永久磁鐵型旋轉電機的製作方法

2023-11-01 22:20:17 1

專利名稱：永久磁鐵型旋轉電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛用電動機等旋轉電機，特別是涉及將永久磁鐵配置在轉子的內部的旋轉電機的轉子的構造。
背景技術：
作為將永久磁鐵配置在轉子的內部的旋轉電機的一種，有內置有永久磁鐵的電動機(永久磁鐵型電動機)。該永久磁鐵型電動機與在各種領域中廣泛使用的感應電動機相比，由於內置在轉子中的永久磁鐵產生的磁通是確立的而不需要勵磁電流，以及感應電動機那樣電流不在轉子導體中流通，所以不會發生二次銅損等，因而作為高效率的電動機是公知的。在具備車輛用電動機的電動車中以往以來一直使用感應電動機，但是近年來，為了謀求效率的提高、小型高輸出化、冷卻構造的簡單化也正在研究永久磁鐵型同步電動機的適用。另外，在永久磁鐵型電動機中，大致分為在轉子的表面上貼上永久磁鐵的表面磁鐵構造的電動機(SPMM Surface Permanent Magnet Motor)，和將永久磁鐵埋入轉子的內部的埋入磁鐵構造的電動機(IPMM :Interior Permanent Magnet Motor)，但例如下述專利文獻1所示的永久磁鐵型磁阻旋轉電機屬於後者。該永久磁鐵型磁阻旋轉電機具有為了在轉子鐵心上形成磁性的突極部而在每一極中在圓周方向上隔開間隔地埋入2個永久磁鐵而構成的轉子，呈各永久磁鐵的一端偏靠在外周一側、另一端偏靠在中心一側的配置，從而在與轉子鐵心的外周之間形成薄壁的片狀部，，且配置成由2個永久磁鐵形成的2個片狀部的內端角的開度角為規定的電角度。專利文獻1 特開2007-97290號公報
但是，作為電動車用的永久磁鐵型電動機幾乎均是將永久磁鐵埋入轉子的內部的埋入磁鐵構造。具體地說，在作為電動車用的永久磁鐵型電動機中，將每一個的重量為1 數公斤的永久磁鐵埋入外形尺寸(即半徑)較大的轉子的內部，該轉子以額定約6000rpm的旋轉速度旋轉。因此，在表面磁鐵構造的電動機中必須要額外設置用於牢固地保持永久磁鐵的機構，在結構上存在難度。由於這種理由，在電動車用的永久磁鐵型電動機中大多採用埋入磁鐵構造。但是，即使是埋入磁鐵構造的永久磁鐵型電動機，當然相對於轉子也要求僅承受永久磁鐵所產生的離心力的構造。另一方面，在上述專利文獻1所公開的旋轉電機中，由於是永久磁鐵相對於離心力的保持為僅由處在轉子表面方向上的轉子鐵心的強度維持的構造，所以在轉子的外形尺寸增大的情況下，擔心相對於離心力的強度不夠的問題。因此，在例如將專利文獻1所示的永久磁鐵型電動機適用於電動車上的情況下，則產生將永久磁鐵插入轉子的內側(中心部一側)的必要性，其結果，如今則擔心永久磁鐵的兩端部上的漏磁通增大而導致驅動轉矩的降低的問題。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種永久磁鐵型旋轉電機，既保持了相對於離心力的強度，又有效地抑制了漏磁通的產生。為了解決上述問題而實現發明目的，本發明所涉及的永久磁鐵型旋轉電機，具備 定子，通過將定子繞組收納在定子槽的內部而構成；轉子，具有與上述定子隔著旋轉空隙的配置且能夠旋轉的轉子鐵心，在該轉子鐵心的內部每一極中埋入3個以上的永久磁鐵；其特徵在於，在上述轉子鐵心上，朝向轉子的外周面大致U字型地排列配置埋入上述永久磁鐵的磁鐵插入孔，在埋入到上述各磁鐵插入孔中的永久磁鐵的側面部形成有空洞部。根據本發明所涉及的永久磁鐵型旋轉電機，具有既保持了相對於離心力的強度， 由能夠有效地抑制漏磁通的產生的效果。


圖1是本發明的實施方式1所涉及的永久磁鐵型電動機的剖視圖； 圖2是表示圖1所示的轉子的構造的示意剖視圖3是未插入永久磁鐵的情況下的局部放大圖； 圖4是插入了永久磁鐵的情況下的局部放大圖； 圖5是說明永久磁鐵的漏磁通產生的影響的附圖； 圖6是表示作為比較對象的以往例子的附圖7是在以往與實施方式1之間比較表示磁鐵插入孔中所產生的最大應力的附圖； 圖8是表示本發明的實施方式2所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖9是表示本發明的實施方式3所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖10是說明圖9所示的磁鐵插入孔的局部放大圖以及實施方式3的效果的附圖； 圖11是表示本發明的實施方式4所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖12是表示圖11所示結構的變形例的附圖13是表示本發明的實施方式5所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖14是在以往、實施方式1以及實施方式5之間比較表示磁鐵插入孔中所產生的最大應力的附圖15是表示圖13所示結構的變形例的附圖； 圖16是表示圖13所示結構的其它變形例的附圖； 圖17是表示本發明的實施方式6所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖18是表示本發明的實施方式7所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖19是表示本發明的實施方式8所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖； 圖20是本發明的實施方式9所涉及的永久磁鐵中處在兩側面部一側的永久磁鐵的軸向剖視圖21是本發明的實施方式9所涉及的永久磁鐵中處在中央部一側的永久磁鐵的軸向剖視圖。附圖標記說明
1 永久磁鐵型電動機，2 定子，3 定子鐵心，3a 定子槽，3b 定子齒4 定子繞組，5 轉子，6 轉子鐵心，7、7a 7c 磁鐵插入孔，8、8a an、8a，、8c，、16、16a 16c 永久磁鐵，CN 102474142 A說明書3/8 頁
9、9&1、9&2、％1、％2、9(；1、此2:空洞部，10&、1013、11&、1讓橋接部，12 漏磁通，13 磁通，
14 接觸面，15 芯部，18 旋轉空隙，21a、21c 隔墊，31a 31c 起磁方向的厚度。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式所涉及的永久磁鐵型旋轉電機詳細地進行說明。另外，本發明並不是由以下所示的實施方式限定的。實施方式1
圖1是作為本發明的實施方式1所涉及的永久磁鐵型旋轉電機的一例的永久磁鐵型電動機的剖視圖，圖2是表示圖1所示的永久磁鐵型電動機中的轉子的構造的示意剖視圖。而且，圖3以及圖4是圖2的轉子中由虛線表示的部分的放大圖，圖3是未插入永久磁鐵的情況下的局部放大圖，圖4是插入了永久磁鐵的情況下的局部放大圖。實施方式1所涉及的永久磁鐵型電動機1具備定子2以及轉子5。定子2具備呈圓筒形狀的定子鐵心3和卷裝在定子鐵心3上地配置的定子繞組4。定子鐵心3通過在其內周部一側間歇地形成定子齒北而形成定子槽3a，定子繞組4配置成卷裝在定子齒北上的導線分別收納在定子槽3a中。轉子5例如是通過將規定張數的磁性鋼板疊層以及一體化而製作的，外周面呈圓筒面，具備以等角間距排列地形成有18個磁鐵插入孔7(參照圖2以及圖3)的轉子鐵心6， 和分別收納在各磁鐵插入孔7內的永久磁鐵8 (8a 8c)，配置成能夠經由旋轉空隙18而相對於定子2旋轉。在此，磁鐵插入孔7的配置如圖3所示，在一個磁鐵插入孔7b的兩端部存在兩個磁鐵插入孔7a、7c。而且，該磁鐵插入孔7的組7a 7c如圖2所示，朝向轉子5的外周面大致U字型地配置6組。並且在作為第1永久磁鐵的組的永久磁鐵8a 8c在所形成的磁通的朝向朝著轉子5的外周面收斂的方向上起磁(磁化)，另一方面，鄰接的組(第2永久磁鐵的組)的永久磁鐵16a 16c在磁通的朝向朝著轉子5的中心部同心圓狀地擴張的方向上起磁。即，在實施方式1的永久磁鐵型電動機中的轉子中，構成為在永久磁鐵形成的磁通的朝向朝著轉子的外周面收斂的方向上起磁的永久磁鐵群，和在永久磁鐵形成的磁通的朝向朝著轉子的中心部同心圓狀地擴張的方向上起磁的永久磁鐵群交互地排列。另外，這樣構成永久磁鐵組形成的起磁方向是為了使定子繞組的感應電壓為正弦波狀，在沒有必要使定子繞組的感應電壓為正弦波狀的用途中則並不僅限於此。即，也可以是在朝著轉子的外周面的方向或者在朝著轉子的中心部的方向上起磁的各永久磁鐵組的各起磁方向為平行。而且，在埋入磁鐵插入孔7a 7c中的永久磁鐵8a 8c的兩側面部形成有圖4 所示的空洞部9 (在永久磁鐵8a的兩側面部形成有空洞部91a、91b，在永久磁鐵8b的兩側面部形成有空洞部9bl、9b2，在永久磁鐵8c的兩側面部形成有空洞部9cl、9c2)。關於該空洞部9的效果在以後敘述。另外，在圖1中，作為一例表示了在定子2的圓周方向上以等角間距排列有36個定子槽3a，同時在轉子5的圓周方向上埋入有18個永久磁鐵8的6極的電動機(每一極為 6個定子槽以及每一極為3個永久磁鐵)，但電動機的極數、定子槽的數量以及永久磁鐵的數量等並不僅限於圖1的結構，能夠是任意數量的選擇。
接著，參照圖4以及圖5對永久磁鐵的漏磁通進行說明。另外，圖5是說明永久磁鐵8的漏磁通產生的影響的附圖。永久磁鐵8a 8c產生的磁通在穿過了定子鐵心3的芯部15 (參照圖1)後再次返迴轉子鐵心6 (未圖示)。但是，如圖5所示，一部分的磁通並不朝向芯部15而是滯留在轉子鐵心6的內部，向永久磁鐵8返回的轉子鐵心6內存在環形的漏磁通12。由於該漏磁通12不會有助於轉矩，而且成為鐵損增加的要因，所以最好是儘可能地加以抑制。因此，在本實施方式的轉子中，關於配置成大致U字型的永久磁鐵組，如圖4所示， 使磁鐵插入孔7的兩側面部一側的空洞部大於兩側面部以外的空洞部。若通過具體的結構來看，則是通過將永久磁鐵8b埋入磁鐵插入孔7b中而產生的空洞部9bl和9b2的大小基本上相等，將磁鐵插入孔7a形成為通過將永久磁鐵8a埋入磁鐵插入孔7a中而產生的空洞部9al和9a2中空洞部9al更大，將磁鐵插入孔7c形成為通過將永久磁鐵8c埋入磁鐵插入孔7c中而形成的空洞部9cl和9c2中空洞部9c2更大。換個方式說，將磁鐵插入孔7的形狀預先形成為形成在轉子鐵心6的外周部一側的空洞部(例如空洞部9al)為大於形成在轉子鐵心6的中心部一側的空洞部(例如空洞部 9a2、9bl · · ·)的空間。若根據這樣構成的轉子鐵心6，則形成在永久磁鐵8a、8b之間的橋接部10a，形成在永久磁鐵8b、8c之間的橋接部10b，以及分別形成在永久磁鐵8a、8c與轉子鐵心6的外周面之間的橋接部IlaUlb成為了永久磁鐵8形成的漏磁通12的磁通路徑。因此，通過縮窄這些磁通路徑，能夠降低漏磁通。在此，關於橋接部10a、10b以及11a、lib成為與離心力強度的折衷方案。但是，在本實施方式的轉子5中，將永久磁鐵的個數分割成3個，以降低每一個的永久磁鐵的重量， 同時使這3個永久磁鐵如圖示那樣具有曲率地排列成大致U字型配置，所以與以往的結構相比，能夠使橋接部10a、10b以及IlaUlb薄壁化，並能夠使通過這些橋接部的漏磁通降低。接著，參照圖7對實施方式1的效果進行說明。圖7是通過以往與實施方式1比較表示磁通插入孔所產生的最大應力的附圖。圖7中，作為以往的例子是通過模擬求出了在上述專利文獻1所公開的轉子的磁通插入孔所產生的最大應力的值。另外，專利文獻1 的永久磁鐵的配置結構如圖6所示，將永久磁鐵108以大致V字型配置在轉子鐵心106上。如圖7所示，若將以往的例子的最大應力設為「1」，則實施方式1的最大應力為 0.55，與以往的例子相比具有45%的降低效果。因此，根據實施方式1的轉子，既能夠保持相對於離心力的強度，又能夠有效地抑制漏磁通的發生。而且，根據實施方式1的轉子，由於能夠在相對於離心力的強度為一定的條件下進一步謀求薄型化，所以能夠使漏磁通進一步降低。實施方式2
圖8是表示本發明的實施方式2所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在實施方式1中，例示了作為埋入磁鐵插入孔7中的永久磁鐵例如為圖4所示那樣的大致矩形形狀的例子，但實施方式2的永久磁鐵8則如圖8所示，對3個永久磁鐵中位於兩端側的永久磁鐵8a』、8c』的外周面一側的角部進行了倒角。通常，在電動機產生轉子轉矩的情況下，從未圖示的大致流入的磁通13與位於轉子鐵心6的最外周部一側的永久磁鐵8 (圖8中為永久磁鐵8a』)交鏈。此時，由於交鏈的磁通13為與永久磁鐵8a』的起磁方向相反的朝向，所以永久磁鐵8消磁，轉矩降低。其結果，相對於處在永久磁鐵8a』的角部的部分的轉子轉矩的有助程度小。因此，若對位於轉子鐵心6的最外周部一側的永久磁鐵8的角部進行倒角，則既能夠抑制轉子轉矩的降低，又能夠使永久磁鐵的重量有效地降低。而且，當磁通通過時，由於渦電流在通過的部位流動，所以通過上述倒角還能夠使永久磁鐵產生的渦流損耗降低。而且，在本實施方式中，由於僅對位於轉子鐵心6的最外周部一側的永久磁鐵8的角部進行倒角，針對用於插入永久磁鐵8的磁鐵插入孔7維持實施方式1中的形狀，所以能夠維持與降低漏磁通的實施方式的效果。實施方式3
圖9是表示本發明的實施方式3所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖，圖10是說明圖9所示的磁鐵插入孔的部分放大圖以及實施方式3的效果的附圖。在實施方式3中，如圖10 (a)、圖10 (b)所示，磁鐵插入孔7中作為與永久磁鐵8的接觸面的一部分的接觸面 14的表面進行的粗面處理。通過這種接觸面14的構造，根據埋入磁鐵插入孔7中的永久磁鐵8與接觸面14的接觸而得到的摩擦力，能夠得到克服永久磁鐵8所產生的離心力的摩擦保持力，永久磁鐵的保持容易。實施方式4
圖11是表示本發明的實施方式4所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在實施方式1中，例示了作為埋入磁鐵插入孔7中的永久磁鐵8例如為圖4所示的大致矩形形狀的例子，但在實施方式4中則如圖11所示，作為3個永久磁鐵中位於中央部的永久磁鐵8d適用了大致梯形形狀的永久磁鐵。另外，在此所說的大致梯形形狀意味著永久磁鐵8上與磁鐵插入孔7的接觸面為錐狀地中心部一側的寬度比外周部一側大。通常，在高速旋轉時及轉子的外徑大的情況下，離心力也增大。因此，希望提高離心力的影響最大地體現的中央部的永久磁鐵的保持力。因此，如圖11所示，若使位於中央部的永久磁鐵8d的形狀為大致梯形形狀，則永久磁鐵8d以楔狀埋入磁鐵插入孔7中，能夠通過轉子鐵心6的構造而得到克服離心力的力，永久磁鐵的保持容易。另外，在圖11中，例示了僅使3個永久磁鐵中位於中央部的永久磁鐵為大致梯形形狀的結構，但考慮到永久磁鐵的生產性，優選地是如圖12所示，也使兩端部的永久磁鐵 8f、8f —並為大致梯形形狀。通過使所有的永久磁鐵為大致梯形形狀，能夠提高形成在各永久磁鐵之間的橋接部(參照圖4)以及形成在各兩端部永久磁鐵與轉子鐵心6的外周面之間的橋接部(參照圖4)的耐離心力強度。其結果，能夠進一步減小上述兩橋接部的面積(容積)，並能夠使漏磁通以及鐵損進一步降低。實施方式5
圖13是表示本發明的實施方式5所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在實施方式1中，例示了例如圖4所示那樣每一極具有3個永久磁鐵的轉子鐵心的結構，但在實施方式5的轉子鐵心中則如圖13所示，例示了使位於中央部的永久磁鐵為兩分割的大致矩形形狀的永久磁鐵》i、8i，與位於兩端側的大致矩形形狀的永久磁鐵8a、8c —起具有4個永久磁鐵的轉子鐵心的構造。圖14是在以往、實施方式1以及實施方式5之間比較表示磁鐵插入孔所產生的最大應力的附圖。在圖14中，以往的例子以及實施方式1所有的與圖7所示的相同。如圖14所示，若將以往的例子的最大應力設為「1」，則實施方式5的最大應力為 0. 45，與以往的例子相比具有降低55%的效果。而且，與實施方式1相比也具有降低20% 弱(1- (0.45/0. 55) 0.19)的效果。因此，若根據實施方式5的轉子，則既維持了相對於離心力的強度，又得到了進一步抑制漏磁通的產生的效果。另外，在實施方式5中，例示了使位於中央部的永久磁鐵為兩分割的永久磁鐵他、 Si且為圖13所示的大致矩形形狀的例子，但也可以如圖15中作為永久磁鐵Sjjk所示的那樣，使位於兩端部的永久磁鐵一側的接觸面為錐形的大致梯形形狀，而且，也可以如圖11 那樣使其它的接觸面也為錐形的大致梯形形狀。而且，在實施方式5中，作為位於兩端部的永久磁鐵8a、8c例示了圖13所示那樣的大致矩形形狀的例子，但也可以如圖16中作為永久磁鐵81、8m那樣使位於兩端部的永久磁鐵也為大致梯形形狀。而且，在實施方式5中，例示了使位於中央部的永久磁鐵為兩分割的每一極具有4 個永久磁鐵的轉子鐵心的結構，但當然也可以變更位於兩端部的永久磁鐵的尺寸。而且，在實施方式5中，例示了每一極具有4個永久磁鐵的轉子鐵心的結構，但當然也可以是每一極具有5個以上永久磁鐵的結構。實施方式6
圖17是表示本發明的實施方式6所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在實施方式1中，作為磁鐵插入孔7a 7c，例如圖3、圖4所示，在將永久磁鐵8a 8c插入各自的磁鐵插入孔7a 7c中的情況下，不僅在位於兩端部的2個磁鐵插入孔(在圖3、圖4的例子中為磁鐵插入孔7a、7c)的兩側面部、在位於中央部的磁鐵插入孔(在圖3、圖4的例子中為磁鐵插入孔7b)的兩側面部也形成有空洞部的例子。另一方面，在實施方式6中，如圖17 所示，例示了僅在位於兩端部的2個磁鐵插入孔7a、7c的兩側面部形成空洞部的例子。在實施方式4中，對於與位於兩端部的永久磁鐵相比位於中央部永久磁鐵更大地顯現離心力的影響進行了說明，例示了使位於中央部的永久磁鐵的形狀為大致梯形形狀的一例(參照圖11)。另一方面，在該實施方式中，如上所述，採用了僅在位於兩端部的2個磁鐵插入孔7a、7c的兩側面部形成空洞部，而在位於中央部的磁鐵插入孔7b的兩側面部不形成空洞部的結構。在不設置空洞部的情況下，由於永久磁鐵與磁鐵插入孔的接觸面積增加而得到了永久磁鐵的保持力增大的效果。另一方面，形成在永久磁鐵8a、8b之間的橋接部IOa以及形成在永久磁鐵8b、8c之間的橋接部Ib擴大，擔心通過橋接部10a、10b之間的漏磁通增大。 因此，在圖17的結構中，由於若將形成在位於兩端部的2個磁鐵插入孔7a、7c中的空洞部中形成在中央部一側的側面部上的空洞部9a2、9cl形成得大於圖4的空洞部，則能夠減小橋接部10a、10b的寬度，所以能夠抑制漏磁通的增大。另外，在本實施方式中，表示了將僅在位於兩端部的2個磁鐵插入孔7a、7c的兩側面部形成空洞部的結構適用於實施方式1的轉子鐵心上的情況下的一例，但也能夠適用於實施方式2 5所示的轉子鐵心上，能夠得到與本實施方式同樣的效果。實施方式7
圖18是表示本發明的實施方式7所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在本實施方式中，如圖18所示，在位於兩端部的磁鐵插入孔7a、7c與插入這些磁鐵插入孔7a、7c中的永久磁鐵8a、8c之間分別設有隔墊21a、21c進行保持。另外，作為隔墊21a、21c，為了減小轉子鐵心處的磁場的影響而優選地是非磁性材料。在實施方式4、6中，說明了離心力的影響是位於中央部的永久磁鐵比位於兩端部的永久磁鐵更大地顯現。另一方面，在連結配置永久磁鐵8a 8c的大致U字型的磁鐵插入孔7a 7c的曲線的曲率大的情況(曲率半徑小的情況)下，作為兩端部的永久磁鐵的永久磁鐵8a、8c中起磁方向(與磁鐵長度方向正交的方向)與離心力的方向的差異增大，在永久磁鐵8a、8c上作用有橫向(長度方向)的力。另外，由於在作為中央部的永久磁鐵的永久磁鐵8b中起磁方向與離心力的方向大致一致，所以作用在永久磁鐵8b上的橫向的力小。如圖18所示，由於如果在磁鐵插入孔7a、7c與永久磁鐵8a、8c之間分別設置隔墊 21a、21c，則能夠通過永久磁鐵8a、8c與隔墊21a、21c的摩擦力而抑制長度方向上作用的離心力，所以永久磁鐵的保持容易。實施方式8
圖19是表示本發明的實施方式8所涉及的轉子鐵心的構造的示意剖視圖。在圖19中， 附在永久磁鐵8a 8c上的單方向的箭頭線表示各自的起磁方向，處在中央部的永久磁鐵 8b的起磁方向的厚度31b比處在兩側面一側的永久磁鐵8a、8c的起磁方向的厚度3la、3Ib 小(薄)。在此，在來自定子2的磁通(未圖示)大的情況下，磁通在靠近轉子表面的側面的永久磁鐵的端部交鏈。而且，由於永久磁鐵的起磁方向的厚度越小，來自定子的磁通的磁阻力越小，所以永久磁鐵容易消磁。但是，在像永久磁鐵9b那樣距轉子表面的距離遠的情況下， 來自定子2的磁通不容易到達。因此，處在中央部的永久磁鐵8b不容易消磁，能夠減小(減薄)永久磁鐵9b的起磁方向的厚度。另外，也可以不減薄處在中央部的永久磁鐵9b的起磁方向的厚度，而使其為保磁力小於處在兩側面部的永久磁鐵9a、9b的保磁力的永久磁鐵。通常，越提高永久磁鐵的保磁力，殘留磁通密度越小，如果減小保磁力，則能夠增大殘留磁通密度。因此，如果採用實施方式8的磁鐵構造，則能夠實現轉子軸向縮短的輕量化。而且，由於永久磁鐵的單價具有保磁力越小价格越低廉的傾向，所以能夠實現轉子的低成本化，進而實現旋轉電機的低成本化。實施方式9
圖20、21是本發明的實施方式9所涉及的永久磁鐵的軸向剖視圖，圖20表示處在兩側面一側的永久磁鐵8a、8c的轉子軸向的截面構造，圖21表示處在中央部一側的永久磁鐵8b 的轉子軸向的截面構造。處在兩側面一側的永久磁鐵8a、8c的磁鐵分割數如圖20所示，例如為10個，處在中央部一側的永久磁鐵8b的分割數如圖21所示，例如為5個。該差異是由於與永久磁鐵的渦流損耗有關，利用了通過增加磁鐵分割數而能夠減小永久磁鐵的渦流損耗的性質的緣故。若更詳細地進行說明，則由於因定子磁通而產生的永久磁鐵的渦流損耗是接近轉子表面的永久磁鐵8a、8c更大，所以需要增加磁鐵分割數，但在像永久磁鐵8b那樣配置在遠離轉子表面的位置上的永久磁鐵8b中，由於定子磁通的磁鐵渦流損耗減小，所以能夠減少磁鐵分割數而實現低成本化。而且，在配置磁鐵分割數不同的永久磁鐵的情況下，優選地是如圖19所示，預先8 頁使永久磁鐵8a (8)的磁鐵形狀與永久磁鐵8b的磁鐵形狀不同。在將磁鐵分割數少的永久磁鐵插入兩側面部一側的情況下，存在渦流損耗增大的可能性。另一方面，在如圖19所示， 使永久磁鐵8a(8c)與永久磁鐵8b的大小不同的情況下，由於消除了將其誤插入的可能性， 所以具有能夠謀求成品率提高的效果。 如上所述，本發明作為既保持了相對於離心力的強度，又有效地抑制了漏磁通的產生的永久磁鐵型旋轉電機及其轉子是有用的。
權利要求
1.一種永久磁鐵型旋轉電機，具備定子，通過將定子繞組收納在定子槽的內部而構成；轉子，具有與上述定子隔著旋轉空隙地配置且能夠旋轉的轉子鐵心，在該轉子鐵心的內部每一極中埋入3個以上的永久磁鐵；其特徵在於，在上述轉子鐵心上，朝向轉子的外周面大致U字型地排列配置埋入上述永久磁鐵的磁鐵插入孔，埋入到上述各磁鐵插入孔中的永久磁鐵中至少位於上述轉子鐵心的最外周部一側的每一極在2個永久磁鐵的兩側面部形成有空洞部。
2.如權利要求1所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，在位於上述轉子鐵心的中央部一側的永久磁鐵的兩側面部也形成有空洞部。
3.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，上述轉子鐵心是在朝向上述轉子的外周面收斂的方向上起磁的第1永久磁鐵的組，和朝向上述轉子的中心部同心圓狀地擴張的方向上起磁的第2永久磁鐵的組交互地排列。
4.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，上述磁鐵插入孔的大小是位於上述轉子鐵心的最外周部一側的磁鐵插入孔的大小大於其它的磁鐵插入孔。
5.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，在位於上述轉子鐵心的最外周部一側的每一極的2個磁鐵插入孔中，將永久磁鐵埋入這些磁鐵插入孔中時而形成的空洞部的大小是位於外周部一側的空洞部大於形成在中心部一側的空洞部。
6.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，位於上述轉子鐵心的最外周部一側的每一極的2個永久磁鐵的外周面一側的角部進行了倒角。
7.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，上述磁鐵插入孔與上述永久磁鐵的接觸面的一部分進行了粗面處理。
8.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，上述永久磁鐵是與上述永久磁鐵插入孔的接觸面為朝向上述轉子鐵心的中心部寬度擴張的錐形。
9.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，位於上述轉子鐵心的最外周部一側的每一極的2個永久磁鐵由非磁性部件的隔墊固定。
10.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，位於上述轉子鐵心的中央部一側的永久磁鐵的磁化方向的厚度比位於上述轉子鐵心的最外周部一側的永久磁鐵的磁化方向的厚度薄。
11.如權利要求2或10所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，位於上述轉子鐵心的中央部一側的永久磁鐵的保持力比位於上述轉子鐵心的最外周部一側的永久磁鐵的保持力小。
12.如權利要求2所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，上述各永久磁鐵在上述轉子的軸向上是分割的。
13.如權利要求12所述的永久磁鐵型旋轉電機，其特徵在於，位於上述轉子鐵心的中央部一側的永久磁鐵的分割數比位於上述轉子鐵心的最外周部一側的永久磁鐵的分割數少。
全文摘要
本發明用於提供一種永久磁鐵型旋轉電機，既保持了相對於離心力的強度，又有效地抑制了漏磁通的產生，具備轉子(5)，與將定子繞組收納在定子槽的內部而構成的定子隔著旋轉空隙地配置且能夠旋轉，在轉子鐵心(6)的內部每一極中埋入3個永久磁鐵(8a～8c)。在轉子鐵心(6)上，朝向轉子(5)的外周面大致U字型地排列配置埋入永久磁鐵(8a～8c)的磁鐵插入孔，在埋入到各磁鐵插入孔中的永久磁鐵(8a～8c)的側面部形成有空洞部(9a1、9a2、9b1、9b2、9c1、9c2)。
文檔編號H02K1/27GK102474142SQ201080029918
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月30日 優先權日2009年7月3日
發明者井上正哉, 櫨山盛幸, 金子健太 申請人:三菱電機株式會社