軸向氣隙型電動機制造技術

本發明專利技術提供一種軸向氣隙型電動機，其高效率地應對層疊鐵芯的板厚偏差。該軸向氣隙型電動機包括：定子鐵心(6)以旋轉軸(4)為中心環狀排列而成的定子，其中，所述定子鐵心(6)包括：在旋轉軸的徑向上層疊金屬板狀部件而成的柱體即層疊鐵芯(8)、具有能夠插入層疊鐵芯的內徑的筒形的繞線架(7)、和在層疊鐵芯的外徑延長上卷繞的線圈(9)；和與定子的旋轉軸方向端部截面隔開規定的氣隙面相對的至少1個轉子(3)，層疊鐵芯包括：隨著從旋轉軸心向徑向去，在旋轉軸的旋轉方向上寬度變大的金屬板狀部件連續層疊而成的部分(芯部件10b)，和寬度大致相同的金屬板狀部件連續層疊而成的部分(芯部件10a)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及軸向氣隙型電動機，涉及定子中使用層疊型鐵芯的軸向氣隙型電動機。
技術介紹
近年來，隨著電動機的高效率化的進展，PM(PermanentMagnet：永磁鐵)電動機正在普及。作為磁體，釹磁體效率更高，但其為稀有金屬(稀土)，所以存在成本等問題。作為不使用稀有金屬的磁體，一般使用鐵氧體磁體，而在與旋轉軸相同的方向上具有氣隙的徑向氣隙型電動機中，必須沿著輸出軸的旋轉方向配置鐵氧體磁體，所以為了獲得與釹磁體相同的性能需要增大電動機而增大鐵氧體磁體的體積。即，存在輸出與設備的尺寸成權衡關系的問題。關于解決輸出與設備尺寸的關系的電動機，已知有軸向氣隙型電動機。軸向氣隙型電動機例如具有與內轉子型等徑向氣隙型電動機相比能夠使旋轉軸方向的厚度變薄、即變得扁平的特征。專利文獻1公開了定子與轉子在旋轉軸的徑向上隔著規定的氣隙面相對的軸向氣隙型電動機。具體而言，包括使多個定子鐵心以旋轉軸為中心環狀排列而成的定子；和與該定子的旋轉軸方向的兩端部平面相對的2個轉子。定子鐵心構件包括鐵芯、絕緣子(繞線架)和線圈。鐵芯是使金屬板狀部件在旋轉軸徑向上層疊的具有截面為大致梯形的形狀的層疊鐵芯。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2004-282989號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題但是，制造軸向氣隙型電動機的定子中使用的層疊鐵芯的情況下，在以電磁鋼板和非晶薄帶(amorphoustape)為代表的板狀的磁性體的芯部件中厚度尺寸存在誤差(板厚偏差)，存在即使層疊固定的片數，其層疊尺寸也不固定的可能性。制造的定子鐵心是將成為柱體的層疊鐵芯插入筒狀的繞線架，之后，在繞線架的外周卷繞線圈的結構等情況下，鐵芯的層疊尺寸增大時，存在層疊的芯部件發生壓曲而不能夠正確地插入的問題。另一方面，如果鐵芯的層疊尺寸減小，也存在鐵芯從繞線架脫落等課題，可能成為損害軸向氣隙型電動機的生產效率的原因。關于這一點，軸向氣隙型電動機中使用的層疊鐵芯，具有層疊的金屬板狀部件的寬度隨著從旋轉軸向旋轉軸徑向去發生變化(例如，通過層疊而成為大致梯形截面)的特性。所以與板厚偏差相應地增減層疊片數時，層疊鐵芯的形狀變得不同。因為需要總是按計算得到的切斷寬度調整變化的板厚尺寸和鐵芯形狀，所以總是在測定使用的部件的板厚的同時控制切斷尺寸和層疊片數時，存在生產效率變得非常低的課題。要求高效地應對層疊鐵芯中的板厚偏差。用于解決課題的方法為了解決上述課題，應用權利要求書中記載的專利技術。即，一種軸向氣隙型電動機，其包括：定子鐵心以旋轉軸為中心環狀排列而成的定子，其中，上述定子鐵心包括：作為在旋轉軸的徑向上層疊金屬板狀部件而成的柱體的層疊鐵芯、具有能夠插入該層疊鐵芯的內徑的筒形的繞線架、和在上述層疊鐵芯的外徑延長上卷繞的線圈；和與上述定子的旋轉軸方向端部截面隔開規定的氣隙面相對的至少1個轉子，其中上述層疊鐵芯包括：隨著從旋轉軸心向徑向去而在上述旋轉軸的旋轉方向上寬度變大的金屬板狀部件連續層疊而成的部分；和在上述旋轉軸的旋轉方向上寬度大致相同的金屬板狀部件連續層疊而成的部分。專利技術的效果根據本專利技術的一個方面，實現了可以與構成層疊鐵芯的金屬板狀部件具有的板厚尺寸的誤差相應地容易地得到固定的層疊尺寸的效果。進而，實現了也能夠確保維持層疊鐵芯的外徑形狀的效果。本專利技術的其他課題和效果將通過以下記載進一步說明。附圖說明圖1(a)是示意性地表示應用了本專利技術的第1實施方式的軸向氣隙型電動機的整體結構的側面圖。圖1(b)是示意性地表示了第1實施方式的軸向氣隙型電動機的主要部分的縱截面立體圖。圖2(a)是示意性地表示第1實施方式的軸向氣隙型電動機的定子鐵心的立體圖。圖2(b)是示意性地表示構成該定子鐵心的繞線架的立體圖。圖2(c)是示意性地表示由該定子鐵心構成的定子的正面圖。圖3是示意性地表示第1實施方式的層疊鐵芯的立體圖及其一部分的部分放大圖。圖4是第1實施方式的層疊鐵芯的端部截面圖。圖5是第2實施方式的軸向氣隙型電動機的層疊鐵芯的端部截面圖。圖6是第3實施方式的軸向氣隙型電動機的層疊鐵芯的端部截面圖。圖7(a)～(d)是示意性地表示將第1～第3實施方式的層疊鐵芯的主要部分組合而成的應用例的端部截面圖。具體實施方式以下，用附圖詳細說明本專利技術的實施方式。〔第1實施方式〕在圖1(a)中示出了應用了本專利技術的第1實施方式的軸向氣隙型電動機1的整體結構，在圖1(b)中示出了主要部分的截面圖。軸向氣隙型電動機1在大致筒形的殼體5內部設置有：定子2；固定于旋轉軸4并一同旋轉的轉子3；通過軸承與旋轉軸4連接的輸出側和輸出的相反側的端部支架；與貫通輸出軸相反側的端部支架的旋轉軸4的端部連接并一同旋轉的冷卻風扇；和將冷卻風扇生成的冷卻風引導至殼體5的外周側的風扇罩。如圖1(b)所示，軸向氣隙型電動機1是具有旋轉軸方向的磁通的圓環形狀的定子2與在輸出軸側和輸出軸相反側設置的2個轉子3隔開規定的氣隙平面相對的雙轉子式的電樞結構。另外，本專利技術不限定于此，能夠應用于單轉子式、由多個定子和多個轉子構成的形式等各種形式。定子2中，多個(本例中為12個)定子鐵心6以旋轉軸方向為中心環狀排列，它們的外周通過樹脂模塑成形(未圖示)直接固定于殼體5。另外，也可以對定子2另外通過樹脂模塑成形等而制造為固形化為強度部件的狀態，用螺栓等固定于電動機殼體5。圖2(a)、(b)中示出了定子鐵心6和構成其的繞線架7。定子鐵心6包括：層疊鐵芯8、繞線架(bobbin)7和線圈9。繞線架7包括：具有大致梯形的內徑和外徑的筒部7a；從筒部7a的兩端部附近外周向鉛垂方向延伸規定寬度的凸緣部7b；和在凸緣部7b的殼體5一側部分設置了一個或多個的線圈引出口7c。即，將層疊鐵芯8插入到繞線架7的筒部7a的內徑，在繞線架7的筒部7a的外徑上卷繞多層線圈。層疊鐵芯8使板狀的金屬磁性體(芯部件)在旋轉軸4的徑向(旋轉軸4一側向殼體5一側)上層疊而成，具有截面為大致梯形的柱體形狀。用含有非晶體的薄板(薄帶)作為板狀的金屬磁性體，但不限于此。如圖2(c)所示，通過使這樣構成的定子鐵心6環狀排列而得到定子2。接著，對于本實施方式的特征之一即層疊鐵芯8進行詳細說明。在圖3中示出了層疊鐵芯8的結構。在層疊芯8的殼體5一側，使旋轉軸4的旋轉方向的寬度大致相同的芯部件10a連續層疊至少2片以上，在旋轉軸一側，使旋轉軸4的旋轉方向上的寬度隨著從旋轉軸接近殼體5方向(旋轉軸徑向)而逐漸變大的芯部件10b連續層疊至少2片以上。如圖4所示，層疊鐵芯8的截面是包括由芯部件10b形成的梯形部分、和由芯部件10a形成的長方形部分的大致本壘(homebase)形狀。層疊鐵芯8需要高精度地插入、配置在繞線架7中，所以層疊鐵芯的外徑需要與繞線架7的內徑大致一致(或者繞線架7的內徑大一些)。但是，層疊鐵芯8的層疊厚度不一定一致。例如，也考慮將板(包括薄帶)切斷而成的芯部件的板厚尺寸不一定一致的情況，另外，例如也存在難以完全消除切斷面的微弱的彎曲等的情況。即，也存在即使將規定片數的芯部件層疊，層疊厚度也不固定的情況，所以需要進行層疊厚度的調整。本實施方式中，與大致成梯形的層疊芯形狀的主要在斜邊部層疊的芯部件10b具有的板厚尺寸的偏差相應地，如圖3和圖4所示，相對于旋轉軸4在外周側、即層疊芯的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軸向氣隙型電動機，其特征在于，包括：定子鐵心以旋轉軸為中心環狀排列而成的定子，其中，所述定子鐵心包括：作為在旋轉軸的徑向上層疊金屬板狀部件而成的柱體的層疊鐵芯、具有能夠插入該層疊鐵芯的內徑的筒形的繞線架、和在所述層疊鐵芯的外徑延長上卷繞的線圈；和與所述定子的旋轉軸方向端部截面隔開規定的氣隙面相對的至少1個轉子，其中所述層疊鐵芯包括：隨著從旋轉軸心向徑向去而在所述旋轉軸的旋轉方向上寬度變大的金屬板狀部件連續層疊而成的部分；和在所述旋轉軸的旋轉方向上寬度大致相同的金屬板狀部件連續層疊而成的部分。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.14 JP 2014-0824451.一種軸向氣隙型電動機，其特征在于，包括：定子鐵心以旋轉軸為中心環狀排列而成的定子，其中，所述定子鐵心包括：作為在旋轉軸的徑向上層疊金屬板狀部件而成的柱體的層疊鐵芯、具有能夠插入該層疊鐵芯的內徑的筒形的繞線架、和在所述層疊鐵芯的外徑延長上卷繞的線圈；和與所述定子的旋轉軸方向端部截面隔開規定的氣隙面相對的至少1個轉子，其中所述層疊鐵芯包括：隨著從旋轉軸心向徑向去而在所述旋轉軸的旋轉方向上寬度變大的金屬板狀部件連續層疊而成的部分；和在所述旋轉軸的旋轉方向上寬度大致相同的金屬板狀部件連續層疊而成的部分。2.如權利要求1所述的軸向氣隙型電動機，其特征在于：所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：酒井亨，高橋大作，櫻井潤，高橋秀一，床井博洋，前田幸政，
申請(專利權)人：株式會社日立產機系統，
類型：發明
國別省市：日本;JP