感應同步電動機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種感應同步電動機，其具有旋轉部，靜止部具有定子，旋轉部具有轉子鐵芯、次級導體以及永久磁鐵，轉子鐵芯具有次級導體槽和多個磁鐵槽，次級導體具有：多個導體條，其位于次級導體槽內(nèi)；以及一對端環(huán)，其位于轉子鐵芯的軸向的兩端面，且將多個導體條的軸向的端部彼此連成環(huán)狀，多個永久磁鐵分別配置在磁鐵槽內(nèi)，各個相鄰的永久磁鐵的同極彼此在周向上相向。
【專利說明】
感應同步電動機
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種感應同步電動機。
【背景技術】
[0002]以往，公知有利用永久磁鐵的磁力產(chǎn)生轉矩的同步電動機(同步馬達)和具有次級導體來代替永久磁鐵、并通過流動于次級導體的感應電流產(chǎn)生轉矩的感應電動機(感應馬達)。同步電動機在同步速度下能夠得到較高的轉矩，但具有如下缺點:若僅與交流電源相連則不能開始旋轉(自己啟動)。另一方面，感應電動機與同步電動機相比雖效率較低，但具有能夠從停止狀態(tài)自己啟動的優(yōu)點。
[0003]因此，近幾年一直在推進具有同步電動機和感應電動機雙方的特長的感應同步電動機的開發(fā)。在感應同步電動機的轉子組裝有永久磁鐵和次級導體。在感應同步電動機啟動時，通過產(chǎn)生于次級導體的感應電流使轉子的旋轉開始，在到達同步速度之后，主要利用永久磁鐵的磁力使轉子旋轉。
[0004]例如在日本特開2003-018776號公報中記載了以往的感應同步電動機。
[0005]日本特開2003-018776號公報的感應同步電動機具有轉子配置在比定子靠內(nèi)側的位置的所謂的內(nèi)轉子型結構。在這樣的內(nèi)轉子型結構中，相對于轉子負載被安裝在軸向上。因此，整個裝置的軸向長度變長。并且，在內(nèi)轉子型結構中，轉子的直徑較小。因此，為了得到較高的轉矩，需要磁力較強的永久磁鐵、大量的繞組。
[0006]另一方面，只要采用將轉子配置在比定子靠外側的位置的所謂的外轉子型結構，就能夠解決上述的問題。但是，在感應同步電動機的轉子中需要組裝永久磁鐵和次級導體。因此，若在感應同步電動機中采用外轉子型結構，存在如下顧慮:不能在轉子鐵芯確保足夠的磁路，由于從永久磁鐵產(chǎn)生的磁通，在轉子鐵芯內(nèi)產(chǎn)生磁飽和。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種在外轉子型感應同步電動機中能夠抑制轉子鐵芯的徑向尺寸且能夠抑制轉子鐵芯的磁飽和的結構。
[0008]本申請的例示性的第一發(fā)明的感應同步電動機具有:靜止部；以及旋轉部，其以旋轉軸線為中心旋轉，靜止部具有定子，定子相應于驅動電流而產(chǎn)生磁通，旋轉部具有:環(huán)狀的轉子鐵芯，其位于定子的徑向外側;次級導體，其由非磁性體的導電性材料構成；以及多個永久磁鐵，轉子鐵芯具有:多個次級導體槽，其沿軸向延伸；以及多個磁鐵槽，其在比次級導體槽靠徑向外側的位置沿周向排列，且各自沿軸向延伸，次級導體具有:多個導體條，其位于次級導體槽內(nèi)；以及一對端環(huán)，其位于轉子鐵芯的軸向的兩端面，且將多個導體條的軸向的端部彼此連成環(huán)狀，多個永久磁鐵分別配置在磁鐵槽內(nèi)，各個相鄰的永久磁鐵的同極彼此在周向上相向。
[0009]導體條與永久磁鐵配置在徑向上或周向上分離的位置。
[0010]在次級導體中，至少端環(huán)是鑄造品，端環(huán)至少局部地覆蓋轉子鐵芯的除了磁鐵槽以外的軸向的端面，永久磁鐵的軸向的端面從端環(huán)露出。
[0011 ]端環(huán)在周向上不存在永久磁鐵的范圍內(nèi)比永久磁鐵的徑向內(nèi)側的面向徑向外側擴展。
[0012]在周向上存在永久磁鐵的范圍內(nèi)，將端環(huán)的位于比次級導體槽靠徑向外側的位置的徑向長度作為a，在周向上不存在永久磁鐵的范圍內(nèi)，將端環(huán)的位于比次級導體槽靠徑向外側的位置的徑向長度作為b，滿足a〈b。
[0013 ]相鄰的永久磁鐵彼此的周向的間隔比各個永久磁鐵的周向上的寬度大。
[0014]多個導體條具有:多個第一導體條，其與永久磁鐵在徑向上重疊；以及多個第二導體條，其與永久磁鐵在徑向上不重疊，第一導體條的徑向尺寸比第二導體條的徑向尺寸短。
[0015]轉子鐵芯是在軸向上層疊多個電磁鋼板而形成的層疊鋼板，且具有固定多個電磁鋼板彼此的多個鉚接部，多個鉚接部包括在周向上位于多個第一導體條之間或在周向上位于第一導體條與第二導體條的之間的鉚接部。
[0016]轉子鐵芯是在軸向上層疊多個電磁鋼板而形成的層疊鋼板，且具有固定多個電磁鋼板彼此的多個鉚接部，多個鉚接部包括位于比永久磁鐵的徑向內(nèi)側的面靠徑向外側且在周向上位于相鄰的永久磁鐵的大致中央的鉚接部。
[0017]感應同步電動機具有配置在靜止部與旋轉部之間的第一軸承以及第二軸承，第一軸承配置在比定子靠軸向的一側的位置，第二軸承配置在比定子靠軸向的另一側的位置。
[0018]靜止部還具有軸，軸在定子的徑向內(nèi)側沿軸向延伸，且軸具有將其外徑隨著從軸向的一側向另一側逐級地減小而形成的多個軸臺階部，軸臺階部具有相對于旋轉軸垂直地擴展的環(huán)狀的接觸面，第一軸承、定子以及第二軸承中至少一方與接觸面接觸。
[0019]第二軸承的軸向尺寸比第一軸承的軸向尺寸大，第二軸承的徑向尺寸比第一軸承的徑向尺寸大。
[0020]旋轉部還具有在軸向上夾持轉子鐵芯的一對轉子軛，轉子鐵芯的軸向的兩端面具有未被端環(huán)覆蓋的外緣部，一對轉子軛具有與轉子鐵芯的外周面以及外緣部接觸的轉子軛臺階部。根據(jù)本申請的例示性的第一發(fā)明，能夠抑制轉子鐵芯的徑向尺寸且能夠抑制轉子鐵芯的磁飽和。
[0021]參照附圖并通過以下對優(yōu)選實施方式的詳細的說明，本發(fā)明的上述以及其他的要素、特征、步驟、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚。
【附圖說明】
[0022]圖1是感應同步電動機的縱剖視圖。
[0023]圖2是轉子鐵芯、次級導體以及多個永久磁鐵的俯視圖。
[0024]圖3是轉子鐵芯的橫剖視圖。
[0025]圖4是轉子鐵芯、次級導體以及多個永久磁鐵的局部橫剖視圖。
[0026]圖5是轉子鐵芯、次級導體、永久磁鐵以及第一轉子軛的局部縱剖視圖。
[0027]圖6是轉子鐵芯、次級導體以及第一轉子軛的局部縱剖視圖。
[0028]圖7是感應同步電動機的分解圖。
【具體實施方式】
[0029]以下說明感應同步電動機的例子。另外，在本說明中，分別將與感應同步電動機的旋轉軸線平行的方向稱作“軸向”，將與感應同步電動機的旋轉軸線正交的方向稱作“徑向”，將沿以感應同步電動機的旋轉軸線為中心的圓弧的方向稱作“周向”。并且，在本說明中，將軸向作為上下方向，相對于第二軸承將第一軸承側作為“上”對各部分的形狀以及位置關系進行說明。但是，不意圖通過該上下方向的定義來限定感應同步電動機在制造時以及使用時的方向。
[0030]圖1是感應同步電動機I的縱剖視圖。該感應同步電動機I是利用流動于次級導體32的感應電流和從永久磁鐵33產(chǎn)生的磁通這兩者而產(chǎn)生繞旋轉軸線9的轉矩的裝置。該感應同步電動機I例如用于使電車的車內(nèi)空調(diào)機用風扇旋轉。但是，對用于其他用途的感應同步電動機也能夠采用相同的結構。例如，在汽車、家電產(chǎn)品、辦公自動化設備、醫(yī)療設備、工具、工業(yè)用大型設備等中，為了產(chǎn)生各種驅動力，也可以采用具有相同結構的感應同步電動機。
[0031]如圖1所示，感應同步電動機I具有靜止部2、旋轉部3以及軸承機構4。靜止部2固定于空調(diào)機的框體。旋轉部3以旋轉軸線9為中心旋轉。軸承機構4存在于靜止部2與旋轉部3之間，將旋轉部3支承為能夠旋轉。
[0032]靜止部2具有軸21以及定子22。
[0033]軸21是在定子22的徑向內(nèi)側沿軸向延伸的柱狀部件。軸21的材料例如使用不銹鋼等金屬。軸21的外徑隨著從上端向下端逐級地減小。即，軸21具有隨著從上端向下端逐級地減小其外徑而形成的多個軸臺階部210。
[0034]定子22是相應于驅動電流而產(chǎn)生磁通的電樞。定子22具有定子鐵芯51和多個線圈52。定子鐵芯51例如使用在軸向上層疊為磁性體的電磁鋼板而形成的層疊鋼板。定子鐵芯51具有:圓環(huán)狀的鐵芯背部511;以及從鐵芯背部511向徑向外側突出的多個齒512。鐵芯背部511固定于軸21的外周面。多個線圈52由卷繞于齒512的導線構成。另外，導線的卷繞方法既可以是在各齒512分別卷繞導線的所謂的“集中繞組式”。并且，也可以是沿兩個以上的齒512卷繞導線的所謂的“分布繞組式”。
[0035]旋轉部3具有轉子鐵芯31、次級導體32、多個永久磁鐵33、第一轉子軛34以及第二轉子軛35。圖2是轉子鐵芯31、次級導體32以及多個永久磁鐵33的俯視圖。圖3是轉子鐵芯31的橫剖視圖。另外，圖1的剖視圖相當于圖2中的X-O-Y剖視圖。
[0036]轉子鐵芯31是位于定子22的徑向外側的圓環(huán)狀的部件。轉子鐵芯31例如使用在軸向上層疊為磁性體的電磁鋼板形成的層疊鋼板。如圖1中虛線所示，在轉子鐵芯31的徑向外側安裝有產(chǎn)生氣流的葉輪等負載8。并且，如圖1至圖3所示，轉子鐵芯31具有多個次級導體槽311和多個磁鐵槽312 ο多個次級導體槽311以及多個磁鐵槽312分別沿軸向貫通轉子鐵芯31ο
[0037]如圖2以及圖3所示，多個次級導體槽311在轉子鐵芯31的內(nèi)周部附近沿周向大致等間隔地排列。多個磁鐵槽312在比次級導體槽311靠徑向外側的位置沿周向大致等間隔地排列。在本實施方式中，次級導體槽311的數(shù)量比磁鐵槽312的數(shù)量多。
[0038]次級導體32是在感應同步電動機I驅動時成為感應電流的流路的導體。次級導體32具有多個導體條60、第一端環(huán)61以及第二端環(huán)62。多個導體條60分別在次級導體槽311內(nèi)沿軸向延伸。第一端環(huán)61位于轉子鐵芯31的上端面，將多個導體條60的上端部彼此連接成環(huán)狀。第二端環(huán)62位于轉子鐵芯31的下端面，將多個導體條60的下端部彼此連接成環(huán)狀。
[0039]但是，在轉子鐵芯31的上端面中，為徑向外側的一部分的外緣部未被第一端環(huán)61覆蓋。并且，在轉子鐵芯31的下端面中，為徑向外側的一部分的外緣部未被第二端環(huán)62覆至
ΠΠ ο
[0040]次級導體32的材料使用非磁性體的導電性材料。在本實施方式中，通過鋁的鑄造形成一體的次級導體32，次級導體32具有多個導體條60、第一端環(huán)61以及第二端環(huán)62。但是，次級導體32也可以通過鑄造以外的加工方法得到。并且，次級導體32也可以使用鋁以外的材料。并且，也可以組合多個部件構成次級導體32。
[0041 ]多個永久磁鐵33被分別插入磁鐵槽312內(nèi)，且通過粘接劑固定于轉子鐵芯31。在永久磁鐵33的周向的兩端面分別磁化出N極和S極。并且，如圖3所示，各個相鄰的永久磁鐵33的同極彼此在周向上相向。因此，通過永久磁鐵33的磁通，在轉子鐵芯31的內(nèi)周面N極與S極沿周向交替出現(xiàn)。
[0042]第一轉子軛34是配置在轉子鐵芯31的上側的環(huán)狀的部件。第一轉子軛34具有第一板部341和第一圓筒部342。第一板部341在定子22以及轉子鐵芯31的上側呈圓板狀擴展。第一圓筒部342從第一板部341的徑向外側的端部向下側延伸。并且，第一轉子軛34在第一圓筒部342的下端部具有第一轉子軛臺階部343。第一轉子軛臺階部343是同轉子鐵芯31的外周面與上端面的邊界的角部接觸的環(huán)狀的缺口。構成第一轉子軛臺階部343的兩個面分別與轉子鐵芯31的外周面的上端部和轉子鐵芯31的上端面的外緣部接觸。
[0043]第二轉子軛35是配置在轉子鐵芯31的下側的環(huán)狀的部件。第二轉子軛35具有第二板部351和第二圓筒部352。第二板部351在定子22以及轉子鐵芯31的下側呈圓板狀擴展。第二圓筒部352從第二板部351的徑向外側的端部向上側延伸。并且，第二轉子軛35在第二圓筒部352的上端部具有第二轉子軛臺階部353。第二轉子軛臺階部353是同轉子鐵芯31的外周面與下端面的邊界的角部接觸的環(huán)狀的缺口。構成第二轉子軛臺階部353的兩個面分別與轉子鐵芯31的外周面的下端部和轉子鐵芯31的下端面的外緣部接觸。
[0044]軸承機構4具有第一軸承41和第二軸承42。第一軸承41位于比定子22靠上側的位置。并且，第二軸承42位于比定子22靠下側的位置。
[0045]第一軸承41以及第二軸承42使用在外圈與內(nèi)圈之間具有多個球體的球軸承。第一軸承41的外圈固定于第一轉子軛34的第一板部341的內(nèi)周部。第二軸承42的外圈固定于第二轉子軛35的第二板部351的內(nèi)周部。并且，第一軸承41以及第二軸承42各自的內(nèi)圈固定于軸21的外周面。由此，第一轉子軛34以及第二轉子軛35被支承為能夠相對于軸21旋轉。
[0046]但是，也可以使用滑動軸承、流體軸承等其他方式的軸承來代替球軸承。
[0047]在感應同步電動機I驅動時，通過驅動電路從外部電源向線圈52供給驅動電流。如此一來，在定子鐵芯51的多個齒512產(chǎn)生磁通。并且，因該磁通而在多個導體條60中感應電流流動，在多個導體條60產(chǎn)生周向的轉矩。由此，旋轉部3以旋轉軸線9為中心開始旋轉。并且，若旋轉部3開始旋轉，則在齒512與永久磁鐵33之間也因彼此的磁通所起的作用，產(chǎn)生周向的轉矩。其結果是，旋轉部3以旋轉軸線9為中心高效地旋轉。
[0048]尤其是在該感應同步電動機I中，第一軸承41以及第二軸承42分別配置于定子22的上側和下側。因此，與軸承僅配置于定子22的上側以及下側中任一方的情況相比，能夠抑制旋轉部3相對于旋轉軸線9傾斜。因此，能夠縮小定子22與轉子鐵芯31的徑向上的間隔，且在感應同步電動機I驅動時，能夠防止定子22與轉子鐵芯31接觸。由此，能夠提高感應同步電動機I的效率。
[0049]接著，對旋轉部3的更詳細的結構進行說明。圖4是定子鐵芯31、次級導體32以及多個永久磁鐵33的局部橫剖視圖。圖5是圖2的O-X位置處的轉子鐵芯31、次級導體32、永久磁鐵33以及第一轉子軛34的局部縱剖視圖。圖6是圖2的O-Y位置處的轉子鐵芯31、次級導體32以及第一轉子軛34的局部縱剖視圖。
[0050]如上所述，在該感應同步電動機I中，永久磁鐵33的周向的兩端面是磁極面。并且，各個相鄰的永久磁鐵33的同級彼此在周向上相向。因此，永久磁鐵33的磁通從永久磁鐵33沿周向而非徑向流出。因此，即使轉子鐵芯31中比永久磁鐵33靠徑向內(nèi)側的部分以及徑向外側的部分較薄，只要各個相鄰的永久磁鐵33之間存在足夠的間隔，就不易產(chǎn)生磁飽和。因此，只要采用本說明的結構，就能夠抑制轉子鐵芯31的徑向尺寸，且能夠抑制轉子鐵芯31的磁飽和。
[0051]尤其是在該感應同步電動機I中，相鄰的永久磁鐵33彼此的周向的間隔比各個永久磁鐵33的周向的寬度大。如此，只要相對于永久磁鐵33的尺寸增大相鄰的永久磁鐵33彼此的周向的間隔，就能夠進一步地抑制轉子鐵芯33的磁飽和。但是，相鄰的永久磁鐵33彼此的周向的間隔也可以相應于永久磁鐵33的磁特性、軸向長度變更。因此，相鄰的永久磁鐵33彼此的周向的間隔也可以與各個永久磁鐵33的周向的寬度相同，相鄰的永久磁鐵33彼此的周向的間隔還可以比各個永久磁鐵33的周向的寬度小。
[0052]如圖4所不，多個導體條60具有多個第一導體條601和多個第二導體條602。多個第一導體條601配置在永久磁鐵33的徑向內(nèi)側且與永久磁鐵33在徑向上重疊的位置。多個第二導體條602配置在與永久磁鐵33在徑向上不重疊的位置、即多個永久磁鐵33之間的周向位置。
[0053]第一導體條601的徑向內(nèi)側的端部與第二導體條602的徑向內(nèi)側的端部配置在大致相同的徑向位置。另一方面，第二導體條602的徑向外側的端部位于比第一導體條601的徑向外側的端部以及永久磁鐵33的徑向內(nèi)側的面靠徑向外側的位置。因此，第一導體條601的徑向尺寸dl比第二導體條602的徑向尺寸d2短。
[0054]如此，在該感應同步電動機I中，在與永久磁鐵33在徑向上重疊的位置配置比第二導體條602徑向尺寸小的第一導體條601。由此，進一步抑制轉子鐵芯31的徑向尺寸。另一方面，在與永久磁鐵33在徑向上不重疊的位置配置比第一導體條601徑向尺寸大的第二導體條602。由此，能夠提高因感應電流產(chǎn)生的啟動轉矩。
[0055]導體條60與永久磁鐵33配置在彼此分離的位置。具體地說，第一導體條601與永久磁鐵33配置在徑向上彼此分離的位置。并且，第二導體條602與永久磁鐵33配置在周向上彼此分離的位置。如此一來，能夠抑制因流動于導體條60的感應電流而產(chǎn)生的磁通被永久磁鐵33阻礙。因此，能夠進一步提高因感應電流而產(chǎn)生的啟動轉矩。
[0056]如圖2、圖5以及圖6所示，第一端環(huán)61配置在轉子鐵芯31的上端面。但是，多個磁鐵槽312的上端的開口未被第一端環(huán)61覆蓋。即，第一端環(huán)61至少局部地覆蓋轉子鐵芯31的除了磁鐵槽312以外的上端面。因此，永久磁鐵33的上端面從第一端環(huán)61露出。
[0057]并且，第二端環(huán)62也與第一端環(huán)61相同地，至少局部地覆蓋轉子鐵芯31的除了鐵芯槽312以外的下端面。因此，永久磁鐵33的下端面從第二端環(huán)62露出。
[0058]次級導體32中，在至少第一端環(huán)61以及第二端環(huán)62是鑄造品的情況下，若在鑄造之前將永久磁鐵33插入磁鐵槽312，則由于鑄造時的熱量，永久磁鐵33的磁力有可能降低。但是，在該感應同步電動機I中，能夠在鑄造第一端環(huán)61以及第二端環(huán)62之后，將永久磁鐵33插入磁鐵槽312內(nèi)。由此，能夠防止由于鑄造時的熱量使永久磁鐵33的磁力下降。
[0059]并且，如圖2以及圖6所示，第二端環(huán)61在周向上不存在永久磁鐵33的范圍內(nèi)，具有向徑向外側突出的多個突出部63。并且，第二端環(huán)62也同樣地具有多個突出部63。各突出部63擴展至比永久磁鐵33的徑向內(nèi)側的面靠徑向外側的位置。
[0060]在此，如圖5所示，在周向上存在永久磁鐵33的范圍內(nèi)，將第一端環(huán)61的位于比次級導體槽311靠徑向外側的位置的徑向長度作為a。并且，如圖6所示，在周向上不存在永久磁鐵33的范圍內(nèi)，將第一端環(huán)61的位于比次級導體槽311靠徑向外側的位置的徑向長度作為b。在該感應同步電動機I中，滿足a〈b的關系。并且，第二端環(huán)62也同樣地滿足a〈b的關系。
[0061]如此，在周向上不存在永久磁鐵33的范圍內(nèi)，只要在第一端環(huán)61以及第二端環(huán)62設置突出部63，則與沒有突出部63的情況相比，能夠降低次級導體32的電阻。因此，在感應同步電動機I啟動時，能夠使在次級導體32中流動的感應電流增加。并且，能夠抑制構成轉子鐵芯31的多個電磁鋼板在外周部附近浮起。
[0062]并且，該轉子鐵芯31具有多個第一鉚接部71以及多個第二鉚接部72。多個電磁鋼板在第一鉚接部71以及第二鉚接部72處在軸向上塑性變形。由此，多個電磁鋼板彼此固定。
[0063]多個第一鉚接部71能夠抑制多個電磁鋼板在轉子鐵芯31的外周部附近彼此分離。在圖4的例子中，第一鉚接部71位于相鄰的永久磁鐵33的周向的大致中央。并且，第一鉚接部71位于比永久磁鐵33的徑向內(nèi)側的面靠徑向外側的位置。在該位置上，從永久磁鐵33向定子22的磁通量較少。因此，即使在該位置設置第一鉚接部71，也不易對磁特性產(chǎn)生影響。
[0064]多個第二鉚接部72能夠抑制多個電磁鋼板在轉子鐵芯31的內(nèi)周部附近彼此分離。在圖4的例子中，第二鉚接部72在周向上位于第一導體條601與第二導體條602之間。并且，第二鉚接部72位于比永久磁鐵33的徑向內(nèi)側的面靠徑向內(nèi)側的位置。在該位置上，從永久磁鐵33向定子22的磁通量也較少。因此，即使在該位置設置第二鉚接部72，也不易對磁特性產(chǎn)生影響。
[0065]另外，第二鉚接部72也可以在周向上設置在多個第一導體條601之間。
[0066]接著，對感應同步電動機I組裝時的樣子進行說明。圖7是感應同同步電動機I的分解圖。在此，作為事前的準備，預先準備包括定子鐵芯51和線圈52的定子22。并且，相對于轉子鐵芯31鑄造次級導體32，且分別將永久磁鐵33插入轉子鐵芯31的多個磁鐵槽312。
[0067]在組裝感應同步電動機I時，如圖7中的虛線箭頭所示，首先使第一軸承41、第一轉子軛34以及轉子鐵芯31按該順序從下側向上接近軸21。接著，使定子22以及第二軸承42按該順序從下側向上接近軸21，并且，最后使第二轉子軛35從下側向上接近。
[0068]此時，第一軸承41的內(nèi)圈的上端面、定子鐵芯51的鐵芯背部511的上表面以及第二軸承42的內(nèi)圈的上端面分別與軸臺階部210的朝向下側的面接觸。如此，軸21的三個軸臺階部210分別具有與第一軸承41的上端面接觸的接觸面211、與定子鐵芯51的鐵芯背部511的上表面接觸的接觸面212以及與第二軸承42的內(nèi)圈的上端面接觸的接觸面213。各接觸面211?213是相對于旋轉軸線9垂直地擴展的環(huán)狀的面。通過這些接觸面211?213，第一軸承41、定子22以及第二軸承42在軸向上被定位。
[0069]并且，在該感應同步電動機I中，軸21的外徑隨著從上端向下端而變小。因此，能夠通過使第一軸承41、第一轉子軛34、轉子鐵芯31、定子22、第二軸承42以及第二轉子軛35都從下側向上接近軸21，組裝感應同步電動機I。由此，減輕感應同步電動機I組裝時的操作負擔。
[0070]但是，若使軸21的外徑隨著向下方而縮小，則由于從第二軸承42至第二轉子軛35的徑向外側的部分的力矩變大，因此對第二軸承42施加更大的負荷。因此，在該感應同步電動機I中，對第二軸承42使用比第一軸承41大的軸承。具體地說，第二軸承42的軸向尺寸比第一軸承41的軸向尺寸大。并且，第二軸承42的徑向尺寸比第一軸承41的徑向尺寸大。如此一來，對于對第二軸承42施加的較大的負荷，能夠保持軸承的剛性。因此，能夠抑制軸21的下端部附近的旋轉部3的接觸。
[0071]轉子鐵芯31被第一轉子34和第二轉子軛35在軸向上夾持。由此，轉子鐵芯31在軸向上被定位。尤其是在該感應同步電動機I中，第一轉子軛34具有第一轉子軛臺階部343，第二轉子軛35具有第二轉子軛臺階部353。并且，如上所述，使這些臺階部343、353與轉子鐵芯31接觸。因此，能夠使第一轉子軛34、轉子鐵芯31以及第二轉子軛35彼此容易地定位并固定。
[0072]另外，第一轉子軛臺階部343以及第二轉子軛臺階部353例如通過粘接劑或焊接等方法固定于轉子鐵芯31。
[0073]以上對感應同步電動機的一個例子進行了說明，但感應同步電動機的結構以及組裝方法不限于上述的例子。
[0074]例如，在上述的例子中，第一軸承41的內(nèi)圈、定子鐵芯51以及第二軸承42都與軸臺階部210的朝向下側的面接觸。但是，在第一軸承41的內(nèi)圈、定子鐵芯51以及第二軸承42中，也可以包括不與軸臺階部210的朝向下側的面接觸的部件。
[0075]并且，在上述的例子中，多個導體條60沿軸向延伸。但是，多個導體條60也可以相對于軸向傾斜地延伸。并且，在上述的例子中，導體條60的橫截面的形狀呈圓角的大致梯形。但是，導體條60的橫截面的形狀也可以呈圓形或矩形。
[0076]并且，各部件的細節(jié)部分的形狀也可以與各圖所示的形狀不同。并且，在不產(chǎn)生矛盾的范圍內(nèi)也可以適當?shù)亟M合例示的各要素。
[0077]本發(fā)明例如能夠用于感應同步電動機。
【主權項】
1.一種感應同步電動機，其具有: 靜止部；以及 旋轉部，其以旋轉軸線為中心旋轉， 所述靜止部具有定子，所述定子相應于驅動電流而產(chǎn)生磁通， 所述感應同步電動機的特征在于， 所述旋轉部具有: 環(huán)狀的轉子鐵芯，其位于所述定子的徑向外側； 次級導體，其由非磁性體的導電性材料構成；以及 多個永久磁鐵， 所述轉子鐵芯具有: 多個次級導體槽，其沿軸向延伸；以及 多個磁鐵槽，其在比所述次級導體槽靠所述徑向外側的位置沿周向排列，且各自沿軸向延伸， 所述次級導體具有: 多個導體條，其位于所述次級導體槽內(nèi)；以及 一對端環(huán)，其位于所述轉子鐵芯的軸向的兩端面，且將所述多個導體條的軸向的端部彼此連成環(huán)狀， 所述多個永久磁鐵分別配置在所述磁鐵槽內(nèi)， 各個相鄰的所述永久磁鐵的同極彼此在周向上相向。2.根據(jù)權利要求1所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述導體條與所述永久磁鐵配置在徑向上或周向上分離的位置。3.根據(jù)權利要求2所述的感應同步電動機，其特征在于， 在所述次級導體中，至少所述端環(huán)是鑄造品， 所述端環(huán)至少局部地覆蓋所述轉子鐵芯的除了所述磁鐵槽以外的軸向的端面， 所述永久磁鐵的軸向的端面從所述端環(huán)露出。4.根據(jù)權利要求3所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述端環(huán)在周向上不存在所述永久磁鐵的范圍內(nèi)比所述永久磁鐵的徑向內(nèi)側的面向徑向外側擴展。5.根據(jù)權利要求4所述的感應同步電動機，其特征在于， 在周向上存在所述永久磁鐵的范圍內(nèi)，將所述端環(huán)的位于比所述次級導體槽靠徑向外側的位置的徑向長度作為a， 在周向上不存在所述永久磁鐵的范圍內(nèi)，將所述端環(huán)的位于比所述次級導體槽靠徑向外側的位置的徑向長度作為b， 滿足a〈b。6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的感應同步電動機，其特征在于， 相鄰的所述永久磁鐵彼此的周向的間隔比各個所述永久磁鐵的周向的寬度大。7.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述多個導體條具有: 多個第一導體條，其與所述永久磁鐵在徑向上重疊；以及 多個第二導體條，其與所述永久磁鐵在徑向上不重疊， 所述第一導體條的徑向尺寸比所述第二導體條的徑向尺寸短。8.根據(jù)權利要求7所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述轉子鐵芯是在軸向上層疊多個電磁鋼板而形成的層疊鋼板，且具有固定多個所述電磁鋼板彼此的多個鉚接部， 所述多個鉚接部包括在周向上位于多個所述第一導體條之間或在周向上位于所述第一導體條與所述第二導體條之間的鉚接部。9.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述轉子鐵芯是在軸向上層疊多個電磁鋼板而形成的層疊鋼板，且具有固定多個所述電磁鋼板彼此的多個鉚接部， 所述多個鉚接部包括位于比所述永久磁鐵的徑向內(nèi)側的面靠徑向外側且在周向上位于相鄰的所述永久磁鐵的大致中央的位置的鉚接部。10.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述感應同步電動機具有配置在所述靜止部與所述旋轉部之間的第一軸承以及第二軸承， 所述第一軸承配置在比所述定子靠軸向的一側的位置， 所述第二軸承配置在比所述定子靠軸向的另一側的位置。11.根據(jù)權利要求10所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述靜止部還具有軸，所述軸在所述定子的徑向內(nèi)側沿軸向延伸，且所述軸具有將其外徑隨著從軸向的一側向另一側逐級地減小而形成的多個軸臺階部， 所述軸臺階部具有相對于所述旋轉軸垂直地擴展的環(huán)狀的接觸面， 所述第一軸承、所述定子以及所述第二軸承中至少一方與所述接觸面接觸。12.根據(jù)權利要求11所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述第二軸承的軸向尺寸比所述第一軸承的軸向尺寸大， 所述第二軸承的徑向尺寸比所述第一軸承的徑向尺寸大。13.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的感應同步電動機，其特征在于， 所述旋轉部還具有在軸向上夾持所述轉子鐵芯的一對轉子軛， 所述轉子鐵芯的軸向的兩端面具有未被所述端環(huán)覆蓋的外緣部，所述一對轉子軛具有與所述轉子鐵芯的外周面以及所述外緣部接觸的轉子軛臺階部。
【文檔編號】H02K1/27GK105871156SQ201610079571
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】星野良忠, 江頭潤也, 日野和也
【申請人】日本電產(chǎn)高科電機株式會社