旋转电动机及内燃机用增压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及由磁性体构成转子并在定子中配置磁体(永磁体)的旋转电动机以及使用该旋转电动机的汽车等的内燃机用增压器。
【背景技术】
[0002]众所周知，现有的开关磁阻电动机(switched reluctance motor)结构因机械耐久性优异、能期待高效率而尤其适合作为高速旋转用电动机，其例如在专利文献I等中已被公开。该专利文献I的永磁电动机包括:转子，在该转子中，两个层叠的磁性体分别以具有规定间隔的方式被分离为N极和S极，且该转子的成为N极和S极的突极分别被扭转半个间距地安装于转轴上；以及定子，该定子以围住上述转子的N极和S极的方式将磁性体在轴向上一分为二，并在该磁性体之间配置有沿轴向被磁化的产生励磁起磁力用的磁体。上述现有的永磁电动机采用了利用设于定子侧的磁体将转子的突极形成磁极的结构，因此，无需在转子侧设置磁体。因此，由于是抗离心性优异的结构，因此适于能应对高速旋转或超高速旋转的旋转电动机。另外，在专利文献I中，也图示出了定子铁心和磁体是大致相同的形状。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特开8-214519号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术问题
[0007]如上述专利文献I公开的那样，现有的高速旋转用电动机是永磁电动机，一般定子铁心与磁体被设定成大致相同的形状。然而，在定子铁心和磁体为相同形状的情况下，在需要大电流的高输出电动机中，定子铁心的相邻的极齿间会产生过大的漏磁通，因此，存在电动机效率变差、因该影响而使达到所需转速的时间即响应速度极度变差这样的技术问题。
[0008]例如，在通过供给大电流而使与电动机的转轴连接的旋转翼高速旋转以对内燃机的吸入空气进行加压供给的汽车用的增压器等中，如何提高响应速度是较大的技术问题。然而，只要定子铁心和磁体是大致相同的形状，就无法避免因极齿间漏磁通的影响而导致的响应速度的变差。由此，尤其在内燃机用增压器采用永磁电动机方式的情况下，极齿间漏磁通的减少对策是重要的技术问题。
[0009]本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种适于需要施加大电流、且要求转速达到十万转这样的超高速旋转的用途的旋转电动机、以及使用该旋转电动机的内燃机用增压器。
[0010]解决技术问题所采用的技术方案
[0011]本发明的旋转电动机包括:框架；转子，该转子固接于转轴并以能自由旋转的方式配置于框架内，上述转轴轴支承于框架；以及定子，该定子保持于框架，且具有两个定子铁心、产生励磁起磁力用磁体和产生转矩用驱动线圈，其中，上述两个定子铁心具有相同的形状，并以围住转子的方式配置成同轴心，上述产生励磁起磁力用磁体被夹在上述两个定子铁心间并对转子进行励磁，产生转矩用驱动线圈卷绕安装于上述两个定子铁心，并使转子产生旋转转矩，定子铁心分别具有铁心背部和极齿，上述铁心背部呈圆盘状，上述极齿从上述铁心背部的内周面朝径向内侧突设，从而构成朝内周侧开口的槽，产生励磁起磁力用磁体具有与定子铁心的铁心背部相同形状的铁心背部状部和与极齿相同形状的极齿状部，相对于从定子铁心的轴向观察到的极齿的投影面，产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的投影面的一部分沿周向露出。
[0012]本发明的内燃机用增压器使用上述旋转电动机来对压缩机的旋转翼进行旋转驱动。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，相对于从定子铁心的轴向观察到的极齿的投影面，产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的投影面的一部分沿周向露出。因此，在减小极齿的轴向宽度而使产生励磁起磁力用磁体露出的情况下，能大幅减少经由围住产生转矩用驱动线圈的定子的铁心背部、在周向上相邻的极齿及槽而产生的漏磁通，因此，能抑制因产生漏磁通而导致的驱动转矩的减小。另一方面，在增大产生励磁起磁力用磁体的极齿状部的周向宽度而使产生励磁起磁力用磁体从定子铁心的极齿露出的情况下，提高了极齿的磁通密度，因此，能增大驱动转矩。因此，无论是上述哪种情况，都能提供适于要求超高速旋转的用途的旋转电动机。
[0015]根据本发明，通过使用适于超高速旋转的旋转电动机，提高了增压器的增压能力，并能大幅改善增压功能的响应性，因此，能提供一种对驾驶员的加速踏板操作的响应性较高的内燃机用增压器。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明实施方式一的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。
[0017]图2是在将实施方式一的旋转电动机的定子铁心与磁体沿轴向重叠的状态下从第一定子铁心一侧观察到的俯视图。
[0018]图3是从第一定子铁心一侧观察实施方式一的旋转电动机的定子的放大图。
[0019]图4是表不实施方式一的旋转电动机的磁体的形状的俯视图。
[0020]图5是从第一定子铁心一侧观察不存在磁体的露出部的现有形状的定子的放大图。
[0021]图6是用于将在实施方式一的旋转电动机的定子的极齿间产生的漏磁通特性与在现有形状的定子的极齿间产生的漏磁通特性进行比较说明的极齿间漏磁通比较图表。
[0022]图7是表示实施方式一的旋转电动机相对于现有形状的旋转电动机的相对性能改善效果的图表。
[0023]图8表示实施方式一的旋转电动机的变形例，其是从第一定子铁心一侧观察定子的俯视图。
[0024]图9表示实施方式一的旋转电动机的另一变形例，其是从第一定子铁心一侧观察定子的俯视图。
[0025]图10是表示本发明实施方式二的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。
[0026]图11表示本发明实施方式二的旋转电动机的变形例，其是表示磁体的形状的俯视图。
[0027]图12表示实施方式二的旋转电动机的另一变形例，其是表示磁体的形状的俯视图。
[0028]图13是表示本发明实施方式三的旋转电动机的结构的局部剖视立体图。
[0029]图14是表示实施方式三的旋转电动机的磁体的形状的俯视图。
[0030]图15是表示对实施方式一?实施方式三的旋转电动机各自的平均转矩进行计算后的比较结果的图表。
[0031]图16是表示本发明实施方式四的内燃机用增压器的结构的剖视图，其是利用了实施方式一?实施方式三的旋转电动机的结构。
【具体实施方式】
[0032]以下，为了更详细地说明本发明，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。
[0033]实施方式一
[0034]如图1所示，旋转电动机100包括:转子2，该转子2同轴地固定于转轴I ;定子6，该定子6以围住转子2的方式与转子2同轴地配置，且是将作为产生转矩用驱动线圈的定子线圈10卷绕安装于隔着产生励磁起磁力用的磁体11的定子铁心7而成的；以及框架12，该框架12由例如铁材或铝材等金属制作成，并在圆筒部内收纳、保持转子2及定子6。另夕卜，框架12具有:图1所示的圆筒部；以及将该圆筒部的两端开口堵住的未图示的一对端板。
[0035]转子2包括:第一磁性体3及第二磁性体4，该第一磁性体3及第二磁性体4是通过将成形为例如规定形状的多块磁性钢板层叠一体化而制作出的；以及圆盘状的间壁5，该间壁5是将规定块的磁性钢板层叠一体化而制作出的，并在该间壁5的轴心位置穿设有供转轴I插入的插入孔。第一磁性体3及第二磁性体4被制作成相同形状，并由圆筒状的基部3a、4a和突极3b、4b构成，其中，在上述基部3a、4a的轴心位置穿设有供转轴I插入的插入孔，上述突极3b、4b从基部3a、4a的外周面朝径向外侧突设并在周向上等角间距地设有两个。另外，第一磁性体3及第二磁性体4在周向上相差半个突极间距，并被配置成隔着间壁5相对，且彼此紧贴，第一磁性体3及第二磁性体4固接于插通它们的插入孔的转轴I。
[0036]另外，第一磁性体3及第二磁性体4是将多块磁性钢板层叠一体化后的构件，但即便是用树脂将压粉铁心这样的铁粉固化后的构件，也能获得与将磁性钢板层叠一体化后的构件相同的效果。
[0037]定子铁心7包括第一定子铁心8及第二定子铁心9，该第一定子铁心8及第二定子铁心9是通过将成形为规定形状的多块磁性钢板层叠一体化而制作出的。第一定子铁心8包括:圆筒状的铁心背部8a ；以及极齿8b，该极齿8b从铁心背部8a的内周面朝径向内侧突设并在周向上等角间距地设有六个，朝内周侧开口的槽8c形成于在周向上相邻的极齿Sb间。
[0038]另外，定子铁心7是将磁性钢板层叠一体化后的构件，但即便是用树脂将压粉铁心这样的铁粉固化后的构件，也能获得与将磁性钢板层叠一体化后的构件相同的效果。
[0039]第二定子铁心9被制作成与第一定子铁心8相同的形状，包括:圆筒状的铁心背部9a ;以及极齿％，该极齿9b从铁心背部9a的内周面朝径向内侧突设并在周