永久磁铁型电动机及永久磁铁型电动机的制造方法技术

提供一种具备不会降低电动机效率、可降低振动或噪音的永久磁铁的永久磁铁型电动机，在具备具有多相的定子绕组的定子１、经由空隙部分对向配置在该定子内侧上、具有转子铁心１２和设置在该转子铁心上的永久磁铁１４的转子１０的永久磁铁型电动机中，使永久磁铁１４为旋转轴直角方向截面向内径一侧和外径一侧两方凸出的形状，同时将永久磁铁１４的各磁极上磁性朝向的焦点设置在上述转子１０的外侧。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种例如用于空调机或冰箱用压缩机等中的永久磁铁型电动机及其制造方法。
技术介绍
现有例1图9为表示现有的永久磁铁型电动机的视图。图9中，定子1是由呈环状的定子铁心2，该定子铁心2上形成的多个齿3和卷绕在该齿3上的线圈4构成的。定子1为例如具有多相的定子绕组的分布绕组定子。在定子1的内侧上，经由空隙5而可旋转地配设有转子10。这种转子10具有旋转轴11和设置在该旋转轴11上的转子铁心12。如图所示，电动机的转子中采用永久磁铁的永久磁铁型电动机由在外周附近设置了多个永久磁铁插入用的收容孔13的转子铁心12上插入、组装截面呈圆弧状的永久磁铁14而构成的，各永久磁铁14是凸部一侧朝向外侧地配置的。这样，各永久磁铁14如附图说明图10所示，磁化成各部的磁性朝向15与连接转子10的中心和永久磁铁14的圆周方向中央部的直线相平行，换句话说，磁性朝向为无限远。另外，转子铁心12是将形成有收容孔13的多片硒钢板层叠而构成的。但是，在现有例1的结构中，由于转子10和定子1之间的永久磁铁14产生的空隙磁通密度分布为图11所示的波形，该波形与正弦波有很大不同，所以存在敛缝转矩大，振动或噪音大的问题。以往例2作为解决该问题的方式，可考虑图12中所示的转子。该转子10磁化成将各永久磁铁14中各部的磁性朝向15的焦点设置在转子10的外侧。根据上述方式，由于永久磁铁14所产生的空隙磁通密度分布在磁极的中央部大，而在两端部小，所以如图13所示，呈近似于正弦波的分布。因而可降低敛缝转矩，并可减小振动或噪音。但是，在上述这种结构的电动机中，制造永久磁铁14时必须使磁性朝向15集中在永久磁铁14的凸部一侧，即，由于永久磁铁自身的形状所产生的圆弧中心和磁性朝向的中心互为逆向，并由于永久磁铁制造工序中成形时的压缩方向和磁通方向不同，所以具有永久磁铁自身的残留磁通密度降低，因而电动机效率降低的问题。以往例3而且，作为解决上述以往例1的问题的其它方式，可考虑图14中所示的转子。该转子10配置成各永久磁铁14的凸部一侧朝向转子铁心12的内侧，并磁化成各永久磁铁14中各部的磁性朝向15的焦点设置在转子10的外侧。根据上述方式，由于永久磁铁14所产生的空隙磁通密度分布为在磁极的中央部大，在两端部小，所以如图15所示，呈近似于正弦波的分布，因而可降低敛缝转矩，并可减小振动或噪音，同时在制造永久磁铁14时使磁性朝向15集中在永久磁铁14的凹部一侧即可，即，由于永久磁铁自身的形状所产生的圆弧的中心和磁性朝向的中心为相同的方向，所以成形时压缩方向和磁通方向相同，并由于永久磁铁自身的残留磁通密度不降低，所以电动机的效率也不会恶化。但是，在上述这种以往例3的转子结构中，如图16所示，隔着空隙5和各永久磁铁14的转子铁心部分12a的厚度增加，磁阻抗降低，在线圈4的电流产生的磁通20内、通过转子铁心部分12a，在与定子铁心2的齿3之间短路的磁通量增加。因而，具有该磁通中包含的基本波或高次谐波成分产生的转矩变动也增大，振动或噪音增大的问题。本专利技术的目的是提供一种具备不会使电动机效率降低、可降低振动或噪音的永久磁铁的永久磁铁型电动机及其制造方法。专利技术的公开根据本专利技术的最佳实施形式为一种具备具有多相的定子绕组的定子，和经由空隙对向配置在该定子内侧、具有转子铁心和设置在该转子铁心上的永久磁铁的转子的永久磁铁型电动机及其制造方法，其中，永久磁铁为轴直角方向的截面向内径一侧和外径一侧两方凸出的形状，同时永久磁铁的各磁极上的磁性朝向的焦点设置在上述转子的外侧上。转子的结构为将多片设置有多个永久磁铁插入用收容孔的转子铁心孔板层叠而构成转子铁心层叠体，并将永久磁铁插入永久磁铁插入用收容孔中，而且将隔着永久磁铁和空隙的转子铁心厚度尺寸制成转子铁心孔板的板厚的±30％以内。在转子铁心的外周部上安装上述永久磁铁，在该永久磁铁的外周部上嵌装非磁性的保护管而构成转子。设定成在设置于转子铁心上的永久磁铁插入用收容孔的外径一侧的圆弧半径为R，插入该收容孔中的永久磁铁外径一侧的圆弧半径为r的情况下，R＞r。在隔着永久磁铁和空隙的转子铁心的厚度尺寸为转子铁心孔板的板厚的±30％以内的电动机中，采用在定子的齿部卷绕直接绕组的集中绕组定子。永久磁铁的内径一侧凸出半径小于外径一侧凸出半径。在设于上述转子铁心上的永久磁铁插入用收容孔、和上述永久磁铁内径一侧圆弧的局部上设置直线部。附图的简要说明图1为表示实施形式1的视图，是永久磁铁型电动机的视图。图2为表示实施形式1的视图，是表示永久磁铁的磁性朝向状态的视图。图3为表示实施形式1的视图，是磁通密度分布图。图4为表示实施形式1的视图，是图1的主要部分放大图。图5为表示实施形式2的视图，是永久磁铁型电动机转子的视图。图6为表示实施形式3的视图，是转子一个极的视图。图7为表示实施形式4的视图，是永久磁铁型电动机的视图。图8为表示实施形式5的视图，是转子一个极的视图。图9为现有的永久磁铁型电动机的视图。图10为表示现有的永久磁铁磁性朝向状态的视图。图11为磁通密度分布图。图12为表示其它现有的永久磁铁磁性朝向状态的视图。图13为磁通密度分布图。图14为表示其它现有的永久磁铁磁性朝向状态的视图。图15为磁通密度分布图。图16为图14的主要部分放大图。实施专利技术的最佳方式实施形式1以下，参照附图对本专利技术实施形式1加以说明。图1～4为表示实施形式1的视图，图1为永久磁铁型电动机的视图，图2为表示永久磁铁磁性朝向状态的视图，图3为磁通密度分布图，图4为图1的主要部分放大图。图1中，定子1由呈环状的定子铁心2、该定子铁心2上形成的多个齿3、和卷绕在这些齿3上的线圈4构成。定子1例如是具有多相的定子绕组的分布绕组定子。转子10经由空隙5可转动地配设在定子1的内侧上。该转子10的结构为，具有旋转轴11和设置在该旋转轴11的外周部上的转子铁心12，并将永久磁铁14从轴向插入组装在形成于该转子铁心12上的永久磁铁插入用收容孔13中。另外，转子铁心12具有将多片冲孔形成有收容孔13、被称为转子铁心孔板的硅钢板在旋转轴11的方向(垂直于图1中纸面的方向)上层叠的转子铁心层叠体。设置于上述转子铁心12上的收容孔13为在旋转轴11的直角方向截面上向内径一侧和外径一侧两方凸出的形状，而且，设定成隔着永久磁铁14和空隙5的转子铁心部分12a的径向厚度尺寸t为转子铁心孔板的板厚的±30％以内。例如，一片的转子铁心孔板的厚度为0.5mm时，转子铁心部分12a的径向厚度尺寸t为0.35mm～0.65mm。由于设定成在转子铁心12上设置的收容孔13外径一侧的圆弧半径为R，永久磁铁14外径一侧的圆弧半径为r的情况下，R＞r，并且永久磁铁14外侧的凸出圆弧位于与转子10的外周圆同心的圆周上，所以转子铁心部分12a径向的厚度尺寸t为定值。永久磁铁14为与上述收容孔13大致相似的形状，磁化成N极和S极交错、且如图2所示各部的磁性朝向15的焦点位于转子10的外侧。在这样构成的永久磁铁型电动机中，永久磁铁14所产生的空隙磁通密度在磁极的中央部大，在两端部小，所以如图3所示，为近似于正弦波的分布，因而可降低敛缝转矩，并可减小振动或噪音。另外，图2中，磁性朝向15的焦点为一处，但如果是转子10的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁型电动机，具备：具有多相的定子绕组的定子，和经由空隙对向配置在该定子内侧、具有转子铁心和设置在该转子铁心上的永久磁铁的转子，其特征为， 上述永久磁铁为轴直角方向的截面向内径一侧和外径一侧两方凸出的形状，同时上述永久磁铁的各磁极上的磁性朝向的焦点设置在上述转子的外侧上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田岛庸贺，及川智明，风间修，增本浩二，加藤政纪，马场和彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]