CN1255925C - 同步感应电动机，压缩机 - Google Patents

Abstract

提供一种廉价、高输出功率的同步感应电动机。所述同步感应电动机配备有：设置在转子上、形成作为磁通容易流过的方向的d轴及作为磁通难以流过的方向的q轴成90度的两极的磁极突起的至少一对狭缝部，以及配置在前述狭缝部的外周侧、连接到前述狭缝部的d轴方向的至少一端上、产生感应转矩的多个狭槽部，在前述狭缝和前述狭槽内填充导电性材料。

Description

同步感应电动机，压缩机

【技术领域】

本发明涉及通过利用感应转矩起动，利用磁阻转矩(反应转矩リラクタンストルク)同步运转的同步感应电动机及其制造方法。

【现有技术】

图16，例如是特开平10-127023号公报所描述的现有电动机的剖视图，在图中，11为转子，13为狭缝。此外，20为定子。

图中，由于在转子11上设有多个直线形狭缝13，所以，形成作为磁通容易流动的方向的d轴和作为磁通难以流动的方向的q轴偏离90度配置具有两极的磁极突起的结构。这里，在狭缝13内没有导电性构件(次级导体)，为空气层。

此外，图17例如是特开2001-73948号公报所描述的装载在现有技术的压缩机上的同步电动机的转子的剖视图，在图中，105为转子，301及304为铝填充的狭槽，300a及300b为永磁铁。此外，在图中，通过将永磁铁300a，300b沿转子105的周向方向配置成S极，S极，N极，N极，构成两极转子。

由于现有技术的电动机按上述方式构成，所以，存在以下问题。在图16所示的电动机中，由于狭缝13内不填充导电性材料，所以，转子11成为没有鼠笼式的次级导体的结构。因此，为了使电动机起动必须用定子20产生与转子11的位置相应的磁场，从而有必要使用转子位置检测机构及驱动回路。从而，当设置转子位置检测机构时，电动机的成本提高，并且电动机也变大。此外，由于使用驱动回路，驱动电动机的系统变大，同时必须使高价的控制装置，成本加大。

此外，如果不能高精度的检测出转子的位置，就不能使之稳定地同步运转，进而存在着与成本提高相关的问题。此外，装载在图17所述的现有技术的压缩机上的同步电动机，在狭槽301及304中填充铝，转子105具有鼠笼式次级导体，可以容易使电动机起动，但由于采用高成本的永磁铁300a及300b进行同步运转，所以存在着电动机及压缩机的成本提高的问题。此外，在将同步电动机拆卸时，由于在转子105上由永磁铁300a，300b，在拆卸时，永磁铁吸引拆卸装置，存在着拆卸困难的问题。

【发明内容】

本发明的目的是获得一种廉价的容易起动的同步感应电动机及同步感应电动机的制造装置和制造方法。此外，其目的是获得一种可靠性高的同步电动机及同步感应电动机的制造装置及制造方法。此外，本发明的目的是提供一种容易拆卸的回收再利用性能高的同步感应电动机及同步感应电动机的制造装置及制造方法。

根据本发明的同步感应电动机，配备有狭缝狭槽，所述狭缝狭槽由设置在转子上，形成作为磁通容易流动的方向d轴及作为磁通不易流过的方向的q轴大致为90度的两极磁极突起的至少一对狭缝部，以及配置在狭缝部的外周侧、连接到狭缝部的d轴方向的至少一端上，使之产生感应转矩的多个狭槽部构成，并且，在狭缝狭槽内填充导电性材料。

此外，根据本发明的同步感应电动机，将狭缝部制成大致为直线的形状。

此外，根据本发明的同步感应电动机，将狭缝部相对于d轴大致平行地配置。

此外，根据本发明的同步感应电动机，沿圆周方向以大致相等的间隔呈放射状地配置狭槽部。

此外，根据本发明的同步感应电动机，将狭缝部和狭槽部分离。

此外，根据本发明的同步感应电动机，将设在转子的轴向方向两个端部的端环与填充到狭缝部及狭槽内的导电性材料利用压铸成形为一个整体。

此外，根据本发明的同步感应电动机配备有设在转子上、传递转子的旋转力的轴，该轴用非磁性体构成。

此外，根据本发明的同步感应电动机，在转子的轴向方向的两个端部上配备有用非磁性体构成的端环，将轴整体成形在端环上。

此外，根据本发明的压缩机，配备有同步感应电动机。

此外，根据本发明的同步感应电动机的制造方法，配备有通过以下工序冲裁制成的转子铁心，所述工序为：冲裁产生感应转矩的狭槽部及产生磁阻转矩的狭缝部连接的多个狭缝狭槽中不相邻的狭缝狭槽的非邻接狭缝冲裁工序，冲裁存在于非邻接狭缝狭槽冲裁工序中冲裁的非邻接狭缝狭槽之间的狭缝狭槽的邻接的狭缝狭槽冲裁工序，以及冲裁转子铁心的外径的转子外径冲裁工序。

【附图的简单说明】

图1、是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的横剖面图。

图2、是表示本发明的实施形式1的转子的剖面图。

图3是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的转子的透视图。

图4、是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的另外一种转子的剖面图。

图5、是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的另外一种转子的剖面图。

图6、是表示本发明的实施形式1的另外一种转子的剖面图。

图7、是表示本发明的实施形式1的另外一种转子的剖面图。

图8、是表示本发明的实施形式1的另外一种转子的剖面图。

图9、是表示本发明的实施形式1的另外一种转子的剖面图。

图10、是表示本发明的实施形式2的同步感应电动机的转子的剖面图。

图11、是说明磁性体和非磁性体的宽度用的转子的剖面图。

图12、是表示本发明的实施形式2的转子的透视图。

图13、是表示本发明的实施形式2的转子的平面图。

图14、是表示制造本发明的实施形式3的转子的制造方式的图示。

图15、是表示本发明的实施形式3的转子的制造流程图。

图16、是现有技术的电动机的剖面图。

图17、是现有技术的同步电动机的转子的剖面图。

图18、是表示本发明的实施形式1的另外一种转子的剖面图。

【符号说明】

1  定子铁心，1a  狭槽，2  线圈，3  转子铁心，3c  突出部，4  狭缝狭槽，4a  狭缝，4b、4c  狭槽，4d  狭缝，4e  狭缝狭槽，5  轴，6  端环，8  电磁钢板，8a、8b、8c、8f  狭缝狭槽，9a、9b、9c、9d  狭缝，11  转子，13  狭缝，20  定子，40a  狭缝，40b、40c狭槽，40d  狭缝，40e  狭缝狭槽，41  狭槽，42  狭缝狭槽，42a  狭缝部，42b  狭槽部，43、44  狭缝狭槽，50  轴，55  端环，55a  轴，83  转子铁心，85  轴用贯通孔，105  转子，300a、300b  永磁铁，301  铝，304  狭槽。

【发明的实施形式】

实施形式1.

下面利用附图说明本发明的实施形式1。图1是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的横剖面图。此外，图2是表示本发明的实施形式1的转子的剖面图。此外，图3是表示本发明的实施形式1的同步感应电动机的转子的透视图。在图1中，1为作为磁性部的由电磁钢板构成的定子铁心，通过将多个叠层构成固定。

此外，2为绕在定子铁心1的狭槽1a内部的线圈，3为由作为磁性部的电磁钢板构成的转子铁心，通过叠层构成转子30。此外，4为内部填充作为导电性构件的铝的一对狭缝狭槽，由狭缝部(4a，40a等)及狭槽部(4b。4c，40b，40c等)构成。此外5是通过压入及热压配合等到设在转子铁心3的中心部的轴孔5a内固定到转子30上的轴。

此外，在图2中，狭缝狭槽4的多个狭槽部4b，4c，40b，40c，41等，相对于转子铁心3的中心呈放射状大致均匀地配置，产生感应转矩。这里，狭缝狭槽4的狭缝部4a，40a，为了获得作为磁通容易流过的方向d轴和作为磁通难以流过的方向的q轴，在呈放射状配置的狭槽部4b之间以大致平行于d轴的方式连续地连接成直线状，成为d轴和q轴基本上通过转子的中心且垂直的方式设置狭缝部4a形成两极的磁极突起的结构。即，狭槽部结合连接到狭缝部的长度方向(d轴的方向)的两个端部上。

这里，狭缝部4a，40a设置在狭缝狭槽部4上，狭缝部4a与狭缝部40a隔着大致通过转子铁心3的d轴、以大致相同的距离配置，以基本上平行的方式成对设置。这里，在图中，把磁通容易通过的方向作为d轴，把磁通难以通过的方向作为q轴，q轴方向的狭槽部4c，4c利用大致平行于q轴设置的狭缝部3d连接，狭槽部4c，4c与狭缝部4d成“U”字形。

因此，转子铁心3冲裁后的q轴方向的狭槽部4c，4c与狭缝部4d的部分形成转子铁心3向中心方向突出的突出部3c(同样的，q轴方向的狭缝部40c，40c与狭缝部40d的部分，形成转子铁心3向中心方向突出的突出部3c)。

此外，在图3中，30为转子，在叠层的转子铁心3的两个端部上设置由铝压铸制成的作为导电性构件的铝材料的端环6。填充到转子30的狭缝狭槽4的狭槽部4b内部的铝材料与设在叠层的转子铁心3的两端的端环6形成鼠笼形的次级导体，通过电流流过次级导体，产生感应转矩，可以使电动机起动。

即，在狭槽部内填充铝材料等非磁性体的导电性构件，在起动时及非同步时流过产生感应转矩用的次级电流。与狭槽部相同，铝材等非磁性体导电性材料填充到狭缝部中。在本实施形式中，将狭槽部和狭缝部连接成一体地冲裁形成狭缝狭槽部。

填充到转子30的狭缝狭槽4中的铝材料为非磁性体，并且，以具有方向性(将磁通容易流过的方向(d轴)和磁通难以流过的方向(q轴)机械角度错开90度设置)的方式设置在狭缝狭槽上，所以由定子1生成的磁通具有根据转子的位置的两极的磁极突起。

在实施形式中，把d轴和q轴配置在机械角度错开90度的位置上，构成两极同步感应电动机。这里，由于设置狭槽部4b，40b，所以，即使在把定子1的线圈2与50Hz及60Hz商用电源连接使同步感应电动机运转时，也不需要特别的起动装置就可以起动，可获得低成本的电动机。而且，由于设置狭缝部4a，40a，具有两极的磁极突起，所以，为了进行同步运转，运转时的转速，可以将转速扩大到如感应电动机那样的不存在滑动的同步转速的3000(rpm)及3600(rpm)。

此外，由于极数为两极，所以和极数为四极时的情况相比可以提高转速。即，在四极结构时，在50Hz及60Hz的商用电源的情况下，即使使之同步运转，也只能使转速运转达到两极时的一半的1500(rpm)和1800(rpm)，在本实施形式中，由于是两极结构，可以使之运转到3000(rpm)及3600(rpm)，提高电动机的转速，可以获得高输出功率的电动机。

此外，由于本实施形式的同步感应电动机的转子结构，和现有技术的感应电动机一样用铝压铸制造，所以，在制造本实施形式的同步感应电动机的情况下，不会比现有技术中的感应电动机的成本高。

此外，由于呈放射状等间隔地配置设于转子3的外周部上的狭槽部4b，40b，所以可进一步加大感应转矩，可以使电动机稳定的起动达到同步运转，可以获得可靠性高的同步感应电动机。

如上所述，由于配备有具有配置在外周侧产生感应转矩的多个狭槽和为了使之具有作为磁通容易流过的方向的d轴和作为磁通难以流过的方向的q轴而连接到多个狭槽之间的一对狭缝，在狭槽内和狭缝内填充作为导电性材料的铝材料，形成两极的磁极突起的转子，所以可以获得无需特别的起动装置就可以起动、造价低的同步电动机。而且，由于具有两极的磁极突起，所以进行同步运转，可以使其运转时的转速，如感应电动机那样以不存在滑动的同步转速使之运转。

此外，将成对的狭缝制成大致的直线状，所以磁通容易通过，可以获得高效率的电动机。此外，由于将成对的狭缝相对于作为磁通容易通过的方向的d轴大致平行地配置，所以，磁通容易通过，可以抑制电动机的温度上升，获得线圈不会烧坏的可靠性高的电动机。

此外，图4和图5是表示本实施形式1的同步感应电动机的另外的转子的剖面图，和图1至图3同等的部分赋予相同的标号省略对它们的说明。在图中，将图2中所示的q轴方向的狭槽部4c，4c与连接该狭槽部的狭缝部4d(狭槽部40c，40c及连接该狭槽部的狭缝部40d)集中成一个狭缝狭槽部4e(40e)。

这样，由于可以把q轴方向的狭槽部4c，4c和狭缝部4d(狭槽部40c，40c和狭缝部40d)作为一个狭槽部进行冲裁，所以简化冲裁用的刀部，可以低价获得冲裁装置。此外，在图2的情况，由于狭槽部4c，4c和狭缝部4d成“U”字形，冲裁后，向中心侧突出的突出部3c会发生扭曲，有可能造成转子铁心3的冲裁精度的恶化，但如果像图4所示的那样，将q轴方向的狭槽部4c，4c和狭缝部4d(狭槽部40c，40c和狭缝部40d)集中成一个狭槽部的话，由于没有突出部3c，从而可以提高转子铁心的冲裁精度。

此外，由于图2，图4的同步感应电动机的转子30以放射状基本上均匀地配置狭槽部，所以，和感应电动机一样，可以更稳定地进行电动机的起动。此外，如图4所示，由于把q轴方向的狭槽部和狭缝部集中起来形成一个狭槽，所以提高电动机起动后引向同步运转的特性，可以稳定地以同步转速运转，获得高效率的电动机。此外，通过提高引向同步运转特性，可以抑制在非同步运转时的转矩产生的振动和噪音。

此外，图6，图7是表示本实施形式的另外的转子的剖面图与图2，图4，图5等同的部分赋予相同的符号，并省略其说明。图6，图7所示的转子，没有图2所示的d轴方向的狭槽部41，进而，在大致平行于d轴设置的一对狭缝狭槽中，将设于最内侧的狭缝狭槽部4的狭槽部4b，40b的内侧从直线状大致平行配置的一对狭缝部4a，40a的延长线上向内侧突出，在d轴方向磁通容易通过，减少d轴方向的磁阻。

即，在相对于d轴平行的直线与转子铁心3的轴用贯通孔5a相交的部分的范围内不设置狭槽部(不设置图2，图4，图5所示的狭槽部41)，磁通容易通过d轴方向，减少d轴方向的磁阻。此外，在相对于d轴平行的直线与转子铁心3的轴用贯通孔5a相交的范围的也不设置狭缝部，而且，最内侧的狭缝狭槽4的狭槽部4b，40b不从狭缝部4a，40a向轴用贯通孔5a的方向突出，磁通易于通过d轴方向，减少d轴方向的磁阻。

由于对同步电动机而言，从q轴侧观察时定子线圈的电感Lq与从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld之差越大越产生大的磁阻转矩，所以，在如本实施形式所述，没有d轴方向的狭槽部41，进而，设在最内侧两个狭缝狭槽部4的狭槽部不向狭缝部的内侧突出，缩小d轴方向的磁阻，可以产生大的磁阻转矩，获得高输出功率的同步感应电动机。这里，在这种情况下，不存在d轴方向的狭槽部41，剩余的狭槽部呈放射状地配置，无需另外设置起动装置，可以获得起动性能没有问题价格低廉可靠性高的同步感应电动机。

此外，图18是表示本实施形式的另外一种转子的剖面图。在图中，与图2及图4至图7等同的部分赋予相同的标号，并省略对它们的说明。图18所示的转子，设置狭缝9a～狭缝9d，以便使得与通过d轴线上的磁通的方向一样，在从d轴沿图的上下方向分离开的部分上的磁通的方向上容易流过磁通。

这样，可以进一步缩小d方向的磁阻，产生大的磁阻转矩。从而，可以获得高效率且高输出功率的同步感应电动机。

此外，图8是表示本实施形式的另一种转子的剖面图。图中，与图2和图4至图7同等的部分赋予相同的标号，并省略对它们的说明。图8所示的转子，在与图7所示的转子的d轴大致平行的设置的一对狭缝狭槽中，没有相当于设置在最内侧的狭缝狭槽部4的狭槽部4b，40b的部分，将狭缝部4a，40a成直线状延伸的狭槽部4b，40b的位置处。

这样，由于没有设在最内侧的相当于狭缝狭槽部4的狭槽部，可以少填充铝材料，可以获得成本低廉的电动机。此外，由于狭缝狭槽的形状简单，从而可以简化冲裁模具，降低成本。并且，可以改善由定子生成的磁通的流动，可以使电动机高效率地运转。特别是，通过使最靠近轴5的狭缝狭槽部4的形状大致形成与d轴平行，可进一步改善磁通的流动，获得高效率的电动机。从而，可以降低因电动机的耗损造成的温度上升，提高电动机的效率。在这种情况下，其余的狭槽部呈放射状配置，无需另外的起动装置，起动性能没有问题。

这里，也可以使狭缝狭槽部分离成狭缝部(4a，4d，40a，40d等)和狭槽部(4b，4c，40c，40d等)。图9是表示本实施形式的另外的转子的剖面图。图中，与图2及图4及图8等同的部分赋予相同的标号，省略其说明。图9所示的转子，被分离成图2所示的狭缝狭槽部的狭缝部(4a，4d，40a，40d)和狭槽部(4b，4c，40c，40d等)。

在图中，4a，4d，40a，40d为狭缝部，以获得作为磁通容易流动的方向的d轴和作为磁通难以流动的方向的q轴的方式配置，使之产生磁阻转矩。此外，4b，4c，40b，41d，41是狭槽部，相对于转子铁心3的中心呈放射状大致均匀地配置，使之产生感应转矩。

同时，狭缝4a与狭槽4b分离，狭缝40a与狭槽40b分离。此外，狭缝4d与狭槽4c分离，狭缝40d与狭槽40c分离。

这样，当狭缝部和狭槽部分离时，可以在狭缝部和狭槽部内分别填充不同的构件。例如，利用压铸法等将铝材料填充到狭槽部内，在狭缝部填充其它构件，例如利用压铸法等填充铜等。在这种情况下，为了不使狭槽部的填充构件进入狭缝部，在加盖之后把另外的构件填充到狭槽部内，可以将狭缝部与狭槽部的填充构件分离。

这样，由于把狭缝部和狭槽部分离，可以在狭缝部和狭槽部内填充不同的填充构件，所以，填充材料的选择自由度大，可以降低成本，同时也增加了提高电动机的特性方面的自由度。

这里，填充到狭缝部的构件不一定必须是导电性的，也可以在狭槽部内填充导电性构件，在狭缝部内填充导磁率低的构件。在狭缝部内插入导磁率低的磁铁等也可以获得同样的效果。在这种情况下，为了插入磁铁，可以预先在填充构件上开出磁铁大小的空隙，将磁铁插入其中即可。这时，如果在磁铁与狭缝对向的的位置上设置凹部及配合到该凹部内的凸出部等的配合部以磁铁和狭缝配合的方式插入的话，很容易进行磁铁的插入位置的定位，也能可靠地进行磁铁的固定。

这里，作为鼠笼式二次导体的形成方法，在把加工成狭缝狭槽部4的形状的铝棒插入到各个狭缝狭槽部4内之后，可以把加工好的端环焊接到插入到狭缝狭槽部4内的铝棒上。但是，由于需要把铝棒加工成复杂的狭缝形状，会使成本有所增加。

作为形成鼠笼式二次导体的另外一种方法，有可以把狭缝狭槽内部的铝材料利用铝压铸与端环成一体地设置的方法。如果利用这种方法制造转子30的话，由于可以利用压铸进行整体成形地构成填充到狭缝狭槽4的内部的铝材料和设在转子30的两端上的端环6，所以，可以提高制造效率，缩短制造时间。

此外，当利用焊接(溶接)把端环及狭缝狭槽4内的铝材料固定时，因焊接方法及焊接部位的不同，转子铁心3与鼠笼式二次导体的整体性被削弱，不能确保相对于离心力的强度，在运转时，转子30有可能被破坏。但是，如果利用铝压铸进行端环和狭缝狭槽部4内的铝材料成形的话，由于转子铁心3和鼠笼式二次导体(铝材料)一体化，所以，从结构的角度出发，其强度提高，可以获得可靠性优异的电动机。

如上所述，在本实施形式中，由于配备有利用铝压铸设在转子轴向方向两个端部的端环与作为填充到狭缝狭槽内的导电性材料的铝材料成一整体地形成的转子，所以与利用焊接将端环和狭缝狭槽内的铝材料固定的情况相比，从结构上可以提高强度，可以获得可靠性优异的电动机。

此外，由于本实施形式的同步感应电动机不像与现有技术中那样使用永磁铁，在拆卸时不存在永磁体吸引到拆卸装置上的问题，从而，可以很容易拆卸电动机，可以获得回收再利用性能良好的电动机。

此外，在本实施形式中，对成对的狭缝部的个数为四个时的情况进行了说明，但即使不是四个也可以获得相同的效果。此外，作为导电材料，对铝材料进行了说明，但采用铜，铜合金，黄铜，不锈钢等其它材料也可以获得相同的效果。例如，作为这种材料采用铜时，由于铜比铝的电阻率低，所以鼠笼式二次导体的电阻低，可以改善从起动到进入同步的特性。

此外，在本实施形式中，由于用两极构成电动机，可以使其转速为四极时的两倍，所以，如果装载到压缩机上的话，可以获得高输出功率的压缩机。此外，与使用感应电动机时的情况相比，由于不会产生滑动可以加大转速，可以获得高输出功率的电动机和压缩机。此外，与使用没有磁铁的同步电动机相比，由于无需大型的起动装置，可以获得低成本的电动机和压缩机。此外，与使用有磁铁的同步电动机相比，由于无需磁体，成本低，并且在拆卸时不存在磁铁吸引拆卸装置的问题，所以，可以获得回收再利用性能优异的电动机和压缩机。

此外，本实施形式的同步感应电动机，由于可以缩短从起动到进入同步转速的时间，性能良好，所以，可以获得低振动、低噪音的同步感应电动机，如果载置该同步感应电动机的话，可以获得低振动、低噪音的压缩机。此外，由于本实施形式的电动机及装载这种电动机的压缩机是的振动的，在用于制冷、空调装置等情况下，可以获得不会因配管振动引起配管龟裂等可靠性高的制冷、空调装置。此外，由于本实施形式的电动机及装载这种电动机的压缩机是低振动、低噪音的，所以在用于制冷、空调装置场合下，获得无需防振装置及防噪音装置的成本低可靠性高的制冷、空调装置。

实施形式2.

图10是表示本发明的实施形式2的同步感应电动机的转子的剖面图。在图中，与实施形式1等同的部分赋予相同的标号，省略对它们的说明。在本实施形式中，对于实施形式1中所说明的转子的轴使用非磁性体。

在图中，3是转子铁心，使用作为磁性体的电磁钢板，叠层构成转子3。4，42是填充非磁性体的、作为导电性构件的铝材料等的狭缝狭槽，4a，42a为狭缝部，4b，42b为狭槽部。L是狭缝部4a与狭缝部42a之间的作为磁性体的转子铁心3的宽度，M为轴5与狭缝4a之间的作为磁性体的转子铁心3的宽度。这里，狭缝部4a和42a也可以不是像实施形式1中所说明的直线状，而是以轴50为中心、隔着轴50、带有在d轴方向开口的圆形的形状。

50是轴，用非磁性体的铝材料和不锈钢等制成。实施形式1中说明的转子的轴5为铁等磁性体，通过热压配合和压入等固定在轴用贯通孔5a内。从而，由于在轴5的部分上不能设置狭缝部，所以，从q轴侧观察时的磁性体与非磁性体的比例，轴5部分磁性体的比例相当大，有时不能在电动机的效率良好的状态下使用。这种磁性体和非磁性体的比例，优选地，制成利用极数等使效率提高的规定的比例，是通过分析和实验等以缩小电动机的输入等方式加以选定。

这里，在本实施形式中，通过实验求出的使电动机效率提高的磁性体与非磁性体的比例表明，该规定比例为，磁性体∶非磁性体＝1∶1(磁性体和非磁性体的比例大致相同)时比较好，所以，为了尽可能地接近于磁性体∶非磁性体＝1∶1，用非磁性体构成轴50，加大轴50以外的部分的磁性的部分。在将铁等磁性体用作轴5时，为了使磁性体与非磁性体的比例大致相同，由于轴5是磁性体，则必须缩小轴5以外的磁性体部分，反过来说就必须增大非磁性体的部分(狭缝部4)。

因此，必须缩小如图11所示的宽度L和宽度M。图11是用于说明磁性体与非磁性体的宽度的转子的剖面图。在图中，与实施形式1等同的部分赋予相同的标号并省略其说明。在图中，3是转子铁心，使用作为磁性体的电磁钢板，进行叠层构成转子3。4，42是填充作为非磁性体的导电性构件的铝材料等的狭缝狭槽，4a，42a是狭缝部，4b，42b是狭槽部。L是狭缝部4a与狭缝部42a之间的磁性体的转子铁心3的宽度，M是轴5与狭缝4a之间的作为磁性体的转子铁心3的宽度。

这里，在图11中，由于必须防止冲裁引起的变形并确保转子的强度，作为狭缝部4a与狭缝部42a之间的磁性体的转子铁心3的宽度L及作为轴5与狭缝部4a之间的磁性体的转子铁心3的宽度M不能太小，所以q轴方向的磁性体和非磁性体的比例，磁性体所占份额大，存在着不能在高效率的状态下使用的可能性。

但是，在本实施形式中，如图10所示，由于轴50使用作为非磁性体的不锈钢等材料，所以和图11时的情况相反，由于轴50是非磁性体，有必要加大作为狭缝部4a与狭缝部42a之间的磁性体的转子铁心3的宽度L和作为轴5与狭缝部4a之间的磁性体的转子铁心3的宽度M，增加磁性体的比例。

从而，如本实施形式所述，如果轴50采用非磁性体的话，如图10所示，由于可以加大宽度L和宽度M，所以可以防止因冲裁造成的转子铁心3的变形并确保转子30的强度。此外，由于可以加大保持轴的部分的宽度M，所以提高轴的保持强度，在运转过程中，轴50不会从转子上脱落，获得可靠性高且高效率的同步感应电动机。

图12是表示本发明的实施形式2的转子的透视图，图13是表示本发明的实施形式2的转子的剖面图。在图中，与实施形式1等同的部分赋予相同的标号并省略对它们的说明。在图12中，3是转子铁心，沿轴向方向叠层构成转子30。55是设在叠层的转子铁心3的轴向方向两端的端环，铝材料等非磁性体压铸等与轴55a一体成形。此外，在图13中，4，42，43，44为分别相对于d轴成对设置的狭缝狭槽，如实施形式1中所说明的那样，由狭缝和狭槽部构成，并借助压铸等与端环55整体成形。

由于将用非磁性体的铝及不锈钢等制造的轴55a与端环55整体成形，所以不必在转子铁心3上设置轴55a。从而，如图13所示，在转子铁心3上没有轴，在现有技术中有轴的部分上也可以设置狭缝狭槽43，44。从而，可以将q轴方向的磁性体与非磁性体的比例设定为规定的比例(优选地，磁性体与非磁性体具有相同的比例)。

即，在希望规定的比例为1∶1时，把q轴方向的作为非磁性体部分的狭缝狭槽4，42，43，44，4e的宽度和作为磁性体部分的转子铁心3在狭缝狭槽(4，42，43，44，4e)之间的宽度设定成相同的宽度即可。这时，如果把转子铁心3在狭缝狭槽(4，42，43，44，4e)之间的宽度设定成冲裁时不变形，可以得到足够的转子的强度，就可以获得既可以确保可靠性效率又高的同步感应电动机。

如上所述，如果通过压铸将利用非磁性体构成的轴55a与端环55成形为一个整体的话，由于不必在转子铁心3上设置轴55a，所以，在现有技术中有轴的部分上也可以设置狭缝狭槽(43，44)，从而，可以把作为磁通不易流过的方向的q轴方向的磁性体与非磁性体的比例设置为规定的比例，可以获得高效率的电动机。此外，由于不必在转子铁心3上设置轴55a，在现有技术中具有轴的部分上也可以设置狭缝狭槽(43，44)所以，可以把狭缝狭槽间的宽度设定成具有足够强度的自由的宽度，可以获得可靠性高的同步感应电动机。

实施形式3.

下面利用附图说明本发明的实施形式3。图14是表示根据本发明的实施形式3的同步感应电动机的转子的制造方法的图示，在利用作为冲裁电磁钢板的机构的冲模冲裁转子的形状时，在有两个以上的狭缝狭槽相邻时，不在同时冲裁相邻的狭缝狭槽，分几次进行狭缝狭槽的冲裁，以获得高冲裁精度的转子铁心。在本实施形式中，说明依次冲裁实施形式1中所说明的图7所示形状的转子铁心3的形式。

在图14中，8是依次通过作为冲裁机构的冲模(图中未示出)的电磁钢板，表示利用冲裁机构依次冲裁转子铁心3的形式。在图中，8a，8b，8c，8f是具有产生磁阻转矩用的狭缝部和产生感应转矩用的狭槽部的狭缝狭槽，指向d轴方向宽度方向相互邻接配置。85是轴用贯通孔，83是转子铁心的外周部。

如图所示，首先，在步骤[A]，利用轴用贯通孔冲裁机构冲裁轴用贯通孔85，利用最外周狭缝狭槽冲裁机构冲裁最外周狭缝狭槽8a。这时也可以将轴用贯通孔85与最外周的狭缝狭槽8a分别进行冲裁，但同时进行冲裁可以提高效率缩短时间。

然后，在步骤[B]，在三个邻接的狭缝狭槽8b，8c，8f中，不同时冲裁相邻的狭缝狭槽，利用非邻接狭缝狭槽冲裁机构同时冲裁除去狭缝狭槽8c的狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f。不言而喻，没有必要同时冲裁狭缝狭槽8b和狭缝狭槽85，可以分别进行冲裁。

然后，在步骤[C]，利用邻接的狭缝狭槽冲裁机构冲裁在狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f之间的与狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f相邻的狭缝狭槽8c。最后，在步骤[D]，利用转子铁心外周冲裁机构冲裁转子铁心3的外周部83，制成转子铁心3。然后，在把这种转子铁心3叠层成多层之后，利用非磁性体的铝等通过压铸将多个狭缝狭槽和设于叠层的转子铁心的两端的端环整体成形，制成转子30。

在冲裁转子铁心3时，在多个于q轴方向具有直线部分的狭缝狭槽相邻接(8b，8c，8f沿宽度方向(d轴方向相邻接)的情况下，当同时冲裁时，应力会集中到狭缝狭槽之间的转子铁心(电磁钢板)的细的部分，强度减弱，转子铁心3的冲裁精度恶化。在本实施形式中，通过不同时冲裁相邻的狭缝狭槽部(8b，8c，8f邻接)，在先冲裁狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f之后，在狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f之间冲裁与狭缝狭槽8b及狭缝狭槽8f相邻的狭缝狭槽8c，所以，在冲裁狭缝狭槽之后尽可能不仅应力集中狭缝狭槽之间的细的部分，所以，转子铁心的冲裁精度不会恶化，并确保转子铁心的强度。

即，在具有多个狭缝狭槽的转子的情况下，当同时冲裁相邻的狭缝狭槽时，在狭缝狭槽部之间产生宽度细的部分，应力集中这种宽度细的部分，狭缝的截面形状有可能变成ㄑ字形，当在宽度细的部分的截面形状变形的状态下将冲裁的转子铁心3叠层的话，在叠层时会沿变形的部分的轴向方向产生间隙。

在这种产生间隙的状态下向狭缝狭槽内利用压铸填充铝时，铝会从上述轴向方向的间隙泄漏到叠层的转子铁心3之间，有生成桥路的危险。当使用生成桥路的转子使电动机运转时，在桥路上会流过不需要的电流，作为感应电动机的特性恶化，会由非同步时的转矩产生振动和噪音。

但是，在本实施形式中，在利用作为冲裁机构的冲模冲裁转子铁心时，不同时冲裁相邻的狭缝狭槽，分几次冲裁狭缝狭槽，应力不会集中到相邻的狭缝狭槽之间的宽度窄的部分，所以，可以极大地抑制狭缝狭槽的截面的变形。从而即使利用压铸将铝填充到狭缝狭槽部内，铝材料也不会泄漏，可以抑制桥路的生成，不会在桥路上流过不需要的电流，不会使感应电动机的特性恶化，可以抑制在非同步时的转矩造成的振动和噪音的发生。

如上所述，在本实施形式中，以不同时冲裁邻接的狭缝狭槽的方式，利用非相邻狭缝狭槽冲裁机构同时冲裁除狭缝狭槽8c的狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f之后，利用相邻的冲裁机构冲裁位于狭缝狭槽8b和狭缝狭槽8f之间的与狭缝狭槽8b及狭缝狭槽8f相邻的狭缝狭槽8c，所以，尽管设备简单，但不会在沿狭缝狭槽之间的q轴方向生成的电磁钢板的宽度窄的部分造成应力集中，获得转子铁心不会引起变形，可靠性高的同步感应电动机及同步感应电动机的制造方法。

此外，由于可以抑制桥路的生成，所以不会有不必要的电流流过桥路，作为感应电动机的特性不会恶化，获得可以抑制非同步时的转矩引起的振动和噪音的高效率，低振动，低噪音的同步感应电动机及同步感应电动机的制造方法。此外，可以获得转子铁心的冲裁精度良好，确保转子的强度，可靠性高的转子。

下面对本实施形式的动作进行说明。图15是表示本发明的实施形式3的转子铁心的制造流程图。在图中，ST11是轴用贯通孔冲裁步骤，ST12是最外周狭缝狭槽冲裁步骤，ST13是以不同时冲裁相邻的狭缝狭槽的方式冲裁相邻的狭缝狭槽中其中任何一个的非邻接狭缝狭槽冲裁步骤，ST14是冲裁位于狭缝狭槽8b及狭缝狭槽8f之间、与狭缝狭槽8b及狭缝狭槽8f邻接的狭缝狭槽8c的邻接狭缝狭槽的冲裁步骤，ST15是转子外径的冲裁步骤。

这里，ST11和ST12相当于图14中的[A]，ST13相当于图14中的[B]。此外，ST14相当于图14中的[C]，ST15相当于图14中的[D]。

首先，在ST11，冲裁插入轴5的轴用贯通孔85。然后，在ST12冲裁设在最外侧的一对狭缝狭槽部8a。这时，即可以同时冲裁狭缝狭槽部8a与轴用贯通孔85，也可以分别对它们进行冲裁。在ST13，于三个相邻的狭缝狭槽8b，8c，8f中，以不同时冲裁相邻的狭缝狭槽的方式，同时冲裁除狭缝狭槽8c之外的一对狭缝狭槽8b和一对狭缝狭槽8f。这时，在相邻的狭缝狭槽为两个的情况下，不同时冲裁两个狭缝狭槽，冲裁其中之一。

然后，在步骤ST14，冲裁位于在步骤ST13中已经冲裁好的狭缝狭槽8b与狭缝狭槽8f之间的狭缝狭槽8c。这样，在本实施形式中，在三个相邻的狭缝狭槽8b，8c，8f的情况下，除掉正中间的狭缝狭槽8c先冲裁两侧的狭缝狭槽8b，8f，然后再冲裁正中间的狭缝狭槽8c，不同时冲裁相邻的狭缝狭槽。即使在相邻的狭缝狭槽为两个或四个以上的情况下，也考虑可以不同时冲裁相邻的狭缝狭槽依次进行冲裁。

最后，在步骤ST15，冲裁转子铁心3的外周部83，制成一个转子铁心3。通过依次重复上述步骤，可以制得多个转子铁心3，将它们叠层，通过将铝等非磁性体利用压铸将狭缝狭槽与设于轴向方向的两个端部上的端环整体成形，得到转子30。

如上所述，由于在本实施形式中，具有以下步骤，即以不同时冲裁相邻的狭缝狭槽的方式冲裁相邻的狭缝狭槽中其中之一的非邻接狭缝狭槽冲裁步骤，以及对和非邻接狭缝狭槽步骤中冲裁的狭缝狭槽相邻的狭缝狭槽进行冲裁的相邻狭缝狭槽冲裁步骤，所以，只要进行变更狭缝狭槽的顺序的简单控制就可以使应力不集中在于狭缝狭槽之间的q轴方向产生的转子铁心3的狭缝狭槽间宽度窄的部分，获得转子铁心没有变形可靠性高成本低的同步感应电动机的制造方法。

在本实施形式中，对利用作为冲裁机构的冲模冲裁转子铁心3的结构进行了说明，但也可以和定子铁心同时冲裁转子铁心的外侧。这样一来，由于将定子铁心和转子铁心一次冲裁，可以缩短冲裁时间，简化冲裁设备，降低成本。

【发明的效果】

根据本发明的实施形式的同步感应电动机，配备有由设在转子上，形成作为磁通容易流过的方向的d轴及作为磁通不容易流过的方向q轴构成90度的两极的磁极突起的至少一对狭缝部，以及配置在狭缝部的外周侧、连接到狭缝部的d轴方向上至少一端上、产生感应转矩的多个狭槽部构成的狭缝狭槽，在狭缝狭槽部内填充导电性材料，所以，可以获得无需特别的起动装置、成本低廉的同步电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，将其狭缝部制成基本上直线的形状，所以，磁通容易通过，可以获得高效率的电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，将狭缝部相对于d轴基本上平行配置，所以，磁通容易通过，可以抑制电动机的温度上升，获得线圈不会烧坏可靠性高的电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，由于配置有沿旋转方向大致等间隔的设置狭槽部的转子，可以使感应转矩更大，可以稳定地使电动机起动并达到同步运转，可以获得可靠性高的同步感应电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，由于狭缝部和狭槽部分离，可以分别狭缝部和狭槽部填充各自的填充材料，所以填充材料的选择自由度大，可以降低成本进而增加电动机特性方面的自由度。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，由于配备有通过压铸将设于转子轴向方向两端的端环填充到狭缝部和狭槽部内的导电性材料整体成形的转子，可以获得结构起动高、可靠性优异的电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，由于备有传递转子的旋转力的轴，轴由非磁性体构成，可以确保不会由于冲裁引起转子铁心的变形并确保转子的强度。并且，由于可以加大保持轴的部分的宽度，从而提高轴的保持强度，可以获得在运转过程中轴不会从转子上脱落、可靠性高、高效率的同步感应电动机。

此外，根据本发明的实施形式的同步感应电动机，在转子轴向方向的两端上配备由非磁性体构成的端环，将轴与端环整体成形，将作为磁通流动不容易的方向的q轴方向的磁性体与非磁性体的比例设定为规定的比例，可以获得高效率的电动机。

此外，根据本发明的实施形式的压缩机，由于配备同步固电动机，无需大型的起动装置，并且缩短从起动到进入同步转速的时间，可以获得性能良好、低振动、低噪音的压缩机。

此外，根据本发明的实施形式的同步电动机的制造方法，配备有以下述步骤制成的转子铁心，所述步骤为：冲裁产生感应转矩的狭槽不和发生磁阻转矩的狭缝不连接起来构成的多个狭缝狭槽中不相邻的狭缝狭槽的非相邻狭缝狭槽冲裁步骤，冲裁位于在非相邻狭缝狭槽冲裁步骤中冲裁好的非相邻狭缝狭槽之间的狭缝狭槽的邻接狭缝狭槽冲裁步骤，以及，冲裁转子铁心的外径的转子铁心外径冲裁步骤，所以，只需进行改变狭缝狭槽的冲裁顺序的简单控制就可以使应力不集中在沿狭缝狭槽之间的q轴方向生成的转子铁心的狭缝狭槽之间的宽度窄的部分上，获得转子铁心不会变形、可靠性高、成本低的同步感应电动机发制造方法。

Claims (9)

1、一种同步感应电动机，其特征为，它配备有：设置在转子上、形成作为磁通容易流过的方向的d轴及作为磁通难以流过的方向的q轴成90度的两极的磁极突起的至少一对狭缝部，以及配置在前述狭缝部的外周侧、连接到前述狭缝部的d轴方向的至少一端上、产生感应转矩的多个狭槽部，在前述狭缝部和前述狭槽部内填充导电性材料。

2、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，将前述狭缝部制成为直线的形状。

3、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，将前述狭缝部相对于前述d轴平行地配置。

4、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，将前述狭槽部沿圆周方向等间隔放射状地配置。

5、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，将前述狭缝部和前述狭槽部分离。

6、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，将设于前述转子的轴向方向的两端上的端环与填充到前述狭缝部及前述狭槽部内的导电性材料成一体地利用压铸成形。

7、如权利要求1所述的同步感应电动机，其特征为，它配备有设于前述转子上、传递前述转子的旋转力的轴，用非磁性体构成前述轴。

8、如权利要求7所述的同步感应电动机，其特征为，它配备有在前述转子轴向方向的两端用非磁性体构成的端环，将前述轴一体地成形在前述端环上。

9、压缩机，其特征为，它配备有权利要求1所述的同步感应电动机。

Images