CN114665635A - 转子和马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供转子和马达。该转子能够以沿轴向延伸的中心轴线为中心进行旋转，并且该转子具有：环状的转子铁芯；转子磁铁，其固定于转子铁芯的径向内侧面；以及保护部件，其将转子磁铁从径向内侧按压于转子铁芯，并对转子铁芯和转子磁铁进行固定。

Description

转子和马达

技术领域

本发明涉及转子和马达。

背景技术

已知有转子磁铁配置于定子的径向外侧的外转子型的马达。例如，在专利文献1中，作为这样的外转子型的马达，记载了在半导体制造装置的搬运装置中使用的马达。

专利文献1：日本特开2019-106887号公报

在上述那样的外转子型的马达中，若伴随马达的高输出化等而作用于转子磁铁与定子之间的电磁力变大，则存在转子磁铁脱离而脱落、飞散的可能性。

发明内容

本发明的一个方式的目的之一在于提供具有能够抑制转子磁铁脱离的构造的转子和马达。

本发明的一个方式为转子，其能够以沿轴向延伸的中心轴线为中心进行旋转，其中，该转子具有：环状的转子铁芯；转子磁铁，其固定于转子铁芯的径向内侧面；以及保护部件，其将转子磁铁从径向内侧按压于转子铁芯，并对转子铁芯和转子磁铁进行固定。

本发明的一个方式为马达，其具有：上述的转子；以及定子，其位于所述转子的径向内侧。

根据本发明的一个方式，在转子和马达中，能够抑制转子磁铁脱离。

附图说明

图1是本实施方式的马达的纵剖视图。

图2是本实施方式的转子的纵剖视图。

图3是示出本实施方式的转子的一部分的立体图。

图4是本实施方式的铁芯件的立体图。

图5是本实施方式的铁芯件的横剖视图。

图6是本实施方式的变形例的铁芯件的纵剖视图。

标号说明

1：马达；20：定子；30、130：转子；40：转子保持架；46：筒部；44：支承部；44a：第2槽部；50：转子铁芯；51：铁芯件；51a：第1槽部；60：转子磁铁；70：保护部件；80：中间部件；81：夹设部；81a：曲面；J：中心轴线。

具体实施方式

在以下的说明中，将图中所示的Z轴方向的正侧(+Z侧)称为“上侧”，将Z轴方向的负侧(-Z侧)称为“下侧”。另外，上侧和下侧仅是为了说明而使用的方向，并不限定使用转子30和马达1时的姿势。图中所示的中心轴线J是与Z轴方向平行地延伸的假想线。在以下的说明中，只要没有特别说明，将与中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。另外，在本实施方式中，上侧相当于轴向一侧。

图1所示的本实施方式的马达1是外转子型的马达。如图1所示，马达1具有基座部件10、定子20以及转子30。

基座部件10具有基筒部11和从基筒部11的下端部向径向外侧扩展的凸缘部12。基筒部11在上端和下端具有内径大的第1大内径部13和第2大内径部14。第1大内径部13收纳第1轴承15。第2大内径部14收纳第2轴承16。另外，基筒部11的上侧部分是外径比基筒部11的下侧部分的外径小的小外径部17。

定子20位于转子30的径向内侧。定子20固定于基座部件10。定子20具有定子铁芯21、多个绝缘件22以及多个线圈23。

定子铁芯21具有以中心轴线J为中心的圆环状的铁芯背部21a和从铁芯背部21a的外周端向径向外侧延伸的多个齿部21b。在圆环状的铁芯背部21a的内侧嵌合有基筒部11的小外径部17。铁芯背部21a例如通过压入而固定于小外径部17。虽然省略了图示，多个齿部21b沿周向相互隔开间隔地配置。

线圈23由卷绕成多层的线圈线构成。多个线圈23分别隔着绝缘件22而安装于齿部21b。

转子30能够以沿轴向延伸的中心轴线J为中心进行旋转。如图2所示，转子30具有轴31、转子保持架40、转子铁芯50、转子磁铁60以及保护部件70。轴31呈以中心轴线J为中心而沿轴向延伸的圆柱状。如图1所示，轴31被第1轴承15和第2轴承16支承为能够旋转。

转子保持架40相对于轴31固定。转子保持架40具有固定于轴31的轴固定部41、从轴固定部41向径向外侧延伸的多个连结部42以及经由多个连结部42与轴固定部41连结的筒部46。轴固定部41具有以中心轴线J为中心的中央贯通孔41a。在中央贯通孔41a中嵌合固定有轴31的上端部。

在本实施方式中，筒部46呈以中心轴线J为中心并在轴向两侧开口的圆筒状。筒部46具有上筒部43、支承部44以及下筒部45。即，转子保持架40具有上筒部43、支承部44以及下筒部45。上筒部43是筒部46的上侧部分。在上筒部43的上端部的内周面连接有多个连结部42的径向外端部。

支承部44从上筒部43的下端部向径向外侧突出。在本实施方式中，支承部44呈以中心轴线J为中心的圆环状。支承部44从上侧支承转子铁芯50。如图2和图3所示，在本实施方式中，支承部44具有沿轴向凹陷的第2槽部44a。第2槽部44a从支承部44的下侧的面向上侧凹陷。第2槽部44a沿周向延伸。第2槽部44a例如在径向内侧开口。在本实施方式中，第2槽部44a沿周向隔开间隔地设置有多个。多个第2槽部44a沿着周向在整周范围内等间隔地配置。在本实施方式中，第2槽部44a设置有14个。在本实施方式中，第2槽部44a的数量与转子磁铁60的数量和保护部件70的数量相同。

如图2所示，下筒部45从支承部44的径向外缘部向下侧延伸。下筒部45是筒部46的下侧部分。在下筒部45的内周面固定有转子铁芯50。下筒部45从径向外侧包围转子铁芯50。构成下筒部45的壁部的径向的厚度比构成上筒部43的壁部的径向的厚度小。如图3所示，在下筒部45的径向内侧面设置有能够抑制转子保持架40与转子铁芯50的相对旋转的止转部45b。在本实施方式中，止转部45b是从下筒部45的内周面向径向外侧凹陷的凹部。虽然省略了图示，止转部45b从下筒部45的内周面的上端延伸至下端。止转部45b沿周向隔开间隔地设置有多个。多个止转部45b沿着周向在整周范围内等间隔地配置。在本实施方式中，止转部45b设置有7个。

转子铁芯50呈包围中心轴线J的圆环状。转子铁芯50嵌合于下筒部45内。转子铁芯50的径向外侧面与下筒部45的内周面接触。转子铁芯50的上侧的面与支承部44的下侧的面接触。在本实施方式中，转子铁芯50是多个铁芯件51沿周向连结而构成的。本实施方式的转子铁芯50是7个铁芯件51呈圆环状连结而构成的。

如图3和图4所示，在转子铁芯50的径向外侧面设置有能够抑制转子铁芯50与转子保持架40的相对旋转的止转部51b。在本实施方式中，止转部51b是从转子铁芯50的径向外侧面向径向外侧突出的凸部。止转部51b从转子铁芯50的径向外侧面的上端延伸至下端。如图3所示，止转部51b沿周向隔开间隔地设置有多个。多个止转部51b沿着周向在整周范围内等间隔地配置。在本实施方式中，止转部51b按每个铁芯件51而各设置有1个。即，止转部51b设置有7个。如图4和图5所示，止转部51b设置于铁芯件51的径向外侧面中的周向的中央部。如图3所示，各止转部51b与设置于转子保持架40的各止转部45b嵌合。凹状的止转部45b在旋转方向上钩挂于在转子铁芯50的径向外侧面设置的凸状的止转部51b，由此抑制转子铁芯50与转子保持架40的相对旋转。

如图5所示，在本实施方式中，在转子铁芯50的径向外侧面设置有向径向内侧凹陷的第1槽部51a。第1槽部51a例如从转子铁芯50的上端沿轴向延伸至下端。第1槽部51a沿周向隔开间隔地设置有多个。多个第1槽部51a沿着周向在整周范围内等间隔地配置。在本实施方式中，第1槽部51a按每个铁芯件51而各设置有2个。即，在本实施方式中，第1槽部51a设置有14个。第1槽部51a的数量与转子磁铁60的数量和保护部件70的数量相同。在各铁芯件51中，2个第1槽部51a在铁芯件51的径向外侧面沿周向夹持止转部51b而配置。

如图4所示，转子磁铁60固定于转子铁芯50的径向内侧面。沿轴向观察时，转子磁铁60呈圆弧状延伸。如图1所示，转子磁铁60的径向内侧面与齿部21b的径向外侧隔开间隙而对置地配置。转子磁铁60的径向内侧的面位于比上筒部43的内周面靠径向外侧的位置。转子磁铁60的上侧的面与支承部44的下侧的面接触。如图3所示，转子磁铁60沿着周向设置有多个。在本实施方式中，相对于1个铁芯件51，各设置有2个转子磁铁60。转子磁铁60例如设置有14个。铁芯件51与转子磁铁60例如通过粘接剂而粘接在一起。多个转子磁铁60沿周向彼此相邻地设置。通过多个转子磁铁60沿周向彼此相邻地配置，从而组合成以中心轴线J为中心的圆筒状。

在本实施方式中，转子磁铁60的磁极按照海尔贝克阵列配置。本实施方式的转子磁铁60例如由径向外侧的磁极为N极的N极部、径向外侧的磁极为S极的S极部、以及位于N极部与S极部之间且以磁化方向从S极部朝向N极部的方式被着磁的磁极部构成。

如图4所示，保护部件70是对转子铁芯50和转子磁铁60进行固定的部件。保护部件70是长条的部件。在本实施方式中，保护部件70是线状的部件。如图5所示，线状的保护部件70的截面例如为圆形。保护部件70的原材料没有特别限定，但优选具有在马达驱动中不会断裂的程度的耐久性。在本实施方式中，保护部件70是非磁性体。保护部件70例如是树脂制的。作为构成保护部件70的树脂，例如可举出聚酰胺类树脂等。保护部件70例如具有伸缩性。

如图4所示，保护部件70经由转子铁芯50的径向外侧、转子磁铁60的径向内侧以及转子铁芯50和转子磁铁60的轴向两侧而卷绕于转子铁芯50和转子磁铁60。即，保护部件70沿以中心轴线J为中心的轴线方向卷绕于转子铁芯50和转子磁铁60。保护部件70例如以被施加了张力的状态在转子铁芯50和转子磁铁60上卷绕多次。如图5所示，保护部件70的多个卷绕部70a沿着周向排列成一列。保护部件70的匝数没有特别限定，也可以以多个卷绕部70a沿着周向排列成两列以上的方式卷绕。在本实施方式中，保护部件70卷绕于各转子磁铁60的周向的中央部。在各转子磁铁60的周向两端部没有卷绕保护部件70。

在本实施方式中，保护部件70的一部分位于铁芯件51的第1槽部51a内。更详细而言，保护部件70中的位于转子铁芯50的径向外侧的部分配置在第1槽部51a内。在本实施方式中，线状的保护部件70的粗细(外径)为第1槽部51a的径向的深度以下。如图2和图3所示，在本实施方式中，保护部件70的一部分位于第2槽部44a内。更详细而言，保护部件70中的位于转子铁芯50的上侧和转子磁铁60的上侧的部分配置在第2槽部44a内。

转子铁芯50、转子磁铁60以及保护部件70相互粘接。例如，保护部件70在相对于转子铁芯50和转子磁铁60卷绕后，通过粘接剂而固定。作为粘接剂，例如可举出环氧类粘接剂。

根据本实施方式，转子30具有保护部件70，该保护部件70将转子磁铁60从径向内侧按压于转子铁芯50并对转子铁芯50和转子磁铁60进行固定。因此，能够通过保护部件70来抑制转子磁铁60从转子铁芯50向径向内侧脱离。因此，例如在对转子磁铁60朝向径向内侧施加的电磁力大于因转子30的旋转而对转子磁铁60向径向外侧施加的离心力的情况下等，即使在对转子磁铁60施加朝向径向内侧的比较大的力的情况下，也能够抑制转子磁铁60脱离。

另外，根据本实施方式，转子铁芯50是多个铁芯件51沿周向连结而构成的，在铁芯件51上分别通过保护部件70而固定有至少一个转子磁铁60。在该结构中，由于转子铁芯50是分割铁芯，因此能够使用保护部件70将转子磁铁60分别安装于各个铁芯件51。因此，保护部件70对转子磁铁60的固定是容易的。具体而言，在本实施方式中，能够容易将长条的保护部件70卷绕于铁芯件51和转子磁铁60。

另外，根据本实施方式，转子铁芯50、转子磁铁60以及保护部件70相互粘接。因此，能够抑制保护部件70由于松开等而脱离，从而能够更牢固地维持转子磁铁60被保护部件70固定于转子铁芯50的状态。

另外，根据本实施方式，保护部件70经由转子铁芯50的径向外侧、转子磁铁60的径向内侧以及转子铁芯50和转子磁铁60的轴向两侧而卷绕于转子铁芯50和转子磁铁60。在该结构中，通过保护部件70容易更牢固地固定转子铁芯50和转子磁铁60。即，在转子30中，能够进一步抑制转子磁铁60从转子铁芯50脱离。

另外，根据本实施方式，保护部件70呈线状。通过保护部件70呈线状，能够容易地进行将本实施方式中的保护部件70卷绕的样式下的安装。另外，通过保护部件70呈线状，能够使将转子磁铁60固定于转子铁芯50的状态的保护部件70的厚度比较薄。因此，即使如本实施方式那样保护部件70的一部分位于转子磁铁60的径向内侧，也能够抑制保护部件70与定子20接触。

另外，根据本实施方式，在转子铁芯50的径向外侧面设置有沿径向凹陷的第1槽部51a，保护部件70的一部分位于第1槽部51a内。在该结构中，能够抑制保护部件70从转子铁芯50向径向外侧突出。由此，能够容易将通过保护部件70固定了转子磁铁60的状态的转子铁芯50适当地固定于筒部46的内周面。另外，能够抑制转子30整体在径向上变大。并且，通过第1槽部51a设置于转子铁芯50侧，与第1槽部设置于筒部46的径向内侧面的情况相比，能够抑制筒部46的径向的尺寸变大，并且能够抑制筒部46的外径变大。

另外，根据本实施方式，转子30具有转子保持架40，该转子保持架40具有从上侧(轴向一侧)支承转子铁芯50的支承部44，支承部44具有沿轴向凹陷的第2槽部44a。保护部件70的一部分位于第2槽部44a内。在该结构中，即使保护部件70的一部分位于转子铁芯50的上侧，也能够将保护部件70的一部分配置在第2槽部44a内，从而能够利用支承部44适当地支承转子铁芯50的上端部中的未被保护部件70固定的部分。

另外，根据本实施方式，转子磁铁60的磁极按照海尔贝克阵列配置。因此，能够增大在定子20与转子30之间产生的磁力，从而能够提高马达1的输出。

形成为海尔贝克阵列的多个转子磁铁60由于相邻的转子磁铁60彼此的磁化方向不同，因此容易因相互的磁力而排斥等，难以将转子磁铁60固定于转子铁芯50。这里，在本实施方式中，转子铁芯50和转子磁铁60通过保护部件70而固定。在转子磁铁60按照海尔贝克阵列配置的结构中，能够更有效地得到在上述的转子30中能够抑制转子磁铁60脱离的效果。

在本实施方式中，保护部件70是非磁性体。因此，与保护部件70是磁性体的情况相比，能够抑制因磁通而在保护部件70产生涡电流。由此，能够降低由涡电流引起的损失，并且能够抑制转子30的温度由于涡电流而上升。

(变形例)

如图6所示，在本实施方式的变形例中，转子130具有中间部件80。中间部件80安装于转子铁芯50。在本变形例中，中间部件80覆盖转子铁芯50的径向外侧和转子铁芯50的轴向两侧。在本变形例中，中间部件80是非磁性体。中间部件80例如是树脂制的。在本实施方式中，中间部件80中的位于转子铁芯50的径向外侧的部分被收纳于第1槽部51a。中间部件80在轴向上比转子铁芯50向轴向两侧突出。

中间部件80具有位于转子铁芯50与保护部件70之间的夹设部81。在本变形例的转子130中，从径向内侧依次排列保护部件70的径向内侧部分、转子磁铁60、转子铁芯50、中间部件80的夹设部81、保护部件70的径向外侧部分以及下筒部45而配置。

夹设部81具有与保护部件70接触的曲面81a。在本变形例中，曲面81a分别设置于夹设部81的轴向两侧的端部中的径向外端部。夹设部81中的设置有曲面81a的部分覆盖位于第1槽部51a的轴向两端的边缘部53。即，保护部件70经由曲面81a而卷绕于边缘部53。

根据本变形例，设置有安装于转子铁芯50的中间部件80。中间部件80具有位于转子铁芯50与保护部件70之间的夹设部81，夹设部81具有与保护部件70接触的曲面81a。在该结构中，能够经由夹设部81的曲面81a将保护部件70卷绕于转子铁芯50。因此，即使在转子铁芯50的边缘部53是尖锐的情况下等，在施加张力而将保护部件70卷绕于转子铁芯50时，也能够抑制保护部件70损伤。

另外，在本变形例中，中间部件80是非磁性体。因此，与中间部件80是磁性体的情况相比，能够抑制因磁通而在中间部件80产生涡电流。由此，能够降低由涡电流引起的损失，并且能够抑制转子30的温度由于涡电流而上升。

另外，在上述的本实施方式和本实施方式的变形例中，第1槽部51a设置于铁芯件51的径向外侧面，但并不限于此。第1槽部51a也可以设置于筒部46的径向内侧面，更详细而言，第1槽部51a也可以设置于下筒部45的径向内侧面。在该结构中，即使保护部件70的一部分位于转子铁芯50的径向外侧，也能够将保护部件70的一部分配置于在下筒部45设置的第1槽部51a内，从而能够利用下筒部45的径向内侧面适当地支承转子铁芯50的径向外侧面中的未被保护部件70固定的部分。

并且，第1槽部51a也可以设置于铁芯件51的径向外侧面和下筒部45的径向内侧面双方。在该情况下，保护部件70的一部分位于铁芯件51侧的第1槽部51a内和下筒部45侧的第1槽部内，能够得到与前段同样的效果。另外，关于将第1槽部51a相对于转子铁芯50的径向外侧面和下筒部45的径向内侧面如何设置，能够根据转子30和马达1所要求的尺寸及强度而适当选择。

另外，转子磁铁60并不限定于本实施方式，例如，也可以相对于1个铁芯件51设置1个转子磁铁60。

另外，保护部件70并不限定于本实施方式所例示的线状的部件。保护部件70优选收纳于第1槽部51a内，例如，可以是带状的部件，也可以是片状的部件。

另外，在本实施方式中，保护部件70相对于转子铁芯50和转子磁铁60卷绕多次而固定，但对于次数和固定方法也没有限定。例如，保护部件70也可以是安装有具有弹性的宽幅环状的部件的部件。并且，在本实施方式中，保护部件70沿着与周向垂直的面卷绕，但只要经由转子铁芯50的径向外侧、转子磁铁60的径向内侧以及转子铁芯50和转子磁铁60的轴向两侧，则例如也可以倾斜地卷绕。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式中的各结构是一个例子，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、置换以及其他变更。另外，本发明并不受实施方式限定。

Claims (10)

1.一种转子，其能够以沿轴向延伸的中心轴线为中心进行旋转，其中，

该转子具有：

环状的转子铁芯；

转子磁铁，其固定于所述转子铁芯的径向内侧面；以及

保护部件，其将所述转子磁铁从径向内侧按压于所述转子铁芯，并对所述转子铁芯和所述转子磁铁进行固定。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述转子铁芯是多个铁芯件沿周向连结而构成的，

所述转子磁铁设置有多个，

在所述铁芯件上分别通过所述保护部件而固定有至少一个所述转子磁铁。

3.根据权利要求1或2所述的转子，其中，

所述转子铁芯、所述转子磁铁以及所述保护部件相互粘接。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的转子，其中，

所述保护部件经由所述转子铁芯的径向外侧、所述转子磁铁的径向内侧以及所述转子铁芯和所述转子磁铁的轴向两侧而卷绕于所述转子铁芯和所述转子磁铁。

5.根据权利要求4所述的转子，其中，

该转子具有安装于所述转子铁芯的中间部件，

所述中间部件具有位于所述转子铁芯与所述保护部件之间的夹设部，

所述夹设部具有与所述保护部件接触的曲面。

6.根据权利要求4或5所述的转子，其中，

所述保护部件呈线状。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的转子，其中，

该转子具备具有从径向外侧包围所述转子铁芯的筒部的转子保持架，

在所述转子铁芯的径向外侧面和所述筒部的径向内侧面中的至少一方设置有沿径向凹陷的第1槽部，

所述保护部件的一部分位于所述第1槽部内。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的转子，其中，

该转子具备具有从轴向一侧支承所述转子铁芯的支承部的转子保持架，

所述支承部具有沿轴向凹陷的第2槽部，

所述保护部件的一部分位于所述第2槽部内。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的转子，其中，

所述转子磁铁的磁极按照海尔贝克阵列配置。

10.一种马达，其具有：

权利要求1至9中的任意一项所述的转子；以及

定子，其位于所述转子的径向内侧。

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