磁感应式电动机及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在高速旋转区域被驱动的电动辅助涡轮等的用途中应用的磁感应式电动机及其制造方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知将作为励磁单元的永久磁铁安装到转子的永久磁铁式同步电动机。但是，对于在汽车增压器的涡轮机与压缩机之间配置了电动机的所谓电动辅助涡轮中使用的电动机，要求超过10万转/分钟的高速旋转，所以在使用了以往的永久磁铁式电动机作为该电动机的情况下，产生磁铁的保持强度的问题。
[0003]鉴于这样的状况，提出了一种以往的磁感应式电动机:将作为励磁单元的永久磁铁配置于定子，将齿轮状的提供了磁性的凸极性的两个转子芯在轴向上排列、且在圆周方向上错开半极间距地配设而构成转子(参照例如专利文献I)。该转子仅由简单形状的铁部件构成，所以能够得到高的抗离心力强度。因此，以往的磁感应式电动机在电动辅助涡轮、电动压缩机等要求高速旋转的用途中被使用。
[0004]专利文献I:日本特开平8 — 214519号公报
[0005]专利文献2:日本特开2011 — 91920号公报
【发明内容】
[0006]在这种磁感应式电动机中，在构造上，在轴向上排列配设有两个转子铁芯，所以相对以往的永久磁铁式同步电动机，需要两倍的轴向尺寸。因此，在配置在转子的轴向两侧的轴承处用轴支承转子的旋转轴的状态下，变得容易产生旋转轴构成共振系统而进行挠曲振动的所谓的轴共振的问题。轴承之间的间隔越长，转子的旋转速度越快，则越容易发生该轴共振，在最坏的情况下，转子与定子接触。因此，作为避免超高速旋转时的转子与定子的接触的对策，缩小轴承之间的间隔来提高发生轴共振的转速的做法是有效的。
[0007]另外，在汽车用增压器中使用这种磁感应式电动机的情况下，对于磁感应式电动机，要求增大输出。作为增大磁感应式电动机的输出的对策，考虑增加永久磁铁的体积以及增多定子线圈的匝数。
[0008]因此，在以往的磁感应式电动机中，考虑增厚永久磁铁的轴向厚度而增加磁铁体积，增大输出。但是，永久磁铁是从轴向两侧被第I以及第2定子铁芯夹着而配置的，所以在增厚永久磁铁的轴向厚度时，带来定子的轴向尺寸的增大。这样，在增厚永久磁铁的轴向厚度时，带来定子甚至转子的轴向尺寸的增大，产生发生轴共振的问题这样新的课题。
[0009]另外，在以往的磁感应式电动机中，未提及定子线圈的匝数。
[0010]本发明是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于得到一种磁感应式电动机及其制造方法，所述磁感应式电动机具有被集中卷绕地卷装的线圈，使凸缘部从永久磁铁的轴部的内径侧端部向圆周方向两侧突出，无需使轴向尺寸增大就能够使磁铁块体积增大，提高输出。[0011 ]本发明涉及磁感应式电动机，其特征在于，具备:壳体，用非磁性材料制作；定子，具有定子芯以及多个集中卷绕线圈，该定子配设在所述壳体内，所述定子芯是使按照同一形状制作出的第I定子芯以及第2定子芯在轴向上背离且使齿的圆周方向位置一致地同轴配置而构成的，且槽构成为开槽，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是将所述齿分别形成为圆周方向宽度朝向径向内部逐渐变窄的尖细形状、从圆筒状的芯背的内周面朝向径向内部突出、在圆周方向上按照等角间距配设而成的，所述集中卷绕线圈是分别将没有连接部的连续的导线集中卷绕地卷绕到所述定子芯的在轴向上对置的所述齿的对上而制作出的；转子，使在圆筒状的基部的外周面在圆周方向上按照等角间距突出设置凸极而成的按照同一形状制作出的第I转子芯以及第2转子芯分别位于所述第I定子芯以及所述第2定子芯的内周侧，且在圆周方向上相互错开半凸极间距而同轴地固定于旋转轴，该转子能够旋转地配设于所述壳体内；以及永久磁铁，配设于所述第I定子芯与所述第2定子芯之间，以使所述第I转子芯的凸极与所述第2转子芯的凸极为不同的极性的方式产生励磁磁通，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是以使芯背部的圆周方向的侧面彼此相接的方式按照圆环状排列芯块对而构成的，所述芯块对是使芯块在轴向上相离地重叠而构成的，所述芯块包括圆弧形的所述芯背部以及从所述芯背部的内周面向径向内部突出的一个所述齿，所述永久磁铁被分割构成为多个磁铁块，多个所述磁铁块分别具有圆弧形的基部、从基部的内周面向径向内部突出的一个轴部以及从所述轴部的内径侧端部向圆周方向两侧突出的凸缘部，使所述基部以及所述轴部位于所述芯块对内且使所述凸缘部从所述芯块对向圆周方向突出，所述磁铁块被夹持在所述芯块对之间。
[0012]根据本发明，集中卷绕线圈被集中卷绕地卷绕，磁铁块具有从轴部的内径侧端部向圆周方向两侧突出的凸缘部，所以无需使电动机的轴向尺寸增大，就能够提高输出。另夕卜，芯块的齿被制作成尖细形状，且芯块不具有从齿的内径侧端部向圆周方向两侧突出的凸缘部，所以能够以高占空系数将集中卷绕线圈安装到齿对上。
【附图说明】
[0013]图1是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机的主要结构的局部剖切立体图。
[0014]图2是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的转子的立体图。
[0015]图3是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的定子ASSY的局部剖切立体图。
[0016]图4是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的芯块的立体图。
[0017]图5是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的磁铁块的立体图。
[0018]图6是说明本发明的实施方式I的磁感应式电动机的定子的制造方法的流程图。
[0019]图7是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的线圈ASSY的立体图。
[0020]图8是说明本发明的实施方式I的磁感应式电动机的定子的制造方法中的将磁铁块安装到线圈ASSY的工序的图。
[0021]图9是说明本发明的实施方式I的磁感应式电动机的定子的制造方法中的将磁铁块安装到线圈ASSY的工序的图。
[0022]图10是说明本发明的实施方式I的磁感应式电动机的定子的制造方法中的将第I个芯块安装到线圈ASSY的工序的图。
[0023]图11是说明本发明的实施方式I的磁感应式电动机的定子的制造方法中的将第2个芯块安装到线圈ASSY的工序的图。
[0024]图12是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的磁铁块与线圈ASSY的尺寸关系的不意图。
[0025 ]图13是说明本发明的实施方式2的磁感应式电动机中的定子ASSY的结构的图。
[0026]图14是示出本发明的实施方式3的磁感应式电动机中的定子ASSY的立体图。
[0027]图15是示出本发明的实施方式4的磁感应式电动机中的使磁铁块和芯块重叠的状态的平面图。
[0028]图16是示出本发明的实施方式5的磁感应式电动机中的使磁铁块和芯块重叠的状态的平面图。
[0029 ]图17是示出本发明的实施方式6的磁感应式电动机中的使磁铁块和芯块重叠的状态的平面图。
[0030]图18是示出本发明的实施方式7的磁感应式电动机中的按照圆环状排列了磁铁块的状态的平面图。
[0031]图19是图18的XIX-XIX向视剖面图。
[0032]图20是示出本发明的实施方式8的磁感应式电动机中的磁铁块的立体图。
【具体实施方式】
[0033]实施方式1.
[0034]图1是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机的主要结构的局部剖切立体图，图2是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的转子的立体图，图3是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的定子ASSY的局部剖切立体图，图4是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的芯块的立体图，图5是示出本发明的实施方式I的磁感应式电动机中的磁铁块的立体图。另外，在图1以及图3中，为方便起见，省略了集中卷绕线圈的一部分以及绝缘子。
[0035]在图1中，磁感应式电动机I具备用铁等块状磁性体制作出的同轴地固定于旋转轴2的转子3、将作为转矩产生用驱动线圈的定子线圈11卷装到以围绕转子3的方式配设的定子芯8而成的定子7、作为励磁单元的永久磁铁12、以及收纳转子3、定子7及永久磁铁12的壳体14。
[0036]如图2所示，转子3具备对按照决定的形状成形的多张磁性钢板进行层叠一体化而制作出的第I以及第2转子芯4、5、和对多张磁性钢板进行层叠一体化而制作出且在轴心位置处贯穿设置有旋转时插入孔(未图示)的圆盘状的隔板6。第I以及第2转子芯4、5包括:圆筒状的基部4a、5a，按照相同形状制作，在轴心位置处贯穿设置有旋转轴插入孔；以及凸极4b、5b，从基部4a、5a的外周面向径向外部突出且在轴向上延伸设置，在圆周方向上按照等角间距设置了两个。
[0037]第I以及第2转子芯4、5在圆周方向上错开半凸极间距，以隔着隔板6而对置的方式相互相接地配置，被固定到插通它们的旋转轴插入孔的旋转轴2，而构成转子3。另外，转子3在旋转轴2的两端被轴承(未图示)支承，并能够旋转地配设在壳体14内。
[0038]定子芯8具备按照相同形状制作出的第I以及第2定子芯9A、9B。第