CN107112830A - 旋转电机的转子 - Google Patents

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Abstract

为了将插入构成一个极的磁铁(6a)~(6c)的磁铁插入孔(5a)~(5c)沿周向分割成多个而设置将内周侧铁心部(2)和外周侧铁心部(3)连接的中心桥(4a)、(4b),各中心桥(4a)、(4b)被形成为相对极轴(7)平行且线对称,并且在与内周侧铁心部(2)以及外周侧铁心部(3)分别相连的各个连接部(42)、(43)中与磁铁插入孔(5a)~(5c)的边缘部的形状形成为在与极轴(7)平行的方向上具有长轴的椭圆弧或者曲线形状(50),该曲线形状(50)是准备曲率半径向着转子铁心(1)的外周依次变小的多个圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成。

Description

旋转电机的转子
技术领域
本发明涉及构成例如搭载于空调器用压缩机等的旋转电机的转子,特别涉及在铁心内部包含永久磁铁的转子的构造。
背景技术
在以往的旋转电机中,将径向上设置于转子铁心的多个磁铁插入孔部进一步沿周向分割成多个。而且,使将内周侧铁心部和外周侧铁心部进行连接的中心桥相对极轴倾斜10~50deg,相对极轴线对称地配置于两个部位,并将磁铁配置于夹着两个部位的各中心桥的各个磁铁插入孔。进而,将各中心桥的与磁铁插入孔的4处边缘部中的、2处构成为椭圆弧(例如,参照专利文献1)。
通过该结构,使施加于中心桥的应力的方向与中心桥的形成方向一致而使应力的分布均匀化,并且能够减小切口系数而避免应力集中,并提高机械强度。其结果,能够减小桥宽度而实现漏磁通的降低。
专利文献1:日本特表2013‐531462号公报(段落[0073]~[0077],图5~图7)
发明内容
然而,伴随转子的旋转而产生于转子铁心的离心力本来沿极轴方向施加,所以中心桥要与极轴平行而弯曲应力发生作用,应力集中到中心桥的对角两处。如果在其应力集中部分有切口,例如在中心桥的与磁铁插入孔的边缘部在直线部分与曲线部分的连结部位有曲率半径小的部位,则切口系数变高而应力进一步集中。
因此,在上述专利文献1所记载的技术中,通过将中心桥的与磁铁插入孔的边缘部的形状做成椭圆弧,从而缓和切口所致的应力集中。但是,无法消除对中心桥施加的弯曲应力,弯曲所致的应力集中仍然残留。因此,不得不将中心桥的宽度设定得宽来使应力下降,其结果,存在磁短路的抑制不充分的问题点。
另外,在上述专利文献1所记载的技术中,沿径向跨越多段地设置有磁铁插入孔,所以铁心的刚性整体性地下降。因此,当提高转速时,由于离心力而容易发生铁心的变形。考虑作为其对策而使中心桥相对极轴倾斜地形成。但是,中心桥的倾斜角度仅针对特定的转速成立,因此存在如下问题:无法避免在除此以外的转速下弯曲应力依然施加到中心桥。
本发明是为了解决上述问题点而完成的,其目的在于得到能够维持中心桥的机械强度并且将中心桥的磁铁插入孔间的宽度设定得窄而能够比以往更加降低漏磁通的旋转电机的转子。
本发明涉及的旋转电机的转子是在转子铁心内包含多个磁铁的磁铁埋入型的旋转电机的转子,其中,
所述转子铁心具备通过插入所述磁铁的磁铁插入孔而分离的内周侧铁心部和外周侧铁心部,
具有至少一个将所述内周侧铁心部和所述外周侧铁心部连接的中心桥,该中心桥将插入构成一个极的所述磁铁的所述磁铁插入孔沿周向分割成多个,
所述磁铁插入孔被形成为相对极轴线对称,并且在所述磁铁插入孔之中相对所述极轴线对称地配置有所述磁铁,
所述中心桥被形成为相对所述极轴平行且线对称,并且与所述内周侧铁心部以及所述外周侧铁心部分别相连的各个连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部的形状是曲线形状以及在与所述极轴平行的方向上具有长轴的椭圆弧中的一个形状,所述曲线形状是准备曲率半径向着所述转子铁心的外周依次变小的多个圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成。
根据本发明的旋转电机的转子,能够消除中心桥中的弯曲应力以及切口所致的应力的集中而使应力在中心桥整个区域大致均等。因此,能够在比以往减小中心桥的剖面面积的同时维持机械强度,进而能够提高磁短路抑制效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的转子的俯视图。
图2是示出本发明的实施方式1的转子的一个极部分的俯视图。
图3是将图2中的用符号A示出的部分放大而示出的俯视图。
图4是示出将中心桥的连接部的与磁铁插入孔的边缘部形成为圆弧的情况下的应力分布的特性图。
图5是示出将中心桥的连接部的与磁铁插入孔的边缘部形成为椭圆弧的情况下的应力分布的特性图。
图6是示出与在中心桥的连接部使椭圆弧的纵横比变化的情况相伴的连接部与长方形部的连结点P1以及连接部的椭圆弧的长轴端P2处的应力变化的特性图。
图7是对将中心桥的连接部的与磁铁插入孔的边缘部形成为曲线形状的情况进行放大而示出的俯视图。
图8是在本发明的实施方式2的旋转电机的转子中将中心桥的附近放大而示出的俯视图。
图9是在本发明的实施方式3的旋转电机的转子中将中心桥的附近放大而示出的俯视图。
图10是示出本发明的实施方式4的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。
图11是示出本发明的实施方式5的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。
图12是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子的整体形状的俯视图。
图13是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。
图14是示出本发明的实施方式7的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。
图15是示出本发明的实施方式8的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的转子的整体形状的俯视图。
该实施方式1的旋转电机的转子具有外周为圆形的转子铁心1。该转子铁心1是将通过冲压加工而使电磁钢板等薄板冲裁成形而成的构件层叠而构成的。而且,通过上述冲压加工,沿转子铁心1的周向,冲裁形成磁铁插入孔5a、5b、5c。另外,通过上述冲压加工,在转子铁心1的中央部冲裁形成轴插入孔11。而且,通过沿周向形成的磁铁插入孔5a、5b、5c而转子铁心1被分离为内周侧铁心部2和外周侧铁心部3。
图2是将图1所示的转子的一个极部放大而示出的俯视图。
在图2中,在与转子的一个极部相当的转子铁心1,相对极轴7线对称地形成有3个磁铁插入孔5a、5b、5c。在该情况下,除了与极轴7交叉的中央的磁铁插入孔5c以外的左右的磁铁插入孔5a、5b的与和中央的磁铁插入孔5c面对的一侧相反的一侧的端部形成为大致L字状,在该L字状部分5a1、5b1与直线部分5a2、5b2的边界部分形成有磁铁阻挡部(magnetstopper)10a、10b。
而且,通过这些磁铁插入孔5a、5b、5c,转子铁心1被分离为内周侧铁心部2和外周侧铁心部3,并且内周侧铁心部2以及外周侧铁心部3经由两个中心桥4a、4b以及位于磁铁的极间的外周侧桥9a、9b而一体地连结。在该情况下,中心桥4a、4b形成为相对极轴7平行且线对称。
在上述各磁铁插入孔5a、5b、5c,与极轴7正交地以直线状且相对极轴7线对称地插入配置有形成一个极的板状的稀土类烧结永久磁铁(以下称为磁铁)6a、6b、6c。进而,左右两端侧的磁铁6a、6b分别通过磁铁阻挡部10a、10b保持成不在与极轴7垂直且远离极轴7的方向上移动。
图3是将图2中的用符号A示出的部分、即图2的左侧的中心桥4a的部分放大而示出的俯视图。
此处,中心桥4a包括:长方形部41,被夹在一对磁铁插入孔5a、5c的对置的端部间,具有与各磁铁插入孔5a、5c的极轴7的方向的宽度大致相同的长度的长边;以及连接部42、43,从该长方形部41分别连接到内周侧铁心部2以及外周侧铁心部3。
在该情况下,各个连接部42、43如以下那样形成。即,与各磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状形成为作为在与极轴7平行的方向上具有长轴的假想椭圆E1(在图3中用虚线表示)的一部分的椭圆弧,以在相互对置的磁铁插入孔5a、5c的端部在极轴7的方向上形成凹部。此外,关于图2的右侧的中心桥4b也形成为同样的形状。
根据该结构,在转子旋转的情况下,离心力作用于外周侧铁心部3以及磁铁6a、6b、6c。此时,由于外周侧铁心部3是一体且相对极轴7线对称的形状,所以离心力中的、与极轴7的方向垂直的分量被抵消,仅产生极轴7的方向的分量。
同样地,配置于极轴7上的磁铁插入孔5c的中央的磁铁6c是相对极轴7线对称的形状,所以作用于磁铁6c的离心力与极轴7的方向一致。另外,关于隔着中央的磁铁6c位于左右的磁铁6a、6b,也配置成同一形状的磁铁6a、6b相对极轴7线对称。因此,如果将作用于各磁铁6a、6b的离心力分割成沿着极轴7的方向和与极轴7垂直的方向而考虑,则在与极轴7垂直的方向上作用的分量由磁铁阻挡部10a、10b挡住,只有沿极轴7平行的分量以相同的大小施加到各个中心桥4a、4b。
因此可知,即使将作用于外周侧铁心部3以及磁铁6a、6b、6c的离心力进行综合,中心桥4a、4b也仅支撑沿极轴7平行的分量即可。该状态不依赖于转速,这是不言而喻的。
进而,如上述专利文献1所公开那样,如果是在外周侧铁心部3的内部形成有磁铁插入孔或狭缝的结构,则外周侧铁心部3的刚性下降,有可能由于离心力而外周侧铁心部3变形,弯曲应力作用于中心桥4a、4b。在该实施方式1中,在外周侧铁心部3未形成磁铁插入孔等孔以及狭缝,所以外周侧铁心部3的刚性不会过度地下降。
由此,能够得到如下状态:与极轴7平行的方向且相同大小的力作用于各中心桥4a、4b,而弯曲方向的应力不作用于各中心桥4a、4b。另外,中心桥4a、4b的长方形部41是其长边沿着与极轴7平行的方向,所以长方形部41内的应力被大致均匀化,能够使长方形部41的短边侧的宽度变细,磁短路抑制效果提高。
此处,在图3中,在施加于中心桥4a的应力的方向与中心桥4a的长边方向一致的情况下,在以下的部位发生与离心力相伴的应力集中。即,在中心桥4a的长方形部41的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部和连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的连结点,例如图3的用符号P1表示的连结点处发生形状变化,所以在上述连结点处发生应力集中。因此,为了缓和应力集中,使连结点(例如图3的符号P1)处的形状变化平缓,即增大曲率半径即可。
现在假设中心桥4a的各连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的P1的边缘部的形状不是椭圆弧而是圆弧的情况下,应力集中于将直线部和圆弧连接的连结点,可能成为疲劳破坏的起点。为了防止该情况,考虑增大圆弧的半径以使形状的变化平缓、或者将长方形部41的短边方向的宽度加宽以降低平均应力的方法。但是,如果增大圆弧的半径,则铁心面积减少而产生磁阻变大的问题。另外,如果将长方形部41的短边方向的宽度加宽,则磁短路增大,且与磁铁的极轴7正交的方向的长度变短,磁特性恶化。
相对于此,在该实施方式1中,将连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状做成具有与极轴7平行的方向的长轴的椭圆弧,所以能够使连结点P1的形状的变化平缓,即增大曲率半径。由此,相比于将各连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状做成圆弧的情况,能够减小切口系数而缓和应力集中的产生,能够消除如形成为圆弧时的上述问题。此外,在此说明了图2的左侧的中心桥4a,但关于图2的右侧的中心桥4b也能够得到同样的作用、效果。
为了证明该情况,图4以及图5示出对中心桥(例如中心桥4a)的附近的应力分布进行解析的结果。此处,图4是将各连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状形成为圆弧的情况。另外,图5是将各连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状形成为椭圆弧(纵横比(长轴/短轴)2)的情况。此外,在图4以及图5的应力分布中,以黑色的部位的应力最高,随着颜色的浓度变浅而应力也变低的方式表示。
由图4以及图5也可知,在图4中,在直线部与圆弧的连结点P1处应力集中。另一方面可知,在图5中,在直线部与椭圆弧的连结点P1处应力未集中,而应力被均匀化。
这样,在中心桥4a中应力被均匀化,所以如果各连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状全部相同,则该部分的应力集中的状态大致相同。因此,如果将各连接部42、43的椭圆弧的形状在4处全部做成相同的形状,则平衡性良好。
图6是示出相对于椭圆的(长轴半径/短轴半径)即纵横比的变化的应力的变化的解析结果。
由图6可知,在直线与椭圆弧的连结点P1处,当纵横比增加时,应力下降。另一方面,在椭圆弧的长轴端P2处,当纵横比增加时,应力增大,当纵横比超过4时超过连结点P1的应力。由此可知,椭圆的纵横比最好为2以上且4以下。而且,如果将椭圆弧设定为该纵横比(2以上且4以下)的范围内,则缓和应力集中的效果变大。另外,能够在维持机械强度的同时使中心桥宽度进一步变窄,所以磁短路抑制效果提高。
在上述说明中,将连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状做成具有与极轴7平行的方向的长轴的椭圆弧,但不限定于该形状。即,也可以将连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状做成曲线形状50,该曲线形状50是准备曲率半径向着转子铁心1的外周依次变小的多个圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成的。
如图7所示,在长方形部41的边缘部即直线边缘部51与连接部43的边缘部的连结点P1处,做成与曲率半径最大的圆弧(半径R1的圆弧)相接那样的曲线形状。而且,将连接部43的与磁铁插入孔5a的边缘部的形状做成如下曲线形状,该曲线形状是准备曲率半径依次变小的多个圆弧例如半径R2的圆弧、半径R3的圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成的。
在该情况下,当将连结点P1与曲线部端P2的与极轴7平行的方向的距离设为H1,将连结点P1与曲线部端P2的与极轴7垂直的方向的距离设为H2时,优选将H1/H2设为2以上且4以下的范围,在该范围,能够增大缓和应力集中的效果。
此外,在图7的例子中,准备半径的比为R1:R2:R3=4:2:0.5的3个圆弧,平滑地连结这3个圆弧,从而形成与纵横比(长轴/短轴)为2的椭圆E2近似的曲线形状50。
如以上那样,根据该实施方式1,将各中心桥4a、4b的连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5b、5c的边缘部的形状做成在与极轴7平行的方向上具有长轴的椭圆弧或者如下曲线形状,该曲线形状是准备曲率半径向着转子铁心1的外周依次变小的多个圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成的,所以能够使连结点P1的形状的变化平缓,能够减小切口系数而缓和应力集中的产生。由此,能够使应力在中心桥4a、4b的整个区域大致均等,所以能够在减小中心桥4a、4b的剖面面积的同时维持机械强度,进而能够提高磁短路抑制效果。
另外,在外周侧铁心部3未形成磁铁插入孔等孔或者狭缝,所以能够抑制由于外周侧铁心部3的变形而引起的中心桥4a、4b中的弯曲应力产生。
进而,中心桥4a、4b的长方形部41的长边侧具有与各磁铁插入孔5a、5b、5c的极轴7的方向的宽度大致相同的长度,另外连接部42、43被形成为在相互对置的磁铁插入孔5a、5c的端部在极轴7的方向上设置有上述椭圆弧或者上述曲线形状的凹部,所以磁铁6a、6b、6c在成为即将与中心桥4a、4b接触的状态之前能够确保与极轴7正交的方向的长度,能够期待进一步的磁量的上升。
实施方式2.
图8是示出本发明的实施方式2的旋转电机的转子中的中心桥附近的放大图(图2的A部放大图)。在图8中,对与实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式2中,将中心桥4a的各连接部42、43中的、与外周侧铁心部3相连的连接部43的与各磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状设为作为具有与实施方式1相同的纵横比的假想椭圆E1(在图3中用虚线表示)的一部分的椭圆弧。另一方面,关于与内周侧铁心部2相连的连接部42的与各磁铁插入孔5a、5c的边缘部的形状,形成为作为纵横比比上述假想椭圆E1大的假想椭圆E2的一部分的椭圆弧。此外,构成两个假想椭圆E1、E2的一部分的各椭圆弧都形成为在与极轴7平行的方向上具有长轴。
另外,在做成平滑地连结多个圆弧而成的曲线形状50的情况下,作为与内周侧铁心部2相连的连接部42的边缘部的形状的曲线形状50的上述H1/H2被形成为比作为与外周侧铁心部3相连的连接部43的边缘部的形状的曲线形状50的上述H1/H2大。
根据该实施方式2的结构,内周侧铁心部2具有比较多的量的铁,在强度上有富余,所以即使通过将椭圆弧的纵横比或者曲线形状的H1/H2设定得大,从而形成于磁铁插入孔5a、5c的端部的椭圆弧或者曲线形状的凹部的形状变大,也几乎不对构造强度带来影响。因此,能够在维持构造强度的状态下,使中心桥4a的沿着极轴7的方向的长度变长,能够增大漏磁通的降低效果。
此外,在此说明了图2的左侧的中心桥4a,但关于图2的右侧的中心桥4b也能够得到同样的作用、效果。另外,其它结构与图1~图3所示的实施方式1相同,所以在此省略详细的说明。
实施方式3.
图9是在本发明的实施方式3的旋转电机的转子中将中心桥附近放大而示出的放大图(图2的A部放大图)。在图9中,对与实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式3中,在中心桥4a的与内周侧铁心部2相连的连接部42的与各磁铁插入孔5a、5c的边缘部形成有磁铁阻挡部10c、10d。
根据该实施方式3的结构,磁铁6a、6c不会直接地与中心桥4a的长方形部41接触。因此,在将磁铁6a、6c向转子铁心1的磁铁插入孔5a、5c插入时,不存在对中心桥4a误施加过度的力而使其变形的风险。因此,能够使中心桥4a的长方形部41的短边方向的宽度进一步变细,能够增大漏磁通的降低效果。
此外,磁铁阻挡部10b、10c也可以设置在与外周侧铁心部3的连接部43侧。另外,在此说明了图2的左侧的中心桥4a,但关于图2的右侧的中心桥4b也是同样的。另外,关于其它结构,与图1~图3所示的实施方式1相同,所以在此省略详细的说明。
实施方式4.
图10是示出本发明的实施方式4的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图,在图10中,对与实施方式1~3对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式4中,两个磁铁插入孔5a、5b相对极轴7线对称地形成,且以向转子铁心1的内周侧呈凸形状的方式形成为V字状。因此,中心桥4以重叠于极轴7上的方式仅形成有1个。而且,在这些各磁铁插入孔5a、5b插入有同一形状的磁铁(未图示)。此外,构成中心桥4的长方形部41、连接部42、43的形状等与图9所示的实施方式3相同,所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式4的结构,与实施方式1的情况相比,能够使磁铁插入孔5a、5b的长度变长,所以能够增加磁铁插入量。另外,磁铁也相对极轴7线对称地配置,所以施加于中心桥4的离心力的方向与极轴7的方向一致,进而将连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5b的边缘部的形状全部做成在与极轴7平行的方向上具有长轴的椭圆弧或者曲线形状,所以消除应力集中而应力分布变得均匀。
其结果,能够将中心桥4的与极轴7正交的方向的宽度设定为所需最小限度,能够增加磁铁量,且将中心桥4中的磁通短路抑制为最小限度,能够得到更高性能的转子。
实施方式5.
图11是示出本发明的实施方式5的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。在图11中,对与实施方式1~4对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式5中,3个磁铁插入孔5a、5b、5c相对极轴7线对称地形成,并且以向转子铁心1的内周侧呈凸形状的方式形成为倒梯形形状。即,与极轴7正交的中央的磁铁插入孔5c相对极轴7线对称地形成,另外,除了该中央的磁铁插入孔5c以外的左右的磁铁插入孔5a、5b形成为朝向转子铁心1的内周侧倾斜,且相对极轴7线对称。
而且,在磁铁插入孔5a、5c以及5b、5c弯折的位置,以相对极轴7平行且线对称的方式形成有中心桥4a、4b。因此,一个极的未图示的磁铁分别相对极轴7线对称地插入配置于各个磁铁插入孔5a、5b、5c。进而,将各中心桥4a、4b的连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5b、5c的边缘部的形状全部形成为在与极轴7平行的方向上具有长轴的椭圆弧或者曲线形状。
根据该实施方式5的结构,与实施方式4同样地,能够增加磁铁插入量。另外,磁铁的配置也相对极轴7平行且线对称,所以施加于中心桥4a、4b的离心力的大小相同,且离心力的方向与极轴7的方向一致。进而将连接部42、43的与磁铁插入孔5a、5b的边缘部的形状全部做成在与极轴7平行的方向上具有长轴的椭圆弧或者曲线形状。因此,消除应力集中而成为均匀的应力分布。其结果,能够使中心桥4a、4b的与极轴7正交的方向的宽度构成为所需最小限度,能够增加磁铁量且将中心桥4a、4b中的磁通的短路抑制为最小限度,能够得到更高性能的转子。
实施方式6.
图12是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子的整体形状的俯视图,图13是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。在图12以及图13中,对与实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式6中,与实施方式1同样地,沿转子铁心1的周向形成有磁铁插入孔5a、5b、5c,通过这些磁铁插入孔5a、5b、5c,转子铁心1被分离为内周侧铁心部2和外周侧铁心部3,并且两个铁心部2、3经由两个中心桥4a、4b而一体地连结。在该情况下,中心桥4a、4b形成为相对极轴7平行且线对称。
但是,在该实施方式6中,未设置如实施方式1那样的在转子铁心1的外周部分位于磁铁的极间的将内周侧铁心部2和外周侧铁心部3连结的外周侧桥9a、9b,只有两个中心桥4a、4b连结内周侧铁心部2和外周侧铁心部3。
此外,关于中心桥4a、4b的形状特征以及其它结构,与图1~图3所示的实施方式1的情况相同,所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式6的结构,能够使应力在中心桥4a、4b的整个区域大致均等,所以能够在减小中心桥4a、4b的剖面面积的同时维持机械强度以及磁通短路抑制效果。而且,由于未设置外周侧桥,所以能够抑制其部位处的磁通短路,能够得到更高特性的转子。
实施方式7.
图14是示出本发明的实施方式7的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。在图14中,对与实施方式4对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在本发明的实施方式7中,与实施方式4同样地,相对极轴7线对称地形成的两个磁铁插入孔5a、5b以朝向转子铁心1的内周侧呈凸形状的方式形成为V字状。
但是,在该实施方式7中,未设置如实施方式4那样的在转子铁心1的外周部分位于磁铁的极间的将内周侧铁心部2和外周侧铁心部3连结的外周侧桥9a、9b,只有位于极轴7上的一个中心桥4连结内周侧铁心部2和外周侧铁心部3。
此外,关于该中心桥4的形状特征以及其它结构,与图10所示的实施方式4相同,所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式7的结构,能够使应力在中心桥4的整个区域大致均等,所以能够减小中心桥4的剖面面积。因此,能够维持磁通短路抑制效果,并且增加磁铁插入量,而且未设置外周侧桥,所以能够抑制其部位处的磁通短路,能够得到更高特性的转子。
实施方式8.
图15是示出本发明的实施方式8的旋转电机的转子的一个极部分的俯视图。在图15中,对与实施方式5对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
在该实施方式8中,与实施方式5同样地,3个磁铁插入孔5a、5b、5c相对极轴7线对称地形成,并且以朝向转子铁心1的内周侧呈凸形状的方式形成为倒梯形形状。
但是,在该实施方式8中,未设置如实施方式5那样的在转子铁心1的外周部分位于磁铁的极间的将内周侧铁心部2和外周侧铁心部3连结的外周侧桥9a、9b,只有与极轴7平行且相对极轴7线对称地形成的两个中心桥4a、4b连结内周侧铁心部2和外周侧铁心部3。
此外,关于各中心桥4a、4b的形状特征以及其它结构,与图11所示的实施方式5相同,所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式8的结构,能够使应力在中心桥4的整个区域大致均等,所以能够在减小中心桥4a、4b的剖面面积的同时维持机械强度以及磁通短路抑制效果。而且,能够增加磁铁插入量,并且未设置外周侧桥,所以能够抑制其部位处的磁通短路,能够得到更高特性的转子。
此外,本发明并非仅限定于上述实施方式1~8的结构,能够在不脱离本发明的主旨的范围内对各实施方式1~8的结构施加一部分变形或者省略结构,另外,能够适当地组合各实施方式1~8的结构。
例如,在上述实施方式6~8中,需要仅由中心桥4、4a、4b支撑外周侧铁心部3以及磁铁6a、6b、6c的离心力,为了提高强度,最好使用高强度的磁性钢板(拉伸强度700MPa以上)。当然,在其它实施方式1~5中,如果用高强度的磁性钢板构成铁心,则也能够进一步使中心桥4、4a、4b以及外周侧桥9a、9b的宽度变窄,磁短路的抑制效果提高,这是不言而喻的。另外,在上述实施方式1~8中,作为磁铁例示了板状的稀土类烧结永久磁铁,但也可以使用除此以外的种类、形状的磁铁。
另外,在各实施方式1~8中,作为转子铁心1的形状例示了6极的转子铁心,但不限于此,也能够应用于4极、8极等不同极数的转子铁心。
另外,关于转子铁心1的外周,例示了圆形的形状,但具有除此以外的形状、例如花瓣型等凹凸形状的转子铁心1也起到同样的效果。
另外,在各实施方式1~8中,例示了通过冲压对铁心进行冲裁加工的例子,但即使使用除此以外的加工方法、例如切削、线切割等也起到同样的效果。
进而,在各实施方式1~8中,例示了应用于压缩机用的旋转电机的情况,但在除此以外的用途的旋转电机中,在采用将磁铁插入到转子铁心内的方式的全部方式中,也能够应用本发明。

Claims (13)

1.一种旋转电机的转子,是在转子铁心内包含多个磁铁的磁铁埋入型的旋转电机的转子,其中,
所述转子铁心具备通过插入所述磁铁的磁铁插入孔而分离的内周侧铁心部和外周侧铁心部,
具有至少一个将所述内周侧铁心部和所述外周侧铁心部连接的中心桥,该中心桥将插入构成一个极的所述磁铁的所述磁铁插入孔沿周向分割成多个,
所述磁铁插入孔被形成为相对极轴线对称,并且在所述磁铁插入孔之中相对所述极轴线对称地配置有所述磁铁,
所述中心桥被形成为相对所述极轴平行且线对称,并且与所述内周侧铁心部以及所述外周侧铁心部分别相连的各个连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部的形状是曲线形状以及在与所述极轴平行的方向上具有长轴的椭圆弧中的一个形状,所述曲线形状是准备曲率半径向着所述转子铁心的外周依次变小的多个圆弧、并平滑地连结这些多个圆弧而成。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子,其特征在于,
在所述外周侧铁心部未形成孔或者狭缝。
3.根据权利要求1或者2所述的旋转电机的转子,其特征在于,
在所述中心桥的所述连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部的形状为所述椭圆弧的情况下,所述椭圆弧的纵横比在2以上且4以下的范围。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的转子,其特征在于,
作为所述中心桥的所述连接部中的、与所述内周侧铁心部相连的所述连接部的边缘部的形状的所述椭圆弧的纵横比大于作为所述中心桥的所述连接部中的、与所述外周侧铁心部相连的所述连接部的边缘部的形状的所述椭圆弧的纵横比。
5.根据权利要求1或者2所述的旋转电机的转子,其特征在于,
在所述中心桥的所述连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部的形状为所述曲线形状的情况下,当将所述中心桥的直线边缘部与所述曲线形状的连结点和所述曲线形状的曲线部端在与所述极轴平行的方向上的距离设为H1、将所述连结点和所述曲线部端在与所述极轴垂直的方向上的距离设为H2时,H1/H2在2以上且4以下的范围。
6.根据权利要求5所述的旋转电机的转子,其特征在于,
作为所述中心桥的所述连接部中的、与所述内周侧铁心部相连的所述连接部的边缘部的形状的所述曲线形状的所述H1/H2大于作为所述中心桥的所述连接部中的、与所述外周侧铁心部相连的所述连接部的边缘部的形状的所述曲线形状的所述H1/H2。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
所述中心桥包括:长方形部,被夹在一对所述磁铁插入孔的对置的端部间,具有与所述磁铁插入孔的极轴方向的宽度大致相同的长度;以及所述连接部,从所述长方形部分别与所述内周侧铁心部以及所述外周侧铁心部相连,各个所述连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部的形状形成为在所述磁铁插入孔的所述极轴方向上设置凹部。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
在所述中心桥的与所述内周侧铁心部或者所述外周侧铁心部相连的所述连接部的与所述磁铁插入孔的边缘部形成有挡住所述磁铁的磁铁阻挡部。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
多个所述磁铁插入孔在与所述极轴正交的方向上形成为直线状。
10.根据权利要求1至8中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
多个所述磁铁插入孔形成为朝向所述转子铁心的内周侧呈凸形状。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
在所述磁铁的极间形成有将所述内周侧铁心部和所述外周侧铁心部连结的外周侧桥。
12.根据权利要求1至10中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
仅用所述中心桥连结所述内周侧铁心部和所述外周侧铁心部。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的旋转电机的转子,其特征在于,
所述转子铁心是在旋转轴方向上层叠多个磁性薄板而构成的,
所述磁性薄板使用具有700MPa以上的拉伸强度的高强度的磁性钢板。
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