專利名稱：永磁式電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有永久磁鐵的永磁式電動(dòng)機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩(cogging torque)、轉(zhuǎn)矩線性度特性的改良。
背景技術(shù)：
根據(jù)實(shí)開(kāi)昭62-119175號(hào)公報(bào)說(shuō)明現(xiàn)有的永磁式電動(dòng)機(jī)。這樣的永磁式電動(dòng)機(jī)(以下稱為“磁鐵表面式電動(dòng)機(jī)”)具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有固定于轉(zhuǎn)軸外周部的多個(gè)永久磁鐵，該永久磁鐵之間的隔離片，以及向半徑方向推壓該永久磁鐵表面的由非磁性體所構(gòu)成的推壓部件。
根據(jù)這樣的磁鐵表面式電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槠浯盆F固定在轉(zhuǎn)子表面，所以表示轉(zhuǎn)矩與電流的直線性的轉(zhuǎn)矩線性度特性優(yōu)良。因此，由于高負(fù)荷時(shí)可以以小電流獲得大轉(zhuǎn)矩，所以控制性優(yōu)良。
但是，因?yàn)樯鲜龃盆F表面式電動(dòng)機(jī)需要固定永久磁鐵的推壓部件等，所以構(gòu)造復(fù)雜。
于是，為了解決上述課題，特開(kāi)2000-197292號(hào)公報(bào)提出了永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)該公報(bào)提出的技術(shù)，永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)具有矩形磁鐵用孔，該磁鐵用孔對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子極數(shù)，等間隔設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向，以鐵芯圓周方向?yàn)殚L(zhǎng)邊，以鐵芯直徑方向?yàn)槎踢?，并貫穿軸方向；在前述各個(gè)磁鐵用孔中，以磁極面沿鐵芯直徑方向且鄰接的磁極彼此不同的方式，安裝永久磁鐵；形成于前述永久磁鐵的各個(gè)外周側(cè)磁極面上的轉(zhuǎn)子磁極部的外周形狀為，各個(gè)轉(zhuǎn)子磁極部分別形成圓弧狀，圓周方向中央部距離鐵芯中心的距離最大，極間部距離鐵芯中心的距離最小。
根據(jù)這種永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)，由于永久磁鐵被嵌入定子鐵芯中，所以不需要固定永久磁鐵的推壓部件。
但是，在上述特開(kāi)2000-197292號(hào)公報(bào)所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)中，因?yàn)闆](méi)有規(guī)定轉(zhuǎn)子鐵芯外周部的厚度，所以產(chǎn)生以下問(wèn)題因空隙磁通量密度的高次諧波成分，使得成為未通電時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的齒槽轉(zhuǎn)矩偏大，且無(wú)法提高轉(zhuǎn)矩線性度。
本發(fā)明用于解決上述課題，其目的是提供減小齒槽轉(zhuǎn)矩并提高轉(zhuǎn)矩線性度的永磁式電動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
第1項(xiàng)發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有定子，該定子帶有定子線圈；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子極數(shù)設(shè)置且在軸方向穿透設(shè)置的多個(gè)磁鐵用孔，并且以鄰接的磁極交替不同的方式固定永久磁鐵，前述轉(zhuǎn)子以如下方式形成，即，形成于前述永久磁鐵的各個(gè)外周側(cè)磁極面上的轉(zhuǎn)子磁極部的外周形狀為，在圓周方向中央部距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離最長(zhǎng)，在形成于第1前述永久磁鐵和第2前述永久磁鐵之間的極間部距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離最短，并且前述轉(zhuǎn)子磁極部的端面形成圓弧，前述磁鐵用孔的外側(cè)與前述圓弧基本相同，以大致弓形穿透設(shè)置，如果使由前述永久磁鐵的外側(cè)面與前述轉(zhuǎn)子磁極部的端面所形成的被覆厚度tc基本恒定，并以前述永久磁鐵的厚度為磁鐵厚度tm，則滿足tc/tm≤0.25。
根據(jù)這種永磁式電動(dòng)機(jī)，與現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)相比，具有齒槽轉(zhuǎn)矩小且轉(zhuǎn)矩線性度提高的效果。
第2項(xiàng)發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，滿足0.143≤tc/tm≤0.174。
根據(jù)這種永磁電動(dòng)機(jī)，具有進(jìn)一步減小齒槽轉(zhuǎn)矩的效果。
第3項(xiàng)發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，如果以轉(zhuǎn)子的外側(cè)面距離轉(zhuǎn)子鐵芯中心最大的直徑作為轉(zhuǎn)子最大直徑Dr，以由轉(zhuǎn)子磁極部的外側(cè)面形成的圓弧的半徑為轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp，則滿足0.23≤Rp/Dr≤0.32。
根據(jù)這種永磁式電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閺霓D(zhuǎn)子上的永久磁鐵的N(S)極到S(N)極的磁通量波形接近理想的正弦波，所以具有減小齒槽轉(zhuǎn)矩的效果。
第4項(xiàng)發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，如果以對(duì)應(yīng)于前述永久磁鐵厚度的前述磁鐵用孔的寬度為孔寬th，在前述磁鐵用孔的兩端設(shè)置大致半圓面，以該半圓面的半徑為孔端部半徑Rh，則滿足0.45≤Rh/th≤0.5。
根據(jù)這種永磁式電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樵O(shè)置于轉(zhuǎn)子上的磁鐵用孔的角部的應(yīng)力集中被緩和，所以具有可以使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的效果。
第5項(xiàng)發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使n為大于或等于1的正整數(shù)，使前述轉(zhuǎn)子的極數(shù)為2n、前述定子的突極的個(gè)數(shù)為3n。
根據(jù)這種永磁式電動(dòng)機(jī)，如果在例如轉(zhuǎn)子上形成扭斜(skew)，則具有進(jìn)一步減小齒槽轉(zhuǎn)矩的效果。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的永磁式電動(dòng)機(jī)的橫剖面圖。
圖2是圖1所示的永磁式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫剖面圖。
圖3是表示圖1所示的永磁式電動(dòng)機(jī)的從轉(zhuǎn)子到定子的磁通量流動(dòng)的局部放大橫剖面圖。
圖4是圖1所示的永磁式電動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的各部分的數(shù)值、特性的比較圖。
圖5是解析轉(zhuǎn)子磁極部的被覆厚度為tc、永久磁鐵的磁鐵厚度為tm的情況下的tc/tm與轉(zhuǎn)矩線性度的關(guān)系而得到的特性圖。
圖6是解析轉(zhuǎn)子磁極部的被覆厚度為tc、永久磁鐵的磁鐵厚度為tm的情況下的tc/tm與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系而得到的特性圖。
圖7是對(duì)轉(zhuǎn)子最大直徑為Dr、轉(zhuǎn)子圓弧半徑為Rp的情況下的Rp/Dr與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系進(jìn)行磁場(chǎng)解析而得到的特性圖。
圖8是本發(fā)明另外的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的端部的局部放大橫剖面圖。
圖9是對(duì)磁鐵用孔的孔寬th與磁鐵用孔的孔曲率Rh的比Rh/th與磁鐵用孔的兩端角部的應(yīng)力相對(duì)值進(jìn)行解析而得到的特性圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.
通過(guò)圖1至圖3說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的永磁式電動(dòng)機(jī)的橫剖面圖，圖2是圖1所示的永磁式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫剖面圖，圖3是表示圖1所示的永磁式電動(dòng)機(jī)的從轉(zhuǎn)子到定子的磁通量流動(dòng)的局部放大橫剖面圖。
在圖1及圖2中，永磁式電動(dòng)機(jī)1的結(jié)構(gòu)為，具有定子10，該定子10由將薄的電磁鋼板沖裁并層疊該電磁鋼板得到的定子鐵芯11構(gòu)成，并且具有卷繞在12個(gè)突極11t上的定子線圈13；以及轉(zhuǎn)子20，該轉(zhuǎn)子20具有永久磁鐵31，并且為8極，以使n為大于或等于1的正整數(shù)，使轉(zhuǎn)子20的極數(shù)為2n，使定子10的突極11t的個(gè)數(shù)為3n的方式形成，在定子10和轉(zhuǎn)子20之間形成空隙g，當(dāng)使定子線圈13通電時(shí)，由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子20是由將厚度tr(未圖示)為0.35(mm)的電磁鋼板以規(guī)定形狀沖裁并層疊而成的轉(zhuǎn)子鐵芯21構(gòu)成，其為具有與磁極相同數(shù)目的花瓣的菊花徽章形，在軸方向上，在永久磁鐵31的內(nèi)側(cè)方向的中心穿透設(shè)置孔21y，沿軸方向以剖面大致弓形穿透設(shè)置8個(gè)用于將永久磁鐵31嵌入并固定的磁鐵用孔21e，具有形成于相互鄰接的第1永久磁鐵31和第2永久磁鐵31之間的極間部21a，并且以第1永久磁鐵31和第2永久磁鐵31的磁極不同的方式配置，在永久磁鐵31的定子10的方向，即永久磁鐵31的外側(cè)方向形成轉(zhuǎn)子磁極部24。
轉(zhuǎn)子磁極部24以如下方式形成，各個(gè)轉(zhuǎn)子磁極部24成為外側(cè)面24c(外周形狀)在圓周方向中央部距離轉(zhuǎn)子鐵芯21的中心的距離最長(zhǎng)，在永久磁鐵31的極間部21a距離轉(zhuǎn)子鐵芯21中心的距離最短這樣的圓弧狀；使成為從永久磁鐵31的外側(cè)面到轉(zhuǎn)子磁極部24的外側(cè)面24c的距離的被覆厚度tc大致恒定，考慮到進(jìn)行沖裁制造，以盡量薄的方式形成被覆厚度tc。
永久磁鐵31為剖面大致弓形，在轉(zhuǎn)子20的直徑方向上具有磁鐵厚度tm。
根據(jù)如上所述構(gòu)成的永磁式電動(dòng)機(jī)1，因?yàn)檗D(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)子磁極部24以電磁鋼板形成，所以如圖3所示，來(lái)自于永久磁鐵31的磁通量Φ穿過(guò)轉(zhuǎn)子磁極部24而發(fā)生泄漏。但是，因?yàn)檗D(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)子磁極部24的被覆厚度tc以很薄的方式形成，所以該轉(zhuǎn)子磁極部24的磁阻變得非常大，因而從永久磁鐵31穿過(guò)轉(zhuǎn)子磁極部24而泄漏的磁通量變小。因此，因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極部24的磁通量接近飽和狀態(tài)，所以由定子10的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的磁通量很難穿過(guò)轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)子磁極部24，因而可以提高轉(zhuǎn)矩線性度。
永磁式電動(dòng)機(jī)1的具體例如圖1及圖4所示，以如下方式形成因?yàn)檗D(zhuǎn)子20的直徑是變化的，所以成為轉(zhuǎn)子20的外側(cè)面24c的最大直徑的轉(zhuǎn)子最大直徑Dr＝107(mm)，成為由轉(zhuǎn)子磁極部24的外側(cè)面24c形成的圓弧半徑的轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp＝29.1(mm)，轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr＝0.272，轉(zhuǎn)子磁極部24的端部上被覆永久磁鐵31的恒定值的被覆厚度tc＝0.5(mm)，永久磁鐵31的半徑方向上的磁鐵厚度tm＝3(mm)，磁鐵厚度比tc/tm＝0.16。根據(jù)這種永磁式電動(dòng)機(jī)1，可以獲得齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)值為1.0，轉(zhuǎn)矩線性度相對(duì)值為1.059的特性。
與之相對(duì)，在現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極部的被覆厚度tc是變化的，所以在最大的被覆厚度tc＝5(mm)，永久磁鐵31的磁鐵厚度tm、轉(zhuǎn)子最大直徑Dr、轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp、轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr與永磁式電動(dòng)機(jī)1相同的情況下，齒槽轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值為3.267，轉(zhuǎn)矩線性度的相對(duì)值為0.6479，。因此，與現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)相比，永磁式電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩線性度的特性得到改善。
<轉(zhuǎn)矩線性度>
首先，根據(jù)圖5說(shuō)明轉(zhuǎn)子磁極部24的被覆厚度tc、永久磁鐵31的磁鐵厚度tm與轉(zhuǎn)矩線性度的關(guān)系。圖4是解析磁鐵厚度比tc/tm與轉(zhuǎn)矩線性度的關(guān)系而得到的特性圖。
如圖4所示，可以看出，要增大轉(zhuǎn)矩線性度就必須減小磁鐵厚度比tc/tm。因?yàn)槿绻麥p小磁鐵厚度比tc/tm，則相對(duì)于磁鐵厚度tm，轉(zhuǎn)子磁極部24的被覆厚度tc相對(duì)地變小，所以轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)子磁極部24的磁通量接近飽和狀態(tài)。因此，因?yàn)閺霓D(zhuǎn)子20向定子10流入的磁通量的泄漏減少，所以轉(zhuǎn)矩線性度可以變大。
<齒槽轉(zhuǎn)矩>
(1)磁鐵厚度比tc/tm下面，根據(jù)圖6說(shuō)明轉(zhuǎn)子最大直徑Dr、轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。圖6是解析轉(zhuǎn)子磁極部的被覆厚度為tc、永久磁鐵的磁鐵厚度為tm情況下的磁鐵厚度比tc/tm與轉(zhuǎn)矩線性度的關(guān)系而得到的特性圖。
在圖6中，用單點(diǎn)劃線表示現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)，可以看出，要使永磁式電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩比該永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩低，則磁鐵厚度比tc/tm只要設(shè)定在tc/tm≤0.25的范圍內(nèi)即可。
因?yàn)榇盆F厚度比tc/tm在0.158附近時(shí)轉(zhuǎn)子磁極部24上的磁通量飽和，所以齒槽轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值變得最小，如果磁鐵厚度比tc/tm超過(guò)0.158，則齒槽轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值變大。這是由于，隨著轉(zhuǎn)子磁極部24的被覆厚度tc相對(duì)于永久磁鐵31的磁鐵厚度tm變大，從永久磁鐵31向轉(zhuǎn)子磁極部24的磁通量的泄漏增大。
磁鐵厚度比tc/tm不足0.158時(shí)，齒槽轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值增大。這是因?yàn)殡m然隨著被覆厚度tc相對(duì)于磁鐵厚度tm減小，從永久磁鐵31向轉(zhuǎn)子磁極部24的磁通量的泄漏減小，但從永久磁鐵31向定子鐵芯11穿過(guò)的磁通量增加，所以齒槽轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值變大。
如上所述，永磁式電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩在磁鐵厚度比tc/tm為0.158附近時(shí)最小，隨著磁鐵厚度比tc/tm超過(guò)0.158而變大，并隨著磁鐵厚度比tc/tm比0.158小而增加。
即使以永磁式電動(dòng)機(jī)1的磁鐵厚度比tc/tm＝0.158制造，磁鐵厚度tc及被覆厚度tm也會(huì)產(chǎn)生尺寸公差。若將其定為5％，則tc/tm的最小值為0.158×0.95/1.05＝0.143。
另一方面，磁鐵厚度比tc/tm的最大值為0.158×1.05/0.95＝0174。
因此，通過(guò)將磁鐵厚度比tc/tm設(shè)定為0.143≤tc/tm≤0.174的范圍，可以更進(jìn)一步減小齒槽轉(zhuǎn)矩。
此外，為了使永磁式電動(dòng)機(jī)1得到現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)值的大約一半的特性，可以將磁鐵厚度比tc/tm設(shè)定在0.12≤tc/tm≤0.2的范圍內(nèi)。
(2)轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr接下來(lái)，根據(jù)圖7所示的、對(duì)到轉(zhuǎn)子20最外周面的轉(zhuǎn)子外側(cè)直徑為Dr、到轉(zhuǎn)子磁極部24曲面的轉(zhuǎn)子圓弧半徑為Rp的情況下的鐵芯轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系進(jìn)行磁場(chǎng)解析而得到的特性圖進(jìn)行說(shuō)明。
在圖7中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr在0.29附近時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極部24上的永久磁鐵31的從N(S)極向S(N)的磁通量波形接近理想的正弦波，所以永磁式電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩極小。
因?yàn)槿绻D(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr超過(guò)0.29，則隨著轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp相對(duì)于轉(zhuǎn)子20的直徑Dr變大，妨礙永久磁鐵31從N(S)極向S(N)的切換部分中的磁通量變化的圓滑性，也就是說(shuō)，遠(yuǎn)離理想的正弦波形，所以齒槽轉(zhuǎn)矩增大；鐵芯轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr不足0.29的情況下，隨著轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp相對(duì)于轉(zhuǎn)子最大直徑Dr變大，齒槽轉(zhuǎn)矩增大。
如果轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr為0.272的恒定值，則現(xiàn)有的磁鐵嵌入式轉(zhuǎn)子的齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)值為0.16。
因此，要使本實(shí)施例中的永磁式電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩小于或等于現(xiàn)有的磁鐵嵌入式轉(zhuǎn)子的齒槽轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子直徑比Rp/Dr只要設(shè)定在0.23≤Rp/Dr≤0.32的范圍內(nèi)即可。
此外，為了永磁電動(dòng)機(jī)1得到現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)值的大約一半的特性，可以將轉(zhuǎn)子直徑Rp/Dr設(shè)定在0.255≤Rp/Dr≤0.303的范圍內(nèi)。
如上所述，通過(guò)將轉(zhuǎn)子最大直徑Dr、轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp設(shè)定在0.23≤Rp/Dr≤0.32的范圍內(nèi)，另外，使轉(zhuǎn)子磁極部24的被覆厚度tc恒定，設(shè)定永久磁鐵31的磁鐵厚度tm為2.5(mm)、磁鐵厚度比tc/tm為0.125≤tc/tm≤0.190的范圍，則與現(xiàn)有的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)相比，可以提高轉(zhuǎn)矩線性度，并能夠減小齒槽轉(zhuǎn)矩。
此外，通過(guò)將磁鐵厚度比t c/tm設(shè)定為0.143≤tc/tm≤0.174的范圍，可以更進(jìn)一步減小齒槽轉(zhuǎn)矩。
此外，使轉(zhuǎn)子20的極數(shù)為2n，使定子10的突極12的個(gè)數(shù)為3n的這種結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子20上形成扭斜時(shí)，可以進(jìn)一步減小永磁電動(dòng)機(jī)1的齒槽轉(zhuǎn)矩。
實(shí)施例2.
通過(guò)圖8說(shuō)明本發(fā)明的另外的實(shí)施例。圖8是本發(fā)明的另外的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的端部的局部放大橫剖面圖。
除了齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩線性度以外，永磁式電動(dòng)機(jī)的重要特性有最大旋轉(zhuǎn)速度。如果提高最大旋轉(zhuǎn)速度，則因?yàn)榭梢允褂呻妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械高速地工作，所以能夠提高生產(chǎn)性。
但是，如圖8所示，在轉(zhuǎn)子20上設(shè)置磁鐵用孔22，將永久磁鐵31插入磁鐵用孔22，并以粘合劑等固定的永磁式電動(dòng)機(jī)中，如果提高最大旋轉(zhuǎn)速度，則擔(dān)心會(huì)在磁鐵用孔22的兩端角部產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)永久磁鐵31的固定產(chǎn)生不良影響。
因此，為了解決上述課題，可以考慮如圖8所示，在磁鐵用孔22上設(shè)置彎曲部以減小應(yīng)力集中，該磁鐵用孔22用于安裝沿轉(zhuǎn)子20的軸方向穿透設(shè)置的大致弓形的永久磁鐵。
該磁鐵用孔22上，使轉(zhuǎn)子20半徑方向的長(zhǎng)度為孔寬th，在磁鐵用孔22的兩端角部設(shè)置大致半圓面，在該半圓面的半徑為孔端部半徑Rh的情況下，設(shè)定孔寬th＝2.6(mm)，孔端部半徑Rh＝1.3(mm)，孔比Rh/th＝0.5。
下面，使用圖9所示的、解析孔比Rh/th與磁鐵用孔22兩端角部的應(yīng)力相對(duì)值而得到的特性圖進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)圖9，在孔比Rh/th＝0.5時(shí)磁鐵用孔22的兩端角部的應(yīng)力相對(duì)值最小，在0.4≤Rh/th時(shí)，磁鐵用孔22兩端角部的應(yīng)力相對(duì)值在1.0到1.2之間，為實(shí)際使用中不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題的水平。
如上所述，寬度為th、孔端部直徑為Rh的情況下，通過(guò)設(shè)定為0.4≤Rh/th的范圍，在轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以減小由離心力所產(chǎn)生的、在磁鐵用孔22兩端的角部發(fā)生的應(yīng)力集中。
工業(yè)上實(shí)用的可能性如上所述，本發(fā)明涉及的永磁式電動(dòng)機(jī)適合用于例如同步型電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有定子，該定子帶有定子線圈；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子極數(shù)設(shè)置且在軸方向穿透設(shè)置的多個(gè)磁鐵用孔，并且以鄰接的磁極交替不同的方式固定永久磁鐵，前述轉(zhuǎn)子以如下方式形成，即，形成于前述永久磁鐵的各個(gè)外周側(cè)磁極面上的轉(zhuǎn)子磁極部的外周形狀為，在圓周方向中央部距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離最長(zhǎng)，在形成于第1前述永久磁鐵和第2前述永久磁鐵之間的極間部距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離最短，并且前述轉(zhuǎn)子磁極部的端面形成圓弧，前述磁鐵用孔的外側(cè)與前述圓弧基本相同，以大致弓形穿透設(shè)置，如果使由前述永久磁鐵的外側(cè)面與前述轉(zhuǎn)子磁極部的端面所形成的被覆厚度tc基本恒定，并以前述永久磁鐵的厚度為磁鐵厚度tm，則滿足tc/tm≤0.25。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，滿足0.143≤tc/tm≤0.174。
3.如權(quán)利要求1或2所述的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，如果以前述轉(zhuǎn)子的外側(cè)面距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯中心最大的直徑作為轉(zhuǎn)子最大直徑Dr，以由前述轉(zhuǎn)子磁極部的外側(cè)面形成的圓弧的半徑為轉(zhuǎn)子圓弧半徑Rp，則滿足0.23≤Rp/Dr≤0.32。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，如果以對(duì)應(yīng)于前述永久磁鐵厚度的前述磁鐵用孔的寬度為孔寬th，在前述磁鐵用孔的兩端設(shè)置大致半圓面，以該半圓面的半徑為孔端部半徑Rh，則滿足0.45≤Rh/th≤0.5。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的永磁式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使n為大于或等于1的正整數(shù)，使前述轉(zhuǎn)子的極數(shù)為2n、前述定子的突極的個(gè)數(shù)為3n。
全文摘要
永磁式電動(dòng)機(jī)(1)具有固定了永久磁鐵(31)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子(20)以如下方式形成轉(zhuǎn)子磁極部(24)的外周形狀為在圓周方向中央部距離轉(zhuǎn)子鐵芯(21)的中心的距離最長(zhǎng)，在極間部距離前述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的距離最短，并且轉(zhuǎn)子磁極部(24)的端面形成圓??；在使由永久磁鐵(31)的外側(cè)面和轉(zhuǎn)子磁極部(24)的端面形成的被覆厚度tc大致恒定，使永久磁鐵(31)的磁鐵厚度為tm時(shí)，滿足tc/tm≤0.25。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1729604SQ0382581
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者菊池友弘, 宮崎高志, 米谷晴之, 山口信一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社