永磁体嵌入式旋转电机制造技术

提供一种转子的强度优异且能够以低成本进行制造并能够获得较大的转矩的永磁体嵌入式旋转电机。一种永磁体嵌入式电动机，该永磁体嵌入式电动机的一个极包括两个永磁体(34a、34b)，并将多个极的永磁体嵌入到了转子内部，其特征在于，该永磁体嵌入式旋转电机具有转子(3)，该转子(3)的转子外周与磁体嵌入孔(35a、35b)连通。转子(3)在相邻的极之间具有向自转子旋转中心离开的方向突出的q轴突起(37)。磁体嵌入孔(35a、35b)以形成倒V字状的方式排列。永磁体(34a、34b)的外侧的外周缘部(33)具有小于自旋转中心轴线(4a)到转子最外周部的距离的曲率半径。在外周缘部(33)设有用于限制永磁体(34a、34b)朝向相邻的极之间移动的永磁体定位突起(38a、38b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机、发电机等具有转子的旋转电机，特别涉及一种在转子中嵌入了永磁体的永磁体嵌入式旋转电机。
技术介绍
图4的(a)、图4的(b)是表不以往的永磁体嵌入式旋转电机的一例子，即IPM电动机的转子的结构的剖视图，图4的(c)是表示该转子的外周面的图。该以往例的IPM电动机为专利文献I所公开的电动机。该IPM电动机将以朝向转子10的外侧扩张的方式配置为V字状的两个永磁体13a、13b作为一个极，通过在转子10的内部嵌入多组两个永磁体13a、13b而形成多个极。另外，转子10是通过将图4的(a)所示的层叠钢板11和图4的(b)所示的层叠钢板12如图4的(c)所示那样一层一层地交替层叠而构成的，或是以多层为单位交替层叠而构成的。如图4的(a)所示，在层叠钢板11上，作为一个极形成两个保持孔部18a、18b、两个空洞部14a、14b以及两个空洞部15a、15b，这样的组合形成有多组。具体而言，作为一个极，形成有:两个保持孔部18a、18b，上述两个保持孔部18a、18b配置为V字状，并用于保持两个永磁体13a、13b ;两个空洞部14a、14b，上述两个空洞部14a、14b配置于两个保持孔部18a、18b彼此之间的部分(V字的中央部分)并分别与各保持孔部18a、18b连通；以及两个空洞部15a、15b，上述两个空洞部15a、15b配置在与相邻的另一极之间的部分(V字的端部部分)并分别与各保持孔部18a、18b连通。保持孔部18a、空洞部14a、空洞部15a成为一个连续的区域(孔)，另外，保持孔部18b、空洞部14b、空洞部15b也成为一个连续的区域(孔)，在对层叠钢板11进行冲切加工时，可以分别作为一个孔进行冲切。通过冲切加工，在空洞部15a、15b的外缘侧形成侧桥(日文:寸彳 F7'' 'J V 夕)19a、19b。另外，如图4的(b)所示，在层叠钢板12上，作为一个极形成两个保持孔部18a’、18b’、两个空洞部14a’、14b’以及两个切口部16a、16b，这样的组合形成有多组。层叠钢板12上的保持孔部18a’、18b’、空洞部14a’、14b’分别与层叠钢板11上的保持孔部18a、18b、空洞部14a、14b等同。具体而言，作为一个极，形成有:两个保持孔部18a’、18b’，上述两个保持孔部18a’、18b’配置为V字状，并用于保持两个永磁体13a、13b ;两个空洞部14a’、14b’，上述两个空洞部14a’、14b’配置于两个保持孔部18a’、18b’彼此之间的部分(V字的中央部分)并分别与各保持孔部18a’、18b’连通；以及两个切口部16a、16b，上述两个切口部16a、16b配置为分别与各空洞部15a、15b重叠，并分别与各保持孔部18a’、18b’连通并且上述两个切口部16a、16b连通至层叠钢板12的外缘。各切口部16a、16b配置为分别在内部包含各空洞部15a、15b，由此，配置为分别与各空洞部15a、15b重叠。保持孔部18a’、空洞部14a’、切口部16a成为一个连续的区域(切口)，另外，保持孔部18b’、空洞部14b’、切口部16b也成为一个连续的区域(切口)，在对层叠钢板12进行冲切加工时，可以分别作为一个切口进行冲切。在层叠钢板11上的空洞部14a与空洞部14b之间、层叠钢板12上的空洞部14a’与空洞部14b’之间具有中间桥(日文夕7''y V )19co在层叠钢板11和层叠钢板12上，比永磁体靠内周侧的区域和靠外周侧的区域借助该中间桥19c连接起来。而且，在将上述层叠钢板11、12—层一层交替层叠的情况下，转子10的外周面成为图4的(c)所示的外观，切口部16a、16b分别成为一列，并隔着一层层叠钢板地进行配置。在该以往例中，将层叠钢板11和层叠钢板12交替层叠，在层叠钢板12上，磁通通过切口部16a、16b，因此，即使在层叠钢板11上不减小侧桥19a、19b的宽度，也能够降低磁短路。具体而言，由于在层叠钢板12具有切口部16a、16b，因此，将各钢板上的永磁体与转子外周面之间的铁芯的截面积总计而得到的总截面积(即，将侧桥19a、19b的部分的截面积总计而得到的总截面积)成为1/2，其结果，能够降低磁短路。另外，在层叠钢板12上，在与邻接的另一极之间的部位形成有切口部16a、16b，由于不存在铁芯，因此，能够使切口部16a、16b处的磁阻大于侧桥19a、19b处的磁阻。而且，由于将层叠钢板11和层叠钢板12交替层叠，因此，能够使磁阻大于仅使用了层叠钢板11的情况下的磁阻。因而，通过降低切口部16a、16b处的磁短路，能够抑制磁通泄漏，从而能够向定子侧供给更多的磁通，能够谋求提高电动机效率。而且，在层叠钢板12上，由于在d轴磁通、q轴磁通所通过部分存在有铁芯，因此，能够维持期望的磁阻转矩。根据上述结构，由于冲切加工性、耐离心力性，即使在需要将侧桥19a、19b设为规定的宽度的情况下，由于存在切口部16a、16b，因此能够确保规定的宽度作为侧桥19a、19b的宽度，并且能够增大磁阻而抑制磁通泄漏。_2] 现有技术文献_3] 专利文献专利文献1:日本特开2011 — 4480号公报然而，由于上述的以往的永磁体嵌入式旋转电机利用形状不同的多种转子钢材构成了转子，因此，存在如下问题。首先，在制造转子时，需要用于制造转子钢材的多种冲切模具，导致存在构件、模具的管理变得复杂的问题。另外，形状不同的转子钢材的强度特性彼此不同。尽管如此，在以往的永磁体嵌入式旋转电机中，在多种转子钢材的彼此之中，需要使磁体、轴的形状、配置相同。因此，使得磁体、轴的形状、配置的设计范围大幅缩小。其结果，不得不使用较小的磁体、较细的轴，因此，较大程度地限制了旋转电机的转速或转矩。另夕卜，在通过层叠形状不同的多个种类的转子钢材而构成转子的情况下，在设计转子时，需要进行三维的磁场计算、强度计算，而存在计算负荷增大，而且计算精度下降的问题。另外，形状不同的多种转子钢材无法从作为整体构件的钢材上通过例如利用线切割等进行的去除加工来形成。因此，存在加工成本增大的问题。另外，由于以往的永磁体嵌入式旋转电机在构成转子的两种钢板中的一种钢板上具有侧桥19a、19b，因此，存在以下的问题。首先，由于具有侧桥19a、19b，因此，永磁体的泄漏磁通量依然残留不少，另外，磁阻也远大于零。这对增加使转子产生的转矩造成了妨碍。另外，由于以往的永磁体嵌入式旋转电机在转子上具有侧桥19a、19b，因此，转子轴向上的通风较差。该转子的通风较差成为了妨碍转子、特别是其中的永磁体冷却的原因。另外，由于在转子上具有侧桥19a、19b，因此，相对于离心力而言，支承永磁体的力变得不均匀，而存在有在永磁体内部产生较大的应力的问题。另外，通常，针对永磁体嵌入式旋转电机而言，在将转子钢材嵌合并固定于轴的情况下，在转子钢材上残留有周向上的组装残余应力。该组装残余应力主要残留的范围为在以转子轴为中心的圆周上未存在孔、切口的半径范围(即以环状相连接的范围)。以往例的情况下，由于存在侧桥19a、1%，因此，在转子的最外周具有环状区域，在该最外周的环状区域残留有拉伸残余应力。另外，在转子旋转时，在侧桥19a、19b上施加有由离心力引起的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体嵌入式电动机，该永磁体嵌入式电动机的一个极包括两个永磁体，并将多个极的永磁体嵌入到了转子内部，其特征在于，该永磁体嵌入式电动机包括转子，该转子的转子外周与收容上述永磁体的磁体嵌入孔连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：持田敏治，鸟羽章夫，大口英树，岛田大志，小林雄之，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP