CN213990318U - 转子和电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及转子和电动机。转子具备：多个磁体，其由转子芯支承；以及端板，其以夹着转子芯的两侧的端面的方式配置。端板由具有磁性的材料形成。端板包括缺口部，该缺口部具有端板的表面远离磁体的端面的形状。缺口部形成在与磁体相对的区域。

Description

转子和电动机

技术领域

本实用新型涉及具备配置于转子芯的端面的端板的转子和具备转子的电动机。

背景技术

电动机具备绕旋转轴线旋转的转子和配置在转子的周围的定子。在以往的技术的转子中，公知有包括沿着旋转轴线延伸的轴、固定于轴的转子芯以及固定于转子芯的磁体的构造。

公知有在转子芯的旋转轴线的延伸方向上的两侧的端面配置有端板。端板形成为夹着转子芯的轴向上的两侧的端面。这样的端板由螺栓等紧固构件固定(例如，参照日本特开2006-238531号公报和日本特开2012-120422号公报)。

实用新型内容

固定于转子芯的多个磁体例如配置为外侧的表面的磁极交替地形成为N极和S极。为了使电动机高效地旋转，优选的是，从一个磁体的外侧的表面的N极发出的磁通穿过定子的定子芯而朝向另一磁体的S极。即，优选的是，磁感线从一个磁体的外侧的表面经由定子芯而朝向另一磁体的表面。

在此，配置于转子芯的轴向上的两侧的端板与固定于转子芯的磁体的端面接触。此外，端板以与磁体空开微小的间隙的方式配置。在端板由具有磁性的材料形成的情况下，从一个磁体的N极延伸的磁感线穿过端板朝向同一磁体的S极。存在如下这样的问题：在一个磁体的N极和S极形成磁感线的环，磁通泄漏。若磁通泄漏，则有助于电动机产生的转矩的磁力减小。而且，由于形成穿过端板的磁感线的环，因此，存在端板发热而产生铁损的情况。

因此，在以往的技术中，夹着转子芯的端板由不具有磁性的材料形成。例如，转子的端板由不锈钢或铝等形成。然而，与铁等具有磁性的材料相比，不锈钢或铝等是贵重的材料，存在转子价格高这样的问题。

本公开的第一技术方案的转子具备：转子芯，其绕旋转轴线旋转；多个磁体，其由转子芯支承；以及端板，其以夹着转子芯的两侧的端面的方式配置。端板由具有磁性的材料形成。端板包括退避部，该退避部形成在与磁体相对的区域的至少一部分区域，并具有端板的表面远离磁体的端面的形状。退避部包括缺口部和凹部中的至少一者，该缺口部形成于端板的径向上的端部，该凹部相对于端板的与转子芯接触的部分凹陷。

本公开的第二技术方案根据上述第一技术方案所述的转子，其中，所述磁体利用粘接剂固定于所述转子芯。

本公开的第三技术方案根据上述第一或第二技术方案所述的转子，其中，所述端板具有支承部，该支承部与所述磁体相对且在所述磁体沿所述旋转轴线的延伸方向移动时支承所述磁体，所述支承部在所述退避部的周围的区域构成。

本公开的第四技术方案根据上述第一至第三技术方案中任一技术方案所述的转子，其中，所述退避部具有沿着周向延伸的形状。

本公开的第五技术方案的电动机具备上述的转子和在内部配置有转子的定子。

在本公开的技术方案中，能够提供具备具有磁性的端板且抑制磁通的泄漏的转子和具备转子的电动机。

附图说明

图1是以与旋转轴线平行的面剖切实施方式的电动机时的概略剖视图。

图2是第1转子的转子芯、磁体和端板的立体图。

图3是第1转子的转子芯、磁体和端板的分解立体图。

图4是将第1转子的一部分剖切时的转子芯、磁体和端板的立体图。

图5是第1转子的端板的立体图。

图6是第1转子的转子芯、磁体和端板的放大剖视图。

图7是说明第1转子的制造方法的剖视图。

图8是实施方式的第2转子的端板的立体图。

图9是第2转子的端板的放大俯视图。

图10是实施方式的第3转子的转子芯、磁体和端板的放大剖视图。

图11是实施方式的第4转子的端板的立体图。

图12是第4转子的转子芯、磁体和端板的放大剖视图。

图13是实施方式的第5转子的端板的立体图。

图14是第5转子的端板的放大俯视图。

具体实施方式

参照图1～图14，对实施方式的转子和电动机进行说明。在图1中示出以与旋转轴线平行的面剖切本实施方式的具备第1转子的电动机时的概略剖视图。本实施方式的电动机2具备绕旋转轴线51旋转的转子和在内部配置有转子的定子6。在图1所示的例子中，配置有第1转子1。

第1转子1包括绕旋转轴线51旋转的轴11。轴11形成为圆柱状。定子6例如包括在轴11的延伸方向上层叠有多个电磁钢板的定子芯。定子6包括由定子芯支承并沿周向配置的多个线圈。定子6固定于壳体3。轴11由轴承4、5支承。轴承4、5由壳体3支承。

在图2中示出本实施方式的第1转子的转子芯、磁体和端板的立体图。在图3中示出本实施方式的第1转子的转子芯、磁体和端板的分解立体图。参照图1～图3，本实施方式的第1转子1是在转子芯12的表面配置有磁体13的表面磁体型的转子。

第1转子1具备固定于轴11的转子芯12。本实施方式的转子芯12包括具有圆筒的形状的圆筒部12a。转子芯12绕旋转轴线51旋转。本实施方式的转子芯12由具有磁性的单个构件形成。例如，能够通过切削以铁为主要成分的构件而形成转子芯12。转子芯的结构不限于该形态。转子芯例如也可以由多个电磁钢板在旋转轴线的延伸方向上层叠而成的层叠体构成。

第1转子1包括由转子芯12支承的多个磁体13。多个磁体13配置于转子芯12的外周面。本实施方式的磁体13是形成为板状的永磁体。多个磁体13沿周向以一定的间隔配置。磁体的个数取决于转子的极数。能够根据转子的极数，将任意个数的磁体固定于转子芯。

磁体13沿转子芯12的旋转轴线51的延伸方向从一端部延伸至另一端部。磁体13在旋转轴线51的延伸方向上的长度形成为转子芯12的长度以下。多个磁体13例如配置为外侧的表面沿着周向重复N极和S极。

转子芯12具有沿着旋转轴线51延伸的卡定部12b。卡定部12b形成为自圆筒部12a朝向径向的外侧突出。卡定部12b形成为沿着转子芯12的旋转轴线51的延伸方向从一端面延伸至另一端面。卡定部12b形成为与磁体13的侧面接触。卡定部12b形成为在周向上夹着磁体13。磁体13配置在两个卡定部12b彼此之间。本实施方式的磁体13利用粘接剂固定于转子芯12。另外，磁体13也可以不使用粘接剂，而是通过被两个卡定部12b夹持而固定于转子芯12。此外，在利用粘接剂将磁体13固定于转子芯12的情况下，可以利用粘接剂抑制磁体13在周向上的移动。因此，也可以不在转子芯12形成夹持磁体13的卡定部12b。

本实施方式的第1转子1具有以夹持转子芯12的旋转轴线51的延伸方向上的两侧的端面的方式配置的两张端板14。各端板14以与转子芯12的截面形状相对应的方式形成为圆环状。各端板14具有供轴11贯通的孔部14c。另外，在本实施方式中，将配置于箭头61所示的方向(图2的下侧)的端板14称为一侧的端板，将配置于与箭头61相反朝向(图2的上侧)的端板14称为另一侧的端板。

在图4中示出将本实施方式的第1转子的转子芯、磁体和端板剖切时的立体图。参照图2～图4，两张端板14利用作为紧固构件的螺栓31互相固定。螺栓31沿周向以一定的间隔配置。

在配置于图2、图3和图4的下侧的一侧的端板14形成有孔部26，该孔部26形成有用于固定螺栓31的螺纹牙。在转子芯12的圆筒部12a形成有供螺栓31贯通的贯通孔12c。在配置于图2～图4的上侧的另一侧的端板14形成有用于支承螺栓31的头部的***部25。孔部26、贯通孔12c以及***部25形成在互相连通的位置。

将端板14固定于转子芯12的方法不限于利用螺栓31固定的方法，能够采用任意的方法。例如，能够利用焊接、粘接、向转子芯的内周面的热套或者向转子芯的内周面的压入等将端板固定于转子芯。此外，有时转子芯不是由电磁钢板的层叠体形成，而是通过切削一个铁的构件而形成的。在该情况下，螺栓不必贯穿转子芯，能够在转子芯形成具有底部的螺纹孔。而且，能够将螺栓固定于该螺纹孔。

在图5中示出本实施方式的端板的立体图。在图5中，示出两个端板14中的一侧的端板14。如上所述，在另一侧的端板14形成***部25来代替孔部26。在另一侧的端板14形成有与一侧的端板14同样的缺口部14a。另一侧的端板14的其他结构与一侧的端板14的结构同样。

在图6中示出在第1转子中的螺栓贯通的部分处进行了剖切时的转子芯、磁体以及端板的放大剖视图。参照图5和图6，本实施方式的端板14由具有磁性的材料形成。例如，端板14由以碳钢等铁作为主要成分的材料形成。

端板14具有在与转子芯12接触的面形成的、作为退避部的缺口部14a。退避部具有在磁体13的端面13a的侧方形成有空间的形状。此外，退避部具有端板14的表面远离磁体13的端面13a的形状。退避部形成在与磁体13相对的区域中的至少一部分区域。在第1转子1中，缺口部14a形成在端板14的径向上的外周部。特别是缺口部14a形成在整个外周部。缺口部14a形成为沿着端板14的周向延伸。

另外，在本实施方式中，在旋转轴线51的延伸方向上，磁体13的长度形成为比转子芯12的长度稍短。端板14与转子芯12的端面接触从而按压转子芯12。若端板14与磁体13接触，则存在端板14在夹着磁体13的方向上按压磁体13的情况。其结果，磁体13有可能破裂。因此，在本实施方式的第1转子1中，磁体13形成得较短，以使其不被端板14按压。

第1转子1形成为缺口部14a的径向上的长度比磁体13的径向上的最大厚度短。端板14具有形成为与磁体13相对的支承部14b。支承部14b靠近磁体13的端面13a。支承部14b形成为在磁体13沿旋转轴线51的延伸方向移动时与磁体13接触从而支承磁体13。支承部14b在缺口部14a的周围的区域构成。在第1转子1中，支承部14b在比缺口部14a靠径向的内侧的区域构成。此外，在本实施方式中，磁体13利用粘接剂固定于转子芯12。在端板14的支承部14b和磁体13的端面13a之间形成有微小的间隙。

本实施方式的端板14由具有磁性的材料形成。因此，不需要使用不锈钢或铝等贵重的材料。另一方面，存在如下的情况：在磁体13的端面13a以大面积与具有磁性的端板14靠近或接触时，磁体13的磁通泄漏。即，存在如下的情况：穿过端板14的内部而在一个磁体13形成磁感线的环。

在本实施方式的第1转子1中，以在磁体13和端板14之间生成空间的方式，形成有作为退避部的缺口部14a。能够利用缺口部14a使端板14的表面远离磁体13的端面13a。因此，能够抑制在一个磁体形成磁感线的环。本实施方式的具备转子的电动机能够抑制由磁通的泄漏引起的转矩的降低。

如此，在本实施方式的转子中，能够避免使用贵重的材料且抑制磁通的泄漏。其结果，能够提供廉价且性能优异的转子和电动机。

在图7中示出说明本实施方式的第1转子的制造方法的转子芯、磁体以及端板的放大剖视图。作业者在一侧的端板14配置转子芯12。此时，以形成于转子芯12的贯通孔12c与形成于一侧的端板14的孔部26相连通的方式配置转子芯12。转子芯12和端板14利用固定具等治具暂时固定。

接着，作业者在转子芯12的卡定部12b彼此之间的区域涂布粘接剂35。接着，作业者将磁体13配置在卡定部12b彼此之间。作业者使磁体13如箭头62所示那样移动，从而将磁体13***于卡定部12b彼此之间。粘接剂35配置在磁体13和转子芯12的外周面之间。过量的粘接剂35如箭头63所示那样被磁体13向缺口部14a挤出。之后，配置另一侧的端板14并能够利用螺栓31将两张端板14固定于转子芯12。

在以往的技术中，由于在端板14未形成有缺口部14a，因此，过量的粘接剂自磁体和端板之间的分界部分向外侧溢出。作业者需要擦去自磁体和端板之间的分界部分溢出的粘接剂。与此相对，在本实施方式的第1转子中，过量的粘接剂35如箭头63所示那样向缺口部14a移动。能够避免过量的粘接剂35向外侧溢出。因此，不需要擦去过量的粘接剂的作业。此外，不需要在粘接剂干燥后削去过量的粘接剂的作业。

另外，在配置大量粘接剂35的情况下，在将磁体13***于卡定部12b彼此之间时，存在粘接剂35自缺口部14a向径向的外侧突出的情况。在该情况下，作业者也可以进行擦去、削去粘接剂35的作业。在该情况下，也能够通过形成缺口部14a，而减少自缺口部14a突出的粘接剂的量，减轻作业者的作业。

参照图6，本实施方式的端板14具有支承部14b，该支承部14b在比缺口部14a靠径向的内侧的区域构成且与磁体13相对。在粘接剂35对磁体13的固定脱开的情况下，磁体13沿旋转轴线51移动。支承部14b形成为在磁体13移动时与磁体13接触而支承磁体13。因此，即使粘接剂35对磁体13的固定脱开，也能够抑制磁体13在旋转轴线51的方向上移动。特别是能够抑制磁体13从转子芯12的端面突出。

而且，本实施方式的磁体13利用粘接剂35固定于转子芯12，但不限于该形态。磁体13也可以不利用粘接剂35固定于转子芯12。磁体13也可以配置为沿旋转轴线51的延伸方向稍微移动。即使在该情况下，由于端板14具有支承部14b，因此也能够抑制磁体13移动而自转子芯12的端面突出的情况。另外，本实施方式的磁体13的端面13a与端板14的支承部14b稍微分开，但不限于该形态。也可以是，利用螺栓31紧固端板14，从而使磁体13的端面13a与端板14的支承部14b接触。

在图8中示出本实施方式的第2转子的端板的放大立体图。第1转子1的端板14在整个外周部形成有缺口部14a，但不限于该形态。作为退避部的缺口部14a也可以形成于配置有磁体13的区域的至少一部分。第2转子具备两张端板15。端板15具有多个缺口部15a。缺口部15a在端板15的外周部沿着周向形成。

在图9中示出本实施方式的第2转子的端板的放大俯视图。在图9中以虚线示出配置有磁体13的区域41。参照图8和图9，缺口部15a形成为与配置有磁体13的区域相对应。缺口部15a的周向上的长度形成得比磁体13的周向上的长度短。在缺口部15a的周围的区域形成有与磁体13相对的支承部15b。另外，缺口部15a的周向上的长度也可以形成为与磁体13的周向上的长度相同。此外，缺口部15a的周向上的长度也可以形成得比磁体13的周向上的长度长。

在第2转子中，也能够利用由缺口部15a形成的空间，来抑制磁通的泄漏。对于其他结构、作用以及效果，由于与第1转子同样，因此，在此不重复说明。

在图10中示出本实施方式的第3转子的转子芯、磁体以及端板的放大剖视图。第3转子具备配置在转子芯12的两侧的两张端板16。磁体13利用粘接剂固定于转子芯12。在端板16的外周部形成有缺口部16a。缺口部16a的径向上的长度形成得比磁体13的径向上的长度长。在端板16未形成有与磁体13的端面13a相对的支承部。磁体13配置在形成有缺口部16a的区域的内部。以磁体13的整个端面13a与端板16的表面分开的方式形成缺口部16a。

通过采用第3转子的缺口部16a的结构，形成于磁体13的端面13a的侧方的空间变大，抑制磁体13的磁通泄漏的效果增大。第3转子的其他结构、作用以及效果与第1转子和第2转子同样，因此，在此不重复说明。

在上述的第1转子、第2转子以及第3转子中，在端板的外周部形成有缺口部，但不限于该形态。缺口部能够形成在端板的径向上的端部。例如，也可以在端板的内周部形成缺口部。即，缺口部也可以形成为自端板的内周面朝向径向的外侧。

在图11中示出本实施方式的第4转子的端板的立体图。在图12中示出本实施方式的第4转子的转子芯、端板以及磁体的放大剖视图。参照图11和图12，第4转子具备两张端板18。端板18包括凹部18a来作为具有端板18的表面远离磁体13的端面13a的形状的退避部。凹部18a是相对于端板18的与转子芯12接触的部分凹陷的部分。凹部18a形成在配置有磁体13的端面13a的区域。凹部18a沿着周向延伸。凹部18a形成为磁体13的端面13a的至少一部分区域不与端板18接触。此外，凹部18a形成为磁体13的端面13a的至少一部分区域不与端板18靠近。在本实施方式的第4转子中，凹部18a由在周向上环绕一周的槽部构成。

在图11中，示出形成有孔部26的一侧的端板18。对于形成有***部25的另一侧的端板18而言，也是在与转子芯12接触的表面形成有与一侧的端板18同样的凹部18a。在第4转子中，也是磁体13的端面13a的至少一部分与由凹部18a形成的空间相接，因此，也能够抑制磁通的泄漏。

此外，在制造转子的工序中，在将磁体配置在卡定部彼此之间时，过量的粘接剂被向凹部18a的内部挤出。由于凹部18a不与外周面连通，因此，能够抑制过量的粘接剂向转子的外侧突出。因此，可以减轻擦去或削去过量的粘接剂的作业。

本实施方式的端板18具有支承部18b，该支承部18b形成为与磁体13的端面13a相对。支承部18b在凹部18a的周围的区域构成。端板18具有支承部18b，从而能够抑制磁体13沿旋转轴线51的延伸方向移动。特别是在磁体13未被粘接剂固定的情况下，能够抑制磁体13自转子芯12的端面突出。

另外，在第4转子中，具有与磁体13的端面相对的支承部18b，但不限于该形态。也可以以不具有支承部的方式在端板形成凹部。例如，也可以形成为磁体的整个端面配置在凹部的区域的内部。即，也可以将凹部形成得较大，以使磁体的端面配置在凹部的区域的内部。

对于第4转子的其他结构、作用以及效果，由于与第1转子～第3转子同样，因此，在此不重复说明。

在图13中示出本实施方式的第5转子的端板的立体图。在第5转子的端板19形成有多个凹部19a作为退避部。多个凹部19a以与磁体13的区域相对应的方式互相分离地形成。凹部19a沿着周向形成。在图13中示出具有孔部26的一侧的端板19。具有***部25的另一侧的端板19具有与一侧的端板19同样的凹部19a。

在图14中示出说明在第5转子形成有多个凹部的区域和配置磁体的区域的端板的俯视图。在图14中，以虚线示出配置磁体13的区域41。各凹部19a形成为与配置磁体的区域41相对应。此外，在该例子中，相对于一个磁体13形成有一个凹部19a。

凹部19a的径向上的长度形成得比磁体13的径向上的最大厚度小。此外，凹部19a的周向上的长度形成得比磁体13的周向上的长度小。端板19的支承部19b由配置磁体的区域41中的、凹部19a的周向上的侧方部分和凹部19a的径向上的侧方部分构成。端板19包括支承部19b，从而能够抑制磁体沿旋转轴线51的延伸方向移动。

对于第5转子的其他结构、作用以及效果，由于与第1转子～第4转子同样，因此，在此不重复说明。

在本实施方式的第4转子和第5转子中，在端板形成有沿着周向延伸的凹部，但不限于该形态。凹部能够形成在与磁体相对的区域中的至少一部分区域。例如，也可以在配置有磁体的区域形成有点状的凹部。

在上述的实施方式的端板中，形成有缺口部和凹部中的一者的退避部，但不限于该形态。能够在端板形成缺口部和凹部中的至少一者。例如，也可以在一个端板沿周向交替地形成缺口部和凹部。此外，也可以在一侧的端板形成缺口部，在另一侧的端板形成凹部。

本实施方式的转子是在转子芯的外周面沿周向配置多个永磁体的表面磁体型的转子，但不限于该形态。也能够将本实施方式的具备退避部的端板配置于在转子芯的内部埋设有永磁体的转子。

在本公开的技术方案中，能够提供具备具有磁性的端板且抑制磁通的泄漏的转子和具备转子的电动机。

上述的实施方式能够适当组合。在上述的各附图中，对相同或相等的部分标注相同的附图标记。另外，上述的实施方式是例示，并不限定实用新型。此外，在实施方式中，包含权利要求所示的实施方式的变更。

Claims (5)

1.一种转子，其特征在于，

该转子具备：

转子芯，其绕旋转轴线旋转；

多个磁体，其由所述转子芯支承；以及

端板，其以夹着所述转子芯的两侧的端面的方式配置，

所述端板由具有磁性的材料形成，

所述端板包括退避部，该退避部形成在与所述磁体相对的区域中的至少一部分区域，并具有所述端板的表面远离所述磁体的端面的形状，

所述退避部包括缺口部和凹部中的至少一者，该缺口部形成于所述端板的径向上的端部，该凹部相对于所述端板的与所述转子芯接触的部分凹陷。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，

所述磁体利用粘接剂固定于所述转子芯。

3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，

所述端板具有支承部，该支承部与所述磁体相对且在所述磁体沿所述旋转轴线的延伸方向移动时支承所述磁体，

所述支承部在所述退避部的周围的区域构成。

4.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，

所述退避部具有沿着周向延伸的形状。

5.一种电动机，其特征在于，

该电动机具备：

权利要求1所述的转子；以及

定子，在其内部配置所述转子。

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