CN101594014A - 电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动机，包括转子铁心，该转子铁心嵌合于转子轴的外侧而固定。转子铁心是将多个硅钢板沿着转子轴的轴向层积而一体化的层积体。磁铁插入孔形成于除了配置在转子轴的轴向的一侧端部的端部钢板以外的硅钢板上。端部钢板在与磁铁插入孔相当的位置上设有卡止部。永久磁铁插入到磁铁插入孔内，并通过永久磁铁的前端抵接到卡止部而定位。端部钢板是构成转子铁心的硅钢板的一部分，无需设置供永久磁铁定位的专用零部件。因此能在零部件少的简单的结构之下，将转子铁心的永久磁铁准确地定位而固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有将多个钢板层积而形成的转子铁心的电动机。
背景技术
电动机包括定子和转子。定子固定于圆筒形的盒子的内周面上。转子具有转子轴和转子铁心。转子轴可旋转自如地支撑在将定子固定的盒子的中心位置上。转子铁心对准定子的内侧位置而安装于转子轴上。转子铁心在其周向的多个部分内具有固定永久磁铁的磁极部。通过将电流流通给定子的绕组，转子以转子轴为中心旋转。
转子铁心是层积多个较薄的硅钢板而形成的层积体。硅钢板沿着转子轴的轴向层积。一般地，转子铁心的永久磁铁利用粘合剂固定于各磁极部的外侧上。因转子旋转时的离心力的作用，粘结于磁极部外周上的磁铁有时会脱落。
在图9所示的别的转子具有安装于转子轴31的转子铁心30。转子铁心30在其外周的附近具有磁铁插入孔32。磁铁插入孔32是沿着与转子轴31的轴心平行的方向贯穿转子铁心30全长的孔。通过将永久磁铁34插入到磁铁插入孔32后粘合，永久磁铁34固定于转子铁心30内。
在图10所示的别的转子具有安装于转子轴41的转子铁心40。转子铁心40在其外周附近具有磁铁插入孔42。磁铁插入孔42是沿着与转子轴41的轴心平行的方向贯穿转子铁心40全长的孔。永久磁铁44通过将该永久磁铁44插入到磁铁插入孔42后利用盖板45a、45b塞住所述磁铁插入孔42的两端的开口而安装于转子铁心40内。盖板45a、45b是与转子铁心40分开形成的圆板，并在转子铁心40的两侧嵌合于转子轴41。
在图11所示的别的转子具有安装于转子轴51的转子铁心50。转子铁心50在其外周的附近具有磁铁插入孔52。磁铁插入孔52是沿着与转子轴51的轴心平行的方向贯穿转子铁心50全长的孔。永久磁铁54插入到磁铁插入孔52内。利用盖板55塞住磁铁插入孔52的一端侧的开口后，永久磁铁54通过从另一端侧的开口将粘合剂灌入到磁铁插入孔52内而固定。
日本公开特许公报2007年第49803号所记载的电动机的转子具有转子铁心，该转子铁心是将层积多个薄的硅钢板的两个层积体沿着轴向排列而形成的。两个层积体具有沿着所述轴向贯穿外周附近的磁铁插入孔。两个层积体的磁铁插入孔设置为使周向位置相错位。永久磁铁的固定方法如下所述，在使两个层积体的磁铁插入孔的位置对准好的状态下，将永久磁铁插入到磁铁插入孔后，将两个层积体沿着周向反向地错位而固定。
在图9的转子中，在转子铁心30的永久磁铁34与磁铁插入孔32的粘结不完全时，永久磁铁34有时会在磁铁插入孔32的内部沿着轴向移动。移动的永久磁铁34从磁铁插入孔32的两侧的开口部向外部突出，从而存在永久磁铁34与周围的固定部分撞击而损坏的问题。
在图10的转子中，转子铁心40的永久磁铁44因抵接到盖板45a、45b而不会轴向移动，但是在与磁铁插入孔42之间的间隙的范围内会振动。图10的转子存在因永久磁铁44振动而在旋转中产生噪音的问题。图10的转子中，盖板45a、45b是与转子铁心40分开形成的零件，从而零件件数增加。图10的转子因零件件数增加而加工费和组装费也增加，存在成本增高的问题。
在图11的转子中，在转子铁心50的永久磁铁54与磁铁插入孔52的粘结不完全时，永久磁铁54有时会在磁铁插入孔52的内部移动到盖板55的反向侧。移动的永久磁铁54从磁铁插入孔52突出，从而存在永久磁铁54与周围的固定部分撞击而损坏的问题。
在图11的转子中，粘结永久磁铁54的粘合剂有时会在用盖板55塞住的磁铁插入孔52的前端积留。积留后的粘合剂妨碍永久磁铁54插入到磁铁插入孔52内，从而使永久磁铁54难以准确地定位。
图11的转子中，盖板55是与转子铁心50分开形成的零件，从而零件件数增加。图11的转子因零件件数增加而加工费和组装费也增加，存在成本增高的问题。
在日本公开特许公报2007年第49803号所记载的转子中，转子铁心的永久磁铁在被利用两个层积体的磁铁插入孔的相对的侧面夹持的状态下固定。永久磁铁的固定状态难以长期良好地维持。因为永久磁铁有时会在两个层积体的磁铁插入孔之间歪掉而松动。在磁铁插入孔和永久磁铁之间有间隙，因此存在磁路变小而磁气阻力变大的问题。两个层积体由粘结来固定，从而在生产转子工序中产生费事的问题。日本公开特许公报2007年第49803号所记载的转子具有如上所述的很多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在零件少的简单的结构下，能将转子铁心的永久磁铁可靠地固定的电动机。
技术方案1的电动机包括转子轴和转子铁心，该转子铁心嵌合于所述转子轴的外周上而固定，所述转子铁心是将多个钢板沿着所述转子轴的轴向层积而一体化的层积体，所述多个钢板分别具有一个轴孔和多个磁铁插入孔，在所述轴孔内插入所述转子轴，在所述磁铁插入孔内插入永久磁铁，在所述层积体的所述轴向的一端上有端部钢板，该端部钢板在与所述磁铁插入孔相当的位置上具有卡止部，该卡止部用于将插入到所述磁铁插入孔内的所述永久磁铁卡止。
转子铁心是使多个钢板层积一体化的层积体。端部钢板轴向地层积于层积体的一侧端部。除了端部钢板以外的钢板具有磁铁插入孔。端部钢板在与磁铁插入孔相当的位置上具有卡止部。永久磁铁通过在磁铁插入孔内插入该永久磁铁后，将永久磁铁的前端抵接到端部钢板的卡止部来轴向地定位而固定。
在技术方案2的电动机中，所述永久磁铁通过利用粘合剂粘结来固定于所述磁铁插入孔的内部。
永久磁铁利用粘合剂固定于磁铁插入孔的内部。粘合剂填埋磁铁插入孔和永久磁铁之间的间隙。永久磁铁不会在磁铁插入孔的内部振动，并在加速减速时不会产生声音。
在技术方案3的电动机中，所述卡止部具有小于所述磁铁插入孔的小孔。
设于卡止部的小孔将在磁铁插入孔内用于固定永久磁铁使用后的多余的粘合剂排出。粘合剂不会积留在端部钢板的卡止部形成的磁铁插入孔的底部。永久磁铁在其前端抵接到端部钢板的卡止部的状态下，能可靠地定位。
在技术方案4的电动机中，所述钢板具有设于一个面上的突起部和设于另一个面的与所述突起部对应的位置上的凹部，通过使一方的钢板的突起部嵌合于另一方的钢板的凹部来将相邻的钢板成为一体化而形成所述层积体。
相邻的钢板可通过分别设于所述钢板上的突起部和凹部的嵌合来安装成紧贴状态。
在技术方案5的电动机中，所述突起部和凹部设于所述磁铁插入孔和所述轴孔之间，以及设于所述磁铁插入孔和所述钢板的外周之间。
突起部和凹部设于磁铁插入孔的周围即磁铁插入孔和轴孔之间，以及设于磁铁插入孔和多个钢板的外周之间。因此，突起部和凹部使在磁铁插入孔的周围相邻的多个钢板紧贴固定，从而可防止磁铁插入孔的歪斜。
附图说明
图1是本发明的电动机的剖视图。
图2是本发明的电动机具有的转子的剖视图。
图3是本发明的电动机具有的转子的立体图。
图4是构成转子铁心的一端部的端部钢板的俯视图。
图5是构成转子铁心的中央部分的硅钢板的俯视图。
图6是构成转子铁心的另一端部的端部钢板的俯视图。
图7是硅钢板的安装状态的说明图。
图8是插入有永久磁铁的磁铁插入孔的端部周围的放大图。
图9是以往的电动机具有的转子的主要部分剖视图。
图10是以往的电动机具有的转子的主要部分剖视图。
图11是以往的电动机具有的转子的主要部分剖视图。
具体实施方式
下面参照表示较佳实施方式的附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的电动机1包括转子2和定子20。定子20设定于圆筒形的盒子3a的内部。定子20具有定子铁心21、定子绕组22和绕组保持体23、24。定子铁心21是嵌合于盒子3a的内周而固定的圆筒体。定子铁心21在其内周面的多个部分具有向内侧突出的磁极形成部21a。绕组保持体23、24以与定子铁心21的轴向的两侧相对的形态配置。绕组保持体23、24是具有绝缘性的合成树脂制的筒体。绕组保持体23、24在其内周面的多个部分分别具有与多个磁极形成部21a对应的卷挂部。定子绕组22在绕组保持体23、24的卷挂部折叠而卷绕于各个多个磁极形成部21a。
如图2所示，转子2具有转子轴3和转子铁心5。如图1所示，转子轴3可用两个轴承3b、3c旋转自如地支撑在盒子3a的中心位置上。转子铁心5通过嵌合于设在转子轴3中央的大径部3d来对准定子20的位置而固定。
定子20通过对定子绕组22流通电流来产生旋转磁场。转子2在定子20产生的旋转磁场的内部进行旋转。转子2的旋转速度与对定子绕组22流通的交流电流的周期对应。
转子轴3具有在与转子铁心5离开的位置上固定的风扇25。风扇25通过转子轴3的旋转来旋转，并产生冷却定子20和转子铁心5的冷却风。
如图1和图2所示，转子铁心5是层积多个薄的硅钢板而形成的层积体。
如图4至图6所示，构成转子铁心5的硅钢板5a、5b、5c分别具有贯穿其中心位置的圆形轴孔6。轴孔6是用于嵌合于转子轴3的大径部3d的孔。硅钢板5a、5b、5c具有四个磁极部9a、9a…。磁极部9a、9a…将各个之间用槽部9b、9b…分开而在轴孔6的周向上以相等的间隔配置。磁极部9a、9a…的前端成形为圆弧形。图4所示的硅钢板5a是配置于转子铁心5的左端部(图1和图2的左侧端部)的端部钢板。硅钢板5a具有分别贯穿四个磁极部9a、9a…的磁铁插入孔7、7…，以及圆形的小孔13、13…(相当于凹部)。磁铁插入孔7、7…是将隔着轴孔6相对的边作为长边，将与该长边垂直的方向作为短边的长方形的孔。小孔13、13…分别以贯穿的形态设置在磁铁插入孔7、7…的中央部附近而且磁铁插入孔7、7…和硅钢板5a的外周之间的位置，以及分别以贯穿的形态设置在磁铁插入孔7、7…的两端部附近并且磁铁插入孔7、7…和轴孔6之间的位置。
图6所示的硅钢板5b是配置在转子铁心5的右端部(图1和图2的右侧端部)的端部钢板。硅钢板5a具有剖面呈圆形的小突起11、11…(相当于突起部)。小突起11、11…分别设置在与硅钢板5a的小孔13、13…对应的位置。右端部的硅钢板5b不具有左端部的硅钢板5a设有的磁铁插入孔7、7…。硅钢板5b具有卡止部5ab、5ab…，该卡止部5ab、5ab…分别设置在与磁铁插入孔7、7…相当的位置(在图6用双点划线所示的位置)。卡止部5ab、5ab…用于卡止插入到磁铁插入孔7、7…的永久磁铁8。卡止部5ab、5ab…分别具有贯穿其中央部分的小孔10、10…。小孔10、10…是比磁铁插入孔7、7…小得多的圆形的孔。
图5所示的硅钢板5c多个重叠地配置在左端部的硅钢板5a和右端部的硅钢板5b之间。硅钢板5c、5c…具有分别贯穿四个磁极部9a、9a…的磁铁插入孔7、7…，以及具有圆形剖面的小突起11、11…(相当于突起部)。硅钢板5c的磁铁插入孔7、7…具有与硅钢板5a的磁铁插入孔7、7…相同的形状。硅钢板5c的磁铁插入孔7、7…分别设置于与硅钢板5a的磁铁插入孔7、7…对应的位置。小突起11、11…具有与硅钢板5b的小突起11、11…相同的形状，并设置于与硅钢板5a的小孔13、13…和硅钢板5b的小突起11、11…对应的位置。硅钢板5c在小突起11、11…的背面分别具有与小突起11、11…相同形状的凹部11a、11a…(参照图7)。
如图7所示，硅钢板5a和硅钢板5c可通过将硅钢板5c的小突起11嵌合于硅钢板5a的小孔13内来以紧贴状态组装。硅钢板5c、5c…可通过在一方的凹部11a内嵌合另一方的小突起11来以紧贴状态组装。硅钢板5c和硅钢板5b可通过将硅钢板5b的小突起11嵌合于硅钢板5c的凹部11a内来以紧贴状态组装。硅钢板5a、5b、5c可在磁铁插入孔7、7…不产生歪斜的状态下成为一体化。磁铁插入孔7、7…可扩大宽度，从而可提高电动机1的性能。
构成转子铁心5的硅钢板5a、5b、5c的层积体是以下述顺序形成的，将多个硅钢板5c对准硅钢板5a和硅钢板5b之间的位置而配置后，从外侧将左端部的硅钢板5a和右端部的硅钢板5b冲压成形。设置于硅钢板5a、5b、5c的轴孔6互相连续地贯穿层积体的中心部。设置于硅钢板5a、5c的磁铁插入孔7、7…互相连续地形成与轴孔6平行地延伸的磁铁插入孔7、7…。右端部的硅钢板5b在与磁铁插入孔7、7…相当的位置上具有卡止部5ab、5ab。因此，层积体的磁铁插入孔7、7…成为以硅钢板5b的卡止部5ab、5ab作为底的孔。
如图2和图3所示，转子铁心5在磁铁插入孔7、7…内分别插入永久磁铁8、8…后，由粘合剂来粘结而构成。永久磁铁8例如是铁氧体磁铁或钕磁铁(Neodymium Magnet)。永久磁铁8呈可插入到磁铁插入孔7内的长方体形状。插入到磁铁插入孔7内的永久磁铁8通过将其前端部8a抵接到硅钢板5b的卡止部5ab来定位(参照图8)。硅钢板5b在卡止部5ab具有小孔10。小孔10朝设置于硅钢板5a、5c的磁铁插入孔7的内部开口。小孔10将在永久磁铁8的粘结中使用后的多余的粘合剂向外部排出。粘合剂不会积留在磁铁插入孔7的底部。永久磁铁8将其前端部8a抵接到硅钢板5b的卡止部5ab的正确的位置，能可靠地定位。操作人员可使用充分的量的粘合剂来可靠地固定永久磁铁8。
如图2和图3所示，转子2通过将转子铁心5热装于转子轴3的大径部3d而构成。转子铁心5的热装通过以下顺序来实施，将该转子铁心5加温成高温(400℃至500℃)来扩大轴孔6的直径，将转子轴3的大径部3d嵌合于该轴孔6后，使转子铁心5回到常温。轴孔6因回到常温而变小，进而与大径部3d紧贴。从而转子铁心5可牢固地固定于转子轴3的大径部3d。转子铁心5可在无需设置定位用的零部件的情况下固定于转子轴3。
本发明的电动机1在转子铁心5的轴向的一侧端部包括具有卡止部5ab的硅钢板5b(端部钢板)。卡止部5ab形成为设置于其它硅钢板5a、5c、5c…的磁铁插入孔7的底部。插入到磁铁插入孔7内的永久磁铁8在将其前端抵接到设置于硅钢板5b的卡止部5ab的状态下，轴向定位而固定。硅钢板5b是构成转子铁心5的硅钢板的层积体的一部分。永久磁铁8可在无需设置专用零部件的情况下定位。
硅钢板5b具有在卡止部5ab形成的小孔10，小孔10将在供永久磁铁8固定使用后的多余的粘合剂向外部排出。永久磁铁8能可靠地抵接到磁铁插入孔7的底部，进而轴向定位。可使用充分的量的粘合剂来使永久磁铁8固定于磁铁插入孔7的内部。粘合剂填埋磁铁插入孔7和永久磁铁8之间的间隙。永久磁铁8不会在磁铁插入孔7的内部振动，并在加速减速时不会产生声音。
下面说明对上面说明过的实施方式进行了局部变更的变更方式。
1)磁铁插入孔7和永久磁铁8的数量并不局限于实施方式表示的四个。磁铁插入孔7和永久磁铁8的数量可根据电动机1的磁极部9a、9a…的数量来适当决定。
2)在实施方式的电动机1中，将具有卡止部5ab的仅一个硅钢板5b(端部钢板)配置在转子铁心5的右端部。但是端部钢板的数量并不局限于一个。端部钢板的数量可在形成层积体的硅钢板的数量的5％以下。例如，当形成层积体的硅钢板的数量是四十个时，四十个的5％是两个，因此端部钢板的数量是一个或两个均可。端部钢板也可配置于转子铁心5的左端部。
由上面的详细说明可知，本发明的电动机是在构成转子铁心的硅钢板之中，在配置于轴向的一侧端部的钢板上形成卡止部，从而作为磁铁插入孔的底板。永久磁铁可通过插入到磁铁插入孔内，并将永久磁铁的前端抵接到卡止部来轴向定位而固定。端部钢板是硅钢板的层积体的一部分。转子铁心的永久磁铁无需设置用于定位的专用零部件，从而能由零部件少的简单的结构来可靠地固定。
Claims (5)
1.一种电动机，包括转子轴和转子铁心，该转子铁心嵌合于所述转子轴的外周上而固定，所述转子铁心是将多个钢板沿着所述转子轴的轴向层积而一体化的层积体，所述多个钢板分别具有一个轴孔和多个磁铁插入孔，在所述轴孔内插入所述转子轴，在所述磁铁插入孔内插入永久磁铁，其特征在于：在所述层积体的所述轴向的一端上有端部钢板，该端部钢板在与所述磁铁插入孔相当的位置上具有卡止部，该卡止部用于将插入到所述磁铁插入孔内的所述永久磁铁卡止。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于：所述永久磁铁通过利用粘合剂粘结来固定于所述磁铁插入孔的内部。
3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于：所述卡止部具有小于所述磁铁插入孔的小孔。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动机，其特征在于：所述钢板具有设于一个面上的突起部和设于另一个面的与所述突起部对应的位置上的凹部，通过使一方的钢板的突起部嵌合于另一方的钢板的凹部来将相邻的钢板成为一体化而形成所述层积体。
5.如权利要求4所述的电动机，其特征在于：所述突起部和凹部设于所述磁铁插入孔和所述轴孔之间，以及设于所述磁铁插入孔和所述钢板的外周之间。
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| JP2009240109A (ja) | 2009-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20091202 |