永磁体旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及永磁体旋转电机，尤其涉及能够实现高速大容量且低转矩脉动化 的永磁体旋转电机。
【背景技术】
[0002] 在稀土类磁体特别是钕磁体的高性能化的同时，使用了这种磁体的永磁体旋转电 机不断进行着大转矩化、大容量化以及高速化。就这些电机而言，以电动冲压用驱动永磁体 旋转电机为代表，作为规格达到了转矩为数十kNm，转速为数百转/分，容量为1000kW。在这 些永磁体旋转电机中，作为永磁体使用了高性能的钕磁体，因此无需活用磁阻转矩。因此， 采用将永磁体配置在转子铁芯的外表面的所谓的表面磁体式永磁体旋转电机的例子较多。 通过该结构，完成一种永磁体旋转电机，其产生大致与电流成比例的转矩，所谓的伺服特性 良好，对于体型而言的转矩密度较高，转矩脉动较小。
[0003] 另一方面，为了应对主设备的大型化、旋转电机的廉价化，不断寻求相同体型下的 永磁体旋转电机的容量（转矩X转速）进一步提升。这能够通过使旋转电机高速化而使 成本的增加最小来达成。
[0004] 在该高速大容量化的表面磁体式永磁体旋转电机的课题中，存在如下课题：牢固 的磁体保持机构、转子所产生的损失最小化以及降低转矩脉动等。
[0005] 在电动冲压用永磁体旋转电机中存在将永磁体收纳在层叠硅钢片中的所谓的埋 入构造的永磁体转子，表面磁体式永磁体旋转电机一长一短，本实用新型以具有上述特征 的表面磁体式永磁体旋转电机为对象。
[0006] 在表面磁体式永磁体旋转电机中米用如下结构：将永磁体配置在转子表面，并在 永磁体间配置磁体按压件。特别地，为了确保强度而优选导电性金属的磁体按压件。但是另 一方面，导电性金属的磁体按压件在永磁体的空隙磁通、定子绕线上产生的磁通的作用下， 会在磁体按压件内部产生阻碍旋转电机高速化的涡流损耗。该涡流损耗存在对相同体型下 的容量提升起相反作用的缺点。
[0007] 作为这种永磁体旋转电机的磁体保持的公开例，存在日本特开2013-62897号公 报（专利文献1)。在专利文献1中，公开了如下构造：以表面磁体构造在转子铁芯的外周 配置永磁体，在该永磁体间，作为磁体保持构件，利用T字形的磁体按压件进行永磁体的周 向定位和磁体保持。
[0008] 此外，作为其他的磁体保持方法，存在日本特开平9-19092号公报（专利文献2)。 在专利文献2中，公开了如下方法：在永磁体的两端设置倾斜部，在永磁体间配置具有与该 倾斜一致的倾斜部的隔离件，通过将隔离件螺纹固定于转子铁芯来进行固定。其中，公开 了配置第一隔离件和第二隔离件的构造，对于第一隔离件而言，在周向上每隔一个改变隔 离件的厚度，使其具有与磁体大致相同的厚度，隔离件固定于转子铁芯，对于第二隔离件而 言，使隔离件的厚度小于永磁体的厚度，在隔离件与转子铁芯之间设置空隙，该第二隔离件 通过固定构件固定于永磁体的倾斜部。
[0009] 另外，作为其他的磁体保持方法，存在日本特开2001-268830号公报（专利文献 3)。在专利文献3中，公开了如下构造。将把圆周向外周端部减薄成大致锥状的多个弧形 永磁体等间隔地相离配置，并且在圆筒状的轭铁的外周表面设置沿轴向的槽部。该位置与 永磁体隔开的位置相对应。在该结构下，将与楔部和嵌合部构成为一体的轨道状构件沿轴 向插入，用粘接剂将永磁体、轭铁以及轨道状构件固定为一体，上述楔部按压弧形永磁体外 周端部，上述嵌合部嵌合于圆筒形轭铁的槽部。
[0010] 另外，作为其他的磁体保持方法，存在日本特开2013-135506号公报（专利文献 4)。在专利文献4中，公开了如下构造：将从由树脂制成的圆盘状保持件在轴向上延伸的 T字形的磁体保持件配置在永磁体间，通过将其固定于圆盘从而保持永磁体，上述圆盘配置 于圆盘状的保持件的轴向相反侧。
[0011] 专利文献1 :日本特开2013-62897号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开平9-19092号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开2001-268830号公报
[0014] 专利文献4 :日本特开2013-135506号公报 【实用新型内容】
[0015]在上述专利文献1中，磁体按压件的材质并无特别限定，但是在非金属的情况下 在强度上存在困难。此外，在导电性金属的情况下，永磁体被T字形的磁体按压件从外周固 定，因此能够构成可与朝向外周的离心力和周向的转矩相对应的磁体保持结构，但是，另一 方面，存在以下课题。即、第一，磁体按压件配置到磁体表面的定子面的附近，所以在无负 载时，因定子铁芯的槽的内周面的狭缝的影响而引起永磁体空隙磁通脉动，在有负载时，因 定子绕线的高次谐波磁动势而引起空隙磁通脉动，存在由上述永磁体空隙磁通脉动和因高 次谐波磁动势引起的空隙磁通的脉动而产生较大的涡流的隐患。第二，磁体的厚度在周向 恒定，因此永磁体的空隙磁通密度中含有较多的高次谐波成分，转矩脉动变大。第三，T字 形的磁体按压件与转子铁芯直接接触，因此空隙消失而永磁体不会受到沿半径方向按压的 力。第四，T字形磁体按压件的外周位置比永磁体外周更靠外部，因此永磁体的磁空隙长度 变大，转矩降低。
[0016]此外，在专利文献2中，存在以下课题：第一，因为是按压永磁体的侧面的倾斜部 的结构，因此难以牢固地固定施加于永磁体的半径方向上的离心力；第二，磁体按压件配置 到永磁体表面，因此在导电性金属的磁体按压件的情况下，会产生因涡流造成的损耗；以及 第三，磁体厚度在周向均等，因此会产生转矩脉动。
[0017]此外，在专利文献3中，存在以下课题：第一，因为是利用轨道状的磁体按压件将 一端配置于转子铁芯并将另一端配置于永磁体的外周的结构，因此不易向永磁体施加半径 方向上的力，因此难以适用于高转矩的旋转电机；以及第二，磁体按压件的位置与永磁体的 外周大致等同，因此在导电性金属的磁体按压件的情况下，存在产生因涡流造成损耗的隐 患。
[0018]此外，在专利文献4中，表示了将来从轴向的树脂制磁体按压件由轴向两端的圆 盘固定的结构，但存在如下课题：虽然能够在小型永磁体旋转电机中确保强度，但在作为本 实用新型的对象的大转矩、高速大容量化的表面磁体式永磁体旋转电机中无法确保强度。
[0019] 另外，在上述现有技术文献中，并未公开能够在使用可确保机械强度的导电性金 属作为磁体按压件的基础上减小磁体按压件涡流损耗的结构。
[0020] 为了解决上述课题，本实用新型包括多个解决上述课题的方法，本实用新型的第 一方案为，一种永磁体旋转电机，其具备：将定子绕线卷绕于层叠定子铁芯的定子；以及永 磁体转子，该永磁体转子位于上述定子的内周且具有轴、转子铁芯、在转子铁芯的外周彼此 相邻且以极性交替变化的方式配置的弧形状的由稀土类磁体构成的永磁体、以及限定上述 永磁体在周向上的位置并且按压该永磁体的外周的一部分的磁体按压件，上述永磁体旋转 电机的特征在于，上述磁体按压件由导电性金属构成且是带凸缘的U字形形状，利用固定 构件将该磁体按压件固定于上述转子铁芯，从而利用上述磁体按压件的凸缘在半径方向上 固定上述永磁体的外周的一部分。
[0021] 本实用新型的第二方案为，上述永磁体具有上述定子的内半径的1/2以下的外周 半径。
[0022] 本实用新型的第三方案为，上述磁体按压件利用固定构件隔着间隙固定于上述转 子铁芯。
[0023] 本实用新型的第四方案为，在将从上述定子铁芯的内径至上述永磁体的中心的外 径为止的空隙长度设为Lg时，使上述磁体按压件的最外周从上述定子铁芯的内径向内周 侧离开Lg的2倍以上。
[0024] 本实用新型的第五方案为，在将上述定子铁芯的槽距设为ts且将从上述定子铁 芯的内径至上述永磁体的中心的外径为止的空隙长度设为Lg时，使上述磁体按压件的最 外周从上述定子铁芯的内径向内周侧离开TS/Lg的1/8倍以上。
[0025] 本实用新型的第六方案为，就上述磁体按压件而言，在半径方向上按压永磁体的 凸缘的厚度与将按压上述的不同极性的永磁体的凸缘之间连结起来的板的厚度一致。
[0026] 本实用新型的第七方案为，就上述磁体按压件而言，在半径方向上按压永磁体的 凸缘的厚度与将按压上述的不同极性的永磁体的凸缘之间连结起来的板的厚度不同。
[0027] 本实用新型的第八方案为，上述磁体按压件通过拉拔来制造。
[0028] 本实用新型的第九方案为，上述磁