[實(shí)用新型]電動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320178325.X
• 申請(qǐng)日: 2013-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN203434766U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山口晃;古屋剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02K1/27
• 分類號(hào): H02K1/27;H02K21/14;H02K15/03
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊(yùn);李延虎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及具有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)及其制造方法，其能夠防止由構(gòu)成轉(zhuǎn)子的電磁鋼板、軸及磁鐵等的溫度形變引起的、轉(zhuǎn)子的彎曲和磁鐵的破損等不良情況。?

背景技術(shù)

一般而言，構(gòu)成同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的材料主要為電磁鋼板、碳素鋼的軸及永久磁鐵。作為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，存在將永久磁鐵粘貼于轉(zhuǎn)子表面上的所謂SPM（Surface?Permanent?Magnet）結(jié)構(gòu)、以及將永久磁鐵埋入到電磁鋼板之中的所謂IPM（Interior?Permanent?Magnet）結(jié)構(gòu)。?

至今，要求最大輸出和最大轉(zhuǎn)矩大、且慣性矩小的馬達(dá)。由此，在設(shè)計(jì)、制造電動(dòng)機(jī)時(shí)，使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)向軸向變長的情況較多。在這種電動(dòng)機(jī)中，大多使用所謂釹磁鐵（NdFeB）的磁力強(qiáng)的磁鐵。作為將該釹磁鐵固定于層疊電磁鋼板的鐵心結(jié)構(gòu)體上的方法，一般使用粘接劑。另外，作為粘接劑廣泛使用單一組分加熱硬化類型的粘接劑。?

對(duì)于消除使用多個(gè)磁鐵的轉(zhuǎn)子的形變，提出了幾個(gè)技術(shù)方案。例如，在公開了使用永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的日本特開2002－78257號(hào)公報(bào)中記載了如下內(nèi)容：“該發(fā)明的馬達(dá)具備具有多個(gè)磁極且在磁極鄰接的永久磁鐵之間設(shè)置間隙的轉(zhuǎn)子，即使發(fā)生溫度變化，永久磁鐵與轉(zhuǎn)子之間的熱應(yīng)力也降低，能夠抑制剝離的發(fā)生”，還記載了如下內(nèi)容：“該發(fā)明的馬達(dá)以包含顆粒的粘接劑來填埋鄰接的永久磁鐵之間的間隙，通過以包含預(yù)定尺寸的顆粒的粘接劑來填埋鄰接的永久磁鐵之間，能夠使鄰接的永久磁鐵之間的粘接層的厚度一定，尺寸管理變得容易”。?

另外，在公開了永久磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)的日本特開2011－205781號(hào)公報(bào)中記載了如下內(nèi)容：“在將永久磁鐵插入到設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵心上的磁鐵插入用空間時(shí)，在各個(gè)永久磁鐵的插入方向上下端面上臨時(shí)固定橡膠薄板之后依次插入永久?磁鐵，在插入了向旋轉(zhuǎn)軸方向堆積的多個(gè)或一個(gè)磁鐵之后，以該磁鐵端面上的橡膠薄板承受壓縮力的方式，將轉(zhuǎn)子從每個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心的兩端勒緊而做成轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)體”。?

在將釹磁鐵粘接固定于層疊電磁鋼板的轉(zhuǎn)子鐵心上的現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子中，發(fā)生由構(gòu)成轉(zhuǎn)子的鐵和釹磁鐵的線膨脹系數(shù)的不同所引起的形變。若以浸漬劑（粘接劑）粘接線膨脹系數(shù)不同的部件，則隨著它們的溫度從粘接硬化的溫度變化，在鐵和磁鐵的軸向長度上產(chǎn)生差異，產(chǎn)生形變。由于該形變，有可能發(fā)生如下的不良情況。?

1）粘接固定磁鐵的粘接劑裂開而磁鐵剝離。?

2）由粘接不均勻引起轉(zhuǎn)子彎曲。?

3）磁鐵裂開。?

4）在層疊的電磁鋼板上產(chǎn)生間隙。?

尤其在軸向上長的轉(zhuǎn)子中，由于將磁鐵在軸向上排成多層，因此上述不良情況根據(jù)長度而明顯表現(xiàn)出來。?

圖11是更具體地說明現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子的上述問題的圖。圖11所示的轉(zhuǎn)子50是所謂IPM結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，具有：層疊環(huán)狀的電磁鋼板52而成的轉(zhuǎn)子鐵心54；埋入到轉(zhuǎn)子鐵心54中的多個(gè)永久磁鐵56；以及從軸向兩側(cè)夾持電磁鋼板52的兩個(gè)端板58。各個(gè)永久磁鐵56是大致板狀且相互同一形狀的釹磁鐵，在使各個(gè)端面對(duì)接的狀態(tài)下構(gòu)成為在轉(zhuǎn)子軸向上長的板狀，并且插入到設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵心54上的沿軸向延伸的槽60內(nèi)。各個(gè)永久磁鐵56的主表面利用溫度硬化型的粘接劑（浸漬劑）62粘接于槽60的內(nèi)表面。?

在從圖11的（a）部分的狀態(tài)，轉(zhuǎn)子鐵心54（至少粘接劑62周邊）的溫度上升至粘接劑62的硬化溫度的情況下，如圖11的（b）部分所示，線膨脹系數(shù)比較高（例如12×10^-6/K）的電磁鋼板52主要向轉(zhuǎn)子鐵心54的軸向（左右方向）膨脹，另外永久磁鐵56由于向其軸向的線膨脹系數(shù)比電磁鋼板52非常低（在釹磁鐵的情況下為－0.5×10^-6/K），因此在軸向上尺寸幾乎不變，在該狀態(tài)下粘接劑62硬化而粘接固定永久磁鐵56和電磁鋼板52。?

其次，在轉(zhuǎn)子鐵心54的溫度下降至電動(dòng)機(jī)的使用溫度的下限的情況下，電磁鋼板52主要向軸向收縮，但由于電磁鋼板52粘接固定于永久磁鐵56上，?因此如圖11的（c）部分所示，電磁鋼板52的與永久磁鐵56靠近的部位不收縮，與轉(zhuǎn)子鐵心54的周面和中心靠近的部分隨著溫度下降而收縮。于是，在轉(zhuǎn)子鐵心54上產(chǎn)生形變，成為形變應(yīng)力積蓄的狀態(tài)。并且，根據(jù)情況如圖11的（d）部分所示，有時(shí)由于形變應(yīng)力，在電磁鋼板52上發(fā)生裂紋64等，并且產(chǎn)生未圖示的轉(zhuǎn)子軸的彎曲、永久磁鐵56的裂開和損傷。?