阅读说明：本技术 永磁型马达 (Permanent magnet motor ) 是由 滝泽勇二 阿久津悟 冈崎正文 N·杉 于 2017-04-26 设计创作，主要内容包括：获得一种抑制马达的振动噪音加剧的永磁型马达。永磁型马达(1)包括：定子(12)；转子(22),具有转子芯体(23)、永磁体(25)以及转子芯体(23)的励磁极(40),转子芯体(23)与定子(12)的内侧隔着气隙(50)相向地配置,永磁体(25)沿着转子芯体(23)的周向配置,在转子芯体(23)的励磁极(40)配置有永磁体(25),励磁极(40)具有比以安装于转子(22)的内侧的轴(24)为中心的圆弧的半径小的半径,在励磁极(40)形成有长轴方向为转子芯体(23)的径向的多个狭缝(41),位于多个狭缝(41)之间的第一中心线(42a)与位于相邻的多个狭缝(41)之间的第二中心线(42b)的间隔随着朝向转子芯体(23)的外周侧而扩大。(A permanent magnet motor is obtained which suppresses the increase in vibration noise of the motor. A permanent magnet motor (1) is provided with: a stator (12); a rotor (22) having a rotor core (23), a permanent magnet (25), and a field pole (40) of the rotor core (23), wherein the rotor core (23) is disposed facing the inside of the stator (12) with an air gap (50) therebetween, the permanent magnet (25) is disposed along the circumferential direction of the rotor core (23), a permanent magnet (25) is arranged on a field pole (40) of a rotor core (23), the field pole (40) has a radius smaller than that of an arc centered on a shaft (24) attached to the inside of a rotor (22), a plurality of slits (41) are formed in the field pole (40) such that the longitudinal direction thereof is the radial direction of the rotor core (23), and the distance between a first center line (42a) positioned between the plurality of slits (41) and a second center line (42b) positioned between the adjacent plurality of slits (41) increases toward the outer peripheral side of the rotor core (23).)

永磁型马达

技术领域

本发明涉及一种永磁型马达，例如，涉及一种用于电动动力转向系统等的永磁型马达。

背景技术

目前，在永磁型马达的转子中，为了改善永磁体的退磁阻力，公开了一种在IPM(内部永磁体)马达的转子芯体表面以彼此相邻间隔基本相等的方式排列有狭缝的结构(例如，参照专利文献1)。

此外，为了改善转矩脉动，公开了一种现有的马达的磁体埋入式转子在IPM马达的转子芯体表面设置向旋转方向的一侧倾斜的狭缝的结构(例如，参照专利文献2)。

如前文所述的现有IPM马达主要目的在于实现抗退磁性以及转矩脉动的改善。对于改善抗退磁性而言，如专利文献1所公开的那样，不需要在转子表面设置狭缝这样的复杂结构，只要采用矫顽力高的永磁体即可。此外，对于改善转矩脉动而言，由于专利文献2所公开的具有正圆的转子外形的结构是转矩脉动会变差的形状，因此并不适用。

通常而言，与表面磁体结构(SPM：表面永磁体)相比，IPM的退磁阻力较大，能够活用磁阻转矩，因此，通过增加电流量来增大转矩密度，从而能够实现小型且高输出的马达。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006－081336号公报

专利文献2：日本专利特开2006－014450号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

此时，与SPM不同的是，在IPM中，与定子内径相向的面形成导磁率高的转子芯体，因此，在周向上横穿磁极表面的磁通变大，与SPM相比，气隙的磁通密度容易变得局部过大。

在现有的永磁体马达中，由于气隙的局部磁通密度的增加，将作用有与磁通密度的平方成比例的电磁激振力，从而使定子变形，因此，存在马达的振动噪声加剧的问题。马达电流的减小以及气隙的扩大会使转矩密度降低，因此，相对于SPM的小型高输出化的优点被抵消。

本发明是为了解决上述问题而形成的，其目的在于提供一种永磁型马达，该永磁型马达能够确保IPM的优点即小型高输出化，并且能够抑制马达的振动噪音的加剧。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的永磁型马达包括：定子；以及转子，所述转子具有转子芯体、永磁体以及所述转子芯体的励磁极，所述转子芯体与所述定子的内侧隔着气隙相向地配置，所述永磁体沿着所述转子芯体的周向配置，在所述转子芯体的励磁极配置有所述永磁体，所述励磁极具有半径，该半径比以安装于所述转子的内侧的轴为中心的圆弧的半径小，在所述励磁极形成有长轴方向为所述转子芯体的径向的多个狭缝，位于多个所述狭缝之间的第一中心线与位于相邻的多个所述狭缝之间的第二中心线的间隔随着朝向所述转子芯体的外周侧而扩大。

发明效果

根据本发明的永磁型马达，能够确保IPM的优点即小型高输出化，并且能够抑制由于转矩脉动以及框架的振动而引起的振动噪声的加剧。因此，能够得到一种适用于电动动力转向系统等的永磁型马达。

附图说明

图1是本发明实施方式一的永磁型马达的轴向剖视图。

图2A是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。

图2B是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。

图2C是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。

图2D是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。

图2E是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。

图3是比较例中的永磁型马达的主视图。

图4是比较例中的永磁型马达的主视图。

图5是比较例中的永磁型马达的主视图。

图6A是本发明实施方式二的永磁型马达的转子的主视图。

图6B是本发明实施方式二的永磁型马达的转子的主视图。

图7是本发明实施方式三的永磁型马达的转子的主视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式一进行说明。

另外，在各附图中，相同符号表示相同或相当的构件。

实施方式一

图1是本发明实施方式一的永磁型马达的轴向剖视图。

如图1所示，永磁型马达(以下简称为马达)1包括转子22和定子12，其中，上述转子22具有内部配设有多个永磁体25的转子芯体23，并且该转子22被支承为自由旋转，上述定子12具有定子绕组5和定子芯体3，并且该定子12隔着气隙50而设置于转子22的外侧。

定子芯体3例如通过将板状的电磁钢板层叠而形成，并且通过树脂制的绝缘体4卷绕有三相的定子绕组5。各相的定子绕组5通过收容于树脂制的端子保持件6的绕组端子7而构成为三角形接线。此外，在各相的绕组端子7安装有用于与导线2连接的连接端子8。连接端子8安装于连接端子基部9，在连接端子基部9的内部收容有用于将导线2安装至连接端子8的螺母10。

定子芯体3被压入铁制的框架11，从而构成为马达1的定子12。在框架11的一端部具有底部，在底部的中央部形成有后轴承箱部13，该后轴承箱部13对用于支承转子22的一端的后轴承26进行收容。框架11的另一端部开口，形成有用于与马达1的外壳17连接的嵌入部(日文：インロー部)14。在框架11的嵌入部14的外周形成有凸缘部15，该凸缘部15具有螺纹紧固部，该螺纹紧固部用于将定子12螺纹紧固于马达1的外壳17。在马达1的外壳17与定子12的凸缘部15之间设置有用于防水的O形环状的框架索环16。

马达1的外壳17通过铝合金的铸模成型而形成，在中央部形成有前轴承箱18，该前轴承箱18对用于支承转子22的一端的前轴承27进行收容。此外，在外壳17的前轴承箱18的附近形成有解析器安装部20，该解析器安装部20用于安装用于检测转子22的旋转角度的旋转传感器即解析器19。在外壳17的与安装定子12侧相反一侧的端部设置有安装嵌入部21，该安装嵌入部21用于将马达1安装于对方侧设备。

转子22包括转子芯体23，该转子芯体23通过将安装于铁制的轴24的电磁钢板层叠而形成。此外，轴24的两端通过后轴承26和前轴承27被支承为自由旋转。在轴24的前侧端部安装有用于与对方侧设备连结的联接器即轴套28。

图2A和图2B是本发明实施方式一的永磁型马达的转子的主视图。此外，图2B是图2A的放大图。如图2A和图2B所示，在转子22的转子芯体23处沿周向配置有多个永磁体25。多个永磁体25收容并固定于在转子芯体23内沿周向等间隔地配置的多个永磁体安装孔47，在永磁体25的两侧形成有空隙部45。另外，图2A和图2B以转子22为中心进行了图示。因此，关于隔着气隙50而设置于转子22的外周的定子12，省略了图示。定子12具有定子芯体3和电枢绕组(未图示)，其中，上述定子芯体3具有多个极齿48和多个槽(未图示)，上述电枢绕组卷绕于极齿48而收容于槽。

在本发明的实施方式一中，转子芯体23并非是以轴24为中心的正圆，而是具有圆形花朵状的形状，配置有永磁体25的转子芯体23的励磁极40包括多个狭缝41。励磁极40具有比以安装于转子22的内侧的轴24为中心的圆弧的半径小的半径。此外，在励磁极40形成有长轴方向为转子芯体23的径向的多个狭缝41。

此外，狭缝41与狭缝41之间是励磁极40的转子芯体23，两侧的狭缝41的中心线42设定成随着朝向外周侧而扩展。也就是说，狭缝41设置成狭缝41之间的第一中心线42a与相邻的狭缝41之间的第二中心线42b的间隔随着朝向转子22的外周侧而逐渐扩大。对于每个励磁极40(＝一个磁极部)，配置有例如七个狭缝41。此外，狭缝41夹着配置于励磁极40的中央的中央狭缝B轴对称地配置有奇数个，狭缝41的长度轴对称地形成为相同的长度。永磁体25的周向上的宽度比半径方向上的宽度大，构成为平板型的磁体形状。

此外，设置有连接部44以将加进狭缝41而被分割的励磁极40设为一体。被狭缝41分开的励磁极40通过连接部44一体化。

此外，图2C～图2E是本发明实施方式一的另一实施例的永磁型马达的转子的主视图。在图2C中，永磁体25的形状为曲线状，不过，除了永磁体25和永磁体安装孔的形状以外的其它结构与图2A的结构相同。

此外，在图2D中，与跨接部43相向的转子芯体23的形状为正圆形状46，除了该形状以外的其它结构与图2A的结构相同。

此外，在图2E中，狭缝41的形状为梯形形状，除了狭缝41的形状以外的其它结构与图2A的结构相同。

图3～图5是比较例中的永磁型马达的主视图。在图3～图5中，对隔着气隙50设置于转子22的外侧的定子12的极齿48进行了图示。在图3中，由于转子22的外形为正圆形状46，因此，转矩脉动变大。此外，在图4中，由于在转子芯体23未设置有狭缝41，因此，流动有横穿转子芯体23的励磁极40的磁通49，从而气隙50的区域A的磁通密度增加。此外，在图5中，狭缝41的间隔随着朝向转子芯体23的外周侧变小，由狭缝41引起的气隙50的磁通密度的分散效果消失。

另一方面，在本发明的实施方式一中，特别地，对于低阶的电磁激振力模态较小且振动噪音容易变大的、例如整周上产生二次模态的十极十二槽、十四极十二槽、十四极十八槽等极槽而言，能够产生特别显著的效果。

狭缝41中的一个位于励磁极40的中心。励磁极40的中心是对于横穿的磁通49而言励磁极40的截面积最大且磁通49最容易流动的位置，能够得到狭缝41对磁通49的遮断效果。

当加进几个狭缝41至励磁极40内的磁饱和时，容易得到抑制振动噪音的效果，但转矩降低，因此，通过将转子芯体23的长度(还有永磁体25的长度)设得比定子芯体3的长度大，从而不增加马达1的体积就能够得到抑制噪音振动的效果。

实施方式二

图6A和图6B是本发明实施方式二的永磁型马达的转子的主视图。此外，

图6B是图6A的放大图。如图6A和图6B所示，在转子22的转子芯体23处沿周向配置有多个永磁体25。在图6A和图6B中，狭缝41的单侧处于敞开的状态。具体而言，在连接部44处，虽然设置有连接部(励磁极上侧)44a，但未设置有连接部(励磁极下侧)44b，永磁体安装孔47与多个狭缝41的单侧处于相连的状态，多个狭缝41处于单侧敞开的状态。在连接部(励磁极下侧)44b存在的情况下，励磁极40表面的磁通49经由连接部(励磁极下侧)44b和跨接部43回绕至永磁体25的背面，因此，原本应从励磁极40经由气隙50流至定子12而形成转矩的磁通49减少。

在本发明实施方式二中，由于未设置有连接部(励磁极下侧)44b，从而能够进一步降低磁通的减少。因此，与实施方式一相比，基于连接部(励磁极下侧)44b的磁通的回绕较小，因而具有狭缝41的效果进一步变高的效果。

实施方式三

图7是本发明实施方式三的永磁型马达的转子的主视图。如图7所示，在实施方式三中，连接部的宽度51和52(径向的宽度)比电磁钢板的板厚小。由此，由于基于连接部44的磁通的回绕变小，因此，具有狭缝41的效果容易显现的效果。

另外，本发明在其发明的范围内，能将各实施方式自由组合，或是将各实施方式适当变形、省略。

符号说明

1马达；2导线；3定子芯体；4绝缘体；5定子绕组；6端子保持件；7绕组端子；8连接端子；9连接端子基部；10螺母；11框架；12定子；13后轴承箱部；14嵌入部；15凸缘部；16框架索环；17外壳；18前轴承箱；19解析器；20解析器安装部；21安装嵌入部；22转子；23转子芯体；24轴；25永磁体；26后轴承；27前轴承；28轴套；40励磁极；41狭缝；42中心线；42a第一中心线；42b第二中心线；43跨接部；44连接部；44a连接部(励磁极上侧)；44b连接部(励磁极下侧)；45空隙部；46正圆形状；47永磁体安装孔；48极齿；49磁通；50气隙；51连接部的宽度；52连接部的宽度。