[发明专利]永磁旋转电机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2012年10月19日提交的日本专利申请No.2012-232125和2013年9月5日提交的日本专利申请No.2013-184523的优先权，这两件申请的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

概括来说，在此所述的实施例涉及一种永磁旋转电机，在该永磁旋转电机中，永磁体嵌入到转子中。

背景技术

近年来，对于用于电动车或混合动力车的车载旋转电机，为抑制废气，坚决要求较高程度地提高效率以及提高燃料效率。与之伴随的，尺寸的减小以及朝向使使用永磁体的旋转电机具有较高程度的输出水平的努力现在也在进展中。

有限安装空间中的车载旋转电机需要高转矩以及高程度的输出水平。因此，提出了一种永磁磁阻旋转电机，在该电机中，诸如稀土（NdFeB）磁体的具有高磁能积的永磁体布置成V形，槽（内极槽）布置在永磁体的外周侧。这种旋转电机，增大了磁阻转矩，获得了高转矩，由此实现了高输出和可变速的运行。

另一方面，在用作车载旋转电机的永磁旋转电机中，稀土（NdFeB）磁体具有强大的磁力，并且经常使用高能积。稀土磁体可以以小体积产生较高的转矩。但是，稀土金属生产区分布不均衡，资源量匮乏，因此稀土金属作为材料的获取风险以及未来资源耗尽成为了问题。

为此，目前正在研究使用资源量丰富、价格低的铁素体磁体的旋转电机。但是，铁素体的磁力低至稀土磁体磁力的三分之一。因而，提出了一种永磁磁阻旋转电机，在该电机中，通过在转子中设置多层结构的狭缝并在狭缝中布置永磁体来利用磁阻转矩，磁阻转矩与基于永磁体的磁体扭矩协同组合，由此提高所产生的转矩。

另外，在车载旋转电机中，当采用高速旋转来促进尺寸减小时，转子芯部的离心力引起的应力变大，这也成为了一个问题。因而，提出了一种永磁旋转电机，其中，通过借助突起保持嵌在转子芯部中的永磁体来减少旋转离心力，并从而减小转子芯部中产生的应力。

通过在使用铁素体磁体的上述永磁磁阻旋转电机上设置永磁体保持突起，可以实现能够高速旋转、同时使用低磁力的铁素体磁体的永磁体磁阻旋转电机。

但是，在永磁磁阻旋转电机中，由于旋转离心力引起的变形，通过使用磁体保持突起充分保持外周上层磁体变得困难。另外，磁体和转子芯部的嵌入孔之间发生不均匀接触，从而导致了裂纹或碎片，此外，由于马达特性下降引起转子芯部应力增加、磁体裂纹或碎片以及转动不平衡增大，还存在转子损坏的可能。

发明内容

本发明正是考虑到这些情形设计的，其目的是提供一种永磁磁阻旋转电机，该电机能够高速旋转，制造成本低，确保高度可靠性，同时避免永磁体断裂和损坏转子，并保持高转矩和高输出。

依照本发明的一方面，一种永磁旋转电机，其包括：定子，所述定子包括定子芯部和附接到定子芯部上的定子绕组；和转子，所述转子包括能够相对于定子旋转的转子芯部、在转子芯部的径向方向上前后地形成多层的多个磁体嵌孔、和嵌在磁体嵌孔中的多个永磁体，所述永磁体在转子芯部的径向方向上前后地布置多层。磁体嵌孔包括位于转子芯部的外周侧上的外磁体嵌孔和位于转子芯部的中心侧上的内磁体嵌孔，外磁体嵌孔和内磁体嵌孔中的每个均形成为弓形，该弓形的中心位于转子的磁极中心轴线上，并且朝转子的中心侧凸出。每个内磁体嵌孔由位于转子芯部的外周侧上的外周表面和位于转子芯部的中心侧上的内周表面限定，所述内周表面与外周表面相对，两者之间具有一空间。转子芯部包括中心支撑结构和两个支撑突起，所述两个支撑突起在与磁极中心轴线分开的两个端部部分从所述内周表面突出到内磁体嵌孔中，所述中心支撑结构在磁极中心轴线上从所述内周表面突出到内磁体嵌孔中，所述中心支撑结构被构造成至少在转子芯部旋转时支撑永磁体。永磁体包括嵌到中心支撑结构的两侧上的内磁体嵌孔中的两个永磁体，这两个永磁体共同构成两侧对称结构，每个永磁体均呈弓形横截面形状，这两个永磁体中的每一个均被中心支撑结构支撑并且在其弓形方向上的两个端部部分上都由一个支撑突起支撑，并且被保持在内磁体嵌孔中。

附图说明

图1是依照第一实施例的永磁旋转电机的横截面视图；

图2是旋转电机的转子和定子的一部分的横截面放大图；

图3是依照第二实施例的永磁旋转电机的横截面视图；

图4是依照第二实施例的永磁旋转电机的转子和定子的一部分的横截面放大图；

图5是依照第三实施例的永磁旋转电机的横截面视图；

图6是示出了依照第三实施例的永磁旋转电机的转子的一部分的横截面放大图；和