CN104242511A - 电动机装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在增加被转换为转矩的有效磁通量的同时提高转子铁心的层叠强度的辐条式电动机装置。所述电动机装置具有：转子(4)，其被支承为能够旋转且相对于旋转中心呈放射状地设置有永磁体(2)和转子铁心(3)；定子(6)，其沿着转子(4)的周向设置，在该电动机装置的转子铁心(3)中，在定子侧和与定子相反的一侧分别设置有用于紧固多张电磁钢板的铆接部(7)，位于定子侧的铆接部(7a)的长度方向与转子(4)的径向平行，设置在与定子相反的一侧的铆接部(7b)的长度方向与转子(4)的径向正交。由此，能够降低磁通从与定子相反的一侧的泄漏。

Description

电动机装置

技术领域

本发明涉及一种电动机装置。

背景技术

作为现有技术，在专利文献1(日本特开2012-110227号公报)中公开了一种技术，其与具有辐条式转子和定子的辐条式电动机装置有关，该转子以旋转轴为支点进行旋转，永磁体和转子铁心沿着该转子的周向交替设置，该定子设置在该转子的外周方向的外侧。

在现有技术中，在偶数个永磁体呈放射状地设置的辐条式埋设型永磁体(Interior Permanent Magnet、以下简记为IPM)转子中，转子铁心在磁通屏蔽构件与永磁体之间具有成为所谓磁性突极部的第一突极部及第二突极部。磁通屏蔽构件设置成接近永磁体的第一磁极面并远离第二磁极面。由此，将第一突极部的周向的宽度形成为较窄，并且将第二突极部的周向的宽度形成为较宽。

此外，转子铁心包括圆筒状磁轭部和磁性突极部，通过层叠电磁钢板或者软钢块来形成，其中，该圆筒状磁轭部的直径比转子的外周面大致小永磁体的厚度，磁性突极部从该圆筒状磁轭部以彼此隔开规定的电角的方式大致朝放射方向突出。

专利文献1：日本国专利特开2012-110227号公报(图34)

为了提高电动机装置的性能，需要增大电动机的转矩。在上述现有技术中，通过将磁通屏蔽构件设置成接近永磁体的第一磁极面并远离第二磁极面，由此使转子铁心具有突极性，产生磁阻转矩来提高总的转矩。可是，该技术没有对磁通经由转子铁心从与定子相反的一侧泄漏的情况作出考虑，从而不能充分提高转矩。

转子铁心一般通过对层叠电磁钢板进行成型加工而成，在模具内层叠多张电磁钢板，并利用铆接部将多张电磁钢板相互紧固。可是，在上述现有技术中，没有对铆接部的磁通泄漏的情况作出考虑。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的问题而作出的，其目的在于提供一种能够增加被转换为转矩的有效磁通量的辐条式电动机装置。

为了实现上述目的，在本发明所涉及的电动机装置中，在转子铁心的定子侧和与定子相反的一侧分别设置有用于对层叠的电磁钢板进行紧固的铆接部，位于定子侧的铆接部的长度方向与转子的径向平行，设置在与定子相反的一侧的铆接部的长度方向与转子的径向正交。

上述那样的本发明的一个方式涉及的电动机装置具有：转子，其被支承为能够旋转且相对于旋转中心呈放射状地设置有永磁体和转子铁心；定子，其沿着转子的周向设置。在这一方式的转子铁心中，多张电磁钢板层叠设置，并且在转子铁心的定子侧和与定子相反的一侧分别设置有用于紧固所述多张电磁钢板的铆接部。此外，位于定子侧的铆接部的长度方向与转子的径向平行，设置在与定子相反的一侧的铆接部的长度方向与转子的径向正交。

发明效果

根据本发明，通过使设置在与定子相反的一侧的铆接部的长度方向与转子的径向正交，能够减少定子相反侧的泄漏磁通。由此，能够增加被转换为转矩的有效磁通量，能够提高电动机装置的性能。

上述以外的课题、结构以及效果在以下的实施方式的说明中加以阐明。

附图说明

图1是本发明的第一实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。

图2是本发明的第二实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。

图3是本发明的第三实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。

符号说明

1 旋转轴

2 永磁体

3 转子铁心

4 转子

5 气隙

6 定子

7、7a、7b 铆接部

10 定子铁心

11 齿部

12 定子绕组

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。

图1是本发明的第一实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。本电动机装置是辐条式内转子型的IPM电动机装置，如图1所示，电动机装置具有转子4和定子6，该转子4以旋转轴1为支点进行旋转，在转子4的周向上交替地设置有永磁体2和转子铁心3，定子6与转子4隔开规定的气隙5设置在该转子4的周围(在本实施例中设置在外周方向的外侧)。

转子4通过将旋转轴1插入在电动机外壳上设置的轴承而被支承为能够旋转(该部分未图示)。

定子6具有公知的结构。也就是说，定子绕组12卷绕在定子铁心10的齿部11上，齿部11的前端隔开气隙5与转子铁心3的靠定子侧的前端部相对向。

如图1所示，在与旋转轴1垂直的方向的截面中，多个永磁体2相对于旋转中心(也就是旋转轴)呈放射状(也就是辐条状)排列。此外，这些永磁体2如图中的永磁体2内的箭头示出的磁通方向所示那样，以隔着转子铁心3相邻的永磁体2的磁极面彼此的磁极相同(N极或S极)的方式排列。

转子铁心3通过将多张电磁钢板层叠而形成，在其基端部嵌接于旋转轴1的状态下，多个转子铁心3相对于旋转轴1呈放射状地设置，通过相邻的转子铁心3来支承夹在这些转子铁心3之间的永磁体2的两侧。

在本实施例的辐条式电动机装置中，为了在增加被转换为转矩的有效磁通量的同时提高转子铁心3的层叠强度，采用了下述结构。具体来说是，为了紧固多张电磁钢板，设置了呈长方形状的细长的铆接部7。在一个转子铁心3中，设置在定子侧(也就是转子4的径向外侧)的一个铆接部7a以铆接部7a的长度方向与转子4的径向平行的方式设置。此外，设置在与定子相反的一侧(也就是转子4的径向内侧)的一个铆接部7b以铆接部7b的长度方向与转子4的径向正交的方式设置。并且，在转子铁心3中，铆接部7a、7b位于宽度方向(也就是与长度方向正交的方向)上的中央部。

在此，各个铆接部通过对层叠后的电磁钢板的最上层局部地进行冲压或按压而形成。并且，在铆接部，层叠的电磁钢板彼此紧密结合而被相互紧固。

在图1的实施例中，永磁体2内的用箭头A表示的方向的磁通成为转子铁心3中的箭头B所示的有效磁通，该磁通经由气隙5而穿过定子6，由此产生转矩。另一方面，通过永磁体2内部的磁通的一部分从转子铁心3的与定子相反的一侧朝向相邻的其它的转子铁心3流动，成为用箭头C表示的泄漏磁通。该泄漏磁通中的绝大部分都不会被转换成转矩。因此，在本实施例中，将设置在与定子相反的一侧的铆接部7b设置成铆接部7b的长度方向与转子4的径向正交，由此在转子铁心3的宽度方向上增大磁阻比转子铁心3的铆接部以外的部分大的铆接部7b所占的比率。由此，能够通过铆接部7b来增加磁通的截断量，由此能够降低泄漏磁通。

此外，在本实施例中，由于将设置在定子侧的铆接部7a设置成其长度方向与转子4的径向平行，所以铆接部7a在转子铁心3的宽度方向上所占的比率比铆接部7b小。由此，能够抑制磁阻大的铆接部7a截断磁通的现象。另一方面，如上所述，通过将设置在与定子相反的一侧的铆接部7b设置成铆接部7b的长度方向与转子4的径向正交，由此能够降低泄漏磁通。因此，能够增加被转换为转矩的有效磁通量，能够增大电动机装置的转矩。

根据本实施例，通过对多张电磁钢板进行层叠来形成转子铁心3，并且设置用于固定这些电磁钢板的铆接部7a、7b，将设置在定子侧的铆接部7a设置成其长度方向与转子4的径向平行，并且将设置在与定子相反的一侧的铆接部7b设置成其长度方向与转子4的径向正交，由此能够减少设置在定子侧的铆接部7a对磁通的截断量，同时能够通过设置在与定子相反的一侧的铆接部7b来增加磁通的截断量。由此，能够增加被转换为转矩的有效磁通量，能够提高电动机装置的性能。

此外，通过分别在定子侧和与定子相反的一侧设置铆接部7a和铆接部7b，能够使作用在转子铁心3的周向上的力主要由铆接部7a来承受，并且使作用在转子铁心3的径向上的力主要由铆接部7b来承受。由此，能够提高转子铁心3的层叠强度。

第二实施例

图2是本发明的第二实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。本实施例与上述第一实施例同样是辐条式内转子型的IPM电动机装置。此外，在图2中，与图1的结构要素相当的结构要素采用相同的符号表示。

如图2所示，第二实施例的辐条式电动机装置与第一实施例同样，设置有用于紧固多张电磁钢板的铆接部7，设置在定子侧(也就是转子4的径向外侧)的铆接部7a以铆接部7a的长度方向与转子4的径向平行的方式设置，并且，设置在与定子相反的一侧(也就是转子4的径向内侧)的铆接部7b以铆接部7b的长度方向与转子4的径向正交的方式设置。在此，与第一实施例的不同之处在于，在第二实施例中，在各个转子铁心3分别设置了多个(在图2中为三个)铆接部7b。上述三个铆接部7b在转子4的径向上设置在彼此不同的位置处，三者之间的间隔实质上相等。此外，在转子铁心3中，铆接部7a、7b位于宽度方向(也就是与转子铁心3的长度方向正交的方向)上的中央部。

根据第二实施例，通过在与定子相反的一侧设置多个铆接部7b，由此能够切实地降低泄漏磁通(如箭头C所示)。由此，能够增加被转换为转矩的有效磁通量，能够提高电动机装置的性能。此外，通过设置多个铆接部7b，还能够提高转子铁心3的层叠强度。

第三实施例

图3是本发明的第三实施例所涉及的电动机装置的局部截面图。本实施例与上述第一实施例和第二实施例同样是辐条式内转子型的IPM电动机装置。此外，在图3中，与图1和图2的结构要素相当的结构要素采用相同的符号表示。

如图3所示，第三实施例的辐条式电动机装置与第一实施例和第二实施例同样，设置有用于紧固多张电磁钢板的铆接部7，设置在定子侧(也就是转子4的径向外侧)的铆接部7a以铆接部7a的长度方向与转子4的径向平行的方式设置，并且，设置在与定子相反的一侧(也就是转子4的径向内侧)的铆接部7b以铆接部7b的长度方向与转子4的径向正交的方式设置。此外，与第二实施例同样，在各个转子铁心3分别设置有多个(在图3中为两个)铆接部7b。在此，与第二实施例的不同之处在于，在第三实施例中，在各个转子铁心3中，两个铆接部7b沿着周向(也就是与转子铁心3的长度方向正交的方向)相对于中央部在彼此相反的方向上错开设置。并且，在沿着转子铁心3的长度方向观察时，两个铆接部7b在转子铁心的宽度方向的中央部附近彼此重叠。

根据第三实施例，在各个转子铁心中，在与定子相反的一侧设置了两个铆接部7b，并且将这些铆接部7b设置成在周向上彼此错开，由此，能够在转子铁心3的宽度方向上增加磁阻大的铆接部7b所占的比率，由此能够切实地降低泄漏磁通。并且，由于铆接部7b在转子铁心3的中央部彼此重叠，所以也能够在转子铁心3的宽度方向上增大磁阻大的铆接部7b所占的比率。由此，能够切实地降低泄漏磁通。因此，根据本实施例，能够增加被转换为转矩的有效磁通量，能够提高电动机装置的性能。

并且，通过将两个铆接部7b设置成在周向上彼此错开，由此能够在转子铁心3的宽度方向上增加利用铆接部对电磁钢板彼此进行固定的区域，所以能够提高转子铁心3的层叠强度。

本发明并不仅限于上述实施例，可以包括各种变形例。例如，为了便于理解本发明，在上述第一实施例至第三实施例中对本发明进行了详细以及简单易懂的说明，但本发明并不一定需要具备所有进行了说明的结构。此外，可以将某一个实施例中的一部分结构置换为其它的实施例的结构，并且也可以将其它的实施例的结构追加到某一个实施例的结构中。并且，还可以用其它的结构对各个实施例的结构的一部分进行追加、删除或取代。

例如，铆接部7a、7b的数量并不仅限于在上述实施例中示出的数量，可以根据电动机装置的大小和所需强度等设定为任意的数量。此外，在多个转子铁心中，可以使一部分的转子铁心的铆接部7a、7b的数量不同，或者也可以并用第二实施例和第三实施例中的铆接部的结构。

并且，本发明还可以应用于定子位于转子内周侧的外转子型IPM中。此时，与上述实施例同样，将多个永磁体和多个转子铁心相对于旋转中心呈放射状地交替设置。或者，作为构成旋转轴或者转子轴中的转子铁心的嵌接部的材料，也可以采用非磁性金属，例如可以采用不锈钢。由此，能够降低泄漏磁通。

Claims (3)

1.一种电动机装置，其具有：

转子，其被支承为能够旋转且相对于旋转中心呈放射状地设置有永磁体和转子铁心；

定子，其沿着所述转子的周向设置，

所述电动机装置的特征在于，

在所述转子铁心中，多张电磁钢板层叠设置，并且在所述转子铁心的定子侧和与定子相反的一侧分别设置有用于紧固所述多张电磁钢板的铆接部，

位于所述定子侧的所述铆接部的长度方向与所述转子的径向平行，设置在所述与定子相反的一侧的所述铆接部的长度方向与所述转子的径向正交。

2.如权利要求1所述的电动机装置，其特征在于，

位于所述与定子相反的一侧的所述铆接部设有多个。

3.如权利要求2所述的电动机装置，其特征在于，

在所述与定子相反的一侧，两个所述铆接部设置成在周向上彼此错开。