转子和IPM马达制造技术

提供一种转子和IPM马达，能够消除磁通在磁体的定子侧的角区域集中，减少退磁磁场和由退磁磁场产生的要求顽磁力，并且由于镝等的使用量的减少而削减制造成本。在构成马达的转子的转子芯上开设的槽中，在构成马达的转子的转子芯开设的槽中，在转子芯中央侧的槽面和与该槽面相对向的定子侧的槽面中的至少任一方，形成突起或者凹槽，在收纳于槽的磁体，形成有与槽面的突起或者凹槽卡合的磁体的凹槽或者突起，槽和磁体各自的凹槽与突起卡合而形成卡合部，磁体由该卡合部在转子内定位固定，在磁体的侧面与槽面之间形成有具有该磁体的厚度的磁通屏障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及构成马达的转子和具备该转子的IPM马达。
技术介绍
将永久磁体埋入转子内部而成的磁体埋入型马达(以下，称为“IPM马达”)除了能够得到因线圈与永久磁体的吸引力/排斥力而产生的磁转矩(7 卜卜以外，还能够得到磁阻转矩，因此与将永久磁体贴在转子外周面而成的表面磁体型马达(SPM马达)相比具有高转矩和高效率。因此，该IPM马达被使用于要求高输出性能的混合动力车、电动汽车的驱动用马达等。此外，作为该永久磁体，一般使用 稀土类磁体、铁素体磁体、铝铁镍钴磁体等烧结磁体。在上述的IPM马达中，为了向形成于转子芯(转子铁芯)的槽口卜)中顺畅插入永久磁体、以及避免在槽边缘使永久磁体损伤，一般使用如下方法将槽的尺寸设定为与永久磁体相比横向长度大的大尺寸，将非磁性原料的树脂填充到由磁体的侧面和槽面划分出的空间，并使其固化，固定永久磁体。参照图8来说明这样将磁体固定于槽内的方式。图8a示出了构成现有的IPM马达的、在齿部T的周围具备线圈C的定子S和在定子S的内侧被配置为可自由旋转并埋设有所希望基数的永久磁体PM的转子R的一部分。在构成转子R的转子芯收纳有永久磁体PM，且在该其侧方开设有填充用于固定永久磁体PM的非磁性的树脂Fl、F2的转子槽RS，图示例为2个永久磁体PM被配置成大致V字状而形成I个磁极的方式。该树脂F1、F2当然是将永久磁体PM从其侧方固定在转子槽RS内，除此之外还起到用于抑制来自永久磁体PM的漏磁通的磁通屏障的作用，作为用于抑制来自永久磁体PM的磁通的漏出MJ的形状，应用例如在图8a、8b中所示那样的树脂F1、F2的形状方式。在此，关于从定子侧向配设于转子内的永久磁体PM进入的磁通J的流动，该磁通J存在要通过磁导率高的转子芯的倾向，这一点容易理解，但因此从定子侧进入的磁通J容易集中在永久磁体PM的定子侧的角区域。参照图8b来对其进行说明。永久磁体PM的侧方的树脂F1、F2与永久磁体PM接触的部位的厚度为比永久磁体PM的厚度tl小的厚度tl’、tl”。S卩，通过以比厚度tl小的厚度tl’、tl”的树脂F1、F2用的尺寸形状来开设该区域的槽，永久磁体PM能够在其侧方的边缘K1、K2定位。若树脂F1、F2中的与永久磁体PM接触的部位的厚度为永久磁体PM的厚度以上，则不能够进行永久磁体PM在槽内的定位，会对马达的磁特性有影响。这样，虽然保证了永久磁体PM在其侧方的边缘Κ1、Κ2精确的定位，但是这样的形状尺寸的树脂F1、F2形成在永久磁体PM的侧方，由此在各树脂F1、F2内存在具有比永久磁体PM的厚度tl小很多的厚度t2、t3的部位。并且，如已经叙述那样，来自定子的磁通J有要通过磁导率高的转子芯的倾向，所以与通过厚度tl的永久磁体PM相比，通过能够以最短路线到达磁导率高的转子芯的树脂F1、F2内的厚度t2、t3的路线。于是，在要通过这些路线时该磁通J集中通过永久磁体PM的定子侧的角区域，所以导致提高了作用于永久磁体PM的定子侧的角区域的退磁磁场(反磁界)。此外，退磁磁场由在磁体的内部从N极向S极的方向流动的内部磁场与上述的从定子侧进入的外部磁场之和构成，但是可以说主要由该外部磁场决定退磁磁场的大小、方向。为了抵抗该退磁磁场来确保所希望的顽磁力，需要提高磁体的尤其是定子侧的角区域的顽磁力。并且，作为用于提高该永久磁体的顽磁力的对策，一般用作为顽磁力性能高的金属的Dy (镝)、Tb (铽)等置换构成永久磁体的合金组成的一部分、使金属化合物的各向异性磁场增大，从而增大顽磁力。但是，镝、铽的使用量远远超过稀土类元素的自然存在比，除此之外，商业上正开发的矿床的推定埋藏量极少，并且矿床存在地域在世界上分布不均，所以认识到元素战略的必要性。即使在制造出具有与按磁体的部位而不同的要求顽磁力相应的浸溃(渗透)量的上述镝等的顽磁力分布磁体的情况下，当退磁磁场变高时，为了对磁体赋予能够抵抗该退磁磁场的顽磁力也不得不在该部位增加镝等的使用量，结果，没有有效地减少镝等的使用量。基于这样的现状，本专利技术针对在转子开设的槽和固定于该槽内的磁体，对双方的形状、构造施加改良，由此减少磁体能够产生的退磁磁场,从而减少磁体所要求的顽磁力，由此开发出一种能够减少用于提高磁体的顽磁力性能的高价的稀有金属的使用量的转子。在此，作为现有的公开技术，专利文献I中公开了在槽的角部形成有俯视L型的磁通屏障的转子。该转子通过在槽的角部设置俯视L型的磁通屏障，能够减少马达的齿槽转矩，但是由于该L型的磁通屏障也是比永久磁体的厚度小的厚度，所以如图Sb所示那样来自定子侧的磁通要通过该磁通屏障，还是容易通过永久磁体的定子侧的角区域。因此，在永久磁体的定子侧的角区域能够产生的退磁磁场依然很高，难以减少为了保证能够抵抗于该退磁磁场的顽磁力而使用的镝等的使用量。专利文献1:日本特开2000-278896号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题而做出的，其目的在于，提供一种转子和具备该转子的IPM马达，该转子能够消除或者缓和收纳于转子的槽内的磁体的磁通集中，从而抑制能够产生的退磁磁场，由此减少所要求的顽磁力，能够减少为了提高顽磁力而使用的稀有金属的使用量、削减磁体的制造成本、削减转子和马达的制造成本。为了实现所述目的，本专利技术的转子，在构成马达的转子的转子芯开设的槽中，在转子芯中央侧的槽面和与该槽面相对向的定子侧的槽面中的至少任一方，形成突起或者凹槽，在收纳于所述槽的磁体，形成有与所述槽面的突起或者凹槽卡合的磁体的凹槽或者突起，槽和磁体各自的凹槽与突起卡合而形成卡合部，磁体由该卡合部在转子内定位固定，在磁体的侧面与槽面之间形成有具有该磁体的厚度的磁通屏障。本专利技术的转子，在构成供形成磁极的永久磁体等磁体插入的槽的槽面中，在转子芯中央侧的槽面和与该槽面相对向的定子侧的槽面中至少任一方形成有突起或者凹槽，在向该槽内插入的磁体中，在与形成于槽的突起或者凹槽对应的位置上形成有与它们中任一方卡合的凹槽或者突起，双方的凹槽与突起卡合从而形成卡合部。这样,通过做成磁体与槽用卡合部卡合的构成，能够在磁体的侧面和槽面之间形成具有该磁体的厚度的磁通屏障。这与图8b所示通过在磁体侧方设置与磁体相比厚度小的磁通屏障(树脂F1、F2)来形成磁体的定位用的边缘K1、K2的现有转子不同，通过不消除该边缘而使磁通屏障的一部分为与磁体相同厚度，消除了要通过该磁通屏障的来自定子侧的磁通的流动，从而消除或者缓和该磁通集中在磁体的定子侧的角区域。通过缓和来自定子侧的磁通集中在磁体的定子侧的角区域，该区域的退磁磁场也能够减少，能够减少所需顽磁力。此外，在磁体和槽双方所形成的凹槽和突起，除了俯视为矩形、正方形以外，还存在具有半椭圆形、半圆形等平滑轮廓的形态等，尤其通过设为由半椭圆形等平滑的曲面构成的(因此不具备角)凹槽和突起，能够避免在一边使双方卡合一边将磁体插入到槽内时突起破损。另外，磁通屏障能够由磁导率低的树脂或空气等形成。例如在磁通屏障由空气形成的情况下，由于磁体经由卡合部以不动姿态相对于槽被定位固定，也不会发生磁体在槽内滑动或从槽脱落这样的问题。并且，作为向槽插入的磁体，可以列举烧结磁体，作为该烧结磁体，可以列举包含稀土类磁体、铁素体磁体、铝铁镍钴磁体等的永久磁体。作为该稀土类磁体，可以列举在钕中加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种转子， 在构成马达的转子的转子芯开设的槽中，在转子芯中央侧的槽面和与该槽面相对向的定子侧的槽面中的至少任一方，形成突起或者凹槽， 在收纳于所述槽的磁体，形成有与所述槽面的突起或者凹槽卡合的磁体的凹槽或者突起， 槽和磁体各自的凹槽与突起卡合而形成卡合部，磁体由该卡合部在转子内定位固定， 在磁体的侧面与槽面之间形成有具有该磁体的厚度的磁通屏障。2.如权利要求1记载的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：小暮智也，栗原弘子，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：