CN101316056B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机，包括具有凸极铁芯的定子铁芯、在定子铁芯上卷绕绕线而构成的定子、以及具有将高透磁率薄铁板层积而成的转子铁芯的转子。转子铁芯具有多个永久磁铁埋设孔，在该永久磁铁埋设孔中埋入永久磁铁而构成。永久磁铁的剖面是具有旋转方向的长边和与该长边正交的短边的长方形，永久磁铁埋设孔的剖面具有与长边对应的埋设孔长边和与短边对应的埋设孔短边，埋设孔短边具有第一突起部和平坦部，在埋设孔长边的内径侧两端部设有第二突起部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及用作同步电动机或无电刷电动机并且将永久磁铁埋入转子中的磁铁埋入型电动机。

背景技术

以往，在磁铁埋入型电动机中，公知有在永久磁铁上涂敷粘接剂之后将其插入到转子芯中而将永久磁铁固定在转子芯中的结构。例如，公开在日本专利申请特开平11-191939号公报中。

但是，在这样的现有技术中，需要管理粘接剂的耐湿性、粘度，产生设计上以及制造上的工序数增加的问题。另外，也产生由于粘接剂的成本而导致的成本增加的问题。另外，由于在永久磁铁与永久磁铁埋设孔之间需要多少形成用于使粘接剂处于其间的间隙，故也产生转子芯上产生的有效的磁通减少、与转矩降低相关联的问题。

因此，为了解决上述问题，正在进行如下构成的磁铁埋入型电动机的开发，即不使用粘接剂即将永久磁铁固定在转子芯中的构成。

图5A、图5B及图6放大表示现有的磁铁埋入型电动机的永久磁铁和转子芯的永久磁铁埋设孔。

在图5A中，设定永久磁铁埋设孔112，使其与被埋设的永久磁铁114的间隙最小。长边方向的两端部的间隙115设定为必要的最低限。因此，永久磁铁114不使用粘接剂即可保持在永久磁铁埋设孔112中。但是，永久磁铁114由于如图所示地被附磁，故短路磁通120增加。因此，流向定子侧的有效磁通减少，转矩降低。

在图5B中，设定永久磁通埋设孔113，使其与被埋设的永久磁铁114的间隙在短边方向最小，在长边方向增大。即，永久磁铁埋设孔113在长边方向的两端部设有大间隙115。由此，图5A情况的磁通短路减少，但若不使用粘接剂，永久磁铁114就会在永久磁铁埋设孔113内移动。由此，在进行电动机的加减速运转时，永久磁铁114冲撞永久磁铁埋设孔113内的侧壁，产生永久磁铁的破裂缺损，且产生噪音。

因此，提出有图6所示的永久磁铁埋设孔212的形状。该永久磁铁埋设孔212在长边方向两端部的外侧设有突起部215。该突起部215的宽度设定得比永久磁铁214的短边方向长度短。并且，长边方向连端部的内周侧和突起部215通过圆弧状的圆角部217而连结。若将长方体的永久磁铁214插入该形状的永久磁铁埋设孔212中，则永久磁铁214的内周侧顶点与圆角部217接触。由此，能够抑制电动机加减速运转时永久磁铁214的移动，并且，可减少图5A情况下的磁通短路。

但是，该永久磁铁埋设孔212的形状由于永久磁铁214的端部与永久磁铁埋设孔212的内面线接触，故不能够充分保持永久磁铁214。具有在电动机的急速加减速运转中、不能够完全地抑制永久磁铁214在永久磁铁埋设孔212中的移动的问题。

发明内容

本发明的电动机具有如下的构成。包括：由凸极铁芯和轭铁构成的定子铁芯、在定子铁芯上卷绕绕线而构成的定子、经由间隙与凸极铁芯的内周面相对并旋转自如地被保持并且具有将高透磁率薄铁板层积而成的转子铁芯的转子，转子铁芯具有多个永久磁铁埋设孔，在该永久磁铁埋设孔中埋入永久磁铁。永久磁铁的剖面是具有旋转方向的长边和与该长边正交的短边的长方形，永久磁铁埋设孔的剖面具有与所述长边对应的埋设孔长边和与所述短边对应的埋设孔短边，埋设孔短边具有第一突起部和平坦部，在埋设孔长边的内径侧两端部设有第二突起部。

通过该构成，永久磁铁不使用粘接剂即可牢固地保持在永久磁铁埋设孔中，并且在电动机进行急速的加减速运转的情况下，也能够防止永久磁铁向永久磁铁埋设孔的侧壁冲撞而引起的破裂缺损或噪音。

附图说明

图1是本发明实施方式1的电动机的剖面图。

图2是本发明实施方式1的电动机的转子的剖面图。

图3是将本发明实施方式1的电动机的转子的一部分放大表示的局部剖面图。

图4A及图4B是将本发明实施方式2的电动机的转子的一部分放大表示的局部剖面图。

图5A及图5B是表示现有的电动机的永久磁铁和永久磁铁埋设孔的说明图。

图6是将现有的电动机的转子的一部分放大表示的剖面图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是本发明实施方式1的电动机的剖面图。在图1中，定子21通过在利用压力机将多个高透磁率薄铁板冲压并层积而成的定子铁芯24上卷绕绕线26而构成。该定子铁芯24具有轭铁22、凸极铁芯23以及形成在相邻的凸极铁芯23之间的缝隙25。在该定子铁芯24上由集中卷线方式卷绕绕线26并收纳在缝隙25中。

另一方面，转子11由转子铁芯13、永久磁铁14以及配置在轴向两端部的端板(未图示)构成，所述转子铁芯13将具有收纳永久磁铁的永久磁铁埋设孔12的多个高透磁率薄铁板在轴向上层积而成，所述永久磁铁14被收纳保持在永久磁铁埋设孔12中。该端板和转子铁芯13通过铆接销32而连接。另外，在转子铁芯13的中央部连接有旋转轴31，旋转轴31由轴承(未图示)旋转自如地支承。这样构成的转子11经由间隙而与定子21的凸极铁芯23的内周面相对。

另外，在图1中，转子的极数表示为8个(极对数为4个)，定子的缝隙数表示为12个，但本发明不限于该组合方式，也可适用其他组合方式。

接下来，图2是本发明实施方式1的电动机的转子11的剖面图。另外，图3是将本发明实施方式1的电动机的转子11的一部分放大表示的局部剖面图。

永久磁铁14形成为长方体形状。其剖面为具有旋转方向的长边和与该长边正交的短边的长方形。这是由于：长方体形状与圆筒形状、瓦形状、剖面C形状相比，能够提高磁气特性并可降低每克的单价。

在图3中，永久磁铁埋设孔12的剖面由与永久磁铁14的长边对应的埋设孔长边和与永久磁铁14的短边对应的埋设孔短边构成。埋设孔短边具有向外侧凸出的大致半圆形状的第一突起部15和与其接连并与埋设孔长边正交的直线的平坦部17。

该平坦部17的长度设定相对于永久磁铁14的短边长度的比率是在0.2～0.6的范围内。因此，第一突起部15的半圆直径相对于永久磁铁14的短边长度的比率为0.4～0.8的范围。埋设孔短边由第一突起部15和平坦部17形成，理想的是，将平坦部17的长度设定得比突起部15的直径稍短。

另外，内径侧的埋设孔长边在其两端部具有向内径侧突出的大致半圆形状的第二突起部16。该第二突起部16的半圆形状的直径设定得比第一突起部15的半圆形状的直径稍小。

该第二突起部16的位置为埋设孔长边的两端部为好。其理由如下。在利用压力机冲压高透磁率薄铁板时，为了在冲压模型上不出现角部而一般由直线和圆弧构成。若在冲压模型上具有角部，则在利用压力机冲压时，力集中在其角部一点，不能够精度良好地冲压铁板。这是由于：若突起部16的位置位于埋设孔长边的两端部的内侧，则会在埋设孔短边与长边之间出现角部，不能够精度良好地冲压铁板。

另外，第一突起部15和第二突起部16不限于半圆形状，可以为椭圆形状等其他形状。

在这样形成的永久磁铁埋设孔12中插入并埋设长方体形状的永久磁铁14。永久磁铁埋设孔12设定为与被埋设的永久磁铁14的间隙最小。即，永久磁铁14的长边长度以与永久磁铁埋设孔12的两侧的平坦部17的间隔最小的间隙而设定为大致相同。另外，永久磁铁14的短边方向长度以与永久磁铁埋设孔12的埋设孔短边的直线长度最小的间隙而设定为大致相同。并且，由于永久磁铁埋设孔12的埋设孔短边具有所述规定长度的平坦部17，故永久磁铁14与该平坦部17和埋设孔长边面接触并被稳定地保持。

由此，永久磁铁14不使用粘接剂即可牢固地保持在永久磁铁埋设孔12中。在电动机进行急速的加减速运转时，能够防止永久磁铁14向永久磁铁埋设孔12的侧壁冲撞而引起的破裂缺损或噪音。

(实施方式2)

图4A及图4B是将本发明实施方式2的电动机的转子11的一部分放大表示的局部剖面图。

构成该实施方式2的电动机的转子11具有与实施方式1所说明的结构同样的永久磁铁14和永久磁铁埋设孔12。在图4A中，在永久磁铁埋设孔12的第二突起部16中设有缓冲件18。同样地，在图4B中，在永久磁铁埋设孔12的第一突起部15中设有缓冲件19。

该缓冲件18、19使用所谓的弹性体的高弹性的合成树脂或合成橡胶。插入到第一突起部15或第二突起部16之前的缓冲件18、19的剖面大小设定成比突起部的剖面稍大。并且，在插入到突起部中时，将缓冲件18、19压缩而插入。这样，通过使用具有比突起部的剖面大的剖面的缓冲件，能够将永久磁铁14按压到永久磁铁埋设孔12的侧壁上，进而能够更加稳定地保持永久磁铁14。

另外，缓冲件18、19的剖面形状为圆筒形状为好，但也可以是其他形状。另外，对缓冲件18、19插入到第一突起部15和第二突起部16中的任一方进行了说明，但也可以插入到两方。

实施方式2的电动机由于具有以上的构成，故能够防止永久磁铁14冲撞永久磁铁埋设孔12的侧壁的危险性。另外，能够防止永久磁铁14冲撞永久磁铁埋设孔12的侧壁引起的冲击下的破裂、缺损以及噪音。

Claims (9)

1.一种电动机，其中，包括：

由凸极铁芯和轭铁构成的定子铁芯、在所述定子铁芯上卷绕绕线而构成的定子；

转子，其经由间隙与所述凸极铁芯的内周面相对并旋转自如地被保持，具有将高透磁率薄铁板层积而成的转子铁芯，

所述转子铁芯具有多个永久磁铁埋设孔，在该永久磁铁埋设孔中埋入永久磁铁，

所述永久磁铁的剖面是具有旋转方向的长边和与该长边正交的短边的长方形，

所述永久磁铁埋设孔的剖面具有与所述长边对应的埋设孔长边和与所述短边对应的埋设孔短边，

所述埋设孔短边具有第一突起部和平坦部，在所述埋设孔长边的内径侧两端部设有第二突起部，

所述第二突起部其整体形状配置在比所述平坦部更靠近所述埋设孔的中央侧。

2.如权利要求1所述的电动机，其中，所述第一突起部以向所述埋设孔长边的外侧突出的半圆形状设置。

3.如权利要求1所述的电动机，其中，所述第二突起部在所述埋设孔长边的两端部以向内径侧突出的半圆形状设置。

4.如权利要求1所述的电动机，其中，所述平坦部设置在所述第一突起部与所述第二突起部之间，并且以与所述埋设孔长边正交的直线形成。

5.如权利要求1所述的电动机，其中，所述平坦部的长度相对于所述短边长度的比率是在0.2～0.6的范围中。

6.如权利要求1所述的电动机，其中，所述永久磁铁与所述埋设孔长边和所述平坦部抵接而被保持。

7.如权利要求1所述的电动机，其中，在所述第一突起部和所述第二突起部的至少一方设有缓冲件。

8.如权利要求7所述的电动机，其中，所述缓冲件由具有弹性的合成树脂或合成橡胶构成。

9.如权利要求7所述的电动机，其中，所述缓冲件为圆筒形状。

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