CN114080745A - 马达和马达单元 - Google Patents

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CN114080745A CN202080048245.5A CN202080048245A CN114080745A CN 114080745 A CN114080745 A CN 114080745A CN 202080048245 A CN202080048245 A CN 202080048245A CN 114080745 A CN114080745 A CN 114080745A
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Abstract

本发明一实施方式的马达包括:转子,其具有将多个电磁钢板层叠构成的转子芯部及多个转子磁体,能以沿上下方向延伸的中心轴为中心旋转;以及定子,其从所述中心轴的径向外侧包围所述转子,所述转子芯部包括多个成对的磁体插入孔部,其从轴向观察配置成相对距离随着朝径向外侧而逐渐变大,所述磁体插入孔部设有多个所述转子磁体,所述转子芯部具有配置成在轴向上分割为两个的第一块以及配置于两个所述第一块间的第二块,当将所述第一块中的成对所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第一磁体打开角度θ1,将所述第二块中的成对所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第二磁体打开角度θ2时,所述第二磁体打开角度θ2比所述第一磁体打开角度θ1大。

Description

马达和马达单元
技术领域
本发明涉及马达以及具有马达的马达单元。本申请基于2019年7月1日于日本申请的特愿2019-123200号主张优先权,并在此援引其内容。
背景技术
近年来,装设于混合动力汽车以及电动汽车上的马达的开发正在蓬勃发展。如上所述的马达包括:转子;从径向外侧包围转子的定子;以及收容转子和定子的外壳。
专利文献1公开了一种将电磁钢板层叠而构成的转子铁芯(转子芯部)。专利文献1的旋转铁芯(转子芯部)被分割为相等厚度尺寸的多个块,多个块在轴向上层叠。在各个块上形成有多个空洞,在其中配置为V字形的空洞内插入有永磁体(转子磁体)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2001-286109号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在电动汽车、混合动力汽车中,进一步要求车室内的静音化。已知马达的齿槽扭矩、扭矩脉动等扭矩波动与车室内的振动、噪声相关。专利文献1所记载的转子(转动件)是将转子(转动件)分割为两个块并在两者之间沿周向使永磁体(转子磁体)偏移的结构。两个块的永磁体(转子磁体)的配置相同,容易引起扭矩波动。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明一实施方式的马达包括:转子,该转子具有将多个电磁钢板层叠而构成的转子芯部以及多个转子磁体,能以沿上下方向延伸的中心轴为中心旋转;以及定子,该定子从所述中心轴的径向外侧包围所述转子。所述转子芯部包括多个成对的磁体插入孔部,该成对的磁体插入孔部从轴向观察配置成相对距离随着朝向径向外侧而逐渐变大。在所述磁体插入孔部设有多个所述转子磁体。所述转子芯部具有:第一块,该第一块配置成在轴向上分割为两个;以及第二块,该第二块配置于两个所述第一块之间。当将所述第一块中的成对的所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第一磁体打开角度θ1,将所述第二块中的成对的所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第二磁体打开角度θ2时,所述第二磁体打开角度θ2比所述第一磁体打开角度θ1大。
发明效果
根据本发明,可以减少扭矩波动。因此,可以使马达产生的噪声减少。
附图说明
图1是示意性地表示一实施方式的马达单元的概念图。
图2是一实施方式的马达单元的立体图。
图3是一实施方式的转子的外观图。
图4是一实施方式的转子芯部的A-A剖视图。
图5是一实施方式的转子芯部的B-B剖视图。
图6是一实施方式的转子芯部的C-C剖视图。
图7是表示一实施方式的第一磁体打开角度θ1与扭矩脉动的关系的图表。
图8是表示一实施方式的扭斜角度α1与扭矩脉动的关系的图表。
图9是表示使一实施方式的扭斜角度α1为1°时的第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2变化时的扭矩脉动的变化的表。
图10是表示使一实施方式的扭斜角度α1为2°时的第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2变化时的扭矩脉动的变化的表。
图11是表示使一实施方式的扭斜角度α1为3°时的第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2变化时的扭矩脉动的变化的表。
图12是其它实施方式的转子的外观图。
图13是表示使其它实施方式的扭斜角度α1为3.75°时的第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2变化时的扭矩脉动的变化的表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明实施方式的马达和马达单元进行说明。另外,本发明的范围并不限定于以下实施方式,而是能在本发明的技术思想的范围内任意变更。另外,在以下附图中,为了便于理解各结构,有时会使各结构的比例尺、数量等与实际的结构不同。
在以下的说明中,以各图所示的本实施方式的马达单元10装设在位于水平路面上的车辆上的情况下的位置关系为基础来规定铅垂方向进行说明。此外,在附图中,作为三维直角坐标系,适当地示出XYZ坐标系。在XYZ坐标系中,Z轴方向为铅垂方向。+Z侧为铅垂方向上侧,-Z侧为铅垂方向下侧。在下文的说明中,将铅垂方向上侧简称为“上侧”,将铅垂方向下侧简称为“下侧”。X轴方向为与Z轴方向正交的方向,其为供马达单元10装设的车辆的前后方向。在本实施方式中,+X侧为车辆的前侧,-X侧为车辆的后侧。Y轴方向为与X轴方向及Z轴方向这两者正交的方向,其为车辆的左右方向(车宽方向)。在本实施方式中,+Y侧为车辆的左侧,其为马达轴J1的轴向一侧。此外,在本实施方式中,-Y侧为车辆的右侧,其为马达轴J1的轴向另一侧。
图1是一实施方式的马达单元10的概念图。另外,后述的马达轴(中心轴)J1、副轴J3以及输出轴J4是实际上不存在的假想的轴线。此外,图3~图6所示的中心线LO、中心线L1、中心线L2、轴线L3、轴线L4、轴线L5、轴线L6以及假想线L7也是实际上不存在的假想线。
马达单元10装设于车辆,并通过使车轮旋转来驱动车辆。马达单元10例如装设于电动汽车(EV)。另外,马达单元10只要装设于混合动力汽车(HEV)、插电混合动力汽车(PHV)等以马达为动力源的车辆即可。
如图1所示,马达单元10包括马达9、传递机构5(变速驱动桥)以及逆变器单元8。
马达9是兼备作为电动机的功能和作为发电机的功能的电动发电机。马达9主要作为电动机发挥作用来驱动车辆,在再生时作为发电机发挥作用。马达9是内转子型马达。
马达9具有马达主体30和外壳6。马达主体30具有:转子31;以及从马达轴(中心轴)J1的径向外侧将转子31包围的定子32。另外,在以下的说明中,将以马达轴J1为中心的径向简称为“径向”,将以马达轴J1为中心的周向即马达轴J1的绕轴方向简称为“周向”。
转子31能够以沿水平方向延伸的马达轴J1为中心旋转。通过使电力从省略图示的电池供给至定子32,使转子31旋转。转子31与传递机构5的马达驱动轴11连接,使马达驱动轴11旋转。由此,转子31的扭矩被传递至传递机构5。
转子31具有转子芯部31a和转子磁体31b。转子芯体31a是沿轴向延伸的圆柱体。在转子芯部31a固定有转子磁体31b。
定子32从径向外侧包围转子31。定子32具有定子芯部32a、线圈32b和绝缘构件(省略图示),该绝缘构件夹设在定子芯部32a与线圈32b之间。
定子芯部32a如后所述地固定于外壳6。定子芯部32a从圆环状的轭部的内周面至径向内侧具有多个磁极齿(省略图示)。在磁极齿之间缠绕有线圈线。缠绕于磁极齿的线圈线构成线圈32b。即,线圈32b安装于定子芯部32a。另外,在本发明中,定子32具有供线圈32b插入的多个未图示的切槽。切槽在周向上形成有四十八个。
逆变器单元8固定于外壳6的外侧面。逆变器单元8向马达主体30供给交流电流。
图2是马达单元10的分解图。另外,在图2中,省略了逆变器单元8等一部分构件的图示。
定子芯部32a由沿着轴向层叠的多个电磁钢板32p构成。多个电磁钢板32p通过焊接或者铆接等方法互相连接。
在定子芯部32a的外周面32c设有多个紧固部32d。即,定子32具有多个紧固部32d。紧固部32d从定子32的外周面32c向径向外侧突出。紧固部32d沿着轴向以肋状延伸。在本实施方式中,在定子32的外周面32c设有四个紧固部32d。四个紧固部32d沿着周向以等间隔排列。
在紧固部32d设有沿着轴向延伸的贯通孔32e。即,在定子芯部32a设有沿着轴向贯通的多个贯通孔32e。在本实施方式中,在一个紧固部32d设有一个贯通孔32e。贯通孔32e在定子芯部32a的轴向一侧的端面(第一端面32aa)和轴向另一侧的端面(第二端面32ab)处开口。在贯通孔32e中插入有将定子32固定于外壳6的固定螺栓69。
如图1所示,转子31和定子32隔着气隙G在径向上相对。气隙G是沿着轴向大致相同的间隙。此外,气隙G是沿着周向大致相同的间隙。
传递机构5将马达主体30的动力传递并从输出轴55输出。传递机构5对负责驱动源与被驱动装置之间的动力传递的多个机构进行内置。
外壳6收容马达主体30和传递机构5。外壳6是由例如压铸制造的铝合金制成。在外壳6的内部设有收容马达主体30的马达室A1和收容传递机构5的齿轮室A2。在外壳6的内部储存有油O。油O用于传递机构5的润滑,并且用于马达主体30的冷却。
如图2所示,外壳6具有第一外壳构件6A、第二外壳构件6B和封堵部6C。
第一外壳构件6A具有筒状部61、底部62和侧板部63。即,外壳6具有筒状部61、底部62和侧板部63。
筒状部61呈沿着轴向延伸的筒状。筒状部61从径向外侧包围马达主体30。由此,筒状部61收容马达主体30。即,在筒状部61的内侧的空间设有马达室A1。筒状部61具有朝向径向内侧的内周面61a。
使用图2~图6对转子芯部31a进行说明。转子芯部31a通过将多个电磁钢板层叠而构成。转子芯部31a被分割成相等厚度尺寸的六个块(第一块31aa、第一块31aa、第二块31ab、第二块31ab、第三块31ac、第三块31ac),从-Y侧按照第一块31aa、第二块31ab、第三块31ac、第三块31ac、第二块31ab、第一块31aa的顺序层叠。即,转子芯部31a是以假想线L7为中心反转而成的形状。由此,即使在分别以规定的角度在周向上配置各块的扭斜结构的情况下,由于以假想线L7为中心上下的磁特性相同,所以也能防止旋转时的转子芯部31a的变形。此外,通过将转子芯部31a设为所谓的扭斜结构,可以使转子31旋转时的扭矩的脉动减少。
图4是图3中转子芯部31a的A-A剖视图。使用图4对第一块31aa的截面进行说明。在第一块31aa上设有十六个磁体插入孔部31c,两个磁体插入孔部31c为一组地成对。成对的磁体插入孔部31c在周向上等间隔地形成。即,在第一块31aa上设有八对成对的磁体插入孔部31c。八对磁体插入孔部31c在周向上每45度等间隔地形成。
各磁体插入孔部31c在俯视时为大致平行四边形。成对的磁体插入孔部31c的长边的相对距离在俯视时随着朝向径向外侧而逐渐变大。具体地,成对的磁体插入孔部31c以从中心沿径向延伸的假想的轴线L4为中心以线对称的方式设置。磁体插入孔部31c随着在周向上远离假想的轴线L4而逐渐向径向外侧倾斜。因此,成对的磁体插入孔部31c从轴向观察呈V字形。
在各磁体插入孔部31c分别插入有转子磁体31b。转子磁体31b例如通过用树脂模制而固定于第一块31aa。在本实施方式中,由于成对的磁体插入孔部31c是八对,因此转子磁体31b也是八对。此外,八对转子磁体31b在周向上每45度等间隔地配置。
在图4中,仅在一部分成对的磁体插入孔部31c插入有转子磁体31b,但是实际上在所有的磁体插入孔部31c都插入有转子磁体31b。在成对的磁体插入孔部31c的沿周向相邻的成对磁体插入孔部31c插入有极性不同的磁体。即,在成对的磁体插入孔部31c交替地插入有在径向上形成有N极和S极的棒状的磁体。例如,在图4中的假想的轴线L4所通过的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有N极且在径向内侧形成有S极的棒状的磁体。在图4中的假想的轴线L4所通过的成对磁体插入孔部31c的两侧相邻的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有S极且在径向内侧形成有N极的棒状的磁体。
此处,将配置为V字形的成对转子磁体31b彼此所成的角度定义为第一磁体打开角度θ1。即,第一磁体打开角度θ1是指,插入于成对磁体插入孔部31c的成对转子磁体31b的长边(径向外侧的长边)彼此所成的角度。
在第一块31aa的外周面形成有凸部31g。凸部31g在磁体插入孔部31c的径向外侧形成有多个。在本实施方式中,凸部31g设于八个部位,其设置于相邻的成对磁体插入孔部31c之间。此外,八个部位的凸部31g在周向上等角度间隔地设置。
在第一块31aa的内周面设有向内侧突出的键31e。键31e是矩形。键31e设有多个。在本实施方式中,键31e设于两个部位。两个部位的键31e在周向上等角度间隔地设置。在第一块31aa中,中心线L0和中心线L1在周向上偏移α1的角度而形成,上述中心线L0通过两个键31e的切线方向中心和轴心P,上述中心线L1通过邻接于中心线L0的成对磁体插入孔部31c和相邻的成对磁体插入孔部31c的中心并通过轴心P。
图5是图3中转子芯部31a的B-B剖视图。使用图5对第二块31ab的截面进行说明。在第二块31ab上设有十六个磁体插入孔部31c,两个磁体插入孔部31c为一组地成对。成对的磁体插入孔部31c在周向上等间隔地形成。即,在第二块31ab上设有八对成对的磁体插入孔部31c。八对磁体插入孔部31c在周向上每45度等间隔地形成。
各磁体插入孔部31c在俯视时为大致平行四边形。成对的磁体插入孔部31c的长边的相对距离在俯视时随着朝向径向外侧而逐渐变大。具体地,成对的磁体插入孔部31c以从中心沿径向延伸的假想的轴线L5为中心以线对称的方式设置。磁体插入孔部31c随着在周向上远离假想的轴线L5而逐渐向径向外侧倾斜。因此,成对的磁体插入孔部31c从轴向观察呈V字形。
在各磁体插入孔部31c分别插入有转子磁体31b。转子磁体31b例如通过用树脂模制而固定于第二块31ab。在本实施方式中,由于成对的磁体插入孔部31c是八对,因此转子磁体31b也是八对。此外,八对转子磁体31b在周向上每45度等间隔地配置。
在图5中,仅在一部分成对的磁体插入孔部31c插入有转子磁体31b,但是在所有的磁体插入孔部31c都插入有转子磁体31b。在成对磁体插入孔部31c的沿周向相邻的成对磁体插入孔部31c插入有极性不同的磁体。即,在成对的磁体插入孔部31c交替地插入有在径向上形成有N极和S极的棒状的磁体。例如,在图5中的假想的轴线L5所通过的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有N极且在径向内侧形成有S极的棒状的磁体。在图5中的假想的轴线L5所通过的成对磁体插入孔部31c的两侧相邻的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有S极且在径向内侧形成有N极的棒状的磁体。
此处,将配置为V字形的成对转子磁体31b彼此所成的角度定义为第二磁体打开角度θ2。即,第二磁体打开角度θ2是指,插入于成对磁体插入孔部31c的成对转子磁体31b的长边(径向外侧的长边)彼此所成的角度。
在第二块31ab的外周面形成有凸部31g。凸部31g在磁体插入孔部31c的径向外侧形成有多个。在本实施方式中,凸部31g设于八个部位,其设置于相邻的成对磁体插入孔部31c之间。此外,八个部位的凸部31g在周向上等角度间隔地设置。
在第二块31ab的内周面设有向内侧突出的键31e。键31e是矩形。键31e设有多个。在本实施方式中,键31e设于两个部位。两个部位的键31e在周向上等角度间隔地设置。在第二块31ab中,中心线L0和中心线L2一致,上述中心线L0通过两个键31e的切线方向中心和轴心P,上述中心线L2通过邻接于中心线L0的成对磁体插入孔部31c和相邻的成对磁体插入孔部31c的中心并通过轴心P。即,在第二块31ab中,中心线L0和中心线L2所成的角度α2为0°,上述中心线L0通过两个键31e的切线方向中心和轴心P,上述中心线L2通过邻接于中心线L0的成对磁体插入孔部31c和相邻的成对磁体插入孔部31c的中心并通过轴心P。
即,第一块31aa的中心线L1和第二块31ab的中心线L2在周向上偏移α1的角度而形成。即,第一块31aa和第二块31ab是在以α1的角度在周向上偏移的状态下一体地组装的所谓扭斜结构。
第一块31aa中,八对磁体插入孔部31c在周向上每45度等间隔地形成。此外,第二块31ab中,八对磁体插入孔部31c也在周向上每45度等间隔地形成。由于第一块31aa和第二块31ab是在周向上偏移的所谓的扭斜结构,所以像第一块31aa的中心线L1和第二块31ab的中心线L2在周向上偏移α1的角度而形成那样,第一块31aa的假想的轴线L4和第二块的假想的轴线L5也在周向上偏移α1的角度而形成。
图6是图3中转子芯部31a的C-C剖视图。使用图6对第三块31ac的截面进行说明。在第三块31ac上设有十六个磁体插入孔部31c,两个磁体插入孔部31c为一组地成对。成对的磁体插入孔部31c在周向上等间隔地形成。即,在第三块31ac上设有八对成对的磁体插入孔部31c。八对磁体插入孔部31c在周向上每45度等间隔地形成。另外,第三块31ac是使第一块31aa上下反转而成的。
各磁体插入孔部31c在俯视时为大致平行四边形。成对磁体插入孔部31c的长边的相对距离在俯视时随着朝向径向外侧而逐渐变大。具体地,成对的磁体插入孔部31c以从中心沿径向延伸的假想的轴线L6为中心以线对称的方式设置。磁体插入孔部31c随着在周向上远离假想的轴线L6而逐渐向径向外侧倾斜。因此,成对的磁体插入孔部31c从轴向观察呈V字形。
在各磁体插入孔部31c分别插入有转子磁体31b。转子磁体31b例如通过用树脂模制而固定于第三块31ac。在本实施方式中,由于成对的磁体插入孔部31c是八对,因此转子磁体31b也是八对。此外,八对转子磁体31b在周向上每45度等间隔地配置。
在图6中,仅在一部分成对的磁体插入孔部31c插入有转子磁体31b,但是在所有的磁体插入孔部31c都插入有转子磁体31b。在成对磁体插入孔部31c的沿周向相邻的成对磁体插入孔部31c插入有极性不同的磁体。即,在成对的磁体插入孔部31c交替地插入有在径向上形成有N极和S极的棒状的磁体。例如,在图6中的假想的轴线L6所通过的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有N极且在径向内侧形成有S极的棒状的磁体。在图6中的假想的轴线L6所通过的成对磁体插入孔部31c的两侧相邻的成对磁体插入孔部31c插入有在径向外侧形成有S极且在径向内侧形成有N极的棒状的磁体。
此处,将配置为V字形的成对转子磁体31b彼此所成的角度定义为第一磁体打开角度θ1。即,第一磁体打开角度θ1是指,插入于成对磁体插入孔部31c的成对转子磁体31b的长边(径向外侧的长边)彼此所成的角度。第三块31ac是使第一块31aa反转而构成的,所以具有与第一块31aa相同的第一磁体打开角度θ1。
在第三块31ac的外周面形成有凸部31g。凸部31g在磁体插入孔部31c的径向外侧形成有多个。在本实施方式中,凸部31g设于八个部位,其设置于相邻的成对磁体插入孔部31c之间。八个部位的凸部31g在周向上等角度间隔地设置。
在第三块31ac的内周面设有向内侧突出的键31e。键31e是矩形。键31e设有多个。在本实施方式中,键31e设于两个部位。两个部位的键31e在周向上等角度间隔地设置。在第三块31ac中,中心线L0和中心线L3在周向上偏移α3的角度而形成,上述中心线L0通过两个键31e的切线方向中心和轴心P,上述中心线L3通过邻接于中心线L0的成对磁体插入孔部31c和相邻的成对磁体插入孔部31c的中心并通过轴心P。另外,α3在周向上以中心线L0为基准向第一块31aa的相反侧偏移α1的角度而形成。
第三块31ac是以第一块31aa的中心线L0为中心反转而成的。另外,在本实施方式中,反转是指使用键31e反转。即,在马达驱动轴11的外周面上,沿轴向延伸的槽(未图示)与键31e等角度间隔地形成。通过将键31e插入马达驱动轴11的沿轴向延伸的槽,使转子芯部31a的各块在周向上定位。此时,对于第一块31aa和第三块31ac,可以通过使相同形状的转子芯部31a的各块的上下相反(反转),以第二块31ab为基准在周向上分别向周向一侧偏移α1的角度,且向周向另一侧偏移α1的角度。但是,反转只要是以中心线为中心与第一块31aa的转子磁体31b的配置线对称即可,也可以用除了键31e之外的元件来进行周向的定位。例如,也可以用夹具等定位元件等将没有设置键的块压入马达驱动轴11。在这种情况下,第三块31ac即使不反转,只要以中心线L0为基准向第一块31aa的相反侧偏移α1的角度来形成即可。
在本实施方式中,可以构成具有扭斜结构的转子芯部31a,该扭斜结构是利用两种块在以第二块31ab为基准沿周向分别向周向一侧偏移α1的角度、且向周向另一侧偏移α1的角度的状态下一体地组装而成的。
扭斜角度是指在块之间磁极中心彼此的角度的偏移。图7是示出了将扭斜角度α1设为2°、将第二块31ab的第二磁体打开角度θ2设为150°并使第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1从100°变化为160°时的马达主体30的扭矩脉动的振幅的图表。图7的图表的横轴为第一磁体打开角度θ1,图表的纵轴表示扭矩脉动的振幅。
根据图7的结果,与第二块31ab的第二磁体打开角度θ2为150°并且第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1为150°的情况相比,当将第一磁体打开角度θ1设为106°以上且小于150°时,扭矩脉动的振幅更小。即,与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相同的情况相比,扭矩脉动的振幅更小。另外,当将第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1设为122°时,扭矩脉动的振幅最小。即,通过将第一块31aa和第二块31ab的磁体打开角度设为不同的角度,可以减小扭矩脉动的振幅。
图8是示出了将第二块31ab的第二磁体打开角度θ2设为150°、将第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1设为122°时的由扭斜角度α1的变化产生的扭矩脉动的振幅的图表。当使扭斜角度α1从0°变化到4°时,扭斜角度α1设为2°时扭矩脉动的振幅最小。
图9所示的表中,示出了在将扭斜角度即α1设为1°的情况下使第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1从100°变化为160°、使第二块31ab的第二磁体打开角度θ2从100°变化为160°时的扭矩脉动的模拟结果。表上的C示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更大或者不变的情况。表上的B示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况。表上的A示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况,且是因扭矩脉动而向外壳的外部泄漏的噪声在基准以下的情况。
在第一磁体打开角度θ1为110°~150°并且第二磁体打开角度为120°~160°的情况下,可以看出,当第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2的角度不同且第二磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大时,图9的表所记载的值是A或B,并且与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相同的情况相比扭矩脉动有所改善。尤其是其中,在第一磁体打开角度θ1为120°~130°且第二磁体打开角度θ2为130°~160°、并且第一磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大的情况下,进一步抑制了扭矩脉动的振幅,噪声也会变小。另外,当第一磁体打开角度θ1为110°且第二磁体打开角度θ2为120°~130°时,也抑制了扭矩脉动的振幅,噪音也会变小。
图10所示的表中,示出了在将扭斜角度即α1设为2°的情况下使第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1从100°变化为160°、使第二块31ab的第二磁体打开角度θ2从100°变化为160°时的扭矩脉动的模拟结果。表上的C示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更大或者不变的情况。表上的B示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况。表上的A示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况,且是因扭矩脉动而向外壳的外部泄漏的噪声在基准以下的情况。
在第一磁体打开角度θ1为110°~140°并且第二磁体打开角度为120°~160°的情况下,可以看出,当第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2的角度不同且第二磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大时,图9的表所记载的值是A或B,并且与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相同的情况相比扭矩脉动有所改善。尤其是其中,在第一磁体打开角度θ1为120°~130°且第二磁体打开角度θ2为130°~160°、并且第一磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大的情况下,进一步抑制了扭矩脉动的振幅,噪声也会变小。
图11所示的表中,示出了在将扭斜角度即α1设为3°的情况下使第一块31aa和第三块31ac的第一磁体打开角度θ1从100°变化为160°、使第二块31ab的第二磁体打开角度θ2从100°变化为160°时的扭矩脉动的模拟结果。表上的C示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更大或者不变的情况。表上的B示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况。表上的A示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况,且因扭矩脉动而向外壳的外部泄漏的噪声在基准以下。
在第一磁体打开角度θ1为110°~150°并且第二磁体打开角度为120°~160°的情况下,可以看出,当第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2的角度不同且第二磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大时,图9的表所记载的值是A或B,并且与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相同的情况相比扭矩脉动有所改善。尤其是其中,在第一磁体打开角度θ1为120°~130°且第二磁体打开角度θ2为130°~160°、并且第一磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大的情况下,进一步抑制了扭矩脉动的振幅,噪声也会变小。
在本发明中,通过将第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2设为不同的值,可以减少扭矩脉动。通过适当地设计第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2,可以针对各块改变第一块31aa、第二块31ab和第三块31ac这各个块的外周面上的引起扭矩脉动的磁力的集中点,因此,通过改变各块中在外周面上产生的磁力的集中部位来设定为使引起扭矩脉动的磁力的集中点抵消,可以减少扭矩脉动。
对于八极对的马达,通常24次分量和48次分量的扭矩脉动会成为问题。在将第一磁体打开角度θ1设定为120度或130度的情况下,当第二磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大时,由于可以设定为分别使引起24次和48次的扭矩脉动的磁力的集中点抵消,因此更有效。
图12示出了其它实施方式。图12所示的转子芯部31a′通过将多个电磁钢板层叠而构成。转子芯部31a′被分割为相等厚度尺寸的四个块(第一块31aa、第一块31aa、第二块31ab、第二块31ab),且从-Y侧按照第一块31aa、第二块31ab、第二块31ab、第一块31aa的顺序层叠。即,转子芯部31a′是以假想线L8为中心反转而成的形状。其它实施方式中的第一块31aa与图4所示的结构相同。第二块31ab与图5所示的结构相同。在其它实施方式中,第一块31aa和第二块31ab是在以α1的角度在周向上偏移的状态下一体地组装的所谓扭斜结构。
图13所示的表中,示出了在将转子芯部31a′的扭斜角度即α1设为3.75°的情况下使第一块31aa的第一磁体打开角度θ1从120°变化为160°、使第二块31ab的第二磁体打开角度θ2从120°变化为160°时的扭矩脉动的模拟结果。表上的C示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更大或者不变的情况。表上的B示出了与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相等的情况相比扭矩脉动的振幅更小的情况。在第一磁体打开角度θ1为120°~160°并且第二磁体打开角度为120°~160°的情况下,可以确认,当第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2的角度不同且第二磁体打开角度θ2比第一磁体打开角度θ1大时,与第一磁体打开角度θ1和第二磁体打开角度θ2相同的情况相比,扭矩脉动有所改善。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但实施方式中的各结构的组合等为一例,能在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的附加、省略、替换及其它变更。而且,本发明并不受实施方式限定。
(符号说明)
10马达单元
11马达驱动轴
30马达主体
31a转子芯部
31aa第一块
31ab第二块
31ac第三块
31b转子磁体
31c磁体插入孔部
31e键
32定子
6外壳
8逆变器单元
8b逆变器壳体
9马达。

Claims (9)

1.一种马达,包括:
转子,该转子具有将多个电磁钢板层叠而构成的转子芯部以及多个转子磁体,且能以沿上下方向延伸的中心轴为中心旋转;以及
定子,该定子从所述中心轴的径向外侧包围所述转子,
所述转子芯部包括多个成对的磁体插入孔部,该成对的磁体插入孔部从轴向观察配置成相对距离随着朝向径向外侧而逐渐变大,
在所述磁体插入孔部设有多个所述转子磁体,
所述转子芯部具有:第一块,该第一块配置成在轴向上分割为两个;以及
第二块,该第二块配置于两个所述第一块之间,
当将所述第一块中的成对的所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第一磁体打开角度θ1,
将所述第二块中的成对的所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度定义为第二磁体打开角度θ2时,
所述第二磁体打开角度θ2比所述第一磁体打开角度θ1大。
2.如权利要求1所述的马达,其中,
所述第一块和所述第二块所成的扭斜角度为1°~3°。
3.如权利要求2所述的马达,其中,
在所述扭斜角度为1°的情况下,
所述第一磁体打开角度为110°~150°,并且所述第二磁体打开角度为120°~160°。
4.如权利要求2所述的马达,其中,
在所述扭斜角度为2°的情况下,
所述第一磁体打开角度为110°~140°,并且所述第二磁体打开角度为120°~160°。
5.如权利要求2所述的马达,其中,
在所述扭斜角度为3°的情况下,
所述第一磁体打开角度为110°~150°,并且所述第二磁体打开角度为120°~160°。
6.如权利要求1~5中任一项所述的马达,其中,
所述转子包括:
所述第二块,该第二块配置成在轴向上分割为两个;以及
第三块,该第三块配置于两个所述第二块之间,
所述第三块中的成对的所述磁体插入孔部内的所述转子磁体彼此所成的角度是与所述第一块的所述第一磁体打开角度θ1相同的角度。
7.如权利要求6所述的马达,其中,
在第三块的内周面设有在周向上等角度间隔地向内侧突出的两个键,
所述第三块构成为以通过两个所述键的切线方向中心和轴心的中心线为基准使所述第一块反转。
8.如权利要求6或7所述的马达,其中,
所述第一块、所述第二块以及所述第三块从轴向一侧朝向另一侧按照所述第一块、所述第二块、所述第三块、所述第三块、所述第二块、所述第一块的顺序层叠。
9.一种马达单元,其中,
具有:固定于权利要求1~8中任一项所述的马达的转子的马达驱动轴;以及与所述马达驱动轴连接的传递机构。
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