轉(zhuǎn)子和具有該轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種轉(zhuǎn)子和一種具有該轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有包括用作轉(zhuǎn)子的磁極的永磁體的轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機(jī)的設(shè)計領(lǐng)域中，要求減少用作永磁體的材料的稀有材料(例如，稀土元素)的量。為了滿足以上需求，可以設(shè)想以如下方式實(shí)施一種設(shè)計方法:轉(zhuǎn)子的磁極由在周向方向上間斷地設(shè)置的永磁體形成。以這種方式，與轉(zhuǎn)子的磁極由被磁化成具有磁極并且被構(gòu)造成環(huán)形形式的永磁體形成的情況相比，永磁體的材料的總量可以通過從永磁體中的每兩個周向相鄰的永磁體之間的中間位置去除材料來減小。
[0003]已經(jīng)提出了作為用于以上設(shè)計方法中的每個永磁體的形狀的各種形狀。例如，在轉(zhuǎn)子的沿垂直于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向截取的橫截面中，每個永磁體均可以構(gòu)造成沿著轉(zhuǎn)子芯的外周表面延伸的拱形形式，該永磁體具有環(huán)形橫截面。替代性地，如JP3833256B2(與US5939809A對應(yīng))中所公開的，每個永磁體均可以構(gòu)造成具有兩個突出部的拱形形式，所述兩個突出部分別在永磁體的周向中央部的兩個周向側(cè)處朝向轉(zhuǎn)子芯徑向向內(nèi)突出。另外替代性地，每個永磁體均可以構(gòu)造成具有平坦的相對表面，該平坦的相對表面與轉(zhuǎn)子芯徑向相對并且是完全平坦的。
[0004]然而，在永磁體被構(gòu)造成拱形形式的情況下，由于存在制造公差，在一些產(chǎn)品中，永磁體的與轉(zhuǎn)子芯徑向相對的相對表面的曲率半徑，即，永磁體的內(nèi)周表面的曲率半徑，可能與轉(zhuǎn)子芯的外周表面的曲率半徑不一致。此外，構(gòu)造成拱形形式的永磁體的內(nèi)周表面的曲率半徑可能通過永磁體的取決于溫度變化的膨脹或收縮而改變。因此，在一些情況下，取決于制造的永磁體的質(zhì)量或者由溫度變化造成的永磁體的膨脹或收縮，在永磁體的兩個周向端接觸轉(zhuǎn)子芯的同時，可能在永磁體的周向中央部與轉(zhuǎn)子芯之間形成間隙。在這種情況下，當(dāng)向永磁體施加外力時，應(yīng)力集中在永磁體的中央部中，從而可能導(dǎo)致永磁體的損壞(例如，損壞、破裂、碎裂)。
[0005]在JP3833256B2(與US5939809A對應(yīng))中所公開的并且被構(gòu)造成具有兩個突出部的拱形形式的永磁體的情況下，永磁體的兩個周向端不接觸轉(zhuǎn)子芯。因此，這可能限制永磁體的變形，該變形導(dǎo)致了:在發(fā)生由溫度變化所導(dǎo)致的永磁體的膨脹或收縮時，當(dāng)永磁體的兩個周向端用作支點(diǎn)時，永磁體的周向中央部遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子芯移位。然而，在JP383325682 (與US5939809A對應(yīng))所公開的永磁體的情況下，永磁體的兩個突出部接觸轉(zhuǎn)子芯，并且在永磁體的周向中央部與轉(zhuǎn)子芯之間形成間隙。因此，與不具有突出部的永磁體類似，當(dāng)向永磁體施加外力時，應(yīng)力可能集中在永磁體的中央部中，從而可能導(dǎo)致永磁體的損壞。
[0006]在具有與轉(zhuǎn)子芯徑向相對的平坦的相對表面的永磁體的情況下，無論由溫度變化所導(dǎo)致的永磁體的膨脹或收縮如何，在永磁體的中央部與轉(zhuǎn)子芯之間都不形成間隙。在這種情況下，即使當(dāng)向永磁體施加外力時，應(yīng)力仍沿周向方向分布從而不會集中在永磁體的中央部中。然而，即使在具有平坦的相對表面的永磁體的情況下，當(dāng)永磁體的平坦的相對表面的表面面積增大時，永磁體翹曲的可能性仍增加。當(dāng)增加切割過程以提高永磁體的接觸表面的表面精度時，制造成本增加并且永磁體的收益率可能會降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開鑒于以上缺點(diǎn)而提出。因此，本公開的目的在于提供一種轉(zhuǎn)子和一種具有這種轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機(jī)，該轉(zhuǎn)子可以限制轉(zhuǎn)子的永磁體的損壞。
[0008]根據(jù)本公開，提供了一種用于電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括軸、轉(zhuǎn)子芯和多個永磁體。轉(zhuǎn)子芯配裝至軸并且固定至軸。永磁體位于轉(zhuǎn)子芯的徑向外側(cè)上并且在周向方向上間斷地設(shè)置。多個永磁體分別在轉(zhuǎn)子芯的多個預(yù)定部分處固定至轉(zhuǎn)子芯。彼此徑向相對的每個永磁體以及轉(zhuǎn)子芯的多個預(yù)定部分中的對應(yīng)的一個預(yù)定部分中的一者包括突出部，該突出部朝向每個永磁體以及轉(zhuǎn)子芯的多個預(yù)定部分中的對應(yīng)的一個預(yù)定部分中的另一者突出。每個永磁體的與轉(zhuǎn)子芯的多個預(yù)定部分中的對應(yīng)的一個預(yù)定部分徑向相對的內(nèi)周表面包括主接觸部和兩個主非接觸部。主接觸部在與突出部對應(yīng)的周向位置處接觸轉(zhuǎn)子芯的多個預(yù)定部分中的對應(yīng)的一個預(yù)定部分。兩個主非接觸部不接觸轉(zhuǎn)子芯并且分別位于主接觸部的兩個周向相反側(cè)上。
【附圖說明】
[0009]文中所描述的附圖僅出于說明的目的，并不意在以任何方式限制本公開的范圍。
[0010]圖1為描述具有根據(jù)本公開的第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)的橫截面圖；
[0011]圖2為沿著圖1中的線I1-1I截取的橫截面圖；
[0012]圖3為圖2中的區(qū)域III的局部放大圖；
[0013]圖4為具有根據(jù)本公開的第二實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域；
[0014]圖5為具有根據(jù)本公開的第三實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域；
[0015]圖6為具有根據(jù)本公開的第四實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域；
[0016]圖7為具有根據(jù)本公開的第五實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域；
[0017]圖8為具有根據(jù)本公開的第六實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域；以及
[0018]圖9為具有根據(jù)本公開的第七實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)的局部放大的橫截面圖，示出了永磁體和永磁體周圍的區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0019]將參照附圖對本公開的各實(shí)施方式進(jìn)行描述。在對實(shí)施方式的下列討論中，相似的部件將由相同的附圖標(biāo)記表示并且出于簡明的目的將不進(jìn)行冗余地描述。
[0020](第一實(shí)施方式)
[0021]圖1表示了電動馬達(dá)，該電動馬達(dá)用作具有根據(jù)本公開的第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機(jī)。電動馬達(dá)5用作車輛電動轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動源。
[0022]首先，將參照圖1和圖2對電動馬達(dá)5的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。+
[0023]電動馬達(dá)5為三相無刷馬達(dá)并且包括外殼10、定子20和轉(zhuǎn)子30。
[0024]外殼10包括管狀殼體11、第一蓋12和第二蓋13。第一蓋12封閉管狀殼體11的一個端部，并且第二蓋13封閉管狀殼體11的另一端部。兩個軸承14、15分別安裝至第一蓋12的中央部和第二蓋13的中央部。
[0025]定子20形成電動馬達(dá)5的電樞并且包括定子芯21和繞組22。定子芯21包括磁軛23和多個齒24。磁軛23構(gòu)造成圓筒形的管狀形式并且固定至外殼10的管狀殼體11的內(nèi)周壁表面。齒24從磁軛23徑向向內(nèi)延伸并且在沿磁軛23的周向方向上以大致相等的間距設(shè)置。繞組22中的每個對應(yīng)繞組均插入到對應(yīng)狹槽中，該對應(yīng)狹槽限定在齒24中的對應(yīng)的兩個齒之間。繞組22形成U相繞組、V相繞組和W相繞組。在圖2中，出于簡明的目的而未示出繞組22。
[0026]轉(zhuǎn)子30形成電動馬達(dá)5的永磁轉(zhuǎn)子(permanent magnet field rotor)并且包括可旋轉(zhuǎn)軸31、轉(zhuǎn)子芯32和多個永磁體33?？尚D(zhuǎn)軸31通過軸承14和軸承15以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐。轉(zhuǎn)子芯32為在定子20的徑向內(nèi)側(cè)上配裝并固定至可旋轉(zhuǎn)軸31的外周壁表面的管狀構(gòu)件。永磁體33位于轉(zhuǎn)子芯32的徑向外側(cè)上并且在周向方向上間斷地設(shè)置。永磁體33分別在轉(zhuǎn)子芯32的多個預(yù)定部分(下文所述的平坦表面41)處固定至轉(zhuǎn)子芯32。永磁體33被磁化成使得永磁體33中的每兩個周向相鄰的永磁體中的一個永磁體的徑向外側(cè)磁極的極性與永磁體33中的每兩個周向相鄰的永磁體中的另一個永磁體的徑向外側(cè)磁極的極性相反。
[0027]在以上述方式構(gòu)造的電動馬達(dá)5中，當(dāng)定子20的繞組22逐個相位相繼地被激勵時，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。從而，轉(zhuǎn)子30通過由旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的磁引力和磁斥力與可旋轉(zhuǎn)軸31
一起旋轉(zhuǎn)。
[0028]接下來，將參照圖1至圖3對電動馬達(dá)5的特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
[0029]在本實(shí)施方式中，如圖2中所示，設(shè)置在轉(zhuǎn)子30中的永磁體33的總數(shù)目為10 (十)。響應(yīng)于此，轉(zhuǎn)子芯32包括在周向方向上一個接一個地設(shè)置的十個平坦表面41。具體地，轉(zhuǎn)子芯32形成為具有沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸線AX的方向截取的、并且構(gòu)造成十邊形形狀的橫截面。
[0030]定子芯21的狹槽的總數(shù)目為60 (六十)。定子芯21處的每極每相的