永磁體式旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種永磁體式旋轉電機。
【背景技術】
[0002]在永磁體式旋轉電機中，為了減小齒槽扭矩、扭矩波動這樣的扭矩脈動，有時設為使磁極的位置在軸向上相對于電樞或磁子發生了變化的形狀，即所謂的發生了偏斜的形狀。例如，在轉子中具有永磁體的永磁體旋轉電機中，通過在軸向上對磁體進行分割后在周向上分別錯開角度而進行配置，從而抵消在各個部位處產生的齒槽扭矩、扭矩波動這樣的扭矩脈動，減小電動機整體的扭矩脈動。例如，在日本特開平6 — 245417號公報(專利文獻I)、日本特開平8 - 251847號公報(專利文獻2)、日本特開2001 — 314050號公報(專利文獻3)中進行了公開。
[0003]專利文獻1:日本特開平6 - 245417號公報(圖2)
[0004]專利文獻2:日本特開平8 - 251847號公報(圖3)
[0005]專利文獻3:日本特開2001 - 314050號公報(圖5)
【發明內容】
[0006]在永磁體式旋轉電機中，要求采用不引起永磁體的去磁的構造。通常，為了不引起去磁，使用將永磁體的端部加厚、或者使永磁體的矯頑磁力增加的結構。在現有技術的使永磁體發生了偏斜的形狀下的轉子中，為了使轉子相對于正反旋轉處于對稱，使用針對磁體兩端的上述結構，即，使用針對兩端使厚度增加、或者針對兩端使矯頑磁力提高的結構，但是，出現了使用過量地增大厚度、或者矯頑磁力過大的磁體的情況。
[0007]本發明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于在由永磁體形成磁極且該永磁體發生了偏斜的轉子中，找出最容易引起去磁的位置，通過設為針對該位置局部地提高去磁耐力的構造，即設為增加該位置的磁體厚度、或者增加該位置的磁體的矯頑磁力的構造，從而得到下述永磁體式旋轉電機，即，在轉子中具有偏斜量，雖然對于轉子的各部分或磁體單極而言相對于正反旋轉處于非對稱，但作為轉子整體相對于正反旋轉處于對稱，雖然轉子的磁體重量較小或者是低矯頑磁力材料的磁體，但去磁耐力較大。
[0008]本發明所涉及的永磁體式旋轉電機具備由永磁體形成多個磁極的轉子，在該旋轉電機中，在將所述轉子的規定旋轉方向設為表示磁極位置的機械角度的正向時，相對于所述轉子的對軸向整體進行了平均的各磁極中心，關于構成轉子的軸向的一部分的第I轉子部，其各磁極位置相對于各磁極中心向正向進行了偏移，并且，關于在與所述第I轉子部不同的軸向位置處構成所述轉子的軸向的一部分的第2轉子部，其各磁極位置相對于各磁極中心向負向進行了偏移，由此形成轉子的各磁極整體，在所述磁極向所述轉子的正向進行了偏移的所述第I轉子部的形成所述磁極的永磁體中，構成為在該磁體的周向上正向部分的端部與負向部分的端部相比去磁耐力更強的去磁耐力增強部分，在所述磁極向所述轉子的負向進行了偏移的所述第2轉子部的形成所述磁極的永磁體中，構成為在該磁體的周向上負向部分的端部與正向部分的端部相比去磁耐力更強的去磁耐力增強部分。
[0009]發明的效果
[0010]根據本發明，能夠得到下述永磁體式旋轉電機，g卩，在轉子中具有偏斜量，雖然對于轉子的各部分或磁體單極而言相對于正轉和反轉處于非對稱，但轉子整體相對于正轉和反轉處于對稱，雖然轉子的磁體重量較小或者是低矯頑磁力材料的磁體，但作為整體去磁耐力較大。
【附圖說明】
[0011]圖1是說明通過q軸通電而正在旋轉的永磁體式旋轉電機中的定子磁動勢與轉子的相對位置的展開示意圖。
[0012]圖2是說明通過q軸通電而正在旋轉的永磁體式旋轉電機中的容易去磁的位置的展開示意圖。
[0013]圖3是說明通過弱勵磁通電而正在旋轉的永磁體式旋轉電機中的定子磁動勢與轉子的相對位置的展開示意圖。
[0014]圖4是表示具有偏斜量的永磁體式旋轉電機的轉子的斜視圖。
[0015]圖5(a)是說明轉子具有偏斜量的情況下的永磁體式旋轉電機向正向旋轉時的定子磁動勢與轉子的相對位置的展開示意圖，(b)是說明轉子具有偏斜量的情況下的永磁體式旋轉電機向負向旋轉時的定子磁動勢與轉子的相對位置的展開示意圖。
[0016]圖6(a)是與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
[0017]圖7(a)是與實施方式2相關的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式2相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式2相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
[0018]圖8(a)是與實施方式3相關的具有3段偏斜量的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式3相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式3相關的旋轉電機的轉子的未發生偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(d)是表示與實施方式3相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
[0019]圖9是與實施方式4相關的向正向發生偏斜的部位和向負向發生偏斜的部位在軸向上交替相連而形成的旋轉電機的轉子的斜視圖。
[0020]圖10(a)是與實施方式5相關的具有3段偏斜量的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式5相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式5相關的旋轉電機的轉子的未發生偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(d)是表示與實施方式5相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
[0021]圖11是與實施方式6相關的向正向發生偏斜的部位和向負向發生偏斜的部位在軸向上交替相連而形成的旋轉電機的轉子的斜視圖。
[0022]圖12(a)是與實施方式7相關的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
[0023]圖13(a)是與實施方式8相關的旋轉電機的轉子的斜視圖，(b)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向正向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖，(C)是表示與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的向負向發生了偏斜的部位的橫截面形狀的簡化圖。
【具體實施方式】
[0024]實施方式I
[0025]參照圖1?6對本發明所涉及的實施方式I進行說明。圖1?5是用于說明與本發明相關的基本事項的展開示意圖以及旋轉電機的轉子的斜視圖。圖6是與實施方式I相關的旋轉電機的轉子的斜視圖、以及表示轉子的各部位中的橫截面形狀的簡化圖。
[0026]下面說明的是永磁體式旋轉電機的轉子具有永磁體而形成磁極，并且該永磁體發生了偏斜，在該轉子中，永磁體中具有容易去磁的特定的位置。為了明確指出具有偏斜量的轉子的容易去磁的位置，首先說明不具有偏斜量的轉子的容易去磁的位置。
[0027]圖1及圖2是說明正在旋轉的永磁體式旋轉電機中的定子I的磁動勢與轉子2的相對位置的展開示意圖。在圖1及圖2中，關于定子I的通電相位，表示出在轉子2的磁極之間出現定子磁動勢波形的基本波的峰值的相位，即q軸通電。
[0028]在此，作為表示永磁體的旋轉方向位置的術語，將轉子2的旋轉方向側稱為旋轉方向提前側，將轉子2的與旋轉方向的相反側稱為旋轉方向滯后側。S卩，在圖1中，磁體的位置2a是旋轉方向提前側，位置2b是旋轉方向滯后側。
[0029]如圖1所示，轉子2的永磁體PM在旋轉方向提前側2a由于定子磁動勢而受到引力，在旋轉方向滯后側2b由于定子磁動勢而受到斥力，從而使轉子2得到向旋轉方向旋轉的力即扭矩。換言之，轉子2的永磁體在旋轉方向提前側2a從定子受到使磁體磁通增強的方向的磁場，另夕卜，在旋轉方向滯后側2b從定子I受到使磁體磁通削弱的方向的磁場。
[0030]圖2中示出該情形。由于轉子2的永磁體在轉子2的旋轉方向滯后側2b從定子I受到使磁體磁通削弱的方向的磁場，所以旋轉方向滯后側2b最容易去磁。在圖2中，容易去磁的位置用標號D表不。
[0031]此外，上述為q軸通電時的考量，但轉子2的永磁體在轉子2的旋轉方向滯后側2b容易去磁這一點在弱勵磁時也是同樣的。
[0032]圖3中示出說明通過弱勵磁通電而正在旋轉的永磁體式旋轉電機中的定子磁動勢與轉子2的相對位置的示意圖。在使永磁體的磁通削弱的通電即弱勵磁通電中，永磁體更容易去磁。在弱勵磁通電中，轉子位置相對于定子磁動勢而滯后。因此，根據圖3可知，定子磁動勢的峰值從磁體的極間L到達相對于磁體的極間L處于提前側的磁體的、滯后側的部位處，其結果，磁體的旋轉方向滯后側與q軸通電時相比更容易去磁。在圖3中，容易去磁的位置用標號D表不。
[0033]通過上述為止的說明，描述了在永磁體式旋轉電機的不具有偏斜量的轉子中旋轉方向滯后側容易去磁的現象。下面，說明具有偏斜量的轉子中的容易去磁的位置。
[0034]圖4中示出具有2段偏斜量的永磁體式旋轉電機的轉子2。在圖4所示的轉子2中，將一個軸端21稱為軸端A，另一個軸端22稱為軸端B，將從軸端A向軸端B的方向觀察時的沿逆時針的方向稱為正向。在轉子2整體中，將通過2段偏斜量向正向偏移了的部位稱為轉子部2X，向負向偏移了的部位稱為轉子部Ti。在轉子2向正向旋轉時，轉子部2X成為旋轉方向提前側的部位，轉子部2Y成為旋轉方向滯后側的部位。相反地，在轉子2向負向旋轉時，轉子部2X成為旋轉方向滯后側的部位，轉子部Ti成為旋轉方向提前側的部位。
[0035]圖5中示出說明在轉子具有偏斜量的情況下的永磁體式旋轉電機中的定子磁動勢與轉子2的相對位置的示意圖。通電是q軸通電。圖5(a)表示向正向的旋轉時。在此，轉子部2Y相對于轉子部2X滯后。如在不