專利名稱：軸向間隙型電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸向間隙型電機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，例如已知有如下的軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有以從旋轉(zhuǎn)軸線方向的兩側(cè)夾著轉(zhuǎn)子的方式對置配置的一對定子，并且相對于由轉(zhuǎn)子的永磁鐵產(chǎn)生的磁場磁通，形成有經(jīng)由一對定子的磁通環(huán)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。如圖15和圖16所示，上述專利文獻(xiàn)1中所記載的軸向間隙型電機(jī)100構(gòu)成為具有能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子101、以及從旋轉(zhuǎn)軸線方向的兩側(cè)夾著轉(zhuǎn)子101而對置配置
的一對定子102、102，轉(zhuǎn)子101具備在周向以預(yù)定的間隔配置的磁鐵極部103.....103和
配置于周向相鄰的磁鐵極部103、103之間的磁性材料極部104，這些磁鐵極部103.....103
和磁性材料極部104.....104被收納于轉(zhuǎn)子框架105。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-136721號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在該軸向間隙型電機(jī)100中，各磁鐵極部103由在旋轉(zhuǎn)軸線方向被磁化的一個磁鐵片構(gòu)成，因此在與相鄰的磁性材料極部104之間如圖16中箭頭所示地形成磁通的閉環(huán)。由此，從磁鐵極部103朝向各定子102的磁通短路，存在著電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩減小、效率降低的可能。另外，為了避免這種情況，需要使轉(zhuǎn)子框架105的輪輻(spoke) 106的厚度加厚，而當(dāng)輪輻106的厚度加厚時，不得不減小磁鐵極部103和磁性材料極部104，從而無法提高轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明就是鑒于上述情況而作出的，其目的在于提供一種能夠抑制磁通的短路， 并抑制電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩的減小、效率降低的軸向間隙型電機(jī)。用于解決問題的手段上述目的通過下述的結(jié)構(gòu)達(dá)成的。(1) 一種軸向間隙型電機(jī)，其具備能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和從旋轉(zhuǎn)軸線方向的兩側(cè)夾著所述轉(zhuǎn)子而對置配置的一對定子，該軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子具備磁鐵極部，該磁鐵極部沿周向以預(yù)定的間隔配置；以及磁性材料極部，該磁性材料極部配置于在周向相鄰的所述磁鐵極部之間，所述磁鐵極部由以下部分一體化而成的一體化磁鐵構(gòu)成主磁鐵片，該主磁鐵片沿旋轉(zhuǎn)軸線方向被磁化；一對副磁鐵片，該一對副磁鐵片在旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)配置于所述主磁鐵片的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且該一對副磁鐵片的與所述主磁鐵片的旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的磁極同極的磁極對置；以及一對副磁鐵片，該一對副磁鐵片在旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)配置于所述主磁鐵片的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且該一對副磁鐵片的與所述主磁鐵片的旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的磁極同極的磁極對置，所述主磁鐵片的一部分向所述一對定子露出。(2)在⑴所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述副磁鐵片分別具有厚度朝向所述主磁鐵片的大致中央部逐漸減小的楔形部，所述主磁鐵片的大致中央部向所述一對定子露出。(3)在⑴或⑵所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述主磁鐵片、配置于旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的所述一對副磁鐵片、以及配置于旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的所述一對副磁鐵片通過粘接材料或者通過燒結(jié)而一體化。(4)在(1) (3)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述磁性材料極部由硅鋼板層疊而成的、或者軟磁性體的磁性部件構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)軸線方向具有磁凸極性。(5)在(4)所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述磁性部件具有沿旋轉(zhuǎn)軸線方向貫通的貫通孔。(6)在⑴ (5)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子具備非磁性的轉(zhuǎn)子框架，該轉(zhuǎn)子框架具有多個輪輻，該多個輪輻配置于所述磁鐵極部和所述磁性材料極部之間并沿徑向延伸；以及軸部和輪緣部，該軸部和輪緣部分別設(shè)于所述多個輪輻的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。(7)在(6)所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子框架由第一框架和第二框架構(gòu)成，并且是由所述第一框架和所述第二框架沿軸向組裝構(gòu)成的，所述第一框架和所述第二框架分別具有多個輪輻，該多個輪輻配置于所述磁鐵極部和所述磁性材料極部之間并沿徑向延伸；以及軸部和輪緣部，該軸部和輪緣部分別設(shè)于所述多個輪輻的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。(8)在(7)所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，在所述第一框架和所述第二框架的所述軸部和所述輪緣部的旋轉(zhuǎn)軸線方向外側(cè)，具有保持所述磁性材料極部的保持部。(9)在(8)所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在所述磁性材料極部，設(shè)有與所述保持部卡合的沿周向延伸的退避槽。(10)在(7) (9)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，在所述第一框架和所述第二框架的所述輪輻的旋轉(zhuǎn)軸線方向外側(cè)，設(shè)有固定所述磁鐵極部的爪部。(11)在(10)所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，在所述磁鐵極部，設(shè)有與所述輪輻的爪部卡合的沿徑向延伸的退避槽。(12)在⑴ (11)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述輪輻的板厚比形成于所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的空隙厚。(13)在(6) (12)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，在所述輪輻的表面設(shè)有絕緣層。(14)在(6) (13)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述輪輻與沿所述軸部延伸設(shè)置的徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部和沿所述輪緣部延伸設(shè)置的徑向外側(cè)延伸設(shè)置部一體地構(gòu)成，所述徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部和所述徑向外側(cè)延伸設(shè)置部通過焊接分別與所述軸部和所述輪緣部接合。(15)在(6) (14)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，在所述第一轉(zhuǎn)子框架和所述第二轉(zhuǎn)子框架的輪緣部嵌合有外周環(huán)。(16)在(10)記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述輪輻與所述爪部一起通過沖壓成形而形成。(17)在⑶記載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述軸部和所述輪緣部分別與所述保持部一起通過沖壓成形而形成。(18) (1) (17)中的任意一項所記載的結(jié)構(gòu)的軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述軸向間隙型電機(jī)用于車輛。發(fā)明效果根據(jù)(1)的結(jié)構(gòu)，在主磁鐵片的一側(cè)和另一側(cè)分別配置一對副磁鐵片，以大致海爾貝克配置的一體化磁鐵構(gòu)成磁鐵極部，因此能夠使與各定子交鏈的有效磁通相對增多， 并且將朝向各定子的磁通以外的磁通聚集在磁鐵極部內(nèi)部。因此，能夠抑制其與周向相鄰的磁性材料極部的磁通的短路，由此，能夠抑制電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩的減小和效率降低。此外，由于朝向各定子的磁通以外的磁通聚集在磁鐵極部內(nèi)部，因此能夠使轉(zhuǎn)子框架的輪輻部的厚度變薄，提高磁鐵極部和磁性材料極部的占有率，使電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩增大。進(jìn)而，由于磁鐵極部由預(yù)先在主磁鐵片的一側(cè)和另一側(cè)分別配置了一對副磁鐵片的大致海爾貝克配置的一體化磁鐵構(gòu)成，因此能夠提高向轉(zhuǎn)子框架的安裝性，使制造工序簡化。根據(jù)⑵的結(jié)構(gòu)，副磁鐵片具有厚度朝向主磁鐵片的大致中央部逐漸減小的楔形部，因此能夠通過調(diào)整楔形部的傾斜度而容易地調(diào)整極弧角。根據(jù)(3)的結(jié)構(gòu)，能夠容易地制造將主磁鐵片與副磁鐵片一體化了的一體化磁鐵。根據(jù)的結(jié)構(gòu)，能夠容易地制造構(gòu)成磁性材料極部的磁性部件。根據(jù)(5)的結(jié)構(gòu)，通過形成貫通孔，能夠容易地使磁性部件帶有磁凸極性。根據(jù)(6)的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)子框架傳導(dǎo)至軸。根據(jù)(7)的結(jié)構(gòu)，通過沿軸向分割轉(zhuǎn)子框架，能夠提高組裝性。根據(jù)(8)的結(jié)構(gòu)，能夠可靠地將磁性材料極部保持在轉(zhuǎn)子框架內(nèi)。根據(jù)(9)的結(jié)構(gòu)，通過將與保持部卡合的卡合部作為退避槽，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子與定子之間的空隙設(shè)定為最小限度。根據(jù)(10)的結(jié)構(gòu)，能夠可靠地將磁鐵極部保持在轉(zhuǎn)子框架內(nèi)。根據(jù)(11)的結(jié)構(gòu)，通過將與爪部卡合的卡合部作為退避槽，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子與定子之間的空隙設(shè)定為最小限度。根據(jù)(12)的結(jié)構(gòu)，通過使輪輻的板厚比形成于所述轉(zhuǎn)子與所述一對定子之間的空隙厚，能夠抑制周向相鄰的磁鐵極部與磁性材料極部的磁通流動。根據(jù)(1 的結(jié)構(gòu)，通過在輪輻的表面設(shè)置絕緣層，能夠在周向相鄰的磁鐵極部與磁性材料極部之間抑制渦電流。
根據(jù)(14)的結(jié)構(gòu)，通過以平板狀的板材沖壓成形構(gòu)成輪輻并與軸部和輪緣部焊接，與從一個部件(構(gòu)成為圓柱或圓筒形狀的實心材料)切削加工出轉(zhuǎn)子框架的情況相比， 能夠縮短制造時間。根據(jù)(15)的結(jié)構(gòu)，通過將外周環(huán)嵌合于輪緣部，能夠提高轉(zhuǎn)子框架的剛性，并且能夠使輪緣部變薄，能夠容易地利用沖壓成形來制造。根據(jù)(16)和(17)的結(jié)構(gòu)，能夠以由沖壓成形實現(xiàn)的加工硬化來提高強(qiáng)度。根據(jù)(18)的結(jié)構(gòu)，能夠使高效率的電機(jī)小型化，車輛搭載性優(yōu)良。


圖1是本發(fā)明涉及的軸向間隙型電機(jī)的一個實施方式的整體立體圖。圖2是圖1所示的軸向間隙型電機(jī)的分解立體圖。圖3是圖1所示的軸向間隙型電機(jī)的分解立體圖。圖4的(a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a)的IVB-IVB線的剖視圖，(c)是沿 IVC-IVC線的剖視圖。圖5是構(gòu)成磁鐵極部的一體化磁鐵的整體立體圖。圖6是構(gòu)成磁性材料極部的磁性部件的整體立體圖。圖7是構(gòu)成轉(zhuǎn)子框架的第一框架的局部立體圖。圖8是從周向觀察收納在轉(zhuǎn)子框架內(nèi)的磁鐵極部和磁性材料極部的圖。圖9是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中，(a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a)的 IXB-IXB線的剖視圖。圖10是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中，(a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a) 的XB-XB線的剖視圖。圖11是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中(a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a)的 XIB-XIB線的剖視圖。圖12是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中， 的XIIB-XIIB線的剖視圖。圖13是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中， 的XIIIB-XIIIB線的剖視圖。圖14是說明轉(zhuǎn)子的組裝方法的說明圖，其中， 的XIVB-XIVB線的剖視圖。圖15是專利文獻(xiàn)1所記載的軸向間隙型電機(jī)的立體圖。圖16是從周向觀察圖15所記載的軸向間隙型電機(jī)的圖。
具體實施例方式下面，基于附圖對本發(fā)明所述的軸向間隙型電機(jī)的一個實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 另外，附圖是按照符號的朝向進(jìn)行觀察的。例如如圖1所示，本實施方式涉及的軸向間隙型電機(jī)10構(gòu)成為具有如下部件大致圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子11，其設(shè)置成能夠繞該軸向間隙型電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸線0旋轉(zhuǎn)；一對定子 12、12，它們以從旋轉(zhuǎn)軸線0方向的兩側(cè)夾設(shè)轉(zhuǎn)子11的方式對置配置，并且具有產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子
(a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a) (a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a) (a)是轉(zhuǎn)子的主視圖，(b)是沿(a)11旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場的多相的各定子繞組。該軸向間隙型電機(jī)10例如搭載于混合動力車輛或電動車輛等車輛中作為驅(qū)動源，其輸出軸與變速器(省略圖示)的輸入軸連接，由此，軸向間隙型電機(jī)10的驅(qū)動力經(jīng)由變速器傳遞到車輛的驅(qū)動輪(省略圖示)。此外，在車輛減速時從驅(qū)動輪側(cè)向軸向間隙型電機(jī)10傳遞驅(qū)動力時，軸向間隙型電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用，即產(chǎn)生所謂再生制動力，將車身的動能以電能(再生能)回收。此外，例如在混合動力車輛中，將軸向間隙型電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸線與內(nèi)燃機(jī)(省略圖示) 的曲軸連接起來的話，在內(nèi)燃機(jī)的輸出傳遞到軸向間隙型電機(jī)10的情況下，也能夠使軸向間隙型電機(jī)10起到發(fā)電機(jī)的作用而產(chǎn)生電能。各定子12構(gòu)成為具有如下部件大致圓環(huán)板狀的軛部21 ；多個齒22.....22，它
們在與轉(zhuǎn)子11對置的軛部21的對置面上，從沿周向隔開預(yù)定間隔的位置開始沿旋轉(zhuǎn)軸線 0方向朝向轉(zhuǎn)子11突出，并且在徑向上延伸；和定子繞組(省略圖示)，其裝配在適當(dāng)?shù)凝X 22,22之間。各定子12是例如主極為六個(例如U+、V+、W+、U-、V-、W-)的6N型定子，并設(shè)定成一個定子12的各U+、V+、W+極與另一定子12的各U-、V-、W-極在旋轉(zhuǎn)軸線0方向上對置。例如對于在旋轉(zhuǎn)軸線0方向上對置的一對定子12、12，設(shè)定成與肝、￥+、1+極和化、￥-、 W-極中的一方所對應(yīng)的一個定子12的三個齒22、22、22和與U+、V+、W+極和U-、V-、W-極中的另一方所對應(yīng)的另一定子12的三個齒22、22、22在旋轉(zhuǎn)軸線0方向上對置，并且被設(shè)定成對在旋轉(zhuǎn)軸線0方向上對置的一個定子12的齒22和另一定子12的齒22通電的通電狀態(tài)成為以電角進(jìn)行反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。例如圖2 圖4所示，轉(zhuǎn)子11構(gòu)成為具備多個磁鐵極部31.....31、多個磁性材
料極部32.....32、由非磁性材料構(gòu)成的轉(zhuǎn)子框架33、以及外周環(huán)50，磁鐵極部31和磁性
材料極部32在沿周向交替配置的狀態(tài)下收納于裝配有外周環(huán)50的轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)。如圖5所示，磁鐵極部31由下述部件通過例如粘接材料或者燒結(jié)而一體形成的一體化磁鐵44構(gòu)成大致扇形板狀的主永磁片41、在旋轉(zhuǎn)軸線0方向的一側(cè)配置于該主永磁片41的周向兩側(cè)的一對第一副永磁片42、42、以及在旋轉(zhuǎn)軸線0方向的另一側(cè)配置于該主永磁片41的周向兩側(cè)的一對第二副永磁片43、43。主永磁片41沿旋轉(zhuǎn)軸線0方向被磁化，夾著磁性材料極部32而在周向相鄰的磁鐵極部31、31的各主永磁片41、41的磁化方向被設(shè)定為互不相同的方向。副永磁片4203)分別為周向長度在主永磁片41的一半以下的大致扇形板狀。 在一對副永磁片42、42(43、4；3)的對置側(cè)面形成楔形(taper)面421 (431)，所述楔形面 421(431)的厚度朝向主永磁片41的中央部410逐漸減小，而在一對副永磁片42、4203、 43)的楔形面421(431)的相反側(cè)的面的不與主永磁片41相接的角部，形成有沿徑向延伸的截面呈大致L字形狀的退避槽422 (43 。并且，一對副永磁片42、42(43、們)夾著主永磁片41的磁鐵中心線P左右對稱地設(shè)置。在此，當(dāng)設(shè)從中心線P到楔形面421 (431)為止的距離為d，并設(shè)楔形面的角度為θ時，設(shè)定為d>0，0< θ <90°。另外，距離d可以如圖5所示地設(shè)定為從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸增大，也可以設(shè)定為恒定。通過使距離d從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸增大，由于隨著定子12的齒22的體積增大，主永磁片41的中央部410的面積也增大，因此能夠使磁通均勻化，能夠更為有效地進(jìn)行磁通的處理。此外，能夠減少副永磁片42、42(43、43)的磁鐵量。另一方面，通過使距離d恒定，使主永磁片41的中央部410的面積與形成于定子12的齒22、22之間的齒隙的形狀對應(yīng)，能夠簡易地進(jìn)行發(fā)電量和驅(qū)動力的控制。第一副永磁片42、42分別沿與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向(大致周向)被磁化，并且第一副永磁片42、42彼此以使與主永磁片41的旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的磁極同極的磁極對置的方式配置，第二副永磁片43、43分別沿與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向(大致周向)被磁化，并且第二副永磁片43、43彼此以使與主永磁片41的旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的磁極同極的磁極對置的方式配置。即，例如對于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的一側(cè)為N極而另一側(cè)為S極的主永磁片41，配置于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的一側(cè)的一對第一副永磁片42、42配置成彼此的N極在周向上對置，而配置于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的另一側(cè)的一對第二副永磁片43、43配置成彼此的S極在周向上對置。由此，通過由所謂的永磁鐵的大致海爾貝克配置產(chǎn)生的磁透鏡效果，將主永磁片41和各副永磁片42、42、43、43的各磁通聚集于主永磁片41的中央部410，使得與各定子12、12 交鏈的有效磁通相對增多。此外，各副永磁片42、42、43、43以在主永磁片41的周向端部側(cè)與主永磁片41的磁極極性不同的方式與主永磁片41在旋轉(zhuǎn)軸線0方向?qū)χ谩＜?，例如對于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的一側(cè)為N極且另一側(cè)為S極的主永磁片41，配置于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的一側(cè)的各第一副永磁片42、42的S極在主永磁片41的周向端部側(cè)與主永磁片41在旋轉(zhuǎn)軸線0方向?qū)χ?，而配置于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的另一側(cè)的各第二副永磁片43、43的N極在主永磁片41的周向端部側(cè)與主永磁片41在旋轉(zhuǎn)軸線0方向?qū)χ?。由此，將主永磁?1與各副永磁片42、42、43、 43的磁通聚集在一體化磁鐵44內(nèi)部。如圖6所示，磁性材料極部32由磁性部件45構(gòu)成，該磁性部件45具備沿與旋轉(zhuǎn)
軸線0方向平行的方向貫通的多個槽450.....450，磁性部件45在周向上具有相同的寬度，
其通過層疊多張硅鋼板、或者由鐵粉等軟磁性體成形和燒結(jié)制作而成。槽450例如為相對于旋轉(zhuǎn)軸線0方向的截面形狀為以徑向為長邊方向的長孔狀，并且在周向隔開預(yù)定間隔地配置有多根(在此為四根)。此外，在磁性部件45的內(nèi)周側(cè)角部和外周側(cè)角部形成有沿周向延伸的截面呈L字形狀的退避槽451、452。轉(zhuǎn)子框架33構(gòu)成為具備多個輪輻35.....35，它們例如圖3和圖4所示地配置
于周向相鄰的磁鐵極部31和磁性材料極部32之間并沿徑向延伸；由所述輪輻35.....35
連接的內(nèi)周側(cè)圓環(huán)狀的軸部36和外周側(cè)圓環(huán)狀的輪緣(rim)部37 ；以及與形成于軸部36 的內(nèi)周部的外部的驅(qū)動軸(例如，車輛的變速器的輸入軸等)連接的連接部。更為具體地來說，轉(zhuǎn)子框架33由第一和第二框架33A、33B以軸向?qū)χ玫姆绞浇M合構(gòu)成，該第一和第二框架33A、3!3B分別具有軸部36a(36b)和輪緣部37a(37b)以及具有一對輪輻35a、35a (35b、35b)的多個輪輻形成部件38a、· · ·、38a (38b、· · · ,38b)(參照圖7)， 所述一對輪輻35a、35a(35b、35b)配置于軸部36a(36b)與輪緣部37a(37b)之間并沿徑向延伸，由第一框架33A的軸部36a和第二框架33B的軸部36b構(gòu)成轉(zhuǎn)子框架33的軸部36， 由第一框架33A的輪緣部37a和第二框架33B的輪緣部37b構(gòu)成轉(zhuǎn)子框架33的輪緣部37，
由第一框架33A的輪輻3 和第二框架33B的輪輻3 構(gòu)成轉(zhuǎn)子框架33的輪輻35.....
35。在此，軸部36a (36b)、輪緣部37a (37b)和多個輪輻形成部件38a、...、38a(38b、...、38b)分別通過將薄板狀的板材沖壓成形而形成。接著，將一體化磁鐵44和磁性部件45以隔著輪輻35在周向相鄰的方式配置，并由軸部36和輪緣部37從徑向兩側(cè)夾著。在軸部36的旋轉(zhuǎn)軸線0方向兩端部，即軸部36a的旋轉(zhuǎn)軸線0方向一側(cè)端部和軸部36b的旋轉(zhuǎn)軸線0方向另一側(cè)端部，例如圖7所示地在收納磁性材料極部32的磁性部件 45的位置設(shè)有向徑向外側(cè)延伸的保持部361、361，所述保持部361、361與形成于磁性部件 45的退避槽451、451卡合。同樣地，在輪緣部37的旋轉(zhuǎn)軸線0方向兩端部，即輪緣部37a 的旋轉(zhuǎn)軸線0方向一側(cè)端部和輪緣部37b的旋轉(zhuǎn)軸線0方向另一側(cè)端部，在收納磁性材料極部32的磁性部件45的位置設(shè)有向徑向外側(cè)延伸的保持部371、371，所述保持部371、371 與形成于磁性部件45的退避槽452、452卡合。由此，借助保持部361、371將磁性部件45 在轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸線0方向的定位，從而將磁性部件45可靠地保持在轉(zhuǎn)子框架 33內(nèi)。此時，磁性部件45與保持部361、371構(gòu)成為從與軸線垂直的方向的截面觀察處于同一面(參照圖12 圖14)。另外，保持部361、371分別與軸部36a(36b)、輪緣部37a(37b) 一起通過沖壓成形而形成。例如圖7所示，輪輻形成部件38a (38b)以從周向和徑向包圍一體化磁鐵44的方式從與軸線垂直的方向的截面觀察呈大致扇形形狀，并且在徑向外側(cè)大致中央部形成有開口 381。即，輪輻形成部件38a(38b)構(gòu)成為具備設(shè)于周向兩側(cè)的一對輪輻35a、35a(35b、 35b)；從輪輻35a、35a(35b、35b)的徑向內(nèi)側(cè)沿軸部36a(36b)延伸設(shè)置并將一對輪輻部 35a、35a(35b、35b)相互連接的徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382 ；以及從一對輪輻35a、35a(35b、 35b)的徑向外側(cè)沿輪緣部37a延伸設(shè)置并夾著開口 381地彼此對置的徑向外側(cè)延伸設(shè)置部 383、383。并且，軸部36a(36b)與徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382在徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382的兩端焊接接合，并且輪緣部37a(37b)與徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383、383焊接接合。此外，在輪輻形成部件38a的輪輻35a、35a的旋轉(zhuǎn)軸線0方向一側(cè)端部和輪輻形成部件38a的輪輻35b、3^D的旋轉(zhuǎn)軸線0方向另一側(cè)端部，設(shè)有朝向周向內(nèi)側(cè)、即所收納的一體化磁鐵44彎折的爪部351、351，所述爪部351、351與形成于一體化磁鐵44的各副永磁片42、42、43、43的退避槽422、422、432、432卡合。由此，借助爪部；351、351將一體化磁鐵 44在轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸線0方向的定位，從而將一體化磁鐵44可靠地保持在轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)。此時，副永磁片42、42、43、43與爪部351、351、351、351構(gòu)成為從與軸線垂直的方向的截面觀察處于同一面。另外，爪部351與輪輻35a(35b) —起通過沖壓成形而形成。 輪輻35a的板厚(周向長度)比轉(zhuǎn)子11與定子12的間隙厚，進(jìn)而也可以在輪輻35a(35b) 的表面設(shè)置絕緣層。由此，抑制了周向相鄰的磁鐵極部31與磁性材料極部32之間的磁通流動，并且能夠抑制渦電流。外周環(huán)50例如由不銹鋼板等非磁性材料構(gòu)成，所述外周環(huán)50裝配在轉(zhuǎn)子框架33 的輪緣部37的外周面，并且以在轉(zhuǎn)子框架33產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的方式安裝。另外，裝配方法只要是以在轉(zhuǎn)子框架33產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的方式安裝即可，可以通過壓入、熱壓配合等來安裝。接著，對本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10的轉(zhuǎn)子11的組裝方法進(jìn)行說明。如圖9
所示，在軸部36a的外周側(cè)以預(yù)定的間隔配置多個輪輻形成部件38a.....38a，在軸部36a
的外周面通過在各徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382的兩端進(jìn)行焊接而將軸部36a與輪輻形成部件 38a.....38a接合。此時，以形成于軸部36a的保持部361和形成于輪輻35的爪部351在
10旋轉(zhuǎn)軸線0方向處于同側(cè)的方式接合。接著，如圖10所示地，以使形成于輪緣部37a的保持部371與形成于軸部36a的保持部361在旋轉(zhuǎn)軸線0方向處于同側(cè)的方式將輪緣部37a
配置于輪輻形成部件38a.....38a的徑向外側(cè)，并且在徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383、383進(jìn)行
焊接而將輪緣部37a與輪輻形成部件38a.....38a接合，制造第一框架33A。接著，如圖11所示地，以使形成于一體化磁鐵44的副永磁片42的退避槽422、422
與形成于輪輻35a的爪部351、351卡合的方式，分別將一體化磁鐵44.....44裝配于第一
框架33A的輪輻形成部件38a.....38a內(nèi)。接著，如圖12所示地，以使形成于磁性部件45
的退避槽451、452與形成于軸部36的保持部361和形成于輪緣部37a的保持部371卡合的方式，分別將磁性部件45.....45裝配于周向相鄰的輪輻形成部件38a、38a之間。接著，如圖13所示地，將與第一框架33A同樣地制造的第二框架3 相對于第一框架33A從旋轉(zhuǎn)軸線0方向相反側(cè)進(jìn)行裝配，然后如圖14所示地，將外周環(huán)50壓入輪緣部 37a,37b的外周面。如以上所說明了的，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，在主永磁片41的一側(cè)和另一側(cè)分別配置一對副永磁片42、42、43、43，以大致海爾貝克配置的一體化磁鐵44構(gòu)成磁鐵極部31，因此能夠使與各定子12、12交鏈的有效磁通相對增多，并且將朝向各定子12、 12的磁通以外的磁通聚集在構(gòu)成磁鐵極部31的一體化磁鐵44內(nèi)部。因此，能夠抑制其與周向相鄰的磁性材料極部32的磁性部件45的磁通的短路，由此，能夠抑制電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩的減小和效率降低。此外，由于朝向各定子12、12的磁通以外的磁通聚集在一體化磁鐵44內(nèi)部，因此能夠使轉(zhuǎn)子框架33的輪輻35的厚度變薄，提高磁鐵極部31和磁性材料極部32的占有率， 使電機(jī)的發(fā)生轉(zhuǎn)矩增大。進(jìn)而，由于磁鐵極部31由預(yù)先在主永磁片41的一側(cè)和另一側(cè)分別配置了一對副永磁片42、42、43、43的大致海爾貝克配置的一體化磁鐵44構(gòu)成，因此能夠提高向轉(zhuǎn)子框架 33的安裝性，使制造工序簡化。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，副永磁片42、42(43、4；3)具有厚度朝向主永磁片41的大致中央部410逐漸減小的楔形面421 (431)，因此能夠通過調(diào)整楔形面 421(431)的傾斜度而容易地調(diào)整極弧角。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，通過使主永磁片41與副永磁片42、 42、43、43利用粘接材料或者通過燒結(jié)而一體化，能夠容易地制造一體化磁鐵44。此外，構(gòu)成磁性材料極部32的磁性部件45能夠通過層疊硅鋼板或者以軟磁性體成形和燒結(jié)而制造，因此能夠容易地制造磁性部件45，進(jìn)而能夠通過形成槽450而容易地使磁性部件45帶有磁凸極性。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，通過將傳導(dǎo)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子框架33 沿軸向分割，能夠提高組裝性。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，在軸部36a (36b)和輪緣部37a (37b) 的旋轉(zhuǎn)軸線0方向外側(cè)設(shè)有保持磁性材料極部32的磁性部件45的保持部361、371，并在磁性部件45設(shè)置與保持部件361、371卡合的退避槽451、452，從而能夠可靠地將磁性部件 45保持在轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)。此外，通過將與保持部361、371卡合的卡合部作為退避槽451、 452，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子11與定子12之間的空隙設(shè)定為最小限度。進(jìn)而，由于軸部36a(36b)和輪緣部37a(37b)分別與保持部361、371 —起通過沖壓成形而形成，因此能夠通過由沖壓成形實現(xiàn)的加工硬化來提高強(qiáng)度。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，在輪輻35a(35b)的旋轉(zhuǎn)軸線0方向外側(cè)設(shè)有固定磁鐵極部31的一體化磁鐵44的爪部351，并在一體化磁鐵44設(shè)置與爪部 351,351卡合的退避槽422、432，從而能夠可靠地將一體化磁鐵44保持在轉(zhuǎn)子框架33內(nèi)。 此外，通過將與爪部351卡合的卡合部作為退避槽451、452，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子11與定子12之間的空隙設(shè)定為最小限度。進(jìn)而，由于輪輻35a(35b)與爪部351—起通過沖壓成形而形成， 因此能夠通過由沖壓成形實現(xiàn)的加工硬化來提高強(qiáng)度。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，由于將輪輻35a(35b)的板厚設(shè)定得比形成于轉(zhuǎn)子11和定子12之間的空隙厚，因此能夠抑制周向相鄰的磁鐵極部31的一體化磁鐵44與磁性材料極部32的磁性部件45的磁通流動。此外，通過在輪輻35a(35b)的表面設(shè)置絕緣層，能夠抑制渦電流的產(chǎn)生。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，輪輻35a (35b)與沿軸部36a (36b)延伸設(shè)置的徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382和沿輪緣部37a(37b)的徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383、383 一體地構(gòu)成，徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382和徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383、383分別通過焊接而與軸部36a(36b)和輪緣部37a(37b)接合，因此能夠通過沖壓加工制造輪輻35a(35b)、軸部 36a (36a)和輪緣部37a (37b)，與從一個部件(構(gòu)成為圓柱或圓筒形狀的實心材料)切削加工轉(zhuǎn)子框架33的情況相比，能夠縮短制造時間。進(jìn)而，利用徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382和/或徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383、383使周向相鄰的輪輻35a、35a(35b、35b) —體化，能夠通過以一枚平板形成輪輻形成部件38a(38b) 來削減部件數(shù)量，能夠使組裝工序簡易化。此外，根據(jù)本實施方式的軸向間隙型電機(jī)10，通過將外周環(huán)50嵌合于轉(zhuǎn)子框架33 的輪緣部37，能夠提高轉(zhuǎn)子框架33的剛性，并且能夠使輪緣部37變薄，能夠容易地利用沖壓成形來制造。另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式中舉例示出的內(nèi)容，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。例如，在副永磁片42、42(43、43)形成有楔形面421 (431)，然而并不一定要形成楔形面 421 (431)。此外，周向相鄰的輪輻35a、35a(35b、35b)借助輪輻形成部件38a(38b)的徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382而相互連接，然而也可以是借助徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383來連接，或者借助徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部382和徑向外側(cè)延伸設(shè)置部383雙方來連接，此外，也可以將各輪輻 35a,35b分別獨立地設(shè)置。標(biāo)號說明10 軸向間隙型電機(jī)；11 轉(zhuǎn)子；12 定子；31 磁鐵極部；32 磁性材料極部；33 轉(zhuǎn)子框架；33A 第一框架；33B 第二框架；35、35a、35b 輪輻；351 爪部；36、36a、36b 軸部；361 保持部；37,37a,37b 輪緣部；371 保持部；38a、38b 輪輻形成部件；382 徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部；383 徑向外側(cè)延伸設(shè)置部；41 主永磁片(主磁鐵片)；410 中央部；42 副永磁片(副磁鐵片)；421 楔形面(楔形部)；422 退避槽；43 副永磁片(副磁鐵片)；431 楔形面(楔形部)；432 退避槽；44 一體化磁鐵；45 磁性部件；450 槽(貫通孔)；451 退避槽；452 退避槽；50 外周環(huán)；0 旋轉(zhuǎn)軸線。
權(quán)利要求
1.一種軸向間隙型電機(jī)，其具備能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和從旋轉(zhuǎn)軸線方向的兩側(cè)夾著所述轉(zhuǎn)子而對置配置的一對定子，該軸向間隙型電機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子具備磁鐵極部，該磁鐵極部沿周向以預(yù)定的間隔配置；以及磁性材料極部，該磁性材料極部配置于在周向相鄰的所述磁鐵極部之間，所述磁鐵極部由以下部分一體化而成的一體化磁鐵構(gòu)成主磁鐵片，該主磁鐵片沿旋轉(zhuǎn)軸線方向被磁化；一對副磁鐵片，該一對副磁鐵片在旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)配置于所述主磁鐵片的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且該一對副磁鐵片的與所述主磁鐵片的旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的磁極同極的磁極對置；以及一對副磁鐵片，該一對副磁鐵片在旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)配置于所述主磁鐵片的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且該一對副磁鐵片的與所述主磁鐵片的旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的磁極同極的磁極對置，所述主磁鐵片的一部分向所述一對定子露出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述副磁鐵片分別具有厚度朝向所述主磁鐵片的大致中央部逐漸減小的楔形部，所述主磁鐵片的大致中央部向所述一對定子露出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述主磁鐵片、配置于旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的所述一對副磁鐵片、以及配置于旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的所述一對副磁鐵片通過粘接材料或者通過燒結(jié)而一體化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述磁性材料極部由硅鋼板層疊而成、或者由軟磁性體的磁性部件構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)軸線方向具有磁凸極性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述磁性部件具有沿旋轉(zhuǎn)軸線方向貫通的貫通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具備非磁性的轉(zhuǎn)子框架，該轉(zhuǎn)子框架具有多個輪輻，該多個輪輻配置于所述磁鐵極部和所述磁性材料極部之間并沿徑向延伸；以及軸部和輪緣部，該軸部和輪緣部分別設(shè)于所述多個輪輻的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子框架由第一框架和第二框架構(gòu)成，并且是由所述第一框架和所述第二框架沿軸向組裝構(gòu)成的，所述第一框架和所述第二框架分別具有多個輪輻，該多個輪輻配置于所述磁鐵極部和所述磁性材料極部之間并沿徑向延伸；以及軸部和輪緣部，該軸部和輪緣部分別設(shè)于所述多個輪輻的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，在所述第一框架和所述第二框架的所述軸部和所述輪緣部的旋轉(zhuǎn)軸線方向外側(cè)，具有保持所述磁性材料極部的保持部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，在所述磁性材料極部，設(shè)有與所述保持部卡合的沿周向延伸的退避槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，在所述第一框架和所述第二框架的所述輪輻的旋轉(zhuǎn)軸線方向外側(cè)，設(shè)有固定所述磁鐵極部的爪部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，在所述磁鐵極部，設(shè)有與所述輪輻的爪部卡合的沿徑向延伸的退避槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于， 所述輪輻的板厚比形成于所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的空隙厚。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于， 在所述輪輻的表面設(shè)有絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述輪輻與沿所述軸部延伸設(shè)置的徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部和沿所述輪緣部延伸設(shè)置的徑向外側(cè)延伸設(shè)置部一體地構(gòu)成，所述徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置部和所述徑向外側(cè)延伸設(shè)置部通過焊接分別與所述軸部和所述輪緣部接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，在所述第一轉(zhuǎn)子框架和所述第二轉(zhuǎn)子框架的輪緣部嵌合有外周環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于， 所述輪輻與所述爪部一起通過沖壓成形而形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于，所述軸部和所述輪緣部分別與所述保持部一起通過沖壓成形而形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型電機(jī)，其特征在于， 所述軸向間隙型電機(jī)用于車輛。
全文摘要
磁鐵極部(31)由以下部分一體化而成的一體化磁鐵(44)構(gòu)成沿旋轉(zhuǎn)軸線方向被磁化的主永磁片(41)；一對副永磁片(42、42)，其在旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)配置于主永磁片(41)的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且一對副永磁片(42、42)的與主永磁片(41)的旋轉(zhuǎn)軸線方向一側(cè)的磁極同極的磁極對置；以及一對副永磁片(43、43)，其在旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)配置于主永磁片(41)的周向兩側(cè)，并分別在與旋轉(zhuǎn)軸線方向和徑向垂直的方向被磁化，并且一對副永磁片(43、43)的與主永磁片(41)的旋轉(zhuǎn)軸線方向另一側(cè)的磁極同極的磁極對置，主永磁片(41)的一部分向一對定子(12、12)露出。
文檔編號H02K21/24GK102301565SQ200980155539
公開日2011年12月28日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者山本惠一 申請人:本田技研工業(yè)株式會社