旋转电机的制作方法
【专利说明】旋转电机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是基于并且要求2014年5月30日提交的日本专利申请N0.2014-113031的优先权的权益，该申请的全部内容在此以参考方式并入。
技术领域
[0003]本文所描述的实施例大体涉及一种产生沿着其旋转轴线的磁路的横向磁通旋转电机以及使用该旋转电机的电动车辆、风力涡轮发电机以及升降装置。
【背景技术】
[0004]出于诸如节能和C(V咸排的原因，产生了进一步改善电磁马达性能的需求，并且诸如尺寸缩减、重量降低、高效、高扭矩和高输出方面所代表的性能正在迅速地日臻完善。当根据磁通的方向划分时，电磁马达可划分为:(1)径向磁通马达，⑵轴向磁通马达，以及
(3)横向磁通马达。在这些马达中，径向磁通马达在成本方面特别具有优势，并且已经普遍地在工业世界的各种各样的产品上用作通用致动器的常规机械元件。并且，轴向磁通马达具有可应付三维方向上的复杂磁路布局的结构特征，但是使得广泛使用的常规的层压钢板的使用变得困难。例如这样的轴向磁通马达特别用于中/大尺寸、低剖面、大直径马达的领域。
[0005]进一步而言，横向磁通马达具有下述特征:基本单元由包括永磁体的转子和包括围绕转子的旋转轴线形成的环形线圈的电枢(形成狭缝式环形芯)形成，并且多个近似U形的定子芯(在下文中称为U形定子芯)形成以环绕旋转轴线在外周上覆盖环形线圈，并且两个或两个以上基本单元沿着旋转轴线绕着旋转轴线以预定相对相位角布置。这种布置可通过多个磁极相对容易地实现高扭矩，并且可由狭缝式环形芯结构实现高效磁场的产生。也即，当与需要包括绕着旋转轴线位于圆周上的多个槽的定子芯、绕着这一槽部缠绕的线圈以及用于线圈组装和插入的死空间等的径向磁通马达和轴向磁通马达比较时，横向磁通马达仅仅需要绕着旋转轴线形成在圆周上的多个U形定子芯。这大体上使得增加磁极的数量变得容易。并且，包括环形线圈和U形定子芯的电枢具有使线圈产生的磁通难以从其向外泄漏的结构。由于这增加了线圈的场产生效率，因此横向磁通马达预期比具有线圈端的径向磁通马达和轴线磁通马达更能缩减尺寸。
[0006]当转子在横向磁通马达中旋转时，间歇变化其方向的磁力在旋转方向上作用在U形定子芯上。该磁力使U形定子芯振动。该振动不仅降低了马达的强度，还产生了噪音。进一步而言，随着扭矩的增加，导致扭矩振动的齿槽转矩也大致增加，并且这可推测地会进一步增加振动的产生。由此，需要减少横向磁通马达中振动的产生。
【发明内容】
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种旋转电机，所述旋转电机包括:转子元件，所述转子元件绕着旋转轴线可旋转；环形线圈，设置为与所述旋转轴线同轴；多个定子芯，设置为与所述转子元件相对，所述多个定子芯的每个包括彼此相对、其间夹置所述线圈的一对磁极部；以及多个楔形件，所述多个楔形件的每个布置在相邻的定子芯之间以向所述相邻的定子芯施加预负载，所述预负载包含在所述转子元件的旋转方向上的分量并且彼此相反。
[0008]根据本发明的一个优选的实施例，所述多个定子芯和所述多个楔形件交替布置以形成整体式环形体。
[0009]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括多个第一支撑件，所述多个第一支撑件的每个布置在所述相邻的定子芯之间，所述相邻的定子芯以接触状态固定至所述第一支撑件，其中，多个所述第一支撑件和所述楔形件的套组与所述多个定子芯交替布置从而使得所述多个定子芯、所述多个第一支撑件和所述多个楔形件形成整体式环形体。
[0010]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括第二支撑件，所述多个第一支撑件以接触状态固定至所述第二支撑件，所述第二支撑件与所述多个第一支撑件中的至少一个形成整体。
[0011]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括多个第一支撑件，所述多个第一支撑件中的每个布置在相邻的定子芯之间，所述相邻的定子芯以接触状态固定至所述第一支撑件，其中，所述多个第一支撑件和所述多个楔形件在所述多个定子芯之间布置，从而使得所述多个定子芯、所述多个第一支撑件和所述多个楔形件形成整体式环形体。
[0012]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括设置为覆盖所述多个定子芯的第二支撑件，所述多个第一支撑件以接触状态固定至所述第二支撑件。
[0013]根据本发明的一个优选的实施例，所述多个第一支撑件通过使用螺钉以接触状态固定至所述第二支撑件。
[0014]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括设置为覆盖所述多个定子芯的第二支撑件，所述多个第一支撑件以接触状态固定至所述第二支撑件，所述第二支撑件与所述多个第一支撑件中的至少一个形成整体。
[0015]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括第三支撑件，所述线圈以接触状态固定至所述第三支撑件，所述第三支撑件与所述多个第一支撑件中的至少一个形成整体。
[0016]根据本发明的一个优选的实施例，所述电机还包括与在所述第二支撑件中形成的多个螺纹孔螺纹接合的多个螺钉，所述多个螺钉通过与所述多个楔形件接触向所述多个楔形件施加包含指向所述旋转轴线的径向分量的预负载。
[0017]根据本发明的一个优选的实施例，所述多个楔形件通过粘结以接触状态固定至所述多个定子芯。
【附图说明】
[0018]图1为示出根据第一实施例的旋转电机的透视图；
[0019]图2为示出根据第一实施例的旋转电机的分解透视图；
[0020]图3为示出根据第一实施例的定子的透视图；
[0021]图4为示出根据第一实施例的电枢的透视图；
[0022]图5为不出根据第一实施例的电枢的分解透视图；
[0023]图6为示出根据第二实施例的旋转电机的透视图；
[0024]图7为示出根据第二实施例的旋转电机的分解透视图；
[0025]图8为示出根据第二实施例的定子的透视图；
[0026]图9为示出根据第二实施例的电枢的透视图；
[0027]图10为示出根据第二实施例的电枢的分解透视图；
[0028]图11为示出根据第三实施例的旋转电机的透视图；
[0029]图12为示出根据第三实施例的旋转电机的分解透视图；
[0030]图13为示出根据第三实施例的定子的透视图；
[0031]图14A和14B为示出根据第三实施例的电枢在不同方向上的透视图；
[0032]图15为不出根据第三实施例的电枢的分解透视图；
[0033]图16为示出根据第四实施例的电枢的透视图；
[0034]图17为示出根据第四实施例的芯支架整体式壳体的透视图；
[0035]图18为示出根据第四实施例的电枢的分解透视图；
[0036]图19为示出根据第五实施例的旋转电机的透视图；
[0037]图20A和20B分别为示出根据第五实施例的定子的透视图和前视图；
[0038]图21为示出根据第五实施例的定子的分解透视图；
[0039]图22为示出根据第六实施例的电动车辆的视图；
[0040]图23为图22所示的电动车辆的局部放大图；
[0041]图24为示出根据第七实施例的风力涡轮发电机的视图；以及
[0042]图25为示出根据第八实施例的升降设备的视图。
【具体实施方式】
[0043]根据一个实施例，旋转电机包括转子元件、环形线圈、多个定子芯和多个楔形件。转子元件可绕着旋转轴线旋转。线圈设置为与旋转轴线共轴。所述多个定子芯与转子元件相对设置并且每个定子芯包括彼此相对、其间夹置线圈的一对磁极部。所述多个楔形件的每个布置在相邻的定子芯之间以向相邻的定子芯施加预负载，所述预负载包含转子元件的旋转方向上的分量并且彼此相反。
[0044]在下文中，不同实施例将参考附图予以描述。在下述实施例中，相同的附图标记指代相同的元件，并且重复的说明将被省略。
[0045](第一实施例)
[0046]图1示意性地示出了根据第一实施例的旋转电机100。如图1所示，旋转电机100包括由轴承(未示出)支撑从而可绕着旋转轴线ζ旋转的转子101、和定子102，所述定子102与转子101的外周面相对，在两者之间具有预定间隙。转子101具有环绕旋转轴线ζ的近似圆柱形的形状。定子102具有与所述旋转轴线ζ同轴的近似圆柱形状，并且设置为绕着旋转轴线ζ覆盖转子101。转子101定位在定子102内部。
[0047]图2示意性示出了处于被拆解为转子101和定子102并且定子102被部分切除的状态下的旋转电机100。如图2所示，旋转电机100为在旋转轴线方向(旋转轴线ζ的方向)上布置三个基本单元103的三阶(三相)式旋转电机。每个基本单元103包括一个转子元件110和与转子元件110相对设置的一个电枢120。注意的是，基本单元103的数量根据设计条件确定，并且可为二或二以上的任意整数。旋转电机100的输出和扭矩通过改变基本单元103的数量而被容易地调整。
[0048]三个转子元件110固定至沿着旋转轴线ζ延伸的轴件111。轴件11