CN202586542U - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供旋转电机。不需增大旋转电机的体型就能够增大永久磁铁。旋转电机(1)具有定子(2)和转子(3)，转子(3)具有：层叠铁芯(10)，其一体地具备包围轴(9)的筒状的连结部(12)及在连结部(12)的半径方向外侧对应于极数而设置的10个磁极部(13)；及永久磁铁(11)，其配置于磁极部(13)相互之间。磁极部(13)具有以永久磁铁(11)的半径方向外侧的表面的至少一部分露出的方式覆盖该表面的一部分的凸缘部(18)，永久磁铁(11)至少在一部分上具有垂直于半径方向的方向上的尺寸朝半径方向内侧减小的锥部(19)。

Description

旋转电机
技术领域
公开的实施方式涉及旋转电机。 
背景技术
专利文献1中记载了如下技术：包括将包围旋转轴的环状的连结部、及在连结部的外侧、数量与极数对应的扇形的磁极部一体地形成的层叠铁芯；在磁极部相互之间配置的方形的永久磁铁；及横跨铁芯的磁极部和连结部而在两端具有扩大部的冲孔，并设有填充插入在该冲孔中的非磁性的加强构件。 
【在先技术文献】 
【专利文献】 
【专利文献1】JP实公平7-36459号公报 
作为设于旋转电机的转子的永久磁铁，广泛使用钕磁铁等稀土类磁铁。由于稀土类磁铁磁通密度高，因此能够将转子的永久磁铁抑制得较小，但具有成本高的缺点。因此，可考虑使用铁素体磁铁等成本低的磁铁，但该情况下，与稀土类磁铁相比，磁通密度低，因此需要增大永久磁铁的体积。 
上述现有技术的转子中，在永久磁铁相互之间设有用于减少漏磁通的冲孔。因此，存在如下问题：永久磁铁的半径方向尺寸及垂直于半径方向的方向上的尺寸受到限制，不需增大转子的直径，则难以增大永久磁铁的体积。 
实用新型内容
本实用新型鉴于上述问题而作出，其目的在于提供不需增大旋转电机的体型就能够增大永久磁铁的体积的旋转电机。 
为了解决上述课题，根据本实用新型的一个观点，应用了一种旋转电机，其具有定子和转子，其中，所述转子具有一体地具备包围旋转轴的筒状的连结部及在所述连结部的半径方向外侧对应于极数而设置的多个磁极部的铁芯、及配置在所述磁极部相 互之间的永久磁铁，所述磁极部具有以所述永久磁铁的半径方向外侧的表面的至少一部分露出的方式覆盖该表面的一部分的凸缘部，所述永久磁铁至少在一部分上具有垂直于半径方向的方向上的尺寸朝半径方向内侧减小的锥部。 
根据本实用新型的旋转电机，不需增大旋转电机的体型就能够增大永久磁铁。 
附图说明
图1是表示一实施方式的旋转电机的整体结构的纵剖视图； 
图2是相当于图1中II-II截面的剖面图； 
图3是图2中A部的局部放大图。 
标号说明 
1旋转电机 
2定子 
3转子 
9轴(旋转轴) 
10层叠铁芯(铁芯) 
11永久磁铁 
12连结部 
13磁极部 
14磁铁用空隙 
15壁厚部 
16主体部 
17连接部 
18凸缘部 
19锥部 
20预定的间隙 
C连接部位 
具体实施方式
以下，参照附图对一个实施方式进行说明。 
如图1所示，本实施方式的旋转电机1是具有在径向上对置配置的定子2及转子3，并在定子2的内侧具备转子3的内转子型的电动机。具体而言，旋转电机1是在转子3的内部具备永久磁铁的IPM(Interior Permanent Magnet：内置式永磁)马达。该旋转电机1具有：作为电枢的上述定子2、作为磁场的上述转子3、设于定子2的外周侧的框架4、设于框架4的负荷侧(图1中右侧)端部的负荷侧轴承架(bracket)5、外圈嵌合于负荷侧轴承架5的负荷侧轴承6、在框架4的反负荷侧(图1中左侧)端部设置的反负荷侧轴承架(bracket)7、外圈嵌合于反负荷侧轴承架7的反负荷侧轴承8、被负荷侧轴承6及反负荷侧轴承8旋转自如地支承的轴9(旋转轴)。 
转子3设在轴9的外周侧。该转子3如图2及图3所示，具有层叠铁芯10(铁芯)、多个(该例中为10个)永久磁铁11。 
层叠铁芯10一体地具备包围轴9的筒状的连结部12、及在该连结部12的半径方向外侧对应于极数而以放射线状设置的多个(该例中为10个)磁极部13。即，层叠铁芯10形成为10个磁极部13从简状的连结部12以放射线状朝向半径方向外侧突出的构造。另外，层叠铁芯10在连结部12的半径方向外侧的磁极部13相互之间(换言之，相邻的磁极部13彼此之间)分别具有沿轴向(图2及图3中纸面眼前-进深方向)贯通的磁铁用空隙14。各磁铁用空隙14中分别设置有上述永久磁铁11(在后面详细说明)。 
连结部12在其外周面(半径方向外侧的表面)与磁极部13的连接部位C相互之间(换言之，相邻的连接部位C彼此之间)分别形成平坦面，在圆周方向上的各连接部位C附近，分别具有与该连接部位C以外的圆周方向位置相比半径方向的厚度较大的壁厚部15。即，连结部12的半径方向的厚度在整个圆周方向上并不均匀，在连接部位C附近的半径方向的厚度(换言之，壁厚部15的半径方向的厚度)比在连接部位C以外的圆周方向位置的半径方向的厚度大。例如，连结部12的连接部位C处的半径方向的厚度T1比在连结部12的连接部位C以外的一个圆周方向位置、即连接部位C相互之间(换言之，相邻的连接位置C彼此之间)的中间位置a处的半径方向的厚度T2大。 
各磁极部13分别具有：主体部16，其垂直于半径方向的方向上的尺寸L1朝半径方向内侧减小，剖视图上呈大致扇形形状；及板状的连接部17，其将该主体部16和上述连结部12连接，且垂直于半径方向的方向上的尺寸L2大致一定。主体部16 在半径方向外侧端部的圆周方向两侧具有凸缘部18。凸缘部18构成为，以设置于上述磁铁用空隙14的永久磁铁11的外表面(半径方向外侧的表面)的一部分露出的方式覆盖该外表面的一部分。连接部17构成为，位于在上述磁铁用空隙14中设置的后述的永久磁铁11的锥部19相互之间(换言之，相邻的永久磁铁11的锥部19彼此之间)。 
各永久磁铁11分别由铁素体磁铁构成，在其半径方向内侧分别具有垂直于半径方向的方向上的尺寸L3朝半径方向内侧减小的锥部19，并且其内表面(半径方向内侧的表面)分别形成为平坦面。并且，上述各永久磁铁11分别以其内表面与上述连结部12的外周面紧贴而其外表面和上述凸缘部18之间具有预定的间隙20的方式在上述磁铁用空隙14中靠近半径方向内侧设置。 
本实施方式中，永久磁铁11沿轴向插入磁铁用空隙14，在磁铁用空隙14中靠近半径方向内侧并通过粘接而固定，磁铁用空隙14为了使永久磁铁11的插入容易进行而形成为比永久磁铁11的尺寸稍大。即，在将永久磁铁11设置于磁铁用空隙14时，将永久磁铁11沿轴向插入磁铁用空隙14，对永久磁铁11的露出的外表面朝向半径方向内侧按压，使永久磁铁11的内表面与连结部12的外周面抵接，并通过粘接而固定。 
此处，本实施方式的旋转电机1将通过由层叠铁芯10产生的磁通和由永久磁铁11产生的磁通在直轴方向上合成后的磁通φd(参照图2)而产生的磁力矩利用作为转子3的转矩。 
如以上所说明，在本实施方式的旋转电机1中，转子3具有一体地具备连结部12及10个磁极部13的层叠铁芯10、及在层叠铁芯10的磁极部13相互之间配置的10个永久磁铁11。 
此处，在要使永久磁铁的体积增大的情况下，从旋转电机的特性来讲，在永久磁铁相互之间配置的层叠铁芯的磁极部的外周面在圆周方向需要具有一定的尺寸，因此永久磁铁的垂直于半径方向的方向上的尺寸被该磁极部限制。因此在本实施方式中，层叠铁芯10的磁极部13为具有凸缘部18的结构，该凸缘部18覆盖永久磁铁11的外表面的一部分。通过该凸缘部18，能够确保在磁极部13的外周面的圆周方向上所需的尺寸，因此能够不受上述限制地使永久磁铁11的垂直于半径方向的方向上的尺寸L3增大。 
另一方面，若使永久磁铁的半径方向尺寸及垂直于半径方向的方向上的尺寸大于预定尺寸，则相邻的永久磁铁彼此在半径方向内侧的两端部上接触，因此永久磁铁的半径方向尺寸及垂直于半径方向的方向上的尺寸被永久磁铁的圆周方向上的间隔(极间距)限制。因此本实施方式中，永久磁铁11为在半径方向内侧具有垂直于半径方向的方向上的尺寸L3朝半径方向内侧减小的锥部19的结构。通过将锥部19设于永久磁铁11的半径方向内侧，能够防止相邻的永久磁铁11彼此在半径方向内侧的两端部接触，因此能够不受上述限制地使永久磁铁11的半径方向尺寸及垂直于半径方向的方向上的尺寸L3增大。 
由以上说明，根据本实施方式，不需增大转子3的直径、即旋转电机1的体型，就能够增大永久磁铁11。其结果是，能够维持旋转电机1的性能，并能够取代钕磁铁或钐钴磁铁等稀土类磁铁而使用成本低的铁素体磁铁作为永久磁铁11，从而能够实现大幅削减了成本的旋转电机1。 
另外，本实施方式中，特别是永久磁铁11以其内表面与连结部12紧贴而在其外表面和凸缘部18之间具有预定的间隙20的方式设置于磁铁用空隙14。即，永久磁铁11在磁铁用空隙14内靠近内侧设置。通过这样使永久磁铁11成为靠近内侧的配置，在固定永久磁铁11时仅将永久磁铁11的露出的外表面朝向内侧按压即可，因此能够提高操作性。另外，与以使永久磁铁11的外表面与凸缘部18紧贴而在内表面和连结部12之间设有预定的间隙的方式使永久磁铁11成为靠近外侧的配置的情况相比，能够增大永久磁铁11与层叠铁芯10之间的粘接面积，从而还具有能够牢固地固定永久磁铁11的效果。 
另外，本实施方式中尤其能够取得如下的效果。即，层叠铁芯10为如上所述那样10个磁极部13从简状的连结部12朝向半径方向外侧突出的构造，因此应力容易集中于连结部12和磁极部13的连接部位C。本实施方式中，连结部12为在圆周方向上的与磁极部13的连接部位C附近具有与该连接部位C以外的圆周方向位置相比半径方向的厚度较大的壁厚部15的结构。由此，能够提高应力容易集中的连结部12与磁极部13的连接部位C的强度，因此能够形成使层叠铁芯10在强度上稳定的构造。 
另外，本实施方式中，尤其是连结部12的外周面在与磁极部13的连接部位C相互之间形成为平坦面。由此，由于连结部12的与磁极部13的连接部位C附近的 壁较厚，因此能够提高应力容易集中的连结部12和磁极部13的连接部位C的强度，并且能够提高永久磁铁11和层叠铁芯10(平坦面)之间的紧贴性，使永久磁铁11和层叠铁芯10的粘接力增大。另外，与将连结部12的外周面设为曲面，使连结部12的半径方向的厚度在整个圆周方向上均匀的情况相比，能够增大连结部12的外周面和磁极部13的连接部17构成的角度θ(参照图3)，因此还具有能够缓和连结部12和磁极部13的连接部位C上的应力集中的效果。 
另外，本实施方式中，尤其是，磁极部13具有：主体部16，其在半径方向外侧端部的圆周方向两侧具有凸缘部18，且垂直于半径方向的方向上的尺寸L1朝向半径方向内侧减小；及连接部17，其将主体部16和连结部12连接，且垂直于半径方向的方向上的尺寸L2大致一定。由于连接部17位于永久磁铁11的锥部19相互之间，因此通过极力减薄连接部17的垂直于半径方向的方向上的尺寸L2，能够增大永久磁铁11的体积，并且减少漏磁通φ(参照图2)。由此，能够增多磁通φd，能够增大磁力矩，因此能够增大转子3的转矩。 
此外，实施方式不限于上述内容，在不脱离其主旨及技术思想的范围内可进行各种变化。例如，上述实施方式中，以旋转电机1为在定子2的内侧具备转子3的内转子型的情况为一例进行了说明，但不限于此，还能够适用于旋转电机为在定子的外侧具备转子的外转子型的情况。 
另外，上述实施方式中，以旋转电机1为电动机的情况为一例进行了说明，但不限于此，还能够适用于旋转电机为发电机的情况。 
另外，除了以上已经说明的内容以外，还可以将上述实施方式或各变形例示出的方法适宜组合而利用。 
此外，虽然并未逐一例示，但上述实施方式或各变形例可在不脱离其主旨的范围内施加各种变更而实施。 

Claims (5)

1.一种旋转电机，其具有定子和转子，其特征在于，
所述转子具有：
铁芯，其一体地具备包围旋转轴的筒状的连结部、及在所述连结部的半径方向外侧对应于极数而设置的多个磁极部；及
永久磁铁，其配置在所述磁极部相互之间，
所述磁极部具有凸缘部，所述凸缘部以所述永久磁铁的半径方向外侧的表面的至少一部分露出的方式覆盖该表面的一部分，
所述永久磁铁至少在一部分上具有锥部，所述锥部的垂直于半径方向的方向上的尺寸朝半径方向内侧减小。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述铁芯在所述连结部的半径方向外侧的所述磁极部相互之间，具有沿轴向贯通的磁铁用空隙，
所述永久磁铁以半径方向内侧的表面与所述连结部紧贴、所述半径方向外侧的表面与所述凸缘部之间具有预定的间隙的方式设置于所述磁铁用空隙中。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述连结部在与圆周方向上的所述磁极部的连接部位附近，具有与该连接部位以外的圆周方向位置相比半径方向的厚度较大的壁厚部。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述连结部的半径方向外侧的表面在与所述磁极部的连接部位相互之间形成为平坦面。
5.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述磁极部具有：
主体部，其在半径方向外侧端部的圆周方向两侧具有所述凸缘部，且该主体部的垂直于半径方向的方向上的尺寸朝半径方向内侧减小；及
板状的连接部，其连接所述主体部和所述连结部，且该连接部的垂直于半径方向的方向上的尺寸大致一定。 
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