旋转电机制造技术

本发明专利技术提供能抑制风阻损失且转子强度优异的旋转电机。此外，能降低该旋转电机的磁极数。在转子(13b)中沿着转子旋转方向形成有多个与转子外周分别连通的两个连通孔(34)所构成的一对连通孔对。各连通孔对的两个连通孔(34)之间的部分成为将转子(13b)的芯部(31)与转子半径方向外侧的伞形部(33)相连的中央桥部(32)，各连通孔在中央桥部(32)的相反侧与转子外周连通。转子(13b)在各个连通孔对彼此之间分别具有从旋转中心轴(14a)向转子半径方向突出的多个辐射突起(36、36a)。辐射突起(36、36a)分别具有向在转子旋转方向上相邻的伞形部(33)一侧突出的侧面突起(361、362)。侧面突起(362)从转子外周侧覆盖伞形部(33)的全部或一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机、发电机等具有转子的旋转电机。
技术介绍
图6是表示现有的永磁体嵌入式电动机1的结构的剖视图。图7和图8是表示该永磁体嵌入式电动机1的转子2的结构的剖视图。这里，图7示出在磁体插入孔6A等中插入了永磁体8的状态，图8示出未在磁体插入孔6A等中插入磁体8的状态。永磁体嵌入式电动机1包括转子2以及配置在转子2外周的定子3。构成转子2的转子铁心4通过层叠多个由磁性体构成的钢板而构成。此外，在形成于转子铁心4中心的轴孔5中插入有转轴(未图示)，并通过压入、粘接等合适方法固定。定子3上卷绕有线圈(未图示)。构成转子铁心4的钢板如图8所示，配置有两个磁体插入孔6A，并以向钢板的外缘4A呈V字形扩展的方式贯穿设置。呈V字形配置的两个磁体插入孔6A中，在成为后述的q轴侧端部的外缘4A侧的位置上贯穿设置有以分别从磁体插入孔6A向后述的d轴侧弯曲的方式延伸、且与钢板的外缘4A连通的两个缺口孔7A。两个磁体插入孔6A以及两个缺口孔7A作为一对来设置，且与一对磁体插入孔6A以及缺口孔7A相同的构件在钢板上均匀分布设置有八对。图6中，用6A～6H表示各对磁体插入孔，并用7A～7H表示缺口孔。因此，转子铁心4通过层叠多个贯穿设置有8对磁体插入孔6A～6H以及缺口孔7A～7H的相同结构的钢板而构成。各对磁体插入孔6A～6H中插入并嵌入有分别由钕磁体等稀土类磁体构成的平板状的永磁体8，且各对的同极彼此相对。嵌入在一对磁体插入孔6A中的两个永磁体8为一对并构成一个极，转子铁心4中嵌入有八对永磁体8，形成八个极。另外，永磁体8不限于稀土类磁体，也可以使用合金磁体、铁氧体磁体等其它磁体。此外，永磁体8也可以是在转轴方向截面上具有弯曲截面的板形状。在这种磁体嵌入型电动电动机中，如图6～图8所示设定有d轴和q轴。使一对磁体插入孔6A延伸来形成一对缺口孔7A的结构具有如下优点：能抑制一对永磁体8与相邻的磁极不同的永磁体8之间的磁通泄漏。在一对缺口孔7A从一对磁体插入孔6A向d轴侧弯曲而与钢板的外缘4A连通的结构中，与一对缺口孔7A形成在一对磁体插入孔6A的直线延长线上的结构相比，能尽可能缩小铁心区域X的面积。因此，能缩小铁心区域X的离心力，能进一步缩小施加在后述的中央桥部Y上的应力。另一方面，因缺口孔7A(在其它对的缺口孔7B～7H中也一样)的形成而切断的铁心区域X由存在于一对磁体插入孔6A(在其它对的缺口孔6B～6H中也一样)之间的铁心区域、即中央桥部Y支承。因此，在转子2旋转时，伴随着施加在铁心区域X上的离心力而产生的载荷会导致应力集中于中央桥部Y。因此，中央桥部Y形成为具有能应对应力的一定宽度(周向的尺寸)。如上所述，根据现有例，能实现一种转子强度优异、能以低成本制造且能获得较大转矩的永磁体嵌入式旋转电机。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2013-046421号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，上述现有技术中存在以下问题。首先，现有的永磁体嵌入式旋转电机的风阻损失(windage loss)较大。在现有的永磁体嵌入式旋转电机中，由于缺口孔7A～7H在转子外周部上有较大开口，因此其附近容易产生气流的剥离。这容易导致产生较大的风阻损失。该风阻损失不仅会导致输出转矩的损失，也会引起温度上升。第二，现有的永磁体嵌入式旋转电机难以减少磁极数。在现有的永磁体嵌入式旋转电机中，由于缺口孔7A～7H的大小全部相同，因此缺口孔7A～7H部分的周向上的磁阻全部相同。该特性对于现有例那样用两个磁体插入孔6A、6A作为一个磁极的情况而言较为便利，但对于例如想要利用总共四个磁体插入孔6A、6A、6B、6B来形成一个磁极的情况则较为不利。通常，沿转子旋转方向的磁动势的分布的理想形状是在两个磁极中为一正弦波，但该情况下，则在两个磁极中为两个正弦波。当然，也存在将中央桥部Y、磁体插入孔6A～6H的数量本身减半的方法，但由于这是将磁体8的个数减半，因此输出转矩会减半，性能大幅降低。作为其对策，也存在使磁体8的大小为2倍的方法，但该情况下，会对中央桥部Y施加接近原先两倍的离心力，因此会强度不足。第三，通过中央桥部Y而泄漏的磁通较多。若减少漏磁通，则即使是相同的磁体量，对输出转矩有贡献的磁通量也会增加。为了减少漏磁通，使中央桥部Y变细较为有效，但对于现有例那样V字形配置的磁体插入孔的情况，难以实现。下面对此进行说明。通常，作为转子铁心与轴的固定法，大多使用冷缩配合等过盈配合。然而，在采用该过盈配合的情况下，会在以轴中心轴为中心的同心圆状且
没有裂纹的部分(换言之，呈环状相连的部分)产生周向上的较大拉伸应力。该周向拉伸应力在过盈配合作业后也会残留，且在拆下轴之前不会消除。当然，在组装成电动机并进行旋转的期间，该应力也仍旧残留。对于现有例那样的转子铁心形状的情况，该周向上的组装残留拉伸应力的产生区域大致等于所有磁体插入孔的内切圆的内侧。现有例的问题在于该区域(所有磁体插入孔内切圆的内侧)与中央桥部Y接近。即，在转子旋转过程中，原本产生组装残留应力的区域中进一步叠加伴随旋转产生的离心力所引起的应力，因此总应力变得非常大。为了确保耐受该总应力所需的足够强度，需要使中央桥部变粗。因此，现有例中难以减少漏磁通。第四，磁动势中高次谐波较多，因而会损失相应的基波成分。即，输出转矩还有提升的余地。通常，已知通过调整转子外周面的半径来减少磁动势的高次谐波成分，从而相应地增加基波成分。然而，对于通常的磁体孔与转子外周面不连通的转子的情况，转子外周面附近原本就不是组装残留应力产生区域，因此难以在避免应力集中的同时调整外周面半径。本专利技术鉴于以上说明的情况而完成，其第一目的在于提供一种能抑制风阻损失且转子强度优异的旋转电机。此外，本专利技术的第二目的在于减少该旋转电机的磁极数从而降低驱动频率。解决技术问题的技术方案本专利技术提供一种旋转电机，其特征在于，在转子上沿着转子旋转方向形成有多个连通孔对，该连通孔对由分别与转子外周连通的两个连通孔形成，构成所述连通孔对的两个连通孔之间的部分成为将所述转子中的该两个连通孔的转子半径方向内侧的芯部与转子半径方向外侧的伞形部相连的中央桥部，该两个连通孔在该中央桥部的相反侧与所述转子外周连通，所
述转子在所述多对连通孔的各对之间分别具有从所述转子的旋转中心向所述转子半径方向突出的多个辐射突起，所述多个辐射突起的至少一部分具有向在所述转子旋转方向上相邻的所述伞形部侧突出的侧面突起。在优选方式中，旋转电机中，所述多个辐射突起中的至少一个辐射突起的形状与其它辐射突起的形状不同。专利技术效果根据本专利技术，通过在辐射突起上设置侧面突起，使得转子最外周的轮廓成为裂纹较少的平滑轮廓，因而能抑制风阻损失。此外，通过使辐射突起的形状在多个辐射突起之间不同，从而能对沿转子旋转方向的磁动势的分布进行调整，能减少形成在转子上的磁极数。附图说明图1是表示本专利技术各实施方式的永磁体嵌入式旋转电机的整体结构的纵向剖视图。图2是表示本专利技术实施方式1的永磁体嵌入式旋转电机的转子的结构的横向剖视图。图3是表示本专利技术实施方式2的永磁体嵌入式旋转电机的转子的结构的横向剖视图。图4是表示本专利技术实施方式3的永磁体嵌入式旋转电机的转子的结构的横向剖视图。图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，其特征在于，在转子上沿着转子旋转方向形成有多个连通孔对，该连通孔对由分别与转子外周连通的两个连通孔形成，构成所述连通孔对的两个连通孔之间的部分成为将所述转子中的该两个连通孔的转子半径方向内侧的芯部与转子半径方向外侧的伞形部相连的中央桥部，该两个连通孔在该中央桥部的相反侧与所述转子外周连通，所述转子在所述多对连通孔的各对之间分别具有从所述转子的旋转中心向所述转子半径方向突出的多个辐射突起，所述多个辐射突起的至少一部分具有向在所述转子旋转方向上相邻的所述伞形部侧突出的侧面突起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机，其特征在于，在转子上沿着转子旋转方向形成有多个连通孔对，该连通孔对由分别与转子外周连通的两个连通孔形成，构成所述连通孔对的两个连通孔之间的部分成为将所述转子中的该两个连通孔的转子半径方向内侧的芯部与转子半径方向外侧的伞形部相连的中央桥部，该两个连通孔在该中央桥部的相反侧与所述转子外周连通，所述转子在所述多对连通孔的各对之间分别具有从所述转子的旋转中心向所述转子半径方向突出的多个辐射突起，所述多个辐射突起的至少一部分具有向在所述转子旋转方向上相邻的所述伞形部侧突出的侧面突起。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述多个辐射突起中的至少一个辐射突起的形状与其它辐射突起的形状不同。3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述多个辐射突起与相邻的所述伞形部之间的距离各不相同。4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，所述多个辐射突起由具有所述侧面突起的辐射突起以及不具有所述侧面突起的辐射突起构成。5.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，在所述多个辐射突起与相邻的所述伞形部之间的各个距离中，位于磁极中央的所述辐射突起与所述伞形部之间的距离比位于磁极间边界的所述辐射突起与所述伞形部之间的距离短。6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，位于所述磁极中央的辐射突起具有从转子外周侧覆盖转子旋转方向两侧的所述伞形部的一部分或全部的侧面突起。7.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，在所述多个辐射突起中，所述辐射突起的所述转子旋转方向上的宽度互不相同。8.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，在所述多个辐射突起的各个宽度中，位于磁极中央的所述辐射突起的宽度比位于磁极间边界的所述辐射突起的宽度短。9.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，在所述多个辐射突起中，所述多个辐射突起各自的最外周与转子旋转中心之间的各个距离互不相同。10.如权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，位于磁极间边界与磁极中央的中间的所述辐射突起的最外周与所述转子旋转中心之间的距离比位于磁极中央的所述辐射突起的最外周与所述转子旋转中心之间的距离短。11.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述转子的一个磁极的区域内包含多个所述中央桥部。12.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，在所述多个连通孔对的各连通孔中混合地设置有磁体以及配重。13.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，在磁极中...

【专利技术属性】
技术研发人员：持田敏治，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP