CN109923759A - 旋转电机的转子及旋转电机的转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

旋转电机的转子具备：圆筒状的磁轭；保持架，其安装于磁轭的内周面；以及多个永磁铁，它们在周向上以设定的间隔配置于保持架，保持架包括在磁轭的周向或轴向上被分割的分割保持架，分割保持架具有：永磁铁保持部，其保持多个永磁铁中的至少一个永磁铁；以及开口部，其设置在各个永磁铁与磁轭之间。

Description

旋转电机的转子及旋转电机的转子的制造方法

技术领域

本发明涉及用于旋转电机的转子及旋转电机的转子的制造方法，特别是涉及电梯的曳引机中的、在定子的外周侧配置有转子的外转子式的旋转电机的转子及其制造方法。

背景技术

作为旋转电机的方式，具有如下所述的外转子式：定子的齿部向外周方向突出，在定子的外周侧配置有转子。该外转子式的旋转电机在构成转子的圆筒状的磁轭的内周面安装有多个永磁铁。

在该情况下，由于永磁铁的安装位置波动、或者永磁铁因永磁铁受到的转矩而振动，因此，会发生旋转电机的效率恶化、磁铁损伤等质量问题。为了避免上述问题，永磁铁必须定位到磁轭的内周面。为了该永磁铁的定位，在对磁轭本身实施机械加工的情况下，在磁轭的内周面需要实施多面体加工，因此加工复杂，加工成本增加。

因此，存在这样的技术：在磁轭的内周面安装对永磁铁进行定位的部件、即间隔环，从而不对磁轭进行机械加工，就能够实现永磁铁的定位、以及接受永磁铁的转矩(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-278838号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的专利文献1中，间隔环如果是金属制，则需要实施多面体加工，加工复杂，且加工成本增大。

在为了抑制加工成本而使用树脂制的环作为间隔环的情况下，为了确保强度，需要增厚间隔环，在磁轭与永磁铁之间产生间隙。其结果是，存在磁通密度下降进而旋转电机的效率恶化的问题。

本发明是为了解决该问题而完成的，目的在于，在定子的外周侧配置有转子的外转子式的旋转电机的转子及其制造方法中，抑制加工成本，同时使得在磁轭与配置于其内周面的永磁铁之间不产生间隙。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机的转子具备：圆筒状的磁轭；保持架，其安装于磁轭的内周面；以及多个永磁铁，它们在周向上以设定的间隔配置于保持架，保持架包括在磁轭的周向或轴向上被分割的分割保持架，分割保持架具有：永磁铁保持部，其保持多个永磁铁中的至少一个永磁铁；以及开口部，其设置在各个永磁铁与磁轭之间。

此外，本发明的旋转电机的转子的制造方法是，将彼此分离的下侧环及上侧环以形成圆环状的方式安装于圆筒状的磁轭的内周面，使磁轭旋转，并且使模具相对于下侧环及上侧环向轴向或径向移动并按压于下侧环及上侧环，由此对包括具有永磁铁保持部的分割保持架的保持架进行成型，其中，该模具是形成对多个永磁铁各自的下侧部分及上侧部分进行保持的永磁铁保持部的模具。

并且，本发明的旋转电机的转子的制造方法是，在包括分割保持架的保持架安装未磁化的多个永磁铁，分割保持架具有：永磁铁保持部，其分别保持多个永磁铁；以及开口部，其使多个永磁铁各自的磁轭侧的面密接于磁轭的内周面，用非磁性的罩覆盖多个永磁铁各自的内周面，分别使多个永磁铁磁化，在用罩覆盖着多个永磁铁各自的内周面的状态下，将保持架安装于磁轭的内周面，经由开口部使多个永磁铁分别密接于磁轭的内周面。

发明效果

根据本发明，能够以抑制加工成本的方式实现以下这样的旋转电机的转子：由分割保持架构成配置在圆筒状的磁轭的内周面的保持架，分割保持架具有：永磁铁保持部，其分别保持多个永磁铁；以及开口部，其使多个永磁铁各自的磁轭侧的面密接于磁轭的内周面，因此永磁铁直接密接于磁轭的内周面，因此难以产生间隙，磁通密度不会下降，旋转电机的效率不会恶化，并且确保了安装永磁铁时的强度。

附图说明

图1是本发明的旋转电机的转子的实施方式1中的转子的立体图。

图2是沿着直径垂直剖切图1所示的转子时的剖视图。

图3是示出在图1所示的转子中将永磁铁拆除一部分的状态的转子的立体图。

图4是本发明的旋转电机的转子的实施方式1中的分割保持架的立体图。

图5是本发明的旋转电机的转子的实施方式1中的永磁铁的立体图。

图6是本发明的旋转电机的转子的实施方式2中的转子的立体图。

图7是示出在图6所示的转子中将永磁铁拆除一部分的状态的转子的立体图。

图8是图7所示的保持架的局部立体图。

图9是示出制造本发明的旋转电机的转子的实施方式2中的转子的一个工序的立体图。

图10是示出制造本发明的旋转电机的转子的实施方式3中的转子的一个工序的立体图。

图11是本发明的旋转电机的转子的实施方式4中的电梯的曳引机。

具体实施方式

以下参照上述附图，对本发明的旋转电机的转子及其制造方法的实施方式详细地进行说明。

<旋转电机的转子>

实施方式1.

绕组技术的提高使得电梯的曳引机的薄型化发展，能够在轿厢室与井道之间设置曳引机，不需要机房的曳引机在市场上流通。为了便于建筑物的布局，曳引机的进一步薄型化的需求提高。

电梯的维护部件包括制动器，制动器包括从转子的外周侧抑制转子的旋转的外接式制动器和从内周侧抑制转子的旋转的内扩式制动器。在采用外接式制动器的情况下，对于转子配置在定子的内周侧的内转子式旋转电机，需要使转子沿轴向突出到从定子的端面露出，以能够被制动器从外周侧抑制。

另一方面，对于转子配置在定子的外周侧的外转子式旋转电机，用制动器抑制配置在外周侧的转子的外周面即可，因此外转子式具有能够使电梯的曳引机薄型化的优点。

此外，制动器以外的维护部件包括绳轮。内扩式的制动器需要从相反方向维护制动器和绳轮，因此维护性差，但外接式制动器能够从与绳轮相同的方向进行维护，因此维护性佳。

因此，本发明例如是在电梯的曳引机中的、薄型化及维护性优异的外转子式旋转电机的结构及制造方法中，特别实现转子的特性及生产性的提高。

图1所示的本发明的实施方式1的旋转电机中使用的转子100由以下部分构成：圆筒状的磁轭1；多个永磁铁2，它们以规定的间隔配置在磁轭1的周向上；以及保持架4，其安装于磁轭1的内周面3。该保持架4是通过在整周上例如将6个分割保持架5配置成圆环状而构成的。该分割保持架5也可以是这样的结构：其由位于永磁铁2的两侧的引导部6、以及将引导部6彼此连接的下侧桥部7和上侧桥部8构成，并保持一个永磁铁2。永磁铁2直接密接于磁轭1的内周面3。由该引导部6、下侧桥部7及上侧桥部8构成永磁铁保持部，永磁铁2从轴向或径向插入并保持于该永磁铁保持部。

根据上述的结构，不对磁轭1进行多面体的机械加工就能够进行永磁铁2的定位。此外，保持架4接受施加于永磁铁2的转矩，因此也能够抑制转子100的振动。此外，永磁铁2直接密接于磁轭1的内周面3，因此不会因永磁铁2与磁轭1之间的间隙而使得磁通密度下降，旋转电机的效率不会恶化，而且确保了安装永磁铁2时的强度。

在图1所示的转子100中，如图2的剖视图所示，在磁轭1的内周侧配置有绳轮保持部9，磁轭1与绳轮保持部9通过连结部10连结而成为一体。在绳轮保持部9的外周安装有绳轮11。

根据这样的结构，能够将具备本实施方式1中的转子的外转子式旋转电机实现为电梯的曳引机。

图3所示的本实施方式1中的转子是从图1所示的转子100的一个分割保持架5中部分地拆除永磁铁2而成的。分割保持架5在引导部6具有周向定位面12，在该周向定位面12与永磁铁2接触的状态下，永磁铁2密接于内周面3。

根据上述的结构，能够进行永磁铁2的周向定位。此外，当使旋转电机驱动时，能够用保持架4接受永磁铁2受到的周向上的转矩，因此能够抑制永磁铁2的振动。

在分割保持架5中，由引导部6、下侧桥部7以及上侧桥部8围成的部分成为开口部14，通过使永磁铁2穿过该开口部14，能够使永磁铁2直接密接于内周面3。

分割保持架5在下侧桥部7具有轴向定位面13，在该轴向定位面13与永磁铁2接触的状态下，永磁铁2密接于内周面3。

根据这样的结构，能够进行永磁铁2的轴向定位。此外，能够抑制永磁铁2的振动。

在图4所示的本实施方式1中的分割保持架5中，安装有5个永磁铁2，但在该例中，示出拆下其中2个永磁铁2的状态。分割保持架5在比周向定位面12靠外周侧的位置处具有径向定位面15。在该径向定位面15与永磁铁2接触的状态下，永磁铁2密接于内周面3。

根据这样的结构，能够进行永磁铁2的径向定位，能够抑制永磁铁2的振动。

分割保持架5在比径向定位面15靠外周侧(径向)的位置处具有避让部16，该避让部16以不与永磁铁2的轴向干涉的方式敞开。

引导部6的外周侧的端面、即径向接触面17与磁轭1的内周面3接触，因此上侧桥部8在径向上具有凸缘部8a，该凸缘部8a的轴向的下侧端面、即轴向接触面18与磁轭1的轴向的上侧端面接触。

根据这样的结构，确定了磁轭1和分割保持架5的径向及轴向的相对位置，因此确定了磁轭1与永磁铁2的径向及轴向的相对位置。

另外，在图4中，下侧桥部7及上侧桥部8在分割保持架5内全部连接，但在分割保持架5不被分断的范围内，即使下侧桥部7或上侧桥部8的一部分中断，也能够实施本实施方式1。

此外，本发明的实施方式1中的保持架4及分割保持架5的材料设为树脂。

根据这样的结构，当使已磁化的永磁铁2密接于磁轭1时，即使永磁铁2因磁力而受到强烈冲击，也能够利用树脂的弹性吸收冲击，因此，能够减少对永磁铁2的冲击，抑制永磁铁2的损伤。

如图5所示，本实施方式1中的永磁铁2具有磁铁外周面19和该磁铁外周面19的相反侧的磁铁内周面20。磁铁外周面19为圆弧状，磁铁内周面20平坦，永磁铁2以使磁铁外周面19朝向外周侧且使磁铁内周面20朝向内周侧的方式安装于磁轭1。

根据上述的结构，磁铁内周面20平坦，因此与使磁铁内周面20和磁铁外周面19这两面为圆弧状相比，永磁铁2的加工容易。此外，通过使圆弧状的磁铁外周面19朝向外周侧，能够增厚径向定位面15与内周面3之间的树脂，因此当使永磁铁2密接于磁轭1时，即使永磁铁2因磁力而受到强烈冲击，也能够抑制永磁铁2的损伤。

实施方式2.

在上述实施方式1中的旋转电机的转子中，当对磁轭1安装永磁铁2时，需要把持永磁铁2的侧面，在相对于轴向倾斜的状态下将其放入到磁轭1的深处，之后，从内周侧按压，使得永磁铁2相对于轴向平行。因此，永磁铁2的安装时的动作变复杂，花费设备成本。

因此，在本实施方式2中，将配置在永磁铁2的侧面的引导部6的一部分切除，由此能够把持永磁铁2的侧面而直接安装于磁轭1，能够使动作简易。

图6所示的本实施方式2中的旋转电机的转子100a与上述实施方式1同样地，由以下部分构成：圆筒状的磁轭1；多个永磁铁2，它们以规定的间隔配置在磁轭1的周向上；以及保持架4，其安装于磁轭1的内周面3。

保持架4由下侧保持架21和上侧保持架22构成。下侧保持架21由位于永磁铁2的两侧的下侧引导部23和连结该下侧引导部23之间的下侧桥部7构成。上侧保持架22由位于永磁铁2的两侧的上侧引导部24和连结该上侧引导部24之间的上侧桥部8构成。并且，永磁铁2在与下侧引导部23及上侧引导部24接触的状态下，直接密接于磁轭1的内周面3。

在该情况下，下侧保持架21的永磁铁保持部由以下部分构成：引导部23，其位于各个永磁铁2的两侧；以及下侧桥部7，其连结相邻的引导部23，上侧保持架22的永磁铁保持部由以下部分构成：引导部24，其位于各个永磁铁2的两侧；以及上侧桥部8，其连结相邻的所述引导部。

根据上述的结构，不对磁轭1进行多面体的机械加工，也能够进行永磁铁2的定位。此外，保持架4接受施加于永磁铁2的转矩，因此能够抑制转子的振动。此外，永磁铁2直接密接于磁轭1的内周面，因此不会因永磁铁2与磁轭1之间的间隙而使磁通密度下降，旋转电机的效率不会恶化，而且确保了安装永磁铁2时的强度。

图7所示的本实施方式2中的旋转电机的转子是从图6所示的转子100a的保持架4拆除一部分永磁铁2而成的。永磁铁2在与下侧引导部23的下侧周向定位面25及上侧引导部24的上侧周向定位面26接触的状态下，密接于内周面3。

根据上述的结构，能够进行永磁铁2的周向定位。此外，当使旋转电机驱动时，能够用保持架4接受永磁铁2受到的周向上的转矩，因此能够抑制永磁铁2的振动。

永磁铁2在与下侧桥部7的轴向定位面13接触的状态下，密接于内周面3。

根据这样的结构，能够进行永磁铁2的轴向定位。此外，能够抑制永磁铁2的振动。

在图8所示的本实施方式2中的保持架4中，下侧保持架21在比下侧周向定位面25靠外周侧的位置处具有下侧径向定位面27，上侧保持架22在比上侧周向定位面26靠外周侧的位置处具有上侧径向定位面28。在下侧径向定位面27及上侧周向定位面26与永磁铁2接触的状态下，永磁铁2密接于内周面3。

根据这样的结构，能够进行永磁铁2的径向定位。此外，能够抑制永磁铁2的振动。

此外，上侧保持架22及下侧保持架21分别在比上侧径向定位面28及下侧径向定位面27靠外周侧的位置处具有避让部16。

根据这样的结构，永磁铁2的轴向敞开，因此与上述实施方式1同样地，能够提高使永磁铁2密接于磁轭1时的作业性。

实施方式3.<实施方式2的转子的制造方法>

图9中示出了本实施方式2的旋转电机的转子的制造工序，特别示出了制造下侧保持架21及上侧保持架22的中途的一个工序。在该工序中，在将下侧环29及上侧环30以形成圆环状的方式安装于磁轭1的内周面上后，使磁轭1旋转，且使模具31向轴向或径向移动并按压于下侧环29及上侧环30，由此对下侧引导部23及上侧引导部24进行成型。

根据上述的结构，能够容易对下侧引导部23及上侧引导部24进行成型。此外，由于从相同的模具对下侧引导部23及上侧引导部24进行成型，下侧引导部23及上侧引导部24的形状变得均匀，永磁铁2的定位精度提高。

此处，本实施方式2中的保持架4的材料优选为树脂。

根据这样的结构，当使已磁化的永磁铁2密接于磁轭1时，即使永磁铁2因磁力而受到强烈冲击，也能够利用树脂的弹性吸收冲击，因此，能够减少对永磁铁2的冲击，抑制永磁铁2的损伤。此外，利用模具对下侧引导部23及上侧引导部24进行成型变得容易。

实施方式4.<实施方式1的转子的制造方法>

在上述实施方式1及实施方式2中的旋转电机的转子中，在对磁轭1安装了保持架4后，将永磁铁2安装于磁轭1。由此，在保持架4之后安装永磁铁2的方法中，需要一个个地安装永磁铁2，因此安装时的作业时间变长，作业性变差。此外，需要将保持架4安装于磁轭1的部件，因而花费材料成本。

因此，在本实施方式3中，通过预先将多个永磁铁2同时安装于磁轭1，缩短了作业时间，使生产性提高。

图10中示出了本实施方式3中的旋转电机的转子的制造工序，特别示出了将永磁铁2在安装于分割保持架5的状态下安装到磁轭1的一个工序。

根据这样的结构，能够预先将多个永磁铁2同时安装于磁轭1，因此能提高生产性。此外，由于不需要将分割保持架5安装于磁轭1的部件，因而能够降低材料成本。

在将已磁化的永磁铁2安装到分割保持架5的情况下，存在与先安装的相邻的永磁铁2之间作用的吸引力或排斥力，因此安装永磁铁2的作业并不容易。此外，在图10所示的分割保持架5的状态下对永磁铁2进行磁化的情况下，永磁铁2可能从分割保持架5的内周侧脱离，因此必须使得不会脱离内周侧。

因此，在将未磁化的永磁铁2安装于分割保持架5后，用非磁性的罩覆盖永磁铁2的内周侧，对永磁铁2进行磁化。之后，在用罩覆盖着永磁铁2的内周侧的状态下将分割保持架5安装于磁轭1，使永磁铁2密接于磁轭1的内周面3。

根据这样的结构，相比于将已磁化的永磁铁2安装于分割保持架5，能够容易进行作业。

实施方式5.<具备实施方式1的转子的电梯的曳引机>

图11中示出了本实施方式4中的电梯的曳引机。与转子100的内径侧对置地配置有定子40，定子40通过在铁芯41的周围卷绕线圈42来构成，通过在线圈中流通电流，能够产生磁通，从而在转子与定子之间产生转矩。定子40安装于外壳43。在外壳43与定子40之间配置有轴承44，转子100能够顺畅地旋转。在外壳43与定子40之间配置有角度检测器45，能检测转子相对于定子的角度。在外壳43安装有制动器46，能够对转子100赋予制动转矩。在转子100安装有绳轮9，能够将转矩传递到外部。

标号说明

1：磁轭；2：永磁铁；3：内周面；4：保持架；5：分割保持架；6：引导部；7：下侧桥部；8：上侧桥部；9：绳轮保持部；10：连结部、11：绳轮；12：周向定位面；13：轴向定位面；14：开口部；15：径向定位面；16：避让部；17：径向接触面；18：轴向接触面；19：磁铁外周面；20：磁铁内周面；21：下侧保持架；22：上侧保持架；23：下侧引导部；24：上侧引导部；25：下侧周向定位面；26：上侧周向定位面；27：下侧径向定位面；28：上侧径向定位面；29：下侧环；30：上侧环；31：模具；40：定子；41：铁芯；42：线圈；43：外壳；44：轴承；45：角度检测器；46：制动器；100、100a：转子。

Claims (16)

1.一种旋转电机的转子，其中，所述旋转电机的转子具备：

圆筒状的磁轭；

保持架，其安装于所述磁轭的内周面；以及

多个永磁铁，它们在周向上以设定的间隔配置于所述保持架，

所述保持架包括在所述磁轭的周向或轴向上被分割的分割保持架，

所述分割保持架具有：永磁铁保持部，其保持所述多个永磁铁中的至少一个永磁铁；以及开口部，其设置在各个所述永磁铁与所述磁轭之间。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，

所述保持架是通过将多个所述分割保持架形成为一体而成的结构配置成圆环状而构成的。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，

所述保持架包括彼此分离的下侧保持架和上侧保持架，

所述下侧保持架中的所述分割保持架的所述永磁铁保持部及所述上侧保持架中的所述分割保持架的所述永磁铁保持部分别保持所述多个永磁铁各自的下侧部分及上侧部分。

4.根据权利要求1或3所述的旋转电机的转子，其中，

所述永磁铁保持部包括：引导部，其位于各个所述永磁铁的两侧；和下侧桥部及上侧桥部，它们连结相邻的所述引导部。

5.根据权利要求4所述的旋转电机的转子，其中，

所述引导部具有周向定位面，在所述周向定位面与所述永磁铁接触的状态下，所述永磁铁经由所述开口部密接于所述磁轭的内周面。

6.根据权利要求5所述的旋转电机的转子，其中，

所述引导部具有径向定位面，该径向定位面配置在比所述周向定位面靠外周侧的位置且与所述周向定位面连接，在所述径向定位面与所述永磁铁接触的状态下，所述永磁铁经由所述开口部密接于所述磁轭的内周面。

7.根据权利要求6所述的旋转电机的转子，其中，

所述引导部在比所述径向定位面靠外周侧的位置处具有避让部，所述避让部以不与所述永磁铁的轴向干涉的方式敞开。

8.根据权利要求4所述的旋转电机的转子，其中，

所述下侧桥部具有轴向定位面，在所述轴向定位面与所述永磁铁接触的状态下，所述永磁铁经由所述开口部密接于所述磁轭的内周面。

9.根据权利要求4所述的旋转电机的转子，其中，

所述引导部的外周侧的端面即径向接触面与所述磁轭的内周面接触，所述上侧桥部的径向凸缘部的轴向下侧端面即轴向接触面与所述磁轭的轴向上侧端面接触。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的旋转电机的转子，其中，

在所述磁轭的内周面配置有绳轮保持部，所述磁轭与所述绳轮保持部通过连结部连结而成为一体，在所述绳轮保持部安装有绳轮。

11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述永磁铁具有磁铁外周面和在所述磁铁外周面的相反侧的磁铁内周面，所述磁铁外周面为圆弧状，所述磁铁内周面平坦，所述永磁铁以使所述磁铁外周面朝向外周侧且使所述磁铁内周面朝向内周侧的方式安装于磁轭。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述保持架的材料为树脂。

13.一种旋转电机的转子的制造方法，其中，

将彼此分离的下侧环及上侧环以形成圆环状的方式安装于圆筒状的磁轭的内周面，

使所述磁轭旋转，并且使模具相对于所述下侧环及上侧环向轴向或径向移动并按压于所述下侧环及上侧环，由此对包括具有永磁铁保持部的分割保持架的保持架进行成型，其中，所述模具是形成对多个永磁铁各自的下侧部分及上侧部分进行保持的所述永磁铁保持部的模具。

14.一种旋转电机的转子的制造方法，其中，

在包括分割保持架的保持架安装未磁化的多个永磁铁，所述分割保持架具有：永磁铁保持部，其分别保持所述多个永磁铁；以及开口部，其使所述多个永磁铁各自的磁轭侧的面密接于磁轭的内周面，

用非磁性的罩覆盖所述多个永磁铁各自的内周面，分别使所述多个永磁铁磁化，

在用所述罩覆盖着所述多个永磁铁各自的内周面的状态下，将所述保持架安装于所述磁轭的内周面，

经由所述开口部使所述多个永磁铁分别密接于磁轭的内周面。

15.一种旋转电机，其中，

所述旋转电机具备定子和权利要求1至11中的任意一项所述的旋转电机的转子。

16.一种电梯曳引机，其中，

所述电梯曳引机具备权利要求15所述的旋转电机。