CN108667176A - Ipm转子用磁铁、ipm转子及ipm转子用磁铁的制造方法 - Google Patents

Ipm转子用磁铁、ipm转子及ipm转子用磁铁的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够使转子铁心效率良好地旋转的IPM转子用磁铁、IPM转子及IPM转子用磁铁的制造方法。IPM转子用磁铁沿着插入方向插入且沿着转子铁心的周向埋设，该插入方向沿着所述转子铁心的轴向。IPM转子用磁铁形成为从所述插入方向观察到的俯视的形状成为具有对置边的平行四边形。

Description

IPM转子用磁铁、IPM转子及IPM转子用磁铁的制造方法
技术领域
本发明涉及IPM转子用磁铁、IPM转子及IPM转子用磁铁的制造方法。
背景技术
以往，作为旋转电机中使用的转子，已知有IPM(内置永磁体：Interior PermanentMagnet)转子。IPM转子是指在转子铁心中埋设有磁铁(IPM转子用磁铁)的转子。IPM转子用磁铁被沿着转子铁心的周向排列地埋入(例如，参照日本特开2002-44887号(以下称作专利文献1))。
此外，通常为了使旋转电机的磁效率良好，需要将IPM转子用磁铁配置于转子铁心的外周面附近。
然而，专利文献1的IPM转子用磁铁的从向转子铁心插入的插入方向(转子铁心的轴向)观察到的形状形成为矩形。因此，IPM转子用磁铁的外表面与转子的外周面之间的距离从磁铁的外侧朝向中央部而变大。
因此，在以往技术的磁铁中，在通过配置于转子铁心的外周面附近来提高磁效率且使转子铁心效率良好地旋转这一点上存在改善的余地。
发明内容
本发明的方案是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使转子铁心效率良好地旋转的IPM转子用磁铁、IPM转子及IPM转子用磁铁的制造方法。
为了解决上述的课题而达到上述目的，本发明采用了以下的方案。
(1)本发明的一方案的IPM转子用磁铁沿着插入方向插入且沿着转子铁心的周向埋设，该插入方向沿着所述转子铁心的轴向，其中，所述IPM转子用磁铁形成为从所述插入方向观察到的俯视的形状成为具有对置边的平行四边形。
(2)在上述(1)的方案的IPM转子用磁铁中，也可以是，所述IPM转子用磁铁由两个分割磁铁构成，这两个分割磁铁通过沿着将所述俯视的形状为矩形的磁铁的对边倾斜连接的斜线切断所述磁铁而形成，通过以所述斜线成为所述对置边的方式配置两个所述分割磁铁，从而所述IPM转子用磁铁形成为所述俯视的形状成为平行四边形。
(3)在上述(1)或(2)的方案的IPM转子用磁铁中，也可以是，所述俯视下的磁取向方向相对于所述IPM转子用磁铁的所述对置边倾斜。
(4)在上述(1)至(3)中任一方案的IPM转子用磁铁中，也可以是，所述IPM转子用磁铁为稀土类磁铁。
(5)本发明的一方案的IPM转子用磁铁沿着插入方向插入且沿着转子铁心的周向埋设，该插入方向沿着所述转子铁心的轴向，其中，所述IPM转子用磁铁形成为从所述插入方向观察到的俯视的形状成为梯形。
(6)本发明的一方案的IPM转子具备：上述(1)至(5)中任一方案的IPM转子用磁铁；以及多个插槽，它们沿着所述转子铁心的周向设置，且供所述IPM转子用磁铁插入。
(7)本发明的一方案的IPM转子用磁铁的制造方法包括：沿着将俯视的形状为矩形的磁铁的对边倾斜连接的斜线切断所述磁铁，来形成两个分割磁铁的分割工序；以及以所述斜线成为对置边的方式配置两个所述分割磁铁，以使所述俯视的形状成为平行四边形的方式形成上述(1)的方案的IPM转子用磁铁的配置工序。
在上述(1)的方案的IPM转子用磁铁中，IPM转子用磁铁形成为俯视的形状成为平行四边形。
由此，当将多个IPM转子用磁铁沿着转子铁心的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心的外周面的位置。
另外，IPM转子用磁铁的俯视的形状为平行四边形，因此径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。
因而，上述(1)的方案的IPM转子用磁铁能够提高磁效率，使转子铁心效率良好地旋转。
在上述(2)的方案的IPM转子用磁铁中，通过配置将俯视的形状为矩形的磁铁倾斜切断而形成的两个分割磁铁，从而形成为俯视的形状成为平行四边形。
因此，在上述(2)的方案的IPM转子用磁铁中，能够通过对制造容易的矩形的磁铁进行加工而容易地制造俯视的形状为平行四边形的IPM转子用磁铁。
因而，上述(2)的方案的IPM转子用磁铁能够抑制制造成本。
在上述(3)的方案的IPM转子用磁铁中，俯视下的磁取向方向相对于IPM转子用磁铁的对置边倾斜。
由此，通过IPM转子用磁铁的磁通沿着磁取向方向倾斜流动。因此，能够在转子铁心的旋转时使磁力效率良好地作用。
因而，上述(3)的方案的IPM转子用磁铁能够使转子铁心更加效率良好地旋转。
上述(4)的方案的IPM转子用磁铁为稀土类磁铁。
由此，上述(4)的方案的IPM转子用磁铁与IPM转子用磁铁不是稀土类磁铁的情况相比，磁力变高。
因而，上述(4)的方案的IPM转子用磁铁能够使转子铁心更加效率良好地旋转。
在上述(5)的方案的IPM转子用磁铁中，IPM转子用磁铁形成为从转子铁心的端面侧观察到的形状成为梯形。由此，当将多个IPM转子用磁铁沿着转子铁心的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心的外周面的位置。
另外，IPM转子用磁铁的俯视的形状为梯形，因此径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。
因而，上述(5)的方案的IPM转子用磁铁能够提高磁效率，使转子铁心效率良好地旋转。
在上述(6)的方案的IPM转子中具备：上述的IPM转子用磁铁；以及多个插槽，它们沿着转子铁心的周向设置，且供IPM转子用磁铁插入。
由此，当将多个IPM转子用磁铁沿着转子铁心的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心的外周面的位置。
另外，上述的IPM转子用磁铁中的径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。
因而，上述(6)的方案的IPM转子能够提高磁效率而效率良好地进行旋转。
在上述(7)的方案的IPM转子的制造方法中包括：沿着将俯视的形状为矩形的磁铁的对边倾斜连接的斜线切断磁铁，来形成两个分割磁铁的分割工序；以及以斜线成为对置边的方式配置两个分割磁铁，以使俯视的形状成为平行四边形的方式形成IPM转子用磁铁的配置工序。
因此，在上述(7)的方案的IPM转子用磁铁的制造方法中，能够通过对制造容易的矩形的磁铁进行加工而容易地制造俯视的形状为平行四边形的IPM转子用磁铁。
因而，在上述(7)的方案的IPM转子的制造方法中，能够抑制制造成本。
附图说明
图1是表示具备第一实施方式的IPM转子的旋转电机的整体结构的剖视图。
图2是从轴向观察第一实施方式的IPM转子的外周部分的一部分而得到的俯视图。
图3是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
图4是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
图5是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
图6是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
图7是说明在第一实施方式的IPM转子用磁铁中流动的磁通的图。
图8是表示第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
图9是表示第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
图10是表示第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
图11是表示第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
图12是表示另一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的图。
图13是表示另一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的图。
图14是从轴向观察另一实施方式的IPM转子的外周部分的一部分而得到的俯视图。
图15是从轴向观察另一实施方式的IPM转子的外周部分的一部分而得到的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示具备第一实施方式的IPM转子的旋转电机的整体结构的剖视图。
如图1所示，旋转电机1具备壳体3、定子5、IPM转子7及轴9。旋转电机1是例如搭载于混合动力机动车、电动机动车这样的车辆的行驶用马达。但是，本实施方式的结构不限定于上述例子，也能够适用于搭载于车辆的发电用马达等其他用途的马达。另外，本实施方式的结构能够适用于向车辆搭载以外的包括发电机在内的所谓的旋转电机全体。
壳体3形成为收容定子5及IPM转子7的筒状。
定子5形成为环状。定子5安装于壳体3的内周面。定子5具有定子铁心11和安装于定子铁心11的绕组13。定子5通过在绕组13中流过电流而产生磁场。
IPM转子7配置于定子5的内侧。IPM转子7形成为环状。IPM转子7具有转子铁心21和安装于转子铁心21的IPM转子用磁铁23。转子铁心21通过从定子产生的磁场与IPM转子用磁铁23发生排斥或吸引而被驱动旋转。
轴9与IPM转子7连接。轴9将IPM转子7的旋转作为驱动力输出。
以下，对旋转电机1(定子5及IPM转子7)的轴向Z、径向R及周向θ(参照图2)进行定义。旋转电机1的轴向Z是沿着轴9的旋转中心轴C的方向。旋转电机1的径向R是与旋转中心轴C正交的方向。旋转电机1的周向θ是绕旋转中心轴C旋转的方向。
图2是从轴向观察第一实施方式的IPM转子的外周部分的一部分而得到的俯视图。
如图2所示，IPM转子7具备转子铁心21和IPM转子用磁铁23。
转子铁心21形成为环状。转子铁心21通过将多张电磁钢板沿着轴向Z层叠而形成。在转子铁心21的外周部分设置有多个插槽组33。
多个插槽组33沿着周向θ设置。各插槽组33由一对插槽35构成。一对插槽35以沿着转子铁心21的外周面27的方式略微倾斜地设置。
各插槽35成为将转子铁心21沿轴向贯通的贯通孔。沿着轴向Z向各插槽35插入后述的IPM转子用磁铁23。各插槽35的从转子铁心21的端面29侧(即轴向Z侧)观察到的俯视的形状形成为平行四边形。
IPM转子用磁铁23通过沿着插入方向相对于各插槽35插入而被埋设，该插入方向沿着轴向Z。在IPM转子用磁铁23、23之间形成有中央肋S。
IPM转子用磁铁23为稀土类磁铁。作为稀土类磁铁，列举有钕磁铁、钐钴磁铁、镨磁铁等。
IPM转子用磁铁23形成为从沿着转子铁心21的轴向Z的插入方向观察到的俯视的形状成为平行四边形。
接着，说明IPM转子用磁铁23的制造方法。
IPM转子用磁铁23使用俯视的形状为矩形的磁铁31(参照图3)来制造。需要说明的是，磁铁31的俯视的形状是指从将磁铁31与IPM转子用磁铁23同样地向转子铁心21插入时的插入方向(即轴向Z)观察到的俯视的形状。
IPM转子用磁铁23的制造方法包括分割工序和配置工序。以下说明各工序的内容。
(分割工序)
图3及图4是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
在IPM转子用磁铁23的制造方法中，进行分割工序。
如图3所示，在分割工序中，将俯视的形状为矩形的磁铁31切断。具体而言，在分割工序中，沿着将俯视下作为磁铁31的一对短边43的对边43A、43A倾斜连接的斜线45A切断磁铁31，来形成两个分割磁铁39。如图4所示，各分割磁铁39的俯视的形状成为梯形。
(配置工序)
图5及图6是表示第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
图7是说明在第一实施方式的IPM转子用磁铁中流动的磁通的图。
如图5所示，在配置工序中，配置两个分割磁铁39。具体而言，在配置工序中，首先将两个分割磁铁39向顺时针的方向旋转180°，以使在俯视下磁铁31(参照图3)的长边41、41对置。
接着，以在俯视下使各分割磁铁39各自的长边41、41重合的方式，例如通过粘接剂等将一方的分割磁铁39与另一方的分割磁铁39接合，从而使它们邻接配置来形成IPM转子用磁铁23。由此，如图6所示，IPM转子用磁铁23的从插入方向观察到的俯视的形状成为平行四边形。
在IPM转子用磁铁23中，通过使分割磁铁39的与斜线45A对应的边分别成为IPM转子用磁铁23的对置边45、45，从而对置边45的长度G变得比磁铁31的长边41的长度H(参照图3)长。
另外，通过以使从插入方向观察到的俯视的形状成为平行四边形的方式配置两个分割磁铁39，从而IPM转子用磁铁23的磁取向方向D不与对置边45正交而倾斜。因此，如图7所示，来自IPM转子用磁铁23的磁通N沿着磁取向方向D流动。
接着，说明第一实施方式的IPM转子用磁铁23的作用效果。
第一实施方式的IPM转子用磁铁23形成为从插入方向观察到的俯视的形状成为具有对置边45、45的平行四边形。
根据该结构，当将多个IPM转子用磁铁23沿着转子铁心21的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心21的外周面的位置。另外，IPM转子用磁铁23的俯视的形状为平行四边形，因此径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。因而，第一实施方式的IPM转子用磁铁23能够提高磁效率，使转子铁心21效率良好地旋转。
另外，第一实施方式的IPM转子用磁铁23由两个分割磁铁39构成，这两个分割磁铁39通过沿着将俯视的形状为矩形的磁铁31的对边43A、43A倾斜连接的斜线45A切断磁铁31而形成。另外，以斜线45A成为对置边45的方式配置两个分割磁铁39，从而IPM转子用磁铁23形成为俯视的形状成为平行四边形。
根据该结构，能够通过对制造容易的矩形的磁铁31进行加工而容易地制造俯视的形状为平行四边形的IPM转子用磁铁23。因而，第一实施方式的IPM转子用磁铁23能够抑制制造成本。
另外，第一实施方式的IPM转子用磁铁23的俯视下的磁取向方向D相对于IPM转子用磁铁23的对置边45倾斜。
根据该结构，通过IPM转子用磁铁23的磁通N沿着磁取向方向D倾斜流动。因此，在转子铁心21旋转时能够使磁力效率良好地作用。因而，第一实施方式的IPM转子用磁铁23能够使转子铁心21更加效率良好地旋转。
另外，第一实施方式的IPM转子用磁铁23为稀土类磁铁。
根据该结构，IPM转子用磁铁23与IPM转子用磁铁23不是稀土类磁铁的情况相比，磁力变高。因而，第一实施方式的IPM转子用磁铁23能够使转子铁心21更加效率良好地旋转。
另外，第一实施方式的IPM转子7具备上述的IPM转子用磁铁23和沿着转子铁心21的周向设置且供IPM转子用磁铁23插入的多个插槽35。
根据该结构，当将多个IPM转子用磁铁23沿着转子铁心21的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心21的外周面的位置。另外，上述的IPM转子用磁铁23中的径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。因而，第一实施方式的IPM转子7能够提高磁效率而效率良好地进行旋转。
另外，第一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法包括：沿着将俯视的形状为矩形的磁铁31的对边43A、43A倾斜连接的斜线45A切断磁铁31，来形成两个分割磁铁39的分割工序；以及以斜线45A成为对置边45、45的方式配置两个分割磁铁39，以使俯视的形状成为平行四边形的方式形成IPM转子用磁铁23的配置工序。
根据该结构，能够通过对制造容易的矩形的磁铁31进行加工而容易地制造俯视的形状为平行四边形的IPM转子用磁铁23。因而，第一实施方式所记载的IPM转子用磁铁23能够抑制制造成本。
(第二实施方式)
图8及图9是表示第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的分割工序的图。
图10及图11是说明第二实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的配置工序的图。
以下，使用图8至图11来说明第二实施方式的IPM转子用磁铁55及IPM转子用磁铁55的制造方法。
(分割工序)
在第二实施方式的IPM转子用磁铁55的制造方法中，进行分割工序。
如图8及图9所示，在分割工序中，将俯视的形状为矩形的磁铁31切断。具体而言，在分割工序中，沿着将俯视下作为磁铁31的一对长边41的对边41A、41A倾斜连接的斜线57A切断磁铁31，来形成两个分割磁铁59。如图9所示，各分割磁铁59的俯视的形状成为梯形。
(配置工序)
如图10所示，在配置工序中，配置两个分割磁铁59。具体而言，在配置工序中，首先，使体积小的一方的分割磁铁59向逆时针的方向旋转90度，并使体积大的另一方的分割磁铁59向顺时针的方向旋转90度，以使在俯视下磁铁31(参照图3)的长边41、41对置。
接着，以在俯视下使各分割磁铁59各自的长边41、41重合的方式，例如通过粘接剂等将一方的分割磁铁59与另一方的分割磁铁59接合，从而使它们邻接配置来形成IPM转子用磁铁55。由此，如图11所示，IPM转子用磁铁55的从插入方向观察到的俯视的形状成为梯形。
IPM转子用磁铁55与第一实施方式的IPM转子用磁铁23(参照图6)同样，沿着转子铁心21的周向埋设有多个。IPM转子用磁铁55的斜边61通过将两个分割磁铁59的与斜线57A对应的斜边57结合而形成。由此，斜边61的长度L变得比矩形的磁铁31的长边41的长度H(参照图8)长。
接着，说明第二实施方式的IPM转子用磁铁55的作用效果。
第二实施方式的IPM转子用磁铁55是沿着插入方向插入并沿着转子铁心21的周向θ埋设的IPM转子用磁铁，该插入方向沿着转子铁心21的轴向Z，IPM转子用磁铁55形成为从插入方向观察到的俯视的形状成为梯形。
根据该结构，当将多个IPM转子用磁铁55沿着转子铁心21的外周侧配置时，与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比，能够配置于更接近转子铁心21的外周面的位置。另外，IPM转子用磁铁55的俯视的形状为梯形，因此径向的外侧面的面积与俯视的形状为矩形形状的磁铁相比被较大地确保。
因而，第二实施方式的IPM转子用磁铁55能够提高磁效率，使转子铁心21效率良好地旋转。
需要说明的是，本发明并不限定于参照附图说明的上述的实施方式，在其技术范围内可以考虑各种变形例。
图12及图13是表示另一实施方式的IPM转子用磁铁的制造方法的图。
例如，在第一实施方式中，沿着将俯视下作为磁铁31的一对短边43的对边43A、43A倾斜连接的斜线45A切断磁铁31，将其分割为两个而形成分割磁铁39(参照图4)。
与此相对，如图12所示，也可以通过将俯视下作为磁铁31的长边41的对边41A、41A倾斜连接的斜线71A将磁铁31分割为两个，从而形成分割磁铁73。
在该情况下，如图13所示，以切断磁铁31而形成的斜边成为外侧的方式配置两个分割磁铁73，来形成IPM转子用磁铁75。由此，能够形成具有对置边71、71的俯视的形状为平行四边形的IPM转子用磁铁75，因此能够得到与在第一实施方式中说明的作用效果同样的作用效果。
图14及图15是从轴向观察另一实施方式的IPM转子的外周部分的一部分而得到的俯视图。
在第一实施方式中，将一对IPM转子用磁铁23、23沿着转子铁心21的外周面27配置。与此相对，也可以如图14所示那样，将一对IPM转子用磁铁23、23以对置面49、49的外周侧端81、81接近的方式配置。
另外，在IPM转子为磁阻转矩型的情况下，也可以如图15所示那样，在俯视下将一对IPM转子用磁铁23、23配置成V字状。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当将上述的实施方式中的构成要素置换为周知的构成要素。

Claims (7)

1.一种IPM转子用磁铁，其沿着插入方向插入且沿着转子铁心的周向埋设，该插入方向沿着所述转子铁心的轴向，
所述IPM转子用磁铁的特征在于，
所述IPM转子用磁铁形成为从所述插入方向观察到的俯视的形状成为具有对置边的平行四边形。
2.根据权利要求1所述的IPM转子用磁铁，其特征在于，
所述IPM转子用磁铁由两个分割磁铁构成，这两个分割磁铁通过沿着将所述俯视的形状为矩形的磁铁的对边倾斜连接的斜线切断所述磁铁而形成，
通过以所述斜线成为所述对置边的方式配置两个所述分割磁铁，从而所述IPM转子用磁铁形成为所述俯视的形状成为平行四边形。
3.根据权利要求1所述的IPM转子用磁铁，其特征在于，
所述俯视下的磁取向方向相对于所述IPM转子用磁铁的所述对置边倾斜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的IPM转子用磁铁，其特征在于，
所述IPM转子用磁铁为稀土类磁铁。
5.一种IPM转子用磁铁，其沿着插入方向插入且沿着转子铁心的周向埋设，该插入方向沿着所述转子铁心的轴向，
所述IPM转子用磁铁的特征在于，
所述IPM转子用磁铁形成为从所述插入方向观察到的俯视的形状成为梯形。
6.一种IPM转子，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的IPM转子用磁铁；以及
多个插槽，它们沿着所述转子铁心的周向设置，且供所述IPM转子用磁铁插入。
7.一种IPM转子用磁铁的制造方法，其特征在于，包括：
沿着将俯视的形状为矩形的磁铁的对边倾斜连接的斜线切断所述磁铁，来形成两个分割磁铁的分割工序；以及
以所述斜线成为对置边的方式配置两个所述分割磁铁，以使所述俯视的形状成为平行四边形的方式形成权利要求1所述的IPM转子用磁铁的配置工序。
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