CN110350745B - 旋转电机及旋转电机的振动抑制结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在实现了结构的简化的基础上，能够抑制噪音的产生的旋转电机及旋转电机的振动抑制结构。本发明的旋转电机(1)具备：定子铁心(11)；壳体(2)，其收容定子铁心(11)；套管50，其在定子铁心(11)的轴向上贯穿壳体(2)的壳体贯通孔(49)内穿过；以及紧固连结构件(53)，其穿过在轴向上贯穿定子铁心(11)的定子贯通孔(25)、以及套管(50)的内侧而将定子铁心(11)与壳体(2)彼此紧固连结。

Description

旋转电机及旋转电机的振动抑制结构

技术领域

本发明涉及旋转电机及旋转电机的振动抑制结构。

背景技术

在旋转电机中，通过向线圈供给电流而在定子铁心形成磁场，在转子的永久磁铁与定子铁心之间产生磁引力、磁斥力(电磁激励)。由此，转子相对于定子旋转。

此外，在上述的旋转电机中，有可能因上述的电磁激励而在定子产生圆环0阶模式的振动(定子铁心呈同心圆形状地伸缩的振动)。定子的振动通过保持定子的壳体而向周围传递。此时，电磁激励当激发起因于壳体的结构的共振模式时，则有可能成为刺耳的声音而向车室传递。

于是，例如在日本特开2010-141946号公报中，公开有一种定子铁心被分割为层叠多个电磁钢板而成的多个块的结构。在各块形成有用于将定子铁心固定于壳体的凸起部。形成于各块的凸起部在各块间使相位不同而配置。由此，避免在各块间振动的波腹的位置重叠，能够减低旋转电机的振动及噪音。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的以往技术中，既需要设定凸起部的位置，又需要在各块间使壳体与定子铁心的固定位置在轴向上不同，因此，有可能导致结构的复杂化。

本发明的目的在于，提供一种在实现了结构的简化的基础上，能够抑制噪音的产生的旋转电机及旋转电机的振动抑制结构。

用于解决课题的方案

(1)本发明的一方案的旋转电机具备：筒状的定子铁心(例如、实施方式中的定子铁心11)，其装配有线圈(例如、实施方式中的线圈12)；壳体(例如、实施方式中的壳体2)，其收容所述定子铁心；套管(例如、实施方式中的套管50)，其具有筒状的树脂部(例如、实施方式中的树脂部110)，在壳体贯通孔(例如、实施方式中的壳体贯通孔49)内穿过，所述壳体贯通孔在所述定子铁心的轴向上贯穿所述壳体；以及紧固连结构件(例如、实施方式中的紧固连结构件53)，其穿过所述定子铁心的定子贯通孔(例如、实施方式中的定子贯通孔25)以及所述套管的内侧而将所述定子铁心与所述壳体彼此紧固连结，所述定子贯通孔在所述轴向上贯穿所述定子铁心。

(2)在上述(1)方案的旋转电机中，也可以是，所述紧固连结构件具备：螺栓(例如、实施方式中的螺栓71)，其穿过所述定子贯通孔及所述套管的内侧；以及螺母(例如、实施方式中的螺母72)，其配置在所述轴向上的相对于所述壳体而与所述定子铁心相反的一侧，螺纹接合于所述螺栓，所述旋转电机具备：第一座(例如、实施方式中的第一座51)，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部(例如、实施方式中的树脂部100)，在所述轴向上夹持在所述壳体与所述螺母之间；以及第二座(例如、实施方式中的第二座52)，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部(例如、实施方式中的树脂部102)，在所述轴向上夹持在所述定子铁心与所述壳体之间。

(3)在上述(2)方案的旋转电机中，也可以是，所述第一座及所述第二座中的任一方与所述套管一体地形成。

(4)在上述(2)或(3)方案的旋转电机中，也可以是，所述第一座及所述第二座中的至少一方的座通过在所述轴向上层叠所述树脂部与金属部(例如、实施方式中的金属部101)而构成。

(5)在上述(1)～(4)中任一方案的旋转电机中，也可以是，所述套管通过在所述套管的径向上层叠所述树脂部与金属部(例如、实施方式中的金属部111)而构成。

(6)在上述(1)～(5)中任一方案的旋转电机中，也可以是，所述树脂部由PEEK材料形成。

(7)本发明的一方案的旋转电机的振动抑制结构是将装配有线圈的筒状的定子铁心利用紧固连结构件而紧固连结于壳体上的旋转电机的振动抑制结构，其中，所述旋转电机的振动抑制结构具备：套管，其具有筒状的树脂部，在壳体贯通孔内穿过，所述壳体贯通孔在所述定子铁心的轴向上贯穿所述壳体；以及紧固连结构件，其穿过所述定子铁心的定子贯通孔以及所述套管的内侧而将所述定子铁心与所述壳体彼此紧固连结，所述定子贯通孔在所述轴向上贯穿所述定子铁心。

发明效果

根据上述(1)、(7)方案，在定子铁心产生的振动，在经由紧固连结构件向壳体传递的过程中，由套管缓和(衰减)。由此，能够抑制定子铁心的振动从紧固连结构件向壳体直接传递的情形。其结果是，能够抑制定子铁心的振动在车室内等成为噪音而被传递的情形。

而且，在本实施方式中，不伴有贯通孔的位置等的变更，因此能够以比较简单的结构来抑制伴随于定子铁心的振动的噪音的产生。

根据上述(2)方案，能够将在定子铁心产生的振动在定子铁心与壳体之间、以及螺母与壳体之间进行缓和。由此，能够更可靠地抑制在定子铁心产生的振动向壳体传递。

根据上述(3)方案，与将任一座与套管分体地形成的情况相比，能够抑制部件个数的增加，并且能够使向壳体的组装性提高。

根据上述(4)方案，通过将第一座及第二座中的至少任一座设为树脂部与金属部的层叠结构，从而变得容易确保座的强度。因此，能够使旋转电机的耐久性进一步提高。

根据上述(5)方案，通过将套管设为树脂部与金属部的层叠结构，从而变得容易确保套管的强度。因此，能够使旋转电机的耐久性进一步提高。

根据上述(6)方案，对树脂部使用PEEK材料，因此能够确保可以经得住作用于紧固连结构件的轴力的压缩强度。由此，能够确保旋转电机的耐久性。

附图说明

图1是第一实施方式的旋转电机的简要结构图(剖视图)。

图2是与图1的II-II线相当的剖视图。

图3是与图2的III-III线相当的剖视图。

图4是第二实施方式的旋转电机的剖视图，是与图3相当的剖视图。

图5是第二实施方式的其他结构涉及的座的剖视图。

图6是第二实施方式的其他结构涉及的座的剖视图。

附图标记说明

1…旋转电机

2…壳体

11…定子铁心

12…线圈

25…定子贯通孔

49…壳体贯通孔

50…套管(树脂部)

51…第一座(树脂部)

52…第二座(树脂部)

53…紧固连结构件

71…螺栓

72…螺母

100…树脂部

101…金属部

102…树脂部

103…金属部

110…树脂部

111…金属部

121…树脂部

122…树脂部

123…金属部

131…树脂部

132…金属部

133…金属部。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，有时对与以下说明的各实施方式对应的结构标注同一标号并省略说明。

(第一实施方式)

[旋转电机]

图1是示出实施方式的旋转电机1的整体结构的简要结构图(剖视图)。

图1所示的旋转电机1例如是搭载于混合动力机动车、电动机动车等车辆的行驶用马达。不过，本发明的结构不限于行驶用马达，也能够适用于发电用马达、其他用途的马达、车辆用以外的旋转电机(包括发电机)。

旋转电机1具备壳体2、定子3、转子4及输出轴5。

输出轴5以能够旋转的方式支承于壳体2。

转子4具有转子铁心6和安装于转子铁心6的磁铁(未图示)。转子铁心6形成为外嵌于输出轴5的筒状。需要说明的是，在以下的说明中，存在以下情况：将沿着输出轴5的轴线C的方向简称为轴轴向、将与轴线C正交的方向称为径向、将绕轴线C的方向称为轴周向。

<定子>

定子3具备定子铁心11和装配于定子铁心11的线圈12。

图2是与图1的II-II线相当的剖视图。

如图2所示，定子铁心11形成为从径向的外侧包围转子4的筒状。定子铁心11通过在轴轴向上层叠对电磁钢板实施冲裁加工等而形成的环状的板而构成。需要说明的是，定子铁心11也可以是所谓的压粉铁心。

定子铁心11具有背轭部21和多个齿部22。

背轭部21形成为与轴线C配置在同轴上的筒状。在背轭部21的外周面，形成有向径向的外侧突出的安装片24。在安装片24形成有在轴轴向上贯穿安装片24的定子贯通孔25。定子贯通孔25在从轴轴向观察的俯视下形成为圆形状。安装片24利用穿过定子贯通孔25内的紧固连结构件53固定于壳体2。安装片24在轴周向上隔开间隔地形成有多个。在本实施方式中，例如以60°的间隔形成有6个安装片24。不过，安装片24的个数、位置等能够适当变更。

各齿部22从背轭部21的内周面向径向的内侧突出。各齿部22在轴周向上隔开间隔地形成有多个。在轴周向上相邻的齿部22之间，形成有供线圈12穿过的插槽23。插槽23在轴轴向上贯穿了定子铁心11。

线圈12以局部收容在定子铁心11的插槽23内的状态装配于定子铁心11。线圈12具有在轴周向上互相以120°的相位差而配置的U相线圈、V相线圈及W相线圈。

如图1所示，壳体2在将输出轴5支承为能够旋转的状态下、将定子3及转子4收容于内部。在壳体2中，在定子铁心11的与安装片24在轴轴向上对置的位置，形成有支承上述的安装片24的台座部31。

图3是与图2的III-III线相当的剖视图。

如图3所示，在台座部31形成有壳体贯通孔49。壳体贯通孔49在轴轴向上贯穿台座部31。

接着，对旋转电机1的振动抑制结构P进行详细叙述。需要说明的是，振动抑制结构P在各安装片24中均为同样的结构。因此，在以下的说明中，以一安装片24和台座部31处的振动抑制结构P为例进行说明。

振动抑制结构P抑制在定子铁心11产生的振动向壳体2传递。振动抑制结构P具备套管(树脂部)50、第一座(树脂部)51、第二座(树脂部)52及紧固连结构件53。

套管50在壳体贯通孔49内夹装在紧固连结构件53与台座部31之间。套管50作为缓和定子铁心11的振动并抑制向壳体2的振动传递的缓冲部而发挥功能。在套管50中，使用了树脂材料作为刚性比金属材料的刚性低的材料。在本实施方式中，优先使用例如树脂材料中的压缩强度比较高的材料以便能够经得住作用于紧固连结构件53的轴力。作为这样的材料，在本实施方式中，优选使用PEEK(Poly Ether Ether Ketone)材料。作为PEEK材料以外的材料，可以使用聚缩醛、PPS(Poly Phenylene Sulfide Resin)、酚醛树脂、环氧树脂、FRP(Fiber-Reinforced Plastics)等。

套管50设为沿着轴轴向延伸的筒状。套管50穿过壳体贯通孔49内。需要说明的是，在以下的说明中，存在以下情况：将沿着套管50的轴线O的方向简称为套管轴向、将与轴线O正交的方向称为套管径向、将绕轴线O的方向称为套管周向。在该情况下，轴轴向与套管轴向互相平行。在以下的说明中，以套管轴向中的、从定子3朝向台座部31的方向为第一侧、从台座部31朝向定子3的方向为第二侧进行说明。

套管50的外周面优选与壳体贯通孔49的内周面在套管径向上接近或抵接。在图示的例子中，套管50的套管轴向上的长度与台座部31的套管轴向上的厚度为同等。不过，套管50的长度为台座部31的厚度以下即可。

第一座51及第二座52形成为与轴线O配置在同轴上的环状。第一座51及第二座52作为缓和定子铁心11的振动并抑制向壳体2的振动传递的缓冲部而发挥功能。

第一座51与轴线O同轴地配置在台座部31中的轴向的第一侧端面上。

第二座52与轴线O同轴地配置在台座部31中的轴向的第二侧端面上。

紧固连结构件53经由套管50及座51、52而将定子铁心11紧固连结于台座部31。紧固连结构件53具有螺栓71及螺母72。

螺栓71的轴部71a从套管轴向的第二侧穿过定子贯通孔25内，穿入套管50及座51、52并贯穿了壳体贯通孔49。轴部71a的外周面与套管50、座51、52的内周面在套管径向上接近或抵接。

螺栓71的头部71b从轴向的第二侧抵接于安装片24。需要说明的是，在头部71b与安装片24之间，也可以隔有由树脂材料等形成的座。

螺母72螺纹接合于轴部71a中的、从壳体贯通孔49向轴向的第一侧突出的部分。在定子铁心11紧固连结于台座部31的状态下，第一座51在套管轴向上夹持在螺母72与台座部31之间。在将定子铁心11紧固连结于台座部31的状态下，第二座52在套管轴向上夹持在定子铁心11与台座部31之间。需要说明的是，为了确保紧固连结构件53的紧固连结力，也可以将螺母72与轴部71a利用粘接剂等进行粘接、或使螺母72为双螺母构造。

<作用效果>

接着，作为上述的旋转电机1的作用，对圆环O阶模式下的振动产生时的动作进行说明。

如图2、图3所示，在旋转电机1的动作中，在定子铁心11产生使定子铁心11在轴径向上伸缩变形的电磁激励。由此，定子铁心11主要在轴径向上进行往复振动。

在此，在本实施方式中，由树脂材料形成的套管50设为在壳体贯通孔49内且隔在台座部31与紧固连结构件53之间的结构。

根据该结构，在定子铁心11产生的振动，在经由紧固连结构件53向壳体2传递的过程中，由套管50缓和(衰减)。由此，能够抑制定子铁心11的振动从紧固连结构件53向壳体2直接传递。其结果是，能够抑制旋转电机1的振动在车室内等成为噪音而被传递的情形。

而且，在本实施方式中，不伴有安装片24的位置、安装片24与台座部31的安装位置等的变更，因此，能够以比较简单的结构来抑制伴随于圆环0阶模式的振动的噪音的产生。

尤其是，在本实施方式中，由于套管50在壳体贯通孔49内且隔在台座部31与轴部71a之间，因此，伴随于套管50的追加，即使扩大了壳体贯通孔49的内径，也能够抑制对定子铁心11的磁路造成影响。即，在定子贯通孔25内，与使套管隔在安装片24与轴部71a之间的结构不同，即使扩大了壳体贯通孔49的内径，也不会被大径化了的壳体贯通孔49遮挡形成于定子铁心11的磁路。由此，能够维持旋转电机1的旋转性能。

在本实施方式中，设为具备夹持在紧固连结构件53的螺母72与台座部31之间的第一座51、以及夹持在定子铁心11与台座部31之间的第二座52的结构。

根据该结构，能够在定子铁心11与台座部31之间、以及在螺母72与台座部31之间缓和在定子铁心11产生的振动。由此，能够更可靠地抑制在定子铁心11产生了的振动向壳体2传递。

在本实施方式中，通过对套管50、座51、52使用PEEK材料，从而能够确保可以经得住作用于紧固连结构件53的轴力的压缩强度。由此，能够确保旋转电机1的耐久性。

(第二实施方式)

图4是第二实施方式的旋转电机1的剖视图，是与图3相当的剖视图。在第二实施方式中，在将上述的缓冲部形成为树脂部与金属部的层叠结构这一点上与上述的第一实施方式不同。

在图4所示的旋转电机1的振动抑制结构P中，第一座51通过在套管轴向上层叠树脂部100与金属部101而构成。树脂部100及金属部101设为与轴线O同轴，并且形成为内径及外径彼此同等的环状。树脂部100及金属部101可以通过使分体的构件彼此重叠而形成，也可以通过嵌件成形等而一体地形成。在本实施方式中，树脂部100可以使用与上述的第一实施方式同样的材料。金属部101可以使用例如不锈钢等。

第一座51例如在使树脂部100朝向螺母72的状态下、在套管轴向上夹持在夹持螺母72与台座部31之间。需要说明的是，树脂部100及金属部101的套管轴向上的厚度设为同等。不过，也可以使树脂部100及金属部101的厚度各自不同。另外，第一座51也可以在使金属部101朝向螺母72的状态下、夹持在螺母72与台座部31之间。

第二座52与第一座51同样地设为树脂部102与金属部103的层叠构造。第二座52在使树脂部102朝向台座部31的状态下、在套管轴向上夹持在台座部31与定子铁心11之间。需要说明的是，第二座52也可以在使金属部103朝向台座部31的状态下、在套管轴向上夹持在台座部31与定子铁心11之间。

套管50通过在套管径向上层叠树脂部110与金属部111而构成。具体而言，金属部111包围树脂部110的周围。在该情况下，树脂部110及金属部111可以分体地形成，也可以一体地形成。需要说明的是，树脂部110及金属部111的套管径向上的厚度为互相同等。不过，也可以使树脂部110及金属部111的厚度互不相同。另外，也可以是，金属部111配置在内侧，树脂部110配置在外侧。

在本实施方式中，通过将缓冲部(套管50及座51、52)设为树脂部100、102、110与金属部101、103、111的层叠构造，从而变得容易确保缓冲部的强度。因此，能够使旋转电机1的耐久性进一步提高。

需要说明的是，在上述的第二实施方式中，对树脂部及金属部为2层构造的情况进行了说明，但并非仅限定于该结构。例如也可以如图5所示的座51、52那样，设为树脂部121、122和金属部123的3层构造。在该情况下，通过在树脂部121、122处夹入金属部123，从而能够抑制金属部123与周围的金属材料(例如、定子铁心11、台座部31、螺母72)的接触。

另外，也可以如图6所示的座51、52那样、设为树脂部131和金属部132、133的3层构造。在该情况下，能够使座面稳定，因此，能够将定子铁心11稳定地紧固连结于壳体2。需要说明的是，缓冲部的层叠构造能够任意采用于套管50、各座51、52中的至少任一构件。

以上，对本发明的优选的实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换、及其他变更。本发明不由前述的说明限定，仅由附上的技术方案限定。

例如，在上述的实施方式中，对将套管50和座51、52分体地形成的情况进行了说明，但并非仅限定于该结构。也可以将座51、52中的任一个和套管50一体地形成。根据该结构，与将套管50和各座51、52分体地形成的情况相比，能够抑制部件个数的增加，并且能够使向壳体2的组装性提高。

在上述的实施方式中，对具有套管50及座51、52的结构进行了说明，但不是仅限于该结构，至少具有套管50即可。

除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当将上述的实施方式中的结构要素替换为周知的结构要素，另外，也可以适当组合上述的变形例。

Claims (5)

1.一种旋转电机，其中，

所述旋转电机具备：

筒状的定子铁心，其装配有线圈；

壳体，其收容所述定子铁心；

套管，其具有筒状的树脂部，在壳体贯通孔内穿过，所述壳体贯通孔在所述定子铁心的轴向上贯穿所述壳体；以及

紧固连结构件，其穿过所述定子铁心的定子贯通孔以及所述套管的内侧而将所述定子铁心与所述壳体彼此紧固连结，所述定子贯通孔在所述轴向上贯穿所述定子铁心，

所述紧固连结构件具备：

螺栓，其穿过所述定子贯通孔及所述套管的内侧；以及

螺母，其配置在所述轴向上的相对于所述壳体而与所述定子铁心相反的一侧，螺纹接合于所述螺栓，

所述旋转电机具备：

第一座，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部，在所述轴向上夹持在所述壳体与所述螺母之间；以及

第二座，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部，在所述轴向上夹持在所述定子铁心与所述壳体之间、且不进入所述定子贯通孔内，

所述第一座及所述第二座中的至少一方的座在所述轴向上层叠所述树脂部和金属部，所述金属部夹于所述树脂部、或者所述树脂部夹于所述金属部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述第一座及所述第二座中的任一方与所述套管一体地形成。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述套管通过在所述套管的径向上层叠所述树脂部与金属部而构成。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述树脂部由PEEK材料形成。

5.一种旋转电机的振动抑制结构，其是将装配有线圈的筒状的定子铁心利用紧固连结构件而紧固连结于壳体上的旋转电机的振动抑制结构，其中，

所述旋转电机的振动抑制结构具备：

套管，其具有筒状的树脂部，在壳体贯通孔内穿过，所述壳体贯通孔在所述定子铁心的轴向上贯穿所述壳体；以及

紧固连结构件，其穿过所述定子铁心的定子贯通孔以及所述套管的内侧而将所述定子铁心与所述壳体彼此紧固连结，所述定子贯通孔在所述轴向上贯穿所述定子铁心，

所述紧固连结构件具备：

螺栓，其穿过所述定子贯通孔及所述套管的内侧；以及

螺母，其配置在所述轴向上的相对于所述壳体而与所述定子铁心相反的一侧，螺纹接合于所述螺栓，

所述旋转电机具备：

第一座，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部，在所述轴向上夹持在所述壳体与所述螺母之间；以及

第二座，其具有供所述螺栓穿过的环状的树脂部，在所述轴向上夹持在所述定子铁心与所述壳体之间、且不进入所述定子贯通孔内，

所述第一座及所述第二座中的至少一方的座在所述轴向上层叠所述树脂部和金属部，所述金属部夹于所述树脂部、或者所述树脂部夹于所述金属部。

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