CN102487224A - 磁铁嵌入型转子、电动机及电动机的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明为了获得一种在电动机旋转时所产生的铁损较小的磁铁嵌入型转子、具备此转子的电动机及电动机的安装方法。一种磁铁嵌入型转子，其在转子铁心的磁铁嵌入孔中嵌入有永久磁铁，其中，转子铁心为由磁性体形成的圆柱状，且用于嵌入板状的永久磁铁的磁铁嵌入孔按照环状以预定间隔形成，并且转子铁心具备：非磁性部，用于防止磁通短路，其形成于磁铁嵌入孔的周向两端部；凸极部，其形成于磁铁嵌入孔的外周侧；切口槽，其形成于相邻接的凸极部间的外周部；桥部，其形成于切口槽与非磁性部之间；及第1突起部，其自切口槽的中央部向外侧突出；磁铁嵌入型转子是使凸极部的半径自凸极部中心朝向切口槽递减，使第1突起部的半径与凸极部中心的半径相同。

Description

磁铁嵌入型转子、电动机及电动机的安装方法

技术领域

本发明涉及一种电动机的磁铁嵌入型转子、用于旋转式压缩机等中的电动机及所述电动机的安装方法。

背景技术

现有技术揭示有下述一种磁铁嵌入型转子，其是在转子铁心上以特定间隔嵌入永久磁铁而形成，在与所述多个永久磁铁对应的所述转子铁心的凸极部间的外周面，形成切口部和第1突起部，在所述永久磁铁的两端部形成用于防止磁通短路的非磁性部，将此非磁性部与所述切口部之间的桥部缩窄至磁气饱和的程度，并使所述第1突起部的起端侧的周向宽度形成为大于前端侧周向宽度(例如参照专利文献1)。

并且，现有技术揭示有下述一种电动机安装方法，其是在内插有定子的壳体箱的两端部内分别安装所具有的外径比此壳体箱的内径小的轴承，通过此轴承而于壳体箱的中心部支持外插有转子的旋转轴，所述电动机安装方法在内插有定子的壳体箱的一端部内插入一轴承，从壳体箱的另一端侧朝向中心部在定子的内侧将用于确保定子的内径与转子的外径具有适当间隙的隙规定位，并插入外插有转子的旋转轴，并将所述旋转轴的一端插进一轴承，在壳体箱的另一端部内，将以一轴承的中心为基准的另一轴承插进旋转轴的另一端部，在此状态下，自此壳体箱的外周侧多个位置开始，将壳体箱同时或分别焊接至两轴承上，并卸下隙规(例如参照专利文献2)。

(专利文献)

专利文献1：日本特开2009-112166号公报

专利文献2：日本特开平11-178293号公报

发明内容

然而，所述专利文献1所记载的现有磁铁嵌入型转子虽然可以通过第1突起部来防止输出转矩降低，但是，由于凸极部外周形状构成是以转子中心为中心的圆弧形状，因此会产生电动机的磁通密度分布中仍然含有高次谐波成分，不能完全降低变动转矩等问题。

并且，如果要将专利文献1所记载的现有磁铁嵌入型转子按照如专利文献2所记载的电动机安装方法定位于定子内的中心的话，由于所述磁铁嵌入型转子在转子铁心的凸极部间的外周面具有切口部，因此，若与定子齿部数量相同的隙规中的几根插入至定子齿部与所述切口部之间，则会在隙规与所述切口部之间产生间隙而具有无法将所述磁铁嵌入型转子定位于定子内的中心位置的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种既可防止输出转矩降低，又可将变动转矩进一步降低的磁铁嵌入型转子、具备此转子的电动机及电动机的安装方法。

为了解决所述问题，达成目的，本发明是一种磁铁嵌入型转子，其在转子铁心的磁铁嵌入孔中嵌入有永久磁铁，其中，所述转子铁心为由磁性体形成的圆柱状，且用于嵌入板状永久磁铁的磁铁嵌入孔按照环状以预定间隔形成，所述转子铁心具备：非磁性部，用于防止磁通短路，其形成于所述磁铁嵌入孔的周向两端部；凸极部，其形成于所述磁铁嵌入孔的外周侧；切口槽，其形成于相邻接的所述凸极部间的外周部；桥部，其形成于所述切口槽与所述非磁性部之间；及第1突起部，其自所述切口槽的中央部向外侧突出；所述磁铁嵌入型转子的特征在于：使所述凸极部的半径自凸极部中心朝向所述切口槽递减，使所述第1突起部的半径与所述凸极部中心的半径相同。

本发明的磁铁嵌入型转子具有降低变动转矩但不降低电动机的输出转矩，及降低振动噪音(转矩脉动)的效果。

附图说明

图1是表示本发明的电动机的实施例1的俯视图。

图2是图1的A部放大图。

图3是表示现有隙规的立体图。

图4是表示用于本发明的电动机的安装方法中的隙规的立体图。

图5是表示用于本发明的电动机的安装方法中的隙规的俯视图。

图6是表示将用于本发明的电动机的安装方法中的隙规重叠至实施例1的电动机中的状态的截面图(规片打开状态)。

图7是表示本发明的电动机的实施例2的俯视图。

图8-1是表示本发明的电动机的实施例3的俯视图。

图8-2是图8-1的局部放大图。

图9是表示本发明的电动机的实施例4的俯视图。

(符号的说明)

10、210、310定子

11、211、311定子铁心

121～129、221～229、321～329齿部

13、213、313缘部

14、214、314齿前端面

17轭部

215槽

315齿前端面缘部

20、420磁铁嵌入型转子

21、421转子铁心

22、422凸极部

23、423空隙(非磁性部)

24、424增强肋部

25、425桥部

26、426切口槽

27、427第1突起部

28、428第2突起部

29磁铁嵌入孔

30、430永久磁铁

40铆钉

50旋转轴

60隙规

61规片

70隙规

71规片

80黑点

91、92、93、94电动机

具体实施方式

下面，基于图式来详细说明本发明的磁铁嵌入型转子、具备磁铁嵌入型转子的电动机及电动机的安装方法的实施例。另外，本发明并不限定于此实施例。

(实施例1)

图1是表示本发明的电动机的实施例1的俯视图，图2是图1的A部放大图，图3是表示现有隙规的立体图，图4是表示用于本发明的电动机的安装方法中的隙规的立体图，图5是表示用于本发明的电动机的安装方法中的隙规的俯视图，图6是表示将用于本发明的电动机的安装方法中的隙规重叠至实施例1的电动机中的状态的截面图。

如图1和图2所示，实施例1的电动机91具备：集中绕组定子10，自环状的轭部17向内侧延伸的9极齿部121～129以40°间隔形成、并在各齿部121～129上将三相的定子绕线(未图示)进行集中绕组的定子铁心11来构成；及磁铁嵌入型转子20，在圆柱状的转子铁心21上按照环状以特定间隔所形成的6个细长的磁铁嵌入孔29中，嵌入板状的永久磁铁30。

定子铁心11是由多张薄的硅钢板(磁性体)积层而形成为大致圆筒状。齿部121～129的前端部形成有向周向两侧伸出的缘部13。齿前端面14呈以电动机91的旋转中心O为曲率中心的圆弧面。磁铁嵌入型转子20插入至由齿前端面14包围的圆柱状内部空间中而得以配置。

转子铁心21与定子铁心11相同，是由多张薄的硅钢板(磁性体)积层而形成为圆柱状，通过以60°间隔配置在靠近外周的位置处的6处铆钉40而成为一体。在转子铁心21的中心贯穿并固定有旋转轴50。

6张板状的永久磁铁30呈以旋转中心O为中心的六角形的各边的方式，嵌入至磁铁嵌入孔29中，所述嵌入孔29是在靠近转子铁心21的外周的位置按照环状以特定间隔而形成。在转子铁心21的磁铁嵌入孔29(永久磁铁30)的外周侧形成有凸极部22。并且，在转子铁心21的磁铁嵌入孔29的周向两端部，形成有作为用于防止磁通短路的非磁性部的空隙23，所述空隙23向转子铁心21的外周延伸。

相邻接的两个空隙23之间的转子铁心21构成增强肋部24。空隙23的外周侧的(夹在下述切口槽26与空隙23之间的)转子铁心21构成连结凸极部22与增强肋部24的桥部25(参照图2)。桥部25为在加工可能的范围内尽可能窄的宽度(例如0.5mm左右)，以达到磁气饱和而磁通难以通过的状态。

在相邻接的两个凸极部22之间的转子铁心21的外周部，形成有切口槽26。在切口槽26的中央部，即增强肋部24的外周侧，形成有向外侧突出的第1突起部27。在第1突起部27的周向两侧的切口槽26内形成有向外侧突出的两个第2突起部28。

如图2所示，第1突起部27的基端部的周向宽度H1形成为相对于前端侧的周向宽度H2为约2.5倍的宽度。并且，第2突起部28的基端部的周向宽度形成为大于前端部的周向宽度。这是因为当将电动机91组装至旋转式压缩机中加以使用时，为了防止在高速旋转域中磁铁嵌入型转子20会对润滑油施加较强的离心力，而将润滑油压入至定子10的间隙或绕线内部并滞留其中，从而引起润滑油的油面下降导致旋转式压缩机润滑不良的现象，而设计成这种不对润滑油施加较强的离心力的构造。第1、第2突起部27、28的基端部的角落部与前端部的角部形成为曲线。

使自旋转中心O至第1突起部27的顶部的半径与自旋转中心O至凸极部22中心的半径相同。使自旋转中心O至第2突起部28的顶部的半径小于自旋转中心O至第1突起部27的顶部的半径。为了降低变动转矩并降低振动噪音(转矩脉动)，可将第2突起部28形成于凸极部22的附近。

以始于凸极部22的旋转中心O的半径自凸极部22中心朝向切口槽26递减的方式，使凸极部22的外廓线形成为椭圆曲线D。也可让凸极部22的外廓线形成为半径小于自旋转中心O至凸极部中心的半径的圆弧曲线。

通过使始于凸极部22的旋转中心O的半径自凸极部22中心朝向切口槽26递减，而将因永久磁铁30所产生的磁通密度分布的高次谐波成分降低，还可以通过使其接近正弦波来降低变动转矩，并可降低电动机的振动和噪音。

如图1所示，如果将磁铁嵌入型转子20配置于定子10的内部，则在齿部121、124、127处，磁铁嵌入型转子20的凸极部22中心与齿前端面14相对向，在齿部122、123、125、126、128、129处，第1突起部27与齿前端面14相对向。齿前端面14和凸极部22中心之间的距离，与齿前端面14和第1突起部27之间的距离为相同距离。

接着，说明实施例1的电动机的安装方法。如图1所示，当定子10的极数为9极，磁铁嵌入型转子20的极数为6极时，如果使图3所示的现有隙规60的9根规片61分别位于齿部121～129的齿前端面14的中心，并将磁铁嵌入型转子20插入至定子10内，则在齿部121、124、127处，磁铁嵌入型转子20的凸极部22中心虽然能与规片61抵接，但是在齿部122、123、125、126、128、129处，第2突起部28却与规片61相对向。由于第2突起部28的顶部的半径小于凸极部22中心或第1突起27的顶部的半径，因此与规片61之间出现间隙，从而无法将磁铁嵌入型转子20的中心定位至旋转中心O的位置。

在实施例1的电动机的安装方法中，使用如图4～图6所示的用于确保转子外周部与定子内周部之间具有均匀间隙的隙规70。在隙规70中，将与齿部122、123、125、126、128、129对应的规片71的位置在周向上错开，配置在与磁铁嵌入型转子20的第1突起部27相对向的位置。将磁铁嵌入型转子20的凸极部22中心或第1突起部27对准规片71的周向位置，将磁铁嵌入型转子20插入至定子10内。由于凸极部22中心的半径与第1突起部27的顶部的半径相同，因此在齿部121、124、127处，磁铁嵌入型转子20的凸极部22中心与规片71抵接(图1、图6的黑点80的位置)，在齿部122、123、125、126、128、129处，第1突起部27的顶部与规片71抵接(图1、图6的黑点80的位置)，从而可将磁铁嵌入型转子20的中心定位至旋转中心O的位置。在此状态下将定子10和磁铁嵌入型转子20的未图示的轴承固装至外壳上。然后，将隙规70从电动机91中卸下。

根据以上所说明的实施例1的电动机的安装方法，可将磁铁嵌入型转子20的旋转中心定位至电动机91的旋转中心O的来安装。

(实施例2)

图7是表示本发明的电动机的实施例2的俯视图。如图7所示，实施例2的电动机92具备：集中绕组定子210，9极齿部221～229以40°间隔形成、并在各齿部221～229上将三相的定子绕线(未图示)进行集中绕组的定子铁心211；及与实施例1相同的磁铁嵌入型转子20。

定子铁心211是由多片薄的硅钢板(磁性体)积层而形成为大致圆筒状。在齿部221～229的前端部形成有向周向两侧伸出的缘部213。齿前端面214呈以电动机92的旋转中心O为曲率中心的圆弧面。在定子铁心211的齿前端面214上，沿轴向形成有两条槽215。

由于实施例2的电动机92在定子铁心211的齿前端面214上沿轴向形成有两条槽215，因此具有将变动转矩和感应电压的高次谐波成分降低，并将转矩变动降低的效果。

(实施例3)

图8-1是表示本发明的电动机的实施例3的俯视图，图8-2是图8-1的局部放大图。如图8-1所示，实施例3的电动机93具备：集中绕组定子310，9极齿部321～329以40°间隔形成、并在各齿部321～329上将三相的定子绕线(未图示)进行集中绕组的定子铁心311；及与实施例1相同的磁铁嵌入型转子20。

定子铁心311是由多片薄的硅钢板(磁性体)积层而形成为大致圆筒状。如图8-1和图8-2所示，在齿部321～329的前端部形成有向周向两侧伸出的缘部313。齿前端面314呈以电动机93的旋转中心O为曲率中心的圆弧面。两缘部313中的一个缘部313的齿前端面缘部315是斜着切口。因此，两缘部313呈不对称形状。

由于实施例3的电动机93的两缘部313中的一个缘部313的齿前端面缘部315是斜着切口，因此具有不损害永久磁铁30的有效磁通(基波磁通)即可使感应电动势波形接近正弦波从而将高次谐波磁通降低，将噪音降低的效果。

(实施例4)

图9是表示本发明的电动机的实施例4的俯视图。如图9所示，实施例4的电动机94具备：与实施例1相同的9极定子10；及10极磁铁嵌入型转子420，其包括圆柱状的转子铁心421，所述圆柱状的转子铁心421按照环状以特定间隔嵌入有10片板状的永久磁铁430。

10片板状的永久磁铁430呈以旋转中心O为中心的十角形的各边的方式，按照环状以特定间隔嵌入至靠近转子铁心421的外周的位置。转子铁心421的凸极部422、空隙423、增强肋部424、桥部425、切口槽426、第1突起部427及第2突起部428等的形状与实施例1的转子铁心21为相同形状。

如图9所示，如果将磁铁嵌入型转子420配置于定子10的内部，则在齿部121、122、123、128、129处，磁铁嵌入型转子420的凸极部422中心与齿前端面14相对向，在齿部124、125、126、127处，第1、第2突起部427、428与齿前端面14相对向。

接着，说明实施例4的电动机的安装方法。如图9所示，当定子10的极数为9极，磁铁嵌入型转子20的极数为10极时，如果使图3所示的现有隙规60的9根规片61分别位于齿部121～129的齿前端面14的中心，并将磁铁嵌入型转子420插入至定子10内，则在齿部121、122、129处，磁铁嵌入型转子420的凸极部422中心虽然能与规片61抵接，但是在齿部123、124、125、126、127、128处，第1突起部427或第2突起部428却与规片61相对向。由于第2突起部428的顶部的半径小于凸极部422中心或第1突起部427的顶部的半径，因此与规片61之间出现间隙，从而无法将磁铁嵌入型转子420的中心定位至旋转中心O的位置。

在实施例4的电动机的安装方法中，在齿部123、124、125、126、127、128处，将规片61的位置在周向上错开，配置在与磁铁嵌入型转子420的凸极部422中心或第1突起部427相对向的位置。由于凸极部422中心的半径与第1突起部427的顶部的半径相同，因此在齿121、122、123、128、129处，磁铁嵌入型转子420的凸极部422中心与规片61抵接(图9的黑点80的位置)，在齿部124、125、126、127处，第1突起部427的顶部与规片61抵接(图9的黑点80的位置)，从而可将磁铁嵌入型转子420的中心定位至旋转中心O的位置。在此状态下将定子10和磁铁嵌入型转子420的未图示的轴承固装至外壳上。然后，将隙规60从电动机94中卸下。

根据以上所说明的实施例4的电动机的安装方法，可将磁铁嵌入型转子420的旋转中心定位至电动机94的旋转中心O的来安装。

如上所述，本发明的电动机由于可降低变动转矩，因此可用作如内置于压缩机中的电动机那样以高旋转数受到驱动的电动机。

Claims (5)

1.一种磁铁嵌入型转子，其在转子铁心的磁铁嵌入孔中嵌入有永久磁铁，其中，所述转子铁心为由磁性体形成的圆柱状，且用于嵌入板状永久磁铁的所述磁铁嵌入孔按照环状以预定间隔形成，所述转子铁心具备：

非磁性部，用于防止磁通短路，其形成于所述磁铁嵌入孔的周向两端部；

凸极部，其形成于所述磁铁嵌入孔的外周侧；

切口槽，其形成于相邻接的所述凸极部间的外周部；

桥部，其形成于所述切口槽与所述非磁性部之间；及

第1突起部，其自所述切口槽的中央部向外侧突出；所述磁铁嵌入型转子的特征在于：

使所述凸极部的半径自凸极部中心朝向所述切口槽递减，

使所述第1突起部的半径与所述凸极部中心的半径相同。

2.一种电动机，其特征在于具备：

如权利要求1所述的的磁铁嵌入型转子；及

集中绕组定子，其在内部配置所述磁铁嵌入型转子，并且自环状的轭部向内侧延伸的齿部的齿前端面与所述磁铁嵌入型转子的所述凸极部中心或第1突起部中的至少一方间隔相同距离相对向。

3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于：

在所述定子的所述齿前端面形成有轴向的槽。

4.如权利要求2所述的电动机，其特征在于：

将所述定子的所述齿前端面缘部斜向切口。

5.一种电动机的安装方法，其安装如权利要求2所述的电动机，其特征在于：

将用于确保转子外周部与定子内周部之间具有均匀间隙的隙规的多个规片，分别配置于应与所述磁铁嵌入型转子的所述凸极部中心相对向的所述定子的齿前端面的周向位置，或者分别配置于应与所述第1突起部相对向的所述齿前端面的周向位置，

将所述磁铁嵌入型转子的所述凸极部中心或所述第1突起部对准所述规片的周向位置插入，将所述磁铁嵌入型转子的中心定位于电动机的旋转中心位置，

将所述定子和定位于所述定子内的磁铁嵌入型转子的轴承固装于外壳上，并卸下所述隙规。

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