CN110168862A - 永磁体嵌入式的转子和具备该转子的电动机 - Google Patents

Abstract

本永磁体嵌入式的转子包括转子铁芯，该转子铁芯相对于定子的凸极隔开间隔地配置为旋转自如，且埋设有多个永磁体，该定子是在包含凸极和磁轭的定子铁芯卷绕绕组而成的。本转子包括：转子铁芯，其是堆叠多个钢板而形成的，并具有多个埋设孔；多个永磁体，其分别收纳保持于多个埋设孔；以及旋转轴，其以贯通转子铁芯的中央的方式延伸。而且，本转子的多个钢板中的配置于两端部中的至少一者的钢板在埋设孔具有相对于多个钢板向外侧弯折成L字形状的突出片。

Description

永磁体嵌入式的转子和具备该转子的电动机

技术领域

本发明涉及一种以将多个永磁体每隔预定间隔埋入于转子铁芯的方式构成的永磁体嵌入式的转子和具备该转子的电动机。

背景技术

以往，在这样的永磁体嵌入式的转子的技术领域中，提出了在永磁体相对于转子在轴向上的定位方法、固定方法上下功夫的提案(例如参照专利文献1)。

图6是表示这样的以往的永磁体嵌入式的转子的一例的剖视放大图。图6所示的以往的转子921具有：大致圆柱形状的转子铁芯923，其在将多个钢板930沿轴向层叠而成的层叠转子铁芯的周向形成有多个埋设孔922；以及永磁体924，其收纳于埋设孔922。而且，该以往的转子921还在转子铁芯923的轴向端部的转子铁板931具有使该埋设孔922向内侧变形的变形部932。在图6所示的现有例中，通过设为这样的结构，能够防止永磁体924向埋设孔922的外部拔出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-34335号公报

发明内容

本发明的永磁体嵌入式的转子包括转子铁芯，该转子铁芯相对于定子的凸极隔开间隔地配置为旋转自如，且埋设有多个永磁体，该定子是在包含凸极和磁轭的定子铁芯卷绕绕组而成的。本转子包括：转子铁芯，其是堆叠多个钢板而形成的，并具有多个埋设孔；多个永磁体，其分别收纳保持于多个埋设孔；以及旋转轴，其以贯通转子铁芯的中央的方式延伸。而且，对于本转子而言，多个钢板中的配置于两端部中的至少一者的钢板在埋设孔具有相对于多个钢板向外侧弯折成L字形状的突出片。

通过设为这样的结构，能够将永磁体的长度加长至层叠的钢板的厚度，能够实现高转矩化。

另外，在永磁体嵌入式的转子中，在转子铁芯的铁芯部位产生泄漏磁通，妨碍高转矩化。并且，在上述那样的以往构造中，在层叠钢板的厚度方向上，转子铁芯的长度比永磁体的长度大，泄漏磁通变得更大。相对于此，通过设为本发明这样的设置突出片、使按压永磁体的部分从转子铁芯突出的构造，能够最大限度地将永磁体的长度增大至旋转铁芯部的厚度。即，通过减小永磁体的轴向上的长度和转子铁芯的轴向上的长度之差，能够降低泄漏磁通，谋求高转矩化。

另外，永磁体的轴向上的位置唯一地确定，因此能够一并谋求抑制因永磁体所产生的磁通导致的旋转不均、抑制进行感测时的相位检测偏差。

像这样，本发明的永磁体嵌入式的转子能够增加能够搭载的磁体量，并且降低磁体的泄漏磁通。因此，根据本发明，能够实现电动机的进一步的高转矩化。

附图说明

图1是具备本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的电动机的轴心方向的剖视图。

图2是具备本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的电动机的仰视图。

图3是表示本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子与定子铁芯之间的配置关系的图。

图4A是本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的截面的放大图。

图4B是本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的端部的放大图。

图5A是本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的截面放大图。

图5B是本发明的另一实施方式的永磁体嵌入式的转子的截面放大图。

图6是以往的永磁体嵌入式的转子的截面放大图。

具体实施方式

本发明的永磁体嵌入式的转子如后述那样使能够搭载的磁体量增加，并且，降低磁体的泄漏磁通，由此，谋求电动机的进一步的高转矩化。

也就是说，包含上述那样的技术的以往的手法存在如下这样的应改善的方面。即，在以往的手法中，通过使1张或者多张转子铁板向径向侧变形，从而形成永磁体的防脱构造。但是，在转子的轴向上存在形成有该防脱构造的转子铁板。因此，成为妨碍转子的小型化、短轴化的要因。另外，在该防脱用的转子铁板部分不存在永磁体。因此，由于无法使永磁体变长，从而导致转矩降低，并且，由于存在该防脱用的转子铁板，从而导致永磁体的泄漏磁通增加。而且，由于这些要因，阻碍小型化、高输出化。

另外，在为了检测旋转位置而使用永磁体所产生的磁通这样的构造的情况下，在永磁体与旋转位置的检测部之间存在铁芯。因此，产生的磁通向铁芯泄漏，磁通在旋转位置的检测部分变弱，位置检测产生偏差，其结果，也有可能导致控制性变差。

因此，在本发明的实施方式中，能够使能够搭载于转子的磁体量增加，并且降低磁体的泄漏磁通，实现电动机的进一步的高转矩化。

以下，在本发明的实施方式中，参照附图进行说明。另外，本发明并不被该实施方式限定。

(实施方式)

图1是具备本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的电动机的轴心方向的剖视图，图2是该电动机的仰视图，图3是表示该永磁体嵌入式的转子与定子铁芯之间的配置关系的图。

本实施方式的电动机10如图1和图2所示具备定子11和转子21。

如图1和图2所示，定子11包括层叠有多个薄板状的钢板的定子铁芯14和隔着绝缘体29卷绕于定子铁芯14的绕组18。如图3所示，定子铁芯14具有磁轭12、以向磁轭12的内周侧突出的方式形成的作为多个凸极的齿13、形成于相邻的齿13之间的多个槽15。绕组18以集中绕组或者分布绕组卷绕于定子铁芯14，并收纳于槽15。在本实施方式中，示出设为图3所示那样的12个齿13、即12槽的定子11的一例。

如图1和图2所示，转子21包括形成有多个埋设孔22的转子铁芯23、埋设于各个埋设孔22的永磁体24以及贯通转子铁芯23的中央地延伸的旋转轴17。

另外，以下，将旋转轴17所延伸的方向设为轴向，在与该轴向正交的面，将从旋转轴17的中心扩展的方向设为径向，将环绕中心的方向设为周向而进行说明。

转子铁芯23是将多个薄钢板30沿轴向层叠而形成的。另外，在各钢板30沿周向以等间隔形成有多个埋设孔部。而且，通过以该埋设孔部彼此重叠的方式堆叠各钢板30，从而如图1～图3所示，在转子铁芯23形成埋设孔22。这些埋设孔22是用于埋设永磁体24的永磁体埋设孔，用于形成转子21的磁极的永磁体24收纳并保持于各个埋设孔22。像这样，本实施方式的转子21是永磁体嵌入式的转子。另外，在本实施方式中，如图2所示，列举形成10个埋设孔22并将10个永磁体24逐个地收纳的一例进行说明。

如图1所示，像以上这样构成的转子21在旋转轴17的两个部位被轴承19支承为旋转自如，并且如图2所示，该转子21隔着气隙16与定子11的齿13的内周面相对。另外，这样的定子11和转子21收纳于壳体20内，构成电动机10。

而且，进一步地，在本实施方式中，如图1和图2所示，转子铁芯23在其轴向端部具备具有多个突出片32的端板31。这些突出片32仅在端板31以钢板材料从各埋设孔22的开口端延伸的方式形成。在本实施方式中，作为用于限制永磁体24的埋设位置的限制机构，设有这些突出片32。另外，在成为转子铁芯23的层叠而成的构件的局部，例如端板31这样的端部的构件也可以不是钢板而是铁板。

图4A是本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的横截面的放大图，图4B是该转子的端部的放大图。另外，图5A是本发明的实施方式的永磁体嵌入式的转子的纵截面的放大图，图5B是本发明的另一实施方式的永磁体嵌入式的转子的纵截面的放大图。

接下来，参照图4A、图4B以及图5A，说明将永磁体24收纳并保持于埋设孔22的详细的结构。

如上所述，在除转子铁芯23的端部之外的部分，即在各钢板30，如图4A的转子铁芯23的剖视图所示，成为永磁体24插入于埋设孔22的构造。此处，各个永磁体24例如利用粘接剂、树脂等固定于转子铁芯23。

而且，如上所述，在本实施方式中，作为转子铁芯23的端部的端板31如图4B所示在端板31的轴向外侧的面具有钢板材料从埋设孔22的开口端延伸的突出片32。突出片32在从轴向观察时以局部地覆盖埋设孔22、永磁体24的方式配置。更详细而言，如图4B所示，突出片32在埋设孔22的径向内侧的开口端从该开口端的中央附近局部地向永磁体24延伸。另外，突出片32在从周向观察时如图5A所示呈从端板31的端面进一步向轴向外侧弯折成L字状的形状。即，更详细而言，突出片32形成为包括向远离转子铁芯23的那一侧沿轴向弯折的弯折部32b和从弯折部32b向封堵埋设孔22的方向突出的突起部32e。进一步详细而言，弯折部32b包括：第1弯折部32b1，其是突出片32的钢板材料从端板31的外侧的面向轴向外侧弯折而得到的；以及第2弯折部32b2，其在第1弯折部32b1的更靠顶端侧的位置以与端板31的面平行的方式沿径向弯折。而且，第2弯折部32b2的更靠顶端侧的部分成为朝向径向外周侧与端板31的面平行地延伸的突起部32e。

而且，为了对永磁体24良好地进行位置限制并且谋求降低泄漏的磁通量，在本实施方式中，使弯折部32b的轴向的长度与端板31的厚度大致相等。换言之，如图5A所示，以使突起部32e中的与永磁体24接触的面、即突起部32e的内侧的面和端板31的外侧的面在轴向上成为大致相等的位置关系的方式形成弯折部32b。

另外，在本实施方式中，列举了仅在转子铁芯23的轴向两端部的一侧配置有包含突出片32的端板31的一例，但只要是在两端部中的至少一者配置端板31的结构即可。在图5B中，示出了在转子铁芯23的轴向两端部分别配置有端板31的结构例。另外，这些突出片32是例如通过包含弯折工序的冲压加工进行弯折而形成的。

如以上这样，在本实施方式中，在转子铁芯23的端板31的埋设孔22设有突出片32作为永磁体24的位置限制构造，该突出片32包含钢板的局部突出这样的构造的突起部32e，由此，成为永磁体24沿轴向唯一地定位的结构。

特别是，在本实施方式中，如图5A所示，作为永磁体24的位置限制构造，设为朝向转子21的轴向外侧弯折成L字形状的突出片32。即，如与图6所示的以往结构相比较而明确的那样，通过设为这样的结构，能够在不增加钢板的层叠数量的情况下增大永磁体24的长度，并且能够唯一地定位。

而且，能够缩小永磁体24的轴向长度与转子铁芯23的轴向长度之差，因此能够降低向转子铁芯23泄漏的磁通量，能够实现高输出化。

并且，在以位置检测为目的而对从转子铁芯23的外径产生的磁通进行检测的构造中，在图6所示的以往的构造中，沿轴向流出的磁通量较少，感测精度变差。相对于此，在图5A所示那样的本实施方式的结构中，能够使转子铁芯23的轴向上的端部的位置和永磁体24的轴向上的端部的位置相一致。因此，能够增大沿轴向流出的磁通量，能够提高感测精度。

另外，永磁体24的固定不仅是利用粘接材料、树脂进行的，例如，如图5B所示，将具有突出片32的端板31设于两端部，将永磁体24夹入，从而能够实现永磁体24的固定或者防止突出的效果。

另外，在本实施方式中，示出转子21的极数为10、定子11的槽数为12的一例进行了说明，但本发明并不限定于该组合，也能够应用于其他的组合。

另外，示出了永磁体24为平板形状的情况，但不限定于该形状，也能够应用U字型形状、V字型形状、半圆形状等任意的永磁体形状。永磁体材质也能够应用钕烧结磁体、钕耦合磁体、铁氧体烧结磁体、铁氧体粘结磁体等任意的材质。

并且，列举内转(内转子)型的电动机的一例进行了说明，但自不待言，可以说外转(外转子)型的电动机也是同样的。通常，外转型的电动机的转子位于比定子靠外径侧的位置，因此在相同输出的情况下，与内转型相比，能够增多使用的磁体量，能够减小电动机的轴向厚度。通过使轴向厚度变小，并通过使用本结构作为固定永磁体的方法，相对而言，能够搭载的磁体的增加率变大，高输出化的效果变大。

上述的实施方式仅是一例，本发明不限定于此，能够适当变更。作为例子，也可以将上述的实施方式的结构的一部分替换为公知的其他的结构。另外，在上述的实施方式中未言及的结构是任意的，例如能够适当选择公知的结构而组合于本发明。

产业上的可利用性

本发明的利用领域没有特别限制，例如能够作为永磁体嵌入式的转子和具备该转子的电动机而被广泛地利用。

附图标记说明

10、电动机；11、定子；12、磁轭；13、齿；14、定子铁芯；15、槽；16、气隙；17、旋转轴；18、绕组；19、轴承；20、壳体；21、921、转子；22、922、埋设孔；23、923、转子铁芯；24、924、永磁体；29、绝缘体；30、930、钢板；31、端板；32、突出片；32b、弯折部；32b1、第1弯折部；32b2、第2弯折部；32e、突起部；931、转子铁板；932、变形部。

Claims (5)

1.一种永磁体嵌入式的转子，该永磁体嵌入式的转子包括转子铁芯，该转子铁芯相对于定子的凸极隔开间隔地配置为旋转自如，且埋设有多个永磁体，该定子是在包含所述凸极和磁轭的定子铁芯卷绕绕组而成的，其中，该永磁体嵌入式的转子包括：

所述转子铁芯，其是堆叠多个钢板而形成的，并具有多个埋设孔；

所述多个永磁体，其分别收纳保持于所述多个埋设孔；以及

旋转轴，其以贯通所述转子铁芯的中央的方式延伸，

所述多个钢板中的配置于两端部中的至少一者的钢板在所述埋设孔具有相对于所述多个钢板向外侧弯折成L字形状的突出片。

2.根据权利要求1所述的永磁体嵌入式的转子，其中，

具有所述突出片的钢板具有向封堵所述多个埋设孔的各埋设孔的方向突出的多个突起部。

3.根据权利要求2所述的永磁体嵌入式的转子，其中，

所述多个突起部分别以将埋设于所述埋设孔的永磁体的端部覆盖的方式与所述永磁体重叠。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的永磁体嵌入式的转子，其中，

所述突出片利用冲压加工而被弯折。

5.一种电动机，其中，

该电动机包括：所述定子，其是在包含所述凸极和所述磁轭的所述定子铁芯卷绕有所述绕组而成的；以及权利要求1所述的永磁体嵌入式的转子。