CN112640258A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

在包括定子(20)和转子(40)的旋转电机(100)中，为了抑制将排列在环形的框架(30)内侧的周向上的多个分割铁芯(10)压入后的定子(20)的振动噪声，所述分割铁芯(10)由通过铆接部(12)固定的第1钢板(11)和第2钢板(11)构成，所述铆接部(12)构成为在所述定子(20)的径向上具有间隙(13)，所述第1钢板(11)和所述第2钢板(11)能够相对地在所述径向上移动，从而使分割铁芯(10)的钢板(11)的层叠面与框架(30)碰触的接触面积变大。

Description

旋转电机

技术领域

本申请涉及旋转电机。

背景技术

旋转电机中，在环形的框架内侧设置定子，并且在其内侧隔着间隙收纳有转子。将定子铁芯分割成多个，设置在框架内周侧。所分割的铁芯(分割铁芯)是层叠多个钢板而制作的。

该分割铁芯的钢板间的固定通过铆接来进行(专利文献1和2)。如专利文献1和2中所示，通常在与将分割铁芯嵌合保持的框架内周面相接的钢板的圆周部上设置2处该铆接，及从该圆周部向内周侧突出的齿部上设置1处该铆接，铆接的3个点配置成T字形，从而高精度地堆积成分割铁芯的形状。这里，作为该铆接，在大多情况下使用被称为V形铆接的方式。在圆周部上设置的两处V形铆接的长边方向朝向周向，在齿部上设置的一处V形铆接的长边方向朝向径向，从而来限制钢板的移动，并且将钢板高精度地固定以不妨碍磁通流动。

如专利文献1、2所示，将V形铆接配置成T字形的多个分割铁芯中，线圈卷绕在齿部上。卷绕有该线圈的多个分割铁芯通过压入框架内侧而嵌合。

在具有该分割铁芯的旋转电机中，存在由微振动引起噪声的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3878368号公报

专利文献2：日本专利特开2007-129835号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

发明人为了防止层叠有多个钢板的分割铁芯中的振动，通过增加铆接数，配置不同方向的铆接来牢固钢板之间的固定，虽然多少有所改善，但尚不能将该振动消除至可以忽略不计的程度。

进一步研究的结果认为其原因在于，在将分割铁芯压入框架并嵌合时，框架的内周与分割铁芯的钢板的层叠面未均匀地碰触。即认为，框架和分割铁芯合在一起而形成的整个定子的面外(定子轴直角面外)刚性不足，该面外方向的分割铁芯的变形引起振动而产生噪声。

因此，虽然考虑了提高框架刚性、甚至通过热套的大力缩紧使整体紧固作为解决方案，但在提高框架刚性的情况下，框架会变大，旋转电机的尺寸变大成为新的问题。另外，用较大的力紧固的情况下，被过分紧固的局部的铁损或分割铁芯的变形也是新的问题。

发明人研究了分割铁芯与框架在中央部局部碰触的原因，掌握了铁芯圆周部的V形铆接的方向与分割铁芯的变形有关这一情况。

即，在以往的旋转电机中，在分割铁芯中，多个钢板被固定层叠，当线圈卷绕在钢板上时，分割铁芯的外周的轴向的中央部由于卷绕时的张力而膨胀，从而形成所谓的酒桶形。因此，在钢板层叠时使用了多个V形铆接的情况下，会产生振动引起噪声的问题。

根据该关系详细研究了V形铆接，V形铆接的形状有长边和短边两个方向，在对层叠的钢板实施V形铆接的情况下，V形铆接的长边方向上会发生稍微的移动。但是，在其直角方向(短边方向)几乎不移动。因此，如上所述，在通常进行的V形铆接的情况下，分割铁芯的圆周部的V形铆接的长边方向朝向周向，因此，即使在压入时分割铁芯的外周被框架紧固，层叠的钢板之间也不会在径向移动。为了保持酒桶形状而被抵住。

因此，框架内周和分割铁芯的外周的压入接触状态不会扩散到整个面，而是局部碰触，上述定子整体的面外刚性不足，另外，在碰触不充分的部位的微振动成为振动噪声的原因。

本申请的目的在于提供一种旋转电机，通过使框架的内周和分割铁芯的钢板的层叠面均匀地碰触，从而能够抑制由微振动引起的振动噪声。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请的旋转电机的特征在于，包括定子和转子，所述定子包括环形的框架和排列在所述框架内侧的周向上的多个分割铁芯，所述分割铁芯由通过铆接部固定的第1钢板和第2钢板构成，所述铆接部构成为在所述定子的径向上具有间隙，所述第1钢板和所述第2钢板能够相对地在所述径向上移动。

发明效果

根据本申请的旋转电机，由于分割铁芯中层叠的各个钢板在压入时能沿着框架内面在定子的径向上移动，因此在钢板的整个层叠方向(铁芯轴向)上都能够形成良好的压入接触状态，从而能够提供一种振动及噪声小的旋转电机。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的旋转电机的分割铁芯的结构的立体图。

图2是表示旋转电机的定子的框架与分割铁芯的关系的从定子的轴向观察的俯视图。

图3是表示旋转电机的结构的简要结构图。

图4是实施方式1所涉及的分割铁芯的铆接部的径向的剖视图。

图5是实施方式1所涉及的分割铁芯的铆接部的周向的剖视图。

图6是表示实施方式2所涉及的分割铁芯的铆接部的配置的俯视图。

图7是表示实施方式3所涉及的旋转电机的分割铁芯的结构的立体图。

图8是实施方式3所涉及的分割铁芯的铆接部的径向的剖视图。

图9是实施方式3所涉及的分割铁芯的铆接部的周向的剖视图。

图10是表示实施方式4所涉及的分割铁芯的铆接部的配置的俯视图。

图11是实施方式5所涉及的旋转电机已卷绕线圈的状态的剖视图。

图12是实施方式6所涉及的旋转电机已卷绕线圈的状态的剖视图。

图13是表示本申请的旋转电机的噪声测定结果的图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示实施方式1所涉及的旋转电机的分割铁芯的结构的立体图。如图所示，分割铁芯10由多个钢板11层叠而成。并且，对于钢板11，通过设置在钢板11的齿部14上的一处铆接部12将钢板11彼此固定。

如图2所示，该实施方式1的分割铁芯10在环形的框架30的内周组合成圆环形以构成为旋转电机的定子20，将分割铁芯10压入或热套于框架30。分割铁芯10承受压力而从框架30在径向上收缩，相邻的分割铁芯10彼此抵接且在周向上抵住以使上述压力平衡，由此来保持圆环形状。图2是从转子的轴向观察实施方式1所涉及的旋转电机的定子的俯视图。此外，图中未示出卷绕在分割铁芯10上的线圈。

此外，在下图中，同一标号表示各相同或相当部分。

而且，若示意性地表示旋转电机100的结构，则如图3所示。即，旋转电机100包括定子20和转子40，转子40以转轴41为轴进行旋转。定子20包括分割铁芯10、卷绕在分割铁芯10上的集中绕组线圈50以及保持分割铁芯10的环形的框架30。

转子40由轴承42支撑以使得该转子40以转轴41为中心进行旋转。此外，图中未示出安装在转子40上的磁体。

图4是对实施方式1所涉及的层叠的各个钢板11进行固定的铆接部12的径向A的剖视图。如该图所示，在层叠的钢板11中设置有铆接部12，该铆接部12的凹凸部的截面形状为V字形。而且，在铆接部12的径向A上，钢板11彼此之间具有间隙13。由于存在该间隙13，当向箭头F的方向(铆接部12的长边方向)施力时，由于存在间隙13且弯曲刚性小，钢板11能够较容易地在径向A上引起位置偏移，即能够移动。另外，此处，示出了铆接部12的凹凸部的截面形状为V字形的结构，但是，即使凹凸部的截面形状是由平滑的曲线构成的U字形，也同样地能够通过设置间隙13来获得相同的动作。

图5是对实施方式1所涉及的层叠的各个钢板11进行固定的铆接部12的周向B的剖视图。如图所示，在铆接部12的周向B上，在钢板11彼此之间没有间隙。因此，钢板11彼此在周向B上不能引起位置偏移。

该图5所示的铆接部12的短边方向上，由于在冲裁面上通过紧固来嵌合，并且弯曲刚性也大，因此需要相当大的力以使钢板11移动。

如图4和图5所示，铆接部12的长边方向的固定状态和短边方向的固定状态下的位置偏移的状态是不同的。因此，如图1所示，若在分割铁芯10的钢板11的齿部14的一处设置铆接部12以使其长边方向为定子20的径向，则一旦将在固定层叠的钢板11上卷绕集中绕组线圈50而成酒桶形状的分割铁芯10压入框架30并进行嵌合时，在嵌合的过程中，各个钢板11一边仿形框架30的内周面，一边在两者之间形成良好的接触状态。

此外，在分割铁芯10的齿部14设置有一处的铆接部12设置在齿部14的用于卷绕集中绕组线圈50的范围内。因此，通过集中绕组线圈50，在层叠方向上紧固钢板11时，能够均匀地调整层叠的分割铁芯10的厚度，而不会使钢板11产生较大的位置偏移。

实施方式2

图6是表示实施方式2的结构的图，除了分割铁芯10的齿部14以外，还在分割铁芯10的圆周部15增设了铆接部12，铆接部12的长边方向相同。在该实施方式2中，由于设置了两个铆接部12，因此构成分割铁芯10的钢板11的移动所受到的阻力增加，从而虽然使“间隙”效果稍微降低，但增加了铆接部12的数量，对分割铁芯10进行传送时减小钢板的偏移有效果。

实施方式3

图7是表示实施方式3所涉及的旋转电机的分割铁芯的结构的立体图。如图所示，分割铁芯10由多个钢板11层叠而成。而且，对于钢板11，通过铆接部12将钢板11彼此固定。在图7中，铆接部12通过平面形状为圆形的圆铆接来固定。在该实施方式3所涉及的分割铁芯10的铆接中，截面形状为凸凹形状的铆接部12由平面形状为圆和长圆、或长圆和长圆的形状组合构成，通过设置嵌合部和间隙13，从而层叠的钢板11之间的移动具有各向异性。即，构成为铆接部12的长边方向和短边方向上的位置偏移的状态存在差异。

图8示出了铆接部12的长边方向的截面。在该图8中，当向箭头F方向施力时，由于由圆和长圆或椭圆构成的间隙13(松动)，能够使钢板11相互引起一些位置偏移。另一方面，在图9所示的铆接部12的短边方向的截面中，钢板11彼此嵌合。因此，钢板11彼此在周向B上不会引起位置偏移。

此外，虽然未图示出具体的形状，但也可以采用长圆和长圆的组合，将其短边彼此嵌合的结构，将长边彼此具有“间隙”的状态的结构。

实施方式4

将铆接部12设为圆形的圆铆接，并与图6所示的实施方式2同样地，能够设置多个铆接部12。即，如图10表示分割铁芯10的俯视图那样，除了图7所示的分割铁芯10的齿部14以外，还在分割铁芯10的圆周部15增设长边方向相同的铆接部12。

实施方式5

图11表示将具有本申请实施方式1和3所示的铆接部12的分割铁芯10嵌合到框架30时的剖视图。如图11所示，在框架30的外周侧具有形成冷却水路60的套管61，所述冷却水路60用于冷却分割铁芯10。如该图所示，嵌合后的分割铁芯10的层叠表面和框架30的内周面能够在分割铁芯10的轴向的全长上都无间隙地形成充分的接触状态。这是由于，如上所述，分割铁芯10的铆接部12的长边方向为径向，通过铆接部12的间隙13，在嵌合的过程中，各个钢板11一边仿形框架30的内周面，一边在两者之间形成良好的接触状态。

图12示出了与图11相同的结构。如作为实施方式2和4的图6或图10所示那样，这里使用的分割铁芯10构成为设置多个铆接部12，从而图12对应示出了钢板11发生位置偏移的移动所受阻力的情况、即与期望相比分割铁芯10的钢板11的层叠面没有仿形框架30的表面的情况。即，由于分割铁芯10的钢板11的层叠面和框架30没有成为充分仿形的状态，因此产生间隙。

在这种情况下，在层叠面和框架30之间的间隙部分设置填充涂布了树脂的树脂部70。通过树脂部70补充铆接部12的作用，从而能够抑制振动噪声。这是由于，在铆接部12设置间隙容易引起层叠的钢板的位置偏移，从而比以往相比变形量变大，框架30和分割铁芯10之间的间隙变小，因此，能够获得仅用少量树脂填充即可的效果。

图13表示为了确认本申请的旋转电机的效果而进行的振动噪声的测定结果。该测定结果的图表中，纵轴表示将现有技术的噪声级设为100时的噪声级指数，横轴表示成为噪声评价对象的电动机转速，测定结果的曲线(1)表示现有技术，曲线(2)为本申请的旋转电机的噪声的测定结果。从该结果可知，使用设有一个铆接部的分割铁芯的定子的旋转电机相对于现有技术的旋转电机，能够大幅度降低噪声。

此外，示出了铆接部12的凹凸部的截面形状为V字形时的结构，但是，即使凹凸部的截面形状是由平滑的曲线构成的U字形，也同样地能够通过设置间隙13来获得相同的动作。

本公开记载了各种例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用，可单独或以各种组合来应用于实施方式。

因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，假设包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

10 分割铁芯

11 钢板

12 铆接部

13 间隙

14 齿部

15 圆周部

20 定子

30 框架

40 转子

41 转轴

42 轴承

50 集中绕组线圈

60 冷却水路

61 套管

70 树脂部

100 旋转电机。

Claims (5)

1.一种旋转电机，其特征在于，

包括定子和转子，所述定子包括环形的框架和排列在所述框架内侧的周向上的多个分割铁芯，所述分割铁芯由通过铆接部固定的第1钢板和第2钢板层叠而成，所述铆接部构成为在所述定子的径向上具有间隙，所述第1钢板和所述第2钢板能够相对地在径向上移动。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述铆接部的截面形状为V字形或U字形。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述铆接部的平面形状为圆和长圆、或长圆和长圆，在设置于所述第1钢板和所述第2钢板的所述铆接部的径向上设置有所述间隙。

4.如权利要求2或3所述的旋转电机，其特征在于，

在所述分割铁芯的齿部的用于卷绕线圈的范围内设置一个所述铆接部，或在所述范围内以及所述分割铁芯的圆周部设置多个所述铆接部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

包括定子，该定子由环形的框架和在所述框架内侧的周向上配置成圆环形的分割铁芯构成，在该旋转电机中，在所述框架的内周面和所述分割铁芯之间的间隙具备树脂部。

Images