永磁铁埋入型电动机的制作方法

文档序号:14328595阅读:264来源:国知局
永磁铁埋入型电动机的制作方法

本发明涉及永磁铁埋入型电动机。



背景技术:

在一般的永磁铁埋入型电动机中,在将被冲裁为规定形状的多个电磁钢板层叠固定而成的转子铁心,预先与极数对应地在周方向大致等间隔地设置有磁铁插入孔,在各磁铁插入孔插入有从轴向观察截面形状呈近似长方形的一个永磁铁。在磁铁插入孔的两端部与转子铁心的外周面之间存在薄壁部。这是因为:磁铁插入孔的两端部与转子铁心的外周面之间的部分成为从永磁铁的表面出来的磁通不通过定子铁心而进入永磁铁的其他表面从而不对输出作出贡献的、所谓的漏磁通的通道,因此多设计为强度上必要最低限度的壁厚。

然而,在具有这样的薄壁部的转子铁心中,比磁铁插入孔更靠径向外侧的部分与比磁铁插入孔更靠径向内侧的部分由薄壁部相连。由此,在提高电动机的转速上限的情况下,作用于转子的离心力的大小与转速的平方成比例,因此需要提高转子铁心的强度。

针对这种情形,例如,在专利文献1中公开有如下结构:将一个磁极的磁铁插入孔在周方向分割为多个(因此,一个磁极的永磁铁也在周方向被分割为多个),在其分割位置设置连结径向外侧的部分与径向内侧的部分的桥,意图实现相对于离心力的转子铁心的强度提高。另外,在该专利文献1中还公开有如下内容:考虑应力集中在形成于桥的根部的角部这一情况,在形成于桥的根部的角部设置圆弧部。

另外,在专利文献2中同样公开有如下内容:考虑应力集中在形成于桥的根部的角部这一情况,将桥本身形成为弯曲形状。

专利文献1:日本特开2002-281700号公报

专利文献2:国际公开第2009/069718号小册子

然而,在专利文献1所公开的结构以及专利文献2所公开的结构的任一个中,在近似长方形的截面形状的永磁铁与桥之间会产生缝隙,因此,与该缝隙量相应地,无法充分活用永磁铁的插入空间。换言之,永磁铁的周方向的尺寸被设定为小产生缝隙的量。因此,磁通量减少永磁铁的尺寸变小的量,导致效率、输出降低。另一方面,对于以使得不产生缝隙的方式将永磁铁的形状复杂化这一情况,会产生使永磁铁的制造成本大幅增加之类的其他问题。特别是在为了提高转子铁心的强度而设置桥的方式中,每一极的永磁铁的数量并非一个,因此永磁铁的成本增加对于永磁铁埋入型电动机整体来说是极大的问题。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述状况而完成的,其目的在于,提供一种既能够避免永磁铁的制造成本的增加、又能够提高转子铁心的强度、此外还能够实现输出的高效化的永磁铁埋入型电动机。

为了达成上述目的,本发明的永磁铁埋入型电动机具备:定子;以及转子,上述转子与上述定子对置、且被支承为能够旋转,上述转子针对每一个磁极具有多个分离的永磁铁,上述永磁铁埋入型电动机的特征在于,上述转子的转子铁心针对每一个磁极具有与多个上述永磁铁相同数目的分离的多个磁铁插入孔,在各个磁极中,在相邻的上述磁铁插入孔之间分别设置有桥,上述桥分别包括一对平行的直线部以及两对弯曲部,在上述多个永磁铁插入到对应的多个上述磁铁插入孔的状态下,一对上述直线部分别与对应的上述永磁铁的排列方向上的对应的端面接触,上述两对弯曲部与上述直线部的延长方向上的对应的端部连接,对应的一对上述弯曲部的间隔随着从上述直线部离开而扩大。

根据本发明,既能够避免永磁铁的制造成本的增加,又能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。

附图说明

图1是从侧方观察本发明的实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机的纵剖视图。

图2是沿着旋转轴方向观察图1的永磁铁埋入型电动机的转子的横剖视图。

图3是将在同一磁极所包含的磁铁插入孔的排列方向上构成端部的磁铁插入孔的周围放大示出的图。

图4是对本发明的实施方式2所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。

图5涉及图4的形状的说明,是示出应力与角度θ之间的关系的图表。

图6是对本发明的实施方式3所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。

图7是对本发明的实施方式4的第1例所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。

图8是对本发明的实施方式4的第2例所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。

图9是本发明的实施方式5所涉及的与图3相同方式的图。

图10是本发明的实施方式6所涉及的与图3相同方式的图。

图11是本发明的实施方式7所涉及的桥的局部放大图。

图12是本发明的实施方式8所涉及的与图3相同方式的图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明所涉及的永磁铁埋入型电动机的实施方式进行说明。此外,在图中,相同的附图标记表示相同或者对应的部分。

实施方式1.

图1是示出从侧方观察本发明的实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机的纵剖视图,图2是沿着旋转轴方向观察的图1的永磁铁埋入型电动机的转子的横剖视图。另外,对于图3以后的局部放大图,优先考虑图的明确性而省略了剖面线。

本实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机具备转子1、定子2、框架3、以及支架4。转子1具备转子铁心5、轴6、作为永磁铁的一个例子的稀土类磁铁7、以及端板8。

转子铁心5例如通过将被冲裁为规定形状的多个电磁钢板层叠固定而形成。转子铁心5的形状例如为近似圆环形状。转子铁心5具有多个磁铁插入孔9。多个磁铁插入孔9分别在转子铁心5中沿旋转轴方向延伸,在各个磁铁插入孔9,沿旋转轴方向插入有稀土类磁铁7。多个稀土类磁铁7的从转子1的旋转轴方向观察的截面形状为长方形。此外,上述多个磁铁插入孔9的详细情况后述。

在转子铁心5,在轴向的两端面分别安装有用于使得稀土类磁铁7不会从磁铁插入孔9脱出的端板8。端板8相对于转子铁心5的端面的安装方法并未图示,但例如为焊接、粘合、使用设置有贯通孔的螺栓或铆钉进行的紧固、设置有凹入部的压入等方法。

在设置于转子铁心5的中央的轴嵌合孔嵌合有轴6。轴6的一端经由轴承10而旋转自如地支承于框架3,轴6的另一端经由轴承11而旋转自如地支承于支架4。在轴承10的支承面敷设有用于施加预压力的波形垫片12。轴6例如截面呈圆形,并且轴嵌合孔也呈与之对应的圆形。

定子2构成为具备定子铁心13与绕组14。定子铁心13例如通过将被冲裁为规定形状的多个电磁钢板层叠固定而形成。定子铁心13的形状例如呈近似圆环形状。

在定子铁心13的径向内侧的部分,在周方向例如大致等间隔地设置有多个齿(未图示),在这些齿经由绝缘体(未图示)缠绕有绕组14。

定子2例如通过热装等方法被固定于框架3的内侧,并隔着规定的空隙30而与转子1对置地设置于转子1的外侧。

框架3经由轴承10支承转子1的反负载侧,并收容定子2。框架3例如是近似圆筒形状,其轴向的一端开口而呈凸缘状,在另一端设置有底。

支架4经由轴承11支承转子1的负载侧。支架4例如呈近似圆筒形状,其轴向的一端开口而呈凸缘状,在另一端设置有用于供轴6的输出端露出的孔。框架3与支架4使彼此的凸缘状部分抵接并通过螺纹固定等方式紧固。

接着,对磁铁插入孔9的详细情况进行说明。在本发明中,多个磁铁插入孔9按照一个磁极单位集中,这样的多个磁极单位的结构设置有与电动机的极数相同的数目。对具体的一个例子进行说明,图2所示的永磁铁埋入型电动机是6极极数的例子,具备6个磁极单位,在各个磁极单位中,分别分配有3个磁铁插入孔9。

多个磁铁插入孔9配置于转子铁心5的径向的外侧附近。在各个磁极中,3个磁铁插入孔9在与对应的磁极中心线MC正交的排列方向E上隔开间隔地排列。

在同一磁极单位中的相邻的两个磁铁插入孔9之间(在排列方向E上的两个磁铁插入孔9之间),形成有作为转子铁心5的一部分的桥15。在本实施方式1的例子中,在一个磁极单位中分配有3个磁铁插入孔9,因此在各个磁极单位中设置有两个桥15。桥15分别连接磁铁插入孔9的径向外侧的铁心外侧部分5a与磁铁插入孔9的径向内侧的铁心内侧部分5b。

即,转子1针对每一个磁极具有多个分离的稀土类磁铁7,转子1的转子铁心5针对每一个磁极具有与分配给一个磁极的多个稀土类磁铁7相同数目的分离的多个磁铁插入孔9,在各个磁极中,在相邻的磁铁插入孔9之间分别设置有桥15。

基于图2以及图3进一步详细地进行说明。图3是将在同一磁极所包含的磁铁插入孔9的排列方向E上构成端部的磁铁插入孔9的周围放大示出的图。在同一磁极所包含的3个磁铁插入孔9中的、在这些磁铁插入孔9的排列方向E上构成端部的两个磁铁插入孔9,形成有磁通屏障(flux barrier)21与定位台阶22。磁通屏障21设置于对应的磁铁插入孔9中的距对应的磁极中心线MC远的一侧,具有减少漏磁通、并使转子表面的磁通接近适宜的正弦波状的作用。另外,定位台阶22形成于形成有这种磁通屏障21的一侧。

桥15分别包括一对平行的直线部16以及两对弯曲部17。一对直线部16分别在多个稀土类磁铁7插入到对应的多个磁铁插入孔9的状态下,与对应的稀土类磁铁7中的排列方向E上的对应的端面7a面接触。但严格来说,在稀土类磁铁7与磁铁插入孔9之间具有用于使得能够进行组装的微小缝隙。两对弯曲部17与一对直线部16的延长方向(在本例中为与磁极中心线MC平行的方向)的对应的端部连接,对应的一对弯曲部17的间隔(在本例中为与磁极中心线MC正交的方向上的间隔)随着从直线部16离开而扩大。

作为一个例子,在本实施方式1中,在两对弯曲部17各自的与对应的直线部16相反的一侧,连接有折返部18的一端侧,在该折返部18的另一端侧连接有返回部19的一端侧,返回部19的另一端侧与对应的磁铁插入孔9的对应的磁铁保持部20连接。而且,至少弯曲部17的弯曲程度比折返部18的弯曲程度平缓。并且,弯曲程度按照折返部18、返回部19以及弯曲部17的顺序依次变得平缓。

此外,在图3的图示例中,折返部18、返回部19以及弯曲部17分别形成为圆弧状,由此,曲率半径按照折返部18、返回部19以及弯曲部17的顺序依次变大。使用图3中的附图标记进行说明,至少在弯曲部17与折返部18之间的关系中,弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2。并且,在折返部18、返回部19以及弯曲部17这3个部分的关系中,弯曲部17的曲率半径R1>返回部19的曲率半径R3>折返部18的曲率半径R2。另外,折返部18的圆弧中心处于返回部19与弯曲部17之间,返回部19以及弯曲部17的圆弧中心处于从对应的直线部16离开的一侧、并且处于返回部19与磁铁保持部20之间(包括位于磁铁保持部20上)。

换言之,在本实施方式1中,直线部16与磁铁保持部20并不直接连接,在直线部16与磁铁保持部20之间夹设有弯曲部17。特别是在图示例中,直线部16以依次夹设有弯曲部17、折返部18以及返回部19的方式与磁铁保持部20连接。

将返回部19的另一端侧的与磁铁保持部20连接的连接点(返回部19与磁铁保持部20的交点,与磁铁保持部20的前端一致)设为返回部的终点Y,在桥15中,将在桥宽度方向(磁铁的长边方向、上述排列方向E)上观察距直线部16最远的位置设为突端Z。此时,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y处于比突端Z更接近直线部16的位置。此外,作为突端Z的判断方法的一个例子,在考虑沿与磁铁保持部20正交的方向(沿着上述磁极中心线MC的方向)延伸的假想线V时,在该桥宽度方向上观察,距直线部16最远的假想线V与桥15的交点为突端Z。在图示例中,突端Z存在于折返部18。

在从磁铁保持部20的前端到桥15(直线部16)的距离Lg(在本例中为与磁极中心线MC正交的方向上的距离)的部分,在稀土类磁铁7的表面出入的磁通通过空隙30,成为使电动机的效率以及输出降低的因素,因此优选在制造上尽可能地将Lg设定得短。因而,在通过电磁钢板的冲裁加工形成的情况下,将Lg设定为板厚的1~2倍左右是合适的。另外,桥15的宽度Wb越大则耐离心力的强度越增加,另一方面,桥15的宽度Wb越小则漏磁通越减少且越能够确保稀土类磁铁7的周方向尺寸(在本例中为与磁极中心线MC正交的方向上的尺寸)较大,因此优选在能够确保足够的强度的范围内,在制造上尽可能地将Wb设定得短。在通过电磁钢板的冲裁加工形成的情况下,将Wb设定为板厚的1~1.5倍左右是合适的。

根据以上述方式构成的本实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机,能够得到如下的优点。在电动机的运转中,在由于转子的旋转而对转子作用有离心力时,在桥作用有较大的应力。这里,特别是在磁铁插入孔的磁铁保持部以几乎呈直角地交叉的方式与桥连接的状态下,在该交叉部作用有极大的应力而产生所谓的应力集中。另一方面,若在桥处使相邻的磁铁插入孔之间的部分弯曲,则可以预见能够稍稍缓和应力集中,但是与相邻的磁铁插入孔之间的部分所弯曲的量相应地,在磁铁插入孔中未被桥占据的空间内,存在无法在磁铁的配置中充分利用的区域,会产生阻碍输出的高效化的问题。并且,针对该问题,即便将磁铁的端面与桥的弯曲相配合地形成,也会产生磁铁的成本增加之类的其他问题。另外,对于应力集中的问题也同样,只要桥的位于相邻的磁铁插入孔之间的部分直接与磁铁保持部相连,就无法实现应力集中的大幅缓和。

针对这样的问题,在本实施方式1中,在桥中,相邻的磁铁插入孔之间的部分构成为直线部,该直线部的端部并不与磁铁保持部直接连接、而是与随着从直线部离开而间隔扩大的弯曲部连接。由此,在本实施方式1中,能够大幅减少在桥的直线部的端部可能产生的应力。另外,从弯曲部与空隙之间的关系来看,若增大弯曲部的曲率半径,则弯曲部平缓地弯曲而能够缓和应力集中,但另一方面空隙变大、通过空隙的磁通增加、存在电动机的效率以及输出降低的顾虑。反之,若缩小弯曲部的曲率半径,则空隙变小、通过空隙的磁通减少、能够避免电动机的效率以及输出的降低,但另一方面弯曲部急剧地弯曲而存在应力集中的缓和效果降低的顾虑。关于这点,在本实施方式1中,通过采用折返部、返回部以及弯曲部这样的多个弯曲情形,能够同时实现以下两点:获得应力集中的缓和效果,和抑制电动机的效率以及输出的降低。

另外,在桥中,相邻的磁铁插入孔之间的部分终究构成为直线部,因此能够将相邻的磁铁插入孔之间的区域的整体作为承担桥的强度的部分充分利用,并且即便使用长方形那样的简单形状的磁铁,也能够使磁铁的端面整体与桥抵接,不会在磁铁与桥之间产生大的缝隙而能够将磁铁完全配置于磁铁插入孔内。既能够避免永磁铁的制造成本的增加,又能够高效地获得磁铁的配置量从而实现输出的高效化。特别是在稀土类磁铁的情况下,通常在将材料的粉体烧制成大的长方体后切成所希望的小长方体来使用,因此在最终形状为长方体(即截面为长方形)的情况下,能够最为廉价地进行准备。反之,在设置曲面、倒角的情况下,需要额外的加工,会产生追加的成本。

另外,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y位于比突端Z更接近直线部16的位置,因此能够将从磁铁保持部20的前端到桥15的直线部16为止的距离Lg设定得短。由此,能够缩小由弯曲部、折返部、返回部形成的空隙的区域,通过该空隙的磁通减少,因此存在能够抑制电动机的效率以及输出的降低的优点。

如上,根据本实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机,既能够避免永磁铁的制造成本的增加,又能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。

实施方式2.

接下来,对本发明的实施方式2所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图4是对本实施方式2所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。另外,图5是示出与图4的形状的说明有关的应力和角度θ之间的关系的图。此外,本实施方式2除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同,换言之,本实施方式2是对上述实施方式1进行进一步限定的方式。

如图4所示,将弯曲部17的圆弧半径设为R,将折返部18的圆弧半径设为r。在本实施方式2中,弯曲部17、折返部18以及返回部19由使以弯曲部17与返回部19之间的间隔为直径(2×r)的半圆以从直线部16远离的方式呈扇状地旋转移动时的轨迹形成,并且该半圆的旋转移动角度为θ。此外,在本实施方式2中,至少在弯曲部17与折返部18之间的关系中,也是弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2。并且,在折返部18、返回部19以及弯曲部17这3个部分的关系中,弯曲部17的曲率半径R1>返回部19的曲率半径R3>折返部18的曲率半径R2。另外,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y处于比突端Z更接近直线部16的位置。

图5是桥宽度Wb=0.6(mm)、R=2(mm)、r=0.5(mm)时的作用有离心力的情况下的桥根部的应力集中位置ST(直线部16与弯曲部17之间的边界部)处的应力值的一个例子(弹性解析的结果)。该情况下的“应力”准确地说是被称为“米塞斯应力”的值,是指与1轴拉伸时的拉伸应力相当的值(用于屈服条件的判定)。图5中的σp表示允许值(OK/NG的阈值),考虑电磁钢板的强度或安全系数而设定。

在本实施方式2中,旋转移动角度θ被设定成如下的角度范围:在旋转移动角度θ与应力集中位置ST的应力σ之间的关系线(图5的线)上,形成为比允许值σp低的应力σ的角度范围。

根据本实施方式2,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。另外,通常弯曲部17的曲率半径R1远大于折返部18的曲率半径R2,因此通过使得弯曲部17的曲率半径R1>返回部19的曲率半径R3>折返部18的曲率半径R2,如本实施方式2的上述说明那样,容易得到R1=R3+(2×R2)的关系。即,通过使得弯曲部17的曲率半径R1>返回部19的曲率半径R3>折返部18的曲率半径R2,容易形成为弯曲部17与返回部19之间的间隔遍及上述角度θ的弧的范围都恒定的理想形状。

实施方式3.

接下来,对本发明的实施方式3所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图6是对本发明的实施方式3所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。此外,本实施方式3除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

在本实施方式3中,在折返部18、返回部19以及弯曲部17这3个部分的关系中,也是弯曲部17的曲率半径R1>返回部19的曲率半径R3>折返部18的曲率半径R2。但是,本实施方式3中的返回部19的曲率半径比上述实施方式1、2中的返回部19的曲率半径小。特别是在上述实施方式2中,其特征在于,弯曲部17、折返部18以及返回部19由使以弯曲部17与返回部19之间的间隔为直径(2×r)的半圆以从直线部16远离的方式呈扇状地旋转移动时的轨迹形成,但本实施方式3中的返回部19的曲率半径比具有上述特征的上述实施方式2中的返回部19的曲率半径小。此外,在本实施方式3中,至少在弯曲部17与折返部18之间的关系中,弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2,并且,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y处于比突端Z更接近直线部16的位置。

根据本实施方式3,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。特别是在本实施方式3中,与接近折返部18的一侧的弯曲部17与返回部19之间的间隔相比,接近直线部16的一侧的弯曲部17与返回部19之间的间隔小,因此,与上述实施方式1、2相比,可进一步期待能够缩短从磁铁保持部20的前端到桥15的直线部16为止的距离Lg这一效果。

实施方式4.

接下来,对本发明的实施方式4所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图7以及图8分别是对本发明的实施方式4的第1例以及第2例所涉及的桥的形状以及桥所带来的空隙的形状进行说明的图。此外,本实施方式4除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

本发明只要至少弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2即可,弯曲部17、折返部18、以及返回部19之间的关系并不限定于上述方式。

在图7所示的本实施方式4的第1例中,具有返回部19的曲率半径R3>弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2的关系。另外,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y处于比突端Z更接近直线部16的位置。另外,在图8所示的本实施方式4的第2例中,返回部19在图8的纸面中是呈直线状地延伸的部分,关于返回部19,不存在曲率半径R3。在图8中,在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y也处于比突端Z更接近直线部16的位置。

根据本实施方式4,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。另外,不论是在本实施方式4的第1例还是第2例中,均形成为弯曲部17的曲率半径R1>折返部18的曲率半径R2,并且在桥宽度方向上观察,返回部的终点Y也都处于比突端Z更接近直线部16的位置。由此,可实现能够缩短从磁铁保持部20的前端到桥15的直线部16为止的距离Lg这一效果。

实施方式5.

接下来,对本发明的实施方式5所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图9是本实施方式5所涉及的与图3相同方式的图。此外,本实施方式5除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

本实施方式5中的桥115分别包括与上述实施方式1相同的一对平行的直线部16、以及两对弯曲部117。两对弯曲部117与一对直线部16的延长方向上的对应的端部连接,对应的一对弯曲部117的间隔随着从直线部16离开而扩大。

另外,在两对弯曲部117各自的与对应的直线部16相反的一侧连接有折返部118的一端侧,在该折返部118的另一端侧连接有返回部119的一端侧,返回部119的另一端侧与对应的磁铁插入孔9的对应的磁铁保持部20连接。在本实施方式5中,折返部118、返回部119以及弯曲部117具有相同的弯曲程度,即折返部118、返回部119以及弯曲部117以相互没有明确的边界的方式配置,构成单一半径的一个圆弧(在本例中为半圆弧)。

此外,在图示例中,桥115的宽度Wb与实施方式1的桥15的宽度相同,从磁铁保持部20的前端到桥115(直线部16)为止的距离Lg设定成与上述实施方式1中的桥15的折返部18的圆弧的直径相同。

根据本实施方式5,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。

实施方式6.

接下来,对本发明的实施方式6所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图10是本实施方式6所涉及的与图3相同方式的图。此外,本实施方式6除了以下说明的部分外都与上述实施方式5相同。

本实施方式6中的桥215分别相当于维持相似关系而将上述实施方式5的桥115增大所形成的部分。桥215分别包括与上述实施方式1相同的一对平行的直线部16、以及两对弯曲部217。折返部218、返回部219以及弯曲部217以相互没有明确的边界的方式配置,构成单一半径的一个圆弧(在本例中为半圆弧)。在图示例中,桥215的宽度Wb与实施方式1的桥15的宽度相同,从磁铁保持部20的前端到桥215(直线部16)为止的距离Lg设定成与上述实施方式1中的桥15的弯曲部17的圆弧的直径相同。

根据本实施方式6,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。

实施方式7.

接下来,对本发明的实施方式7所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图11是本实施方式7所涉及的与图3相同方式的图。此外,本实施方式7除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

在本发明中,作为缓和应力集中的结构,设置有具有与直线部16之间的边界的弯曲部17这点很重要,将弯曲部17与磁铁保持部20相连的线对桥根部的应力的影响小,形状的自由度大。本实施方式7是由弯曲部、折返部以及返回部构成的线并非均匀的圆弧、不具有共用的圆弧中心、且在局部包含直线的方式的一个例子。

本实施方式7中的桥315分别包括与上述实施方式1相同的一对平行的直线部16以及两对弯曲部317。两对弯曲部317与一对直线部16的延长方向上的对应的端部连接,对应的一对弯曲部317的间隔随着从直线部16离开而扩大。

在两对弯曲部317各自的与对应的直线部16相反的一侧连接有折返部318的一端侧,在该折返部318的另一端侧连接有返回部319的一端侧,返回部319的另一端侧与对应的磁铁插入孔9中的对应的磁铁保持部20连接。在本实施方式7中,返回部319呈直线状地延伸。

更详细而言,两对弯曲部317由半径Ra的圆弧和半径Rb的圆弧构成,其中,半径Ra的圆弧的圆弧中心位于磁铁保持部20上、且遍及角度范围θa扩展,半径Rb的圆弧的圆弧中心位于从磁铁保持部20规定角度范围θa的线上、且遍及角度范围θb扩展。另外,折返部318由半径Rc的圆弧构成,该半径Rc的圆弧的圆弧中心位于规定与弯曲部317相关的角度范围θb的线上、且遍及角度范围θc扩展。并且,返回部319由从折返部318的终端部起以与磁铁保持部20正交的方式延伸的直线构成。

根据本实施方式7,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。

实施方式8.

接下来,对本发明的实施方式8所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图12是本实施方式8所涉及的与图3相同方式的图。此外,本实施方式8除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

在本实施方式8中,形成有与实施方式1相同的桥15以及空隙30(由弯曲部17、折返部18、返回部19以及稀土类磁铁7的对应的面围成的空间)。而且,在该空隙30配置有导磁率至少比空气大的材料31。

根据本实施方式8,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,此外还能够实现输出的高效化。并且,在本实施方式8中,在从磁铁保持部20的端部到桥15为止的距离Lg的部分中,在稀土类磁铁7的表面出入的磁通并不通过导磁率小的空气,能够进一步提高磁回路的效率,能够实现电动机的进一步的高效化、高输出化。

实施方式9.

接下来,对本发明的实施方式9进行说明。对于本实施方式9,若进行图示,则与图12相同。此外,本实施方式9除了以下说明的部分外都与上述实施方式1相同。

在本实施方式9中,作为在上述实施方式8中填埋空隙30的材料31,向空隙30注入混合树脂与粉末状的磁性材料而成的材料并成型。

根据本实施方式9,也能够避免永磁铁的制造成本的增加,并能够提高转子铁心的强度,还能够实现输出的高效化。另外,与实施方式8同样,能够进一步提高磁回路的效率,能够实现电动机的进一步的高效化、高输出化。并且,与填埋空隙的材料为固态物(例如细长的柱状的铁等)的情况相比,本实施方式9在将材料填充于空隙时生产性极佳。

此外,关于上述实施方式8以及9,作为与实施方式1的空隙组合的例子进行了说明,但并不限定于此,也能够将在实施方式8或9中说明了的材料填充于在实施方式2~7中产生的空隙。

以上,参照优选实施方式对本发明的内容具体地进行了说明,但自不必说本领域技术人员能够基于本发明的基本技术构思和启示而采用各种变形方式。

例如,在上述说明中,磁极数为6极,针对每一个磁极,磁铁插入孔以及稀土类磁铁被分割为3个,因而形成有两个桥,但本发明并不限定于此。由此,也能够作为以下的方式实施:在每一个磁极中磁铁插入孔以及稀土类磁铁被分割为两个而形成有一个桥的方式、或在每一个磁极中磁铁插入孔以及稀土类磁铁被分割为4个以上而形成有3个以上桥的方式。

另外,在本发明中,桥只要包括直线部以及弯曲部即可,关于在与旋转轴正交的截面上观察一端连接于直线部的弯曲部的另一端描绘何种线而与磁铁保持部连接,能够进行各种改变。

上述实施方式1~9的图示例图示出:在各个桥中,上下左右对称(关于与磁极中心线MC平行的方向以及排列方向E这双方的方向对称)地形成直线部、弯曲部、折返部以及返回部,但本发明并不限定于此。

另外,实施方式8以及9也能够以如下方式实施:利用导磁率至少比空气大的材料,对多个空隙中的一部分空隙进行填埋、或者对一个空隙的内部局部地进行填埋。

另外,本发明中使用的永磁铁并不限定于稀土类磁铁,也可以是其他种类的永磁铁,例如也能够使用铁氧体磁铁。

附图标记说明

1:转子;2:定子;7:稀土类磁铁(永磁铁);9:磁铁插入孔;15、115、215、315:桥;16:直线部;17、117、217、317:弯曲部;18、118、218、318:折返部;19、119、219、319:返回部;20:磁铁保持部;30:空隙;31:材料;E:排列方向;MC:磁极中心线;R1:弯曲部的曲率半径;R2:折返部的曲率半径;R3:返回部的曲率半径;Y:返回部的终点;Z:突端。

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