[发明专利]无刷电动机转子及其制造方法

说明书

本发明有关高效、适于高速回转的无刷电动机及其制造方法，更确切地说有关其转子。

一般说，无刷电动机是在圆筒形转子的外周表面上设置由铁氧体等构成的永久磁铁。

例如，传统的无刷电动机1如后述图28所示，具有电动机壳体(定子)2，此电动机壳体2具有圆筒状的侧壁3，封闭此侧壁两端的前面板4和后面板5。在侧壁3内侧，将配置成圆筒形的多个激磁线圈6固定在其壁面上。在转子7的中心固定形成同心回转轴8。使回转轴8从转子7的两端伸出，用安装在电动机体2的后面板5的孔9内的轴承10使其一端回转自由地受到支承，用安装在电动机壳体2的前面板4的孔11内的轴承12使回转轴8的另一端回转自由地受到支承。在电动机体2的侧壁3内侧上设置着圆环形磁极传感器支承构件13，将多个磁极传感器14保持固定在该支承构件13上，以使其位于转子7的表面附近。

后述图26表示传统的转子7。将此转子7构成使回转轴8插入圆筒状的轭铁70内，使回转轴8和轭铁70形成一体。将构成外侧为N极，内侧为S极的一对圆弧形磁化永久磁铁71和构成外侧为S极、内侧为N极的一对圆弧状磁化永久磁铁72成交叉形贴附在轭铁70的外周表面上。

在此无刷电动机1中，用上述磁极传感器14检测转子7的磁极位置，用未图示的控制回路使电流在对应的激磁线圈6内流过，依靠电流和磁力线的相互作用使转子回转。用磁极传感器14再次检测回转的转子7的磁极位置用上述控制回路向不同的激磁线圈6内供给电流，再次回转驱动转子7。通过反复进行上述动作，使转子7连续回转，该回转力作为动力，通过回转轴8，被取出到电动机外部。

此外，无刷电动机1，由于贴附在转子7上的永久磁铁71、72的离心力变大，故如图30所示，设置由非磁性金属材料构成的复盖圆弧状断面的永久磁铁71、72的防护构件73，并用以防护构件73来防止因伴随高速回转产生的离心力而使永久磁铁71、72飞散。

然而，在使用铁氧体磁铁的无电刷电动机中，由于最大能量积为3.3MGOe、残留磁力线密度小仅为3.8KG，故为了产生电动机驱动所需充分的扭矩，需要提高磁路的磁导率，为此需要使用较多的磁铁，因而存在造成电动机大型化的不适当情况。

此外，在用于高速回转的涡旋型压缩机等场合，当因伴随高速回转的离心力所引起的应力比永久磁铁的材料强度、或磁铁向转子上的固定力还大时，有可能发生永久磁铁的破坏或永久磁铁飞散。

进而，在为了防止永久磁铁飞散而用防护构件复盖转子时，不仅转子的制造工序复杂，而且使转子和定子间的空隙增加了相当于实际的防护构件的厚度，其结果使磁阻增加，而磁密度减小，从而使效率降低。

此外，在轭铁上形成为放置磁场用永久磁铁的槽的结构具有使组装简化等制造上的优点，但仍存在难于将永久磁铁压入槽内、以及易造成永久磁铁破碎等问题。

因此本发明就是鉴于传统无刷电动机中存在的上述问题，其目的在于提供主要能容易将磁场用永久磁铁压入槽内、使组装制造简单容易的无刷电动机转子及其制造方法。

根据为解决上述问题的本发明的无刷电动机转子，由层叠多片硅钢片形成轭铁，沿此轭铁外周表面形成偶数至少为4的磁极，在所述磁极的每隔一磁极上，与所述转子回转轴的回转中心线对称地设置为安放磁场用永久磁铁的槽，使所述永久磁铁面对回转轴的一面具有相同的磁极性，在所述轭铁的形成所述槽的内表面上形成分别和压入这些槽内的所述永久磁铁相接合的多个突起部。

以下，通过参照附图对本发明实施例的说明，可对本发明特征、目的和效果有进一步的了解。

对附图的简单说明

图1为本发明采用永久磁铁转子的无刷电动机纵剖面图；

图2为转子的立体图；

图3为硅钢片主视图；

图4为示意表示在无刷电动机内部永久磁铁转子磁力线的图；

图5表示本发明第2实施例，为改变磁极宽度时永久磁铁转子的主视图；

图6为在磁极上具有狭缝的第3实施例转子的主视图；

图7为示意表示磁极上具有狭缝的第3实施例永久磁铁转子的无刷电动机内部磁力线的图；

图8表示本发明第4实施例，具有6磁极永久磁铁转子的主视图；

图9为放大表示本发明第5实施例的永久磁铁转子跨接部的剖面图；

图10为本发明第6实施例的硅钢片的俯视图；

图11为表示根据磁场分析，当有负荷扭矩作用时磁力线流向的图；

图12为本发明第7实施例的永久磁铁转子的立体分解图；

图13为图12所示转子组装后的剖面图；