轉子軛和應用轉子軛的發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉子軛和應用轉子軛的發(fā)動機。一種轉子軛（11，31，41），包括：圓盤形的多個轉子芯（11a，31a，41a，41b），所述多個轉子芯被層壓以形成圓柱形；多個磁體插孔（12，12a），所述磁體插孔分別包括在所述轉子軛（11，31，41）的層壓方向上貫穿的縱邊（12b）和橫邊（12c）；橋部（15，15a），所述橋部布置在所述轉子芯（11a，31a，41a，41b）的周向方向上彼此相鄰的所述磁體插孔（12，12a）之間，且將內部區(qū)域（14，14a）連接到外部區(qū)域（13，13a）；凹部（18，18a），所述凹部布置在所述橋部（15，15a）處并且從所述轉子芯（11a，31a，41a，41b）的外周表面徑向向內凹陷而形成；凸邊（12d），所述凸邊朝向所述磁體插孔（12，12a）的內部突出。
【專利說明】轉子軛和應用轉子軛的發(fā)動機
【技術領域】
[0001]本公開總體涉及轉子軛和應用轉子軛的發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]根據已知的內部轉子發(fā)動機的轉子軛，通過將轉軸和場磁極磁體(下文稱為磁體)安裝到轉子軛來構造轉子。由于內部轉子發(fā)動機具有的結構是，轉子布置在發(fā)動機的內側，且被線圈纏繞的定子布置在轉子的外側，故內部轉子發(fā)動機特征在于，例如，轉子的慣性矩小且線圈的散熱較好。通常，磁體在安裝至轉子軛之前沒有被磁化，且在磁體被安裝在轉子軛上之后通過磁軛被磁化。當磁化磁體時，為了將所需的磁性能應用到磁體，抵靠著磁軛對安裝有磁體的轉子軛進行定位需要是精確的。
[0003]JP2010-236453A(下文稱為專利參考文獻I)中公開了已知的電動發(fā)動機轉子。根據專利參考文獻1，公開了一種電動發(fā)動機轉子，其包括內部具有永磁體的基本上圓柱形的轉子層壓鋼板。電動發(fā)動機轉子的轉子層壓鋼板形成有多個軸向貫穿的氣態(tài)制冷劑孔和周向布置且軸向貫穿的多個鉚釘孔。多個鉚釘孔的至少一個被用作定位孔，當轉子被磁化時，該定位孔用于插入定位銷以在旋轉方向上定位轉子。
[0004]根據專利參考文獻I的轉子層壓鋼板，多個磁體周向布置。各個磁體的全部長度在軸向方向上延伸。鉚釘孔布置在彼此相鄰的磁體之間且位于磁體的略微徑向內側。然而，當發(fā)動機作為電動發(fā)動機操作時，鉚釘孔布置在所產生的磁電路(下文也稱為磁路)的一部分處。因為鉚釘孔充當磁阻，故該布置降低了發(fā)動機的磁效率。
[0005]因為轉子層壓鋼板存在于在周向方向上彼此相鄰的磁體之間，則在周向方向上彼此相鄰的磁體之間，磁場線自轉子層壓鋼板和定子之間形成的磁路發(fā)生泄露。因此，發(fā)動機的磁效率降低。
[0006]因此，需要一種轉子軛和應用該轉子軛的發(fā)動機，其中，轉子軛具有用于在磁化磁體時定位轉子軛的構造，同時轉子軛減小在彼此相鄰的磁體之間穿過的磁場線的泄露量。

【發(fā)明內容】

[0007]根據本公開的一方面，一種轉子軛，包括:具有圓盤形的多個轉子芯，所述多個轉子芯被層壓以形成圓柱形；多個磁體插孔，所述多個磁體插孔均包括布置在所述轉子芯的與轉軸正交的表面上的縱邊和橫邊，所述磁體插孔的縱邊布置成沿著周向方向且靠近于所述轉子芯的外周表面彼此隔開，所述磁體插孔在層壓方向上貫穿所述轉子軛；橋部，所述橋部在所述轉子芯的周向方向上布置在彼此相鄰的所述磁體插孔之間，且將從所述磁體插孔徑向向內布置的內側區(qū)域連接到在所述磁體插孔的徑向外側布置的外部區(qū)域；凹部，所述凹部布置在所述橋部處，并且從所述轉子芯的外周表面朝著徑向內側凹陷而形成；和凸邊，所述凸邊布置在所述橋部處并且朝向所述磁體插孔的內部突出以包括在所述橫邊的一部分處的最凸出的邊。
[0008]根據上文所述的結構，因為凸邊在橫邊的一部分處,故磁體插入到磁體插孔中的情況下，在磁體的角部和橫邊之間存在間隙。因此，在不進行倒角工藝的情況下，在磁體被插入之后，來自磁體插孔的應力沒有施加到磁體的角部。即使磁體的角部是尖的，角部也不會被切損或者破損。通過使用用于抵靠著磁軛定位轉子軛的凹部，當發(fā)動機作為電動發(fā)動機工作時，在轉子層壓鋼板處，不需要在磁路的某個位置充當磁阻的已知的鉚釘孔。因此，轉子軛的磁效率沒有降低。也就是說，例如，當應用本公開的轉子軛的發(fā)動機在操作中時，發(fā)動機的磁效率由于凹部的存在而不降低，這是因為凹部未布置在由磁體的磁場線形成的磁路的一部分處。
[0009]根據該公開的另一方面，所述凹部具有布置在所述轉子芯的與所述轉軸正交的表面上的弧形形狀。
[0010]根據上文所述的結構，圓柱形軸可以用在凹部處，代替調節(jié)磁體和轉子軛的高度以抵靠著磁化軛定位轉子軛的矩形構件。因為不需要矩形構件，轉子軛的高度可以保持低出矩形構件的厚度。此外，由于用于定位轉子軛的圓柱形軸在成本上低于被插入在磁體插孔中以調整磁體和轉子軛的高度來抵靠著磁軛定位轉子軛的矩形構件，所述轉子軛的定位可以用低成本的結構進行。
[0011]根據該公開的另一方面，所述橋部包括第一橋部和第二橋部，所述第一橋部形成為連接到彼此相鄰的多個所述外部區(qū)域，所述第二橋部形成為將所述第一橋部連接到所述內部區(qū)域，其中，被布置在所述轉子芯的與所述轉軸正交的表面上的所述第一橋部的寬度和/或被布置在所述轉子芯的與所述轉軸正交的表面上的所述第二橋部的寬度等于所述轉子芯的板厚。
[0012]根據上文所述的結構，即使來自外部區(qū)域的磁場線的沒有進入面向該外部區(qū)域的定子的部分泄露并且進入低磁阻的第一橋部，第一橋部立即引起磁飽和，因此，其他磁場線不進入該第一橋部。此外，外部區(qū)域的邊緣和第一橋部的邊緣基本上以直角相交，使得彼此相鄰的外部區(qū)域之間的磁路不以最短距離連接且需要通過第一橋部進行繞道。磁場線試圖穿過彼此相鄰的外部區(qū)域之間的最短距離。然而，在連接彼此相鄰的外部區(qū)域的磁路為作為第一橋部的形狀的曲線、弧形或曲形的情況下，在彼此相鄰的外部區(qū)域之間，磁場線不能順暢地穿過。因此，磁場線的泄露量減少，轉子軛的磁效率提高。也就是說，例如，應用轉子軛的發(fā)動機在工作時，該發(fā)動機的磁效率增大。
[0013]根據該公開的另一方面，在層壓的所述轉子芯的一部分轉子芯或所有轉子芯上，至少一個所述橋部被去除，且所述磁體插孔與所述凹部連通。
[0014]根據上文所述的結構，由于在去除橋部的部分處去除電磁鋼板，故在去除橋部的部分處的磁阻增大。當磁阻增大時，磁場線在磁阻增大的部分處的泄漏量減少，磁場線進入定子的量相對增大。因此，在彼此相鄰的外部區(qū)域之間的磁場線的泄露量可降低，同時轉子軛的磁效率提高。也就是說，例如，當應用轉子軛的發(fā)動機在工作時，發(fā)動機的磁效率增大。
[0015]根據該公開的另一方面，除了布置在相對的端側處的轉子芯之外，從所有的所述轉子芯在周向方向上交替去除所述橋部，通過去除所述橋部所提供的空隙和所述橋部彼此相鄰地布置成在層壓方向上疊置以形成所述轉子軛。
[0016]根據上文所述的結構，通過在上側和下側處布置的橋部夾住通過去除轉子芯的橋部所提供的空隙。因此，用于保持磁體的磁體插孔和具有用于當磁化磁體時定位轉子軛的構造的凹部可以僅用單一類型的芯形成，同時外部區(qū)域可以防止通過施加外力而變形。由于橋部減少，在外部區(qū)域之間的磁場線泄漏量可降低，同時轉子軛的磁效率提高。也就是說，例如，當應用轉子軛的發(fā)動機在工作時，發(fā)動機的效率增大。
[0017]根據該公開的另一方面，在層壓的所述轉子芯的一部分轉子芯或所有轉子芯上，所述第一橋部的至少一部分被去除且所述磁體插孔與所述凹部連通，而所述第二橋部沒有被去除且連接到所述第一橋部的剩余部分。
[0018]根據上文所述的結構，由于在去除橋部的部分處去除電磁鋼板，則在去除所述橋部的部分處的磁阻增大。當磁阻增大時，磁場線在磁阻增大的部分處的泄漏量減少，磁場線進入定子的量相對增大。因此，在外部區(qū)域之間的磁場線泄露量降低，同時轉子軛的磁效率提高。也就是說，例如，當應用轉子軛的發(fā)動機工作時，該發(fā)動機的磁效率增大。
[0019]根據該公開的另一方面，在沿著所述層壓方向觀看的視圖中，除了在相對的端側處布置的所述轉子芯之外，第一轉子芯通過去除所述第一橋部的一部分而包括連接到在所述第一橋部的相對側布置的所述外部區(qū)域中的一個外部區(qū)域和所述第二橋部且不連接到其他外部區(qū)域的第一橋部，以及第二轉子芯通過去除第一橋部的一部分而包括連接到在所述第一橋部的相對側布置的另一外部區(qū)域和所述第二橋部且不連接到所述一個外部區(qū)域的第一橋部；其中，所述第一轉子芯和所述第二轉子芯交替層壓以形成所述轉子軛。
[0020]根據上文所述的結構，轉子芯的第一開口部和第二開口部分別通過在上側和下側布置的第一橋部夾住。因此，即使第一開口部和第二開口部存在，用于保持磁體的磁體插孔和具有用于當磁化磁體時定位轉子軛的構造的凹部可以形成，同時外部區(qū)域可以防止通過施加外力而變形。由于包括第一開口部和第二開口部，故在彼此相鄰的外部區(qū)域之間的磁場線泄露量可以減少，同時轉子軛的磁效率提高。也就是說，例如，當應用轉子軛的發(fā)動機工作時，該發(fā)動機的磁效率增大。
[0021]根據該公開的另一方面，發(fā)動機包括上文所述的轉子軛中的任意一個。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]從結合附圖所考慮的以下詳細說明，該公開的前述的和另外的特征和特性將變得更明顯，其中:
[0023]圖1是形成本文公開的第一轉子軛的第一轉子芯的平面圖；
[0024]圖2是沿圖1中的線I1-1I截取的剖視圖；
[0025]圖3是第一轉子軛的外部的透視圖；
[0026]圖4是第一轉子的外部的透視圖；
[0027]圖5是應用第一轉子的發(fā)動機的結構的豎向剖視圖；
[0028]圖6是形成第二轉子軛的第二轉子芯的平面圖；
[0029]圖7是第二轉子軛的外部的透視圖；
[0030]圖8是第二轉子的外部的透視圖；
[0031]圖9是形成第三轉子軛的第三轉子芯的平面圖；
[0032]圖10是形成第三轉子軛的第四轉子芯的平面圖；
[0033]圖11是第三轉子軛的外部的透視圖；和
[0034]圖12是第三轉子的外部的透視圖。【具體實施方式】
[0035]將參考以下附圖詳細描述該公開的第一實施方式的結構。如圖1中所示，例如，通過用壓力機對薄的電磁鋼板進行加工來形成第一轉子芯11a。第一轉子芯Ila具有圓形的形狀并且包括轉軸插孔19a。具有圓形形狀的轉軸插孔19a同軸地布置并且在第一轉子芯Ila的中心部開口。根據第一實施方式,例如,八個突起部19b形成在轉軸插孔19a的內周表面處且徑向向內突起。當轉軸22被插入且固定時，突起部19b對應于壓入配合裕度。突起部1%的數量在第一實施方式中是八個，但數量不限于此。
[0036]例如，四個基本上矩形形狀的磁體插孔12a在第一轉子芯Ila的轉軸插孔19a的徑向外側、靠近外周邊緣(對應于層壓時的外周表面)處開口。磁體插孔12a被定位成這樣的狀態(tài):縱邊(下文稱為長邊)12b沿著周向方向靠近第一轉子芯的外周表面布置。磁體插孔12a的長邊12b對應于沿著周向方向靠近第一轉子芯的外周表面所布置的直線部分，而磁體插孔12a的橫邊(下文稱為短邊)12c對應于與長邊12b不同的部分。彼此鄰近的磁體插孔12a、12a被布置成這樣的狀態(tài):短邊12c、12c靠近，且在短邊12c、12c之間包括間隙。布置在短邊12c之間的分開短邊12c的部分被稱為橋部15a。彼此相對的在磁體插孔12a的徑向外側定位的長邊12b與第一轉子芯Ila的外周邊緣之間的部分被稱為外部區(qū)域13a。彼此相對的在磁體插孔12a的徑向內側的長邊12b與轉軸插孔19a之間的部分被稱為內部區(qū)域14a。外部區(qū)域13a和內部區(qū)域14a通過橋部15a相互連通。
[0037]凹部18a在各個橋部15a徑向外側、形成于第一轉子芯Ila的外周邊緣處。凹部18a具有切除的弧形形狀并且從第一轉子芯Ila的外周邊緣徑向向內定向或者從第一轉子芯Ila的外周邊緣徑向向內凹進。凹部18a形成為靠近磁體插孔12a，因此，短邊12c是彎曲的以朝向磁體插孔12a的內部凸出。凸邊12d (也充當最凸出邊)，即短邊12c朝磁體插孔12a的內部最突出的部分，在短邊12c的一部分處，而不是在短邊12c的緣部。根據圖1，在磁體插孔12a的內部示出的雙點劃線描述了磁體21。磁體21和短邊12c在凸邊12d的周圍最靠近彼此。
[0038]橋部15a包括第一橋部16a和第二橋部17a。第一橋部16a是布置在凹部18a和短邊12c之間的部分，而第二橋部17a是布置在彼此相鄰的短邊12c之間的部分。第一橋部16a的寬度和第二橋部17a的寬度大約等于第一轉子芯Ila的板厚度。第一橋部16a的在第一轉子芯Ila的最徑向向內的部分處連接到第二橋部17a。
[0039]如圖1所示，例如，八個突起部20a形成在第一轉子芯Ila處。因為突起部20a用沖壓工藝形成，所以突起部20a在突起部20a的相對的表面處形成凹進部20b。通過層壓第一轉子芯Ila形成第一轉子軛11。根據圖3，當層壓第一轉子芯Ila時，突起部20a配合安裝入凹進部20b中以連接各個第一轉子芯11a。將均形成于各個第一轉子芯Ila處的磁體插孔12a、外部區(qū)域13a、內部區(qū)域14a、橋部15a、第一橋部16a、第二橋部17a、凹部18a、轉軸插孔19a、突起部20a和其他部分以疊置的方式層壓形成第一轉子軛11。在層壓轉子芯Ila之后,磁體插孔12a、外部區(qū)域13a、內部區(qū)域14a、橋部15a、第一橋部16a、第二橋部17a、凹部18a、轉軸插孔19a和突起部20a分別構成磁體插孔12、外部區(qū)域13、內部區(qū)域14、橋部15、第一橋部16、第二橋部17、凹部18、轉軸插孔19和突起部20。
[0040]將如下描述第一轉子10的結構。如圖4所示，在第一磁體21a、第二磁體21b、第三磁體21c和第四磁體21d (當所有這些磁體作為一個磁體描述時，為磁體21)被插入且固定到第一轉子軛11之后，磁化第一轉子10。隨后，轉軸22被壓入第一轉子10中。磁體21具有長方體的形狀，且在被插入第一轉子軛11中時未被磁化。磁體21的長度略短于在磁體插孔12處彼此相對的凸邊12d之間的距離。因此，在插入磁體21之后，形成小的間隙，在該間隙中，沒有施加來自磁體插孔12的應力。磁體21的厚度略小于相互平行的長邊12b之間的距離。因此，在插入磁體21之后，形成小的間隙，在該間隙中，沒有施加來自磁體插孔12的應力。因此，磁體21很少周向和徑向移動。磁體21的高度略小于第一轉子軛11在層壓方向上的高度。磁體21簡單地由大塊磁體切割而成，而無需倒角工藝，因此磁體21的角部是尖的。
[0041]例如，通過澆注與插入到磁體插孔12中的磁體21粘接的粘合劑來固定磁體21。在磁體21用粘合劑固定的情況下，過量的粘合劑聚集在磁體插孔12內的間隙處(見圖5)。通過磁體21的高度和第一轉子軛11在層壓方向上的高度之間的差值形成該間隙，且過量的粘合劑沒有泄露到第一轉子軛11的外表面。
[0042]如圖1和圖4中所示，因為凸邊12d被布置在短邊12c的一部分處，所以在磁體21的角部和短邊12c之間存在間隙。因此，在不執(zhí)行倒角工藝的情況下，磁體21的角部不接觸磁體插孔12a的內周表面。因此,在插入磁體21之后，沒有來自磁體插孔12的應力被施加到磁體21的角部。即使磁體21的角部是尖的，磁體21的角部也不會有切損或破損。
[0043]在磁體21被插入且固定后，通過磁化過程磁化磁體21。例如，當磁化磁體21時，四個凹部18用來抵靠磁化軛定位第一轉子軛11。也就是說，當磁化磁體21時，凹部18作為用于定位第一轉子軛11的構造。因為凹部18具有弧形形狀，則圓柱狀軸可以用于定位第一轉子軛11。矩形構件可插入在磁體插孔中以調整磁體和轉子軛的高度來抵靠著磁化軛定位轉子軛，由于用于定位轉子軛的圓柱狀軸在成本上低于矩形構件，則轉子軛的定位可以用低成本的結構來進行。此外，例如，在四個磁體21和矩形構件用于抵靠磁化軛定位第一轉子軛11的情況下，第一轉子軛11的高度可變得高出矩形構件的厚度，這是因為存在矩形構件調整高度。然而，根據該實施方式，當使用圓柱狀軸時，不需要矩形構件來定位轉子軛，從而第一轉子軛11的高度可以保持低。磁體21被磁化以使兩個平行于長邊12b的磁極面為磁極。在磁體21的磁化完成之后，通過將轉軸22壓入轉軸插孔19以貫穿第一轉子軛11來完成第一轉子10的組裝。
[0044]作為磁化的極面，第一磁體21a和第三磁體21c的徑向向外的表面被磁化成N極，而第一磁體21a和第三磁體21c的徑向向內的表面被磁化成S極。另一方面,第二磁體21b和第四磁體21d的徑向向外的表面被磁化成S極，而第二磁體21b和第四磁體21d的徑向向內的表面被磁化成N極。由于磁體21的磁場線在磁極面的垂直方向上進入和離開，故離開第一磁體21a的被磁化成N極的磁極面(下文稱為N極面)的磁場線穿過外部區(qū)域13并且進入面向外部區(qū)域13的定子50 (如圖5所示)。離開第一磁體21a的被磁化成N極的磁極面的磁場線的一半離開定子50，穿過與定子50相鄰的外部區(qū)域13并且進入第二磁體21b的與外部區(qū)域13相鄰的被磁化成S極的磁極面(下文稱為S極面)。離開第二磁體21b的N極面的磁場線經由內部區(qū)域14進入第一磁體21a的S極面。離開第一磁體21a的被磁化成N極的磁極面的磁場線的另一半進入面向第一磁體21a的定子50，穿過與定子50相鄰的外部區(qū)域13并且進入第四磁體21d的與外部區(qū)域13相鄰的S極面。磁場線的一半離開第四磁體21d的N極面，穿過內部區(qū)域14并且進入第一磁體21a的S極面。[0045]因此，由第一磁體21a的磁場線形成的磁路穿過內部區(qū)域14。然而，與已知的轉子層壓鋼板不同，不存在導致在磁體21的磁路中產生磁阻的孔。另外，用于抵靠著磁軛定位第一轉子軛11的凹部18不沿著由第一磁體21a的磁場線形成的磁路而存在。因此，第一轉子軛11的磁效率不降低。例如，當應用第一轉子10的發(fā)動機I工作時，發(fā)動機I的磁效率不降低。由第四磁體21d的磁場線形成的磁路以如上文所述的類似方式穿行。
[0046]來自外部區(qū)域13且沒有進入面向外部區(qū)域13的定子50的一部分磁場線泄露并且進入低磁阻的第一橋部16。然而，由于第一橋部16的寬度因凹部18的存在而變窄，則第一橋部16立即導致磁飽和，因此，其他磁場線不進入第一橋部16。此外，外部區(qū)域13的邊緣和第一橋部16的邊緣基本上以直角相交，使得彼此相鄰的外部區(qū)域13之間的磁路不以最短距離連接且需要通過第一橋部16進行繞道。磁場線試圖穿過彼此相鄰的外部區(qū)域13之間的最短距離。然而，在連接彼此相鄰的外部區(qū)域13的磁路為作為第一橋部16的形狀的曲線、弧形或曲形的情況下，在彼此相鄰的外部區(qū)域13之間，磁場線不順暢地穿過。因此，通過包括凹部18和第一橋部16，磁場線的泄露量減小。也就是說，第一轉子軛11的磁效率增大。例如，應用第一轉子軛11的發(fā)動機I在工作時，發(fā)動機I的磁效率增大。
[0047]根據第一實施方式，凹部18a為切除的弧形形狀，且不限于該形狀?？梢詰们谐亩噙呅涡螤?。根據第一實施方式，因為形成凹部18a，所以短邊12c彎曲成朝向磁體插孔12a的內部凸起，且不限于此。凹部18a的形成可與短邊12c朝向磁體插孔12a的內部凸起的結構不相關。即，即使凹部18a的切除部分小，或者凹部18a甚至不存在時，短邊12c仍可以彎曲成朝向磁體插孔12a的內部凸起。此外，即使短邊12c不彎曲成朝向磁體插孔12a的內部凸起，只要在短邊12c的一部分處存在凸邊12d，也可以實現第一轉子芯Ila的構型。例如，具有直線形狀的短邊12c可包括朝向磁體插孔12a的內部凸起的凸起部分。然而，在那些情況下，第一橋部16a的寬度可能較寬，從而磁場線的泄漏量會增大。
[0048]將如下描述發(fā)動機I的結構。如圖5所示，發(fā)動機I包括第一轉子10、定子50、軸承2、軸承3和蓋4。
[0049]定子50包括定子芯51、線圈支撐框架52和線圈53。通過層壓薄的電磁鋼板構造定子芯51。定子芯51包括環(huán)形的外周部分和例如六個齒51a。具有T形的齒51a包括從定子芯51的環(huán)形外周部分徑向向內延伸的部分和從定子芯51的環(huán)形外周部分徑向向內延伸的該部分的邊緣朝相反的周向方向延伸形成的部分。根據第一實施方式，齒51a的數量例如是六個，這是因為磁體21的數量例如是四個，齒51a的數量不限于此。齒51a的數量通過磁體21的數量來確定。
[0050]線圈支撐框架52是樹脂薄板構件，該構件被布置成覆蓋齒51a的周圍。當由用例如搪瓷包覆的銅線制成的線圈53纏繞在齒51a的周圍時，線圈支撐框架52避免齒51a和線圈線的涂層破損的部分相互接觸且相互導電。線圈53纏繞在線圈支撐框架52的外表面的周圍，在線圈支撐框架52中布置有齒51a。
[0051]定子50 —體地形成且通過由樹脂制成的殼體54覆蓋。具有底面的圓柱形空隙55形成在殼體54的中心。齒51a的從定子芯51的環(huán)形外周部分徑向向內延伸的部分的邊緣朝向相反的周向方向延伸的部分可以接觸圓柱形空隙55的內周表面或者由薄樹脂(殼體54的構件)覆蓋。在圓柱形空隙55的底面處，共軸地形成軸承孔56，其作為殼體54的一部分，軸承2插入到軸承孔56中以待安裝。[0052]蓋4是覆蓋殼體54的圓柱形空隙55的圓盤形部件。通過沖壓包括薄鋁板的金屬板形成蓋4。在蓋4的中心處，形成軸承孔5，軸承3待安裝插入到該軸承孔5中。在軸承孔5的底面處，開設與軸承孔5同軸的通孔6，轉軸22貫穿通孔6。
[0053]發(fā)動機I配置有第一轉子10，第一轉子10被插入到圓柱形空隙55中且通過用蓋4覆蓋來固定。在插入有第一轉子的圓柱形空隙55中，軸承2和軸承3被壓配合在轉軸22上。軸承2被插入到軸承孔56中以被固定且壓配合在轉軸22上，使得軸承2的表面基本上與轉軸22的表面齊平。軸承3被插入到軸承孔5中以被固定且壓配合至轉軸22，使得轉軸22貫穿過軸承3。例如，通過螺紋接合，將蓋4與殼體54固定在一起。在圓柱形空隙55的內部，第一轉子10的外周表面沿徑向方向與定子50隔開預定的間隙并且共軸地面向定子50。
[0054]然后，將描述發(fā)動機I的工作。發(fā)動機I在發(fā)動機I的外側設置有發(fā)動機控制電路。發(fā)動機控制電路包括:檢測裝置，其用于檢測第一轉子10的轉動相位；和電流開關控制部，其根據檢測結果，通過切換使三相交流電流流動的線圈53，來選擇性地使電流流動。通過發(fā)動機控制電路的控制，在齒51a和第一轉子10的磁體21之間產生磁吸引或磁排斥，其中通過使電流流至線圈53產生磁場。因此，第一轉子10旋轉。
[0055]下面將參考圖6描述第二實施方式。在下文的第二實施方式的描述中，同樣的附圖標記應用于與第一實施方式的結構相同的部分。由于一些描述涉及到相同的結構，故將省略這些描述。與第一轉子芯Ila(其中，在彼此相鄰的磁體插孔12a之間的各個部分處形成有橋部15a)相比,第二轉子芯31a的構型是,橋部15a在周向方向上被交替去除以形成開口部32a。通過包括開口部32a，在彼此相鄰的磁體插孔12a之間去除電磁鋼板，因此，磁體插孔12a的一側徑向向外敞開。
[0056]通過包括開口部32a，在去除橋部15a的部分處去除電磁鋼板。因此，與包括橋部15a的構型相比，去除橋部15a的部分處的磁阻增大。當磁阻增大時，磁場線泄露到磁阻增大的部分的量降低，且進入定子50的磁場線的量相對增大。然而，當在層壓方向上觀看時，在開口部32a以相同的方向彼此相鄰地層壓以形成第二轉子軛31的情況下，兩個開口部形成在第二轉子軛31的外周表面處，這是因為在第二轉子軛31的外周表面處，并不是在所有的層壓方向上存在電磁鋼板。在這樣的結構中，既難以牢固地保持磁體21，又難以保持足夠數量的具有用于在磁化磁體21時定位第二轉子軛31的構造的凹部18。另外，因為外部區(qū)域13在一側由窄寬度的第一橋部16和第二橋部17支撐，因此通過施加外力(包括離心力)，外部區(qū)域13可以容易地變形。
[0057]如圖7所示，第二轉子芯31a被層壓，使得在層壓之前，各個第二轉子芯31a圍繞轉軸旋轉90度。因此，由于通過在開口部32a的上側和下側且沿層壓方向布置的橋部15a夾住第二轉子芯31a的開口部32a，故開口部32a在第二轉子軛31的外周表面處，在層壓方向上沒有相繼地布置。因此，用于保持磁體21的磁體插孔12和具有用于在磁化磁體21時定位第二轉子軛31的構造的凹部18可以僅由單一類型的芯(該芯是第二轉子芯31a)形成，同時可防止外部區(qū)域13通過施加外力而變形。
[0058]在第二轉子軛31中，因為存在開口部32a，與第一轉子軛11的橋部的數量相比，橋部15a的數量降低至一半。因此，外部區(qū)域13之間的磁場線泄漏量可以減小，同時第二轉子軛31的磁效率提高。也就是說，例如，當應用第二轉子軛31的發(fā)動機I工作時，發(fā)動機I的磁效率增大。
[0059]如圖8所示，例如，在被磁化之前，四個磁體21被插入且固定到第二轉子軛31。然后，轉軸22被壓配合至轉軸插孔19中，第二轉子30的組裝完成。通過組裝第二轉子30、定子50、軸承2、軸承3和蓋4，完成發(fā)動機I的組裝。
[0060]根據第二實施方式，通過僅用單一類型的芯進行層壓來構造第二轉子軛31，該單一類型的芯是第二轉子芯31a。然而，第二轉子軛31的相對的端側處或者最外端處的僅兩個第二轉子芯31a的板可以被第一轉子芯Ila替換。通過用第一轉子芯Ila替換,在相對端側或者最外端處的轉子芯不包括開口部32a，因此，外部區(qū)域13可以進一步防止通過施加外力而變形，同時保持第二轉子軛31的磁效率。也就是說，例如，當應用第二轉子軛31的發(fā)動機I工作時，發(fā)動機I的磁效率增大。
[0061]另外，第一轉子芯Ila和第二轉子芯31a可以交替層壓或者自由混合以構造第二轉子30。
[0062]根據第二實施方式，與第一實施方式的第一轉子芯Ila (其中,第一橋部16a和第二橋部17a形成在彼此相鄰的磁體插孔12a之間的各個部分處)相比，第二轉子芯31a的構型是，第一橋部16a和第二橋部17a在周向方向上被交替去除以形成開口部32a，其不限于此。在磁體21和凹部18的數量增大以構造第一轉子10的情況下，第一橋部16a和第二橋部17a可以每隔兩個或每隔三個地在周向方向上去除而不是交替去除?？商孢x地，第一橋部16a和第二橋部17a可以隨機去除。
[0063]根據第二實施方式，利用布置在上側和下側處的第一橋部16a和第二橋部17a夾住第二轉子芯31a的開口部32a，其不限于此。例如，當從層壓方向觀看時，在通過在上下方向上的第一橋部16a和第二橋部17a夾住之前，兩個或更多個開口部32a可以彼此相鄰地在同一方向上層壓。
[0064]綜上所述，根據第二實施方式，可以自由地確定去除多少個第一橋部16a和第二橋部17a以及在何處被去除以構造第二轉子軛31?？商孢x地，第一轉子芯Ila和第二轉子芯31a可以以隨機的順序層壓。然而，優(yōu)選的是這樣層壓第二轉子芯31a:在周向方向上或者在軸向方向上以平衡的方式布置開口部32a，以便減小速度不均勻性和扭矩波動且實現工作中的發(fā)動機I的穩(wěn)定旋轉。
[0065]根據第二實施方式，在磁化磁體21時，在應用與利用凹部18來抵靠著磁軛定位第二轉子軛31不同的方法的情況下，凹部18a不需要包括在第二轉子芯31a中。
[0066]下面將參考圖9描述第三實施方式。通過交替層壓第三轉子芯41a和第四轉子芯41b來構造第三轉子軛41。如圖9所示,與第一轉子芯Ila (其中，第一橋部16a形成在彼此相鄰的磁體插孔12a之間的各個部分處)相比，第三轉子芯41a的構型是，在圖9中，第一橋部16a的在第二橋部17a的逆時針方向上設置的一部分被去除以形成第一開口部42a。通過包括第一開口部42a，磁體插孔12a的一側徑向向外開放。
[0067]如圖10所示，與第一轉子芯Ila(其中，第一橋部16a形成在彼此相鄰的磁體插孔12a之間的各個部分處)相比，第四轉子芯41b的構型是，第一橋部16a的在第二橋部17a的順時針方向上設置的一部分被去除以形成第二開口部42b。通過包括第二開口部42b，磁體插孔12a的一側徑向向外開放。
[0068]利用包括第一開口部42a和第二開口部42b的結構，由于在去除第一橋部16a的該部分的部位處不存在電磁鋼板，故磁阻增大。當去除第一橋部16a的該部分的部位處的磁阻增大時，磁場線在磁阻增大的該部位處的泄漏量減小。然而，由于在一側支撐外部區(qū)域13a，故，例如在層壓之前施加外力的情況下，外部區(qū)域13a可容易地變形。
[0069]如圖11所示，通過交替層壓第三轉子芯41a和第四轉子芯41b來構造第三轉子軛41。在圖11中的第三轉子芯41a的在一側被支撐且沿順時針方向延伸的外部區(qū)域13a由圖11中的第四轉子芯41b的在一側被支撐且沿逆時針方向延伸的外部區(qū)域13a夾住。因此，在形成保持磁體21的磁體插孔12和具有用于在磁化磁體21時定位第三轉子軛41的構造的凹部18的同時，外部區(qū)域13保持強度以避免外部區(qū)域13a變形。
[0070]由于第一開口部42a和第二開口部42b，與第一轉子軛11的第一橋部相比，第三轉子軛41僅包括一半的第一橋部16a。因此，在外部區(qū)域13之間的磁場線泄漏量可以降低，同時第三轉子軛41的磁效率增大。也就是說，例如，當應用第三轉子軛41的發(fā)動機I工作時，發(fā)動機I的磁效率增大。
[0071]如圖12所示，例如，在轉軸22被壓配合進入轉軸插孔19之前，四個磁體21被插入且固定到第三轉子軛41以待磁化。然后，完成第三轉子40的裝配。通過組裝第三轉子40、定子50、軸承2、軸承3和蓋4，完成發(fā)動機I的組裝。
[0072]根據第三實施方式，通過交替層壓第三轉子芯41a和第四轉子芯41b來構造第三轉子軛41。然而，在第三轉子軛41的頂側和底側處的第三轉子芯41a或第四轉子芯41b可以由第一轉子芯Ua替換。通過由第一轉子芯Ila替換，在頂側和底側處的轉子芯不包括第一開口部42a和第二開口部42b，因此外部區(qū)域13可以進一步抑制由于施加外力而產生的變形，同時保持第三轉子軛41的磁效率。也就是說，例如，當應用第三轉子軛41的發(fā)動機I工作時，發(fā)動機I的磁效率被保持。
[0073]根據第三實施方式，可以自由確定在第三轉子芯41a和第四轉子芯41b處，第一橋部16a的多少個部分被去除以及在何處被去除。可替選地，可以自由規(guī)定層壓第三轉子芯41a和第四轉子芯41b的順序。然而，優(yōu)選地是這樣層壓第三轉子芯41a:在軸向方向上以平衡的方式布置第一開口部42a和第二開口部42b，以便減小速度不均勻性和扭矩波動且實現在工作中的發(fā)動機I的穩(wěn)定旋轉。
[0074]根據第三實施方式，在磁化磁體21時，在應用與使用凹部18來抵靠著磁軛定位第三轉子軛41不同的方法的情況下，凹部18a不必包括在第三轉子芯41a和第四轉子芯41b中。
[0075]在可行的情況下，可以組合上文所述的第一實施方式到第三實施方式的構型。
[0076]本發(fā)明可以應用于通過層壓電磁鋼板所構造的轉子軛并且可以應用于使用該轉子軛的發(fā)動機。
【權利要求】
1.一種轉子軛(11，31，41)，包括: 圓盤形的多個轉子芯(11a, 31a, 41a, 41b),所述多個轉子芯被層壓以形成圓柱形； 多個磁體插孔(12,12a),所述多個磁體插孔均包括布置在所述轉子芯(11a, 31a, 41a,41b)的與轉軸正交的表面上的縱邊(12b)和橫邊(12c)，所述磁體插孔(12，12a)的縱邊(12b)布置成沿著周向方向且靠近于所述轉子芯(11a，31a，41a，41b)的外周表面彼此隔開，所述磁體插孔(12，12a)在層壓方向上貫穿所述轉子軛(11，31，41)； 橋部(15,15a),所述橋部在所述轉子芯(11a, 31a, 41a, 41b)的周向方向上布置在彼此相鄰的所述磁體插孔(12，12a)之間，且將在所述磁體插孔(12，12a)的徑向內側布置的內部區(qū)域(14，14a)連接到在所述磁體插孔(12，12a)的徑向外側布置的外部區(qū)域(13，13a)； 凹部(18，18a)，所述凹部布置在所述橋部(15，15a)處，并且從所述轉子芯(11a，31a，41a,41b)的外周表面朝著徑向內側凹陷而形成；和 凸邊(12d)，所述凸邊布置在所述橋部(15，15a)處并且朝向所述磁體插孔(12，12a)的內部突出以包括在所述橫邊(12c)的一部分處最凸出的邊(12d)。
2.根據權利要求1所述的轉子軛(11，31，41)，其中，所述凹部(18，18a)具有布置在所述轉子芯(11a, 31a, 41a, 41b)的與所述轉軸正交的表面上的弧形形狀。
3.根據權利要求1或2所述的轉子軛(11，31，41)，其中，所述橋部(15，15a)包括第一橋部(16，16a)和第二橋部(17，17a)，所述第一橋部(16，16a)形成為連接彼此相鄰的多個所述外部區(qū)域(13，13a)，所述第二橋部(17，17a)形成為將所述第一橋部(16，16a)連接到所述內部區(qū)域(14，14&)，其中，被布置在所述轉子芯(11&，31&，41&，4113)的與所述轉軸正交的表面上的所述第一橋 部(16,16a)的寬度和/或被布置在所述轉子芯(11a, 31a,41a,41b)的與所述轉軸正交的表面上的所述第二橋部(17，17a)的寬度等于所述轉子芯(11a，31a，41a，41b)的板厚。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的轉子軛(11，31，41)，其中，在層壓的所述轉子芯(11a，31a，41a，41b)的一部分轉子芯或所有轉子芯上，至少一個所述橋部(15，15a)被去除，且所述磁體插孔(12，12a)與所述凹部(18，18a)連通。
5.根據權利要求4所述的轉子軛(11，31，41)，其中，除了布置在相對的端側處的轉子芯(lla，31a，41a，41b)之外，從所有的所述轉子芯(11a，31a，41a，41b)在周向方向上交替去除所述橋部(15，15a)，通過去除所述橋部(15，15a)形成空隙，所述空隙和所述橋部(15，15a)彼此相鄰地布置成在層壓方向上疊置以形成所述轉子軛(11，31，41)。
6.根據權利要求3所述的轉子軛(11，31，41)，其中，在層壓的所述轉子芯(lla，31a，41a，41b)的一部分轉子芯或所有轉子芯上，所述第一橋部(16，16a)的至少一部分被去除且所述磁體插孔(12，12a)與所述凹部(18，18a)連通，而所述第二橋部(17，17a)沒有被去除且連接到所述第一橋部(16，16a)的剩余部分。
7.根據權利要求6所述的轉子軛(11，31，41)，其中，在沿著所述層壓方向觀看的視圖中，除了在相對的端側處布置的所述轉子芯(lla，31a，41a，41b)之外，第一轉子芯(11a，31a,41a,41b)通過去除所述第一橋部(16，16a)的一部分而包括連接到在所述第一橋部(16，16a)的相對側布置的所述外部區(qū)域(13，13a)中的一個外部區(qū)域和所述第二橋部(17，17a)且不連接到其他外部區(qū)域(13，13a)的第一橋部(16，16a)，以及第二轉子芯(I Ia,31a, 41a, 41b)通過去除第一橋部(16，16a)的一部分而包括連接到在所述第一橋部(16,16a)的相對側布置的另一外部區(qū)域(13，13a)和所述第二橋部(17，17a)且不連接到所述一個外部區(qū)域(13，13a)的第一橋部(16，16a);其中，所述第一轉子芯(11a，31a，41a，41b)和所述第二轉子芯(11a，31a，41a，41b)交替層壓以形成所述轉子軛(11，31，41 )。
8.—種發(fā)動機(1)，包括 根據權利要求1至7中任一項所述的轉子軛(11，31，41)。
【文檔編號】H02K1/28GK103580319SQ201310347553
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2012年8月10日
【發(fā)明者】河治學 申請人:愛信精機株式會社