专利名称：旋转电机以及旋转电机的制造方法
技术领域：
本发明涉及作为驱动源和/或发电机使用的旋转电机。
背景技术：
近年来，随着马达的旋转控制技术的进步，越来越多地开始采用电感大的高效马达。作为这种类型的马达之一，有将转子磁铁保持在转子铁芯内部的IPMdnterior Permanent Magnet 永磁铁)型马达。在日本特开2004-140951号公报中公开的IPM马达具有大致有底筒状的壳体、盖部、定子铁芯和转子。盖部覆盖壳体的开口。在盖部和壳体设有轴承。定子铁芯固定在壳体的圆筒内周，并且在定子铁芯的齿部卷绕有铁芯线圈。转子位于定子铁芯的内侧，具有环状的转子铁芯、和固定在转子铁芯的中心孔的旋转轴。在转子铁芯，以等角度间隔形成有沿着轴向贯通的多个容纳孔。在容纳孔中容纳有板状的磁铁。转子通过旋转轴插入盖部和壳体的轴承中而被支撑为能够旋转。(专利文献1)日本特开2004-140951号公报然而，如IPM型马达和发电机等的旋转电机在进行组装时，轴、转子铁芯和转子磁铁的旋转组装体插入到固定于机壳的定子的内侧。此时，若旋转组装体在转子磁铁与定子间的磁性作用下倾斜，则转子磁铁与定子强力接触，产生毛边。并且，由于轴的倾斜，轴承也产生歪斜，造成马达驱动时旋转组装体的振动变大。若要将旋转组装体准确地沿着定子的中心轴插入定子中，则需要大型设备来将旋转组装体的垂直于中心轴的方向上的位置固定，造成设备费用增加。特别是，为了确保大转矩而想要利用钕磁铁作为转子磁铁时，由于转子磁铁和定子之间发生非常强的磁性作用， 所以很难将旋转组装体沿着定子的中心轴插入。
发明内容
本发明的目的在于，容易且高精度地组装旋转电机。本发明第1方面所涉及的例示的旋转电机的制造方法包括以下工序工序a)，将转子铁芯固定于轴；工序b)，组装静止组装体，在该静止组装体中，第1轴承被固定于有底大致圆筒状的机壳部件的机壳底部，环状的定子被固定于圆筒部的内周面；工序c)，将上述轴的下部插入上述第1轴承且将上述转子铁芯插入上述定子内；工序d)，将上述轴的上部插入被轴承支撑部件所支撑的第2轴承；工序e)，将上述轴承支撑部件固定在上述机壳部件的上部；以及工序f)，经由上述轴承支撑部件和上述机壳底部的一方所具有的磁铁插入口，将多个转子磁铁沿着轴向插入孔状或槽状的多个磁铁保持部中，其中磁铁保持部形成在上述转子铁芯且沿着轴向延伸。本发明的第2方面所涉及的旋转电机包括有底大致圆筒状的机壳部件；固定在上述机壳部件的机壳底部的第1轴承；固定在上述机壳部件的圆筒部的内周面的环状的定子；固定在上述机壳部件的上部的轴承支撑部件；被上述轴承支撑部件支撑的第2轴承；配置在上述定子的内侧的转子铁芯；固定有上述转子铁芯、且比上述转子铁芯更靠下侧的部位被上述第1轴承支撑、比上述转子铁芯更靠上侧的部位被上述第2轴承支撑的轴；以及沿着轴向插入并保持于孔状或槽状的多个磁铁保持部中的多个转子磁铁，其中磁铁保持部形成在上述转子铁芯且沿着轴向延伸，上述轴承支撑部件和上述机壳底部的一方，具有在轴向上与至少一个磁铁保持部整体重合的磁铁插入口。根据本发明，能够容易且高精度地组装旋转电机。
图1为表示第1实施方式的马达的图。图2为马达的俯视图。图3为表示磁铁插入口的图。图4为定子铁芯的俯视图。图5为转子铁芯和转子磁铁的剖视图。图6为转子铁芯的俯视图。图7为表示齿部和磁极的图。图8为表示齿部的前端的图。图9为表示齿部和磁极的图。图10为表示齿部的另一例子的图。图11为表示马达的组装流程的图。图12为表示组装过程中的马达的图。图13为表示组装过程中的马达的图。图14为表示组装过程中的马达的图。图15为第2实施方式的马达的俯视图。图16为表示第3实施方式的马达的图。图17为表示第4实施方式的马达的转子铁芯的图。图18为表示转子铁芯和转子磁铁的图。符号说明1、la、Ib 马达7 (齿部的)前端面22 定子31 轴32转子铁芯33转子磁铁33a下侧磁铁33b上侧磁铁!M、3^、34b磁铁保持部41第1轴承42第2轴承71基准前端面72 凸部
211第1机壳部件212第2机壳部件221定子铁芯223a 导线224 齿部225铁芯背部2 槽间隙231盖部件23Ia(盖部件)开口232密封部件233 衬套291静止组装体321磁性钢板511第1圆筒部512第1平板部523磁铁插入口523a第1磁铁插入口523b第2磁铁插入口Jl中心轴
具体实施例方式在本说明书中，将马达的中心轴方向上的图1的上侧简称作“上侧”，下侧简称作 “下侧”。其中，上下方向并不表示组装到实际设备后的位置关系和方向。并且，将平行于中心轴的方向称作“轴向”，以中心轴为中心的径向称作“径向”，以中心轴为中心的周向简称作“周向”。(第1实施方式)图1表示本发明所例示的第1实施方式的旋转电机亦即马达1的图。马达1为内转子型。马达1具有静止部2、旋转部3和轴承机构4。轴承机构4将旋转部3支撑为能够以马达1的中心轴Jl为中心相对于静止部2旋转。静止部2具有机壳21、定子22。机壳21具有有底大致圆筒状的第1机壳部件211、 有盖大致圆筒状的第2机壳部件212和盖部件231。第1机壳部件211具有第1圆筒部511、 第1平板部512。在第1圆筒部511设有沿轴向延伸的多个孔部511a。第1平板部512为第1机壳部件211的机壳底部，从第1圆筒部511的下部向径向内侧扩展。第2机壳部件 212具有第2圆筒部521、第2平板部522。在第2圆筒部521设有沿轴向延伸的多个孔部 521a。第2平板部522从第2圆筒部521的上部向径向内侧扩展。图2为机壳21的俯视图。盖部件231呈大致矩形，通过螺钉243安装在第2平板部522上。在盖部件231的中央设有开口 231a。在开口 231a中插入有树脂制的衬套233。 图3为表示取下盖部件231后的状态的第2平板部522的一部分的图。第2平板部522具有大致矩形的贯通孔523。在贯通孔523的周围配置有环状的密封部件232。在图3中，对
7密封部件232标出了平行斜线。密封部件232由树脂形成。在马达1中，盖部件231通过隔着密封部件232而被安装在贯通孔523。如图1所示，定子22呈以中心轴Jl为中心的环状。定子22具有定子铁芯221、 绝缘物222和线圈223。定子铁芯221由薄板状的多个磁性钢板层叠而形成。图4为定子铁芯221的俯视图。定子铁芯221具有18根齿部224、环状的铁芯背部225。构成定子铁芯221的层叠钢板的每一层，均为在周向上连续的一张金属板。齿部2M在周向上等节距配置，并从铁芯背部225朝向转子铁芯32向径向内侧延伸。齿部2M之间的槽间隙226的个数(以下称作“槽数”)为18个。其中，构成定子铁芯221的层叠钢板的每一层，也可以是在周向上分割的多张金属板。如图1所示，定子铁芯221的表面被作为绝缘体的绝缘物222覆盖。在定子22中， 通过将导线隔着绝缘物222卷绕在各齿部2 上，形成UVW各相的线圈223。如图2所示， 与各相的线圈223连接的导线223a贯通衬套233而向第2平板部522的外部引出。其中， 在图2中，还示出了控制用导线223a。衬套233通过注塑成型等固定在导线223a处，导线 223a在衬套233中的固定位置被密封。如图1所示，在定子铁芯221沿着周向设有多个安装孔227。图1中左侧的安装孔 227在轴向上与第1圆筒部511的孔部511a重合。螺丝241插入安装孔227和孔部511a 中，从而定子铁芯221和第1圆筒部511被螺丝固定。进一步地，图1中右侧的安装孔227 在轴向上与第1圆筒部511的孔部511a和第2圆筒部521的孔部521a重合。螺丝242插入安装孔227和孔部511a、521a中，从而第1圆筒部511、第2圆筒部521以及定子铁芯221 被螺丝固定。这样，通过螺丝固定，将定子22固定在第1圆筒部511和第2圆筒部521的内周面。其中，定子铁芯221的外周面轻轻压入第1圆筒部511和第2圆筒部521的内周面。并且，通过螺丝242将第2机壳部件212固定在第1机壳部件211的上部。旋转部3具有轴31、转子铁芯32和多个转子磁铁33。轴31以中心轴Jl为中心配置。转子铁芯32呈大致圆筒状，并固定在轴31的外周。转子铁芯32采用钕磁铁。在径向上，转子铁芯32配置在定子22的内侧。转子铁芯32的外周面接近定子22的内周面。由此，马达1的电感变大。在马达1中，转子铁芯32与定子22之间产生大转矩。图5为转子铁芯32的外缘部的放大表示的剖视图。转子铁芯32由薄板状的多个磁性钢板321层叠构成的层叠钢板形成。在转子铁芯32的外缘部，设有作为沿轴向延伸的孔部的多个磁铁保持部34。磁铁保持部34在转子铁芯32的上部呈开口，并且下部被封堵。 在磁铁保持部34内保持有转子磁铁33。这样，马达1形成为将转子磁铁33保持在转子铁芯32内部的IPM(Interior Permanent Magnet)型。因为马达1为IPM型，所以能够提高转子磁铁33的磁通密度。由此，也可以进一步增大电感。并且，能够切实地防止转子磁铁 33的脱落。在转子铁芯32中，通过使在磁性钢板321的外缘部利用冲裁加工设置的孔部重合，形成磁铁保持部34。但是，在转子铁芯32的下侧的磁性钢板321不形成孔部，而是通过该磁性钢板321封堵磁铁保持部34的下部。图6为转子铁芯32的俯视图。如图6所示，多个磁铁保持部34沿着周向临近配置。磁铁保持部34的个数、即转子磁铁33在周向上的保持位置的个数为16。在以下说明中，旋转部3的外周面上的磁极的个数称作“极数”。
如图3所示，在俯视图中，第2平板部522的贯通孔523比一个磁铁保持部34大。 在轴向上，贯通孔523能够与一个磁铁保持部34的整体重合。如以下所述，转子磁铁33经由贯通孔523插入磁铁保持部34。以下，将贯通孔523称作“磁铁插入口 523”。如图1所示，轴承机构4具有第1轴承41、第2轴承42。第1轴承41和第2轴承 42均为球轴承。第1轴承41固定于在第1平板部512的中央设置的孔部的内周面。第2 轴承42固定于在第2平板部522的中央设置的孔部的内周面。第1轴承41对轴31的比转子铁芯32更靠下侧的部位亦即下部进行支撑。第2轴承42对轴31的比转子铁芯32更靠上侧的部位亦即上部进行支撑。在马达1驱动时，轴31被第1轴承41和第2轴承42支撑为能够旋转。接下来，对减小马达1中的齿槽转矩的构成进行说明。在以下的说明中，将在没有实施齿槽转矩对策的情况下产生的齿槽转矩称作“基本齿槽转矩”。图7为表示一对齿部2M和磁极331的图。图7的左右方向对应于周向，表示在周向上磁极331与磁极331之间的界限332与槽间隙2 —致的状态。在马达1中，根据定子铁芯221的设计，存在若转子磁铁33从该状态稍稍移动，则对转子磁铁33作用使转子磁铁33返回原位置的力(以下称作“向心力”)的情况。并且，存在若转子磁铁33稍稍移动，则对转子铁心33作用使转子磁铁33向移动方向移动的力(以下称作“排斥力”)的情况。产生向心力的情况的基本齿槽转矩的波形，相对于产生排斥力的情况的基本齿槽转矩的波形为反相位。在马达1中，如下所述，通过在齿部224的前端设置微小的多个凸部，减小基本齿槽转矩。图8表示使在图7所示的状态下产生向心力时的基本齿槽转矩减少的凸部的配置的图。齿部224的前端面7具有基准前端面71、7个凸部72。凸部72的高度很低。基准前端面71位于凸部72之间以及前端面7的两端。基准前端面71为部分圆筒面状。凸部 72相对于基准前端面71朝向转子磁铁33突出。凸部72的位置为，在周向上对图4所示的各齿部224的两侧的槽间隙226的中央之间进行等分的位置。凸部72的仰角为(360/144 = )2.5°。另外，也可将凸部72和凸部72之间看作槽。图9为所选出的从定子22的槽间隙2 与转子磁铁33的磁极331的界限332 — 致的位置到下一个一致的位置之间的图。图9的左右方向对应周向。当不将位于最右侧的位置的槽间隙2 和界限332计算在内时，槽间隙226的个数(=(槽数Sn)/(最大公约数(XD))和限界332的个数(=(极数Pn)/(最大公约数G⑶))必然互为素数。在此，在将相邻的槽间隙2 之间的距离设为SL，相邻的限界332之间的距离设为BL时，因为图9的上段和下段的长度相等，所以(SL · Sn/GOT) = (BL · Pn/G⑶)。因此， 从最左侧的槽间隙226的中央到各限界332之间的周方向的距离为SL · (Sn/Pn)的一倍到 (Pn-I)倍的整数倍。如虚线333所示，该距离为在齿部2M的前端部中将两侧的槽间隙226 之间的距离SL等分成(Pn/GCD)个后的位置(以下，称作“等分位置”)中的任意一个。进一步地，由于(SnAXD)和(PnAXD)互为素数，所以在图9的左右方向的长度亦即(SLXSn/G⑶)之间，相互不同的等分位置只出现一次。由此，磁极331的限界332从图9 的左侧向右侧移动时，在各齿部224的前端中，限界332位于各等分位置的时刻，任意一个槽间隙2 与任意一个限界332 —致。另外，由于槽数Sn和极数Pn的最小公倍数LCM为(SnXPn/GCD)，所以(Pn/GCD)也是(LCM/Sn)。并且，在齿部224的前端上将SL等分成(LCM/Sn)个的位置数为，从槽数 Sn与极数Pn的最小公倍数LCM除以槽数Sn得到的值减去1后的数(LCM/Sn-Ι)。在图7 所示的状态下产生向心力时，通过在这些位置配置凸部72，可以判定整体的齿槽转矩减小。换言之，在设能够配置的凸部72的个数(LCM/Sn-Ι)为凸部配置最大数时，将各齿部224的两侧的槽间隙2 之间在周向上用凸部配置最大数加1后的数(LCM/Sn)进行等分的位置，成为能够配置凸部72的凸部配置可能位置。这些位置也是凸部配置可能位置的全部。并且，转子磁铁33旋转了一圈时所产生的基本齿槽转矩的波数为SnXPn/GOT = LCM。因此，基本齿槽转矩的峰间的机械角和凸部配置可能位置间的机械角相等，通过在全部的凸部配置可能位置设置凸部72，基本齿槽转矩的全部峰相抵消，整体齿槽转矩减小。没有必要为了减小整体齿槽转矩而必须在全部的凸部配置可能位置设置凸部72。 但是，若随机配置凸部72，则在任意一个槽间隙2 与限界332 —致的时刻，可能得不到由凸部72起到的齿槽转矩减小的效果。如图9所示，由于在(SL CrVG⑶)之间，凸部配置可能位置的每一个出现一次，所以通过在各齿部224的相同位置设置凸部72，基本齿槽转矩的各峰同等减小。也就是说，优选为在预定的至少一个凸部配置可能位置，设置至少一个凸部72。更优选为，在各齿部2 设置多个凸部72。在考虑作用于各齿部224的力的平衡的情况下，优选为将至少一个凸部72配置成相对于齿部224的对称轴左右对称。但是，根据设计，还存在能够通过将凸部72的配置设为相对于齿部2M的对称轴非对称来减小驱动时的纯音的情况。此时，上述至少一个凸部72的位置包括在周向上从前端面7的中央离开的位置。接下来，对使在图7所示的状态下产生排斥力时的基本齿槽转矩减少的凸部的配置进行说明。如前所述，由于排斥力所产生的基本齿槽转矩的波形与由于向心力而产生的基本齿槽转矩的波形为反相位。因此，为了减小此时的基本齿槽转矩，凸部配置可能位置为图8所示的相邻的凸部72之间的中央位置。也就是说，如图10所示，凸部72分别配置在对各齿部224的两侧的槽间隙226的中央之间在周向上进行8等分的8个区域75中的、除两端区域75以外的剩余6个区域75的中央。在齿部224的前端面7的周向宽度大，而两端的区域75与前端面7的重合足够大的情况下，也可以在两端的区域75配置凸部72。在马达1中，各齿部224中的凸部配置最大数为，将槽数与极数的最小公倍数除以槽数得到的值。各凸部72配置在对各齿部2M的两侧的槽间隙226的之间在周向上按照与凸部配置最大数相等的个数进行等分后的多个区域的周向中心位置。这些位置为凸部配置可能位置。没有必要为了减小齿槽转矩而必须在全部的凸部配置可能位置设置凸部72。但是，为了切实地减小齿槽转矩，优选为在预定的至少一个凸部配置可能位置设置至少一个凸部72。并且，与图8的情况相同，更优选为在各齿部2 设有多个凸部72。在考虑作用于各齿部2 的力的平衡的情况下，优选为将至少一个凸部72配置成相对于齿部2 的对称轴左右对称。根据设计，还存在能够通过将凸部72的配置设为相对于齿部224的对称轴呈非对称来减小驱动时的纯音的情况。接下来，参照图11说明马达1的组装流程。在组装马达1时，首先，将图1的转子铁芯32固定在轴31的外周面(步骤Sll)。接下来，将第1轴承41固定在第1机壳部件 211的第1平板部512的中央。通过轻轻压入将定子22安装在第1圆筒部511的内周面。 然后，将螺丝241插入定子22的安装孔227和第1机壳211的孔部511a中，对定子22和第1圆筒部511进行螺丝固定(步骤Si》。以下，将第1机壳部件211、第1轴承41和定子22的组装体称作“静止组装体四1”。另一方面，在第2机壳部件212中，将第2轴承42 固定在第2平板部522的中央(步骤Si； )。以下，将第2机壳部件212和第2轴承42的组装体称作“上部组装体四2”。在马达1的组装中，步骤S12也可在步骤Sll之前进行，步骤 S13也可在步骤S11、步骤S12之前进行。并且，步骤Sll S13也可同时进行。接下来，如图12所示，将转子铁芯32插入静止组装体四1的定子22中(步骤 S14)。此时，轴31的下部311插入第1轴承41中。图13为表示组装过程中的马达1的图。在第2机壳部件212的磁铁插入口 523的周围配置密封部件232。在定子22中，来自线圈223的导线223a与衬套223 —起通过盖部件231，盖部件231和导线223a从磁铁插入口 523向第2机壳部件212的上侧引出(步骤SM)。其中，在盖部件231通过磁铁插入口 523时，盖部件231以主表面的法线朝向大致水平方向的方式倾斜。在马达1中，通过利用磁铁插入口 523，不需要另外设置导线223a的引出用孔。之后，将轴31的上部312插入被第2机壳部件212所支撑的第2轴承42中(步骤S16)，使第1机壳部件211的第1圆筒部511和第2机壳部件212的第2圆筒部521在轴向上接触。如图1所示，在第1圆筒部511和第2圆筒部521的孔部511a、521a以及定子22的安装孔227中插入螺丝M2。由此，将第2机壳部件212固定在第1圆筒部511的上部(步骤S17)，静止组装体291和上部组装体292相固定。接下来，如图14所示，根据需要旋转轴31，使转子铁芯32的磁铁保持部34和第2 平板部522的磁铁插入口 523在轴向上对置。然后，将转子磁铁33经由磁铁插入口 523沿着轴向插入磁铁保持部34。在磁铁保持部34，预先涂敷粘结剂，转子磁铁33通过粘结剂和与转子铁芯32之间的磁性吸引力而被固定。由于磁铁保持部34的下部为非贯通，所以能够容易进行转子磁铁33在轴向上的定位。并且，能够防止转子磁铁33向下侧的移动。进一步，将轴31旋转一定的角度，使空的磁铁保持部34在轴向上与磁铁插入口 523对置。将另一个转子磁铁33经由磁铁插入口 523插入该磁铁保持部34中。在马达1 的组装中，反复进行使轴31旋转且将转子磁铁33插入磁铁保持部34中的作业。在全部的磁铁保持部34中都插入转子磁铁33 (步骤S18)后，将盖部件231以盖部件231的边缘部与密封部件232重合的方式安装在贯通孔523的周围的部位，封堵磁铁插入口 523步骤S19)。以上，对马达1的结构和组装进行了说明，但在将转子磁铁33固定在磁铁保持部 34中的状态下，想要将转子铁芯32插入定子22时，由于转子磁铁33与定子22之间的强磁性作用而转子铁芯32倾斜。在该状态下，如果将轴31插入第1轴承41中，则第1轴承 41歪斜。其结果，轴31相对于机壳21的同轴度恶化等，在马达驱动时，造成旋转部3的大的振动。针对此问题，在马达1中，由于将轴31和转子磁铁32支撑在第2机壳部件212和第1机壳部件211后，将转子磁铁33插入磁铁保持部34中，所以能够相对于机壳21高精度地支撑轴31和转子铁芯32。其结果，能够容易且高精度地组装马达1。并且，转子铁芯32向定子22插入时，能够减少转子铁芯32的外周面与定子铁芯
11221的内周面接触的强度和接触频率，并且能够防止设于定子铁芯221的齿部2 上的凸部 72的损伤和毛边的产生。其结果，能够维持基本齿槽转矩减小了的马达1的质量。由于在转子铁芯32的插入时，不产生转子铁芯32与定子22之间的磁性作用，所以没必要使用大型设备来固定转子铁芯32的与中心轴Jl垂直的方向上的位置。若牢固地固定转子铁芯32的与中心轴Jl垂直的方向上的位置，则不能对转子铁芯32相对于定子22 的位置进行微调。因此，由于设备的保持位置的误差和转子铁芯32以及定子22的形状误差等，转子铁芯32和定子22的一方摩擦另一方，产生所谓的咬住，而在转子铁芯32和定子 22产生毛边。在马达1中，由于没有必要牢固地固定转子铁芯32和定子22，所以能够防止由于咬住引起的组装不良。并且，能够降低设备费用。在第2机壳部件212中，通过盖部件231经由密封部件232封堵磁铁插入口 523， 能够防止水等从盖部件231与第2平板部522之间的微小空隙通过磁铁插入口 523而进入机壳21的内部。在第2机壳部件212被水等弄湿的可能性低的情况下，可以在衬套233设置豁口，并通过该豁口将导线223a引出。(第2实施方式)图15为第2实施方式的马达Ia的俯视图。在马达Ia中，在第2机壳部件212的第2平板部522设有多个磁铁插入口 523。其中，实际上，与图3相同，在磁铁插入口 523的周围配置密封部件232，由如图2所示的盖部件231封堵磁铁插入口 523。但是，导线223a 从一个盖部件231引出，在其他盖部件231不设有用于插入衬套的开口。马达Ia的其他构成，与第1实施方式的相同。以下，对于同样的构成采用相同符号进行说明。多个磁铁插入口 523在周向上排列。在俯视图中，各磁铁插入口 523都比一个磁铁保持部34大。在轴向上，各磁铁插入口 523能够与一个磁铁保持部34的整体重合。在马达Ia的组装工序中，除将转子磁铁33向磁铁保持部34插入的作业以外其他与马达1相同。在转子磁铁33的插入作业中，选择任意的一个磁铁插入口 523，将转子磁铁33插入与该磁铁插入口 523在轴向上重合的磁铁保持部34中。在以下说明中，为了与其他的磁铁插入口 523进行区分，将该磁铁插入口 523称作“注目磁铁插入口 523”。在将转子磁铁33插入注目磁铁插入口 523时，由于转子磁铁33与定子22之间产生磁性作用，而有时磁铁保持部34的位置偏离注目磁铁插入口 523。在马达Ia中，即使磁铁保持部34偏离所希望的位置，由于另一个磁铁插入口 523与另一个磁铁保持部34的整体在轴向上重合，所以也能够将转子磁铁33插入该另一个磁铁保持部34中。即，在马达Ia 中，能够经由多个磁铁插入口 523中的任意一个将转子磁铁33插入全部的磁铁保持部34 中。由此，能够容易地进行旋转转子铁芯32且插入转子磁铁33的作业。在马达Ia中，多个磁铁插入口 523同时分别与一个磁铁保持部34的整体在轴向上重合时，可以大致同时将多个转子磁铁33插入多个磁铁保持部34中。由此，可以用更短的时间完成转子磁铁33的插入作业。在第2实施方式中，由于将轴31和转子铁芯32用机壳21支撑后，将转子磁铁33 插入磁铁保持部34中，所以能够相对于机壳21高精度地支撑轴31和转子铁芯32。其结果，能够容易且高精度地组装马达la。(第3实施方式)图16为第3实施方式的马达Ib的剖视图。在马达Ib的转子铁芯32a中，设有沿轴向贯通的孔状的磁铁保持部34a。在马达Ib中，在第2平板部522设有与图3同样的磁铁插入口 523(在图16中标记符号52 )。进一步，在第1平板部512，且在轴向上与磁铁插入口 52 重合的位置设有另一个磁铁插入口 523(在图16中标记符号523a)。以下，将磁铁插入口 523a称作“第1磁铁插入口 523a”，将磁铁插入口 52 称作“第2磁铁插入口 523b”。在马达Ib中，将磁铁保持部3 的轴向上的长度的一半的两个转子磁铁配置在磁铁保持部3 的上部和下部。以下，将配置在磁铁保持部3 的下部的转子磁铁称作“下侧磁铁33a”，将配置在上部的转子磁铁称作“上侧磁铁33b”。马达Ib的其他结构与第1实施方式相同。在转子磁铁的插入作业中，首先，经由第1磁铁插入口 523a将下侧磁铁33a沿着轴向插入与第1磁铁插入口 523a在轴向上重合的磁铁保持部3 的下部。接下来，经由第 2磁铁插入口 52 将上侧磁铁3 插入该磁铁保持部34a的上部。其中，也可在下侧磁铁 33a之前先将上侧磁铁3 插入磁铁保持部3 中。上侧磁铁3 和下侧磁铁33a通过涂布在磁铁保持部34a内的粘结剂和与转子铁芯3 之间的磁性吸引力而被固定。马达Ib 的其他组装工序与第1实施方式相同。在第3实施方式中，由于磁铁保持部3 从转子铁芯32的上端形成到下端，所以即使在一个磁铁保持部34a中配置多个转子磁铁的情况下，也能够高效地插入转子磁铁。 并且，与第1实施方式相同，能够容易且高精度地组装马达lb。(第4实施方式)图17为表示第4实施方式的马达的转子铁芯32b的图。在转子铁芯32b的外周面，设有沿轴向延伸的槽状的多个磁铁保持部34b。磁铁保持部34b沿周向临近配置。与图 6中所示的磁铁保持部34相同，磁铁保持部34b从转子铁芯32b的上部延伸到即将到达下部。第4实施方式中的马达的其他构造与第1实施方式相同。并且，马达的组装工序也与第1实施方式相同。图18为磁铁保持部34b和转子磁铁33的放大表示的图。在图18中，对转子磁铁 33标出了平行斜线。转子磁铁33在被磁铁保持部34b保持的状态下，径向外侧的表面露出。由此，转子磁铁33能够更接近图4所示的齿部224的前端。在转子磁铁33的周向两侧设有转子铁芯32b的一部分向径向外侧突出的突出部322。突出部322的前端向周向两侧扩展。由此，转子磁铁33不仅在周向上还在径向上被固定，切实防止了转子磁铁33的脱落。在第4实施方式中，也与第1实施方式相同，能够容易且高精度地组装马达。以上，对本实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式，也可以进行各种变形。例如，在上述第1实施方式中，可以只在第1机壳部件211的第1平板部512设置磁铁插入口。在第4实施方式中也相同。此时，由于磁铁保持部从转子铁芯32的与磁铁插入口对置的下端形成到即将到达上端，所以能够容易地进行转子磁铁33在轴向上的定位。 并且，在第2实施方式中，也可只在第1平板部512设置沿着周向排列的多个磁铁插入口。 在第4实施方式中也相同。在第2和第4实施方式中，与第3实施方式相同地，将多个转子磁铁33从上下插入一个磁铁保持部34、34b中时，磁铁保持部34、34b可以沿着轴向贯通转子铁芯32、32b。
在第3实施方式中，第1磁铁插入口 523a可以设置在沿着周向偏离第2磁铁插口 52 的位置。在一个磁铁保持部3 中可以设置3个以上的转子磁铁33。在上述实施方式中，盖部件231也可通过焊接等而固定在第2平板部522。磁铁插入口 523、523a、52;3b(以下只标记符号52 可以为在轴向上与两个以上的磁铁保持部34、3^、34b的整体重合的大小。磁铁插入口 523也可以是矩形以外的各种形状。在上述实施方式中，也可以由覆盖定子22的上部和下部的上部平板部件和下部平板部件、以及在上部平板部件与下部平板部件之间覆盖定子22的外周面的圆筒部件来构成机壳21。第2机壳部件212也可呈圆板状。此时，第1机壳部件211的第1圆筒部511的上部固定在第2机壳部件212的外缘部。并且，第2机壳部件212也可由固定第2轴承42 的毂部和从毂部向径向外侧延伸的多个棒状部构成。此时，磁铁插入口在周向上形成在所述多个棒状部之间。并且，也可代替盖部件231设有覆盖第2机壳部件212整体的帽部件。 这样，第2机壳部件212只要能起到支撑第2轴承41的轴承支撑部件的作用，则可以形成为各种形状。在马达l、la、lb的组装中，可以将轴31和转子铁芯32、3h、32b (以下，只标记符号32)的组装体安装到第2机壳部件212后，插入第1机壳部件211中。也可在将所述组装体支撑在第1机壳部件211和第2机壳部件212后将导线223a从磁铁插入口 523引出。 也可在将定子22固定在第1圆筒部511后将第1轴承41固定在第1平板部512。减小齿槽转矩的方法也可应用于8极9槽、8极12槽、10极12槽、12极9槽、14 极12槽和16极18槽等各种磁极数和槽间隙数的组合的马达。也可使用滑动轴承作为第 1轴承41和第2轴承42。相对于定子22高精度地固定转子铁芯32的方法，也可应用在马达以外的发电机等旋转电机中。在利用IPM结构的发电机时，通过使转子磁铁33相对于定子22旋转，从定子22中取出电力。上述实施方式和各变形例中的结构只要不相互矛盾即可适当组合。产业上的利用性本发明的旋转电机可以利用在电动加速自行车、电动自行车、电动车等驱动源和发电机、风力发电或燃气发电等发电机、动力转向装置的驱动源等等上。还可作为其他的用途被使用。
权利要求
1.一种旋转电机的制造方法，包括 工序a)，将转子铁芯固定于轴；工序b)，组装静止组装体，在该静止组装体中，第1轴承被固定于有底圆筒状的机壳部件的机壳底部，环状的定子被固定于圆筒部的内周面；工序c)，将所述轴的下部插入所述第1轴承内的同时将所述转子铁芯插入所述定子内；工序d)，将所述轴的上部插入被轴承支撑部件所支撑的第2轴承内； 工序e)，将所述轴承支撑部件固定在所述机壳部件的上部；以及工序f)，经由所述轴承支撑部件和所述机壳底部的一方所具有的磁铁插入口，将多个转子磁铁沿着轴向插入到孔状或槽状的多个磁铁保持部中，其中该磁铁保持部形成在所述转子铁芯并沿着轴向延伸。
2.如权利要求1所述的旋转电机的制造方法，其中，还包括在所述工序f)之后用盖部件封堵所述磁铁插入口的工序。
3.如权利要求1所述的旋转电机的制造方法，其中，所述轴承支撑部件和所述机壳底部的所述一方，具有包括所述磁铁插入口的多个磁铁插入口，在所述工序f)中，将所述多个转子磁铁经由所述多个磁铁插入口插入所述多个磁铁保持部中。
4.如权利要求1所述的旋转电机的制造方法，其中， 所述磁铁保持部从所述转子铁芯的上端形成到下端，所述轴承支撑部件和所述机壳底部的另一方具有其他的磁铁插入口， 在所述工序f)中，经由所述其他的磁铁插入口将其他的多个转子磁铁沿着轴向插入所述多个磁铁保持部中。
5.如权利要求1所述的旋转电机的制造方法，其中，在所述工序b)与所述工序e)之间，还包括将与所述定子连接的导线从所述磁铁插入口引出的工序。
6.一种旋转电机，包括机壳部件，其呈有底圆筒状； 第1轴承，其固定在所述机壳部件的机壳底部； 环状的定子，其固定在所述机壳部件的圆筒部的内周面； 轴承支撑部件，其固定在所述机壳部件的上部； 第2轴承，其被所述轴承支撑部件支撑； 转子铁芯，其配置在所述定子的内侧；轴，其固定有所述转子铁芯，且其比所述转子铁芯更靠下侧的部位被所述第1轴承支撑，比所述转子铁芯更靠上侧的部位被所述第2轴承支撑；以及多个转子磁铁，其沿着轴向插入并保持在孔状或槽状的多个磁铁保持部中，该磁铁保持部形成于所述转子铁芯并沿着轴向延伸，所述轴承支撑部件和所述机壳底部的一方，具有在轴向上与至少一个磁铁保持部的整体重合的磁铁插入口。
7.如权利要求6所述的旋转电机，其中， 还具有封堵所述磁铁插入口的盖部件。
8.如权利要求6所述的旋转电机，其中，所述轴承支撑部件和所述机壳底部的所述一方，具有包括所述磁铁插入口的多个磁铁插入口。
9.如权利要求6所述的旋转电机，其中，与所述定子连接的导线从所述磁铁插入口中引出。
10.如权利要求7所述的旋转电机，其中， 所述盖部件具有开口，并在所述开口插入衬套， 与所述定子连接的导线贯通所述衬套而向外部引出， 所述盖部件隔着密封部件安装在所述磁铁插入口。
11.如权利要求6所述的旋转电机，其中， 所述转子铁芯由层叠钢板形成，所述磁铁插入口只形成在所述轴承支撑部件和所述机壳底部的所述一方， 所述多个磁铁保持部在所述转子铁芯的与所述磁铁插入口对置的端部呈开口，另一侧端部被封堵。
12.如权利要求6所述的旋转电机，其中，所述多个磁铁保持部从所述转子铁芯的上端形成到下端，所述轴承支撑部件和所述机壳底部的另一方具有其他的磁铁插入口。
13.如权利要求6所述的旋转电机，其中， 所述定子的定子铁芯具有环状的铁芯背部；以及多个齿部，这些齿部在周向上等节距配置，并从所述铁芯背部朝向所述转子铁芯延伸， 各齿部的前端面具有呈部分圆筒面状的基准前端面、和相对于所述基准前端面朝向所述转子磁铁突出的至少一个凸部，在将从槽数与极数的最小公倍数除以所述槽数而得到的值减去1后的数设为凸部配置最大数时，所述至少一个凸部配置在如下位置在对所述各齿部的两侧的槽间隙之间按照在所述凸部配置最大数加上1后的个数沿着周向进行等分的凸部配置可能位置中的预定的至少一个位置。
14.如权利要求6所述的旋转电机，其中， 所述定子的定子铁芯具有环状的铁芯背部；以及多个齿部，这些齿部在周向上等节距配置，且从所述铁芯背部朝向所述转子铁芯延伸；各齿部的前端面具有呈部分圆筒面状的基准前端面、和相对于所述基准前端面朝向所述转子磁铁突出的至少一个凸部，在将槽数与极数的最小公倍数除以所述槽数所得到的值设为凸部配置最大数时，所述至少一个凸部配置在如下位置在对所述各齿部两侧的槽间隙之间按照与所述凸部配置最大数相等的个数沿着周向进行等分的多个区域的所述周向的中心位置亦即多个凸部配置可能位置中的预定的至少一个位置。
全文摘要
本发明公开了旋转电机的制造方法，其包括以下工序工序a)，将转子铁芯固定于轴；工序b)，组装静止组装体，在该静止组装体中，第1轴承被固定于有底大致圆筒状的机壳部件的机壳底部，环状的定子被固定于圆筒部的内周面的静止组装体；工序c)，将上述轴的下部插入上述第1轴承且将上述转子铁芯插入上述定子内；工序d)，将上述轴的上部插入被轴承支撑部件所支撑的第2轴承；工序e)，将上述轴承支撑部件固定在上述机壳部件的上部；工序f)，经由上述轴承支撑部件和上述机壳底部的一方所具有的磁铁插入口，将多个转子磁铁沿着轴向插入孔状或槽状的多个磁铁保持部中，其中该磁铁保持部形成在上述转子铁芯并沿着轴向延伸。
文档编号H02K1/27GK102480195SQ201110386729
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月29日 优先权日2010年11月30日
发明者水池宏友 申请人:日本电产株式会社