CN202488241U

CN202488241U - 永久磁铁电机

Info

Publication number: CN202488241U
Application number: CN2012200326303U
Authority: CN
Inventors: 二瓶秀树; 山崎政英; 税所亮平; 泽田享兵; 川岛博昭
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-02-02

Abstract

本实用新型提供一种永久磁铁电机，在能够满足薄型化的范围内实现抑制永久磁铁的轴长方形的偏离的结构。该永久磁铁电机，具有与卷绕了绕线的定子对置而设置了永久磁铁的转子，该转子通过粘接将永久磁铁固定在由层叠电磁钢板构成的转子铁心上，在位于层叠电磁钢板的最端部的电磁钢板上设置了防止永久磁铁在层叠方向上移动的结构或在构成该层叠电磁钢板的一张电磁钢板上设置了防止上述永久磁铁在层叠方向上移动的结构。由此，能够抑制电机的大型化、且抑制永久磁铁的偏离地、有效地进行安装。

Description

永久磁铁电机

技术领域

本实用新型涉及永久磁铁电机，尤其涉及设置了表面式永久磁铁的转子结构。

背景技术

在现有的电机中，例如如专利文献1所记载的那样，公开了在设置了永久磁铁的转子铁心的轴向两端设置非磁性的挡板，并利用该挡板防止永久磁铁在轴向上偏离的结构。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-110117号公报

在现有例中，为了抑制永久磁铁在轴向上的偏离，在转子的两侧安装非磁性的挡板。原本，由于永久磁铁利用粘接材料被安装在转子上，因此在粘接材料固化后永久磁铁不会产生在轴向上的偏离。并且，通过这样采用双重的永久磁铁的移动防止机构，提高了可靠性。

但是，由于设置了专用的挡板，因此需要设置挡板的尺寸，存在电机变大之类的问题。另外，也存在挡板安装花费精力之类的问题。

应用本实用新型的电机意在小型化、薄型化，若假设用于例如电梯装置的卷扬机的情况，则在这种用途中，不得不在电梯的轿厢升降的升降路径内的有限空间内设置组装了电机的卷扬机。因此，明显要求电机小型、薄型。

在该场合，必须避免增大电机尺寸。尤其若只添加挡板，则轴长方向的尺寸变大，无法实现电机的薄型化。

实用新型内容

因此，本实用新型的课题在于在能够满足薄型化的范围内能够实现抑制永久磁铁的轴长方向的偏离的结构。

上述课题能够通过以下方法解决：

一种具有与卷绕了绕线的定子对置而设置了永久磁铁的转子的永久磁铁电机，该转子通过粘接将永久磁铁固定在由层叠电磁钢板构成的转子铁心上，在位于该层叠电磁钢板的最端部的一张电磁钢板上设置防止上述永久磁铁在层叠方向上的移动的结构。

上述层叠电磁钢板具有宽度与上述永久磁铁的周向宽度大致相同或稍大、且深度为上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下的槽，上述层叠电磁钢板的最端部的电磁钢板在上述槽的部位具有以与上述永久磁铁的端部接触的方式突出的面，该面沿电机径向延伸的长度是上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下，并且该面沿电机周向延伸的长度是上述槽的宽度的大致四分之一以下。

与上述永久磁铁的端部接触的面设在上述槽的最外角落的两个部位。

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是三角形。

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是矩形。

与上述永久磁铁的端部接触的面局部地设在上述槽的中央部。

上述层叠电磁钢板具有宽度与上述永久磁铁的周向宽度大致相同或稍大、且深度为上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下的槽，上述层叠电磁钢板的最端部的电磁钢板在上述槽的部位具有以与上述永久磁铁的端部接触的方式突出的面，该面沿电机径向延伸的长度是上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下。

该转子通过粘接将永久磁铁固定在由层叠电磁钢板构成的转子铁心上，在构成该层叠电磁钢板的一张电磁钢板上设置了防止上述永久磁铁在层叠方向上移动的结构。

上述层叠电磁钢板具有宽度与上述永久磁铁的周向宽度大致相同或稍大、且深度为上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下的槽，构成上述层叠电磁钢板的一张电磁钢板在上述槽的部位具有以与上述永久磁铁的端部接触的方式突出的面，该面沿电机径向延伸的长度是上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下，并且该面沿电机周向延伸的长度是上述槽的宽度的大致二分之一以下。

上述层叠电磁钢板具有宽度与上述永久磁铁的周向宽度大致相同或稍大、且深度为上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下的槽，构成上述层叠电磁钢板的一张电磁钢板在上述槽的部位具有以与上述永久磁铁的端部接触的方式突出的面，该面沿电机径向延伸的长度是上述永久磁铁的厚度的大致二分之一以下。

在上述层叠电磁钢板的层叠方向上配置有多个上述永久磁铁，在位于多个永久磁铁的中间的电磁钢板的其中一个电磁钢板上设置了防止上述永久磁铁在层叠方向上移动的结构。

在上述层叠电磁钢板的磁铁粘接面和电磁钢板的边界部位设置了台阶。

上述台阶形成在上述槽的周向的两端部。

本实用新型的效果如下。

根据本实用新型，由于通过在构成转子的层叠电磁钢板内的端部的一张电磁钢板自身上设置突起而能够阻止永久磁铁在轴长方向上的移动，因此具有能够实现保持了薄型结构的永久磁铁固定的效果。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机的横剖视图。

图2是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机的纵剖视图。

图3是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的一个磁极部分的外观图。

图4是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的一个磁极部分的安装永久磁铁前的外观图。

图5是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的纵截面的放大图。

图6是本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

图7是设有用于实现本实施方式的磁铁固定部位的铁心形状概略图。

图8是专用的形状调整用的冲模形状概略图。

图9是未设有用于实现本实施方式的磁铁固定部位的铁心形状概略图。

图10是本实用新型的其他实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

图11是本实用新型的其他实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

图12是本实用新型的其他实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

图13是应用了实施方式的一个磁极部分的安装永久磁铁前的外观图。

图14是表示其他实施方式的结构的安装永久磁铁前的外观图。

图15是应用了实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

图中：

1-转子，11-转子铁心，12-永久磁铁，13-轴承，14-槽部，15-永久磁铁固定部位，16-冲模，17-中间磁铁固定部位，18-台阶，2-定子，21-定子铁心，22-定子线圈，23-框。

具体实施方式

图1表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机的横剖视图。图2表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机的纵剖视图。图3表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的一个磁极部分的外观图。图4表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的一个磁极部分的安装永久磁铁前的外观图。图5表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的纵截面的放大图。图6表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

如图1所示，本实施方式的永久磁铁电机是转子1由转子铁心11和永久磁铁12构成的多极外转子式电机。在转子铁心11上形成有槽，在该槽中配置有永久磁铁12。定子2是在定子铁心21上卷绕了定子线圈22的集中绕组的结构，在定子铁心分割位置31被分割为多个定子铁心。

如图2所示，本实施方式的永久磁铁电机将由卷绕了定子线圈22的定子铁心21构成的定子2压入框23内，在框23中压入固定轴24，通过轴承13将固定设置了永久磁铁12的转子铁心11而成的转子1旋转自如地支撑在该固定轴24上。

在该实施方式中，由40个永久磁铁12和48个定子线圈构成线槽数与极数的比例为48比40、即12比10系列的多极集中绕组电机。

不言而喻，该线槽数与极数的比例能够根据电机的用途的转数、输出等进行多种选定，在本实施方式中公开的结构只不过是其中一个例子。在本实施方式中，主要对转子铁心和永久磁铁的结构进行以下的详细说明。

图3表示本实施方式的永久磁铁电机的转子铁心的一个磁极部分的外观图，如图3所示，永久磁铁12通过粘接剂被粘接固定在转子铁心11的凹状的槽部14中。图4表示本实用新型的永久磁铁电机的转子铁心的一个磁极部分的固定永久磁铁12前的外观图，在转子铁心11的最下部设有磁铁固定部位15。该转子铁心只将最下部的一张电磁钢板冲孔出使该槽部14的该部位的部分突出的形状，将该电磁钢板配置在最下部，在其上冲孔并层叠必要张数的实施了通常的槽形状的电磁钢板。

图5表示本实施方式的永久磁铁电机的转子的剖视图。如该图所示，相对于转子1的圆筒部位依次固定转子铁心11、永久磁铁12，形成转子。在此，转子为了构成旋转体，不仅是形成有永久磁铁12的圆筒部位，为了相对于输出轴连接转子铁心11、永久磁铁12，与圆板状的结构物为一体，呈大致杯形状。例如如图2所示，作为转子铁心11的被安装体的转子1以覆盖定子铁心21的方式延伸，与向定子2的外周部突出的转子铁心安装部的形状一致地为杯形状。

如上所述，为了将该永久磁铁电机用于电梯装置等，需要使电机薄型。若如图4所示，则需要减小上下方向的尺寸。因此，作为电机的功能特性方面必须的转子铁心、永久磁铁的上下方向的尺寸、即层叠厚度确保必要充分的尺寸，另外，转子为了确保对其使用状况而言必要的强度，必须保持板的厚度。由此可知，为了使电机的层叠方向的尺寸小且薄型，重要的在于尽量减小图5中所示的永久磁铁和转子板间的距离A。

而且，通常，转子1从强度的观点来看由铸铁等形成，是磁性体。因此，在永久磁铁12和转子1之间产生磁性吸引力。永久磁铁12利用粘接材料被粘接固定在转子铁心11上，但粘接材料直到固化需要若干时间。在此期间，永久磁铁12被转子1拉拽，在将永久磁铁12安装于转子铁心11的安装工序中，存在永久磁铁12的位置偏离的可能性。因此，如本实施方式，利用使接近转子的圆板上部分侧的电磁钢板的一部分向槽部14突出的形状来保持永久磁铁12，由此能够避免永久磁铁12向转子1侧偏离。由于设置该形状的电磁钢板只需一张即可，因此以下对设置了使一张电磁钢板的一部分向槽部14突出的形状的电磁钢板进行说明。

虽然磁性吸引力根据各部件的尺寸而不同，但在永久磁铁尺寸是数十mm见方，厚度为十mm以下左右的情况下，如果距离是数mm左右，则永久磁铁12和转子1之间的磁性吸引力是数N左右，能利用电磁钢板的一部分充分地保持永久磁铁。

图6表示本实用新型的实施方式的永久磁铁电机转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。以虚线表示假想的永久磁铁，相对于该永久磁铁的厚度Dm，在转子铁心11的槽部14中由层叠电磁钢板的最下部的一张电磁钢板设置的永久磁铁固定部位15形成为具有在永久磁铁厚度方向上为H1、在永久磁铁的宽度方向(转子的旋转方向)上为L1的边的三角形的形状。H1相对于永久磁铁厚度Dm，具有以下的关系。

Dm＞2×H1 (1)

即，H1是Dm的大致二分之一以下。

另外，L1是永久磁铁宽度Lm的大致四分之一以下。

如果是这种程度，则能减少使永久磁铁的磁路短路的影响，几乎没有因减少永久磁铁产生的磁通量而使电机特性劣化之类的问题。

另外，相对于图6所示的槽部位的宽度Lc，永久磁铁的宽度Lm以永久磁铁不会从槽中脱落的方式以负公差形成。因此，永久磁铁能在图的左右方向稍微晃动地安装。此时，不言而喻，永久磁铁固定部位15的长度L1可选择考虑了该晃动的有余地的尺寸。

另外，永久磁铁固定部位15形成为大致三角形，由于相对于永久磁铁固定部位15的突出部分较大地分配其根部尺寸，因此能够提高永久磁铁固定部位15相对于向图的进深方向的外力的强度，能够充分地抑制永久磁铁因朝向转子的吸引力而产生的位移。

图7表示设有用于实现本实用新型的实施方式的磁铁固定部位的铁心形状概略图，图8表示用于实现本实用新型的实施方式的专用的形状调整用的冲模形状概略图，图9表示未设有用于实现本实用新型的实施方式的磁铁固定部位的铁心形状概略图。

由于设有永久磁铁固定部件15的电磁钢板的形状与未设有永久磁铁固定部件15的电磁钢板的形状不同，因此冲模也需要准备其他模具，需要两种模具。但是，通过准备专用的形状调整用的冲模，能以一种模具实现本实用新型的实施方式。具体如下。

首先，如图7所示，利用一种模具制造设有永久磁铁固定部位15的形状的电磁钢板。之后，使用图8中以虚线所示的专用的形状调整用的冲模16冲出电磁钢板。该冲模16是用于除掉形成于局部的永久磁铁固定部位15的辅助模具，由此，能够制造图9那样的未设有磁铁固定部位15的形状的电磁钢板，通过组合图7和图9的形状的电磁钢板并层叠，能够制造本实用新型的实施方式的铁心。即，通过使用辅助模具16，并以两个步骤形成铁心形状，能够以一种母型制造两种铁心。

专用的形状调整用冲模16的尺寸在将永久磁铁厚度方向的长度设为Db，将永久磁铁的宽度方向(转子的旋转方向)的长度设为Lb时，期望Db为H1以上，Lb为L1以上。另外，该铁心形状制造方法是一个例子，该制造方法并不限于此。

图10表示本实用新型的其他实施方式的永久磁铁转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

在转子铁心11上作为永久磁铁固定部位15，在层叠电磁钢板的最下部的一张电磁钢板的槽的两端突出大致矩形的部位。该突出部位的永久磁铁厚度方向的尺寸H1为永久磁铁厚度Dm的大致二分之一以下，该突出部位的永久磁铁宽度方向的尺寸L1为永久磁铁宽度Lm的大致四分之一以下。

另外，即便使突出尺寸H1、L1与图6的实施方式的永久磁铁固定部位15相同，由于与图6的永久磁铁固定部位15的形状的场合相比，保持永久磁铁的面积变大，因此具有能够可靠地实现永久磁铁固定的功能的效果。

图11表示本实用新型的其他实施方式的永久磁铁转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

在转子铁心11上作为永久磁铁固定部位15，在层叠电磁钢板的最下部的一张电磁钢板的槽的中央部使大致矩形的部位局部地突出。该突出部位的永久磁铁厚度方向的尺寸H1是永久磁铁厚度Dm的大致二分之一以下，该突出部位的永久磁铁宽度方向的尺寸L1是永久磁铁宽度Lm的大致二分之一以下。

另外，与图6至图10的实施方式的永久磁铁固定部位15相比，由于配置在槽中央部，因此具有如下效果，即使多少存在永久磁铁相对于槽的宽度方向的偏离，也能可靠地固定永久磁铁。

图12是表示本实用新型的其他实施方式的永久磁铁转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。

在转子铁心11上作为永久磁铁固定部位15，在层叠电磁钢板的最下部的一张电磁钢板的槽的全部宽度上使大致矩形的部位突出。该突出部位的永久磁铁厚度方向的尺寸H1是永久磁铁厚度Dm的大致二分之一以下。

如果是这种程度，则能减少使永久磁铁的磁路短路的影响，几乎没有因减少永久磁铁产生的磁通量而使电机特性劣化之类的问题。但是，与图6至图10、图11的实施方式的永久磁铁固定部位15相比，由于其面积变大，因此存在稍微对特性产生影响的可能性。

但是，对为了薄型化而尽量压缩永久磁铁和转子间距离而言是有效的结构，鉴于特性和尺寸的折衷，能够采用本结构。

图13表示应用了本实用新型的实施方式的永久磁铁电机的转子铁心的一个磁极部分。该例子以在层叠方向上排列了多个永久磁铁而粘贴的转子为对象。并且，在互相相邻于层叠方向上的永久磁铁间设置了中间磁铁固定部位17。因此，配置了多个永久磁铁12的部分的电磁钢板是与利用上述的方法制造的固定部位15相同的形状，作为中间磁铁固定部位17利用该形状。

通过中间磁铁固定部位17，中间磁铁固定部位17相对于各个永久磁铁12邻接，因此层叠方向位置被固定，能对在层叠方向上排列的全部的永久磁铁进行层叠方向定位。另外，由于成为将永久磁铁12夹在磁铁固定部位之间的结构，因此能对永久磁铁12进行层叠方向两方的定位。

不言而喻，中间磁铁固定部位17即使是图7及图10～图12所示的磁铁固定部位15的大小及形状也能够得到同样的效果。另外，图13是在层叠方向上只增加了一个转子的图，但不言而喻即使增加其以上也能得到同样的效果。

图14表示本实用新型的其他实施方式。图14也与图13相同地表示永久磁铁电机的转子铁心的一个磁极部分。该例子是在图3所示的转子铁心的槽部上设置了台阶18的结构。该台阶18是从转子铁心11的凹状的槽部14又设置了凹形状的结构，做成从槽部14的表面进一步凹下的台阶。另外，台阶18的形成位置未局限于图14所示的位置，但优选形成在槽部14的周向的两端部。在该场合下，也在形成转子铁心11的端面的电磁钢板上不设置台阶而具有磁铁固定部位15。

根据该结构，即使在涂敷了多余的粘接剂的场合，台阶18也成为接受口，能够抑制永久磁铁12由于多余涂敷的粘接剂而浮出。另外，即使台阶18部分为粘接剂的流动路径，磁铁固定部位15也成为防止多余的粘接剂流出的壁，能够防止粘接剂从转子铁心的槽部14漏出。

图15表示应用了本实用新型的其他实施方式的永久磁铁转子的在没有永久磁铁的状态下的俯视图。在台阶18在永久磁铁厚度方向上为Da，在永久磁铁的宽度方向(转子的旋转方向)上为La时，如果Da为永久磁铁的厚度Dm的大致四分之一以下，另外，La也为永久磁铁宽度Lm的大致四分之一以下左右，则能减少使永久磁铁的磁路短路的影响，几乎没有因减少永久磁铁产生的磁通量而使电机特性劣化之类的问题。

另外，台阶18能够作为循环使用时的永久磁铁卸下用的工具插入部而利用，在从转子铁心11剥下永久磁铁12时是有效的。

设置了台阶18的电磁钢板的形状也能够通过使用图8所示的涂敷部形状的专用的形状调整用的冲模16冲出铁心而制造。在制造设置了台阶18的铁心时，能够通过增大图8所示的涂敷部形状小型的模具的尺寸Db在铁心部外伸而冲出进行制造。

若专用的形状调整用的冲模16较小，则在铁心上残留突部，因此成为设置磁铁的障碍。因此，专用的形状调整用的冲模16作为尺寸公差如-0，+α那样，期望以负号侧为零，正号侧采用公差得到方式进行设定，作为实施方式不得不外伸。因此，出现台阶18是正常的。本实施方式特意形成该台阶18，并利用该结构。

另外，该铁心形状制造方法是一个例子，制造方法未局限于此。

在本实用新型中，对外转子的结构表示实施方式并进行了说明，但即使是内转子的结构，为了实现薄型化，也必须压缩与外框的尺寸，可以采用在电磁钢板上的最端部使用同样的永久磁铁固定部位，从而固定磁铁的结构。在该场合，能得到同样的效果。

产业上的可利用性如下。

就在层叠电磁钢板上设置槽并粘接固定永久磁铁的永久磁铁电机而言，在该层叠电磁钢板的最端部的一张电磁钢板上，通过使防止永久磁铁的轴长方向的移动的永久磁铁固定部位突出，防止永久磁铁因向永久磁铁电机的转子的磁性吸引力而移动，能够容易地构成薄型的永久磁铁电机。

尤其可用于在轿厢升降的升降路径内配置卷扬机的机械室电梯用的薄型卷扬机用的电机。

Claims

1.一种具有与卷绕了绕线的定子对置而设置了永久磁铁的转子的永久磁铁电机，其特征在于，

该转子通过粘接将永久磁铁固定在由层叠电磁钢板构成的转子铁心上，在位于该层叠电磁钢板的最端部的电磁钢板上设置了防止上述永久磁铁在层叠方向上移动的结构。

2.根据权利要求1所述的永久磁铁电机，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的永久磁铁电机，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的永久磁铁电机，其特征在于，

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是三角形。

5.根据权利要求2所述的永久磁铁电机，其特征在于，

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是矩形。

6.根据权利要求2所述的永久磁铁电机，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的永久磁铁电机，其特征在于，

8.一种具有与卷绕了绕线的定子对置而设置了永久磁铁的转子的永久磁铁电机，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的永久磁铁电机，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的永久磁铁电机，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的永久磁铁电机，其特征在于，

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是三角形。

12.根据权利要求10所述的永久磁铁电机，其特征在于，

与上述永久磁铁的端部接触的面的形状大致是矩形。

13.根据权利要求9所述的永久磁铁电机，其特征在于，

14.根据权利要求8所述的永久磁铁电机，其特征在于，

15.根据权利要求8～14任一项所述的永久磁铁电机，其特征在于，

16.根据权利要求1～14任一项所述的永久磁铁电机，其特征在于，

17.根据权利要求15所述的永久磁铁电机，其特征在于，

18.根据权利要求16所述的永久磁铁电机，其特征在于，

上述台阶形成在上述槽的周向的两端部。

19.根据权利要求17所述的永久磁铁电机，其特征在于，

上述台阶形成在上述槽的周向的两端部。