CN115336145A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机，包括：被轴承(9、11)支承的转子轴(12)；安装于转子轴(12)，并与转子轴(12)一起旋转的转子(14)；隔着空隙(314g)围绕转子(14)以能实现转子(14)的所述旋转的定子(3)；围绕转子(14)以及定子(3)，并在内周安装有定子(3)的外周的框架(2)；以及沿着所述框架(2)的内周设置，防止在所述框架(2)与所述定子(3)的边界部分存在的异物向与所述边界部分不同的区域移动的环状构件。防止框架的碎屑等在旋转电机的制造过程中产生的异物散乱到旋转电机内部。

Description

旋转电机

技术领域

本申请涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，已知一种结构，在装设于车辆的旋转电机中，在框架的内周面压入并固定有定子，在定子的内侧设置有转子(例如专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2016-136829

发明内容

发明所要解决的技术问题

为了提高燃油效率，装设于车辆的旋转电机要求轻量化。此外，大多数情况在发动机舱内设置并使用，因而要求对温度变化、振动等的持久性。另外，在发动机舱内能设置的空间有限，因此，还要求旋转电机的径向尺寸的小型化。

旋转电机的定子固定于框架的内周面，但是为了以规定的保持力进行固定，需要使定子的外径大于框架的内径，并通过框架将定子紧固。虽然通过铝类材料等构成框架，能够廉价地实现轻量化，但是，由于定子是将电磁钢板等层叠而形成的，因此，定子在与框架的接触面处存在由上述层叠产生的台阶，若在对定子进行固定时将定子压入框架，则存在硬度低的铝类材料的框架被刮削，框架的碎屑散乱在旋转电机内部，或是使框架受到损伤这一问题。此外，还能在不将定子直接压入到框架的情况下使用热压配合将定子固定于框架，但该情况下存在因设备费用等使制造成本增加的问题。

本申请公开了鉴于上述实际情况而完成的技术，其目的在于，防止框架的碎屑等在旋转电机的制造过程中产生的异物散乱到旋转电机内部。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请所公开的旋转电机包括：转子轴，所述转子轴被轴承支承；转子，所述转子安装于所述转子轴，并与所述转子轴一起旋转；定子，所述定子隔着空隙围绕所述转子以能实现所述转子的所述旋转；框架，所述框架围绕所述转子及所述定子，并在内周安装有所述定子的外周；以及环状构件，所述环状构件沿着所述框架的内周设置，防止在所述框架与所述定子的边界部分存在的异物向与所述边界部分不同的区域移动。

发明效果

在本申请所公开的旋转电机中包括：转子轴，所述转子轴被轴承支承；转子，所述转子安装于所述转子轴，并与所述转子轴一起旋转；定子，所述定子隔着空隙围绕所述转子以能实现所述转子的所述旋转；框架，所述框架围绕所述转子及所述定子，并在内周安装有所述定子的外周；以及环状构件，所述环状构件沿着所述框架的内周设置，防止在所述框架与所述定子的边界部分存在的异物向与所述边界部分不同的区域移动，因此，能防止框架的碎屑等在旋转电机的制造过程中产生的异物散乱到旋转电机内部。

附图说明

图1是本申请实施方式1的旋转电机的剖视图，在环状构件的截面标注阴影线。

图2是图1的A部的放大图。

图3是图1及图2所例示的环状构件的立体图。

图4是在图1至图3所例示的旋转电机中将定子安装于框架时的组装工序的说明图，其通过阴影线来表示截面。

图5是示出本申请实施方式1的旋转电机的环状构件的另一例的立体图。

图6是本申请实施方式2的旋转电机的剖视图，在环状构件的截面标注阴影线。

图7是图6的A部的放大图。

图8是在图5至图7所例示的旋转电机中将定子安装于框架时的组装工序的说明图，其通过阴影线来表示截面。

图9是本申请实施方式3的旋转电机的剖视图，在环状构件的截面标注阴影线。

图10是图9的A部的放大图。

图11是在图9及图10所例示的旋转电机中将定子安装于框架时的组装工序的说明图，其通过阴影线来表示截面。

图12是图9及图10所例示的环状构件的立体图。

图13是本申请实施方式4的旋转电机的剖视图，在环状构件的截面及薄壁圆筒状构件的截面标注阴影线。

图14是图13的A部的放大图。

图15是在图13及图14所例示的旋转电机中将定子安装于框架时的组装工序的说明图，其通过阴影线来表示截面。

具体实施方式

实施方式1

以下，基于附图，对本申请的旋转电机的实施方式进行说明。另外，本申请的旋转电机并不局限于下述的情况，能在不脱离本申请主旨的范围内适当改变。在以下所示的附图中，为了便于理解，有时各构件的比例尺与实际不同，此外，省略了与本申请的特征无关的结构的图示。

使用图1至图5对本申请实施方式1的旋转电机进行说明。

在本实施方式1中示出应用于将旋转电机装设于车辆的电动助力转向装置的例子。为了辅助车辆的转向的转向力，除了旋转电机以外，还需要控制装置，但省略了有关控制装置的图示。图1是用于对旋转电机的结构进行说明的剖视图，图2是图1的A部的放大图。

作为旋转电机1的框体的框架2呈在后侧(图中上侧)具有开口部的大致圆筒形，其由廉价且轻量的铝合金形成。定子3是将电磁钢板层叠而形成，其经由作为绝缘体的绝缘件4卷装有定子绕组5，并设置有用于将电流供给至定子绕组5的接线端6和用于对接线端6进行固定的保持件7。

符号8是环状构件，在图3中示出立体图。环状构件8由硬度比作为框架2的材料的铝合金的硬度低且耐磨性优异的缩醛树脂、氟树脂等形成，其呈在截面呈四边形的外周侧的上下的边缘部具有倒角部8a、8b的环状，外径8c与定子3的外径3a同样地设定成比框架2的孔径2a大。环状构件8和定子3如图4中箭头所示，环状构件8、定子3从框架2的后侧的开口部被依次压入，环状构件8与定子3以接触的方式设置。

在框架2的前侧固定有轴承9，在框架2的后侧经由由碳钢形成的轴承座10固定有轴承11。

在转子轴12固定有设置有磁体13的转子14，并通过轴承9及轴承11被支承成能旋转。另外，转子14配置成以与固定3分开的方式被定子3包围。

此外，在转子轴12的前方的端部设置有用于与车辆侧组装的轴套15，在转子轴12的后方的省略部分设置有对转子14的旋转状态进行检测的旋转角度检测传感器。

在此，符号16是设置有控制装置(未图示)的散热器，该散热器16固定于框架2的后侧开口部。控制装置包括具有对来自外部的直流电流进行转换的功率半导体的电力转换电路和控制电路，所需的电流经由接线端6被供给至定子绕组5。由此，使转子14产生旋转力，而使转子轴12甚至是轴套15旋转。

接着，通过图4对将环状构件8和定子3压入到框架2时的作用进行说明。首先，将环状构件8和定子3放置于框架2的后侧开口部，通过对定子3施加载荷以将其引导至环状构件8的倒角部8a和框架2的压入导入锥部2b，使得环状构件8被压入到框架2。环状构件8的硬度比框架2的硬度低，由于是柔软且耐磨性优异的材料，因此，在压入过程中不会刮削框架2。

接着，定子3的压入前端侧的边缘部3b被引导至框架2的压入导入锥部2b之后，因与压入导入部边缘2c碰撞而使得应力会局部地变得过大，从而产生细丝状的碎屑，即产生在旋转电机的制造过程中产生的异物，这些异物会附着于定子3的边缘部3b，或是脱落到由环状构件8的倒角部8b、定子3和框架2围成的空间17中。

此外，由于定子3是将电磁钢板层叠而形成的，因此，在与框架2的接触面存在由层叠导致的层差，在正在压入的过程中由硬度低的铝类材料形成的框架2也会被刮削，并附着于定子3的边缘部3b，或是脱落到由环状构件8的倒角部8b、定子3和框架2围成的空间17中。即使被施加振动、冲击等，这些碎屑也不会从密闭的空间17掉出。

在没有环状构件8的情况下，上述碎屑因振动、冲击等在框架2中移动。若进入到定子3与转子14之间或是轴承9、11中，则会妨碍正常的旋转动作。此外，作为铝类材料的碎屑具有导电性，因此，若附着于接线端6等导电部之间，则可能会断路。

在本实施例的结构中，能提供一种可靠性高的旋转电机，在将定子3压入到框架2时，框架2的碎屑不会散乱到框架2内。

接着，在本实施方式中，也可以由多孔质树脂、例如氟类海绵等构成环状构件8，并使矿物油或液体石蜡等润滑剂浸渍于环状构件8。在将环状构件8压入到框架2时，浸渍于环状构件8的润滑剂会均匀地涂覆于框架2和定子3的压入面，使得框架2和定子3的压入面不易磨损，从而能抑制碎屑的产生。

此外，在本实施方式中，环状构件8呈截面呈四边形且在外周侧的上下边缘部具有倒角部8a、8b的环状，但只要是图5所示的立体图那样的O形环状的截面呈圆形等的环状，截面形状也可以采用其他形状。

通过将环状构件8的截面设为圆形或是图2所例示的多边形，能遍及由环状构件8、定子3和框架2围成的框架2的内周的整周延伸的圆环状的空间17。在遍及框架2的内周的整周延伸的圆环状的空间17中对前述的细丝状的碎屑、即在旋转电机的制造过程中产生的异物进行保持，并防止该异物从空间17的区域向除了空间17的区域以外的区域，例如定子3与转子14之间的空隙314g、定子3的线圈边端部、轴承9、11等的区域移动。

实施方式2

使用图6至图8，对本申请实施方式2的旋转电机进行说明。本实施方式也与本实施方式1同样地示出应用于装设于车辆的电动助力转向装置的例子。

图6是用于对实施方式2的旋转电机的结构进行说明的剖视图，图7是图6的A部放大图。图8是对压入工序进行说明的图。

在实施方式1中，环状构件8和定子3是分体构成的，分别放置并压入到框架2的后侧开口部，但在本实施方式2中采用将定子3和环状构件8一体化并压入的结构。

图中，定子3是将电磁钢板层叠而形成的，其压入前端侧具有尺寸比外径3a的尺寸小的小径部3c，在小径部3c固定或外嵌成型有由硬度比作为框架2的材料的铝合金的硬度低、耐磨性优异的聚缩醛树脂、氟树脂等形成的环状构件8。

环状构件8的外径8c与定子3的外径3a同样地设定为比框架2的孔径2a大，并与定子3一起压入到框架2中。

其他结构、作用与实施方式1是同样的。

由于环状构件8与定子3是一体的，因此，压入的作业性好。此外，在像实施方式1那样通过多孔质树脂、例如氟类海绵等构成环状构件8，并使矿物油或液体石蜡等润滑剂浸渍于环状构件8的情况下仍能与环状构件8不接触地进行润滑剂的浸渍、压入，因此，不会污染作业环境，作业效率得到提高。

实施方式3

使用图9至图12，对本申请实施方式3的旋转电机进行说明。本实施方式也与本实施方式1、2同样地示出应用于装设于车辆的电动助力转向装置的例子。

图9是用于对实施方式3的旋转电机的结构进行说明的剖视图，图10是图9的A部放大图。图11是对压入工序进行说明的图。

在图9至图12中，环状构件8如图12的立体图所示截面呈长方形且呈薄片形状，并配设于框架2。在这种情况下，环状构件8并不一定需要压入到框架2。此外，环状构件8也可以外嵌成型于框架2。在该状态下，以使定子3与环状构件8接触的方式将其压入。

通过将环状构件8设为由树脂等比铝合金更柔软且更有弹力性的材料，能使环状构件8与定子3无间隙地紧贴。

通过由杨氏模量比作为框架2的材料的铝合金的杨氏模量低的材料形成环状构件8，

在这种情况下，附着于定子3的边缘部3b的碎屑、下落到环状构件8上的碎屑在定子3的压入结束的时间点被环状构件8与定子3的接触部夹住，即使施加振动、冲击等也不会散乱到框架2内。

另外，通过使环状构件8的一部分或整体具有粘接性，能使在压入过程中脱落的碎屑粘接在环状构件8的具有粘接性的部分而不会移动，因此，能更可靠地防止碎屑散乱到框架2内。

实施方式4

以上，实施方式1至实施方式3对将电磁钢板层叠而形成的定子3直接压入到框架2的结构进行了说明，但也可以如图13至图15所例示的本申请实施方式4那样应用于定子3被压入并固定于由碳钢等形成的薄壁圆筒状构件18的结构中。

图14是图13的A部的放大图，图15是对压入工序进行说明的图。

从图13、图14及图15可知，在本实施方式4的情况下，由于与框架2接触的压入面没有将定子3的电磁钢板层叠而形成的层差，因此，能抑制框架2因压入而被刮削，能提供一种可靠性更高的旋转电机。

本申请实施方式1至4总体来说具有以下的特征事项。

特征事项1：被轴承支承的转子轴；转子，所述转子安装于所述转子轴，并与所述转子轴一起旋转；定子，所述定子隔着空隙314g围绕所述转子以能实现所述转子的所述旋转；框架，所述框架围绕所述转子及所述定子，并在内周安装有所述定子的外周；以及环状构件，所述环状构件的外周整周遍及所述框架的内周整周延伸，防止在所述框架的所述内周与所述定子的外周之间的部分存在的异物向除了所述框架的所述内周与所述定子的所述外周之间的部分以外的区域移动，所述环状构件配设于所述定子的前侧，所述定子由电磁层叠钢板形成，所述定子沿着所述转子轴的延伸方向压入到所述框架，所述环状构件配设成位于比所述定子的压入部3p更靠所述压入方向的前方的位置。换言之，一种旋转电机，包括：转子轴；转子，所述转子固定于所述转子轴；定子，所述定子是将电磁层叠钢板层叠而形成的，并配置成围绕所述转子；定子绕组，所述定子绕组固定于所述定子；框架，将所述定子压入并保持于所述框架；以及环状构件，所述环状构件以接触的方式配置于比所述定子的压入部3p更靠压入方向的前方的位置。因此，能防止框架的碎屑散乱到旋转电机内部。能防止旋转被碎屑妨碍，或是使向定子绕组的通电短路。

特征事项2：由于所述环状构件被压入到所述框架，因此，能防止框架的碎屑散乱到旋转电机内部，能防止旋转被碎屑妨碍，或是使向定子绕组的通电短路。此外，能无需热压配合的备用款项。

特征事项3：由于形成有由所述环状构件、所述定子和所述框架围成的空间，因此，能更可靠地防止框架的碎屑散乱到旋转电机内部，能防止旋转被碎屑妨碍，或是使向定子绕组的通电短路。

特征事项4：由于所述环状构件固定于所述定子，环状构件与定子成为一体，因此，压入的作业性好。

特征事项5：由于所述环状构件由硬度比所述框架的硬度低的材料形成，因此，能防止框架的碎屑散乱到旋转电机内部，能防止旋转被碎屑妨碍，或是使向定子绕组的通电短路。

特征事项6：由于所述环状构件浸渍有润滑剂，因此，浸渍于环状构件的润滑剂被均匀地涂覆于框架和定子的压入面，使得框架和定子的压入面不易磨损，从而能抑制碎屑的产生。

特征事项7：由于所述环状构件配置于所述框架，所述环状构件固定于所述框架，因此，碎屑在定子的压入结束的时间点被环状构件与定子的接触部夹住，即使施加振动、冲击等，也不会散乱到框架内。

特征事项8：由于所述环状构件由杨氏模量比所述框架的杨氏模量低的材料形成，因此，通过将环状构件设为树脂等比铝合金更柔软且更有弹力性的材料，能与定子无间隙地紧贴，碎屑在定子的压入结束的时间点被环状构件与定子的接触部夹住，即使施加振动、冲击等也不会散乱到框架内。

特征事项9：由于所述环状构件的一部分或整体具有粘接性，换言之，由于所述环状构件的至少一部分具有粘接性，以使所述环状构件粘接于所述定子及所述框架中的至少一方，因此，通过使环状构件具备粘接性，能使压入过程中脱落的碎屑黏住而不发生移动，碎屑在定子的压入结束的时间点被环状构件与定子的接触部夹住，即使施加振动、冲击等也不会散乱到框架内。

特征事项10：由于所述定子的周围被薄壁圆筒状构件保持，换言之，由于所述定子的外周被圆筒状构件覆盖，所述定子隔着所述圆筒状构件安装于所述框架，因此，与框架接触的压入面没有将定子的电磁钢板层叠而形成的层差，因此，抑制框架因压入而被刮削，能提供一种可靠性更高的旋转电机。

特征事项11：一种旋转电机，包括：转子轴，所述转子轴被轴承支承；转子，所述转子安装于所述转子轴，并与所述转子轴一起旋转；定子，所述定子隔着空隙围绕所述转子以能实现所述转子的所述旋转；框架，所述框架围绕所述转子及所述定子，并在内周安装有所述定子的外周；以及环状构件，所述环状构件配设成外周遍及所述框架的内周的周向整周延伸，防止在所述框架与所述定子的边界部分残存的残留异物向与所述边界部分不同的区域移动，防止制造过程中产生且在所述框架与所述定子的边界部分残存的框架的碎屑等残留异物，在包括旋转电机的组装工序的旋转电机制造过程中，在旋转电机向包括两轮车的车辆的组装过程中，或是在车辆的运转中的旋转电机的振动中，向与所述边界部分不同的区域，例如所述定子绕组的线圈边端部、所述轴承、转子与定子之间的空隙等区域移动，从而能在线圈边端部、所述轴承、所述空隙等处不产生不良的影响。

另外，在各图中，相同符号表示相同或相当部分。

另外，能对各实施方式进行适当变形、省略、组合。

另外，本申请记载有各种各样的例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于特定的实施方式的应用，能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。

因此，未被例示的无数的变形例被设想在本申请所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况，另外，还包含将至少一个构成要素抽出并与其他实施方式的构成要素组合的情况。

(符号说明)

1旋转电机；2框架；2a孔径；2b压入导入锥部；2c压入导入部边缘；3定子；3a外径；3b边缘部；3c小径部；3p压入部；4绝缘件；5定子绕组；6接线端；7保持件；8环状构件；8a倒角部；8b倒角部；8c外径；9轴承；10轴承座；11轴承；12转子轴；13磁体；14转子；15轴套；16散热器；17空间；18薄壁圆筒状构件；314g空隙。

Claims (12)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

转子轴，所述转子轴被轴承支承；

转子，所述转子安装于所述转子轴，并与所述转子轴一起旋转；

定子，所述定子隔着空隙围绕所述转子以能实现所述转子的所述旋转；

框架，所述框架围绕所述转子及所述定子，并在内周安装有所述定子的外周；以及

环状构件，所述环状构件沿着所述框架的内周设置，防止在所述框架与所述定子的边界部分存在的异物向与所述边界部分不同的区域移动。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件配设于所述定子的前侧。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子由电磁层叠钢板形成，所述定子沿着所述转子轴的延伸方向被压入到所述框架，所述环状构件配设成位于比所述定子的压入部更靠所述压入方向的前方的位置。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件被压入到所述框架。

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，

形成有由所述环状构件、所述定子和所述框架围成的空间。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件固定于所述定子。

7.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件固定于所述框架。

8.如权利要求1至7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件的硬度比所述框架的硬度低。

9.如权利要求1至8中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件浸渍有润滑剂。

10.如权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件由杨氏模量比所述框架的杨氏模量低的材料形成。

11.如权利要求1至10中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述环状构件的至少一部分具有粘接性，以使所述环状构件粘接于所述定子及所述框架中的至少一方。

12.如权利要求1至11中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子的外周被圆筒状构件覆盖，所述定子隔着所述圆筒状构件安装于所述框架。

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