CN104104169A - 旋转电机以及转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机以及转子的制造方法。旋转电机（1）包括：定子（2）；和包含有转子铁芯（20）的转子（3），在所述转子铁芯中布置有永磁体（21）。所述转子铁芯（20）包括：构造成围绕旋转轴（10）的连接部（20A）；相对于所述连接部（20A）设置在径向外部的多个磁极部（20B）；第一间隙（20b），所述第一间隙构造成沿着轴向方向在相对于所述连接部（20A）位于径向外部的所述磁极部（20B）之间穿过，并且所述永磁体（21）借助粘合剂被固定在所述第一间隙中；以及用于注入所述粘合剂的第二间隙（20c；20e；20f；20g），所述第二间隙中的至少一个间隙针对每个第一间隙（20b）设置成与所述第一间隙（20b）连通。

Description

旋转电机以及转子的制造方法

技术领域

待公开的实施方式涉及旋转电机以及转子的制造方法。

背景技术

在JP-A-63-140644中，描述了一种旋转电机的转子，在该转子中，永磁体被插入并布置在径向地设置于相邻的磁极之间的间隙中。

发明内容

本发明待解决的问题

当永磁体如现有技术中那样被布置在转子铁芯的间隙中时，通常，必须利用粘合剂将永磁体固定至所述间隙的壁面。然而，当在永磁体上涂覆有粘合剂的状态下将该永磁体插入所述间隙中时，有时所涂覆的粘合剂在永磁体被插入时被间隙入口的边缘刮掉。在该情况下，粘合剂在转子铁芯的边缘表面处突出并且必须单独地执行擦掉所突出的粘合剂的步骤。

本发明的目的在于提供这样一种旋转电机以及转子的制造方法，其中可以在没有引起粘合剂的突出的情况下将永磁体固定在间隙中。

解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本公开内容的一个方面，提供一种旋转电机，该旋转电机包括定子和转子。所述转子包括转子铁芯，在所述转子铁芯布置有永磁体。所述转子铁芯包括：连接部、多个磁极部、第一间隙以及用于注入粘合剂的第二间隙。所述连接部构造成围绕旋转轴。所述多个磁极部相对于所述连接部设置在径向外部。所述第一间隙构造成沿着轴向方向在相对于所述连接部位于径向外部的所述磁极部之间穿过，并且所述永磁体借助粘合剂被固定在所述第一间隙中。所述第二间隙中的至少一个间隙针对每个第一间隙设置成与所述第一间隙连通。

为了实现上述目的，根据本公开内容的另一方面，提供了一种转子的制造方法，所述转子包括转子铁芯。所述转子铁芯包括多个磁极部以及设置在这些磁极部之间的第一间隙。所述制造方法包括插入步骤和固定步骤。在所述插入步骤中，将永磁体插入所述第一间隙中。在所述固定步骤中，所述永磁体通过将粘合剂注入所述第一间隙中而被固定。所述粘合剂经由与所述第一间隙连通的第二间隙被注入所述第一间隙中。

有益效果

根据本公开内容，可以在没有引起粘合剂的突起的情况下将永磁体固定在间隙中。

附图说明

图1是示出实施方式中的旋转电机的整体示意性构造的轴向剖视图。

图2是沿着图1中的II-II截面剖取的横向剖视图。

图3是实施方式中的转子铁芯的侧视图。

图4是示出变形例中的转子铁芯的示例的侧视图，其中，在永磁体插入孔的周向方向的两侧形成有粘合剂注入槽。

图5是示出变形例中的转子铁芯的另一示例的侧视图，其中，在永磁体插入孔的周向方向的两侧形成有粘合剂注入槽。

图6是示出变形例中的转子铁芯的示例的侧视图，其中，在磁通泄漏防止孔的径向内侧形成有粘合剂注入槽。

图7是示出转子铁芯的另一变形例的侧视图，其中，在磁通泄漏防止孔的径向内侧形成有粘合剂注入槽。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明实施方式。

<旋转电机的构造>

首先，通过利用图1和图2，将说明根据本实施方式的旋转电机1的构造。如图1和图2所示，旋转电机1包括定子2和转子3，并且所述旋转电机1是包括位于定子2的内侧的转子3的内转子式电机。定子2设置为用于框架4的内周面从而在径向方向上面向转子3。在定子2和框架4之间，布置有具有环形形状的层压铁芯环30。该定子2包括：定子铁芯5；安装在该定子铁芯5上的线轴6；以及绕该线轴6缠绕的线圈导线7。线轴6用绝缘材料构造成，以使定子铁芯5和线圈导线7彼此电绝缘。在线轴6的沿轴向方向的一侧（图1中的左侧）设置有基板8。设置在该基板8上的电路以及绕线轴6缠绕的线圈导线7经由两个针形端子9彼此电连接，每个针形端子均具有方条形状。线圈导线7的缠绕开始和终止所在的端部7a缠绕到相应的针形端子9并且通过从图示省略掉的焊料等固定至针形端子9。

转子3设置为用于旋转轴10的外周面。旋转轴10由位于负载侧的轴承12和位于与该负载侧相反的一侧的轴承14以可旋转的方式支撑。负载侧的轴承12的外圈与设置在框架4的负载侧（图1中的右侧）的负载侧托架11装配在一起。位于与负载侧相反的一侧的轴承14的外圈和位于与负载侧相反的一侧的托架13装配在一起，该托架13设置在与框架4的负载侧相反的一侧（负载侧的相反侧以及图1中的左侧）。编码器15设置在旋转轴10的位于与负载侧相反的一侧的端部处。编码器15由编码器盖16覆盖。此外，转子3包括转子铁芯20以及多个永磁体21，这些永磁体设置在转子铁芯20中并且以旋转轴10为中心径向地布置。

定子铁芯5包括沿径向方向径向向外突出的多个（例如，图2中为12个）突起部18。供线圈导线7缠绕的线轴6从外侧附接至每个突起部18。如图2所示，在两个相邻的突起部18之间的凹部19中，附接至相应的突起部18的线轴6上的线圈导线7中的缠绕层的侧部布置成以彼此隔开一间隙面对。在供线圈导线7缠绕的线轴6已被附接至定子铁芯5之后，定子2通过将定子铁芯5固定在具有环形形状的层压铁芯环30的内周上而被组装。将所组装的定子2附接至框架4的内周面。此后，将树脂借助压力注入到凹部19中，并且使线轴6、线圈导线7等借助树脂被成型。

<转子铁芯的构造>

如图3所示，转子铁芯20包括：围绕旋转轴10的连接部20A；设置在连接部20A的径向外侧的多个（该示例中为10个）磁极部20B；永磁体插入孔20b；粘合剂注入槽20c；以及磁通泄漏防止孔20d。在连接部20A的内周侧设置有供旋转轴10穿过的中心孔20a。

永磁体插入孔20b设置成沿着轴向方向在位于连接部20A的径向外侧的两个相邻的磁极部20B和20B之间穿过。永磁体21被轴向插入永磁体插入孔20b中并且借助粘合剂固定。永磁体插入孔20b从中心孔20a的中心径向延伸。永磁体插入孔20b的尺寸（沿横截面的截面面积）与永磁体21的尺寸（沿横截面的截面面积）近似相同，但是，详细地，永磁体插入孔20b的尺寸比永磁体21的尺寸大对应于小间隙（对应于插入裕度）的量。这里，永磁体插入孔20b是第一间隙的示例。

粘合剂注入槽20c针对每个永磁体插入孔20b而设置并且也是与永磁体插入孔20b连通的用于粘合剂的注入的间隙。粘合剂注入槽20c设置成在轴向方向的一侧轴向穿过永磁体插入孔20b。在永磁体21被插入永磁体插入孔20b中并且该永磁体插入孔20b被填充时，该粘合剂注入槽20c变成除了转子铁芯20和永磁体21之间的小间隙之外的剩余空间。因此，通过将粘合剂注入到变成剩余空间的该粘合剂注入槽20c中，可以将永磁体21固定至转子铁芯20。这里，粘合剂注入槽20c是第二间隙的示例。

磁通泄漏防止孔20d是用于防止磁通泄漏的间隙，该间隙在磁极部20B的径向内侧的部位中设置在两个相邻的永磁体插入孔20b和20b之间。磁通泄漏防止孔20d抑制来自永磁体21的磁通向磁通泄漏防止孔20d的径向内侧泄漏，并且由此防止有助于产生旋转扭矩的磁通的减少。这里，磁通泄漏防止孔20d是第三间隙的示例。

这里，优选地，磁通泄漏防止孔20d具有沿径向方向向外突出的横截面形状。通过这样的形状，可以将来自位于磁通泄漏防止孔20d的周向方向的两侧的两个永磁体21和21中的每个永磁体的磁通沿着在径向方向上向外突出的形状顺畅地引导到转子铁芯20的外周侧。在本实施方式中，通过使磁通泄漏防止孔20d具有近似五边形形状，可以获得上述效果。此外，与该效果一起，可以减小永磁体21的产生磁通量的侧面和磁通泄漏防止孔20d的面向该侧面的表面之间的间隙，并且可以改善向内周侧泄漏的磁通减少的效果。

<转子的制造方法>

在制造具有上述构造的转子3中，首先，将永磁体21插入转子铁芯20的永磁体插入孔20b中（对应于插入步骤）。此后，将粘合剂经由与永磁体插入孔20b连通的粘合剂注入槽20c注入插入有永磁体21的永磁体插入孔20b中，并且固定永磁体21（对应于固定步骤）。

<实施方式的优点>

如上所述，在本实施方式的旋转电机1中，与固定有永磁体21的永磁体插入孔20b分离地，在转子铁芯20中设置有与该永磁体插入孔20b连通的粘合剂注入槽20c。然后，在永磁体21在没有粘合剂涂覆的状态下插入到永磁体插入孔20b中之后，将粘合剂经由粘合剂注入槽20c注入到永磁体插入孔20b中。由此，可以将插入永磁体插入孔20b中的永磁体21的位于周向方向的一侧的表面结合至永磁体插入孔20b的面向该表面的壁面，并且可以将永磁体21固定至永磁体插入孔20b。结果，可以防止如在将粘合剂涂覆在永磁体21上并且将该永磁体21插入到永磁体插入孔20b中的情况下发生的粘合剂的突出。因此，由于粘合剂不在转子铁芯20的端面处突出，因此不必执行擦掉突出的粘合剂的步骤。

注意，在本实施方式中，由于永磁体21借助注入到粘合剂注入槽20c中的粘合剂来固定，因此仅永磁体21的位于周向方向的一侧的表面中的沿径向方向的一部分被结合。然而，旋转电机1是嵌入磁体式的旋转电机（永磁体21的位置不沿径向方向偏移），并且其足以防止永磁体21的仅沿轴向的位置偏移。因此，可以借助注入到粘合剂注入槽20c中的粘合剂来足够稳固地固定永磁体21。

<变形例>

注意，待公开的实施方式不限于上述方面，并且能在不脱离该实施方式的要点和技术思想的范围内进行各种修改。在下文中，将顺序地说明这样的变形例。

（1）在永磁体插入孔20b的周向方向的两侧都形成粘合剂注入槽的情况

虽然，在该实施方式中，粘合剂注入槽20c仅设置在永磁体插入孔20b的周向方向的一侧，但是本实施方式不限于该结构。例如，如图4所示，粘合剂注入槽20c和20e（对应于本变形例中的第二间隙的示例）可以针对每个永磁体插入孔20b设置在周向方向的两侧。在该示例中，粘合剂注入槽20c和粘合剂注入槽20e设置成在周向方向上彼此面对（从而具有在径向方向上相同的位置）。

另选地，如图5所示，例如，两个粘合剂注入槽20c和20f中的每个粘合剂注入槽（对应于本变形例中的第二间隙的示例）可以设置成在永磁体插入孔20b的周向方向的两侧具有在径向方向上彼此不同的位置。在该示例中，粘合剂注入槽20f设置在沿周向方向面向粘合剂注入槽20c的一侧并且还设置成比粘合剂注入槽20c更靠近中心。

根据本变形例，插入永磁体插入孔20b中的永磁体21的位于周向方向的两侧的侧面结合至永磁体插入孔20b的相应的对应壁面。由此，可以将永磁体21更加稳固地固定至永磁体插入孔20b。

（2）在磁通泄漏防止孔的径向内侧形成粘合剂注入槽的情况

在该实施方式中，由于粘合剂注入槽20c设置在磁通泄漏防止孔20d的径向外侧，因此能够存在使来自永磁体21的有助于旋转扭矩的产生的磁通减少的情况。因此，如图6所示，可以将粘合剂注入槽20g（对应于本变形例中的第二间隙的示例）设置在磁通泄漏防止孔20d’（对应于本变形例的第三间隙的示例）的径向内侧。

本变形例的粘合剂注入槽20g和20g中的每个粘合剂注入槽均设置成在永磁体插入孔20b的位于内周侧的端部处在周向方向的两侧突出。注意，可以将一个粘合剂注入槽20g设置成仅在周向方向的一侧突出。

此外，在粘合剂注入槽20g和20g的径向方向的外侧设置有磁通泄漏防止孔20d’，所述粘合剂注入槽20g和20g设置成从在周向方向上相邻的相应的永磁体插入孔20b和20b突出。如上所述，优选地，磁通泄漏防止孔20d’具有沿径向方向向外突出的横截面形状并且在本变形例中形成为具有近似三角形的形状。位于磁通泄漏防止孔20d’的沿径向方向的中心侧的壁面（对应于三角形的基部的表面）沿径向方向经由小间隙面向粘合剂注入槽20g和20g，所述粘合剂注入槽20g和20g从在周向方向上彼此相邻的相应的永磁体插入孔20b和20b突出。由此，可以使向内周侧的泄漏磁通路径变窄。此外，可以使泄漏磁通路径比上述实施方式中的泄漏磁通路径长了用于迂回过沿周向方向突出的粘合剂注入槽20g的长度，并且因此可以进一步改善向内周侧泄漏的磁通减少的效果。

此外，在本变形例中，通过将粘合剂注入槽20g设置在磁通泄漏防止孔20d’的径向内侧，可以在防止有助于旋转扭矩产生的磁通减少的同时确保粘合剂注入路径。具体地，在本变形例中，磁通泄漏防止孔20d’构造成具有近似三角形的形状。由此，可以将来自在周向方向上彼此相邻的永磁体21和21中的每个永磁体的磁通沿着三角形的横截面形状的两个侧边顺畅地引导到转子铁芯20的外周侧，同时最小化有助于旋转扭矩产生的磁通的减小。

此外，在本变形例中，粘合剂经由向永磁体插入孔20b的周向方向的两侧突出的两个粘合剂注入槽20g和20g被注入到插入有永磁体21的永磁体插入孔20b中。在该情况下，这两个粘合剂注入槽20g经由位于每个粘合剂注入槽20g和永磁体21的径向方向的内侧面之间的小间隙彼此连通。由此，不仅可以使粘合剂进入永磁体21的位于周向方向的两侧的侧面，而且可以使粘合剂在其沿径向方向内侧面的后方四处流动。结果，结合面积能被增大并且由此可以将永磁体21稳固地固定至永磁体插入孔20b。

注意，与位于磁通泄漏防止孔20d’的径向内侧的粘合剂注入槽20g一起，还可以在磁通泄漏防止孔20d’的径向外侧设置另一粘合剂注入孔。例如，如图7所示，粘合剂注入槽20c和20e可以设置在磁通泄漏防止孔20d’的径向外侧，从而在永磁体插入孔20b的周向方向的两侧彼此面对，而且还可以将粘合剂注入槽20g设置在磁通泄漏防止孔20d’的径向内侧。在该情况下，可以将永磁体21更加稳固地固定至永磁体插入孔20b。

（3）其他

虽然，在上文中，已将其中旋转电机1包括位于定子2内的转子3的内转子式的情况作为示例进行了说明，但是实施方式不限于该情况。也就是说，所公开的实施方式能应用于其中转子3设置在定子2的外侧的外转子式旋转电机。另外，所公开的实施方式能够应用于其中旋转电机1是发电机而不是马达的情况。

此外，除了上述描述之外，上述实施方式的方法在适当时可以结合使用。

对于其他实施方式，尽管每个示例均未示出，但是上述实施方式在不脱离其要点的范围内在已提供了各种修改例之后来实施。

Claims (6)

1.一种旋转电机，所述旋转电机包括定子和包含有转子铁芯的转子，在所述转子铁芯中布置有永磁体，其特征在于：

所述转子铁芯包括：

构造成围绕旋转轴的连接部；

相对于所述连接部设置在径向外部的多个磁极部；

第一间隙，所述第一间隙构造成沿着轴向方向在相对于所述连接部位于径向外部的所述磁极部之间穿过，并且所述永磁体借助粘合剂被固定在所述第一间隙中；以及

用于注入所述粘合剂的第二间隙，所述第二间隙中的至少一个间隙针对每个第一间隙设置成与所述第一间隙连通。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中：

所述第二间隙针对每个第一间隙至少设置在周向方向的一侧。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中：

所述第二间隙针对每个第一间隙设置在周向方向的两侧。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，所述旋转电机还包括用于防止磁通泄漏的第三间隙，所述第三间隙在所述第一间隙之间相对于所述磁极部设置在径向内部。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中：

所述第二间隙相对于所述第三间隙设置在径向内部。

6.一种转子的制造方法，所述转子包含有转子铁芯，所述转子铁芯包括多个磁极部以及设置在这些磁极部之间的第一间隙，其特征在于：

所述制造方法包括：

将永磁体插入所述第一间隙中的插入步骤；以及

通过将粘合剂经由与插入有所述永磁体的所述第一间隙连通的第二间隙注入到所述第一间隙中来固定所述永磁体的固定步骤。