[發明專利]旋轉電機的轉子及其制造方法

無效

• 申請號: 200880015563.0
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101682221A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 小暮智也;金田敬右;平賀雅明
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K15/03
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 田軍鋒;楊獻智

技術領域

本發明涉及一種旋轉電機的轉子以及所述轉子的制造方法。更具體地，本發明涉及一種永磁體嵌入式轉子及其制造方法。

背景技術

具有永磁體嵌入式轉子的旋轉電機是利用磁扭矩和磁阻轉矩的高輸出電動機。近年來，具有永磁體嵌入式轉子的旋轉電機已被用于例如電動車、混合動力車等車輛的驅動裝置中。

日本專利申請公開No.2006-166625(JP-A-2006-166625)描述了一種能夠通過降低磁阻來增大轉子扭矩的旋轉電機。

該旋轉電機具有：轉子，其中，磁體附接至轉子鐵心，旋轉軸穿過該轉子鐵心的兩個相反端面；以及定子，其中，定子繞組線圈卷繞在環繞轉子的定子鐵心上。以可旋轉方式保持轉子和定子，而且在轉子與定子之間留有氣隙。轉子設置有開口于兩個相反端面中的磁體配裝間隙，磁體插入該磁體配裝間隙中以在磁體的磁極之間形成凸極。例如，對于這種類型的旋轉電機的磁體的構造，一些構造采用具有如下形狀的磁體：該磁體的中部從外周側凹進。

圖12是用于說明永磁體嵌入式轉子的磁體的去磁效應的圖。參考圖12，轉子包括轉子鐵心502、以及插入形成于轉子鐵心502中的孔中的永磁體504。在圖12所示部分中，永磁體504設置成使得其N極相對于轉子處于外周側，而其S極處于內周側。

定子鐵心506設置成面對轉子的外周。由定子鐵心506產生旋轉磁場，使得轉子旋轉。促使交流電流經定子鐵心506以產生該旋轉磁場。

在產生旋轉磁場的過程中的一種情況下，定子鐵心506的較靠近轉子的端部如圖12所示變為N極。在這種情況下，定子鐵心506向永磁體504提供排斥永磁體504的磁場的反向磁場。因此，在永磁體504的兩個相反端部X1、X2中沿與永磁體504的磁化方向相垂直的方向發生去磁效應。來自定子鐵心的磁場傾向于集中在轉子外周側的磁體的兩個相反端部，使得磁體的兩個相反端部比磁體的其它部分更有可能經歷不可逆的去磁效應。

為了獲得改善的磁體的抗去磁性，有效的是增加磁體的厚度，或者使用含有改善抗去磁性的稀土的磁體。但是，兩種方法都顯著增加成本。此外，就減少磁體的使用而言，也可想到僅在兩個相反端部處增大磁體的厚度。但是，如果如日本專利申請公開No.2006-166625(JP-A-2006-166625)所述采用沿旋轉方向的中部從外周側部分凹進的磁體嵌入式轉子的磁體構造，則所述中部與定子之間增大的距離將減小所能夠產生的扭矩。

發明內容

本發明提供了一種旋轉電機的轉子，所述轉子在限制成本增加的同時改善了抗去磁性。

本發明第一方面涉及一種用于旋轉電機的轉子，轉子繞旋轉電機的旋轉軸線轉動，轉子具有轉子鐵心和嵌在轉子鐵心中的永磁體。在這種用于旋轉電機的轉子中，永磁體包括面對旋轉電機的定子側的第一表面以及與第一表面相反的第二表面；而且永磁體的中部的在永磁體的磁化方向上的中央位置比永磁體的兩相反端部的在磁化方向上的中央位置更加靠近定子，永磁體的兩相反端部沿垂直于磁化方向的方向布置。

在這種構造中，所述永磁體的垂直于所述旋轉軸線的截面的形狀可以是大體矩形；而且所述第二表面可在其中部具有凹進部。

在前述構造中，在永磁體的垂直于旋轉軸線的截面中，永磁體可以具有第一磁體塊、第二磁體塊以及第三磁體塊；第一磁體塊和第二磁體塊布置成使得第一磁體塊的磁化方向與第二磁體塊的磁化方向一致，并使得第一磁體塊和第二磁體塊在垂直于磁化方向的方向上并列設置；第三磁體塊布置成使得第三磁體塊位于第一磁體塊與第二磁體塊之間，并使得第三磁體塊的磁化方向與第一磁體塊和第二磁體塊的磁化方向一致；而且第一磁體塊和第二磁體塊中的每一個在磁化方向上的厚度可以大于第三磁體塊在磁化方向上的厚度。

在前述構造中，所述第一磁體塊至所述第三磁體塊中的每一個的截面可以是矩形的。

在前述構造中，定子可以沿徑向布置在轉子外部；轉子可以進一步包括與永磁體具有相同構造的多個永磁體；多個永磁體可以劃分成多對；而且每對永磁體可以都布置呈V形，使得成對的永磁體的鄰近部的每一個都定位成比成對的永磁體的兩個端部更加靠近旋轉軸線。

本發明的第二方面涉及用于旋轉電機的轉子的制造方法。所述用于旋轉電機的轉子的制造方法包括：將截面形狀為大體矩形的第一磁體塊插入形成于轉子鐵心中的多個孔的每一個中；將截面形狀為大體矩形的第二磁體塊插入多個孔的每一個中至與處于多個孔的每一個中的第一磁體塊間隔開的位置；以及將截面形狀為大體矩形的第三磁體塊在多個孔的每一個中插入在第一磁體塊與第二磁體塊之間。