磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子及磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子及磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的制造方法。抑制埋入磁芯(12)的永久磁鐵產(chǎn)生減磁。永久磁鐵是從徑向外側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)延伸的第一部分(16a)和第二部分(16b)通過接合部(CS)結(jié)合而形成的磁鐵。第一部分(16a)和第二部分(16b)的徑向外側(cè)的端面(ES)中與軸向(Da)正交的剖面的形狀為沿著取向方向(MO)的形狀。并且，隨著從一個(gè)磁極和鄰接磁極的邊界(BL)向磁極的中央側(cè)過渡，磁芯(12)的外徑逐漸增加。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請主張于2015年9月7日提出的日本專利申請第2015-175970號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用包括說明書、附圖、摘要在內(nèi)的全部內(nèi)容。
本專利技術(shù)涉及在磁芯埋入永久磁鐵的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子及磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的制造方法。
技術(shù)介紹
例如美國專利申請公開第2015/0137629號(hào)中記載了具備從磁芯的徑向外側(cè)向磁芯的徑向內(nèi)側(cè)延伸的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子。作為上述轉(zhuǎn)子的制造工序，會(huì)考慮采用在磁芯形成插入孔并向填充于插入孔的永久磁鐵的材料(磁鐵材料)從磁芯的徑向外側(cè)外加磁場的工序。但是，該情況下，在磁鐵材料的磁芯的徑向外側(cè)的端部，磁鐵材料內(nèi)的磁路有可能變短。在徑向外側(cè)的端部，磁鐵材料內(nèi)的磁路變短的情況下，在徑向外側(cè)的端部，永久磁鐵的取向方向的長度變短。另一方面，如果驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，則永久磁鐵中的徑向外側(cè)的永久磁鐵容易被施加與永久磁鐵的磁通相反的磁場，在被施加相反磁場的情況下，永久磁鐵的取向方向的長度越短越容易減磁。因此，如上述那樣，在徑向端部的永久磁鐵的取向方向的長度變短的情況下，存在在轉(zhuǎn)子的使用過程中永久磁鐵容易減磁的趨勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于，提供能夠抑制埋入磁芯的永久磁鐵產(chǎn)生減磁的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子及磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的制造方法。本專利技術(shù)的第一方式的電動(dòng)馬達(dá)用的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子包括：磁芯，其由軟磁材料構(gòu)成；以及永久磁鐵，其埋入于磁芯，上述永久磁鐵具備分別從上述磁芯的徑向外側(cè)向內(nèi)側(cè)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鄰接，由上述第一部分和上述第二部分形成一個(gè)磁極，構(gòu)成上述一個(gè)磁極的上述第一部分和上述第二部分各自在上述徑向外側(cè)的端部中的取向方向是：越趨向于上述一個(gè)磁極在上述磁芯的周向上的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心的方向，在與上述磁芯的軸向正交的剖面中，上述第一部分和上述第二部分的在上述磁芯的徑向的最外側(cè)的端面沿著上述永久磁鐵的取向方向。第一部分和上述第二部分的與磁芯的軸向正交的剖面上的端面的形狀在相對于取向方向偏離平行的情況下，永久磁鐵的取向方向的長度在端面附近變短。而且，在取向方向的長度較短的情況下，容易產(chǎn)生減磁。與此相對地，第一部分和上述第二部分的與磁芯的軸向正交的剖面上的端面的形狀在相對于取向方向近似平行的情況下，永久磁鐵的取向方向的長度在端面附近與稍微離開端面的部分相比，也不會(huì)變得過短。因此，在上述結(jié)構(gòu)下，通過將磁芯的徑向外側(cè)的端面的與磁芯的軸向正交的剖面設(shè)定為沿著永久磁鐵的取向方向，能夠抑制埋入磁芯的永久磁鐵產(chǎn)生減磁。有關(guān)本專利技術(shù)的第二方式，在上述方式的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子中，對于上述磁芯中與上述第一部分和上述第二部分在上述磁芯的徑向最外側(cè)的端部分別對置的部分而言，該部分的外徑隨著向上述一個(gè)磁極在上述磁芯的周向上的中央接近而逐漸增加。在上述結(jié)構(gòu)下，構(gòu)成一個(gè)磁極的第一部分和第二部分的各自的徑向外側(cè)的端部的取向方向是越趨向于該一個(gè)磁極的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心的方向。因此，第一部分和第二部分的徑向外側(cè)的端面中與磁芯的軸向正交的剖面的形狀越趨向于一個(gè)磁極的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心。這里，在假設(shè)磁芯的外徑恒定的情況下，第一部分和第二部分的各自的上述端面與磁芯的外周的距離越遠(yuǎn)離一個(gè)磁極的中央側(cè)而越長。另一方面，第一部分和第二部分彼此在周向上對置的一對面的極性相互不同。而且，磁芯中與第一部分、第二部分對置的部分構(gòu)成不通過定子而將上述一對面中構(gòu)成磁極的面即上述中央側(cè)的面和另一方的面連接的短路路徑。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離越長，即成為漏磁通的磁路的路徑的寬度越寬，短路路徑的磁通越多。這里，在上述結(jié)構(gòu)下，隨著向一個(gè)磁極的中央接近，而使磁芯的與上述第一部分和上述第二部分在徑向最外側(cè)的端部分別對置的部分的外徑逐漸增加。因此，能夠抑制產(chǎn)生第一部分和第二部分的各自的徑向外側(cè)的端部到磁芯的外周的距離變長的部分，進(jìn)而能夠減少上述短路路徑的磁通。有關(guān)本專利技術(shù)的第三方式，在上述方式的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子中，上述磁芯的外徑隨著從上述一個(gè)磁極與在該一個(gè)磁極的兩側(cè)分別鄰接的磁極之間的邊界接近該一個(gè)磁極的中央而逐漸增加。在上述結(jié)構(gòu)中，磁芯的外徑隨著從一個(gè)磁極與在該一個(gè)磁極的兩側(cè)分別鄰接的磁極之間的邊界接近該一個(gè)磁極的中央而逐漸增加。因此，容易在磁芯中的一個(gè)磁極的中央部分聚集從第一部分、第二部分出來的磁通、進(jìn)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變得極大的基本波形狀的磁通，進(jìn)而能夠減少磁通的空間高次諧波。有關(guān)本專利技術(shù)的第四方式，在上述方式的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子中，在上述永久磁鐵中，上述磁芯在徑向內(nèi)側(cè)沿上述取向方向的長度短于上述磁芯在徑向外側(cè)沿上述取向方向的長度。在上述結(jié)構(gòu)下，永久磁鐵的取向方向的長度在徑向內(nèi)側(cè)短于徑向外側(cè)，因此能夠擴(kuò)大永久磁鐵的表面積，進(jìn)而容易增多永久磁鐵的磁通。另外，在向磁芯填充了磁鐵材料后向磁鐵材料外加磁場來生成永久磁鐵的情況下，通過徑向內(nèi)側(cè)的磁鐵材料的磁路在永久磁鐵的取向方向的長度恒定的情況下，與通過徑向外側(cè)的磁鐵材料的磁路相比，磁阻容易增大，因此通過徑向內(nèi)側(cè)的磁鐵材料的磁通容易變小。與此相對地，在上述結(jié)構(gòu)下，通過使永久磁鐵的取向方向的長度在徑向內(nèi)側(cè)短于徑向外側(cè)，能夠減少通過徑向內(nèi)側(cè)的磁鐵材料的磁路的磁阻，因此能夠抑制通過徑向內(nèi)側(cè)的磁鐵材料的磁通變少。本專利技術(shù)的第五方式是制造上述方式的埋入磁鐵型轉(zhuǎn)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鐵的材料即磁鐵材料的填充工序；以及針對上述插入孔內(nèi)的上述磁鐵材料，從上述磁芯的徑向向上述磁鐵材料外加磁場的定向磁化工序。在上述結(jié)構(gòu)下，從磁芯的徑向向填充于磁芯的插入孔的磁鐵材料外加磁場。因此，第一部分和第二部分的各自的徑向外側(cè)的端部的取向方向容易成為越趨向于該一個(gè)磁極的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心的方向。即，容易成為上述第一方式所述的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的取向方向。另外，在上述第四方式所述的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的情況下，能夠通過定向磁化工序來抑制通過徑向內(nèi)側(cè)的磁鐵材料的磁通變少，因此能夠提高取向率和磁化率，進(jìn)而能夠提高永久磁鐵的使用效率。附圖說明根據(jù)以下參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)說明可了解本專利技術(shù)的上述以及更多的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，對相同的元素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。圖1是第一實(shí)施方式所涉及的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的俯視圖。圖2是示出該實(shí)施方式所涉及的填充工序和定向磁化工序的俯視圖。圖3是該實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子的局部剖視圖。圖4是例示該實(shí)施方式所涉及的磁通密度分布的圖。圖5是示出比較例的轉(zhuǎn)子的局部形狀的圖。圖6是例示比較例的磁通密度分布的圖。圖7是第二實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子的局部放大圖。圖8是示出能夠提高磁化率和取向率的永久磁鐵形狀示例的圖。圖9是示出上述永久磁鐵的磁鐵厚度的圖。圖10是示出能夠提高磁化率和取向率的永久磁鐵形狀的其它示例的圖。圖11是示出上述永久磁鐵的磁鐵厚度的圖。具體實(shí)施方式下面參照附圖說明磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子所涉及的第一實(shí)施方式。圖1所示的轉(zhuǎn)子10內(nèi)置于磁鐵埋入式同步馬達(dá)(IPMSM)。該IPMSM構(gòu)成電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)。轉(zhuǎn)子10具備由軟磁材料形成的磁芯12和永久磁鐵16。磁芯12層疊多個(gè)硅鋼板即電磁鋼板而形成，具備保持磁路、永久磁鐵16、以及生成和傳遞旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的功能。磁芯12具備10個(gè)在其軸向Da上貫通的插入孔14。插入孔14的與軸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電動(dòng)馬達(dá)用的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子，其中，包括：磁芯，其由軟磁材料構(gòu)成；以及永久磁鐵，其埋入于磁芯，所述永久磁鐵具備分別從所述磁芯的徑向外側(cè)向內(nèi)側(cè)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鄰接，由所述第一部分和所述第二部分形成一個(gè)磁極，構(gòu)成所述一個(gè)磁極的所述第一部分和所述第二部分各自在所述徑向外側(cè)的端部中的取向方向是：越趨向于所述一個(gè)磁極在所述磁芯的周向上的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心的方向，在與所述磁芯的軸向正交的剖面中，所述第一部分和所述第二部分的在所述磁芯的徑向的最外側(cè)的端面沿著所述永久磁鐵的取向方向。

【技術(shù)特征摘要】
2015.09.07 JP 2015-1759701.一種電動(dòng)馬達(dá)用的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子，其中，包括：磁芯，其由軟磁材料構(gòu)成；以及永久磁鐵，其埋入于磁芯，所述永久磁鐵具備分別從所述磁芯的徑向外側(cè)向內(nèi)側(cè)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鄰接，由所述第一部分和所述第二部分形成一個(gè)磁極，構(gòu)成所述一個(gè)磁極的所述第一部分和所述第二部分各自在所述徑向外側(cè)的端部中的取向方向是：越趨向于所述一個(gè)磁極在所述磁芯的周向上的中央側(cè)而越遠(yuǎn)離磁芯的中心的方向，在與所述磁芯的軸向正交的剖面中，所述第一部分和所述第二部分的在所述磁芯的徑向的最外側(cè)的端面沿著所述永久磁鐵的取向方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子，其中，對于所述磁芯中與所述第一部分和所述第二部分在所述磁芯的徑向最外側(cè)的端部分別對置的部分而言，該部分的外徑隨著向所述一個(gè)磁極在所述磁芯的周向上的中央接近而逐漸增加。3.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：神田尚武，柴田由之，大野譽(yù)洋，
申請(專利權(quán))人：株式會(huì)社捷太格特，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP