永磁体嵌入型电动机制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种使定子线圈容易卷绕、能降低定子线圈的电感且能降低永磁体中产生的涡流的永磁体嵌入型电动机。永磁体嵌入型电动机(1)具备：转子(5)，该转子(5)包括具有使圆弧状曲面(7)在周向上以等角间距进行排列以构成连续的多个凸面的外周面的转子铁心(6)、和埋设于转子铁心(6)以位于圆弧状曲面(7)各自的内径侧的多个永磁体(9)；及定子(2)，该定子(2)包括将齿(3b)分别从圆环状的铁心后端(3a)朝径向内侧延伸设置且在周向上以等角间距进行排列以构成开口槽的定子铁心(3)、和具有以集中卷绕的方式分别卷绕于齿(3b)上的多个集中卷绕线圈(4a)的定子线圈(4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如适用于车辆用电动机的永磁体嵌入型电动机。
技术介绍
现有的永磁体同步电动机具备定子，该定子包括将多个分割铁心排列成圆环状而构成的定子铁心、和具有以集中卷绕的方式卷绕于各分割铁心的齿上的集中卷绕线圈的定子线圈；及转子，该转子将多个永磁体固定接合于圆筒的转子铁心的外周面而构成(例如，参照专利文献I)。专利文献I :日本专利特开平11-89197号公报
技术实现思路
在现有的永磁体同步电动机中，存在如下问题由于定子铁心的槽构成为具有从齿的前端朝周向延伸出来的檐部的半封闭槽，因此，定子线圈变得难以卷绕，且线圈的电感变大，在高速旋转时无法得到高输出。鉴于这种状况，若将定子铁心的槽构成为在齿的前端没有檐部的开口槽，则使定子线圈容易卷绕，且能降低线圈的电感。然而，通过永磁体的定子磁通在单位时间内的变化增大，永磁体的涡流会增加，永磁体的温度上升，产生会引起永磁体的磁通下降和热退磁的新问题。在半封闭槽中，齿前端的檐部引起磁饱和，磁通密度的变化缓和。但是，在开口槽中，可认为由于省略了齿前端的檐部，因此，磁通密度在齿的边缘部(周向端部)急剧变化，在永磁体中产生较大的涡流。本申请人不断地进行专心研究，发现了如下现象具有使圆弧状曲面在周向上以等角间距进行排列的外形形状的转子铁心(以下称为圆弧形转子铁心)和开口槽的组合相比于圆弧形转子铁心和半封闭槽的组合，能降低永磁体中产生的涡流。即，有一种观点认为，在利用了具有圆筒面的外形形状的转子铁心(以下称为圆筒形转子铁心)的情况下，通过将定子铁心的槽从开口槽变成半封闭槽，能降低在嵌入转子铁心内的永磁体中产生的涡流，而本申请人发现了与上述观点相反的现象，从而专利技术了本专利技术。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种使定子线圈容易卷绕、能降低定子线圈的电感且能降低永磁体中产生的涡流的永磁体嵌入型电动机。本专利技术所涉及的永磁体嵌入型电动机具备转子，该转子包括转子铁心和多个永磁体，该转子铁心具有使圆弧状曲面在周向上以等角间距进行排列以构成连续的多个凸面的外周面，该多个永磁体埋设于所述转子铁心以位于所述圆弧状曲面各自的内径侧，将埋设于相邻的所述圆弧状曲面的内径侧的所述永磁体进行磁化，以形成彼此不同的极性，从而构成磁极；及定子，该定子包括定子铁心和定子线圈，该定子铁心将齿分别从圆环状的铁心后端朝径向内侧延伸设置且在周向上以等角间距进行排列，以构成开口槽，该定子线圈具有以集中卷绕的方式分别卷绕于所述齿上的多个集中卷绕线圈，该定子围绕所述转子而配置。根据本专利技术，由于定子铁心构成为开口槽，因此，使定子线圈容易卷绕，可降低定子线圈的电感，在高速旋转时可得到高输出。由于利用了构成为开口槽的定子铁心、和具有使圆弧状曲面在周向上以等角间距进行排列以构成连续的多个凸面的外周面的转子铁心，因此，能降低永磁体中产生的涡流。因而，永磁体中的涡流损耗下降，可抑制永磁体的温度上升，从而能防止永磁体的磁通下降和热退磁。附图说明图I是示意性地表示本专利技术的实施方式I所涉及的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图。 图2是表示对本专利技术的实施方式I所涉及的永磁体嵌入型电动机中的永磁体的涡流损耗进行了解析的结果的图。图3是示意性地表示比较例I的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图。图4是示意性地表示比较例2的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图。图5是示意性地表示比较例3的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图。图6是对永磁体嵌入型电动机中的涡流损耗的降低机理进行说明的图。图7是对永磁体嵌入型电动机中的涡流损耗的降低机理进行说明的图。图8是示意性地表示适用于本专利技术的实施方式2所涉及的永磁体嵌入型电动机的定子铁心的端面图。图9是示意性地表示适用于本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体嵌入型电动机的定子铁心的端面图。图10是示意性地表示构成适用于本专利技术的实施方式4所涉及的永磁体嵌入型电动机的定子铁心的铁心片组的端面图。图11是示意性地表示适用于本专利技术的实施方式4所涉及的永磁体嵌入型电动机的定子铁心的端面图。图12是表示适用于本专利技术的实施方式5所涉及的永磁体嵌入型电动机的永磁体的端面图。图13是表示适用于本专利技术的实施方式6所涉及的永磁体嵌入型电动机的永磁体的端面图。图14是表示适用于本专利技术的实施方式7所涉及的永磁体嵌入型电动机的永磁体的立体图。具体实施例方式下面，利用附图，对本专利技术的永磁体嵌入型电动机的优选实施方式进行说明。实施方式I.图I是示意性地表示本专利技术的实施方式I所涉及的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图，图2是表示对本专利技术的实施方式I所涉及的永磁体嵌入型电动机中的永磁体的涡流损耗进行了解析的结果的图，图3是示意性地表示比较例I的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图，图4是示意性地表示比较例2的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图，图5是示意性地表示比较例3的永磁体嵌入型电动机的主要结构的剖视图，图6是对永磁体嵌入型电动机中的涡流损耗的降低机理进行说明的图，图7是对永磁体嵌入型电动机中的涡流损耗的降低机理进行说明的图。在图I中，永磁体嵌入型电动机I具备定子2，该定子2保持于外壳(未图示)；及转子5，该转子5保持于外壳并能旋转，且经由规定气隙配置于定子2的内周侧。定子2具备定子铁心3，该定子铁心3例如将冲裁成同一形状的多片电磁钢板层叠成一体而制成，包括圆环状的铁心后端3a、和6个齿3b,该6个齿3b分别具有一定的周向宽度，从铁心后端3a的内周面朝径向内侧延伸设置，且在周向上以等角间距进行排列；及定子线圈4，该定子线圈4由以集中卷绕的方式分别卷绕在定子铁心3的齿3b上的6个集中卷绕线圈4a构成。此处，由铁心后端3a和相邻的两个齿3b划分出的槽3c构成为在齿3b的前端没有檐部的开口槽。转子5具备转子铁心6，该转子铁心6例如将冲裁成同一形状的多片电磁钢板层 叠成一体而制成，具有使多个圆弧状曲面7在周向上以等角间距排列的外形形状；永磁体9，该永磁体9嵌入到转子铁心6的圆弧状曲面7的各自的内周侧；及轴10，该轴10贯穿转子铁心6的轴心位置，且与转子铁心6固定接合。转子铁心6是具有如下外形形状的圆弧形转子铁心圆弧状曲面7在周向上以45°的间距(I磁极间距)排列，4个凸面(圆弧状曲面7)在周向上连续设置。在与轴10的轴心Otl正交的截面上，圆弧状曲面7形成为以O1为中心的半径F1的圆弧，在周向的中央位置与以轴心Otl为中心的半径&的圆相内切。此外，在与轴10的轴心Otl正交的截面上，由以O1为中心的半径r2的圆弧和半径r3的圆弧围住的截面圆弧形的磁体插入孔8在转子铁心6的各圆弧状曲面7的内周侧形成为轴向贯通。另外，将通过圆弧状曲面7的周向中央位置和轴心Otl的线段称为磁极中心。永磁体9制作成与磁体插入孔8的内部形状相同的截面圆弧形状的长方形，插入磁体插入孔8而固定接合。而且，永磁体9安装于转子铁心6，使得N极和S极在周向上交替排列。构成N极磁极的永磁体9进行磁化，使得磁化方向与磁极中心平行且朝向径向外侧。同样地，构成S极磁极的永磁体9进行磁化，使得磁化方向与磁极中心平行且朝向径向内侧。另外，对于永磁体，使用例如烧结稀土类磁体。这样构成的永磁体嵌入型电动机I作为4极6槽的同步电动机来进行动作。此处，在图2中示出对本永磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体嵌入型电动机，其特征在于，具备：转子，该转子包括转子铁心和多个永磁体，该转子铁心具有使圆弧状曲面在周向上以等角间距进行排列以构成连续的多个凸面的外周面，该多个永磁体埋设于所述转子铁心以位于所述圆弧状曲面各自的内径侧，将埋设于相邻的所述圆弧状曲面的内径侧的所述永磁体进行磁化，以形成彼此不同的极性，从而构成磁极；及定子，该定子包括定子铁心和定子线圈，该定子铁心将齿分别从圆环状的铁心后端朝径向内侧延伸设置且在周向上以等角间距进行排列，以构成开口槽，该定子线圈具有以集中卷绕的方式分别卷绕于所述齿上的多个集中卷绕线圈，该定子围绕所述转子而配置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西村慎二，黑田洋一，井上正哉，枦山盛幸，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：