專利名稱：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在壓縮機(jī)等中使用的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以往這種壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)由安裝于密閉容器的內(nèi)壁的環(huán)狀的定子和配置于該定 子的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。通過將例如U相、V相、W相的三相的定子繞組分別串繞于將多張電 磁鋼板層疊而構(gòu)成的定子鐵心的齒部從而構(gòu)成所述定子。并且，轉(zhuǎn)子構(gòu)成為，層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板并鉚接固定而形成轉(zhuǎn)子鐵心，且在沿著該 轉(zhuǎn)子鐵心的外周側(cè)形成的各插入孔內(nèi)分別插入構(gòu)成磁極的永磁鐵。然后，使電流依次在分 別卷繞安裝于定子的各齒部的三相定子繞組中流通，由該變化的磁場(chǎng)和永磁鐵所產(chǎn)生的磁 場(chǎng)的相互作用而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力(例如，參照專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-174776號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-022666號(hào)公報(bào)然而，在這樣的電動(dòng)機(jī)中，已知與以往相比，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，磁通量的變化較 大，在定子鐵心的齒部與轉(zhuǎn)子的磁鐵之間周期性地產(chǎn)生較大的吸引力。由于像這樣的周期 性地產(chǎn)生的較大的吸引力，定子鐵心變形而引發(fā)產(chǎn)生噪音的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題，目的在于提供一種能夠降低噪音的產(chǎn)生的 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。S卩，技術(shù)方案1的發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、 分別對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的一對(duì)插入孔、插入各插入孔而構(gòu) 成磁極的一對(duì)平板狀永磁鐵構(gòu)成，該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的特征在于，一對(duì)插入孔被設(shè)置為，從旋 轉(zhuǎn)軸側(cè)觀察配置為“ 〃”字狀，且在從將各插入孔鄰接側(cè)的外端連結(jié)的線的中央到轉(zhuǎn)子鐵心 的外周的最短距離為tl、永磁鐵的寬度尺寸為t2時(shí)，滿足0 < tl/t2 ( 0. 15。技術(shù)方案2的發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、分別 對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的插入孔、插入各插入孔而構(gòu)成磁極的 一對(duì)平板狀永磁鐵構(gòu)成，該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的特征在于，插入孔被設(shè)置為，形成為朝向轉(zhuǎn)子鐵 心的外周突出的“、”字狀，且在從該插入孔的外端到轉(zhuǎn)子鐵心的外周的最短距離為tl、永 磁鐵的寬度尺寸為t2時(shí)，滿足0 < tl/t2彡0. 15。技術(shù)方案3的發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子以上述各發(fā)明為基礎(chǔ)，其特征在于，永磁鐵由 稀土類磁鐵形成。技術(shù)方案4的發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子以上述技術(shù)方案1 技術(shù)方案3所述的任一發(fā) 明為基礎(chǔ)，其特征在于，在各磁極的旋轉(zhuǎn)方向前方的轉(zhuǎn)子鐵心的外周面形成有切除部。發(fā)明效果根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，由于在由層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、分別對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的一對(duì)插入孔、插入各插入孔而構(gòu)成磁極 的一對(duì)平板狀永磁鐵構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中，一對(duì)插入孔從旋轉(zhuǎn)軸側(cè)觀察配置為” 〃”字 狀，因此，能夠?qū)⒁粚?duì)永磁鐵在所述一對(duì)插入孔內(nèi)配置為從旋轉(zhuǎn)軸側(cè)觀察呈” >、”字狀，從而 能夠使永磁鐵產(chǎn)生的磁力線分散。特別是，由于在將從連結(jié)各插入孔鄰接側(cè)的外端的線的 中央到轉(zhuǎn)子鐵心的外周的最短距離設(shè)為tl、將永磁鐵的寬度尺寸設(shè)為t2時(shí)，一對(duì)插入孔滿 足0 < tl/t2 ( 0. 15，因此，能夠縮短插入各插入孔的一對(duì)永磁鐵鄰接側(cè)的外端到轉(zhuǎn)子鐵心 的外周的距離，從而減小流過轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的磁力線的變化率。由此，由于能夠周期性地集中而降低所述吸引力，減小吸引力的變化，因此能夠抑 制定子鐵心的變形，能夠有效地抑制該變形所引起的噪音的產(chǎn)生。根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，由于在由層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、分別對(duì) 應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的插入孔、插入各插入孔而構(gòu)成磁極的一 對(duì)平板狀永磁鐵構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中，插入孔形成為朝向轉(zhuǎn)子鐵心的外周突出的“ < ”字 狀，因此，能夠?qū)⒁粚?duì)永磁鐵在所述一對(duì)插入孔內(nèi)配置為從旋轉(zhuǎn)軸側(cè)觀察呈“ >、，，字狀，從而 能夠使永磁鐵產(chǎn)生的磁力線分散。特別是，通過在將插入孔的外端到轉(zhuǎn)子鐵心的外周的最 短距離設(shè)為tl、將永磁鐵的寬度尺寸設(shè)為t2時(shí)，插入孔滿足0 < tl/t2 ( 0. 15，從而能夠 縮短插入插入孔中的一對(duì)永磁鐵鄰接側(cè)的外端到轉(zhuǎn)子鐵心的外周的距離，從而減小流過轉(zhuǎn) 子鐵心內(nèi)的磁力線的變化率。由此，能夠周期性地集中而降低所述吸引力，減小吸引力的變化，因此能夠抑制定 子鐵心的變形，能夠有效地抑制該變形所引起的噪音的產(chǎn)生。在如技術(shù)方案3的發(fā)明將永磁鐵由材料成本及加工成本較高而主要呈平面狀的 稀土類磁鐵構(gòu)成時(shí)，上述發(fā)明特別有效。進(jìn)而，由于稀土類永磁鐵與鐵素體永磁鐵相比磁鐵 的保持力大，由吸引力引起的定子的勵(lì)振變大，該振動(dòng)向周圍傳遞而產(chǎn)生噪音增大的問題， 但是，根據(jù)技術(shù)方案1或技術(shù)方案2的發(fā)明能夠抑制所述噪音的問題。由此，技術(shù)方案1或 技術(shù)方案2的發(fā)明在如技術(shù)方案3由稀土類磁鐵形成永磁鐵時(shí)更加有效，且成為有效果的 結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，如技術(shù)方案4的發(fā)明，若在各磁極的旋轉(zhuǎn)方向前方的轉(zhuǎn)子鐵心的外周面形 成切除部，則能夠使磁力線的變化最適當(dāng)化，能夠減小定子的振動(dòng)。


圖1是適用本發(fā)明的壓縮機(jī)的縱截側(cè)視圖。圖2是電動(dòng)機(jī)的定子的定子鐵心的俯視圖。圖3是本發(fā)明的一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的俯視圖(實(shí)施例1)。圖4是圖3的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。圖5是在圖3的轉(zhuǎn)子的插入孔中插入永磁鐵后的狀態(tài)的部分放大圖。圖6是圖5的虛線部分的放大圖。圖7是表示相對(duì)于(tl/t2)的定子鐵心的振動(dòng)值的變化的圖。圖8是表示在各旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的定子與轉(zhuǎn)子的永磁鐵的位置關(guān)系的圖。圖9是表示在圖8的各旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的、具有現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)和具有本發(fā)明的 轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的磁通量的圖。
圖10是圖9的部分放大圖。圖11是表示三相正弦波的圖。圖12是表示吸引力的變化的圖。圖13是表示具有與圖3不同形狀的插入孔的另一轉(zhuǎn)子的部分放大圖。圖14是圖13的虛線部分的放大圖。圖15是表示具有與圖13不同形狀的插入孔的轉(zhuǎn)子的一例的俯視圖。圖16是表示具有與圖13不同形狀的插入孔的轉(zhuǎn)子的另一例的俯視圖。圖17是表示另一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的俯視圖(實(shí)施例2)圖18是表示對(duì)應(yīng)于圖16的轉(zhuǎn)子的定子的俯視圖。圖中C_壓縮機(jī)；1-密閉容器；2-電動(dòng)機(jī)；3-壓縮要素；4-定子；5_轉(zhuǎn)子；6_旋 轉(zhuǎn)軸；7-定子繞組；10-工作缸；11-偏心部；12-滾子；14-上部支承構(gòu)件；15-下部支承構(gòu) 件；17-噴出消音室；18-罩；19-噴出口 ；20-致冷劑噴出管；22-致冷劑導(dǎo)入管；23-接頭； 25-定子鐵心；26-齒部；27-齒部前端部；28-槽部；30-轉(zhuǎn)子鐵心；31-轉(zhuǎn)子用鐵板；32 35-插入孔；32C 35C-插入孔的中心部；37 44- 一對(duì)永磁鐵；37C、38C_寬度方向的中 心線；37A、37B、38A、38B、39A、39B、40A、40B-永磁鐵；45-貫通孔；46-鉚釘；47-風(fēng)孔；50、 51-端面構(gòu)件；55-孔；56-固定構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1圖1是適用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的壓縮機(jī)C的縱截側(cè)視圖。在圖1中，1為密閉 容器，在內(nèi)部的上側(cè)收納有電動(dòng)機(jī)(無刷式DC電動(dòng)機(jī))2，在下側(cè)收納有由該電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)的壓縮要素3。密閉容器1在預(yù)先一分為二的容器中收納電動(dòng)機(jī)2、壓縮要素3后，通 過高頻熔敷等而密閉。此外，作為壓縮機(jī)C，在本實(shí)施例中利用回轉(zhuǎn)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行說明，但 本發(fā)明不局限于此，例如在使用往復(fù)式、旋渦式等壓縮機(jī)時(shí)也有效。電動(dòng)機(jī)2由定子4和轉(zhuǎn)子5構(gòu)成，定子4安裝于密閉容器1的內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子5配置于 該定子4的內(nèi)側(cè)且以旋轉(zhuǎn)軸6為中心旋轉(zhuǎn)自如地被支承。并且，本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)2使用 將轉(zhuǎn)子5的極數(shù)和定子4的槽數(shù)的比設(shè)為2 3的四極的永磁鐵旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。如圖2所示，定子4由將電磁鋼板層疊而構(gòu)成的定子鐵心(stator core) 25和卷 繞于該定子鐵心25的定子繞組7 (在圖2中未圖示)構(gòu)成。具體地說，在定子鐵心25上設(shè) 置有具有規(guī)定寬度的齒部26，該齒部26的前端形成齒部前端部27，齒部前端部27向兩肋 延長且沿著轉(zhuǎn)子5的表面。此外，在該齒部26上形成有定子4的磁極，定子4的磁極是利 用槽部28的空間而將勵(lì)磁用的定子繞組7直接串繞，通過集中串繞的方式而形成。該定子 繞組7為U相、V相、W相的三相結(jié)構(gòu)。另一方面，所述壓縮要素3的結(jié)構(gòu)包括工作缸10，其劃分壓縮室；滾子12，其嵌 合于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸6上的偏心部11，而在工作缸10內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)；未圖示的葉片，其與該滾 子12抵接，將工作缸10的壓縮室內(nèi)劃分為低壓室側(cè)和高壓室側(cè)；上部支承構(gòu)件14，其閉塞 工作缸10的一側(cè)(圖1中的上側(cè))的開口面且兼用作旋轉(zhuǎn)軸6的軸承14A ；下部支承構(gòu)件 15，其閉塞另一側(cè)(圖1的下側(cè))的開口面且兼用作旋轉(zhuǎn)軸16的軸承15A。
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在圖1中，17為噴出消音室。該噴出消音室17通過由罩18覆蓋上部支承構(gòu)件14 的電動(dòng)機(jī)2側(cè)(上側(cè))的一部分而形成。該噴出消音室17內(nèi)和工作缸10內(nèi)的高壓室側(cè)通 過噴出口 19連通。并且，在罩18上形成有連通噴出消音室17內(nèi)和密閉容器1內(nèi)的未圖示 的連通孔，噴出消音室17內(nèi)的致冷劑通過該連通孔向密閉容器1內(nèi)噴出。并且，20為致冷劑噴出管，其用于將噴出到密閉容器1內(nèi)的高溫高壓的致冷劑氣 體向壓縮機(jī)C的外部噴出，且安裝于密閉容器1的上端。22為致冷劑導(dǎo)入管，其用于將低溫 低壓的致冷劑從壓縮機(jī)C的外部導(dǎo)入到工作缸10內(nèi)。此外，23為接頭，其用于將電力從密 閉容器1的外部供給到定子4的定子繞組7，且安裝于密閉容器1的上端的中心附近。該接 頭23和定子繞組7通過未圖示的引線連接。接下來，詳細(xì)說明上述的電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子5。圖3為適用本發(fā)明的一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子 5的俯視圖(插入永磁鐵前的狀態(tài))，圖4為圖3的轉(zhuǎn)子5的側(cè)視圖。在各圖中，30為轉(zhuǎn)子鐵心，將厚度0. 35mm 0. 50mm的電磁鋼板沖裁成如圖3的形 狀而形成轉(zhuǎn)子用鐵板31，將多張轉(zhuǎn)子用鐵板31層疊，互相鉚接而層疊為一體。該轉(zhuǎn)子用鐵 板31若厚度過厚則會(huì)產(chǎn)生渦流損失變大的問題。該渦流損失是以基于鐵心30內(nèi)磁通量的 變化而產(chǎn)生電流為起因的損失。渦流損失可以通過使鐵心30的厚度變薄而減少。但是，若 轉(zhuǎn)子用鐵板31的厚度過薄，則產(chǎn)生加工困難或可加工性及加工精度下降的問題?？紤]到所 述問題，優(yōu)選使用如上述的厚度為0. 35mm 0. 50mm的轉(zhuǎn)子用鐵板31，在本實(shí)施例中使用厚 度為0. 35mm的轉(zhuǎn)子用鐵板31。并且，在本實(shí)施例中，由于采用如上述的四極的轉(zhuǎn)子5，因此如圖3所示，在該轉(zhuǎn)子 用鐵板31上通過鉆孔加工形成有分別對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子鐵心30的各磁極的四個(gè)插入孔32 35。如圖5所示，該插入孔32 35沿著旋轉(zhuǎn)軸6的軸向設(shè)置。所述插入孔32 35 形成為朝向轉(zhuǎn)子鐵心30的外周突出的“、”字狀。具體地說，在各插入孔32 35中，從旋 轉(zhuǎn)軸6側(cè)觀察各插入孔32 35的中心部(以下稱外端)32C 35C位于最遠(yuǎn)離的外周側(cè)， 以用直線連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸6的軸中心與各外端32C 35C的線(例如虛線L)為對(duì)稱中心，形成 有以從外端32C 35C朝向內(nèi)側(cè)(旋轉(zhuǎn)軸6側(cè))傾斜的方式向兩側(cè)延伸的孔。由此，各插 入孔32 35的各前端(例如32E、32E)與其外端(32C)所成的角度α為規(guī)定的鈍角，各 插入孔32 35整體呈大致矩形狀(“〈”字狀)。在所述各插入孔32 35中分別插入有由稀土類磁鐵形成的一對(duì)平板狀永磁鐵 37 44。在本實(shí)施例中，由于采用如上述的四極的轉(zhuǎn)子5，因此設(shè)置有四對(duì)永磁鐵。具體地 說，在插入孔32中成對(duì)插入兩個(gè)永磁鐵37、38，在插入孔33中成對(duì)插入兩個(gè)永磁鐵39、40， 在插入孔34中成對(duì)插入兩個(gè)永磁鐵41、42，在插入孔35中成對(duì)插入兩個(gè)永磁鐵43、44，從 而分別構(gòu)成各磁極。并且，如圖3所示，在轉(zhuǎn)子5中，在各磁極的旋轉(zhuǎn)方向前方的轉(zhuǎn)子鐵心30的外周面 分別形成有切除部S。此外，在圖3中，45為貫通孔，其中插入有鉚釘46，鉚釘46用于將安裝于轉(zhuǎn)子鐵心 30的兩端面的非磁性體的端面構(gòu)件50、51與轉(zhuǎn)子鐵心30結(jié)合為一體；47為風(fēng)孔。在本實(shí) 施例中，如圖3所示，在轉(zhuǎn)子5上形成有四個(gè)貫通孔45和四個(gè)風(fēng)孔47，它們?cè)O(shè)置為以旋轉(zhuǎn) 軸6為中心在大致同一半徑的形狀上以等間隔交替配置，但貫通孔45和風(fēng)孔47的位置或 數(shù)量優(yōu)選考慮永磁鐵37 44的配置等，且在考慮不會(huì)使特性或效率降低之后適當(dāng)?shù)卮_定，而不局限于本實(shí)施例的配置或數(shù)量。在此，著眼于轉(zhuǎn)子5的四極中的一個(gè)磁極來詳細(xì)說明插入有一對(duì)永磁鐵的插入孔 和插入該插入孔內(nèi)的永磁鐵。圖5為在各插入孔32 35內(nèi)插入各永磁鐵37 44的狀態(tài) 下的轉(zhuǎn)子5的插入孔32附近的局部放大圖。此外，在此，如圖5所示，利用構(gòu)成轉(zhuǎn)子5的四 極中的一個(gè)磁極的插入孔32和插入該插入孔32中的一對(duì)永磁鐵37、38進(jìn)行說明，省略其 他的插入孔33 35及插入所述各插入孔33 35中的永磁鐵39 44的說明，但任一插 入孔33 35及永磁鐵39 44都與插入孔32及永磁鐵37、38同樣地構(gòu)成及配置。圖5所示的55、55為位于在轉(zhuǎn)子5的兩端面?zhèn)鹊亩鄰堔D(zhuǎn)子用鐵板31上貫通形成 且與插入孔32連通的孔，56、56為在所述孔55、55與插入孔32之間設(shè)置且用于分別固定永 磁鐵37、38的薄皮狀的固定構(gòu)件。另外，在圖3中省略了所述孔55及固定構(gòu)件56，但在位 于轉(zhuǎn)子5的兩端面?zhèn)鹊亩鄰堔D(zhuǎn)子用鐵板31上，設(shè)有與上述插入孔32同樣地與插入孔33 35連通的孔55和固定構(gòu)件56。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在將各永磁鐵37 44插入各插入孔32 35后，通過將該固定構(gòu) 件56從孔55向永磁鐵37 44側(cè)(即，從旋轉(zhuǎn)軸6側(cè)向其外周側(cè))按壓，從而能夠通過該 固定構(gòu)件56和各插入孔32 35的內(nèi)壁將各永磁鐵的上下兩端保持。其后，將上述端面構(gòu) 件50、51安裝到轉(zhuǎn)子5的兩端面，通過鉚釘46將其結(jié)合為一體。另外，在本實(shí)施例中，如上 述所示，在將各永磁鐵37 44插入各插入孔32 35后，將固定構(gòu)件56從孔55向永磁鐵 37 44側(cè)按壓從而將其保持，但不局限于此，例如，也可以使固定構(gòu)件向各插入孔32 35 內(nèi)突出，并將各永磁鐵37 44分別向各插入孔32 35內(nèi)壓入。另一方面，圖6為圖5的虛線部分的放大圖。如圖5及圖6所示，中心線37C與中 心線38C相交的角度β和所述插入孔32的前端32Ε、32Ε與其外端32C所成的角度α (上 述規(guī)定的鈍角)為大致相等，其中中心線37C是插入插入孔32內(nèi)的一對(duì)永磁鐵中的一永磁 鐵37的寬度方向的中心線，中心線38C為另一永磁鐵38的寬度方向的中心線。在這種情況下，在將從插入孔32的外端32C( S卩，圖6所示的Pl)到轉(zhuǎn)子鐵心30 的外周P2的最短距離設(shè)為tl、將永磁鐵的寬度尺寸設(shè)為t2時(shí)，插入孔32構(gòu)成為滿足下式 (1)。并且，如圖6所示，在本實(shí)施例中，插入孔32的外端Pl、轉(zhuǎn)子鐵心30的外周P2及旋轉(zhuǎn) 軸6的軸中心P6大致在同一直線L上。0 < tl/t2 彡 0. 15 ... (1)圖7為表示對(duì)應(yīng)于tl/t2的定子鐵心的振動(dòng)值的變化。根據(jù)圖7，當(dāng)tl/t2的值為 0. 15以下時(shí)，定子鐵心25的振動(dòng)值隨著tl/t2的上升而緩慢地上升，但當(dāng)tl/t2的值大于 0. 15時(shí)，振動(dòng)值急劇上升。因此，在本發(fā)明中，將用于插入一對(duì)永磁鐵的插入孔及各永磁鐵 以使定子鐵心的振動(dòng)值小于從緩慢上升轉(zhuǎn)為急劇上升的拐點(diǎn)的方式、即以滿足上式(1)的 方式配置各插入孔32 35及各永磁鐵37 44。特別地，各插入孔32 35及一對(duì)永磁鐵在滿足上式(1)的基礎(chǔ)上，還構(gòu)成為滿足 下式⑵、⑶。0. 35mm ^ tl ^ 1. 80mm ...(2)12mm ^ t2 ^ 15mm ... (3)如上述式(2)所示，tl的下限值(即0. 35mm)是基于構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心30的各轉(zhuǎn)子 用鐵板31的旋轉(zhuǎn)軸6方向的尺寸(厚度)的值。S卩，因?yàn)閠l越小磁通量越階段性地通過轉(zhuǎn)子鐵心30內(nèi)(即流過轉(zhuǎn)子鐵心30內(nèi)的磁力線的變化率變小)所以優(yōu)選，但若小于構(gòu)成 轉(zhuǎn)子鐵心30的轉(zhuǎn)子用鐵板31的旋轉(zhuǎn)軸6方向的尺寸，則精度極度降低，因此，考慮加工精 度的問題則tl不能小于轉(zhuǎn)子用鐵板31的旋轉(zhuǎn)軸6方向的尺寸。在本實(shí)施例中，由于如上 所述使用旋轉(zhuǎn)軸6的尺寸為0. 35mm的轉(zhuǎn)子用鐵板31，因此tl也為0. 35mm以上。并且，如上式(3)所示，根據(jù)轉(zhuǎn)子鐵心30的鐵損問題而確定t2的上限值(即， 15mm)，根據(jù)磁通量的問題而確定t2的下限值(即，12mm)。具體地說，若t2大于15mm，則轉(zhuǎn) 子鐵心30的鐵損變大，產(chǎn)生導(dǎo)致效率顯著惡化的缺陷。并且，若減小t2，則上述鐵損變小， 但若小于12_，則磁通量(磁力線)變得過小，這時(shí)也會(huì)產(chǎn)生效率顯著降低的問題。因此， 通過使t2在滿足上式(3)的范圍內(nèi)，從而能夠防止所述效率的惡化。此外，上式(2)的上 限值(1.8mm)可以根據(jù)上式(1)和(3)確定。圖8為表示本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子5在各旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的定子4與各永磁鐵37 44的位 置的圖，圖9為表示在圖8所示的各旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的磁通量的圖，圖10為圖9的局部放大圖。 這時(shí)，在定子鐵心25的齒部26A、26D上串繞有U相的定子繞組7，在齒部26B、26E上串繞有 V相的定子繞組7，在齒部26C、26F上串繞有W相的定子繞組7。在各圖中，將(1)所示的配 置設(shè)為轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)角度為0度，⑵為使轉(zhuǎn)子5從⑴沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)所得，(3)為使轉(zhuǎn) 子5從⑵進(jìn)而旋轉(zhuǎn)15度(使轉(zhuǎn)子5從(1)旋轉(zhuǎn)30度)所得。并且，在圖8至圖10中， 省略表示各插入孔32 35。在圖9及圖10中，右列為適用了本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子5，左 列表示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子205。如圖10所示，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，例如在(1)的旋轉(zhuǎn)角度0度時(shí)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子205的一個(gè) 磁極而設(shè)置的永磁鐵232的大致全部的磁力線流過鄰接的齒部26C內(nèi)，但在本實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)中，在構(gòu)成一個(gè)磁極的一對(duì)永磁鐵37、38中的一個(gè)永磁鐵38的磁力線僅一半左右流過齒 部26C。并且，在旋轉(zhuǎn)角度15度時(shí)，由于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和本實(shí)施例一同流過齒部26，因此在實(shí)施 例中磁力線階段性地變化。同樣地，在旋轉(zhuǎn)角度30度時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子205的一 個(gè)磁極而設(shè)置的永磁鐵233的大致全部的磁力線流過鄰接的齒部26B內(nèi)，但根據(jù)本實(shí)施例， 構(gòu)成一個(gè)磁極的一對(duì)永磁鐵39、40中的一個(gè)永磁鐵40的磁力線僅一半左右流過齒部26B。圖11為表示三相正弦波的圖，圖12為表示此時(shí)的定子鐵心25的齒部與轉(zhuǎn)子5的 永磁鐵之間產(chǎn)生的吸引力的變化(虛線為使用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子205的結(jié)構(gòu)，實(shí)線為使用本實(shí)施 例的轉(zhuǎn)子5的結(jié)構(gòu))。如圖12所示，根據(jù)采用本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，吸引力的最大值小于 現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，且吸引力的最小值大于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)圖12可以看出本實(shí)施例的吸 引力的變化小于以往的結(jié)構(gòu)。如上詳述，根據(jù)本發(fā)明，能夠周期性地集中而降低所述吸引力，減小吸引力的變 化，因此，能夠抑制定子鐵心30的變形，有效地抑制由于該變形所引起的噪音的產(chǎn)生。并且，上述發(fā)明在永磁鐵37 44由稀土類磁鐵構(gòu)成時(shí)有效。即，稀土類磁鐵由于 材料成本及加工成本較高因而主流使用平面形狀(平板狀)。因此，在由稀土類磁鐵形成永 磁鐵37 44時(shí)，上述發(fā)明特別有效。特別是，由于稀土類永磁鐵與同一形狀的鐵素體永磁 鐵相比磁鐵的保持力大，因此由吸引力引起的定子的勵(lì)振變大，該振動(dòng)向周圍傳遞而產(chǎn)生 噪音增大的問題。但是，根據(jù)本發(fā)明則能夠有效地抑制所述噪音的問題。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上，如上所述，通過在轉(zhuǎn)子鐵心30的外周面形成切除部S，從而能夠 將磁力線的變化最適當(dāng)化，能夠減小定子4的振動(dòng)。
實(shí)施例2另外，在上述實(shí)施例1中，使各插入孔形成為朝向如圖4所示的轉(zhuǎn)子鐵心30的外 周突出的“〈”字狀，其中各插入孔用于插入構(gòu)成一個(gè)磁極的一對(duì)永磁鐵(例如，永磁鐵37、 38)，但本發(fā)明的插入孔不局限于此，也可以形成各永磁鐵專用的插入孔。圖13為用于說明 這種情況的一例的轉(zhuǎn)子的局部放大圖。在轉(zhuǎn)子的四極中的一個(gè)磁極上設(shè)置一對(duì)插入孔37A、 38A，所述一對(duì)插入孔37A、38A從旋轉(zhuǎn)軸6側(cè)觀察配置為“ ^ ”字狀。此外，在此如圖13所示，利用構(gòu)成轉(zhuǎn)子5的四極中的一個(gè)磁極的一對(duì)插入孔37A、 38A及插入所述插入孔37A、38A的一對(duì)永磁鐵37、38進(jìn)行說明，省略其他的插入孔及插入所 述各插入孔的永磁鐵39 44的說明，但任一插入孔及永磁鐵39 44均為與插入孔37A、 38A及永磁鐵37、38同樣的結(jié)構(gòu)及配置。圖14為圖13的虛線部分的放大圖。另外，在圖 13及圖14中，與所述圖1 圖12付以同一符號(hào)的結(jié)構(gòu)為起同樣或類似的作用或效果，因此 省略說明。這時(shí)，在將從連結(jié)各插入孔37A、38A鄰接側(cè)的外端P3、P4的線Ll的中央P5到轉(zhuǎn)子 鐵心30的外周P2的最短距離設(shè)為tl、將永磁鐵37、38的寬度尺寸設(shè)為t2時(shí)，插入孔37A、 38A構(gòu)成為滿足上式(1)。并且，如圖14所示，連結(jié)各插入孔37A、38A鄰接側(cè)的外端P3、P4 的線Ll的中央P5與轉(zhuǎn)子鐵心30的外周P2及旋轉(zhuǎn)軸6的軸中心P6在同一直線L上，線Ll 與線L相交成直角，其中線L通過旋轉(zhuǎn)軸6的周中心P6和線Ll的中央P5。這樣，在構(gòu)成為如本實(shí)施例的情況下，與上述實(shí)施例1同樣地，能夠使永磁鐵37 44產(chǎn)生的磁力線分散，且能夠?qū)⒉迦敫鞑迦肟椎囊粚?duì)永磁鐵的鄰接側(cè)的外端到轉(zhuǎn)子鐵心的 外周的距離縮短，減小流過轉(zhuǎn)子鐵心30內(nèi)的磁力線的變化率。由此，能夠周期性地集中而 降低所述吸引力，減小吸引力的變化，因此，能夠抑制定子鐵心30的變形，有效地抑制由于 該變形所引起的噪音的產(chǎn)生。并且，在如本實(shí)施例地形成各永磁鐵專用的插入孔時(shí)，不局限于圖13及圖14的形 狀，也可以如圖15及圖16所示，采用各永磁鐵專用的插入孔137 144的旋轉(zhuǎn)軸6側(cè)的兩 端部137EU37E 144EU44E的寬度縮小的結(jié)構(gòu)。另外，圖16所示的55為與所述圖5及圖13所示的孔55同樣地，在位于轉(zhuǎn)子5的 兩端面?zhèn)鹊亩鄰堔D(zhuǎn)子用鐵板31中貫通形成且連通插入孔137 144的孔；56為與圖5所 示的固定構(gòu)件56同樣地，設(shè)于孔55與各插入孔137 144之間且用于分別將插入該各插 入孔137 144內(nèi)的各永磁鐵37 44固定的薄皮狀的固定構(gòu)件。利用該固定構(gòu)件55的 各永磁鐵37 44的固定方法與上述相同，在此省略說明。并且，在上述實(shí)施例1中，作為電動(dòng)機(jī)采用了轉(zhuǎn)子5的極數(shù)與定子4的槽數(shù)之比為 2 3的四極的永磁鐵旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，但也可以采用如圖17及圖18所示的轉(zhuǎn)子105的極數(shù) 與定子104的槽數(shù)之比為2 3的六極的永磁鐵旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。這時(shí)，如圖17所示，在轉(zhuǎn)子105上形成有用于插入一對(duì)永磁鐵且呈矩形狀的插入 孔106 111。該各插入孔106 111也與所述實(shí)施例1的插入孔32 35同樣地，沿著旋 轉(zhuǎn)軸6的軸向設(shè)置，從旋轉(zhuǎn)軸6側(cè)觀察可得各插入孔106 111的中心部位于最遠(yuǎn)離的外 周側(cè)，且形成有以連結(jié)該位置到旋轉(zhuǎn)軸6的中心部(軸中心)的直線(例如，虛線L)為對(duì) 稱中心而向兩側(cè)延伸的孔。另外，在各圖17、18中，由于與所述圖1 圖16付以同樣符號(hào) 的結(jié)構(gòu)起同樣的效果、作用，因此在此省略說明。
并且，與所述實(shí)施例1同樣地，圖18所示的齒部26上依次串繞有U相、V相、W相 的定子繞組7，通過使電流依次在卷繞安裝的定子繞組7中流通，從而能夠由該變化的磁場(chǎng) 與轉(zhuǎn)子105的永磁鐵(未圖示)所引發(fā)的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其包括層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、分別對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的一對(duì)插入孔、插入各插入孔而構(gòu)成所述磁極的一對(duì)平板狀永磁鐵，其特征在于，所述一對(duì)插入孔從所述旋轉(zhuǎn)軸側(cè)觀察被配置為“ハ”字狀，且在從將各插入孔鄰接側(cè)的外端連結(jié)的線的中央到所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周的最短距離為t1、所述永磁鐵的寬度尺寸為t2時(shí)，滿足0＜t1/t2≤0.15。
2.一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其包括層疊多張轉(zhuǎn)子用鐵板而成的轉(zhuǎn)子鐵心、分別對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn) 子鐵心的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸向設(shè)置的插入孔、插入各插入孔而構(gòu)成所述磁極的一對(duì) 平板狀永磁鐵，其特征在于，所述插入孔形成為朝向所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周突出的“ < ”字狀，且在從該插入孔的外 端到所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周的最短距離為tl、所述永磁鐵的寬度尺寸為t2時(shí)，滿足0 < tl/ t2 ( 0. 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁鐵由稀土類磁鐵形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，在所述各磁極的旋轉(zhuǎn)方向前方的所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周面形成有切除部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠減少噪音的產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。在由將多張轉(zhuǎn)子用鐵板(31)層疊而成的轉(zhuǎn)子鐵心(30)、分別對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)子鐵心(30)的各磁極且沿著旋轉(zhuǎn)軸(6)的軸向設(shè)置的插入孔(32～35)、插入各插入孔(32～35)而構(gòu)成磁極的一對(duì)平板狀永磁鐵(37～44)構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子(5)中，插入孔(32～35)被設(shè)置為，形成為朝向轉(zhuǎn)子鐵心(30)的外周突出的“ㄑ”字狀，在將插入孔(32～35)的外端(P1)到轉(zhuǎn)子鐵心(30)的外周(P2)的最短距離設(shè)為t1、將永磁鐵(37～44)的寬度尺寸設(shè)為t2時(shí)，滿足0＜t1/t2≤0.15。
文檔編號(hào)H02K1/27GK101938171SQ20101014332
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者出井克一, 安達(dá)秀和, 新井和彥, 竹澤正昭, 簗島俊人 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社