旋转电机、转子铁心的制造方法技术

旋转电机以及转子铁心的制造方法。提高旋转电机的性能。该旋转电机具有转子铁心(3)以及被埋入在转子铁心(3)中的多个永久磁铁(4)，转子铁心(3)具有多个磁极部(5)，多个磁极部(5)与多个永久磁铁(4)的配置对应地形成于周向的多处，并具有圆弧面(5a)，圆弧面(5a)在与轴向垂直的方向上的截面形状是曲率与转子铁心(3)的最大外径部分的圆周即外周圆(11)不同的圆弧形状。磁极部(5)的圆弧面(5a)的曲率半径(r)比转子铁心(3)的外周圆(11)的半径(R)小。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机、转子铁心的制造方法
公开的实施方式涉及旋转电机以及转子铁心的制造方法。
技术介绍
在专利文献1中记载了一种电动机，其具有以规定的间隔将永久磁铁埋入转子铁心中而得的磁铁埋入型的转子。专利文献1：日本特开2009-112166号公报当在上述电动机中谋求性能提高的情况下，希望转子铁心的形状进一步优化。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够提高性能的旋转电机以及转子铁心的制造方法。为了解决上述课题，根据本专利技术的一个观点，应用了旋转电机，该旋转电机具有转子铁心以及被埋入在所述转子铁心中的多个永久磁铁，所述转子铁心具有多个磁极部，所述多个磁极部与所述多个永久磁铁的配置对应地形成于周向的多处，并具有圆弧面，所述圆弧面在与轴向垂直的方向上的截面形状是曲率与所述转子铁心的最大外径部分的圆周即外周圆不同的圆弧形状。此外，根据本专利技术的其他的观点，应用了转子铁心的制造方法，该转子铁心是旋转电机的转子铁心，该转子铁心的制造方法具有如下步骤：通过将圆筒状的转子铁心的外周面的周向多处切掉，形成曲率与所述外周面不同的多个圆弧面，在未被切掉的部分形成构成所述外周面的一部分的多个突起部。根据本专利技术，能够提高旋转电机的性能。附图说明图1是示出实施方式的旋转电机的整体结构的一例的剖视图。图2是将转子铁心的相邻的3个磁极部的结构的一例放大示出的剖视图。图3是示出感应电压与齿槽转矩相对于外周圆与圆弧面之间的曲率半径比的变化曲线的一例的图。图4是将位于2个磁极部之间的1个突起部的结构的一例放大示出的剖视图。图5是示出负载电流相对于突起部的周向宽度比的变化曲线的一例的图。具体实施方式以下，参照附图对一个实施方式进行说明。<1：旋转电机的整体结构>参照图一对本实施方式的旋转电机1的整体结构的一例进行说明。另外，在图1中，省略框架、绕组以及轴等的图示。在图1中，旋转电机1具有定子铁心2、转子铁心3以及永久磁铁4。旋转电机1可以作为电动机而使用，也可以作为发电机而使用。定子铁心2的整体形成为大致圆筒形状，设于未图示的筒状的框架的内周。转子铁心3的整体形成为大致圆筒形状，固定于未图示的轴的外周并且配置为在径向上与上述定子铁心2的内周面相对。定子铁心2以及转子铁心3是分别将大致圆环状的薄板电磁钢沿轴的轴向(图1中的纸面垂直方向)层叠而形成的。在图1所示的例中，定子铁心2在内周部具有卷绕有未图示的绕组的多个齿(在该例中是36个)。此外，转子铁心3在外周部具有与多个永久磁铁4的配置对应地形成于周向(旋转方向)的多处的多个磁极部5(在该例中是12处)。在一例中，多个永久磁铁4沿着转子铁心3的外周方向埋入转子铁心3。磁极部5配置于相邻的2个永久磁铁4之间。由此，本实施方式的旋转电机1是所谓的12P36S(12极36槽)的槽组合结构。但是，旋转电机1的槽组合结构也可以是上述以外的结构。<2：转子铁心中的各磁极部的结构>使用图2对各磁极部5的结构的一例进行说明。图2将转子铁心3中的在周向上相邻的3个磁极部5放大示出。在该图2中，各永久磁铁4在与轴向垂直的方向的截面(以下，称作轴垂直截面)中形成为例如大致矩形形状。而且，在轴垂直截面中配置为朝向转子铁心3的外周侧(半径方向)打开的方式的大致V字状的一对永久磁铁4在转子铁心3的外周部埋入有多对。即，转子铁心3是所谓的IPM型(InternalPermanentMagnet：内置式永磁)。而且，在转子铁心3中的配置为大致V字状的一对永久磁铁4之间夹着的区域(V字的内周角区域)相当于磁极部5。V字状包含了2个永久磁铁4以不平行的方式排列、且2个永久磁铁4不接触的配置。例如，V字状的开口部能够朝向转子铁心3的半径方向。另外，有时也将转子铁心3的与定子铁心2相对的外周侧面中的、夹在一对永久磁铁4之间的区域的面(后述的圆弧面5a)称为磁极部，但在本实施方式中，也包含圆弧面5a的径向内侧的区域、即夹在一对永久磁铁4之间的内部区域而称为磁极部。而且，各磁极部5中的一对永久磁铁4在磁化方向上被磁化，使得在N极的磁极部5中，磁通互相相对，在S极的磁极部5中，磁通互相背离。例如，位于图2中的左侧的磁极部5由于一对永久磁铁4以磁通互相相对的方式被分别磁化，因此，是N极的磁极部。而且，多个磁极部5以在周向上相邻的磁极部5彼此是互相相反的极性的方式，在周向上等间隔配置。另外，上述“等间隔”并非严格的意思，容许在设计上、制造上的公差、误差等。即，是“实质地等间隔”的意思。各磁极部5具有圆弧面5a，该圆弧面5a在轴垂直截面中的形状是曲率与转子铁心3的最大外径部分的圆周即外周圆11不同的圆弧形状。此外，转子铁心3在相邻的磁极部5之间具有周向的宽度形成为规定的尺寸的突起部6。以下，依次对这些圆弧面5a和突起部6进行详细叙述。<3：关于各磁极部的圆弧面>在图2中，外周圆11是以位于未图示的轴的旋转轴上的中心OC为中心的半径R的圆周。转子铁心3形成为最大外径部分位于外周圆11上(换言之，内切)。即，转子铁心3的最大外径是2R。图2的2’是将朝向中心OC的定子铁心2的齿的边缘相连而得的假想的圆的圆周。设2’为定子铁心2的内周圆。作为各磁极部5的外周侧面的圆弧面5a形成为轴垂直截面中的形状是比转子铁心3的外周圆11的半径R小的曲率半径r的圆弧形状。圆弧形状的中心OA位于连接上述中心OC与磁极部5的周向上的中心位置P1(圆弧面5a的中心位置)的直线上的、距中心位置P1为曲率半径r处的径向内侧。另外，上述外周圆11和圆弧面5a等中的“圆”不是严格的意思，容许在设计上、制造上的公差、误差等。即，是“实质的圆”的意思。转子铁心3如上述那样，被设定为圆弧面5a的曲率半径r比外周圆11的半径R小。磁极部5可以是在圆弧5a的两侧部具有向内周侧凹陷的凹部(Y1，Y2)的形状(所谓的花瓣形状)。此外，磁极部5的圆弧面5a在该磁极部5的周向上的中心位置P1处位于外周圆11上。即，磁极部5在圆弧面5a的中心位置P1处与外周圆11内切。由此，定子铁心2的内周圆2’与转子铁心3的间隙d的大小在磁极部5的周向中心位置P处朝向磁极部5的周向两侧逐渐增大。例如，在磁极部5的圆弧面5a的中心位置处，定子铁心2的内周圆2’与转子铁心3的间隙d的大小最小。通过变更间隙d的大小、间隙d的增大率(曲率半径r)，能够变更磁通密度分布。因而，能够使间隙d的大小或者增大率最优化，使磁通密度分布近似于正弦波状，降低齿槽转矩。接下来，对圆弧面5a的曲率半径r的设定方法的一例进行说明。在图3中示出了感应电压与齿槽转矩相对于外周圆11与圆弧面5a的曲率半径比的变化曲线的一例。在该图3中，横轴与圆弧面5a的曲率半径r相对于外周圆11的曲率半径R的比r/R对应。此外，纵轴与将相对于如下情况的变化值的比例归一化而示出的数值对应，上述情况是指分别针对感应电压和齿槽转矩，将在外周圆11和圆弧面5a处曲率半径相同时(即比r/R＝100％)的最大值设为1的情况。在该图3所示的例子中，以感应电压和齿槽转矩都相对于曲率半径比r/R的增大而增大的方式变化。但是，感应电压在曲率半径比r/R为大约50％以上且大约90％以下时维持较高的值，与此相对，齿槽转矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，其中，该旋转电机具有：转子铁心；以及多个永久磁铁，它们沿着所述转子铁心的周向被埋入在所述转子铁心中，所述转子铁心包含磁极部，所述磁极部配置于沿着所述转子铁心的周向而相邻的2个永久磁铁之间，所述磁极部具有圆弧面，所述圆弧面在与所述转子铁心的轴向垂直的方向上的截面形状是曲率与外周圆不同的圆弧形状，所述外周圆是所述转子铁心的最大外径部分的圆周。

【技术特征摘要】
2015.10.13 JP 2015-2018261.一种旋转电机，其中，该旋转电机具有：转子铁心；以及多个永久磁铁，它们沿着所述转子铁心的周向被埋入在所述转子铁心中，所述转子铁心包含磁极部，所述磁极部配置于沿着所述转子铁心的周向而相邻的2个永久磁铁之间，所述磁极部具有圆弧面，所述圆弧面在与所述转子铁心的轴向垂直的方向上的截面形状是曲率与外周圆不同的圆弧形状，所述外周圆是所述转子铁心的最大外径部分的圆周。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述磁极部的所述圆弧面的曲率半径比所述转子铁心的所述外周圆的半径小。3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，所述曲率半径相对于所述半径的比例被设定为，与所述曲率半径等于所述半径的情况相比，齿槽转矩被降低至规定的比例以下，并且，感应电压的下降收敛在规定的比例以内。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的旋转电机，其中，所述磁极部在所述圆弧面的中心位置处与所述外周圆内切。5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，所述转子铁心包含多个磁极部，所述转子铁心还包含位于相邻的2个磁极部之间的突起部，所述突起部的外周侧的表面的至少一部分位于所述外周圆上。6.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，所述突起部具有侧面，所述侧面与所述圆弧面相接的点处的所述圆弧面的切线和所述侧面所成的角度为锐角。7.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，所述相邻的2个永久磁铁在与所述轴向垂直的方向的截面中配置为V字状，所述V字状的开口部朝向所述转子铁心的半径方向，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川功，浦边元基，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本,JP