子铁心9大致相同的形状，并被上述第一定子铁心8及第二定子铁心9夹持在同轴心上。但是，磁体11形成为从极齿8b、9b局部露出的形状。第一定子铁心8、第二定子铁心9及磁体11的形状的详细情况将在后面说明。

在框架12的一对未图示的端板上轴支承着转轴1，转子2以能自由旋转的状态收纳于框架12的圆筒部内，定子6在以围住该转子2的方式与转子2同轴配置的状态下压入、保持于框架12的圆筒部内，从而构成旋转电动机100。

在这样构成的旋转电动机100中，如图1中箭头所示，由磁体11的磁力形成从第一磁性体3的突极3b流动至第一定子铁心8并从第二定子铁心9返回至第二磁性体4的突极4b的磁通。此时，第一磁性体3及第二磁性体4的突极3b、4b在周向上相差半个突极间距，因此，磁通以从轴向观察时N极和S极沿周向交替配置的方式起作用。藉此，旋转电动机100作为无换向器电动机进行动作，其在磁力上与四极六槽的集中绕组方式的永磁式旋转电动机相同地进行动作。

接着，对第一定子铁心8、第二定子铁心9及磁体11的形状的详细情况进行说明。

图2是在将实施方式一的旋转电动机100的定子铁心7和磁体11沿轴向重叠的状态下从第一定子铁心8一侧观察到的俯视图，图3中示出了其一部分的放大图。图4是表示磁体11的形状的俯视图。

磁体11具有：铁心背部状部11a，该铁心背部状部11a呈与第一定子铁心8及第二定子铁心9的铁心背部8a、8b大致相同的形状，并被夹在铁心背部8a、9a之间；以及极齿状部11b，该极齿状部11b呈与极齿8b、9b大致相同的形状，并被夹在极齿8b、9b之间。另外，在极齿状部11b间，与槽8c、9c大致相同形状的槽状部11d开口，定子线圈10贯穿各个槽状部11d。极齿状部11b的周向尺寸(宽度)被设定成比极齿8b、9b的周向尺寸(宽度)大，从极齿8b、9b露出的部分设为露出部11c。在图4中，用斜线表示露出部11c。

因此，在图2中，在从轴向观察用第一定子铁心8及隐藏不能看到的第二定子铁心9夹住磁体11的状态下的定子铁心7的情况下，磁体11的露出部11c朝极齿8b的周向露出。图2的符号Tc表示第一定子铁心8及隐藏不能看到的第二定子铁心9的极齿8b、9b的周向尺寸，符号Mc表示包括磁体11的露出部11c在内的极齿状部11b的周向尺寸，处于Mc＞Tc的关系。

此处，对定子铁心7的极齿8b、9b中的磁体11的露出效果进行说明。

图5示意地表示出了不存在磁体11的露出部11c并处于Mc＝Tc的关系的形状、即现有形状的极齿8b间的漏磁通的产生状况。在图5中，磁体11及第二定子铁心9形成为与第一定子铁心8相同的形状，因此，在将它们重叠的状态下，磁体11及第二定子铁心9被第一定子铁心8隐藏而不能看到。另外，在图2和图5中，将磁体11的极齿部11b的周向尺寸设为相同，另一方面，在图2中，使极齿8b、9b的前端部的周向尺寸比图5小(扩大槽8c、9c)，以形成露出部11c。

在图2及图5中，当电流流过定子线圈10时，磁通经由围住定子线圈10的铁心背部8a、9a及极齿8b、9b而泄漏至槽8c、9c的空气中。其结果是，形成以定子线圈10为中心的图中虚线所示的磁路，从而产生磁通泄漏。

在如汽车的内燃机用增压器那样的需要通以大电流的旋转电动机的情况下，因在周向上相邻的极齿8b间及极齿9b间产生的漏磁通而引起的效率变差会导致增压器的驱动转矩减小，在例如达到十万转这样的超高速旋转电动机中，其响应速度会大幅降低。

图6是表示图2所示的本实施方式一的形状(存在露出部11c)和图5所示的现有形状(没有露出部11c)下的各个极齿间漏磁通量的计算结果的图表。图中横轴是电角度(度)，纵轴是极齿间漏磁通量(mWb)。另外，用虚线表示现有形状(没有露出部11c)的漏磁通特性，并用实线表示本实施方式一的形状(有露出部11c)的漏磁通特性。

在该计算例中，每180度电角度，漏磁通的绝对值为最大值，在该最大值处将现有形状(没有露出部11c)与本实施方式一的形状(有露出部11c)的漏磁通进行比较可知，本实施方式一的形状(有露出部11c)的漏磁通与现有形状(没有露出部11c)的漏磁通相比大约降低了60％左右。

因此可知，通过将第一定子铁心8及第二定子铁心9的极齿8b、9b的周向尺寸设定得较小，并在磁体11的极齿状部11b上设置露出部11c以形成Mc＞Tc的关系成立的形状，与现有形状、即处于Mc＝Tc的关系的形状的旋转电动机相比，能大幅减少漏磁通。

因此，发明人们制作出具有现有形状(没有露出部11c)和本实施方式一的形状(有露出部11c)的定子铁心7的电动机性能评价用试验机，并确认了因漏磁通的降低而实现的旋转电动机的性能改善效果。

图7是表示用于确认旋转电动机性能改善效果的相对试验结果的柱状图，白色的柱表示具有现有形状(没有露出部11c)的定子铁心的旋转电动机的试验结果，黑色的柱表示具有本实施方式一的形状(有露出部11c)的定子铁心7的旋转电动机100的试验结果。

相对于现有形状(没有露出部11c)的定子铁心7，通过使用本实施方式一的形状(有露出部11c)的定子铁心7，极齿间的漏磁通改善(减少)了大约60％，与之前的图6中说明的一样。此时，在本实施方式一中，由于通过减小极齿8b、9b的前端部的周向尺寸而将与转子2相对的极齿8b、9b的前端面积设定成稍小，因此平均转矩降低了4％。然而，该平均转矩的降低是微小的，旋转电动机100的响应速度与使用了现有形状(没有露出部11c)的定子铁心的旋转电动机的响应速度几乎相等。

在本发明所要实现的目的、即提高旋转电动机100的输出方面，如图7所示，与现有形状的旋转电动机相比，可看出输出提高了大约12％。因此可以明确，因本实施方式一的形状(有露出部11c)的定子铁心7而实现的极齿间漏磁通降低效果对提高旋转电动机100的输出作出了很大贡献。

如上所述，根据实施方式一，旋转电动机100包括：框架12；转子2，该转子2固接于转轴1并以能自由旋转的方式配置于框架12内，该转轴1轴支承于框架12；以及定子6，该定子6保持于框架12，且具有第一定子铁心8、第二定子铁心9、磁体11和定子线圈10，其中，上述第一定子铁心8和第二定子铁心9具有相同的形状，并以围住转轴1的方式配置成同轴心，上述磁体11被第一定子铁心8和第二定子铁心9夹持并对转子2进行励磁，上述定子线圈10卷绕安装于第一定子铁心8和第二定子铁心9，并使转轴1产生旋转转矩，第一定子铁心8及第二定子铁心9分别是将磁性钢板层叠而制作出的，第一定子铁心8及第二定子铁心9具有铁心背部8a、9a和极齿8b、9b，铁心背部8a、9a呈圆盘状，极齿8b、9b从铁心背部8a、9a的内周面朝径向内侧突设并构成朝内周侧开口的槽8c、9c，磁体11具有与第一定子铁心8及第二定子铁心9的铁心背部8a、9a大致相同形状的铁心背部状部11a和与极齿8b、9b大致相同形状的极齿状部11b，相对于从第一定子铁心8和第二定子铁心9的轴向观察到的极齿8b、9b的投影面，磁体11的极齿状部11b的投影面的一部分沿周向露出。特别地，通过减小定子铁心7的极齿8b、9b的周向尺寸Tc来使磁体11的极齿状部11b露出，能大幅减少极齿8b、9b间的漏磁通，并能提高极齿8b、9b的磁通密度。因此，能以不降低旋转电动机100的响应速度的方式大幅提高输出性能，适于要求超高速旋转的用途。

另外，在上述实施方式一中，构成了集中卷绕的旋转电动机100，但即便是分布卷绕的旋转电动机也能获得相同的效果，这点无需特别写出。

另外，在上述实施方式一中，磁体11的内径与定子铁心7的内径相同(也就是说磁体11的极齿状部11b的径向长度与定子铁心7的极齿8b、9b的径向长度相同)，但也可以不同。然而，通过使磁体11的内径和定子铁心7的内径相同，能提高转矩，因此，是较为理想的。

另一方面，当制作旋转电动机100时，通过使磁体11的内径比定子铁心7的内径大并将磁体11配置于外周侧，能用树脂等封闭空着的内周侧空间，因此，是较为理想的。

例如，在图8所示的沿轴向观察的定子铁心7的俯视图中，使磁体11的极齿状部11b的径向长度Mr比极齿8b、9b的径向长度Tr短，用树脂封闭空着的空间来形成树脂封闭部13，以覆盖极齿状部11b及露出部11c。通过形成树脂封闭部13，即便在磁体11上万一产生破裂或碎片，也能防止因磁体11的碎片进入到内周侧的转子2旋转经过的部位而锁定转子2(无法运动)等故障的产生。另外，在将钕磁体等、因磁通的变化而使涡电流流过磁体表面这样的磁体用于磁体11的情况下，通过如图8那样使磁体距转子2的距离增大，还具有减少涡电流损耗的效果。通过降低涡电流，能实现高效的旋转电动机100。

另外，在上述实施方式一中，采用了在不改变磁体11的极齿状部11b的周向尺寸的情况下减小定子铁心7的极齿8b、9b的周向尺寸来形成露出部11c的结构，相反地，也能在不改变定子铁心7的极齿8b、9b的周向尺寸的情况下，通过增大磁体11的极齿状部11b的周向尺寸来形成露出部11c。

例如，在图9所示的沿轴向观察的定子铁心7的俯视图中，将磁体11的极齿状部11b的周向尺寸Mc设定得比极齿8b、9b的周向尺寸Tc大来形成露出部11c。在图5的现有形状(没有露出部11c)和该图9中，将极齿8b、9b的周向尺寸Tc设为相同，在图9中，增大磁体11的极齿状部11b的前端部的周向尺寸Mc来形成露出部11c。在该情况下，因未改变极齿8b、9b的形状而不会减少漏磁通，但由于增大了磁体11，因此极齿8b、9b的磁通密度变大而能提高转矩。由此，在需要与图5的现有形状(没有露出部11c)具有相同输出的转矩的情况下，图9的形状是有效的。

实施方式二

图10是表示本发明实施方式二的旋转电动机100的结构的局部剖视立体图，对与图1相同或相当的部分标注相同的符号并省略说明。在上述实施方式一中，将磁体11的极齿状部11b的周向尺寸设定成比定子铁心7的极齿8b、9b的周向尺寸大来形成露出部11c，但在本实施方式二中，设置用于填埋极齿8b、9b的位于比定子线圈10更靠径向内侧的位置的槽8c、9c的内侧环状磁体21来形成露出部11c。

图11是表示本实施方式二的磁体11的形状例的俯视图。

具体而言，由大径的外侧环状磁体20和与该外侧环状磁体20内接的小径的内侧环状磁体21这两个零件构成磁体11。外侧环状磁体20形成为与铁心背部8a、9a及极齿8b、9b的基部大致相同的形状。另外，在供定子线圈10贯穿的部分设置凹部20a以构成槽状部11d。内侧环状磁体21以将设于转子2的第一磁性体3与第二磁性体4之间的间壁5的外周围住的方式配置于外侧环状磁体20的内周侧。

在用第一定子铁心8和第二定子铁心9将由外侧环状磁体20和内侧环状磁体21构成的磁体11夹在同轴心上的情况下，内侧环状磁体21的一部分形成从极齿8b、9b露出的露出部11c(图11中用斜线表示的部分)。

在图11所示的结构的情况下，磁体11为两个零件的结构，因此，若在制作旋转电动机100时组装分体的外侧环状磁体20和内侧环状磁体21，则存在因是两个零件而稍费工夫这样的技术问题。然而，此时，通过在外侧环状磁体20与内侧环状磁体21的接触面上涂布粘接材料等来一体化，能解决上述技术问题。

图12是表示本实施方式二的磁体11的另一形状例的俯视图。

具体而言，为了一体成形由外侧环状磁体20和内侧环状磁体21构成的磁体11，将磁体11分割为六个零件即零件磁体22-1～22-6。零件磁体22-1～22-6为扇状，其径向长度与从外侧环状磁体20至内侧环状磁体21为止的径向长度大致相同。在各个零件磁体22-1～22-6的供定子线圈10贯穿的部分设置凹部22a来构成槽状部11d。

在用第一定子铁心8和第二定子铁心9将组合零件磁体22-1～22-6而形成的圈状的磁体11夹在同轴心上的情况下，零件磁体22-1～22-6各自的内周部分形成为与图11的内侧环状磁体21大致相同的形状，从而形成从极齿8b、9b露出的露出部11c(图12中用斜线表示的部分)。

在图12所示的结构的情况下，与零件磁体22-1～22-6相同地，也将第一定子铁心8和第二定子铁心9分割为六个零件，藉此，能提高定子线圈10的占空系数(定子线圈10与槽8c、9c的比例)。当定子线圈10的占空系数提高时，因能通电的电流增加而能提高转矩或降低铜损，从而能实现定子线圈10的效率提高。

作为此时的制作方法，首先，通过粘接等对将第一定子铁心8分割为六个零件后的第一定子铁心零件、将第二定子铁心9分割为六个零件后的第二定子铁心零件及将磁体11分割为六个零件后的零件磁体22-1～22-6进行固定，从而制作出六个零件的定子铁心块。通过将定子线圈10卷绕于各定子铁心块，即便在将用于供大电流通电的粗且硬的绕组用作定子线圈10的情况下，也容易卷绕，从而能提高定子线圈10的占空系数。通过将上述构件制作成六个并最终组装于框架12，能沿着框架12的内周面将各个定子铁心块配置成圈状。

另外，在转子2与定子6的间隙(气隙)是重要的高速旋转用的旋转电动机100中，在将六个定子铁心块的内周面对齐的状态下，用树脂等对它们进行成形并一体化为圈状，从而制作出定子6。此时，因零件尺寸的偏差等，有时定子6的外周面不能对齐，因此，使用能朝外侧变形的框架12，将定子6组装于框架12。藉此，能制作出可确保定子6的内周面的圆度的旋转电动机100。另外，不使用粘接材料等，就能使零件磁体22-1～22-6一体化。

在图11及图12所示形状的磁体11中，与上述实施方式一相同地形成供定子线圈10贯穿的槽状部11d，因此，能将定子线圈10卷绕于极齿8b、9b来产生交流磁场。另外，与上述实施方式一相比，增大了磁体11的体积，能提高极齿8b、9b的磁通密度。因此，能进一步增大驱动转轴1所需的平均转矩，能提高旋转电动机100的响应速度。

另外，通过尽可能地减小第一定子铁心8与磁体11的间隙、第二定子铁心9与磁体11的间隙，能防止转矩降低。另外，磁体11的体积越大越能提高转矩，因此，在图12的情况下，较为理想的是尽可能减小零件磁体22-1～22-6的间隙，增大体积。

以上，根据实施方式二，在旋转电动机100中，为了相对于从第一定子铁心8和第二定子铁心9的轴向观察到的极齿8b、9b的投影面使磁体11的极齿状部11b的投影面的一部分在周向上露出，设置将转轴1围住的环状的内侧环状磁体21，并使极齿状部11b的前端侧的露出部11c沿周向延伸。因此，能增大驱动转轴1所需的平均转矩，并能提高旋转电动机100的响应速度。因此，能提供适于要求超高速旋转的用途的旋转电动机100。

另外，在上述实施方式二中，例示出了将两个零件的磁体(外侧环状磁体20和内侧环状磁体21)组合的结构和将六个零件的磁体(零件磁体22-1～22-6)组合的结构，但并不限定于此。例如，能用开口的圈形状的磁体1零件代替六个部位的槽状部。

实施方式三

图13是表示本发明实施方式三的旋转电动机100的结构的局部剖视立体图，对与图1相同或相当的部分标注相同的符号并省略说明。在上述实施方式一中，将磁体11的极齿状部11b的周向尺寸设定成比定子铁心7的极齿8b、9b的周向尺寸大来形成露出部11c，但在本实施方式三中，设置用于填埋极齿8b、9b的位于比定子线圈10更靠径向内侧的位置的槽8c、9c的柱状磁体31来形成露出部11c。

图14是表示本实施方式三的磁体11的形状例的俯视图。

具体而言，由与第一定子铁心8及第二定子铁心9大致相同形状的磁体30和填埋形成于该磁体30的槽状部11d的内周侧开口部的柱状磁体31来构成磁体11。另外，旋转电动机100为四极六槽，因此，将六根柱状磁体31(图14的柱状磁体31-1～31-6)以围住设于转子2的第一磁性体3与第二磁性体4之间的间壁5的外周的方式沿轴向插入至六个部位的槽状部11d。

这些柱状磁体31-1～31-6形成从第一定子铁心8及第二定子铁心9的极齿8b、9b露出的露出部11c(图14中用斜线表示的部分)。

在图14所示结构的情况下，在将磁体30夹在第一定子铁心8与第二定子铁心9之间并通过粘接等一体化之后，卷绕定子线圈10，然后将柱状磁体31-1～31-6沿轴向插入至槽8c、9c并与磁体30、第一定子铁心8及第二定子铁心9粘接。

另外，柱状磁体31-1～31-6的形状能根据槽8c、9c的形状变形，并不限定于图14的例子。在图14中，将柱状磁体31-1～31-6设为锥形，将外周侧的周向尺寸设定得比槽8c、9c的内周侧开口部的周向尺寸小，因此，能防止朝内周方向拔出。即便在采用使柱状磁体31-1～31-6的周向尺寸比槽8c、9c的内周侧开口部的周向尺寸小而能朝内周方向拔出的形状的情况下，通过使柱状磁体31-1～31-6与定子6粘接，在与定子6的粘接以及在与定子6之间产生的磁力的作用下，柱状磁体31-1～31-6也不易动作。

此处，对实施方式一～实施方式三所示的结构的效果进行比较。

图15是表示对实施方式一～实施方式三所示的结构各自的平均转矩进行计算比较后的结果的柱状图。图中，横轴表示实施方式一～实施方式三，纵轴表示将实施方式一设为100％时的实施方式二、三的转矩比。

如图15所示可知，通过如实施方式二、三那样将磁体11设为填埋槽8c、9c的形状，提高了极齿8b、9b的磁通密度，因此，能使驱动转子2的平均转矩提高大约3％左右。

以上，根据实施方式三，在旋转电动机100中，为了相对于从第一定子铁心8和第二定子铁心9的轴向观察到的极齿8b、9b的投影面使磁体11的极齿状部11b的投影面的一部分在周向上露出，设置了沿轴向延伸至第一定子铁心8和第二定子铁心9的槽8c、9c为止的形状的柱状磁体31-1～31-6，从而使极齿状部11b的前端侧的露出部11c沿周向延伸。因此，能增大驱动转轴1所需的平均转矩，并能提高旋转电动机100的响应速度。因此，能提供适于要求超高速旋转的用途的旋转电动机100。

另外，在图示例中，柱状磁体31-1～31-6是在轴向上延伸至第一定子铁心8及第二定子铁心9各自的槽8c、9c为止的形状，但也可以是在轴向上延伸至槽8c及槽9c中任一方为止的形状。

实施方式四

图16是用于说明将实施方式一～实施方式三的旋转电动机100应用于汽车等的内燃机用增压器的情况下的具体结构的剖视图。以下，援引图1、图10及图13进行说明。

转子2的两端以能自由旋转的方式保持于两个轴承101，夹住磁体11的第一定子铁心8及第二定子铁心9内置于框架12。另外，在转轴1的一端安装有旋转翼111，旋转翼111以能自由旋转的方式内置于压缩机外壳110。

在旋转电动机100的与压缩机外壳110相反的一侧利用未图示的螺钉一体安装有用于对旋转翼111的旋转进行控制的控制器200。另外，在与控制器200相同一侧的转轴1的端部周边设置有旋转检测传感器207。

另外，由盖206覆盖的控制器200内置有基板组件204，该基板组件204装设有为了对旋转翼111进行旋转控制所需的电子零件205，并且，控制器200进行控制，将从电源连接器201供给来的电力通过由母线组件202一体模塑的母线203依次切换至定子线圈10的各相。

这样构成的内燃机用增压器如实施方式一～实施方式三所示，将磁体11的极齿状部11b的周向宽度设定得比第一定子铁心8及第二定子铁心9的极齿8b、9b的周向宽度大。

藉此，能提高图1中箭头所示那样的从转子2的突极3b流动至第一定子铁心8的极齿8b的磁通密度以及从第二定子铁心9的极齿9b流动至转子2的突极4b的磁通密度，因此，提高了转轴1的驱动转矩。

由此，在将上述由磁体11构成的旋转电动机100灵活应用于内燃机用增压器的情况下，能大幅缩短达到目标转速的时间。

以上，根据实施方式四，汽车等的内燃机用增压器使用上述实施方式一～实施方式三的旋转电动机100对压缩机的旋转翼111进行旋转驱动，因此，能增大旋转翼111的驱动转矩。因此，提高了增压器的增压能力，并能大幅改善增压功能的响应性，因此，能提供对驾驶员的加速踏板操作的响应性较高的内燃机用增压器。

另外，本申请发明在其发明的范围内，能进行各实施方式的自由组合、各实施方式的任意构成要素的变形或各实施方式中任意构成要素的省略。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的旋转电动机形成为将磁体11的极齿状部11b的周向宽度相对于定子铁心7的极齿8b、9b的周向宽度设定得较大而适于超高速旋转的结构，因此，适于在装设于汽车等的内燃机用增压器等中使用。

符号说明

1  转轴

2  转子

3  第一磁性体

3a  基部

3b  突极

4  第二磁性体

4a  基部

4b  突极

5  间壁

6  定子

7  定子铁心

8  第一定子铁心

8a、9a  铁心背部

8b、9b  极齿

8c、9c  槽

9  第二定子铁心

10  定子线圈(产生转矩用驱动线圈)

11  磁体(产生励磁起磁力用磁体)

11a  铁心背部状部

11b  极齿状部

11c  露出部

11d  槽状部

12  框架

13  树脂封闭部

20  外侧环状磁体

20a、22a  凹部

21  内侧环状磁体

22-1～22-6  零件磁体(piece magnet)

100  旋转电动机

101  轴承

110  压缩机外壳

111  旋转翼

200  控制器

201  电源连接器

202  母线组件

203  母线

204  基板组件

205  电子零件

206  盖

207  旋转检测传感器。

Claims (5)

1.一种旋转电动机，包括：

框架；

转子，该转子固接于转轴并以能自由旋转的方式配置于所述框架内，所述转轴轴支承于所述框架；以及

定子，该定子保持于所述框架，且具有两个定子铁心、产生励磁起磁力用磁体和产生转矩用驱动线圈，其中，所述两个定子铁心具有相同的形状，并以围住所述转子的方式配置成同轴心，所述产生励磁起磁力用磁体被夹在所述两个定子铁心间并对所述转子进行励磁，所述产生转矩用驱动线圈卷绕安装于所述两个定子铁心，并使所述转子产生旋转转矩，

所述定子铁心分别具有铁心背部和极齿，所述铁心背部呈圆盘状，所述极齿从所述铁心背部的内周面朝径向内侧突设，从而构成朝内周侧开口的槽，

所述产生励磁起磁力用磁体具有与所述定子铁心的所述铁心背部相同形状的铁心背部状部和与所述极齿相同形状的极齿状部，

相对于从所述定子铁心的轴向观察到的所述极齿的投影面，所述产生励磁起磁力用磁体的所述极齿状部的投影面的一部分沿周向露出。

2.如权利要求1所述的旋转电动机，其特征在于，

所述产生励磁起磁力用磁体的所述极齿状部的周向宽度被设定成比所述定子铁心的所述极齿的周向宽度大。

3.如权利要求2所述的旋转电动机，其特征在于，

所述产生励磁起磁力用磁体的从所述极齿露出的部分在周向上延伸，并形成为围住所述转子的环状。

4.如权利要求2所述的旋转电动机，其特征在于，

所述产生励磁起磁力用磁体的从所述极齿露出的部分在轴向上延伸至所述两个定子铁心各自的所述槽。

5.一种内燃机用增压器，其特征在于，使用权利要求1所述的旋转电动机对压缩机的旋转翼进行旋转驱动。