轴向气隙型旋转电机制造技术

在轴向气隙型旋转电机中可实现小型化、高输出化，并且实现模塑树脂与壳体的支承强度的提高以及壳体的加工成本的降低。一种具有以旋转轴为中心在壳体(50)内周面弯曲而配置成环状的至少具有铁芯(21)和线圈(23)的多个磁芯组件(20)的定子(19)和在旋转轴径向隔着规定的气隙与上述铁芯的端面面相对的转子(30)的轴向气隙型旋转电机(1)，上述壳体在与上述定子相对的面上具有与外部连通的孔部(10a)，上述定子具有在上述多个磁芯组件的至少与壳体内周面相对侧的面和上述孔部填充树脂而模塑成一体的树脂模塑部(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴向气隙型旋转电机，涉及在壳体上固定定子的轴向气隙型旋转电机。
技术介绍
轴向气隙型旋转电机将圆筒状定子与圆盘状转子在旋转轴径向上隔着规定的气隙面相对地配置。定子包含在壳体内周方向上弯曲配置的多个铁芯和在其上缠绕的线圈。轴向气隙型旋转电机由于产生转矩的气隙面大致与直径的平方成比例地增加，因此被认为是适合于薄型形状的旋转电机。特别是两个转子夹着一个定子的双转子型的轴向气隙型旋转电机，由于能够确保两倍的气隙面积，作为具有可获得更优良特性的可能性的结构受到关注。双转子型的轴向气隙型旋转电机中，由于铁芯和线圈独立地配置，经常通过模塑树脂将它们支承固定在壳体上。作为铁芯受到的电磁力，径向的转矩反作用力和轴向的吸引力作用于定子上。双转子型的轴向气隙型旋转电机中，由于转子与定子之间的轴向吸引力平衡，理想中定子中不产生轴向负载。但实际中由于气隙的不均匀和部件尺寸的偏差等，如果轴向吸引力产生不平衡，则产生轴向负载。因此，对于模塑树脂与壳体的界面要求足以支承它们的圆周方向、轴向的负载的强度。专利文献1中公开了在壳体的内周面设置槽、作为模塑树脂与壳体通过凹凸形状啮合的结构进行支承的方法和组合槽与插入部件进行支承的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-60788号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在此，模塑树脂与壳体的粘合力因壳体的表面状态和树脂注入时的温度和压力的条件等而大幅度变化。在旋转电机的实际使用环境中，还存在施加热负载或振动等情况。进一步地，还有在从数年到数十年的长期间中使用的情况。因此，仅靠模塑树脂与壳体的粘着力来支承磁芯组件存在在可靠性的方面不足的隐患。另一方面，如专利文献1设置壳体内周面的槽和插入部件的结构由于为模塑树脂与壳体啮合的结构，即使假如在模塑树脂从壳体剥离的情况下也能够将铁芯等(磁芯组件)支承在壳体上，可以说是支承强度大、可靠性良好的结构。然而，对壳体内周面的槽加工是使车床、拉床或数控加工机等的加工时间和加工成本增加的因素。虽然有在成型壳体的阶段预先设置槽的方法，但由于无法根据铁芯形状和施加到界面上的负载而改变槽形状，同一壳体做成多个品种成为成本增加的因素。此外，根据本方法，为了可靠地支承模塑树脂和壳体，需要设置足够深的槽，以使得即使在模塑树脂剥离、树脂因剥离面的重量减少而收缩的情况下模塑树脂与壳体的槽仍咬合。因此，需要的相应的壳体厚度。此外，由于强度和量产性的原因，由模塑树脂支承的旋转电机有时进行在对加热后的树脂加压的同时填充的传递成型。这种情况下，成型时壳体被施加高压。在进行了槽加工的情况下，存在变薄的壳体面无法承受来自模塑树脂的压力而破损的隐患。用于解决课题的技术方案为了解决上述问题，例如采用权利要求书的范围内记载的结构。即为一种轴向气隙型旋转电机，其特征在于，包括：定子，其将至少具有铁芯和线圈的多个磁芯组件以旋转轴为中心在壳体内周面弯曲而配置成环状；和转子，其在旋转轴径向上隔着规定的气隙与所述铁芯的端面面相对，所述壳体在与所述定子相对的面上具有与外部连通的孔部，所述定子具有在所述多个磁芯组件的至少与壳体内周面相对侧的面和所述孔部填充树脂而模塑成一体的树脂模塑部。专利技术效果通过本专利技术的一个方案，由于固定定子和壳体的树脂模塑部为孔，因此加工容易。进一步地，由于有连通壳体的孔部，能够将作用于旋转轴方向和旋转轴径向的力带来的作用于填充在该孔部的树脂的前端部的拉力释放，能够防止壳体的损伤。上述之外的问题、结构和效果通过以下实施方式可得以明了。附图说明图1(a)是表示采用本专利技术的第一实施方式的双转子型轴向气隙型电机的结构的截面图。(b)是表示第一实施方式的电机的电枢结构的概要的局部立体图。图2是表示第一实施方式的电机的单槽的磁芯组件的立体图。图3是表示第一实施方式的定子的树脂模塑的样子的示意图。图4是表示第一实施方式的固定区域(孔部)的一个例子的局部放大图。图5(a)是表示第一实施方式的按压模具的一个例子的局部放大图。(b)是表示第一实施方式的按压模具的其它例子的局部放大图。图6(a)是表示比较例的固定区域的例子的局部放大图。(b)是表示树脂模塑部的突出部对壳体的影响的例子的示意图。图7(a)是表示第二实施方式的按压模具的例子的局部放大图。(b)是表示第二实施方式的按压模具的其它例子的局部放大图。图8是表示第三实施方式的固定区域的结构的局部放大图。具体实施方式【第一实施方式】以下利用附图对用于实施本专利技术的方式进行说明。图1(a)表示采用本专利技术的第一实施方式的双转子型轴向气隙型永磁体同步电机1(以下有时简称为“电机1”)的概要结构的截面图。电机1中，沿壳体50的内周面配置的圆环形状的定子19以被圆盘状的两个转子30在旋转轴径向上隔着规定的气隙面夹着的方式与其分别相对地配置。转子30中，圆盘中央与旋转轴40固定。旋转轴40贯通定子19的中央部分而配置，两端部通过轴承70以可旋转的方式与端架60固定。端架60固定在由大致圆筒形构成的壳体50的两开口端部附近。转子30在圆形磁轭33上隔着后磁轭32配置永磁体31。永磁体由形成为以旋转轴70方向为中心的大致扇形形状的多个平板状磁铁构成，在旋转方向上配置不同极性的磁铁。此外，永磁体31采用铁氧体，但并不限定于此。图1(b)中表示示意性地展示电机1的电枢结构的立体图。定子19由以旋转轴心A为中心方向沿壳体30的内周配置的12个磁芯组件20构成。一个磁芯组件20构成一个槽(slot)。此外，磁芯组件20彼此之间以及壳体50的内周面通过后述的树脂模塑相互地一体成型，并且固定在定子上。图2表示展示磁芯组件20的结构的立体图。磁芯组件20具有铁芯21、绕线架22和线圈23。铁芯21是具有与转子30面相对的端面为具有大致梯形的形状的柱体所构成的层叠铁芯。层叠铁芯通过层叠含有磁性体材料的板状(包括带状)的、宽度随着从旋转轴心A向着壳体内周面去逐渐增大的板片而得到。此外，铁芯21并不限定于此，压粉铁芯和切削得到的铁芯亦可，并且旋转轴方向的截面也可为T、H或I字型的形状。此外，作为磁性体材料采用非晶材料，但并不限定于此。绕线架22由具有与铁芯21的外径大致相同的内径的筒形状构成。绕线架22的两开口部附近设有从外筒部的外周的整个周边向铅直方向延伸规定宽度的凸缘部22b。在外筒部上，线圈23缠绕在两凸缘部22b之间。具有这种结构的电机1由逆变器(未图示)向线圈23施加交流电流，通过定子19产生的旋转磁场与转子30的直流磁场吸引排斥来产生转矩。此时，圆周方向的转矩反作用力与旋转方向相反地作用于转子19上。此外，在部件尺寸的偏差或组装精度带来上下转子30之间的磁吸引力不平衡的情况下，还产生旋转轴方向的力。这样，模塑树脂与壳体50的界面上被施加了圆周方向和轴方向的负载。在第一实施方式中，将针对所施加的负载利用树脂模塑的点作为特征之一。图3中示意性地表示磁芯组件20彼此之间以及与壳体50内周一体地成型的树脂模塑工序的样子。壳体50插入到其内径大致一致的下模具62中，从壳体50的相反侧开口将之后形成供旋转轴贯通的轴芯空间的筒状中模具61配置在下模具62的中央。磁芯组件20以中模具61为中心环形排列。此时，绕线架的凸缘部22b进行径向的定位以及与相邻的磁芯组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向气隙型旋转电机，其特征在于，包括：定子，其将至少具有铁芯和线圈的多个磁芯组件以旋转轴为中心在壳体内周面弯曲而配置成环状；和转子，其在旋转轴径向上隔着规定的气隙与所述铁芯的端面面相对，所述壳体在与所述定子相对的面上具有与外部连通的孔部，所述定子具有在所述多个磁芯组件的至少与壳体内周面相对侧的面和所述孔部填充树脂而模塑成一体的树脂模塑部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 JP 2014-0908591.一种轴向气隙型旋转电机，其特征在于，包括：定子，其将至少具有铁芯和线圈的多个磁芯组件以旋转轴为中心在壳体内周面弯曲而配置成环状；和转子，其在旋转轴径向上隔着规定的气隙与所述铁芯的端面面相对，所述壳体在与所述定子相对的面上具有与外部连通的孔部，所述定子具有在所述多个磁芯组件的至少与壳体内周面相对侧的面和所述孔部填充树脂而模塑成一体的树脂模塑部。2.如权利要求1所述的轴向气隙型旋转电机，其特征在于：填充在所述孔部中的树脂在所述壳体的厚度以下。3.如权利要求1所述的轴向气隙型旋转电机，其特征在于：具有从所述壳体的外周侧封闭所述孔部的按压部件，所述树脂模塑部将树脂填充到所述按压部件。4.如权利要求3所述的轴向气隙型旋转电机，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：床井博洋，高桥秀一，米冈恭永，山路真也，铃木利文，山崎克之，酒井亨，正木良三，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP