永久磁鐵埋入式電動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及永久磁鐵埋入式電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]在一般的永久磁鐵埋入式電動機中，在將沖裁為規(guī)定的形狀的多個電磁鋼板層疊固定而成的轉(zhuǎn)子鐵芯中，預(yù)先與極數(shù)對應(yīng)地沿周向大致以等間隔設(shè)置有磁鐵插入孔，在各磁鐵插入孔中插入一個永久磁鐵，從軸向觀察時該永久磁鐵的截面形狀大致為長方形。在磁鐵插入孔的兩端部與轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面之間存在薄壁部。這是因為，磁鐵插入孔的兩端部與轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面之間的部分，成為所謂的漏磁通的通道，即:從永久磁鐵的表面出來的磁通不通過定子鐵芯，而進(jìn)入永久磁鐵的其他表面因而不利于輸出，因此大多設(shè)計為強度上所需最低限度的壁厚。
[0003]然而，在具有這樣的薄壁部的轉(zhuǎn)子鐵芯中，比磁鐵插入孔靠徑向外側(cè)的部分與靠徑向內(nèi)側(cè)的部分，通過薄壁部而連接。由此，在提高電動機的轉(zhuǎn)速上限的情況下，作用于轉(zhuǎn)子的離心力的大小與轉(zhuǎn)速的平方成比例，因此需要提高轉(zhuǎn)子鐵芯的強度。
[0004]針對這樣的情況，例如，在專利文獻(xiàn)I中公開有如下結(jié)構(gòu):將一個磁極的磁鐵插入孔沿周向分割為多個(因此也將一個磁極的永久磁鐵沿周向分割為多個)，在其分割位置設(shè)置橋，該橋?qū)较蛲鈧?cè)的部分與徑向內(nèi)側(cè)的部分連結(jié)，意在實現(xiàn)針對離心力的轉(zhuǎn)子鐵芯強度的提高。另外，在該專利文獻(xiàn)I中也公開有如下內(nèi)容:考慮在形成于橋根部的角部應(yīng)力集中的情況，在形成于橋根部的角部設(shè)置圓弧部。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)2中公開有如下內(nèi)容:同樣地考慮在形成于橋根部的角部應(yīng)力集中的情況，而將橋本身形成為彎曲形狀。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-281700號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:國際公開第2009/069718號小冊子
[0008]然而，在專利文獻(xiàn)I公開的結(jié)構(gòu)以及專利文獻(xiàn)2公開的結(jié)構(gòu)的任一結(jié)構(gòu)中，在大致長方形的截面形狀的永久磁鐵與橋之間產(chǎn)生間隙，而該部分變得無法充分利用永久磁鐵的插入空間。換言之，與產(chǎn)生間隙的量相應(yīng)地，將永久磁鐵的周向的尺寸設(shè)定為較小。因此，永久磁鐵的尺寸變小的量，相應(yīng)地減少磁通量，從而導(dǎo)致效率、輸出降低。另一方面，以不產(chǎn)生間隙的方式使永久磁鐵的形狀復(fù)雜化，則會產(chǎn)生使永久磁鐵的制造成本大幅度增加之類的其他問題。特別是在為了提高轉(zhuǎn)子鐵芯的強度而設(shè)置有橋的方式中，每一極的永久磁鐵的數(shù)量并不是一個，因此永久磁鐵的成本增加，對于永久磁鐵埋入式電動機整體是極大的冋題。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型是鑒于上述情況而提出的，目的在于提供一種能夠避免永久磁鐵的制造成本增加，并且提高轉(zhuǎn)子鐵芯的強度、此外還能夠?qū)崿F(xiàn)輸出的高效率化的永久磁鐵埋入式電動機。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的永久磁鐵埋入式電動機，具備:定子；轉(zhuǎn)子，其與所述定子對置且被支承為能夠旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的每一個磁極具有多個分離的永久磁鐵，所述永久磁鐵埋入式電動機的特征在于，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵芯的每一個磁極，具有與多個所述永久磁鐵相同數(shù)目的分離的多個磁鐵插入孔，在各個磁極中，在每個相鄰的所述磁鐵插入孔之間設(shè)置有橋，所述橋分別包括:一對平行的直線部和兩對彎曲部，在多個所述永久磁鐵插入到對應(yīng)的多個所述磁鐵插入孔的狀態(tài)下，一對所述直線部分別與對應(yīng)的所述永久磁鐵的排列方向上的對應(yīng)的端面接觸，兩對所述彎曲部與所述直線部的延長方向上對應(yīng)的端部連接，對應(yīng)的一對所述彎曲部的間隔，越遠(yuǎn)離所述直線部越擴大，從所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向觀察時，多個所述永久磁鐵的截面形狀為長方形，在兩對所述彎曲部各自的與對應(yīng)的所述直線部相反的一側(cè)連接有折返部的一端側(cè)，該折返部的另一端側(cè)與返回部的一端側(cè)連接，該返回部的另一端側(cè)與對應(yīng)的所述磁鐵插入孔的對應(yīng)的磁鐵保持部連接，所述折返部、所述返回部以及所述彎曲部，彎曲的程度按照該順序變平緩。
[0011]也可以構(gòu)成為，所述折返部、所述返回部以及所述彎曲部由如下軌跡形成，S卩:使以該彎曲部以及該返回部的間隔為直徑的半圓，以遠(yuǎn)離所述直線部的方式呈扇狀進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動時的軌跡，所述半圓的旋轉(zhuǎn)移動角度Θ設(shè)定在如下的角度范圍:在該旋轉(zhuǎn)移動角度Θ與所述直線部的端部的應(yīng)力σ的關(guān)系線上，成為比允許值σ P低的應(yīng)力σ的角度范圍。
[0012]也可以構(gòu)成為，在所述橋的所述彎曲部與所述永久磁鐵之間產(chǎn)生的空隙中，填充有導(dǎo)磁率至少比空氣大的材料。
[0013]根據(jù)本實用新型，能夠避免永久磁鐵的制造成本增加，并且提高轉(zhuǎn)子鐵芯的強度，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)輸出的高效率化。
【附圖說明】
[0014]圖1是從側(cè)方觀察本實用新型的實施方式I的永久磁鐵埋入式電動機的縱剖視圖。
[0015]圖2是沿著旋轉(zhuǎn)軸方向觀察圖1的永久磁鐵埋入式電動機的轉(zhuǎn)子的橫剖視圖。
[0016]圖3是對在同一磁極所包含的磁鐵插入孔的排列方向上成為端部的磁鐵插入孔的周圍進(jìn)行放大表示的圖。
[0017]圖4是說明本實用新型的實施方式2涉及的橋的形狀以及橋所帶來的空隙的形狀的圖。
[0018]圖5涉及圖4的形狀說明，是表不應(yīng)力與角度Θ的關(guān)系的曲線圖。
[0019]圖6是說明本實用新型的實施方式3涉及的橋的形狀以及橋所帶來的空隙的形狀的圖。
[0020]圖7是說明本實用新型的實施方式4的第一例涉及的橋的形狀以及橋所帶來的空隙的形狀的圖。
[0021]圖8是說明本實用新型的實施方式4的第二例涉及的橋的形狀以及橋所帶來的空隙的形狀的圖。
[0022]圖9是本實用新型的實施方式5涉及的與圖3相同方式的圖。
[0023]圖10是與本實用新型的實施方式6涉及的與圖3相同方式的圖。
[0024]圖11是與本實用新型的實施方式7涉及的橋的局部放大圖。
[0025]圖12是與本實用新型的實施方式8涉及的與圖3相同方式的圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:1...轉(zhuǎn)子；2...定子；7...稀土類磁鐵(永久磁鐵)；9...磁鐵插入孔；15、115、215、315...橋；16...直線部；17、117、217、317...彎曲部；18、118、218、318...折返部；19、119、219、319...返回部；20...磁鐵保持部；30...空隙；31...材料；Ε...排列方向；MC...磁極中心線；Rl...彎曲部的曲率半徑；R2...折返部的曲率半徑；R3...返回部的曲率半徑'Y...返回部的終點；Ζ...突出端。
【具體實施方式】
[0027]以下，基于附圖對本實用新型的永久磁鐵埋入式電動機的實施方式進(jìn)行說明。另夕卜，在圖中，相同的附圖標(biāo)記表不相同或?qū)?yīng)的部分。
[0028]實施方式I
[0029]圖1是從側(cè)方觀察本實用新型的實施方式I的永久磁鐵埋入式電動機的縱剖視圖，圖2是沿著旋轉(zhuǎn)軸方向觀察圖1的永久磁鐵埋入式電動機的轉(zhuǎn)子的橫剖視圖。另外，圖3對以后的局部放大圖優(yōu)先考慮圖的清晰性而省略剖面線。
[0030]本實施方式I的永久磁鐵埋入式電動機，具備:轉(zhuǎn)子1、定子2、框架3以及托架4。轉(zhuǎn)子I具備:轉(zhuǎn)子鐵芯5、軸6、作為永久磁鐵的一個例子的稀土類磁鐵7、以及端板8。
[0031]轉(zhuǎn)子鐵芯5例如將沖裁為規(guī)定的形狀的多個電磁鋼板層疊固定而形成。轉(zhuǎn)子鐵芯5的形狀例如為大致圓環(huán)形狀。轉(zhuǎn)子鐵芯5具有多個磁鐵插入孔9。多個磁鐵插入孔9分別在轉(zhuǎn)子鐵芯5中沿旋轉(zhuǎn)軸方向延伸，在各個磁鐵插入孔9沿旋轉(zhuǎn)軸方向插入有稀土類磁鐵7。從轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)軸方向觀察時，多個稀土類磁鐵7的截面形狀為長方形。另外，上述多個磁鐵插入孔9的詳細(xì)情況，將在后面敘述。
[0032]在轉(zhuǎn)子鐵芯5上，分別在軸向的兩端面安裝有端板8，該端板8用于不使稀土類磁鐵7從磁鐵插入孔9脫出。端板8向轉(zhuǎn)子鐵芯5的端面安裝的安裝手段雖未圖示，但是例如為焊接、粘接、使用設(shè)置有貫通孔的螺栓或鉚釘?shù)木o固、設(shè)置有凹入部的壓入等手段。
[0033]軸6嵌合于在轉(zhuǎn)子鐵芯5的中央設(shè)置的軸嵌合孔。軸6的一端經(jīng)由軸承10而旋轉(zhuǎn)自如地支承于框架3，軸6的另一端經(jīng)由軸承11而旋轉(zhuǎn)自如地支承于托架4。在軸承10的底面鋪設(shè)用于施加預(yù)壓力的波形墊圈12。軸6例如截面為圓形，并且軸嵌合孔也是與其對應(yīng)的圓形。
[0034]定子2構(gòu)成為具備定子鐵芯13和繞組14。定子鐵芯13例如將沖裁為規(guī)定的形狀的多個電磁鋼板層疊固定而形成。定子鐵芯13的形狀例如為大致圓環(huán)形狀。
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