[实用新型]电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及具有转子结构的电动机及其制造方法，其能够防止由构成转子的电磁钢板、轴及磁铁等的温度形变引起的、转子的弯曲和磁铁的破损等不良情况。 

背景技术

一般而言，构成同步电动机的转子的材料主要为电磁钢板、碳素钢的轴及永久磁铁。作为转子的结构，存在将永久磁铁粘贴于转子表面上的所谓SPM（Surface Permanent Magnet）结构、以及将永久磁铁埋入到电磁钢板之中的所谓IPM（Interior Permanent Magnet）结构。 

至今，要求最大输出和最大转矩大、且惯性矩小的马达。由此，在设计、制造电动机时，使转子结构向轴向变长的情况较多。在这种电动机中，大多使用所谓钕磁铁（NdFeB）的磁力强的磁铁。作为将该钕磁铁固定于层叠电磁钢板的铁心结构体上的方法，一般使用粘接剂。另外，作为粘接剂广泛使用单一组分加热硬化类型的粘接剂。 

对于消除使用多个磁铁的转子的形变，提出了几个技术方案。例如，在公开了使用永久磁铁的转子的日本特开2002－78257号公报中记载了如下内容：“该发明的马达具备具有多个磁极且在磁极邻接的永久磁铁之间设置间隙的转子，即使发生温度变化，永久磁铁与转子之间的热应力也降低，能够抑制剥离的发生”，还记载了如下内容：“该发明的马达以包含颗粒的粘接剂来填埋邻接的永久磁铁之间的间隙，通过以包含预定尺寸的颗粒的粘接剂来填埋邻接的永久磁铁之间，能够使邻接的永久磁铁之间的粘接层的厚度一定，尺寸管理变得容易”。 

另外，在公开了永久磁铁旋转电机的日本特开2011－205781号公报中记载了如下内容：“在将永久磁铁插入到设置于转子铁心上的磁铁插入用空间时，在各个永久磁铁的插入方向上下端面上临时固定橡胶薄板之后依次插入永久 磁铁，在插入了向旋转轴方向堆积的多个或一个磁铁之后，以该磁铁端面上的橡胶薄板承受压缩力的方式，将转子从每个转子铁心的两端勒紧而做成转子结构体”。 

在将钕磁铁粘接固定于层叠电磁钢板的转子铁心上的现有的转子中，发生由构成转子的铁和钕磁铁的线膨胀系数的不同所引起的形变。若以浸渍剂（粘接剂）粘接线膨胀系数不同的部件，则随着它们的温度从粘接硬化的温度变化，在铁和磁铁的轴向长度上产生差异，产生形变。由于该形变，有可能发生如下的不良情况。 

1）粘接固定磁铁的粘接剂裂开而磁铁剥离。 

2）由粘接不均匀引起转子弯曲。 

3）磁铁裂开。 

4）在层叠的电磁钢板上产生间隙。 

尤其在轴向上长的转子中，由于将磁铁在轴向上排成多层，因此上述不良情况根据长度而明显表现出来。 

图11是更具体地说明现有的转子的上述问题的图。图11所示的转子50是所谓IPM结构的转子，具有：层叠环状的电磁钢板52而成的转子铁心54；埋入到转子铁心54中的多个永久磁铁56；以及从轴向两侧夹持电磁钢板52的两个端板58。各个永久磁铁56是大致板状且相互同一形状的钕磁铁，在使各个端面对接的状态下构成为在转子轴向上长的板状，并且插入到设置于转子铁心54上的沿轴向延伸的槽60内。各个永久磁铁56的主表面利用温度硬化型的粘接剂（浸渍剂）62粘接于槽60的内表面。 

在从图11的（a）部分的状态，转子铁心54（至少粘接剂62周边）的温度上升至粘接剂62的硬化温度的情况下，如图11的（b）部分所示，线膨胀系数比较高（例如12×10^-6/K）的电磁钢板52主要向转子铁心54的轴向（左右方向）膨胀，另外永久磁铁56由于向其轴向的线膨胀系数比电磁钢板52非常低（在钕磁铁的情况下为－0.5×10^-6/K），因此在轴向上尺寸几乎不变，在该状态下粘接剂62硬化而粘接固定永久磁铁56和电磁钢板52。 

其次，在转子铁心54的温度下降至电动机的使用温度的下限的情况下，电磁钢板52主要向轴向收缩，但由于电磁钢板52粘接固定于永久磁铁56上， 因此如图11的（c）部分所示，电磁钢板52的与永久磁铁56靠近的部位不收缩，与转子铁心54的周面和中心靠近的部分随着温度下降而收缩。于是，在转子铁心54上产生形变，成为形变应力积蓄的状态。并且，根据情况如图11的（d）部分所示，有时由于形变应力，在电磁钢板52上发生裂纹64等，并且产生未图示的转子轴的弯曲、永久磁铁56的裂开和损伤。