轉(zhuǎn)子和具有轉(zhuǎn)子的電旋轉(zhuǎn)機器的制造方法
【專利摘要】一種用于電旋轉(zhuǎn)機器(10)的轉(zhuǎn)子，包括具有通孔(25)的芯體(20)、磁體(30)、管狀部分(40)和具有開口(52)的板部件(50)。通孔在厚度方向上穿過芯體。磁體設(shè)置在芯體的外壁(26)上。管狀部分布置在芯體的徑向外側(cè)。板部件密封管狀部分在軸向方向上的至少一端。開口設(shè)置在對應(yīng)于通孔的位置，并在厚度方向上穿過板部件。通孔為多個通孔中的一個，并且磁體為多個磁體中的一個。
【專利說明】轉(zhuǎn)子和具有轉(zhuǎn)子的電旋轉(zhuǎn)機器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子和具有轉(zhuǎn)子的電旋轉(zhuǎn)機器。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，已知轉(zhuǎn)子具有包括通孔的芯體。在JP-2008-182862A中所公開的轉(zhuǎn)子中，芯體包括在厚度方向上穿過芯體的通孔，并且通孔被布置在芯體的周向方向上。因此，轉(zhuǎn)子的重量可以較輕，并且可以具有較小的慣性。
[0003]另外，轉(zhuǎn)子具有磁體和磁體罩。磁體在芯體的外壁上設(shè)置成沿周向方向布置。磁體罩具有管狀形狀，并位于芯體的徑向外側(cè)，使得磁體罩的內(nèi)壁與磁體接觸。磁體罩的端部由磁體保持器密封。因此，當(dāng)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同時磁體破損時，抑制了磁體碎片通過磁體罩的端部飛出。
[0004]然而，當(dāng)磁體保持器密封了磁體罩的端部時，通孔也由磁體保持器密封。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，芯體通過渦流損耗產(chǎn)生熱量，并且熱量可以保留在通孔中。因此，芯體的溫度和磁體的溫度升高，并且磁體可以通過熱量被消磁。因此，電旋轉(zhuǎn)機器的輸出功率可以被降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的目的是提供一種轉(zhuǎn)子，在該轉(zhuǎn)子中，抑制了破裂的磁體碎片飛出，并且芯體能夠被冷卻。
[0006]根據(jù)本公開的示例，提供了一種轉(zhuǎn)子，其具有:芯體；在厚度方向上穿過芯體的通孔，其中通孔為在芯體的周向方向上布置的多個通孔中的一個；設(shè)置在芯體的外壁上的磁體，其中，磁體是在芯體的周向方向上布置的多個磁體中的一個；管狀部分，該管狀部分布置在芯體的徑向外側(cè)，使得管狀部分的內(nèi)壁與磁體接觸；板部件，其密封管狀部分的在芯體的軸向方向上的至少一端；以及開口，其設(shè)置在板部件的對應(yīng)于通孔的位置處，開口在厚度方向上穿過板部件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，芯體具有多個通孔。因此，轉(zhuǎn)子的重量可以較輕且具有較小的慣性。
[0008]此外，管狀部分設(shè)置在芯體的徑向外側(cè)，使得管狀部分的內(nèi)壁與磁體接觸，并且板部件密封了管狀部分的至少一端。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時并且當(dāng)磁體破損時，抑制了破裂的磁體碎片從管狀部分飛出。因此，破裂的磁體碎片可以不被卡在轉(zhuǎn)子和其它部件之間，并且抑制了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止。
[0009]當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，芯體通過渦流損耗產(chǎn)生熱量。板部件在對應(yīng)于通孔的位置處具有開口，開口在厚度方向上穿過板部件。因此，來自芯體外部的空氣能夠經(jīng)由開口穿過通孔。因此，芯體能夠被冷卻。因此，抑制了磁體被熱量消磁，并且抑制了發(fā)生電旋轉(zhuǎn)機器的輸出功率的減少。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]從參照附圖所作的以下詳細描述中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。在附圖中:
[0011]圖1是示出了根據(jù)第一實施方式的轉(zhuǎn)子和電旋轉(zhuǎn)機器的剖視圖；
[0012]圖2是示出了根據(jù)第一實施方式的轉(zhuǎn)子的剖視圖；
[0013]圖3是示出了根據(jù)第一實施方式的轉(zhuǎn)子的局部剖視圖；
[0014]圖4是示出了根據(jù)第二實施方式的轉(zhuǎn)子的局部剖視圖；
[0015]圖5是示出了根據(jù)第三實施方式的轉(zhuǎn)子和電旋轉(zhuǎn)機器的剖視圖；以及
[0016]圖6是示出了根據(jù)第三實施方式的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的實施方式將參照附圖在下文進行說明。在實施方式中，對應(yīng)于前一實施方式中所描述的實質(zhì)內(nèi)容的部分可以被賦予相同的參考數(shù)字，并且可以省略對該部分的重復(fù)說明。當(dāng)在實施方式中描述構(gòu)型的僅僅一部分時，另一個前述實施方式可以應(yīng)用于該構(gòu)型的其它部分。即使未明確說明部件可以組合，部件也是可以組合的。即使沒有明確說明實施方式可以組合，只要組合中沒有壞處，實施方式仍可以部分地進行組合。
[0018](第一實施方式)
[0019]圖1示出了根據(jù)第一實施方式的電旋轉(zhuǎn)機器10。
[0020]電旋轉(zhuǎn)機器10用于諸如輔助車輛的轉(zhuǎn)向操作的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的電動馬達之類的裝置。電旋轉(zhuǎn)機器10包括轉(zhuǎn)子1、定子60、馬達軸2和馬達殼體3。
[0021]如圖1所示，轉(zhuǎn)子I具有芯體20、通孔25、磁體30、管狀部分40、板部件50以及開Π 52。
[0022]芯體20由薄板21以如下方式限定為具有圓柱形:將由諸如鐵的材料制成的薄板21層疊以形成芯體20。薄板21具有在薄板21的中心處沿厚度方向穿過薄板21的中心孔
22。因此，當(dāng)薄板21被層疊以形成芯體20時，在厚度方向上穿過芯體20的軸孔23由沿著芯體20的旋轉(zhuǎn)軸線Ax的中心孔22所提供。
[0023]薄板21還具有位于中心孔22的徑向外側(cè)的扇形孔24，并且扇形孔24等間隔地布置在薄板21的周向方向上。扇形孔24在厚度方向上穿過薄板21。如圖1和3所示，扇形孔24具有大致扇形形狀的橫截面。根據(jù)第一實施方式，薄板21具有五個扇形孔24。因此，當(dāng)薄板21被層疊以形成芯體20時，五個通孔25由扇形孔24所提供以在周向方向上等間隔地布置。
[0024]通孔25被設(shè)置成在厚度方向上穿過芯體20，并且被定位在芯體20的旋轉(zhuǎn)軸線Ax和徑向外壁26之間。薄板21被層疊為使得扇形孔24的壁表面被整合為形成在與旋轉(zhuǎn)軸線Ax平行的方向上延伸的光滑表面。因此，通孔25被設(shè)置成在與旋轉(zhuǎn)軸線Ax平行的方向上延伸。
[0025]此外，當(dāng)芯體20具有五個通孔25時，五個輻條部分27被設(shè)置成布置在周向方向上彼此相鄰的通孔25之間。
[0026]極部28和極部29交替地設(shè)置在芯體20的徑向外壁26上。極部28是等間隔地布置在周向方向上的多個極部28中的一個。極部29是定位在周向方向上彼此相鄰的極部28之間的多個極部29中的一個。也就是說，極部28和極部29在周向方向上交替地布置。根據(jù)第一實施方式，設(shè)置了五個極部28和五個極部29。
[0027]極部28相對于通孔25定位在芯體20的徑向外側(cè)。極部28具有在極部28的徑向外側(cè)的彎曲的壁表面，并且該彎曲的壁表面在沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸線Ax的線截取的橫截面上具有彎曲的形狀。
[0028]極部29相對于輻條部分27定位在芯體20的徑向外側(cè)。極部29具有在極部29的徑向外側(cè)的彎曲的壁表面，并且該彎曲的壁表面在沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸線Ax的線截取的橫截面上具有彎曲的形狀。
[0029]磁體30具有矩形板形狀，并且由諸如釹磁體之類的永磁體制成。磁體30的縱向長度與芯體20在軸向方向上的縱向長度大致相同。磁體30具彎曲表面31和平坦表面32，彎曲表面31具有彎曲的形狀，平坦表面32具有平坦的形狀。磁體30被設(shè)置在對應(yīng)于極部28的位置，使得磁體30的縱向方向平行于旋轉(zhuǎn)軸線Αχ。也就是說，五個磁體30等間隔地布置在周向方向上。
[0030]磁體30被設(shè)置成使得提供外壁一部分的彎曲表面31與極部28的彎曲壁表面重合。也就是說，彎曲表面31從芯體20的外壁暴露出。因此，根據(jù)第一實施方式的轉(zhuǎn)子I被用于電旋轉(zhuǎn)機器10,電旋轉(zhuǎn)機器10為表面永磁體型(SPM型)電旋轉(zhuǎn)機器。
[0031]根據(jù)第一實施方式，磁體30在數(shù)量上對應(yīng)于通孔25并被設(shè)置成使得磁體30的中心在下述直線上:該直線在徑向方向上從旋轉(zhuǎn)軸線Ax朝磁體30延伸穿過通孔25的中心。
[0032]磁體30被磁化成N極設(shè)置在彎曲表面31上，而S極設(shè)置在平坦表面32上。因此，由磁體30產(chǎn)生的磁通穿過極部29，使得磁極設(shè)置在極部28上，并且假磁極設(shè)置在極部29上。
[0033]根據(jù)第一實施方式，使用了五個磁體30、五個極部28和五個極部29。也就是說，磁體30的數(shù)量是極部28和極部29的總數(shù)量的一半。因此，磁體30的數(shù)量對應(yīng)于極對的數(shù)量。因此，轉(zhuǎn)子I被用于電旋轉(zhuǎn)機器10，電旋轉(zhuǎn)機器10為半磁體型電旋轉(zhuǎn)機器。
[0034]管狀部分40由諸如不銹鋼之類的非磁性材料制成，并具有大致圓筒形形狀。如圖1和圖2所示，管狀部分40定位在芯體20的徑向外側(cè)，使得管狀部分40的內(nèi)壁與磁體30的彎曲表面31接觸。因此，磁體30被固定到芯體20的外壁上而無需使用粘合劑。
[0035]板部件50由諸如不銹鋼之類的非磁性材料制成，并具有大致圓盤形形狀。根據(jù)第一實施方式，如圖2所示，兩個板部件50被設(shè)置在管狀部分40上，使得管狀部分40的在軸向方向上的兩端被封閉。板部件50具有在板部件50的中心處的中心孔51，并且中心孔51在厚度方向上穿過板部件50。
[0036]開口 52設(shè)置在板部件50的中心孔51的徑向外側(cè)，使得開口 52在厚度方向上穿過板部件50。根據(jù)第一實施方式，設(shè)置了五個開口 52，使得板部件50的開口 52被定位在對應(yīng)于通孔25的位置。也就是說，五個開口 52等間隔地布置在板狀部件50的周向方向上。與扇形孔24相似，開口 52具有大致扇形形狀的橫截面，并且開口 52的橫截面面積小于薄板21的扇形孔24的橫截面面積(即通孔25的橫截面面積)，如圖1所示。
[0037]如圖1和圖2所示，通過使管狀部分40的兩端徑向向內(nèi)彎曲而形成環(huán)形部分41。環(huán)形部分41通過在芯體20和磁體30的相反側(cè)接觸板部件50而保持板部件50。因此，板部件50被抑制為不能移動離開管狀部分40的端部。板部件50支撐磁體30，使得磁體30被抑制為不能從管狀部分40脫落。此外，板部件50封閉了管狀部分40的端部，使得當(dāng)磁體30破損時，磁體30碎片被抑制為不能從管狀部分40飛出。
[0038]如圖1所示，定子60包括芯體61和繞線62。
[0039]芯體61通過層疊諸如鐵薄板之類的薄板而制成，并且芯體61具有大致環(huán)形的形狀。芯體61具有徑向向內(nèi)延伸的齒部63。根據(jù)第一實施方式中，芯體61具有等間隔地布置在芯體61的周向方向上的六十個齒部63。
[0040]繞線62由諸如銅之類的金屬制成并被布置在芯體61上，以填充六十個齒部63之間的空間。由繞線62在電旋轉(zhuǎn)機器10中提供多個相。
[0041]馬達軸2由諸如金屬之類的材料制成為具有桿形，并且被支撐在轉(zhuǎn)子I中以穿過板部件50的中心孔51和芯體20的軸孔23。馬達殼體3由諸如金屬之類的材料制成為具有大致圓筒形。馬達殼體3的兩端由端部框架(未示出)封閉。馬達殼體3將轉(zhuǎn)子I和定子60容納在其中。定子60被固定在馬達殼體3的內(nèi)部，使得芯體61的徑向外壁與馬達殼體3的內(nèi)壁接觸。
[0042]馬達軸2的兩端由封閉馬達殼體3的兩端的端部框架保持。因此，轉(zhuǎn)子I在設(shè)置于馬達殼體3中的定子60的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電力被施加到定子60的繞線62上時，旋轉(zhuǎn)磁場被提供在定子60上。轉(zhuǎn)子I根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場與馬達軸2—體地旋轉(zhuǎn)。因此，馬達軸2將電旋轉(zhuǎn)機器10的旋轉(zhuǎn)輸出。
[0043]如上所述，芯體20具有通孔25。因此，轉(zhuǎn)子I的重量可以較輕，并且可以具有較小的慣性。
[0044]管狀部分40設(shè)置在芯體20的徑向外側(cè)，使得管狀部分40的內(nèi)壁與磁體30接觸。板部件50設(shè)置成封閉管狀部分40的兩端。因此，根據(jù)第一實施方式的電旋轉(zhuǎn)機器10，當(dāng)磁體30破損時，抑制了磁體30的碎片從管狀部分40飛出。因此，抑制了磁體30的碎片卡在轉(zhuǎn)子I和其它部件(例如定子60)之間，并且抑制了轉(zhuǎn)子I停止旋轉(zhuǎn)。
[0045]當(dāng)管狀部分40設(shè)置在芯體20的徑向外側(cè)使得管狀部分40的內(nèi)壁與磁體30接觸時，磁體30可以被固定在芯體20的外壁上而無需使用粘合劑。因此，轉(zhuǎn)子I的生產(chǎn)成本可以被降低。
[0046]當(dāng)轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)時，芯體20通過渦流損耗而產(chǎn)生熱量。根據(jù)第一實施方式，板部件50在對應(yīng)于通孔25的位置具有開口 52，并且開口 52在厚度方向上穿過板部件50。因此，芯體20的外部空氣可以從開口 52進入并流過通孔25，使得芯體20可以被冷卻。因此，能夠抑制磁體30被熱量消磁。因此，能夠抑制電旋轉(zhuǎn)機器10的輸出功率減小。
[0047]根據(jù)第一實施方式，多個通孔25等間隔地布置在芯體20的周向方向上。因此，轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)平衡可以得到改善。此外，芯體20在周向方向上的強度可以是均勻的，使得輻條部分27在周向方向上的寬度被固定在固定值上。
[0048](第二實施方式)
[0049]圖4局部地示出了根據(jù)第二實施方式的用于電旋轉(zhuǎn)機器的轉(zhuǎn)子。例如，通孔25被修改為具有與第一實施方式的通孔25不同的形狀。
[0050]根據(jù)第二實施方式，在被層疊以形成芯體20的薄板21當(dāng)中，扇形孔24的位置在周向方向上偏離預(yù)定尺寸。因此，當(dāng)薄板21被層疊以形成芯體20時，通孔25被設(shè)置成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Ax螺旋地延伸。也就是說，通孔25具有螺旋形的形狀。
[0051 ] 通孔25延伸以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Ax回旋。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，在通孔25中產(chǎn)生回旋流。因此，增加了穿過通孔25的空氣的流量，并且芯體20可以更有效地進行冷卻。因此，能夠更有效地抑制輸出功率的減小。
[0052](第三實施方式)
[0053]圖5不出了根據(jù)第三實施方式的電旋轉(zhuǎn)機器。例如,第一實施方式的開口 52在第三實施方式中被修改。
[0054]根據(jù)第三實施方式，轉(zhuǎn)子還具有葉片部分53，葉片部分53在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時推壓空氣。葉片部分53與板部件50 —體地限定，并且從開口 52的邊緣開始在板部件50的周向方向上延伸離開板部件50的與芯體20相反的表面,如圖5和圖6所不。開口 52由在徑向方向上彼此相對的兩個邊緣和在周向方向上彼此相對的兩個邊緣構(gòu)造成。在徑向方向上彼此相對的兩個邊緣之間的距離小于在周向方向上彼此相對的兩個邊緣之間的距離。葉片部分53設(shè)置于在周向方向上彼此相對的兩個邊緣。葉片部分53具有彎曲板的形狀，以便與開口 52的邊緣平滑地接觸，如圖6所示。
[0055]因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，空氣從芯體20外被吸入以穿過通孔25。因此，通過通孔25的空氣量增加了，并且芯體20可以更有效地進行冷卻。因此，能夠抑制電旋轉(zhuǎn)機器的輸出功率降低。
[0056]葉片部分53具有彎曲板的形狀，以便與開口 52的邊緣平滑地接觸。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由葉片部分53產(chǎn)生的空氣流動阻力可以被減小。
[0057](其他變型)
[0058]雖然根據(jù)上述實施方式，板部件封閉了管狀部分的兩端，但板部件可以僅封閉管狀部分的一端。
[0059]通孔不限于等間隔地布置在芯體的周向方向上。通孔的數(shù)量不限于五個，也可以是兩到四個?？商娲?，通孔的數(shù)量可以多于或等于六。
[0060]板部件的開口不限于等間隔地布置在周向方向上，只要開口設(shè)置在對應(yīng)于通孔的位置即可。開口的數(shù)量不限于五個，只要開口的數(shù)量與通孔的數(shù)量相同即可，并且可以是兩到四個?？商娲兀_口的數(shù)量可以多于或等于六。板部件的開口可以具有與通孔相同的形狀，并且可以具有大于或等于通孔(即薄板的開口)尺寸的尺寸。
[0061]雖然根據(jù)第三實施方式，板部件的開口具有一個葉片部分，但板部件的開口可以具有多個葉片部分。葉片部分不限于向外延伸離開板部件的與通孔相反的表面，而是可以在通孔的內(nèi)部向內(nèi)延伸。葉片部分不限于具有與開口的邊緣平滑地接觸的彎曲板的形狀，而是可以具有平板的形狀。
[0062]在芯體的轉(zhuǎn)子上，極部可以延伸為圍繞芯體的旋轉(zhuǎn)軸線回旋。在這種情況下，布置在芯體外壁上的磁體可以延伸為圍繞芯體的旋轉(zhuǎn)軸線回旋。因此，電旋轉(zhuǎn)機器的齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動可以降低。
[0063]上述實施方式可以被組合，只要對結(jié)構(gòu)沒有阻礙因素即可。例如，在第二實施方式與第三實施方式的組合中，通孔延伸為圍繞芯體的旋轉(zhuǎn)軸線回旋。另外，限定出這樣的葉片部分:其沿周向方向從板部件的開口的邊緣朝向板部件的表面延伸。
[0064]磁體可以被定位在芯體的輻條部分的徑向外側(cè)。
[0065]磁體可以通過諸如粘合劑之類的方法被固定到芯體的外壁上。
[0066]磁體可以與極部一樣多。也就是說，具有此結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子可以用于全磁體型電旋轉(zhuǎn)機器。
[0067]芯體不限于通過層壓薄板而形成，而是可以通過諸如模制和切削加工之類的方法制成。
[0068]具有該轉(zhuǎn)子的電旋轉(zhuǎn)機器不限于是電動輔助轉(zhuǎn)向裝置，而是可以被用作其它裝置和機器的驅(qū)動源。
[0069]這些改變和變型應(yīng)當(dāng)被理解為位于由所附權(quán)利要求所限定的本公開的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電旋轉(zhuǎn)機器(10)的轉(zhuǎn)子(1)，包括: 芯體(20)，所述芯體(20)具有在厚度方向上穿過所述芯體的通孔(25)，其中所述通孔是布置在所述芯體的周向方向上的多個通孔中的一個； 磁體(30)，所述磁體(30)設(shè)置在所述芯體的外壁(26)上，其中所述磁體是布置在所述芯體的周向方向上的多個磁體中的一個； 管狀部分(40)，所述管狀部分(40)布置在所述芯體的徑向外側(cè)，使得所述管狀部分的內(nèi)壁與所述磁體接觸；以及 板部件(50)，所述板部件(50)密封所述管狀部分的在所述芯體的軸向方向上的至少一端，并且所述板部件(50)具有設(shè)置在對應(yīng)于所述通孔的位置處的開口(52)，所述開口在厚度方向上穿過所述板部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中 所述多個通孔等間隔地布置在周向方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中 所述通孔圍繞所述芯體的軸線(Ax)螺旋狀地延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，還包括: 葉片部分(53)，所述葉片部分(53)限定為從所述開口的邊緣開始在所述板部件的周向方向上延伸離開所述板部件的表面。
5.一種電旋轉(zhuǎn)機器(10)·，包括:根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的轉(zhuǎn)子；和定子(60)，所述定子(60)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)，以基于施加到所述定子上的電力提供旋轉(zhuǎn)磁場。
【文檔編號】H02K1/32GK103855823SQ201310647962
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月5日
【發(fā)明者】田中飛鳥 申請人:株式會社電裝