CN103370855B - 电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机 - Google Patents

Abstract

提供一种能够在降低泄漏磁通的同时有效分散对隔磁部的应力来实现高速旋转的电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机。第二内壁面(232)在垂直于旋转轴(C)的截面中的长度比第一内壁面(231)长，侧壁面(233)包括以如下方式延伸的隔磁壁面(234)：在垂直于旋转轴(C)的截面中，随着从第二内壁面(232)的两端向该内壁面(232)的延伸方向外侧去、并且随着从第二内壁面(232)向第一内壁面(231)去，逐渐远离转子(2)的外周缘(2a)。永磁体(22)被配置成：在插入到各个空孔(23)的状态下，永磁体(22)的朝向径向外侧的极性沿转子(2)的周向有两个以上是相同的。

Description

电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机，特别涉及一种以高速旋转为目的的无刷电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机。

背景技术

以往已知，在将永磁体插入到转子的空孔而构成的永磁体嵌入式的无刷电动机(brushless motor)(IPM电动机)中，为了使电动机高输出化、高效率化，将空孔的一部分内壁面形成为不与永磁体相接触，将该空孔的一部分内壁面与该内壁面的径向外侧的转子外周缘之间的转子部分形成为用于降低从永磁体产生的磁通的泄漏的隔磁(flux barrier)部。通过使这样形成的隔磁部尽可能地薄，来使电动机高输出化和高效率化。

当电动机为高输出而高速旋转时，嵌入空孔的永磁体以及比永磁体靠径向外侧的转子部分所受到的离心力增大，因此若使隔磁部薄，则存在以下担忧：隔磁部断裂，永磁体以及比其靠外侧的该转子部分飞散。因此，从以往以来一直尝试优化隔磁部的形状，以降低从永磁体产生的磁通的泄漏的同时提高隔磁部的强度(例如参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开2001-16809号公报

专利文献2：日本特开2010-88219号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在包括上述专利文献1、2在内的以往结构中，当想要更高速(例如10万转/分钟(rpm)以上)地旋转时，存在隔磁部会发生断裂的问题。为了防止隔磁部的断裂，考虑使隔磁部非常厚来确保强度，或者通过使永磁体变小来减小永磁体所受到的离心力以降低作用于其外侧的转子部分的力。然而，这类方法都会招致电动机的低输出化和低效率化，因此无法在使电动机小型化的同时实现高速旋转。

特别是涉及到应用于吸尘器的抽吸风扇的风扇驱动用电动机，为了使吸尘器小型化和高输出化，要求该风扇驱动用电动机的小型化和高输出化。以往的风扇驱动用电动机一般是常用转速为2万rpm左右以下的电动机，即使是高速旋转的电动机，最大4万到5万rpm左右成为极限，以其以上的转速为常用转速的风扇驱动用电动机尚未实现。

本发明用于解决这种以往的问题，其目的在于提供一种能够在降低泄漏磁通的同时有效分散对隔磁部的应力来实现高速旋转的电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机。

用于解决问题的方案

本发明所涉及的电动机的转子在设置于内部的空孔内插入有永磁体，在该电动机的转子中，上述空孔具有：平面状的第一内壁面，其形成为垂直于包括上述电动机的旋转轴的中心的虚拟平面，并且被该虚拟平面二等分；第二内壁面，其在比该第一内壁面靠径向外侧的位置处与该第一内壁面平行地延伸；以及侧壁面，其将上述第一内壁面与上述第二内壁面进行连接，其中，上述第二内壁面在垂直于上述旋转轴的截面中的长度比上述第一内壁面长，上述侧壁面包括以如下方式延伸的隔磁壁面：在垂直于上述旋转轴的截面中，随着从上述第二内壁面的两端向该内壁面的延伸方向外侧去、并且随着从上述第二内壁面向上述第一内壁面去，逐渐远离上述转子的外周缘，上述空孔在上述转子的周向上以等间隔形成有四个以上，上述永磁体被配置成：在插入到各个上述空孔的状态下，上述永磁体的朝向径向外侧的极性沿上述转子的周向有两个以上是相同的。

根据上述结构，第二内壁面在垂直于旋转轴的截面中的长度比位于更内侧的第一内壁面长，因此防止由于插入到空孔的永磁体的离心力而作用于该永磁体的外侧的转子部分的应力集中在第二内壁面与侧壁面的边界部。另外，侧壁面上形成有随着从第二内壁面向第一内壁面去而逐渐远离转子的外周缘的隔磁壁面，因此防止作用于永磁体及其外侧的转子部分的应力集中在第二内壁面与侧壁面的边界部。

这样，根据上述结构，能够有效分散对隔磁部的应力，因此能够构成无需使隔磁部非常厚就能够经受高速旋转的转子。因而，能够在降低泄漏磁通的同时实现高速旋转。

并且，根据上述结构，以如下方式进行配置：在将永磁体插入到在转子的周向上以等间隔形成有四个以上的上述空孔的状态下，永磁体的朝向径向外侧的极性沿转子的周向有两个以上是相同的。由此，能够减小每极的永磁体的尺寸。因而，能够降低永磁体的质量所引起的应力，因此能够在将隔磁部形成得相对更薄的同时实现高速旋转。另外，在使用相同大小的永磁体的情况下磁通的量增大，因此即使使隔磁部为相同厚度也能够使转子更高速地旋转。并且，通过不减少永磁体的磁通而减少极数，能够将用于改变向定子的线圈流通的电流的方向的切换频率低频化，因此能够更容易地实现电动机的高速旋转。

也可以是：上述隔磁壁面在垂直于上述旋转轴的截面中具有圆弧形状，上述圆弧构成为包含上述圆弧的虚拟圆的中心位于上述虚拟平面内的上述第一内壁面与上述旋转轴的中心之间，并且该虚拟圆位于比上述转子的外周缘靠内侧的位置。由此，能够使作用于永磁体及其外侧的转子部分的应力有效分散，同时使作用于隔磁部的应力在相对于径向倾斜的方向上作用。因而，能够通过使在隔磁部处作用的应力分散来将其减弱，在此基础上使隔磁部处的应力所作用的方向朝向抗断裂能力强的方向，因此能够有效防止隔磁部处断裂。

上述侧壁面也可以具有定位壁面和连接壁面，该定位壁面在垂直于上述旋转轴的截面中在比上述第二内壁面的两端靠长边方向的内侧的位置与上述第二内壁面垂直，该连接壁面将上述定位壁面与上述隔磁壁面进行连接。由此，能够有效地形成隔磁壁面的同时防止永磁体的位置偏移。

上述空孔也可以在上述侧壁面与上述第一内壁面的两端之间具有槽部，该槽部形成于比上述第一内壁面靠径向内侧的位置。由此，在制造转子时能够将侧壁面与第一内壁面的连接部位加工得锋利，从而能够提高侧壁面与第一内壁面的连接部处的制造精度。

上述空孔也可以在上述转子的周向上设置有四个，上述永磁体被配置成：在插入到各个上述空孔的状态下，隔着上述旋转轴相对的永磁体彼此的朝向径向外侧的极性互不相同。由此，能够以所需最小限度的永磁体得到足够的转速。

插入到上述空孔内的永磁体也可以是使用稀土元素形成的。通过使用以稀土元素形成的高磁力的永磁体，能够在使转子小型化的同时使其高输出化。

另外，本发明所涉及的风扇驱动用电动机具有上述结构的电动机的转子。通过将具有上述结构而能够在降低泄漏磁通的同时实现高速旋转的电动机的转子应用于风扇驱动用电动机，能够实现电动机的小型化且高输出化。

在参照附图的基础上，通过下面的优选实施方式的详细说明来明确本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点。

发明的效果

本发明构成为如上说明的结构，起到以下的效果：能够在降低泄漏磁通的同时有效分散对隔磁部的应力来实现高速旋转。

附图说明

图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的电动机的转子的电动机的截面构造的截面图。

图2是表示图1所示的电动机的转子的截面结构的放大图。

图3是表示图1所示的电动机的转子的截面结构的放大截面图。

图4是表示本发明的一个实施方式的变形例中的电动机的转子的截面结构的放大图。

图5是本发明的实施例中的转子的应力分布图。

图6是表示使本发明的实施例中的转子旋转的情况下的相对于转速的、转子的外径值的图表。

图7是表示与本发明相对的比较例中的转子的截面结构的放大截面图。

图8是与本发明相对的比较例中的转子的应力分布图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，下面在所有图中对同一或相当的要素附加同一参照标记，省略其重复说明。

图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的电动机的转子的电动机的截面构造的截面图。如图1所示，本实施方式中的无刷电动机(以下仅称为电动机)具有安装于外框(未图示)的内壁面的筒状的定子1以及以能够相对于定子1进行相对旋转的方式保持于定子1的内侧的筒状的转子2。转子2的中心处设置有转轴孔3，在转轴(未图示)插通在该转轴孔3的状态下转子2与转轴被固定。

定子1具有：定子铁芯11，其具有形成为筒状的筒状部11a和多个(在本实施方式中为三个)齿部11b，该齿部11b从筒状部11a的内壁面向径向内侧伸出；以及线圈(coil)12，其缠绕在各个齿(teeth)部11b上。另外，转子2具有筒状的转子铁芯21以及在空孔23中嵌入形成的永磁体22，该空孔23在转子铁芯21的内部沿转子2的周向(旋转轴C的周向)形成有多个(在本实施方式中为四个)。此外，在本实施方式中，在转子2的周向上以等间隔形成有四个空孔23。

永磁体22形成为板状。此外，永磁体22的角部也可以被施以倒角加工或者倒出圆角。由此，能够防止制造永磁体22时的破裂、豁口。另外，关于永磁体22，例如使用以钕(Neodymium)等稀土元素形成的稀土类磁体。通过使用以稀土元素形成的高磁力的永磁体22，能够使转子2小型化且高输出化。

在本实施方式中，永磁体22被配置成：在插入到各个空孔23的状态下，永磁体22的朝向径向外侧的极性沿转子2的周向有两个是相同的。即，永磁体22被配置成：在插入到各个空孔23的状态下，隔着旋转轴C相对的永磁体22彼此的朝向径向外侧的极性互不相同(在图1中，在永磁体22上仅显示了永磁体22的径向外侧的极性)。由此，构成使用了四个永磁体22的两极的转子2。

这样，通过使用两个永磁体22来形成一极，能够减小每极的永磁体22的尺寸。因而，能够降低永磁体22的质量所引起的应力，因此能够在将隔磁部21a形成得相对更薄的同时实现高速旋转。另外，在使用相同大小的永磁体22的情况下磁通的量增大，因此即使使隔磁部21a为相同厚度也能够使转子2更高速地旋转。

另外，为了使电动机高速旋转，需要提高用于决定改变向线圈12流通的电流的方向的周期的切换频率。与此相对，若极数增加则需要与其对应地进行线圈12的切换，因此为了维持相同转速而必须使切换频率更高。另一方面，若减少永磁体22的数量，则从永磁体22输出的磁通变少，因此无法实现高效率化。

因此，在本实施方式中，以如下方式配置永磁体22：在插入到各个空孔23的状态下，永磁体22的朝向径向外侧的极性沿转子2的周向有两个是相同的。由此，不减少永磁体22的磁通而减少极数，从而能够将用于改变向定子1的线圈12流通的电流的方向的切换频率低频率化。因而，能够更容易地实现电动机的高速旋转。另外，通过将永磁体22的数量设为四个，能够以所需最小限度的永磁体22得到有效的转速，从而能够在防止成本增大的同时构成高性能的电动机。此外，转子铁芯21与永磁体22也可以通过适当的粘接剂来固定。

在这样构成的电动机中，通过改变向定子1的线圈12流通的电流的方向，转轴和转子2以转轴的中心轴为旋转轴C来相对于定子1绕旋转轴C进行旋转。

图2是表示图1所示的电动机的转子的截面结构的放大图。如图2所示，形成于转子2的空孔23具有：平面状的第一内壁面231，其形成为垂直于包括电动机的旋转轴C的中心的虚拟平面(在图2所示的截面图中为线段)S，并且被该虚拟平面S二等分；第二内壁面232，其在比该第一内壁面231靠径向外侧的位置处与该第一内壁面231平行地延伸；以及侧壁面233，其将第一内壁面231与第二内壁面232进行连接。第二内壁面232在垂直于旋转轴C的截面中的长度(即图2所示的截面图中的长度)比第一内壁面231长。

另外，侧壁面233具有以如下方式延伸的隔磁壁面234：在垂直于旋转轴C的截面中，随着从第二内壁面232的两端向该内壁面232的延伸方向(在图2所示的截面图中为长边方向)外侧去、并且随着从第二内壁面232向第一内壁面231去，逐渐远离转子2的外周缘2a。该隔磁壁面234与外周缘2a之间的转子铁芯部分构成隔磁部21a。通过设置这种隔磁部21a，在将永磁体22插入到空孔23内时，在隔磁壁面234与永磁体22之间由于空孔23而产生间隙，因此会防止来自永磁体22的磁通泄漏到在转子的周向上相邻的永磁体22而变为无效磁通。并且，侧壁面233具有：定位壁面235，其在垂直于旋转轴C的截面中在比第二内壁面232的两端靠长边方向的内侧的位置与第二内壁面232垂直；以及连接壁面236，其将定位壁面235与隔磁壁面234进行连接。并且，在空孔23中，在侧壁面233与第一内壁面231的两端之间具有槽部237，该槽部237形成于比第一内壁面231靠径向内侧的位置。

如前所述，本实施方式中的转子2中形成有四个空孔23。更具体地说，四个空孔23形成为相邻的空孔23的第一内壁面231和第二内壁面232相互垂直。而且，由相邻的空孔23的定位壁面235和连接壁面236构成桥接(bridge)部21b，该桥接部21b与隔磁部21a一起将转子铁芯21的比第二内壁面232靠径向外侧的外周部21c与比第一内壁面231靠径向内侧的中央部21d进行连结。

在这样形成的空孔23中插入板状的永磁体22。此时，第二内壁面232在垂直于旋转轴C的截面中的长度比位于更内侧的第一内壁面231长，因此在插入板状的永磁体22时，永磁体22的外侧的角部会位于比第二内壁面232的两端靠内侧的位置。因而，防止以下情况：在转子2绕旋转轴C进行旋转时，由于插入到空孔23的永磁体22的离心力而作用于该永磁体22的外侧的转子部分(外周部21c)的应力集中在第二内壁面232与侧壁面233的边界部。

另外，通过形成如上所述的定位壁面235，有效地形成隔磁壁面234的同时防止永磁体22的位置偏移。另外，通过在侧壁面233(定位壁面235)与第一内壁面231之间设置槽部237，在制造转子2时能够将侧壁面233(定位壁面235)与第一内壁面231的连接部位加工得锋利，从而能够提高侧壁面233与第一内壁面231的连接部处的制造精度。因此，永磁体22会高精度地定位于空孔23内，因此能够更有效地防止永磁体22的位置偏移。

在此，在转子2绕旋转轴C进行旋转时，与作用于永磁体22及其外侧的转子部分(外周部21c)的离心力相应的应力作用于隔磁部21a。在本实施方式中，侧壁面233中形成有随着从第二内壁面232向第一内壁面231去而逐渐远离转子2的外周缘2a的隔磁壁面234，因此会防止作用于永磁体22和外周部21c的应力集中在第二内壁面232与侧壁面233的边界部。

这样，根据上述结构，能够有效分散对隔磁部21a的应力，因此能够构成无需使隔磁部21a非常厚就能够经受高速旋转的转子2。因而，能够在降低泄漏磁通的同时实现高速旋转。

下面，更详细地说明本实施方式中的隔磁部21a的构造。图3是表示图1所示的电动机的转子的截面结构的放大截面图。如图2和图3所示，规定隔磁部21a的隔磁壁面234在垂直于旋转轴C的截面中具有圆弧形状。该圆弧形成为：包含该圆弧的虚拟圆VC的中心Ca位于虚拟平面S内的第一内壁面231与旋转轴C的中心之间，并且该虚拟圆VC位于比转子2的外周缘2a靠内侧的位置(包含于转子2的内部)。即，虚拟圆VC在虚拟平面S上与外周缘2a的虚拟同心圆VCo相切，该虚拟同心圆VCo以转子2的旋转轴C的中心为中心，具有比外周缘2a的半径短的半径(虚拟圆VC的半径比虚拟同心圆VCo的半径短)。换言之，圆弧形成为：以转子2的旋转轴C的中心为中心，在虚拟平面S上与虚拟圆VC相切的虚拟同心圆VCo具有比外周缘2a的半径小的半径。

在转子2绕旋转轴C进行旋转时，永磁体22以及位于其外侧的外周部21c一体地受到离心力。并且，基于此时的应力分布，产生离心力的质点能够分为将隔磁壁面234的圆弧延长所得的虚拟圆VC的外侧的部分21c1和内侧的部分21c2来考虑。即，能够认为是如同永磁体22和外周部21c的位于虚拟圆VC内侧的部分21c2的总质量所引起的离心力作用于外周部21c的位于虚拟圆VC外侧的部分21c1。

在本实施方式中，外周部21c的位于虚拟圆VC外侧的部分21c1的径向的厚度随着从与虚拟平面S交叉的部分向桥接部21b去而逐渐变大。因此，相对于永磁体22和外周部21c的位于虚拟圆VC内侧的部分21c2的总质量所引起的离心力，作用于外周部21c的位于虚拟圆VC外侧的部分21c1的应力随着从与虚拟平面S交叉的部分向桥接部21b去而整体上逐渐减弱，并且应力的方向也是径向成分逐渐减少且切线成分逐渐增加。而且，在桥接部21b附近的隔磁部21a处，是与外周缘2a的切向(转子2的周向)大致平行的应力进行作用。桥接部21b由于其形状而其强度在径向上弱而在切向上强，因此即使与切向大致平行的应力作用于隔磁部21a，桥接部21b也难以断裂。

由此，能够使作用于永磁体22及其外侧的转子部分(外周部21c)的应力有效分散，同时使作用于隔磁部21a的应力在相对于径向倾斜的方向上作用。因而，能够通过使在隔磁部21a处作用的应力分散来将其减弱，在此基础上使隔磁部21a处的应力所作用的方向朝向抗断裂能力强的方向，因此能够有效防止隔磁部21a处断裂。

在此，为了进行比较，说明具有包含隔磁壁面的圆弧的虚拟圆VCr与虚拟同心圆VCo一致的构造的转子中的应力的作用方式。图7是表示与本发明相对的比较例中的转子的截面结构的放大截面图。

在本比较例中的转子2R中，隔磁壁面234r的圆弧与虚拟同心圆VCo一致，包含该圆弧的虚拟圆VCr的中心与旋转轴C的中心一致。

在本比较例中，在转子2R绕旋转轴C进行旋转时，永磁体22r以及位于其外侧的外周部21cr也一体地受到离心力。并且，基于此时的应力分布，产生离心力的质点能够分为将隔磁壁面234r的圆弧延长所得的虚拟圆VCr的外侧的部分21c1r和内侧的部分21c2r来考虑。即，能够认为是如同永磁体22r和外周部21cr的位于虚拟圆VCr内侧的部分21c2r的总质量所引起的离心力作用于外周部21cr的位于虚拟圆VCr外侧的部分21c1r。

在本比较例中，外周部21cr的位于虚拟圆VCr外侧的部分21c1r的径向的厚度从与虚拟平面S交叉的部分到桥接部21br是固定的。因此，相对于永磁体22r和外周部21cr的位于虚拟圆VCr内侧的部分21c2r的总质量所引起的离心力，作用于外周部21cr的位于虚拟圆VCr外侧的部分21c1r的应力从与虚拟平面S交叉的部分到桥接部21br在径向上会大致均等地施加。因而，在桥接部21br附近的隔磁部21ar处也会有在径向上比较大的应力进行作用。如前所述，桥接部21br由于其形状而其强度在径向上弱而在切向上强，因此当径向的应力作用于隔磁部21ar时，其结果，应力会集中在相对于外周部21cr厚度较薄的隔磁部21ar(特别是永磁体的角部所接触的部位)。由此，转子2R的旋转所引起的桥接部21br的变形变大，变得易于断裂。为了防止桥接部21br的断裂，需要增大隔磁部21ar的厚度，但是若是这样做，则会由于泄漏磁通增大而感应电压降低，从而无法期望高效率化。

另外，作为未图示的其它比较例，在将隔磁壁面的圆弧构成为虽然包含该圆弧的虚拟圆VC的中心Ca位于虚拟平面S内的第一内壁面231与旋转轴C的中心之间、但是虚拟圆VC位于比转子2的外周缘2a靠外侧的位置(虚拟同心圆VCo比外周缘2a的半径长)的情况下，通过转子2的旋转，应力会集中在第二内壁面232与隔磁壁面的边界部。并且，作为未图示的其它比较例，在包含隔磁壁面的圆弧的虚拟圆VC的中心Ca位于虚拟平面S内的比旋转轴C的中心更接近相向的空孔23的一侧的情况下(虚拟圆VC的半径比虚拟同心圆VCo大的情况下)，应力会集中在隔磁壁面的与第二内壁面232的边界部相反一侧的端部(与连接壁面的边界部)。当在隔磁部处产生应力的集中时，桥接部会变得易于断裂。

相对于这些构造，在本实施方式的转子2中，如前所述，在相对于外周部21c厚度较薄的隔磁部21a处作用的应力的方向在切向上大而在径向上小，并且应力本身变弱，因此应力不会集中在隔磁部21a，能够降低转子2的旋转所引起的桥接部21b的变形，从而能够有效防止桥接部21b的断裂。由此，无需增加隔磁部21a和桥接部21b的厚度就能够实现电动机的高速旋转化。而且，通过使隔磁部21a的厚度相对较薄，能够降低泄漏磁通，因此即使使永磁体22小型化也能够得到所需的感应电压(能够提高永磁体的磁通相对于尺寸的有效利用率)。这样，能够在降低泄漏磁通的同时实现高速旋转，因此能够实现电动机的小型化且高输出化。

特别是在应用于吸尘器的抽吸风扇等的风扇驱动用电动机中，通过应用如上所述的电动机，能够实现吸尘器的小型化和高输出化(例如常用的转速为8万rpm以上)。

此外，在上述实施方式中，侧壁面233构成为在隔磁壁面234与第一内壁面231之间形成有定位壁面235和连接壁面236的结构，但是本发明对隔磁壁面234以外的侧壁面233的形状并没有特别限定。图4是表示本发明的一个实施方式的变形例中的电动机的转子的截面结构的放大图。在图4所示的电动机的转子2B中，侧壁面233b具有将第一内壁面231的两端与对应的隔磁壁面234进行连接的平面状的连接壁面237。即，本变形例中的平面状的连接壁面237在垂直于旋转轴C的截面中形成为直线状。利用这种形状，也能够对插通到空孔23内的永磁体22进行定位。像这样，侧壁面233中将隔磁壁面234与第一内壁面231进行连接的部分的形状不限于上述实施方式和上述变形例，能够应用各种方式。

实施例1

下面，示出对如上述实施方式所说明的那样形成隔磁壁面234的转子(实施例)、以及如图7所示的比较例那样将隔磁壁面234r形成为使隔磁部的宽度固定的转子(比较例)分别进行强度分析所得的结果。通过本强度分析，在各转子中得到规定的转速(在此为8万rpm)下的应力分布图。在实施例和比较例中，转子铁芯中均使用了具有相同的屈服应力(413MPa)的相同的铁板材料，并且设置四个空孔，插入相同材质的永磁体。关于永磁体的尺寸，厚度(径向尺寸)是相同的，但是实施例的宽度(切向尺寸)为9.5mm，与此相对，设比较例的宽度(切向尺寸)为10mm。关于实施例中隔磁部的宽度，在本实施例和本比较例中均设为0.7mm(在本实施例中为最薄部分的宽度)。强度分析是利用各转子的1/4模型进行的。

图5是本发明的实施例中的转子的应力分布图。另外，图8是与本发明相对的比较例中的转子的应力分布图。在比较例中，如图8所示，应力沿转子铁芯的外周缘阶段性地呈条纹状分布，因此可知离心力所引起的应力与图5所示的实施例相比均等地施加于外周部。并且，从外形可以看出，相对于图5所示的实施例，图8所示的比较例整体上变形量大。在图5和图8中，应力的作用最大的部位分别以箭头Smax来表示。该Smax处的应力值、即最大应力在图5所示的实施例中为257.4MPa，与此相对，在图8所示的比较例中为405.3MPa。认为比较例的转子中的最大应力为大幅高于实施例的转子中的最大应力的值是因为，在图5所示的实施例中，应力作用于隔磁壁面的整个区域，与此相对，在图8所示的比较例中，应力仅集中作用于隔磁壁面中的箭头Smax附近。这样，示出了以下情况：在比较例的转子中会有大致比得上屈服应力的应力进行作用，如果将8万rpm的转速用作常用的转速则存在转子大幅变形或断裂的担忧。与此相对，在实施例的转子中只有充分低于屈服应力的应力进行作用，即使以8万rpm为常用的转速也不会出问题。

实施例2

接着，示出使上述实施方式所说明的本发明所涉及的转子2绕旋转轴C进行旋转来进行转子2的强度实验所得的结果。图6是表示使本发明的实施例中的转子旋转的情况下的相对于转速的、转子的外径值的图表。转子2绕旋转轴C进行旋转，由此，由于永磁体22和转子铁芯21的外周部21c处产生的离心力，转子2以外周部21c被拽向外侧的方式发生变形。这种变形的变形量会与转子2的转速上升相应地增加，当变形达到极限时会断裂。因而，通过测量相对于转子2的转速的、转子2的外径值，能够确认转子2的强度。

在本实施例中，实际制作出具有上述实施方式所说明的形状、且隔磁部21a的宽度(隔磁壁面234与外周缘2a之间最薄的部分的厚度)不同的三个(0.5mm，0.6mm，0.7mm)转子。然后，在插入永磁体22的状态下使转子2旋转，测量使转速为6万rpm、8万rpm、10万rpm、12万rpm以及15万rpm时的转子2的外径。此外，当测量外径时，通过在旋转轴C方向上分别测量三个部位(两端部和中央部)处的四个永磁体22中的相对的永磁体22的中央部之间(虚拟平面S内)的直径，来测量合计六个部位的直径并取其平均。另外，作为比较例，针对图7和图8所示的转子，基于实施例1中的分析数据来估计与转速相应的变形量，一并表示在图5上。

其结果，如图6所示，在本实施例中，在包括隔磁部21a的宽度最薄的0.5mm宽度的转子在内的所有转子中，在转速达到10万rpm之前转子都几乎没有变形。由此，表示至少在8万rpm以上的转速下能够没问题地实际应用。特别是，在0.7mm宽度时，到12万rpm左右为止变形被抑制得小，最终达到14万8千rpm时桥接部21b才发生断裂，能够实现非常高速的转速。与此相对，在比较例中可知，成为接近0.5mm宽度的实施例的图表变化，尽管隔磁部的宽度有0.7mm，也只能得到0.5mm宽度的实施例左右的强度。根据以上，示出了以下情况：本发明所涉及的实施例的转子与比较例相比无需增加隔磁部21a的厚度就能够使强度显著上升。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种改进、变更、修正。例如，在上述实施方式中，说明了以下的结构(两极转子)：在转子2中形成四个空孔23，配置成在将永磁体22插入到该空孔23的状态下，永磁体22的朝向径向外侧的极性沿转子2的周向有两个以上是相同的，但是本发明只要具有上述说明的构造则也可以使用四个以上的永磁体22。例如，也可以设为以下结构(两极转子)：形成六个空孔，配置成在将永磁体插入到该空孔的状态下，永磁体的朝向径向外侧的极性沿转子的周向有三个是相同的，例如还可以设为以下结构：形成八个空孔，配置成在将永磁体插入到该空孔的状态下，永磁体的朝向径向外侧的极性沿转子的周向有两个(四极转子的情况)是相同的或者有四个(两极转子的情况)是相同的，还可以设为具有其它空孔的数量和极数的结构。

根据上述说明，对本领域技术人员来说，本发明的许多改进和其它实施方式是显而易见的。因而，上述说明应解释为只是例示，是以向本领域技术人员说明执行本发明的优选方式为目的而提供的。能够在不脱离本发明的精神的情况下实质性地改变其结构和/或功能的详细内容。

产业上的可利用性

本发明的电动机的转子以及具备该转子的风扇驱动用电动机用于在降低泄漏磁通的同时有效分散对隔磁部的应力来实现高速旋转。

附图标记说明

1：定子；2：转子；2a：外周缘；3：转轴孔；11：定子铁芯；11a：筒状部；11b：齿部；12：线圈；21：转子铁芯；21a：隔磁部；21b：桥接部；21c：外周部；21c1：位于虚拟圆外侧的部分；21c2：位于虚拟圆内侧的部分；21d：中央部；22：永磁体；23：空孔；231：第一内壁面；232：第二内壁面；233：侧壁面；234：隔磁壁面；235：定位壁面；236：连接壁面；237：槽部；C：旋转轴；Ca：虚拟圆的中心；S：虚拟平面；VC：虚拟圆；VCo：虚拟同心圆。

Claims (6)

1.一种电动机的转子，在设置于内部的空孔内插入有永磁体，在该电动机的转子中，

上述空孔具有：

平面状的第一内壁面，其形成为垂直于包括上述电动机的旋转轴的中心的虚拟平面，并且被该虚拟平面二等分；

第二内壁面，其在比该第一内壁面靠径向外侧的位置处与该第一内壁面平行地延伸；以及

侧壁面，其将上述第一内壁面与上述第二内壁面进行连接，

其中，上述第二内壁面在垂直于上述旋转轴的截面中的长度比上述第一内壁面在垂直于上述旋转轴的截面中的长度长，

上述侧壁面包括以如下方式延伸的隔磁壁面：在垂直于上述旋转轴的截面中，随着从上述第二内壁面的两端向该内壁面的延伸方向外侧去、并且随着从上述第二内壁面向上述第一内壁面去，逐渐远离上述转子的外周缘，

上述隔磁壁面在垂直于上述旋转轴的截面中从上述第二内壁面的端部到比上述第一内壁面靠径向外侧的规定位置的整体具有圆弧形状，上述圆弧构成为沿着设置于一个空孔的一对上述隔磁壁面的双方共用的单一的虚拟圆，上述虚拟圆的中心位于如下的交线与上述旋转轴的中心之间的位置，该交线是上述第一内壁面中的、将该第一内壁面二等分的上述虚拟平面与上述第一内壁面的交线，并且该虚拟圆位于上述转子的外周缘与上述第二内壁面之间，

上述空孔在上述转子的周向上以等间隔形成有四个以上，

上述永磁体被配置成：在插入到各个上述空孔的状态下，上述永磁体的朝向径向外侧的极性沿上述转子的周向有两个以上是相同的。

2.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

上述侧壁面具有定位壁面和连接壁面，该定位壁面在垂直于上述旋转轴的截面中在比上述第二内壁面的两端靠长边方向的内侧的位置与上述第二内壁面垂直，该连接壁面将上述定位壁面与上述隔磁壁面进行连接。

3.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

上述空孔在上述侧壁面与上述第一内壁面的两端之间具有槽部，该槽部形成于比上述第一内壁面靠径向内侧的位置。

4.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

上述空孔在上述转子的周向上以等间隔设置有四个，上述永磁体被配置成：在插入到各个上述空孔的状态下，隔着上述旋转轴相对的永磁体彼此的朝向径向外侧的极性互不相同。

5.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

插入到上述空孔内的永磁体是使用稀土元素形成的。

6.一种风扇驱动用电动机，具有定子、以及以能够相对于上述定子进行相对旋转的方式保持于该定子的内侧的根据权利要求1～5中的任一项所述的电动机的转子，

其中，上述空孔在上述转子的周向上以等间隔形成有四个，

上述定子具备：

形成为筒状的筒状部；以及

从上述筒状部的内壁面向径向内侧伸出的三个齿部。