專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
公開的實(shí)施方式涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I中記載了如下技術(shù)包括將包圍旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀的連結(jié)部、及在連結(jié)部的外側(cè)、數(shù)量與極數(shù)對(duì)應(yīng)的扇形的磁極部一體地形成的層疊鐵心；在磁極部相互之間配置的方形的永久磁鐵；及橫跨鐵心的磁極部和連結(jié)部而在兩端具有擴(kuò)大部的沖孔，并設(shè)有填充插入在該沖孔中的非磁性的加強(qiáng)構(gòu)件。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)IJP實(shí)公平7-36459號(hào)公報(bào)作為設(shè)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的永久磁鐵，廣泛使用釹磁鐵等稀土類磁鐵。由于稀土類磁鐵磁通密度高，因此能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子的永久磁鐵抑制得較小，但具有成本高的缺點(diǎn)。因此，可考慮使用鐵素體磁鐵等成本低的磁鐵，但該情況下，與稀土類磁鐵相比，磁通密度低，因此需要增大永久磁鐵的體積。上述現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子中，在永久磁鐵相互之間設(shè)有用于減少漏磁通的沖孔。因此，存在如下問題永久磁鐵的半徑方向尺寸及垂直于半徑方向的方向上的尺寸受到限制，不需增大轉(zhuǎn)子的直徑，則難以增大永久磁鐵的體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而作出，其目的在于提供不需增大旋轉(zhuǎn)電機(jī)的體型就能夠增大永久磁鐵的體積的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，應(yīng)用了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有定子和轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子具有一體地具備包圍旋轉(zhuǎn)軸的筒狀的連結(jié)部及在所述連結(jié)部的半徑方向外側(cè)對(duì)應(yīng)于極數(shù)而設(shè)置的多個(gè)磁極部的鐵心、及配置在所述磁極部相互之間的永久磁鐵，所述磁極部具有以所述永久磁鐵的半徑方向外側(cè)的表面的至少一部分露出的方式覆蓋該表面的一部分的凸緣部，所述永久磁鐵至少在一部分上具有垂直于半徑方向的方向上的尺寸朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小的錐部。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，不需增大旋轉(zhuǎn)電機(jī)的體型就能夠增大永久磁鐵。


圖I是表示一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的縱剖視圖；圖2是相當(dāng)于圖I中II-II截面的剖面圖；圖3是圖2中A部的局部放大圖。標(biāo)號(hào)說明I旋轉(zhuǎn)電機(jī)
2 定子3 轉(zhuǎn)子9軸(旋轉(zhuǎn)軸)10層疊鐵心(鐵心)11永久磁鐵12連結(jié)部13磁極部14磁鐵用空隙 15壁厚部16主體部17連接部18凸緣部19 錐部20預(yù)定的間隙C連接部位
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖I所示，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)I是具有在徑向上對(duì)置配置的定子2及轉(zhuǎn)子3，并在定子2的內(nèi)側(cè)具備轉(zhuǎn)子3的內(nèi)轉(zhuǎn)子型的電動(dòng)機(jī)。具體而言，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I是在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)部具備永久磁鐵的IPM(Interior Permanent Magnet :內(nèi)置式永磁)馬達(dá)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)I具有作為電樞的上述定子2、作為磁場(chǎng)的上述轉(zhuǎn)子3、設(shè)于定子2的外周側(cè)的框架4、設(shè)于框架4的負(fù)荷側(cè)(圖I中右側(cè))端部的負(fù)荷側(cè)軸承架(bracket) 5、外圈嵌合于負(fù)荷側(cè)軸承架5的負(fù)荷側(cè)軸承6、在框架4的反負(fù)荷側(cè)(圖I中左側(cè))端部設(shè)置的反負(fù)荷側(cè)軸承架(bracket) 7、外圈嵌合于反負(fù)荷側(cè)軸承架7的反負(fù)荷側(cè)軸承8、被負(fù)荷側(cè)軸承6及反負(fù)荷側(cè)軸承8旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸9 (旋轉(zhuǎn)軸)。轉(zhuǎn)子3設(shè)在軸9的外周側(cè)。該轉(zhuǎn)子3如圖2及圖3所示，具有層疊鐵心10 (鐵心)、多個(gè)(該例中為10個(gè))永久磁鐵11。層疊鐵心10 —體地具備包圍軸9的筒狀的連結(jié)部12、及在該連結(jié)部12的半徑方向外側(cè)對(duì)應(yīng)于極數(shù)而以放射線狀設(shè)置的多個(gè)(該例中為10個(gè))磁極部13。S卩，層疊鐵心10形成為10個(gè)磁極部13從筒狀的連結(jié)部12以放射線狀朝向半徑方向外側(cè)突出的構(gòu)造。另夕卜，層疊鐵心10在連結(jié)部12的半徑方向外側(cè)的磁極部13相互之間(換言之，相鄰的磁極部13彼此之間)分別具有沿軸向(圖2及圖3中紙面眼前-進(jìn)深方向)貫通的磁鐵用空隙14。各磁鐵用空隙14中分別設(shè)置有上述永久磁鐵11 (在后面詳細(xì)說明)。連結(jié)部12在其外周面(半徑方向外側(cè)的表面)與磁極部13的連接部位C相互之間(換言之，相鄰的連接部位C彼此之間)分別形成平坦面，在圓周方向上的各連接部位C附近，分別具有與該連接部位C以外的圓周方向位置相比半徑方向的厚度較大的壁厚部15。S卩，連結(jié)部12的半徑方向的厚度在整個(gè)圓周方向上并不均勻，在連接部位C附近的半徑方向的厚度(換言之，壁厚部15的半徑方向的厚度)比在連接部位C以外的圓周方向位置的半徑方向的厚度大。例如，連結(jié)部12的連接部位C處的半徑方向的厚度Tl比在連結(jié)部12的連接部位C以外的一個(gè)圓周方向位置、即連接部位C相互之間(換言之，相鄰的連接位置C彼此之間)的中間位置a處的半徑方向的厚度T2大。各磁極部13分別具有主體部16，其垂直于半徑方向的方向上的尺寸LI朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小，剖視圖上呈大致扇形形狀；及板狀的連接部17，其將該主體部16和上述連結(jié)部12連接，且垂直于半徑方向的方向上的尺寸L2大致一定。主體部16在半徑方向外側(cè)端部的圓周方向兩側(cè)具有凸緣部18。凸緣部18構(gòu)成為，以設(shè)置于上述磁鐵用空隙14的永久磁鐵11的外表面(半徑方向外側(cè)的表面)的一部分露出的方式覆蓋該外表面的一部分。連接部17構(gòu)成為，位于在上述磁鐵用空隙14中設(shè)置的后述的永久磁鐵11的錐部19相互之間(換言之，相鄰的永久磁鐵11的錐部19彼此之間)。各永久磁鐵11分別由鐵素體磁鐵構(gòu)成，在其半徑方向內(nèi)側(cè)分別具有垂直于半徑方向的方向上的尺寸L3朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小的錐部19，并且其內(nèi)表面(半徑方向內(nèi)側(cè)的表面)分別形成為平坦面。并且，上述各永久磁鐵11分別以其內(nèi)表面與上述連結(jié)部12的外周面緊貼而其外表面和上述凸緣部18之間具有預(yù)定的間隙20的方式在上述磁鐵用空隙14中靠近半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)置。本實(shí)施方式中，永久磁鐵11沿軸向插入磁鐵用空隙14，在磁鐵用空隙14中靠近半徑方向內(nèi)側(cè)并通過粘接而固定，磁鐵用空隙14為了使永久磁鐵11的插入容易進(jìn)行而形成為比永久磁鐵11的尺寸稍大。即，在將永久磁鐵11設(shè)置于磁鐵用空隙14時(shí)，將永久磁鐵11沿軸向插入磁鐵用空隙14，對(duì)永久磁鐵11的露出的外表面朝向半徑方向內(nèi)側(cè)按壓，使永久磁鐵11的內(nèi)表面與連結(jié)部12的外周面抵接，并通過粘接而固定。此處，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)I將通過由層疊鐵心10產(chǎn)生的磁通和由永久磁鐵11產(chǎn)生的磁通在直軸方向上合成后的磁通(Pd (參照?qǐng)D2)而產(chǎn)生的磁力矩利用作為轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)矩。如以上所說明，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)I中，轉(zhuǎn)子3具有一體地具備連結(jié)部12及10個(gè)磁極部13的層疊鐵心10、及在層疊鐵心10的磁極部13相互之間配置的10個(gè)永久磁鐵11。此處，在要使永久磁鐵的體積增大的情況下，從旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特性來講，在永久磁鐵相互之間配置的層疊鐵心的磁極部的外周面在圓周方向需要具有一定的尺寸，因此永久磁鐵的垂直于半徑方向的方向上的尺寸被該磁極部限制。因此在本實(shí)施方式中，層疊鐵心10的磁極部13為具有凸緣部18的結(jié)構(gòu)，該凸緣部18覆蓋永久磁鐵11的外表面的一部分。通過該凸緣部18，能夠確保在磁極部13的外周面的圓周方向上所需的尺寸，因此能夠不受上述限制地使永久磁鐵11的垂直于半徑方向的方向上的尺寸L3增大。另一方面，若使永久磁鐵的半徑方向尺寸及垂直于半徑方向的方向上的尺寸大于預(yù)定尺寸，則相鄰的永久磁鐵彼此在半徑方向內(nèi)側(cè)的兩端部上接觸，因此永久磁鐵的半徑方向尺寸及垂直于半徑方向的方向上的尺寸被永久磁鐵的圓周方向上的間隔(極間距)限制。因此本實(shí)施方式中，永久磁鐵11為在半徑方向內(nèi)側(cè)具有垂直于半徑方向的方向上的尺寸L3朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小的錐部19的結(jié)構(gòu)。通過將錐部19設(shè)于永久磁鐵11的半徑方向內(nèi)側(cè)，能夠防止相鄰的永久磁鐵11彼此在半徑方向內(nèi)側(cè)的兩端部接觸，因此能夠不受上述限制地使永久磁鐵11的半徑方向尺寸及垂直于半徑方向的方向上的尺寸L3增大。
由以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式，不需增大轉(zhuǎn)子3的直徑、即旋轉(zhuǎn)電機(jī)I的體型，就能夠增大永久磁鐵11。其結(jié)果是，能夠維持旋轉(zhuǎn)電機(jī)I的性能，并能夠取代釹磁鐵或釤鈷磁鐵等稀土類磁鐵而使用成本低的鐵素體磁鐵作為永久磁鐵11，從而能夠?qū)崿F(xiàn)大幅削減了成本的旋轉(zhuǎn)電機(jī)I。另外，本實(shí)施方式中，特別是永久磁鐵11以其內(nèi)表面與連結(jié)部12緊貼而在其外表面和凸緣部18之間具有預(yù)定的間隙20的方式設(shè)置于磁鐵用空隙14。S卩，永久磁鐵11在磁鐵用空隙14內(nèi)靠近內(nèi)側(cè)設(shè)置。通過這樣使永久磁鐵11成為靠近內(nèi)側(cè)的配置，在固定永久磁鐵11時(shí)僅將永久磁鐵11的露出的外表面朝向內(nèi)側(cè)按壓即可，因此能夠提高操作性。另夕卜，與以使永久磁鐵11的外表面與凸緣部18緊貼而在內(nèi)表面和連結(jié)部12之間設(shè)有預(yù)定的間隙的方式使永久磁鐵11成為靠近外側(cè)的配置的情況相比，能夠增大永久磁鐵11與層疊鐵心10之間的粘接面積，從而還具有能夠牢固地固定永久磁鐵11的效果。另外，本實(shí)施方式中尤其能夠取得如下的效果。即，層疊鐵心10為如上所述那樣 10個(gè)磁極部13從筒狀的連結(jié)部12朝向半徑方向外側(cè)突出的構(gòu)造，因此應(yīng)力容易集中于連結(jié)部12和磁極部13的連接部位C。本實(shí)施方式中，連結(jié)部12為在圓周方向上的與磁極部13的連接部位C附近具有與該連接部位C以外的圓周方向位置相比半徑方向的厚度較大的壁厚部15的結(jié)構(gòu)。由此，能夠提高應(yīng)力容易集中的連結(jié)部12與磁極部13的連接部位C的強(qiáng)度，因此能夠形成使層疊鐵心10在強(qiáng)度上穩(wěn)定的構(gòu)造。另外，本實(shí)施方式中，尤其是連結(jié)部12的外周面在與磁極部13的連接部位C相互之間形成為平坦面。由此，由于連結(jié)部12的與磁極部13的連接部位C附近的壁較厚，因此能夠提高應(yīng)力容易集中的連結(jié)部12和磁極部13的連接部位C的強(qiáng)度，并且能夠提高永久磁鐵11和層疊鐵心10 (平坦面)之間的緊貼性，使永久磁鐵11和層疊鐵心10的粘接力增大。另外，與將連結(jié)部12的外周面設(shè)為曲面，使連結(jié)部12的半徑方向的厚度在整個(gè)圓周方向上均勻的情況相比，能夠增大連結(jié)部12的外周面和磁極部13的連接部17構(gòu)成的角度Θ (參照?qǐng)D3)，因此還具有能夠緩和連結(jié)部12和磁極部13的連接部位C上的應(yīng)力集中的效果。另外，本實(shí)施方式中，尤其是，磁極部13具有主體部16，其在半徑方向外側(cè)端部的圓周方向兩側(cè)具有凸緣部18，且垂直于半徑方向的方向上的尺寸LI朝向半徑方向內(nèi)側(cè)減??；及連接部17，其將主體部16和連結(jié)部12連接，且垂直于半徑方向的方向上的尺寸L2大致一定。由于連接部17位于永久磁鐵11的錐部19相互之間，因此通過極力減薄連接部17的垂直于半徑方向的方向上的尺寸L2，能夠增大永久磁鐵11的體積，并且減少漏磁通φ(參照?qǐng)D2)。由此，能夠增多磁通(Pd，能夠增大磁力矩，因此能夠增大轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)矩。此外，實(shí)施方式不限于上述內(nèi)容，在不脫離其主旨及技術(shù)思想的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變化。例如，上述實(shí)施方式中，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)I為在定子2的內(nèi)側(cè)具備轉(zhuǎn)子3的內(nèi)轉(zhuǎn)子型的情況為一例進(jìn)行了說明，但不限于此，還能夠適用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)為在定子的外側(cè)具備轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)子型的情況。另外，上述實(shí)施方式中，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)I為電動(dòng)機(jī)的情況為一例進(jìn)行了說明，但不限于此，還能夠適用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)為發(fā)電機(jī)的情況。另外，除了以上已經(jīng)說明的內(nèi)容以外，還可以將上述實(shí)施方式或各變形例示出的方法適宜組合而利用。
此外，雖然并未逐一例示，但上述實(shí)施方式或各變形例可在不脫離其主旨的范圍內(nèi)施加各種變更而實(shí)·施。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有 鐵心，其一體地具備包圍旋轉(zhuǎn)軸的筒狀的連結(jié)部、及在所述連結(jié)部的半徑方向外側(cè)對(duì)應(yīng)于極數(shù)而設(shè)置的多個(gè)磁極部；及 永久磁鐵，其配置在所述磁極部相互之間， 所述磁極部具有凸緣部，所述凸緣部以所述永久磁鐵的半徑方向外側(cè)的表面的至少一部分露出的方式覆蓋該表面的一部分， 所述永久磁鐵至少在一部分上具有錐部，所述錐部的垂直于半徑方向的方向上的尺寸朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述鐵心在所述連結(jié)部的半徑方向外側(cè)的所述磁極部相互之間，具有沿軸向貫通的磁鐵用空隙， 所述永久磁鐵以半徑方向內(nèi)側(cè)的表面與所述連結(jié)部緊貼、所述半徑方向外側(cè)的表面與所述凸緣部之間具有預(yù)定的間隙的方式設(shè)置于所述磁鐵用空隙中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述連結(jié)部在與圓周方向上的所述磁極部的連接部位附近，具有與該連接部位以外的圓周方向位置相比半徑方向的厚度較大的壁厚部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述連結(jié)部的半徑方向外側(cè)的表面在與所述磁極部的連接部位相互之間形成為平坦面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述磁極部具有 主體部，其在半徑方向外側(cè)端部的圓周方向兩側(cè)具有所述凸緣部，且該主體部的垂直于半徑方向的方向上的尺寸朝半徑方向內(nèi)側(cè)減??；及 板狀的連接部，其連接所述主體部和所述連結(jié)部，且該連接部的垂直于半徑方向的方向上的尺寸大致一定。
全文摘要
本發(fā)明提供旋轉(zhuǎn)電機(jī)。不需增大旋轉(zhuǎn)電機(jī)的體型就能夠增大永久磁鐵。旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)具有定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，轉(zhuǎn)子(3)具有層疊鐵心(10)，其一體地具備包圍軸(9)的筒狀的連結(jié)部(12)及在連結(jié)部(12)的半徑方向外側(cè)對(duì)應(yīng)于極數(shù)而設(shè)置的10個(gè)磁極部(13)；及永久磁鐵(11)，其配置于磁極部(13)相互之間。磁極部(13)具有以永久磁鐵(11)的半徑方向外側(cè)的表面的至少一部分露出的方式覆蓋該表面的一部分的凸緣部(18)，永久磁鐵(11)至少在一部分上具有垂直于半徑方向的方向上的尺寸朝半徑方向內(nèi)側(cè)減小的錐部(19)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102868243SQ201210083718
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者巖切滿, 柿原正伸, 渡邊賢司, 青木健一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)