專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括轉(zhuǎn)子和定子的旋轉(zhuǎn)電機，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵芯和設置在該轉(zhuǎn)子鐵芯中的永磁體，該定子具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈，所述電機設置成使得轉(zhuǎn)子相對于定子可旋轉(zhuǎn)并具有氣隙。
背景技術：
這里已經(jīng)廣泛使用這樣一種旋轉(zhuǎn)電機，其中轉(zhuǎn)子通過在其中置入永磁體而構成，由于這個原因，這種電機因損耗小以及高輸出性能而具有高效率。
日本公開專利申請NO.2002-233120披露了這樣一種類型的旋轉(zhuǎn)電機，該旋轉(zhuǎn)電機由特別形成的轉(zhuǎn)子和定子構成，以進一步減小該電機的尺寸并提高轉(zhuǎn)距產(chǎn)生性能。

發(fā)明內(nèi)容
然而，因為這種類型的旋轉(zhuǎn)電機的結構限制，定子的磁通流在每個定子線圈中是閉合的，所以不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通量。這影響了所使用的旋轉(zhuǎn)電機進行連續(xù)旋轉(zhuǎn)以致于增加了轉(zhuǎn)矩波動和降低了其輸出。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種改進的旋轉(zhuǎn)電機，其能夠抑制轉(zhuǎn)矩波動以及即使當其用作連續(xù)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的機器時也能夠增加轉(zhuǎn)矩和輸出。
本發(fā)明的一方面在于一種旋轉(zhuǎn)電機，其包括定子和轉(zhuǎn)子，該定子具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵芯和被嵌入該轉(zhuǎn)子鐵芯中的多個永磁體，永磁體的磁通方向垂直于定子的陣列的方向，每個永磁體的至少兩個表面經(jīng)由氣隙面對著定子。
本發(fā)明的另一方面在于一種旋轉(zhuǎn)電機，該旋轉(zhuǎn)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，該定子具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈，該定子鐵芯具有至少兩個端部，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵芯和設置在該轉(zhuǎn)子鐵芯中的多個永磁體，該轉(zhuǎn)子相對于定子可旋轉(zhuǎn)；其中，永磁體的磁通方向垂直于定子的陣列的方向，定子鐵芯的端部將轉(zhuǎn)子夾在中間并該端部被設置得比定子線圈離轉(zhuǎn)子更近。
根據(jù)下文參照附圖的描述，將會理解本發(fā)明的其它目的和特征。
附圖的簡要描述

圖1為本發(fā)明第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖；圖2為在箭頭方向上沿著圖1的線II剖開的剖視圖；圖3為在箭頭方向上沿著圖1的線III剖開的剖視圖；圖4為在箭頭方向上沿著圖1的線IV剖開的剖視圖；圖5為局部地示出了本發(fā)明第二實施例的旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖；圖6為局部地示出了本發(fā)明第三實施例的旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖；圖7為局部地示出了本發(fā)明第四實施例的旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖；圖8為局部地示出了本發(fā)明第五實施例的旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1-4，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例描述了旋轉(zhuǎn)電機1。圖1示意性地示出了本發(fā)明第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的軸向橫斷面。
為了簡化每個元件的狀態(tài)，圖11示意性地示出旋轉(zhuǎn)電機，圖2是在圖1的箭頭方向沿著線II剖開的剖視圖。圖3是從箭頭方向觀察的沿圖1的線III-III剖開的剖視圖。圖4是從箭頭方向觀察的沿圖1的線IV-IV剖開的剖視圖。
如圖1-4所示，旋轉(zhuǎn)電機1包括轉(zhuǎn)子11、定子21、旋轉(zhuǎn)軸31和殼體41。轉(zhuǎn)子11具有轉(zhuǎn)子鐵芯12和設置在該轉(zhuǎn)子鐵芯12中的多個永磁體13。永磁體13的數(shù)目表示轉(zhuǎn)子11的磁極數(shù)。如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)軸31周向周圍設有8個永磁體13，所以第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機1為8極類型。也即，旋轉(zhuǎn)軸31周圍的永磁體13的陣列為圓形的。永磁體13設置在轉(zhuǎn)子鐵芯12的圓柱形端部中并構成轉(zhuǎn)子突部14。
永磁體13的磁通方向如圖1的箭頭所示地被定向在旋轉(zhuǎn)電機1的直徑方向上。也即，在第一實施例中，永磁體13的磁通方向為從旋轉(zhuǎn)電機1的中心延伸的徑向并且垂直于旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)軸。定子21包括定子鐵芯30和定子線圈26。更具體地說，定子21由圖1-4所示的周向設置在旋轉(zhuǎn)軸31周圍的定子元件構成。也即，定子12的定子元件陣列在旋轉(zhuǎn)軸31周圍為圓形。每個定子元件具有定子鐵芯30和定子線圈26，定子元件的聚合體構成定子21。定子鐵芯30由兩個定子鐵芯端部22、定子鐵芯連接部23、定子線圈鐵芯24和定子背面鐵芯25構成。兩個定子鐵芯端部22平行設置，其間具有預定間隔，每個定子鐵芯端部22的一端與定子鐵芯連接部23相連。定子線圈26纏繞在定子鐵芯30的定子線圈鐵芯24上。殼體41具有分別設置在旋轉(zhuǎn)電機1的兩端部的側(cè)殼體42，和圓柱形的圓柱殼體43。定子21通過定子背面鐵芯25由側(cè)殼體42支承。定子11與旋轉(zhuǎn)軸31相連并通過旋轉(zhuǎn)軸31和軸承32由側(cè)殼體42支承。旋轉(zhuǎn)傳感器33與旋轉(zhuǎn)軸31的一端相連。
第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機1布置成使得轉(zhuǎn)子11的永磁體13產(chǎn)生抵抗由定子21所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通的反作用力，轉(zhuǎn)子11由于該反作用力而圍繞旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)。永磁體13設置成使得每個永磁體13的磁極方向不同于設置在該每個永磁體13相鄰兩側(cè)的兩相鄰永磁體13的磁極方向。轉(zhuǎn)子11和定子21之間所形成的間隔(稱為氣隙)使得轉(zhuǎn)子11和定子21互相不接觸。更具體地說，每個永磁體13的至少兩表面經(jīng)由所述氣隙面對著定子21。
第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機1布置成使得轉(zhuǎn)子鐵芯12由層疊的多個電磁鋼板構成。包含有定子鐵芯端部22、定子鐵芯連接部23、定子線圈鐵芯24、和定子背面鐵芯25的定子鐵芯為壓制動力鐵芯(pressedpower core)。如圖1所示，永磁體13布置成使得每個永磁體13的磁通方向沿著旋轉(zhuǎn)軸31的直徑方向定向，定子21沿著軸向布置，該軸向垂直于永磁體13的磁通方向。此外，如圖1-4所示，定子鐵芯30的定子鐵芯端部22布置成使得轉(zhuǎn)子突部14夾在具有氣隙的兩定子鐵芯端部22之間。如圖1所示，定子鐵芯端部22與定子鐵芯連接部23相連，該定子鐵芯連接部23設置在比定子線圈26更接近末端的一側(cè)并經(jīng)由定子線圈鐵芯24和定子背面鐵芯25與另一定子鐵芯相連。換句話說，定子鐵芯端部22設置得比定子線圈26離轉(zhuǎn)子11更近。如圖3和4所示，分支定子鐵芯端部22布置成使得外側(cè)的定子鐵芯端部22偏移內(nèi)側(cè)的定子鐵芯端部22一個角度，該角度對應于永磁體13的外部和內(nèi)部中的一個磁極。定子鐵芯連接部23是傾斜的。
采用本發(fā)明第一實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的布置，同極的磁通穿透各個定子鐵芯端部22，從永磁體13漏出的磁通減少。所以，可以增加旋轉(zhuǎn)電機1的轉(zhuǎn)距和輸出。此外由于每個定子21與另一定子21磁連接，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通并由此獲得穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。
圖5所示為本發(fā)明第二實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的局部剖視圖。在圖5中，與圖1-4相同的元件用相同的參考標號表示，這里省去對它們的描述。圖5所示的旋轉(zhuǎn)電機1被構造成使得轉(zhuǎn)子11的剖面為字符T形，且該剖面包含旋轉(zhuǎn)電機1的中心軸，轉(zhuǎn)子11每極的每個轉(zhuǎn)子元件具有多個永磁體13。這里，轉(zhuǎn)子11的每個轉(zhuǎn)子元件具有兩個永磁體13。更具體地說，如圖5所示，轉(zhuǎn)子鐵芯12被構造成使得盤形部件與旋轉(zhuǎn)軸相連、圓柱形部件的中心部與該盤形部件的外圍相連、永磁體13被嵌入該圓柱形部件的兩端部。也即，轉(zhuǎn)子11的每個轉(zhuǎn)子元件具有兩個永磁體13。兩個定子21沿著軸向設置。兩個轉(zhuǎn)子突部14沿著旋轉(zhuǎn)電機1的軸向延伸并分別被夾在兩個定子21的定子鐵芯端部22之間。這種布置進一步增加了永磁體13的磁通量，因而進一步增加了旋轉(zhuǎn)電機1的轉(zhuǎn)距和輸出。
圖6所示為本發(fā)明第三實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的局部剖視圖。在圖6中，與圖1-4相同的元件用相同的參考標號表示，這里省去對它們的描述。圖6所示的旋轉(zhuǎn)電機1被構造成使得轉(zhuǎn)子11以剖面為十字形的形狀形成，且該剖面包含旋轉(zhuǎn)電機1的中心軸以及轉(zhuǎn)子11每極的每個轉(zhuǎn)子元件。這里，轉(zhuǎn)子11的每個轉(zhuǎn)子元件具有多個永磁體，每個元件具有四個永磁體13。兩個定子21沿著軸向設置。兩個轉(zhuǎn)子突部14沿著軸向設置并分別被夾在兩個定子21的定子鐵芯端部22之間。此外，每個內(nèi)側(cè)定子鐵芯端部22的頂端朝著中心軸向內(nèi)延伸從而把永磁體13夾在中間，該永磁體13被嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯11的盤形部件的內(nèi)側(cè)部。類似地，每個外側(cè)定子鐵芯端部22的頂端向外延伸從而把永磁體13夾在中間，該永磁體13被嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯11的盤形部件的外側(cè)部。這種布置進一步增加了永磁體13的磁通量，并由此進一步增加了旋轉(zhuǎn)電機1的轉(zhuǎn)距和輸出。
圖7所示為本發(fā)明第四實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的局部剖視圖。在圖7中，與圖1-4相同的元件用相同的參考標號表示，這里省去對它們的描述。第四實施例的旋轉(zhuǎn)電機1布置成使得轉(zhuǎn)子11具有多個轉(zhuǎn)子突部14。更具體地說，從圖7清楚可見，轉(zhuǎn)子鐵芯12由連接于旋轉(zhuǎn)軸31的盤形部件、內(nèi)和外圓柱形部件構成，每個內(nèi)和外圓柱形部件的每個中心部整體地連接于盤形部件上，永磁體13被嵌入每個內(nèi)和外圓柱形部件的兩端部。也即，轉(zhuǎn)子11的每個轉(zhuǎn)子元件具有四個永磁體13。這里，設有兩個轉(zhuǎn)子突部14。定子鐵芯端部22分成三個端部以將該兩定子突部14適當?shù)貖A在中間。三個定子鐵芯端部22整體地與定子鐵芯連接部23連接并進一步與定子鐵芯線圈24和定子背面鐵芯25連接。這種布置進一步增加了永磁體13的磁通量，并由此進一步增加了旋轉(zhuǎn)電機1的轉(zhuǎn)距和輸出。
圖8所示為本發(fā)明第五實施例的旋轉(zhuǎn)電機1的局部剖視圖。在圖8中，與第一實施例相同的元件用相同的參考標號表示，這里省去對它們的描述。永磁體13的磁通方向沿著旋轉(zhuǎn)電機1的軸向，定子線圈26環(huán)繞設置。由于轉(zhuǎn)子11和定子21環(huán)繞設置，所以可減少旋轉(zhuǎn)電機1的厚度。
本申請以2004年6月28日在日本提出的日本專利申請NO.2004-189703為基礎。該日本專利申請的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
雖然上文已經(jīng)參照本發(fā)明的一些實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明不限于上述實施例。本領域技術人員可以根據(jù)上述教導對這些實施例作出變型和變化。例如，已經(jīng)描述的關于旋轉(zhuǎn)電機的實施例，本發(fā)明可以應用于電動機和發(fā)電機。而且，雖然實施例中已經(jīng)示出和描述了旋轉(zhuǎn)電機為8極型，但可以采用其它極型。雖然本發(fā)明的實施例已經(jīng)示出并且描述了旋轉(zhuǎn)電機每8個磁極具有12個狹槽，但也可采用每8個磁極具有6個狹槽。另外，雖然本發(fā)明的實施例已經(jīng)示出并描述了轉(zhuǎn)子鐵芯由電磁鋼制成，但它也可由壓制動力鐵芯制成。雖然轉(zhuǎn)子鐵芯突部的數(shù)目為一兩個，但它可多于兩個。此外，本發(fā)明的實施例已經(jīng)示出并描述了旋轉(zhuǎn)電機由一個轉(zhuǎn)子和一個定子構成或者由一個轉(zhuǎn)子和兩個定子構成，但它可由兩個轉(zhuǎn)子和一個定子構成、兩個轉(zhuǎn)子和三個定子構成、三個轉(zhuǎn)子和兩個定子構成、或者其它組合而構成。本發(fā)明的范圍根據(jù)下述權利要求而限定。
權利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機，包括定子，其具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈；轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子鐵芯和被嵌入該轉(zhuǎn)子鐵芯中的多個永磁體，永磁體的磁通方向垂直于定子的陣列的方向，每個永磁體的至少兩個表面經(jīng)由氣隙面對著定子。
2.一種旋轉(zhuǎn)電機，包括定子，其具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈，該定子鐵芯具有至少兩個端部；和轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子鐵芯和設置在該轉(zhuǎn)子鐵芯中的多個永磁體，該轉(zhuǎn)子相對于定子可旋轉(zhuǎn)；其中，永磁體的磁通方向垂直于定子的陣列的方向，定子鐵芯的端部將轉(zhuǎn)子夾在中間并且該端部被設置成比定子線圈離轉(zhuǎn)子更近。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，定子鐵芯端部布置成使得外側(cè)的一個定子鐵芯端部偏移內(nèi)側(cè)的一個定子鐵芯端部一個角度，該角度對應于轉(zhuǎn)子的一個磁極。
4.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子的每極由多個永磁體構成。
5.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子由盤形部件和圓柱形部件構成，該圓柱形部件的一端與該盤形部件的外圍相連接。
6.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子由盤形部件和圓柱形部件構成，該圓柱形部件的中心部與盤形部件的外圍相連接。
7.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子由盤形部件和圓柱形部件構成，該圓柱形部件的中心部與盤形部件的直徑中部相連。
8.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子由盤形部件以及內(nèi)和外圓柱形部件構成，該內(nèi)和外圓柱形部件的中心部分別與盤形部件的直徑中部和外圍部相連。
9.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，定子包括用于轉(zhuǎn)子的多個定子。
10.根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，定子包括多個定子鐵芯和多個定子線圈，該定子鐵芯由兩個定子鐵芯端部、定子鐵芯連接部、定子線圈鐵芯和定子背面鐵芯構成，該兩個定子鐵芯端部平行地設置并且其間具有預定間隔，每個定子鐵芯端部的一端經(jīng)由定子鐵芯連接部與定子線圈鐵芯相連，該定子線圈纏繞在定子線圈鐵芯周圍。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)電機，由定子和轉(zhuǎn)子組成，該定子具有定子鐵芯和纏繞在該定子鐵芯周圍的定子線圈，該定子鐵芯具有至少兩個端部，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵芯和設置在該轉(zhuǎn)子鐵芯中的多個永磁體，該轉(zhuǎn)子相對于定子可旋轉(zhuǎn)。永磁體的磁通方向垂直于定子的陣列的方向，定子鐵芯的端部將轉(zhuǎn)子夾在中間并且該端部被設置成比定子線圈離轉(zhuǎn)子更近。
文檔編號H02K1/27GK1716729SQ20051008090
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權日2004年6月28日
發(fā)明者金子雄太郎 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社