CN103178676B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机。定子的齿部30以可在第一位置和第二位置之间相对移动的方式被分割成第一齿部31和第二齿部32，在所述第一位置，齿部之间的磁阻小，在所述第二位置，磁阻相对大于在所述第一位置的磁阻。当所述第二齿部位于所述第一位置时，满足：（主磁性回路C1的总磁阻）＜（磁性短路回路C2的总磁阻）≦（永磁体C3之间的磁性回路的总磁阻）。当所述第二齿部位于所述第二位置时，满足：（磁性短路回路C2的总磁阻）＜（主磁性回路C1的总磁阻），并且（磁性短路回路C2的总磁阻）≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻）。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，所述旋转电机优选被用作作为例如包括电动摩托车的各种电动车辆以及各种电气机械的驱动源的电动机。

背景技术

通常，作为被用作包括电动摩托车的各种电动车辆或用于各种电气制品的驱动源的电动机，装备有具有永磁体且构造成绕旋转轴线旋转的转子和具有定子绕组且经由转子的径向上的间隙面向转子的定子的旋转电机是众所周知的。

近年来，希望有作为用于在包括电动摩托车的各种电动车辆中使用的驱动源的小型和高性能电动机。在这种电动机中，如果从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围宽，则能在不使用对于带有内燃发动机的车辆而言通常需要的变速器的情况下获得车辆行驶所需的驱动力。

但是，由于电动机的特点，电动机具有这样一个问题：尽管能在低转速范围内产生高转矩，但转速的上限将被限制在高转速范围内。也就是说，在电动机中，尽管能在低转速范围内产生高转矩，但随着转速升高，要通过设置于转子的永磁体的磁通在布置在定子上的定子绕组处产生的感应电压（即逆电动势）增加。当转速升高并达到一定速度时，在定子绕组处感生的感应电压变成等于电动机的被施加电压，从而妨碍定子绕组中的电流流动。这进而妨碍转速的进一步升高。为了解决此问题，例如通过进行弱磁控制来降低感应电压（即，逆电动势）。

但是，弱磁控制需要另外的电力来取消感应电压。因此，在使电动机在从外部供给电力的状态下使用的产品的情况下，增加的电力消耗并未引起缩短的可驱动时间。但是，在诸如通过安装在其上的电池驱动的电动摩托车的产品的情况下，由于电池容量有限，因此为了取消在定子绕组中感生的感应电压而供给的电流导致增加的电力消耗，从而引起缩短的可驱动时间。由此，要求尽可能多地减少电力消耗。

本发明人提出了一种能够避免需要引起另外的电力消耗的传统弱磁控制的新型定子结构。在此提案中，绕组布置在其上的定子的齿部以可相对移动的方式被分割成至少两个分割齿部以致其相对移动改变磁通流以减少定子绕组在高转速时的磁通匝连数。根据此提案，由于能通过物理的手段来调节定子绕组在高转速时的磁通匝连数，因此能降低或避免弱磁控制通常所需的电力，这使得能够提供能够降低电力消耗的旋转电机。

在这种具有上述结构的旋转电机中，希望进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。

现有技术专利文献

专利文献1：日本特开专利申请公报No.2006-191782

发明内容

本发明要解决的课题

本发明鉴于上述传统问题而作出，且旨在提供一种能够进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。

本发明的另一个方面是提供一种径向间隙型旋转电机，所述旋转电机能够扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围并且还能够即使使用强永磁体作为用于转子的永磁体也减少可能焦耳热损失。

本发明的其他目的和优点将从以下优选实施例显而易见。

解决问题的手段

以下将描述根据本发明的旋转电机的结构。根据本发明的旋转电机设置有转子和圆筒形定子，所述转子具有嵌埋在圆柱形转子主体中的多个永磁体且构造成绕旋转轴线旋转，所述定子布置在所述转子的径向外侧以便经由间隙面向所述转子主体的外周面。

所述定子包括：多个齿部，所述多个齿部间隔布置在所述定子的周向上；定子轭部，所述定子轭部与所述齿部共同形成定子磁路；绕组，所述绕组布置在所述齿部的周围；和磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变通过所述定子轭部和所述齿部形成的定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻。所述多个齿部中的每一个齿部都包括体部和一对侧面突出部，所述一对侧面突出部在周向上从所述体部的转子侧端部的两侧突出。

所述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻大于所述定子磁路在所述第一状态下的磁阻。在所述第一状态下，满足以下关系式：

主磁性回路C1的总磁阻＜磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻。

在所述第二状态下，满足以下两个关系式：

磁性短路回路C2的总磁阻＜主磁性回路C1的总磁阻，和

磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻。

所述主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁性回路C1从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部中的一个齿部的定子轭部侧、邻接的齿部中的另一个齿部和邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极。

所述磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性短路回路C2从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的转子侧端部和所述侧面突出部以外的径向外侧部分。

所述永磁体之间的磁性回路C3定义为这样一个磁路，所述磁性回路C3从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由所述邻接的永磁体之间的中间区域到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部除所述齿部的体部的所述转子侧端部和所述侧面突出部以外的径向外侧部分。

所述磁阻改变机构能构造成包括在所述旋转轴线的径向上被分割的多个分割齿部，其中，多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构成可相对于另一个分割齿部沿周向相对移动的可动分割齿部，并且其中，所述可动分割齿部可沿周向移动以致所述定子磁路的磁阻在所述第一状态和所述第二状态之间改变。

优选使用包括切割部的转子，所述切割部形成在所述转子主体在所述邻接的永磁体之间的中间部分中，以便从所述转子主体的外周面径向地向内延伸。还优选所述转子包括均用于装配永磁体的多个狭缝，每一个所述多个狭缝形成在所述转子主体的外周部中并且布置在周向上，并且其中，所述永磁体被***所述狭缝中。还优选在每一个永磁体在所述周向上的边缘部分和所述切割部之间设置连接壁，所述连接壁用于连接构成所述转子主体的外周部且定位在所述永磁体的径向外侧的外铁心部分和经由所述永磁体定位在所述外铁心部分的相反侧的内铁心部分。

每一个永磁体都能构造成包括一对分割永磁体，所述一对分割永磁体在所述周向上被分割并且布置成彼此隔开，其中，所述一对分割永磁体被嵌埋在所述转子主体的外周部中并且布置在所述外周部的外周面的内侧，并且其中，每一个分割永磁体的外侧端部在周向上都暴露于所述切割部。

根据本发明的另一个方面，一种旋转电器机械包括：

转子，所述转子具有嵌埋在圆柱形转子主体中的多个永磁体且构造成绕旋转轴线旋转；和

圆筒形定子，所述圆筒形定子布置在所述转子的径向外侧以便经由间隙面向所述转子主体的外周面，

其中，所述定子包括间隔布置在所述定子的周向上的多个齿部，

其中，所述多个齿部中的每一个齿部都包括在所述转子的径向上被分割的多个分割齿部，所述多个分割齿部包括经由所述间隙面向所述转子主体的所述外周面的第一齿部和布置在径向上的最外部处的第二齿部，

其中，所述定子还包括固定所述第二齿部的圆筒形定子轭部和布置在所述齿部的周围的绕组，

其中，每一个齿部的所述第一齿部包括体部和一对侧面突出部，所述一对侧面突出部从所述体部的转子侧端部在周向上的周向两侧突出，

其中，所述多个分割齿部之中的每一个齿部的至少一个分割齿部构成能相对于另一个分割齿部沿周向移动的可动分割齿部，

其中，所述可动分割齿部可在第一位置和第二位置之间相对移动，在所述第一位置，由每一个齿部的所述多个分割齿部形成的磁路的磁阻小，在所述第二位置，磁阻相对大于由每一个齿部的所述多个分割齿部形成的磁路在所述可动分割齿部位于所述第一位置时的磁阻，

其中，当所述可动分割齿部位于所述第一位置时，所述第一位置构造成满足以下关系式：

主磁性回路C1的总磁阻＜磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，当所述可动齿部处于所述第二位置时，所述第二状态构造成满足以下两个关系式：

磁性短路回路C2的总磁阻＜主磁性回路C1的总磁阻，和

磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，所述主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁性回路C1从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部中的一个齿部的定子轭部侧、邻接的齿部中的另一个齿部和邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，

其中，所述磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性短路回路C2从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的转子侧端部和侧面突出部以外的径向外侧部分，

其中，所述永磁体之间的磁性回路C3定义为具有一磁路的磁性回路，所述磁性回路C3从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由所述邻接的永磁体之间的中间区域到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的所述转子侧端部和所述侧面突出部外的径向外侧部分。

所述转子能构造成包括切割部，所述切割部形成在所述转子主体在所述邻接的永磁体之间的中间部分中以便从所述转子主体的外周面径向地向内延伸。

所述转子同样能构造成包括均用于装配永磁体的多个狭缝，所述多个狭缝形成在所述转子主体的外周部中并且布置在周向上，并且其中，所述永磁体被***所述狭缝中。

所述永磁体的周向边缘部分和所述切割部之间能构造成设置有连接壁，所述连接壁用于连接构成所述转子主体的外周部且定位在所述永磁体的径向外侧的外铁心部分和经由所述永磁体定位在所述外铁心部分的相反侧的内铁心部分。

所述多个永磁体中的每一个永磁体都能构造成包括一对分割永磁体，所述一对分割永磁体在所述周向上被分割并且布置成彼此隔开，

其中，所述一对分割永磁体被嵌埋在所述转子主体的外周部中并且布置在所述外周部的外周面的内侧，并且

其中，每一个分割永磁体的外侧端部在周向上都暴露于所述切割部。

每一个齿部都能在所述径向上被分割成经由间隙面向所述转子主体的外周部的第一齿部和经由间隙布置在所述第一齿部的径向外侧的第二齿部，并且所述第二齿部可相对于所述第一齿部沿周向相对移动。

所述第一位置能定义为磁阻最小的位置，在所述磁阻最小的位置，由以径向对准的方式布置的所述多个分割齿部构成的磁性回路的磁阻最小。所述第二位置能定义为磁阻最大的位置，在所述磁阻最大的位置，由多个分割齿部构成的磁性回路的磁阻最大，其中，所述可动分割齿部相对于另一个分割齿部沿周向相对移动。所述可动分割齿部能连续或不连续地相对移动以致所述可动分割齿部能采取所述磁阻最小的位置和所述磁阻最大的位置之间的任何位置。

当所述可动分割齿部布置在所述第一位置时，满足以下关系式：

(2Rh+2Rk1)<(2Rh+Rj)≦(Rx)，并且

其中，当所述可动分割齿部相对于另一个分割齿部相对移动且位于所述第二位置时，满足以下两个关系式：

(2Rh+Rj)<(2Rh+2Rk2)，并且

(2Rh+Rj)≦(Rx)

其中：

Rh定义为所述转子的所述外周部和所述齿部的第一齿部之间的磁阻；

Rk1定义为当所述可动分割齿部位于所述第一位置时所述第一齿部和所述第二齿部之间的磁阻，

Rk2定义为当所述可动分割齿部位于所述第二位置时所述第一齿部和所述第二齿部之间的磁阻，

Rj定义为邻接的第一齿部的邻接的侧面突出部之间的磁阻，并且

Rx定义为所述邻接的永磁体之间的中间范围的磁阻。

在任意旋转电机中，所述永磁体可以是钕磁体。

根据本发明的又一个方面，能够提供一种装备有所述旋转电机的车辆。

根据本发明的又一个方面，能够提供一种包括所述旋转电机的电气制品。

本发明的效果

根据本发明的一些优选实施例，能够提供一种旋转电机，所述旋转电机能够通过扩大高转速范围内的转速的上限来扩大运转范围。同样，能够提供一种旋转电机，所述旋转电机能够降低或避免用于传统弱磁控制的电力。此外，即使在使用强永磁体的情况下，能在低转速范围内获得高转矩，并且能扩大高转速范围内的转速的上限和运转范围。此外，可以提供一种旋转电机，所述旋转电机能通过抑制在永磁体中产生的焦耳热损失的发生来控制效率的降低，控制由于焦耳热损失而引起的发热所造成的永磁体的矫顽磁力的降低，并且控制电动机的效率的降低。

附图说明

[图1]图1是示意性地显示了根据本发明的第一实施例的旋转电机的结构的截面图。

[图2]图2是在轴向上以顺次拉出的方式显示了旋转电机的主要构成部件的立体图。

[图3]图3是显示了旋转电机的转子和定子的截面图。

[图4A]图4A是沿图3中的线4-4截取并且显示了第二齿部位于第一齿部和第二齿部以径向对准的方式布置的第一位置的状态的截面图。

[图4B]图4B是对应于图4A的截面图，显示了第二齿部位于第二齿部相对于第一齿部相对移动的第二位置的状态。

[图5A]图5A是在图4A所示的第一位置状态的部分扩大截面图。

[图5B]图5B是显示了图5A所示的邻接的永磁体及其附近的扩大截面图。

[图5C]图5C是在图4B所示的第二位置状态下的部分扩大截面图。

[图6A]图6A是显示了当转子在图4B所示的第二位置旋转时的磁通流的说明图。

[图6B]图6B是显示了在转子从图6A所示的状态逆时针旋转的状态下的磁通流的说明图。

[图6C]图6C是显示了在转子从图6B所示的状态进一步逆时针旋转的状态下的磁通流的说明图。

[图7]图7是显示了根据本发明的第二实施例的旋转电机的转子的截面图。

[图8A]图8A是显示了第二实施例中在转子在对应于图4B所示的第二位置的状态下旋转的状态下的磁通流的说明图。

[图8B]图8B是显示了在转子从图8A所示的状态进一步逆时针旋转的状态下的磁通流的说明图。

[图8C]图8C是显示了在转子从图8B所示的状态逆时针旋转的状态下的磁通流的说明图。

[图9A]图9A是示意性地显示了发明人所提出的旋转电机的截面图，显示了第二齿部位于第一齿部和第二齿部以径向对准的方式布置的第一位置的状态。

[图9B]图9B是图9A所示的旋转电机的截面图，示意性地显示了第二齿部相对于第一齿部移动以位于第二位置的状态。

[图10]图10是示意性地显示了装备有根据本发明的旋转电机的车辆的视图。

[图11]图11是示意性地显示了装备有根据本发明的旋转电机的电气制品的视图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的优选实施例。作为根据本发明的实施例的旋转电机R的电动机适合用于各种车辆V中的主驱动源或辅助驱动源，所述车辆包括例如要求低转速下的高转矩和高转速下的低转矩的电动摩托车和其他车辆（参看图10）。根据本发明的旋转电机并不限于在这些车辆中使用，而是能用于例如包括诸如洗涤机等家电制品或诸如DVD播放机等办公自动化设备的电气制品E中作为驱动力的电动机（参看图11）。

首先，将说明本发明的开发过程。在市场上，希望有性能更高的旋转电机。因此，本发明人试图通过采用诸如钕磁体等具有更强磁力的永磁体来进一步提高性能。具体而言，在径向间隙型旋转电机中，本发明人最初进行了各种研究和学习以使用更强的永磁体作为磁场永磁体M。具体地，如图9A和9B所示，本发明人提出了一种设置有转子102和圆筒形定子103的径向间隙型旋转电机，在所述转子102中，多个永磁体M被嵌埋在圆筒形转子主体110的外周部中，所述转子102构造成绕旋转轴线101旋转并以一致间隔布置在转子主体110的周向上，所述圆筒形定子103布置在转子102的径向外侧以便经由间隙面向转子主体110的外周面。更具体地，该旋转电机具有以下结构。

使用形成为矩形截面的盘片形状并沿轴向延伸的磁体作为永磁体M。永磁体M在磁体M被装配在狭缝S中的状态下被嵌埋在转子主体110的外周部中并固定于所述外周部，所述狭缝S具有对应的截面形状并形成在转子主体110的外周面的径向内侧以便以预定距离定位。因此，即使转子主体110绕旋转轴线101以高转速旋转，永磁体M也不会由于离心力而沿半径方向向外侧飞出，这是因为永磁体M被固定地装配在狭缝S中。

定子103布置在转子102的径向外侧并与转子102共轴以便经由预定间隙面向转子102的外周面。定子103构造成使得多个齿部130在定子130经由所述间隙布置在转子102的外周面的径向外侧的状态下以一致的间隔布置在转子102的周向上。每一个齿部130都在齿部130的更接近齿部130的与齿部130的转子侧端部相反的外端部的位置在径向上被分割成两个分割齿部，即，布置成更接近转子侧的第一齿部131和布置在第一齿部131的外侧的第二齿部132。第一齿部131和第二齿部132以可相对移动的方式布置在周向上，二者之间形成有预定间隙。

在各第一齿部131中，转子侧端部的径向内侧端部边缘形成为对应于转子102的外周形状的弧形，并且沿周向延伸的侧面突出部131a和131a一体地形成在转子侧端部的周向两侧部上。在各第一齿部131上，设置有绕组（未示出）。

此外，作为可动分割齿部的第二齿部132构造成使得第二齿部132的相对位置能够在第一齿部131和第二齿部132如图9A所示以径向对准的方式布置的位置和第二齿部132如图9B所示位于一对邻接的第一齿部131和131之间的中间位置之间相对于第一齿部131连续改变。

使用具有上述结构的电动机，通过使作为可动分割齿部的第二齿部132沿周向移动以改变其相对于第一齿部131的相对位置来进行模拟分析。结果，得到确认的是，通过使作为可动分割齿部的第二齿部132沿周向移动以改变其相对于第一齿部131的相对位置，能扩大高转速范围的上限，这进而能扩大运转范围而不需要用于传统弱磁控制的电力。

但是，另一方面，本发明人通过他们的进一步实验和研究发现了以下问题。也就是说，当电动机在通过使作为可动分割齿部的第二齿部132沿周向移动以改变其相对于第一齿部131的相对位置来使第二齿部132移至第二位置的状态下运转时，尽管能扩大高转速范围的上限并且能扩大运转范围，但电动机的效率恶化。

为了解决该问题，本发明人进一步进行研究、实验和分析，并且发现了以下事实。也就是说，当电动机在第二齿部132位于第二位置的状态下运转时，永磁体M中发生大的磁通变化，从而在永磁体中产生涡电流而导致焦耳热损失，这进而降低了电机的效率。此外，本发明人还发现了以下事实：焦耳热损失使永磁体M的温度升高，从而引起永磁体M的矫顽力恶化和电动机的效率恶化。

本发明人已发现以下事实：通过在通过扩大高转速范围的上限来扩大运转范围的同时根据可动分割齿部132相对于第一分割齿部131的位置而适当设定“主磁性回路的总磁阻”、“磁性短路回路的总磁阻”和“永磁体之间的磁性回路的总磁阻”的关系来解决上述问题，并且完成本发明。在下文中，将基于具体实施例详细说明本发明。

<第一实施例>

图1至6示意性地显示了根据本发明的第一实施例的用作用于电动摩托车的电动机的径向间隙型电动机。如这些图所示，该径向间隙型电机包括圆柱形转子2、圆筒形定子3和旋转机构4，所述圆柱形转子2具有以嵌埋方式在外周部以一定间隔布置在周向上的多个永磁体M并且构造成绕旋转轴线1旋转，所述圆筒形定子3经由间隙面向转子2在径向上的外周部，所述旋转机构4构造成使后文将说明的构成定子3的可动分割齿部相对移动。如图2所示，转子2包括圆筒形转子主体10，该转子主体10在其轴心具有旋转轴线1。在转子主体10的外周部中，均具有矩形截面形状的多个（在本实施例中为6个）板形永磁体M以一致的间隔以嵌埋方式布置在转子2的周向上。

能使用形成强磁场的诸如钕磁体等磁体作为永磁体M。本发明人已发现，尤其在使用强永磁体时，根据永磁体、转子和定子的形状和/或布置，永磁体中发生焦耳热损失，从而使永磁体的温度升高，这大幅降低了电机的效率并且降低了永磁体的矫顽力和永磁体的残留磁通密度而使电机的性能恶化。这些问题并不限于在使用强永磁体的情况下，并且在使用具有通常磁力的传统永磁体的情况下能以不同程度发生。在根据本发明的旋转电机中，通过后文将提及的最新提出的结构来解决上述问题。

如图2所示，永磁体M形成为具有沿轴向X延伸的矩形截面形状的板形。如图3所示，永磁体M被嵌埋在狭缝S中并固定于狭缝S，该狭缝S具有对应的截面形状并在外周面的径向内侧的预定距离的位置形成在转子主体10的外周部中。因此，即使转子主体10绕旋转轴线1以高转速旋转，永磁体M也不会由于离心力而沿半径方向向外侧飞出，这是因为永磁体M被固定地装配在狭缝S中。

狭缝S的宽度尺寸例如如图5A所示形成为略大于永磁体M的宽度尺寸。在永磁体M被装配在狭缝S中的状态下，气隙S1形成在永磁体M的两端处并且构成磁通屏障。在转子主体10的外周边缘上，具有V形截面形状的切割部11形成在外周面的径向内侧以便沿轴向X延伸。在切割部11的两侧，一体地形成有连接壁9，该连接壁9连接分别布置在永磁体M的外侧和内侧的上铁心部分和下铁心部分（例如，在图6A中示出）。

转子主体10例如通过在轴向X上结合多个薄硅钢板而形成，各硅钢板通过冲压加工而形成为预定形状，以致能减小由于转子主体10中的磁通的变化而产生的可能的涡电流损失。

定子3经由预定间隙与转子2共轴地布置并且布置在转子2的径向外侧以便面向转子2。如图2所示，定子3包括圆筒形第一定子部3A和圆筒形第二定子部3B，所述第一定子部3A经由预定间隙与转子2共轴地布置并且布置在转子2的外周面的外侧，所述第二定子部3B在第二定子部3B可相对于第一定子部3A沿周向移动的状态下经由预定间隙与转子2共轴地布置在第一定子部3A的径向外侧。

定子3如图4A所示包括沿转子2的周向以预定间隔布置的多个齿部30，齿部30布置在转子2的径向外侧，其间形成有间隙。各齿部30在更接近与转子侧端部相反的端部的部分在径向上被分割成两个分割齿部，即布置成更接近转子侧的第一齿部31和布置在第一齿部31的外侧的第二齿部32。

第一齿部31和第二齿部32经由预定间隙布置成使得两齿部能相对移动。第一齿部31和第二齿部32之间的间隙被设定成小于第一齿部31的转子侧端部边缘和转子2的外周面之间的间隙。也就是说，在第一齿部31和第二齿部32以径向对准的方式布置的状态下，第一齿部31和第二齿部32之间的磁阻Rk小于第一齿部31的转子侧端部边缘和转子2的外周边缘之间的磁阻Rh（参看图5A）。

各第一齿部31形成为使得转子侧端部的端部边缘形成为对应于转子2的外周形状的圆弧形状，并且一体地设置有从转子侧端部的周向两侧部分沿周向延伸的侧面突出部31a和31a（参看图5A）。

邻接的第一齿部31和31的侧面突出部31a和31a之间的间隙被设定成大于第一齿部31和第二齿部32之间的间隙。具体地，邻接的齿部30和30的邻接的侧面突出部31a和31a之间的间隙被设定成使得，在第一齿部31和第二齿部32以径向对准的方式布置的状态下，邻接的第一齿部31和31的邻接的侧面突出部31a和31a之间的磁阻Rj大于第一齿部31和第二齿部32之间磁阻的两倍（即，2RK（2RK1））（参见图5A）。

各第一齿部31设置有绕组40。如图2所示，多个带有这些绕组40的第一齿部31构成使用树脂模制的圆筒形第一定子部3A。绕组40能够是单个绕组或多个分开且独立的绕组。在此实施例中，采用了单个绕组。

第二齿部32如图5A所示以第二齿部32从圆筒形定子轭部50的内周面向内突出并且对应于第一齿部31布置这样的方式与定子轭部50一体形成。在此实施例中，第二齿部32是带有定子轭部50的一体结构，但其能构造成使得第二齿部32与定子轭部50分开形成并连接和固定于定子轭部50。如图2所示，第二齿部32和定子轭部50构成圆筒形第二定子部3B。

在构成第二定子部3B的定子轭部50的外周面上，如图2所示，在周向区域的一部分上，具有多个齿的齿轮部51沿在定子轭部50的纵向上的全长形成。如图1所示，齿轮部51与由旋转机构4的驱动电机4a经由减速机构4b旋转驱动的齿轮4c啮合。

驱动电机4a构造成由图中未示出的控制器沿两相反的方向旋转，并且电机4a的旋转力经由减速机构4b传输到齿轮4c。齿轮4c的旋转传输到定子轭部50（第二定子部3B）的齿轮部51，并且第二定子部3B相对于第一定子部3A沿周向相对移动。因此，第二齿部32能沿第一齿部31的周向在一定范围内自由和相对移动。这样，通过控制驱动电机4a，第一齿部31和第二齿部32的相对位置能被任意和连续或不连续地改变。

通过控制驱动电机4a，作为可动分割齿部的第二齿部32相对于第一齿部31的相对位置能在磁阻最小的位置和磁阻最大的位置之间被连续或不连续地自由改变，在所述磁阻最小的位置，如图4A所示，由以径向对准的方式布置的第一齿部31和第二齿部32形成的磁路的磁阻最小，在所述磁阻最大的位置，如图4B所示，第二齿部32定位在一对邻接的第一齿部31和31之间并且由第一齿部31和第二齿部32形成的磁路的磁阻最大。

当如图4A所示的磁阻最小的位置定义为第一位置且如图4B所示的磁阻最大的位置定义为第二位置时，可动分割齿部（第二齿部32）被控制成使得该可动分割齿部在第一位置和第二位置之间移动。

在本发明中，不要求第一位置和第二位置分别精确地对应于磁阻最小的位置和磁阻最大的位置。例如，在本发明中，本发明能构造成使得磁阻最小的位置和磁阻最大的位置之间的两个任意位置分别定义为第一位置和第二位置，并且可动分割齿部（第二齿部）32在第一位置和第二位置之间移动。此外，在本发明中，当由定子轭部50和齿部30形成的定子磁路的磁阻小的状态定义为第一状态并且定子磁路的磁阻相对大于第一状态的状态定义为第二状态时，本发明包括定子磁路被机械地改变以致定子磁路的磁阻在第一状态和第二状态之间改变的情况。以下说明使用上述语言（即第一位置和第二位置）进行，但应该理解的是，当用第一状态和第二状态代替这些语言时，能获得相同的效果。

在此实施例中，举例说明了在半径方向上被分割成两部分的齿部30，但该齿部并不局限于此。在本发明中，齿部30能在半径方向上被分割成例如三个或更多部分。当齿部30被分割成三个或更多部分时，布置成最接近转子2的分割齿部定义为第一齿部31，并且布置在径向最外侧的分割齿部定义为第二齿部32。在齿部被分割成三个或更多分割齿部的情况下，齿部能构造成使得多个分割齿部中的至少一个构成可相对于其他分割齿部相对移动的可动分割齿部，并且由分割齿部形成的磁路的磁阻可通过可动分割齿部的相对移动来调节。

在此实施例中，进行以下说明使得各齿部被分割成第一齿部31和第二齿部32，但能将该结构理解如下。也就是说，该结构能这样理解：第一齿部31构成齿部；第二齿部32和定子轭部50构成定子轭部；定子轭部50的内周上形成有凹部50a（参见图5A）；并且定子轭部可沿周向相对于齿部（第一齿部31）相对移动。当将齿部30理解成具有齿部30未在径向上被分割的结构时，能将定子3理解成设置有当由定子轭部50和齿部30形成的定子磁路被机械地改变时定子磁路的磁阻值改变的磁阻改变机构。上述磁阻改变机构并不限于如齿部被分割的实施例中所示的类型，而是能具有任何其他结构，只要由定子轭部50和齿部30形成的定子磁路被机械地改变以致定子磁路的磁阻值能被改变。例如，修改的磁阻改变机构的一个示例包括这样一个机构：在不分割各齿部的情况下，定子轭部50在周向上被分割以在定子轭部50的一部分处形成磁隙以致该磁隙能被调节。

在作为可动分割齿部的第二齿部32布置在第一位置的状态下，该第一位置构造成满足以下关系式：

（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk1））＜（磁性短路回路C2的总磁阻（2Rh+Rj））≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（Rx））。

同样，在作为可动分割齿部的第二齿部3布置在第二位置的状态下，该第二位置构造成满足以下两个关系式：

关系式A：（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）＜（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk2））；

关系式B：（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（即，Rx））。

主磁性回路C1、磁性短路回路C2和永磁体之间的磁性回路C3定义如下。

如图5A和5C所示，主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经邻接的齿部30和30的定子轭部侧经由邻接的齿部30和30中的一个齿部、邻接的齿部30和30中的另一个齿部和邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极。

更具体地，当可动分割齿部32位于可动分割齿部32和第二齿部31如图5A所示以径向对准的方式布置的第一位置时，主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部30和30中的一个齿部的第一齿部31、邻接的齿部30和30中的所述一个齿部的第二齿部32、定子轭部50、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第二齿部32、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第一齿部31和邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极。

另一方面，当可动分割齿部32逆时针移动并且如图5C所示位于邻接的第一齿部31和31之间的第二位置时，主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M的一个磁极延伸并经由邻接的齿部30和30中的一个齿部的第一齿部31、第一齿部31的定子轭部侧端部、第二齿部32的对应于第一齿部31的定子轭部侧端部的端部、邻接的齿部30和30中的所述一个齿部的第二齿部32、第二齿部32上的相反端部、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第一齿部31的定子轭部侧端部、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第一齿部41和邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M的另一个磁极。在此状态下，当第二齿部32位于第二位置时，在定子轭部50侧，主磁通主要经过第二齿部32并且仅有限的主磁通经过定子轭部50。

毋容置疑，不论第二齿部32的位置如何，永磁体M的磁通都作为泄漏磁通不经过前述路径，例如邻接的第一齿部31和31之间。在本发明中，基于主磁通路径来定义磁性回路。应该理解的是，此解释不仅适用于主磁性回路C1，而且适用于磁性短路回路C2和永磁体之间的磁性回路C3。

如图5A和5C所示，磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过齿部除第一齿部31的体部的转子侧端部以及第一齿部31的侧面突出部31a和31a以外的径向外侧部分。

更具体地，如图6B所示，当邻接的永磁体M和M的邻接的端部位于对应于邻接的第一齿部31和31的邻接的侧面突出部31a和31a的位置时，磁性短路回路C2如下定义为具有主磁路的磁性回路。也就是说，磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路C2，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部30和30中的所述一个齿部的第一齿部31的转子侧端部、邻接的齿部30和30中的所述一个齿部的第一齿部31的转子侧端部的侧面突出部41a中的一个侧面突出部、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第一齿部31的转子侧端部的邻接所述一个侧面突出部31a的侧面突出部31a、邻接的齿部30和30中的另一个齿部的第一齿部31的转子侧端部和永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极。

同样，如图6A和6C所示，当邻接的永磁体M和M的邻接的端部位于对应于齿部30的第一齿部31的侧面突出部31a和31a中的一个侧面突出部的位置时，磁性短路回路C2定义如下。也就是说，磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由齿部30的第一齿部31的侧面突出部31a和31a中的一个侧面突出部和邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极。

如从上文将会理解的，磁性短路回路C2的磁路根据转子2的永磁体M和定子3的第一齿部31的相对位置而稍微不同。但是，如上所述，磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体M和M中的另一个永磁体到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过齿部30除第一齿部31的体部的转子侧端部以及第一齿部31的侧面突出部31a和31a以外的径向外侧部分。

如图5B所示，永磁体之间的磁性回路C3定义为具有主磁路的磁性回路C3，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体M和M之间的中间区域X（如图5B所示形成有V形切割部11的区域）到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过齿部30除齿部30的转子侧端部和侧面突出部31a以外的径向外侧部分。

具体地，当转子2和定子3处于如图5B所示的位置关系时，例如，永磁体之间的磁性回路C3定义为具有磁路的磁性回路，所述磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经由第一齿部31的转子侧端部和转子2之间的间隙（气隙）和一对邻接的永磁体M和M之间的中间区域X经过第一齿部31的体部的径向外侧部分。

同样，在此情况下，永磁体之间的磁性回路C3根据转子2的永磁体M和定子2的第一齿部31的相对位置而稍微不同。但是，如上所述，永磁体之间的磁性回路C3定义为具有主磁路的磁性回路C3，所述主磁路从邻接的永磁体M和M中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体M和M之间的中间区域X（如图5B所示形成有V形切割部11的区域）到达邻接的永磁体M和M中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过齿部30除齿部30的转子侧端部和侧面突出部31a以外的径向外侧部分。

在根据本实施例的电动机中，当转子2旋转时，从永磁体M的一个磁极到另一个磁极的磁通流在当第二齿部32位于作为可动分割齿部的第二齿部32和第一齿部31以径向对准的方式布置的第一位置时（参看图5A）和当第二齿部32位于第二齿部32相对于第一齿部31移动的第二位置时（参看图5C）之间不同。

首先，将说明在作为可动分割齿部的第二齿部32和第一齿部31以径向对准的方式布置的第一位置状态（参看图5A）下从永磁体M的一个磁极离开并到达另一个磁极的磁通流。

在此状态下，如上所述，满足以下关系式：（主磁性回路C1的总磁阻）（2Rh+2Rk（2Rk1））＜（磁性短路回路C2的总磁阻（2Rh+Rj））≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（Rx））。在此状态下，不论转子2的旋转位置如何，主磁性回路C1的总磁阻（2Rh+2Rk（2Rk1））都小。因此，大部分从永磁体M（图5A所示的中心永磁体）的一个磁极（即，图5A中的上侧磁极）离开的磁通经由以下磁路返回另一个磁极（图5A中的下侧磁极）。

将注意力集中在图5A所示的中心永磁体M上，从永磁体M的一个磁极（图5A中的上侧磁极）离开的磁通经由邻接的齿部30和30中的一个齿部（图5A中定位在中间的齿部30）的第一齿部31、在径向外侧与第一齿部31对准的第二齿部32、定子轭部50、邻接的齿部30和30中的另一个齿部（图5A中定位在左侧的齿部30）的第二齿部32、邻接的齿部30和30中的另一个齿部（图5A中定位在左侧的齿部30）的布置成在径向内侧与第二齿部32对准的第一齿部30和布置在左侧的永磁体M和M中的另一个永磁体返回另一个磁极（图5A中的下侧磁极）。

显然，在邻接的齿部30和30之间、尤其在邻接的第一齿部31和31的侧面突出部31a和31a之间存在不同于上述路径的泄漏磁通。但是，邻接的齿部30和30之间以及侧面突出部31a和31a之间的磁阻明显大于主磁性回路的磁阻（2Rh+2Rk），且因此泄漏磁通不会对主磁性回路C1的磁通流施以大的影响。此外，在永磁体M的宽度方向两端中的每一端上，一体形成有连接分别布置在永磁体M的外侧和永磁体M的内侧的上铁心部分和下铁心部分的连接壁9（例如，参见图6A）。尽管不论转子2的旋转位置如何连接壁9中都存在磁通流，磁通流都是饱和且稳定的。因此，磁通流不会对主磁性回路C1的磁通流施以大的影响。

因此，在作为可动分割齿部的第二齿部32位于第二齿部32和第一齿部31以径向对准的方式布置的第一位置（参看图5A）的状态下，当转子2旋转时，从永磁体M的一个磁极离开并到达另一个磁极的磁通流是稳定的，且因此永磁体M中的磁通的变化小。结果，永磁体M中发生的焦耳热损失小。

接下来，将说明在作为可动分割齿部的第二齿部32相对于第一齿部31移动的第二位置状态（参看图5C）下从永磁体M的一个磁极离开并到达另一个磁极的磁通流。

在此状态下，如上所述，满足以下两个关系式：

关系式：（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）＜（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk2）），和

关系式：（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（即，Rx））。

在该第二位置状态下，不论转子2的旋转位置如何，短路磁路C2的总磁阻（即，2Rh+Rj）小于主磁性回路C1的总磁阻（即，2Rh+2Rh（2Rk2））。因此，大部分从永磁体M（图5C中的中心永磁体M）的一个磁极（图5C中的上侧磁极）离开的磁通经由磁性短路回路C2的路径返回另一个磁极（图5C中的下侧磁极）。因此，将基于仅扩大了磁性短路回路C2及其附近的图6A至6C来进行以下说明。

如图6A至6C所示，当转子2旋转并且嵌埋在外周部中的永磁体M沿周向移动时，磁通流在邻接的永磁体M和M的邻接的端部沿周向经过第一齿部31和31的侧面突出部31a和31a时改变。

首先，在邻接的永磁体M和M的两个邻接的端部布置成面向第一齿部31的周向中心的状态下（未示出），例如，大部分从右侧永磁体M的一个磁极离开的磁通经由第一齿部31的转子侧端部和左侧永磁体M返回右侧永磁体M的另一个磁极。在此状态下，一部分从右侧永磁体M离开的磁通经形成在右侧永磁体M的左侧的连接壁9从定子侧流向转子侧（即，沿径向向内的方向）。另一方面，类似地，一部分从左侧永磁体M离开的磁通始终经形成在左侧永磁体M的右侧的连接壁9从转子侧流向定子侧（即，沿径向向外的方向）。

从此状态，当转子2逆时针旋转直到左侧永磁体M的右侧端部如图6A所示从右侧第一齿部31的左侧突出部31a离开时，从右侧永磁体M的一个磁极离开的磁通经由右侧第一齿部31的左侧突出部31a和左侧永磁体M返回另一个磁极。同样，在此状态下，一部分磁通始终经形成在右侧永磁体M的左侧的左侧连接壁9从定子侧流向转子侧（沿径向向内的方向）。另一方面，一部分从左侧永磁体M离开的磁通始终经形成在左侧永磁体M的右侧的连接壁9从转子侧流向定子侧（沿径向向外的方向）。

从此状态，如图6B所示，当转子2进一步逆时针旋转并且布置在左、右永磁体M和M的邻接的端部的中间部分、即V形切割部11布置在邻接的第一齿部31和31的邻接的侧面突出部31a和31a的中间位置的状态下，大部分从右侧永磁体M的一个磁极离开并返回另一个磁极的磁通形成磁路，该磁路经过右侧第一齿部31的左侧突出部31a、左侧第一齿部31的邻接右侧第一齿部31的右侧突出部31a的右侧突出部31a和左侧永磁体M。在此状态下，主磁性回路在邻接的侧面突出部31a和31a之间延伸，且因此其磁阻变成大于在图6A所示的状态下的磁阻。但是，能控制磁通流的大的变动，这是因为通过邻接的侧面突出部31a和31a之间的磁阻Rj确保了磁性短路回路C2。因此，即使图6A所示的状态变成图6B所示的状态，也能控制永磁体M中的磁通的变化。

同样，在图6B所示的状态下，一部分从右侧永磁体M离开的磁通经布置在右侧永磁体M的左侧的左侧连接壁9从定子侧通向转子侧（沿径向向内的方向）。另一方面，一部分从左侧永磁体M离开的磁通经布置在左侧永磁体M的右侧的右侧连接壁9从转子侧流向定子侧（沿径向向外的方向）。流经连接壁9的磁通流类似于图6A所示通过连接壁的磁通流，并且认为这种磁通流有助于控制永磁体M中的磁通的变化。

此外，从此状态，如图6C所示，当转子2进一步逆时针旋转并且右侧永磁体M的左侧端部更加接近左侧第一齿部31的右侧突出部31a时，从右侧永磁体M的一个磁极离开的磁通经由左侧第一齿部31的右侧突出部31a和左侧永磁体M返回另一个磁极。同样，在该状态下，一部分从右侧永磁体M离开的磁通经布置在右侧永磁体M的左侧的左侧连接壁9从定子侧通向转子侧（沿径向向内的方向）。另一方面，一部分从左侧永磁体M离开的磁通经布置在左侧永磁体M的右侧的右侧连接壁9从转子侧流向定子侧（沿径向向外的方向）。流经连接壁9的磁通流类似于图6A所示通过连接壁的磁通流，并且认为这种磁通流有助于控制永磁体M中的磁通的变化。

在第二齿部32相对于第一齿部31相对移动并位于第二位置的状态下（参看图5B），显然，邻接的齿部30和30之间存在不同于上述路径的泄漏磁通。但是，邻接的齿部30和30之间的磁阻明显大于磁性短路回路C2的总磁阻，且因此泄漏通量不会对磁性短路回路C2的磁通流施以大的影响。此外，永磁体M的一部分磁通始终流经形成在永磁体M的两侧的连接壁9，但如上所述，不论转子2的旋转位置如何，流动方向都相同。

此外，如上所述，在第二齿部32相对于第一齿部31相对移动并位于第二位置的状态下，永磁体之间的磁性回路C3的磁阻等于或大于磁性短路回路C2的总磁阻（即，2Rh+Rj），所述磁性回路定义为从永磁体M的一个磁极离开的磁通经由邻接的永磁体M和M之间的中间区域X返回另一个磁极而不经过第一齿部31的径向外侧部分的磁性回路。因此，磁通无法容易地流经永磁体之间的磁性回路C3。结果，磁性回路C3并未与如图9A和9B所示永磁体之间的磁性回路C3中存在由与定子相同的材料制成的连接壁的情况那样在转子2旋转时构成邻接的永磁体的磁通沿相反的方向交替地经过的共用磁路。这解决了各永磁体M导致磁通的大的变化的问题，其进而能控制永磁体M和M中的磁通的变化。结果，能控制由于在永磁体M中产生的涡电流而引起的焦耳热损失，这能提高通过防止永磁体M的矫顽力和残留磁通密度的恶化来提高作为电动机的效率并维持电机的性能。

<第二实施例>

根据本发明的第二实施例的旋转电机是被用作用于电动摩托车的电动机的径向间隙型电动机。此第二实施例的此径向间隙型电动机的基本结构除了将永磁体安装转子2的周缘部处的结构外与第一实施例的电动机相同。因此，以下说明将主要针对差别。

在如图7所示的实施例中，对应于第一实施例中的永磁体M的每一个永磁体M都在转子2的周向上被分割成间隔布置的两个分割永磁体M1和M1。在这些分割永磁体M1和M1的径向外侧，设置有保持件15，其外周面以圆弧形状形成。该保持件15一体地连接到转子主体10的旋转中心侧，中央连接壁16定位在邻接的分割永磁体M1和M1之间。保持件15和中央连接壁16的截面形成T形。通过这些部件，分割永磁体M1和M1两者都被固定于转子主体10使得即使转子2旋转，分割永磁体M1和M1也不会由于离心力而飞散。

同样，在此实施例中，设置了对应于第一实施例的V形切割部的切割部11，但未设置第一实施例中形成在永磁体M的宽度方向端部的连接壁9。因此，分割永磁体M1的宽度方向外端部向V形切割部11露出。在V形切割部11的底部，形成有均径向向外突出并沿各分割永磁体M1的侧部延伸的接合部18和18。通过接合部18和中央连接壁16来防止分割永磁体M1沿周向移动。保持件15、中央连接壁16和接合部18与转子主体10一体地形成，所述转子主体10能例如通过冲压薄硅钢板并堆叠它们来制造。以上以外的结构与第一实施例相同并且通过向对应部分分配相同的参考标号而略去说明。

同样，在此第二实施例中，在作为可动分割齿部的第二齿部32布置在第一位置的状态下，该第一位置构造成满足以下关系式：

（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk1））＜（磁性短路回路C2的总磁阻（2Rh+Rj））≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（Rx））。

同样，在作为可动分割齿部的第二齿部3布置在第二位置的状态下，该第二位置构造成满足以下两个关系式：

（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）＜（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk2））；和

（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（即，Rx））。

将说明当转子2在第二齿部32相对于第一齿部31相对移动并位于第二位置的状态下旋转时，从分割永磁体M1和M1中的一个永磁体的一个磁极离开到达另一个磁极的磁通流。

在此状态下，如上所述，满足以下关系式：

（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）＜（主磁性回路C1的总磁阻）（即，2Rh+2Rk（2Rk2））；和

（磁性短路回路C2的总磁阻）（即，2Rh+Rj）≦（永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻（即，Rx））。

在该第二位置状态下，不论转子2的旋转位置如何，短路磁路C2的总磁阻（即，2Rh+Rj）小于主磁性回路C1的总磁阻（即，2Rh+2Rh）。因此，大部分从永磁体M1（图8A中的右侧永磁体M）的一个磁极（图8A中的右侧磁极）离开的磁通经由磁性短路回路C2的路径返回另一个磁极（图8A中的左侧磁极）。因此，将基于仅扩大了磁性短路回路C2及其附近的图8A至8C来进行以下说明。

如图8A至8C所示，当在外周部中具有永磁体M1和M1的转子2旋转时，磁通流在经由V形切割部11布置的邻接的分割永磁体M1和M1的邻接端部沿周向经过第一齿部31和31的侧面突出部31a和31a时改变。

首先，在经由V形切割部11布置的邻接的分割永磁体M1和M1的两个邻接的端部布置成面向第一齿部31的周向中心的状态下（未示出），从右侧分割永磁体M1的一个磁极（位于第一齿部31侧的磁极）离开的磁通经由第一齿部31和左侧分割永磁体M1返回另一个磁极。在此实施例中，由于V形切割部11中未形成有第一实施例的连接壁9，因此经由V形切割部11在邻接的分割永磁体M1和M1之间延伸的磁性回路C3的磁阻大。因此，几乎没有磁通流经永磁体之间的磁性回路C3。两个分割永磁体M1和M1的磁通流经邻接的分割永磁体M1和M1之间的中央连接壁16，但不论转子2的旋转位置如何，磁通流都是饱和的并且接近稳定。

从此状态，当转子2逆时针旋转直到左侧永磁体M1的右侧端部如图8A所示从右侧第一齿部31的左侧突出部31a离开时，从右侧永磁体M的一个磁极离开的磁通经由图8A所示的右侧第一齿部31的左侧突出部31a和左侧永磁体M1返回另一个磁极。

从此状态，如图8B所示，当转子2进一步逆时针旋转并且处于左、右永磁体M1和M1的邻接的端部的中间部分、即V形切割部11布置在邻接的第一齿部31和31的邻接的侧面突出部31a和31a的中间位置的状态下，大部分从右侧永磁体M的一个磁极离开并返回另一个磁极的磁通形成一磁路，该磁路经过右侧第一齿部31的左侧突出部31a、左侧第一齿部31的邻接右侧第一齿部31的右侧突出部31a的右侧突出部31a和图8B所示的左侧永磁体M1。在此状态下，主磁性回路在邻接的侧面突出部31a和31a之间延伸，且因此其磁阻变成大于在图8A所示的状态下的磁阻。但是，能控制磁通流的大的变动，这是因为通过邻接的侧面突出部31a和31a之间的磁阻Rj确保了磁性短路回路C2。因此，即使图8A所示的状态变成图8B所示的状态，也能控制永磁体M中的磁通的变化。

此外，从此状态，如图8C所示，当转子2进一步逆时针旋转并且右侧永磁体M1的左侧端部更加接近左侧第一齿部31的右侧突出部31a时，从右侧永磁体M1的一个磁极离开的磁通经由左侧第一齿部31的右侧突出部31a和左侧永磁体M返回另一个磁极。

在第二齿部32相对于第一齿部31相对移动并位于第二位置的状态下，显然，邻接的齿部30和30之间存在不同于上述路径的泄漏磁通。但是，邻接的齿部30和30之间的磁阻明显大于磁性短路回路C2的总磁阻，且因此泄漏通量不会对磁性短路回路C2的磁通流施以大的影响。永磁体M1的一部分磁通始终流经形成在分割永磁体M1和M1之间的中央连接壁16，但不论转子2的旋转位置如何，该流的方向如上所述都是相同的。

同样，如上所述，在第二齿部32相对于第一齿部31相对移动并位于第二位置的状态下，从各分割永磁体M1的一个磁极离开的磁通由于以下原因而不会经由V形切割部11经过永磁体之间的磁性回路C3。也就是说，永磁体之间的磁性回路C3的磁阻Rx等于或大于磁性短路回路C2的总磁阻（即，2Rh+Rj），所述磁性回路C3定义为从永磁体M1和M1的一个磁极离开的磁通经由一对邻接的永磁体M1和M1之间的中间区域X返回另一个磁极的磁性回路。因此，磁通无法容易地流经永磁体之间的磁性回路C3。结果，磁性回路C3并未与如图9A和9B所示永磁体之间的磁性回路C3中存在由与定子相同的材料制成的连接壁的情况那样在转子2旋转时构成邻接的永磁体的磁通沿相反的方向交替地经过的共用磁路。这能防止各永磁体M导致磁通的大的变化的问题，其进而能控制永磁体M和M中的磁通的变化。结果，能控制由于在永磁体M中产生的涡电流而引起的焦耳热损失，这能提高通过防止永磁体M的矫顽力和残留磁通密度的恶化来提高作为电动机的效率并维持电机的性能。

在任何上述实施例中，举例说明了形成为矩形截面形状的永磁体M装配在具有对应于永磁体M的截面形状的截面形状且形成在转子主体的周缘部中的狭缝中的旋转电机。但是，本发明并不局限于此，并且允许具有对应于转子主体的外周的弧形截面形状的永磁体被固定于转子主体的外周的结构。这种情况下，永磁体必须被牢固地固定以致永磁体不会在转子旋转时由于离心力而从转子主体脱落。同样，这种情况下，可从各实施例省略连接壁9和16，这充分发挥了永磁体的性能，这是因为永磁体的磁通始终流过的磁性回路并非由连接壁形成。

本发明可用于代替传统弱磁控制，但不妨碍与传统弱磁控制相结合地使用。

在各实施例中，举例说明了永磁体被装配在以嵌埋方式沿周向形成在转子主体的周缘部中的多个槽中的旋转电机。但是，本发明并不限于以上所述。在本发明中，“多个永磁体以嵌埋方式布置在圆柱形转子主体中”包括例如构造成使得转子主体由薄圆筒形本体和布置在圆筒形本体中的圆柱形本体构成并且圆筒形本体和圆柱形本体之间在周向上布置有多个永磁体的情况和多个永磁体以嵌埋方式布置在转子主体中的所有情况。

应该理解的是，文中所用的术语和表达用于说明且无意用于以限制的方式解释，不排除文中所示和提及的特征的任何等同物，并且允许落在本发明要求专利权的范围内的各种改型。

尽管本发明可以许多不同形式来实施，但文中在理解本公开文本应该被认为提供了本发明的原理的示例并且此类示例并非旨在将本发明限制于文中描述和/或文中图示的优选实施例的前提下描述了多个说明性的实施例。

尽管文中已描述了本发明的说明性的实施例，但本发明并不局限于文中所述的各种优选实施例，而是包括任意和所有具有如本领域的技术人员基于本公开文本将认识到的等同要素、修正、省略、组合（例如，跨各个实施例的特征的组合）、改良和/或变更的实施例。权利要求中的限定应基于权利要求中所采用的语言宽泛地解释，而不局限于本说明书中或在本申请的执行期间所述的示例，应当认为这些示例是非穷尽的。例如，在本公开文本中，术语“优选地”是非排他性的且意味着“优选地，但不限于”。

本申请根据35U.S.C.§119要求2011年12月22日提交的日本专利申请No.P2011-281393和2012年10月15日提交的日本专利申请No.P2012-227652的优先权，所述申请的全部公开内容以引用的方式整体并入本文。

工业适用性

本发明的旋转电机能被用作作为用于例如包括电动摩托车的各种电动车辆和各种电气机械的驱动源的电动机。

参考标号说明

1:旋转轴线

2:转子

3:定子

4:旋转机构

30:齿部

31:第一齿部（分割齿部）

32:第二齿部（分割可动齿部）

40:绕组

50:定子轭部

51:齿轮部

C：控制器

M：永磁体

P：电源

R：旋转电机（电动机）

V：车辆（电动自动二轮车）

C1：主磁性回路

C2：磁性短路回路

C3：永磁体之间的磁性回路

Rh：转子的外周部和齿部的第一齿部之间的磁阻

Rk1：在第一位置第一齿部和第二齿部之间的磁阻

Rk2：在第二位置第一齿部和第二齿部之间的磁阻

Rj：布置在周向上的一对邻接的第一齿部的邻接的侧面突出部之间的磁阻

Rx：邻接的永磁体之间的中间区域的磁阻

Claims (20)

1.一种旋转电机，包括：

转子，所述转子具有嵌埋在圆柱形转子主体中的多个永磁体且构造成绕旋转轴线旋转；和

圆筒形定子，所述圆筒形定子布置在所述转子的径向外侧以便经由间隙面向所述转子主体的外周面，

其中，所述定子包括：

多个齿部，所述多个齿部间隔布置在所述定子的周向上；

定子轭部，所述定子轭部与所述齿部共同形成定子磁路；

围绕所述齿部布置的绕组；和

磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变由所述定子轭部和所述齿部形成的所述定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻，

其中，所述多个齿部中的每一个齿部都包括体部和一对侧面突出部，所述一对侧面突出部在周向上从所述体部的转子侧端部的两侧突出，

其中，所述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻大于所述定子磁路在所述第一状态下的磁阻，

其中，在所述第一状态下满足以下关系式：

主磁性回路C1的总磁阻＜磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，在所述第二状态下满足以下两个关系式：

磁性短路回路C2的总磁阻＜主磁性回路C1的总磁阻，和

磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，所述主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁性回路C1的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部中的一个齿部的定子轭部侧、邻接的齿部中的另一个齿部和邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，

其中，所述磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性短路回路C2的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的转子侧端部和侧面突出部以外的径向外侧部分，

其中，所述永磁体之间的磁性回路C3定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性回路C3的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由所述邻接的永磁体之间的中间区域到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的所述转子侧端部和侧面突出部以外的径向外侧部分。

2.如权利要求1所述的旋转电机，

其中，所述磁阻改变机构包括在所述旋转轴线的径向上被分割的多个分割齿部，

其中，所述多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构成能相对于另一个分割齿部沿周向相对移动的可动分割齿部，并且

其中，所述可动分割齿部能沿周向移动以致所述定子磁路的磁阻在所述第一状态和所述第二状态之间改变。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其中，所述转子包括切割部，所述切割部形成在所述转子主体的在邻接的永磁体之间的中间部分中以便从所述转子主体的外周面径向地向内延伸。

4.如权利要求1所述的旋转电机，

其中，所述转子包括均用于装配所述永磁体的多个狭缝，所述多个狭缝形成在外周部中并且布置在所述周向上，并且

其中，所述永磁体被***所述狭缝中。

5.如权利要求3所述的旋转电机，其中，在周向上在每一个永磁体的边缘部分和所述切割部之间设置有连接壁，所述连接壁用于连接构成所述转子主体的外周部并且定位在所述永磁体的径向外侧的外铁心部分和经由所述永磁体定位在所述外铁心部分的相反侧的内铁心部分。

6.如权利要求3所述的旋转电机，

其中，每一个永磁体都包括一对分割永磁体，所述一对分割永磁体在周向上被分割并且布置成彼此隔开，

其中，所述一对分割永磁体被嵌埋在所述转子主体的外周部中并且布置在所述转子主体的外周面的内侧，并且

其中，每一个分割永磁体的外侧端部在周向上都暴露于所述切割部。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其中，所述转子主体的布置在每一个永磁体的径向外侧的外周部通过在一对分割永磁体之间延伸的中央连接壁连接到所述转子主体。

8.一种旋转电机，包括：

转子，所述转子具有嵌埋在圆柱形转子主体中的多个永磁体且构造成绕旋转轴线旋转；和

圆筒形定子，所述圆筒形定子布置在所述转子的径向外侧以便经由间隙面向所述转子主体的外周面，

其中，所述定子包括间隔布置在所述定子的周向上的多个齿部，

其中，所述多个齿部中的每一个齿部都包括在所述转子的径向上被分割的多个分割齿部，所述多个分割齿部包括经由间隙面向所述转子主体的外周面的第一齿部和布置在所述齿部的在径向上的最外部处的第二齿部，

其中，所述定子还包括固定所述第二齿部的圆筒形定子轭部和布置在所述齿部的周围的绕组，

其中，每一个齿部的第一齿部都包括体部和一对侧面突出部，所述一对侧面突出部在周向上从所述体部的转子侧端部的周向两侧突出，

其中，所述多个分割齿部之中的每一个齿部的至少一个分割齿部构成能相对于另一个分割齿部沿周向移动的可动分割齿部，

其中，所述可动分割齿部能在第一位置和第二位置之间相对移动，在所述第一位置，由每一个齿部的多个分割齿部形成的磁路的磁阻小，在所述第二位置，由每一个齿部的多个分割齿部形成的磁路的磁阻相对大于由每一个齿部的多个分割齿部形成的磁路在所述可动分割齿部位于所述第一位置时的磁阻，

其中，当所述可动分割齿部位于所述第一位置时，满足以下关系式：

主磁性回路C1的总磁阻＜磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，当所述可动齿部处于所述第二位置时，满足以下两个关系式：

磁性短路回路C2的总磁阻＜主磁性回路C1的总磁阻，和

磁性短路回路C2的总磁阻≦永磁体之间的磁性回路C3的总磁阻，

其中，所述主磁性回路C1定义为具有主磁路的磁性回路，所述主磁性回路C1的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的齿部中的一个齿部的定子轭部侧、邻接的齿部中的另一个齿部和邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，

其中，所述磁性短路回路C2定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性短路回路C2的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由邻接的永磁体中的另一个永磁体到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部除所述齿部的体部的转子侧端部和侧面突出部以外的径向外侧部分，

其中，所述永磁体之间的磁性回路C3定义为具有主磁路的磁性回路，所述磁性回路C3的主磁路从邻接的永磁体中的一个永磁体的一个磁极延伸并经由所述邻接的永磁体之间的中间区域到达邻接的永磁体中的所述一个永磁体的另一个磁极，而不经过所述齿部的除所述齿部的体部的所述转子侧端部和侧面突出部以外的径向外侧部分。

9.如权利要求8所述的旋转电机，其中，所述转子包括切割部，所述切割部形成在所述转子主体的在邻接的永磁体之间的中间部分中以便从所述转子主体的外周面径向地向内延伸。

10.如权利要求8所述的旋转电机，其中，所述转子包括均用于装配所述永磁体的多个狭缝，所述多个狭缝形成在所述转子主体的外周部中并沿周向布置，并且其中，所述永磁体被***所述狭缝中。

11.如权利要求9所述的旋转电机，其中，在周向上在所述永磁体的边缘部分和所述切割部之间设置有连接壁，所述连接壁用于连接构成所述转子主体的外周部并且定位在所述永磁体的径向外侧的外铁心部分和经由所述永磁体定位在所述外铁心部分的相反侧的内铁心部分。

12.如权利要求9所述的旋转电机，

其中，所述多个永磁体中的每一个都包括一对分割永磁体，所述一对分割永磁体在周向上被分割并且布置成彼此隔开，

其中，所述一对分割永磁体被嵌埋在所述转子主体的外周部中并且布置在所述外周部的外周面的内侧，并且

其中，每一个分割永磁体的外侧端部在周向上都暴露于所述切割部。

13.如权利要求12所述的旋转电机，其中，所述转子主体的布置在所述永磁体的径向外侧的外周部通过在一对分割永磁体之间延伸的中央连接壁连接到所述转子主体。

14.如权利要求8所述的旋转电机，

其中，每一个齿部都在径向上被分割成经由间隙面向所述转子主体的外周部的第一齿部和经由间隙布置在所述第一齿部的径向外侧的第二齿部，并且

其中，所述第二齿部能相对于所述第一齿部沿周向移动。

15.如权利要求8所述的旋转电机，

其中，所述第一位置定义为磁阻最小的位置，在所述磁阻最小的位置，以径向对准的方式布置的多个分割齿部构成的磁性回路的磁阻最小，

其中，所述第二位置定义为磁阻最大的位置，在所述磁阻最大的位置，由多个分割齿部构成的磁性回路的磁阻最大，其中，所述可动分割齿部相对于另一个分割齿部沿周向相对移动，并且

其中，所述可动分割齿部能连续或不连续地相对移动，以致所述可动分割齿部能采取所述磁阻最小的位置和所述磁阻最大的位置之间的任何位置。

16.如权利要求8所述的旋转电机，

其中，当所述可动分割齿部布置在所述第一位置时，满足以下关系式：

(2Rh+2Rk1)<(2Rh+Rj)≦(Rx)，并且

其中，当所述可动分割齿部相对于另一个分割齿部相对移动且位于所述第二位置时，满足以下两个关系式：

(2Rh+Rj)<(2Rh+2Rk2)，并且

(2Rh+Rj)≦(Rx)

其中：

Rh定义为所述转子的外周部和所述齿部的第一齿部之间的磁阻；

Rk1定义为当所述可动分割齿部位于所述第一位置时所述第一齿部和所述第二齿部之间的磁阻，

Rk2定义为当所述可动分割齿部位于所述第二位置时所述第一齿部和所述第二齿部之间的磁阻，

Rj定义为邻接的第一齿部的邻接的侧面突出部之间的磁阻，并且

Rx定义为所述邻接的永磁体之间的中间范围的磁阻。

17.如权利要求1所述的旋转电机，其中，所述永磁体是钕磁体。

18.如权利要求8所述的旋转电机，其中，所述永磁体是钕磁体。

19.一种车辆，所述车辆装备有如权利要求1所述的旋转电机。

20.一种电气制品，所述电气制品装备有如权利要求1所述的旋转电机。