CN102804561A

CN102804561A - 转子铁芯

Info

Publication number: CN102804561A
Application number: CN2010800281077A
Authority: CN
Inventors: 长井亮; 加藤刚
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: CN102804561B; JP2011010389A; KR20120039543A; JP5581013B2; EP2448094A4; EP2448094B1; US8922084B2; EP2448094A1; WO2010150592A1; US20120091846A1; KR101660074B1

Abstract

本发明提供一种防止转子铁芯的铁芯裂纹并提高了质量和可靠性的转子铁芯。提供一种转子铁芯(10、25)，具有相互层叠的大致圆筒形的多个铁芯块(12、13、26、27、28)以及多个磁铁(20)，其特征在于，沿轴向延伸的多个磁铁容纳孔(16、17)以横跨所述多个铁芯块(12、13、26、27、28)的方式设置在所述多个铁芯块(12、13、26、27、28)上，将所述多个磁铁(20)分别容纳到所述磁铁容纳孔(16、17)中，并以树脂固定，所述多个铁芯块(12、13、26、27、28)相互抵靠的铁芯块边界面(23、30、30a)的轴向位置，与所述多个磁铁(20)相互抵靠的磁铁边界面(22、31)的轴向位置不同。

Description

转子铁芯

技术领域

本发明涉及一种内部具有多个磁铁的转子铁芯。

背景技术

在专利文献1中，提出了将磁铁固定在沿着大致圆筒形状的转子铁芯(rotor core)的轴向所形成的磁铁容纳孔内的方法。如图4A、4B所示，该固定方法是，使多个电磁钢板(铁芯片)69相互层叠来形成转子铁芯60，将磁铁片62容纳到转子铁芯60的磁铁容纳孔61中，从形成于上模64上的树脂罐(pot)65将树脂63填充到磁铁容纳孔61中，使转子铁芯60与树脂成为一体的方法。此外，在此，图中的标记67表示用于挤压树脂63的推杆(plunger)，标记68表示下模。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-215301号公报

发明所需解决的问题

在上述专利文献1所记载的固定方法中，为了将已被加热熔融的树脂63填充到磁铁容纳孔61中，需要将转子铁芯60和磁铁片62加热到140～180℃左右。此时，例如铁芯片69的线膨胀系数小于环氧树脂等树脂63的线膨胀系数，因此，在将铁芯片69和树脂63冷却到常温的状态下，利用铁芯片69与树脂63间的热收缩量的差值，Z轴方向的压缩应力作用到树脂63上，其反作用力的拉伸应力作用到铁芯片69上。因此，在构成转子铁芯60的相互层叠的多个铁芯片69之间的紧固力较弱的情况下，有可能在各铁芯片69之间发生沿着Z轴方向分离的铁芯裂纹的现象。

进而，如图5A、5B所示，通过将所层叠的多个铁芯片69相互铆接连接而形成为一个铁芯块70、71，在使该多个铁芯块70、71相互层叠且使相互间的铁芯块70、71经焊接或螺纹卡止而连接成的转子铁芯60上，在采用了将磁铁62固定到所述的磁铁容纳孔61内的结构的情况下，利用铆接而连接成的铁芯块的连接强度比利用焊接或螺纹卡止而连接成的铁芯块的连接强度更高，在铁芯块70、71的边界面73容易发生铁芯裂纹的现象。

进而，近年来，如图5A、5B所示，为了提高电动机的磁力特性，采用将多个磁铁片62串联容纳于转子铁芯60的一个磁铁容纳孔61中的情况在增加。在磁铁片62与树脂63之间的关系方面，也与上述同样，钕磁铁等磁铁片62的线膨胀系数小于树脂63的线膨胀系数，因此，在使磁铁片62和树脂63冷却到常温的状态下，利用磁铁片62与树脂63间的热收缩量的差值，Z轴方向的压缩应力作用到树脂63上，其反作用力的拉伸应力作用到磁铁片62上。因此，有可能在相邻的磁铁片62的边界面72之间，在树脂63上容易发生龟裂，并从该龟裂开始发生铁芯裂纹。因此，在磁铁片62的边界面72与铁芯块70、71的边界面73两者的Z轴方向的位置(高度位置)一致的情况下，特别容易发生铁芯裂纹。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种防止转子铁芯发生铁芯裂纹并提高了质量和可靠性的转子铁芯。

用于解决问题的方法

为了达到上述目的，根据本发明提供以下的技术方案。

(1)一种转子铁芯，所述转子铁芯具有相互层叠的大致圆筒形的多个铁芯块以及多个磁铁，其特征在于，

沿轴向延伸的多个磁铁容纳孔以横跨所述多个铁芯块的方式设置在所述多个铁芯块中，

将多个所述磁铁分别容纳到所述磁铁容纳孔中，并以树脂固定，

所述多个铁芯块相互抵靠的铁芯块边界面的轴向位置与所述多个磁铁相互抵靠的磁铁边界面的轴向位置不同。

(2)根据(1)所述的转子铁芯，其特征在于，所述多个磁铁的长度一样，当所述磁铁的长度为b时，则所述铁芯块的轴向尺寸不是b的倍数。

(3)根据(1)或(2)所述的转子铁芯，其特征在于，至少一个所述铁芯块的轴向尺寸与其他所述铁芯块的轴向尺寸不同。

(4)根据(1)或(2)所述的转子铁芯，其特征在于，所述铁芯块边界面的轴向位置与所述磁铁边界面的轴向位置间隔1mm以上。

(5)根据(1)或(2)所述的转子铁芯，其特征在于，相互抵靠的所述铁芯块以向圆周方向旋转180度的状态层叠。

发明效果

本发明的转子铁芯是，以横跨多个铁芯块的方式设置有磁铁容纳孔，并且，铁芯块边界面的轴向位置与磁铁边界面的轴向位置不同，因此，一个磁铁片位于跨越铁芯块边界面的位置上。另外，横跨该铁芯块边界面的磁铁片还由树脂固定，因此，能够将相互抵靠的多个铁芯块强固地连接起来，能够防止铁芯裂纹的发生。因此，可提高转子铁芯的质量以及可靠性。进而，在所使用磁铁的长度相等的情况下，无需准备多种磁铁，提高了转子铁芯的组装生产率。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的转子铁芯的立体图。

图2是图1所示的转子铁芯的纵剖视图。

图3是本发明的第二实施方式的转子铁芯的纵剖视图。

图4A是现有例的转子铁芯的制造方法的说明图。

图4B是现有例的转子铁芯的制造方法的说明图。

图5A是参考例的转子铁芯的使用状态的说明图。

图5B是参考例的转子铁芯的使用状态的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

如图1、图2所示，本发明的第一实施方式的转子铁芯10由多个(在图示的例子中为两个)的大致圆筒形的铁芯块12、13相互层叠而构成。该铁芯块12、13分别通过将磁性铁板开料形成的多个铁芯片11相互铆接层叠来形成。

此外，将位于铁芯块12上部的铁芯块13相对于铁芯块12向圆周方向旋转180度进行层叠。由于作为通过轧制所形成的铁芯片11的材料的金属板的板厚存在偏差，因此，在使铁芯片11相互层叠来形成铁芯块12、13时，有时在圆周方向上的厚度(层叠方向尺寸)会存在偏差。因此，将多个铁芯块12、13以使其向圆周方向旋转的状态相互层叠，使转子铁芯10整体上的厚度变得均匀。

上下的铁芯块12、13也可以根据需要通过焊接或螺纹卡止方式来连接(在以下的实施方式中也同样)。

各铁芯块12、13形成为中央处具有轴孔14的大致圆筒形状。此外，圆筒形的铁芯块12、13的轴向是指图1、2的纸面上下方向。

在轴孔14的内周面上具有相互对置作为键来起作用的突条18、19。在将多个铁芯片11相互层叠时，例如能够容易使用该突条18、19对铁芯片11进行圆周方向的定位。另外，在铁芯块12、13相互层叠时，也能够容易使用突条18、19对铁芯块12、13进行圆周方向的定位。

轴孔14与铁芯块12、13的外周缘之间，设置有多对沿轴向延伸的磁铁容纳孔16、17(在图示例子中设为8对)。一对磁铁容纳孔16、17的截面形状分别形成为从径向内侧向径向外侧延伸的矩形截面，一对磁铁容纳孔16、17的径向内侧的间隔比径向外侧的间隔更狭窄。另外，一对磁铁容纳孔16、17沿径向形成为线对称。另外，如图2所示，磁铁容纳孔16、17以横跨铁芯块12、13的方式形成，在本实施方式中，形成为贯通铁芯块12、13。

将由截面为长方形的未磁化的永久磁铁构成的同一长度的多个磁铁片20串联地分别容纳于磁铁容纳孔16、17中。磁铁容纳孔16、17的截面积大于磁铁片20的截面积，使得能够具有间隙地收纳磁铁片20。另外，当将磁铁片20的长度设为b，且将进入一个磁铁容纳孔16、17中的磁铁片20的数量设为n时，则转子铁芯10的高度h满足h＝b×n+c(0＜c＜1.2mm)。此外，磁铁种类只要是永久磁铁即可，且能够适用磁力大的钕磁铁。

此外，在本实施方式中n＝2。此外，为了方便理解，在图1中，描绘出两铁芯块12、13分离开一定的距离，即在两者之间设置间隙g进行了描绘，但实际上g＝0。

另外，将铁芯块12的高度A设定为长于磁铁片20的长度，且将铁芯块13的高度B设定为短于磁铁片20的长度。通过使多个磁铁片20的长度相等，使铁芯块12与铁芯块13的高度A、B不同，从而使上下的磁铁片20相互抵靠的磁铁边界面22的位置，比上下的铁芯块12、13相互抵靠的铁芯块边界面23的位置在轴向上相差1mm以上。

此外，在该实施方式中，铁芯块12、13的高度A、B的关系为A＝B+K(例如，K＝1.2mm以上)。式中，K表示4块以上铁芯片11的板厚(例如，0.3mm)的厚度。如上所述，由于构成铁芯块12、13的铁芯片11的板厚存在偏差，因此铁芯块12、13在圆周方向上的厚度不同，或者磁铁片的高度尺寸存在偏差。因此，无论该铁芯块12、13的厚度或磁铁片尺寸的偏差如何，为了使铁芯块边界面23与磁铁边界面22的轴向位置确实不同，使各铁芯块12、13的高度不同，以使铁芯块边界面23的轴向位置与磁铁边界面22的轴向位置间隔1mm以上。

这样，使铁芯块12、13在旋转的状态下叠合起来，并将磁铁片20容纳到磁铁容纳孔16、17中，例如，将铁芯块12、13夹持于下模与上模之间，从设置于上模的树脂罐中利用推杆使已熔融的树脂流入磁铁容纳孔16、17内，进一步进行加热并使树脂固化，将多个磁铁片20固定于磁铁容纳孔16、17中。

接着，对图3所示的本发明的第二实施方式的转子铁芯25进行说明。该转子铁芯25是由三个铁芯块26、27、28以各自旋转120度的状态相互层叠而成的。另外，在设置为沿着三个铁芯块26、27、28贯通的磁铁容纳孔16、17，容纳有多个(在该实施方式中设为4个)磁铁片20，并以树脂固定。在本实施方式中，各铁芯块26、27、28的上下的抵靠位置、即铁芯块边界面30、30a的轴向位置，与上下相邻的磁铁片20相互抵靠的磁铁边界面31的轴向位置不同。

另外，该转子铁芯25由铁芯块26、铁芯块27和铁芯块28从下到上层叠而成。铁芯块26的高度A低于位于其上部的铁芯块27的高度B。另外，铁芯块27的高度B与位于其上部的铁芯块28的高度C一样(即A＜B＝C)。由此，使上下相邻的铁芯块26、27、28的铁芯块边界面30、30a的轴向位置，与各磁铁片20的磁铁边界面31的轴向位置不同。

在本实施方式中，仅使多个铁芯块26、27、28中铁芯块26的高度A与其他铁芯块27、28的高度不同，但是，通过分别改变所有铁芯块26、27、28的高度A、B、C，也能够使铁芯块26、27、28相互抵靠的铁芯块边界面30、30a，与磁铁20相互抵靠的磁铁边界面31的轴向位置不同。在该情况下，当将磁铁片20的长度设为b时，将各铁芯块26、27、28的高度A、B、C设定为不是b的倍数值。此外，在图3中，附图标记c表示磁铁片20的顶部与转子铁芯25的顶部之间的间隙(通常，c值大于0且小于1.2mm)。

在以上的第一、第二实施方式的转子铁芯10、25中，存在有一个横跨作为相邻的铁芯块12、13、26、27、28接缝的铁芯块边界面23、30、30a的位置的磁铁片20，因此，即使假定相邻的铁芯块12、13、26、27、28未通过焊接等而相互连接的情况，也能够利用以磁铁片20作为芯材的树脂将相邻的铁芯块12、13、26、27、28牢固地连接起来。因此，能够防止铁芯裂纹的发生，从而提高转子铁芯的质量和可靠性。

本发明并不局限于以上实施方式，在不改变本发明要旨的范围内，也能够变更铁芯的形状和尺寸等。

本申请基于2009年6月23日申请的日本专利申请(特愿2009-148920)，在此作为参照全部引用。

产业上的可利用性

根据本发明的转子铁芯，能够使相互抵靠的铁芯块牢固地相互连接起来，从而能够防止铁芯裂纹的发生，因此，提高了转子铁芯的质量和可靠性。进而，在所使用的磁铁的长度相等的情况下，不需要准备多种磁铁，提高了转子铁芯的组装生产率。

Claims

1.一种转子铁芯，具有相互层叠的大致圆筒形的多个铁芯块以及多个磁铁，其特征在于，

沿轴向延伸的多个磁铁容纳孔以跨越所述多个铁芯块的方式设置在所述多个铁芯块中，

所述多个磁铁分别容纳在所述磁铁容纳孔中，并以树脂固定，以及

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述多个磁铁的长度一样；当所述磁铁的长度为b时，所述铁芯块的轴向尺寸不是b的倍数。

3.根据权利要求1或2所述的转子铁芯，其特征在于，至少一个所述铁芯块的轴向尺寸与其他所述铁芯块的轴向尺寸不同。

4.根据权利要求1或2所述的转子铁芯，其特征在于，所述铁芯块边界面的轴向位置与所述磁铁边界面的轴向位置间隔1mm以上。

5.根据权利要求1或2所述的转子铁芯，其特征在于，相互抵靠的所述铁芯块以向圆周方向旋转180度的状态层叠。