轴向间隙型旋转电机以及其中所使用的转子制造技术

本发明专利技术提供一种轴向间隙型旋转电机用转子，该转子能够降低在轴向间隙型旋转电机的转子上产生的涡流损耗，并且能够实现制造工序的简化以及低成本。在轴向间隙型旋转电机中，转子(20)具有转子磁轭(2)，该转子磁轭(2)由将非晶态磁性金属带层叠成涡卷状的非晶态涡卷层叠体构成。在非晶态涡卷层叠体(20)的与定子相对的面上沿着转子周方向配置有多个极的磁铁(4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在旋转轴的轴向经由间隙相对地配置有定子和转子的轴向间隙型的 旋转电机及其转子。
技术介绍
关于轴向间隙型的电动机等的旋转电机，已知有各种各样的结构和相关技术。例如，在专利文献1中，在轴向间隙电动机中，以在由磁性体构成的转子芯的周方 向使极性交替地不同的方式配置作为转子磁极的多个永久磁铁，在这样的轴向间隙电动机 的转子结构中，由于转子侧的永久磁铁产生的磁通，集中于面向转子的气隙的一侧(与定 子相对的一侧)，所以从转子的间隙侧朝向其相反侧使永久磁铁的周方向的长度锥状地增 大。转子芯使用通过将带有孔(永久磁铁嵌入孔)的电磁钢板层叠而形成的结构，该孔通 过冲压加工而成形；或者使用开设有孔的压粉磁心(混合铁粉等的磁性粉末和树脂等的绝 缘物并固定而形成的铁心)。在专利文献2中，为了提高轴向间隙电动机的转子的刚性，在转子径向设置有梁 状加强部件和用于保持该梁状加强部件的筒状部件(箍状部件)。为了抑制在梁状加强部 件和筒状部件之间流动的涡流损耗，梁状加强部件经由非导电材料与筒状部件接合。转子 的透磁部，使用层叠的电磁钢板或压粉磁心等，并使用涡流难以流动的材料。在先技术文献专利文献专利文献1日本特开2006-166634专利文献2日本特开2007-89270
技术实现思路
在轴向间隙型的旋转电机中，伴随着转子的旋转，转子侧的磁铁(永久磁铁)与定 子芯的相对位置改变，由此通过转子的磁通量发生变化。由于磁通的变化在转子中将产生 涡流损耗。为了降低涡流损耗，最好使用涡流难以流动的材料。层叠的电磁钢板和压粉磁心 一般使用涡流难以流动的透磁材料。但是，在转子的径向层叠的电磁钢板，由于转子离心力 大，所以若作为转子磁轭而使用，则需要金属的保持部件、冲压加工、热处理。另外，冲压成形的电磁钢板的层叠体，由于残留应力大，所以需要粘结件以外的保 持机构。磁铁与转子磁轭的接合，也需要用于提高接合强度的措施。如专利文献1所示，在层叠的电磁钢板上加工孔、将阶梯扇形的永久磁铁插入孔 的情况下，转子磁轭和磁铁形状变得复杂，制造工序多、成本变高，并且磁铁的形状变更的 自由度较低。在专利文献2中，为了保持作为转子磁轭而使用的层叠电磁钢板的强度，在成对 的磁铁之间设置有多个梁状加强部件，转子芯的外周侧设置有箍状部件。在梁状部件与箍状部件之间夹装有非磁性材料，所以在加强部件回路中不流动涡流。但是，由于箍状部件为 圆筒状部件，所以在没有采取任何措施的情况下，因自身原因而向外周部分流动涡流的可 能性较高。另外，因加强部件而导致组装工序变得复杂，成本容易变高。本专利技术提供一种轴向间隙型旋转电机及其转子，该轴向间隙型旋转电机能够降低 在转子磁轭中产生的涡流损耗，并且能够保持转子的强度，而且结构不会变得复杂，能够实 现组装的简化、容易性、低成本。本专利技术基本上通过非晶态涡卷层叠体和磁铁构成轴向间隙型旋转电机的转子，所 述非晶态涡卷层叠体通过将非晶态磁性金属带卷绕成涡卷层叠状而形成；所述磁铁沿着转 子周方向配置在该非晶态涡卷层叠体的定子相对面上。专利技术的效果根据本专利技术的轴向间隙型旋转电机中的转子结构，能够降低产生于轴向间隙型旋 转电机的转子的涡流损耗，并能够提供制造工序简化、低成本的转子。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施例的轴向间隙电动机的整体结构的截面图。图2是表示用于上述实施例的轴向间隙电动机的转子磁轭(非晶态涡卷层叠体) 的缠绕工序时的图像的立体图。图3是表示上述非晶态涡卷层叠体的缠绕完成后的状态的立体图。图4是表示装入上述非晶态涡卷层叠体的转子轴用连结毂的一例的立体图。图5是作为一例而表示作为与上述非晶态涡卷层叠体接合的转子磁极的一个磁 铁的图。图6是表示上述实施例中的轴向间隙电动机的转子的组装过程的示例的立体图。图7是表示上述实施例中的轴向间隙电动机的转子的施加外装树脂后的正视图 及其A-A’截面图。图8是表示本专利技术的第2实施例的轴向间隙电动机的转子轴的一例的立体图。图9是表示用于上述第2实施例的轴向间隙电动机的转子轴与转子磁轭的组合的 示例的立体图。图10是表示上述第2实施例中的轴向间隙电动机的转子的组装过程的一例的立 体图。图11是表示上述第2实施例中的轴向间隙电动机的转子的施加外装树脂后的正 视图及其A-A’截面图。图12是表示本专利技术第3实施例的轴向间隙电动机的转子轴与转子磁轭的组合的 立体图。图13是表示上述第3实施例中的轴向间隙电动机的转子的组装过程的一例的立 体图。图14是表示上述第3实施例中的轴向间隙电动机的转子与定子的配置关系的概 略截面图。具体实施例方式下面，作为本专利技术的轴向间隙型旋转电机的一例，对轴向间隙电动机进行说明，下 面所述的结构，能够代替电动机而作为发电机进行使用。一般地，轴向间隙电动机的特征在于，能够实现可经由气隙而将一对转子配置在 定子的轴向两侧的结构，所以能够实现单位体积的转矩密度。但是，已知在磁铁安装面的转 子磁轭中伴随着转子的旋转将流动因槽高次谐波而产生的涡流。虽然在所使用的转子转速 低的情况下没有问题，但是在以高转速的状态使用的情况下，根据用途，该涡流损耗将导致 效率低下。因此，在本实施例中，提出下述那样的轴向间隙电动机。<第1实施例>根据图1 图7对本专利技术的第1实施例进行说明。图1是表示本专利技术的轴向间隙电动机的一例的附图。在图1中，拆下电动机外壳 (省略图示)表示转子和定子。轴向间隙电动机10在与转子轴6的轴心平行的方向经由间隙G相对配置有转子 20和定子30，在本实施例中，为了进一步提高电动机效率，例示2转子/1定子型的轴向间 隙电动机。在图1中，构成定子30的各个电磁铁，由在各定子芯7上安装有电磁线圈8的带 线圈的定子芯构成。各线圈8，以其中心沿着转子轴6的轴心的方式进行卷绕。该带线圈的 定子芯(电磁铁)7沿该轴的周方向等间隔地在转子轴6的周围固定配置有多个。转子20可以是在与转子轴6的轴线平行的方向相对的至少一个转子，在本实施例 中，作为提高电动机效率的优选例，使用两个(一对)转子。即，一对转子20，以在与转子轴 6的轴线平行的方向经由气隙G夹入定子30的方式固定于转子轴6。这样，在本实施例中， 通过由带线圈的定子芯7的集合体构成的一个定子、配置在其两侧的两个(一对)盘状的 转子20例示2转子/1定子型的轴向间隙电动机。经由设置于转子轴6的中间位置的环状部6c和配置于转子20之间的套筒状的间 隔件9确保气隙G。转子轴6中的向转子安装部的外侧突出的部分6a，6b经由未图示的轴 承支承在电动机外壳上。转子20包括转子磁轭2、转子轴连结用毂3、在转子的周方向等间隔地配置有多个 的永久磁铁4。在实施例中，作为一例例示了在周方向配置有6个(6极)扇形的板状永久 磁铁的结构，但并不局限于此。多个磁铁4的N极，S极交替地配置在周方向。通过构成定 子30的电磁铁形成旋转磁场，由此定子30侧的多个电磁铁和转子20侧的永久磁铁以旋转 轴为中心反复进行基于磁力的吸引、排斥，从而转子20旋转。对于本实施例中的转子20，转子磁轭2由将具有磁性的非晶态磁性金属带层叠成 涡卷状的非晶态涡卷层叠体构成。下面，使用图2至图7，对转子20的制造过程和完成体进 行说明。图2表示用于形成作为转子磁轭的非晶态涡卷层叠体的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轴向间隙型旋转电机用转子，该轴向间隙型旋转电机在与转子轴的轴线平行的方向经由气隙相对地配置有转子和定子，该轴向间隙型旋转电机用转子的特征在于，上述转子具有转子磁轭和磁铁，所述转子磁轭由将非晶态磁性金属带层叠成涡卷状的非晶态涡卷层叠体构成；所述磁铁在转子周方向配置在上述非晶态涡卷层叠体中的与上述定子相对的面上。

【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-2980701.一种轴向间隙型旋转电机用转子，该轴向间隙型旋转电机在与转子轴的轴线平行的 方向经由气隙相对地配置有转子和定子，该轴向间隙型旋转电机用转子的特征在于，上述转子具有转子磁轭和磁铁，所述转子磁轭由将非晶态磁性金属带层叠成涡卷状的 非晶态涡卷层叠体构成；所述磁铁在转子周方向配置在上述非晶态涡卷层叠体中的与上述 定子相对的面上。2.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，在上述非晶态涡卷 层叠体的内径部设置有转子轴连结用毂。3.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，通过在上述转子轴 上直接卷绕上述非晶态磁性金属带而形成上述非晶态涡卷层叠体，该非晶态涡卷层叠体直 接安装于上述转子轴。4.如权利要求1至3中的任一项所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，上述 转子磁轭由进行了树脂浸渍的上述非晶态涡卷层叠体构成。5.如权利要求2所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，上述非晶态涡卷层 叠体与上述轴连结用毂通过浸渍树脂而一体结合。6.如权利要求1至5中的任一项所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，上述 非晶态涡卷层叠体与上述磁铁通过浸渍树脂或焊接而一体结合。7.如权利要求2所述的轴向间隙型旋转电机用转子，其特征在于，上述非晶态涡卷层 叠体、上述磁铁以及上述轴连结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓男，榎本裕治，正木良三，板桥弘光，吉川富夫，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，日立金属株式会社，日立空调·家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP