[实用新型]永磁电机及搭载有该永磁电机的电气设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及在由磁性材料构成的转子芯的外周面上固定设有永久磁铁的永磁电机及搭载有该永磁电机的电气设备。

背景技术

以往，永磁电机的固定设于转子芯外周面上的永久磁铁，主要利用结合磁铁。在此，所谓结合磁铁是指，利用橡胶、热塑性树脂或热固性树脂等结合材料将铁素体类或稀土类的永久磁铁粉末固化而形成的复合材料永久磁铁。该结合磁铁由于含有结合成分，故与由烧结法制成的不含结合剂成分的烧结磁铁相比，磁特性低。

但是，这样的结合磁铁由于烧结带来的收缩问题少，故具有能够以高尺寸精度制得环状、圆弧形状、薄壁形状等特殊形状的优点。并且，即使形成这样的环状、圆弧形状、薄壁形状等特殊形状，也能够不产生裂痕或缺损等问题。因此，近年来，环状的结合磁铁大多用作家电用电机或信息设备用电机。

在此，结合磁铁分为各向异性结合磁铁和各向同性结合磁铁。各向异性结合磁铁由于在规定方向上产生强的磁力，故有助于电机的小型化或高性能化。但是，在制造各向异性结合磁铁时，必须在磁场中一边将磁铁粉末在规定方向上排列一边进行成型。尤其是，在制造将磁铁粉末以环状在径向上排列的特殊形状的永久磁铁时，即使利用例如高顽磁性的稀土类磁铁粉末，其性能也难以达到100％。因此，在制造环状的永久磁铁时，多使用仅通过在无磁场中压缩成型或射出成型就能够简单地制造的各向同性结合磁铁。

另外，稀土类磁铁粉末通常价格比铁素体类磁铁粉末贵。因此，在使用稀土类磁铁粉末制造环状的永久磁铁时，需要减薄永久磁铁径向的厚度，降低磁铁粉末量。

但是，若这样将永久磁铁的径向厚度减薄，则具有其表面的磁通波形与正弦波波形的背离变大的倾向。因此，在旋转使用这样的永久磁铁的电机时，具有齿槽转矩变大、电机旋转时的声音或振动变大的问题。

在此，对环状的永久磁铁的径向厚度与表面磁通波形的关系进行说明。

图16表示环状的永久磁铁的径向厚度与表面磁通波形的关系。在该图中，由磁强计(高斯计)测定具有八极磁极的外径50mm的稀土类各向同性结合磁铁的表面磁通。并且，改变其内径，使其为46mm(磁铁壁厚2mm)、42mm(磁铁壁厚4mm)、38mm(磁铁壁厚6mm)、35.6mm(磁铁壁厚7.2mm)而进行测定。

由该图可知，随着环状永久磁铁厚度的减薄，表面磁通的峰值降低。另外，可知，随着环状永久磁铁厚度的减薄，表面磁通波形从正弦波波形偏离。

因此，为了使这样的表面磁通波形接近正弦波波形，提出有下述的技术方案。

日本专利申请特开平6-217418号公报公开的技术为，将永久磁铁的内周面形成圆筒形，将外周面形成非圆筒形。并且，将永久磁铁的磁极间部的径向厚度设定为磁极中央部的径向厚度的0.3～0.7倍的范围。根据该专利文献公开的技术，可使表面磁通波形接近正弦波波形，能够降低齿槽转矩、噪音以及振动。

另外，日本专利申请特开2003-111360号公报公开的技术是关于具有被大致正弦波状磁化的多个磁极的环状永久磁铁。根据该专利文献公开的技术，可使表面磁铁波形接近正弦波波形，能够降低齿槽转矩、噪音以及振动。

但是，在日本专利申请特开平6-217418号公报公开的技术中，永久磁铁的凹凸部与定子相对配置，产生磁极间部的定子与永久磁铁的间隔变大、不能够有效地活用磁力的问题。

另外，在日本专利申请特开2003-111360号公报公开的技术中，由于使磁极间部的磁通为零而在不完全磁化的状态下被磁化，故产生不能够有效地活用磁力的问题。

实用新型内容

本实用新型的永磁电机，其由转子和定子构成，所述转子具有由磁性材料构成的多棱柱形状的转子芯、和设于所述转子芯的外周面上的永久磁铁，所述定子与所述转子的外周面相对并且具有电气绕组。永久磁铁在与多棱柱形状的各个角部对应的位置上具有截面为圆弧形状的凹部，在该凹部与相邻的凹部的中间位置具有最厚壁部，所述永久磁铁使该最厚壁部成为磁极中心而被磁化。

另外，本实用新型包括一种上述永磁电机所使用的永久磁铁的制造方法。该制造方法包括如下的步骤：磁铁粉末填充步骤，在形成有圆柱状贯通孔的模与具有与所述贯通孔同轴的中心轴的多棱柱形状的型芯之间填充磁铁粉末；压缩成型步骤，通过上冲杆和下冲杆将被填充的磁铁粉末进行压缩成型；保持压力加压步骤，相对由压缩成型步骤成型的磁铁粉末施加规定的保持压力；移动步骤，在施加有规定的保持压力的状态下，使模以及型芯移动而制成规定形状的永久磁铁。