专利名称：旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用永磁体作为定子的旋转电机。
背景技术：
在使用永磁体作为定子的旋转电机中，要考虑到即便在因来自外部的冲击等而使永磁体破损的情况下，也不会因永磁体的碎片而使作为转子的电枢旋转不良。目前，作为这种旋转电机，提出了一种专利文献I中记载的旋转电机的励磁装置。专利文献I中记载的旋转电机包括磁体罩，该磁体罩将永磁体的内径部(内周面)和圆周方向的两侧面覆盖，并由薄板构成；以及磁体保持件，该磁体保持件由保持部和环状部构成，其中上述保持部位于各永磁体之间并将各永磁体保持在圆周方向上，上述环状部位于各永磁体的轴向两端部并将永磁体保持在轴向上，在磁体罩的圆周方向的两端部具有卡定部，在磁体保持件的保持部具有与磁体罩的卡定部卡合的卡合部，通过该卡合部与磁体罩的卡定部的卡合，将永磁体和磁体罩保持固定在内径方向上。因此，即便在永磁体破损的情况下，由于利用磁体罩覆盖永磁体的内周面和圆周方向的两侧面，因此，永磁体的碎片不会飞出至电枢内，可防止电枢旋转不良。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开平9 - 322443号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题专利文献I中记载的构成旋转电机的磁体罩设于永磁体与作为转子的电枢之间，但为了抑制由该永磁体和转子构成的旋转电机的性能降低，磁体罩例如由厚度0.1mm左右的非磁性体的薄板构成。因此，在磁体罩变形的情况下，可能与转子接触。另外，由于通过设于磁体罩的卡定部与设于磁体保持件的保持部的卡合部的卡合来确定磁体罩的安装位置，因此，在磁体罩的径向长度等产生尺寸偏差的情况下，磁体罩与磁体保持件的卡合会不充分，有时还会出现磁体罩不与磁体保持件卡合，磁体罩朝内径方向移动而可能与转子接触的情况。为了防止磁体罩的变形和抑制磁体罩的尺寸偏差，需要严密地进行磁体罩的管理等措施，从而存在导致产品成本上升这样的问题。另外，作为现有装置，在专利文献I的图5、图6中，列举了利用设于磁体保持件的保持部的内径侧的突出部来保持永磁体和磁体罩在内径方向上的位置的旋转电机，但该现有装置不具有卡合部，通过使磁体罩与磁体保持件的突出部接触来将磁体罩及永磁体固定在半径方向上，由于在该突出部作用有永磁体及磁体罩的负载，因此，存在突出部变形而与转子接触这样的问题。本发明为解决上述问题而作，其目的在于提供一种可靠性进一步提高的旋转电机，在使用永磁体的旋转电机中，即便在存在磁体罩的变形和尺寸偏差等的情况下，磁体罩等也不与转子接触，永磁体的碎片和磁体罩不会朝转子侧飞出。解决技术问题所采用的技术方案本发明的旋转电机包括非磁性体的磁体保持件，该磁体保持件是通过将环状部和柱状部连接在一起而构成的，其中，上述环状部将永磁体的轴向的两侧面覆盖，上述柱状部位于相邻的永磁体之间，并将上述永磁体保持在周向上，在该磁体保持件的柱状部的周向两侧面的外径侧设置有与设于磁体罩的卡定部卡合的卡合部，并在上述柱状部的周向两侧面的内径侧设置有第一延伸部，该第一延伸部与上述磁体罩的内周面之间具有间隙并朝上述磁体罩的内周面延伸。发明效果根据本发明，构成磁体保持件的柱状部将永磁体保持在周向上，在该柱状部的周向两侧面的外径侧设置有与磁体罩的卡定部卡合的卡合部，并在上述柱状部的周向两侧面的内径侧设置有第一延伸部，该第一延伸部与上述磁体罩的内周面之间具有间隙并朝上述磁体罩的内周面延伸，因此，即便在存在磁体罩的变形和尺寸偏差等的情况下，磁体罩等也不与转子接触，从而能提供一种永磁体的碎片和磁体罩不朝转子侧飞出的可靠性进一步提高的旋转电机。
图1是本发明实施方式一的带电刷电动机I的剖视图。图2是本发明实施方式一的带电刷电动机I的永磁体11的组装结构图。图3是图2中的磁体保持件13的立体图。图4是从轴向观察本发明实施方式一的带电刷电动机I的剖视图。图5是将图4中的磁体保持件13的柱状部13a附近放大的图。图6是图5中的磁体罩12变形后的柱状部13a附近的放大图。图7是图5中的磁体罩12的端面部12b产生尺寸偏差时的柱状部13a附近的放大图。图8是图1所示的磁体保持件13的变形例即磁体保持件43的柱状部43a附近的放大图。图9是图1所示的磁体保持件13的另一变形例即磁体保持件44的柱状部44a附近的放大图。图10(a)是从轴向观察本发明实施方式一的带电刷电动机I时的图4中的磁体罩12的剖视图，图10(b)是其变形例即磁体罩33的剖视图。图11是图2所示的磁体罩12的变形例即磁体罩34的立体图。图12是图2所示的磁体罩12的另一变形例即磁体罩35的立体图。图13是将图12中的磁体罩35安装于磁体保持件13时的侧视图。图14(a)是图4所示的磁体罩12的变形例即磁体罩36的主视图，图14(b)是沿着其V — V线的剖视图。图15是本发明实施方式二的带电刷电动机的磁体保持件45的立体图。图16是图15中的磁体保持件45的侧视图。图17是本发明实施方式三的带电刷电动机的磁体保持件46的立体图。
图18是图17中的磁体保持件46的侧视图。图19是示出了图17所示的磁体保持件46的变形例的图。图20是本发明实施方式四的带电刷电动机的永磁体15的组装结构图。图21是图20中的磁体保持件48的侧视图。图22是沿图21的V1- VI线的剖视图。图23是将图21中的磁体保持件48的柱状部13a附近放大的图。
具体实施例方式实施方式一图1是本发明实施方式一的一种旋转电机即带电刷电动机I的剖视图，图2是本发明实施方式一的带电刷电动机I的永磁体11的组装结构图，图3是图2中的磁体保持件13的立体图。另外，在以下各图中，对相同或相当的部分标注相同的符号来加以说明。如图1所示，带电刷电动机I包括有底筒形状的轭部10 ;沿着轭部10的内周面在周向上以规定间隔配置的四个铁氧体等陶瓷类的永磁体11 ;以及在各永磁体11的内周侧旋转的转子20。由永磁体11的内周面和周向侧面形成的角部Ila呈圆角形状,其曲率半径为R3。转子20及换向器21固定于轴22，利用保持于轴承壳体部IOa的后轴承23及保持于轴承壳体部30a的前轴承24将轴承22支承成能自由旋转，其中，上述轴承壳体部IOa设于轭部10，上述轴承壳体部30a设于外壳30。另外，在本发明的实施方式一中，示出了永磁体11的个数为四个的情况，但永磁体11的个数并不限于四个，只要为多个即可。各永磁体11的内周面和周向的两侧面被由不锈钢等非磁性金属薄板构成的磁体罩12覆盖。如图2所示，磁体罩12具有对永磁体11的内周面进行保护的圆弧部12a ;对永磁体11的周向的两侧面进行保护的端面部12b ;以及在端面部12b的两端部折弯的卡定部12c。另外，由圆弧部12a(磁体罩12的内周面)与端面部12b (磁体罩12的周向侧面)形成的角部12d呈圆角形状，其曲率半径为R2。另外，永磁体11利用非磁性体(例如树脂制)的磁体保持件13保持于轭部10的内周面。如图2所示，磁体保持件13是柱状部13a和环状部13b通过一体成形连接在一起而构成的，其中，上述柱状部13a位于相邻的永磁体11之间，并通过压入等方法将永磁体11保持固定在周向上，上述环状部13b将各永磁体11的轴向的两侧面覆盖。通过使磁体罩12的卡定部12c与磁体保持件13的卡合部13c卡合，将磁体罩12收纳于由磁体保持件13的柱状部13a和环状部13b构成的空间，然后，以利用磁体罩12的圆弧部12a将永磁体11的内周面覆盖的方式，另外，还以利用磁体罩12的端面部12b将永磁体11的周向的两侧面覆盖的方式，插入永磁体11，以将永磁体11安装于轭部10的内周面(参照图1)。图4是从轴向观察本发明实施方式一的带电刷电动机I的剖视图，图5是将图4中的磁体保持件13的柱状部13a附近放大后的图。如图5所示，在柱状部13a的轭部10侦U、即周向的两侧面的外径侧设有与磁体罩12的卡定部12c卡合的卡合部13c。另外，在柱状部13a的转子20侧、即周向的两侧面的内径侧设有朝磁体罩12的内周面延伸出的延伸部13d。在该延伸部13d与磁体罩12的内周面之间具有间隙D，形成为通常延伸部13d不与磁体罩12接触的结构。由柱状部13a的周向侧面与延伸部13d形成的角部13e呈圆角形状，其曲率半径为R1，在R1、R2、R3之间，满足Rl < R2 < R3的关系。另外，由柱状部13a的周向侧面与卡合部13c形成的角部13f 被倒角。此外，磁体保持件13的卡合部13c与轭部10的内周面之间的间隙尺寸为C。在以上构成的本发明实施方式一的带电刷电动机I中，在磁体罩12与轭部10之间进行永磁体11的保持固定，通过使磁体罩12的卡定部12c与磁体保持件13的卡合部13c卡合来确定磁体罩12的安装位置，因而磁体罩12不会朝内径方向进一步移动，因此，磁体罩12并不与转子20接触，可防止转子20旋转不良。此外，例如图6所示，在磁体罩12的圆弧部12a的一部分大幅度变形的情况下，变形的部位(图6的A部)朝内径方向移动，但该变形的部位与磁体保持件13的延伸部13d接触，从而使磁体罩12不会朝内径方向进一步移动。因此，磁体罩12并不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。另外，如上所述，永磁体11被磁体保持件13的柱状部13a保持固定在周向上，并因永磁体11的磁力而保持固定于轭部10的内周面，因此，即便在磁体罩12变形且变形的部位与磁体保持件13的延伸部13d接触的情况下，永磁体11的负载也不作用于该延伸部13d，从而不会使延伸部13d变形。因此，延伸部13d并不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。因此，即便在磁体罩12变形的情况下，磁体罩12及设于磁体保持件13的延伸部13d也不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。若磁体罩12的圆弧部12a的变形程度比图6所示的情况小，则在磁体罩12的内周面与延伸部13d之间存在间隙D，因设有间隙D，相应地不会使磁体罩12与延伸部13d接触，与没有间隙D的情况相比，能减小作用于延伸部13d的力。另外，当产生磁体罩12的卡定部12c的周向长度偏差时，与卡定部12c卡合的部分逐渐减少，使卡定部12c与卡合部13c的卡合变浅，但在维持卡定部12c与卡合部13c的卡合的状态下，磁体罩12朝内径方向移动。此外，磁体罩12朝内径方向移动，直至磁体罩12的圆弧部12a的靠近端面部12b的部分与磁体保持件13的延伸部13d接触为止，但此时，若能维持卡定部12c与卡合部13c的卡合，则如上所述也不会使磁体罩12与转子20接触。然而，在进一步产生偏差而例如如图7所示卡定部12c不与卡合部13c卡合的情况下，磁体罩12朝内径方向移动, 直至磁体罩12的圆弧部12a的靠近端面部12b的部分与延伸部13d接触的位置(参照图7的B部)为止，但磁体罩12不会朝内径方向进一步移动。因此，磁体罩12并不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。另外，根据与上述相同的理由，即便在磁体罩12与磁体保持件13的延伸部13d接触的情况下，延伸部13d也不会变形。因此，磁体罩12及延伸部13d并不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。藉此，可认为磁体保持件13的延伸部13d对磁体罩12的位置进行了限制，使得磁体罩12不会朝比其与延伸部13d接触的位置更靠内径方向移动，从而起到了对磁体罩12朝内径方向的移动进行限制的限位件的作用。另外，如上所述，永磁体11被磁体保持件13的柱状部13a保持固定在周向上，并因永磁体11的磁力而保持固定于轭部10的内周面，因此，即便在磁体罩12的圆弧部12a的靠近端面部12b的部位与设于磁体保持件13的延伸部13d接触的情况下，延伸部13d也不会变形。因此，延伸部13d并不与转子20接触，从而能防止转子20旋转不良。如上所述，本发明实施方式一的旋转电机包括:四个永磁体11，这四个永磁体11沿着筒状的辄部10的内周面以规定间隔排列在周向上；磁体罩12,该磁体罩12将各上述永磁体11的内周面和周向的两侧面覆盖，并在上述两侧面的外侧具有卡定部12c ;以及非磁性体的磁体保持件13，该磁体保持件13是通过将环状部13b和柱状部13a连接在一起而构成的，其中上述柱状部13a位于相邻的永磁体11之间，并将上述永磁体11保持在周向上，上述环状部13b将各上述永磁体11的轴向的两侧面覆盖，在上述柱状部13a的周向两侧面的外径侧设置有与上述磁体罩12的卡定部12c卡合的卡合部13c，并在上述柱状部13a的周向两侧面的内径侧设置有延伸部13d，该延伸部13d与上述磁体罩12的内周面之间具有间隙D并朝上述磁体罩12的内周面延伸，因此，即便在产生磁体罩12的变形和尺寸偏差的情况下，磁体罩12的变形部位和磁体罩12的圆弧部12a的靠近端面部12b的部位也会与延伸部13d接触，该延伸部13d起到了对磁体罩12朝内径方向的移动进行限制的限位件的作用，从而使磁体罩12不进一步朝内径方向移动，因此，能提供一种磁体罩12并不与转子20接触且磁体罩12不朝转子20侧突出的可靠性进一步提高的旋转电机。另外，在磁体罩12的内周面与延伸部13d之间存在间隙D,因此,在磁体罩12的圆弧部12a的一部分稍许变形的情况下，因设有间隙D，相应地不会使磁体罩12与延伸部13d接触，与没有间隙D的情况相比，能减小作用于延伸部13d的力。另外，根据本发明实施方式一，仅在现有的磁体保持件13上新设置了延伸部13d，因此，也不会增加零件个数。另外，延伸部13d设于树脂制的磁体保持件13的柱状部13a、即周向两侧面的靠内径侧的较大范围。因此，当磁体保持件13被树脂成型时，在柱状部13a的周向两侧面的靠内径侧的部位即其轴向的两端的范围中均匀地填充树脂来形成延伸部13d，因此，能容易地形成延伸部13d。另外，将由磁体保持件13的柱状部13a的周向侧面和延伸部13d形成的角部13e设为圆角形状(曲率半径Rl)，因此，能将延伸部13a的根部分、即延伸部13d的靠角部13e附近的部分形成为具有厚度，从而能提高延伸部13d的强度。此外，将由磁体罩12的内周面(圆弧部12a)和周向侧面(端面部12b)形成的角部12d设为圆角形状(曲率半径R2),将由永磁体11的内周面和周向侧面形成的角部Ila设为圆角形状(曲率半径R3)，并且各曲率半径Rl、R2、R3满足Rl < R2 < R3的关系，因此，在形成于永磁体11、磁体罩12及磁体保持件13的角部lla、12d或角部12d、13e之间分别产生间隙，即便在磁体罩12的曲率半径R2产生偏差的情况下，也能吸收该磁体罩12的曲率半径的偏差。另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，如图8所示，也能增大间隙尺寸，以使磁体保持件43的卡合部43c与轭部10的内周面之间的间隙尺寸Cl形成为Cl > C(参照图5)。这样，通过增大间隙尺寸，虽然磁体罩12’ (参照图7所示的磁体罩12、图8的虚线)的卡定部12’ c与轭部10的内周面接触，但图8所示的磁体罩12(参照图8的实线)的卡定部12c不与轭部10的内周面接触，因此，也不会受到来自轭部10的负载，能利用间隙尺寸Cl来吸收磁体罩12的尺寸偏差。另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，示出了永磁体11的角部11a、磁体罩12的角部12d及磁体保持件13的角部13e为圆角形状的情况，但并不限于该情况，例如图9所示，永磁体14的角部14a、磁体罩32的角部32d及磁体保持件44的角部44e也可以为角状。即便在设有这种角部14a、32d、44e的情况下，若产生磁体罩32的变形和尺寸偏差，则延伸部44d(第一延伸部)起到了对磁体罩32朝内径方向的移动进行限制的限位件的作用，因此，能提供一种磁体罩32并不与转子20接触使得磁体罩32不朝转子20侧突出的可靠性进一步提高的旋转电机。
另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，示出了在磁体罩12的端面部12b的两端部具有折弯的卡定部12c的情况(参照图10(a))，但并不限于该情况，只要在永磁体11的周向两侧面的外侧即可，例如即便在具有图10 (b)所示的卡定部33a的情况下，磁体罩33的卡定部33a也能与磁体保持件13的卡合部13c卡合,通过该卡合来确定磁体罩12的安装位置，使磁体罩12不进一步朝内径方向移动，因此，磁体罩12不与转子20接触，能防止转子20旋转不良的情况。另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，也可将图11所示的磁体罩34安装于磁体保持件13以代替磁体罩12。图11所示的磁体罩34具有其圆弧部34a的轴向两端在与磁体保持件13的环状部13b平行的方向上折弯的端面部34b，磁体罩34形成为箱状。通过使用磁体罩34以代替磁体罩12，磁体罩34的端面部34b与磁体保持件13的环状部13b的覆盖永磁体11的侧面无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，也可将图12、图13所示的磁体罩35安装于磁体保持件13以代替磁体罩12。图12、图13所示的磁体罩35在其圆弧部35a的一个侧面的周向中央部设有沿轴向突起的突起部35b。通过使用磁体罩35以代替磁体罩12，磁体罩35的突起部35b与磁体保持件13的环状部13b的内周面重叠，磁体罩35与环状部13b的覆盖永磁体11的侧面无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另外，在本发明实施方式一的旋转电机中，也可将图14所示的磁体罩36安装于磁体保持件13以代替磁体罩12。图14所不的磁体罩36在其圆弧部36a的一个侧面设有板簧36b。通过使用磁体罩36以代替磁体罩12,当将磁体罩36安装于磁体保持件13时,随着磁体罩36的板簧36b的弹性变化，在磁体罩36的轴向上使磁体罩36与磁体保持件13无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。实施方式二在上述实施方式一中，示出了在使用永磁体的旋转电机中，在构成磁体保持件的柱状部的周向两侧面的内径侧设有第一延伸部的情况。与此相对，实施方式二在实施方式一的基础上，使用图15、图16对在通过将构成磁体保持件的柱状部和环状部连接而形成的角部的内径侧还设有第二延伸部的情况进行说明。图15是构成本发明实施方式二的带电刷电动机的磁体保持件45的立体图，图16是从永磁体11及磁体罩12插入的方向(径向)观察图15中的磁体保持件45的侧视图。另外，在本发明实施方式二的带电刷电动机中，图15所示的磁体保持件45以外的结构与图1所示的带电刷电动机I相同，因此，省略其详细说明。在图15、图16中，在通过将磁体保持件45的柱状部13a与环状部13b连接而形成的四个部位的角部45a的内径侧设有朝磁体罩12的内周面延伸的延伸部45b(第二延伸部)。此处，如实施方式一所述，磁体罩12被插入由磁体保持件13的柱状部13a和环状部13b形成的空间，因此，在设计上一般使磁体罩12的轴向长度比磁体保持件13的柱状部13a的轴向长度稍短。此外，在磁体保持件13上安装有磁体罩12的情况下，在安装磁体罩12的方向上，在磁体罩12与磁体保持件13之间产生间隙，因此，例如在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片可能会从该间隙朝转子20侧飞出。然而，在本发明实施方式二中，在通过将磁体保持件45的柱状部13a与环状部13b连接而形成的四个部位的角部45a的内径侧设有延伸部45b，因此，磁体保持件45的延伸部45b在由磁体罩12的圆弧部12a与端面部12b形成的角部12d(参照图1)的轴向的两端附近与该角部12d无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。如上所述，在本发明实施方式二的旋转电机中，在通过将磁体保持件45的柱状部13a与环状部13b连接而形成的角部45a的内径侧设置有朝磁体罩12的内周面延伸的延伸部45b，因此，磁体保持件45的延伸部45b在磁体罩12的角部12d的轴向的两端附近与该角部12d无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另外，根据本发明实施方式二，仅在磁体保持件45上新设置了延伸部13d及45b，因此，与本发明实施方式一相同，也不会增加零件个数。另外，延伸部45b设于由树脂制的磁体保持件45的柱状部13a与环状部13b形成的角部45a的内径侧、即与设于柱状部13a的周向两侧面的内径侧的延伸部13d相同的曲面上，因此，能将包括延伸部13d及45b在内的范围设为一个模具。因此，当磁体保持件45被树脂成型时，与本发明实施方式一所述的磁体保持件13被树脂成型的情况相比,填充树脂的范围扩大至包括延伸部13d、45b在内的范围，通过在供延伸部45b形成的角部45a的内径侧也均匀地填充树脂，以形成延伸部13d及45b，因此，能容易地形成延伸部13d及45b。另外，在本发明实施方式二的旋转电机中，示出了在四个部位的角部45a上都设有延伸部45b的情况，但并不限于该情况，也可在至少一个部位以上的角部45a上设置延伸部45b。在该情况下，磁体保持件45的设有延伸部45b的部位在磁体罩12的角部12d的轴向两端附近、即插入该延伸部45b的部位与以下表面无间隙地重叠，该表面供永磁体11插入由磁体保持件13的柱状部13a和环状部13b形成的空间，因此，若永磁体11破损且其碎片飞出至设有该延伸部45b的部位附近，则能防止永磁体11的碎片朝转子20侧飞出。另外，在本发明实施方式二的旋转电机中，示出了朝磁体罩12的内周面沿轴向延伸地设有延伸部45b的情况，未示出在该延伸部45b与磁体罩12的内周面之间是否有间隙，但既可以具有间隙，也可以使延伸部45b与磁体罩12的内周面接触。通过使延伸部45b与磁体罩12的内周面接触，除了磁体保持件45的卡合部13c与磁体罩12的卡定部12c的卡合之外，还能利用设于磁体保持件45的延伸部45b保持磁体罩12，从而可提高磁体保持件45的保持力。另外，在本发明实施方式二中，也可与实施方式一的记载相同地将图11所示的磁体罩34、图12所不的磁体罩35及图14所不的磁体罩36中的任一磁体罩安装于磁体保持件13以代替磁体罩12。通过使用磁体罩34 36中的任一磁体罩以代替磁体罩12,使各个磁体罩34、35、36与磁体保持件13的一部分无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，该重叠的部分也不会使永磁体11的碎片朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。实施方式三上述实施方式二示出了在使用永磁体的旋转电机中，在构成磁体保持件的柱状部的周向两侧面的内径侧设置第一延伸部，并在将构成磁体保持件的柱状部与环状部连接而形成的角部的内径侧还设有第二延伸部的情况。与此相对，实施方式三在实施方式一的基础上，使用图17、图18对在环状部的覆盖永磁体的侧面的内径侧还设有朝磁体罩的内周面沿轴向延伸出的第三延伸部的情况进行说明。图17是构成本发明实施方式三的带电刷电动机的磁体保持件46的立体图，图18是从永磁体11及磁体罩12插入的方向(径向)观察图17中的磁体保持件46的侧视图。另外，在本发明实施方式三的带电刷电动机中，图17所示的磁体保持件46以外的结构与图1所示的带电刷电动机I相同，因此，省略其详细说明。在图17、图18中，在磁体保持件46的环状部13b的覆盖永磁体11的两个侧面(例如由图17的斜线围住的部分、另一个环状部也是相同的)的内径侧设有朝磁体罩12的内周面沿轴向延伸出的延伸部46b (第三延伸部)。此处，如实施方式二所述，在通过将磁体保持件45的柱状部13a与环状部13b连接而形成的四个部位的角部45a的内径侧设置延伸部45b，该延伸部45b在磁体罩12的角部12d的轴向的两端附近与该角部12d重叠，因此，该重叠的部分能防止永磁体11的碎片朝转子20侧飞出。然而，该延伸部45b并不与磁体罩12的角部12d的轴向两端附近以外的部位重叠，例如在环状部13b的周向中央部，在磁体罩12与磁体保持件45之间产生间隙，因此，在永磁体11破损的情况下,永磁体11的碎片可能从该间隙朝转子20侧飞出。与此相对，在本发明的实施方式三中，在磁体保持件46的环状部13b的覆盖永磁体11的侧面的内径侧设有延伸部46b，磁体保持件46的延伸部46b在磁体罩12的圆弧部12a的轴向两端与该圆弧部12a无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提闻的旋转电机。这样，本发明实施方式三的旋转电机采用了在环状部13b的覆盖永磁体11的两个侧面的内径侧设有延伸部46b的结构，因此,磁体保持件46的延伸部46b在磁体罩12的圆弧部12a的轴向两端与该圆弧部12a无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片也不朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另夕卜，根据本发明实施方式三，仅在磁体保持件46上新设置了延伸部13d及46b，因此，与本发明实施方式一相同，也不会增加零件个数。另外，在本发明实施方式三的旋转电机中，示出了在环状部13b的覆盖永磁体11的两个侧面的内径侧设有延伸部46b的情况，但并不限于该情况，既可以在任意一个侧面的内径侧设置延伸部46b，也可如图19所示，在环状部13b的一个侧面的内径侧设置本发明实施方式三所不的延伸部46b,对于另一个侧面,如本发明实施方式二所不在由柱状部13a与环状部13b形成的角部45a的内径侧设置延伸部45b (第二延伸部)。如上所述，在磁体保持件47上设置延伸部45b、46b的情况下，磁体保持件47的设有延伸部的部位(45b、46b)在磁体罩12的角部12d或圆弧部12a的轴向的两端与角部12d或圆弧部12a无间隙地重叠，因此，即便在永磁体11破损的情况下，永磁体11的碎片仅飞出至设有延伸部的部位附近，能防止该碎片朝转子20侧飞出。另外，在本发明实施方式三的旋转电机中，示出了朝磁体罩12的内周面沿轴向延伸地设有延伸部46b的情况，未示出在该延伸部46b与磁体罩12的内周面之间是否有间隙，但既可以具有间隙，也可以使延伸部46b与磁体罩12的内周面接触。通过使延伸部46b与磁体罩12的内周面接触，除了磁体保持件46的卡合部13c与磁体罩12的卡定部12c的卡合之外，还能利用设于磁体保持件46的延伸部46b保持磁体罩12，从而可提高磁体保持件46的保持力。另外，在本发明实施方式三中，也可与实施方式一的记载相同地将图11所示的磁体罩34、图12所不的磁体罩35及图14所不的磁体罩36中的任一磁体罩安装于磁体保持件13以代替磁体罩12。通过使用磁体罩34 36中的任一磁体罩以代替磁体罩12,使各个磁体罩(34、35、36)与磁体保持件13的一部分无间隙地重叠，因此,即便在永磁体11破损的情况下，该重叠的部分也不会使永磁体11的碎片朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。实施方式四在上述实施方式一至实施方式三的旋转电机中，永磁体只要沿着轭部的内周面以规定间隔配置在周向上即可，并未提及其形状。与此相对，实施方式四在实施方式一至实施方式三的基础上,使用图20 图23对永磁体的径向厚度中与周向两端部相比周向中央部较厚的情况进行说明。图20是构成本发明实施方式四的带电刷电动机的永磁体15的组装结构图，图21是从永磁体15及磁体罩12插入的方向(径向)观察图20中的磁体保持件48的侧视图，图22是沿着图21的V1- VI线的剖视图，以虚线表示将磁体罩37安装于磁体保持件48时的磁体罩37。另外，图23是图22中的磁体保持件48的柱状部13a附近的放大图。另外，在本发明实施方式四的带电刷电动机中，图20所示的永磁体15、磁体罩37、磁体保持件48以外的结构与图1所示的带电刷电动机I相同，因此，省略其详细说明。永磁体15与上述实施方式一所示的相同，是铁氧体等陶瓷类的永磁体，但如图20所示，从磁体保持件48的轴向观察到的垂直截面的形状中，周向中央部的厚度hi比周向两端部的厚度h2大(hi >h2)。在图20、图21中，在磁体保持件48的环状部13b的覆盖永磁体15的面中的一个侧面的内径侧设有朝磁体罩37的内周面沿轴向延伸的延伸部48a(第三延伸部)，另一个侧面如本发明实施方式二所示通过将磁体保持件48的柱状部13a与环状部13b连接而形成有两个部位的角部45a，在该角部45a的内径侧设有朝磁体罩12的内周面延伸的延伸部45b(第二延伸部)。延伸部48a的沿轴向延伸的长度并不相对于周向为一定，如图21所示，与周向两端部的长度a2相比，周向中央部的长度al较短(al <a2)。此处，如实施方式三所示，通过在环状部13b的覆盖永磁体15的面中的一个侧面的内径侧设置延伸部48a，磁体保持件48的延伸部48a与磁体罩37的圆弧部37a的轴向的一端即设有该延伸部48a的一侧无间隙地重叠，因此，即便在永磁体15破损的情况下，永磁体15的碎片也不会朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。此处，延伸部48a的周向两端部与设于柱状部13a的延伸部13d连续地形成，因此，相对于朝其径向的力变形较小(刚度较大)，但延伸部48a的周向中央部与上述周向两端部相比刚度较小，因此，在延伸部48a的沿轴向延伸的长度相对于周向为一定的情况下，延伸部48a的周向中央部可能会变形或破损。然而，在本发明实施方式四中，关于延伸部48a的沿轴向延伸的长度，通过使周向中央部的长度al比周向两端部的长度a2短，可提高延伸部48a的周向中央部的刚度，并使延伸部48a的周向中央部不变形，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另外，如图22所示，磁体罩37安装于磁体保持件48。此时，在磁体罩37的内周面的周向中央部与转子20之间具有空隙G，在延伸部13d的内周面的前端部与转子20之间具有间隙S，间隙S的尺寸比空隙G的尺寸大(S > G)。此外，以利用该磁体罩37的圆弧部37a覆盖永磁体15的内周面，并利用磁体罩37的端面部12b覆盖永磁体15的周向的两侧面的方式插入永磁体15，其结果是，形成图22所示的位置关系。此处，空隙G是根据旋转电机的必要特性而被设定的，并且是以覆盖永磁体15的磁体罩37不与转子20接触的方式设有余隙而设定出的。因此，需将延伸部13d的内周面的前端部与转子20之间的间隙S设定得比该空隙G大。因此，S >G，使S = G+ a。另外，轭部10及转子20均形成为同心圆状，因此，从轭部10到转子20为止的长度在永磁体15的周向中央部和周向两端部均为一定，将在延伸部13d的径向的厚度上加上延伸部13d与磁体罩37的内周面之间的间隙后的厚度设为Dl (参照图23)，当去除轭部10的内周面与永磁体15的外周面之间的间隙及永磁体15的内周面与磁体罩37的外周面之间的间隙时，从轭部10到转子20为止的长度在永磁体15的周向中央部以G + hi表示，在周向两端部以S + Dl + h2表示。此处，如上所述，永磁体15从轴向观察到的垂直截面的形状中周向中央部的厚度hi比周向两端部的厚度h2大，若设为hi = h2 + P，则从轭部10到转子20为止的长度以G + (h2 + P )=(G + a) +Dl+ h2表示，若对该式进行整理，则表示为P = a + D1。该式表示，关于永磁体15的径向厚度，构成为使周向两端部的厚度h2比周向中央部的厚度hi薄P，该变薄的大小与加上延伸部13d的厚度、延伸部13d与磁体罩37的内周面之间的间隙Dl及延伸部13d与转子20之间的余隙后的大小相等，通过这样构成，可提供一种能确保包含磁体罩37与转子20之间的余隙在内的空隙G，并能有效地确保设于磁体保持件48的延伸部13d的强度的旋转电机。如上所述，本发明实施方式四的旋转电机在环状部13b的覆盖永磁体11的两个侧面的内径侧设置有延伸部48b，该延伸部48b的沿轴向延伸的长度构成为周向中央部的长度al比周向两端部的长度a2短，因此，可提高延伸部48b的周向中央部的刚度，因而延伸部48a的周向中央部不变形，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。另外，根据本发明实施方式四，仅在磁体保持件48上新设置了延伸部13d、45b及48b，因此，与本发明实施方式一相同，也不会增加零件个数。另外，在本发明实施方式四的旋转电机中，永磁体15的径向厚度构成为周向中央部的厚度hi比周向两端部的厚度h2大,并且延伸部13d的内周面的前端部与转子20之间的间隙S的尺寸比磁体罩37的内周面的周向中央部与转子20之间的空隙G的尺寸大，因此，可提供一种能确保包括磁体罩37与转子20之间的余隙在内的空隙G并能有效地确保设于磁体保持件48的延伸部13d的强度的旋转电机。另外，在本发明实施方式四的旋转电机中，示出了朝磁体罩37的内周面沿轴向延伸地设有延伸部46b的情况，未示出在该延伸部45b、46b与磁体罩37的内周面之间是否有间隙，但既可以具有间隙，也可以使延伸部45b、46b与磁体罩37的内周面接触。通过使延伸部45b、46b与磁体罩37的内周面接触，除了磁体保持件48的卡合部13c与磁体罩37的卡定部12c的卡合之外，还能利用设于磁体保持件48的延伸部45b、46b保持磁体罩37，从而可提高磁体保持件48的保持力。另外，在本发明实施方式四中，也可与实施方式一的记载相同地将图11所示的磁体罩34、图12所不的磁体罩35及图14所不的磁体罩36中的任一磁体罩安装于磁体保持件13以代替磁体罩37。通过使用磁体罩34 36中的任一磁体罩以代替磁体罩12,使各个磁体罩(34、35、36)与磁体保持件13的一部分无间隙地重叠，因此,即便在永磁体11破损的情况下，该重叠的部分也不会使永磁体11的碎片朝转子20侧飞出，从而能提供一种可靠性进一步提高的旋转电机。(符号说明)I带电刷电动机(旋转电机)10 轭部10a、30a轴承壳体部11、14、I5 永磁体11a、12d、13e、14a、32d、44e、45a 角部12、32、33、34、35、36、37 磁体罩12a、12，a、32a、34a、35a、36a、37a 圆弧部12b、12，b、34b 端面部12c、12，c、33a 卡定部13、43、44、45、46、47、48 磁体保持件13a、43a、44a 柱状部13b环状部13c、43c 卡合部13d、44d延伸部(第一延伸部)13f角部(倒角部)20转子(电枢)21换向器22 轴23后轴承24前轴承30 外壳35b突起部36b 板簧45b延伸部(第二延伸部)46b、48a延伸部(第三延伸部)C、Cl间隙尺寸D、D1 间隙G 空隙Rl角部13e的曲率半径R2角部12d的曲率半径R3角部Ila的曲率半径S 间隙
权利要求
1.一种旋转电机，其特征在于，包括: 多个永磁体，这些永磁体沿着筒状轭部的内周面以规定间隔配置在周向上； 磁体罩，该磁体罩将各所述永磁体的内周面和周向的两侧面覆盖，并在所述两侧面的外侧具有卡定部；以及 非磁性体的磁体保持件，该磁体保持件是通过将柱状部和环状部连接在一起而构成的，其中所述柱状部位于相邻的永磁体之间，并将所述永磁体保持在周向上，所述环状部将各所述永磁体的轴向的两侧面覆盖， 在所述柱状部的周向两侧面的外径侧设置有与所述磁体罩的卡定部卡合的卡合部，并在所述柱状部的周向两侧面的内径侧设置有第一延伸部，该第一延伸部与所述磁体罩的内周面之间具有间隙并朝所述磁体罩的内周面延伸。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于， 由磁体保持件的柱状部和第一延伸部形成的角部呈圆角形状， 所述角部的曲率半径R1、由磁体罩的内周面和周向侧面形成的角部的曲率半径R2及由永磁体的内周面和周向侧面形成的角部的曲率半径R3具有Rl < R2 < R3的关系。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于， 所述旋转电机还包括在各永磁体的内周侧旋转的转子， 永磁体的径向的厚度构成为周向 中央部的厚度比周向两端部的厚度大， 第一延伸部的内周面的前端部与所述转子之间的间隙的尺寸比所述磁体罩的内周面的周向中央部与所述转子之间的空隙的尺寸大。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于， 在通过将柱状部与环状部连接而形成的各角部的内径侧还设有朝磁体罩的内周面延伸的第二延伸部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于， 在环状部的覆盖永磁体的侧面的内径侧还设有朝磁体罩的内周面沿轴向延伸的第三延伸部。
6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于， 第三延伸部的朝磁体罩的内周面沿轴向延伸的长度构成为周向中央部的长度比周向两端部的长度短。
全文摘要
本发明提供一种旋转电机，在使用永磁体的旋转电机中，即便在存在磁体罩的变形和尺寸偏差等的情况下，磁体罩等也不与转子接触，永磁体的碎片和磁体罩不会朝转子侧飞出，使得可靠性进一步提高。本发明的旋转电机包括非磁性体的磁体保持件，其通过使将永磁体保持在周向上的柱状部与将永磁体的轴向两侧面覆盖的环状部连接而构成，在柱状部的周向两侧面的外径侧设置有与磁体罩的卡定部卡合的卡合部，并在柱状部的周向两侧面的内径侧设置有延伸部，该延伸部与磁体罩的内周面之间具有间隙(D)并沿着磁体罩的内周面延伸。
文档编号H02K1/17GK103081297SQ20118004143
公开日2013年5月1日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年9月13日
发明者大西寿幸, 冈崎正文, 大畑克己, 藤原昭夫, 広末渡 申请人:三菱电机株式会社