电动机和具备该电动机的电气设备制造技术

本发明专利技术的电动机(100)具备定子(40)、转子(10)和一对轴承(30)。定子(40)具有形成为环状的定子芯(41)。转子(10)位于定子芯(41)的内周侧，该转子(10)具有轴(12)、转子芯(11)和粘结磁体(14)。粘结磁体(14)被填充在磁体孔(13)中。粘结磁体(14)形成有密度高的高密度部(14b)和密度比高密度部(14b)低的低密度部(14c)。在电动机(100)中，在轴(12)的轴心(12a)方向上，转子芯(11)的中心位置(11b)相对于定子芯(41)的中心位置(41b)位于高密度部(14b)存在的一侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备磁体埋入型转子的电动机和具备该电动机的电气设备，其中，该磁体埋入型转子为在转子芯的内部具有规定的间隔地填充多个永磁体。
技术介绍
以往，在使用了永磁体的电动机中，转子隔着间隙位于定子的内周侧。定子为大致圆筒状，产生旋转磁场。转子具备轴和转子芯。转子通过转子芯所具有的永磁体形成磁极。转子以轴为中心旋转。转子将永磁体用作转子芯的一部分。具体地说，在转子芯中形成供永磁体插入的磁体孔。在磁体孔中插入永磁体的小片等。如该结构的那样，永磁体埋入转子芯的内部而得到的电动机也叫作磁体埋入型(IPM：InteriorPermanentMagnet)电动机。为了实现如下的目的，转子广泛使用磁体埋入型转子。即，要实现的第一目的是在转子高速地旋转时相对于施加在转子的离心力确保转子的强度。要实现的第二目的是通过在转子芯的内部包括永磁体来使得在转子产生磁性凸极性(magnetsaliency)。如果在转子产生磁性凸极性，则在转子产生旋转转矩。旋转转矩除了产生磁转矩(magnettorque)还产生磁阻转矩(reluctancetorque)。永磁体广泛应用将Nd-Fe-B系的烧结磁体制成小片得到的永磁体、将铁氧体烧结磁体制成小片得到的永磁体等。在使用永磁体的小片的情况下，转子芯上形成的磁体孔形成为比永磁体的小片的外形稍大的尺寸。如果磁体孔为比永磁体的小片的外形稍大的尺寸，则组装转子时的操作性提高。操作性提高的理由如下。即，转子芯上形成的磁体孔是经由加工金属的工序而形成的。下面，将加工金属的工序称作金属加工工序。因而，由于对磁体孔实施高精度的加工，因此尺寸公差小。另一方面，上述的永磁体的小片是经由烧结磁体粉末等的工序而制成的。下面，将烧结磁体粉末等的工序称作烧结工序。烧结工序与在窑中烧制陶磁器等的工序相似。因而，经由烧结工序而得到的永磁体的小片有时产生翘曲、弯曲等变形。永磁体的小片所产生的变形如果能够经由通过磨石等进行研磨的工序则能够消除。下面，将用磨石等进行研磨的工序称作研磨工序。在电动机中，不会为了应对永磁体的小片所产生的变形而采用研磨工序。或者，在电动机中，即使采用了研磨工序，能够研磨的永磁体的小片的量也很少。而且，研磨永磁体的小片的精度低。因而，如上述的那样，在电动机中，通过使磁体孔的尺寸比永磁体的小片的外形稍大来应对永磁体的小片所产生的变形。此外，在使用研磨工序的情况下，发生如下的问题。也就是说，所谓问题是指需要设备、操作工序增加这些问题等。然而，在使磁体孔的尺寸比永磁体的小片的外形稍大的情况下，在转子芯与永磁体的小片之间产生间隙。在转子芯与永磁体的小片之间所产生的间隙作为磁阻产生作用。因而，在转子的表面产生的磁通密度下降。另外，由Nd-Fe-B系的烧结磁体、铁氧体烧结磁体等制成的永磁体的小片如陶磁器那样具有坚硬、脆这样的性质。因而，不能使永磁体的小片的形状复杂。具体地说，永磁体的小片采用如下的形状。即，永磁体的小片为截面形状是长方形的柱体。截面形状是长方形的柱体是平面状的板体。此外，永磁体的小片为截面形状是梯形的柱体。永磁体的小片为截面形状是圆弧状的柱体。截面形状是圆弧状的柱体是截面形状为大致U字状的板体。经由上述的成形过程而制成的任意一种的永磁体的小片的尺寸公差均大。因而，在采用这些永磁体的小片的情况下，在转子芯与永磁体的小片之间产生间隙。作为应对，在专利文献1中公开了一种磁体埋入型转子，将具有高能密度的永磁体的小片插入到磁体孔中后，在磁体孔中填充构成粘结磁体的混合物来得到该磁体埋入型转子。在磁体埋入型转子中，构成粘结磁体的混合物进入永磁体的小片与磁体孔之间的间隙中。进入间隙中的构成粘结磁体的混合物消除由于间隙而产生的磁阻。因而，从磁体埋入型转子发出的磁通密度提高。然而，Nd-Fe-B系的烧结磁体、铁氧体烧结磁体所具有的相对磁导率与空气的相对磁导率大致相同。这些相对磁导率的值比1.0稍大。同样地，包括Nd-Fe-B系的烧结磁体的粉末的粘结磁体、包括铁氧体烧结磁体的粉末的粘结磁体所具有的相对磁导率也与空气的相对磁导率大致相同。这些相对磁导率的值也比1.0稍大。换言之，包括Nd-Fe-B系的烧结磁体的粉末的磁体、包括铁氧体烧结磁体的粉末的粘结磁体等同于空气层。因而，即使在永磁体的小片与磁体孔之间的间隙中填充了上述的粘结磁体也不能期待从磁体埋入型转子发出的磁通密度的提高。另外，进入永磁体的小片与磁体孔之间的间隙中的混合物具有少许厚度。在产生该少许厚度的方向上，即使对构成粘结磁体的混合物进行磁化，能够从混合物得到的磁力也少。其理由是因为构成粘结磁体的混合物被反磁场大大影响。也就是说，进入永磁体的小片与磁体孔之间的间隙中的混合物所具有的磁力几乎无益于从磁体埋入型转子发出的磁通密度的提高。接着，如果使用具有比空气所具有的相对磁导率大的值的相对磁导率的粘结磁体、粘结磁性体，则能够期待从磁体埋入型转子发出的磁通密度提高。在以下的说明中，粘结磁体、粘结磁性体称作粘结磁体等。但是，在本结构中，认为粘结磁体等由于来自外部的磁场、来自永磁体的小片的磁场而达到磁饱和。在粘结磁体等达到了磁饱和的情况下，粘结磁体等所具有的相对磁导率下降到接近空气的相对磁导率的值。因而，该结构变为等于具有空气的层的状态，因此不能期待从磁体埋入型转子发出的磁通密度的提高。此外，作为粘结磁体的材料，饱和磁通密度高而且具有比空气所具有的相对磁导率大的值的相对磁导率的材料是有用的物质。接着，在专利文献2中公开了一种关于提高了相对磁导率的粘结磁体的技术。然而，在专利文献1中没有找到关于粘结磁体的相对磁导率、粘结磁体的导磁率的记载。当然，在使用粘结磁体等的情况下，确认粘结磁体等所具有的相对磁导率或者磁饱和、反磁场等的影响是重要的。专利文献1：日本特开平10-304610号公报专利文献2：国际公开第2012/157304号
技术实现思路
作为本专利技术的对象的电动机具备定子、转子、一对轴承。定子具有定子芯和绕组。定子芯形成为环状。绕组卷绕在定子芯上，用于流过驱动电流。转子位于定子芯的内周侧，该转子具有轴、转子芯和粘结磁体。轴的轴心位于定子芯的环状中心轴上。转子芯安装在轴上，在轴的轴心方向上构成柱体。转子芯包括沿轴心形成的外周面和沿外周面配置的多个磁体孔。粘结磁体是将磁体材料和树脂材料混合而成的。粘结磁体分别被填充于多个磁体孔中。粘结磁体在分别被填充于多个磁体孔中时，填充方向上形成密度高的高密度部和密度比高密度部低的低密度部。以夹着转子芯的方式配置一对轴承。一对轴承以使轴自由旋转的方式支承着轴。并且，转子具有多个d轴磁通通路和多个q轴磁通通路。在绕组中流过驱动电流时，多个d轴磁通通路产生因定子产生的旋转磁场而在转子产生的旋转转矩中的磁转矩。同样地，多个q轴磁通通路产生旋转转矩中的磁阻转矩。各个d轴磁通通路与多个粘结磁体分别交叉。各个q轴磁通通路分别沿着多个粘结磁体。在电动机中，在轴的轴心方向上，转子芯的中心位置相对于定子芯的中心位置而位于高密度部所存在的一侧。附图说明图1是构成本专利技术的实施方式1中的电动机的主要部分的立体组装图。图2是表示构成本专利技术的实施方式1中的电动机的主要部分的组装工序的流程图。图3是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的概要的截面图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机，具备：定子，其具有：定子芯，其形成为环状；以及绕组，其卷绕在所述定子芯上，用于流过驱动电流；转子，其位于所述定子芯的内周侧，该转子具有：轴，其轴心位于所述定子芯的环状中心轴上；转子芯，其安装在所述轴上，在所述轴的轴心方向上构成柱体，该转子芯包括沿所述轴心形成的外周面和沿所述外周面配置的多个磁体孔；粘结磁体，其是将磁体材料和树脂材料混合而成的，分别被填充在所述多个磁体孔中，所述粘结磁体在分别被填充于所述多个磁体孔中时，在填充方向上形成密度高的高密度部和密度比所述高密度部低的低密度部；以及一对轴承，所述一对轴承被配置成夹着所述转子芯，以所述轴自由旋转的方式来支承所述轴，其中，所述转子具有多个d轴磁通通路和多个q轴磁通通路，在所述绕组中流过所述驱动电流时，所述多个d轴磁通通路产生因所述定子产生的旋转磁场而在所述转子产生的旋转转矩中的磁转矩，所述多个q轴磁通通路产生所述旋转转矩中的磁阻转矩，各个所述d轴磁通通路与多个所述粘结磁体分别交叉，各个所述q轴磁通通路分别沿着多个所述粘结磁体，并且在所述轴心方向上，所述转子芯的中心位置相对于所述定子芯的中心位置位于所述高密度部存在的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 JP 2014-1889561.一种电动机，具备：定子，其具有：定子芯，其形成为环状；以及绕组，其卷绕在所述定子芯上，用于流过驱动电流；转子，其位于所述定子芯的内周侧，该转子具有：轴，其轴心位于所述定子芯的环状中心轴上；转子芯，其安装在所述轴上，在所述轴的轴心方向上构成柱体，该转子芯包括沿所述轴心形成的外周面和沿所述外周面配置的多个磁体孔；粘结磁体，其是将磁体材料和树脂材料混合而成的，分别被填充在所述多个磁体孔中，所述粘结磁体在分别被填充于所述多个磁体孔中时，在填充方向上形成密度高的高密度部和密度比所述高密度部低的低密度部；以及一对轴承，所述一对轴承被配置成夹着所述转子芯，以所述轴自由旋转的方式来支承所述轴，其中，所述转子具有多个d轴磁通通路和多个q轴磁通通路，在所述绕组中流过所述驱动电流时，所述多个d轴磁通通路产生因所述定子产生的旋转磁场而在所述转子产生的旋转转矩中的磁转矩，所述多个q轴磁通通路产生所述旋转转矩中的磁阻转矩，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川登史，吉川祐一，角治彦，冈田幸弘，植田浩司，堤慎一，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP