永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置的制造方法_3

文档序号:8963988阅读:来源:国知局
旋转中心线CL为垂线的剖面观察时,磁铁插入孔21分别具有孔内侧线53、孔外侧线55以及一对孔边侧线57作为孔的轮廓。此外,在以旋转中心线CL为垂线的面观察时,孔内侧线以及孔外侧线中的外侧以及内侧也表示相对比较靠径向的内侧以及外侧中的哪一方。
[0061]外侧外表面45的大部分由基于第I圆弧半径的第I圆弧面构成,孔外侧线55的大部分也由基于第I圆弧半径的第I圆弧面55a构成。另一方面,内侧外表面43由基于比第I圆弧半径大的第2圆弧半径的第2圆弧面43a以及直线型面49构成,同样地,孔内侧线53由基于第2圆弧半径的第2圆弧面53a以及直线型面59构成。
[0062]此外,由于处于将永磁铁19插入磁铁插入孔21内的关系,所以与磁铁插入孔21有关的第I圆弧半径以及第2圆弧半径、和与永磁铁19有关的第I圆弧半径以及第2圆弧半径极为严格来说是不同的,但是永磁铁19处于紧密地嵌入于磁铁插入孔21的关系,并且为了便于理解说明,在永磁铁侧与磁铁插入孔侧使用共用的语句。
[0063]第I圆弧半径与第2圆弧半径具有共用的半径中心,该共用的半径中心存在于比永磁铁19以及磁铁插入孔21更靠径向外侧的位置,并且在对应的磁极中心线ML上。换言之,内侧外表面43 (孔内侧线53)与外侧外表面45 (孔外侧线55)构成为同心圆状,并且第I圆弧面的中心与第2圆弧面的中心与永磁铁的取向中心(取向焦点)一致。此外,图3中的附图标记MD的箭头示意地表示取向的方向。
[0064]在以转子5的旋转中心线CL为垂线的剖面观察时,直线型面49以及直线型面59沿与磁极中心线ML正交的方向延伸。
[0065]另外,一对边侧外表面47分别将内侧外表面43以及外侧外表面45的对应的端部彼此连结,一对孔边侧线57分别将孔内侧线53以及孔外侧线55的对应的端部彼此连结。
[0066]磁铁插入孔21的孔外侧线55分别包含占据孔外侧线55大部分的第I圆弧面55a以及一对凹部61。一对凹部61位于孔外侧线55的第I圆弧面55a的两侧,即位于孔外侧线55中对应的孔边侧线57侧的端部。凹部61分别朝向周向的对应的磁极中心线ML延伸。凹部61的底部分别形成为圆弧状。
[0067]如图5所示,在磁铁插入孔21插入了永磁铁19的状态下,磁铁插入孔21的凹部61与永磁铁19的外侧外表面45大幅度地分离,在凹部61与外侧外表面45之间产生作为非磁性区域的空隙61a。凹部61的深度D (凹部61的底部与永磁铁19的外侧外表面45的距离)与永磁铁19的厚度T相比非常小,例如为Imm左右。
[0068]磁铁插入孔21的孔边侧线57以与转子外周面5a接近的方式配置。磁铁插入孔21的孔边侧线57与转子外周面5a之间存在壁厚相同的侧端薄壁部11a。上述侧端薄壁部Ila分别成为邻接的磁极间的短路磁通的路径,因此优选为尽可能地薄。这里,作为能够进行冲压的最小宽度而设定为电磁钢板的板厚程度0.35mm。
[0069]接下来,参照图6以及图7所示的相关技术,对本实施方式I的永磁铁埋入型电动机的作用进行说明。图6以及图7分别是在磁铁插入孔不具有上述凹部61的相关技术的与图2以及图3对应的图。
[0070]上述磁铁插入孔的孔边侧线与转子外周面之间的侧端薄壁部因邻接的磁极间的短路磁通而产生磁饱和,从而具有抑制流过磁饱和以上磁通的作用。因此,侧端薄壁部成为相对于磁极中心的铁芯部透磁率较低、且由定子线圈产生的磁通难以交链的区域。因此,定子通电时的磁通MS避开磁铁插入孔的孔边侧线,集中在磁铁插入孔的孔外侧线的靠近孔边侧线的端部与狭缝之间的区域A。而且,在如图6以及图7所示的相关技术那样在磁铁插入孔未设置凹部的转子中,通过比较处于一个磁极的一对区域A来看,可知由于马达驱动时的旋转方向所引起的磁通分布,使得一个铁芯部A比另一方的铁芯部A更加集中磁通。由此,在转子外周表面产生磁通密度的失衡,因磁通密度的失衡而产生的电磁激振力,由此形成为振动的原因。
[0071]图8是对在将电流施加于相关技术的马达并使其驱动时的线圈产生的感应电压进行解析并进行FFT处理的结果。以作为感应电压的基波分量的3次分量(机械角)为基准(100%),表示高次分量的含有率。在高次分量之中,21次分量的含有率较大,这是由上述所记载的转子外周表面的磁通密度的失衡引起的。由此,产生电磁激振力,而成为振动的原因。
[0072]与此相对,在本实施方式I中,在磁铁插入孔的孔外侧线的靠孔边侧线侧的端部形成凹部。由此,能够抑制马达驱动时转子外周表面的磁通密度的失衡。图9表示其结果,并表示对相关技术的感应电压解析结果的21次分量、与本实施方式I的感应电压解析结果的21次分量进行比较后的结果。由图9可知,根据本实施方式1,与相关技术相比,使21次分量减少至33%,由此,抑制电磁激振力的产生,从而能够减少振动。
[0073]另外,如图2?图5所示构成为,在磁铁插入孔的径向外侧的铁芯部分,狭缝形成于远离磁极中心线的位置的情况下,即在狭缝形成于与磁铁插入孔的孔边侧线接近的位置的情况下,磁通的路径容易被狭缝切断,因此容易产生磁通的局部集中,从而如本实施方式I那样通过设置凹部而产生的效果变得更大。
[0074]并且,作为基于本实施方式I的其他作用,存在如下优点。在永磁铁以及磁铁插入孔弯曲为圆弧状,并且该圆弧状的凸部侧配置于转子中心侧的方式中,为了扩大磁铁表面积,优选以使磁铁的边侧外表面与转子外周面尽可能接近的方式进行配置。但是,在上述相关技术的结构中,可知永磁铁的外侧外表面的靠近边侧外表面的端部容易退磁,从而需要在永磁铁的边侧外表面与磁铁插入孔的孔边侧线之间设置空隙等对策,因此,无法充分地扩大磁铁表面。
[0075]与此相对,在本实施方式I中,由于上述凹部的存在,从而使得磁铁插入孔的孔外侧线的靠近孔边侧线的部分远离永磁铁的外侧外表面,因此定子磁通难以与永磁铁交链,能够构成难以退磁的马达。因此,能够以使永磁铁的边侧外表面本身与磁铁插入孔的孔边侧线接近或者抵接的方式配置永磁铁,因此能够将磁铁表面的面积设计得较广,并能够增加永磁铁的磁通而增大马达的驱动转矩,由此能够实现小型化或者提高驱动效率。此外,由凹部产生的空隙成为非磁性体的部分,因此优选凹部的深度D在永磁铁的厚度T的30%以下,从而成为由磁铁产生的磁通量难以减少的结构。
[0076]如以上说明那样,根据本实施方式1,具有用于减小转子磁吸引力的失衡的狭缝,并且抑制以马达驱动时的旋转方向为起因的磁通分布所引起的转子外周表面的磁通密度的失衡,从而能够减少振动。
[0077]实施方式2.
[0078]接下来,对本实用新型的实施方式2进行说明。图10是关于本实施方式2的与图3同方式的图。此外,本实施方式2除了以下说明的部分外,与上述实施方式I相同。
[0079]在本实施方式2的转子105中,在各磁极中,形成有相对于磁极中心线MC线对称的5条狭缝31a、31b、31c。5条狭缝31a、31b、31c的长轴方向朝向相对于对应的磁极中心线MC近似平行的方向,在磁极中心线MC上形成有I条狭缝31b,在相对于磁极中心线MC线对称的位置上形成有4条狭缝31a、31c。
[0080]一对狭缝31a与实施方式I的方式相同,设置于比磁极中心线ML更接近对应的孔边侧线57的位置。磁极中心线MC上的狭缝31b位于铆接部33的径
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