CN104578494B - 旋转电机及转子铁芯的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转电机及转子铁芯的制造方法。能够减少转子铁芯的漏磁通，并且能够充分地粘接永磁体。一种旋转电机(1)，其具备定子(2)和转子(3)，其中，所述旋转电机(1)具有：转子铁芯(20)，其具备多个空隙(25)；多个永磁体(21)，其借助粘接剂固定于空隙(25)；以及开口部(27)，其形成于转子铁芯(20)的外周面，构成为使配置于空隙(25)中的永磁体(21)的旋转轴方向的一部分区域露出。开口部(27)以沿着旋转方向而针对每个永磁体(21)交错的方式配置在转子铁芯(20)的外周面。

Description

旋转电机及转子铁芯的制造方法

技术领域

公开的实施方式涉及旋转电机及转子铁芯的制造方法。

背景技术

专利文献1中记载了一种旋转电机的转子，在呈放射状地设置于相邻的磁极的中间的空隙中插入地配置永磁体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-140644号公报

在如专利文献1所述那样地在转子铁芯的空隙中配置永磁体的情况下，可以考虑使用在轴向上比转子铁芯短的永磁体，并在永磁体的轴向两端形成粘接剂积存部。但是，存在这样的问题：在该情况下，由于转子铁芯与永磁体的轴向长度的差异而产生漏磁通，磁特性降低。

发明内容

本发明正是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供能够减少漏磁通并将永磁体充分地粘接的旋转电机及转子铁芯的制造方法。

为了解决上述课题，根据本发明的一个方面，应用一种旋转电机，其具备定子和转子，其中，所述旋转电机具有：转子铁芯，其具备多个空隙；多个永磁体，其借助粘接剂固定于所述空隙；以及开口部，其形成于所述转子铁芯的外周面，构成为使配置于所述空隙中的所述永磁体的旋转轴方向的一部分区域露出。

此外，根据本发明的另一方面，应用一种转子铁芯的制造方法，所述转子铁芯沿着旋转方向等间隔地具备供永磁体插入的多个空隙，所述转子铁芯的制造方法具有如下步骤：第一步骤，层叠规定数量的钢板，所述钢板沿着所述旋转方向交替地配置有外周侧敞开的所述空隙和外周侧闭塞的所述空隙；第二步骤，在使规定数量的钢板相对于刚层叠好的钢板相对地旋转相邻配置的所述空隙间的角度的状态下进一步进行层叠；重复进行规定次数的上述第二步骤。

此外，根据本发明的又一方面，应用一种旋转电机，其具备定子和转子，所述旋转电机具有：转子铁芯，其具备沿着旋转方向等间隔地配置的多个磁极部和位于所述磁极部间的多个凹部；多个永磁体，其借助粘接剂固定于所述凹部；以及连结部，其构成为在所述永磁体的外周侧，在旋转轴方向的一部分区域中将沿着所述旋转方向相邻的所述磁极部彼此连结起来。

此外，根据本发明的又一方面，应用一种旋转电机，其具备定子和转子，其中，所述旋转电机具有：转子铁芯，其具备多个空隙；多个永磁体，其借助粘接剂固定于所述空隙；以及成为粘接剂的注入口的单元，其配置在所述转子铁芯，所述粘接剂从外周侧被注入到所述永磁体的旋转轴方向的一部分区域。

发明效果

根据本发明，能够提供能够减少漏磁通并将永磁体充分地粘接的旋转电机及转子铁芯的制造方法。

附图说明

图1是示出实施方式的旋转电机的整体概略结构的轴向剖视图。

图2是实施方式的旋转电机的横剖视图。

图3是旋转电机的转子的侧视图。

图4是构成转子的转子铁芯的电磁钢板的平面图。

图5是示出转子铁芯的制造方法的一个示例的说明图。

图6是制造出的转子铁芯的立体图。

标号说明

1 旋转电机

2 定子

3 转子

20 转子铁芯

21 永磁体

22a 平坦部

22b 曲面部

23 磁极部

25 空隙(凹部)

25a1 第一空隙(外周侧被闭塞的空隙)

25b1 第二空隙(外周侧敞开的空隙)

27 开口部(成为粘接剂的注入口的单元)

28 连结部

30 电磁钢板(钢板)

具体实施方式

下面，参照附图对一个实施方式进行说明。

<旋转电机的结构>

采用图1和图2来对本实施方式的旋转电机1的结构进行说明。如图1所示，旋转电机1是内转子型的马达，其具备定子2和转子3，在定子2的内侧具备转子3。

定子2以在径向上与转子3对置的方式隔着环状的层叠铁芯环17而设置在框架4的内周面。该定子2具有定子铁芯5、安装于定子铁芯5的线圈骨架6、和卷绕于线圈骨架6处的线圈线7。为了将定子铁芯5和线圈线7电绝缘，采用绝缘性材料构成线圈骨架6。在线圈骨架6的轴向(旋转轴方向)的一侧(图1中的左侧)设置有基板8，设置于该基板8的电路和卷绕于线圈骨架6的线圈线7经方棒状的两个销端子9而电连接。线圈线7的卷绕起始和卷绕结束的端部7a卷绕于对应的销端子9，并经省略图示的焊锡等而被固定。

定子铁芯5具备多个(例如，在图2中是12个)向半径方向外方突出的放射状的突起部18，卷绕有线圈线7的线圈骨架6从外侧被安装于各突起部18。如图2所示，安装于各个突起部18的线圈骨架6的线圈线7的卷绕层相对的侧部空开间隙地配置于相邻的两个突起部18之间的凹部19。在将卷绕有线圈线7的线圈骨架6安装于定子铁芯5后，将该定子铁芯5固定于环状的层叠铁芯环17的内周，由此，定子2被装配并被安装于框架4的内周面。然后，在凹部19内压入树脂，线圈骨架6及线圈线7等借助于树脂而被模制。

转子3设置在旋转轴10的外周面，并与定子2空开磁间隙地对置配置。旋转轴10由负载侧轴承12和负载相反侧轴承14支承成旋转自如，所述负载侧轴承12的外圈与设置于框架4的负载侧(图1中的右侧)的负载侧托架11嵌合，所述负载相反侧轴承14的外圈与设置于框架4的负载相反侧(图1中的左侧)的负载相反侧托架13嵌合。在旋转轴10的负载相反侧端部设置有编码器15。编码器15被编码器罩16覆盖。转子3具备大致圆筒体状的转子铁芯20和埋入于转子铁芯20的多个(在该示例中是10个)永磁体21。多个永磁体21以沿着旋转方向相邻的两个永磁体21的相同磁极彼此相互对置的方式呈放射状地配置于转子铁芯20。

<转子铁芯的结构>

如图2(还参照后述的图6)所示，转子铁芯20形成大致圆筒体，其具有在旋转方向交替地配置有平面状的平坦部22a和圆弧状的曲面部22b的外周面。平坦部22a的数量与永磁体21的数量相同(在该示例中是10个)。此外，转子铁芯20在旋转方向等间隔地具有与永磁体21相同数量(在该示例中是10个)的磁极部23，在这些磁极部23的径向内侧具有圆筒部24，所述圆筒部24具有中心孔24a。转子铁芯20被固定于贯穿中心孔24a的旋转轴10。

在转子铁芯20，在中心孔24a的周围呈放射状地设置有沿着轴向贯穿的多个(在该示例中是10个)空隙25。空隙25的径向外侧的在旋转轴方向上的一部分区域开口于转子铁芯20的外周面的平坦部22a。永磁体21被插入到空隙25中并借助于粘接剂而被固定。在转子铁芯20的径向内侧设置有在相邻的空隙25之间沿着轴向贯穿的漏磁通防止用孔部26。

如图3(还参照后述的图6)所示，在转子铁芯20的外周面的平坦部22a，针对每个配置于空隙25中的永磁体21而设置有至少一个开口部27。在本实施方式中，针对各永磁体21而设置有三个开口部27。另外，开口部27的数量也可以是三个以外。空隙25为在平坦部22a处外周侧闭塞的第一空隙部25a和借助于开口部27而外周侧敞开的第二空隙部25b沿着轴向交替地连续而成的结构。配置于各空隙25中的永磁体21的轴向的一部分区域借助于开口部27而露出。每个永磁体21的开口部27配置成这样：通过沿旋转方向相邻的两个开口部27彼此沿着轴向相互错开地配置，从而沿着旋转方向而交错配置。另外，开口部27相当于成为粘接剂的注入口的单元的一个示例。

此外，针对每个永磁体21而设置的开口部27构成为：与沿着旋转方向每隔一个地等间隔配置的永磁体21分别对应的开口部27的总开口面积彼此相等。即，在本实施方式中，由于永磁体21的数量是10个、并且磁极数(磁极部23的数量)为10个，因此沿着旋转方向按每隔一个的72°(＝360°÷10×2)的间隔配置的开口部27彼此的总开口面积相互相等。因此，例如，在永磁体21的个数是8、且磁极数是8的情况下，将开口部27设置成这样即可：按90°(＝360°÷8×2)的间隔配置的开口部27彼此的总开口面积相互相等。

另外，在将空隙25看作用于固定永磁体21的凹部的情况下，在平坦部22a设置有开口部27的结构也可以说成是，在固定于凹部的永磁体21的外周侧，在轴向的一部分区域中将沿着旋转方向相邻的磁极部彼此连结起来的结构。在图3中用标号28来表示该连结部。换言之，连结部28是平坦部22a的位于永磁体21的外周侧的部分中开口部27以外的区域。

<转子铁芯的制造方法>

采用图4和图5来对转子铁芯20的制造方法的一个示例进行说明。图4是示出构成转子铁芯20的电磁钢板30的平面图。如图4所示，在电磁钢板30(钢板)的外周面设置有多个(在该示例中是10个)平坦部22a1，电磁钢板30形成为平坦部22a1和平坦部22a1以外的圆弧状的曲面部22b1沿着周向交替地配置的大致圆形板。电磁钢板30具有中心孔24a1，并且具备呈放射状地设置的多个(在该示例中是10个)空隙。多个空隙由外周侧被平坦部22a1闭塞的第一空隙25a1、和借助于通过将平坦部22a1局部地切口而形成的开口部27a而外周侧敞开的第二空隙25b1构成。这些第一空隙25a1和第二空隙25b1在电磁钢板30的周向交替地配置。

采用图5来对将电磁钢板30层叠而制造转子铁芯20的方法进行说明。另外，在图5中示出了将已经层叠有多张电磁钢板30的层叠体30A摞成四层的中途经过。首先，通过使第二空隙25b1彼此(也可以是第一空隙25a1彼此)一致地沿着轴向将多张电磁钢板30层叠起来，从而形成第一层层叠体30A。在由此而得到的层叠体30A中，通过使多张电磁钢板30的第一空隙25a1沿着轴向(图5中的上下方向)连接起来，从而形成转子铁芯20的第一空隙部25a，通过使多张电磁钢板30的第二空隙25b1沿着轴向连接起来，从而形成转子铁芯20的第二空隙部25b。此外，通过使多张电磁钢板30的第二空隙25b1的外周侧的开口部27a沿着轴向连接起来，从而形成转子铁芯20的开口部27。另外，在图5所示的示例中，最下层的层叠体30A与其它层叠体30A相比层叠张数少，但不限于这样的结构，既可以使所有的层叠体30A的层叠张数一致，也可以使所有的层叠体30A的层叠张数为彼此不同的层叠张数。

在相对于上述第一层层叠体30A而使多张电磁钢板30相对地旋转电磁钢板30的相邻配置的空隙25a1、25b1之间的角度(在该示例中是36°)的状态下将所述多张电磁钢板30层叠于上述第一层层叠体30A，形成第二层层叠体30A。在同样地相对于第二层层叠体30A而使多张电磁钢板30相对地旋转的状态下将所述多张电磁钢板30层叠于上述第二层层叠体30A，形成第三层层叠体30A。这样，通过从最下层的第一层到最上层(在该示例中是第六层)地层叠电磁钢板30的层叠体30A，从而如图6所示那样地形成在外周面沿着旋转方向交错地配置有开口部27的转子铁芯20。

然后，将永磁体21插入到转子铁芯20的空隙25中，从开口部27将粘接剂注入而固定永磁体21。作为粘接剂，在例如金属嵌合之间可以使用硬化的厌气性粘接剂，但不限于此。

<实施方式的效果>

如以上说明的那样，根据本实施方式的旋转电机1，在转子铁芯20的外周面形成有开口部27。该开口部27使配置于空隙25中的永磁体21的旋转轴方向的一部分区域露出。由此，在将永磁体21粘接于转子铁芯20的空隙25时，将永磁体21插入到空隙25中后，能够经转子铁芯20的开口部27而从外周侧将粘接剂注入。其结果是，向永磁体21涂布粘接剂变得容易，并且，由于从开口部27注入的粘接剂渗入到永磁体21与空隙25的间隙中而扩展，因此能够确保充分的粘接力。

此外，能够得到充分的粘接力的结果是，无需例如使永磁体21短于空隙25而在空隙25的轴向两端形成粘接剂积存部、或在转子铁芯20的内部中在空隙25的旋转方向的侧面形成粘接剂的注入槽等，因此，与形成这样的结构的情况相比，能够减少漏磁通。

并且，由于开口部27被设置成将永磁体21的轴向一部分区域露出，因此永磁体21的外周侧的开口部27以外的一部分的区域被转子铁芯20(前述的连结部28)闭塞。由此，与例如使永磁体21的外周侧全部敞开(换言之，将空隙25作为凹部)的结构相比，能够确保转子铁芯20的强度，并且能够防止由于离心力而使永磁体21脱落，能够提高旋转电机1的可靠性。

此外，根据本实施方式，特别是针对每个永磁体21而各配置至少一个开口部27。由此，能够对所有的永磁体21充分地确保粘接力，并且能够减少漏磁通。此外，由于开口部27沿着旋转方向而针对每个永磁体21交错地配置，因此能够使开口部27不局部地集中而是均匀地配置。由此，能够使因开口部27而强度降低的地方分散，能够抑制转子铁芯20的强度降低。

此外，根据本实施方式，特别是开口部27构成为，与沿着旋转方向等间隔地配置的永磁体21分别对应的开口部27的总开口面积彼此相等。由此，能够防止转子铁芯20的旋转方向的重量平衡变差。

此外，根据本实施方式，特别是，通过将外周侧敞开的第二空隙25b1和外周侧闭塞的第一空隙25a1沿着旋转方向交替地配置的多个电磁钢板30层叠，从而构成转子铁芯20。由此，能够仅使用相同形状的电磁钢板30来构成转子铁芯20，因此，与使用具有不同形状的两种以上钢板的情况相比，(由于模具为一种即可)能够减少成本。

此外，根据本实施方式，特别是，多个永磁体21以沿着旋转方向相邻的永磁体21的相同磁极彼此相互对置的方式呈放射状地配置于转子铁芯20。由于构成这样的配置结构，因此能够增大永磁体21的投入量，能够使磁通集中于磁极部23，能够实现小型且高性能的旋转电机。

<变形例>

另外，实施方式不限于上述方式，能够在不脱离其主旨和技术思想的范围内进行各种变形。

例如，根据上述实施方式，作为一个示例而对转子铁芯20为具有平坦部22a和圆弧状的曲面部22b沿着旋转方向交替地配置的外周面的大致圆筒体的情况进行了说明，但不限于此，转子铁芯20也可以是在外周面不具有平坦部22a而外周面仅由曲面部22b构成的圆筒体。

此外，以上作为一个示例而对旋转电机为马达的情况进行了说明，但本实施方式也可以应用于旋转电机是发电机的情况。

另外，以上说明中的“相等”不是严格的含义。即，“相等”允许设计上、制造上的公差、误差，是“实质上相等”这样的含义。

此外，除了以上已描述的以外，也可以将上述实施方式的方法适当地组合起来使用。

除此以外，不逐一列举，但在不脱离其主旨的范围内能够加以各种变更地来实施上述实施方式。

Claims (6)

1.一种旋转电机，其具备定子和转子，所述旋转电机的特征在于，

所述旋转电机具有：

转子铁芯，其具备多个空隙；

多个永磁体，其借助粘接剂固定于所述空隙；以及

开口部，其形成于所述转子铁芯的外周面并作为粘接剂的注入口，构成为使配置于所述空隙中的所述永磁体的旋转轴方向的一部分区域露出；

其中，针对每个所述永磁体各配置多个所述开口部，多个所述开口部以沿着旋转方向针对每个所述永磁体交错的方式配置在所述外周面，其中沿所述旋转方向相邻的两个所述开口部彼此沿着轴向相互错开地被配置；

所述开口部构成为，与沿着所述旋转方向等间隔地配置的多个所述永磁体分别对应的多个开口部的总开口面积彼此相等。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

由多个钢板层叠而构成所述转子铁芯，所述钢板沿着旋转方向交替地配置有外周侧敞开的所述空隙和外周侧闭塞的所述空隙。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述多个永磁体以沿着旋转方向相邻的所述永磁体的相同磁极彼此相互对置的方式呈放射状地配置于所述转子铁芯。

4.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述多个永磁体以沿着旋转方向相邻的所述永磁体的相同磁极彼此相互对置的方式呈放射状地配置于所述转子铁芯。

5.一种转子铁芯的制造方法，所述转子铁芯沿着旋转方向等间隔地具备供永磁体插入的多个空隙，所述转子铁芯的制造方法的特征在于，

该制造方法具有如下步骤：

第一步骤，层叠规定数量的钢板，所述钢板沿着所述旋转方向交替地配置有外周侧敞开的所述空隙和外周侧闭塞的所述空隙；

第二步骤，在使规定数量的钢板相对于刚层叠好的钢板相对地旋转相邻配置的所述空隙间的角度的状态下进一步进行层叠；

重复进行规定次数的上述第二步骤；

第三步骤，将所述永磁体插入所述空隙中，并从所述外周侧敞开的空隙将粘接剂注入而固定所述永磁体；

其中，针对每个所述永磁体各配置多个开口部，多个所述开口部以沿着旋转方向针对每个所述永磁体交错的方式配置在外周面，其中沿所述旋转方向相邻的两个所述开口部彼此沿着轴向相互错开地被配置；

所述开口部构成为，与沿着所述旋转方向等间隔地配置的多个所述永磁体分别对应的多个开口部的总开口面积彼此相等。

6.一种旋转电机，其具备定子和转子，所述旋转电机的特征在于，

所述旋转电机具有：

转子铁芯，其具备沿着旋转方向等间隔地配置的多个磁极部和位于所述磁极部间的多个凹部；

多个永磁体，其借助粘接剂固定于所述凹部；以及

连结部，其构成为在所述永磁体的外周侧，在旋转轴方向的一部分区域中将沿着所述旋转方向相邻的所述磁极部彼此连结起来；使所述永磁体的旋转轴方向的一部分区域露出的开口部作为所述粘接剂的注入口；

其中，针对每个所述永磁体各配置多个所述开口部，多个所述开口部以沿着旋转方向针对每个所述永磁体交错的方式配置在外周面，其中沿所述旋转方向相邻的两个所述开口部彼此沿着轴向相互错开地被配置；

所述开口部构成为，与沿着所述旋转方向等间隔地配置的多个所述永磁体分别对应的多个开口部的总开口面积彼此相等。