磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)輔助渦輪等的用途中應(yīng)用的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知將作為勵(lì)磁單元的磁鐵安裝到轉(zhuǎn)子的永久磁鐵式同步旋轉(zhuǎn)機(jī)。但是，對(duì)于在汽車增壓器的渦輪與壓縮機(jī)之間配置了電動(dòng)機(jī)的所謂電動(dòng)輔助渦輪中使用的電動(dòng)機(jī)，要求超過10萬轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)，所以在使用了以往的永久磁鐵式電動(dòng)機(jī)作為該電動(dòng)機(jī)的情況下，產(chǎn)生磁鐵的保持強(qiáng)度的問題。
[0003]鑒于這樣的狀況，提出了一種以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī):將作為勵(lì)磁單元的磁鐵配置到定子，將齒輪狀的提供了磁性的凸極性的兩個(gè)轉(zhuǎn)子芯在軸向上排列、且在圓周方向上錯(cuò)開半極間距地配設(shè)而構(gòu)成了轉(zhuǎn)子(參照例如專利文獻(xiàn)I)。該轉(zhuǎn)子僅由簡(jiǎn)單形狀的鐵部件構(gòu)成，所以能夠得到高的耐離心力強(qiáng)度。因此，以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)在電動(dòng)輔助渦輪等要求高速旋轉(zhuǎn)的用途中被使用。
[0004]在以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)中，在軸向上排列配設(shè)了兩個(gè)轉(zhuǎn)子芯，所以相對(duì)以往的永久磁鐵式同步旋轉(zhuǎn)機(jī)，需要兩倍的軸向尺寸。因此，在配置在轉(zhuǎn)子的軸向兩側(cè)的軸承處用軸支承轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)下，變得容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成共振系統(tǒng)而進(jìn)行撓曲振動(dòng)的所謂的軸共振的問題。軸承之間的間隔越長(zhǎng)，另外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度越快，則越容易發(fā)生該軸共振，在最壞的情況下，轉(zhuǎn)子與定子接觸。
[0005]作為避免高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子與定子的接觸的對(duì)策，縮小軸承之間的間隔來提高發(fā)生軸共振的轉(zhuǎn)速的做法是有效的。另外，根據(jù)耐離心力強(qiáng)度的制約，轉(zhuǎn)子直徑變小，附隨其而定子直徑變小，定子線圈的線圈端部的相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的軸心的距離變短。另一方面，關(guān)于軸承，從確保剛性以及確保油冷卻流路等觀點(diǎn)來看，期望大直徑化。因此，在使軸承配置到定子線圈的線圈端部的內(nèi)徑側(cè)的情況下，產(chǎn)生軸承與定子線圈的線圈端部干擾的問題。
[0006]因此，為了避免軸承與定子線圈的線圈端部干擾，縮短軸承之間的間隔，而極力縮短定子線圈的線圈端部的軸向長(zhǎng)度的做法是有效的。在以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)中，使用集中卷繞方式的定子線圈，縮短了定子線圈的線圈端部的軸向長(zhǎng)度。但是，集中卷繞方式的定子線圈分別由不跨過槽地將導(dǎo)線卷繞到I個(gè)齒上而制作的多個(gè)集中卷繞線圈構(gòu)成，所以產(chǎn)生難以將集中卷繞線圈安裝到分別從圓環(huán)狀的芯背(core back)的內(nèi)周面向徑向內(nèi)部突出并在圓周方向上相互相離地排列齒而成的定子芯上這樣的問題。
[0007]為了提高集中卷繞線圈的安裝性，提出了一種以往的定子芯:由具備圓弧形的芯背部以及從芯背部的內(nèi)周面向徑向內(nèi)部突出的齒的多個(gè)芯塊構(gòu)成(參照例如專利文獻(xiàn)2)。在該結(jié)構(gòu)中，能夠使芯背部的圓周方向的側(cè)面彼此相對(duì)，按照?qǐng)A環(huán)狀來排列在齒上安裝了集中卷繞線圈的芯塊，而構(gòu)成定子芯，所以向定子芯安裝集中卷繞線圈變得容易。
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本特開平8-214519號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-103717號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)中，在芯背之間夾著永久磁鐵地將兩個(gè)定子芯在軸向上排列配設(shè)并進(jìn)行一體化，收納到殼體內(nèi)。沿圓周方向?qū)⒂谰么盆F分割為多個(gè)磁鐵塊，多個(gè)磁鐵塊被定位到單一部件的定子芯而用粘接劑等固定，從而在裝配定子芯時(shí)，不會(huì)發(fā)生磁鐵塊彼此接觸那樣的情形。
[0011]但是，在為了提高集中卷繞線圈的安裝性，而應(yīng)用專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)，將以往的磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)的定子芯分割構(gòu)成為多個(gè)芯塊的情況下，將在兩個(gè)芯塊之間夾著磁鐵塊而構(gòu)成的芯塊對(duì)在圓周方向上排列并進(jìn)行一體化。此時(shí)，存在磁鐵塊彼此接觸而產(chǎn)生破裂、缺損這樣的課題。
[0012]由于磁鐵塊的破裂、缺損而產(chǎn)生的磁鐵片侵入到定子與轉(zhuǎn)子的間隙，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的鎖定或者增大機(jī)械損傷。磁鐵塊的破裂、缺損導(dǎo)致磁特性的劣化。而且，如果在永久磁鐵的磁特性極端地下降的狀態(tài)下，周圍的環(huán)境溫度變高，則還存在發(fā)生永久磁鐵的不可逆退磁的擔(dān)心。
[0013]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而完成的，其目的在于得到一種能夠在將夾持磁鐵塊的芯塊對(duì)按照?qǐng)A環(huán)狀排列并進(jìn)行一體化時(shí)消除磁鐵塊彼此的接觸而抑制磁鐵塊產(chǎn)生破裂、缺損的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)。
[0014]本發(fā)明涉及磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，具備:殼體，用非磁性材料制作;定子，具有定子芯以及定子線圈，該定子配設(shè)在所述殼體內(nèi)，所述定子芯是使按照同一形狀制作出的第I定子芯以及第2定子芯在軸向上背離且使齒的圓周方向位置一致地同軸配置而構(gòu)成的，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是將所述齒從圓筒狀的芯背的內(nèi)周面向徑向內(nèi)部突出并在圓周方向上按照等角間距配設(shè)而成的，所述齒形成開口在內(nèi)周側(cè)的槽，所述定子線圈被集中卷繞地卷裝到所述定子芯的在軸向上對(duì)置的各對(duì)所述齒上;轉(zhuǎn)子，使在圓筒狀的基部的外周面在圓周方向上按照等角間距突出設(shè)置凸極而成的按照同一形狀制作出的第I轉(zhuǎn)子芯以及第2轉(zhuǎn)子芯分別位于所述第I定子芯以及所述第2定子芯的內(nèi)周側(cè)，且在圓周方向上相互錯(cuò)開半凸極間距而同軸地固定于旋轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)子能夠旋轉(zhuǎn)地配設(shè)于所述殼體內(nèi)；以及永久磁鐵，配設(shè)于所述第I定子芯與所述第2定子芯之間，以使所述第I轉(zhuǎn)子芯的凸極與所述第2轉(zhuǎn)子芯的凸極為不同的極性的方式產(chǎn)生勵(lì)磁磁通，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是以使芯背部的圓周方向的側(cè)面彼此相接的方式按照?qǐng)A環(huán)狀排列芯塊對(duì)而構(gòu)成的，所述芯塊對(duì)是使芯塊在軸向上相離地重疊而構(gòu)成的，所述芯塊包括圓弧形的所述芯背部以及從所述芯背部的內(nèi)周面向徑向內(nèi)部突出的所述齒。所述永久磁鐵被分別分割構(gòu)成為多個(gè)磁鐵塊，該多個(gè)磁鐵塊以收納到所述芯塊對(duì)內(nèi)的方式夾持在所述芯塊對(duì)之間，所述磁鐵塊具有夾持在所述芯背部之間的、圓周方向兩側(cè)面與所述芯背部的圓周方向兩側(cè)面相比更位于圓周方向內(nèi)側(cè)的外形形狀的基部。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，被夾持在芯背部之間的磁鐵塊的基部的兩側(cè)面與芯背部的兩側(cè)面相比更位于圓周方向內(nèi)側(cè)。因此，在使芯背部的圓周方向的側(cè)面彼此相對(duì)地將夾持磁鐵塊的芯塊對(duì)按照?qǐng)A環(huán)狀排列并進(jìn)行一體化而制作了第I以及第2定子芯時(shí)，避免在圓周方向上相鄰的磁鐵塊彼此的接觸。因此，抑制磁鐵塊產(chǎn)生破裂、缺損。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)的局部剖切立體圖。
[0017]圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的在軸向上排列的芯塊對(duì)的立體圖。
[0018]圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的磁鐵塊的立體圖。
[0019]圖4是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中排列了3個(gè)芯塊對(duì)的狀態(tài)的立體圖。
[0020]圖5是從徑向內(nèi)部觀察在本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中相鄰的芯塊對(duì)的立體圖。
[0021]圖6是從徑向內(nèi)部觀察在本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中相鄰的芯塊對(duì)的示意圖。
[0022]圖7是從徑向內(nèi)部觀察本發(fā)明的實(shí)施方式3的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的相鄰的芯塊對(duì)的示意圖。
[0023]圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的定子芯的主要部分立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，使用附圖，說明本發(fā)明的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0025]實(shí)施方式1.
[0026]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)的局部剖切立體圖，圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的在軸向上排列的芯塊對(duì)的立體圖，圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中的磁鐵塊的立體圖。
[0027]在圖1中，磁感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)I具備用鐵等塊狀磁性體制作出的同軸地固定于旋轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)子3、將作為轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生用驅(qū)動(dòng)線圈的定子線圈11卷裝到以圍繞轉(zhuǎn)子3的方式配設(shè)的定子芯8而成的定子7、作為勵(lì)磁單元的永久磁鐵12、以及收納轉(zhuǎn)子3、定子7以及永久磁鐵12的殼體14。
[0028]轉(zhuǎn)子3具備對(duì)按照決定的形狀成形的多張磁性鋼板進(jìn)行層疊一體化而制作出的第I以及第2轉(zhuǎn)子芯4、5。第I以及第2轉(zhuǎn)子芯4、5包括:圓筒狀的基部4a、5a，按照同一形狀制作，在軸心位置處貫穿設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸插入孔；以及凸極4b、5b，從基部4a、5a的外周面向徑向外部突出且在軸向上延伸設(shè)置，在圓周方向上按照等角間距設(shè)置了兩個(gè)。
[0029]第I以及第2轉(zhuǎn)子芯4、5在圓周方向上錯(cuò)開半凸極間距，以對(duì)置方式相互相接地配置，固定到插通它們的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的旋轉(zhuǎn)軸2，而構(gòu)成轉(zhuǎn)子3。另外，轉(zhuǎn)子3在旋轉(zhuǎn)軸2的兩端被軸承(未圖示)支承，并旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在殼體14內(nèi)。
[0030]定子芯8具備按照同一形狀制作出的第I以及第2定子芯9A、9B。第I以及第2定子芯9A、9B具備圓筒狀的芯背、和分別從芯背的內(nèi)周面向徑向內(nèi)部突出并在圓周方向上按照等角間距設(shè)置有6個(gè)的齒10b。在內(nèi)周側(cè)開口的槽1c通過芯背和相鄰的齒1b而形成。第I以及第2定子芯9A、9B以使齒1b的圓周方向位置一致，在軸向上相離，分別圍繞第I以及第2轉(zhuǎn)子芯4、5的方式在軸向上排列，并被配設(shè)在殼體14內(nèi)。
[0031]