CN102904351B - 电机 - Google Patents

Abstract

一种电机，该电机(1)具有以围绕电枢铁芯(12)的方式排列的多个永久磁体块(4a)以及磁通量引导环(5)，磁通量引导环(5)设置在永久磁体块(4a)和电枢铁芯(12)之间，用于将磁通量从永久磁体块(4a)引入到电枢铁芯(12)。磁通量引导环(5)具有面对每个磁体块(4a)的面对部分(5a)、形成在面对部分(5a)中的孔(Ak)以及连接相邻的两个面对部分的连接部分(5b)。孔(Ak)以面对相邻的磁体块(4a)的边界的方式形成。

Description

电机

技术领域

本公开涉及一种电机，该电机设置有布置于电枢铁芯和永久磁体之间的用于将磁通量从永久磁体引导到电枢铁芯的磁引导部分。

背景技术

对于具有电枢铁芯和永久磁体的电机，要求利用简单的构造有效地使用来自永久磁体的磁通量。为了满足该要求，JP-2008-35639A(US-2008/0024026A1)提出一种在电枢铁芯和永久磁体之间具有软磁性材料的电机。被称为磁引导部分的软磁性材料设置在永久磁体的内表面上。因此，来自永久磁体的磁通量流过软磁性材料，并被引入到电枢铁芯中。

一般来说，在电机中，永久磁体的轴向长度比电枢铁芯的轴向长度长。因此，从永久磁体的布置在电枢铁芯外部的部分产生的磁通量可能比从永久磁体的其他部分产生的磁通量减少得更多。同时，在JP-2008-35639A(US-2008/0024026A1)公开的电机中，由于软磁性材料固定在永久磁体上，所以即使从永久磁体的布置在电枢铁芯外部的部分产生磁通量，磁通量也可适当地引入到电枢铁芯中。图50是示出流过软磁性材料的磁通量的示图。

为了使电机小型化，电机的极数增加。即，多个永久磁体沿着电机的旋转方向以N极磁性区域和S极磁性区域交替地设置的方式布置。如图51所示，软磁性材料(磁引导部分)设置到每个磁性区域，由此磁通量通过相应的软磁性材料容易地流入电枢铁芯中。结果，即使设置多个永久磁体，也有效地利用来自永久磁体的磁通量。

然而，在软磁性材料(磁引导部分)设置到每个永久磁体的情况下，软磁性材料的数量增加。结果，电机的部件的数量增加，且电机的制造步骤也增加。

发明内容

本公开的一方面提供一种电机，在该电机中，有效地利用从多个永久磁体产生的磁通量，并改善电机的装配特性。

根据本公开，电机包括电枢铁芯、面对电枢铁芯的永久磁体以及设置在永久磁体和电枢铁芯之间的用于将磁通量从永久磁体引入到电枢铁芯的磁引导部分。永久磁体具有以磁极沿着电机的旋转方向交替地改变的方式排列的多个磁场。磁引导部分包括面对每个磁场的面对部分以及沿着电机的旋转方向连接相邻的两个面对部分的连接部分。

附图说明

通过下面参照附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特点及优点将会变得更加清楚。在附图中：

图1是根据第一实施例的电机的立体图；

图2是磁轭的俯视图；

图3是去除了电枢的磁轭的立体图；

图4是沿着图1的IV-IV线截取的截面图；

图5是示出磁通量引导环的展开视图；

图6是根据第二实施例的磁轭的立体图；

图7是示出根据第二实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图8是根据第三实施例的磁轭的立体图；

图9是示出根据第三实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图10是根据第四实施例的磁轭的立体图；

图11是示出根据第四实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图12是根据第五实施例的磁轭的立体图；

图13是示出根据第五实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图14是用于解释第五实施例的优点的示图；

图15是根据第六实施例的磁轭的立体图；

图16是示出根据第六实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图17是根据第六实施例的变型的磁轭的立体图；

图18是示出根据在图17中示出的变型的磁通量引导部分的展开视图；

图19是根据第七实施例的磁轭的立体图；

图20是磁环的俯视图；

图21是磁环的立体图；

图22是根据第八实施例的电机的立体图；

图23是磁轭的俯视图；

图24是根据第八实施例的转子的立体图；

图25是沿着图22的XXV-XXV线截取的截面图；

图26A是示出根据第八实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图26B是示出根据第八实施例的变型的磁通量引导部分的展开视图；

图27是根据第九实施例的转子的立体图；

图28是示出根据第九实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图29是根据第十实施例的转子的立体图；

图30是示出根据第十实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图31是根据第十一实施例的转子的立体图；

图32是示出根据第十一实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图33是根据第十二实施例的转子的立体图；

图34是示出根据第十二实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图35是用于解释第十二实施例的优点的示图；

图36是根据第十三实施例的转子的立体图；

图37是示出根据第十三实施例的磁通量引导部分的展开视图；

图38是根据第十三实施例的变型的转子的立体图；

图39是示出根据在图38中示出的变型的磁通量引导部分的展开视图；

图40是根据第十四实施例的转子的立体图；

图41是根据第十五实施例的转子的立体图；

图42和图43示出了用于固定磁通量引导环的第一方法；

图44是在图42中的“M”区域的放大视图；

图45是在图42中的“N”区域的放大视图；

图46示出了用于固定磁通量引导环105的第二方法；

图47、48和49示出了用于固定磁通量引导环105的第三方法；

图50是示出根据传统技术的流过软磁性材料的磁通量的示图；

图51是根据传统技术的磁轭的立体图。

具体实施方式

下面将参照图1至5描述第一实施例。图1是根据第一实施例的电机的立体图。图2是磁轭的俯视图。图3是去除了电枢铁芯的磁轭的立体图。图4是沿着图1的IV-IV线截取的截面图。图5是示出磁通量引导环的展开视图。应该注意的是，图1仅仅示出了磁轭的内部。

电机1是具有多极多槽构造的直流电机。该电机1用作用于自动打开和关闭汽车的窗户的微型电机。电机1具有除了磁通量引导环(磁引导部分)5之外的众所周知的构造。

即，电机1具有容纳电枢(转子)3和定子4的圆柱形磁轭2。

电枢3沿着磁轭2的径向布置在中央部分。如图1和2所示，电枢3具有轴11和电枢铁芯12。轴11由金属材料制成，并用作电机1的输出轴。因此，轴11的旋转方向对应于电机1的旋转方向。电枢铁芯12具有径向向外延伸的多个齿T1-T8及多个槽R1-R8。在本实施例中，电枢铁芯具有8个齿T1-T8及8个槽R1-R8。齿和槽的数量可任意建立。

线圈(未示出)围绕每个齿T1-T8缠绕。当给该线圈提供能量时，电枢铁芯12和轴11旋转。使用电刷和换向器通过众所周知的方法给线圈提供能量。

定子4是在磁轭2中围绕包括电枢铁芯12的电枢3的永久磁体。在本实施例中，定子4由多个磁体块4a构成，每个磁体块4a分别具有N极和S极。这些磁体块布置在磁轭2的内壁上。因此，定子4产生多个磁场，所述多个磁场的磁极沿着电枢3的旋转方向交替地改变。磁场朝着电枢铁芯12产生磁通量。

具有N极的磁体块4a和具有S极的磁体块4a沿着电枢3的旋转方向交替地布置成环形形状。在相邻的磁体块4a之间产生特定间隙。当布置磁体块4a时，磁体块4a可布置成椭圆形形状或矩形形状。

在本实施例中，6个磁体块4a沿着电枢3的旋转方向以60°间隔布置。即，磁体块4a布置为使得磁极沿着电枢3的旋转方向以规则的间隔改变。

此外，根据本实施例，磁体块4a沿着轴11的轴向长度比电枢铁芯12沿着轴11的轴向长度长。即，如图4所示，沿着轴11的轴向，磁体块4a的中央部分面对电枢铁芯12(具体地说，每个齿T1-T8)。磁体块4a的两端沿着轴向布置在电枢铁芯12的外部。通过以电枢铁芯12的轴向层叠长度不比磁体块4a的轴向长度长的方式层叠多个铁芯片座形成电枢铁芯12，从而有效地获得磁通量。

如图4所示，磁体块4a沿着一个方向布置在电枢铁芯12外部的长度L1基本上等于磁体块4a沿着另一个方向布置在电枢铁芯12外部的长度L2。

应该注意的是，磁体块4a的轴向长度可等于电枢铁芯12的轴向长度或者可比电枢铁芯12的轴向长度短。

磁通量引导环(磁引导部分)5设置在磁轭2中。该磁通量引导环5对应于磁通量引导部分，且布置在磁体块4a和电枢铁芯12之间。即，磁通量引导环5用作辅助铁芯，以使磁通量从每个磁体块4a有效地引入到电枢铁芯12中。磁通量引导环5通过软磁性材料粉末的压缩模塑由软磁性材料制成。

更具体地说，磁通量引导环5固定在磁体块4a的内表面上，由此保护每个磁体块4a，来自每个磁体块的磁通量均匀化，且可改善抗消磁性。除此之外，磁通量引导环5利用粘合剂或其他固定构件例如螺栓螺母固定在磁体块4a上。

虽然如上所述，磁体块4a的两端布置在电枢铁芯12的外部，但是磁通量引导环5将磁通量从磁体块4a的两端引入到电枢铁芯12中。

应该注意的是，磁通量引导环5是仅仅由一个部件构成的环形构件。即，在本实施例中，由于仅仅设置一个没有端部的磁通量引导环5，所以部件的数量可减少，而非磁通量引导部分设置到每个磁体块4a的情况。结果，磁通量引导环5可容易地附着到电机1。

更具体地说，磁通量引导环5具有沿着圆周方向交替地布置的面对部分5a和连接部分5b。面对部分5a面对每个磁体块4a。即，面对部分5a固定在每个磁体块4a的内表面上。来自每个磁体块4a的磁通量通过面对部分5a适当地引入到电枢铁芯12中。

在本实施例中，磁通量引导环5的轴向长度等于磁体块4a的轴向长度。具体地说，面对部分5a具有与磁体块4a几乎相同的形状。磁体块4a的整个内表面覆盖有面对部分5a。因此，来自每个磁体块4a的磁通量可更加适当地引入到电枢铁芯12中。从磁体块4a的两端产生的磁通量及从磁体块4a的中央部分产生的磁通量引入到电枢铁芯12中。

此外，磁通量引导环5在相邻的面对部分5a之间具有矩形孔“Ak”。矩形孔“Ak”对应于相邻的面对部分5a之间的间隙。当磁通量引导环5安装在特定位置时，上述矩形孔“Ak”布置在相邻的磁体块4a之间。

连接部分5b连接相邻的面对部分5a。多个面对部分5a通过连接部分5b连接，以变成环形形状。如图3至5所示，连接部分5b由第一连接部分5c和第二连接部分5d构成。

具体地说，第一连接部分5c连接相邻的面对部分5a的轴向第一端部。第二连接部分5d连接相邻的面对部分5a的轴向第二端部。由于相邻的面对部分5a通过两个连接部分5c、5d彼此连接，所以可避免磁通量引导环5扭曲。

此外，第一连接部分5c的宽度基本上等于第二连接部分5d的宽度。第一和第二连接部分5c、5d的宽度限定为确保用于连接面对部分5a的机械强度。换句话说，只要确保用于连接面对部分5a的机械强度，则第一和第二连接部分5c，5d的宽度可以更窄。因此，可减少从面对部分5a到连接部分5b的磁通量的泄漏。

更具体地说，在图4中由“G”指示的磁通量引导环5的轴向长度等于在图4中由“X”指示的磁体块4a的轴向长度。第一和第二连接部分5c、5d的宽度d1、d2小于长度“X”与电枢铁芯12的轴向长度“Y”之差的一半。即，第一连接部分5c的宽度d1和第二连接部分5d的宽度d2满足下面的方程式：

d1≤(X-Y)/2…(1)

d2≤(X-Y)/2…(2)

优选的是，第一和第二连接部分5c、5d的宽度d1、d2尽可能地窄，以防止磁通量泄漏。

此外，矩形孔“Ak”以满足上述方程式(1)和(2)的方式形成。矩形孔“Ak”形成在第一连接部分5c和第二连接部分5d之间。

矩形孔“Ak”的轴向宽度“a”在图5中示出，满足下面的方程式(3)：

G＝X＝a+d1+d2…(3)

此外，优选地，孔“Ak”的轴向宽度“a”大于电枢铁芯12的长度“Y”。

a≥Y…(4)

磁通量引导环5通过冲压环形材料形成，以满足上述方程式。磁通量引导环5设置在磁体块4a和电枢铁芯12之间。

因此，磁通量可从每个磁体块4a适当地引入到电枢铁芯12中，以及每个磁体块4a单独地配备有磁通量引导部分的情况。此外，部件的数量可减少。磁通量引导环5可容易地装配到电机1。制造成本也可降低。

如上所述，磁通量引导环5由单个件形成。即使永久磁体4a的数量增加，或者即使磁体块4a的尺寸减小，磁通量引导环5也容易附着到电机1。因此，磁通量引导环5有利于使电机1小型化并减少它的重量。

在第二及后续实施例中，使用相同的标号指示与在第一实施例中的部件和组件相同的部件和组件，且将不重复相同的描述。

[第二实施例]

在第二实施例中，孔“Ak”的形状不同于第一实施例。将参照图6和7描述孔“Ak”的形状。图6是根据第二实施例的磁轭的立体图。图7是示出根据第二实施例的磁通量引导部分的展开视图。

孔“Ak”成形为六边形。如图7所示，孔“Ak”的形状是通过沿着电枢3的旋转方向缩小正六边形获得的六边形。连接沿着旋转方向布置在两端的第一尖端和第二尖端的对角线与轴11的中心线正交。

孔“Ak”的轴向长度从第一和第二尖端到孔“Ak”的中央部分变得更长。换句话说，孔“Ak”的开口区域从两个尖端朝着它的中央逐渐改变。

通过磁通量引导环5的磁通量也沿着电枢3的旋转方向改变，由此获得斜交(skew)功能。斜交功能可与电枢铁芯的旋转一起限制磁变，从而可限制振动(嵌齿效应)和噪声。

只要孔“Ak”的轴向长度从第一和第二尖端到孔“Ak”的中央部分变得更长，则孔“Ak”的形状不限于在图6和7中示出的六边形。

[第三实施例]

根据第三实施例，磁通量引导环5具有三种孔“Ak1”、“Ak2”及“Ak3”。

将参照图8和9描述孔“Ak1”、“Ak2”及“Ak3”的形状。图8是根据第三实施例的磁轭的立体图。图9是示出根据第三实施例的磁通量引导部分的展开视图。

如图9所示，第一矩形孔“Ak1”形成在第一连接部分5c和第二连接部分5d之间。此外，第二矩形孔“Ak2”沿着电枢3的旋转方向形成为靠近第一矩形孔“Ak1”。第二矩形孔“Ak2”沿着旋转方向的宽度比第一矩形孔“Ak1”沿着旋转方向的宽度窄。

此外，第三矩形孔“Ak3”形成为靠近第二矩形孔“Ak2”。第三矩形孔“Ak3”沿着旋转方向的宽度比第二矩形孔“Ak2”沿着旋转方向的宽度窄。

如上面那样，三种孔“Ak1”、“Ak2”、“Ak3”沿着电枢3的旋转方向规则地排列。因此，孔的总开口区域沿着电枢3的旋转方向逐渐改变。通过磁通量引导环5的磁通量也沿着电枢3的旋转方向改变，由此获得斜交功能。此外，在第三实施例中，斜交功能可与电枢铁芯的旋转一起限制磁变，从而可限制振动(嵌齿效应)和噪声。

[第四实施例]

根据第四实施例，切口“S1”形成在磁通量引导环5的面对部分5a中。将参照图10和11描述磁通量引导环5的形状。图10是根据第四实施例的磁轭的立体图。图11是示出根据第四实施例的磁通量引导部分的展开视图。

磁通量引导环5在面对部分5a处具有切口“S1”。矩形切口“S1”沿着轴11的轴向延伸。该切口“S1”提高了电枢3的旋转效率。

具体地说，当电枢3旋转时，在磁通量引导环5的周围产生磁场，由此在面对部分5a中出现涡电流。涡电流在面对部分5a中产生热。结果，产生对应于产生的热的能量损失，由此减少用于使电枢3旋转的输入能量(涡电流损失)。根据第四实施例，涡电流路径由切口“S1”截断，从而减小涡电流，且还减少涡电流损失。

如图10和11所示，随着切口“S1”的数量更大地增加，上述优点(涡电流路径截断)变得更加有效。只要切口“S1”截断涡电流路径，则切口“S1”可以以沿着电枢3的旋转方向延伸的方式形成。即，切口“S1”可沿着轴向或旋转方向延伸。

[第五实施例]

如图12和13所示，多个切口“S2”以规则的间隔形成在面对部分5a中。将参照图12至14描述磁通量引导环5的形状。图12是根据第五实施例的磁轭的立体图。图13是示出根据第五实施例的磁通量引导部分的展开视图。图14是用于解释第五实施例的优点的示图。

如图12和13所示，多个切口“S2”沿着轴11的轴向以规则的间隔形成在面对部分5a中。即，磁通量引导环5在它的面对电枢铁芯12的表面上具有规则的不均匀度(unevenness)及多个切口“S2”。在该规则的不均匀度中，凸起部分用作准-凸极16(参照图14)。

如上面那样，根据第五实施例，沿着电枢3的旋转方向排列的凸极16形成在面对部分5a中。结果，磁通量通过每个凸极16。通过面对部分5a的磁通量的密度均匀地形成。如果磁通量局部聚集在面对部分5a中，则与线圈相交的磁通量可波动，这产生振动和噪声。另一方面，根据第五实施例，由于通过面对部分5a的磁通量的密度均匀地形成，所以改善电机1中的磁平衡，从而可限制振动和噪声。

除此之外，由于凸极16变得更高，所以凸极16的机械强度变得更大，且更大地确保磁通量。

[第六实施例]

在上述实施例中，一定量的磁通量从面对部分5a泄漏到连接部分5b。

根据第六实施例，连接部分5b如下面那样构造，以减少磁通量损失。将参照图15至18描述磁通量引导环5的形状。图15是根据第六实施例的磁轭的立体图。图16是示出根据第六实施例的磁通量引导部分的展开视图。图17是根据第六实施例的变型的磁轭的立体图。图18是示出根据在图17中示出的变型的磁通量引导部分的展开视图。

如图15和16所示，磁通量引导环5具有连接相邻的面对部分5a的连接部分5b。面对部分5a的轴向长度基本上等于磁体块4a的轴向长度。

连接部分5b由轴向地布置在磁体块4a外部的第一连接部分5c和第二连接部分5d构成。具体地说，第一和第二连接部分5c和5d为U形。面对部分5a的两个边缘部分限定成相邻的区域5e，连接部分5c和5d连接到相邻的区域5e。即，这些相邻的区域5e沿着电枢3的旋转方向布置在面对部分5a的两端。

磁通量引导环5在相邻的面对部分5a之间具有孔“Ak”。换句话说，相邻的面对部分5a与第一和第二连接部分5a(5c、5d)限定孔“Ak”。每个相邻的区域5e沿着轴向的端线布置在磁体块4a沿着轴向的端线上。孔“Ak”沿着轴向的两条端线沿着轴向布置在磁体块4a的外部。

如上所述，根据第六实施例，连接部分5b轴向地布置在磁体块4a的外部。因此，连接部分5b的长度变得更长。即，连接部分5b的磁阻变得更大。它可限制磁通量从面对部分5a流入连接部分5a中。可限制磁通量泄漏。

上述磁通量引导环5通过以规则的间隔冲压具有宽部分的环形材料形成。孔“Ak”通过冲压形成在所述宽部分中。连接部分5b具有足以使磁通量引导环5保持环形形状的宽度。

可选地，如图17和18所示，磁通量引导环5通过冲压宽的环形材料形成。在孔“Ak”通过冲压形成之后，去除连接部分5b的两侧部。其余部分具有与磁体块4a相同的轴向长度。如图18所示，去除部分沿着旋转方向具有宽度“d”，优选地，宽度“d”大于作为定子和转子之间的间隙的气隙的两倍。

[第七实施例]

图19是根据第七实施例的磁轭的立体图。如图19所示，面对部分5a在它的内表面上具有突出部分5t。该突出部分5t径向向内突出，并具有矩形形状。磁体块4a径向地布置在突出部分5t的外部。

由于突出部分5t靠近电枢铁芯12，所以磁通量从每个磁体块4a有效地引入到电枢铁芯12中。优选的是，突出部分5t的轴向长度基本上等于电枢铁芯12的轴向长度。

图20和21示出了另一变型。如图20和21所示，定子13由磁环构成。

磁环(定子13)具有沿着圆周方向(电枢3的旋转方向)交替地形成的N极的磁性区域13a和S极的磁性区域13a。磁通量引导环5可设置成上述构造。当设置磁通量引导环5时，孔“Ak”以面对磁环13的N极区域和S极区域的边界的方式布置。

在上述实施例中，电机1具有作为转子的电枢铁芯12及作为定子的永久磁体13。电枢铁芯12布置在永久磁体13的内侧。在下面的实施例中，电机具有作为定子的电枢铁芯及作为转子的永久磁体。电枢铁芯布置在永久磁体的外侧。

[第八实施例]

将参照图22至26A描述电机101的构造。图22是根据第八实施例的电机101的立体图。图23是磁轭的俯视图。图24是根据第八实施例的转子的立体图。图25是沿着图22的XXV-XXV线截取的截面图。图26A是示出根据第八实施例的磁通量引导部分的展开视图。应该注意的是，围绕齿缠绕的线圈未在图22和23中示出。

电机101是用于汽车的无刷DC。除了磁通量引导环105之外，电机101的构造与众所周知的无刷电机相同，这将稍后描述。

即，电机101具有圆柱形的外壳壳体102，作为电枢铁芯的定子铁芯104和转子103容纳在外壳壳体102中。此外，多个磁体块113沿圆周布置在转子103的圆柱形部分112上。除此之外，磁体块113的形状和布置方式不限于此。

转子103沿着外壳壳体102的径向布置在中央部分。如图22和23所示，转子103包括轴111和圆柱形部分112。轴111对应于电机101的输出轴。轴的旋转方向对应于转子103的旋转方向。圆柱形部分112由轴111支撑，以与轴一起旋转。

如上所述，多个磁体块113设置在圆柱形部分112的外表面上。磁体块113朝着定子铁芯104产生磁通量，以使转子103在外壳壳体102中旋转。磁体块113以N极和S极沿着圆周方向交替地出现的方式布置。

在本实施例中，磁体块113以规则的间隔布置，由此在磁体块113之间存在空间。

定子铁芯104布置在外壳壳体102中，且以围绕转子103的方式布置在磁体块113的外部。如图22和23所示，定子铁芯104具有多个齿“T”及外环部分104a。每个齿“T”为T形，且朝着转子103径向地突出。齿“T”的尖端以围绕转子103的方式布置。线圈(未示出)围绕每个齿“T”缠绕。当给线圈提供能量时，转子103开始旋转。

齿“T”的数量可任意建立。

磁体块113的轴向长度比定子铁芯104的轴向长度长。如图25所示，每个磁体块113面对定子铁芯104。磁体块113的两端沿着它的轴向布置在定子铁芯104的外部。定子铁芯104通过以使定子铁芯104的轴向层叠长度不比磁体块113的轴向长度长的方式层叠多个铁芯片座形成。

如图25所示，磁体块113沿着一个方向布置在定子铁芯104外部的长度L1基本上等于磁体块113沿着另一个方向布置在定子铁芯104外部的长度L2。

除此之外，磁体块113的轴向长度可等于定子铁芯104的轴向长度，或者可比定子铁芯104的轴向长度短。

磁通量引导环105设置在外壳壳体102中。该磁通量引导环105对应于磁通量引导部分，且布置在磁体块113和定子铁芯104之间，由此磁通量可从磁体块113容易地引入到定子铁芯104中。

磁通量引导环105具有与在第一至第七实施例中的磁通量引导环5相同的功能。此外，由于磁通量引导环105覆盖磁体块113，所以磁通量引导环105用作磁体块113的保护器。磁通量引导环105通过软磁性材料粉末的压缩模塑由软磁性材料制成。

磁通量引导环105固定在每个磁体块113的内表面上，由此保护每个磁体块113，来自每个磁体块113的磁通量均匀化，且可改善抗消磁性。除此之外，磁通量引导环105可利用粘合剂或其他固定构件例如螺栓螺母固定在磁体块113上。

虽然如上所述，磁体块113的两端布置在定子铁芯104的外部，但是磁通量引导环105将磁通量从磁体块4a的两端引入到定子铁芯104中。

由于磁通量引导环105是单个件，所以部件的数量可减少。磁通量引导环105可容易装配到电机101。

磁通量引导环105的其他构造和优点与在第一实施例中的磁通量引导环5基本上相同。

磁通量引导环105的轴向长度等于磁体块113的轴向长度。从磁体块113的两端产生的磁通量及从磁体块113的中央部分产生的磁通量引入到定子铁芯104中。

如图24至26A所示，连接部分5b由第一连接部分105c和第二连接部分105d构成。因此，限制磁通量引导环105扭曲。

此外，第一连接部分105c的宽度基本上等于第二连接部分105d的宽度。

第一和第二连接部分105c、105d的宽度d1、d2小于磁体块113的轴向长度“X”与定子铁芯104的轴向长度“Y”之差的一半，如图25所示。只要确保用于连接面对部分105a的机械强度，则第一和第二连接部分105c、105d的宽度可以更窄。因此，可减少从面对部分105a到连接部分105b的磁通量的泄漏。

磁通量引导环105在第一连接部分105c和第二连接部分105d之间具有孔“Ak”。孔“Ak”的轴向长度“a”及第一和第二连接部分105c、105d的宽度d1、d2满足下面的方程式(5)：

G＝X＝a+d1+d2…(5)

其中，“G”表示磁通量引导环105的轴向长度。

此外，优选地，孔“Ak”的轴向长度“a”大于定子铁芯104的长度“Y”。

磁通量引导环105以布置在磁体块113和定子铁芯104之间的方式固定到转子103。在磁通量引导环105固定到转子103之后，面对部分105a与每个磁体块113重叠，孔“Ak”与相邻的磁体块113的边界重叠。磁通量从每个磁体块113适当地引入到定子铁芯104中。

由于孔“Ak”与相邻的磁体块113的边界重叠，所以限制磁通量泄漏到连接部分105b中。

在上述实施例中，孔“Ak”通过冲压磁性的环形材料形成。除了通过冲压形成孔“Ak”之外，对应于孔“Ak”的区域可由非磁性材料形成。即，如图26B所示，磁通量引导环105在连接部分105c和105d之间具有中间部分105e。磁通量引导环105由软磁性材料制成，仅有中间部分105e通过热处理去磁化。图26B是示出根据第八实施例的变型的磁通量引导部分的展开视图。

由于磁通量引导环105附着到转子103以使中间部分105e与相邻的磁体块113之间的间隙重叠，所以极好地限制磁通量流入除了面对部分105a之外的部分中。此外，由于不需要冲压或切割环形材料，所以可容易获得磁通量引导环105。还可保持磁通量引导环105的机械强度。

[第九实施例]

在第九实施例中，孔“Ak”的形状不同于第八实施例。将参照图27和28描述孔“Ak”的形状。图27是根据第九实施例的转子的立体图。图28是示出根据第九实施例的磁通量引导部分的展开视图。

孔“Ak”为六边形。如图28所示，孔“Ak”的形状为通过沿着旋转方向缩小正六边形获得的六边形。沿着旋转方向连接一端尖端和另一端尖端的对角线与轴111的中心线正交。

孔“Ak”的轴向长度从第一和第二尖端到孔“Ak”的中央部分变得更长。换句话说，孔“Ak”的开口区域从两个尖端朝着它的中央逐渐改变。

通过磁通量引导环105的磁通量也沿着电机101的旋转方向改变，由此获得斜交功能。斜交功能可与电机101的旋转一起限制磁变，从而可限制振动(嵌齿效应)和噪声。

只要孔“Ak”的轴向长度从第一和第二尖端到孔“Ak”的中央部分变得更长，则孔“Ak”的形状不限于在图26和27中示出的六边形。

[第十实施例]

根据第十实施例，磁通量引导环105具有三种孔“Ak1”、“Ak2”、“Ak3”，以获得上述斜交效果。将参照图29和30描述孔“Ak1”、“Ak2”及“Ak3”的形状。图29是根据第十实施例的转子的立体图。图30是示出根据第十实施例的磁通量引导部分的展开视图。

如图30所示，第一矩形孔“Ak1”形成在第一连接部分105c和第二连接部分105d之间。此外，第二矩形孔“Ak2”沿着电机101的旋转方向形成为靠近第一矩形孔“Ak1”。第二矩形孔“Ak2”沿着旋转方向的宽度比第一矩形孔“Ak1”沿着旋转方向的宽度窄。

此外，第三矩形孔“Ak3”形成为靠近第二矩形孔“Ak2”。第三矩形孔“Ak3”沿着旋转方向的宽度比第二矩形孔“Ak2”沿着旋转方向的宽度窄。

如上面那样，三种孔“Ak1”、“Ak2”、“Ak3”沿着电机101的旋转方向规则地排列。因此，孔的总开口区域沿着电机101的旋转方向逐渐改变。通过磁通量引导环105的磁通量逐渐改变。结果，获得斜交效果。可限制随同电机101的旋转一起的磁变、振动(嵌齿效应)和噪声。

[第十一实施例]

根据第十一实施例，面对部分105a具有切口“S1”，以减轻它的重量。将参照图31和32描述磁通量引导环105的形状。图31是根据第十一实施例的转子的立体图。图32是示出根据第十一实施例的磁通量引导部分的展开视图。

每个面对部分105a具有矩形切口“S1”。磁通量引导环105在面对部分105a处具有切口“S1”。矩形切口“S1”沿着轴111的轴向延伸。该切口“S1”提高了电机101的旋转效率。按照与第四实施例类似的方式，涡电流路径由切口“S1”截断，从而减小涡电流，且还减少涡电流损失。

如图31和32所示，随着切口“S1”的数量更多地增加，上述优点(涡电流路径截断)变得更加有效。只要切口“S1”截断涡电流路径，则切口“S1”可以以沿着电机101的旋转方向延伸的方式形成。即，切口“S1”可沿着轴向或旋转方向延伸。

[第十二实施例]

如图33和34所示，多个切口“S2”沿着电机101的旋转方向以规则的间隔形成在面对部分105a中。将参照图33至35描述磁通量引导环105的形状。图33是根据第十二实施例的转子的立体图。图34是示出根据第十二实施例的磁通量引导部分的展开视图。图35是用于解释第十二实施例的优点的示图。

如图33和34所示，多个切口“S2”沿着轴111的轴向以规则的间隔形成在面对部分105a中。即，磁通量引导环105在它的面对定子铁芯104的表面上具有规则的不均匀度及多个切口“S2”。在该规则的不均匀度中，凸起部分用作凸极106(参照图35)。

如上面那样，根据第十二实施例，凸极106形成在面对部分105a中。凸极106沿着电机101的旋转方向排列。这些凸极106具有与在第五实施例中的凸极16相同的优点。即，如图35所示，由于通过面对部分105a的磁通量的密度均匀地形成，所以改善电机101中的磁平衡，从而可限制振动和噪声。

除此之外，由于凸极106变得更高，所以凸极106的机械强度变得更大，且更大地确保磁通量。

[第十三实施例]

根据第十三实施例，连接部分105b如下面那样构造，以减少从面对部分105a到连接部分105b的磁通量的泄漏。将参照图36至39描述磁通量引导环105的形状。图36是根据第十三实施例的转子的立体图。图37是示出根据第十三实施例的磁通量引导部分的展开视图。图38是根据第十三实施例的变型的转子的立体图。图39是示出根据在图38中示出的变型的磁通量引导部分的展开视图。

面对部分105a的轴向长度基本上等于磁体块113的轴向长度。连接部分105b由轴向地布置在磁体块113外部的第一连接部分105c和第二连接部分105d构成。具体地说，第一和第二连接部分105c和105d为U形。面对部分105a的两个边缘部分限定成相邻的区域105f，连接部分105c和105d连接到相邻的区域105f。即，这些相邻的区域105f沿着电机101的旋转方向布置在面对部分105a的两端。

磁通量引导环105在相邻的面对部分105a之间具有孔“Ak”。相邻的面对部分105a与第一和第二连接部分105a(105c、105d)限定孔“Ak”。每个面对部分105a的相邻的区域105f沿着轴向面对磁体块113的两端部。孔“Ak”的轴向两个端部布置在磁体块113的外部。连接部分105b轴向地布置在磁体块4a的外部，由此，连接部分105b的长度变得更长。结果，连接部分105b的磁阻变得更大。可限制磁通量从面对部分105a流入连接部分105a中。可限制磁通量泄漏。

上述磁通量引导环105通过以规则的间隔冲压具有宽部分的环形材料形成。孔“Ak”通过冲压形成在所述宽部分中。连接部分105b具有足以使磁通量引导环105保持环形形状的宽度。

可选地，如图38和39所示，磁通量引导环105通过冲压宽的环形材料形成。在孔“Ak”通过冲压形成之后，去除连接部分105b的两侧部。其余部分具有与磁体块113相同的轴向长度。如图39所示，去除部分沿着旋转方向具有宽度“d”，且优选地，宽度“d”大于作为定子和转子之间的间隙的气隙的两倍。

[第十四实施例]

如图40所示，面对部分105a在它的面对定子铁芯104的外表面上具有突出部分105t。该突出部分105t径向向外突出，并具有矩形形状。磁体块113径向地布置在突出部分105t的内侧。图40是根据第九实施例的转子的立体图。

由于突出部分105t靠近定子铁芯104，所以磁通量从每个磁体块113有效地引入到定子铁芯104中。优选的是，突出部分105t的轴向长度基本上等于定子铁芯104的轴向长度。

[第十五实施例]

根据第十五实施例，如图41所示，连接部分105s从面对部分105a的轴向端部延伸到轴111的圆柱形部分112。连接部分105a连接到圆柱形部分112的端表面。换句话说，如图41所示，连接部分105a连接圆柱形部分112的端表面和每个面对部分105a。此外，每个面对部分105a通过圆柱形部分112彼此连接。

更具体地说，连接部分105s形成在面对部分105a的轴向端部，且连接部分105s布置在面对部分105a的端部外周的中央部分。连接部分105s从面对部分105a以直角突出，且它的尖端连接到圆柱形部分112的端表面。因此，每个面对部分105a通过圆柱形部分112彼此连接。此外，磁体块113设置在相邻的连接部分105s之间。连接部分105s用作保持磁体块113的保持器。

在上述第八至第十五实施例中，设置多个磁体块113。这些磁体块113可构造成环形形状。磁环具有沿着圆周方向交替地形成的N极的磁性区域和S极的磁性区域。磁通量引导环105以磁通量引导环105中的孔“Ak”与磁性区域的边界重叠的方式布置。

在第八至第十四实施例中，磁通量引导环105通过压紧(caulk)磁通量引导环105的端部固定到转子103的圆柱形部分112。下面将参照图42至49描述用于固定磁通量引导环105的方法。图42至45示出了用于固定磁通量引导环105的第一方法。图42是沿着电机的轴截取的转子的截面图。图43是示出圆柱形部分沿着电机的轴向的端部的俯视图。图44是在图42中的“M”区域的放大视图。图45是在图42中的“N”区域的放大视图。图46示出了用于固定磁通量引导环105的第二方法。图47至49示出了用于固定磁通量引导环105的第三方法。图47是示出磁通量引导环105固定于其上的转子的立体图。图48是沿着电机的轴截取的转子的截面图。图49是示出圆柱形部分沿着电机的轴向的端部的俯视图。

根据第一方法，如图42所示，磁通量引导环105的第一端部压紧在圆柱形部分112上，该第一端部对应于区域“M”，磁通量引导环105的第二端部与圆柱形部分112接触，该第二端部对应于区域“N”。因此，磁通量引导环105固定到转子103。

更具体地说，转子103在圆柱形部分112的一端具有固定环片103b。该固定环片103b具有比圆柱形部分112的直径大的直径。磁通量引导环105的第二端部压紧在固定环片103b上，如图45所示。

磁通量引导环105的第一端部压紧在圆柱形部分112上，如图44所示。

因此，磁通量引导环105固定到转子103的圆柱形部分。除此之外，在固定环片103b由磁性材料制成的情况下，优选的是，矩形波形状切口103c沿着固定环片103b的外周以规则的间隔形成，以限制磁通量短路，如图43所示。同时，在固定环片103b由非磁性材料制成的情况下，不需要上述矩形波形状切口103c。

接下来，下面将描述用于固定磁通量引导环105的第二方法。如图46所示，磁通量引导环105的两端压紧在圆柱形部分112上。具体地说，圆柱形部分112在它的两端具有固定环片103b。磁通量引导环105的两端分别压紧在固定环片103b上。

接下来，下面将描述用于固定磁通量引导环105的第三方法。电机101是交替极型电机。即，如图47和48所示，磁体块113仅具有N极和S极中的一个极。另一个极通过布置在磁体块113之间的凸极铁芯形成，作为准极114。

即，圆柱形部分112具有以规则的间隔布置的准极114。圆柱形部分112具有凹入部分，磁体块113分别设置在所述凹入部分中。在本实施例中，磁通量引导环105与准极114接合，以使磁通量引导环105固定到转子103。

更具体地说，当磁通量引导环105径向地布置在转子103的外部时，磁通量引导环105的轴向两个端部从圆柱形部分112的端表面突出。该突出部分压紧在圆柱形部分112的端表面上，以使磁通量引导环105与准极114的一部分接合。

[其他实施例]

虽然已经参照本公开的实施例描述了本公开，但是应该理解的是，本公开不限于实施例和构造。本公开意在覆盖各种变型及等同布置方式。另外，虽然各种结合方式和构造，但是包括更多、更少或仅仅单个元件的其他结合方式和构造也在本公开的精神和范围内。

即，面对部分5a，105a及连接部分5b，105b，105s可预先单独地形成。然后，这些部件连接在一起，以形成磁通量引导环。

在上述实施例中，电机用于汽车。本公开的电机可用于船舰、飞机、建筑物、房屋等。

Claims (13)

1.一种电机，包括：

电枢铁芯(12)；

永久磁体(4，4a，13，13a，113)，面对电枢铁芯；以及

磁引导部分(5，105)，设置在永久磁体(4，4a，13，13a，113)和电枢铁芯(12)之间，用于将磁通量从永久磁体引入到电枢铁芯中，其中：

永久磁体(4，4a，13，13a，113)具有以磁极沿着电机的旋转方向交替地改变的方式排列的多个磁场；

磁引导部分(5，105)包括面对每个磁场的面对部分(5a，105a)及沿着电机的旋转方向连接相邻的两个面对部分的连接部分(5b，105b)，

连接部分(5b，105b)包括：

第一连接部分(5c，105c)，分别连接相邻的两个面对部分(5a，105a)的轴向第一端部；以及

第二连接部分(5d，105d)，分别连接所述相邻的两个面对部分(5a，105a)的轴向第二端部，

磁引导部分(105)在第一连接部分(105c)和第二连接部分(105d)之间具有中间部分(105e)；

面对部分(105a)、第一连接部分(105c)、第二连接部分(105d)及中间部分(105e)由软磁性材料制成；

仅有中间部分(105e)通过热处理去磁化。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

第一连接部分(5c，105c)和第二连接部分(5d，105d)中每个的长度小于永久磁体(4，4a，13，13a)的轴向长度(X)与电枢铁芯(12)的轴向长度(Y)之差的一半。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(105)以中间部分(105e)与所述相邻的磁场之间的边界重叠的方式设置。

4.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)在第一连接部分(5c，105c)和第二连接部分(5d，105d)之间具有孔(Ak)。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)以孔(Ak)与所述相邻的磁场之间的边界重叠的方式设置。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：

孔(Ak)具有沿着旋转方向延伸到相邻的两个面对部分(5a，105a)中的至少一个的端部；以及

孔沿着轴向的长度从所述端部沿着旋转方向朝着孔的中央变长。

7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)具有形成为沿着旋转方向靠近孔(Ak1)的第二孔(Ak2)；以及形成为沿着旋转方向靠近第二矩形孔(Ak2)的第三矩形孔(Ak3)，其中：

第二孔(Ak2)沿着旋转方向的宽度比孔(Ak1)沿着旋转方向的宽度窄，第三孔(Ak3)沿着旋转方向的宽度比第二孔(Ak2)沿着旋转方向的宽度窄。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)在面对部分(5a，105a)处具有切口(S1)；以及

切口(S1)是沿着电机的旋转方向或者电机的轴向延伸的矩形切口。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)在面对部分(5a，105a)处具有多个切口(S1)；以及

每个切口沿着电机的轴向延伸，并沿着旋转方向以规则的间隔排列。

10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

永久磁体(4，4a，13，13a，113)沿着电机的轴向的轴向长度比电枢铁芯沿着电机的轴向的轴向长度长；以及

磁引导部分(5，105)的轴向长度基本上等于永久磁体(4，4a，13，13a，113)沿着轴向的长度。

11.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

连接部分(5b，105b)包括：

第一连接部分(5c，105c)，分别连接相邻的两个面对部分(5a，105a)的轴向第一端部；

第二连接部分(5d，105d)，分别连接所述相邻的两个面对部分(5a，105a)的轴向第二端部，其中，

第一连接部分(5c，105c)和第二连接部分(5d，105d)布置在永久磁体(4，4a，13，13a，113)沿着永久磁体(4，4a，13，13a，113)的轴向的两端的外侧。

12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)具有由第一连接部分(5c，105c)、第二连接部分(5d，105d)及所述相邻的两个面对部分(5a，105a)限定的孔(Ak)；

每个面对部分(5a，105a)具有相邻的区域(5e，105f)，第一和第二连接部分(5c，5d，105c，105d)沿着电机的旋转方向连接到所述相邻的区域(5e，105f)；

每个相邻的区域(5e，105f)沿着轴向的端线布置在永久磁体(4，4a，13，13a，113)沿着轴向的端线上；以及

孔(Ak)沿着轴向的端线布置在永久磁体(4，4a，13，13a，113)沿着轴向的端线的外侧。

13.根据权利要求1至3及10至12中的任一项所述的电机，其特征在于：

磁引导部分(5，105)由单个环形构件形成。