[發明專利]旋轉電機

在審

• 申請號: 202111151031.3
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114337023A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 矢崎學;田島茂;阿部升榮;久保田芳永;八重垣翔
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: H02K1/276
• 分類號: H02K1/276;H02K1/14;H02K1/16;H02K3/42;H02K3/50;H02K3/52
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;蔣國偉

本發明提供一種旋轉電機。旋轉電機(10)的轉子(14)具有：第一磁鐵(50a)及第四磁鐵(50b)，其磁場方向為定子(12)的徑向；和第二磁鐵(52a)及第三磁鐵(52b)，其磁場方向為定子的周向。定子的齒部(24)具有：桿部(32)，其向磁軛部(26)的徑向內側突出；凸緣部(34)，其寬度比桿部的寬度大；和擴展部(36)，其介于桿部和凸緣部之間。桿部與擴展部的交叉角度(θ)為108°～130°。從凸緣部的內周側端部到外周側端部的距離(厚度T1)為0.2mm～2.0mm。據此，能提高轉矩且抑制發熱。

技術領域

本發明涉及一種旋轉電機，其具有包含電磁線圈的定子和包含永久磁鐵的轉子。

背景技術

眾所周知，旋轉電機具有定子和轉子，其中，定子被定位固定，轉子相對于定子旋轉。在形成于定子的狹槽(slot)中以跨越齒部的方式設置有電磁線圈。另一方面，在轉子上保持有永久磁鐵。在馬達中，伴隨著對電磁線圈進行通電，使該電磁線圈帶有磁性而形成交變磁場。通過該交變磁場和由所述永久磁鐵產生的磁場產生相斥力或吸引力，從而使轉子旋轉。在發電機的情況下，通過對轉子施加旋轉作用力，在電磁線圈中產生感應電流。

在這種旋轉電機中，如日本發明專利公開公報特開2006-262603號、日本發明專利公開公報特開2007-028734號、日本發明專利公開公報特開2016-152771號所記載的那樣，研究了將設置于轉子的永久磁鐵設為海爾貝克陣列(halbach array)的情況。即，將主磁鐵和副磁鐵沿定子的周向交替排列配置，其中，主磁鐵的磁場方向指向定子的徑向外側或內側，副磁鐵的磁場方向是定子的周向上的順時針方向或逆時針方向。在這種情況下，由于磁通密度變大，因此特別期待在小型化的情況下提高效率。

發明內容

在采用海爾貝克陣列時，來自主磁鐵的磁通量變大。在定子不能充分容納該磁通量的情況下產生所謂的漏磁通。漏磁通成為發熱的一個原因。另外，當將旋轉電機作為發電機時會妨礙發電量的提高。如此，漏磁通會導致各種不良情況的產生。

本發明的主要目的在于提供一種采用海爾貝克陣列來排列永久磁鐵的旋轉電機。

本發明的另一目的在于提供一種齒部能夠充分容納磁通量(magnetic flux)的旋轉電機。

本發明的又一目的在于提供一種能夠減少漏磁通的旋轉電機。

根據本發明的一實施方式，提供一種旋轉電機，其具有定子和轉子，其中，所述定子具有磁軛部和多個齒部，所述磁軛部呈圓環形狀，所述多個齒部從所述磁軛部的周緣部沿所述磁軛部的徑向突出，并且，所述定子在形成于相鄰的所述齒部彼此之間的狹槽中設置有電磁線圈，所述轉子保持與所述齒部相向的多個永久磁鐵，所述多個永久磁鐵構成為包括相同數量的第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵和第四磁鐵，其中，所述第一磁鐵的磁場方向指向所述磁軛部的徑向外側；所述第二磁鐵與所述第一磁鐵相鄰且其磁場方向是所述磁軛部的順時針方向；所述第三磁鐵與所述第一磁鐵相鄰且其磁場方向是所述磁軛部的逆時針方向；所述第四磁鐵與所述第三磁鐵相鄰且其磁場方向指向所述磁軛部的徑向內側，所述齒部具有桿部、凸緣部和擴展部，其中，所述桿部從所述磁軛部的內周緣部向所述磁軛部的徑向內側突出；所述凸緣部比所述桿部接近所述轉子且其寬度比所述桿部大；所述擴展部介于所述桿部與所述凸緣部之間且其寬度以隨著從所述桿部靠向所述凸緣部而擴展的方式增大，所述桿部與所述擴展部的交叉角度為108°～130°，從所述凸緣部的內周側端部到外周側端部的距離為0.2mm～2.0mm。

在本發明中，多個永久磁鐵以形成海爾貝克陣列的方式排列。因此，從轉子(永久磁鐵)朝向定子(電磁線圈)的磁通量變多，因此提高了轉矩。

而且，在構成定子的齒部中，使擴展部相對于桿部的交叉角度、凸緣部的厚度等在規定的范圍內。通過這樣設定齒部的形狀，特別是凸緣部能夠充分地容納永久磁鐵的磁通量。因此，減少了漏磁通。其結果，減少了電磁線圈的交鏈磁通(interlinkage flux)或渦電流。因此，能夠抑制發熱。