专利名称：电动机转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可旋转地设置在定子外周部的外转型电动机转子。
(2)背景技术上述这种电动机转子例如已知有日本特许第3017953号公报所公开的结构。在该结构中，如图8A及图8B所示，在定子101的外周部可旋转地配设有转子铁芯102。该转子铁芯102固定在磁性材料制的台板103上，在转子铁芯102上形成有多个磁体插入部104。并且，在各磁体插入部104内固定有转子磁体105。
在上述现有技术中，在定子101与转子铁芯102之间的气隙106内配置有位置传感器107。因此，位置传感器107容易受到来自定子101的磁通的影响。并且，转子铁芯102的轴向高度尺寸与定子铁芯101设定为同一值。因此，在来自转子的磁通中，作用在位置传感器上的磁通减少，利用位置传感器107进行位置检测不够充分。
在此，图9所示的实线是将转子磁体105的圆周方向的中心作为峰值的气隙内的磁通分布的模拟正弦波。双点划线是位置传感器107的输出。由该图9可知，在上述现有技术的结构中，因为位置传感器107的检测精度较差，故检测时间相对正规的模拟正弦波错开，由此，定子线圈108的控制时间相对转子铁芯102的实际位置错开，从而会产生运转时的振动以及导致运转效率下降。
(3)发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可提高运转效率的电动机转子。
本发明的电动机转子，是外转子型电动机转子，其特征在于，包括连接在旋转轴上的磁性材料制的台板；设在所述台板上、具有相对所述台板及定子的齿双方向轴向突出的突出部的外转型转子铁芯；设在所述转子铁芯上的多个磁体插入部；以及个别地插入到所述多个磁体插入部内、定子侧和反定子侧的两个面被磁化为不同极的多个转子磁体，在所述转子铁芯的外周面或轴向端面上，位于所述突出部上检测所述转子铁芯的旋转位置的位置传感器从径向或轴向相对配置。
本发明的电动机转子，在转子铁芯的外周面或轴向端面上配置有位置传感器，所述位置传感器可从定子分开，可抑制来自定子的磁通对位置传感器的影响，故使得所述位置传感器的检测时间正确，可提高运转效率。
(4)
图1A表示本发明的第1实施例，是转子的放大剖视图。
图1B是沿图1A中的1B线的剖视图。
图2是表示定子及转子的组装状态的剖视图。
图3表示本发明的第2实施例，是与图1A相当的图。
图4A表示本发明的第3实施例，是与图1A相当的图。
图4B是与图1B相当的图。
图5表示本发明的第4实施例，是与图1A相当的图。
图6A表示本发明的第5实施例，是与图1A相当的图。
图6B是与图1B相当的图。
图7表示本发明的第6实施例，是与图1A相当的图。
图8A表示现有技术例，是与图1A相当的图。
图8B是与图1B相当的图。
图9是表示磁通分布的图。
(元件符号说明)1定子5齿 8位置传感器10转子 12旋转轴 13转子框架(台板)18转子铁芯 20突出部 22切槽
23磁体插入部 24转子磁体 25绝缘层28磁性壁部 31转子板(台板) 34绝缘层35切槽(5)具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明。
第1实施例图1A、图1B及图2表示本发明的第1实施例。
如图2所示，定子1具有基座2以及利用螺钉固定在该基座2上的定子铁芯3。该定子铁芯3是由磁性钢板在轴向上层叠构成的，具有圆筒状的轭铁4和从轭铁4放射状延伸的多个齿5。在这些多个齿5的表面形成有合成树脂制的绝缘层6。在齿5上，从绝缘层6上卷绕有U·V·W相的线圈7。在该绝缘层6上固定有向外周侧延伸的臂状托架(未图示)，如图1A及图1B所示，在托架上固定有由霍尔元件构成的位置传感器8。
下面对转子10进行说明。首先，如图2所示，在基座2上，上下2级地固定有轴承11的外圈，在两轴承11的内圈固定有旋转轴12。该旋转轴12配置在定子铁芯3的轴心线CL上，在旋转轴12的下端部固定有相当于台板的转子框架13。该转子框架13是由磁性钢板通过压力加工形成的，具有圆筒状轭铁14、位于轭铁14上端部的圆环状凸缘15以及封闭轭铁14下表面的圆板状盖体16。
在转子框架13的内周面上固定有位于外周部的圆环状铁芯座17。该铁芯座17是以合成树脂为材料形成的，在铁芯座17的上端面固定有圆筒状转子铁芯18。该转子铁芯18是由磁性钢板在轴向上层叠形成的，如图1B所示，在转子铁芯18上圆周方向等间距地形成有多个凹部19。
如图2所示，转子铁芯18的轴向高度尺寸H1设定为比齿5的轴向高度尺寸H2大。该齿5的上端面配置在高度与转子框架13的上端面相同的位置，转子铁芯18的上端面相对齿5的上端面及转子框架13的上端面向上方突出。在此，符号20表示转子铁芯18的突出部。该突出部20是指在转子铁芯18中、相对齿5的上端面及转子框架13的上端面向上方突出的部分。
如图1B所示，在转子铁芯18上形成有多个磁极21。这些各磁极21是指位于圆周方向上相邻的2个凹部19之间的部分，其内周面呈圆弧状。在转子铁芯18上圆周方向等间距地形成有多个切槽22。这些各切槽22位于圆周方向上相邻的磁极21之间的交界部分，外周面呈开口的长方形。
在各磁极21上形成有磁体插入部23。如图1A所示，这些各磁体插入部23呈轴向贯穿转子铁芯18的孔状。在各磁体插入部23内固定有高能积的钕(Nd)制的转子磁体24。这些各转子磁体24呈内周侧的一面及外周侧的相反面为不同极的板状。各转子磁体24的轴向高度尺寸设定为与转子铁芯18的轴向高度尺寸相同的值，如图1B所示，各切槽22的内周侧的底面相对于转子磁体24的径向厚度尺寸的中心线CL配置在内周侧。
如图1A所示，在转子铁芯18的表面上形成有位于突出部20的绝缘层25。该绝缘层25是以与转子座17相同的合成树脂为材料形成的，如图1A及图1B所示，突出部20的外周面、上端面、内周面的全部区域都由绝缘层25覆盖。如图1A所示，该绝缘层25及铁芯座17封闭磁体插入部23的上表面及下表面，以将转子磁体24圈在磁体插入部23内。并且，位置传感器8配置在绝缘层25的外周部，与突出部20的外周面在径向上相对。该位置传感器8用于检测转子铁芯18的旋转位置，通过基于位置传感器8的检测结果对U·V·W相的线圈7进行开关控制，从而产生旋转磁场，转子10以旋转轴12为中心进行旋转。
下面对转子10的制造方法进行说明。
首先，在转子铁芯18的多个磁体插入部23内插入转子磁体24。在该状态下，各转子磁体24以磁力临时固定在磁体插入部23的内面，相对磁体插入部23以磁力在轴向上被定位。
并且，将转子框架13及转子铁芯18收纳在成形模具的模腔(均未图示)内。在该状态下，转子铁芯18以磁力临时固定在转子框架13的内周面，相对转子框架13的盖体16以分离的状态利用磁力进行定位。其次，向成形模具的模腔内注入熔融树脂，一体成形铁芯座17及绝缘层25。由此制成转子10。
采用上述第1实施例的话，则将位置传感器8与转子铁芯18的外周面在径向上相对地进行配置。这样，位置传感器8和定子1的机械性离开距离变长，故位置传感器8不容易受到来自定子1的磁通的影响。并且，在转子铁芯18上设置有相对转子框架13及齿5双方突出的突出部20，位置传感器8在突出部20检测旋转位置。因此，可确实地确保位置传感器8用的磁通。
同时，位置传感器8用的磁通不会在转子框架13回流，可确实地到达位置传感器8，故可提高位置传感器8的检测精度。因此，定子线圈7的控制时间和转子铁芯18的实际位置的匹配性提高，运转时不容易产生振动，运转效率提高。
在转子铁芯18中、在圆周方向相邻的转子磁体24间形成切槽22。因此，在转子铁芯18的磁极21间切短的磁通减少，在转子铁芯18的磁极21间回流的位置传感器8用的磁通增加，故位置传感器8的检测精度进一步提高。
在突出部20的表面上设置有合成树脂制的绝缘层25。因此，转子铁芯18相对于转子框架13的接合力以及转子铁芯18的防锈性提高。并且，由绝缘层25覆盖磁体插入部23的上表面，故可防止铁粉等异物侵入到磁体插入部23内。
第2实施例下面参照图3对本发明的第2实施例进行说明。与上述第1实施例的不同点如下。
如图3所示，各转子磁体24的轴向高度尺寸H3设定为比转子铁芯18的轴向高度尺寸H1小。并且，在各磁体插入部23内的上端部形成有不存在转子磁体24的空间部26。这些各空间部26内形成有合成树脂制的栓部27，各转子磁体24通过栓部27圈在磁体插入部23内。这些各栓部27是通过在成形铁芯座17及绝缘层25时将熔融树脂充填到空间部26内而一体形成的。并且，位置传感器8配置在栓部27的外周部，与突出部20的外周面在径向上相对。
采用上述第2实施例的话，则将转子磁体24的轴向高度尺寸H1设定为比转子铁芯18小。因此，可减少高价格的转子磁体24的使用量，降低成本。并且，来自转子磁体24的磁通通过转子铁芯18回流，故也可充分确保位置传感器8用的磁通。
第3实施例下面参照图4A及图4B对本发明的第3实施例进行说明。与上述第1实施例的不同点如下。
如图4A及图4B所示，在转子铁芯18的上端面形成有相当于突出部的多个磁性壁部28。这些各磁性壁部28与转子磁体24的外周面接触。并且，位置传感器8与磁性壁部28的上端面在轴向上相对配置。
采用上述第3实施例的话，则在转子铁芯18的轴向端面中、在转子磁体24的外周部上设置有凸状的磁性壁部28。因此，磁通易于向外周方向回流。并且，将磁性壁部28、转子磁体24及转子铁芯18的上端面设置成高度不同的状态。因此，位置传感器8用的磁通易于向轴向回流，在将位置传感器8与磁性壁部28的轴向端面相对配置时，可提高位置传感器8的检测精度。
再者，在上述第3实施例中，将位置传感器8与磁性壁部28的上端面相对配置，但并不局限于此，例如也可在磁性壁部28的外周面中、与不存在转子磁体24的上端部相对配置。
第4实施例下面参照图5对本发明的第4实施例进行说明。与上述第1实施例的不同点如下。
如图5所示，各转子磁体24的轴向高度尺寸H3设定为比转子铁芯18的轴向高度尺寸H1大。并且，在各转子磁体24上形成有从转子铁芯18的上端面向上方突出的突出部29。在这些各突出部29的外表面、内表面、上端面形成有绝缘层30。该绝缘层30是在成形铁芯座17及绝缘层25时一体形成的。并且，位置传感器8与转子铁芯18的突出部20的上端面在轴向上相对配置，且与转子磁体24的突出部29的外周面在径向上相对配置。
采用上述第4实施例的话，则在转子磁体24上设置有从转子铁芯18的轴向端面突出的突出部29，将位置传感器8与突出部29的外周面在径向上相对配置。因此，位置传感器8可直接检测来自转子磁体24的磁通，提高位置传感器8的检测精度。
第5实施例
下面参照图6A及图6B对本发明的第5实施例进行说明。与上述第1实施例的不同点如下。
如图6A及图6B所示，在旋转轴12的下端部固定有相当于台板的磁性钢板制的转子板31。该转子板31呈圆形，在转子板31的外周部一体形成有圆筒状的壁部32。在该转子板31的外周部固定有圆筒状的铁芯座33，在铁芯座33的上端面固定有转子铁芯18。该铁芯座33是以合成树脂为材料形成的。在铁芯座33上一体形成有覆盖转子铁芯18的外周面及内周面的绝缘层34。该转子铁芯18的下端面配置在与齿5相同的水平面上，上端面相对齿5的上端面向上方突出。并且，在转子铁芯18的突出部20上相对配置有位于外周面上的位置传感器8。
采用上述第5实施例的话，则在转子板31上通过合成树脂制的铁芯座33固定转子铁芯18。因此，转子板31和转子铁芯18的接触部分消失，故可提高电气绝缘性能。并且，转子铁芯18运转时的振动由铁芯座33吸收，故振动很难传递到转子板31上。
第6实施例下面参照图7对本发明的第6实施例进行说明。与上述第1实施例的不同点如下。
如图7所示，在转子铁芯18的外周部上圆周方向等间距地形成有多个切槽35，成形绝缘层25时在各切槽35内充填树脂。这些各切槽35呈外周面开口的长方形。多个切槽35中的规定切槽35配置在磁极21之间的交界部分，多个切槽35中的剩下的切槽35配置在转子磁体24的外周部。
采用上述第6实施例的话，则除磁极21之间的交界部分外，还在转子磁体24的外周部上形成切槽35，故在单一的磁极21内产生相对的不同极。因此，能以短的间距检测转子铁芯18的旋转位置，故易于进行与线圈7的负载变动对应的开关控制。
再者，在上述第1～第6实施例中，使用钕制的转子磁体24，但并不局限于此，例如也可使用钐铁(SmFe)等具有高能积的转子磁体。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的电动机转子对提高运转效率有益。
权利要求
1.一种电动机转子，是可旋转地设置在定子(1)的外周部上的外转型电动机转子，其特征在于，包括连接在旋转轴(12)上的磁性材料制的台板(13)；设在所述台板(13)上、具有相对所述台板(13)及定子(1)的齿(5)双方而向轴向突出的突出部(20)的转子铁芯(18)；设在所述转子铁芯(18)上的多个磁体插入部(23)；以及个别地插入到所述多个磁体插入部(23)内、定子(1)侧和与定子(1)相反一侧的两个面被磁化为不同极的多个转子磁体(24)，在所述转子铁芯(18)的外周面或轴向端面上，位于所述突出部(20)上检测所述转子铁芯(18)的旋转位置的位置传感器(8)从径向或轴向相对配置。
2.如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，所述各转子磁体(24)的轴向高度尺寸设定为比所述转子铁芯(18)小，在所述转子铁芯(18)的外周面上，在所述突出部(20)中的没有所述转子磁体(24)的部分，所述位置传感器(8)从径向相对配置。
3.如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，所述各转子磁体(24)的轴向高度尺寸设定为比所述转子铁芯(18)小，在所述转子铁芯(18)的轴向端面上，在所述各转子磁体(24)的外周部，作为突出部(20)设置有相对所述转子磁体(24)的轴向端面突出的磁性壁部(28)。
4.如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(18)上，在圆周方向上相邻的转子磁体(24)之间，设置有外周面开口的切槽(22)。
5.如权利要求2所述的电动机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(18)上，在圆周方向上相邻的转子磁体(24)之间，设置有外周面开口的切槽(22)。
6.如权利要求3所述的电动机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(18)上，在圆周方向上相邻的转子磁体(24)之间，设置有外周面开口的切槽(22)。
7.如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(18)上，在所述各转子磁体(24)的外周部，设置有外周面开口的切槽(35)。
8.如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，在所述突出部(20)的表面设置有合成树脂制的绝缘层(25)。
9.如权利要求2所述的电动机转子，其特征在于，在所述突出部(20)的表面设置有合成树脂制的绝缘层(25)。
10.如权利要求3所述的电动机转子，其特征在于，在所述突出部(20)的表面设置有合成树脂制的绝缘层(25)。
11.如权利要求4所述的电动机转子，其特征在于，在所述突出部(20)的表面设置有合成树脂制的绝缘层(25)。
12.如权利要求5所述的电动机转子，其特征在于，在所述突出部(20)的表面设置有合成树脂制的绝缘层(25)。
全文摘要
本发明的电动机转子，包括连接在旋转轴(12)上的磁性材料制的台板(13)；设在所述台板(13)上、具有相对所述台板(13)及定子(1)的齿(5)双方向轴向突出的突出部(20)的外转型转子铁芯(18)；设在所述转子铁芯(18)上的多个磁体插入部(23)；以及个别地插入到所述多个磁体插入部(23)内、定子(1)侧和反定子(1)侧的两个面被磁化为不同极的多个转子磁体(24)，在所述转子铁芯(18)的外周面或轴向端面上，位于所述突出部(20)上检测所述转子铁芯(18)的旋转位置的位置传感器(8)从径向或轴向相对配置。
文档编号H02K29/08GK1856924SQ200480027949
公开日2006年11月1日 申请日期2004年8月31日 优先权日2003年9月30日
发明者志贺刚 申请人:株式会社东芝, 东芝家电制造株式会社, 东芝电器营销株式会社