永久磁鐵嵌入式電動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種永久磁鐵嵌入式電動機，將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯（12）配置于定子內(nèi)而構成，構成轉(zhuǎn)子鐵芯（12）的磁極的磁鐵包括：第1磁鐵（14a），其設置于轉(zhuǎn)子鐵芯（12）的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于轉(zhuǎn)子鐵芯（12）的圓周方向；以及第2磁鐵（14b），其分別配置于第1磁鐵（14a）的內(nèi)徑側(cè)面，其中，第1磁鐵（14a）及第2磁鐵（14b）以磁取向的焦點位于轉(zhuǎn)子鐵芯（12）的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的方式被磁化。
【專利說明】永久磁鐵嵌入式電動機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及將燒結鐵氧體磁鐵嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)部的磁鐵嵌入式永久磁鐵型電動機的轉(zhuǎn)子的構造。
【背景技術】
[0002]近年來，因為節(jié)能意識的提高，提出了很多通過在轉(zhuǎn)子使用高矯頑磁力的稀土類磁鐵來實現(xiàn)高效率的永久磁鐵型。但是，稀土類磁鐵價格高，會導致電動機的成本增加，因此在現(xiàn)有的一般永久磁鐵嵌入式電動機的轉(zhuǎn)子中代替稀土類磁鐵而使用燒結鐵氧體磁鐵。如此，在代替稀土類磁鐵而使用燒結鐵氧體磁鐵的情況下，磁力降低至大約1/3。為了彌補磁力的下降，需要在轉(zhuǎn)子配置體積盡可能大的燒結鐵氧體磁鐵。
[0003]例如，下述專利文獻I所示的永久磁鐵嵌入式電動機的轉(zhuǎn)子構成為，在轉(zhuǎn)子鐵芯設置磁鐵插入用收納孔，將磁鐵的各磁極的磁取向的焦點設置于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。根據(jù)這種結構，轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙磁通密度在磁極中央部(相對于轉(zhuǎn)子的圓周方向的磁鐵的中央部)變大，在磁極端部(相對于轉(zhuǎn)子的圓周方向的磁鐵的端部)變小，呈近似正弦波的分布，隨之齒槽轉(zhuǎn)矩降低，并且振動、噪音也變小。
[0004]進而，下述專利文獻I所示的轉(zhuǎn)子通過使在磁鐵的內(nèi)徑側(cè)形成的彎曲凸狀的面的圓弧的半徑小于在磁鐵的外徑面?zhèn)刃纬傻膹澢範畹拿娴膱A弧的半徑，磁鐵成形時的壓縮方向與磁通的方向大致相同，抑制殘留磁通密度的降低。如此，能夠不使殘留磁通密度降低地制造磁鐵，因此消除了電動機效率降低這樣的問題。
[0005]另一方面，下述專利文獻2所示的永久磁鐵嵌入式電動機是利用將磁轉(zhuǎn)矩與小于該磁轉(zhuǎn)矩的磁阻轉(zhuǎn)矩相加所得的轉(zhuǎn)矩的電動機，其構成為每一極的磁鐵在轉(zhuǎn)子的半徑方向上被分割為兩層以上，各磁鐵的各端部延伸至靠近轉(zhuǎn)子外周面的位置，在各磁鐵間設置磁通的通路，由此增大由q軸電感產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，使磁轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩相加所產(chǎn)生的綜合轉(zhuǎn)矩為最大并且使退磁耐力提高，從而實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)矩化及高輸出化。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻1:日本專利第4598343號公報(圖2等)
[0008]專利文獻2:日本專利第2823817號公報(圖1等)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，上述專利文獻I所示的永久磁鐵嵌入式電動機的磁極中央部的半徑方向上的厚度形成大于磁極端部的半徑方向上的厚度。由于使磁極端部的尺寸相對于磁極中央部的尺寸變得非常小，所以在磁鐵制造時的燒結工序中產(chǎn)生收縮率差，因此存在不僅磁鐵的生產(chǎn)效率惡化，而且磁鐵的取向性惡化而無法產(chǎn)生足夠磁力的問題。
[0010]此外，上述專利文獻2所示的永久磁鐵嵌入式電動機采用在磁鐵間設置磁通的通路來增大由q軸電感產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩的結構，因此存在轉(zhuǎn)矩波動增大、振動及噪音增加的問題。[0011]本發(fā)明鑒于上述問題而完成的，其目的在于獲得能夠確保足夠的磁力并降低磁阻轉(zhuǎn)矩、抑制振動及噪音的永久磁鐵嵌入式電動機。
[0012]為解決上述課題而達成目的，本發(fā)明是將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子內(nèi)而構成的永久磁鐵嵌入式電動機，其特征在于，構成上述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括:第I磁鐵，其設置于上述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于上述轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及第2磁鐵，其分別配置于上述第I磁鐵的內(nèi)徑側(cè)，其中，上述第I磁鐵及上述第2磁鐵以磁取向的焦點位于上述轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的方式被磁化。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，具有能夠確保足夠的磁力并且降低磁阻轉(zhuǎn)矩而抑制振動及噪音的效果O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機的截面圖。
[0015]圖2是以在圖1所示的轉(zhuǎn)子鐵芯形成的磁鐵收納孔為主示出的截面圖。
[0016]圖3是在圖2所示的磁鐵收納孔配置了磁鐵的狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0017]圖4是表示磁鐵的磁取向的一個示例的圖。
[0018]圖5是用于說明圖3所示的磁鐵產(chǎn)生的間隙磁通密度的分布的圖。
[0019]圖6是表示圖3所示的第2磁鐵的磁取向的變形例的圖。
[0020]圖7是表示圖2所示的磁鐵收納孔的形狀的變形例的圖。
[0021]圖8是在圖7所示的磁鐵收納孔配置了磁鐵的狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0022]圖9是表示磁鐵以其磁取向的焦點位于轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)的方式被磁化的示例的圖。
[0023]符號的說明
[0024]I 定子
[0025]2定子鐵芯
[0026]3 齒
[0027]4 線圈
[0028]5 間隙
[0029]6磁鐵薄壁部
[0030]10外周面
[0031]11旋轉(zhuǎn)軸
[0032]12、12a轉(zhuǎn)子鐵芯
[0033]13磁鐵收納孔
[0034]13a外周側(cè)面
[0035]13b旋轉(zhuǎn)軸側(cè)面
[0036]14a 第 I 磁鐵
[0037]14al、14bl、14cl 外徑側(cè)面
[0038]14a2、14b2、14c2 內(nèi)徑側(cè)面
[0039]14b、14c、14d 第 2 磁鐵
[0040]15a、15b、15c、15d、15e 磁取向
[0041]16、16a 焦點[0042]100、IOOa 轉(zhuǎn)子【具體實施方式】
[0043]下面根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機的實施方式。另夕卜，本發(fā)明并不局限于該實施方式。
[0044]實施方式
[0045]圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機的截面圖，圖2是以在圖1所示的轉(zhuǎn)子鐵芯(以下簡稱“鐵芯”)12形成的磁鐵收納孔13為主示出的截面圖，圖3是在圖2所示的磁鐵收納孔13配置了磁鐵的狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子的截面圖，圖4是表示磁鐵的磁取向的一個示例的圖，圖5是用于說明圖3所示的磁鐵產(chǎn)生的間隙磁通密度的分布的圖。
[0046]在圖1中，本發(fā)明的實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機構成為具有定子I及轉(zhuǎn)子100。定子I由呈環(huán)狀的定子鐵芯2、在該定子鐵芯2的內(nèi)周部沿圓周方向(轉(zhuǎn)子100的旋轉(zhuǎn)方向)以等角度間距形成的多個齒3以及卷繞于各齒3的線圈4構成。在定子I的內(nèi)周側(cè)可旋轉(zhuǎn)地配設有轉(zhuǎn)子100，在轉(zhuǎn)子100的外周面10與齒3之間形成有間隙5。另夕卜，圖1所示的定子I作為一個示例，是集中繞組定子，但也可以如后所述是分布繞組定子。
[0047]圖2示出了插入磁鐵前的鐵芯12的構造，圖2所示的轉(zhuǎn)子100作為主要結構，構成為具有用于傳遞旋轉(zhuǎn)能量的旋轉(zhuǎn)軸11以及設置于該旋轉(zhuǎn)軸11的外周部的鐵芯12。鐵芯12與旋轉(zhuǎn)軸11通過例如熱裝及壓入等連接。
[0048]鐵芯12是將被稱為鐵芯沖孔板的硅鋼板用模具沖壓所得的部件在旋轉(zhuǎn)軸11的延伸方向(圖2的里側(cè))上層疊多個而制成的。并且，鐵芯12的外周面10形成為圓筒狀。在鐵芯12形成有例如6個沿周方向設置于同一圓周上的磁鐵收納孔13。另外，在旋轉(zhuǎn)軸11與磁鐵收納孔13之間形成的孔用于供制冷劑、冷凍機油通過。
[0049]磁鐵收納孔13的外周面10側(cè)的面(外周側(cè)面13a)朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，其旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)的面(旋轉(zhuǎn)軸側(cè)面13b)朝向旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)形成為彎曲凸狀。
[0050]在磁鐵收納孔13與外周面10之間，設置有磁鐵薄壁部6。考慮到鐵芯沖孔板的沖壓性與磁阻，優(yōu)選該磁鐵薄壁部6的厚度t在構成鐵芯12的各鋼板的板厚的±30%以內(nèi)。例如，一張鋼板的板厚為0.5mm的情況下,磁鐵薄壁部6的厚度t為0.35mm至0.65mm。
[0051]在圖3中，在上述各磁鐵收納孔13收納有在外周側(cè)面13a側(cè)配設于同一圓周上的第I磁鐵14a以及在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)面13b配設于同一圓周上的第2磁鐵14b。S卩，構成轉(zhuǎn)子鐵芯12的磁極的磁鐵包括:第I磁鐵14a，其設置于轉(zhuǎn)子鐵芯12的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于轉(zhuǎn)子鐵芯12的圓周方向；以及第2磁鐵14b，其分別配置于第I磁鐵14a的內(nèi)徑側(cè)。
[0052]第I磁鐵14a的外周面10側(cè)的面(外徑側(cè)面14al)及旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)的面(內(nèi)徑側(cè)面14a2)都朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，第I磁鐵14a的截面呈所謂瓦形狀。
[0053]第2磁鐵14b的外周面10側(cè)的面(外徑側(cè)面14bl)朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，其旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)的面(內(nèi)徑側(cè)面14b2)朝向旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)形成為彎曲凸狀，第2磁鐵14b的截面呈所謂透鏡形狀。圖3所示的第2磁鐵14b的內(nèi)徑側(cè)面14b2，考慮到磁鐵的生產(chǎn)效率，其頂部形成為直線狀，但也可以是彎曲狀。
[0054]另外，考慮到各磁鐵(14a、14b)的生產(chǎn)效率與磁取向，優(yōu)選各磁鐵的長度方向(周方向)的尺寸為例如IOmm以上，各磁鐵的寬度方向(半徑方向)的尺寸為15mm以下。
[0055]一體地形成各磁鐵時的外緣形狀與磁鐵收納孔13的形狀大致相似，各磁鐵(14a、14b)以相對于轉(zhuǎn)子100的半徑方向交替地形成N極與S極的方式被磁化。
[0056]在圖4中，第I磁鐵14a以磁取向15a的焦點16位于連接轉(zhuǎn)子100的中心與第I磁鐵14a的磁極中央部的線上且位于轉(zhuǎn)子100的外側(cè)的方式被磁化。此外，第2磁鐵14b以磁取向15b的焦點16位于連接轉(zhuǎn)子100的中心與第2磁鐵14b的磁極中央部的線上且位于轉(zhuǎn)子100的外側(cè)的方式被磁化。
[0057]根據(jù)這種構成，轉(zhuǎn)子100與定子I之間(間隙5)的磁鐵產(chǎn)生的間隙磁通密度在磁極中央部變大而在磁極端部變小。因此，間隙磁通密度如圖5所示呈近似正弦波的分布，隨之齒槽轉(zhuǎn)矩降低，并且振動、噪音減小。另外，在圖4中，作為一個示例示出了以各磁鐵的焦點16位于同一位置的方式構成的示例，但各磁鐵的焦點16只要在轉(zhuǎn)子100的外側(cè)即可，SP使第I磁鐵14a的磁取向15a的焦點位置與第2磁鐵14b的磁取向15b的焦點位置不同也具有相同效果。即，各磁鐵的焦點16不必一定要位于連接轉(zhuǎn)子100的中心與第I磁鐵14a的磁極中央部的線上。
[0058]此處，對本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機與現(xiàn)有技術的不同點進行說明。在上述專利文獻I所示的現(xiàn)有技術中，相對于磁極中央部的厚度磁極端部的厚度極小，在磁鐵制造時燒結工序中磁極中央部的收縮率與磁極兩端部的收縮率的差增大。因此，不僅磁鐵的生產(chǎn)效率惡化，而且磁鐵的取向性也變差。具體而言，在磁鐵制造時燒結工序中磁極兩端部的收縮率大于磁極中央部的收縮率的情況下，很難像上述圖4所示那樣，使磁極兩端部的磁取向朝向連接轉(zhuǎn)子100的中心與磁極中央部的線上附近，因此，間隙磁通密度在磁極中央部以及磁極端部的雙方都變大，而呈近似矩形的分布。因此，上述專利文獻I所示的現(xiàn)有技術很難應對實現(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動及噪音的進一步降低的需求。
[0059]另一方面，在上述專利文獻2所示的現(xiàn)有技術中存在下述問題，即，由于在分割的各磁鐵間形成有磁通的通路，所以由q軸電感產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩增加，并且由磁轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩相加而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，造成轉(zhuǎn)矩波動增大，振動及噪音增加。
[0060]本實施方式所涉及的轉(zhuǎn)子100將第I磁鐵14a和第2磁鐵14b設置于各磁鐵收納孔13，因此各磁鐵的磁極中央部的厚度與磁極端部的厚度的差減小，第I磁鐵14a以其外徑側(cè)面14al與鐵芯12的磁鐵薄壁部6對置的方式設置，第2磁鐵14b以其外徑側(cè)面14bl與第I磁鐵14a的內(nèi)徑側(cè)面14a2抵接的方式設置。
[0061]因此，與一體成形各磁鐵的情況相比，能夠減小在制造磁鐵時的燒結工序中磁極中央部的收縮率與磁極兩端部的收縮率之差。即，因為磁鐵成形時的壓縮粗細度變小，能夠減少裂紋、缺口等成形不良，能夠提高磁鐵的生產(chǎn)效率。此外，因為能夠使磁極兩端部的磁取向朝向連接轉(zhuǎn)子100的中心與磁極中央部的線上附近，因此間隙磁通密度在磁極中央部變大而在磁極端部變小，呈近似正弦波的分布。其結果是，與現(xiàn)有技術相比，能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動、及噪音的降低。
[0062]此外本實施方式所涉及的轉(zhuǎn)子100中，第2磁鐵14b的外徑側(cè)面14bl朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，第2磁鐵14b的內(nèi)徑側(cè)面14b2朝向旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)形成為彎曲凸狀，因此內(nèi)徑側(cè)面14b2的圓弧的中心(未圖示)與磁取向的中心為相同方向(轉(zhuǎn)子100的外側(cè))，磁鐵成形時的壓縮方向與磁通方向相同。其結果是，磁鐵的殘留磁通密度不降低，因此電動機效率不惡化。
[0063]進而，本實施方式所涉及的轉(zhuǎn)子100中，第I磁鐵14a在轉(zhuǎn)子100的外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，并且磁鐵薄壁部6的厚度t形成得較薄，因此能夠減小q軸電感。由此，q軸電感與d軸電感之差減小，由同一電流所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩降低。因此，與上述專利文獻2的現(xiàn)有技術相比，能夠降低由磁阻轉(zhuǎn)矩的增加所引起的轉(zhuǎn)矩波動，能夠減少振動、噪音。
[0064]圖6是表示圖3所示的第2磁鐵14b的磁取向的變形例的圖。圖6所示的第2磁鐵14d與圖3所示的第2磁鐵14b相對應。第2磁鐵14d的磁取向15c以與連接轉(zhuǎn)子100的中心和磁鐵的磁極中央部的直線平行的方式(換言之，以磁取向中心為無限遠的方式)被磁化。如此，即使在使第2磁鐵14d的磁取向平行取向的情況下，也能夠通過第I磁鐵14a的磁取向獲得與上述一樣的效果。另外，圖6在示出的示例構成為，第I磁鐵14a的磁取向15a的焦點16位于轉(zhuǎn)子100的外側(cè)，第2磁鐵14b的磁取向15c與連接轉(zhuǎn)子100的中心和磁鐵的磁極中央部的直線平行并且朝向轉(zhuǎn)子100的外側(cè)，但并不局限于這些。例如，在構成為第2磁鐵14b的磁取向15c的焦點16位于轉(zhuǎn)子100的外側(cè)，第I磁鐵14a的磁取向15a以與第2磁鐵14b的磁取向不同的磁取向(例如與連接轉(zhuǎn)子100的中心和磁鐵的磁極中央部的直線平行取向)朝向轉(zhuǎn)子鐵芯12的外側(cè)的情況下也能夠獲得相同效果。
[0065]另外，對于磁鐵，需要預計因磁鐵制造時燒結工序中收縮引起的尺寸公差，通過使燒結后的第I磁鐵14a及第2磁鐵14b組合時的磁鐵的尺寸小于磁鐵收納孔13的尺寸，能夠提聞磁鐵插入磁鐵收納孔13時的插入性，提聞生廣效率。
[0066]另外，在本實施方式中，作為定子I的一個示例，說明了使用集中卷繞定子的示例，但在代替集中卷繞定子而使用分布卷繞定子的情況下，由于定子I的線圈4所產(chǎn)生的磁通均勻分布，能夠進一步降低振動及噪音。
[0067]另外，在低溫環(huán)境化(例如-10°C以下)將應用了燒結鐵氧體磁鐵的電動機進行使用的情況下，由流到定子I的線圈4的電流對燒結鐵氧體磁鐵施加反向磁場時，存在磁鐵退磁而使電動機無法動作的可能性。該反向磁場，越是配置于轉(zhuǎn)子100的外徑側(cè)的磁鐵越容易受到，并且越會使磁鐵退磁。作為解決這類問題的方法，第I磁鐵14a使用具有矯頑磁力高于第2磁鐵14b的矯頑磁力的材料，由此第I磁鐵14a中受到反向磁場的影響的減少，能夠抑制磁鐵被施加反向磁場所產(chǎn)生的退磁，提高退磁耐力。其結果是，能夠抑制高價的高矯頑磁力磁鐵的使用量，并且能夠獲得對退磁的可靠性優(yōu)異的永久磁鐵嵌入式電動機。
[0068]另外，使第I磁鐵14a的中央部的半徑方向上的厚度tl大于第2磁鐵14b的中央部的半徑方向上的厚度t2，由此也能夠提高退磁耐力。
[0069]此外，燒結鐵氧體磁鐵的低溫環(huán)境下的退磁很可能在電動機(磁鐵)從充分冷卻的狀態(tài)啟動時產(chǎn)生。這是因為啟動電動機時需要大的啟動電流。作為提高退磁耐力的方法，在低溫環(huán)境下啟動電動機的情況下，優(yōu)選預先預熱電動機在提高磁鐵的溫度后啟動。作為預熱電動機的方法，例如，使用逆變器電路(未圖示)使數(shù)kHz以上的高頻電流通到定子I的線圈4由此在鐵芯12產(chǎn)生鐵損，能夠通過該鐵損使燒結鐵氧體磁鐵的溫度升高。
[0070]下面，說明圖1?6所示的磁鐵收納孔13的形狀、第2磁鐵14b的形狀的變形例、以及磁取向變更的示例。圖7是示出圖2所示的磁鐵收納孔的形狀的變形例的圖，圖8是在圖7所示的磁鐵收納孔配置了磁鐵的狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子的截面圖，圖9是示出磁鐵以其磁取向的焦點位于轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)的方式被磁化的示例的圖。下面對與圖1?6相同部分標注相同符號，省略其說明，此處僅闡述不同部分。
[0071]圖7所示的鐵芯12a與圖2所示的鐵芯12的不同點為磁鐵收納孔(13a)的形狀不同，磁鐵收納孔13a的旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)的面朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀。
[0072]在圖8中，在圖7所示的各磁鐵收納孔13a收納第I磁鐵14a與第2磁鐵14c。第2磁鐵14c的外周面10側(cè)的面(外徑側(cè)面14cl)與旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)的面(內(nèi)徑側(cè)面14c2)都朝向外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀。
[0073]在圖9中，第I磁鐵14a以磁取向15d的焦點16a位于轉(zhuǎn)子IOOa的中心附近的方式被磁化。此外,第2磁鐵14c以磁取向15e的焦點16a位于轉(zhuǎn)子IOOa的中心附近的方式被磁化。
[0074]在如此構成的情況下，與圖1?6所示的永久磁鐵嵌入式電動機相同，各磁鐵的磁極中央部的厚度與磁極端部的厚度之差減小。因此，與一體成形各磁鐵的情況相比，能夠減小在制造磁鐵時的燒結工序中磁極中央部的收縮率與磁極兩端部的收縮率之差，能夠提高磁鐵的生產(chǎn)效率。此外，由于能夠使磁極兩端部的磁取向朝向轉(zhuǎn)子IOOa的中心附近，因此間隙磁通密度在磁極中央部變大而在磁極端部變小，呈近似正弦波的分布。其結果是，與現(xiàn)有技術相比，能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動、及噪音的降低。此外，圖7?9所示的轉(zhuǎn)子IOOa的第I磁鐵14a在轉(zhuǎn)子IOOa的外周面10側(cè)形成為彎曲凸狀，并且磁鐵薄壁部6的厚度形成得較薄，因此能夠縮小q軸電感。由此，q軸電感與d軸電感的差減小，由同一電流產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩降低。因此，與上述專利文獻2的現(xiàn)有技術相比，能夠降低因磁阻轉(zhuǎn)矩增加所引起的轉(zhuǎn)矩波動，能夠減小振動、噪音。
[0075]另外，圖9示出了，以第I磁鐵14a的磁取向15d及第2磁鐵14c的磁取向15e的焦點16a都朝向轉(zhuǎn)子IOOa的內(nèi)側(cè)的方式進行磁化的示例，但并不局限于這些。例如，在構成為第2磁鐵14c的磁取向15e的焦點16a位于轉(zhuǎn)子IOOa的內(nèi)側(cè)，第I磁鐵14a的磁取向15d以與第2磁鐵14c的磁取向不同的磁取向(例如與連接轉(zhuǎn)子IOOa的中心和磁鐵的磁極中央部的直線平行地取向)朝向轉(zhuǎn)子IOOa的內(nèi)側(cè)的情況下也能獲得同樣的效果。此外，在構成為第I磁鐵14a的磁取向15d的焦點16a位于轉(zhuǎn)子IOOa的內(nèi)側(cè)，第2磁鐵14c的磁取向15e以與第I磁鐵14a的磁取向不同的磁取向(例如與連接轉(zhuǎn)子IOOa的中心和磁鐵的磁極中央部的直線平行地取向)朝向轉(zhuǎn)子IOOa的內(nèi)側(cè)的情況下也能獲得同樣的效果。
[0076]如上說明，本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機是將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子I內(nèi)而構成的永久磁鐵嵌入式電動機，構成轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括:第I磁鐵，其設置于轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)并以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量(例如6個)配置于轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及第2磁鐵，其分別配置于第I磁鐵的內(nèi)周側(cè)，其中，第I磁鐵及第2磁鐵以磁取向(15a?15e)的焦點(16、16a)位于轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的方式被磁化，因此各磁鐵的磁極中央部的厚度與磁極端部的厚度之差減小，與一體成形各磁鐵的情況相比，能夠減小在制造磁鐵時的燒結工序中磁極中央部的收縮率與磁極兩端部的收縮率之差，特別是磁極兩端部的磁取向能夠朝向轉(zhuǎn)子100的中心附近，因此間隙磁通密度在磁極中央部變大而在磁極端部變小，呈近似正弦波的分布。其結果是，與現(xiàn)有技術相比，能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動、及噪音的降低。
[0077]此外，本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機是將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子I內(nèi)而構成的永久磁鐵嵌入式電動機，構成轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括:第I磁鐵，其設置于轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量(例如6個)配置于轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及第2磁鐵，其分別配置于第I磁鐵的內(nèi)周側(cè)，其中，第I磁鐵及第2磁鐵中的一方(例如圖6所示的第I磁鐵14a)以磁取向15a的焦點位于轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)的方式被磁化，第I磁鐵及第2磁鐵中的另一方(例如圖6所示的第2磁鐵14d)以不同于上述磁取向15a的磁取向(例如平行地取向)位于轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)的方式被磁化，因此與上述一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動、及噪音的降低。
[0078]此外，本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機是將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子I內(nèi)而構成的永久磁鐵嵌入式電動機，構成轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括:第I磁鐵，其設置于轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量(例如6個)配置于轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及第2磁鐵，其分別配置于第I磁鐵的內(nèi)周側(cè)，其中，第I磁鐵及第2磁鐵的一方(例如圖9所示的第I磁鐵14a)以磁取向15d的焦點位于轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)側(cè)的方式被磁化，第I磁鐵及第2磁鐵的另一方(例如圖9所示的第2磁鐵14c)以不同于上述磁取向15d的磁取向(例如平行取向)位于轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)側(cè)的方式被磁化，因此與上述一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩、振動、及噪音的降低。
[0079]此外，如圖3所示，本實施方式所涉及的第I磁鐵的外徑側(cè)面14al及內(nèi)徑側(cè)面14a2都朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面?zhèn)刃纬蔀閺澢範睿?磁鐵的外徑側(cè)面14bl朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面?zhèn)刃纬蔀閺澢範?，?nèi)徑側(cè)面14b2朝向旋轉(zhuǎn)軸11側(cè)形成為彎曲凸狀，因此除了上述效果，內(nèi)徑側(cè)面14b2的圓弧的中心與磁取向的中心為相同方向(轉(zhuǎn)子100的外側(cè))，磁鐵成形時的壓縮方向與磁通方向相同。其結果是，磁鐵的殘留磁通密度不會降低因此電動機效率不會惡化。
[0080]此外，本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機構成為第I磁鐵的中央部的半徑方向上的厚度tl大于第2磁鐵的中央部的半徑方向上的厚度t2，因此能夠提高退磁耐力。
[0081]此外，本實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機以第I磁鐵的矯頑磁力高于第2磁鐵的矯頑磁力的方式構成，因此第I磁鐵中受到反向磁場的影響的比例減少，能夠抑制磁鐵被施加反向磁場所產(chǎn)生的退磁，提高退磁耐力。其結果是，能夠抑制高價的高矯頑磁力磁鐵的使用量，并且能夠獲得對退磁的可靠性優(yōu)異的永久磁鐵嵌入式電動機。
[0082]另外，本發(fā)明的實施方式所涉及的永久磁鐵嵌入式電動機是示出本發(fā)明的內(nèi)容的一個示例，當然還可以與其他公知技術組合，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，也可以省略一部分等進行變更來構成。
[0083]如上所述，本發(fā)明能夠應用于永久磁鐵嵌入式電動機及壓縮機，特別是作為能夠降低聲音及振動的發(fā)明有用。
【權利要求】
1.一種永久磁鐵嵌入式電動機,將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子內(nèi)而構成，其特征在于，構成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括: 第I磁鐵，其設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及 第2磁鐵，其分別配置于所述第I磁鐵的內(nèi)徑側(cè)，其中， 所述第I磁鐵及所述第2磁鐵以磁取向的焦點位于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的方式被磁化。
2.—種永久磁鐵嵌入式電動機，將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子內(nèi)而構成，其特征在于，構成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括: 第I磁鐵，其設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及 第2磁鐵，其分別配置于所述第I磁鐵的內(nèi)徑側(cè)，其中， 所述第I磁鐵及所述第2磁鐵中的一方以磁取向的焦點位于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)的方式被磁化， 所述第I磁鐵及所述第2磁鐵中的另一方以不同于所述磁取向的磁取向位于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)的方式被磁化。
3.—種永久磁鐵嵌入式電動機，將層疊多個電磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子內(nèi)而構成，其特征在于，構成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的磁鐵包括: 第I磁鐵，其設置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)，并且以與極數(shù)相當?shù)臄?shù)量配置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向；以及 第2磁鐵，其分別配置于所述第I磁鐵的內(nèi)徑側(cè)，其中， 所述第I磁鐵及所述第2磁鐵中的一方以磁取向的焦點位于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)側(cè)的方式被磁化， 所述第I磁鐵及所述第2磁鐵中的另一方以不同于所述磁取向的磁取向位于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)側(cè)的方式被磁化。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的永久磁鐵嵌入式電動機，其特征在于: 所述第I磁鐵的外形側(cè)面及內(nèi)徑側(cè)面都朝向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外形面?zhèn)刃纬蔀閺澢範睿? 所述第2磁鐵的外形側(cè)面朝向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面?zhèn)刃纬蔀閺澢範?，?nèi)徑側(cè)面朝向旋轉(zhuǎn)軸側(cè)形成為彎曲凸狀。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的永久磁鐵嵌入式電動機，其特征在于: 所述第I磁鐵的中央部的半徑方向上的厚度大于所述第2磁鐵的中央部的半徑方向上的厚度。
6.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的永久磁鐵嵌入式電動機，其特征在于: 所述第I磁鐵的矯頑磁力高于所述第2磁鐵的矯頑磁力。
【文檔編號】H02K1/27GK103975505SQ201180075159
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2011年11月30日 優(yōu)先權日:2011年11月30日
【發(fā)明者】馬場和彥, 仁吾昌弘, 土田和慶 申請人:三菱電機株式會社