CN103051087B - 旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机的转子，具有：作为转轴的轴；层叠铁心，该层叠铁心被压入固定于轴，并埋设有永磁体；具有磁性的第一构件，该第一构件被压入，以对层叠铁心的端部进行保持；以及非磁性的第二构件，该第二构件配置在层叠铁心的端部与第一构件之间，并对永磁体的轴向端部进行保持，所述旋转电机的转子具有存在于第一构件与第二构件之间的第一间隙和/或存在于第二构件与所述层叠铁心之间的第二间隙。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的转子。

背景技术

以往，作为永磁体埋入型转子，为了降低从埋设于层叠铁心的磁体朝端板的漏磁通，提出一种将非磁性的构件与具有磁性的构件嵌合以用非磁性的构件来对磁体的端部进行保持的结构(例如专利文献1及2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-4630号公报

专利文献2：日本专利特许第4667640号公报

在专利文献1记载的转子中，为了固定环状板(非磁性材料)，用端板(磁性材料)将环状板按压至层叠铁心。存在如下技术问题：在环状板中使用树脂或铝等柔软的非磁性材料时，会因端板的按压而使环状板发生变形。

此外，在专利文献2记载的转子中，将由非磁性材料构成的构件与由磁性材料构成的构件在周向上交替配置，并通过铆接将彼此固定。

当这样将非磁性构件与磁性构件紧贴地固定在全周上时，由于非磁性构件与磁性构件在热膨胀系数上有很大不同，因此，一旦在电动机运转时因铁损等而使转子的温度上升，则会在各个构件间产生过大的过盈量。

因此，存在如下技术问题：在第一构件中使用树脂或铝等柔软的非磁性材料时，第一构件会发生变形。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种具有不会因热膨胀而变形的层叠铁心端部保持构件的旋转电机的转子。

本发明的旋转电机的转子具有：作为转轴的轴；层叠铁心，该层叠铁心压入固定于轴，并埋设有永磁体；具有磁性的第一构件，该第一构件被压入轴，以对层叠铁心进行保持；以及非磁性的第二构件，该第二构件配置在层叠铁心端部与第一构件之间，并对永磁体的轴向端部进行保持，具有存在于第一构件与第二构件之间的第一间隙和/或存在于第二构件与层叠铁心之间的第二间隙。

由于本发明的旋转电机的转子具有存在于对层叠铁心进行保持的第一构件与对永磁体进行保持的第二构件之间的第一间隙和/或存在于第二构件与层叠铁心之间的第二间隙，因此，能降低从永磁体朝第二构件的漏磁通，从而能缓和输出的降低及铁损。

附图说明

图1是本发明实施方式1的旋转电机的转子的分解立体图。

图2是本发明实施方式1的旋转电机的转子的剖视图。

图3是本发明实施方式1的旋转电机的转子的主要部分放大剖视图。

图4是本发明实施方式2的旋转电机的转子的主要部分放大剖视图。

图5是本发明实施方式3的旋转电机的转子的剖视图。

图6是本发明实施方式3的旋转电机的转子的主要部分放大剖视图。

图7是本发明实施方式4的旋转电机的转子的分解立体图。

图8是本发明实施方式4的旋转电机的转子的剖视示意图。

图9是本发明实施方式4的旋转电机的转子的主要部分放大剖视图。

具体实施方式

实施方式1

以下，使用附图对本发明的旋转电机的转子进行说明。

图1是旋转电机的转子100的分解立体图。

图2是沿轴向剖切转子100后的剖视图。

图3(a)、图3(b)分别是将图2的圆圈A、圆圈B的部分放大后的图。

如图所示，将埋设有永磁体21的层叠铁心2压入固定至作为转轴的轴1，并从轴1的两端安装作为非磁性构件的第二构件3和作为磁性构件的第一构件4，从而构成转子100。

第二构件3是由一块非磁性的板成型而成的圆盘状的构件，并在第一构件4一侧具有呈凸缘状突出的第一凸部31。

此外，将实施了去毛刺加工后的圆筒状的突起33压入在层叠铁心2的端部开口的孔22中，从而将第二构件3固定。该第二构件3将永磁体21的端部保持成不会偏离层叠铁心2的端部。

第一构件4是由磁性体构成的圆盘状的构件，并被压入轴1。

第一构件4的靠层叠铁心一侧的表面中相当于轴1被压入的周围的部分呈环状地朝轴1的轴向突出，从而形成第二凸部41。

在第一构件4被压入轴1时，该第二凸部41对层叠铁心2进行按压。

由于第一构件4被压入轴1且与轴1大范围接触，因此，第一构件4使用热膨胀系数与轴1的材料的热膨胀系数相同或是相近的磁性材料来加以制造。

这是由于以下缘故：若第一构件4与轴1在热膨胀系数上有很大不同，则在第一构件4与轴1之间会产生过大的过盈量，从而导致第一构件4发生变形、或是相反地导致压入部出现松弛。

另外，由于第二构件3是非磁性构件，因此，在这种情况下，第一构件4与轴1间的热膨胀系数之差比第二构件3与轴1间的热膨胀系数之差小。

形成于第二构件3的第一凸部31的前端与第一构件4抵接，但并没有固定于第一构件4。

此外，在第二构件3的除了第一凸部31的前端之外的部分与第一构件4之间，在与轴1的轴向垂直的方向上存在第一间隙5。

因此，即便第一构件4发生热膨胀，也只是使第一构件4与第二构件3的第一凸部31之间的抵接部分发生偏移，并不会因热应力而使第二构件3发生变形。

此外，第二构件3的第一凸部31与层叠铁心2端部之间(第一凸部31的里侧)存在第二间隙6。

根据本发明实施方式1的旋转电机的转子，由于非磁性的第二构件3覆盖层叠铁心2的磁体收容部，因此，能降低从永磁体21朝第一构件4的漏磁通，并能缓和输出的降低及铁损。

此外，由于朝轴1的轴向突出的第一凸部31沿周向配置在第二构件3的靠层叠铁心2一侧，因此，在永磁体21与第一构件4之间存在规定的间隔，从而能进一步降低漏磁通。

此外，由于第二构件3通过设置环状的第一凸部31就能确保强度，因此，能将第二构件3的板厚设计得较薄。

此外，通过在第一构件4和轴1中使用热膨胀系数相近的材料，即便在因旋转电机的运转而使层叠铁心2内出现铁损并使转子温度上升的情况下，也能适度地保持轴1与第一构件4的嵌合状态。

此外，由于第一构件4与第二构件3没有彼此固定，因此，即便在第一构件中使用树脂或铝等柔软的非磁性材料的情况下，第二构件也不会因热的影响而变形。

另外，在本实施方式中，由于示出了第二构件3由一块板材成型而成的例子，因此，第一凸部31的里侧必然会成为第二间隙6，但是，也可以是该部分与第二构件3一体而填塞的结构。

实施方式2

以下，使用附图，以与实施方式1不同的部分为中心对本发明实施方式2进行说明。

图4(a)、图4(b)是旋转电机的转子的主要部分放大剖视图，其是与实施方式1的说明中使用的图3(a)、图3(b)相对应的图。

在本实施方式中，设于第二构件203的第一凸部231不与第一构件4接触，在第一凸部231的前端与第一构件4的盘面之间，在第二构件203的全周上残留有与径向外侧的第一间隙5和径向内侧的第一间隙5连通的间隙51(包含在权利要求书所记载的第一间隙中)。

由于空气在该间隙51之间流动，因此，可对第二构件203表面的空气进行换气，从而能对第二构件203进行冷却。

在图4中，将第一凸部231的突出量设定成比实施方式1的第一凸部31的突出量小来确保间隙51，但也可以使第一构件4的第二凸部41的突出量增大。

在使第一构件4与第二构件203之间的间隙51小于转子外周面与未图示的定子内周面之间的气隙长度的情况下，具有如下优点：即便是在层叠铁心2内部残留有制造工序中产生的异物的状态下使旋转电机运转，堵塞气隙之间这样大小的异物也不会进入气隙部。

此外，在使第一构件4与第二构件203的间隙为上述气隙长度以上的情况下，可将清洁器等插入间隙51来除去异物。

间隙51大小的设定只要与旋转电机的大小、用途、所要求的冷却效率相适来设定即可。

根据本发明实施方式2的旋转电机的转子，除了具有实施方式1中叙述的效果之外，还能提供冷却效率良好的旋转电机的转子。

实施方式3

以下，使用附图，以与实施方式1不同的部分为中心对本发明实施方式3进行说明。

图5是本发明实施方式3的旋转电机的转子300的剖视图。

图6(a)、图6(b)分别是将图5的圆圈C、圆圈D的部分放大后的图。

如图所示，在本实施方式中，在将第二构件3安装到设于第一构件304的孔42中这点上与实施方式1不同。

第一构件304与第二构件3之间的间隙是第一间隙305，第二构件3与层叠铁心2之间的间隙是第二间隙306。

通过使孔42贯穿，就能对第二间隙306中存在的空气进行换气，并降低层叠铁心2及第二构件3的温度。

与实施方式1一样，第一构件304与第二构件3的固定只要将经去毛刺加工后的突起33压入等间隔地开设在第一构件304的盘面上的孔42来进行固定即可，不需要使第一构件304与第二构件3在全周上嵌合。

因此，能降低第二构件受第一构件的热的影响。

根据本发明实施方式3的旋转电机的转子300，能起到与实施方式1中叙述的效果相同的效果。

而且，通过使供第二构件3安装的第一构件304的孔42贯穿，就能提供冷却效果更好的旋转电机的转子300。

另外，由于与本实施方式1一样示出了第二构件3由一块板材成型而成的例子，因此，第一凸部31的里侧必然会成为第一间隙305，但是，也可以是该部分与第二构件一体而填塞的结构。

实施方式4

以下，使用附图，以与实施方式1不同的部分为中心对本发明实施方式4进行说明。

图7是旋转电机的转子400的分解立体图。

图8是沿轴向剖切转子400后的剖视示意图。

图8所示的轴1的中心轴的上半部分是对设在第一构件404的靠层叠铁心2一侧的盘面上的第三凸部443部分进行剖切后的剖视图，中心轴的下半部分是对第二构件403的实施了去毛刺加工的突起33部分进行剖切后的剖视图。

图9(a)、图9(b)分别是将图8的圆圈E、圆圈F的部分放大后的图。

本实施方式的转子400与实施方式1的转子100间的不同之处第一是在于在第一构件404的靠层叠铁心2一侧的盘面上具有第三凸部443，并在第二构件403上具有供第三凸部443贯穿的孔34。

第三凸部443贯穿孔34而对层叠铁心2的端面进行按压。

第二个不同之处是实施方式1中呈凸缘状地设于第二构件403的第一凸部31在实施方式4中以相对于第二构件403的中心排列在同心圆上的方式设置多个，以作为分割的第一凸部431。

第三个不同之处是在第一构件上设置挖空部451，以保持转子400的旋转平衡。

根据本发明实施方式4的旋转电机的转子400，由于除了设于第一构件404中心部(内周面的缘部)的第二凸部41之外，设于外周侧的多个第三凸部443也对层叠铁心2进行按压，因此，能充分固定层叠铁心2的层叠钢板。

此外，第一构件404与层叠铁心2之间的间隙405在全周上是均匀的，从而能良好地维持转子400的旋转平衡。

此外，由于第一凸部431被分割开，因此，可通过第一凸部431之间的间隙405来对与第一构件404、第二构件403及层叠铁心2接触的空气进行搅拌、换气。藉此，能降低各个构件的热膨胀。

此外，由于第一构件404是具有与层叠铁心2大致相同的外径的磁性构件，因此，能充分确保在表面设置挖空部451的空间。藉此，能容易地调节转子400的旋转平衡。

另外，在本发明的范围内，可以对本发明的各实施方式进行自由组合，也可以对各实施方式进行适当变形、省略。

Claims (12)

1.一种旋转电机的转子，具有：

作为转轴的轴；

层叠铁心，该层叠铁心压入固定于所述轴，并埋设有永磁体；

具有磁性的第一构件，该第一构件被压入所述轴，以对所述层叠铁心进行保持；以及

非磁性的第二构件，该第二构件配置在所述层叠铁心端部与所述第一构件之间，并对所述永磁体的轴向端部进行保持，

其特征在于，

具有存在于所述第一构件与所述第二构件之间的第一间隙和/或存在于所述第二构件与所述层叠铁心之间的第二间隙，

所述第一构件具有多个第三凸部，这些第三凸部以所述轴的转轴为中心配置在同心圆上，并朝轴向且所述层叠铁心一侧突出，

所述第二构件具有多个第二孔，这些第二孔以所述轴的转轴为中心配置在同心圆上，

所述第三凸部贯穿所述第二孔来对所述层叠铁心进行按压。

2.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一间隙和所述第二间隙中的至少一方存在于将所述永磁体的端部朝所述轴的轴向延伸的部分。

3.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第二构件固定在所述层叠铁心的端部和所述第一构件中的任意一个上。

4.如权利要求3所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第二构件由一块板材形成并具有朝所述轴的轴向突出的第一凸部，在所述第一凸部的里侧具有所述第一间隙和所述第二间隙中的任意一个。

5.如权利要求4所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一凸部相对于所述第二构件的中心配置成凸缘状。

6.如权利要求4所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一凸部的多个凸部相对于所述第二构件的中心配置在同心圆上。

7.如权利要求4所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一凸部与所述第一构件抵接。

8.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述第一构件具有朝所述轴的轴向且朝所述层叠铁心侧突出的第二凸部，

所述第二构件在中心部具有第一孔，

所述第二凸部贯穿所述第一孔来对所述层叠铁心进行按压。

9.如权利要求8所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第二凸部形成在所述第一构件被压入所述轴的部分的周围。

10.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一构件的外径与所述层叠铁心的外径大致相等。

11.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，对所述第一构件实施平衡调节加工。

12.如权利要求1至11中任一项所述的旋转电机的转子，其特征在于，所述第一构件与所述轴间的热膨胀系数之差比所述第二构件与所述轴间的热膨胀系数之差小。