專利名稱：同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子和制造方法、壓縮機、金屬模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用感應(yīng)扭矩起動、用磁阻扭矩同步運轉(zhuǎn)的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子、其制造方法、同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子用金屬模及用該同步感應(yīng)電動機的壓縮機。
背景技術(shù)：
圖25是例如特開昭57-180359號公報記載的以往的作為同步感應(yīng)電動機的例如永久磁鐵同步馬達的轉(zhuǎn)子的橫斷面圖。圖中，21是轉(zhuǎn)子鐵芯，22是永久磁鐵，24是通過壓鑄填充有鋁的槽，與端環(huán)(圖中未示)一起形成鼠籠型二次導(dǎo)體。另外，23是由非金屬材料制成的轉(zhuǎn)子蓋。
該同步感應(yīng)電動機，通過在槽24中填充鋁構(gòu)成鼠籠型二次導(dǎo)體，起動時通過配置在槽24周圍的定子線圈起動，因此，不需要專門的起動裝置。另外，起動后可通過永久磁鐵22形成有助于扭矩發(fā)生的磁場，不必象感應(yīng)電動機那樣為了勵磁而供給電流，構(gòu)成效率高的電動機。
此外，在轉(zhuǎn)子鐵芯21的外周面配置有4個永久磁鐵22，進一步，永久磁鐵22的外周面用非金屬材料的轉(zhuǎn)子蓋23覆蓋，由此，可防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時永久磁鐵22在離心力作用下朝外側(cè)飛出。另外，由于轉(zhuǎn)子蓋23的材質(zhì)是非金屬材料，所以，在轉(zhuǎn)子蓋23的表面不會產(chǎn)生渦電流，能得到?jīng)]有渦電流損失的永久磁鐵同步馬達。
作為以往的同步感應(yīng)電動機的永久磁鐵同步馬達，由于采用了以上的構(gòu)成，存在下述問題。
由于永久磁鐵22配置在轉(zhuǎn)子鐵芯21的外周面，所以，在轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)的情況下，因為永久磁鐵22圓周部分的加工誤差，而產(chǎn)生馬達的振動或噪音，同時也帶來了對離心力的強度變?nèi)?、耐久壽命縮短等問題。此外，為了減少加工誤差，需要提高永久磁鐵22的加工精度，這抬高了加工成本。而且由于永久磁鐵22配置在轉(zhuǎn)子鐵芯21的全部外周面，靠離心力使永久磁鐵22動作，所以，需要沿著轉(zhuǎn)子鐵芯21的外周全周設(shè)置轉(zhuǎn)子蓋23，昂貴的轉(zhuǎn)子蓋23成為必須的部件。為了降低成本而使轉(zhuǎn)子蓋23的厚度變薄時，又會帶來對離心力的強度降低的問題。再者，也需要使永久磁鐵22磁化的工序，出現(xiàn)了加工成本高的問題。還有廢棄這種馬達時，由于使用了永久磁鐵22，所以，也帶來再循環(huán)性劣化等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不使用永久磁鐵、可消除再循環(huán)性的問題、廉價、高效率且可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
本發(fā)明的再一目的是提供一種可得到可靠性高的同步感應(yīng)電動機的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法及同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子用金屬模。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到上述切縫及槽中的至少上述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料；及由非磁性體構(gòu)成、配置在上述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部、從上述外周部對上述轉(zhuǎn)子加強的加強部件。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的上述加強部件是非磁性體，并且是非導(dǎo)電性材料。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的上述加強部件設(shè)有多個孔。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的設(shè)置在上述加強部件上的多個孔是與上述轉(zhuǎn)子外周部的槽的位置大致一致地配設(shè)的。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子包括設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸，上述加強部件固定在上述輸出軸上。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，上述轉(zhuǎn)子的q軸方向的外周面設(shè)有平面部，上述加強部件配置在該平面部上。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，上述加強部件通過在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的層疊方向或上述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向分割成多個而構(gòu)成。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到上述切縫及上述槽中的導(dǎo)電性材料；設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸；及由非磁性體構(gòu)成、固定在上述輸出軸上、同時插入在上述轉(zhuǎn)子的上述切縫或配置于上述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的槽中、相對作用在上述q軸方向的力加強上述轉(zhuǎn)子的加強部件。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的上述加強部件的插入上述切縫或上述槽中的部分，通過填充到上述切縫的至少一部分及上述槽中的導(dǎo)電性材料固定到上述切縫或上述槽中。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；及在上述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓上述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少上述q軸附近的狀態(tài)下，填充到上述切縫及上述槽中的至少上述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料。
本發(fā)明的壓縮機，包括上述同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子制造方法，包括在轉(zhuǎn)子鐵芯上沖壓出用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫、以及配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽的步驟；將在上述步驟中沖壓好的轉(zhuǎn)子鐵芯層疊的步驟；在上述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓上述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少上述q軸附近的狀態(tài)下，將導(dǎo)電性材料填充到上述槽與上述切縫中的至少上述槽內(nèi)的步驟。
本發(fā)明的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子用金屬模，包括擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯外周側(cè)的第一金屬模；擠壓上述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩個端部、使導(dǎo)電性材料可從一端部至少通過槽向另一端部填充的一對第二金屬模，上述第二金屬模擠壓上述轉(zhuǎn)子鐵芯端部面的外周，同時，在上述轉(zhuǎn)子鐵芯端部面的中央部，在磁通不容易流動的方向的q軸方向延伸地擠壓。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到上述切縫及槽中的至少上述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料；及由非磁性體構(gòu)成、配置在上述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部、從上述外周部對上述轉(zhuǎn)子加強的加強部件，因此，能得到對離心力的強度高、再循環(huán)性好的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于上述加強部件是非磁性體，并且作為非導(dǎo)電性材料，因此能得到對離心力的強度高、不會產(chǎn)生渦電流損失、能抑制轉(zhuǎn)子發(fā)熱的、可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于上述加強部件設(shè)有多個孔，因此能得到對離心力的強度高、降低渦電流損失、能防止效率的降低的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于設(shè)置在上述加強部件上的多個孔是與上述轉(zhuǎn)子外周部的槽的位置大致一致地配設(shè)的，因此，能得到對離心力的強度高、可增大二次電流、能提高起動性及同步輸入性能的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸，上述加強部件固定在上述輸出軸上，因此，能得到對離心力的強度高、進一步降低成本的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于在上述轉(zhuǎn)子的q軸方向的外周面設(shè)有平面部，上述加強部件配置在該平面部上，因此，能得到對離心力的強度更高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于上述加強部件通過在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的層疊方向或上述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向分割成多個而構(gòu)成，因而，能得到對離心力的強度高、生產(chǎn)性好的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到上述切縫的至少一部分及上述槽中的導(dǎo)電性材料；設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸；及由非磁性體構(gòu)成、固定在上述輸出軸上、同時插入在上述轉(zhuǎn)子的上述切縫或配置于上述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的槽中、相對作用在上述q軸方向的力加強上述轉(zhuǎn)子的加強部件，因此，能得到對離心力的強度高、成本低、可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于上述加強部件的插入上述切縫及上述槽中的部分，通過填充到上述切縫的至少一部分及上述槽中的導(dǎo)電性材料固定到上述切縫或上述槽中，因此，能得到對離心力的強度高、可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；及在上述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓上述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少上述q軸附近的狀態(tài)下，填充到上述切縫及上述槽中的至少上述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料，因此，可防止填充導(dǎo)電性材料時切縫的變形，避免同步時特性的劣化，能得到低振動、低噪音、可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于還包括上述同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，因此，搭載有對離心力的強度高、可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，可得到效率高的壓縮機。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括在轉(zhuǎn)子鐵芯上沖壓出用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫、以及配置于上述切縫的外周側(cè)、將上述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽的步驟；將在上述步驟中沖壓好的轉(zhuǎn)子鐵芯層疊的步驟；在上述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓上述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少上述q軸附近的狀態(tài)下，將導(dǎo)電性材料填充到上述切縫與上述槽中的至少上述槽內(nèi)的步驟，因此，能得到不用對以往的制造工序有太大的改變，在不使切縫產(chǎn)生變形的前提下填充導(dǎo)電性材料，可防止同步時特性的劣化，低振動及低噪音，可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施形式，由于包括擠壓轉(zhuǎn)子外周側(cè)的第一金屬模；擠壓上述轉(zhuǎn)子的兩個端部、使導(dǎo)電性材料可從一端部通過至少槽向另一端部填充的一對第二金屬模，上述第二金屬模擠壓上述轉(zhuǎn)子端部面的外周，同時，在上述轉(zhuǎn)子端部面的中央部，在磁通不容易流動的方向的q軸方向延伸地擠壓，由此，可得到在切縫不會變形的前提下填充導(dǎo)電性材料，防止同步時特性的劣化，低振動及低噪音，可靠性高的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子用金屬模。


圖1是表示本發(fā)明實施形式1的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖2是表示實施形式1的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的透視圖。
圖3是表示本發(fā)明實施形式2的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖4是表示實施形式2的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖5是表示本發(fā)明實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖6是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖7是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的透視圖。
圖8是表示本發(fā)明實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖9是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖10是表示本發(fā)明實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖11是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的斷面圖。
圖12是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子蓋的透視圖。
圖13是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子制造方法的流程圖。
圖14是表示本發(fā)明實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖15是表示實施形式3的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖16是表示本發(fā)明實施形式4的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖17是表示實施形式4的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖18是表示實施形式4的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子蓋的透視圖。
圖19是表示本發(fā)明實施形式5的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖20是表示實施形式5的壓鑄金屬模及端環(huán)模的斷面圖。
圖21是表示實施形式5的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子切縫的局部放大圖。
圖22是表示實施形式5的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子切縫的局部放大圖。
圖23是表示本發(fā)明實施形式5的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。
圖24是表示實施形式5的壓鑄金屬模及端環(huán)模的斷面圖。
圖25是以往永久磁鐵同步馬達轉(zhuǎn)子的橫斷面圖。
發(fā)明的實施形式實施形式1以下，用圖1說明實施形式1。圖1是表示本發(fā)明實施形式1的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖。圖中，為了便于區(qū)分，用斜線表示切縫2與槽3。另外，圖2是表示實施形式1的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的透視圖。
圖中，1是作為磁性體的由電磁鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵芯，通過將例如1mm以下厚度的電磁鋼板數(shù)枚層疊在一起構(gòu)成轉(zhuǎn)子。2、2a、2b、2c、20a、20b、20c是內(nèi)部填充有非磁性體的導(dǎo)電性材料的鋁的切縫。3、3a、3b、3c、30a、30b、30c是與切縫2同樣地內(nèi)部填充有鋁的槽。4是通過壓入或熱壓配合等固定到轉(zhuǎn)子上的輸出軸，例如軸。5是開口部，是貫穿轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊方向設(shè)置的孔，在該同步感應(yīng)電動機用于構(gòu)成冷凍循環(huán)的壓縮機的情況下作為制冷劑等的通路。6是加強部件，例如轉(zhuǎn)子蓋。7是端環(huán)。
如圖1所示，多個槽3a、3b、3c、30a、30b、30c等相對于轉(zhuǎn)子鐵芯1的中心呈放射狀且大致均等地配置著，產(chǎn)生感應(yīng)扭矩。在這里，為了得到磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸，在呈放射狀配置的槽3之間，相對于d軸大致平行地配置切縫2a、20a，將其連續(xù)連接成例如直線狀。進一步，設(shè)置切縫2，使d軸和q軸大致通過轉(zhuǎn)子的中心并垂直，構(gòu)成形成有兩極的磁極凸起的結(jié)構(gòu)。即是說，在切縫2長度方向(d軸方向)的兩端部，將槽3連續(xù)連接。
另外，切縫2a、2b、2c與切縫20a、20b、20c隔著通過轉(zhuǎn)子鐵芯1的大致中心的d軸以基本相等的距離配置成例如直線狀，并設(shè)置成大致平行的成對結(jié)構(gòu)。在這里，例如切縫2由隔著d軸的切縫2a、20a、切縫2b、20b、切縫2c、20c的例如3對構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)成，轉(zhuǎn)子設(shè)有通過轉(zhuǎn)子鐵芯1寬度較寬的部分且磁通易于流動的方向的d軸；及與平行配置的非磁性體的切縫2相交的方向上磁通不容易流動的方向的q軸。在轉(zhuǎn)子的周圍設(shè)有給定空隙，配設(shè)有定子(圖中未示)，定子產(chǎn)生的磁通因轉(zhuǎn)子的位置不同而具有兩極磁極凸起。
如圖2所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊方向上、即軸向兩端部，通過鋁壓鑄設(shè)置有導(dǎo)電性材料的鋁端環(huán)7。通過在設(shè)置于轉(zhuǎn)子上的多個切縫2及多個槽3中填充的鋁和端環(huán)7形成鼠籠型二次導(dǎo)體。圖2省略了軸。
在將50Hz和60Hz的商用電源連接到定子線圈且讓同步感應(yīng)電動機運轉(zhuǎn)的場合，二次電流在鼠籠型二次導(dǎo)體中流動，產(chǎn)生感應(yīng)扭矩，起動同步感應(yīng)電動機。因此，不需要設(shè)置特殊的起動裝置就能起動同步感應(yīng)電動機，可得到低價位的同步感應(yīng)電動機。另外，設(shè)有磁極凸起可實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn)，所以，可得到降低二次銅損的高效率的電動機。
作為加強部件的轉(zhuǎn)子蓋6由非磁性材料構(gòu)成，配置在轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部，從外周部加強轉(zhuǎn)子，這里，由例如SUS等的非磁性體材料構(gòu)成，配置在轉(zhuǎn)子鐵芯1的外周例如全周上。轉(zhuǎn)子蓋6以大于轉(zhuǎn)子軸向長度的方式形成，其相差的部分在轉(zhuǎn)子的兩端部面上彎曲，并通過壓接固定。
槽3配置在遠離轉(zhuǎn)子鐵芯1中心的外周部附近，轉(zhuǎn)子鐵芯1在其外側(cè)連接。起動時電流經(jīng)過槽3的導(dǎo)電性材料流動并產(chǎn)生感應(yīng)扭矩之際，為了穩(wěn)定地起動需要縮小周圍的與定子的空隙。因此，在槽3外側(cè)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵芯1，在外周部附近以例如1mm以下的薄壁部分連接。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，通過作用在轉(zhuǎn)子上的離心力，使轉(zhuǎn)子向外側(cè)膨脹，在薄壁部分產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，會導(dǎo)致對離心力的強度變?nèi)酢⒛途脡勖s短，致使轉(zhuǎn)子鐵芯1遭到破壞。在這里，通過在轉(zhuǎn)子的周圍設(shè)置轉(zhuǎn)子蓋6作為加強部件，可提高轉(zhuǎn)子鐵芯1對離心力的強度，得到耐久性及可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
在這里，如果轉(zhuǎn)子蓋6用金屬等導(dǎo)電性材料制成，因在轉(zhuǎn)子蓋6的外周表面有渦電流流動而產(chǎn)生渦電流損失，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱。因此，用例如塑料等非導(dǎo)電性材料構(gòu)成轉(zhuǎn)子蓋6，就不會發(fā)生渦電流損失，能得到抑制轉(zhuǎn)子發(fā)熱的可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
在將這種同步感應(yīng)電動機裝配到壓縮機上的情況下，與感應(yīng)電動機相比，同步感應(yīng)電動機消除了轉(zhuǎn)差，效率高，因而能得到高效率、可靠性高的壓縮機。進一步，采用這種構(gòu)成，由于不使用永久磁鐵，所以，在廢棄電動機時，再循環(huán)性良好。
實施形式2根據(jù)圖說明本發(fā)明的實施形式2。圖3是表示本發(fā)明實施形式2的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。該實施形式在作為加強部件的轉(zhuǎn)子蓋6上設(shè)有多個孔8。與實施形式1相同的或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)有相同的符號，其說明省略。另外，同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的主要構(gòu)成、動作、作用、效果與實施形式1相同。
當(dāng)轉(zhuǎn)子蓋6用金屬等導(dǎo)電性材料時并在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)之際，如圖3的箭頭所示，在轉(zhuǎn)子蓋6的表面有渦電流流動，因此，產(chǎn)生渦電流損失。而在本實施形式中，通過設(shè)置多個孔8，可以延長渦電流流動的路徑長度，實際上是增大了電阻，從而縮小渦電流損失。因此，可防止渦電流損失引起的同步感應(yīng)電動機的效率降低。
此外，該孔在圖3中為圓形，但并不限于此，也可以是橢圓形或四邊形等任何形狀。但是，采用使渦電流流動的路徑長度變長的形狀時，能更進一步有效地縮小渦電流損失。
此外，圖4是該實施形式的同步感應(yīng)電動機另一轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。沿轉(zhuǎn)子層疊方向設(shè)有細長形孔8，其位置與實施形式1所示的轉(zhuǎn)子外周的槽3的位置以及加強部件的轉(zhuǎn)子蓋6的位置大致一致。
如上文所述，如果轉(zhuǎn)子蓋6用金屬等導(dǎo)電性材料，則會在表面產(chǎn)生如圖4箭頭所示的渦電流，但是，同步感應(yīng)電動機起動時，填充到切縫2及槽3中的鋁及端環(huán)7構(gòu)成的鼠籠型二次導(dǎo)體中有電流流過，由此產(chǎn)生感應(yīng)扭矩，使電動機起動。如果增大該二次電流，即使在產(chǎn)生負載的狀態(tài)下，也能穩(wěn)定地起動，使?fàn)咳胪叫阅艿玫竭M一步改善。該實施形式的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，通過設(shè)置孔8，使經(jīng)過轉(zhuǎn)子蓋6的表面流動的渦電流與經(jīng)過二次導(dǎo)體流動的電流的方向大致一致，因此，實際上增大了二次電流，提高了電動機的起動性，因此，即使在起動時的負載大的情況下，也能穩(wěn)定地起動。進而提高了牽入同步性能。結(jié)果，能得到可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
在這里，雖然在與轉(zhuǎn)子鐵芯層疊方向一致的方向上設(shè)置有孔8，但是，即使在傾斜方向上設(shè)置孔8，也能在某種程度上增大二次電流，得到可提高起動性的效果。另外，孔8雖然采用了四邊形，但是，橢圓形狀等任何形狀都是可行的。
實施形式3
用圖說明本發(fā)明的實施形式3。圖5是表示該實施形式的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖，圖6是側(cè)視圖，圖7是同時表示端環(huán)7的透視圖。為了便于區(qū)分，圖5中用斜線表示切縫2及槽3。并且，在圖中，9是加強部件，配置在轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部上，相對作用在q軸方向上的力，從外周部加強轉(zhuǎn)子。這里，加強部件9是例如轉(zhuǎn)子蓋，由例如1mm以下的SUS等非磁性體形成。與實施形式1相同的或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)有相同的符號，其說明省略。另外，同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的主要構(gòu)成、動作、作用、效果與實施形式1相同。
轉(zhuǎn)子蓋9由兩個蓋9a、9a構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊方向上分割成兩個。轉(zhuǎn)子蓋9a、9a通過在轉(zhuǎn)子外周面的層疊方向的大致中央對接而構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)子蓋9具有配置在轉(zhuǎn)子端部的部分和配置在轉(zhuǎn)子q軸方向的外周部的部分，配置在轉(zhuǎn)子q軸方向的外周部的部分沿轉(zhuǎn)子外周做成圓弧形。配置在轉(zhuǎn)子端部的部分設(shè)有用于插入輸出軸的軸4的孔。如圖5所示，在轉(zhuǎn)子兩端部的面上，配置從軸4向q軸方向延伸的轉(zhuǎn)子蓋9。開口部5作為該同步感應(yīng)電動機用到構(gòu)成冷凍循環(huán)的壓縮機等上的情況下的使制冷劑等流動的通路，轉(zhuǎn)子蓋9的形狀為不覆蓋該開口部5、避開該開口部5的形狀。
由于切縫2做成細長形狀，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，離心力的作用將轉(zhuǎn)子鐵芯1向q軸方向牽引。因此，在轉(zhuǎn)子的至少機械強度弱的部分的q軸方向的外周部配置作為加強部件的轉(zhuǎn)子蓋9，可防止離心力將轉(zhuǎn)子向q軸方向的牽引。
特別是，由于轉(zhuǎn)子蓋9固定到轉(zhuǎn)子端部的作為旋轉(zhuǎn)中心的軸4上，所以，成為相對徑向力牢固的結(jié)構(gòu)，相對朝q軸方向的牽引力，以強力保持轉(zhuǎn)子。
如實施形式1、2所述，在轉(zhuǎn)子蓋9用導(dǎo)電性材料的情況下，則會在配置于轉(zhuǎn)子外周部的轉(zhuǎn)子蓋9上產(chǎn)生渦電流損失，但是，與實施形式1、2相比較，外周部的轉(zhuǎn)子蓋9的面積比較小，所以，實質(zhì)上增大了電阻。從而可減少渦電流損失，得到效率高的同步感應(yīng)電動機。另外，由于轉(zhuǎn)子蓋9比較小，所以可降低轉(zhuǎn)子蓋9的成本，得到低成本的同步感應(yīng)電動機。
下面，說明該實施形式的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的制造方法。為了保持配置在轉(zhuǎn)子鐵芯1外周部的一部分上的轉(zhuǎn)子蓋9，在配置于轉(zhuǎn)子蓋9端部的部分開設(shè)有用于插入軸4的孔。轉(zhuǎn)子鐵芯1以給定枚數(shù)層疊后，在可插入軸4的狀態(tài)下，從上下覆蓋轉(zhuǎn)子蓋9a、9b。之后，用壓鑄法等在切縫2及槽3中填充例如鋁，與端環(huán)6一起生成二次導(dǎo)體。
如果這樣制造轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子蓋9與鋁的二次導(dǎo)體的密封性良好，能牢固地固定轉(zhuǎn)子蓋9，進一步提高轉(zhuǎn)子對離心力的強度。
另外，由于加強部件通過在轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊方向上分割成多個例如2個構(gòu)成，所以，制造轉(zhuǎn)子時容易裝配。因而能得到生產(chǎn)性高的同步感應(yīng)電動機。
此外，轉(zhuǎn)子蓋9的厚度全部相同也是可行的，也可以使配置在轉(zhuǎn)子層疊方向端部的部分比配置在轉(zhuǎn)子外周部的部分厚一些。如果配置在外周部的部分更厚，就會增大與配置在轉(zhuǎn)子周圍的定子之間的空隙，降低同步感應(yīng)電動機的效率。因而，將外周面的轉(zhuǎn)子蓋9的厚度削薄，可防止效率的降低。
另外，圖8是表示同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子另一構(gòu)成的拆除端環(huán)后的轉(zhuǎn)子軸向端面的俯視圖，圖9是表示從圖8所示的A-A方向觀察到的轉(zhuǎn)子的斷面構(gòu)成圖。為了便于區(qū)分，在圖8中用斜線表示切縫2及槽3。
在圖中，11是由非磁性體構(gòu)成的加強部件，固定在作為輸出軸的軸4上，同時，插入切縫2或配置在轉(zhuǎn)子的至少q軸方向上的槽3中，相對q軸方向的力加強轉(zhuǎn)子。在這種結(jié)構(gòu)中，加強部件11是插入槽3內(nèi)部的由例如SUS或塑料等非磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子蓋。10、10a、10b是填充到切縫2或槽3內(nèi)部的例如鋁等導(dǎo)電性材料的填充物質(zhì)。轉(zhuǎn)子蓋10a、10b與圖6所示的結(jié)構(gòu)相同，是沿轉(zhuǎn)子層疊方向分割成2個易于安裝到轉(zhuǎn)子上的結(jié)構(gòu)。并且在槽3的內(nèi)部，在層疊方向的中央相對對接在一起。另外，讓轉(zhuǎn)子蓋11插入的槽3配置在q軸方向上。
轉(zhuǎn)子蓋11固定在作為旋轉(zhuǎn)中心的軸4上，同時，是將轉(zhuǎn)子蓋11插入到槽3內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，通過填充到槽3中的導(dǎo)電性材料固定到槽3內(nèi)部。因而，提高了轉(zhuǎn)子蓋11與二次導(dǎo)體的密封性。增強了轉(zhuǎn)子對離心力的強度。特別是由于轉(zhuǎn)子蓋11是插入到配置于q軸方向的槽3內(nèi)的結(jié)構(gòu)，所以可增強對q軸方向的離心力的強度。與圖6所示結(jié)構(gòu)相比，由于縮小了配置在轉(zhuǎn)子端面的部分及配置在側(cè)面的部分兩方面的面積，因此，可使轉(zhuǎn)子蓋11為小型結(jié)構(gòu)，降低了轉(zhuǎn)子蓋11的費用，能獲得低成本的同步感應(yīng)電動機。再者，由于不需要在轉(zhuǎn)子外周面配置轉(zhuǎn)子蓋11，因此，不會在轉(zhuǎn)子蓋表面產(chǎn)生渦電流損失，可獲得效率高的同步感應(yīng)電動機。
這樣構(gòu)成的轉(zhuǎn)子的制造方法是，將轉(zhuǎn)子鐵芯1以給定枚數(shù)層疊后，以可插入軸4的方式將轉(zhuǎn)子蓋11a及11b從轉(zhuǎn)子軸向的上下插入槽3中。然后，用壓鑄法等鑄入例如鋁等填充物質(zhì)10時，生成二次導(dǎo)體，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。
這樣，將轉(zhuǎn)子蓋11插入槽3的內(nèi)部之后，生成二次導(dǎo)體，因而，很容易固定轉(zhuǎn)子蓋11，并能提高轉(zhuǎn)子蓋11與生成二次導(dǎo)體的密封性，進一步提高轉(zhuǎn)子相對于離心力的強度。
另外，圖10是表示同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的另一構(gòu)成的拆除端環(huán)后的轉(zhuǎn)子軸向端面的俯視圖，圖11是從圖10所示B-B方向觀察到的轉(zhuǎn)子的斷面構(gòu)成圖，圖12轉(zhuǎn)子蓋11的透視圖。為了便于區(qū)分，圖10中用斜線表示切縫2及槽3。
轉(zhuǎn)子蓋11a、11b與圖8、圖9所示的結(jié)構(gòu)相同，是沿轉(zhuǎn)子層疊方向分割成2個易于安裝到轉(zhuǎn)子上的結(jié)構(gòu)。并且，在這種結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子蓋11a、11b插入切縫2中，相對q軸方向的力加強轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子蓋11a、11b在切縫2的內(nèi)部，在層疊方向的中央相互對接在一起。
如圖12所示，轉(zhuǎn)子蓋11a、11b具有配置在轉(zhuǎn)子端部的面的部分甲和插入切縫2內(nèi)的部分乙，在部分甲上設(shè)有可插入軸的孔丙。轉(zhuǎn)子蓋11在軸4插入該孔丙中之后，固定到轉(zhuǎn)子上。另外，將部分乙插入切縫2內(nèi)，并用填充到切縫2內(nèi)的導(dǎo)電性材料固定。
轉(zhuǎn)子蓋11是確保轉(zhuǎn)子相對離心力強度的加強部件，最好這樣構(gòu)成轉(zhuǎn)子蓋11，即將轉(zhuǎn)子蓋11配置在相對離心力強度弱的部分，但是，轉(zhuǎn)子蓋11不拘泥于這種轉(zhuǎn)子蓋的形式或配置位置。另外，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時受到最強離心力的部分，根據(jù)轉(zhuǎn)子的構(gòu)成或定子的構(gòu)成而變化，不固定。因而，最好是，根據(jù)轉(zhuǎn)子的構(gòu)成或定子的構(gòu)成確定加強部件的位置或形狀。一般來說，具有槽3或切縫2的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子因二次導(dǎo)體的填充物質(zhì)12而使得構(gòu)成薄層的q軸方向變?nèi)?。進一步，在離心力很容易作用到例如在最接近軸4的切縫2上的情況下，通過把轉(zhuǎn)子蓋11插入第二個切縫2的內(nèi)部，可相對q軸方向牽引的力加強轉(zhuǎn)子，特別是加強最接近軸4的切縫2。
另外，這樣的結(jié)構(gòu)，由于也縮小了轉(zhuǎn)子蓋11，簡化成如圖12所示的形狀，所以，轉(zhuǎn)子蓋11價格低，能得到低成本的同步感應(yīng)電動機。
由于轉(zhuǎn)子蓋不配置在轉(zhuǎn)子外周面，所以，不會在轉(zhuǎn)子蓋上產(chǎn)生渦電流損失，可得到效率高的同步感應(yīng)電動機。與圖8、圖9的構(gòu)成相比，由于q軸方向的長度長，所以可在薄層形狀的最接近軸4的切縫2的d軸方向的大范圍內(nèi)，強化對作用在q軸方向的離心力的結(jié)構(gòu)。
下面，根據(jù)流程順序地說明圖10～圖12所示構(gòu)成的轉(zhuǎn)子制造方法的一個例子。圖13是表示同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子制造方法的流程圖。首先，在ST1中，用沖壓模一個一個地沖壓出轉(zhuǎn)子鐵芯1，在ST2中，將一個一個沖壓出的轉(zhuǎn)子鐵芯1以給定枚數(shù)層疊。接著，在ST3中，在至少q軸方向的外周部配置轉(zhuǎn)子蓋11，作為層疊的轉(zhuǎn)子鐵芯1的加強部件，并進行調(diào)整。這時，將轉(zhuǎn)子鐵芯1與轉(zhuǎn)子蓋11的孔準(zhǔn)確地對準(zhǔn)，使軸4能夠插入，將臨時軸插入。然后，在ST4中，用壓鑄法將導(dǎo)電性材料例如鋁填充到轉(zhuǎn)子中生成二次導(dǎo)體。最后，拔出臨時軸，插入軸4，制造出轉(zhuǎn)子。
這樣，通過將轉(zhuǎn)子蓋11插入切縫2的內(nèi)部后，生成二次導(dǎo)體，很容易固定轉(zhuǎn)子蓋11，同時，提高了轉(zhuǎn)子蓋11與二次導(dǎo)體的密封性，增強了轉(zhuǎn)子相對離心力的強度。另外，在這里所示的制造工序，僅增加了ST3工序，不需要對以往的工序有太大的變動，是能提高對離心力的強度、可靠性高的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的制造方法。
在這里，進行鋁壓鑄之后，插入軸4，但也可以將制造工序的順序顛倒。
圖14是表示同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子另一構(gòu)成的拆除端環(huán)后的轉(zhuǎn)子軸向端面的俯視圖，圖15是其側(cè)視圖。為了便于區(qū)分，在圖14中用斜線表示切縫2和槽3。
12a、12b是作為加強部件的轉(zhuǎn)子蓋，在該構(gòu)成中，在轉(zhuǎn)子層疊方向上沒有對接部分，是一體結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子鐵芯的周向分割成多個、例如2個。在配置于轉(zhuǎn)子蓋12a、12b的轉(zhuǎn)子的兩端面的部分上分別設(shè)有可插入軸的孔，轉(zhuǎn)子蓋12a、12b通過該上下孔固定到轉(zhuǎn)子上。換句話說，從層疊的轉(zhuǎn)子鐵芯1的外周側(cè)插入轉(zhuǎn)子蓋12a及12b，用軸4固定轉(zhuǎn)子蓋12a及12b。
該轉(zhuǎn)子蓋12a及12b配置在至少q軸方向的外周。并且由于轉(zhuǎn)子蓋12a及12b分別在上下設(shè)有用于插入軸4的孔，因此，通過插入軸4可牢固地固定該轉(zhuǎn)子蓋12a及12b。由于轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊方向上沒有對接部分，所以，可以進一步增強轉(zhuǎn)子相對離心力的強度，得到可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
在該結(jié)構(gòu)中，進行制造時，也可以在轉(zhuǎn)子鐵芯1上調(diào)整轉(zhuǎn)子蓋12a、12b后生成二次導(dǎo)體，另外，還可以在生成二次導(dǎo)體后調(diào)整轉(zhuǎn)子蓋12a、12b。
實施形式4下面，參照

本發(fā)明的實施形式4。圖16是該實施形式4的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖，圖17是其側(cè)視圖。為了便于區(qū)分，圖16中用斜線表示切縫2及槽3。
在該實施形式中，在轉(zhuǎn)子鐵芯1的q軸方向的外周面設(shè)有平面部，轉(zhuǎn)子蓋13配置在該平面部上，轉(zhuǎn)子蓋13從外周部的平面部加強轉(zhuǎn)子。圖18是表示轉(zhuǎn)子蓋13的透視圖。與實施形式1相同的或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)有相同的符號，其說明省略。另外，同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的主要構(gòu)成、動作、作用、效果與實施形式1相同。
轉(zhuǎn)子鐵芯1的外周面設(shè)置轉(zhuǎn)子蓋等加強部件后，有以下問題。即是說，有可能擴大與配置在轉(zhuǎn)子周圍的定子之間的空隙，增大同步感應(yīng)電動機的損失。因此，如果設(shè)定給定的空隙，就必須削薄轉(zhuǎn)子蓋的厚度，這樣會降低相對離心力的強度。如果不能以高精度組裝轉(zhuǎn)子蓋，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，有可能與定子發(fā)生碰撞。
針對上述問題，在該實施形式中，采用了這樣的結(jié)構(gòu)，即在轉(zhuǎn)子q軸方向的外周面設(shè)有平面部，用該平面部及軸4保持轉(zhuǎn)子蓋13。轉(zhuǎn)子蓋13配置在轉(zhuǎn)子的q軸方向的外周部，這與實施形式1～實施形式3同樣，能增強轉(zhuǎn)子相對離心力的強度，特別是q軸方向的強度。
另外，通過在q軸方向上設(shè)置平面部，即使擴大q軸方向的空隙，也不會增大同步感應(yīng)電動機同步時的損失等，從而不會導(dǎo)致特性劣化。進一步，平面部以外的圓弧狀部分可以使轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙變窄，因此，能得到效率高的同步感應(yīng)電動機。
下面，說明該實施形式的轉(zhuǎn)子的制造方法。以給定枚數(shù)層疊轉(zhuǎn)子鐵芯1之后，一邊從d軸方向滑動轉(zhuǎn)子蓋13，一邊將其插入。然后，把轉(zhuǎn)子鐵芯1和轉(zhuǎn)子蓋13的軸4用孔的位置對準(zhǔn)，配置成可插入軸4的形式。接著，通過壓鑄法生成二次導(dǎo)體后，插入軸4，固定轉(zhuǎn)子鐵芯1和轉(zhuǎn)子蓋13，制造出轉(zhuǎn)子。
于是，由于轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子蓋13的外周面是平面部，所以，可以從層疊的轉(zhuǎn)子鐵芯1的橫向滑動并裝配轉(zhuǎn)子蓋13，可以將轉(zhuǎn)子蓋13做成一體結(jié)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)子蓋13是一體結(jié)構(gòu)，沒有對接部分，所以，能增強轉(zhuǎn)子蓋13相對離心力的強度，得到可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
另外，可用壓鑄法并用例如鋁形成二次導(dǎo)體后，插入轉(zhuǎn)子蓋13。根據(jù)這種方法，可簡單地調(diào)整轉(zhuǎn)子蓋13，從而得到生產(chǎn)性高的同步感應(yīng)電動機。
此外，轉(zhuǎn)子蓋13也不需要將其側(cè)面乙做成圓弧狀，是容易制造的形狀。
對于實施形式3的圖5及圖14所示的在轉(zhuǎn)子鐵芯層疊方向上分割的轉(zhuǎn)子蓋以及在轉(zhuǎn)子上下面上分割的轉(zhuǎn)子蓋來說，也可以采用將這兩個實施形式的轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子蓋13的外周面的至少q軸方向做成平面的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，由于不用擴大轉(zhuǎn)子與定子的空隙，就可以設(shè)置轉(zhuǎn)子蓋，所以，效果更佳。與將轉(zhuǎn)子蓋做成圓弧狀的情況相比，更容易成形。
在實施形式1～實施形式4中，雖然描述了在切縫2與槽3的任何一方中都填充導(dǎo)電性材料而構(gòu)成同步感應(yīng)電動機的情況，但是，對于在槽3中填充導(dǎo)電性材料、在切縫2中不填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)或者在切縫2的一部分中填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的同步感應(yīng)電動機來說，同樣也適用于實施形式1～實施形式4。
在切縫2中不填充導(dǎo)電性材料的情況下，可以在該部分設(shè)置開口部，與切縫2全部填充導(dǎo)電性材料的情況相比，可以減輕轉(zhuǎn)子本身的重量。通過減輕轉(zhuǎn)子本身的重量，可縮小作為電動機動作時的離心力。除此之外，通過加強部件可相對作用在q軸方向上的離心力加強轉(zhuǎn)子，從而，能得到耐久性及可靠性高的同步感應(yīng)電動機。
另外，可將切縫2的開口部作為例如為了裝載在壓縮機上而設(shè)置在d軸方向上的開口部5加以使用。由于是不設(shè)置開口部5的結(jié)構(gòu)，磁通更容易在d軸方向上通過，由磁通不易通過的q軸能夠可靠地形成磁極突起，能得到效率高的同步感應(yīng)電動機。
實施形式5下面，根據(jù)

本發(fā)明的實施形式5。圖19是該實施形式的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的拆除端環(huán)后的軸向端面的俯視圖，圖20是表示實施形式5的壓鑄金屬模及端環(huán)模的斷面圖，圖20(a)是用于生成二次導(dǎo)體的金屬模的斷面圖，圖20(b)是端環(huán)模的斷面圖，圖21及圖22是表示轉(zhuǎn)子切縫2附近的局部放大圖。為了便于區(qū)分，在圖19、圖21、圖22中用斜線表示切縫2及槽3。與實施形式1相同的或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)有相同的符號，其說明省略。另外，同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的主要構(gòu)成、動作、作用、效果與實施形式1相同。
在圖中，14a、14b表示用壓鑄法在切縫2及槽3中填充導(dǎo)電性材料鋁時，通過端環(huán)模擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1軸向兩端部的部分。另外，15是在轉(zhuǎn)子兩端形成端環(huán)用的金屬模(第二金屬模)的端環(huán)模，通過15a、15b擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1層疊方向的端部面，進行壓鑄。用端環(huán)模15a擠壓轉(zhuǎn)子端部面中央的擠壓部分14a，用端環(huán)模15b擠壓轉(zhuǎn)子端部面外周的擠壓部分14b。16是固定轉(zhuǎn)子鐵芯1的外周面的外周模(第二金屬模)，防止填充鋁時轉(zhuǎn)子鐵芯1在外周側(cè)膨脹。17是填充孔，填充導(dǎo)電性材料時，鋁從該填充孔17流入。
在圖20(a)的金屬模中，轉(zhuǎn)子鐵芯左側(cè)外周部有空間(空隙)，該空間是端環(huán)模擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1所需要的部分，即使從左側(cè)端環(huán)模15的左側(cè)施加壓力，左側(cè)端環(huán)模15與外周模16也不會在端部接觸，所以，可將金屬模15可靠地推壓到轉(zhuǎn)子鐵芯1上。另外，通過設(shè)置適當(dāng)?shù)目臻g，即使在轉(zhuǎn)子鐵芯1的層疊數(shù)少的情況下，由于允許有該空間部分存在，所以，可用同一金屬模，能得到低成本的金屬模。
在這里，端環(huán)模15的材質(zhì)只要是能在壓鑄時對作用在轉(zhuǎn)子鐵芯1層疊方向的壓力有強度的材料都可以，沒有特別的限定。同樣地，外周模16的材質(zhì)只要是能在壓鑄時對作用在轉(zhuǎn)子鐵芯1周向外側(cè)的壓力有強度的材料都可以，沒有特別的限定。
作為轉(zhuǎn)子鐵芯1的材料的電磁鋼板，將切縫2之間用非常細長的部分連接起來。用壓鑄法等在切縫2填充例如鋁作為二次導(dǎo)體時，如果在低壓條件下進行壓鑄，就不能均勻地填充鋁，在二次導(dǎo)體的內(nèi)部會形成氣孔。由于該氣孔引起同步感應(yīng)電動機的起動性劣化，結(jié)果，會進一步增大感應(yīng)扭矩的振動及噪音。
另一方面，如果用高壓條件進行壓鑄，如圖22所示，在切縫2之間的細長部分會產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起該部分變形，導(dǎo)致同步感應(yīng)電動機同步時的特性劣化。另外，由于沒有均勻的鋁，所以，從電動機起動時到牽入同步的感應(yīng)扭矩會產(chǎn)生變動，進而使振動與噪音增大。
在該實施形式中，壓鑄時，用端環(huán)模15從轉(zhuǎn)子鐵芯1的兩端面擠壓切縫2之間。用端環(huán)模15a從上下擠壓中央部附近的q軸附近、特別是構(gòu)成細長層狀的切縫2，用用端環(huán)模15b從上下擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1的圓周部、特別是槽3外周部的薄壁部，使其不變形。然后，在高壓條件下進行壓鑄。于是，由于充分?jǐn)D壓切縫2和槽3附近的厚度薄的部分，并在高壓條件下進行壓鑄，因此，如圖21所示，能在電磁鋼板不產(chǎn)生變形的情況下，均勻?qū)⒆鳛樘畛洳牧系匿X填充到切縫2內(nèi)。結(jié)果，可得到能防止同步運轉(zhuǎn)時效率的降低的同步感應(yīng)電動機。實現(xiàn)從起動到牽入同步的低振動化及低噪音化。
圖23是同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的另一構(gòu)成的拆除端環(huán)后的轉(zhuǎn)子軸向端面的俯視圖，圖24是端環(huán)模的斷面圖。為了便于區(qū)分，在圖23中用斜線表示切縫2及槽3。
該構(gòu)成是在轉(zhuǎn)子鐵芯1上設(shè)有開口部5的結(jié)構(gòu)，該同步感應(yīng)電動機搭載到例如壓縮機上時，為了不使壓縮機的性能降低，需要考慮設(shè)置作為制冷劑等通路的開口部5。在這種構(gòu)成的情況下，通過將壓鑄時的轉(zhuǎn)子鐵芯1兩端部的端環(huán)模15a做成十字狀，能防止將鋁填充到開口部5中，就可以設(shè)置制冷劑等的通路，確保壓縮機的性能。
中央部的端環(huán)模15a的形狀可以是任意形狀，但是，如果為沿著q軸方向延伸的形狀，能在細長層狀的切縫2內(nèi)均勻地填充填充材料。
下面說明實施形式的制造方法。
與圖13所示的工序同樣，首先，在ST1中，在轉(zhuǎn)子鐵芯1上，用沖壓模一個一個地沖壓出用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫2；以及配置于切縫2的外周側(cè)、將切縫2的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽3。接著，在ST2中，將一個一個沖壓出的轉(zhuǎn)子鐵芯1以給定枚數(shù)層疊。在這里，將臨時軸插入轉(zhuǎn)子鐵芯1的中心部。
在該實施形式中，由于沒有設(shè)置加強部件，所以，沒有ST3所示的工序，進行ST4。用外周模16擠壓層疊的轉(zhuǎn)子鐵芯1的外周側(cè)，用一對端環(huán)模15擠壓兩個端部。這時，借助中央部的端環(huán)模15a，在轉(zhuǎn)子鐵芯1一個端部的至少q軸附近，從另一端部一側(cè)擠壓擠壓部分14a。與此同時，借助于轉(zhuǎn)子鐵芯1的端環(huán)模15b，從另一端部一側(cè)擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1端面周部的擠壓部分14b。由此，轉(zhuǎn)子鐵芯1只有用于填充導(dǎo)電性材料的部分為空間，由金屬模15、16封閉。在這種狀態(tài)下，使導(dǎo)電性材料例如鋁從設(shè)置在一個端環(huán)模15上的填充孔17流入切縫2及槽3中。從而生成二次導(dǎo)體。最后，拔出臨時軸，在ST5中，插入軸4，制造出轉(zhuǎn)子。
在用端環(huán)模15a、15b擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1的兩端部、有壓力作用的狀態(tài)下進行壓鑄時，在端環(huán)模15a、15b沒有覆蓋的部分形成端環(huán)7。在端環(huán)7的中央部形成端環(huán)模15a的空間，但是，該空間對作為鼠籠型二次導(dǎo)體的動作沒有任何影響。在搭載在壓縮機上、需要有開口部5的轉(zhuǎn)子的情況下，如圖24所示，通過采用覆蓋開口部5的端環(huán)模15a，從而使利用壓鑄法設(shè)置開口部成為可能。
在該制造工序中，不需要對以往的工序有太大的改變，可得到相對離心力的強度高、可靠性高的同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的制造方法。
另外，在上述雖然敘述了在切縫2與槽3的任何一方中都填充導(dǎo)電性材料而構(gòu)成同步感應(yīng)電動機的情況，但是，對于在槽3中填充導(dǎo)電性材料、在切縫2中不填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)或者在切縫2的一部分中填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的同步感應(yīng)電動機來說，同樣也適用于該實施形式5。在切縫2中不填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)或在切縫2的一部分填充導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的情況下，事先在切縫2的不填充導(dǎo)電性材料的部分插入別的部件，進行壓鑄方法后，將插入的別的部件拔出。進行該壓鑄方法時，用端環(huán)15從另一方的端部一側(cè)擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯1端部面的至少q軸附近，由此，能可靠地防止切縫2的變形。進而，能得到可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
實施形式2～實施形式5的各個同步感應(yīng)電動機中，與實施形式1同樣，在將這種同步感應(yīng)電動機裝配到壓縮機上的情況下，與感應(yīng)電動機相比，同步感應(yīng)電動機消除了轉(zhuǎn)差，效率高，因而能得到高效率的壓縮機。進一步，可增強旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子對離心力的強度，得到耐久性及可靠性高的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。另外，由于是不使用永久磁鐵的結(jié)構(gòu)，所以，在廢棄電動機時，再循環(huán)性良好。
在實施形式1～實施形式5中，雖然描述了具有d軸與q軸的二極同步感應(yīng)電動機，但對于四極以上的電動機來說，也能得到同樣的效果。另外，二次導(dǎo)體的材料雖然是例如鋁，但其他導(dǎo)電性材料也可以。再者，作為加強部件的轉(zhuǎn)子蓋的材料是例如SUS，但其他非磁性體也可以。
權(quán)利要求
1.一種同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于所述切縫的外周側(cè)、將所述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到所述切縫及槽中的至少所述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料；及由非磁性體構(gòu)成、配置在所述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部、從所述外周部對所述轉(zhuǎn)子加強的加強部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述加強部件是非磁性體，并且是非導(dǎo)電性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述加強部件設(shè)有多個孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，設(shè)置在所述加強部件上的多個孔是與所述轉(zhuǎn)子外周部的槽的位置大致一致地配設(shè)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸，所述加強部件固定在所述輸出軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述轉(zhuǎn)子的q軸方向的外周面設(shè)有平面部，所述加強部件配置在該平面部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述加強部件通過在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的層疊方向或所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向分割成多個而構(gòu)成。
8.一種同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于所述切縫的外周側(cè)、將所述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；填充到所述切縫的至少一部分及所述槽中的導(dǎo)電性材料；設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的輸出軸；及由非磁性體構(gòu)成、固定在所述輸出軸上、同時插入在所述轉(zhuǎn)子的所述切縫或配置于所述轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的槽中、相對作用在所述q軸方向的力加強所述轉(zhuǎn)子的加強部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述加強部件的插入所述切縫或所述槽中的部分，通過填充到所述切縫的至少一部分及所述槽中的導(dǎo)電性材料固定到所述切縫或所述槽中。
10.一種同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征是，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫；配置于所述切縫的外周側(cè)、將所述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽；及在所述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓所述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少所述q軸附近的狀態(tài)下，填充到所述切縫及所述槽中的至少所述槽內(nèi)的導(dǎo)電性材料。
11.一種壓縮機，其特征是，包括權(quán)利要求1記載的同步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
12.一種同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子的制造方法，包括在轉(zhuǎn)子鐵芯上沖壓出用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極凸起的至少一對切縫、以及配置于所述切縫的外周側(cè)、將所述切縫的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽的步驟；將在所述步驟中沖壓好的轉(zhuǎn)子鐵芯層疊的步驟；在所述轉(zhuǎn)子的另一方端部一側(cè)推壓所述轉(zhuǎn)子的一方端部的至少所述q軸附近的狀態(tài)下，將導(dǎo)電性材料填充到所述切縫與所述槽中的至少所述槽內(nèi)的步驟。
13.一種同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子用金屬模，其特征是，包括擠壓轉(zhuǎn)子鐵芯外周側(cè)的第一金屬模；擠壓所述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩個端部、使導(dǎo)電性材料從一端部至少通過槽向另一端部填充的一對第二金屬模，所述第二金屬模擠壓所述轉(zhuǎn)子鐵芯端部面的外周，同時，在所述轉(zhuǎn)子鐵芯端部面的中央部，在磁通不容易流動的方向的q軸方向延伸地擠壓。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，增強對作用在同步感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子上的離心力的耐久力，提高可靠性。解決的手段是，包括用于在磁通易于流動的方向的d軸和磁通不容易流動的方向的q軸上形成磁極突起的至少一對切縫(2)；配置于切縫(2)的外周側(cè)、將切縫(2)的d軸方向的至少一端連接在一起、產(chǎn)生感應(yīng)扭矩的多個槽(3)；填充到切縫(2)及槽(3)中的至少槽(3)內(nèi)的導(dǎo)電性材料。在轉(zhuǎn)子的至少q軸方向的外周部配設(shè)有由非磁性體構(gòu)成的、作為加強部件(6)導(dǎo)電轉(zhuǎn)子蓋，對沿徑向外側(cè)作用的離心力進行強化。
文檔編號H02K19/02GK1447492SQ0310199
公開日2003年10月8日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者吉野勇人, 川口仁, 瀧田芳雄 申請人:三菱電機株式會社