CN101577450B

CN101577450B - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN101577450B
Application number: CN 200910003667
Authority: CN
Inventors: 篠田芳郎; 垣内健男; 川濑弘明; 山田丰信
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: JP5231082B2; CN101577450A; JP2009273308A

Abstract

本发明的旋转电机的转子具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，其特征在于：上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，上述块沿周向相互错开地依次层叠着，上述块，以θ作为台阶状扭斜角，在周向相互错开360/(n×2)-θ度地依次层叠，上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，上述组在周向相互错开180度地依次层叠，在上述铁心件上设有键槽，在作为基准的键槽上设有圆弧孔。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及旋转电机的转子。

背景技术

旋转电机的转子一般具有层叠了铁心件的转子铁心。转子铁心的铁心件例如通过冲压等对带状的电磁钢板进行冲裁而形成。然而，电磁钢板通过轧制而制造，所以板厚可能产生偏差。当在电磁钢板的板厚存在偏差时，形成的铁心件的板厚也产生偏差。结果，在转子铁心的尺寸、重量产生偏差。因此，在JP-U-Y-S51-1441中提出了沿轴向将转子铁心分成两部分、相互在周向错开180(deg)进行层叠的转子铁心等。

然而，在带状的电磁钢板的场合，可能在宽度方向和长度方向都产生板厚的偏差。在该场合，即使如JP-U-Y-S51-1441公开的那样转动180(deg)进行层叠，也可能在周向上的转子铁心的厚度尺寸产生偏差。结果，存在转子铁心的重量平衡破坏、在旋转中产生噪声、振动等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少旋转中的噪声、振动等的旋转电机的转子。

本发明的旋转电机的转子具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，上述块沿周向相互错开地依次层叠着，上述块在周向相互错开360/n度地依次层叠，其特征在于：上述块分割成层叠片数相等的二个组，上述组在周向相互错开180度地依次层叠，在上述铁心件上设有键槽，在作为基准的键槽上设有圆弧孔。

按照本发明的旋转电机的转子，转子铁心的层叠方向即轴向的尺寸均匀。为此，转子铁心的轴向的重量平衡变得均匀，同时，重量平衡在周向上也均匀。因此，可减少旋转中的振动和噪声等。

本发明的旋转电机的转子具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，上述块沿周向相互错开地依次层叠着，上述块，以θ作为台阶状扭斜角，在周向相互错开360/(n×2)-θ度地依次层叠，上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，上述组在周向相互错开180度地依次层叠，在上述铁心件上设有键槽，在作为基准的键槽上设有圆弧孔。

本发明的旋转电机的转子具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，上述块沿周向相互错开地依次层叠着，上述块，以θ作为台阶状扭斜角，在周向相互错开360/(n×2)-2×θ度地依次层叠，上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，上述组在周向相互错开180-θ度地依次层叠，在上述铁心件上设有键槽，在作为基准的键槽上设有圆弧孔。

本发明的旋转电机的转子具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，上述块沿周向相互错开地依次层叠着，上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，上述组，以θ作为台阶状扭斜角，在周向相互错开180-θ度地依次层叠。

附图说明

图1为示出本发明第1实施形式的转子铁心的概略的剖面图。

图2为示出各组与旋转轴的位置关系的剖视图。

图3为示出转子铁心的概略的示意图。

图4为示出本发明第2实施形式的转子铁心的概略的剖视图。

图5为示出各组与旋转轴的位置关系的剖视图。

图6为示出转子铁心的概略的示意图。

图7为示出本发明第3实施形式的转子铁心的概略的剖视图。

图8为示出各组与旋转轴的位置关系的剖视图。

图9为示出转子铁心的概略的示意图。

图10为示出本发明第4实施形式的转子铁心的概略的剖视图。

图11为示出各组与旋转轴的位置关系的剖视图。

图12为示出转子铁心的概略的示意图。

图13为示出适用了本发明的鼠笼式转子的转子铁心的概略的剖视图。

图14为示出本发明的铁心件的层叠顺序的概略图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的多个实施形式的旋转电机的转子。在多个实施形式中，对实质上相同的构成部位采用相同的符号，省略说明。

(第1实施形式)

下面根据图1～图3说明本发明的第1实施形式的旋转电机的转子。旋转电机的转子1如图1所示那样具有转子铁心2、旋转轴3、及键4(都参照图2)。转子铁心2通过在板厚方向层叠多个铁心件5而形成。转子铁心2在外周部按相等间隔沿全周具有多个磁性体槽6。在各磁性体槽6插入作为磁极的平板状的永久磁铁61。永久磁铁61由粘接材料、填充材料等固定于转子铁心2。在本实施形式中，磁性体槽6设置了12个，作为磁极的永久磁铁61插入了12个。

在转子铁心2形成轴孔7和键槽81、82、83、84、85及86。轴孔7设于转子铁心2的内周侧。键槽81、82、83、84、85及86在转子铁心2的内周侧设于周向。旋转轴3插入到转子铁心2的轴孔7，在铁心件5的层叠方向即轴向贯通转子铁心2。旋转轴3在外周侧形成一个键槽9。旋转轴3如后述那样按键槽9与设于转子铁心2的键槽81、82、83、84、85及86相向的状态插入到转子铁心2的轴孔7。在由旋转轴3的键槽9和转子铁心2的键槽81、82、83、84、85及86形成的空间，压入键4。这样，旋转轴3被固定于转子铁心2。

转子铁心2如图3所示那样被分割成层叠片数大致相等的n个例如3个块10、20及30。块10、20及30分别在周向相互错开大致120(deg)即大致360/n＝360/3(deg)依次层叠。各块10、20及30分别进一步被分割成层叠片数大致相等的二个组。即，块10具有组11和组12，块20具有组21和组22，块30具有组31和组32。另外，组11和12、21和22、31和32分别相互在转子铁心2的周向大致错开180(deg)层叠。为此，在转子铁心2上，如图1所示那样分别大致按120(deg)间隔设置键槽81、82及83。另外，在转子铁心2上还设有键槽84、85及86。即，在转子铁心2的内周侧按大致60(deg)即大致360/(n×2)＝360(3×2)(deg)间隔设置键槽81、82、83、84、85及86。在该场合，在键槽81、82、83、84、85及86中的成为基准的键槽81可与其它键槽82、83、84、85及86进行区别地形成圆弧孔81a。

转子铁心2通过使块10、20及30错开大致360/n(deg)，再在周向使组11和12、21和22、31和32相互错开大致180(deg)，依次层叠而形成。具体地说，如图2(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及(F)所示那样，在转子铁心2中，在组11中键槽81与旋转轴3的键槽9相向，在组12中键槽84与旋转轴3的键槽9相向，在组21中键槽82与旋转轴3的键槽9相向，在组22中键槽85与旋转轴3的键槽9相向，在组31中键槽83与旋转轴3的键槽9相向，在组32中键槽86与旋转轴3的键槽9相向，按这样的状态进行层叠。然后，在键槽9与相向的键槽81、82、83、84、85及86间压入键4。

在以上说明的第1实施形式中，可获得以下那样的效果。

在第1实施形式中，块10、20及30在转子铁心2的周向相互错开地依次层叠。这样，即使在层叠的铁心件5的板厚存在偏差的场合，转子铁心2的轴向和周向的尺寸都变得均匀。因此，转子铁心的重量平衡变得均匀，可减少旋转中的噪声、振动等。

在第1实施形式中，块10、20及30相应于大致360/3(deg)即块的分割数n在周向相互错开，依次层叠。因此，可容易地使转子铁心2的周向的重量平衡变得均匀。

在第1实施形式中，组11和12、组21和22、及组31和32在周向上相互错开大致180(deg)层叠。因此，可容易地使块10、20及30的重量平衡变得均匀。另外，可更细致地调节轴向的重量平衡。

(第2实施形式)

下面，根据图4～图6说明本发明的第2实施形式的旋转电机的转子。在第2实施形式中，与第1实施形式的旋转电机的转子1的不同之处在于，在分割的转子铁心的块间形成台阶状的扭斜。

转子101的转子铁心102如图6所示那样被分割成n个例如三个块110、120及130。块110、120及130分别被进一步分割成二个组111和112、组121和122、及组131和132。如图4和图5所示那样，块110、120及130的键槽181、182及183相互错开大致60-θ(deg)即大致360/(n×2)-θ＝360/(3×2)-θ(deg)地设置(n＝3的场合)。在这里，θ为台阶状的扭斜角。

另外，组111和112、组121和122、及组131和132与第1实施形式同样地在周向相互错开大致180(deg)地进行层叠。为此，在构成转子铁心102的铁心件105还在从键槽181、182及183分别朝周向错开180(deg)的位置设置键槽184、185及186。在该场合，在键槽181、182、183、184、185及186中的成为基准的键槽181，可与其它键槽182、183、184、185及186区别地形成圆弧孔181a。

转子铁心102使块110、120、及130相互错开大致60-θ(deg)，再使组111和112、组121和122、组131和132在周向相互错开大致180(deg)地依次层叠而形成。具体地说，如图5(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及(F)所示那样，在转子铁心102中，在组111中键槽181与旋转轴3的键槽9相向，在组112中键槽184与旋转轴3的键槽9相向，在组121中键槽182与旋转轴3的键槽9相向，在组122中键槽185与旋转轴3的键槽9相向，在组131中键槽183与旋转轴3的键槽9相向，在组132中键槽186与旋转轴3的键槽9相向，按这样的状态进行层叠。然后，在键槽9与面对键槽9的键槽181、182、183、184、185及186问压入键4。

相互错开大致60-θ(deg)地设置键槽181、182及183，从而在转子铁心102如图6所示那样在块110与120及块120与130间形成磁极中心位置偏移，即台阶状的扭斜。在图6中，为了简化说明，用斜线表示在周向配置了多个的永久磁铁61中的一个的位置关系。

因此，在第2实施形式中，可获得与第1实施形式同样的效果。特别是在第2实施形式中，键槽181、182及183相互错开60-θ(deg)地依次层叠，从而在块110与120及块120与130间使磁极形成台阶状扭斜。因此，可提高起动时、运行中的转子的特性。

(第3实施形式)

下面，根据图7～图9说明本发明的第3实施形式的旋转电机的转子。在第3实施形式中，与第2实施形式的旋转电机的转子101的不同之处在于，在分割的转子铁心的组间使磁极形成台阶状的扭斜。

转子201的转子铁心202如图9所示那样被分割成n个例如三个块210、220及230。块210、220及230分别被进一步分割成二个组211和212、组221和222、及组231和232。如图7所示那样，设于转子铁心202的键槽281、282及283在周向相互错开大致60-2×θ(deg)即大致360/(n×2)-2×θ＝360/(3×2)-2×θ(deg)地设置。在这里，θ为台阶状的扭斜角。

另外，组211和212、组221和222、及组231和232分别在周向错开大致180-θ(deg)地进行层叠。为此，在构成转子铁心202的铁心件205从键槽281错开180-θ(deg)地形成键槽284，同样，从键槽282错开180-θ(deg)地形成键槽285，相对于键槽283错开180-θ(deg)地形成键槽286。在该场合，在键槽281、282、283、284、285及286中的成为基准的键槽281，可与其它键槽282、283、284、285及286区别地形成圆弧孔281a。

转子铁心202使块210、220、及230在周向相互错开大致60-2×θ(deg)，再使组211和212、组221和222、组231和232在周向相互错开大致180-θ(deg)地依次层叠而形成。具体地说，如图8(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及(F)所示那样，在转子铁心202中，在组211中键槽281与旋转轴3的键槽9相向，在组212中键槽284与旋转轴3的键槽9相向，在组221中键槽282与旋转轴3的键槽9相向，在组222中键槽285与旋转轴3的键槽9相向，在组231中键槽283与旋转轴3的键槽9相向，在组232中键槽286与旋转轴3的键槽9相向，按这样的状态进行层叠。然后，在键槽9与面对键槽9的键槽281、282、283、284、285及286间压入键4。

在周向相互错开大致60-2×θ(deg)地设置键槽281、282及283，分别从键槽281、282及283在周向相互错开大致180-θ(deg)地设置键槽284、285及286，从而在转子201如图9所示那样在组211与212、组221与222、组231与232间使磁极产生台阶状扭斜。在图9中，为了简化说明，用斜线表示在周向配置了多个的永久磁铁61中的一个的位置关系。

因此，在第3实施形式中，可获得与第1实施形式同样的效果。特别是在第3实施形式中，在块210内的组211与212、块220内的组221与222、及块230内的组231与232间使磁极形成台阶状扭斜。这样，形成于转子201的台阶状的扭斜在周向被分割得较细。因此，可提高起动时、运行中的转子的特性。

(第4实施形式)

下面，根据图10～图12说明本发明的第4实施形式的旋转电机的转子。在第4实施形式中，与上述各实施形式不同之处在于根据磁极的数量求出对分割的块进行层叠的基准位置。

转子301的转子铁心302如图12所示那样被分割成n个例如三个块310、320及330。块310、320及330分别被进一步分割成二个组311和312、组321和322、及组331和332。然而，转子铁心302如图10所示那样在周向具有16个磁性体槽6和永久磁铁61。为此，作为磁极的永久磁铁61的数量不能按块的分割数n＝3除尽，所以，当根据块的分割数n配置键槽时，在块310与320及块320与330间磁极的台阶状扭斜产生偏差。因此，在第4实施形式中，不是以块的分割数n，而是以永久磁铁61的数量即磁极的数量为基准决定键槽的位置关系。

设于转子铁心302的磁极的数量为16个。即，各永久磁铁61按360/16＝22.5(deg)间隔设置。为此，在构成转子铁心302的铁心件305中，键槽382和383以键槽381为基准，将22.5(deg)设为基本单位。在本实施形式中，键槽382从键槽381错开大致90-2×θ(deg)＝22.5×4-2×θ(deg)地设置。另外，键槽383从键槽382进一步错开大致45-2×θ(deg)＝22.5×2-2×θ(deg)地设置。在这里，θ为台阶状扭斜角。另外，键槽384、385及386分别从键槽381、382及383按大致180-θ(deg)的间隔设置。在该场合，在键槽381、382、383、384、385及386中的成为基准的键槽381，可与其它键槽382、383、384、385及386区别地形成圆弧孔381a。

转子铁心302使块310与320错开大致90-2×θ(deg)，使块320与330错开大致45-2×θ(deg)，再使组311和312、组321和322、组331和332在周向相互错开大致180-θ(deg)地依次层叠而形成。具体地说，如图11(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及(F)所示那样，在转子铁心302中，在组311中键槽381与旋转轴3的键槽9相向，在组312中键槽384与旋转轴3的键槽9相向，在组321中键槽382与旋转轴3的键槽9相向，在组322中键槽385与旋转轴3的键槽9相向，在组331中键槽383与旋转轴3的键槽9相向，在组332中键槽386与旋转轴3的键槽9相向，按这样的状态进行层叠。然后，在键槽9与面对键槽9的键槽381、382、383、384、385及386间压入键4。

这样，对于键槽381、382及383，根据永久磁铁61的数量决定成为配置基准的角度，对于键槽384、385及386，分别从键槽381、382及383在周向错开大致180-θ(deg)，通过这样地层叠，在转子301如图12所示那样在组311、312、321、322、331、及332间均匀地形成台阶状扭斜。在图12中，为了简化说明，用斜线表示在周向配置了多个的永久磁铁61中的一个的位置关系。

因此，在第4实施形式中，可获得与第1实施形式同样的效果。特别是在第4实施形式中，根据磁性体槽6的数量设定键槽381、382、383、384、385及386的位置关系，从而在转子铁心302的轴向均匀地形成台阶状扭斜。因此，即使在磁极的数量不能被块的分割数n除尽的转子的场合，也可提高起动时、运行中的转子的特性。

(其它实施形式)

在第1～第4实施形式中，以例说明使用了永久磁铁的转子。然而，本发明还也适用于所谓的鼠笼式转子。如图13所示那样，适用了本发明的鼠笼式转子401的转子铁心402通过层叠多个铁心件405而形成。鼠笼式转子401与第1实施形式同样地分割成n个例如三个块。各块被进一步分割成二个组。

在构成转子铁心402的铁心件405按大致60(deg)即大致360(n×2)＝360/(3×2)(deg)间隔设置与旋转轴3的键槽9(都参照图2)相向的键槽481、482、483、484、485及486。转子铁心402使旋转轴3的键槽9与键槽481、键槽9与键槽484、键槽9与键槽482、键槽9与键槽485、键槽9与键槽483、及键槽9与键槽486相向地依次层叠各组。

转子铁心件402还在周向具有多个导体槽406。导体槽406沿轴向贯通转子铁心402。在导体槽406例如由铝压铸收容导体。此时，使收容于导体槽406的导体短路的端环形成于转子铁心402的轴向的两端。转子铁心402、旋转轴3及端环一体地固定。端环也可与散热片等一体形成。

这样，将转子铁心402分割成n个块，例如分割成三个块，将各个块进一步分割成二个组，使各组相互朝周向错开地层叠，从而使得转子铁心402的轴向和周向的重量平衡变得均匀。因此，即使在鼠笼式转子的场合，也可获得与第1实施形式同样的效果。

而且，在以上说明的各实施形式中，各块分割成相互错开大致180(deg)或大致180-θ(deg)进行层叠的二个组。在这里，各块的铁心件的层叠方法可如图14(A)所示那样集中成同一组，也可如图14(B)所示那样分散，或如图14(C)所示那样每片交替地层叠。

本发明不限于上述各实施例和其变型例，在不脱离其要旨的范围可进行各种变更地实施。

Claims

1.一种旋转电机的转子，

具有在板厚方向层叠多个铁心件形成的转子铁心，其特征在于：

上述转子铁心被分割成层叠片数相等的n个块，n为3以上的整数，

上述块沿周向相互错开地依次层叠着，

上述块，以θ作为台阶状扭斜角，在周向依次错开360/(n×2)-θ度地依次层叠，

上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，

上述组在周向依次错开180度地依次层叠，

在上述铁心件上设有键槽，

在作为基准的键槽上设有圆弧孔。

2.一种旋转电机的转子，

上述块沿周向相互错开地依次层叠着，

上述块，以θ作为台阶状扭斜角，在周向依次错开360/(n×2)-2×θ度地依次层叠，

上述块进一步分割成层叠片数相等的二个组，

上述组在周向依次错开180-θ度地依次层叠，

在上述铁心件上设有键槽，

在作为基准的键槽上设有圆弧孔。