电动机的转子的制作方法

文档序号:12318942阅读:288来源:国知局
电动机的转子的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种电动机的转子及其制造方法。



背景技术:

电动机(例如同步式电动机)的转子具有:构成轭的转子芯;以及保持于转子芯的外周面或转子芯内部的永磁体。作为将像这样配置的永磁体固定于转子芯的方法,除了使用粘接剂的方法以外,还公知有通过注射成型机来填充熔融树脂并使该熔融树脂固化的方法。

在以往的应用基于树脂填充的磁体固定法的情况下,存在由于极高的注射压力而转子芯的一部分区域发生变形的风险。作为抑制这样的注射树脂时的转子芯的变形的方法,例如公知有下述专利文献。

在日本特开2007-159245号公报中记载有如下方法:将用于抑制转子芯的变形的构件设置于注射用模具的凹部,使该构件与转子芯相抵接,由此支持转子芯的强度。

在日本特开2002-247784号公报中记载有如下方法:在磁体埋入型转子中,在永磁体的转子轴侧留出空间,在该空间中填充树脂材料,由此降低施加于层叠铁芯的压力。



技术实现要素:

另外,已知一种为了提高电动机的加速性能而设置用于使转子的惯性力矩下降的冲孔的结构。图6和图7是表示以往的电动机的转子6、7的一部分的俯视图。如图6和图7所示,冲孔65、75的形状大多采用正圆形状。在利用树脂62、72来将永磁体61、71固定于具有正圆形状的冲孔65、75的转子芯60、70的情况下,将正圆形状的销作为用于抑制转子芯60、70的变形的构件插入到冲孔65、75。

但是,有时采用从转子的惯性力矩、通过转子芯的内部的磁通量或转子芯的强度的观点来看最佳的复杂形状的冲孔。图8和图9是表示具有复杂形状的冲孔85、95的以往的电动机的转子8、9的俯视图。如图8所示,在将具有仿照冲孔85的复杂形状的形状的变形抑制构件(销)89插入到冲孔85的情况下,为了使变形抑制构件89与多个冲孔85全部嵌合,需要对变形抑制构件89设定精密的尺寸公差以及位置公差。因而,存在制造设备的成本上升并且作业性恶化的问题。

另一方面,如图9所示,在将正圆形状的变形抑制构件(销)99插入到复杂形状的冲孔95的情况下,在区域A中,变形抑制构件99与冲孔95线接触。因此,注射压力集中在线上,无法得到充分的变形抑制效果。另外,由于产生像区域B那样变形抑制构件99与冲孔95的侧面95a不抵接的部位,因此导致变形抑制构件99活动,无法进行充分的强度支持。

因此,要求一种不伴有制造设备的成本上升和作业性恶化地兼顾基于复杂形状的冲孔的电动机的转子的高速化和注射树脂时的转子芯的变形抑制的技术。

本实用新型的第一方式提供一种电动机的转子,具备:转子芯,其具有多个冲孔;多个磁体,多个磁体配置于转子芯的外周面或转子芯内部;以及树脂,其将多个磁体固定于转子芯,其中,在俯视观察时,各个冲孔具有与正圆的圆弧一致的至少一个第一内表面部分以及与正圆的圆弧不一致的至少一个第二内表面部分,在俯视观察时,第二内表面部分从正圆的中心角小于180°的圆弧的一个端点经过正圆的外侧而向圆弧的另一端点延伸。

本实用新型的第二方式提供如下一种电动机的转子:在第一方式中,在俯视观察时,第一内表面部分与正圆的中心角超过180°的圆弧一致。

本实用新型的第三方式提供如下一种电动机的转子:在第一方式中,第一内表面部分至少有两个,两个第一内表面部分在以转子的轴线为中心的周向或径向上相向。

本实用新型的第四方式提供如下一种电动机的转子:在第一方式中,第一内表面部分至少有三个,在俯视观察时,三个第一内表面部分分别与将正圆从中心三等分而成的范围内的圆弧一致。

本实用新型的第五方式提供如下一种电动机的转子:在第一方式中,第一内表面部分存在于与磁体相向的区域。

附图说明

图1是表示本实用新型的一个实施方式中的电动机的转子的一部分的俯视图。

图2是表示本实用新型的其它实施方式中的电动机的转子的一部分的俯视图。

图3A是表示本实用新型的另一实施方式中的冲孔的俯视图。

图3B是表示本实用新型的另一实施方式中的冲孔的俯视图。

图3C是表示本实用新型的另一实施方式中的冲孔的俯视图。

图3D是表示本实用新型的另一实施方式中的冲孔的俯视图。

图4是表示本实用新型的一个实施方式中的电动机的转子的制造工序的流程图。

图5A是表示以往的复杂形状的冲孔与模构件的正圆柱的接触部分的放大图。

图5B是表示本实用新型的一个实施方式中的复杂形状的冲孔与模构件的正圆柱的接触部分的放大图。

图6是表示具有正圆形状的冲孔的以往的电动机的转子的一部分的俯视图。

图7是表示具有正圆形状的冲孔的以往的电动机的转子的一部分的俯视图。

图8是表示具有复杂形状的冲孔的以往的电动机的转子的一部分的俯视图。

图9是表示具有复杂形状的冲孔的以往的电动机的转子的一部分的俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图来详细地说明本实用新型的实施方式。在各图中,对相同的结构要素标注相同的标记。此外,以下记载的内容并不对权利要求书中记载的实用新型的技术范围和用语的意义等进行限定。

参照图1来说明本实用新型的一个实施方式。图1是表示本实施方式中的电动机的转子1的一部分的俯视图。本例的电动机的转子1具备:转子芯10;配置于转子芯10内部的多个永磁体11;以及将永磁体11固定于转子芯10的树脂12。以下,对这些结构要素进行说明。

转子芯10是由硅钢板等磁性薄板的层叠体形成的圆筒状的构件。转子芯10具有:多个磁体保持孔14,所述多个磁体保持孔14以轴孔13为中心在周向上等间隔地配置并且在径向上位于转子芯10的外周面16附近;以及多个冲孔15,所述多个冲孔15在径向上位于各磁体保持孔14的内侧。在俯视观察时,磁体保持孔14呈大致矩形,在长边方向的两侧具有一对槽17。一对槽17使用于树脂12的注射。磁体保持孔14沿转子1的轴线方向保持永磁体11。

永磁体11是沿板厚度方向被磁化了的平板状磁体。板厚度方向上的一对主表面11a分别构成N极和S极。在周向上相邻的永磁体11将互不相同的磁极朝向转子芯10的外周面16。在永磁体11与磁体保持孔14之间形成有包括槽17的空处18。树脂12填充于空处18。

在其它实施方式中,永磁体被保持于转子芯的外周面。图2是表示其它实施方式中的电动机的转子2的一部分的俯视图。电动机的转子2与图1所示的电动机的转子1类似,不同点是多个永磁体21配置于转子芯20的外周面26。永磁体21是扇形的平板状磁体。多个永磁体21以转子2的轴线为中心在周向上等间隔地配置并且位于转子芯20的外周面26。在永磁体21的径向外侧设置有用于保护永磁体21的保护管24。在保护管24与永磁体21之间形成有空处28。树脂22填充于空处28。

接着,参照图1来说明本例的树脂12。树脂12选自流动性以及机械强度优异的工程塑料。树脂12通过未图示的注射成型机而被注射到槽17中,并大致填充于空处18整体。树脂12以规定的固化温度固化,从而将永磁体11固定于转子芯10。以转子1的轴线为中心,在树脂12的径向内侧配置有冲孔15。

冲孔15以转子1的轴线为中心在周向上等间隔地配置并且在径向上位于永磁体11的内侧。冲孔15在转子1的轴线方向上贯通转子芯10。冲孔15具有从转子1的惯性力矩、通过转子芯10内部的磁通量以及转子芯10的强度的观点来看最佳的复杂形状。在俯视观察时,各个冲孔15具有与正圆19a的圆弧一致的三个第一内表面部分15a以及与正圆19a的圆弧不一致的四个第二内表面部分15b。

在转子1的制造工序中,三个第一内表面部分15a分别与模构件的正圆柱19的三个侧面部分一致。因而,正圆柱19的三个侧面部分支承树脂12的注射压力,因此能够抑制注射树脂时的转子芯10的变形。

在俯视观察时,四个第二内表面部分15b的各个第二内表面部分15b从正圆19a的中心角C1~C4的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向各圆弧的另一端点P2延伸。关于中心角C1~C4并无限定,但是为小于180°的角度,优选为小于150°、120°、90°、60°、45°或30°的角度。根据所述方式,在转子1的制造工序中,模构件的正圆柱19不会在冲孔15内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯10的强度。

接着,参照图3A~图3D来说明另一实施方式中的冲孔。图3A是表示另一实施方式中的冲孔35的俯视图。冲孔35具有与正圆19a的圆弧一致的一个第一内表面部分35a以及与正圆19a的圆弧不一致的一个第二内表面部分35b。

在俯视观察时,第一内表面部分35a与正圆19a的中心角C5的圆弧一致。关于中心角C5并无限定,但是为超过180°的角度,优选为超过210°、240°、270°、300°或330°的角度。根据所述方式,在转子的制造工序中,模构件的正圆柱19利用更大范围的侧面部分来支承树脂12的注射压力,因此能够有效地抑制注射树脂时的转子芯的变形。另外,模构件的正圆柱19不会在冲孔35内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯的强度。

在俯视观察时,第二内表面部分35b从正圆19a的中心角C6的圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸。关于中心角C6并无限定,但是为小于180°的角度,优选为小于150°、120°、90°、60°、45°或30°的角度。根据所述方式,在转子的制造工序中,模构件的正圆柱19不会在冲孔35内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯的强度。

接着,参照图3B来说明冲孔36。图3B是表示另一实施方式中的冲孔36的俯视图。冲孔36具有与正圆19a的圆弧一致的两个第一内表面部分36a以及与正圆19a的圆弧不一致的两个第二内表面部分36b。

两个第一内表面部分36a在以转子的轴线为中心的周向上相向。在转子的制造工序中,两个第一内表面部分36a分别与模构件的正圆柱19的两个侧面部分一致,因此正圆柱19的两个侧面部分能够在周向上支承树脂12的注射压力。

在俯视观察时,两个第二内表面部分36b分别从正圆19a的中心角C7、C8的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸。关于中心角C7、C8并无限定,但是为小于180°的角度,优选为小于150°、120°、90°、60°、45°或30°的角度。根据所述方式,在转子的制造工序中,模构件的正圆柱19不会在冲孔36内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯的强度。

接下来,参照图3C来说明冲孔37。图3C是表示另一实施方式中的冲孔37的俯视图。冲孔37具有与正圆19a的圆弧一致的两个第一内表面部分37a以及与正圆19a的圆弧不一致的两个第二内表面部分37b。

两个第一内表面部分37a在以转子的轴线为中心的径向上相向。在转子的制造工序中,两个第一内表面部分37a分别与模构件的正圆柱19的两个侧面部分一致,因此正圆柱19的两个侧面部分能够在径向上支持树脂12的注射压力。

两个第一内表面部分37a中的一个存在于与磁体11相向的区域D。在转子的制造工序中,区域D中的第一内表面部分37a与模构件的正圆柱19在区域D中的圆弧一致。因而,正圆柱19的侧面部分能够在转子芯容易变形的区域D中抑制该转子芯的变形。

在俯视观察时,两个第二内表面部分37b分别从正圆19a的中心角C9、C10的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸。关于中心角C9、C10并无限定,但是为小于180°的角度,优选为小于150°、120°、90°、60°、45°或30°的角度。根据所述方式,在转子的制造工序中,模构件的正圆柱19不会在冲孔37内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯的强度。

接着,参照图3D来说明冲孔38。图3D是表示另一实施方式中的冲孔38的俯视图。冲孔38具有与正圆19a的圆弧一致的三个第一内表面部分38a以及与正圆19a的圆弧不一致的三个第二内表面部分38b。

在俯视观察时,三个第一内表面部分38a分别与将正圆19a从中心三等分而成的范围内的圆弧一致。关于三个第一内表面部分38a的中心角C11~C13并无限定,但是为60°以上且小于120°的角度,优选为70°、80°或90°以上且小于120°的角度。在转子的制造工序中,三个第一内表面部分38a分别与模构件的正圆柱19的三个侧面部分一致。因而,正圆柱19的三个侧面部分能够从三个不同的方向支承树脂12的注射压力。

三个第一内表面部分38a中的一个存在于与磁体11相向的区域D。在转子的制造工序中,区域D中的第一内表面部分38a与模构件的正圆柱19的侧面部分一致。因而,正圆柱19的侧面部分能够在转子芯容易变形的区域D抑制该转子芯的变形。

在俯视观察时,三个第二内表面部分38b分别从正圆19a的中心角小于180°的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸。关于中心角并无限定,但是为小于180°的角度,优选为小于150°、120°、90°、60°、45°或30°的角度。根据所述方式,在转子的制造工序中,模构件的正圆柱19不会在冲孔38内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯的强度。

接着,参照图4来说明图1的电动机的转子1的制造方法。图4是表示本实施方式中的电动机的转子1的制造方法的流程图。本例的电动机的转子1的制造方法包括冲切工序S40、冲压铆接工序S41、磁体配置工序S42、模构件配置工序S43以及树脂注射工序S44。

首先,在冲切工序S40中,在圆盘状的磁性薄板上形成多个冲孔15。在此,冲孔15形成为在俯视观察时具有与正圆19a的圆弧一致的三个第一内表面部分15a以及与正圆19a的圆弧不一致的四个第二内表面部分15b。四个第二内表面部分15b分别形成为在俯视观察时从正圆19a的中心角C1~C4的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸。此外,在冲切工序S40中,在磁性薄板中不仅形成多个冲孔15,还形成轴孔13以及多个磁体保持孔14。

接着,在冲压铆接工序S41中,使多个磁性薄板成为一体来形成转子芯10。接下来,在磁体配置工序S42中,永磁体11以在周向上形成交替的磁极的方式配置于转子芯10内部、即磁体保持孔14。在其它实施方式中,如图2所示,永磁体21配置于转子芯20的外周面26。

接着,在模构件配置工序S43中,将转子芯10配置到未图示的模构件中。在此,以多个冲孔15的各个冲孔15的三个第一内表面部分15a与多个正圆柱19的各个正圆柱19的三个侧面部分面接触的方式将多个正圆柱19插入到多个冲孔15。

接着,在树脂注射工序S44中,将树脂12从未图示的注射成型机注射到模构件。在此,虽然树脂12通过极高的注射压力而被填充到大致空处18整体,但是由于正圆柱19的三个侧面部分支承树脂12的注射压力,因此能够抑制注射树脂时的转子芯10的变形。另外,在俯视观察时,冲孔15的四个第二内表面部分15b分别从正圆19a的中心角小于180°的各圆弧的一个端点P1经过正圆19a的外侧而向另一端点P2延伸,因此正圆柱19不会在冲孔15内部活动,能够支持注射树脂时的转子芯10的强度。此外,在树脂注射工序S44中,树脂12在规定的温度下固化。这样一来,可以制造出本例的电动机的转子1。

在此,参照图5A和图5B对本例的电动机的转子1的作用效果进行说明。图5A是表示以往的复杂形状的冲孔55与模构件的正圆柱19的接触部分的放大图。图5B是表示本实施方式中的复杂形状的冲孔15与模构件的正圆柱19的接触部分的放大图。如图5A所示,以往的冲孔55以线L与正圆柱19的侧面接触,因此注射压力集中在线L上,未能充分抑制转子芯50的变形。

与此相对,如图5B所示,本例的冲孔15的第一内表面部分15a与模构件的正圆柱19的侧面部分一致。因而,正圆柱19的侧面部分支承树脂12的注射压力,因此能够抑制注射树脂时的转子芯10的变形。另一方面,在俯视观察时,本例的冲孔15的第二内表面部分15b分别从正圆柱19的中心角小于180°的圆弧的一个端点P1经过正圆的外侧而向另一端点P2延伸。因而,模构件的正圆柱19不会在冲孔15内部活动,因此能够支持注射树脂时的转子芯10的强度。

由于能够像这样利用已有的变形抑制构件即正圆柱19,因此能够不伴有制造设备的成本上升以及作业性恶化地兼顾基于复杂形状的冲孔15的电动机的转子1的高速化和注射树脂时的转子芯的变形抑制。

在本说明书中对各种实施方式进行了说明,但是应该理解的是,本实用新型并不限定于前述的各种实施方式,能够在前述的权利要求书中所记载的范围内进行各种变更。

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