永磁电机及搭载有该永磁电机的电气设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种永磁电机及具有该永磁电机的电气设备。该永磁电机由转子以及定子构成，所述转子具有由磁性材料构成的多棱柱形状的转子芯、和设于该转子芯外周面上的永久磁铁，所述定子与该转子的外周面相对并且具有电气绕组。永久磁铁在与多棱柱形状的各个角部对应的位置具有截面为圆弧形状的凹部，在该凹部与相邻的凹部的中间位置具有最厚壁部，永久磁铁使该最厚壁部成为磁极中心而被磁化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及在由磁性材料构成的转子芯的外周面上固定设有永久 磁铁的永磁电机及搭载有该永磁电机的电气设备。
技术介绍
以往，永磁电机的固定设于转子芯外周面上的永久磁铁，主要利用结 合磁铁。在此，所谓结合磁铁是指，利用橡胶、热塑性树脂或热固性树脂 等结合材料将铁素体类或稀土类的永久磁铁粉末固化而形成的复合材料永 久磁铁。该结合磁铁由于含有结合成分，故与由烧结法制成的不含结合剂 成分的烧结磁铁相比，磁特性低。但是，这样的结合磁铁由于烧结带来的收缩问题少，故具有能够以高 尺寸精度制得环状、圓弧形状、薄壁形状等特殊形状的优点。并且，即使 形成这样的环状、圓弧形状、薄壁形状等特殊形状，也能够不产生裂痕或 缺损等问题。因此，近年来，环状的结合磁铁大多用作家电用电机或信息 设备用电机。在此，结合磁铁分为各向异性结合磁铁和各向同性结合磁铁。各向异 性结合磁铁由于在规定方向上产生强的磁力，故有助于电机的小型化或高 性能化。但是，在制造各向异性结合磁铁时，必须在磁场中一边将磁铁粉 末在规定方向上排列一边进行成型。尤其是，在制造将磁铁粉末以环状在 径向上排列的特殊形状的永久磁铁时，即使利用例如高顽磁性的稀土类磁铁粉末，其性能也难以达到100%。因此，在制造环状的永久磁铁时，多使用仅通过在无磁场中压缩成型或射出成型就能够简单地制造的各向同性结 合磁铁。另外，稀土类磁铁粉末通常价格比铁素体类磁铁粉末贵。因此，在使 用稀土类磁铁粉末制造环状的永久磁铁时，需要减薄永久磁铁径向的厚度， 降低磁铁粉末量。但是，若这样将永久磁铁的径向厚度减薄，则具有其表面的磁通波形与正弦波波形的背离变大的倾向。因此，在旋转使用这样的永久^f兹铁的电 机时，具有齿槽转矩变大、电机旋转时的声音或振动变大的问题。在此，对环状的永久磁铁的径向厚度与表面磁通波形的关系进行说明。 图16表示环状的永久磁铁的径向厚度与表面磁通波形的关系。在该图中，由磁强计(高斯计)测定具有八极磁极的外径50mm的稀土类各向同 性结合磁铁的表面磁通。并且，改变其内径，使其为46mm(磁4失壁厚2mm)、 42 mm(磁铁壁厚4mm )、38 mm(磁铁壁厚6mm )、35.6 mm(磁铁壁厚7.2mm ) 而进行测定。由该图可知，随着环状永久磁铁厚度的减薄，表面磁通的峰值降低。 另外，可知，随着环状永久磁铁厚度的减薄，表面磁通波形/人正弦波波形偏离。因此，为了使这样的表面磁通波形接近正弦波波形，提出有下述的技 术方案。曰本专利申请特开平6-217418号公报公开的技术为，将永久磁铁的 内周面形成圓筒形，将外周面形成非圓筒形。并且，将永久磁铁的磁极间 部的径向厚度设定为磁极中央部的径向厚度的0.3-0.7倍的范围。根据该 专利文献公开的技术，可使表面磁通波形接近正弦波波形，能够降低齿槽 转矩、噪音以及振动。另外，日本专利申请特开2003 - 111360号公报公开的技术是关于具有 被大致正弦波状磁化的多个磁极的环状永久磁铁。根据该专利文献公开的 技术，可使表面磁铁波形接近正弦波波形，能够降低齿槽转矩、噪音以及 振动。但是，在日本专利申请特开平6-217418号公报公开的技术中，永久 磁铁的凹凸部与定子相对配置，产生磁极间部的定子与永久》兹4失的间隔变 大、不能够有效地活用磁力的问题。另外，在日本专利申请特开2003 - 111360号公报公开的技术中，由于 使磁极间部的磁通为零而在不完全磁化的状态下被磁化，故产生不能够有 效地活用》兹力的问题。
技术实现思路
本技术的永磁电机，其由转子和定子构成，所述转子具有由磁性材料构成的多棱柱形状的转子芯、和设于所述转子芯的外周面上的永久眉兹多棱柱形状的各个角部对应的位置上具有截面为圓弧形状的凹部，在该凹 部与相邻的凹部的中间位置具有最厚壁部，所述永久磁铁使该最厚壁部成 为磁才及中心而净皮;兹化。另外，本技术包括一种上述永磁电机所使用的永久磁铁的制造方法。该制造方法包括如下的步骤磁铁粉末填充步骤，在形成有圆柱状贯通孔的模与具有与所述贯通孔同轴的中心轴的多棱柱形状的型芯之间填充磁铁粉末；压缩成型步骤，通过上沖杆和下冲杆将被填充的磁铁粉末进行 压缩成型；保持压力加压步骤，相对由压缩成型步骤成型的^兹铁蜂分末施加 规定的保持压力；移动步骤，在施加有规定的保持压力的状态下，使模以 及型芯移动而制成规定形状的永久磁铁。本技术通过以上的结构和制造方法，能够通过削减永久石兹4失的体 积来降低成本，并可实现永磁电机的高效化以及齿槽转矩、振动、噪音的 降低。另外，能够防止永久磁铁制造时产生的裂痕或缺损而提供一种高品 质的永/磁电才几。附图说明图1是本技术实施方式的电机的立体图。图2是本技术实施方式的电机的平面图。图3A是构成上述电机的转子的平面图。图3B是构成上述电机的转子的立体图。图4A、图4B是表示永久磁铁成型时的状况的说明图。图5是表示永久磁铁的制造工序的流程图。图6是基于永久磁铁的不同形状的电机性能的比较说明图。图7是对应各最厚壁部的厚度表示永久磁铁形状的凹部15的截面半径 与永久磁铁内部最大应力的关系的图表(永久磁铁外形30mm的情况)。图8是对应各最厚壁部的厚度表示永久磁铁形状的凹部15的截面半径 与永久磁铁内部最大应力的关系的图表(永久》兹铁外形40mm的情况)。图9是对应各最厚壁部的厚度表示永久磁铁形状的凹部15的截面半径 与永久磁铁内部最大应力的关系的图表(永久磁铁外形50mm的情况)。图10是基于永久^f兹铁的不同形状的破坏载荷的比较说明图。图11是本技术实施方式的电气设备(空调室内机)的构造说明图。图12是本技术实施方式的电气设备(空调室外机)的构造说明图。图13是本技术实施方式的电气设备(热水器)的构造说明图。 图14是本技术实施方式的电气设备(空气净化器)的构造说明图。图15B是本技术实施方式的其他电机的转子的立体图。图16是表示现有电机的基于永久磁铁的不同形状的表面磁通波形的说明图。具体实施方式以下，使用附图说明本技术的实施方式。 (实施方式)图1是本技术实施方式的永磁电机(以下，称为电机)的立体图， 图2是其平面图。本实施方式的电机是由转子101和与其外周面相对的定子103构成的8 极12槽的内转子型电机。转子101具有由磁性材料构成的转子芯3、配置 在转子芯3的中心部的轴2以及固定设置在转子芯3的外周面上的永久磁 铁l。定子103具有电气绕组102。图3A是构成本实施方式的电机的转子的平面图，图3B是其立体图。 转子芯3将薄板磁性钢板层积而构成，在中心部具有轴孔，外周面形成多 棱柱形状、具体地为八棱柱形状。对该多棱柱形状的各个角部进行倒角。永久磁铁1固定在转子芯3上，外周面成为圆柱形状。永久磁铁1的 内周面紧密贴附在转子芯3上，在与转子芯3的八棱柱形状的各个角部对 应的位置上设有八处凹部15。由永久,兹铁l的截面来看，各个凹部15形成 最薄壁部17，在各个凹部15与相邻的凹部15的中间位置形成有最厚壁部 16。并且，使最厚壁部16为磁极中心、最薄壁部17为磁极临界部而被磁 化。即，如图3A的NS所示地4皮》兹化。各个凹部15形成圆弧形状，其圆 弧半径R设定为4mm ~ 9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机，其由转子和定子构成，所述转子具有由磁性材料构成的多棱柱形状的转子芯、和设于所述转子芯的外周面上的永久磁铁，所述定子与所述转子的外周面相对并且具有电气绕组，其特征在于，　　　　所述永久磁铁在与所述多棱柱形状的各个角部对应的位置上具有截面为圆弧形状的凹部，在所述凹部与相邻的凹部的中间位置具有最厚壁部，所述永久磁铁使所述最厚壁部成为磁极中心而被磁化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：堤慎一，植田浩司，高野笃史，北绀竜次，高原宏和，南部靖生，渡辺彰彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：JP[日本]