磁鐵嵌入式馬達的製作方法

2023-04-30 17:34:01 1

專利名稱：磁鐵嵌入式馬達的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁鐵嵌入式馬達。
背景技術：
現有的磁鐵嵌入式馬達的轉子鐵芯具有排列在圓周方向的多個容納孔，容 納孔軸向貫穿轉子鐵芯。磁鐵容納在容納孔內。
在日本公開專利公報號2005-51982公開的磁鐵嵌入式馬達中，多個磁極中 的每個都包括一對徑向向內突起、設置成V型的磁鐵。具體的，當磁鐵嵌入式 馬達的磁極數是P個時，磁鐵數是2P。通過這種結構，相比每個磁極具有一個 磁鐵的馬達，可以實現更大的轉矩。
但是，當每一個磁極具有兩個磁鐵時，部件數增加並且部件的管理成本和 裝配成本也增加。
在上述公開的磁鐵嵌入式馬達中，在每個用來容納磁鐵的容納孔的徑向外 端和轉子鐵芯的外周面之間形成外橋。每個磁極具有兩個外橋。因此，對於整 個馬達，通過外橋而洩漏的磁漏量過大。這減少了磁鐵嵌入式馬達的有效磁通 量並阻礙了轉矩的增加。

發明內容
本發明的目的是提供一種在防止部件數量增加和減少磁漏量的同時增加 轉矩的磁鐵嵌入式馬達。
為獲得上述目的和根據本發明的一個方面，提供一種帶轉子的磁鐵嵌入式
馬達。所述轉子包括具有軸線的轉子鐵芯和構成P個磁極的多個磁鐵。所述轉 子鐵芯具有設置在所述轉子鐵芯的圓周方向的多個容納孔。所述容納孔沿所述
轉子鐵芯的軸向方向穿過所述轉子鐵芯。所述容納孔包括數量為P/2個的第一 容納孔，數量為P/2個的V形容納孔。所述第一容納孔在所述轉子鐵芯的徑向 方向延伸。所述V形容納孔徑向向外突出。所述第一容納孔和所述V形容納孔 交替設置在所述圓周方向。各個V形容納孔具有對應形成所述V形的兩條直線 的第二容納孔和第三容納孔。各個第一容納孔和位於所述圓周方向一側的第二 容納孔相鄰，並且和位於另一側的第三容納孔相鄰。所述磁鐵包括設置在所述 第一容納孔的第一磁鐵，設置在所述第二容納孔的第二磁鐵以及設置在第三容 納孔的第三磁鐵。各個第一磁鐵和與其相鄰的第二磁鐵構成一個磁極。各個第一磁鐵和與其相鄰的第三磁鐵構成另一個磁極。第一間隙在各個第一容納孔內 的徑向外部形成。所對應的第一磁鐵不佔據所述第一間隙。第二間隙在各個第 二容納孔內的徑向外部形成。所對應的第二磁鐵不佔據所述第二間隙。第三間 隙在各個第三容納孔內的徑向外部形成。所對應的第三磁鐵不佔據所述第三間 隙。各個第二間隙和所相鄰的第三間隙形成一個V形間隙。各個第一間隙的角
寬度ea和各個v形間隙的角寬度eb確定為滿足表達式o.60<ea/eb<i.60。
從下述說明，結合附圖以例子闡述本發明的原理，會清楚本發明的其它方 面和優點。
簡要說明
認為本發明具有新穎性的特徵具體在附加的權利要求書中闡述。本發明及 其目的和優點，通過參考下述最佳實施例的說明結合附圖，可以得到最好的理 解。


圖1是根據本發明一個實施例的磁鐵嵌入式馬達的俯視圖2是圖1所示馬達中線圈的連接圖3是示出角度比和齒槽轉矩之間關係的圖表；
圖4是示出角度比和齒槽轉矩之間關係的圖表；
圖5是示出角度比和齒槽轉矩之間關係的圖表；
圖6是示出角度比和齒槽轉矩之間關係的圖表；
圖7A是顯示根據一變化實施例的轉子的放大俯視圖7B是顯示根據一變化實施例的轉子的放大俯視圖7C是顯示根據一變化實施例的轉子的放大俯視圖7D是顯示根據一變化實施例的轉子的放大俯視圖。
具體實施例方式
以下將參考圖1至圖6說明本發明的實施例。如圖1所示，磁鐵嵌入式馬 達包括定子1和轉子2。
定子1整體是圓柱體。定子1包括定子鐵芯5和多個線圈6。定子鐵芯5 具有形成外部形狀的圓柱部3、和在圓柱部3的內周面上沿圓周方向等角間隔 設置的多個齒4。各個齒從圓柱部3的內周面朝定子1的軸線L延伸，也就是， 朝向圓柱部3的徑向內側。各個線圈6通過絕緣體(圖中未示)同心地巻繞在 對應的齒4上。在圖1中，通過雙點劃線示出了一個線圈6。本實施例的定子 鐵芯5包括十二個齒4。如圖2所示，定子1具有總數是三個分別對應U相位， V相位和W相位的引線。每個引線形成四個線圈6。具體的，每個相位中，四 個線圈6串聯連接。每個相位的四個線圈6巻繞在總數為四個的齒4上，或每隔兩個齒4巻繞在第三個齒4上。三個引線中各引線的一端分別與共用的中性
點Z連接。相位差為120度的交流電供給三個引線中各引線的另一端。
轉子2包括轉杆7，固定在轉杆7上的轉子鐵芯8， P/2個第一磁鐵9， P/2 個第二磁鐵102， P/2個第三磁鐵103。 "P"表示轉子2的磁極數，在本實施例 中，"P"為8。第二磁鐵102和第三磁鐵103的形狀相同。
轉子鐵芯8為柱狀。轉子鐵芯8包括在軸向方向層壓的多個芯板。轉子鐵 芯8具有轉杆7配合在其內的中心孔。轉子鐵芯8被可轉動地支撐在定子1內。 轉子鐵芯8具有多個第一容納孔8a和多個V形容納孔8b。每個第一容納孔8a 容納一個第一磁鐵9。每個V形容納孔8b容納一個第二磁鐵102和一個第三磁 鐵103。每個第一容納孔8a在轉子2的徑向方向延伸。每個V形容納孔8b具 有朝徑向外側的V形突起。第一容納孔8a數量為P/2個，也就是，在本實施 例中為4個。V形容納孔8b數量為P/2個，也就是，在本實施例中為4個。第 一容納孔8a和V形容納孔8b軸向穿過轉子鐵芯8。第一容納孔8a和V形容 納孔8b以等角間隔交替地配置在轉子鐵芯8的圓周方向。
第一間隙8c在每個第一容納孔8a內的徑向外部形成。對應的第一磁鐵9 不佔據第一間隙8c。各個第一間隙8c的圓周尺寸大於第一容納孔8a的剩餘部 分。當從軸向看時，第一間隙8c基本為扇形。第一間隙8c徑向外端與轉子鐵 芯8的外周面的距離沿圓周方向是一致的。換句話說，第一間隙8c的徑向外端 是弧形的，其中心與轉子鐵芯8的軸心同心。 一對相向的突起部8d設置在每 個第一間隙8c的徑向內側。每對突起部8d在轉子鐵芯8的圓周方向延伸，並 與第一容納部8a其它部分的寬度相比，減少了第一容納孔8a沿轉子鐵芯8的 圓周方向的寬度。每一對突起部8d都限制了容納在對應的第一容納孔8a內的 第一磁鐵9的徑向向外移動。每一對突起部8d具有相同的圓周尺寸(長度)。
每個V形容納孔8b包括第二容納孔82和第三容納孔83。第二和第三容納 孔82， 83對應V形容納孔8b的形成V字的兩條直線。在本實施例中，每個V 形容納孔8b內的第二和第三容納孔82， 83之間的圓周距離朝徑向外端減小。 但是，第二和第三容納孔82和83並未互相連通，而是在徑向外端彼此分開。 第二間隙84在每個第二容納孔82的徑向外部形成。相應的第二磁鐵102不佔 據第二間隙84。同樣，第三間隙85在每個第三容納孔83的徑向外部形成。相 應的第三磁鐵103不佔據第三間隙85。第二間隙84的圓周尺寸與容納第二磁 鐵102的第二容納孔82部分的圓周尺寸基本相同。同樣地，第三間隙85的圓 周尺寸與容納第三磁鐵103的第三容納孔83部分的圓周尺寸基本相同。同樣， 第二容納孔82的徑向外端和轉子鐵芯8的外周面之間的距離沿圓周方向一致。 換句話說，第二容納孔82的徑向外端是弧形的，其中心與轉子鐵芯8的軸心 同心。在各個第二間隙84的徑向內端處設有突起部86。突起部86在轉子鐵芯8的圓周方向延伸，並與第二容納孔82的其它部分的寬度相比，減少了第二容 納孔82沿轉子鐵芯8的圓周方向的寬度。每個突起部86都限制了容納在對應 的第二容納孔82內的第二磁鐵102的徑向向外移動。同樣，在各個第三間隙 85的徑向內端處設置有突起部87。每個突起部87位於與一個鄰近的突起部86 對應的位置。突起部87在轉子鐵芯8的圓周方向延伸，並與第三容納孔83的 其它部分的寬度相比，減少了第三容納孔83沿轉子鐵芯8的圓周方向的寬度。 每個突起部87都限制了容納在對應的第三容納孔83內的第三磁鐵103的徑向 向外移動。突起部87的圓周尺寸(長度)與突起部86的圓周尺寸(長度)相 同。形成各個V形容納孔8b的一對容納孔82和83的間隙84和85形成V形 間隙8f。
每個第一間隙8c的角寬度0a和每個V形間隙8f的角寬度eb設定成比率 (0a/eb)滿足0.99^a/eb$1.02，比率最好是1.00。也就是，第一間隙8c的角
寬度ea和v形間隙8f的角寬度eb設定成相等。根據下面所示的試驗得到的數
據(參考圖3至5)來確定比率(ea/0b)。
相鄰對的第一容納孔8a和V形容納孔8b的第一間隙8c和第二間隙84(第 三間隙85)之間的角寬度ei大於各個齒4的徑向內端的角寬度92。各個第一 間隙8c的角寬度9a和各個V形間隙8f的角寬度6b小於各個齒4的徑向內端 的角寬度02。在本實施例中，角寬度02設成27.4°。同樣，在本實施例中，各 第一容納孔8a和圓周方向相鄰的第二容納孔82 (第三容納孔83)之間的角寬 度63設成62.5°。
當從軸向看，各個第二和第三容納孔82， 83的徑向內端與相鄰的第一容 納孔8a的內壁面平行。內橋8h設置在每個第二容納孔82的徑向內端和圓周方 向相鄰的第一容納孔8a之間，以及每個第三容納孔83的徑向內端和圓周方向 相鄰的第一容納孔8a之間。從轉子鐵芯8的軸向方向看，各個橋8h的寬度一 致。因此，在各個容納孔82和83的徑向內端上形成間隔8i。從軸向看，該間 隔8i大致為三角形的。轉子鐵芯8具有在第一容納孔8a的徑向外端和轉子鐵 芯8的外周面之間的外橋8j。轉子鐵芯8具有在第二和第三容納孔82， 83的 徑向外端與轉子鐵芯8的外周面之間的外橋8k。外橋8j的徑向尺寸(厚度) 與外橋8k的徑向尺寸(厚度)相等。外橋8j的厚度與外橋8k的厚度沿圓周方 向一致。如本實施例，在外橋8j的徑向尺寸(厚度)沿圓周方向一致的情況下， 第一間隙8c的角寬度9a與外橋8j的圓周端之間的角寬度相等。如本實施例， 當從軸向看，第一間隙8c是大致為扇形的情況下，在第一間隙8c的徑向的任 意給定位置，角寬度0a都一致。在外橋8k的徑向尺寸(厚度)沿圓周方向一 致的情況下，如本實施例，V形間隙8f的角寬度9b與外橋8k的圓周端之間的 角寬度相等。如本實施例，在V形間隙8f的角寬度朝徑向中心增加的情況下，V形間隙8f的徑向端面的角寬度設成V形間隙8f的角寬度eb。在本實施例中， 因為第二容納孔82和第三容納孔83不互相連通而是形成獨立的孔，容納孔82 的徑向外側的外橋8k部分和容納孔83的徑向外側的外橋8k部分互相獨立。 角寬度b確定為使這些獨立部分形成連續的外橋8k。每個第一容納孔8a容納 一個第一磁鐵9，每個第二容納孔82容納一個第二磁鐵102，每個第三容納孔 83容納一個第三磁鐵103。
從轉子鐵芯8的軸向看，從第三磁鐵103到第一磁鐵9都是矩形平行六面 體，並在橫向方向被磁化。容納在各第一容納孔8a的第一磁鐵9和容納在相鄰 第二容納孔82的第二磁鐵102形成一個磁極，例如，南極。容納在各第一容 納孔8a內的第一磁鐵9和容納在相鄰的第三容納孔83內的第三磁鐵103形成 一個磁極，例如，北極。在本實施例中，從第一磁鐵9到第三磁鐵103每個的 剩餘磁通密度是1.26[T]。在本實施例中，從軸向看，各個第一磁鐵9的縱向尺 寸是6.7[mm]，並且橫向尺寸是2.4 [mm]。同樣，從軸向看，各個第二磁鐵102 的縱向尺寸是7.3[mm]，並且橫向尺寸是1.8 [mm]。從軸向看，各個第三磁鐵 103的縱向尺寸是7.3[mm]，橫向尺寸是1.8 [mm]。第二磁鐵102的縱向尺寸 (7.3[mm])是通過第一磁鐵9的縱向尺寸(6.7[mm])減去第二容納孔82面對 間距8i的部分的長度得到的值的1.5倍。在轉子鐵芯8的軸向方向，第一磁鐵 9到第三磁鐵103的尺寸與轉子轉芯8的尺寸相同。
圖3至5示出了通過試驗得到的磁鐵嵌入式馬達的角度比與齒槽轉矩之間 關係的圖表。圖3至5的實線所示的曲線X1代表上述實施例的，各個齒4的 徑向內端的角寬度62是27.4°，磁極數(P)是8，第一磁鐵9、第二磁鐵102 和第三磁鐵103各自的剩餘磁通密度是1.26[T]的磁鐵嵌入式馬達的特性。圖3 虛線所示的曲線X2代表各個齒4的徑向內端的角寬度02是26°的磁鐵嵌入式 馬達的特性。同樣，圖4的虛線所示的曲線X3代表磁極數(P)是六個的磁鐵 嵌入式馬達的特性。同樣，圖4中以雙點劃線所示的曲線X4代表磁極數(P) 是十個的磁鐵嵌入式馬達的特性。圖5中虛線所示的曲線X5代表每個第一磁 鐵9的剩餘磁通密度是1.42[T]，並且每個第二磁鐵102和第三磁鐵103的剩餘 磁鐵密度是1.26[T]的磁鐵嵌入式馬達的特性。圖5中以雙點劃線所示的曲線 X6代表第一磁鐵9的剩餘磁通密度是1.26[T]，並且每個第二磁鐵102和第三 磁鐵103的剩餘磁鐵密度是1.42[T]的磁鐵嵌入式馬達的特性。
從圖3到5，看出當間隙8c的角寬度ea和V形間隙8f的角寬度6b之間 的比率(ea/eb)滿足表達式0.94$ea/ebSl.09時，齒槽轉矩保持在包括最小值 的範圍內。在試驗的範圍中，齒槽轉矩大於或等於0.027[Nm]。同樣，看出當
間隙8c的角寬度ea和v形間隙8f的角寬度eb之間的比率(ea/eb)滿足表達
式0.98^a/ebg.03時，齒槽轉矩變得更小。在試驗範圍內，齒槽轉矩大於或等於0.016[Nm]。並且，看出當間隙8c的角寬度6a和V形間隙8f的角寬度6b 之間的比率(ea/eb)滿足表達式0.9，a飾化02時，齒槽轉矩變得更小。在 試驗範圍內，齒槽轉矩小於或等於0.015[Nm]。根據這些結果，在本實施例中
比率(ea/eb)設成i.oo。
圖6在曲線X2和X4上示出了比率在0.60到1.60寬範圍內改變的情況下 齒槽轉矩的數據。曲線X2示出了當比率設成小於l.OO時齒槽轉矩的最大增加 率。曲線X4示出了當比率設成大於l.OO時齒槽轉矩的最大增加率。
根據曲線X2和X4，當間隙8c的角寬度0a和V形間隙8f的角寬度0b之 間的比率(ea/eb)滿足表達式0.60<ea/eb<1.60時，齒槽轉矩沒有達到額定轉 矩，保證了馬達的啟動性。在本實施例中，額定轉矩是0.3[Nm]。當間隙8c的
角寬度ea和v形間隙8f的角寬度eb之間的比率(ea/eb)滿足表達式
0.70Ja/eb^1.35時，齒槽轉矩大於或等於額定轉矩的一半，或0.15[Nm]。因此， 馬達具有高的穩定性和響應性。進一步，當間隙8c的角寬度ea和V形間隙8f 的角寬度eb之間的比率(9a/eb)滿足表達式0.92sea/eb$1.10時，齒槽轉矩大 於或等於額定轉矩的10%，或0.03[Nm]。因此，馬達具有明顯高的啟動性和響 應性。
本實施例具有以下優點。
(1 )容納在各個第一容納孔8a的一個第一磁鐵9構成轉子的北極的一部分 和南極的一部分。具體的，兩個磁極共享一個容納在各個第一容納孔8a的第一 磁鐵9。因此，當轉子鐵芯8的磁極數為P時，轉子鐵芯8具有P/S個第一磁 鐵9， P/S個第二磁鐵102和P/S個第三磁鐵103。也就是，轉子鐵芯8具有(3/2) P個磁鐵。在本實施例中，使用12個磁鐵並且磁極數為8個。另一方面，現有 的磁鐵嵌入式馬達的轉子鐵芯需要2P個磁鐵。因此，在本實施例中，減少了 磁鐵的數量。結果是，減少了部件數量，並且，減少了部件的管理成本和裝配 成本。
一個第一容納孔8a由兩個磁極共享。因此，在第一容納孔8a的徑向外部形 成的第一間隙8c和轉子鐵芯8的外周面之間的每個外橋8j由兩個磁極共享。 因此，減少了轉子鐵芯8的外橋8j的數量，並且減少了穿過外橋8j的漏磁量。
進一步，當各第一容納孔8a的間隙8c的角寬度0a和各V形容納孔8b的V 形間隙8f的角寬度6b之間的比率(ea/eb)滿足表達式0.99$ea/eb^l.02，齒槽 轉矩基本為最小值。如圖3至圖5的實線所示，當在曲線xi上比率(ea/eb) 為1.0時本實施例中的齒槽轉矩值大約是0.010[Nm]。
因為比率(0a/eb)滿足表達式0.92^a/ebg.10，齒槽轉矩大於或等於額定 轉矩的10%。因此，提供了一種具有明顯高啟動性和響應性的馬達。
(2)角寬度ei界定在每個第一間隙8c和周向相鄰的第二間隙84 (第三間隙85)之間並基本作為面向定子1的轉子2的磁極。角寬度01大於各齒4
的徑向內端的角寬度e2。因此，與角寬度ei小於角寬度e2的馬達相比，各個
齒4從轉子2接收到的磁通量的角寬度更寬，從而實現了更高的效率。
(3)第一間隙8c的角寬度0a和V形間隙8f的角寬度eb小於各個齒4 的徑向內端的角寬度02，使得齒4的徑向內端總是面對轉子2的(第一間隙 8c和V形間隙8f之間的)實際磁極，藉此提高了馬達的效率。 上述實施例可作如下修改。
只要各個第一容納孔8a的間隙8c的角寬度9a和各個V形容納孔8b的V 形間隙8f的角寬度eb之間的比率(6a/eb)滿足表達式0.94^a/eb^l.09，可以 改變第一間隙8c和V形間隙8f的形狀。如果比率(ea/eb)滿足表達式 0.94sea/eb$1.09，齒槽轉矩具有包括最小值範圍內的很小的值，也就是，所進 行試驗的範圍內的0.027[Nm]。比率ea/0b可在滿足表達式0.98^a/eb$1.03的
範圍內改變。如果比率ea/eb滿足表達式0.98sea/ebsi.03，齒槽轉矩具有包括
最小值範圍內的很小的值，也就是，所進行試驗的範圍內的0.016[Nm]。
進一步，即使第一間隙8c的角寬度6a和V形間隙8f的角寬度eb之間的 比率(ea/eb)不滿足表達式0.94$ea/ebSl.09，只要比率(ea/eb)滿足表達式 0.60<9a/eb<1.60，可以改變第一間隙8c和V形間隙8f的形狀。如圖6所示， 如果滿足了表達式0.6(Kea/eb〈1.60，齒槽轉矩沒有達到額定轉矩，確保了馬達 的啟動性能。換句話說，當沒有滿足表達式0.6(Kea/eb〈.60，馬達的啟動沒有
因齒槽轉矩達到額定轉矩而受到阻礙。也就是，沒有阻礙馬達轉動。在表達式
滿足0.70^a/ebSl .35的範圍內，可以改變第一間隙8c和V形間隙8f的形狀。 如圖6所示，如果表達式滿足0.70^ea/ei^1.35，齒槽轉矩等於或小於額定轉矩
的一半，並且馬達具有高啟動性能和響應性能。
各個外橋8j沿著圓周方向的徑向厚度不局限於保持一致。 例如，外橋8j的形狀可以如圖7A所示進行改變。在圖7A所示的第一間 隙81中，直線傾斜部8m在徑向外端的圓周端形成。各個傾斜部8m傾斜成接 近朝向第一間隙81圓周端的徑向內端。因此，外橋8n的徑向厚度朝圓周端逐 漸遞增。在界定出第一間隙81的徑向端面上，在一對傾斜部8m之間形成徑向 內突的小直徑部So。根據試驗結果，如下所示確定各個第一間隙81的角寬度 ea，使得馬達的特性與上述實施例所述形狀的馬達基本相同。各個第一間隙81 的圓周方向最外側的徑向外端定義為點Pl。第一間隙81的徑向最外側的圓周 方向外端定義為點P2。連接點P1和點P2的直線(也就是，傾斜部8m)，包 括點P2、並與轉子鐵芯8的外周面保持一致距離的假想弧線，以及從點Pl向 外徑向延伸的假想徑向直線定義為圖7A所示的剖面線部分S1。在圓周方向將 區域Sl均勻分為二部分的直線被定義為Ll。直線Ll確定的角寬度是第一間隙81的角寬度6a。具有這樣確定的角寬度6a的馬達具有與上述試驗的結果(參 見圖3至6)相同的特性，因此具有與上述實施例相同的優點。
替代的，外橋8j的形狀可以如圖7B所示進行改變。在圖7B所示的第一 間隙81中，徑向內彎曲的曲線部8q在徑向外端的圓周端形成。朝對應的圓周 端，各個曲線部8q進一步向內徑向彎曲。因此，外橋8r的徑向厚度朝圓周端 逐漸遞增。根據試驗結果，如下所示確定各個第一間隙81的角寬度ea，使得 馬達的特性與上述實施例所述形狀的馬達基本相同。各個第一間隙8p的圓周 方向最外側的徑向外端定義為點Pl。第一間隙8p的徑向最外側的圓周方向外 端定義為點P2。連接點P1和點P2的曲線(也就是曲線部8q)，包括點P2、 並與轉子鐵芯8的外周面保持一致距離的假想弧線，以及從點Pl向外徑向延 伸的假想徑向直線定義為圖7B所示的剖面線部分S2。在圓周方向將區域S2 均勻分為二部分的直線被定義為L2。直線L2確定的角寬度是第一間隙8p的角 寬度9a。具有這樣確定的角寬度0a的馬達具有與上述試驗的結果(參見圖3 至6)相同的特性，因此具有與上述實施例相同的優點。
各個外橋8k沿著圓周方向的徑向厚度不局限於保持一致。
例如，外橋8k的形狀可以如圖7C所示進行改變。第二間隙84和第三間 隙85形成圖7C所示的V形間隙8s。各個第二間隙84和第三間隙85具有在 徑向外端上徑向內傾斜的直線傾斜部8t。各個傾斜部8t進一步朝圓周端徑向向 內傾斜。因此，外橋8u的徑向厚度朝圓周端逐漸遞增。根據試驗結果，如下 所示確定各個V形間隙8s的角寬度9b，使得馬達的特性與上述實施例所述形 狀的馬達基本相同。各個V形間隙8s的圓周方向最外側的徑向外端定義為點 P3。 V形間隙8s的徑向最外側的圓周方向外端定義為點P4。連接點P3和點 P4的直線(也就是傾斜部8t)，包括點P4、並與轉子鐵芯8的外周面保持一 致距離的假想弧線，以及從點P3向外徑向延伸的假想徑向直線定義為圖7C所 示的剖面線部分S3。在圓周方向將區域S3均勻分為二部分的直線被定義為L3。 直線L3確定的角寬度是V形間隙8s的角寬度6b。具有這樣確定的角寬度0b 的馬達具有與上述試驗的結果(參見圖3至6)相同的特性，因此具有與上述 實施例相同的優點。
如圖7D所示，可以設置一對V形間隙8w,沿著圓周方向在徑向外面和轉 子鐵芯8的徑向外周面之間保持一致的距離。各個V形間隙8w具有延伸部8v， 延伸部8v比對應的第二容納孔82 (第三容納孔83)進一步沿圓周方向向外延 伸。在這種情況下，根據V形間隙8w的圓周方向最外端的端面，確定V形間 隙8f的角寬度9b。
各個齒4的徑向內端的角寬度92不需要為27.4°。角寬度02可以是例如
26°。磁極(P)的數量可以是八個以外的數量。磁極(P)的數量可以是六個或 十個。在這些情況下，可以改變齒4的數量。
不特別限制各個第一，第二和第三磁鐵9、 102和103的剩餘磁通密度。 例如，可以將各個第一磁鐵9的剩餘磁通密度或第二磁鐵102，第三磁鐵103 的剩餘磁通密度中的任一個改變成1.42[T]。
在所述實施例中，當從軸向看時，各個第一間隙8c的寬度也就是圓周尺寸 大於剩餘部分(設置磁鐵9的部分)的寬度。但是，只要第一間隙8c的角寬度 0a與V形間隙8f的角寬度0b之間的比率(ea/eb)滿足表達式0.60^a/6b$1.60， 可以改變第一間隙8c的寬度，也就是，圓周尺寸。例如，當從軸向看時，第一 間隙8c的寬度和從軸向看第一磁鐵9的橫向尺寸相等。
在所述實施例中，形成V形容納孔8b的第二容納孔82和第三容納孔83 互相獨立並且不連通。但是，結構不限於此。第二容納孔82和和第三容納孔 83在徑向外端或在V形容納孔8b的一對V形間隙8f上互相連接。
當從軸向看，各個內橋8h的寬度不需沿著徑向方向一致。從徑向方向看 各個內橋8h的寬度可沿著徑向方向改變。例如，可以忽略上述實施例的延伸 部8i。
轉子鐵芯8不限制於芯板11的軸向層壓結構，也可以是通過例如燒結磁 粉得到的燒結鐵芯。
權利要求
1. 一種磁鐵嵌入式馬達，包括轉子，其中轉子包括具有軸線的轉子鐵芯和構成P個磁極的多個磁鐵，其中所述轉子鐵芯具有設置在所述轉子鐵芯的圓周方向的多個容納孔，其中所述容納孔沿所述轉子鐵芯的軸向方向穿過所述轉子鐵芯，其中所述容納孔包括數量為P/2個的第一容納孔，數量為P/2個的V形容納孔，所述第一容納孔在所述轉子鐵芯的徑向方向延伸，所述V形容納孔徑向向外突出，其中所述第一容納孔和所述V形容納孔交替設置在所述圓周方向，各個V形容納孔具有對應形成所述V形的兩條直線的第二容納孔和第三容納孔，並且各個第一容納孔和位於所述圓周方向一側的第二容納孔相鄰，並且和位於所述另一側的第三容納孔相鄰，其中所述磁鐵包括設置在所述第一容納孔的第一磁鐵，設置在所述第二容納孔的第二磁鐵以及設置在第三容納孔的第三磁鐵，並且各個第一磁鐵和與其相鄰的第二磁鐵構成一個磁極，並且各個第一磁鐵和與其相鄰的第三磁鐵構成另一個磁極，其中，第一間隙在各個第一容納孔內的徑向外部形成，所述對應的第一磁鐵不佔據所述第一間隙，其中第二間隙在各個第二容納孔內的徑向外部形成，所述對應的第二磁鐵不佔據所述第二間隙，並且其中第三間隙在各個第三容納孔內的徑向外部形成，所述對應的第三磁鐵不佔據所述第三間隙，各個第二間隙和所述相鄰的第三間隙形成一個V形間隙，並且其中各個第一間隙的角寬度θa和各個V形間隙的角寬度θb確定為滿足表達式0.60＜θa/θb＜1.60。
2. 根據權利要求i所述的馬達，其特徵在於，所述角寬度ea和eb確定為滿足表達式0.70^0a/ebSl.35。
3. 根據權利要求i所述的馬達，其特徵在於，所述角寬度ea和eb確定為滿足表達式0.92^ea/ebS1.10。
4. 根據權利要求i所述的馬達，其特徵在於，所述角寬度ea和eb確定為滿足表達式0.94^ea/9b^1.09。
5. 根據權利要求i所述的馬達，其特徵在於，所述角寬度ea和eb確定為滿足表達式0.98￡9a/9b^l.03。
6. 根據權利要求i所述的馬達，其特徵在於，所述角寬度ea和eb確定為滿足表達式O.99$ea/0bSl.O2。
7. 根據權利要求1所述的馬達，其特徵在於，所述馬達包括在徑向外部的 定子，所述定子具有多個徑向向內延伸的齒，其中線圈巻繞在各個齒上，並且其中各個第一間隙和所述周向相鄰V形間隙之間的所述角寬度大於各個齒 的徑向內端的角寬度。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的馬達，其特徵在於，所述馬達包括在徑向外部的定子，所述定子具有多個徑向向內延伸的齒，其中線圈巻繞在 各個齒上，並且其中各個第一間隙的所述角寬度和各個v形間隙的所述角寬度小於各個齒的徑向內端的角寬度。
全文摘要
本發明公開了一種磁鐵嵌入式馬達。所述馬達的轉子鐵芯具有徑向延伸的第一容納孔和V形容納孔。各個V形容納孔包括第二容納孔和第三容納孔。第一間隙在各個第一容納孔內形成。所述第一間隙不被對應的第一磁鐵佔據。第二間隙在各個第二容納孔內形成。所述第二間隙不被對應的第二磁鐵佔據。第三間隙在各個第三容納孔的徑向外部形成。所述第三間隙不被對應的第三磁鐵佔據。各個第二間隙和所述相鄰的第三間隙形成V形間隙。各個第一間隙的角寬度θa和各個V形間隙的角寬度θb確定為滿足表達式0.60＜θa/θb＜1.60。
文檔編號H02K1/27GK101295891SQ20081009605
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月25日 優先權日2007年4月27日
發明者中山孝博, 伊藤博高, 小出圭佑, 西川義人, 高部義之 申請人:阿斯莫有限公司