[发明专利]转子及电机

说明书

技术领域

本发明涉及转子及电机。

背景技术

以往，电机被用作各种各样的装置和产品的驱动。例如在打印机和复印机等办公设备、各种各样的家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力源用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，有时基于耐久性和电噪声的需求而使用无刷电机。

作为这样的无刷电机的一种，已知有在转子中内置了永久磁铁的内置磁铁型(Interior Permanent Magnet)。例如有如下这样的电机：转子轭中放射状地内置有板状的多个磁铁，并且各磁铁以相邻磁铁的同极在轭的周向上彼此相对的方式配置(例如参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特许第3425176号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

然而，为在上述电机的转子轭中使外周部的平均磁通密度提高，有采用剩磁通密度高的磁铁的方案，但存在招致成本上升这一需要解决的课题。

本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种提高电机所具有的转子外周部的平均磁通密度的技术。

〔用于解决课题的手段〕

为解决上述课题，本发明一个方案的转子具有圆形的转子芯和多个板状磁体。转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部。板状磁体以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容于磁体收容部。并且，在将板状磁体的磁极所在的面的表面积记作S₁[mm²]、转子芯的外周面的表面积记作S₂[mm²]、转子的磁极数记作P、转子芯的最大外径记作Dr[mm]、转子芯的周向上的板状磁体的厚度记作Lm[mm]时，转子满足以下式(1)、式(2)：

S₁>S₂/P···式(1)、

0.665×10^-4×P²-0.28×10^-2×P+0.577×10^-1<(Lm/Dr)<3.38×10^-4×P²-1.86×10^-2×P+3.36×10^-1···式(2)。

根据该方案，每一个磁体的转子芯的外周面的表面积S₂/P都比板状磁体的磁极所在的面的表面积S₁小。即、从磁体的磁极所在的面出来的磁力线会通过作为更窄区域的转子的外周部，故能使转子与定子的间隙部的平均磁通密度达到磁体的剩磁通密度以上。另外，通过以转子的磁极数、转子芯的最大外径及板状磁体的平均厚度的关系满足上述式(2)的方式适当选择各值，能更加提高转子的平均磁通密度。

转子芯可以是将多个电磁钢板或冷轧钢板层积而成的，并且在将电磁钢板或冷轧钢板的厚度记作T[mm]、相邻的板状磁体彼此的最短距离记作Wb[mm]，满足Wb≦5T···式(3)。若磁体彼此的最短距离较远，则存在轭芯中的磁短路导致有效磁束下降的倾向。因此，通过设计磁体彼此的最短距离Wb以满足式(3)，能抑制有效磁束(换言之为转子外周部的平均磁通密度)的下降。

磁体收容部可以在转子芯的径向的转子芯中心侧的端部形成有在收容板状磁体的状态下成为间隙的径向防干涉部。径向防干涉部可以被设置成从所收容的板状磁体的转子芯中心侧端面起向转子芯的中心延伸的方式。由此，向磁体收容部插入板状磁体时的操作性提高。另外，能抑制从各磁体出来的磁束在转子芯内短路(磁短路)的情况。另外，径向防干涉部是向转子芯的中心延伸的，故能使板状磁体彼此的最短距离更小。

磁体收容部可以在转子芯的径向的与转子芯中心侧相反一侧的端部、形成有在收容板状磁体后的状态下成为间隙的周向防干涉部。周向防干涉部可以被设置成从所收容的板状磁体的磁极表面起向转子芯向周向延伸。由此，向磁体收容部插入板状磁体时的操作性提高。另外，能抑制从各磁体出来的磁束在转子芯内短路(磁短路)。

转子的磁极数P可以是12极、14极、16极、18极、20极的任一者。由此，能更加提高平均磁通密度。

板状磁体的转子芯周向的厚度Lm可以是1mm～25mm的范围。

转子芯的最大外径Dr可以是35mm～200mm的范围。

本发明的另一方案是电机。该电机包括：配置有多个线圈的筒状的定子；被设在定子的中心部的上述转子；以及为定子的多个线圈供电的供电部。