永磁体式电动机、永磁体式电动机的制造方法及驱动装置一体型永磁体式电动机制造方法及图纸

本发明专利技术得到一种能够兼顾小型及高输出化和低振动及低噪声化的驱动装置一体型永磁体式电动机。永磁体电动机具有：定子，其具有定子铁芯、电枢绕组以及机架，该定子铁芯的齿分别从环状的芯座凸出至径向内方而沿周向排列，该电枢绕组安装于定子铁芯，该机架将定子铁芯保持为内嵌状态；以及转子，其具有转子铁芯及永磁体，电枢绕组由分别在齿集中地卷绕的多个线圈构成，相邻的齿的内周端彼此通过连接部而连接，在将芯座的厚度设为t2、将机架的厚度设为t3、将机架的外半径设为r4时，满足下式：0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种例如在车辆用的电动动力转向装置等中使用的永磁体式电动机及驱动装置一体型永磁体式电动机，特别地，涉及一种抑制刚性的降低、能够扩大槽截面积的定子构造。
技术介绍
在专利文献1中，公开了一种在定子铁芯的齿集中地卷绕导线的所谓的集中卷绕的电动机。在专利文献2中，公开了一种与在电动动力转向装置中使用的驱动装置成为一体型的分布卷绕的电动机。专利文献1：国际公开第2008/050637号专利文献2：日本特开2013-192359号公报
技术实现思路
在专利文献1中，由于电枢绕组为集中卷绕，因此线圈端部变小，电枢绕组电阻也变小，有利于小型及高输出化。然而，由于相邻的齿的内周端没有连接，因此齿的刚性变低。因此存在下述课题，即，如果使电枢磁动势变大，则齿的振动变大，其结果，芯座和机架的振动变大，振动噪声变大。在专利文献2中，设置有将相邻的齿的内周端彼此进行连接的桥部，因此齿的刚性变高，能够降低振动噪声。然而，由于电枢绕组为分布卷绕，因此线圈端部变大，且电枢电阻也变大，不利于小型及高输出化。然而，在引用文献1、2中，并未提及定子铁芯的芯座及机架的径向厚度。本申请人着眼于下述方面，即：(1)为了高输出化，需要使电枢绕组的电阻变小，扩大槽截面积；(2)为了一边确保电动机输出、一边扩大槽截面积，需要使芯座的径向厚度变小，但定子铁芯的刚性会降低，由电磁施振力引起的振动噪声会变大；(3)为了电动机的小型化，需要使将定子铁保持为内嵌状态的机架的径向厚度变小，但同样地，机架的刚性会降低，由电磁施振力引起的振动噪声会变大，本申请人从兼顾小型及高输出化和低振动及低噪声化这样的观点出发，对定子铁芯的芯座径向厚度及机架的径向厚度和外径进行了研究，最终专利技术出本专利技术。本专利技术就是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于得到一种能够兼顾小型及高输出化和低振动及低噪声化的永磁体式电动机及驱动装置一体型永磁体式电动机。本专利技术涉及的永磁体式电动机具有：定子，其具有定子铁芯、电枢绕组以及机架，该定子铁芯的齿分别从环状的芯座凸出至径向内方而沿周向排列，该电枢绕组安装于所述定子铁芯，该机架将所述定子铁芯保持为内嵌状态；以及转子，其具有转子铁芯及永磁体。所述电枢绕组由分别在所述齿集中地卷绕的多个线圈构成，相邻的所述齿的内周端彼此通过连接部而连接。并且，在将所述芯座的厚度设为t2、将所述机架的厚度设为t3、将所述机架的外半径设为r4时，满足下式：0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。专利技术的效果根据本专利技术，相邻的齿的内周端彼此通过连接部而连接，在将芯座的厚度设为t2、将机架的厚度设为t3、将机架的外半径设为r4时，满足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，因此能够兼顾永磁体式电动机的小型及高输出化和低振动及低噪声化。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的驱动装置一体型永磁体式电动机的纵剖视图。图2是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机的横剖视图。图3是说明本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的电枢绕组的第一连接方法的示意图。图4是说明本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的电枢绕组的第二连接方法的示意图。图5是本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的电枢绕组的Y接线图。图6是本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的电枢绕组的Δ接线图。图7是本专利技术的实施方式1涉及的驱动装置一体型永磁体式电动机的电路图。图8是说明本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机的尺寸的图。图9是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的机架的振动的加速度与连接部的有无之间的关系的图。图10是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的机架的振动的加速度与电动机扭矩之间的关系的图。图11是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的(t2+t3)/r4与电动机输出之间的关系的图。图12是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的2π·rout/(P·t2)与电动机扭矩之间的关系的图。图13是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)与电动机输出之间的关系的图。图14是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机中的旋转速度与电动机扭矩之间的关系的图。图15是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机的实施方式的横剖视图。图16是表示本专利技术的实施方式1涉及的永磁体式电动机的另一个实施方式的横剖视图。图17是表示本专利技术的实施方式2涉及的永磁体式电动机中的定子的端面图。图18是表示本专利技术的实施方式2涉及的永磁体式电动机中的构成定子铁芯的外侧铁芯的端面图。图19是表示本专利技术的实施方式2涉及的永磁体式电动机中的构成定子铁芯的内侧铁芯的端面图。图20是说明在本专利技术的实施方式2涉及的永磁体式电动机中的内侧铁芯安装线圈的方法的图。图21是表示在本专利技术的实施方式2涉及的永磁体式电动机中的内侧铁芯安装了线圈后的状态的端面图。图22是表示将本专利技术的实施方式3涉及的永磁体式电动机中的定子铁芯的周向的一部分切去后的状态的斜视图。图23是表示本专利技术的实施方式3涉及的永磁体式电动机中的电动机旋转角度与扭矩脉动之间的关系的图。图24是表示本专利技术的实施方式4涉及的永磁体式电动机的横剖视图。图25是表示本专利技术的实施方式5涉及的永磁体式电动机中的定子的端面图。图26是表示本专利技术的实施方式6涉及的永磁体式电动机中的定子的端面图。图27是表示本专利技术的实施方式6涉及的永磁体式电动机中的定子的按压部周围的要部端面图。图28是表示本专利技术的实施方式7涉及的永磁体式电动机的横剖视图。图29是表示本专利技术的实施方式8涉及的永磁体式电动机的横剖视图。图30是表示本专利技术的实施方式9涉及的永磁体式电动机的横剖视图。图31是本专利技术的实施方式10涉及的驱动装置一体型永磁体式电动机的电路图。图32是利用本专利技术而实现的汽车的电动动力转向装置的说明图。具体实施方式首先，在记载实施方式之前，一边参照图32，一边对搭载利用本专利技术而实现的驱动装置一体型永磁体式电动机的、汽车的电动动力转向装置进行说明。此外，图32是利用本专利技术而实现的汽车的电动动力转向装置的说明图。如果驾驶者对方向盘(未图示)进行转向操纵，则其扭矩经由转向轴(未图示)而传递至轴501。此时，传递至轴501的扭矩被扭矩传感器502检测出而变换为电信号，通过线缆(未图示)经由驱动装置一体型永磁体式电动机100的第一连接器30而传递至ECU部120。另一方面，车速等汽车的信息变换为电信号，经由第二连接器31而传递至ECU部120。ECU部120根据车速等汽车的信息和该扭矩，对所需的辅助扭矩进行运算，经过逆变器而将电流供给至永磁体式电动机110。永磁体式电动机110将轴心沿与齿条轴的移动方向(箭头所示)平行的方向而配置。另外，向ECU部120的电力供给是从电池或交流发电机经由电源连接器32而进行输送的。永磁体式电动机110产生的扭矩被内置有传动带(未图示)和滚珠丝杠(未图示)的变速箱503减速，产生使处于壳体504的内部的齿条轴(未图示)沿箭头的方向进行移动的推力，对驾驶者的转向操纵力进行辅助。因此，横拉杆505移动，轮胎转向而能够使车辆转弯。由此，驾驶者被永磁体式电动机110的扭矩所辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体式电动机，其具有：定子，其具有定子铁芯、电枢绕组以及机架，该定子铁芯的齿分别从环状的芯座凸出至径向内方而沿周向排列，该电枢绕组安装于所述定子铁芯，该机架将所述定子铁芯保持为内嵌状态；以及转子，其具有转子铁芯及永磁体，所述电枢绕组由分别在所述齿集中地卷绕的多个线圈构成，相邻的所述齿的内周端彼此通过连接部而连接，在将所述芯座的厚度设为t2、将所述机架的厚度设为t3、将所述机架的外半径设为r4时，满足下式：0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 JP 2014-1180661.一种永磁体式电动机，其具有：定子，其具有定子铁芯、电枢绕组以及机架，该定子铁芯的齿分别从环状的芯座凸出至径向内方而沿周向排列，该电枢绕组安装于所述定子铁芯，该机架将所述定子铁芯保持为内嵌状态；以及转子，其具有转子铁芯及永磁体，所述电枢绕组由分别在所述齿集中地卷绕的多个线圈构成，相邻的所述齿的内周端彼此通过连接部而连接，在将所述芯座的厚度设为t2、将所述机架的厚度设为t3、将所述机架的外半径设为r4时，满足下式：0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。2.根据权利要求1所述的永磁体式电动机，其中，满足下式：0.144≤(t2+t3)/r4≤0.202。3.根据权利要求1或2所述的永磁体式电动机，其中，在将所述转子的外半径设为rout、以及将所述转子的极数设为P时，满足下式：2π·rout/(P·t2)≤5.20。4.根据权利要求1或2所述的永磁体式电动机，其中，在将所述转子的外半径设为rout、以及将所述转子的极数设为P时，满足下式：0.0211≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0874。5.根据权利要求1至4中任一项所述的永磁体式电动机，其中，所述定子铁芯是将板厚tc的钢板层叠而构成的，在将所述连接部的径向的厚度设为t0时，满足下式：0.5≤t0/tc≤2.0。6.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁体式电动机，其中，t2和t3满足下式：1.00≤t2/t3≤1.75。7.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁体式电动机，其中，所述定子铁芯分割为外侧铁芯和内侧铁芯而构成，该外侧铁芯由所述芯座构成，该内侧铁芯由所述齿及所述连接部构成。8.根据权利要求7所述的永磁体式电动机，其中，具有线圈体，该线圈体安装于所述齿，所述线圈体是在以嵌套状态安装于所述齿的筒状的绝缘件卷绕所述线圈而构成的。9.根据权利要求1至8中任一项所述的永磁体式电动机，其中，在与所述定子铁芯的轴心正交的平面，所述芯座的外周形成为以所述轴心为中心的圆，内周形成为以所述轴心为中心的圆弧。10.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野正嗣，广谷迪，上山纮子，泷口隆一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP