永磁体埋入型旋转电机制造技术

本发明专利技术得到能够降低齿槽扭矩、扭矩脉动，能够扩大运转范围，而且能够抑制磁体的减磁的永磁体埋入型旋转电机。在本发明专利技术涉及的永磁体埋入型旋转电机中，在将与沿周向排列的圆弧状曲面(13)相切的圆筒面(14)的曲率半径设为R1、将圆弧状曲面(13)的曲率半径设为R2、将永磁体(16)的上表面的曲率半径设为R3时，满足R1＞R2＞R3，磁体收容孔(15)具有使周向两侧部中的外径侧部分向周向外侧鼓出的空隙部(17)，在上述磁体收容孔的周向两端部中的内径侧部分，设置与上述永磁体的周向的两侧面沿径向并行地接触的面，在将上述转子铁心的上述圆弧状曲面和上述磁体收容孔之间的铁心部分的磁极中心处的厚度设为B1、将上述铁心部分的周向的端部的厚度设为B2时，满足B2＞B1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有将永磁体埋入转子铁心的转子的永磁体埋入型旋转电机。
技术介绍
在工业用、车载用电动机等旋转电机中，要求小型化、高速化、使用速度范围的宽范围化。作为对应于这些要求的旋转电机，提出了各种具有将永磁体埋入转子铁心的转子的永磁体埋入型旋转电机(例如，参照专利文献1、2)。专利文献1：日本特开2001-178037号公报专利文献1：日本特开平5-304737号公报
技术实现思路
在专利文献1所涉及的现有的永磁体埋入型旋转电机中，转子铁心的外周面为圆筒面，因此在从转子发生的磁动势波形中包含大量的谐波，存在发生齿槽扭矩、扭矩脉动的课题。另外，由于转子铁心的外周面为圆筒面，因此转子铁心的接受q轴的磁通的铁心部分与定子接近，q轴的电感变大。因此，还存在下述课题，即，在高速旋转时，容易引起电压的饱和，无法将运转范围变宽。而且，磁体收容孔的内形形状和磁体的外形形状为相似形状，因此在尺寸公差的关系上，磁体收容孔的内形形状比磁体的外形形状大，特别地，还存在磁体的周向两侧部的内径侧端部和磁体收容孔之间容易产生间隙的课题。而且，永磁体的周向两侧部为相对于磁极中心倾斜的平坦面，因此与磁极中心平行的方向上的永磁体的周向两侧部的厚度变薄。由此，还存在永磁体的两侧部的动作点比永磁体的中央部的动作点低，容易引起磁体的减磁的课题。在专利文献2所涉及的现有的永磁体埋入型旋转电机中，将构成转子铁心的磁极的外周面构成为以使2个椭圆正交的方式叠加而成的形态，将在从转子发生的磁动势波形中所包含的谐波降低。但是，在专利文献2所涉及的现有的永磁体埋入型旋转电机中，也是磁体收容孔的内形形状和磁体的外形形状为相似形状，因此还存在磁体的周向两侧部的内径侧端部和磁体收容孔之间容易产生间隙的课题。而且，永磁体的周向两侧部为相对于磁极中心倾斜的平坦面，因此与磁极中心平行的方向上的永磁体的周向两侧部的厚度变薄。由此，存在永磁体的两侧部的动作点比永磁体的中央部的动作点低，容易引起磁体的减磁的课题。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种永磁体埋入型旋转电机，该永磁体埋入型旋转电机能够降低齿槽扭矩、扭矩脉动，能够扩大运转范围，能够将磁体不设置间隙地固定于转子铁心，并且能够抑制磁体的减磁。本专利技术涉及的永磁体埋入式旋转电机具有：圆环状的定子；以及转子，其隔着空隙而同轴地配置在上述定子的内部。上述转子具有：转子铁心，其具有向外径侧呈凸状的圆弧状曲面沿周向排列多个的外形形状，形成为磁体收容孔在上述圆弧状曲面各自的内径侧沿轴向贯穿；旋转轴，其插入至上述转子铁心的轴心位置，保持上述转子铁心；以及永磁体，其分别制作为棒状体，该棒状体将与长度方向正交的剖面的外径侧设为向外径侧呈凸状的圆弧，而且将周向的两侧面设为与包含磁极中心的平面平行的平坦面，该永磁体分别收容于各个上述磁体收容孔。而且，在将与沿周向排列的上述圆弧状曲面相切的圆筒面的曲率半径设为R1、将上述圆弧状曲面的曲率半径设为R2、将上述永磁体的上表面的曲率半径设为R3时，满足R1＞R2＞R3，上述磁体收容孔具有使周向两侧部中的外径侧部分向周向外侧鼓出的空隙部，在上述磁体收容孔的周向两侧部中的内径侧部分，设置与上述永磁体的周向的两侧面沿径向并行地接触的面，在将上述转子铁心的上述圆弧状曲面和上述磁体收容孔之间的铁心部分的磁极中心处的厚度设为B1、将上述铁心部分的周向的端部的厚度设为B2时，满足B2＞B1。专利技术的效果根据本专利技术，转子铁心形成为将向外径侧呈凸状的圆弧状曲面13沿周向排列多个而构成的外形形状。因此，在从转子发生的磁动势波形中包含的谐波减少，能够抑制齿槽扭矩、扭矩脉动的发生。另外，转子铁心的接受q轴的磁通的部分从定子分离，因此q轴的电感减小。由此，在高速旋转时，不易引起电压的饱和，能够扩大运转范围。在将圆筒面的曲率半径设为R1、将圆弧状曲面的曲率半径设为R2、将永磁体的上表面的曲率半径设为R3时，满足R1＞R2＞R3，因此转子铁心的永磁体的外径侧的铁心部分的厚度随着从磁极中心远离而逐渐变厚。因此，磁极中心处的永磁体的外径侧的铁心部分容易磁饱和，磁体磁通中的漏磁通的量降低，实现高输出化。而且，从永磁体达到至空隙的磁通量随着从磁极中心远离逐渐减少，因此空隙磁通密度成分中的谐波磁通密度成分减少，能够抑制齿槽扭矩、扭矩脉动的发生。磁体收容孔具有使周向两侧部中的外径侧部分向周向外侧鼓出而形成的空隙部，因此在使永磁体收容于磁体收容孔时，永磁体的波动被空隙部吸收。而且，在磁体收容孔的周向两侧部的内径侧形成的、与上述永磁体的周向的两侧面沿径向并行的面，与永磁体的周向的两侧面相接触。由此，能够将永磁体不设置间隙地固定于转子铁心。在将转子铁心的圆弧状曲面和磁体收容孔之间的铁心部分的磁极中心处的厚度设为B1、将该铁心部分的周向的端部的厚度设为B2时，满足B2＞B1，因此q轴的磁通不易在该铁心部分流动。由此，转子中的q轴的电感减小，能够扩大运转范围。另外，永磁体的周向两侧部成为相对于磁极中心倾斜的平坦面，因此与磁极中心平行的方向上的永磁体的周向两侧部的厚度变厚，永磁体的两侧部的动作点变高，能够抑制永磁体的减磁。而且，位于永磁体的外径侧的转子铁心的区域的厚度随着从周向中央部朝向两侧部逐渐变厚，因此来自定子的磁通难以经过永磁体的两侧部，能够抑制永磁体的减磁。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机的剖视图。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的永磁体周围的要部放大图。图3是说明本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机的转子中的q轴的磁通的流向的示意图。图4是表示对比例的永磁体埋入型旋转电机中的转子的剖视图。图5是表示对比例的永磁体埋入型旋转电机中的转子的永磁体周围的要部放大图。图6是说明对比例的永磁体埋入型旋转电机的转子中的q轴的磁通的流向的示意图。图7是表示本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机的转子中的q轴的磁通的路径的示意图。图8是表示本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的永磁体的剖视图。图9是表示本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子铁心的磁体插入孔周围的要部放大图。图10是表示对本专利技术的实施方式1所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子铁心的外周面形状进行了变更的情况下的齿槽扭矩的大小的图。图11是表示本专利技术的实施方式2所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的端面图。图12是表示本专利技术的实施方式2所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的永磁体周围的要部放大图。图13是表示本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的端面图。图14是表示本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的剖视图。图15是表示本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的永磁体周围的要部放大图。图16是说明本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体埋入型旋转电机的转子中的漏磁通的流向的图。图17是表示本专利技术的实施方式3所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的永磁体周围的要部放大图。图18是表示本专利技术的实施方式4所涉及的永磁体埋入型旋转电机的剖视图。图19是表示本专利技术的实施方式4所涉及的永磁体埋入型旋转电机中的转子的斜视图。图20是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体埋入型旋转电机，其具有：圆环状的定子；以及转子，其隔着空隙而同轴地配置在上述定子的内部，该永磁体埋入型旋转电机的特征在于，上述转子具有：转子铁心，其具有向外径侧呈凸状的圆弧状曲面沿周向排列多个的外形形状，形成为磁体收容孔在上述圆弧状曲面各自的内径侧沿轴向贯穿；旋转轴，其插入至上述转子铁心的轴心位置，保持上述转子铁心；以及永磁体，其分别制作为棒状体，该棒状体将与长度方向正交的剖面的外径侧设为向外径侧呈凸状的圆弧，而且将周向的两侧面设为与包含磁极中心的平面平行的平坦面，该永磁体分别收容于各个上述磁体收容孔，在将与沿周向排列的上述圆弧状曲面相切的圆筒面的曲率半径设为R1、将上述圆弧状曲面的曲率半径设为R2、将上述永磁体的上表面的曲率半径设为R3时，满足R1＞R2＞R3，上述磁体收容孔具有使周向两侧部中的外径侧部分向周向外侧鼓出的空隙部，在上述磁体收容孔的周向两侧部中的内径侧部分，设置与上述永磁体的周向的两侧面沿径向并行地接触的面，在将上述转子铁心的上述圆弧状曲面和上述磁体收容孔之间的铁心部分的磁极中心处的厚度设为B1、将上述铁心部分的周向的端部的厚度设为B2时，满足B2＞B1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 JP 2014-0793871.一种永磁体埋入型旋转电机，其具有：圆环状的定子；以及转子，其隔着空隙而同轴地配置在上述定子的内部，该永磁体埋入型旋转电机的特征在于，上述转子具有：转子铁心，其具有向外径侧呈凸状的圆弧状曲面沿周向排列多个的外形形状，形成为磁体收容孔在上述圆弧状曲面各自的内径侧沿轴向贯穿；旋转轴，其插入至上述转子铁心的轴心位置，保持上述转子铁心；以及永磁体，其分别制作为棒状体，该棒状体将与长度方向正交的剖面的外径侧设为向外径侧呈凸状的圆弧，而且将周向的两侧面设为与包含磁极中心的平面平行的平坦面，该永磁体分别收容于各个上述磁体收容孔，在将与沿周向排列的上述圆弧状曲面相切的圆筒面的曲率半径设为R1、将上述圆弧状曲面的曲率半径设为R2、将上述永磁体的上表面的曲率半径设为R3时，满足R1＞R2＞R3，上述磁体收容孔具有使周向两侧部中的外径侧部分向周向外侧鼓出的空隙部，在上述磁体收容孔的周向两侧部中的内径侧部分，设置与上述永磁体的周向的两侧面沿径向并行地接触的面，在将上述转子铁心的上述圆弧状曲面和上述磁体收容孔之间的铁心部分的磁极中心处的厚度设为B1、将上述铁心部分的周向的端部的厚度设为B2时，满足B2＞B1。2.根据权利要求1所述的永磁体埋入型旋转电机，其特征在于，在将上述永磁体的周向两侧部的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中敏则，十时咏吾，泷口隆一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP