转子和转子的制造方法与流程

文档序号:25543224发布日期:2021-06-18 20:40
转子和转子的制造方法与流程

相关申请的援引

本申请以2018年10月30日申请的日本专利申请2018-204071号为基础,在此援引其记载内容作为参照。

本说明书中的公开涉及转子和转子的制造方法。



背景技术:

在专利文献1中公开了旋转电机的转子。该转子具有在周向上排列多个的磁体以及对上述磁体进行收容的转子铁芯。在转子中,在周向上排列多个的磁极由多个磁体形成。转子具有:q轴铁芯部,上述q轴铁芯部设置在沿周向相邻的磁极之间;定子侧铁芯部,上述定子侧铁芯部设置在比磁体更靠径向外侧的位置;以及桥部,上述桥部将q轴铁芯部和定子侧铁芯部连接。在上述专利文献1中,桥部的壁厚比定子侧铁芯部的壁厚小,并且在周向上设置在比磁体更靠q轴铁芯部侧的位置处,由此能够对有效磁通量的减少进行抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2014-93858号公报



技术实现要素:

然而,在上述专利文献1中,在转子在旋转电机中旋转的情况下,来自磁体的应力可能会由于离心力而集中于桥部,从而有可能在桥部或磁体中发生变形等异常。因此,考虑了增大桥接部的壁厚来提高桥接部的强度的方法,但是在该方法中,磁通容易穿过桥接部而朝向q轴芯部,从而有可能使有效磁通量减少。

本公开的主要目的在于提供一种能够对在转子铁芯或磁体中发生变形等异常以及有效磁通量减少这两者进行抑制的转子和转子的制造方法。

本说明书中公开的多个方式采用互相不同的技术手段来实现各个目的。另外,权利要求书中记载的括号内的符号是作为一个方式表示与后述的实施方式中记载的具体元件的对应关系的一例,并不限定技术范围。

第一方式是一种转子,包括:

磁体,上述磁体具有一对肩部;以及

转子铁芯,上述转子铁芯具有以一对肩部沿周向排列的方向对磁体进行收容的收容孔,

转子铁芯具有:

内侧铁芯部,上述内侧铁芯部设置在比收容孔更靠径向内侧的位置处;

一对支承部,一对上述支承部在比内侧铁芯部更靠径向外侧的位置处隔着收容孔沿周向排列设置,并且以从径向外侧钩挂于磁体的一对肩部的状态对磁体进行支承;以及

覆盖部,上述覆盖部架设于一对支承部,并且从径向外侧对磁体进行覆盖,

在覆盖部中,至少与支承部连接的部分为比支承部薄的薄壁部。

根据第一方式,一对支承部从径向外侧钩挂于磁体所具有的一对肩部。在该结构中,在转子旋转的情况下,通过一对支承部对磁体由于离心力而向径向外侧移动进行限制。因此,能够通过一对支承部对由于离心力使来自磁体的负载施加于覆盖部而在覆盖部中发生变形等异常进行抑制。并且,在转子中,由于覆盖部从径向外侧对磁体进行覆盖,因此,能够利用覆盖部对磁体的中心部由于离心力而以朝向径向外侧隆起的方式变形进行抑制。

此外,在覆盖部中,由于至少与支承部连接的部分是薄壁部,因此,磁通不易在产生与磁极的极性相反的极性的方向上穿过薄壁部。即,经由覆盖部的磁通的短路由于薄壁部的存在而不易发生。因此,即使为了使支承部的强度能够对抗离心力而使支承部的厚度尺寸足够大,也能够对磁通穿过支承部而使有效磁通量减少进行抑制。另外,由于磁体的支承由支承部进行,因此,薄壁部只要具有能够对磁体的变形进行限制的程度的强度即可,从而能够以有效磁通量不减少的方式使薄壁部充分地薄壁化。

通过以上,能够对在转子铁芯或磁体中发生变形等异常以及有效磁通量减少这两者进行抑制。

第二方式是一种转子的制造方法,包括以下步骤:

准备具有一对肩部的磁体;

准备转子铁芯,上述转子铁芯具有:收容孔,上述收容孔对磁体进行收容;内侧铁芯部,上述内侧铁芯部设置在比收容孔更靠径向内侧的位置处;一对支承部,一对上述支承部在比内侧铁芯部更靠径向外侧的位置处隔着收容孔沿周向排列设置;以及覆盖部,上述覆盖部架设于一对支承部,并且从径向外侧对磁体进行覆盖;

以一对肩部沿周向排列的方向将磁体收容于收容孔;

准备模具装置,上述模具装置具有:在收容孔中设置在磁体与转子铁芯之间的间隙即收容间隙的、用于成型树脂的型腔;以及与型腔连接的浇口;

以在转子铁芯的轴向上浇口与收容间隙中的磁体与内侧铁芯部之间的间隙即内侧间隙相通的方式,将在收容孔中收容有磁体的状态的转子铁芯安装于型腔;

从浇口向间隙供给熔融树脂;

在熔融树脂固化后将模具装置从转子铁芯拆下。

根据第二方式,在转子铁芯的收容孔中,从模具装置的浇口向磁体与内侧铁芯部之间的间隙供给熔融树脂。因此,通过仅进行向收容孔供给熔融树脂的供给作业,能够形成如下的状态:在收容孔中磁体朝向径向外侧与内侧铁芯部分开,并且磁体的一对肩部钩挂于一对支承部。因此,能够起到与上述第一方式相同的效果。

附图说明

图1是第一实施方式中的旋转电机的纵剖视图。

图2是与轴向正交的方向上的旋转电机的局部剖视图。

图3是图2中的磁体周边的转子的放大图。

图4是图3中的d轴凹部周边的转子的放大图。

图5是表示d轴及q轴与磁通的关系的图。

图6是表示注塑成型装置的结构的示意图。

图7是表示模具装置的浇口与转子的内侧间隙之间的位置关系的图。

图8是第二实施方式中的磁体周边的转子的放大图。

图9是第三实施方式中的磁体周边的转子的放大图。

图10是第四实施方式中的磁体周边的转子的放大图。

具体实施方式

以下,参照附图说明用于实施本公开的多个方式。在各方式中,对与在前方式说明过的事项对应的部分有时会标注相同的附图标记并省略重复的说明。在各方式中,在仅对结构的一部分进行说明的情况下,结构的其他部分可以适用在先说明过的其他方式。不仅是各实施方式中具体明确记载了可以组合的部分之间的组合,只要不对组合造成阻碍,即使没有明确记载,也可以将实施方式之间部分地进行组合。

(第一实施方式)

图1所示的旋转电机10是三相交流方式的电动发电机。旋转电机10是车辆用电动机,装设于电动汽车、混合动力汽车等车辆。旋转电机10在车辆中被用作发电机或电动机。另外,旋转电机10除了用作车辆用之外,还可以用作工业用、家电用、oa设备用、游戏机用等。

旋转电机10具有:作为环状的定子(stator)的定子11;作为设置于定子11的内侧的转子(rotor)的转子12;以及对上述定子11和转子12进行收容的外壳13。在本实施方式中,以转子12的中心线cl为轴进行旋转,并且将该中心线cl延伸的方向称为轴向α。在这种情况下,转子12的径向β和转子12的周向γ均与轴向α正交。在本实施方式中,假定穿过中心线cl并沿径向β延伸的直线状的假想线,并且在该假想线上的假想点vp处,轴向α、径向β、周向γ彼此正交。另外,在图2中,将后述的q轴上的点作为假想点vp进行图示。

定子11固定于外壳13,定子11的外周面与外壳13的内周面相对。定子11具有:环状的定子铁芯15;以及卷绕于定子铁芯15的定子绕组16。定子铁芯15通过使环状的多个电磁钢板在轴向α上层叠而形成,从而整体上为筒状。定子绕组16具有多个导体段,并且上述定子绕组16在上述导体段安装于定子铁芯15的状态下彼此连接而形成。导体段具有:长条状的导体;以及包覆该导体的外周面的绝缘膜。在定子铁芯15设有在轴向α上贯穿该定子铁芯15的多个切槽15a(参照图2),导体段插入到该切槽15a中。另外,在图2等中,省略了定子绕组16的图示。

转子12具有沿中心线cl延伸的轴孔12a。转子12是沿中心线cl延伸的圆环状的环状构件,并且转子12的内周面形成轴孔12a。转子12的外周面向径向内侧与定子11的内周面分开。另外,在转子12中,将径向β上的内周面侧称为径向内侧,将径向β上的外周面侧称为径向外侧。

旋转电机10具有:固定于转子12的转轴部18;以及将转轴部18支承为能够旋转的轴承部19。转轴部18的中心线与转子12的中心线cl一致,并和转子12一起旋转。转轴部18是从转子12在轴向α上延伸的长条状构件。转轴部18在插通于轴孔12a的状态下固定于转子12。轴承部19固定于外壳13。轴承部19在轴向α上分开设成两个。

如图2所示,转子12具有磁体20和转子铁芯30。转子12为在转子铁芯30中埋入有磁体20的埋入磁体型的转子。磁体20是永磁体,在周向γ上排列有多个。在转子12中,利用上述磁体形成有极性在周向γ上交替不同的多个磁极。在本实施方式中,在转子12中形成有八个电极。在转子12中,设定穿过磁极的中心的d轴以及穿过相邻磁极的中间的q轴。上述d轴和q轴均穿过中心线cl并沿径向β直线状地延伸。在各磁极中,n极和s极中的一方的磁通量或磁通密度在d轴处最大,在周向γ上越远离d轴越小,在q轴处几乎为零。

如图2、图3所示,磁体20在轴向α上柱状地延伸。在转子12中,磁体20的埋入方式为弧式。具体而言,磁体20在与轴向α正交的方向β、γ上的截面形状为在周向γ上延伸的扁平状。在该磁体20中,径向β的厚度尺寸小于周向γ的宽度尺寸,周向γ上的中央部分以向径向外侧隆起的方式弯曲。磁体20具有:底座部21,上述底座部21具有周向γ上的中央部分;以及一对肩部22,上述肩部22在周向γ上设置于底座部21的两侧。磁体20具有朝向径向外侧的外表面20a、朝向径向内侧的内表面20b、以及将上述外表面20a和内表面20b连接的一对侧端面20c。底座部21至少包括外表面20a及内表面20b,肩部22至少包括侧端面20c。在肩部22中,侧端面20c的至少一部分在相对于径向β倾斜的状态下朝向径向外侧。

磁体20在沿周向γ相邻的q轴之间配置于在周向γ上跨越d轴的位置处。磁体20的周向γ上的中心配置于d轴上。在磁体20中,底座部21在周向γ上跨越d轴,肩部22位于在周向γ上从q轴朝向d轴侧分开的位置处。肩部22位于在周向γ上比d轴更靠近q轴的位置处。磁体20的磁化方向为d轴延伸的方向。磁体20中的磁通彼此平行地延伸,并且所有磁通均与d轴平行地延伸。另外,磁体20的磁化方向也可以为径向β。在这种情况下,磁体20中的磁通彼此不平行。

转子铁芯30通过将多个电磁钢板在轴向α上层叠而形成,从而整体上为圆筒状。转子铁芯30具有外周面30a和内周面30b,由上述外周面30a和内周面30b形成转子12的外轮廓。外周面30a形成转子12的外周面,内周面30b形成转子12的内周面。

转子铁芯30具有对磁体20进行收容的收容孔31,相当于形成收容孔31的收容孔形成部。收容孔31是在轴向α上贯穿转子铁芯30的贯穿孔。收容孔31在周向γ上排列有多个。在一个收容孔31中收容有一个磁体20。在与轴向α正交的方向β、γ上,收容孔31的截面形状与磁体20的截面形状大致相同,收容孔31比磁体20大。在收容孔31中,在转子铁芯30与磁体20之间形成有间隙。若将该间隙称为收容间隙24,则在收容间隙24中填充有填充部25。填充部25通过将树脂材料等填充材料固化而形成。另外,在图3、图4中,省略了填充部25的图示。

如图2、图3所示,转子铁芯30具有内侧铁芯部32和外侧铁芯部33。上述内侧铁芯部32和外侧铁芯部33在轴向α上延伸,并且均形成转子铁芯30的两端面。内侧铁芯部32设置在比收容孔31更靠径向内侧的位置处;内侧铁芯部32为圆筒状,形成转子铁芯30的内周面30b。外侧铁芯部33设置在比内侧铁芯部32更靠径向外侧的位置处。外侧铁芯部33整体上为圆筒状,并且形成转子铁芯30的外周面30a。内侧铁芯部32和外侧铁芯部33在径向上排列。收容孔31在径向β上设置在内侧铁芯部32与外侧铁芯部33之间。内侧铁芯部32和外侧铁芯部33均形成收容孔31。

外侧铁芯部33具有q轴跨越部34、支承部35和覆盖部36。上述q轴跨越部34、支承部35和覆盖部36在轴向α上延伸,并且均形成外侧铁芯部33的两端面。q轴跨越部34在沿周向γ相邻的收容孔31之间设置于在周向γ上跨越q轴的位置处。q轴跨越部34从内侧铁芯部32朝向径向外侧延伸。

针对一个收容孔31设置有两个支承部35。上述支承部35通过在周向γ上配置于收容孔31的两侧而成为一对。一对支承部35通过从径向外侧钩挂于磁体20的一对肩部22来对磁体20进行支承。即使随着转子12的旋转而在磁体20中产生离心力,上述支承部35也能够抵抗离心力而对磁体20向径向外侧移动进行限制。

未隔着磁体20而在周向γ上相邻的支承部35设置于彼此不同的收容孔31。q轴跨越部34将上述支承部35连接,相当于连接部。上述支承部35夹着q轴在周向γ上相邻,并且均从q轴跨越部34延伸。

支承部35具有延伸部35a和突起35b。上述延伸部35a和突起35b在轴向α上延伸,并且均形成支承部35的两端面。延伸部35a从q轴跨越部34沿径向外侧或周向γ延伸。本实施方式的延伸部35a相对于q轴倾斜,并且在远离q轴的同时朝向径向外侧延伸。突起35b从延伸部35a朝向收容孔31突出。因此,在支承部35中,突起35b比延伸部35a更容易钩挂于磁体20的肩部22。

在本实施方式中,突起35b在与轴向α正交的方向β、γ上的截面形状为半圆状。因此,在突起35b钩挂于磁体20的情况下,在与轴向α正交的截面中,突起35b与磁体20的肩部22点接触。在这种情况下,突起35b与磁体20的接触部分在轴向α上线状地延伸。即,突起35b与磁体20线接触。另外,突起35b的截面形状也可以是三角形状或半椭圆形状。

覆盖部36以在周向γ上延伸的状态架设于一对支承部35,并且将上述支承部35连接。覆盖部36从径向外侧对磁体20进行覆盖。覆盖部36比延伸部35a更薄。换言之,延伸部35a比覆盖部36更厚,相当于厚壁部。

如图4所示,在延伸部35a或覆盖部36的厚度方向上,延伸部35a的厚度尺寸d1大于覆盖部36的厚度尺寸d2。延伸部35a的越是远离d轴跨越部且靠近覆盖部36的部分越薄。即,在延伸部35a中,越是靠近覆盖部36的部分的厚度尺寸d1越小。另一方面,在覆盖部36中,厚度尺寸d2在周向γ上是均匀的。覆盖部36整体比在延伸部35a中最薄的部分更薄,相当于薄壁部。在这种情况下,覆盖部36具有薄壁部。另外,在厚度方向上,从延伸部35a突出的突起35b突出尺寸d3小于延伸部35a的厚度尺寸d1。

另外,在延伸部35a和覆盖部36中,假定将转子铁芯30的外周面30a和收容孔31的中间点连接的中心线,并且将与该中心线正交的方向称为厚度方向。厚度尺寸d1、d2是延伸部35a或覆盖部36中的外周面30a与收容孔31在厚度方向上的分开距离。

收容间隙24具有:外侧间隙24a,上述外侧间隙24a是磁体20的外表面20a与覆盖部36之间的间隙;以及内侧间隙24b,上述内侧间隙24b是磁体20的内表面20b与内侧铁芯部32之间的间隙。内侧间隙24b设置在比磁体20更靠径向内侧的位置处,外侧间隙24a设置在比磁体更靠径向外侧的位置处。在径向β上,内侧间隙24b的间隙尺寸d4大于外侧间隙24a的间隙尺寸d5。磁体20配置于在径向β上比内侧铁芯部32更靠近覆盖部36的位置处。另外,将内侧间隙24b中的最小的部分的间隙尺寸设为间隙尺寸d4,将外侧间隙24a中的最大的部分的间隙尺寸设为间隙尺寸d5。

转子铁芯30具有q轴凹部38。q轴凹部38是外周面30a沿着d轴朝向径向内侧凹陷的凹部。q轴凹部38未到达内侧铁芯部32,并且配置在向径向外侧与内侧铁芯部32分开的位置处。在转子铁芯30中,在q轴凹部38与内侧铁芯部32之间的部分为q轴跨越部34。在径向β上,q轴凹部38的凹陷尺寸d6大于q轴跨越部34的厚度尺寸d7。另一方面,q轴跨越部34的厚度尺寸d7大于延伸部35a的厚度尺寸d1。q轴凹部38的周向γ上的端部与延伸部35a、突起35b、收容孔31及磁体20沿径向β排列。另外,在周向γ上,将q轴跨越部34的最薄的部分的厚度尺寸设为厚度尺寸d7。

覆盖部36的厚度尺寸d2越小,由磁体20产生的磁通越容易在与d轴平行的方向或径向β上穿过覆盖部36。换言之,覆盖部36与延伸部35a相比越薄,在转子12与定子11之间往来的磁通就越多,有效磁通量就越不易减少。

延伸部35a的厚度尺寸d1越大且突起35b越靠近q轴跨越部34,支承部35对磁体20进行支承时的支承强度就越容易变大。由于延伸部35a从q轴跨越部34延伸,因此,容易实现q轴跨越部34的厚度尺寸d7越大则延伸部35a的厚度尺寸d1就越大的结构。另一方面,q轴跨越部34的厚度尺寸d7越大,产生与d轴相反极性的磁通就越容易穿过q轴跨越部34。例如,如图5所示,在转子铁芯30的外周面30a上,n极和s极中的一方在d轴上产生,并且在q轴上不产生任何极性。在这种情况下,穿过q轴跨越部34的磁通越多,在d轴与q轴之间的位置处就越容易产生与d轴相反的极性。其结果是,磁通量的有效值降低,并且有效磁通量容易减少。

与此相对,在本实施方式中,由于q轴跨越部34的厚度尺寸d7大于延伸部35a的厚度尺寸d1,从而使q轴跨越部34具有一定程度的厚度,因此,支承部35的支承强度不易发生不足的情况。另一方面,由于q轴跨越部34的厚度尺寸d7小于q轴凹部38的凹陷尺寸d6,从而使q轴跨越部34变薄到产生与d轴相反极性的磁通不易穿过的程度,因此,能够对有效磁通量的减少进行抑制。

接着,参照图6、图7对制造转子12的制造方法进行说明。转子的制造方法包括使用注塑成型装置50来制造填充部25的填充部25的制造方法。

如图6所示,注塑成型装置50具有注塑成型机51、料斗52和模具装置53。料斗52将颗粒等树脂材料以固形的状态供给到注塑成型机51。注塑成型机51对从料斗52供给的树脂材料进行加热来生成熔融树脂,并且将该熔融树脂供给到模具装置53。注塑成型机51具有喷嘴51a,通过该喷嘴51a射出熔融树脂,并且将该熔融树脂压入到模具装置53的内部。

模具装置53构成为包括模具。模具装置53具有型腔55和树脂通路56。型腔55和树脂通路56均由模具装置53的内部空间形成。模具装置53为形成型腔55和树脂通路56的形成部。型腔55是用于使填充部25成型的空洞部,并且是对安装有磁体20的状态的转子铁芯30进行收容的收容空间。树脂通路56从型腔55延伸,并且是在模具装置53安装于注塑成型机51的状态下将喷嘴51a与树脂通路56连接的连接通路。

树脂通路56具有浇口56a和流道56b。浇口56a在树脂通路56中设置于型腔55侧的端部即下游端部,流道56b从浇口56a朝向上游侧延伸。在模具装置53中设置有多个浇口56a。

模具装置53具有第一模具部53a和第二模具部53b。上述模具部53a、53b分别具有凹部,通过将上述凹部组合来形成型腔55。第一模具部53a和第二模具部53b中的一方具有各浇口56a。在本实施方式中,第一模具部53a形成各浇口56a。

在磁体20和转子铁芯30收容于型腔55的状态下,转子铁芯30的收容孔31的两端部均由模具装置53的内周面封闭。即使在这种状态下,浇口56a也与收容孔31相通。如图7所示,浇口56a配置于收容孔31中的与内侧间隙24b在轴向α上并列的位置处,并且与内侧间隙24b相通,另一方面,不与外侧间隙24a相通。浇口56a的下游端部配置在d轴上。浇口56a在轴向α上设置于收容孔31的两端中的一方的端部。

在从注塑成型机51向树脂通路56供给熔融树脂的情况下,该熔融树脂从浇口56a朝向内侧间隙24b流入到收容孔31。该熔融树脂在收容孔31中流过内侧间隙24b的至少一部分后到达外侧间隙24a。具体而言,从浇口56a流入内侧间隙24b的熔融树脂通过朝向周向γ前进而远离浇口56a,并且在以绕过磁体20在周向γ上的端部的方式流过突起35b之后到达外侧间隙24a。该熔融树脂将磁体20朝向径向外侧按压。在这种情况下,磁体20成为由熔融树脂按压于突起35b的状态。在这种状态下,熔融树脂固化并形成填充部25,由此保持磁体20与突起35b接触的状态。

在制造转子12的情况下,进行准备模具装置53的工序、以及准备转子铁芯30和磁体20的工序。在准备转子铁芯30和磁体20的工序中,包括制造转子铁芯30的工序以及制造磁体20的工序。然后,进行将磁体20收容于转子铁芯30的收容孔31的工序。之后,以将带有磁体20的转子铁芯30收容于型腔55的方式将第一模具部53a和第二模具部53b安装于转子铁芯30,由此对模具装置53进行组装。

然后,进行将模具装置53安装于注塑成型机51的工序,进行从注塑成型机51向模具装置53供给熔融树脂的供给工序。在该供给工序中,从浇口56a朝向内侧间隙24b向收容孔31的收容间隙24注入熔融树脂。在供给工序之后,进行使填充于收容间隙24的熔融树脂固化的工序。通过进行该工序,利用熔融树脂来形成填充部25,并且形成具有该填充部25的转子12。之后,从转子12拆下模具装置53。

根据至此为止说明了的本实施方式,一对支承部35从径向外侧钩挂于磁体20的一对肩部22。在该结构中,在转子12随着旋转电机10的运转而旋转的情况下,利用一对支承部35对磁体20由于离心力而向径向外侧移动进行限制。因此,能够通过一对支承部35对由于离心力使来自磁体20的负载施加于覆盖部36而在覆盖部36中发生变形等异常进行抑制。

并且,在转子12中,由于覆盖部36从径向外侧对磁体20进行覆盖,因此,利用覆盖部36对磁体20的底座部21由于离心力而以朝向径向外侧隆起的方式变形进行抑制。特别地,在收容孔31中,在外侧间隙24a设置有填充部25。在该结构中,即使假设磁体20由于离心力而变形,也能够通过外侧间隙24a内的填充部25对仅磁体20的一部分与覆盖部36接触进行限制。在这种情况下,由于从磁体20施加于覆盖部36的负载利用填充部25扩散至覆盖部36整体,因此,能够对来自磁体20的负载集中于覆盖部36的一部分而在覆盖部36中发生变形等异常进行抑制。

此外,由于覆盖部36比支承部35薄,因此,磁通不易在产生与d轴上的极性相反的极性的方向上穿过覆盖部36。即,隔着覆盖部36的磁通的短路由于覆盖部36的薄壁化而不易发生。因此,即使为了使支承部35的强度能够对抗离心力而使支承部35的厚度尺寸d1足够大,也能够对磁通穿过支承部35而使有效磁通量减少进行抑制。另外,由于磁体20的支承由支承部35进行,因此,覆盖部36只要具有能够对磁体20的变形进行限制的程度的强度即可,从而能够以有效磁通量不减少的方式使覆盖部36充分地薄壁化。

通过以上,能够对在转子铁芯30、磁体20中发生变形等异常以及有效磁通量减少这两者进行抑制。

根据本实施方式,磁体20设置于在周向γ上跨越d轴的位置处。在该结构中,在一个磁极中在d轴上设置有磁体20,因此,与例如在一个磁极中在d轴上未设置磁体20的结构相比,有效磁通量不易减少。另一方面,由于一个磁体20的大型化,因此,由于转子12的旋转而在磁体20中产生的离心力增大,从而有可能在磁体20或转子铁芯30中容易发生变形等异常。因此,如本实施方式那样,优选地,在利用支承部35和覆盖部36对磁体20及转子铁芯30中发生变形等异常进行抑制的结构中,应用磁体20设置于在周向γ上跨越d轴的位置处的结构。另外,作为在一个磁极中在d轴上未设置磁体20的结构,可以列举在一个磁极中夹着d轴在周向γ上排列两个磁体的结构。

根据本实施方式,由于支承部35的延伸部35a的厚度尺寸d1大于覆盖部36的厚度尺寸d2,因此,能够提高支承部35的强度。并且,由于在延伸部35a上设置有突起35b,因此,突起35b比覆盖部36更容易钩挂于磁体20。因此,能够实现来自磁体20的负载容易施加于支承部35而不是覆盖部36的结构。

根据本实施方式,在转子铁芯30中,q轴凹部38和支承部35在径向β上排列设置。在该结构中,与q轴凹部38和延伸部35a不沿径向β排列的结构不同,能够根据q轴凹部38的凹陷尺寸d6或形状来设定延伸部35a的厚度尺寸d1或q轴跨越部34的厚度尺寸d7。在这种情况下,由于q轴凹部38对延伸部35a或q轴跨越部34的壁厚变得过厚进行限制,因此,能够对磁通在产生与d轴上的极性相反的极性的方向上穿过延伸部35a或q轴跨越部34进行抑制。因此,能够利用q轴凹部38对有效磁通量由于支承部35或q轴跨越部34而减少进行抑制。

根据本实施方式,夹着q轴在周向γ上相邻的支承部35由q轴跨越部34连接。在该结构中,由于q轴跨越部34设置在内侧铁芯部32的外侧,因此,与例如支承部35从内侧铁芯部32延伸的结构相比,能够使支承部35缩短q轴跨越部34的厚度的量。另外,由于无需使夹着q轴在周向γ上相邻的延伸部35a彼此分开,因此,能够增大上述延伸部35a的厚度尺寸d1。如上所述,能够利用q轴跨越部34来提高支承部35的强度。

根据本实施方式,在转子12不旋转的状态下,磁体20与支承部35接触而向径向内侧与覆盖部36分开。因此,在转子12旋转的情况下,能够实现来自磁体20的负载相比于覆盖部36更容易施加于支承部35的结构。

根据本实施方式,在收容孔31中,内侧间隙24b的间隙尺寸d4大于外侧间隙24a的间隙尺寸d5。在该结构中,在转子12的制造工序中,在向收容间隙24填充熔融树脂来形成填充部25时,与内侧间隙24b相比,熔融树脂更容易向外侧间隙24a流入。这样,若熔融树脂主动地流入外侧间隙24a,则磁体20被熔融树脂朝向径向外侧按压,由此容易成为钩挂于支承部35的状态。因此,能够实现来自磁体20的负载相比于覆盖部36更容易施加于支承部35的结构。

根据本实施方式,由于覆盖部36的整体为薄壁部,因此,在覆盖部36的整体中,磁通不易在周向γ上穿过。因此,能够通过覆盖部36整体的薄壁化可靠地抑制经由覆盖部36的磁通的短路。

根据本实施方式,在转子12的制造工序中,形成填充部25的熔融树脂从模具装置53的浇口56a向转子铁芯30的内侧间隙24b供给。因此,通过仅进行向收容孔31的收容间隙24注入熔融树脂的作业,能够形成如下的状态:在收容孔31中磁体20朝向径向外侧与内侧铁芯部32分开,并且磁体20的一对肩部22钩挂于一对突起35b。由此,能够实现来自磁体20的负载不易施加于覆盖部36的结构,因此,能够使覆盖部36尽可能地薄。另外,覆盖部36也可以不必比支承部35薄。

(第二实施方式)

在上述第一实施方式中,支承部35的突起35b与磁体20的肩部22为线接触,但是在第二实施方式中,上述突起35b与肩部22为面接触。在本实施方式中,以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。

如图8所示,突起35b在与轴向α正交的方向β、γ上的截面形状为矩形。在支承部35中,突起35b的前端面35c沿着延伸部35a的延伸方向延伸。前端面35c为在轴向α上以及与该轴向α正交的方向β、γ这些方向上延伸的面。该前端面35c和磁体20的侧端面20c分别包括彼此平行地延伸的部分,通过使上述平行地延伸的部分各自的至少一部分彼此接触来实现面接触。在突起35b从径向外侧钩挂于磁体20的肩部22的情况下,突起35b的前端面35c与磁体20的侧端面20c彼此面接触。

根据本实施方式,在支承部35钩挂于磁体20的情况下,支承部35的突起35b与磁体20的肩部22面接触。在该结构中,从支承部35施加于磁体20的应力随着转子12的旋转而容易扩散至磁体20中的与支承部35面接触的部分的整体。因此,能够对应力集中于磁体20的一部分而在磁体20中发生变形等异常进行抑制。换言之,在磁体20由于随着转子12的旋转而产生的离心力被按压于支承部35的突起35b的情况下,来自磁体20的负载容易分散至突起35b中的与磁体20面接触的部分的整体。因此,能够对来自磁体20的负载集中于突起35b的一部分而在支承部35中发生突起35b的变形、或延伸部35a中的对突起进行支承的部分的变形这样的异常进行抑制。

(第三实施方式)

在上述第一实施方式中,支承部35的突起35b为钩挂于磁体20的结构,但是在第三实施方式中,支承部35的延伸部35a为钩挂于磁体20的结构。在本实施方式中,以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。

如图9所示,与上述第一实施方式不同,支承部35不具有突起35b。即,在延伸部35a上未设置突起35b。在该结构中,延伸部35a的内表面和磁体20的侧端面20c分别包括彼此平行地延伸的部分,通过使上述平行地延伸的部分各自的至少一部分彼此接触来实现面接触。在延伸部35a从径向外侧钩挂于磁体20的肩部22的情况下,延伸部35a的内表面与磁体20的侧端面20c彼此面接触。

根据本实施方式,在支承部35钩挂于磁体20的情况下,支承部35的延伸部35a与磁体20的肩部22面接触。在该结构中,能够起到与上述第二实施方式相同的效果。特别地,在磁体20由于随着转子12的旋转而产生的离心力被按压于支承部35的延伸部35a的情况下,来自磁体20的负载容易分散至延伸部35a中的与磁体20面接触的部分的整体。因此,能够对来自磁体20的负载集中于延伸部35a的一部分而在支承部35中发生延伸部35a的变形等异常进行抑制。

(第四实施方式)

在上述第一实施方式中,在转子12中,针对一个磁极设置有一个磁体20,但是在第四实施方式中,针对一个磁极设置有多个磁体20。在本实施方式中,以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。

如图10所示,在一个磁极中,多个磁体20在径向β上排列设置。在本实施方式中,针对一个磁极设置有三个磁体20。与上述第一实施方式同样地,上述磁体20设置于在径向β上跨越d轴的位置处。在转子12中,磁体20的埋入方式为u字式。具体而言,磁体20在与轴向α正交的方向β、γ上的截面形状以周向γ上的中央部分朝向径向内侧隆起的方式弯曲。在该磁体20中,外表面20a配置在弯曲的内侧,内表面20b配置在弯曲的外侧。并且,一对侧端面20c在周向γ上设置在外表面20a与内表面20b之间,并且朝向径向外侧。与上述第一实施方式同样地,在磁体20中,底座部21至少包括外表面20a和内表面20b,肩部22至少包括侧端面20c。

转子铁芯30分别具有多个收容孔31a~31c。在上述收容孔31a~31c中分别收容有磁体20。收容孔31a~31c分别在周向γ上排列多个,并且针对一个磁极各设置一个。收容孔31a~31c中的第一收容孔31a设置于径向最内侧,第三收容孔31c设置于径向最外侧。第二收容孔31b在径向β上设置在第一收容孔31a与第三收容孔31c之间。与上述第一实施方式的收容孔31同样地,在收容孔31a~31c中,在转子铁芯30与磁体20之间形成有收容间隙24,在该收容间隙24中填充有填充部。

收容孔31a~31c为与磁体20大致相同的形状。具体而言,收容孔31a~31c以周向γ上的中央部分朝向径向内侧隆起的方式弯曲。对于径向β和周向γ这个方向,第一收容孔31a最大,第三收容孔31c最小。在第一收容孔31a的内周侧设置有第二收容孔31b,在第二收容孔31b的内周侧设置有第三收容孔31c。

在夹着q轴在周向γ上相邻的磁极中,各个第一收容孔31a夹着q轴在周向γ上相邻。q轴跨越部34在比内侧铁芯部32更靠径向外侧的位置处,设置在沿周向γ相邻的第一收容孔31a之间,并且设置在夹着q轴沿周向γ相邻的支承部35之间。支承部35在周向γ上设置在比q轴跨越部34更靠d轴侧的位置处,在比支承部35更靠d轴侧的位置处设置有覆盖部36。q轴跨越部34、支承部35和覆盖部36分别形成转子铁芯30的外周面30a。

支承部35从q轴跨越部34朝向d轴侧延伸,覆盖部36从支承部35朝向d轴侧延伸。在这种情况下,支承部35和覆盖部36的延伸方向为周向γ,厚度方向为径向β。与上述第一实施方式不同,支承部35不具有突起35b。因此,支承部35整体为上述第一实施方式中的延伸部35a。

覆盖部36具有薄壁部41和隆起部42。薄壁部41在周向γ上从支承部35朝向d轴侧延伸,并且比支承部35薄。在径向β上,薄壁部41的厚度尺寸d8小于支承部35的厚度尺寸d1。将薄壁部41中的最厚部分的厚度尺寸设为厚度尺寸d8,将支承部35中的最薄部分的厚度尺寸设为厚度尺寸d1。薄壁部41在周向γ上的长度尺寸大于薄壁部41的厚度尺寸d8。另外,薄壁部41的长度尺寸也可以小于厚度尺寸d8,但是优选地,设定成大小为磁通不易在周向γ上穿过薄壁部41的程度的值。

薄壁部41夹着d轴设置有一对。隆起部42架设于上述薄壁部41,并且整体上为从转子铁芯30的外周面30a朝向径向内侧隆起的形状。隆起部42具有第一隆起部43、第二隆起部44和第三隆起部45。第一隆起部43设置在第一收容孔31a与第二收容孔31b之间,并且将上述收容孔31a、31b分隔开。第二隆起部44设置在第二收容孔31b与第三收容孔31c之间,并且将上述收容孔31b、31c分隔开。第三隆起部45设置在比第三收容孔31c更靠径向外侧的位置处,并且形成转子铁芯30的外周面30a。

在第一收容孔31a中,在磁体20与薄壁部41及第一隆起部43之间设置有收容间隙24。特别地,收容间隙24具有在磁体20与第一隆起部43之间形成的外侧间隙24a。在第一收容孔31a中,磁体20的侧端面20c与支承部35接触。即使假设磁体20的侧端面20c与支承部35不接触,在径向β上,侧端面20c与支承部35的分开距离也小于侧端面20c与薄壁部41的分开距离。

根据本实施方式,即使随着转子12的旋转而在磁体20中产生离心力,在第一收容孔31a中,磁体20的肩部22也会钩挂于支承部35,因此,一对支承部35对该磁体20向径向侧移动进行限制。因此,在第一收容孔31a中,能够通过一对支承部35对来自磁体20的负载施加于薄壁部41或第一隆起部43而在覆盖部36中发生变形等异常进行抑制。并且,在第一收容孔31a中,由于磁体20被隆起部42从径向外侧覆盖,因此,能够利用隆起部42对磁体20由于离心力而变形进行抑制。

此外,由于覆盖部36的薄壁部41比支承部35薄,因此,磁通不易在产生与d轴上的极性相反的极性的方向上穿过薄壁部41。即,经由覆盖部36的磁通的短路由于薄壁部41而不易发生。另外,在第一收容孔31a中,由于磁体20的支承由支承部35进行,因此,薄壁部41只要具有能够对收容孔31b、31c内的磁体20或隆起部42进行支承的程度的强度即可。因此,能够以有效磁通量不减少的方式使薄壁部41充分地薄壁化。

(其他实施方式)

本说明书的公开不限定于例示的实施方式。公开包括例示的实施方式和本领域技术人员基于其进行的变形方式。例如,公开不限定于实施方式中所示的部件、要素的组合,可以进行各种变形来实施。公开可以以各种组合来实施。公开可以具有能追加到实施方式的追加部分。公开包含省略了实施方式的部件、要素的结构。公开包括一个实施方式与另一实施方式之间的部件、要素的替换或组合。公开的技术范围不限于实施方式的记载。公开的技术范围应理解为由权利要求书的记载表示,并且还包括与权利要求书的记载等同的意思和范围内的所有改变。

作为变形例1,支承部35也可以具有多个突起35b。例如,突起35b可以在延伸部35a的延伸方向上排列多个,突起35b也可以在轴向α上排列多个。

作为变形例2,突起35b只要设置在从径向外侧钩挂于磁体20的肩部22的位置处即可,也可以从延伸部35a仅沿径向β和周向γ中的一方延伸。

作为变形例3,磁体20的肩部22也可以具有朝向支承部35突出的突起。在这种情况下,能够实现支承部35容易从径向外侧钩挂于磁体20的肩部22的结构。

作为变形例4,在收容孔31中,内侧间隙24b的间隙尺寸d4也可以不大于外侧间隙24a的间隙尺寸d5。另外,在转子12不旋转的状态下,在收容孔31中,磁体20也可以不与内侧铁芯部32及覆盖部36这两者分开,而与至少一方接触。在这种情况下,也可以在磁体20与转子铁芯30之间形成外侧间隙24a或内侧间隙24b。

作为变形例5,在收容孔31中,也可以在外侧间隙24a和内侧间隙24b中的至少一方填充填充部25。另外,也可以不在收容间隙24填充填充部25。

作为变形例6,在一个磁极中,q轴凹部38的周向γ上的端部与支承部35或收容孔31、磁体20也可以不在径向β上排列。例如,也可以设为q轴凹部38的内壁面在径向β上延伸的结构、或者在周向γ上q轴凹部38的宽度尺寸小于彼此相邻的收容孔31的分开距离的结构。在上述结构中,q轴凹部38与支承部35或收容孔31、磁体20为在周向γ上横向排列设置的状态。

作为变形例7,q轴跨越部34的厚度尺寸d7也可以大于q轴凹部38的凹陷尺寸d6。例如,设为在转子铁芯30中不设置q轴凹部38的结构。在该结构中,在径向β上,q轴跨越部34的厚度尺寸d7与外侧铁芯部33的厚度尺寸相同。

作为变形例8,转子铁芯30也可以不具有q轴跨越部34。例如,在径向β上,q轴凹部38的凹陷尺寸d6为外侧铁芯部33的厚度尺寸以上。在该结构中,支承部35不是从q轴跨越部34而是从内侧铁芯部32朝向径向外侧延伸。

作为变形例9,在转子12中,磁体20的埋入方式也可以是块式或分割式。例如,在块式中,设为在一个磁极中沿与d轴正交的方向笔直地延伸的磁体被埋入转子铁芯30中的结构。在分割式中,设为在一个磁极中夹着d轴在周向γ上排列的两个磁体被埋入转子铁芯30中的结构。在该结构中,在一个磁极中,钩挂于磁体20的一对肩部22的一对支承部35设置在d轴与q轴之间。

作为变形例10,在上述第二实施方式中,也可以不在一个磁极中设置多个收容孔31a~31c,而是在一个磁极中设置一个收容孔。在该结构中,能够实现通过支承部35对收容于一个收容孔的一个磁体20进行支承的结构。在该结构中,能够避免来自收容于第二收容孔31b和第三收容孔31c的磁体20的负载施加于覆盖部36的薄壁部41。

作为变形例11,在模具装置53安装于带有磁体20的转子铁芯30的状态下,也可以在轴向α上分别针对收容孔31的两端设置浇口56a。在这种情况下,从浇口56a分别对收容孔31的两端注入熔融树脂。另外,浇口56a的下游端部也可以不配置在d轴上,而是配置于在周向γ上从d轴偏离的位置处。此外,浇口56a也可以配置在收容间隙24中的与外侧间隙24a相通的位置处。考虑到若熔融树脂从浇口56a注入到外侧间隙24a,则磁体20的肩部22容易向径向内侧与支承部35分开。即使在这种情况下,磁体20的肩部22随着转子12的旋转也会成为钩挂于支承部35的状态,从而由支承部35对磁体20的肩部22进行支承。

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