專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，尤其涉及通過將轉(zhuǎn)子鐵芯沿旋轉(zhuǎn)軸 的方向夾在端板之間而形成的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于傳統(tǒng)的包括轉(zhuǎn)子和定子的旋轉(zhuǎn)電機而言，定子由定子鐵芯和線團 構(gòu)成，定子鐵芯具有形成于其中的多個槽，線團的金屬絲繞在設(shè)于所述槽 之間的齒上。轉(zhuǎn)子由具有多個相互堆疊的電磁鋼板的轉(zhuǎn)子鐵芯、產(chǎn)生磁力 的永磁體和用作旋轉(zhuǎn)軸的軸構(gòu)成，電力供給到線圍上以產(chǎn)生磁場.根據(jù)所 產(chǎn)生的磁場，在轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生磁通流，從而向轉(zhuǎn)子提供旋轉(zhuǎn)力。在 轉(zhuǎn)子中，^體插入在設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵芯中的開口內(nèi)，端板用于在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 軸的方向上夾持轉(zhuǎn)子鐵芯。
作為以上述方式構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機，例如日本專利公報No. 2003-134705 公開了一種電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述電機具有由磁性材料制成的端板并且可 防止由永磁體的末端產(chǎn)生的磁通短路。該電機具有這樣的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，即環(huán) 繞其旋轉(zhuǎn)軸包括由多個磁性元件沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向堆疊而成并與旋轉(zhuǎn)軸一起
旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子鐵芯，并且在其附近包括設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯的旋轉(zhuǎn)軸的軸向兩側(cè)的 端板以保持所述轉(zhuǎn)子鐵芯。在轉(zhuǎn)子鐵芯和端板中，在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上設(shè)有 供永磁體插入的通孔。所述永磁體在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上具有端面，這些端面 基本上與端板的在同一軸向上的相應(yīng)外表面共面。
對于在上述公開文獻中公開的電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁體的在旋轉(zhuǎn)軸的 軸向上的端面基本上與端板的在同一軸向上的相應(yīng)外表面共面。因此，即 使端板由磁性材料制成，從永磁體的末端附近產(chǎn)生的磁通也可穿過所述端 板而被導(dǎo)向圍繞轉(zhuǎn)子的定子。因此，可防止磁通的短路。當可防止磁通短 路時，端板就可用磁性材料制造，因此可避免材料成本的增加。
由于轉(zhuǎn)子設(shè)置成與定子相對，因此產(chǎn)生了這樣的問題，即在旋轉(zhuǎn)軸的
之i':i的距離短。當在旋轉(zhuǎn)電機工作的iii時將電力供給到線國上時，端板與 線圏端部之間的距離不足會導(dǎo)致電sut電的產(chǎn)生，從而可能造成線圍的絕 緣涂層由于放電所產(chǎn)生的熱而剝落。在由上述公開文獻公開的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中， 未考慮端板和線圏端部之間的距離。因此，仍可能產(chǎn)生上述問題。
此外，為了在端板和線閨端部之間保持適當?shù)木嚯x，端板可做得更薄 或者端板的外徑可減小。然而，如果端板變薄，則整個端板的強度降低， 從而保持轉(zhuǎn)子鐵芯的力會變?nèi)酢４送?，如果端板的外徑減小，則由端板施 加在轉(zhuǎn)子鐵芯上的力將不均勻。特別地，當轉(zhuǎn)子鐵芯由多個電磁鋼板構(gòu)成 時，電磁鋼板可能變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以確保端板和線圍端 部之間的絕緣。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以確保保持轉(zhuǎn) 子鐵芯的力。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是具有轉(zhuǎn)子和定子的旋 轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和設(shè)置成在旋轉(zhuǎn)軸的方向上夾 持該轉(zhuǎn)子鐵芯的盤狀端板。所述端板均形成為具有比第二端面更靠近所述 轉(zhuǎn)子鐵芯且外徑更大的第 一端面。
根據(jù)本發(fā)明，所述盤狀端板均形成為具有比第二端面更靠近所述轉(zhuǎn)子 鐵芯且外徑更大的第一端面，因此所述端板在轉(zhuǎn)子的相應(yīng)端部上的相應(yīng)外 徑可^故得更小。通過這種方式，可增大所述端板和繞在設(shè)置成與轉(zhuǎn)子相對 的定子4失芯上的線團的線團端部之間的距離。這樣，所述端板可在系巨線團 端部的不損害絕緣性的距離處形成，從而確保所述線圃和端板之間的絕緣。
因此，可提供一種確保端板和線圍端部之間絕緣性的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子還包括插入到形成為布置在轉(zhuǎn)子鐵芯的周向上的各 個開口內(nèi)的7JC^體。所述端板均形成為具有第一端面，該第一端面的外徑 相對于所述開口的周向最靠外位置而言更大。
根據(jù)本發(fā)明，所述端板的第 一端面的外徑形成為相對于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯 中的開口的周向最靠外位置而言更大。特別地，在轉(zhuǎn)子鐵芯由多個電磁鋼 板形成的情況下，所述端板在夾持轉(zhuǎn)子鐵芯的同時在沿旋轉(zhuǎn)軸的擠壓方向 上施加力，從而保持轉(zhuǎn)子鐵芯的形狀。當轉(zhuǎn)子鐵芯被夾持時，擠壓方向上 的力作用在轉(zhuǎn)子鐵芯的周向內(nèi)部部分上，該內(nèi)部部分位于端板的外圍部分 的內(nèi)側(cè)，而擠壓方向上的力不作用在轉(zhuǎn)子鐵芯的周向外部部分上。因此， 如果端板的外徑小，則電磁鋼板的周向外部部分會發(fā)生變形而翹曲。在所 述電磁鋼板中設(shè)有供永磁體插入的開口。因此，端板的外徑可形成為相對 于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯中的開口的周向最靠外位置而言更大，以防止電磁鋼板的 形成開口的低強度部分發(fā)生變形，并在轉(zhuǎn)子鐵芯的端面上施加保持力。因 此，可提供一種確保保持轉(zhuǎn)子鐵芯的力的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
同樣優(yōu)選地，所述端板均形成為具有這樣的第二端面，該第二端面的 外徑相對于所述開口的周向最靠外位置而言更大。
根據(jù)本發(fā)明，端板的第二端面形成為具有相對于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯中的開 口的周向最靠外位置而言更大的外徑。在轉(zhuǎn)子鐵芯由多個電磁鋼板形成的 情況下，端板在夾持轉(zhuǎn)子鐵芯的同時在沿旋轉(zhuǎn)軸的擠壓方向上施加力，以 保持轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的形狀。因此，第二端面的外徑可形成為相對于設(shè) 在轉(zhuǎn)子鐵芯中的開口的周向最靠外位置而言更大，以防止在至少從軸中心 到所述開口的周向最靠外位置之間的區(qū)域內(nèi)的端板強度的降低，并維持保 持轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的力。
更優(yōu)選地，在定子的鐵芯上繞有線團。所述端板形成為與所迷線團的 線團端部相距至少一預(yù)定距離。
根據(jù)本發(fā)明，所述端板形成為與繞在定子鐵芯上的線圉的線圃端部相 距至少一預(yù)定距離。例如，所述端板可形成為與所述線團端部相距一段不
會損害絕緣性的距離，以確保所述線團端部和端板之間的絕緣。
更優(yōu)選地，所述第一端面和第二端面之間的部分形成為具有逐漸變化 的外徑。
才艮據(jù)本發(fā)明，所述第一和第二端面之間的部分形成為具有逐漸變化的 外徑。因此，所述端板可形成為與所述線團端部之間保持有不會損害絕緣 性的距離并具有保持轉(zhuǎn)子鐵芯所必需的強度。
更優(yōu)選地，第一和第二端面中的每一個與處于第一和第二端面之間的 部分的外周表面之間的連接部分形成為具有曲面。
根據(jù)本發(fā)明，第一和第二端面中的每一個與處于第一和第二端面之間 的部分的外周表面之間的連接部分形成為具有曲面.如果在每個端板的第 一和第二端面與端板的外周表面之間形成尖銳邊緣，則從通電的線閨向所
述尖銳邊緣可能產(chǎn)生電火花。因此，端板的連接部分可形成為具有曲面， 以防止電火花的產(chǎn)生。因此，可防止線團的絕緣涂層由于電火花所產(chǎn)生的 熱而剝落。
更優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子鐵芯由多個電磁鋼板堆疊而成。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明可應(yīng)用于由多個電磁鋼板堆疊而成的轉(zhuǎn)子鐵芯， 以確保保持所述轉(zhuǎn)子鐵芯的力而不使電磁鋼板發(fā)生變形，同時將端板和線 團端部之間的距離保持在不會損害絕緣性的程度。
更優(yōu)選地，在端板的外緣上附裝絕緣構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明，在端板的外緣上上附裝絕緣構(gòu)件，以提高端板和線閨端
部之間的絕緣性。
更優(yōu)選地，在線團的與端板相對的位置處附裝絕緣構(gòu)件， 根據(jù)本發(fā)明，在線團的與端板相對的位置處附裝絕緣構(gòu)件，以提高端
板和線圉端部之間的絕緣性。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
圖2是圖1中由虛線包圍的區(qū)域的放大視圖。
具體實施例方式
參照附圖，在下文中對根據(jù)本發(fā)明的實施例的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進 行說明。在下面的說明中，類似的部件用類似的附圖標記表示，并且這些 部件具有相同的命名和相同的功能。因此，不再重復(fù)其詳細說明。
根據(jù)本實施例，旋轉(zhuǎn)電機包括轉(zhuǎn)子和定子。如圖l所示，根據(jù)本實施
例，轉(zhuǎn)子100由軸108、轉(zhuǎn)子鐵芯104、端板102和106以及永磁體110構(gòu)成。
在本實施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯104由多個電磁鋼板堆疊而成。然而，所述 轉(zhuǎn)子鐵芯不限于這種特定結(jié)構(gòu)。永磁體110插入到形成為布置在轉(zhuǎn)子4失芯 104的周向上的開口之一內(nèi)。端板102、 106為盤狀并且用于沿軸108的軸 向夾持轉(zhuǎn)子鐵芯104。端板102、 106例如由鋁合金制成。然而，用于端板 的材料不限于鋁合金，只要所述材料是非磁性材料即可。端板102、 106 例如被緊固，以便在沿旋轉(zhuǎn)軸的擠壓方向上施加保持轉(zhuǎn)子鐵芯104形狀的 力。
^lUt體110通過粘接刑固定到轉(zhuǎn)子鐵芯104和端板102、 106中的至少 一個上。例如，涂有粘接劑的永磁體110被插入到所述開口內(nèi)并且隨后被 加熱以固化粘接劑。因此，7JOt體110被固定到轉(zhuǎn)子鐵芯104和端板102、 106中的一個之上。應(yīng)當指出，固定永磁體110的方法并非特別限定于上 述使用粘接刑的固定方式。
本發(fā)明具有這樣的特征，即端板102、 106各自形成有一個端面，該端 面與另一個端面相比更靠近轉(zhuǎn)子鐵芯104并且外徑更大，且其中心位于旋 轉(zhuǎn)軸上。在下文中，盡管在本實施例中只給出了對端板102的說明，但端 板106的形狀與端板102相同，因此未重復(fù)對其作詳細說明。
如圖2所示， 一線團繞在定子200的鐵芯上并且形成線圉端部202。 端板102的相對而言更靠近轉(zhuǎn)子鐵芯104的端面(1) 112的外徑一一該外 徑的中心位于旋轉(zhuǎn)軸上一一比端面(2) 114的外徑更大。端面(1) 112 的外徑不限定于特定的直徑，只要該外徑至少相對于插有^J磁體110的開 口的周向最靠外位置而言更大即可。在本實施例中，端面(1) 112的外徑 形成為與轉(zhuǎn)子^l失芯104的外徑相同。
端面(1) 112和端面(2 ) 114之間的部分的形狀不限定于特定的形狀， 只要能與繞在定子200的鐵芯上的線圍的線圏端部202之間保持至少一預(yù) 定距離即可。在本實施例中，例如，在這些端面之間形成曲面，在該曲面 上外徑逐漸變化。特別地，端板102具有通過將端面(1) 112的外緣和端 面(2)114的外緣直線連接而形成的部分圃錐的形狀。應(yīng)當指出，端板106 可具有通過連接端面(1) 112的外緣和端面(2 ) 114的外緣而形成的形狀， 例如圓弧形狀。
此處，"預(yù)定距離"不限于特定的距離，只要所^JE巨離不會損害定子 200的線圍端部202和端板102之間的絕緣性即可。例如，"預(yù)定距離" 基于下列因素確定，即作用在旋轉(zhuǎn)電機上的電力、使用旋轉(zhuǎn)電機的環(huán)境以 及與其它部件之間的位置關(guān)系。此外，關(guān)于端板102，使相應(yīng)的端面(1) 112和(2) 114與位于這些端面之間的外周表面相連的連接部分118、 120 均形成為曲面。
基于上述結(jié)構(gòu)的本實施例的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有下述功能， 關(guān)于端板102，相對而言更靠近轉(zhuǎn)子鐵芯104的端面(1) 112的外徑 形成為大于端面(2) 114的外徑，換句話說，在轉(zhuǎn)子100的每個端部，中 心位于旋轉(zhuǎn)軸上的端板102的外徑相對較小。因此，相對于端板如困2中 虛線所示地形成并且由此端板和線圍端部202之間的距離更短的情況而 言，端板102和線圉端部202之間的距離增加。從而端板102與線團端部 202相距至少一預(yù)定距離.
此外，端板的端面(1) 112的外徑形成為相對于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯104中 的開口的周向最靠外位置而言更大。在轉(zhuǎn)子鐵芯104夾在端板102、 106 之間的狀態(tài)下，擠壓方向上的力作用在轉(zhuǎn)子鐵芯的相對于端板102的外圍 部分的周向內(nèi)部部分上，而該擠壓方向上的力不作用在轉(zhuǎn)子鐵芯的相對于 所述外圍部分的周向外部部分上.因此，如果端板102的外徑更小，則電 磁鋼板的周向外部部分可能會變形而翹曲，由于開口設(shè)在電磁鋼板中，所
以端板102的端面(1) 112的外徑形成為相對于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯104中的開 口的周向最靠外位置而言更大，以防止電磁鋼板中形成開口的低強度部分 發(fā)生變形。
通過這種方式，對于根據(jù)本實施例的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來說，盤狀 的端板均具有一個相對而言更靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的端面(1)，并且該端面(1) 的外徑大于另一個端面(2)的外徑，以使端板在轉(zhuǎn)子端部上的外徑更小。 因此，每個端板和繞在與轉(zhuǎn)子相對的定子的鐵芯上的線圍的線團端部之間 的距離可增大。從而端板可形成為與線閨端部相距至少一預(yù)定距離，該預(yù) 定距離不會損害絕緣性，以便確保線團和端板之間的絕緣。因此可提供一 種能確保端板和線團之間的絕緣性的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
此外，端板的一個端面(1)的外徑可形成為相對于設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯中的 開口的周向最靠外位置而言更大，以防止電磁鋼板的形成開口的低強度部 分發(fā)生變形，并因此在轉(zhuǎn)子鐵芯的端面上施加保持力。通過這種方式，可 提供一種能確保保持轉(zhuǎn)子鐵芯的力的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
另外，位于所述一個端面(1)和另一個端面(2)之間的部分可形成 為具有逐漸變化的外徑，以便形成這樣的端板，該端板可確保一段不會損 害與線圏之間的絕緣性的距離并且具有保持轉(zhuǎn)子鐵芯所必需的強度。
此外，端板的每個端面與這些端面之間的外周表面之間的連接部分形 成為具有曲面。如果端板的每個端面與處于這些端面之間的外周表面之間 的上述連接部分具有尖銳邊緣，則從線圍向該尖銳邊緣可能產(chǎn)生電火花， 因此，所述連接部分可形成為具有曲面以防止電火花的產(chǎn)生。因此，可防 止線團的絕緣涂層由于電火花產(chǎn)生的熱而剝落。
優(yōu)選地，至少在端板的外緣上附裝一絕緣構(gòu)件。通過這種方式可提高 端板和線團端部之間的絕緣性。例如，可對端板進行陽極氧化處理或?qū)⒅T 如陽離子涂層的絕緣涂層涂敷在端板上，以在端板的外緣上附裝絕緣構(gòu)件，
同樣優(yōu)選地，在線圍的與端板相對的位置處附裝絕緣構(gòu)件。通過這種 方式同樣可提高端板和線圍端部之間的絕緣性。例如，可在線閨的與端板 相對的位置處設(shè)置一張絕緣紙，以提高端板和線團端部之間的絕緣性。
更優(yōu)選地，除了端板的一個端面(1)的外徑之外，另一個端面(2) 的外徑也優(yōu)選形成為相對于轉(zhuǎn)子鐵芯104的開口的周向最靠外位置而言更 大。通過這種方式，可防止至少從軸中心到開口的周向最靠外位置之間的 區(qū)域內(nèi)的端板強度的降低，從而維持了保持轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的力。
盡管已詳細地說明和示出了本發(fā)明，但是應(yīng)當清楚理解，這些說明僅 僅是作為圖解和示例而并非限制，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求 的條款進行限定。
權(quán)利要求
1. 一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)電機具有轉(zhuǎn)子(100)和定子(200)，所述轉(zhuǎn)子(100)包括轉(zhuǎn)子鐵芯(104)和設(shè)置成在旋轉(zhuǎn)軸的方向上夾持所述轉(zhuǎn)子鐵芯(104)的盤狀端板(102，106)，其中所述端板(102，106)均形成為具有第一端面(112)，該第一端面(112)比第二端面(114)更靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯且外徑更大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 所述轉(zhuǎn)子(100)還包括插入到形成為布置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(104)的周向上的各個開口內(nèi)的永磁體(110)，并且所述端板(102， 106)均形成為具有所述第一端面(112)，該第一端 面的外徑相對于所述開口的周向最靠外位置而言更大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 所述端板(102， 106)均形成為具有所迷第二端面(114)，該第二端面的外徑相對于所述開口的周向最靠外位置而言更大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 在所述定子(200)的鐵芯上繞有線團，并且所述端板(102， 106)形成為與所述線圉的線圍端部(202)之間具有 至少一預(yù)定距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 所述第一端面(112)和所述第二端面(114)之間的部分形成為具有逐漸變化的外徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 所述第一和第二端面(112， 114)中的每一個與處于所述第一和第二端面(112， 114)之間的部分的外周表面之間的連接部分(118， 120)形 成為具有曲面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 所述轉(zhuǎn)子鐵芯(104)由多個電磁鋼板堆疊而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 在所述端板(102, 106)的外緣上附裝有絕緣構(gòu)件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中 在所述定子(200)的鐵芯上繞有線團，并且在所述線團的與所述端板(102， 106 )相對的位置處附裝有絕緣構(gòu)件。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)子(100)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯(104)和設(shè)置成在旋轉(zhuǎn)軸的方向上夾持所述轉(zhuǎn)子鐵芯(104)的盤狀端板(102，104)。所述端板(102，106)均形成為具有這樣一個端面，該端面比另一端面更靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯(104)且外徑更大，并且其中心位于所述旋轉(zhuǎn)軸上。
文檔編號H02K1/27GK101099282SQ20068000180
公開日2008年1月2日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者杉山智也, 水谷龍彥 申請人:豐田自動車株式會社