磁感應式電動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在高速旋轉區域被驅動的電動輔助渦輪等的用途中應用的磁感應式電動機。
【背景技術】
[0002]以往，已知將作為勵磁單元的磁鐵安裝到轉子的永久磁鐵式同步旋轉機。但是，對于在汽車增壓器的渦輪與壓縮機之間配置了電動機的所謂電動輔助渦輪中使用的電動機，要求超過10萬轉/分的高速旋轉，所以在使用了以往的永久磁鐵式電動機作為該電動機的情況下，產生磁鐵的保持強度的問題。
[0003]鑒于這樣的狀況，提出了一種以往的磁感應式旋轉機:將作為勵磁單元的磁鐵配置到定子，將齒輪狀的提供了磁性的凸極性的兩個轉子芯在軸向上排列、且在圓周方向上錯開半極間距地配設而構成了轉子(參照例如專利文獻I)。該轉子僅由簡單形狀的鐵部件構成，所以能夠得到高的耐離心力強度。因此，以往的磁感應式旋轉機在電動輔助渦輪等要求高速旋轉的用途中被使用。
[0004]在以往的磁感應式旋轉機中，在軸向上排列配設了兩個轉子芯，所以相對以往的永久磁鐵式同步旋轉機，需要兩倍的軸向尺寸。因此，在配置在轉子的軸向兩側的軸承處用軸支承轉子的旋轉軸的狀態下，變得容易產生旋轉軸構成共振系統而進行撓曲振動的所謂的軸共振的問題。軸承之間的間隔越長，另外轉子的旋轉速度越快，則越容易發生該軸共振，在最壞的情況下，轉子與定子接觸。
[0005]作為避免高速旋轉時的轉子與定子的接觸的對策，縮小軸承之間的間隔來提高發生軸共振的轉速的做法是有效的。另外，根據耐離心力強度的制約，轉子直徑變小，附隨其而定子直徑變小，定子線圈的線圈端部的相對旋轉軸的軸心的距離變短。另一方面，關于軸承，從確保剛性以及確保油冷卻流路等觀點來看，期望大直徑化。因此，在使軸承配置到定子線圈的線圈端部的內徑側的情況下，產生軸承與定子線圈的線圈端部干擾的問題。
[0006]因此，為了避免軸承與定子線圈的線圈端部干擾，縮短軸承之間的間隔，而極力縮短定子線圈的線圈端部的軸向長度的做法是有效的。在以往的磁感應式旋轉機中，使用集中卷繞方式的定子線圈，縮短了定子線圈的線圈端部的軸向長度。但是，集中卷繞方式的定子線圈分別由不跨過槽地將導線卷繞到I個齒上而制作的多個集中卷繞線圈構成，所以產生難以將集中卷繞線圈安裝到分別從圓環狀的芯背(core back)的內周面向徑向內部突出并在圓周方向上相互相離地排列齒而成的定子芯上這樣的問題。
[0007]為了提高集中卷繞線圈的安裝性，提出了一種以往的定子芯:由具備圓弧形的芯背部以及從芯背部的內周面向徑向內部突出的齒的多個芯塊構成(參照例如專利文獻2)。在該結構中，能夠使芯背部的圓周方向的側面彼此相對，按照圓環狀來排列在齒上安裝了集中卷繞線圈的芯塊，而構成定子芯，所以向定子芯安裝集中卷繞線圈變得容易。
[0008]專利文獻I:日本特開平8-214519號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2001-103717號公報
【發明內容】
[0010]在以往的磁感應式旋轉機中，在芯背之間夾著永久磁鐵地將兩個定子芯在軸向上排列配設并進行一體化，收納到殼體內。沿圓周方向將永久磁鐵分割為多個磁鐵塊，多個磁鐵塊被定位到單一部件的定子芯而用粘接劑等固定，從而在裝配定子芯時，不會發生磁鐵塊彼此接觸那樣的情形。
[0011]但是，在為了提高集中卷繞線圈的安裝性，而應用專利文獻2所記載的技術，將以往的磁感應式旋轉機的定子芯分割構成為多個芯塊的情況下，將在兩個芯塊之間夾著磁鐵塊而構成的芯塊對在圓周方向上排列并進行一體化。此時，存在磁鐵塊彼此接觸而產生破裂、缺損這樣的課題。
[0012]由于磁鐵塊的破裂、缺損而產生的磁鐵片侵入到定子與轉子的間隙，導致轉子的鎖定或者增大機械損傷。磁鐵塊的破裂、缺損導致磁特性的劣化。而且，如果在永久磁鐵的磁特性極端地下降的狀態下，周圍的環境溫度變高，則還存在發生永久磁鐵的不可逆退磁的擔心。
[0013]本發明是為了解決這樣的課題而完成的，其目的在于得到一種能夠在將夾持磁鐵塊的芯塊對按照圓環狀排列并進行一體化時消除磁鐵塊彼此的接觸而抑制磁鐵塊產生破裂、缺損的磁感應式電動機。
[0014]本發明涉及磁感應式電動機，具備:殼體，用非磁性材料制作;定子，具有定子芯以及定子線圈，該定子配設在所述殼體內，所述定子芯是使按照同一形狀制作出的第I定子芯以及第2定子芯在軸向上背離且使齒的圓周方向位置一致地同軸配置而構成的，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是將所述齒從圓筒狀的芯背的內周面向徑向內部突出并在圓周方向上按照等角間距配設而成的，所述齒形成開口在內周側的槽，所述定子線圈被集中卷繞地卷裝到所述定子芯的在軸向上對置的各對所述齒上;轉子，使在圓筒狀的基部的外周面在圓周方向上按照等角間距突出設置凸極而成的按照同一形狀制作出的第I轉子芯以及第2轉子芯分別位于所述第I定子芯以及所述第2定子芯的內周側，且在圓周方向上相互錯開半凸極間距而同軸地固定于旋轉軸，該轉子能夠旋轉地配設于所述殼體內；以及永久磁鐵，配設于所述第I定子芯與所述第2定子芯之間，以使所述第I轉子芯的凸極與所述第2轉子芯的凸極為不同的極性的方式產生勵磁磁通，所述第I定子芯以及所述第2定子芯是以使芯背部的圓周方向的側面彼此相接的方式按照圓環狀排列芯塊對而構成的，所述芯塊對是使芯塊在軸向上相離地重疊而構成的，所述芯塊包括圓弧形的所述芯背部以及從所述芯背部的內周面向徑向內部突出的所述齒。所述永久磁鐵被分別分割構成為多個磁鐵塊，該多個磁鐵塊以收納到所述芯塊對內的方式夾持在所述芯塊對之間，所述磁鐵塊具有夾持在所述芯背部之間的、圓周方向兩側面與所述芯背部的圓周方向兩側面相比更位于圓周方向內側的外形形狀的基部。
[0015]根據本發明，被夾持在芯背部之間的磁鐵塊的基部的兩側面與芯背部的兩側面相比更位于圓周方向內側。因此，在使芯背部的圓周方向的側面彼此相對地將夾持磁鐵塊的芯塊對按照圓環狀排列并進行一體化而制作了第I以及第2定子芯時，避免在圓周方向上相鄰的磁鐵塊彼此的接觸。因此，抑制磁鐵塊產生破裂、缺損。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機的主要結構的局部剖切立體圖。
[0017]圖2是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機中的在軸向上排列的芯塊對的立體圖。
[0018]圖3是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機中的磁鐵塊的立體圖。
[0019]圖4是示出在本發明的實施方式2的磁感應式電動機中排列了3個芯塊對的狀態的立體圖。
[0020]圖5是從徑向內部觀察在本發明的實施方式2的磁感應式電動機中相鄰的芯塊對的立體圖。
[0021]圖6是從徑向內部觀察在本發明的實施方式2的磁感應式電動機中相鄰的芯塊對的示意圖。
[0022]圖7是從徑向內部觀察本發明的實施方式3的磁感應式電動機中的相鄰的芯塊對的示意圖。
[0023]圖8是示出本發明的實施方式4的磁感應式電動機中的定子芯的主要部分立體圖。
【具體實施方式】
[0024]以下，使用附圖，說明本發明的磁感應式電動機的優選的實施方式。
[0025]實施方式1.
[0026]圖1是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機的主要結構的局部剖切立體圖，圖2是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機中的在軸向上排列的芯塊對的立體圖，圖3是示出本發明的實施方式I的磁感應式電動機中的磁鐵塊的立體圖。
[0027]在圖1中，磁感應式電動機I具備用鐵等塊狀磁性體制作出的同軸地固定于旋轉軸2的轉子3、將作為轉矩產生用驅動線圈的定子線圈11卷裝到以圍繞轉子3的方式配設的定子芯8而成的定子7、作為勵磁單元的永久磁鐵12、以及收納轉子3、定子7以及永久磁鐵12的殼體14。
[0028]轉子3具備對按照決定的形狀成形的多張磁性鋼板進行層疊一體化而制作出的第I以及第2轉子芯4、5。第I以及第2轉子芯4、5包括:圓筒狀的基部4a、5a，按照同一形狀制作，在軸心位置處貫穿設置有旋轉軸插入孔；以及凸極4b、5b，從基部4a、5a的外周面向徑向外部突出且在軸向上延伸設置，在圓周方向上按照等角間距設置了兩個。
[0029]第I以及第2轉子芯4、5在圓周方向上錯開半凸極間距，以對置方式相互相接地配置，固定到插通它們的旋轉軸插入孔的旋轉軸2，而構成轉子3。另外，轉子3在旋轉軸2的兩端被軸承(未圖示)支承，并旋轉自如地配設在殼體14內。
[0030]定子芯8具備按照同一形狀制作出的第I以及第2定子芯9A、9B。第I以及第2定子芯9A、9B具備圓筒狀的芯背、和分別從芯背的內周面向徑向內部突出并在圓周方向上按照等角間距設置有6個的齒10b。在內周側開口的槽1c通過芯背和相鄰的齒1b而形成。第I以及第2定子芯9A、9B以使齒1b的圓周方向位置一致，在軸向上相離，分別圍繞第I以及第2轉子芯4、5的方式在軸向上排列，并被配設在殼體14內。
[0031]