[发明专利]爪齿型旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种覆盖安装环状线圈，并采用设置有多个爪部的定子的爪齿(claw teeth)型旋转电机。

背景技术

作为有效利用磁阻转矩的旋转电机的代表例，有混合动力电动汽车用的驱动电机。该电机中，在低速旋转时，通过强力的稀土类的永磁体产生大的磁转矩(magnet torque)，在高速旋转时，一边通过弱磁抑制电机电压，一边通过磁阻转矩的活用来实现高输出化。

作为具有上述功能的无刷电动机，公开了一种由在叠层电磁钢板而形成的定子铁心上缠绕分布线圈而构成的定子、和设置有永磁体以及高透磁率磁性体(辅助凸极)的转子构成的无刷电动机(专利文献1)。

但是，专利文献1中所述的无刷电动机，难以使气隙(air gap)中的无负载时的磁场分布成为正弦状，转子在周方向上形成复杂的磁结构。因此，该电动机会产生各种模式的电磁激振力，其结果容易产生电动机的振动和噪声。进一步，因对叠层有电磁钢板得到的定子铁心施放绕组，而必然会形成线圈端(coil end)部，而线圈端部为使电机的轴长增加的重要原因，尤其在扁平形状的电机中对于实现电机的小型化成为障碍。

专利文献1：特许第2667815号说明书(权利要求1，图1)

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供一种活用磁阻转矩，并且能够实现低振动化、低噪声化的爪齿型旋转电机。

为了解决上述课题，本发明的爪齿型旋转电机，具备：在相对旋转轴同轴的圆筒状面内配设多个永磁体的转子；和具备相对上述旋转轴同轴地设置的圆环状的定子磁心、以及磁化上述定子磁心的线圈的定子，其中：上述线圈，为导线被缠绕为环状的环状线圈，上述定子磁心，具备：覆盖安装上述环状线圈的圆环部；在该圆环部的内径面等间隔地配置并沿轴方向延伸的多个爪部；和形成在邻接的爪部之间的多个磁隙，上述爪部的数目与上述永磁体的数目相等，上述各永磁体，在与邻接的永磁体之间产生的、相对中心轴方向电角正交的方向的磁通，比中心轴方向的磁通更多。

由此，通过电角相对中心轴方向正交的方向的磁通而产生磁阻转矩。此外，由于爪部的数目与永磁体的数目相等，因此磁转矩和磁阻转矩同样地产生。此外，由于不产生低次的电磁激振力，因此圆环振动减小。因此，噪声振动减少。另外，为了使各永磁体在邻接的永磁体之间产生的、电角相对中心轴方向正交的方向的磁通，比中心轴方向的磁通更多，通过在各永磁体之间配设由金属构成的极间辅助极来实现。

根据本发明，能够提供一种有效利用磁阻转矩，并且能够实现低振动化、低噪声化的爪齿型旋转电机。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的爪齿型旋转电机的剖面图。

图2为构成定子的爪铁心的立体图。

图3为定子的一部分的立体图。

图4为本发明的一实施方式即爪齿型旋转电机的另一剖面图。

图5为用于说明定子的磁化的图。

图6为用于说明磁转矩的产生的图。

图7为用于说明磁阻转距的产生的图。

图8为表示与q轴方向的磁通q和d轴方向的磁通d相关的磁路的展开图。

图9为磁阻转矩产生时的矢量图。

图10为第二实施方式中的爪齿型旋转电机的截面图。

图11为表示第二实施方式中的与q轴方向的磁通q和d轴方向的磁通d相关的磁路的转子的展开图。

图中：1-爪齿型电机(爪齿型旋转电机)；2-旋转轴；3-转子；4-转子铁心；5-永磁体；6-定子；7、7U、7V、7W-定子铁心(定子磁心)；8-定子框；9A、9B-轴承；10、10U、10V、10W-环状线圈；11A、11B-爪铁心；12、12A、12B-爪部；12F-磁极面；12T-轴方向延伸端；13-环状磁轭部(圆环部)；14-外周侧磁轭部(圆环部)；15-极间辅助极；16-气隙。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，采用图1～图7对本发明的爪齿型旋转电机的一实施方式的24极的爪齿型电机(爪齿型旋转电机)进行说明。

首先，采用图1的结构图，对爪齿型电机的整体结构进行说明。