轉子結構的製作方法

2023-06-06 15:38:46 1

專利名稱：轉子結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於軸向間隙馬達的轉子結構或組件，在該軸向間隙馬達中，定子和盤形轉子沿旋轉軸彼此相對。
背景技術：
日本專利申請公開No.2003-1918822公開了一種用於軸向間隙馬達的轉子，其中，支承永磁體的盤形保持部件通過壓入旋轉軸中並進行鍵或鋸齒配合，或者通過套裝在旋轉軸上然後進行焊接而與旋轉軸連接，因此，限制了在保持部件和旋轉軸之間沿周向方向的相對位移。

發明內容
當支承永磁體的保持部件相對於旋轉軸或轉子中心軸線的垂直度較低時，轉子在該轉子和定子之間形成非均勻間隙。該非均勻間隙使得在由定子產生的旋轉磁場和轉子之間的吸引力和排斥力不規則，從而在軸向間隙馬達中產生問題，例如不穩定的扭矩。因此，軸向間隙馬達需要提高所述保持部件相對於旋轉軸的垂直度。不過，與徑向間隙馬達相比，軸向間隙馬達的轉子的保持部件具有相當小的軸向厚度，因此，不能在保持部件和旋轉軸之間的連接表面處有足夠的軸向厚度。因此，在保持部件被壓入旋轉軸內或套裝在旋轉軸上的那種轉子結構中，很難提高保持部件相對於旋轉軸的垂直度。在本說明書中，提高垂直度意味著使得保持部件相對於旋轉軸的角度更接近直角。
本發明的目的是提供一種用於軸向間隙馬達的轉子結構或組件，它能夠提高在保持部件和旋轉軸之間的垂直度，該保持部件和旋轉軸都包含在轉子中。
根據本發明的一個方面，用於軸向間隙馬達的轉子組件包括轉子和定子，該轉子包括旋轉軸；肋，該肋布置在旋轉軸上；以及盤形保持部件，該盤形保持部件與肋的軸向端面連接，從而與旋轉軸連接，並設有沿周向方向布置的永磁體；而該定子沿轉子的中心軸線對著轉子。
通過下面的說明並參考附圖，可以理解本發明的其它目的和特徵。


圖1是表示本發明一實施例的軸向間隙馬達的示意剖視圖。
圖2是表示用於本發明一實施例的軸向間隙馬達的轉子結構的示意剖視圖。
圖3是表示用於本發明另一實施例的軸向間隙馬達的轉子結構的示意剖視圖。
圖4是表示用於本發明又一實施例的軸向間隙馬達的轉子結構的示意剖視圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發明一實施例的軸向間隙馬達的示意剖視圖。圖1的軸向間隙馬達包括轉子53、定子57和殼體61。轉子53包括盤形或圓形保持部件51以及旋轉軸52。保持部件51設有沿周向布置的永磁體，並與旋轉軸52連接。定子57沿轉子53的中心軸線或沿轉子53的旋轉軸52的軸向對著轉子53。定子57包括定子芯54、絕緣體55和線圈56。各線圈56纏繞在定子芯54上，絕緣體55布置在它們之間。殼體61通過徑向軸承58和推力軸承59而可旋轉地支承轉子53的旋轉軸52的端部，並通過引導件60而固定定子57。
定子芯54在沿旋轉軸52的周向的多個位置處環繞該旋轉軸52布置。嵌入轉子53的保持部件51中的永磁體布置成用於使得極性沿周向方向交替。因此，當各線圈56通過變換器(inverter)被激勵並因此產生或形成沿周向方向的旋轉磁場時，嵌有永磁體(其極性沿周向方向交替)的轉子53受到旋轉磁場的吸引和排斥，並因此以同步速度而旋轉。
圖2是表示用於本發明一個實施例的軸向間隙馬達的轉子結構或組件的示意剖視圖。圖2的轉子結構包括轉子4和定子S。轉子4包括盤形或圓形保持部件2以及旋轉軸3。保持部件2設有沿周向方向布置的永磁體1，並與旋轉軸3連接。定子S沿轉子4的中心軸線或沿轉子4的旋轉軸3的軸向方向而對著該轉子4。轉子4還包括盤形或圓形肋5。肋5通過利用鍵而套裝在旋轉軸3上。肋5有第一軸向端面以及第二或相對軸向端面。第一和第二軸向端面形成肋5沿軸向方向的相對的端面。保持部件2形成有孔，各孔有在孔的內表面中的內螺紋，且該保持部件2通過螺栓6而與肋5的第一軸向端面連接，該螺栓6穿過肋5擰入相應孔內。因此，保持部件2與旋轉軸3連接。
肋5的外徑φ1小於定子S的內徑φ2，並形成有在第二軸向端面中的孔7，該第二軸向端面是與第一軸向端面相對的肋5的相對端面，該第一軸向端面與保持部件2連接。各孔7用於接收配重W。因此，配重W安裝在肋5上。
如上所述，肋5通過利用鍵而套裝在旋轉軸3上。此外，肋5例如可以通過壓入旋轉軸3中並進行鋸齒配合或者通過套裝在旋轉軸3上並隨後進行焊接而與旋轉軸3連接。而且，肋5可以與旋轉軸3鑄造成一體。肋5的、與保持部件2連接的第一軸向端面或連接面例如可以通過進行切削加工而具有較高的垂直度。因此，本實施例的轉子結構能夠提高保持部件2相對於旋轉軸3的垂直度。顯然，與保持部件的內周表面直接與旋轉軸連接的結構相比，本實施例的轉子結構能夠提高垂直度。
因為肋5的外徑φ1小於定子S的內徑φ2，因此，定子S能夠布置成與肋5的外周表面交疊，而不會彼此幹涉，如圖2所示。因此，即使肋5布置在旋轉軸3上時，本實施例的轉子結構也能夠實現在定子S和轉子4之間的具有預定較小寬度的間隙。
定子S可以是包括定子芯、絕緣體和線圈的定子，其中，各線圈纏繞在定子芯上，且絕緣體布置在它們之間，如圖1所示。定子S的內徑φ2稱為包括線圈和絕緣體的該定子的最小內徑。
如上所述，肋5形成有在與保持部件2相對的第二軸向端面中的孔7。因此，本實施例的轉子結構能夠通過將配重W選擇地壓入各孔7中而調節轉子4的重量平衡或不平衡。也可以不安裝配重W，而是可以對肋5進行切削加工，以便調節轉子4的重量平衡或不平衡。
圖3是表示用於本發明另一實施例的軸向間隙馬達的轉子結構或組件的示意剖視圖。在圖3的轉子結構中，轉子軸3形成有軸內通道8，該軸內通道8沿旋轉軸3的中心軸線的軸向方向穿過旋轉軸3延伸。肋5形成有在與保持部件2連接的第一軸向端面中的至少一個槽。該至少一個槽沿第一軸向端面沿徑向向外延伸，以便形成在肋5和保持部件2之間的冷卻劑通道9。旋轉軸3也形成有至少一個連接通道10，該連接通道10使得冷卻劑通道9液體密封地與軸內通道8連接。
在該轉子結構中，由於轉子4旋轉而產生的離心力使得軸內通道8中的冷卻劑通過連接通道10和冷卻劑通道9而供給形成於轉子4和定子S之間的間隙附近。因此，本實施例的轉子結構能夠通過利用轉子4的離心力來冷卻轉子4和定子S。此外，本實施例的轉子結構可以使用任何形式的物質(例如油或水)作為冷卻劑。
因為冷卻劑通道9形成於肋5的沿徑向延伸的槽和保持部件2之間，因此，通過轉子4的離心力而從軸內通道8供給的冷卻劑通道9中的冷卻劑直接與保持部件2接觸。因此，本實施例的轉子結構能夠更有效地冷卻轉子4。
圖4是表示用於本發明又一實施例的軸向間隙馬達的轉子結構或組件的示意剖視圖。圖4的轉子結構包括轉子4和定子S，該轉子4和定子S的結構基本與圖2和3中所示的結構類似。因此，在說明書的這一部分中，在圖4中與圖2和3中所示的元件相同或等效的元件將不再詳細介紹。在圖4的轉子結構中，旋轉軸3形成有軸內通道8。肋5形成有至少一個冷卻劑通道11，該冷卻劑通道11通過肋5的內部沿徑向向外延伸。旋轉軸3還形成有至少一個連接通道12，該連接通道12使得冷卻劑通道11液體密封地與軸內通道8連接。
在該轉子結構中，由於轉子4的旋轉而產生的離心力使得軸內通道8中的冷卻劑通過連接通道12和冷卻劑通道11而供給轉子4和定子S。因此，本實施例的轉子結構能夠通過利用轉子4的離心力來冷卻轉子4和定子S。而且，因為冷卻劑通道11並不形成於表面上，而是形成於肋5的內部，因此，與保持部件2連接的肋5的第一軸向端面或連接表面可以在面積上進行擴大。因此，本實施例的轉子結構能夠很容易地調節連接表面相對於中心軸線的垂直度，從而能夠提高保持部件2相對於中心軸線的垂直度。
本申請基於2004年4月5日提交的在先日本專利申請No.2004-111242。因此，該日本專利申請No.2004-111242的整個內容被本文參引。
儘管上面已經參考本發明的特定實施例介紹了本發明，但是本發明並不局限於上述實施例。本領域技術人員根據上述教導將知道上述實施例的變化和改變。本發明的範圍由下面的權利要求來確定。
權利要求
1.一種用於軸向間隙馬達的轉子組件，包括一轉子(4；53)，該轉子包括旋轉軸(3；52)；肋(5)，該肋布置在旋轉軸(3；52)上；以及盤形保持部件(2；51)，該盤形保持部件與肋(5)的一軸向端面連接，從而與旋轉軸(3；52)連接，並設有沿周向方向布置的永磁體(1)；以及定子(S；57)，該定子沿轉子(4；53)的中心軸線對著轉子(4；53)。
2.根據權利要求1所述的轉子組件，其中肋(5)的外徑(φ1)小於定子(S；57)的內徑(φ2)。
3.根據權利要求1或2所述的轉子組件，其中肋(5)形成有孔(7)，該孔(7)在肋(5)的、與所述軸向端面相對的相對軸向端面中，各孔(7)布置成用於接收配重(W)。
4.根據權利要求1或2所述的轉子組件，其中肋(5)形成有一槽，該槽在所述軸向端面中沿徑向向外延伸，以便形成在肋(5)和保持部件(2；51)之間的冷卻劑通道(9)；且旋轉軸(3；52)形成有在旋轉軸(3；52)內延伸的軸內通道(8)以及使得冷卻劑通道(9)液體密封地與軸內通道(8)連接的連接通道(10)。
5.根據權利要求1或2所述的轉子組件，其中肋(5)形成有穿過該肋(5)沿徑向向外延伸的冷卻劑通道(11)；而旋轉軸(3；52)形成有在該旋轉軸(3；52)中延伸的軸內通道(8)以及使得冷卻劑通道(11)液體密封地與軸內通道(8)連接的連接通道(12)。
6.根據權利要求1或2所述的轉子組件，其中保持部件(2；51)形成有一孔，該孔有在所述孔的內表面中的內螺紋，且該保持部件(2；51)通過螺栓(6)與肋(5)的所述軸向端面連接，該螺栓(6)穿過肋(5)擰入所述孔中。
7.根據權利要求1或2所述的轉子組件，其中，定子(S；57)包括定子芯(54)；線圈(56)，該線圈(56)纏繞在定子芯(54)上；以及絕緣體(55)，該絕緣體(55)布置在定子芯(54)和絕緣體(55)之間。
8.一種用於軸向間隙馬達的轉子，包括旋轉軸(3；52)；肋(5)，該肋(5)布置在旋轉軸(3；52)上；以及保持部件(2；51)，該保持部件與肋(5)的一軸向端面連接，並支承磁體(1)。
9.一種軸向間隙馬達，包括轉子(4，53)，該轉子包括旋轉軸(3；52)，該旋轉軸(3；52)形成轉子(4；53)的中心軸線；肋(5)，該肋布置在旋轉軸(3；52)上；以及盤形保持部件(2；51)，該盤形保持部件與肋(5)的一軸向端面連接，並設有沿周向方向布置的永磁體(1)；定子(S；57)，該定子沿轉子(4；53)的中心軸線對著轉子(4；53)；以及殼體(61)，該殼體(61)通過徑向軸承(58)和推力軸承(59)而可旋轉地支承旋轉軸(3；52)的端部，並通過引導件(60)而固定定子(S；57)。
全文摘要
一種轉子(4；53)，包括旋轉軸(3；52)；肋(5)，該肋布置在旋轉軸(3；52)上；以及盤形保持部件(2；51)。保持部件(2；51)與肋(5)的一軸向端面連接。因此，保持部件(2；51)與旋轉軸(3；52)連接。該保持部件(2；51)設有沿周向方向布置的永磁體(1)。定子(S；57)沿轉子(4；53)的中心軸線對著轉子(4；53)。
文檔編號H02K21/12GK1681188SQ20051005629
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月5日 優先權日2004年4月5日
發明者鈴木健太, 清水宏文 申請人:日產自動車株式會社