永久磁铁嵌入式电动机制造技术

本发明专利技术的转子铁芯（5）包括：多个第一铁芯（5A），其通过层叠多个电磁钢板而形成，配置在各永久磁铁（7）的径向外侧；以及第二铁芯（5B），其由内侧铁芯（5B1）和多个磁极间铁芯（5B2）形成，其中，内侧铁芯（5B1）通过层叠机械强度比上述各第一铁芯（5A）的多个电磁钢板的机械强度高的多个电磁钢板（高强度钢板）而形成，配置在各永久磁铁（7）的径向内侧，多个磁极间铁芯（5B2）与内侧铁芯（5B1）一体形成，配置在各永久磁铁（7）的磁极间（17），各磁极间铁芯（5B2）以限制各第一铁芯（5A）的位置的方式从各第一铁芯（5A）的周向端部（5A2）一直形成至内侧铁芯（5B1），在各永久磁铁（7）与各磁极间铁芯（5B2）之间形成有磁通屏障（16）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及永久磁铁嵌入式电动机。
技术介绍
通常，永久磁铁嵌入式电动机包括：定子铁芯；以及转子，其在配置于定子铁芯内径侧的转子铁芯的内部嵌入有永久磁铁。转子铁芯是将电磁钢板冲裁成规定形状并将多个冲裁出的电磁钢板进行叠铆而形成的，在转子铁芯中，与永久磁铁的磁极数对应地沿周向大致等间隔地形成有磁铁插入孔。各磁铁插入孔分别在轴向上延伸，在各磁铁插入孔的内部插入有永久磁铁。这里，插入在各磁铁插入孔中的永久磁铁的径向外侧面与径向内侧面通过形成在永久磁铁的磁极间的薄壁部连接。而且，由各永久磁铁产生的磁通穿过定子铁芯的后轭部后重新返回到转子铁芯。然而，从各永久磁铁的表面出来的磁通的一部分因穿过薄壁部而滞留在转子铁芯的内部，成为不穿过后轭部而返回到永久磁铁的漏磁通。即，从各永久磁铁的一个表面出来的磁通的一部分不穿过定子铁芯，而是穿过薄壁部进入永久磁铁的另一表面。这样的漏磁通对转矩没有贡献，并且成为转子铁损增加的主要原因，因此优选尽可能地抑制漏磁通。这样，形成在磁极间的薄壁部成为漏磁通的通路，因此优选尽可能地减小其宽度。然而，由于永久磁铁嵌入式电动机的转子高速旋转时离心力作用于永久磁铁，在提高转子转数的上限的情况下，作用于转子铁芯各部分的离心力与转数的平方成比例地增大。因此，需要提高转子铁芯的薄壁部中用于支承永久磁铁的径向外侧面的部分的强度，例如需要使该薄壁部的宽度与转数的平方成比例地增大。除了增大磁极间的薄壁部的宽度以外，作为提高转子铁芯的强度的方法，可考虑分别将构成各磁极的永久磁铁和磁铁插入孔沿周向分割成两个以上，并在分割出的各磁铁插入孔之间设置用于连结转子铁芯的径向外侧和径向内侧的桥部。然而，该桥部与上述磁极间的薄壁部一样会成为漏磁通的通路，并且磁铁的周向宽度减小相当于桥部宽度的量。因此，存在下述问题：由于设置桥部并且使磁铁的周向宽度减小，所以对转矩有贡献的有效磁通减少，为了对此进行弥补而需要增大永久磁铁嵌入式电动机的整体结构。作为不借助于设置桥部的方法，可考虑在转子铁芯使用机械强度比由硅钢或阿姆克铁(Armco iron)等构成的电磁钢板优越的钢板(以下称为“高强度钢板”)。但是，通常高强度钢板与电磁钢板相比磁特性特别是铁损特性较差，因此如果将转子铁芯整体从电磁钢板置换为高强度钢板，则会导致转子铁损大幅增加。因此，需要考虑在产生转子整体的铁损中的大部分铁损的部分即永久磁铁的径向外侧的部分使用由电磁钢板构成的铁芯，在其他部分使用由高强度钢板构成的铁芯等的方法。例如下述专利文献1所示的电动机中，旋转轴由多个在永久磁铁的径向外侧的铁芯部(以下称为“A部”)和A部以外的铁芯部(以下称为“B部”)构成。B部由各永久磁铁的径向内侧的铁芯部和各磁极间的铁芯部构成。A部使用磁特性优越的硅钢或阿姆克铁等，B部使用机械强度比A部优越的碳钢等。而且，磁极间的铁芯部形成为T形。以下，将该T形铁芯部称为“卡合部”。卡合部在各磁极间从B部的外周部延伸至径向外侧，其前端分支而形成为T形。进而，在呈T形分支的部分的前端形成有与A部的周向端部的凸部卡合的凹部。采用这种结构，能够防止A部的铁芯部因旋转轴旋转所产生的离心力而脱离旋转轴。专利文献1：日本特开2008－154329号公报
技术实现思路
然而，根据上述专利文献1的现有技术，虽然能够提高耐离心力强度，但是该文献中没有公开减少漏磁通的方法。即，存在下述问题：由于T形的卡合部成为漏磁通的通路，虽然能够提高耐离心力强度，但是无法抑制铁损和漏磁通增加。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种永久磁铁嵌入式电动机，其能够确保耐离心力的机械强度，并且能够抑制铁损和漏磁通增加。为了解决上述问题、实现专利技术目的，本专利技术提供一种在转子铁芯中嵌入有多个磁铁的永久磁铁嵌入式电动机，其中，上述转子铁芯包括：多个第一铁芯，其通过层叠多个电磁钢板而形成，配置在上述各磁铁的径向外侧；以及第二铁芯，其由内侧铁芯和多个磁极间铁芯形成，其中，上述内侧铁芯通过层叠机械强度比上述各第一铁芯的多个电磁钢板的机械强度高的多个电磁钢板而形成，配置在上述各磁铁的径向内侧，上述多个磁极间铁芯与上述内侧铁芯一体形成，配置在上述各磁铁的磁极间，上述各磁极间铁芯以限制上述各第一铁芯的位置的方式从上述各第一铁芯的周向端部一直形成至上述内侧铁芯，在上述各磁铁与上述各磁极间铁芯之间形成有磁通屏障。根据本专利技术，起到能够确保耐离心力的机械强度并能够抑制铁损和漏磁通增加的效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的永久磁铁嵌入式电动机的概略结构的纵截面图。图2是图1所示的转子铁芯的A－A向视截面图。图3是在图2的磁铁插入孔中嵌入有永久磁铁的转子的截面图。图4是图3所示的磁极间铁芯及其周边的放大图。图5是本专利技术的实施方式2涉及的永久磁铁嵌入式电动机的转子铁芯的截面图。图6是本专利技术的实施方式3涉及的永久磁铁嵌入式电动机的转子铁芯的截面图。符号说明1转子；2定子；3壳体；3a凸缘部；3b支承面部；3c凹部；4托架；4a凸缘部；4b支承面部；4c凹部；4d孔；5转子铁芯；5A第一铁芯；5A1外周面；5A2周向端部；5A21径向抵接面；5A22周向抵接面；5A23周向前端部；5A3径向内侧面；5B第二铁芯；5B1内侧铁芯；5B1a径向外侧面；5B1b突起；5B2磁极间铁芯；5B2a外周面；5B21主干部；5B22枝部；5B22A、5B22A－1、5B22A－2前端部；5B22a周向抵接面；5B22b径向抵接面；6轴；7永久磁铁(磁铁)；7a径向外侧面；7b径向内侧面；7c周向端面；8端板；9磁铁插入孔；10、11轴承；12波形垫圈；13定子铁芯；14绕组；15间隙；16磁通屏障；16a、16b区域；17磁极间；18轴嵌合孔；19易磁化方向；100永久磁铁嵌入式电动机。具体实施方式下面，基于附图来详细说明本专利技术涉及的永久磁铁嵌入式电动机的实施方式。另外，本专利技术不限于该实施方式。实施方式1图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的永久磁铁嵌入式电动机100的概略结构的纵截面图。图2是图1所示的转子铁芯5的A－A向视截面图。图3是在图2的磁铁插入孔9中嵌入有永久磁铁7的转子1的截面图。图4是图3所示的磁极间铁芯5B2及其周边的放大图。永久磁铁嵌入式电动机100包括转子1、定子2、壳体3、以及托架4。壳体3形成为有底圆筒状，在壳体3的轴向一端朝向径向外侧形成为凸缘状。形成为凸缘状的凸缘部3a以与形成于托架4的凸缘部4a接触的方式配置。在壳体3的轴向另一端(底部)的中心部，形成有朝向转子1的非负载侧(图1的下方侧)突出的凹部3c。在该凹部3c配置有轴承10，其用于支承转子1的非负载侧的轴6。另外，在凹部3c的底面(支承面部3b)与轴承10之间配置有波形垫圈12。波形垫圈12在轴向上对轴承10的外圈施力，由此能够对轴承10施加预压来抑制轴6的振动。托架4形成为圆筒状，托架4的轴向一端朝向径向外侧形成为凸缘状。形成为凸缘状的凸缘部4a以与形成于壳体3的凸缘部3a接触的方式配置。在托架4的轴向另一端的中心部，形成有朝向转子1的负载侧(图1的上方侧)突出的凹部4c。在该凹部4c配置有用于支承转子1的负载侧的轴6的轴承11。在凹部4c的底面(支承面部4b)的中心形成有用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁嵌入式电动机，其在转子铁芯中嵌入有多个磁铁，所述永久磁铁嵌入式电动机的特征在于：所述转子铁芯包括：多个第一铁芯，其通过层叠多个电磁钢板而形成，配置在所述各磁铁的径向外侧；以及第二铁芯，其由内侧铁芯和多个磁极间铁芯形成，其中，所述内侧铁芯通过层叠机械强度比所述各第一铁芯的多个电磁钢板的机械强度高的多个电磁钢板而形成，配置在所述各磁铁的径向内侧，所述多个磁极间铁芯与所述内侧铁芯一体形成，配置在所述各磁铁的磁极间，所述各磁极间铁芯以限制所述各第一铁芯的位置的方式从所述各第一铁芯的周向端部一直形成至所述内侧铁芯，在所述各磁铁与所述各磁极间铁芯之间形成有磁通屏障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种永久磁铁嵌入式电动机，其在转子铁芯中嵌入有多个磁铁，所述永久磁铁嵌入式电动机的特征在于：所述转子铁芯包括：多个第一铁芯，其通过层叠多个电磁钢板而形成，配置在所述各磁铁的径向外侧；以及第二铁芯，其由内侧铁芯和多个磁极间铁芯形成，其中，所述内侧铁芯通过层叠机械强度比所述各第一铁芯的多个电磁钢板的机械强度高的多个电磁钢板而形成，配置在所述各磁铁的径向内侧，所述多个磁极间铁芯与所述内侧铁芯一体形成，配置在所述各磁铁的磁极间，所述各磁极间铁芯以限制所述各第一铁芯的位置的方式从所述各第一铁芯的周向端部一直形成至所述内侧铁芯，在所述各磁铁与所述各磁极间铁芯之间形成有磁通屏障。2.根据权利要求1所述的永久磁铁嵌入式电动机，其特征在于：所述磁通屏障从所述各第一铁芯与所述各磁极间铁芯的抵接面一直形成至各磁铁的周向端面。3.根据权利要求1所述的永久磁铁嵌入式电动机，其特征在于：所述内侧铁芯具有多个突起，该突起形成于所述内侧铁芯与所述各磁铁接触的径向外侧面的周向两端部，并且限制所述磁铁的位置，所述磁通屏障从所述各第一铁芯与所述各磁极间铁芯的抵接面一直形...

【专利技术属性】
技术研发人员：桶谷直弘，马场和彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP