[发明专利]磁铁埋入式同步电动机的转子以及磁铁埋入式同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及能够高速旋转的磁铁埋入式同步电动机的转子以及磁铁埋入式同步电动机。

背景技术

以往，已知有在大致圆筒状的转子铁芯上沿周向设置多个磁铁收纳孔，在各磁铁收纳孔上分别埋入永久磁铁而构成转子的磁铁埋入式同步电动机。例如在专利第3533209号公报（JP3533209B）记载的电动机中，由相互对置的直线状的外壁以及内壁、从外壁的端部沿周向延伸的端部壁、以及连接端部壁和内壁的通路壁形成磁铁收纳孔。并且，在外壁和内壁之间埋入磁铁，在磁铁的周向两侧（端部壁的内径侧）形成间隙。而且，在端部壁的径向外侧的转子铁芯的外周面上与端部壁平行地设有凹部，在端部壁和凹部之间形成有径向的厚度固定的桥部。

JP3533209B记载的转子在空隙的径向外侧具有厚度固定的薄的桥部，转子铁芯的剖面形状在端部壁的周向两端部急剧变化。因此，应力集中在转子铁芯的端部壁的两端部上，在使转子旋转时，有可能薄的桥部因离心力而切断。发明内容

本发明的一个方案是磁铁埋入式同步电动机的转子，具备以轴线为中心旋转的转子铁芯、在转子铁芯上在周向多处开口且相对于轴线平行地延伸的多个槽孔、以及多个永久磁铁，分别收纳于多个槽孔且以磁极在径向上互为不同的的方式收纳于周向上相邻的多个槽孔。该转子铁芯的槽孔具有：收纳部，形成于沿周向延伸的第一外径面和与该第一外径面相比在径向内侧与第一外径面对置地沿周向延伸的第一内径面之间且收纳永久磁铁；以及开口部，由从第一外径面沿周向延伸的第二外径面、从第一内径面沿周向延伸的第二内径面、以及连接第二外径面和第二内径面的连接面形成且在收纳部的周向两侧开口。并且，第二外径面以到转子铁芯的外周面的径向的距离从第二外径面的周向两端部到周向中间部逐渐变小的方式形成为曲面状。

而且，根据本发明的一方案的磁铁埋入式同步电动机具有上述转子和配置于转子的周围的定子。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关的以下的实施方式的说明而会更加明确。在该附图中，

图1是表示本发明的实施方式的磁铁埋入式同步电动机的概略结构的剖视图。

图2是放大表示图1的转子的主要部分结构的图。

图3是表示图2的比较例的图。

图4是表示图2的比较例的图。

图5是说明图2的开口部的周向以及径向的长度的设定的图。

图6是表示图1的变形例的图。

图7是表示图6的比较例的图。

图8是表示图2的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照图1～图8，对本发明的实施方式的磁铁埋入式同步电动机进行说明。图1是表示本发明的实施方式的磁铁埋入式同步电动机的概略结构的剖视图。图1所示的电动机100具有以轴线L0为中心旋转的大致圆筒状的转子1、以包围转子1的全周的方式配置在转子1的周围的大致圆筒状的定子2（省略周向一部分的图示）。定子2具有将电磁钢板在轴向层叠而成的定子铁芯3。在定子铁芯3的内周面上朝向径向外侧地形成有周向的多个长方形槽3a，在长方形槽3a上配置有线圈4。

转子1具有：将电磁钢板在轴向层叠而成且在全周上具有圆筒状的内周面10a和外周面10b的转子铁芯10；在转子铁芯10上在周向多处被开口，相对于轴线L0平行地延伸的多个槽孔20；被装填（埋入）到各槽孔20的多个永久磁铁30。磁铁30以在径向上位有互为不同的磁极的方式收纳于周向上相邻的槽孔20。因此，N极和S极沿着转子铁芯10的外周面10b交替地形成，图中，极数为12极。转子1通过在线圈4上流动三相交流而产生旋转磁场，从而与旋转磁场同步地旋转。

本实施方式的电动机100例如作为内装电动机插入机床的主轴。即，在主轴的外周面上通过热装等固定转子铁芯10的内周面10a。一般来说，对于机床的主轴而言，为了确保充分的加工精度，要求高的刚性。为了提高主轴的刚性，需要将主轴大径化，加大截面二次矩。因此，转子1具有与主轴的直径对应的比较大的内径。另一方面，对转子1要求使主轴高速旋转的功能，为此需要抑制通过离心力作用的转子1的最大应力。