CN1937357B - 永磁铁型旋转电动机 - Google Patents

永磁铁型旋转电动机 Download PDF

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Abstract

提供一种永磁铁型旋转电动机。分别连结旋转轴的中心和在第一类型的连结部的两端的两条假想线之间的第一角度θ1大于分别连结旋转轴的中心和在第二类型的连结部的两端的两条假想线之间的第二角度θ2。在第一类型的连结部上形成有从第一类型的连结部的旋转轴的轴线方向的中心位置向轴线方向的两侧分别延伸的一个贯通孔。在第二类型的连结部上形成有从该第二类型的连结部的轴线方向的中心位置向轴线方向的两侧分别延伸的一个贯通孔。形成于第一类型的连结部的贯通孔的周方向的长度比形成于第二类型的连结部的贯通孔的周方向的长度长。形成于第一类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度比形成于第二类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度短。

Description

永磁铁型旋转电动机
技术领域
本发明涉及永磁铁型旋转电动机。
背景技术
正在使用的永磁铁型旋转电动机具备：具有由永磁铁构成的永磁铁磁极部的转子、和由定子铁心以及励磁绕组部构成的定子。作为定子铁心，公知的是具有环状的轭铁(yoke)和被配置在该轭铁的内侧的磁极构成体。在这种电动机中，磁极构成体设置有：多个极柱、设置于该极柱上的磁极面形成部、和连接相邻的两个磁极面形成部的连接部。在日本特开2000-32690号公报(专利文献1)所示的永磁铁型旋转电动机中，为了提高绕组的占空系数而容易组装，而被构成为能够嵌合环状的轭铁和磁极构成体。另外，在日本特开2002-199630号公报(专利文献2)所示的永磁铁型旋转电动机中，为了实现齿形力矩(cogging torque)的降低，不均等地配置极柱，使得多个极柱之间的尺寸不同。另外，在日本特开2002-10539号公报(专利文献3)所示的永磁铁型旋转电动机中，在连结部上沿着轴线方向不连续地形成有朝向径向内侧和狭缝内开口的多个孔。设置这些多个孔是为了防止各磁极之间的漏磁。
专利文献1：日本特开2000-32690号公报
专利文献2：日本特开2002-199630号公报
专利文献3：日本特开2002-10539号公报
永磁铁型电动机，在维持了转矩的状态下，要求实现齿形力矩的下降。但是，在上述现有的永磁铁型旋转电动机中，实现齿形力矩的下降是有限度的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种不会使转矩大幅度地下降，就能够使齿形力矩下降的永磁铁型旋转电动机。
本发明的另一目的在于，提供一种能够实现励磁绕组部的电感的平衡化的永磁铁型旋转电动机。
本发明的另一目的在于，提供一种制造容易、而且能够使齿形力矩下降的永磁铁型旋转电动机。
本发明改进的对象的永磁铁型旋转电动机，具有转子、定子铁心和N个励磁绕组部。转子具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部。定子铁心包括：环状的轭铁；在环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔配置的、具有与轭铁连结的一端和位于比一端靠向径向内侧的位置的另一端的N个(N为4以上的偶数)的极柱；具有被设置于N个极柱的另一端并在内周侧与转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个磁极面形成部的N个连结部。在N个连结部上形成有在径向上贯通连结部的一个以上的贯通孔。N个励磁绕组部分别被设置于定子铁心的N个极柱上。在本发明中，N个连结部包括N/2个第一类型的连结部和N/2个第二类型的连结部，所述N/2个第二类型的连结部和该第一类型的连结部在转子的周方向上交互地配置。另外，分别连结旋转轴的中心和在第一类型的连结部的周方向上相对的两端的两条假想线之间的第一角度θ1、和分别连结旋转轴的中心和在第二类型的连结部的周方向上相对的两端的两条假想线之间的第二角度θ2的关系满足θ1＞θ2。而且，在第一类型的连结部上形成有，分别从该第一类型的连结部的旋转轴的轴线方向的中心位置向轴线方向的两侧延伸的一个贯通孔，在第二类型的连结部上形成有，分别从该第二类型的连结部的轴线方向的中心位置向轴线方向的两侧延伸的一个贯通孔。而且，形成于第一类型的连结部的贯通孔的周方向的长度，比形成于第二类型的连结部的贯通孔的周方向的长度长。另外，形成于第一类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度，比形成于第二类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度短。
在本发明的永磁铁型旋转电动机的定子铁心中，定子铁心的内周部分的结构，沿着旋转轴的轴线方向，由如下三部分构成的，该三部分是：(1)在周方向上排列的连结部上没有形成贯通孔的部分；(2)在周方向上排列的连结部上每隔一个地形成贯通孔的部分；(3)在周方向上排列的连结部上全部形成有贯通孔的部分。另外，在(2)的部分中，只在周方向的长度短的第二类型的连结部上形成有贯通孔。如果在所述的三个类型产生的齿形力矩波可根据重合原理能够抵消，则就能够减小齿形力矩。因此，如果在(1)、(2)、(3)的各自的部分产生的齿形力矩波的振幅为S1、S2、S3，则在(1)以及(2)的部分产生正相、在(3)的部分产生逆相(相对于正相，相位错开180。)，在这种情况下，需要：
S1+S2-S3＝0…(A)
另外，则在(1)以及(3)的部分产生正相、在(2)的部分产生逆相，在这种情况下，需要：
S1-S2+S3＝0…(B)
另外，在(1)的部分产生正相、在(2)以及(3)的部分产生逆相，在这种情况下，需要：
S1-S2-S3＝0…(C)
在本发明中，通过使第一类型的连结部的第一角度θ1，适当大于第二类型的连结部的第二角度θ2，所述的(A)～(C)的公式成立。另外，在本发明中，通过形成贯通孔，降低漏磁，防止转矩的下降。其结果是，根据本发明，不用大幅度降低转矩，就可以使齿形力矩下降。另外，通过将轴线方向的长度尺寸长的一个贯通孔、和轴线方向的长度尺寸短的一个贯通孔，在周方向上交互地配置，从而能够实现励磁绕组部的电感的平衡化。
另外，在第一类型的连结部上，可以形成有从该第一类型的连结部的旋转轴的轴线方向的一端朝向另一端延伸的第一贯通孔，从该第一类型的连结部的轴线方向的另一端朝向一端延伸的第二贯通孔。另外，在第二类型的连结部上，可以形成有从该第二类型的连结部的旋转轴的轴线方向的一端朝向另一端延伸的第三贯通孔，从该第二类型的连结部的轴线方向的另一端朝向一端延伸的第四贯通孔。此时，形成于第一类型的连结部的第一以及第二贯通孔的周方向的长度，比形成于第二类型的连结部的第三以及第四贯通孔的周方向的长度长。另外，形成于第一类型的连结部的第一以及第二贯通孔的轴线方向的长度，比形成于第二类型的连结部的第三以及第四贯通孔的轴线方向的长度短。如此，不用大幅度降低转矩，就可以使齿形力矩下降。另外，能够实现励磁绕组部的电感的平衡化。
可以使第一贯通孔以及第二贯通孔的轴线方向的长度相等，使第三贯通孔以及第四贯通孔的轴线方向的长度相等。如此，能够进一步降低齿形力矩。
另外，可以在第一类型的连结部上，可以形成有从该第一类型的连结部的旋转轴的轴线方向的一端朝向另一端延伸的贯通孔，在第二类型的连结部上，可以形成有从该第二类型的连结部的轴线方向的一端朝向另一端延伸的贯通孔。此时，形成于第一类型的连结部的贯通孔的周方向的长度，比形成于第二类型的连结部的贯通孔的周方向的长度长。另外，形成于第一类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度，比形成于第二类型的连结部的贯通孔的轴线方向的长度短。如此，不用大幅度降低转矩，就可以使齿形力矩下降。另外，能够实现励磁绕组部的电感的平衡化。
优选第二角度θ2除以第一角度θ1后的值(θ2/θ1)处于0.25＜θ2/θ1＜0.35的范围。如此，能够更加可靠地实现励磁绕组部的电感的平衡化。
在形成于第一类型的连结部的贯通孔的周方向测量的角度范围，可以与第一角度θ1相等，在形成于第二类型的连结部的贯通孔的周方向测量的角度范围，可以与第二角度θ2相等。如此，能够充分地使齿形力矩降低。
本发明的永磁铁型旋转电动机的定子铁心，由轭铁、和配置在轭铁的内侧的磁极构成体构成，磁极构成体可以是对由磁性钢板制构成的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠而构成的，所述磁极构成用钢板层分别具有：构成极柱的一部分的极柱构成部、和构成磁极面形成部的一部分的磁极面构成部。第一至第三种的磁极构成用钢板层所包括的在相邻的两个磁极面构成部之间形成的中间部分，是由在周方向上测量的角度范围不同的第一中间部分和第二中间部分构成的。此时，在第一中间部分，分别连结在相邻的两个磁极面构成部的周方向上相对的两个端部和转子的中心的两条假想线之间的角度成为第一角度θ1。另外，在第二中间部分，分别连结在相邻的两个磁极面构成部的周方向上相对的两个端部和转子的中心的两条假想线之间的角度成为比第一角度θ1小的第二角度θ2。而且，第一中间部分和第二中间部分在周方向上交互地排列。第一种的磁极构成用钢板层的第一中间部分以及第二中间部分的任一方，都以构成贯通孔的一部分的形式开口。第二种的磁极构成用钢板层的第一中间部分构成连结部的一部分，第二中间部分以构成贯通孔的一部分的形式开口。第三种的磁极构成用钢板层的第一中间部分以及第二中间部分的任一方都构成连结部的一部分。
而且，磁极构成体，是按照第三种的磁极构成用钢板层、第二种的磁极构成用钢板层、第一种的磁极构成用钢板层、第二种的磁极构成用钢板层、和第三种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为1∶2∶4∶2∶1的方式进行层叠而构成的。如此，形成有从所述的第一类型的连结部的中心位置延伸的贯通孔、和从第二类型的连结部的中心位置延伸的贯通孔，只通过在转子的轴线方向上对三种的磁性钢板制的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠，就能够容易地形成这样的定子铁心，它的形成于第一类型的连结部的贯通孔的长度比形成于第二类型的连结部的贯通孔的长度短。
另外，如果按照第一种的磁极构成用钢板层、第二种的磁极构成用钢板层、第三种的磁极构成用钢板层、第二种的磁极构成用钢板层、和第一种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为2∶2∶2∶2∶2的方式进行层叠而构成磁极构成体，则在所述的第一类型的连结部的两端形成第一以及第二贯通孔，在第二类型的连结部的两端形成第三以及第四贯通孔，只通过在转子的轴线方向上对三种的磁性钢板制的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠，就能够容易地形成这样的定子铁心，它的第一以及第二贯通孔的长度比第三以及第四贯通孔的长度短。
另外，如果按照第三种的磁极构成用钢板层、第二种的磁极构成用钢板层、和第一种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为2∶4∶4的方式进行层叠而构成磁极构成体，则在所述的第一类型的连结部的一端形成贯通孔，在第二类型的连结部的一端形成贯通孔，只通过在转子的轴线方向上对三种的磁性钢板制的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠，就能够容易地形成这样的定子铁心，它的形成于第一类型的连结部上的贯通孔的长度比形成于第二类型的连结部上的贯通孔的长度短。
根据本发明，通过使定子铁心的内周部分的结构，沿着旋转轴的轴线方向，由如下三部分构成，该三部分是：(1)在周方向上排列的连结部上没有形成贯通孔的部分；(2)在周方向上排列的连结部上每隔一个地形成贯通孔的部分；(3)在周方向上排列的连结部上全部形成有贯通孔的部分，由此，不用大幅度降低转矩，就可以使齿形力矩下降。另外，通过在周方向上交互地配置长度尺寸大的一个贯通孔和长度尺寸短的一个贯通孔，能够实现励磁绕组部的电感的平衡化。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的永磁铁型旋转电动机的概略图；
图2是用于图1所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的立体图；
图3是从内侧(转子侧)观察用于图1所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的局部图；
图4是用于图1所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的第一种的磁极构成用钢板层；
图5是用于图1所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的第二种的磁极构成用钢板层；
图6是用于图1所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的第三种的磁极构成用钢板层；
图7是用于本发明的第二实施方式的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的立体图；
图8是从内侧(转子侧)观察用于图7所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的局部图；
图9是用于本发明的第三实施方式的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的立体图；
图10是从内侧(转子侧)观察用于图9所示的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的局部图；
图11是从内侧(转子侧)观察用于作为来自本发明的变形例的永磁铁型旋转电动机的定子铁心的局部图；
图12是表示第一实施方式的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图13是表示第二实施方式的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图14是表示第三实施方式的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图15是表示图11的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图16是表示只对图4所示的第一种的磁极构成用钢板层进行层叠而形成磁极构成体的比较例1的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图17是表示只对图5所示的第二种的磁极构成用钢板层进行层叠而形成磁极构成体的比较例2的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图18是表示只对图6所示的第三种的磁极构成用钢板层进行层叠而形成磁极构成体的比较例3的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系的图；
图中：
1—转子；3—定子；9、109、209—定子铁心；11—励磁绕组部；13—轭铁；15—磁极构成体；17—极柱；19—磁极面形成部；21A、121A、221A—第一类型的连结部；21B、121B、221B—第二类型的连结部；27—第一种的磁极构成用钢板层；29—第二种的磁极构成用钢板层；31—第三种的磁极构成用钢板层；27a、29a、31a—极柱构成部；27b、29b、31b—磁极面构成部；27c、29c、31c—第一中间部分；27d、29d、31d—第二中间部分；29e、31e、31f—连结部构成部；θ1—第一角度；θ2—第二角度；H1、H2、H21、H22—贯通孔；H11—第一贯通孔；H12—第二贯通孔；H13—第三贯通孔；H14—第四贯通孔
具体实施方式
以下，参考附图对于本发明的实施方式进行详细说明。图1是本发明的第一实施方式的永磁铁型旋转电动机的概略图。如本图所示，本例子的永磁铁型旋转电动机具有转子1和定子3。转子1具有：被固定于旋转轴2的转子铁心5；和在该转子铁心5内的表面上，在转子铁心5的周方向上相隔相等间隔而被配置的八个构成永磁铁磁极部的板状的永磁铁7。在本例子中，利用一个永磁铁7构成一个永磁铁磁极部。转子铁心5是层叠多个电磁磁性钢板而构成的。八个永磁铁7是在转子铁心5的表面上，沿着周方向交互地显现N极和S极而被磁化的。
定子3具有定子铁心9和励磁绕组部11。此外，为了容易理解，以虚线表示励磁绕组部11。如图1～图3所示，定子铁心9由环状的轭铁13、和被配置在环状的轭铁13的内侧的磁极构成体15构成的。此外，图2是定子铁心9的立体图，图3是从内侧(转子侧)观察定子铁心9的局部图。磁极构成体15具有：N个(N为4以上的偶数，在本例中为六个)的极柱17、设置在极柱17的端部的磁极面形成部19、环状地连结六个磁极面形成部19的N个(在本例中为六个)的连结部21A、21B。极柱17在轭铁13的内侧在周方向上留有间隔地配置，具有与轭铁13连结的一端和位于比该一端靠向的径向内侧的位置的另一端。在本例中，极柱17在一端具有凸部17a。而且，凸部17a被嵌合于在轭铁13的内侧形成的凹部13a，极柱17连结于轭铁13。磁极面形成部19具有磁极面19a，其被设置于极柱17的另一端，在内周侧与转子1相对。
N个(六个)连结部21A、21B分别连结有相邻的两个磁极面形成部19，包括：N/2个(三个)第一类型的连结部21A、和N/2个(三个)第二类型的连结部21B。第二类型的连结部21B和第一类型的连结部21A在转子的周方向上交互地配置。而且，第一角度θ1和第二角度θ2的关系满足θ1＞θ2，其中所述第一角度θ1是分别连结转子1的旋转轴2的中心C和在第一类型的连结部21A的周方向上相对的两端的两条假想线之间的角度，所述第二角度θ2是分别连结旋转轴2的中心C和在第二类型的连结部21B的周方向上相对的两端的两条假想线之间的角度，在本例中，用第二角度θ2除以第一角度θ1后的值(θ2/θ1)处于0.25＜θ2/θ1＜0.35的范围。
如图3详细表示的那样，在第一类型的连结部21A上，形成有在从该第一类型的连结部21A的轴线方向(旋转轴2的轴线方向：箭头AD)的中心位置向轴线方向的两侧分别延伸的一个贯通孔H1。另外，在第二类型的连结部21B上，形成有在从该第二类型的连结部21B的轴线方向(箭头AD)的中心位置向轴线方向的两侧分别延伸的一个贯通孔H2。此外，在本例中，在形成于第一类型的连结部21A的贯通孔H1的周方向(旋转轴2的周方向：箭头PD)测量的角度范围与第一角度θ1相等，在形成于第二类型的连结部21B的贯通孔H2的周方向测量的角度范围，与第二角度θ2相等。因此，形成于第一类型的连结部21A的贯通孔H1的周方向的长度变得比形成于第二类型的连结部21B的贯通孔H2的周方向的长度长。而且，形成于第一类型的连结部21A的贯通孔H1的轴线方向的长度L1，变得比形成于第二类型的连结部21B的贯通孔H2的轴线方向的长度L2短。在本例中，贯通孔H1的长度L1和贯通孔H2的长度L2的比率是1∶2。
在本例中，磁极构成体15是层叠多个磁性钢板而构成的。具体地说，通过对图4所示的第一种的磁极构成用钢板层27、图5所示的第二种的磁极构成用钢板层29、和图6所示的第三种的磁极构成用钢板层31进行适当组合层叠而形成的。如图4所示，第一种的磁极构成用钢板层27由被分割的六个磁性钢板27A～27F构成，各磁性钢板分别具有构成极柱21的极柱构成部27a、和构成磁极面形成部23的磁极面构成部27b。而且，相邻的两个磁极面构成部27b的在周方向相邻的两个端部之间包括：分别连结两个端部和转子的中心C的两条假想线间的角度由第一角度θ1构成的第一中间部分27c；和分别连结两个端部和转子的中心的两条假想线间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成的第二中间部分27d。第一中间部分27c和第二中间部分27d交互地位于周方向上。而且，第一中间部分27c以及第二中间部分27d的任一方，都以构成贯通孔H1、H2的一部分的形式开口。
如图5所示，第二种的磁极构成用钢板层29由被分割的三个磁性钢板29A～27C构成，各磁性钢板分别具有：构成极柱21的两个极柱构成部29a、和构成磁极面形成部23的两个磁极面构成部29b。而且，相邻的两个磁极面构成部29b的在周方向相邻的两个端部之间包括：分别连结两个端部和转子的中心C的两条假想线间的角度由第一角度θ1构成的第一中间部分29c；和分别连结两个端部和转子的中心的两条假想线间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成的第二中间部分29d。第一中间部分29c和第二中间部分29d交互地位于周方向上。而且，第一中间部分29c是由构成第一类型的连结部21A的一部分的连结部构成部29e形成的，第二中间部分29d以构成贯通孔H2的一部分的形式开口。
如图6所示，第三种的磁极构成用钢板层31由磁性钢板构成，具有：构成极柱21的六个极柱构成部31a、和构成磁极面形成部23的六个磁极面构成部31b。而且，相邻的两个磁极面构成部31b的在周方向相邻的两个端部之间包括：分别连结两个端部和转子的中心C的两条假想线间的角度由第一角度θ1构成的第一中间部分31c；和分别连结两个端部和转子的中心C的两条假想线间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成的第二中间部分31d。第一中间部分31c和第二中间部分31d交互地位于周方向上。而且，第一中间部分31c是由构成第一类型的连结部21A的一部分的连结部构成部31e形成的，第二中间部分31d是由构成第二类型的连结部21B的一部分的连结部构成部31f形成的。
磁极构成体15，如图3所示，按照：第三种的磁极构成用钢板层31、第二种的磁极构成用钢板层29、第一种的磁极构成用钢板层27、第二种的磁极构成用钢板层29、和第三种的磁极构成用钢板层31的顺序，以层数的比率是1∶2∶4∶2∶1的方式进行层叠而构成的。
其结果是，定子铁心9的内周部分(由磁极面形成部19和第一以及第二类型的连结部21A、21B构成的部分)，沿着旋转轴的轴线方向，由如下三部分构成的，该三部分是：(1)由第三种的磁极构成用钢板层31构成的、在周方向上排列的连结部上没有形成贯通孔的部分；(2)由第二种的磁极构成用钢板层29构成的、在周方向上排列的连结部上每隔一个地形成贯通孔的部分；(3)由第一种的磁极构成用钢板层27构成的、在周方向上排列的连结部上全部形成有贯通孔的部分。
图7是用于本发明的第二实施方式的永磁铁型旋转电动机的定子铁心109的立体图，图8是从内侧(转子侧)观察定子铁心109的局部图。本例子的永磁铁型旋转电动机，除了定子铁心的连结部的结构以外，具有与第一实施方式的永磁铁型旋转电动机相同的结构。在本例子的永磁铁型旋转电动机中，在第一类型的连结部121A上，形成有从该第一类型的连结部121A的旋转轴2的轴线方向(箭头AD)的一端向另一端延伸的第一贯通孔H11，并形成有从该第一类型的连结部121A的轴线方向的另一端朝向一端延伸的第二贯通孔H12。另外，在第二类型的连结部121B上，形成有从该第二类型的连结部121B的轴线方向的一端向另一端延伸的第三贯通孔H13，并形成有从该第二类型的连结部121B的轴线方向的另一端朝向一端延伸的第四贯通孔H14。而且，第一贯通孔H11的轴线方向的长度L11和第二贯通孔H12的轴线方向的长度L12相等，第三贯通孔H13的轴线方向的长度L13和第四贯通孔H14的轴线方向的长度L14相等。另外，形成于第一类型的连结部121A的第一以及第二贯通孔H11、H12的各自轴线方向的长度L11、L12，变得比形成于第二类型的连结部的第三以及第四贯通孔H13、H14的各自轴线方向的长度L13。L14短。在本例中，贯通孔H11、H12的长度L11、L12和贯通孔H13、H14的长度L13、L14的比率是1∶2。
另外，在本例中，磁极构成体115，按照：图4所示的第一种的磁极构成用钢板层27、图5所示的第二种的磁极构成用钢板层29、图6所示的第三种的磁极构成用钢板层31、第二种的磁极构成用钢板层29、和第一种的磁极构成用钢板层27的顺序，以层数的比率是2∶2∶2∶2∶2的方式进行层叠而构成的。
图9是用于本发明的第三实施方式的永磁铁型旋转电动机的定子铁心209的立体图，图10是从内侧(转子侧)观察定子铁心209的局部图。本例子的永磁铁型旋转电动机，除了定子铁心的连结部的结构以外，具有与第一实施方式的永磁铁型旋转电动机相同的结构。在本例子的永磁铁型旋转电动机中，在第一类型的连结部221A上，形成有从该第一类型的连结部221A的旋转轴2的轴线方向(箭头AD)的一端向另一端延伸的第一贯通孔H21，在第二类型的连结部221B上，形成有从该第二类型的连结部221B的轴线方向的一端向另一端延伸的第一贯通孔H22。而且，形成于第一类型的连结部221A的贯通孔H21的轴线方向的长度L21，变得比形成于第二类型的连结部221B的贯通孔H22的轴线方向的长度L22短。在本例中，贯通孔H21的长度L21和贯通孔H22的长度L22的比率是1∶2。
另外，在本例中，磁极构成体215，按照：图6所示的第三种的磁极构成用钢板层31、图5所示的第二种的磁极构成用钢板层29、图4所示的第一种的磁极构成用钢板层27的顺序，以层数的比率是2∶4∶4的方式进行层叠而构成的。
图11是从内侧(转子侧)观察用于参考本发明而制作的作为变形例的永磁铁型旋转电动机的定子铁心309的局部图。本例子的永磁铁型旋转电动机，除了定子铁心的连结部的结构以外，具有与第一实施方式的永磁铁型旋转电动机相同的结构。在本例子的永磁铁型旋转电动机中，在第一类型的连结部321A上，形成有从该第一类型的连结部321A的旋转轴2的轴线方向(箭头AD)的一端向另一端延伸的第一贯通孔H31。另外在第二类型的连结部321B上，形成有从该第二类型的连结部321B的轴线方向的另一端向一端延伸的贯通孔H32。而且，形成于第一类型的连结部321A的贯通孔H31的轴线方向的长度L31，变得比形成于第二类型的连结部321B的贯通孔H32的轴线方向的长度L32短。在本例中，贯通孔H31的长度L31和贯通孔H32的长度L32的比率是1∶2。
接着，研究上述第一至第三实施方式的永磁铁型旋转电动机的齿形力矩。图12～图14表示第一至第三实施方式的各自的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系。另外，图15表示图11所示的变形例的永磁铁型旋转电动机的转子旋转角和齿形力矩的关系。另外，图16表示只对图4所示的第一种的磁极构成用钢板层27进行层叠而形成磁极构成体的比较例1的永磁铁型旋转电动机(连结部全部开口的电动机)的转子旋转角和齿形力矩的关系。图17表示只对图5所示的第二种的磁极构成用钢板层29进行层叠而形成磁极构成体的比较例2的永磁铁型旋转电动机(连结部交互开口的电动机)的转子旋转角和齿形力矩的关系。图18表示只对图6所示的第三种的磁极构成用钢板层31进行层叠而形成磁极构成体的比较例3的永磁铁型旋转电动机(连结部全部开口的电动机)的转子旋转角和齿形力矩的关系。根据图12～图18，如果使用第一至第三实施方式的永磁铁型旋转电动机，则与只对第一至第三种的磁极构成用钢板层的各磁极构成部进行层叠而形成磁极构成体的比较例1～3的永磁铁型旋转电动机相比，能够降低齿形力矩。
此外，以下表示作为图11所示的参考例的永磁铁型旋转电动机的结构。
(1)一种永磁铁型旋转电动机，其包括：
转子，其具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，其由如下部分构成，即：环状的轭铁；在所述环状轭铁的内侧在周方向上留有间隔配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端靠向的径向内侧的位置的另一端的N个(N为4以上的偶数)的极柱；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，其分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，其特征在于，
所述N个连结部包括N/2个第一类型的连结部和N/2个第二类型的连结部，所述N/2个第二类型的连结部和该第一类型的连结部在所述转子的周方向上交互地配置，
分别连结所述旋转轴的中心和在所述第一类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第一角度θ1、和分别连结所述旋转轴的中心和在所述第二类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第二角度θ2的关系是，θ1＞θ2，
在所述第一类型的连结部上形成有，从该第一类型的连结部的所述旋转轴的轴线方向的一端向另一端延伸的贯通孔，
在所述第二类型的连结部上形成有，从该第二类型的连结部的所述轴线方向的另一端向一端延伸的贯通孔，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度长，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的轴线方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的轴线方向的长度短。

Claims (13)

1.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端更靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述N个连结部包括N/2个第一类型的连结部和N/2个第二类型的连结部，所述N/2个第二类型的连结部与该第一类型的连结部在所述转子的周方向上交互地配置，
分别连结所述旋转轴的中心和在所述第一类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第一角度θ1、和分别连结所述旋转轴的中心和在所述第二类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第二角度θ2的关系满足θ1＞θ2，
在所述第一类型的连结部上形成有，从该第一类型的连结部的所述旋转轴的轴线方向的中心位置向所述轴线方向的两侧分别延伸的一个所述贯通孔，
在所述第二类型的连结部上形成有，从该第二类型的连结部的所述轴线方向的中心位置向所述轴线方向的两侧分别延伸的一个所述贯通孔，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度长，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述轴线方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述轴线方向的长度短。
2.根据权利要求1所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
所述第二角度θ2除以所述第一角度θ1后的值θ2/θ1处于0.25＜θ2/θ1＜0.35的范围。
3.根据权利要求1所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
在形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第一角度θ1相等，在形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第二角度θ2相等。
4.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述N个连结部包括N/2个第一类型的连结部和N/2个第二类型的连结部，所述N/2个第二类型的连结部与该第一类型的连结部在所述转子的周方向上交互地配置，
分别连结所述旋转轴的中心和在所述第一类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第一角度θ1、和分别连结所述旋转轴的中心和在所述第二类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第二角度θ2的关系满足θ1＞θ2，
在所述第一类型的连结部上，形成有从该第一类型的连结部的所述旋转轴的轴线方向的一端向另一端延伸的第一贯通孔，形成有从该第一类型的连结部的所述轴线方向的另一端向一端延伸的第二贯通孔，
在所述第二类型的连结部上，形成有从该第二类型的连结部的所述轴线方向的一端向另一端延伸的第三贯通孔，形成有从该第二类型的连结部的所述轴线方向的另一端向一端延伸的第四贯通孔，
形成于所述第一类型的连结部的所述第一以及第二贯通孔的所述周方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述第三以及第四贯通孔的所述周方向的长度长，
形成于所述第一类型的连结部的所述第一以及第二贯通孔的所述轴线方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述第三以及第四贯通孔的所述轴线方向的长度短。
5.根据权利要求4所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
所述第二角度θ2除以所述第一角度θ1后的值θ2/θ1处于0.25＜θ2/θ1＜0.35的范围。
6.根据权利要求4所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
在形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第一角度θ1相等，在形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第二角度θ2相等。
7.根据权利要求4所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
所述第一贯通孔和所述第二贯通孔，在所述轴线方向上的长度相等，所述第三贯通孔和所述第四贯通孔，在所述轴线方向上的长度相等。
8.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端更靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述N个连结部包括N/2个第一类型的连结部和N/2个第二类型的连结部，所述N/2个第二类型的连结部与该第一类型的连结部在所述转子的周方向上交互地配置，
分别连结所述旋转轴的中心和在所述第一类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第一角度θ1、和分别连结所述旋转轴的中心和在所述第二类型的连结部的所述周方向上相对的两端的两条假想线之间的第二角度θ2的关系满足θ1＞θ2，
在所述第一类型的连结部上，形成有从该第一类型的连结部的所述旋转轴的轴线方向的一端向另一端延伸的贯通孔，
在所述第二类型的连结部上，形成有从该第二类型的连结部的所述轴线方向的一端向另一端延伸的贯通孔，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向的长度长，
形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述轴线方向的长度，比形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述轴线方向的长度短。
9.根据权利要求8所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
所述第二角度θ2除以所述第一角度θ1后的值θ2/θ1处于0.25＜θ2/θ1＜0.35的范围。
10.根据权利要求8所述的永磁铁型旋转电动机，其特征在于，
在形成于所述第一类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第一角度θ1相等，在形成于所述第二类型的连结部的所述贯通孔的所述周方向测量的角度范围，与所述第二角度θ2相等。
11.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端更靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述定子铁心由所述轭铁、和配置在所述轭铁的内侧的磁极构成体构成，
所述磁极构成体是对由磁性钢板制构成的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠而构成的，所述第一至第三种的磁极构成用钢板层分别具有：构成所述极柱的一部分的极柱构成部、和构成所述磁极面形成部的一部分的磁极面构成部，
所述第一至第三种的磁极构成用钢板层所包括的、在相邻的两个所述磁极面构成部之间形成的中间部分，由在所述周方向上测量的角度范围不同的第一中间部分和第二中间部分构成，
在所述第一中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由第一角度θ1构成，
在所述第二中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成，
所述第一中间部分和所述第二中间部分在所述周方向上交互地排列，
所述第一种的磁极构成用钢板层以所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方都构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第二种的磁极构成用钢板层以所述第一中间部分构成所述连结部的一部分，所述第二中间部分构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第三种的磁极构成用钢板层的所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方都构成所述连结部的一部分，
所述磁极构成体，是按照所述第三种的磁极构成用钢板层、所述第二种的磁极构成用钢板层、所述第一种的磁极构成用钢板层、所述第二种的磁极构成用钢板层、和所述第三种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为1∶2∶4∶2∶1的方式进行层叠而构成的。
12.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端更靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述定子铁心由所述轭铁、和配置在所述轭铁的内侧的磁极构成体构成，
所述磁极构成体是对由磁性钢板制构成的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠而构成的，所述第一至第三种的磁极构成用钢板层分别具有：构成所述极柱的一部分的极柱构成部、和构成所述磁极面形成部的一部分的磁极面构成部，
所述第一至第三种的磁极构成用钢板层所包括的、在相邻的两个所述磁极面构成部之间形成的中间部分，由在所述周方向上测量的角度范围不同的第一中间部分和第二中间部分构成，
在所述第一中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由第一角度θ1构成，
在所述第二中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成，
所述第一中间部分和所述第二中间部分在所述周方向上交互地排列，
所述第一种的磁极构成用钢板层，以所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方都构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第二种的磁极构成用钢板层，以所述第一中间部分构成所述连结部的一部分，所述第二中间部分构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第三种的磁极构成用钢板层的所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方，都构成所述连结部的一部分，
所述磁极构成体是按照所述第一种的磁极构成用钢板层、所述第二种的磁极构成用钢板层、所述第三种的磁极构成用钢板层、所述第二种的磁极构成用钢板层、和所述第一种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为2∶2∶2∶2∶2的方式进行层叠而构成的。
13.一种永磁铁型旋转电动机，
包括：
转子，具有被固定于旋转轴的转子铁心、和安装于该转子铁心的由永磁铁构成的多个永磁铁磁极部；
定子铁心，包括：环状的轭铁；在所述环状的轭铁的内侧在周方向上留有间隔而配置的、具有与所述轭铁连结的一端和位于比该一端更靠向径向内侧的位置的另一端的N个的极柱，其中N为4以上的偶数；具有被设置于所述N个极柱的所述另一端并在内周侧与所述转子相对的磁极面的N个磁极面形成部；以及连结相邻的两个所述磁极面形成部的N个连结部，在所述N个连结部上形成有在径向上贯通所述连结部的一个以上的贯通孔；以及
N个励磁绕组部，分别设置于所述定子铁心的N个所述极柱上，
该永磁铁型旋转电动机的特征在于，
所述定子铁心由所述轭铁、和配置在所述轭铁的内侧的磁极构成体构成，
所述磁极构成体是对由磁性钢板制构成的第一至第三种的磁极构成用钢板层进行层叠而构成的，所述第一至第三种的磁极构成用钢板层分别具有：构成所述极柱的一部分的极柱构成部、和构成所述磁极面形成部的一部分的磁极面构成部，
所述第一至第三种的磁极构成用钢板层所包括的、在相邻的两个所述磁极面构成部之间形成的中间部分，由在所述周方向上测量的角度范围不同的第一中间部分和第二中间部分构成，
在所述第一中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由第一角度θ1构成，
在所述第二中间部分，分别连结在相邻的所述两个磁极面构成部的所述周方向上相对的两个端部和所述转子的中心的两条假想线之间的角度由比第一角度θ1小的第二角度θ2构成，
所述第一中间部分和所述第二中间部分在所述周方向上交互地排列，
所述第一种的磁极构成用钢板层，以所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方都构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第二种的磁极构成用钢板层，以所述第一中间部分构成所述连结部的一部分，所述第二中间部分构成所述贯通孔的一部分的方式开口，
所述第三种的磁极构成用钢板层的所述第一中间部分以及所述第二中间部分的任一方，都构成所述连结部的一部分，
所述磁极构成体是按照所述第三种的磁极构成用钢板层、所述第二种的磁极构成用钢板层、和所述第一种的磁极构成用钢板层的顺序，以层数的比率为2∶4∶4的方式进行层叠而构成的。
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