[发明专利]磁铁辅助型磁阻马达用转子和无刷马达

说明书

技术领域

本发明涉及利用磁阻转矩使转子旋转的无刷马达，特别是涉及将磁铁埋入转子内，辅助地使用磁铁的磁力使转子旋转的磁铁辅助型的磁阻马达所使用的转子的构造。

背景技术

以往以来，磁阻马达作为利用定子-转子间的磁阻差而产生旋转力的类型的电动机为人周知。在磁阻马达中，利用由磁阻差产生的磁阻转矩而使转子旋转。可是，由于磁阻转矩比由磁铁得到的转矩小，因此，与使用了磁铁的同规格的马达相比，磁阻马达存在输出转矩变小的倾向。因此，为了以磁阻马达得到希望的转矩，存在会增大马达规格这样的问题。

因此，近年来，基本结构形成为磁阻马达，且在转子上配置有磁铁的磁铁辅助型的磁阻马达被提出。例如在专利文献1中，记载有这样的磁铁辅助型的磁阻马达，表示在磁阻马达的转子内埋设有磁铁的结构。在专利文献1的马达中，在转子芯的N、S极的某一方的各磁极中，埋设有磁通密度高的由同一磁铁材料构成的同一形状的第1永磁铁。此外，在另一方的各磁极中，埋设有与上述第1永磁铁不同形状的第2永磁铁。第2永磁铁由磁通密度低的同一磁铁材料形成。根据该结构，在磁阻马达中，辅助地利用磁铁的磁力，通过磁阻转矩和磁铁转矩这两者而使转子旋转，谋求输出提高和马达小型化的并存。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3818340号公报

专利文献2：日本特开2011-83066号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在磁铁辅助型的磁阻马达中，存在随着磁铁的使用磁阻马达会产生原来没有的齿槽效应这样的问题。此外，在磁铁辅助型的磁阻马达中，也与不是磁铁辅助型的通常的磁阻马达同样地，通电时的转矩变动即转矩脉动被当作课题。即，在磁阻马达中，随着转子的旋转磁阻转矩产生变化，从而随着转子旋转而产生转矩脉动。

特别是在将磁铁辅助型的磁阻马达作为电动助力转向装置用的马达而使用的情况下，在电动助力转向装置中，由于齿槽效应，方向盘的返回变差，所以需要将马达的齿槽效应抑制得小。此外，存在转矩脉动引起电动助力转向装置的掌舵感的劣化，给予驾驶者不舒适感这样的问题。因此，从舒适的驾驶这样的观点出发，也要求降低磁铁辅助型的磁阻马达的转矩脉动。

另外，在专利文献1的马达中，与N、S极均为稀土类磁铁的情况相比磁通密度低，马达转矩小。另一方面，若想以专利文献1的结构得到与N、S极均为稀土类磁铁的情况同样的特性，则产生马达规格变大，相应地转矩脉动和齿槽效应也变大这样的问题。

另一方面，关于转矩脉动，例如在专利文献2中，通过采用连结了定子的顶端部彼此的封闭式定子构造而减少磁阻转矩的变化，谋求转矩脉动的降低。可是，即使在采用了封闭式定子构造的情况下，在电流施加时磁铁外侧的转子芯成为磁路的该马达中，也难以避免来自定子的磁通偏置，残留转矩脉动的状况。特别是在磁铁辅助型的磁阻马达中，由于磁阻转矩的比率大，所以存在转矩脉动的影响变大这样的问题。

用于解决课题的手段

本发明的磁铁辅助型磁阻马达用转子是被使用于磁铁辅助型磁阻马达的转子，该磁铁辅助型磁阻马达具备：定子，具备多相的绕组；以及转子，旋转自如地被配置在上述定子内，在设于其内部的多个安装孔中埋设有多个永磁铁，以上述多个永磁铁的各磁极所形成的磁通的方向为d轴，将与其磁正交的轴设定为q轴，在上述转子上沿周向交替地设有多个上述d轴和上述q轴，利用由上述d轴方向和q轴方向的磁阻差产生的磁阻转矩和由上述永磁铁产生的磁铁转矩，使上述转子旋转，其特征在于，上述多个永磁铁由形成作为N极和S极中的某一方的第1磁极的截面圆弧状的永磁铁、和形成与上述第1磁极不同的极性的第2磁极的截面圆弧状的永磁铁构成，形成上述第1磁极和第2磁极的各永磁铁，以其凸侧部位分别朝向上述转子的中心侧的状态被埋设在上述转子内，在以上述第1磁极和上述第2磁极的各上述d轴为基准，针对各该d轴所属的每个区域将上述转子的截面等分地分割时，上述第1磁极侧的上述永磁铁，在与上述第2磁极侧的上述永磁铁不干涉的状态下跨越到上述第2磁极侧的区域地配置。