轴向间隙型旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轴向间隙型旋转电机。
【背景技术】
[0002]已知定子铁芯利用模塑树脂一体地模塑成形而得的旋转电机(模塑电机)(参考专利文献I)。专利文献I中记录了将电连接第一支架和第二支架的导电部件埋设在模体(模塑树脂部)中的旋转电机。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2011-67069号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术课题
[0007]如专利文献I记载的旋转电机那样，在定子被具有绝缘性的树脂覆盖的旋转电机(模塑电机)中，定子为电浮起的状态。因此，存在定子与转子的旋转轴之间的电位差导致产生轴电压，因此带来的轴电流使得轴承内部发生电蚀的担忧。
[0008]用于解决课题的技术方案
[0009]根据本发明的第一实施方式，轴向间隙型旋转电机包括:固定于旋转轴的转子;沿着旋转轴的轴向与转子相对配置的定子;容纳转子和定子的壳体;和用于将定子保持于壳体的内壁的树脂部件，其中，定子具有在旋转轴的周向上配置的多个铁芯、保持该铁芯的绝缘性的线轴、卷绕于该线轴的绕组和用于屏蔽该绕组与转子的静电耦合的第一导电部件，线轴形成用于容纳铁芯的开口部和包围该开口部的凸缘部，凸缘部形成容纳第一导电部件的槽部。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明能够防止轴承的电蚀的发生。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的第一实施方式的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图。
[0013]图2是表示本发明的第一实施方式的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图(省略了模体和转子的图示的图)。
[0014]图3是表示定子铁芯、导电环和导电条的部分放大立体图。
[0015]图4是表示定子铁芯的结构的立体图。
[0016]图5是表示线轴的结构的立体图。
[0017]图6是表示导电环的结构的立体图。
[0018]图7是表示导电环与定子铁芯的电连接部的立体图。
[0019]图8是用于说明制造旋转电机的工序的流程图。
[0020]图9是用于说明配置工序的流程图。
[0021]图10是用于说明下侧导电环和铁芯的配置工序的截面示意图。
[0022]图11是用于说明中心支架和上侧导电环的配置工序的截面示意图。
[0023]图12是表示使导电环的突出部弯曲之前的状态的图。
[0024]图13是说明在导电环的突出部的隙缝中插入弯曲用工具的工序的图。
[0025]图14是说明使插入隙缝的弯曲用工具转动来使弯曲片弯曲的工序。
[0026]图15是说明弯曲片被推入定子铁芯的周向端面的状态的图。
[0027]图16(a)是图15的部分放大图，图16(b)是用于说明定子铁芯的周向端面的变形部的图。
[0028]图17是表示利用下模具和上模具形成树脂填充空间的状态的截面示意图。
[0029]图18是表示多个铁芯被一体地模塑成形的状态的截面示意图。
[0030]图19是表示铁芯与模体的关系的截面示意图。
[0031]图20是表示本发明的第二实施方式的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图。
[0032]图21是从轴向观察图20的一个铁芯和导电部件的图。
[0033]图22表示本发明的第三实施方式的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图。
[0034]图23是在包含中心线m且与轴向平行的平面截断的截面示意图，其中该中心线m平分图22所示的铁芯的周向的宽度。
[0035]图24是表示在模塑工序时保持铁芯的保持部件的部分截面立体图。
[0036]图25是表示利用下模具和上模具形成树脂填充空间的状态的截面示意图。
[0037]图26(a)是表示本发明的第三实施方式的变形例的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图，图26(b)是设置在定子铁芯的顶面的模具抵接区域的图。
[0038]图27是表示利用下模具和上模具形成树脂填充空间的状态的截面示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下，参考附图对本发明的轴向间隙型旋转电机(轴向间隙型电机)的一个实施方式进行说明。
[0040]第一实施方式
[0041]图1和图2是表示本发明的第一实施方式的轴向间隙型旋转电机的结构的剖切立体图，图2是省略了模体140和转子150的图示的图。在图1和图2中，在包含旋转轴188的中心轴CL且与旋转轴188的轴向(以下仅记为轴向)平行的平面剖切壳体180和转子150而表示。此外，对于在定子铁芯121卷绕多圈带绝缘膜的导线而形成的线圈122，在各图中示意性地进行表示。
[0042]轴向间隙型旋转电机(以下仅记为旋转电机100)包括旋转轴188、固定于旋转轴188的一对转子150、配置在一对转子150之间的定子120、以及容纳一对转子150和定子120的壳体180。本实施方式的旋转电机100是具有在一对转子150之间隔开规定的间隙插入定子120的结构的双转子单定子型的轴向间隙型旋转电机，与单转子单定子型的轴向间隙型旋转电机相比，能够利用更多的磁铁磁通，在高效率化、高功率密度化的方面是有利的。
[0043]—对转子150在轴向上隔开规定间隔地彼此相对地配置。一对转子150分别形成为相同的形状，因此以一个转子150为代表进行说明。转子150在中心设置有用于使旋转轴188插通其中的轴孔。通过在轴孔中插入旋转轴188并固定，转子150与旋转轴188成为一体。
[0044]转子150具有大致圆板状的结构部件151和多个磁铁152。结构部件151沿着旋转轴188的周向(以下仅记为周向)设置有用于嵌合磁铁152的凹部151a。在凹部151a中沿着周向等间隔地配置磁铁152。磁铁152在轴向被磁化，轴向的一侧为S极，另一侧为N极。磁铁152以周向上相邻的磁极互逆的方式即以成为N、S、N、S、……的方式配置。
[0045]从轴向观察时，一对转子150中的一方的磁铁152与一对转子150中的另一方的磁铁152在周向上的相同位置且以相同形状配置。作为磁铁152能够采用钕类、钐类的烧结磁铁或铁氧体磁铁、钕类的粘结磁铁等。
[0046]定子120沿着轴向与转子150相对地配置。如图2和图3所示，定子120包括:沿周向等间隔地配置的多个定子铁芯(以下仅记为铁芯121);经由线轴110安装于各铁芯121的定子线圈(以下仅记为线圈122);安装于各铁芯121的线轴110的导电条161、162(参考图3);和配置在定子120的轴向两端部的一对导电环130，如图1所示，利用具有绝缘性的树脂在壳体180内将它们一体地成形。定子120内的槽为开口槽。
[0047]如图1所示，构成定子120的各铁芯121由具有绝缘性的树脂成形体(以下称为模体140)保持，模体140被固定于壳体180的中心支架182的内壁。
[0048]壳体180包括具有导电性的金属。壳体180包括:设置有散热翅片的圆筒状的中心支架182;和封闭中心支架182的两端开口的一对端部支架181。中心支架182和一对端部支架181所围成的空间是容纳一对转子150和定子120的收纳空间。在各端部支架181设置有:旋转轴188所贯通的贯通孔;和保持轴承186的轴承保持部181a。旋转轴188由轴承186可旋转地保持。
[0049]图3是表示铁芯121、导电环130和导电条161、162的部分放大立体图。图3中一并表示了A-A截面示意图。图4是表示铁芯121的结构的立体图。图5是表示线轴110的结构的立体图。如图4所示，铁芯121层叠有多片包含铁基非晶金属的磁性薄板121a，形成为大致梯形柱状。另外，可以在磁性薄板121a间设置具有绝缘性的绝缘层。图4中夸张地表示了磁性薄板121a的厚度。实际的磁性薄板121a的厚度在例如0.2?0.3mm左右，铁芯121层叠有300?500片左右的磁性薄板121a。
[0050]以下，为了说明方便，如图4所示，以下述方式定义铁芯121的外表面来进行说明。将铁芯121的侧面中接近旋转轴188且与轴向平行的面即面向旋转轴188的面作为内侧面121i。将接近壳体180的中心支架182且与轴向平行的面即面向中心支架182的面作为外侧面121ο。将铁芯121的侧面中连接内侧面121i和外侧面121ο且与轴向平行的两个面即面向相邻的铁芯121的周向两端面分别作为侧面121s。将面向转子150的铁芯121的轴向两端面分别作为顶面121t。
[0051 ]如图1和图2所示，在周向上配置的多个铁芯121的各个中，构成铁芯12的多个磁性薄板121a的层叠方向与旋转轴188的径向(以下仅记为径向)一致。换言之，磁性薄板121a的平面与旋转轴188的径向正交。由此，能够抑制旋转电机100运转时产生的磁通导致的涡流的产生。
[0052 ]如图3所示，铁芯121由线轴110保持。线轴110由具有绝缘性的树脂材料形成。如图5所示，线轴110具有:大致梯形筒状的筒部111;和在筒部111的轴向两端部从筒部111向外部突出的一对凸缘部112。如后所述，在筒部111的外周面卷绕有规定圈数的带绝缘膜的导线，而形成线圈122(参考图3)。
[0053]如图5所示，在筒部111设置有用于容纳铁芯121的开口部，凸缘部112以包围该开口部的方式设置。在凸缘部112沿着开口部的边缘设置有内侧边缘部116。从轴向观察时，内侧边缘部116形成为大致等腰梯形形状，与相当于梯形的腰的长边部116a相对地、沿凸缘部112的外边缘设置有外侧边缘部117。内侧边缘部116的长边部116a与相对于长边部116a的外侧边缘部117以彼此平行的方式隔开规定的距离而配置。内侧边缘部116和外侧边缘部117从凸缘部112的平面部在轴向突出而设置，由凸缘部112的平面部、内侧边缘部116和外侧边缘部117形成规定宽度的槽部118。在各凸缘部112分别设置有一对槽部118。
[0054]如图3所不，在一对槽部118中的一个中容纳导电条161，在另一个中容纳导电条162。各导电条161、162的截面形状形成为矩形。各导电条161、162的宽度形成为与容纳它的槽部118的宽度相同或者比容纳它的槽部118的宽度稍大，各导电条161、162被嵌合固定在槽部118中。各导电条161、162形成得比内侧边缘部116的长边部116a更长，各导电条161、162的一端位于比长边部116a的一端靠径向内侧的位置，各导电条161、162的另一端位于比长边部116a的另一端靠径向外侧的位置。各导电条161、162配置在线圈122与转子150之间，因此能够屏蔽线圈122与转子150的静电耦合。
[0055]各导电条161、162的径向外侧的端部161 e、162e被后述的导电环130的内周部132与线轴110的凸缘部112夹持，各导电条161、162与导电环130电连接且机械连接。此外，如图3的A-A截面示意图所示，在导电环130的内周部132中的凸缘部112侧的面形成有台阶，使内周部132的径向内侧部分成为比内周部132的径向外侧部分的壁厚薄的薄壁部。各导电条161、162的端部161 e、162e抵接于内周部132的内侧部分的薄壁部。
[0056]铁芯121的轴向长度大于线轴110的轴向长度，铁芯121的轴向两端部从筒部111的两端开口突出规定的长度。以下，将从线轴110突出的铁芯121的两端部分别记为突出端部121e。因此，铁芯12