永磁铁和旋转电机制造技术

本发明专利技术提供一种永磁铁。确认了即使在永磁铁的垂直基准面的尺寸不同的情况下表面磁通密度也几乎不发生变化，垂直基准面的尺寸偏差对表面磁通密度的影响不大。因此，即使在垂直基准面产生了尺寸偏差，也能够抑制IPM马达的特性偏差。

Permanent magnet and rotating motor

【技术实现步骤摘要】
永磁铁和旋转电机
本专利技术涉及永磁铁和旋转电机。
技术介绍
一直以来，作为旋转电机，已知一种内转子型马达，即在转子内部埋入有永磁铁的IPM马达(例如，日本特开2018－170940号公报)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2018－170940号公报
技术实现思路
作为IPM马达的被埋入转子内部的永磁铁，专利技术人并非对一直以来所采用的长方体状的永磁铁，而是对比长方体状的永磁铁更容易实现所期望的磁分布的具有拱形形状截面的永磁铁进行了反复研究。关于具有拱形形状截面的永磁铁，当在其表面存在平坦的基准面时，进行表面加工等时的位置确定就变得容易。另一方面，难以在磁铁表面以高尺寸精度形成上述基准面，在基准面上产生了尺寸偏差的情况下通常认为转子特性也产生偏差。专利技术人经过深入研究，结果新发现了能够抑制转子特性的偏差并且容易形成基准面的技术。依照本专利技术，提供能够抑制旋转电机的特性偏差并且容易形成基准面的永磁铁和旋转电机。本专利技术的一方式的永磁铁具有由外弧、内弧、以及将所述外弧的端点与所述内弧的端点连结的一对端边形成的拱形形状的截面，具有垂直基准面，该垂直基准面设置在由所述内弧形成的内周面并且在所述截面中与所述内弧的张角的二等分线方向垂直。专利技术人获得了以下发现，即即使在永磁铁的设置于内周面的垂直基准面的尺寸不同的情况下旋转电机的特性也几乎不产生偏差。即，即使在垂直基准面产生尺寸偏差，也能够抑制旋转电机的特性偏差。因此，利用上述永磁铁，能够抑制旋转电机的特性偏差并且容易地形成基准面。另一方式的永磁铁在所述截面中以位于所述内弧侧的假想中心为基准以放射状地被磁化。另一方式的永磁铁的内弧的张角θ的范围为10°≤θ≤90°。本专利技术的一方式的旋转电机包括转子和定子，其中所述转子具有轴和以包围该轴的方式安装多个永磁铁的转子芯，该定子具有配置于该转子的外周的多个线圈，所述永磁铁具有由外弧、内弧、以及将所述外弧的端点与所述内弧的端点连结的一对端边形成的拱形形状的截面，且具有垂直基准面，该垂直基准面设置在由所述内弧形成的内周面并且在所述截面中与所述内弧的张角的二等分线方向垂直。专利技术人获得了以下发现，即即使在永磁铁的设置于内周面的垂直基准面的尺寸不同的情况下旋转电机的特性也几乎不产生偏差。即，即使在垂直基准面产生尺寸偏差，也能够抑制旋转电机的特性偏差。因此，利用上述永磁铁，能够抑制旋转电机的特性偏差并且容易地形成永磁铁的基准面。附图说明图1是表示本专利技术之一实施方式的IPM马达的概略截面图。图2是表示图1所示的IPM马达的主要部分放大图。图3是表示图2所示的转子的图。图4是图3所示的永磁铁的概略立体图。图5是图4所示的永磁铁的概略截面图。图6是表示模拟中使用的永磁铁的形状的概略截面图。图7是表示模拟中使用的永磁铁的形状的概略截面图。图8是表示永磁铁的角度位置与表面磁通密度之间的关系的曲线图。图9是表示永磁铁的截面积与表面磁通密度之间的关系的曲线图。图10是表示图4所示的形态的永磁铁的角度位置与表面磁通密度之间的关系的曲线图。图11是表示图4所示的形态的永磁铁的基准面长度与表面磁通密度之间的关系的曲线图。图12是表示图4所示的形态的永磁铁的基准面长度与表面磁通密度之间的关系的曲线图。具体实施方式下面，参照附图，对各种实施方式和实施例进行说明。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。在以下所示的实施方式中，作为旋转电机，以马达(更详细而言，IPM马达)为例进行说明。图1表示实施方式的IPM马达1。在图1中，示出了IPM马达1的与旋转轴X正交的截面。IPM马达1是具有转子10和定子20，转子10位于定子20的内侧的内转子型的马达。在本实施方式中，IPM马达1具有8极32槽的结构。转子10构成为包括轴12和转子芯14。轴12具有圆柱状的形状，在图1的垂直于纸面的方向延伸。轴12例如由不锈钢等构成。转子芯14具有圆筒状的形状，在内侧具有轴孔14a。轴12嵌入于转子芯14的轴孔14a内，转子芯14和轴12一体地绕旋转轴X旋转。转子芯14例如由层叠钢板构成。在本实施方式中，转子芯14的外径为76mm，内径为41.2mm。如图2～4所示，转子芯14具有多个永磁铁30。多个永磁铁30可采用由相同的材料构成的永磁铁。在本实施方式中，各永磁铁30由稀土系永磁铁构成，例如可采用R－T－B系永磁铁。此外，其中可采用R－T－B系烧结磁铁。R－T－B系烧结磁铁具有由R2T14B晶体构成的颗粒(晶粒)和晶界。各永磁铁30不限于烧结磁铁，也可以为粘结磁铁或热加工磁铁。R－T－B系烧结磁铁中的R表示稀土元素中的至少一种。所谓稀土元素，是指属于长周期型周期表的第IIIB族的Sc、Y、镧系元素。镧系元素例如包含La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。R－T－B系烧结磁铁中的T表示Fe、或者Fe及Co。而且，也可以包含选自其他过渡金属元素的一种以上。R－T－B系烧结磁铁中的B表示硼(B)、或者硼(B)及碳(C)。本实施方式的R－T－B系烧结磁铁也可以含有Cu或Al等。通过添加这些元素，可实现高矫顽力、高耐腐蚀性、或者改善磁特性的温度特性。而且，本实施方式的R－T－B系烧结磁铁也可以含有作为重稀土元素的Dy、Tb、或其它们两者。重稀土元素也可以包含于晶粒和晶界中。重稀土元素在实质上不包含在晶粒中的情况下，也可以包含在晶界中。晶界中的重稀土元素的浓度也可以比晶粒中的浓度高。本实施方式的R－T－B系烧结磁铁也可以是重稀土元素扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁。重稀土元素扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁与没有扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁相比，能够以更少量的重稀土元素提高残余磁通密度及矫顽力。此外，在作为本实施方式的永磁铁30使用重稀土元素扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁的情况下，不使用在磁铁的一部分中重稀土元素扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁，而是使用在整个磁铁都扩散于晶界的R－T－B系烧结磁铁。通过采用这种结构，生产率提高，并且成本降低。另外，在本实施方式的永磁铁30为R－T－B系永磁铁的情况下，R－T－B系永磁铁不限定于如上述那样通过进行烧结而制造的R－T－B系烧结磁铁。例如也可以是代替烧结，进行热成型和热加工制造的R－T－B系永磁铁。当对在室温下使原料粉末成型而得到的冷成型体进行边加热边加压的热成型时，残留于冷成型体的气孔就消失，不通过烧结就能够致密化。而且，对通过热成型得到的成型体进行作为热加工的热挤压加工，由此能够得到具有所期望的形状并且具有磁各向异性的R－T－B系永磁铁。各永磁铁30收纳在相对于转子10的旋转轴X平行延伸的磁铁用孔16内。磁铁用孔16的内侧尺寸设计为比后述的永磁铁30的外形尺寸稍大。因此，永磁铁30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁铁，其特征在于：/n具有由外弧、内弧、以及将所述外弧的端点与所述内弧的端点连结的一对端边形成的拱形形状的截面，/n具有垂直基准面，该垂直基准面设置在由所述内弧形成的内周面并且在所述截面中与所述内弧的张角的二等分线方向垂直。/n

【技术特征摘要】
20181214 JP 2018-2345781.一种永磁铁，其特征在于：
具有由外弧、内弧、以及将所述外弧的端点与所述内弧的端点连结的一对端边形成的拱形形状的截面，
具有垂直基准面，该垂直基准面设置在由所述内弧形成的内周面并且在所述截面中与所述内弧的张角的二等分线方向垂直。


2.如权利要求1所述的永磁铁，其特征在于：
该永磁铁在所述截面中以位于所述内弧侧的假想中心为基准以放射状地被磁化。

【专利技术属性】
技术研发人员：柳原广，多田笃司，吉田真司，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP