CN110073578A - 轴向间隙型旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明的轴向间隙型旋转电机具有：定子，其以旋转轴为中心地沿壳体内周面环状地配置有由磁芯、线圈和绕线架形成的多个磁芯单元；和转子，其在旋转轴径向隔着规定的间隙与磁芯的端面相面对，壳体具有用于将连接于转子的配线引出至外部的引出口，在壳体的引出口的下边设置有内周侧处于下方的倾斜面。或者，壳体在引出口之下具有凹部，倾斜面与凹部为一体。通过采用这样的结构，在对定子进行模塑成形时，容易使模塑树脂流动，能够避免磁芯单元的绕线架的破损。

Description

轴向间隙型旋转电机

技术领域

本发明涉及轴向间隙型旋转电机，尤其涉及对定子(stator)进行模塑成形的轴向间隙型旋转电机。

背景技术

轴向间隙型旋转电机构成为，圆筒状的定子与圆盘状的转子在旋转轴方向隔着规定的空气间隙相面对地配置。定子包括：沿壳体部内周方向配置的多个铁芯和卷绕在铁芯上的线圈。关于轴向间隙型旋转电机，由于产生转矩的间隙面与其直径的平方大致成比例地增加，因此与在径向具有间隙的机构的径向间隙型相比较，认为是高效率且适于薄型形状的旋转电机。

尤其是，利用2个转子夹着1个定子的双转子型的轴向间隙型旋转电机，由于能够确保2倍的间隙面积，因此作为可能获得优良特性的结构受到关注。在该双转子型的轴向间隙型旋转电机中，由于铁芯和线圈独立地配置，因此多利用模塑树脂将它们支承固定于壳体。

例如，专利文献1公开了一种径向间隙型旋转电机，其构成为，壳体在与定子相对的面具有与外部连通的孔部，定子的多个磁芯单元通过在与壳体内周面相对的侧面和孔部填充树脂而被模塑成一体(图4，第0024段)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/162819号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献1，通过在壳体设置用于固定模塑树脂的孔部，能够回避伴随在旋转轴方向和旋转轴径向作用的力，而在填充在该孔部中的树脂的先端部作用的拉伸力，能够防止壳体的损伤。

一般而言，在通过树脂模塑成形时，多使用热固化性树脂。在使用这样的树脂的情况下，在树脂封入工序的后半程，之前注入的树脂开始固化，为了将树脂填充至各个角落，需要以高压进行树脂封入。

优选在通过模塑使定子成形时，能够使模塑树脂容易地流动而能够简单地制造的轴向间隙型旋转电机。

用于解决技术问题的手段

本发明的轴向间隙型旋转电机优选构成为，具有：定子，其以旋转轴为中心地沿壳体内周面环状地配置有由磁芯、线圈和绕线架形成的多个磁芯单元；和在旋转轴径向隔着规定的间隙与磁芯的端面相面对的转子，壳体具有引出口，该引出口用于将连接于所述转子的配线引出至外部，在壳体的引出口的下边形成有内周侧处于下方的倾斜形状的面。

此外，优选壳体在引出口之下具有凹部，倾斜面与凹部为一体。

发明效果

依照本发明，能够提供在对定子进行模塑成形时，容易使模塑树脂流动、且能够避免磁芯单元的绕线架的破损的轴向间隙型旋转电机。

附图说明

图1A是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的概要结构图(之一)。

图1B是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的概要结构图(之二)。

图2是磁芯单元的立体图。

图3是表示定子的树脂模塑成形的样子的图。

图4是详细地表示现有技术的轴向间隙型旋转电机的定子部分的截面图。

图5是充满了模塑树脂时的图4的轴向间隙型旋转电机的定子部分的B-B截面图。

图6是充满了模塑树脂时的图4的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分的放大截面图。

图7A是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分放大图(之一)。

图7B是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分放大图(之二)。

图8是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的壳体的引出口附近的立体图。

图9A是充满了模塑树脂时的实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分的放大截面图(之一)。

图9B是充满了模塑树脂时的实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分的放大截面图(之二)。

图10A是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分放大图(之一)。

图10B是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分放大图(之二)。

图11是实施方式1的轴向间隙型旋转电机的壳体的引出口附近的立体图。

图12A是充满了模塑树脂时的实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分的放大截面图(之一)。

图12B是充满了模塑树脂时的实施方式1的轴向间隙型旋转电机的磁芯单元与壳体周边的主要部分的放大截面图(之二)。

具体实施方式

下面，使用图1A～图12B，对应用了本发明的各实施方式进行说明。

实施方式1

下面，使用图1A～图9B对本发明的实施方式1进行说明。

首先，使用图1A和图1B对实施方式1的轴向间隙型旋转电机的整体结构进行说明。

图1A的截面图表示实施方式1的双转子型轴向间隙型永磁体同步电机1(下面，有时简称为“电机1”。)的概要结构。

电机1构成为，如图1A所示，沿壳体50的内周面配置有同心圆环形状的定子19，圆盘状的2个转子30在旋转轴径向隔着规定的空气间隙夹着定子19，各个转子30与定子19相面对地配置。这里，壳体50例如通过铝压铸造成形。

转子30的圆盘中央固定于旋转轴40。而且，旋转轴40贯通定子19的中央部分而配置，两端部经由轴承70可旋转地固定于端部支架60。此外，端部支架60固定在大致圆筒形的壳体50的两开口端部附近。

进而，转子30在圆形的磁轭33隔着转子基体32设置有永磁体31。可以不设置磁轭33，转子基体32可以由发挥磁轭的作用的材质构成。永磁体包括以旋转轴40方向为中心的大致扇形形状的多个平板状的磁体，在旋转方向配置有不同极性的磁体。其中，永磁体31可以使用铁氧体构成，但是并不限定于此。

电机1的电枢结构如图1B的立体图所示。定子19包括以旋转轴心A为中心方向地沿壳体50的内周配置的12个磁芯单元20。一个磁芯单元20构成1个槽。此外，各个磁芯单元20和壳体50的内周面通过树脂模塑而彼此成形为一体，固定于定子(在后面叙述)。

接着，使用图2对磁芯单元的结构进行说明。

如图2所示，磁芯单元20包括绕线架22、磁芯21和线圈23。磁芯21是以宽度逐渐变大的方式成形的金属板在径向依次层叠而成的、具有大致梯形或三角柱状的形状的、以铁为主要成分的非结晶金属。其中，磁芯21的截面形状不限定于大致梯形、三角形，只要是具有在延长方向上具有交点的2个斜边的截面即可。层叠的金属板可以是铁等，在本实施方式中通过将含有非晶质的金属成带状地形成为薄板，依次增大旋转方向宽度地层叠，从而获得磁芯21。

接着，使用图3对将磁芯单元20和壳体50内周一体地成形的树脂模塑工序的情况进行说明。

在进行将磁芯单元20彼此和壳体50内周一体地成形的树脂模塑时，如图3所示，壳体50被插入内径大致一致的下模62中，用于之后形成供旋转轴贯通其中的轴芯空间的筒状的中模61从壳体50的相反侧开口配置于下模62的中央。磁芯单元20以中模61为中心呈环状地排列。此时，绕线架的凸缘部22b用于进行径向的定位、以及与相邻的磁芯单元20在旋转轴旋转方向的定位。

之后，外径与壳体50的内径大致一致并且为了供中模61贯通而在中央具有圆筒空间的上模，从下模62的相反侧的壳体开口被插入，夹着磁芯单元20对其支承。之后，从上模和下模62的相对面封入模塑树脂80。模塑树脂被无缝隙地填充至磁芯单元20之间、壳体50内周面、中模61方向和绕线架的凸缘部22b与转子30的相对面上。该模塑树脂80通常使用成形收缩率低、尺寸稳定性高的热固化性的不饱和聚酯树脂(例如，BMC(Bulk MoldingCompound:整体模塑料))。

接着，使用图4～图9B对本实施方式的壳体的结构进行说明。

从截面观看轴向间隙型旋转电机的定子部分时，成为图4所示的样子，该图4的B―B截面图如图5所示。在壳体50的内周按90度间隔设置了用于固定模塑树脂80和定子19的凹部51。

在壳体50的内周侧的一个部位，例如凹部51的上方，设置有凹部形状的引出口52，从引出口52设置配线孔53，使得能够将配线从外部连接至定子的线圈23。

通过图3所示的树脂模塑工序，将定子固定于模塑树脂80时，填充模塑树脂80直至图4、图6的M-M线，即，填充模塑树脂80直至充分地填满磁芯单元20的上部的程度。此时，尤其是，在填充的最后阶段，由于之前注入的树脂开始固化，树脂的粘度变高，施加至周围的结构物的压力增加，因此存在磁芯单元20的绕线架22的凸缘部22B因高温、高压的影响而容易破损的问题。

于是，在本实施方式中，在引出口52处扩大下边(下侧的边缘部分)，如图7A、图8所示的那样，在引出口52的下边形成倾斜面54。通过采用这样的结构，如图9A所示的那样，在填充的最后阶段，模塑树脂80流入该部分，封入压下降，能够防止磁芯单元20的绕线架22的破损。

另外，设置在引出口52的下边的倾斜面，如图7B、图9B所示的那样，不限定于平面，也可以是向上凸的R(圆弧)面55。此外，形成于引出口52的斜面的形状，不限定于平面状的斜面、R面，也可以是阶梯状形状、平面状斜面，或者也可以是倾斜角逐渐不同的倾斜形状。

实施方式2

下面，使用图10A～图12B对应用了本发明的实施方式2进行说明。

在实施方式1中，在填充模塑树脂80的最后阶段，在引出口52的下边形成有用于使模塑树脂80退避的倾斜面。

在实施方式2中，同样地在引出口52的下边形成了用于使模塑树脂80退避的倾斜面，但是引出口52和凹部51的形状不同。

在本实施方式中，如图10A、图11、图12A所示的那样，引出口52的倾斜面54a和凹部51a为一体地相连的形状。该形状除了能够获得通过模塑树脂80的流入而防止磁芯单元20的绕线架22的破损的效果之外，还有容易成形的优点。

此外，如图10B、图12B所示，设置在引出口52的下边的倾斜面，不限定于平面，也可以是向上凸的R面55。既可以是阶梯状形状、平面状斜面，也可以是倾斜角逐渐不同的倾斜形状。

附图标记说明

1……电机，19……定子，20……磁芯单元，21……磁芯，22……绕线架，23……线圈，30……转子，31……永磁体，32……转子基体，33……磁轭，40……旋转轴，50……壳体，51、51a……凹部，52……引出口，53……配线孔，54、54a……倾斜面，55……R面，60……端部支架，70……轴承，80……模塑树脂。

Claims (3)

1.一种轴向间隙型旋转电机，其具有：定子，其以旋转轴为中心地沿壳体内周面环状地配置有由磁芯、线圈和绕线架形成的多个磁芯单元；和在旋转轴径向隔着规定的间隙与所述磁芯的端面相面对的转子，所述轴向间隙型旋转电机的特征在于：

所述壳体具有引出口，该引出口用于将连接于所述转子的配线引出至外部，

在所述壳体的引出口的下边形成有内周侧处于下方的倾斜形状的面。

2.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机，其特征在于：

所述壳体在所述引出口之下具有凹部，所述倾斜面与所述凹部形成为一体。

3.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机，其特征在于：

所述倾斜形状的面为圆弧面。