电动机转子 【技术领域】
本发明涉及一种在转子铁心内嵌入永久磁铁的电动机转子。
背景技术
众所周知，近年来日本家庭用耗电量的增长非常显著。其中，空调机所占的比例不容忽视，其增长率超过了家庭用耗电量的增长。
因此，为了应对电力需要和地球环境问题，迫切需要对空调进行进一步的节能，目前正在逐步开发实现综合电费只需原来的大约一半的空调机。
其具体方法之一是改善构成制冷循环的压缩机。进一步来说，作为压缩机构部的驱动源，采用由数字控制来驱动的无刷直流电动机。
图6是根据上述要求而以往开发的无刷直流电动机的电动机转子地横截面形状。
其包括：将多片薄钢板a进行层叠而一体化后的转子铁心b；贯通该转子铁心并沿该转子铁心的外周互相邻接而设置的多个冲孔c；嵌入这些冲孔并与转子铁心b一体固定的永久磁铁d。
上述转子铁心b，其中心部设有轴孔e，该轴孔周部与永久磁铁d内周之间称为中心部铁心f，各永久磁铁d外周与转子铁心b周面之间称为磁极铁心h。冲孔c端部的端缘与转子铁心b周面之间称为桥部i。该桥部I连接中心部铁心f和磁极铁心h。
通过将上述永久磁铁d作成倒圆弧状，可使磁通顺畅地流动，这和以前形态的转子外面用不锈钢罐容器覆盖的结构相比，能减少高频磁通所产生的涡电流损失，实现了效率的改善。
图7所示，传统的其他形态的转子，其设置在转子铁心b1内的多个直线状的冲孔c1内嵌入有永久磁铁d1，中心部的轴孔e1周部与永久磁铁d1内周之间也一样称为中心部铁心f1，各永久磁铁d1外周与转子铁心b1周面之间称为磁极铁心h1。
这里，各冲孔c1的两端部连设有孔部的磁通屏障g，以防止磁通的短路。该磁通屏障g的端缘与转子铁心b1周面之间称为桥部i1。
但是，图6及图7所示结构的转子都存在以下问题。
即，上述桥部i、i1连接中心部铁心f、f1和磁极铁心h、h1，承接旋转时的磁极铁心及永久磁铁d、d1的离心力。因此，上述桥部i、i1必须确保最小限度的规定的宽度尺寸。
而另一方面，正如图8所示的图7的转子一部分的放大图那样，桥部i1通过有将相邻的磁极铁心h1之间短路的磁通。为了防止这样的磁通短路，希望桥部i1的宽度尺寸狭窄为好。
为此，桥部i1的宽度尺寸设定为能承受旋转时离心力的最小值。但是，即使如此也会存在一定的泄漏磁通，减少有效磁通，使电动机特性恶化。
另外，在电动机运转中，磁极铁心h1处除了离心力以外还受到电磁力的作用。该电磁力除了法线方向以外还存在作为驱动转矩的法线方向成分和欲使磁极铁心旋转的力矩，而且其大小随转子的旋转而变化。
因此，作用于桥部i1的力在磁极铁心h1的两侧不均等，并且是重复负荷，故容易导致断裂。桥部i1的宽度尺寸与仅考虑离心力的场合相比要做得较大，而另一方面，有效磁通进一步减少。
上述问题即使是具有图6所示的倒圆弧形永久磁铁d的转子也同样存在。尤其是图7、图8所示，在冲孔c1的两端部设有磁通屏障g的场合，桥部i1的周长增大、强度下降，故该宽度尺寸需进一步加大。
另外，不管是哪种结构，在永久磁铁d、d1使用稀土类磁铁的场合，与转子的大小相比，会产生很大的转矩，在桥部i、i1容易产生很大的力，必须加大桥部的宽度尺寸。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种电动机的转子，其将永久磁铁嵌入设在转子铁心的冲孔内，抑制随着构成冲孔端缘与转子铁心周面之间的桥部的宽度尺寸的增大而产生的泄漏磁通的增大，减少电动机特性的恶化。
本发明的电动机转子具有：将多片薄钢板层叠而一体化的转子铁心；贯通该转子铁心并沿该转子铁心的外周互相邻接而设置的多个冲孔；嵌入这些冲孔并与转子铁心固定的永久磁铁，在冲孔相互邻接的端部，冲孔端缘与转子铁心周面之间的宽度尺寸是，相对于相反旋转方向侧端部的宽度尺寸W1，其旋转方向侧端部的宽度尺寸W2设定得大(W1＜W2)。永久磁铁也可使用钕、铁、硼等稀土类磁铁。
采用本发明，对磁极铁心两侧的桥部，通过将作用更大力的旋转方向侧的宽度尺寸设定得比相反旋转方向侧的宽度尺寸大，从而可抑制桥部宽度尺寸增大所引起的泄漏磁通的增大，减小电动机特性的恶化。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施例的电动机转子的外观图。
图2是表示本发明第1实施例的转子横向剖视图。
图3是表示本发明第2实施例的转子横向剖视图。
图4是表示同一实施例的转子的局部放大图。
图5是说明同一实施例的作用于磁极铁心的电磁力的图。
图6是表示传统的转子横向剖视图。
图7是表示另一传统转子的横向剖视图。
图8是表示同一传统转子的局部放大图。
发明的最佳实施方式
以下利用附图对本发明的实施例作说明。
图1表示制造好的电动机转子。
上述转子是，将多片薄钢板1进行层叠，在其上下端面重叠端板2，由鉚钉3与薄钢板1一体固定。中心部设有上下端面贯通的、嵌入旋转轴用的轴孔4。
图2是转子的横向剖视图，具有：将薄钢板1层叠而一体化的转子铁心5；贯通该转子铁心并沿该转子铁心的外周互相邻接而设置的多个(4个)冲孔6；分别嵌入这些冲孔并与转子铁心一体固定的永久磁铁7。
在上述转子铁心5的中心部设有轴孔4，该轴孔周部与永久磁铁7内周之间称为中心部铁心8，各永久磁铁7外周与转子铁心5周面之间称为磁极铁心9。冲孔6端部的端缘与转子铁心5周面之间称为桥部10。该桥部10连接中心部铁心8和磁极铁心9。
与上述冲孔6一起，永久磁铁7形成倒圆弧形，由于制造上的缘故，冲孔6的两端部端缘与永久磁铁7的两端部端缘之间存在微小的间隙。
而且，转子朝箭头方向即逆时针方向旋转为前提，磁极铁心9的两侧桥部10a、10b中，旋转方向侧的桥部10a的宽度尺寸W2设定得比逆旋转方向侧的桥部10b的宽度尺寸W1大，形成(W1＜W2)。
图3表示其他实施例的转子。
这里，将薄钢板层叠而成的转子铁心51上，设有多个直线状的冲孔61、嵌入直线状永久磁铁71的结构没有变化，中心部的轴孔41周部与永久磁铁内周之间称为中心部铁心81，各永久磁铁外周与转子铁心周面之间称为磁极铁心91是相同的。
而且，在各冲孔61的两端部连设有称为磁通屏障20的孔部，以防止磁通的短路。该磁通屏障20的端缘与转子铁心91周面之间称为桥部100。
而且，如图4放大所示，转子朝箭头方向、即逆时针方向旋转为前提，磁极铁心91的两侧桥部100中，旋转方向侧的桥部100a的宽度尺寸W2设定得比逆旋转方向侧的桥部100b的宽度尺寸W1大，形成(W1＜W2)。
下面以由图3、图4说明的、具有直线状永久磁铁71的转子的结构为基础说明作用，但基本上与使用图2所说明的倒圆弧状永久磁铁7的转子完全相同。
如图5概要地所示，转子是以逆时针方向旋转为前提，磁极铁心91除了离心力外还受到电磁力。尤其是应力集中施加于桥部100，但旋转方向侧的桥部100a受到的力比逆旋转方向侧的桥部100b所受到的力更大。
而另一方面，通过桥部100的磁极铁心91之间的短路磁通，也通过逆旋转方向侧的宽度尺寸狭窄的桥部100b，故即使旋转方向侧的桥部100a的宽度尺寸大，短路磁通增加也不大。
因此，通过构成将旋转方向侧的桥部100a的宽度设定得比逆旋转方向侧的桥部100b大的电动机转子，从而不会使电动机特性大幅下降，可提高运行中尤其是桥部100a、100b的可靠性。
而且，在转子铁心51的嵌入永久磁铁71的冲孔61端部设有磁通屏障20的转子，该磁通屏障由于是设在转子铁心周部的比较大的孔部，故磁通屏障周围的强度会下降。
但是，在上述冲孔61的相互邻接的端部，对于冲孔与转子铁心51周面之间的宽度尺寸，通过将旋转方向侧端部的宽度尺寸W2设定得比逆旋转方向侧端部的宽度尺寸W1大(W1＜W2)，从而可保证强度，提高可靠性。
另外，如图2所示，在具有形成倒圆弧状的冲孔6及相同形状的永久磁铁7的转子中，通过设定相同的条件，可获得完全相同的效果。
而且，永久磁铁7、71使用钕、铁、硼等稀土类磁铁的转子，其转矩要相对于其大小大得多，但通过同样的设定条件，可防止桥部10、100的断裂，提高可靠性，抑制桥部宽度尺寸增大所引起的泄漏磁通的增大，得到电动机特性恶化少的转子。
采用以上说明的本发明，磁极铁心两侧的桥部，由于将作用较大力的旋转方向侧的宽度尺寸设定得比旋转方向侧的宽度尺寸大，因而可抑制桥部的宽度尺寸增大所引起的泄漏磁通的增大，具有减少电动机特性恶化的效果。
如上所述，本发明能抑制桥部的宽度尺寸增大所引起的泄漏磁通的增大，能减少电动机特性的恶化，在电动机转子的技术领域内是有效的。