转子及电机制造技术

转子(12)具有圆形的转子芯(26)和多个θ磁体(28)。θ磁体(28)以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在磁体收容部(26b)中。在将θ磁体(28)的磁极所在的面的表面积记作S1[mm2]、转子芯的外周面的表面积记作S2[mm2]、转子的磁极数记作P、转子芯的最大外径记作Dr[mm]、转子芯的周向上的板状磁体的厚度记作Lm[mm]时，转子满足S1>S2/P…式(1)、0.665×10-4×P2-0.28×10-2×P+0.577×10-1<(Lm/Dr)<3.38×10-4×P2-1.86×10-2×P+3.36×10-1…式(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转子及电机
本专利技术涉及转子及电机。
技术介绍
以往，电机被用作各种各样的装置和产品的驱动。例如在打印机和复印机等办公设备、各种各样的家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力源用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，有时基于耐久性和电噪声的需求而使用无刷电机。作为这样的无刷电机的一种，已知有在转子中内置了永久磁铁的内置磁铁型(InteriorPermanentMagnet)。例如有如下这样的电机：转子轭中放射状地内置有板状的多个磁铁，并且各磁铁以相邻磁铁的同极在轭的周向上彼此相对的方式配置(例如参照专利文献1)。[在先技术文献][专利文献][专利文献1]日本特许第3425176号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕然而，为在上述电机的转子轭中使外周部的平均磁通密度提高，有采用剩磁通密度高的磁铁的方案，但存在招致成本上升这一需要解决的课题。本专利技术是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种提高电机所具有的转子外周部的平均磁通密度的技术。〔用于解决课题的手段〕为解决上述课题，本专利技术一个方案的转子具有圆形的转子芯和多个板状磁体。转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部。板状磁体以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容于磁体收容部。并且，在将板状磁体的磁极所在的面的表面积记作S1[mm2]、转子芯的外周面的表面积记作S2[mm2]、转子的磁极数记作P、转子芯的最大外径记作Dr[mm]、转子芯的周向上的板状磁体的厚度记作Lm[mm]时，转子满足以下式(1)、式(2)：S1>S2/P···式(1)、0.665×10-4×P2-0.28×10-2×P+0.577×10-1<(Lm/Dr)<3.38×10-4×P2-1.86×10-2×P+3.36×10-1···式(2)。根据该方案，每一个磁体的转子芯的外周面的表面积S2/P都比板状磁体的磁极所在的面的表面积S1小。即、从磁体的磁极所在的面出来的磁力线会通过作为更窄区域的转子的外周部，故能使转子与定子的间隙部的平均磁通密度达到磁体的剩磁通密度以上。另外，通过以转子的磁极数、转子芯的最大外径及板状磁体的平均厚度的关系满足上述式(2)的方式适当选择各值，能更加提高转子的平均磁通密度。转子芯可以是将多个电磁钢板或冷轧钢板层积而成的，并且在将电磁钢板或冷轧钢板的厚度记作T[mm]、相邻的板状磁体彼此的最短距离记作Wb[mm]，满足Wb≦5T···式(3)。若磁体彼此的最短距离较远，则存在轭芯中的磁短路导致有效磁束下降的倾向。因此，通过设计磁体彼此的最短距离Wb以满足式(3)，能抑制有效磁束(换言之为转子外周部的平均磁通密度)的下降。磁体收容部可以在转子芯的径向的转子芯中心侧的端部形成有在收容板状磁体的状态下成为间隙的径向防干涉部。径向防干涉部可以被设置成从所收容的板状磁体的转子芯中心侧端面起向转子芯的中心延伸的方式。由此，向磁体收容部插入板状磁体时的操作性提高。另外，能抑制从各磁体出来的磁束在转子芯内短路(磁短路)的情况。另外，径向防干涉部是向转子芯的中心延伸的，故能使板状磁体彼此的最短距离更小。磁体收容部可以在转子芯的径向的与转子芯中心侧相反一侧的端部、形成有在收容板状磁体后的状态下成为间隙的周向防干涉部。周向防干涉部可以被设置成从所收容的板状磁体的磁极表面起向转子芯向周向延伸。由此，向磁体收容部插入板状磁体时的操作性提高。另外，能抑制从各磁体出来的磁束在转子芯内短路(磁短路)。转子的磁极数P可以是12极、14极、16极、18极、20极的任一者。由此，能更加提高平均磁通密度。板状磁体的转子芯周向的厚度Lm可以是1mm～25mm的范围。转子芯的最大外径Dr可以是35mm～200mm的范围。本专利技术的另一方案是电机。该电机包括：配置有多个线圈的筒状的定子；被设在定子的中心部的上述转子；以及为定子的多个线圈供电的供电部。根据该方案，能提高转子外周部的平均磁通密度，有助于电机转矩的提高。此外，将以上构成要素的任意组合、本专利技术的表现形式在方法、装置、系统等间变换后的实施方式，作为本专利技术的方案也是有效的。〔专利技术效果〕通过本专利技术，能提高电机所具有的转子外周部的平均磁通密度。附图说明图1是第1实施方式的无刷电机的剖视图。图2是第1实施方式的转子的分解立体图。图3的(a)是将除轴承外的各部件安装于旋转轴的状态的转子的立体图；图3的(b)是将包括轴承在内的各部件安装于旋转轴的状态的转子的立体图。图4的(a)是第1实施方式的转子芯的俯视图；图4的(b)是表示在图4的(a)所示的转子芯中嵌入θ磁体后的状态的俯视图。图5的(a)是图4的(a)的A区域的放大图；图5的(b)是图4的(a)的B区域的放大图。图6是定子芯的俯视图。图7是卷绕线圈的绝缘体的立体。图8的(a)是本实施方式的定子及转子的俯视图；图8的(b)是本实施方式的定子及转子的立体图。图9是示意性地列举了与磁极数P和θ磁体厚度(Lm[mm])/转子芯最大外径(Dr[mm])相应的转子的磁体配置的图。图10是按各磁极数分别表示了θ磁体厚度/转子芯最大外径(Lm/Dr)与间隙部的平均磁通密度Bg的关系的图。图11是表示了Bg/Br>1.0的磁极数P与θ磁体厚度/转子芯最大外径(Lm/Dr)的关系的图。图12的(a)是第2实施方式的无防干涉部的转子芯的俯视图；图12的(b)是第2实施方式的无防干涉部、且外周被切断开的转子芯的俯视图。图13的(a)是第3实施方式的转子芯的俯视图；图13的(b)是第3实施方式的变形例的转子芯的俯视图。图14的(a)是图13的(a)的C区域的放大图；图14的(b)是图13的(a)的D区域的放大图。图15的(a)～图15的(c)是表示第4实施方式的转子芯的一例的俯视图。图16的(a)是表示第1变形例的转子芯的一例的俯视图；图16的(b)是图16的(a)的G区域的放大图。图17的(a)～图17的(h)是表示第1变形例的转子芯的其它例子的俯视图。图18的(a)是表示第2变形例的转子芯的一例的俯视图；图18的(b)是图18的(a)的H区域的放大图。图19的(a)～图19的(h)是表示第2变形例的转子芯的其它例子的俯视图。图20的(a)是表示第3变形例的转子芯的一例的俯视图；图20的(b)是图20的(a)的I区域的放大图。图21的(a)～图21的(h)是表示第3变形例的转子芯的其它例子的俯视图。图22的(a)、图22的(b)是表示第4变形例的转子芯的一例的俯视图。图23的(a)、图23的(b)是表示第5变形例的转子芯的一例的俯视图。图24的(a)、图24的(b)是表示第6变形例的转子芯的一例的俯视图。具体实施方式以下参照附图说明本专利技术的实施方式。在附图的说明中，对相同的要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的构成仅为例示，并非对本专利技术的范围施加任何限定。以下以内转子型的无刷电机为例进行说明。(第1实施方式)[无刷电机]图1是第1实施方式的无刷电机的剖视图。第1实施方式的无刷电机(以下有时称作“电机”)100具有前端盖10、转子12、定子14、后端盖16、外壳18、供电部20。前端盖10是板状的部件，以能在中央贯穿旋转轴24的方式形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，包括：圆形的转子芯，和多个板状磁体；上述转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部；上述板状磁体以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容于上述磁体收容部；将板状磁体的磁极所在的面的表面积记作S1[mm2]、转子芯的外周面的表面积记作S2[mm2]、转子的磁极数记作P、转子芯的最大外径记作Dr[mm]、转子芯的周向上的板状磁体的厚度记作Lm[mm]时，满足以下式(1)、式(2)：S1>S2/P···式(1)、0.665×10‑4×P2‑0.28×10‑2×P+0.577×10‑1<(Lm/Dr)<3.38×10‑4×P2‑1.86×10‑2×P+3.36×10‑1···式(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.31 JP 2013-0179761.一种转子，包括：圆形的转子芯，和多个板状磁体；上述转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部；上述板状磁体以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容于上述磁体收容部；将转子的磁极数记作P、转子芯的最大外径记作Dr[mm]、转子芯的周向上的板状磁体的厚度记作Lm[mm]时，满足以下式(2)：0.665×10-4×P2-0.28×10-2×P+0.577×10-1<(Lm/Dr)<3.38×10-4×P2-1.86×10-2×P+3.36×10-1…式(2)。2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，将板状磁体的磁极所在的面的表面积记作S1[mm2]、转子芯的外周面的表面积记作S2[mm2]时，满足以下式(1)：S1>S2/P…式(1)。3.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，上述转子芯是将多个电磁钢板或冷轧钢板层积而成的；将上述电磁钢板或冷轧钢板的一张的厚度记作T[mm]、相邻的板状磁体彼此的最短距离记作Wb[...

【专利技术属性】
技术研发人员：胁田忠行，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP