專利名稱：具有防止層疊鐵心破損結構的轉子及旋轉電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉電動機的轉子，尤其涉及具備層疊電磁鋼板而形成的鐵心與磁鐵的旋轉電動機的轉子。另外，本發(fā)明涉及具備這種轉子的旋轉電動機。
背景技術：
圖12是在將現(xiàn)有技術的旋轉電動機的轉子100切割為半圓筒狀的狀態(tài)下表示的立體圖。圖13是將構成圖12的旋轉電動機的轉子100的磁鐵列102在同一平面上展開而表示的示意圖。轉子100包括在層疊方向D上層疊電磁鋼板而形成的鐵心104、沿該鐵心104的圓周方向埋入鐵心104的內部的多個磁鐵列102。各磁鐵列102是將多個磁鐵片106在鐵心104的層疊方向D上排列而形成。用于形成磁鐵列102的磁鐵片106從削減磁鐵片106的供應成本及管理成本的觀點來看，一般是同樣形狀的磁鐵片106。因此，如圖所示,各磁鐵列102的磁鐵片106間的邊界面以相對于在鐵心104的圓周方向鄰接的其他磁鐵列102對齊的方式配置。但是，當這些磁鐵片106的邊界面局部集中時，以作用在磁鐵片106間的斥力為起因，沿構成鐵心104的電磁鋼板的粘結面或鉚接部分形成裂紋或間隙、或根據(jù)場合，鐵心104分離,有可能成為轉子100破損的原因。另一方面，日本特開2000-134836號公報公開了分別由長度不同的多個磁鐵片構成各磁鐵列，使磁鐵間的邊界面錯開的結構。圖14是將構成參考例的旋轉電動機的轉子的磁鐵列110展開在同一平面上而表示的示意圖。圖14所示的參考例應用在日本特開2000-134836號公報中所公開的概念,表不在鐵心(未圖不)的層疊方向上長度長的磁鐵列110。如圖所示，在該參考例中，磁鐵片112間的邊界面在轉子的旋轉方向上不一致。因此，能夠避免上述那樣鐵心破損。但是，在該參考例中，利用層疊方向的尺寸不同的多種磁鐵。因此，在選定適當?shù)呐帕蟹矫婊ㄙM時間，磁鐵的供應成本及管理成本增大。需要一種具有防止層疊鐵心的破損結構的旋轉電動機的轉子及具備這種轉子的旋轉電動機。

發(fā)明內容
根據(jù)本申請的第一個發(fā)明，提供一種旋轉電動機的轉子，具備:層疊電磁鋼板而形成的鐵心；以及以在上述鐵心的層疊方向上延伸的方式安裝在上述鐵心上的多個磁鐵列，其中，上述多個磁鐵列的各磁鐵列是將第一磁鐵片及第二磁鐵片這兩種磁鐵片中的至少一方在上述層疊方向上排列多個而構成的，上述第一磁鐵片與上述第二磁鐵片在上述層疊方向的長度比是一比二，上述多個磁鐵列中的至少兩個磁鐵列以包括至少兩個上述第二磁鐵片的方式排列，構成上述多個磁鐵列的各磁鐵列的上述磁鐵片間的邊界面以在與上述層疊方向正交的上述鐵心的截面上不一致的方式錯開地排列。根據(jù)本申請的第二個發(fā)明，提供一種旋轉電動機的轉子，在第一個發(fā)明中，為構成上述多個磁鐵列而使用的上述第一磁鐵片的數(shù)量與上述磁鐵列的數(shù)量相同。根據(jù)本申請的第三個發(fā)明，提供一種旋轉電動機的轉子，在第一或第二發(fā)明中，上述鐵心以其上述層疊方向的長度是上述第一磁鐵片的上述層疊方向的長度的整數(shù)倍，并且與四倍以上對應的方式層疊形成。根據(jù)本申請的第四發(fā)明，提供一種旋轉電動機，具備第一至第三中任一發(fā)明的轉子。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)第一個發(fā)明，能夠可靠地防止轉子的層疊鐵心的破損。另外，由于能夠只使用兩種磁鐵片構成在層疊方向上長度長的轉子，因此能夠削減磁鐵的管理成本、供應成本。根據(jù)第二個發(fā)明，層疊方向的尺寸小的第一磁鐵片的使用數(shù)量得到限制。換言之，盡量多地使用長度長的第二磁鐵片。因此，磁鐵片的使用個數(shù)整體上變少，提高了相對于鐵心設置磁鐵片時的作業(yè)效率。并且，結果削減了轉子的生產成本。根據(jù)第三個發(fā)明，在鐵心的層疊方向的尺寸大的長度長的轉子中，能夠有效地形成磁鐵列。根據(jù)第四個發(fā)明，提供具有與第一個至第三個發(fā)明相關的上述優(yōu)點的旋轉電動機。這些及其他本發(fā)明的對象、特征及優(yōu)點參照附圖所表示的本發(fā)明的示例的實施方式的詳細的說明而更明確。


圖1是在將本發(fā)明的一個實施方式的旋轉電動機的轉子切割為半圓筒狀的狀態(tài)下表示的立體圖。圖2是圖1的旋轉電動機的轉子的剖視圖。圖3是將構成圖1的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖4是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖5是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖6是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖7是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖8是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖9是本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的剖視圖。圖10是將構成圖9的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖11是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。圖12是在將現(xiàn)有技術的旋轉電動機的轉子切割為半圓筒狀的狀態(tài)下表示的立體圖。圖13是將構成圖12的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。
圖14是將構成參考例的旋轉電動機的轉子的磁鐵列在同一平面上展開而表示的示意圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。在圖示的實施方式中，各結構要素間的相對尺寸為了方便說明，存在與實際運用的實施方式的大小不同的場合。圖1是在將本發(fā)明的一個實施方式的旋轉電動機的轉子10切割為半圓筒狀的狀態(tài)下表示的立體圖。圖2是圖1的旋轉電動機的轉子10的剖視圖。在圖1中，為了方便說明，只表不一側的半圓筒體10a。圖不的半圓筒體IOa與未圖不的另一側的半圓筒體一起構成一體的圓筒狀的轉子10。轉子10具備層疊電磁鋼板而形成的鐵心12、以在鐵心12的層疊方向D上延伸的方式安裝在鐵心12上的多個磁鐵列14。層疊方向D與轉子10的旋轉軸線平行地延伸。鐵心12通過使薄板狀的電磁鋼板在層疊方向上疊加地互相接和或鉚接而一體地形成，具有圓筒形狀的外形。磁鐵列14以收放在鐵心12所形成的切槽中的方式埋入鐵心12的內部。磁鐵列14通過在切槽內接合后述的磁鐵片16、或在磁鐵片16與切槽之間的間隙中填充樹脂等公知的方法安裝。磁鐵列14如在圖2中更明確地表示那樣，在鐵心12的圓周方向上以大致相等的間隔配置。另外，磁鐵列14使用粘接劑粘貼在鐵心12的外周面12a上。另外，還可以具備從外部加強鐵心12與磁鐵列14間的固定作用的加強結構。加強結構可以是由具有例如從外部覆蓋磁鐵列14并且一邊相對于鐵心12按壓磁鐵列14 一邊進行固定的作用的金屬、CFRP (碳纖維強化塑料)或GFRP (玻璃纖維強化塑料)等構成的管體。這種加強結構尤其在轉子10的轉速大的用途中對提高可靠性是有效的。各磁鐵列14由在鐵心12的層疊方向D上排列的多個磁鐵片16形成。在本實施方式中，作為構成磁鐵列14的磁鐵片16，使用第一磁鐵片16a與第二磁鐵片16b。第一磁鐵片16a在層疊方向D上具有某種長度L的尺寸。第二磁鐵片16b在層疊方向D上具有第一磁鐵片16a長度L的兩倍的長度2L的尺寸。即，第一磁鐵片16a與第二磁鐵片16b在層疊方向D的長度比為一比二。例如，第一磁鐵片16a在層疊方向D上具有50mm的長度，第二磁鐵片16b在層疊方向D上具有IOOmm的長度。各磁鐵列14是排列多個第一磁鐵片16a及第二磁鐵片16b這兩種磁鐵片16中至少一方而構成的。各磁鐵列14的層疊方向D的尺寸形成為與鐵心12的層疊方向D的尺寸大致一致。構成同一磁鐵列14的磁鐵片16在鐵心12的半徑方向上互相沿同一方向被磁化，形成一個磁極。即，各磁鐵列14形成沿層疊方向D的其全長延伸的一個磁極。參照圖2，就各磁鐵列14的磁化方向而言，對于相鄰的磁鐵列14，磁化方向互相反向。即，以下述方式排列:在某個磁鐵列14在鐵心12的徑向外側形成N極，并且在鐵心12的徑向內側形成S極的場合，與該磁鐵列14的兩側鄰接的其他磁鐵列14在鐵心12的徑向外側形成S極，在鐵心12的徑向內側形成N極。另外，在轉子10的徑向外側以包圍轉子10的方式設有未圖示的旋轉電動機的定子。在定子上以與轉子10的各磁鐵列14相對的方向配置電磁鐵，利用轉子10的磁鐵列14與定子的電磁鐵間的斥力及引力，對轉子10進行旋轉驅動。接著，參照圖3，對磁鐵片16的排列方法進行說明。圖3是將構成圖1的轉子10的磁鐵列14在同一平面上展開而表示的示意圖。如上所述，磁鐵片16由第一磁鐵片16a與第二磁鐵片16b構成。在圖示的例子中，各磁鐵列14的層疊方向D的長度(S卩，鐵心12的層疊方向D的長度)是第一磁鐵片16a的層疊放向D的長度L的四倍。在圖示的實施方式中，磁鐵列14交替地配置第一排列圖案與第二排列圖案。第一排列圖案由在層疊方向D上排列的兩個第二磁鐵片16構成。第二排列圖案由兩個第一磁鐵片16a、和以被夾在這些第一磁鐵片16a之間的方式配置的第二磁鐵片16b構成。如圖所示，各磁鐵列14以磁鐵片16間的邊界面在與層疊方向D正交的方向(轉子10的旋轉方向)上不一致的方式錯開地排列。這樣，通過使磁鐵片16的邊界面錯開地排列，能夠防止磁作用局部集中。由此，能夠利用磁鐵列14的磁作用來分散作用于鐵心12的力，防止在由層疊結構構成的鐵心12上形成裂紋或間隙。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于只使用第一磁鐵片16a與第二磁鐵片16b這兩種磁鐵片16即可，因此削減了磁鐵片16的供應成本及管理成本。另外，在圖示的實施方式中，由于構成八個磁鐵列14，因此使用與磁鐵列14的列數(shù)相同的八個第一磁鐵片16a。這樣，在本實施方式中，抑制尺寸小的第一磁鐵片16a的使用個數(shù)，優(yōu)先使用尺寸大的第二磁鐵片16b。一般地，如果減少磁鐵片的使用個數(shù)，就能提高相對于鐵心安裝磁鐵片的作業(yè)效率，因此根據(jù)本實施方式，能夠削減生產成本。因此，根據(jù)本實施方式，能夠提供廉價的轉子10。接著，參照圖4說明本發(fā)明的其他實施方式。另外，在以下說明的各實施方式或變形例中，對與上述實施方式的結構要素相同的、或對應的結構要素使用相同的參照符號，適當省略重復的說明。圖4是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列20在同一平面上展開而表示的示意圖。在該實施方式中，一對鄰接的磁鐵列20以同一排列圖案構成。并且，與這一對磁鐵列20鄰接的其他一對磁鐵列20以不同的排列圖案構成。即，例如在由上述第一排列圖案構成一對磁鐵列20的場合，鄰接于其兩側而配置的各對磁鐵列20由第二排列圖案構成。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列20的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向上以不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列20的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。圖5是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列30在同一平面上展開而表示的示意圖。在本實施方式中，各磁鐵列30的層疊方向的長度(即鐵心(未圖示)的層疊方向的長度)為第一磁鐵片16a的長度L的五倍。各磁鐵列30如圖所示，以第三排列圖案與第四排列圖案交替地出現(xiàn)的方式配置。第三排列圖案是組合在層疊方向D上排列的兩個第二磁鐵片16b、和配置在層疊方向D的基端側的一個第一磁鐵片16a的排列圖案。第四排列圖案將第三排列圖案反轉180度的圖案，是組合了在層疊方向D上排列的兩個第二磁鐵片16b、和配置在層疊方向D的末端側的一個第一磁鐵片16a的排列圖案。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列30的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向上不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列30的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。圖6是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列40在同一平面上展開而表不的不意圖。在該實施方式中，一對鄰接的磁鐵列40以同一排列圖案構成。并且，與這一對磁鐵列40鄰接的其他的一對磁鐵列40以不同的排列圖案構成。即，例如在由上述第三排列圖案構成一對磁鐵列40的場合，相鄰于其兩側而配置的各對磁鐵列40由第四排列圖案構成。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列40的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向上不一致的方式偏離地配置。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列40的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。圖7是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列50在同一平面上展開而表不的不意圖。在本實施方式中，各磁鐵列50的層疊方向D的長度(即鐵心(未圖示)的層疊方向D的長度)為第一磁鐵片16a的長度L的六倍。各磁鐵列50如圖示，以第五排列圖案與第六排列圖案交替地出現(xiàn)的方式配置。第五排列圖案是三個第二磁鐵片16b在層疊方向D上排列的排列圖案。第六排列圖案是由在層疊方向D上并列的兩個第二磁鐵片16b、和以從層疊方向D的兩側夾入這兩個第二磁鐵片16b的方式配置的兩個第一磁鐵片16a構成的排列圖案。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列50的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向上不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列50的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。圖8是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列60在同一平面上展開而表不的不意圖。在該實施方式中，一對鄰接的磁鐵列60以同一排列圖案構成。并且，與這一對磁鐵列60鄰接的其他的一對磁鐵列60以不同的排列圖案構成。即，例如在由上述第五排列圖案構成一對磁鐵列60的場合,鄰接于其兩側地配置的各對磁鐵列60由第六排列圖案構成。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列60的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列60的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。圖9是本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子70的剖視圖。在本實施方式的轉子70中，多個磁鐵列72構成同一磁極。具體地說，由兩個磁鐵列72形成同一磁極。SP，一對磁鐵列72如圖所不那樣在同一方向上被磁化。并且，相對于這些磁鐵列72在鐵心74的圓周方向上鄰接地排列的其他成對的兩個磁鐵列72在相反方向上被磁化。這樣，磁化方向在每個鄰接的各極上以朝向相反方向的方式交替地配置。并且，在本實施方式中，由于得到比較大的磁力，因此適用于高速旋轉。因此，為了也能夠承受高速旋轉時的離心力，起到加強作用的鐵心74的一部分在構成同一磁極的一對磁鐵列72之間延伸，磁鐵列72互相離開。圖10是將構成圖9的轉子的磁鐵列72在同一平面上展開而表示的示意圖。在本實施方式中，各磁鐵列72的層疊方向D的長度(即鐵心(未圖不)的層疊方向D的長度)為第一磁鐵片16a的六倍的長度。各磁鐵列72如圖示，以第五排列圖案與第六排列圖案交替地出現(xiàn)的方式配置。另外，在本實施方式中，如圖9所示形成有共計十六列的磁鐵列72，但考慮圖的可見性，省略在中間部分排列的磁鐵列72。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列72的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子70的旋轉方向上不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列72的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子70。圖11是將構成本發(fā)明的其他實施方式的旋轉電動機的轉子的磁鐵列80在同一平面上展開而表示的示意圖。另外，即使在圖11中，也與圖10相同地省略磁鐵列80的中間部分。在該實施方式中，一對鄰接的磁鐵列80以同一排列圖案構成。并且,與這一對磁鐵列80鄰接地配置的其他一對磁鐵列80以不同的排列圖案構成。即，例如在由上述第五排列圖案構成一對磁鐵列80的場合，在其兩側鄰接的各對磁鐵列80由第六排列圖案構成。即使在該實施方式中，構成各磁鐵列80的磁鐵片16間的邊界面以在與層疊方向D正交的轉子的旋轉方向上不一致的方式錯開地排列。并且，所使用的長度短的第一磁鐵片16a的個數(shù)與磁鐵列80的列數(shù)相同。因此，即使在該實施方式中，也能夠提供具有與上述實施方式相同的優(yōu)點的旋轉電動機及用于該旋轉電動機的轉子。另外，在上述實施方式中，示例了利用兩個磁鐵列構成一個磁極的場合來進行說明，但根據(jù)場合，也可以利用三個以上磁鐵列構成各磁極。另外，本發(fā)明不特別地限定于利用上述接合或鉚接而一體化的層疊鐵心，能適當?shù)貞糜趯盈B鐵心全體。具體的磁鐵的排列方法不限定于圖示的具體例。若考慮轉子的品質，則期望是如附圖所示那樣在旋轉方向上對稱的排列圖案，但這種情況也不是必須的。以上，參照附圖對鐵心的層疊方向的磁鐵列的長度為第一磁鐵片的長度的四倍、五倍或六倍的實施方式進行了說明，但本發(fā)明也能夠同樣地應用于具有第一磁鐵片的七倍以上的長度的、長度更長的磁鐵列。以上，使用本發(fā)明的示例的實施方式圖示了本發(fā)明，但本領域技術人員當然能夠理解為在不脫離所說明的本發(fā)明的精神及范圍地能夠進行上述各種改變、省略、追加。
權利要求
1.一種旋轉電動機的轉子(10、70),具備:層疊電磁鋼板而形成的鐵心(12、74);以及以在上述鐵心(12、74)的層疊方向(D)上延伸的方式安裝在上述鐵心(12、74)上的多個磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80)，該旋轉電動機的轉子(10、70)的特征在于， 上述多個磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80)的各磁鐵列是將第一磁鐵片(16a)及第二磁鐵片(16b)這兩種磁鐵片中的至少一方在上述層疊方向(D)上排列多個而構成的， 上述第一磁鐵片(16a)與上述第二磁鐵片(16b)在上述層疊方向(D)的長度比是一比--， 上述多個磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80)中的至少兩個磁鐵列以包括至少兩個上述第二磁鐵片(16b)的方式排列， 構成上述多個磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80)的各磁鐵列的上述磁鐵片(16a、16b)間的邊界面以在與上述層疊方向(D)正交的上述鐵心(12、74)的截面上不一致的方式錯開地排列。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉電動機的轉子(10、70)，其特征在于， 為構成上述多個磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80)而使用的上述第一磁鐵片(16a)的數(shù)量與上述磁鐵列(14、20、30、40、50、60、72、80 )的數(shù)量相同。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的旋轉電動機的轉子(10、70)，其特征在于， 上述鐵心(12、74)以其上述層疊方向(D)的長度是上述第一磁鐵片(16a)的上述層疊方向(D)的長度的整數(shù)倍，并且與四倍以上對應的方式層疊形成。
4.一種旋轉電動機，其特征在于， 具備權利要求1 3中任一項所述的轉子。
全文摘要
本發(fā)明提供具備層疊電磁鋼板而形成的鐵心、和在鐵心的層疊方向上延伸的多個磁鐵列的旋轉電動機的轉子。構成各磁鐵列的磁鐵片從層疊方向的長度比是一比二的第一磁鐵片與第二磁鐵片中選定。磁鐵列以包括至少兩個第二磁鐵片的方式排列，并且磁鐵片間的邊界面以在與層疊方向正交的方向上不一致的方式錯開地排列。由此，能夠提供具有防止層疊鐵心破損結構的旋轉電動機的轉子及具備這種轉子的旋轉電動機。
文檔編號H02K1/27GK103178629SQ20121056265
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月22日
發(fā)明者有松洋平 申請人:發(fā)那科株式會社