CN104868623B - 电动机的转子、电动机以及电动机的转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供电动机的转子、电动机以及电动机的转子的制造方法。本发明的转子具备圆筒状的转子铁芯以及在转子铁芯的外周面以规定间隔配置的多个磁体。在转子铁芯的外周面形成有在转子铁芯的周向上对多个磁体进行定位的多个突起，多个突起中的各个突起仅在转子铁芯的外周面的与转子铁芯的旋转轴线平行的高度方向上的一部分延伸，转子铁芯包括：带突起圆筒部，其具备有多个突起延伸的外周面；以及无突起圆筒部，其具备没有多个突起延伸的外周面。

Description

电动机的转子、电动机以及电动机的转子的制造方法

技术领域

本发明涉及一种具备贴在转子铁芯的外周面的磁体的电动机的转子、电动机以及电动机的转子的制造方法。

背景技术

一般来说，将在转子铁芯的外周面贴有永磁体的类型的电动机称为SPM(SurfacePermanent Magnet：表面式永磁体)电动机。与此相关联地，在日本JP-A-2013-165548中记载有一种利用热固化粘接剂将扇形(日语：セグメント型)永磁体粘着在转子铁芯的外周面的SPM电动机的转子。另外，在以往的SPM电动机中，采用与转子铁芯相对的相对面是沿着转子铁芯的外周面的曲面状的磁体和上述的相对面是平面状的磁体中的某一方。日本JP-A-2013-165548的SPM电动机采用了前者的磁体，但是为了制造这种磁体，需要用于形成曲面状的相对面的追加的工序。因而，从制造成本的观点来看，具有平面状的相对面的磁体更为有利。

但是，为了将具有平面状的相对面的磁体正确地配置于转子铁芯，需要预先在转子铁芯的外周面形成对磁体进行定位的引导突起。图10是表示具有对多个磁体M进行定位的多个引导突起P的以往的转子R的立体图。为了方便，在图10中仅示出了一个磁体M，省略了剩余的磁体M。另外，图11是沿着与图10的转子R的旋转轴线RA垂直的平面的截面图，放大表示了一个磁体M的附近。如图10那样，在以往的转子R中的转子铁芯C的外周面形成有沿周向等间隔地配置的多个引导槽G，这些引导槽G分别遍及转子铁芯C的高度方向的整个长度地延伸。而且，在邻接的两个引导槽G、G之间设置有各个引导突起P。为了形成这种引导槽G，需要遍及转子铁芯C的整个长度地实施切槽加工，因此加工工时增加，并且加工工时的增加会招致制造成本的上升。这种制造成本的上升在电动机的极数多的情况下尤其显著。另外，在将磁体M磁化后粘接到转子铁芯C的情况下，磁体M的平面状的相对面CS由于吸引力而贴紧引导槽G的平面状的底面BS，因此如图11那样，导致粘接剂B从这些面CS、BS之间被排除。其结果，作用于磁体的粘接力降低，因此存在磁体M由于伴随转子R的旋转运动产生的离心力而从转子铁芯C飞散的担忧。

寻求一种能够削减用于形成对磁体进行定位的突起的加工工时的电动机的转子。

发明内容

根据本发明的第一方式，提供一种电动机的转子，该电动机的转子具备圆筒状的转子铁芯以及在转子铁芯的外周面以规定间隔配置的多个磁体，其中，在转子铁芯的外周面形成有多个突起，该多个突起在转子铁芯的周向上对多个磁体进行定位，多个突起中的各个突起仅在转子铁芯的外周面的与转子铁芯的旋转轴线平行的高度方向上的一部分延伸，转子铁芯包括：带突起圆筒部，其具备有多个突起延伸的外周面；以及无突起圆筒部，其具备没有多个突起延伸的外周面。

根据本发明的第二方式，提供如下一种电动机的转子：在第一方式中，带突起圆筒部在转子铁芯的高度方向上的两端部处各配置有一个。

根据本发明的第三方式，提供如下一种电动机的转子：在第一方式中，带突起圆筒部配置于转子铁芯的高度方向上的中央部。

根据本发明的第四方式，提供如下一种电动机的转子：在第一～第三方式中的任一个方式中，多个磁体各自的与转子铁芯的外周面相对的相对面是平面状，相对面被粘接在无突起圆筒部的外周面。

根据本发明的第五方式，提供如下一种电动机的转子：在第四方式中，多个磁体各自的相对面还被粘接在位于邻接的两个突起之间的槽部的底面。

根据本发明的第六方式，提供如下一种电动机的转子：在第一～第五方式中的任一个方式中，转子铁芯的带突起圆筒部和无突起圆筒部是相互独立的构件。

根据本发明的第七方式，提供如下一种电动机的转子：在第六方式中，无突起圆筒部是电磁钢板的层叠体。

根据本发明的第八方式，提供一种具备第一～第七方式中的任一个方式中的转子的电动机。

根据本发明的第九方式，提供一种第一～第五方式中的任一个方式中的电动机的转子的制造方法，该制造方法包括：准备要加工成转子铁芯的圆筒体；通过对圆筒体的外周面进行绕圆筒体的中心轴线的车削加工(日语：旋削加工)，来形成圆筒体的小径部分和外径大于小径部分的大径部分；以及通过对圆筒体的大径部分的外周面进行沿中心轴线的切槽加工，来形成位于邻接的两个突起之间的槽部。

根据本发明的第十方式，提供一种第六或第七方式中的电动机的转子的制造方法，该制造方法包括：准备要加工成带突起圆筒部的圆筒体；准备要加工成无突起圆筒部的其它圆筒体；通过对圆筒体的外周面进行沿圆筒体的中心轴线的切槽加工，来形成位于邻接的两个突起之间的槽部；以及将圆筒体与其它圆筒体相互接合。

这些以及其它本发明的目的、特征及优点通过参照附图所表现的本发明的例示性的实施方式的详细说明会变得更明确。

附图说明

图1是具备本发明的第一实施方式的例示性的转子的电动机的截面图。

图2是图1的电动机中的转子的立体图。

图3是放大表示图2的转子中的转子铁芯的无突起圆筒部的截面图。

图4是表示本实施方式的转子的变形例的立体图。

图5是用于说明本实施方式的转子的例示性的制造方法中的铁芯形成工序的第一图。

图6是用于说明本实施方式的转子的例示性的制造方法中的铁芯形成工序的第二图。

图7是用于说明本实施方式的转子的例示性的制造方法中的铁芯形成工序的第三图。

图8是表示本发明的第二实施方式的转子中的转子铁芯的一例的分解立体图。

图9是表示本实施方式的转子中的转子铁芯的变形例的分解立体图。

图10是表示以往的转子的立体图。

图11是放大表示图10的转子中的转子铁芯的一部分的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。此外，下面的记载并不限定权利要求书所记载的发明的技术范围、用语的含义等。

首先，参照图1～图7来说明具备本发明的第一实施方式的转子的电动机。具备本实施方式的转子的电动机是转子与定子协作来产生动力的电动机，更具体地说，是具有在转子铁芯的外周面贴有永磁体的构造的SPM电动机。图1是具备本实施方式的例示性的转子2的电动机1的截面图。如图1那样，电动机1具备转子2和定子3，该转子2能够绕规定的旋转轴线RA旋转，该定子3以包围转子2的方式与转子2配置成同心状。本例的定子3具有圆筒状的轭铁部31以及从轭铁部31向转子2突出的多个齿部32，在这些齿部32上分别卷绕有未图示的定子绕线。例如能够通过层叠电磁钢板来一体地形成轭铁部31和多个齿部32。

图2是图1的电动机1中的转子2的立体图。如图1和图2那样，本实施方式的转子2具有圆筒状的转子铁芯20以及在转子铁芯20的外周面21以规定间隔配置的多个磁体4。更具体地说，本例的转子2具备沿转子铁芯20的周向等间隔地配置的30个磁体4。但是，为了方便，在图2中仅示出了一个磁体4，省略了剩余的磁体。本例的磁体4为钕磁体或铁氧体磁体等永磁体。如图2那样，本例的磁体4具有与转子2的旋转轴线RA平行地延伸的平板状的形态。而且，本例的磁体4遍及与旋转轴线RA平行的转子铁芯20的高度方向的整个长度地延伸。另外，本例的磁体4具有与转子铁芯20的外周面21相对的平面状的相对面(也参照图3)。下面，有时将转子铁芯20的径向仅称为“径向”，将转子铁芯20的周向仅称为“周向”。并且，有时将转子铁芯20的高度方向仅称为“高度方向”。

如图2那样，在本例的转子铁芯20的外周面21形成有在周向上对多个磁体4进行定位的多个突起22。更具体地说，多个突起22分别以穿过邻接的两个磁体4之间的方式从转子铁芯20的外周面21沿径向朝外突出。因此，邻接的两个突起22之间的距离与磁体4的宽度方向上的尺寸相等。在此所说的宽度方向是指与转子铁芯20的高度方向和径向这两方垂直的方向。而且，多个磁体4分别被保持于在邻接的两个突起22之间扩展的槽23中。该槽23具有平面状的底面。

如图2那样，多个突起22分别仅在外周面21的、转子铁芯20的高度方向上的一部分延伸。因而，本例的转子铁芯20包括具备有多个突起22延伸的外周面的圆筒部和具备没有多个突起22延伸的外周面的圆筒部。该多个圆筒部被配置成在转子铁芯20的高度方向上相互邻接。下面，将转子铁芯20中的前者的圆筒部称为带突起圆筒部201，将后者的圆筒部称为无突起圆筒部202。图1所示的转子铁芯20的截面形状是带突起圆筒部201的截面形状。如图2那样，本例的转子铁芯20包括在高度方向的两端部处各配置一个的两个带突起圆筒部201、201以及配置于这些带突起圆筒部201、201之间的一个无突起圆筒部202。利用各种金属制的管材来一体地形成本例的转子铁芯20中的三个圆筒部201、201、202。下面，将转子铁芯20的外周面21中的与无突起圆筒部202对应的区域称为外周面212。

图3是图2的转子2中的无突起圆筒部202的沿与旋转轴线R垂直的平面的放大截面图，放大表示了一个磁体4的附近。如图3那样，本例的磁体4通过粘接剂5至少粘接在转子铁芯20的无突起圆筒部202的外周面212上。如前所述，磁体4的相对面41是平面状，但是无突起圆筒部202的外周面212是曲面状。因而，即使这些面41、212相互接触，也会在两者之间残留有固定的空隙。更具体地说，在本例的磁体4的相对面41与无突起圆筒部202的外周面212之间，残留有沿周向并列的一对空隙6、6。如图3那样，使粘接剂5进入这些空隙6、6的内部，由此能够防止粘接剂5从磁体4的相对面41和转子铁芯20的外周面21被排除。因而，根据本例的转子铁芯20，能够防止磁体4由于作用于磁体4的粘接力不足而飞散。

如上，根据本实施方式的转子2，形成对磁体4进行定位的突起22的范围仅限定于转子铁芯20的高度方向上的一部分、更具体地说是带突起圆筒部201。因而，根据本实施方式的转子2，能够使定位用的突起22的高度方向上的尺寸最小化，因此能够削减用于形成这些突起22的加工工时。此外，本实施方式的转子2中的转子铁芯20的带突起圆筒部201和无突起圆筒部202的个数及配置并非仅限定于图2的例子。即，能够实现对转子铁芯20中的这些圆筒部的个数及配置进行了变更的转子2的各种变形例。图4是表示本实施方式的转子2的一个变形例的立体图。如图4那样，本例的转子2中的转子铁芯20包括配置于其高度方向上的中央部的一个带突起圆筒部201以及以夹持该带突起圆筒部201的方式配置的一对无突起圆筒部202、202。在这种变形例中，也能够使定位用的突起22的高度方向上的尺寸最小化，因此能够削减用于形成这些突起22的加工工时。

接着，说明本实施方式的转子2的制造方法。本实施方式的转子2的制造方法包括形成具有上述构造的转子铁芯20的铁芯形成工序。图5～图7是用于说明本实施方式的例示性的制造方法中的铁芯形成工序的图。如图5那样，在本例的铁芯形成工序中，首先准备要加工成转子铁芯20的圆筒体7。本例的圆筒体7是将各种金属制的管材沿与其延伸方向垂直的方向切断而得到的。下面，将与圆筒体7的中心轴线CA平行的方向称为圆筒体7的高度方向。如图6那样，在本例的铁芯形成工序中，接着，通过对圆筒体7的外周面71进行车削加工来形成圆筒体7的小径部分7S，并且形成外径大于小径部分7S的圆筒体7的大径部分7L。更具体地说，在上述的车削加工中，通过将能够与中心轴线CA平行地移动的车削工具T1推压至绕中心轴线CA旋转的圆筒体7的外周面71上来切削圆筒体7的外周面71。此时，如箭头A60所表示的那样改变车削工具T1的切入深度来将外周面71加工成台阶状，由此形成上述的圆筒体7的小径部分7S和大径部分7L。在图6的例子中，通过圆筒体7的车削加工，形成了在圆筒体7的高度方向上的两端部处各配置一个的两个大径部分7L、7L以及配置于这些大径部分7L、7L之间的一个小径部分7S。但是，应该通过本例的车削加工而形成的小径部分7S和大径部分7L的个数及配置等不限定于图6的例子。

如图7那样，在本例的铁芯形成工序中，接着，通过对圆筒体7的大径部分7L、7L分别进行切槽加工，来在大径部分7L的外周面形成等间隔地配置的多个槽73。更具体地说，在上述的切槽加工中，通过使对大径部分7L的外周面进行切削的切削工具T2如箭头A70所表示的那样与中心轴线CA平行地移动，来形成各个槽73。然后，上述的切槽加工的结果是，对多个磁体4进行定位的多个突起72分别形成于邻接的两个槽73之间。这样，在上述的切槽加工中，通过切削工具T2仅对圆筒体7的大径部分7L、7L进行加工，因此能够削减用于形成对多个磁体4进行定位的多个突起72的加工工时。

接着，参照图8和图9来说明本发明的第二实施方式的转子。本实施方式的转子除了以下具体说明的部分以外，具有与上述的第一实施方式的转子同样的结构。因而，对具有与第一实施方式同样的结构的部分使用与第一实施方式相同的标记，省略对这些具有同样的结构的部分的说明。

图8是表示本实施方式的转子2中的转子铁芯20的一例的分解立体图。如图8那样，本例的转子铁芯20与图2同样地，包括在其高度方向上的两端部处各配置一个的两个带突起圆筒部201、201以及配置于这些圆筒部201、201之间的一个无突起圆筒部202。但是，本例的转子铁芯20中的三个圆筒部201、201、202形成为相互独立的构件，以代替如图2那样形成为一体。更具体地说，本例的转子铁芯20中的三个圆筒部201、201、202分别由各种金属制的管材独立地形成。参照图8来说明形成本例的转子铁芯20的铁芯形成工序。在本例的铁芯形成工序中，首先，准备要加工成两个带突起圆筒部201、201的两个圆筒体8、8。接着，通过对这些圆筒体8、8各自的外周面进行切槽加工来形成沿周向等间隔地配置的多个槽81。由此，对多个磁体4进行定位的多个突起82分别形成于邻接的两个槽81之间。接着，通过对这些圆筒体8、8各自的高度方向上的一个端面83进行螺纹切削加工(日语：ねじ切り加工)，来形成沿周向等间隔地配置的多个贯通式螺纹孔84。

在本例的铁芯形成工序中，接着，准备要加工成一个无突起圆筒部202的一个其它圆筒体9。接着，通过对其它圆筒体9的高度方向上的两个端面91进行螺纹切削加工，来形成沿周向等间隔地配置的多个非贯通式螺纹孔92。接着，通过将两个圆筒体8、8分别与一个其它圆筒体9进行连结，来组装出包括两个带突起圆筒部201、201和一个无突起圆筒部202的转子铁芯20。此时，两个圆筒体8、8分别通过被插通到多个贯通式螺纹孔84的各贯通式螺纹孔84的螺纹式连结构件(未图示)而与一个其它圆筒体9连结。如上，根据本例的转子铁芯20，通过预先准备具有适当的尺寸的两个圆筒体8、8和一个其它圆筒体9，能够省略形成圆筒体的小径部分和大径部分的车削加工，因此能够简化铁芯形成工序。

图9是表示本实施方式的转子2中的转子铁芯20的变形例的分解立体图。本例的转子铁芯20与图8同样地，包括在其高度方向上的两端部处各配置一个的两个带突起圆筒部201、201以及配置于这些圆筒部201、201之间的一个无突起圆筒部202，这三个圆筒部201、201、202形成为相互独立的构件。但是，本例的无突起圆筒部202由层叠多个电磁钢板ES而成的层叠体LB形成，以代替由各种金属制的管材形成。通过像这样采用电磁钢板的层叠体LB作为转子铁芯20的一部分，转子铁芯20的内部的涡流减少，因此能够抑制转子铁芯20的发热量。另外，在本例的转子铁芯20中，也可以除了无突起圆筒部202以外，还使两个带突起圆筒部201、201的至少任一方由多个电磁钢板的层叠体形成，或者代替无突起圆筒部202而使两个带突起圆筒部201、201的至少任一方由多个电磁钢板的层叠体形成。

形成本例的转子铁芯20的铁芯形成工序的过程与前述的形成图8的转子铁芯20的铁芯形成工序的过程相同。但是，在本例的铁芯形成工序中，设置于层叠体LB的多个贯通孔TH中分别插通有棒状的连结构件CR，由此将多个电磁钢板ES相互固定。如图9那样，这种棒状的连结构件CR能够经由设置于两个圆筒体8、8的任一方的多个贯通孔84的各贯通孔84插通到层叠体LB侧的多个贯通孔TH的各贯通孔TH。另外，棒状的连结构件CR的顶端部能够进一步插入到设置于两个圆筒体8、8的另一方的多个贯通孔84的各贯通孔84。其结果，能够通过棒状的连结构件CR将与无突起圆筒部202相当的层叠体LB分别进一步连结于与两个带突起圆筒部201相当的两个圆筒体8、8。

发明的效果

根据本发明的第一、第八以及第九方式，形成对多个磁体进行定位的多个突起的范围仅限定于转子铁芯的高度方向上的一部分，因此能够削减用于形成这些突起的加工工时。

根据本发明的第二方式，对多个磁体进行定位的多个突起在转子铁芯的高度方向上的两端部处分别形成，因此能够使多个磁体相对于转子铁芯正确地定位。

根据本发明的第三方式，对多个磁体进行定位的多个突起形成于转子铁芯的高度方向的中央部，因此能够使多个磁体相对于转子铁芯正确地定位。

根据本发明的第四方式，在磁体的相对面与转子铁芯的无突起圆筒部的外周面之间形成有能够使粘接剂进入的间隙，因此能够防止作用于磁体的粘接力不足。

根据本发明的第五方式，磁体的相对面被进一步粘接在邻接的突起之间的槽部的底面上，因此能够相对于转子铁芯稳定地固定磁体。

根据本发明的第六和第十方式，能够省略用于形成转子铁芯的无突起圆筒部的车削加工，因此能够简化转子的制造工序。

根据本发明的第七方式，在转子铁芯的内部有可能产生的涡流减少，因此能够抑制转子铁芯的发热量。

本发明并非仅限定于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种改变。另外，上述的各部的尺寸、形状、材质等只不过是一个例子，为了达到本发明的效果，能够采用多种尺寸、形状、材质等。

Claims (8)

1.一种电动机的转子，具备圆筒状的转子铁芯以及在上述转子铁芯的外周面以规定间隔配置的多个磁体，该电动机的转子的特征在于，

在上述转子铁芯的外周面形成有多个突起，该多个突起在上述转子铁芯的周向上对上述多个磁体进行定位，

上述多个突起中的各个突起仅在上述转子铁芯的外周面的与上述转子铁芯的旋转轴线平行的高度方向上的一部分延伸，

上述转子铁芯包括：带突起圆筒部，其具备有上述多个突起延伸的外周面；槽部，其位于邻接的两个上述突起之间，并具有平面状的底面；以及无突起圆筒部，其具备没有上述多个突起延伸的曲面状的外周面，

上述多个磁体各自的与上述转子铁芯的外周面相对的相对面是平面状，上述相对面被粘接在上述无突起圆筒部的外周面，

上述多个磁体各自的上述相对面还被粘接在上述槽部的底面。

2.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

上述带突起圆筒部在上述转子铁芯的上述高度方向上的两端部处各配置有一个。

3.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

上述带突起圆筒部配置于上述转子铁芯的上述高度方向上的中央部。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电动机的转子，其特征在于，

上述转子铁芯的上述带突起圆筒部和上述无突起圆筒部是相互独立的构件。

5.根据权利要求4所述的电动机的转子，其特征在于，

上述无突起圆筒部是电磁钢板的层叠体。

6.一种电动机，具备根据权利要求1～5中的任一项所述的转子。

7.一种电动机的转子的制造方法，是根据权利要求1～3中的任一项所述的电动机的转子的制造方法，该制造方法的特征在于，包括：

准备要加工成上述转子铁芯的圆筒体；

通过对上述圆筒体的外周面进行绕上述圆筒体的中心轴线的车削加工，来形成上述圆筒体的小径部分和外径大于上述小径部分的大径部分；以及

通过对上述圆筒体的上述大径部分的外周面进行沿上述中心轴线的切槽加工，来形成位于邻接的两个上述突起之间的槽部。

8.一种电动机的转子的制造方法，是根据权利要求4或5所述的电动机的转子的制造方法，该制造方法的特征在于，包括：

准备要加工成上述带突起圆筒部的圆筒体；

准备要加工成上述无突起圆筒部的其它圆筒体；

通过对上述圆筒体的外周面进行沿上述圆筒体的中心轴线的切槽加工，来形成位于邻接的两个上述突起之间的槽部；以及

将上述圆筒体与上述其它圆筒体相互接合。