CN110120714B - 外转子型旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高抑制分割结构的转子铁芯的变动的效果的外转子型旋转电机，其特征在于，包括：具有定子铁芯(11)的定子(10)；和转子(20)，其具有转子座(22)、悬臂支承于转子座(22)并且配置在定子铁芯(11)的外周侧的转子铁芯(21)、以及固定在转子铁芯(21)的内周侧的多个永磁体(23)。转子铁芯(21)由在周向和轴向上被分割且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置的多个转子铁芯块(25)构成。转子(20)具有将在周向上相邻的转子铁芯块(25)之间的间隙(27)和周向位置与间隙(27)相同的其他转子铁芯块(25)的一部分在轴向上连续地焊接的焊接部(28)。

Description

外转子型旋转电机

技术领域

本发明涉及电动机和发电机之类的旋转电机，特别是涉及具有定子铁芯和配置于其外周侧的转子铁芯的外转子型旋转电机。

背景技术

专利文献1中公开有一种外转子型电动机，包括具有定子铁芯的定子和具有配置于定子铁芯的外周侧的转子铁芯的转子。转子具有转子座、悬臂支承于转子座的转子铁芯、固定于转子铁芯的内周侧的多个永磁体。

上述的外转子型电动机在要求如电梯用曳引机等那样薄型化(轴向的小型化)的情况下非常高效。另外，因为具有较大体积的定子铁芯成为内侧，具有较小体积的转子铁芯成为外侧，所以能够使得定子铁芯与转子铁芯之间的间隙在更外侧。因此，能够大幅确保定子铁芯的外周面和转子铁芯的内周面的面积，能够得到期望的转矩。

通过将转子铁芯设为分割结构，与一体成形的情况相比，能够改善成品率。但是，必须考虑在定子铁芯与转子铁芯之间产生的磁吸引力的影响。详细而言，转子铁芯如上述那样被悬臂支承。即，虽然转子铁芯一侧的端部与转子座连结，但另一侧的端部没有与转子座连结。因此，在将转子铁芯设为分割结构的情况下，通过上述的磁吸引力有可能将转子铁芯另一侧的端部吸向定子铁芯侧。而且，定子铁芯和转子铁芯之间的间隙减小，有可能影响电动机的特性。

因此，在专利文献1中，转子铁芯由在周向和轴向上被分割且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置的(换言之为堆叠的)多个转子铁芯块(分割芯)构成，并使用多个螺栓进行固定。多个螺栓插通于多个转子铁芯块的贯通孔，并且与转子座的螺纹孔螺合。通过这种结构，将多个转子铁芯块设为一体化，抑制转子铁芯块变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－116316号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在上述现有技术中，在抑制分割结构的转子铁芯的变动方面具有进一步改善的余地。具体来说，在上述现有技术中，为了提高转子铁芯的组装精度(进而为定子铁芯和转子铁芯之间的间隙的精度)，在周向上相邻的转子铁芯块之间形成有间隙。而且，例如在由于某种理由而螺栓的紧固力变弱的情况下，转子铁芯块可能以相当于前述的间隙的大小的移动量变动。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提高抑制分割结构的转子铁芯的变动的效果。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述技术问题，应用要求的权利范围中所述的结构。本发明包含多个用于解决上述课题的方案，举一例为一种外转子型旋转电机，其包括：具有定子铁芯的定子；转子，其具有转子座、悬臂支承于所述转子座并且配置在所述定子铁芯的外周侧的转子铁芯、以及固定在所述转子铁芯的内周侧的多个永磁体，所述转子铁芯由在周向和轴向上被分割且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置的多个转子铁芯块构成，其中，所述转子具有将在周向上相邻的转子铁芯块之间的间隙和周向位置与所述间隙相同的其他转子铁芯块的一部分沿轴向连续焊接的焊接部。

发明效果

根据本发明，能够提高抑制分割结构的转子铁芯的变动的效果。

此外，上述以外的技术问题、结构和效果通过以下的说明将变得明了。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的外转子型电动机的结构的径向剖视图。

图2是图1中截面II－II的轴向剖视图。

图3是表示从径向内侧观察本发明一个实施方式的定子铁芯的结构的图。

图4是表示从径向外侧观察本发明一个实施方式的转子铁芯的结构的图。

图5是表示从径向外侧观察本发明的第一变形例的转子铁芯的结构的图。

图6是表示从径向外侧观察本发明的第二变形例的转子铁芯的结构的图。

图7是表示从轴向一侧观察本发明的第三变形例的转子铁芯块的结构的图。

图8是表示从轴向一侧观察本发明的第四变形例的转子铁芯块的结构的图。

图9是从轴向一侧观察表示本发明的第五变形例的转子铁芯块的结构的图。

图10是表示从径向内侧观察本发明的其他实施方式的定子铁芯的结构的图。

图11是表示本发明的第六变形例的定子铁芯块的结构的径向剖视图。

具体实施方式

使用图1～图4说明本发明的一个实施方式。

图1是表示本实施方式的外转子型电动机的结构的径向剖视图，

图2是图1中截面II－II的轴向剖视图。图3是表示从径向内侧观察本实施方式的定子铁芯的结构的图。图4是表示从径向外侧观察本实施方式的转子铁芯的结构的图。

本实施方式的外转子型电动机包括具有定子铁芯11的定子10和具有配置于定子铁芯11的外周侧的转子铁芯21的转子20。

定子10具有定子框架12、悬臂支承于定子框架12的定子铁芯11、隔着绝缘材料卷绕于形成在定子铁芯11的外周侧的多个(本实施方式中48个)的齿部13的多个定子线圈14(所谓的集中卷绕的线圈)。

定子铁芯11由在周向上例如被分割为6个、在轴向上例如被分割为2个且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置于周向上不同位置的(换言之为堆叠的)多个定子铁芯块15构成，使用多个螺栓16进行固定。多个螺栓16插通多个定子铁芯块15的贯通孔，并且与定子框架12的螺纹孔螺合。由此，定子铁芯11的轴向一侧(图2和图3中的上侧)的端部与定子框架12连结并被悬臂支承。另外，通过前述的结构，将多个定子铁芯块15设为一体化，通过在定子铁芯11和转子铁芯21之间产生的磁吸引力(参照图2中箭头F)抑制定子铁芯块15变动。此外，各定子铁芯块15由在轴向上层叠的多个电磁钢板构成。

转子20具有相对于定子框架12经由轴承等(未图示)可旋转地设置的转子座22、悬臂支承于转子座22的转子铁芯21、在转子铁芯21的内周侧例如使用粘接剂而固定的多个(本实施方式中40个)永磁体23、配置于转子铁芯21的轴向一侧(图2和图4中的上侧)以及另一侧(图2和图4中的下侧)的多个抵接板24。

转子铁芯21由在周向上例如分割为5个、在轴向上例如分割为2个且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置于周向上不同的位置的(换言之为堆叠的)多个转子铁芯块25构成，并使用多个螺栓26进行固定。多个螺栓26插通于多个抵接板24的贯通孔和多个转子铁芯块25的贯通孔，并且螺合于转子座22的螺纹孔。由此，转子铁芯21的轴向另一侧的端部与转子座22连结而并被悬臂支承。另外，通过前述的结构，将多个转子铁芯块25一体化，通过定子铁芯11和转子铁芯21之间产生的磁性吸引力抑制转子铁芯块25变动。此外，各转子铁芯块25由在轴向上层叠的多个电磁钢板构成。

这里，为了提高转子铁芯21的组装精度(进而为定子铁芯11与转子铁芯21之间的间隙的精度)，在周向上相邻的转子铁芯块25之间形成有间隙27。而且，例如，在由于某种理由而螺栓26的紧固力变弱的情况下，可能转子铁芯块25以相当于间隙27的大小的移动量变动。因此，本实施方式的转子20具有将上述间隙27和周向位置与间隙27相同的转子铁芯块25的一部分(但是为了避免焊缝的突出也可以在该部分形成凹陷)在轴向上连续线性焊接的焊接部28。此外，本实施方式的焊接部28在周向上相邻的抵接板24之间的间隙上也沿轴向连续焊接。

这样，在本实施方式中，能够通过焊接部28堵住间隙27，并且提高多个转子铁芯块25的一体化。因此，能够提高抑制转子铁芯块25的变动的效果。

另外，在本实施方式中，48个定子线圈14由U相(U+，U－)线圈、V相(V+，V－)线圈和W相(W+，W－)线圈构成。“+”和“－”是指线圈的卷绕方向相反。而且，通过将定子铁芯11的周向的分割数设为6个(换言之，与转子铁芯21的周向的分割数不同)，在周向上分割的6个定子铁芯块15中的、2个定子铁芯块的两侧成为U相线圈，2个定子铁芯块的两侧成为V相线圈，2个定子铁芯块的两侧成为W相线圈。即，能够将产生通过定子铁芯11的周向分割位置的磁通的U相线圈的个数、V相线圈的个数、W相线圈的个数设为相同。由此，能够使得定子铁芯11的周向分割位置上的磁通的影响均等，从而抑制转矩波动的产生。

此外，在本实施方式中，以转子铁芯21由在轴向上分割为2个的转子铁芯块25构成的情况为例进行了说明，但不局限于此，在不脱离本发明的宗旨及技术领域的范围内可进行变形。即，如图5中所示的变形例，也可以是转子铁芯21由在轴向上分割为N个(其中N≥3。图示中N＝3)的转子铁芯块25构成，逐个错开转子铁芯块25的周向长度的约1/M(其中M＜N。图示中M＝2)以使周向的分割位置在轴向上不相邻。或者，如图6所示的变形例，也可以是转子铁芯21由在轴向上分割为N个(其中N≥3。图示中N＝3)的转子铁芯块25构成，逐个错开转子铁芯块25的周向长度约1/N，以使周向的分割位置在轴向上不相邻。在这些变形例中，也与上述一个实施方式相同，通过设置焊接部28，也能够得到上述的效果。

另外，在本实施方式中，如图1所示，以转子铁芯块25的周向端面是沿着与其周向位置对应的转子铁芯21的半径方向的平面的情况为例表示，但不局限于此，在不脱离本发明的宗旨及技术领域的范围内可变形。即，转子铁芯块25的周向端面也可以具有相对于与其周向位置对应的转子铁芯21的半径方向倾斜的平面、或者沿着转子铁芯21的半径方向或沿着周向弯曲的曲面。使用图7～图9对这种变形例进行说明。图7～图9表示从轴向一侧观察本发明的变形例的转子铁芯块的结构的图。此外，在图7～图9中，为了便于说明，省略焊接部28的图示。

在图7所示的变形例中，在转子铁芯块25的周向一侧的端部形成有矩形截面的突出部31，在转子铁芯块25的周向另一侧的端部形成有与突出部31游嵌的凹陷部32。由此，转子铁芯块25的周向端面具有相对于与其周向位置对应的转子铁芯21的半径方向倾斜的(具体而言，例如与转子铁芯21的半径方向正交)平面33A、33B。

在图8所示的变形例中，形成有截面为半圆形的突出部31A和与其游嵌的凹陷部32A，代替上述截面矩形状的突出部31和与其游嵌的凹陷部32。由此，转子铁芯块25的周向端面具有沿着转子铁芯21的半径方向或周向弯曲的曲面34A、34B。

此外，也可以如图9所示的变形例，第一转子铁芯块25和第二转子铁芯块25在周向上交替配置，在第一转子铁芯块25的周向两侧的端部形成有突出部31(或31A)，在第二转子铁芯块25的周向两侧的端部形成有凹陷部32(或32A)。

在这些变形例中，从转子铁芯21的半径方向外侧焊接间隙27时，能够防止可熔材料过度浸入到转子铁芯21的半径方向内侧。因此，能够防止对电动机的特性造成影响。

使用图10对本发明的其他实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，在与上述一个实施方式同等的部分标准相同的附图标记，适当省略说明。

图10是表示从径向内侧观察本实施方式的定子结构的图。

为了提高定子铁芯11的组装精度(进而为定子铁芯11与转子铁芯21之间的间隙的精度)，在周向上相邻的定子铁芯块15之间形成有间隙17。而且，例如在由于某种理由而螺栓16的紧固力变弱的情况下，定子铁芯块15可能以相当于间隙17的大小的移动量变动。因此，本实施方式的定子10具有将上述间隙17和周向位置与间隙17相同的定子铁芯块15的一部分(但是为了避免焊缝的突出，也可以在该部分形成凹陷部)沿轴向连续线性焊接的焊接部18。

这样，在本实施方式中，通过焊接部18堵住间隙17，并且能够提高多个定子铁芯块15的一体化。因此，能够提高抑制定子铁芯块15的变动的效果。

此外，在本实施方式中，如图1所示，以定子铁芯块15的周向端面是沿着与其周向位置对应的定子铁芯11的半径方向的平面的情况为例表示的，但不局限于此，在不脱离本发明的宗旨以及技术领域的范围内可变形。即，定子铁芯块15的周向端面也可以具有相对于与其周向位置对应的定子铁芯11的半径方向倾斜的平面、或沿着定子铁芯11的半径方向或周向弯曲的曲面。使用图11对这种变形例进行说明。图11是表示本发明的变形例的定子铁芯块的结构的径向剖视图。此外，在图11中，为了便于说明，省略焊接部18的图示。

在图11所示的变形例中，在定子铁芯块15的周向一侧的端部形成有矩形截面的突出部35，在定子铁芯块15的周向另一侧的端部形成有与突出部35游嵌的凹陷部36。由此，定子铁芯块15的周向端面具有相对于与其周向位置对应的定子铁芯11的半径方向倾斜的(具体而言，例如与定子铁芯11的半径方向正交)平面37A、37B。

另外，虽然没有图示，但也可以形成有半圆形截面的突出部和以其游嵌的凹陷部代替上述的截面矩形状的突出部35和与其游嵌的凹陷部36。由此，定子铁芯块15的周向端面也可以具有沿着定子铁芯11的半径方向或周向弯曲的曲面。另外，虽然没有图示，但也可以是第一定子铁芯块15和第二定子铁芯块15在周向上交替配置，在第一定子铁芯块15的周向两侧的端部形成有突出部，在第二定子铁芯块15的周向两侧的端部形成有凹陷部。

在这些变形例中，在从定子铁芯11的半径方向内侧焊接间隙17时，能够防止可熔材料过度浸入定子铁芯11的半径方向外侧。因此，能够防止对电动机的特性造成影响。

此外，虽然本发明能够适用于例如编入电梯用曳引机的电动机，但也可以适用于其他电动机。另外，不仅电动机，还可以适用于发电机(generator)。

附图标记说明

10…定子、11…定子铁芯、12…定子框架、13…齿部、14…定子线圈、15…定子铁芯块、16…螺栓、17…间隙、18…焊接部、20…转子、21…转子铁芯、22…转子座、23…永磁体、25…转子铁芯块、26…螺栓、27…间隙、28…焊接部、33A、33B…平面、34A、34B…曲面、37A、37B…平面。

Claims (6)

1.一种外转子型旋转电机，其特征在于，包括：

具有定子铁芯的定子；和

转子，其具有转子座、悬臂支承于所述转子座并且配置在所述定子铁芯的外周侧的转子铁芯、以及固定在所述转子铁芯的内周侧的多个永磁体，

所述转子铁芯由在周向和轴向上被分割且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置的多个转子铁芯块构成，

所述转子具有将在周向上相邻的转子铁芯块之间的间隙和周向位置与所述间隙相同的其他转子铁芯块的一部分在轴向上连续地焊接的焊接部。

2.根据权利要求1所述的外转子型旋转电机，其特征在于：

所述转子铁芯块的周向端面具有相对于与其周向位置对应的所述转子铁芯的半径方向倾斜的平面、或者沿着所述转子铁芯的半径方向或周向弯曲的曲面。

3.根据权利要求1所述的外转子型旋转电机，其特征在于：

所述转子具有插通于所述多个转子铁芯块的贯通孔并且与所述转子座的螺纹孔螺合的多个螺栓。

4.根据权利要求1所述的外转子型旋转电机，其特征在于：

所述定子具有定子框架、悬臂支承于所述定子框架的所述定子铁芯、以及卷绕于形成在所述定子铁芯的外周侧的多个齿部的多个定子线圈，

所述定子铁芯由在周向和轴向上被分割且以周向的分割位置在轴向上不相邻的方式配置的多个定子铁芯块构成，

所述定子还具有将在周向上相邻的定子铁芯块之间的间隙和周向位置与所述间隙相同的其他定子铁芯块的一部分在轴向上连续地焊接的焊接部。

5.根据权利要求4所述的外转子型旋转电机，其特征在于：

所述定子铁芯块的周向端面具有相对于与其周向位置对应的所述定子铁芯的半径方向倾斜的平面、或者沿着所述定子铁芯的半径方向或周向弯曲的曲面。

6.根据权利要求4所述的外转子型旋转电机，其特征在于：

所述定子具有插通于所述多个定子铁芯块的贯通孔并且与所述定子框架的螺纹孔螺合的多个螺栓。

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