磁铁埋入型转子及磁铁埋入型转子的制造方法技术

本发明专利技术提供磁铁埋入型转子及磁铁埋入型转子的制造方法。抑制埋入磁芯(12)的永久磁铁产生减磁。永久磁铁是从径向外侧向径向内侧延伸的第一部分(16a)和第二部分(16b)通过接合部(CS)结合而形成的磁铁。第一部分(16a)和第二部分(16b)的径向外侧的端面(ES)中与轴向(Da)正交的剖面的形状为沿着取向方向(MO)的形状。并且，随着从一个磁极和邻接磁极的边界(BL)向磁极的中央侧过渡，磁芯(12)的外径逐渐增加。

【技术实现步骤摘要】
本申请主张于2015年9月7日提出的日本专利申请第2015-175970号的优先权，并在此引用包括说明书、附图、摘要在内的全部内容。
本专利技术涉及在磁芯埋入永久磁铁的磁铁埋入型转子及磁铁埋入型转子的制造方法。
技术介绍
例如美国专利申请公开第2015/0137629号中记载了具备从磁芯的径向外侧向磁芯的径向内侧延伸的永久磁铁的转子。作为上述转子的制造工序，会考虑采用在磁芯形成插入孔并向填充于插入孔的永久磁铁的材料(磁铁材料)从磁芯的径向外侧外加磁场的工序。但是，该情况下，在磁铁材料的磁芯的径向外侧的端部，磁铁材料内的磁路有可能变短。在径向外侧的端部，磁铁材料内的磁路变短的情况下，在径向外侧的端部，永久磁铁的取向方向的长度变短。另一方面，如果驱动电动机，则永久磁铁中的径向外侧的永久磁铁容易被施加与永久磁铁的磁通相反的磁场，在被施加相反磁场的情况下，永久磁铁的取向方向的长度越短越容易减磁。因此，如上述那样，在径向端部的永久磁铁的取向方向的长度变短的情况下，存在在转子的使用过程中永久磁铁容易减磁的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提供能够抑制埋入磁芯的永久磁铁产生减磁的磁铁埋入型转子及磁铁埋入型转子的制造方法。本专利技术的第一方式的电动马达用的磁铁埋入型转子包括：磁芯，其由软磁材料构成；以及永久磁铁，其埋入于磁芯，上述永久磁铁具备分别从上述磁芯的径向外侧向内侧延伸的第一部分和第二部分，上述第一部分和上述第二部分邻接，由上述第一部分和上述第二部分形成一个磁极，构成上述一个磁极的上述第一部分和上述第二部分各自在上述径向外侧的端部中的取向方向是：越趋向于上述一个磁极在上述磁芯的周向上的中央侧而越远离磁芯的中心的方向，在与上述磁芯的轴向正交的剖面中，上述第一部分和上述第二部分的在上述磁芯的径向的最外侧的端面沿着上述永久磁铁的取向方向。第一部分和上述第二部分的与磁芯的轴向正交的剖面上的端面的形状在相对于取向方向偏离平行的情况下，永久磁铁的取向方向的长度在端面附近变短。而且，在取向方向的长度较短的情况下，容易产生减磁。与此相对地，第一部分和上述第二部分的与磁芯的轴向正交的剖面上的端面的形状在相对于取向方向近似平行的情况下，永久磁铁的取向方向的长度在端面附近与稍微离开端面的部分相比，也不会变得过短。因此，在上述结构下，通过将磁芯的径向外侧的端面的与磁芯的轴向正交的剖面设定为沿着永久磁铁的取向方向，能够抑制埋入磁芯的永久磁铁产生减磁。有关本专利技术的第二方式，在上述方式的磁铁埋入型转子中，对于上述磁芯中与上述第一部分和上述第二部分在上述磁芯的径向最外侧的端部分别对置的部分而言，该部分的外径随着向上述一个磁极在上述磁芯的周向上的中央接近而逐渐增加。在上述结构下，构成一个磁极的第一部分和第二部分的各自的径向外侧的端部的取向方向是越趋向于该一个磁极的中央侧而越远离磁芯的中心的方向。因此，第一部分和第二部分的径向外侧的端面中与磁芯的轴向正交的剖面的形状越趋向于一个磁极的中央侧而越远离磁芯的中心。这里，在假设磁芯的外径恒定的情况下，第一部分和第二部分的各自的上述端面与磁芯的外周的距离越远离一个磁极的中央侧而越长。另一方面，第一部分和第二部分彼此在周向上对置的一对面的极性相互不同。而且，磁芯中与第一部分、第二部分对置的部分构成不通过定子而将上述一对面中构成磁极的面即上述中央侧的面和另一方的面连接的短路路径。而且，第一部分和第二部分的各自的上述端面到磁芯的外周的距离越长，即成为漏磁通的磁路的路径的宽度越宽，短路路径的磁通越多。这里，在上述结构下，随着向一个磁极的中央接近，而使磁芯的与上述第一部分和上述第二部分在径向最外侧的端部分别对置的部分的外径逐渐增加。因此，能够抑制产生第一部分和第二部分的各自的径向外侧的端部到磁芯的外周的距离变长的部分，进而能够减少上述短路路径的磁通。有关本专利技术的第三方式，在上述方式的磁铁埋入型转子中，上述磁芯的外径随着从上述一个磁极与在该一个磁极的两侧分别邻接的磁极之间的边界接近该一个磁极的中央而逐渐增加。在上述结构中，磁芯的外径随着从一个磁极与在该一个磁极的两侧分别邻接的磁极之间的边界接近该一个磁极的中央而逐渐增加。因此，容易在磁芯中的一个磁极的中央部分聚集从第一部分、第二部分出来的磁通、进入第一部分、第二部分的磁通。因此，容易生成使中央部分的磁通密度变得极大的基本波形状的磁通，进而能够减少磁通的空间高次谐波。有关本专利技术的第四方式，在上述方式的磁铁埋入型转子中，在上述永久磁铁中，上述磁芯在径向内侧沿上述取向方向的长度短于上述磁芯在径向外侧沿上述取向方向的长度。在上述结构下，永久磁铁的取向方向的长度在径向内侧短于径向外侧，因此能够扩大永久磁铁的表面积，进而容易增多永久磁铁的磁通。另外，在向磁芯填充了磁铁材料后向磁铁材料外加磁场来生成永久磁铁的情况下，通过径向内侧的磁铁材料的磁路在永久磁铁的取向方向的长度恒定的情况下，与通过径向外侧的磁铁材料的磁路相比，磁阻容易增大，因此通过径向内侧的磁铁材料的磁通容易变小。与此相对地，在上述结构下，通过使永久磁铁的取向方向的长度在径向内侧短于径向外侧，能够减少通过径向内侧的磁铁材料的磁路的磁阻，因此能够抑制通过径向内侧的磁铁材料的磁通变少。本专利技术的第五方式是制造上述方式的埋入磁铁型转子的制造方法,其具有：向上述磁芯的插入孔填充上述永久磁铁的材料即磁铁材料的填充工序；以及针对上述插入孔内的上述磁铁材料，从上述磁芯的径向向上述磁铁材料外加磁场的定向磁化工序。在上述结构下，从磁芯的径向向填充于磁芯的插入孔的磁铁材料外加磁场。因此，第一部分和第二部分的各自的径向外侧的端部的取向方向容易成为越趋向于该一个磁极的中央侧而越远离磁芯的中心的方向。即，容易成为上述第一方式所述的磁铁埋入型转子的永久磁铁的取向方向。另外，在上述第四方式所述的磁铁埋入型转子的情况下，能够通过定向磁化工序来抑制通过径向内侧的磁铁材料的磁通变少，因此能够提高取向率和磁化率，进而能够提高永久磁铁的使用效率。附图说明根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了解本专利技术的上述以及更多的特点和优点，在附图中，对相同的元素标注相同的附图标记。图1是第一实施方式所涉及的磁铁埋入型转子的俯视图。图2是示出该实施方式所涉及的填充工序和定向磁化工序的俯视图。图3是该实施方式所涉及的转子的局部剖视图。图4是例示该实施方式所涉及的磁通密度分布的图。图5是示出比较例的转子的局部形状的图。图6是例示比较例的磁通密度分布的图。图7是第二实施方式所涉及的转子的局部放大图。图8是示出能够提高磁化率和取向率的永久磁铁形状示例的图。图9是示出上述永久磁铁的磁铁厚度的图。图10是示出能够提高磁化率和取向率的永久磁铁形状的其它示例的图。图11是示出上述永久磁铁的磁铁厚度的图。具体实施方式下面参照附图说明磁铁埋入型转子所涉及的第一实施方式。图1所示的转子10内置于磁铁埋入式同步马达(IPMSM)。该IPMSM构成电动助力转向装置(EPS)。转子10具备由软磁材料形成的磁芯12和永久磁铁16。磁芯12层叠多个硅钢板即电磁钢板而形成，具备保持磁路、永久磁铁16、以及生成和传递旋转转矩的功能。磁芯12具备10个在其轴向Da上贯通的插入孔14。插入孔14的与轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动马达用的磁铁埋入型转子，其中，包括：磁芯，其由软磁材料构成；以及永久磁铁，其埋入于磁芯，所述永久磁铁具备分别从所述磁芯的径向外侧向内侧延伸的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分邻接，由所述第一部分和所述第二部分形成一个磁极，构成所述一个磁极的所述第一部分和所述第二部分各自在所述径向外侧的端部中的取向方向是：越趋向于所述一个磁极在所述磁芯的周向上的中央侧而越远离磁芯的中心的方向，在与所述磁芯的轴向正交的剖面中，所述第一部分和所述第二部分的在所述磁芯的径向的最外侧的端面沿着所述永久磁铁的取向方向。

【技术特征摘要】
2015.09.07 JP 2015-1759701.一种电动马达用的磁铁埋入型转子，其中，包括：磁芯，其由软磁材料构成；以及永久磁铁，其埋入于磁芯，所述永久磁铁具备分别从所述磁芯的径向外侧向内侧延伸的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分邻接，由所述第一部分和所述第二部分形成一个磁极，构成所述一个磁极的所述第一部分和所述第二部分各自在所述径向外侧的端部中的取向方向是：越趋向于所述一个磁极在所述磁芯的周向上的中央侧而越远离磁芯的中心的方向，在与所述磁芯的轴向正交的剖面中，所述第一部分和所述第二部分的在所述磁芯的径向的最外侧的端面沿着所述永久磁铁的取向方向。2.根据权利要求1所述的磁铁埋入型转子，其中，对于所述磁芯中与所述第一部分和所述第二部分在所述磁芯的径向最外侧的端部分别对置的部分而言，该部分的外径随着向所述一个磁极在所述磁芯的周向上的中央接近而逐渐增加。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：神田尚武，柴田由之，大野誉洋，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP