转子以及转子的制造方法与流程

1.本发明的实施方式涉及转子以及转子的制造方法。


背景技术：

2.专利文献1中记载了沿周向配置有多个磁铁的洗衣机的马达。作为这样的洗衣机的马达，优选小型且高扭矩。
3.专利文献1：日本特开平10
‑
42526号公报


技术实现要素：

4.本发明所要解决的课题在于提供一种能够高精度地进行多个磁铁的定位的转子以及转子的制造方法。
5.实施方式的转子的制造方法具有磁铁配置工序、树脂成型工序、以及后励磁工序。在上述磁铁配置工序中，将具有第一倾斜面的未励磁的多个主磁铁以下述方式在周向隔开间隔地配置成圆环状或者圆弧状：使配置在定子侧的模具的周面与上述主磁铁的侧面相对、使上述第一倾斜面的第一法线在径向上朝向定子侧的相反侧且相对于旋转轴倾斜。在上述树脂成型工序中，经由上述模具，从上述主磁铁的上方相对于上述第一倾斜面直接或者间接地压入熔融的树脂，由此利用上述树脂将上述主磁铁进行模塑。在上述后励磁工序中，对树脂模塑后的上述主磁铁进行励磁。
6.发明效果
7.能够将马达用磁铁材料设置在预定的位置。
附图说明
8.图1是洗衣机的与前后方向垂直的剖视图。
9.图2是实施方式所涉及的转子的立体图。
10.图3是将转子以及定子的一部分放大后的立体图。
11.图4是从图2所示的转子的下方侧观察转子的外周部的平面图。
12.图5是图4所示的转子的a1‑
a2线方向的剖视图。
13.图6是图4所示的转子的b1‑
b2线方向的剖视图。
14.图7是从相反侧(周壁部侧)观察仅图4所示的转子磁铁的图。
15.图8是示出用于说明实施方式所涉及的转子的制造方法的流程的图。
16.图9是配置在模具内的多个第1以及辅助磁铁的上表面图。
17.图10是图9所示的构造体的c1‑
c2线方向的剖视图。
18.图11是图9所示的构造体的d1‑
d2线方向的剖视图。
19.图12是将模具内用树脂填充后的剖视图(其1)。
20.图13是将模具内用树脂填充后的剖视图(其2)。
21.图14是用树脂模塑后的转子磁铁的上表面图。
22.图15是对转子磁铁进行励磁时的转子的立体图。
23.图16是从上方观察同极励磁工序中的励磁磁轭和转子磁铁的一部分的示意图。
24.图17是从上方观察异极励磁工序中的励磁磁轭和该转子磁铁的一部分的示意图。
25.图18是从上方观察异极励磁工序后的励磁磁轭和该转子磁铁的一部分的示意图。
26.图19是变形例的主磁铁的剖视图。
27.附图标记说明
[0028]1…
洗衣机、11
…
框体、12
…
顶盖、13
…
水桶、14
…
旋转桶、15
…
波轮、16
…
马达、17
…
轴、18
…
排水口、19
…
排水阀、20
…
转子、22
…
周壁部、23
…
转子磁铁、24
…
树脂、25，25a，25b，45
…
主磁铁、25a，25b，26a，26b
…
端面、25c
…
侧面、25d
…
第一倾斜面、25e
…
倾斜面、26，26c
…
辅助磁铁、26c
…
第二倾斜面、30
…
定子、30a
…
定子铁心、30b
…
磁极齿、30c
…
定子线圈、35
…
模具、35a
…
树脂导入孔、36
…
侧壁、36a
…
周面、40a
…
第一励磁磁轭、40b
…
第二励磁磁轭、40c
…
第三励磁磁轭、40d
…
第四励磁磁轭、45a
…
端部、h1，h2
…
高度、n1
…
第一法线、n2
…
第二法线、o
…
旋转轴、r1
…
定子侧、r2
…
相反侧
具体实施方式
[0029]
以下，参照附图对实施方式的洗衣机的转子以及滚筒的制造方法进行说明。在以下的说明中，对于具有相同或者类似的功能的结构标注相同的附图标记。进而，有时省略这些结构的重复说明。
[0030]
在本说明书中，将洗衣机的设置面侧即铅垂下侧设为洗衣机的下侧、将与设置面相反侧即铅垂上侧设为洗衣机的上侧。并且，以从站在洗衣机的正面的用户观察洗衣机的方向为基准来定义左右。并且，将从洗衣机观察距站在洗衣机的正面的用户近的一侧定义为“前”，将远的一侧定义为“后”。
[0031]
在本说明书中“横宽方向”意味着上述定义中的左右方向。在本说明书中“进深方向”意味着上述定义中的前后方向。图中，+x方向为右方向、－x方向为左方向、+y方向为后方向、－y方向为前方向、+z方向为上方向、－z方向为下方向。
[0032]
参照图1至图7，对本实施方式的洗衣机1的转子20以及转子20的制造方法依次进行说明。首先，参照图1对洗衣机1的整体结构进行说明。但是，洗衣机1或转子20无需具有以下说明的结构的全部，可以适当省略若干结构。
[0033]
图1是洗衣机1的与前后方向垂直的剖视图。
[0034]
洗衣机1具备框体11、顶盖12、水桶13、旋转桶14、波轮15、以及马达16。洗衣机1是旋转桶14的旋转轴o朝向铅垂方向的所谓的纵轴型的洗衣机。另外，洗衣机1并不限于纵轴型，也可以是旋转桶的旋转轴水平或者随着趋向后方而下降倾斜的横轴型的所谓的滚筒式洗衣机。
[0035]
框体11例如由钢板作为整体构成为矩形箱状。顶盖12例如为合成树脂制、且设置在框体11的上部。水桶13以及旋转桶14作为收容成为洗涤对象的衣物的洗涤桶以及脱水桶发挥功能。水桶13以及旋转桶14设置在框体11内。水桶13以及旋转桶14构成为上表面开口的容器状。水桶13内的水从排水口18流出、且经由排水阀19而被朝外部排水。
[0036]
马达16具有直径比水桶13小的扁平的圆柱状的外观，且以旋转轴o通过其中心的方式组装在水桶13的下侧。
[0037]
图2是转子20的立体图。图3是转子20以及定子30的立体图。马达16具有轴17、转子20(旋转件)、以及定子30(固定件)。马达16是转子20配置在定子30的外侧的外转子型感应马达。关于转子20，通过使定子30的定子线圈30c流过有交流电流而使之产生旋转磁场，从而转子20进行旋转。轴17连结于转子20，与转子20的旋转对应地旋转。轴17的旋转轴与旋转轴o一致。
[0038]
轴17经由离合器机构(未图示)而连接于旋转桶14以及波轮15。离合器机构将马达16的旋转选择性地传递至旋转桶14以及波轮15。马达16以及离合器机构在洗涤时以及漂洗时，在使旋转桶14的旋转停止的状态下将马达16的驱动力传递至波轮15而将波轮15以低速直接正反旋转驱动。另一方面，马达16以及离合器机构在脱水时等将马达16的驱动力传递至旋转桶14，将旋转桶14以及波轮15朝一个方向以高速旋转驱动。
[0039]
转子20是扁平的有底圆筒状的部件。转子20具有：中心部分开口的圆板状的底壁部21、立设在底壁部21的周缘的圆筒状的周壁部22(框架)、转子磁铁23、以及树脂24。底壁部21以及周壁部22作为背轭发挥功能，通过对铁板进行冲压加工形成。在底壁部21形成有进行散热的多个狭缝21a。
[0040]
转子磁铁23经由树脂24而被固定在周壁部22的内侧。转子磁铁23具有多个主磁铁25和多个辅助磁铁26。主磁铁25和辅助磁铁26在周向c交替配置。主磁铁25的周向c的长度比辅助磁铁26的周向c的长度长。主磁铁25以及辅助磁铁26由树脂24树脂模塑。
[0041]
转子磁铁23例如是主磁铁25和辅助磁铁26排列成海尔贝克阵列的海尔贝克阵列磁铁。
[0042]
作为主磁铁25以及辅助磁铁26，例如从励磁的观点出发优选使用铁氧体磁铁。作为主磁铁25以及辅助磁铁26，也可以使用钕磁铁等其他磁铁。
[0043]
图4是从图2所示的转子20的下方侧观察转子20的外周部的平面图。在图4中，为了说明的方便，省略在端面25b、端面26b、第一倾斜面25d、以及第二倾斜面26c形成的树脂24的图示。图5是图4所示的转子20的a1‑
a2线方向的剖视图。图5的上下方向相对于图2或图3的上下方向颠倒。
[0044]
主磁铁25形成为柱状、且沿上下方向延伸。主磁铁25如图5所示具有端面25a、配置在端面25a的相反侧的端面25b、侧面25c、以及第一倾斜面25d。
[0045]
端面25a以及端面25b是与上下方向大致正交的平面。端面25a配置在上方侧(+z侧)。端面25b配置在下方侧(－z侧)。侧面25c配置在定子侧r1(定子30侧)。侧面25c至少一部分从树脂24露出。定子侧r1的侧面25c并未整体均由树脂24覆盖，因此能够抑制因树脂模塑而导致的主磁铁25的磁力的降低。
[0046]
第一倾斜面25d配置在定子侧r1的相反侧r2(在本实施方式的情况下为周壁部22侧)、且与端面25b连接。第一倾斜面25d相对于端面25b倾斜。第一倾斜面25d的第一法线n1在径向r朝向定子侧r1的相反侧r2且相对于旋转轴o倾斜。另外，第一倾斜面25d例如可以是平面、也可以是曲面。
[0047]
在图2所示的转子20中，第一倾斜面25d以及端面25b配置在下方侧(－z侧)。
[0048]
图6是图4所示的转子20的b1‑
b2线方向的剖视图。
[0049]
辅助磁铁26呈沿上下方向延伸的柱状。辅助磁铁26具有端面26a、配置在端面26a的相反侧的端面26b、以及第二倾斜面26c。
[0050]
端面26a以及端面26b是相对于上下方向大致正交的平面。端面26a配置在上方侧(+z侧)。端面26b配置在下方侧(－z侧)。端面26a配置成与主磁铁25的端面25a大致共面。
[0051]
第二倾斜面26c配置在定子侧r1、且与端面26b连接。第二倾斜面26c相对于端面26b倾斜。第二倾斜面26c的第二法线n2在径向r朝向定子侧r1且相对于旋转轴o倾斜。另外，第二倾斜面26c例如可以是平面、也可以是曲面。
[0052]
相互邻接的主磁铁25和辅助磁铁26优选至少一部分接触。由此，能够在周向c紧密地配置主磁铁25以及辅助磁铁26。
[0053]
主磁铁25优选形成为能够抑制当与辅助磁铁26接触时辅助磁铁26朝相反侧r2移动的形状。主磁铁25以及辅助磁铁26的形状例如如图4所示在从上下方向观察的平面图中为梯形(例如在平面图中为等腰梯形)。在从上下方向观察的平面图中，主磁铁25的上底配置在定子侧r1、辅助磁铁26的上底配置在相反侧r2侧。即、主磁铁25的上底和辅助磁铁26的上底在径向r上的位置不同。通过形成为这样的形状，在进行主磁铁25以及辅助磁铁26的定位时，通过使主磁铁25和辅助磁铁26接触，能够限制辅助磁铁26的定位。
[0054]
图7是从相反侧r2观察仅图4所示的转子磁铁23的图。
[0055]
辅助磁铁26的高度h2例如优选比主磁铁25的高度h1低。即、第一倾斜面25d优选相比第二倾斜面26c而在旋转轴o的轴向突出配置。由此，在后述的树脂成型工序中，容易使熔融的树脂相比第二倾斜面26c而先到达第一倾斜面25d。
[0056]
树脂24以对主磁铁25以及辅助磁铁26进行树脂模塑的状态被固定在周壁部22的内周面。即、转子磁铁23经由树脂24而被固定于周壁部22。
[0057]
定子30(固定件)具有：外径比转子20的内径小的圆环状的定子铁心30a、从定子铁心30a的外周缘朝外侧伸出的磁极齿30b、以及卷绕于磁极齿30b的定子线圈30c。
[0058]
其次，参照图8至图19，对转子20的制造方法进行说明。图8是示出用于说明转子20的制造方法的流程的图。图9是配置在模具35内的主磁铁25以及辅助磁铁26的上表面图。在图9中，为了说明的方便，省略模具35的上部侧的图示。图10是图9所示的构造体的c1‑
c2线方向的剖视图。图11是图9所示的构造体的d1‑
d2线方向的剖视图。
[0059]
首先，在磁铁配置工序s1中，在模具35内将未励磁的主磁铁25和未励磁的辅助磁铁26交替配置成圆环状(参照图9至图11)。在转子20的制造时，主磁铁25的端面25b以及辅助磁铁26的端面26b配置在铅垂方向的上方。即、在设置于洗衣机1的转子20和制造时的转子20中，上下方向的朝向相反。
[0060]
模具35具有能够压入树脂的圆环状的内部空洞。如图9所示，在模具35的上部侧，在周向c隔开间隔地形成有多个用于朝模具35内压入熔融的树脂的树脂导入孔35a。模具35的内部空洞在径向r上相反侧r2由周壁部22划分。另外，也可以代替周壁部22而使用模具。
[0061]
主磁铁25配置成第一倾斜面25d的第一法线n1在径向r朝向相反侧r2且相对于旋转轴o倾斜、第一倾斜面25d朝向斜上方。并且，主磁铁25配置成侧面25c与模具35的周面36a相对。
[0062]
另一方面，辅助磁铁26配置成第二倾斜面26c的第二法线n2在径向r朝向定子侧r1且相对于旋转轴o倾斜、且朝向斜上方。在该阶段，主磁铁25以及辅助磁铁26尚未励磁，因此能够在周向c接近配置。
[0063]
图12以及图13是将模具35内用树脂24填充后的剖视图。图14是由树脂24模塑后的
转子磁铁23的上表面图。在图14中，为了说明的方便，省略在模具35的上部侧、主磁铁25以及辅助磁铁26上形成的树脂24的图示。
[0064]
接着，在树脂成型工序s2中，经由树脂导入孔35a将熔融的树脂压入模具35内，由此将转子磁铁23利用树脂24进行树脂模塑(参照图12～图14)。树脂导入孔35a形成在第一倾斜面25d以及第二倾斜面26c的上方，因此熔融的树脂容易被朝第一倾斜面25d以及第二倾斜面26c直接供给。
[0065]
主磁铁25的高度h1比辅助磁铁26的高度h2高，因此熔融的树脂容易相比第二倾斜面26c而先到达第一倾斜面25d。进而，若熔融的树脂到达第一倾斜面25d，则主磁铁25在沿着第一法线n1的方向且朝向定子侧r1(e侧)承受力而朝定子侧r1移动，侧面25c与周面36a接触，由此主磁铁25的定位完毕。
[0066]
接着，熔融的树脂也到达第二倾斜面26c。若熔融的树脂到达第二倾斜面26c，则辅助磁铁26在沿着第二法线n2的方向且朝向相反侧r2(f侧)承受力而朝相反侧r2移动，辅助磁铁26的定位完毕。
[0067]
关于主磁铁25以及辅助磁铁26的形状，如图4所示，在从上下方向观察的平面图中为梯形。在周向c上，相互邻接的主磁铁25和辅助磁铁26接触，由此辅助磁铁26的定位在一定程度上被限制。
[0068]
如图7所示，主磁铁25的高度h1比辅助磁铁26的高度h2高，因此熔融的树脂容易相比第二倾斜面26c而先到达第一倾斜面25d。因此，即便在从多个树脂导入孔35a同时朝模具35内压入树脂24的情况下，也能够将主磁铁25优先定位。
[0069]
通过相比辅助磁铁26而先使主磁铁25移动，能够抑制熔融的树脂进入模具35的周面36a与主磁铁25的侧面25c之间这一情况。结果，在树脂成型工序后，能够使定子侧r1的侧面25c的至少一部分从树脂24露出。定子侧r1的侧面25c并未整体均由树脂24覆盖，因此能够抑制因树脂模塑而导致的主磁铁25的磁力的降低。
[0070]
在模具除去工序s3中，在模具35内的树脂24硬化的阶段，从模具35内将经由树脂24而被固定于周壁部22的转子磁铁23取出。另外，关于转子磁铁23，也可以通过将分割成圆弧状而进行树脂成型的部件组合来形成为圆环状。
[0071]
图15是对转子磁铁23进行励磁时的转子20的立体图。
[0072]
在后励磁工序s4中，将转子磁铁23插入励磁装置(未图示)，对主磁铁25以及辅助磁铁26进行励磁。后励磁工序具有同极励磁工序和异极励磁工序。
[0073]
作为主磁铁25以及辅助磁铁26例如使用铁氧体磁铁，由此，与使用钕磁铁的情况相比较，能够在后励磁工序中适当地实施励磁。
[0074]
励磁装置具有4个励磁磁轭(第一励磁磁轭40a、第二励磁磁轭40b、第三励磁磁轭40c以及第四励磁磁轭40d)。4个励磁磁轭与励磁电源(未图示)连接。另外，励磁装置例如也可以具有能够对所有的主磁铁25以及辅助磁铁26同时进行励磁的数量的励磁磁轭。
[0075]
第一励磁磁轭40a与第二励磁磁轭40b对置配置、且配置在1个主磁铁25的板厚方向(径向r)的两侧。第一励磁磁轭40a配置在径向r的外侧、第二励磁磁轭40b配置在径向r的内侧。在后述的异极励磁工序中，通过使对置的第一励磁磁轭40a和第二励磁磁轭40b产生异极的磁场，所被夹持的主磁铁25沿一个方向被励磁(对置励磁)。
[0076]
第三励磁磁轭40c与第四励磁磁轭40d对置配置。第三励磁磁轭40c与第四励磁磁
轭40d配置在第一励磁磁轭40a与第二励磁磁轭40b所夹持的主磁铁25的相邻的主磁铁25的板厚方向(径向r)的两侧。第三励磁磁轭40c配置在径向r的外侧、第四励磁磁轭40d配置在径向r的内侧。在后述的异极励磁工序中，通过使对置的第三励磁磁轭40c和第四励磁磁轭40d产生异极的磁场，所被夹持的主磁铁25沿一个方向被励磁(对置励磁)。
[0077]
在以下的说明中，将第一励磁磁轭40a和第二励磁磁轭40b夹持的未励磁的主磁铁25称为“主磁铁25a”、将第三励磁磁轭40c和第四励磁磁轭40d夹持的未励磁的主磁铁25称为“主磁铁25b”。将在周向c与主磁铁25a和主磁铁25b相邻的未励磁的辅助磁铁26称为“辅助磁铁26c”。
[0078]
图16是从上方观察同极励磁工序中的励磁磁轭和转子磁铁23的一部分的示意图。
[0079]
如图16所示，使对置的第一励磁磁轭40a和第二励磁磁轭40b产生同极的磁场。并且，使对置的第三励磁磁轭40c和第四励磁磁轭40d产生同极的磁场。此处，在第三励磁磁轭40c和第四励磁磁轭40d产生的磁场与在第一励磁磁轭40a和第二励磁磁轭40b产生的磁场为异极。通过同极励磁工序，辅助磁铁26c沿周向c被励磁。
[0080]
图17是从上方观察异极励磁工序中的励磁磁轭40和转子磁铁23的一部分的示意图。
[0081]
接着，如图17所示，使对置的第一励磁磁轭40a和第二励磁磁轭40b产生异极的磁场(异极励磁工序)。此处，在第四励磁磁轭40d产生的磁场与在第二励磁磁轭40b产生的磁场为异极。通过异极励磁工序，主磁铁25a沿径向r被励磁。并且，主磁铁25b沿径向r被励磁。通过同极励磁工序被励磁的主磁铁25a和主磁铁25b的磁取向在径向r朝向相反方向。
[0082]
图18是从上方观察异极励磁工序后的励磁磁轭40和转子磁铁23的一部分的示意图。如图18所示，通过同极励磁工序被励磁的主磁铁25a和主磁铁25b的磁取向在径向r朝向相反方向。并且，辅助磁铁26c的磁取向朝向周向c。
[0083]
然后，反复进行同极励磁工序和异极励磁工序，对其余的主磁铁25和辅助磁铁26进行励磁，将转子磁铁23形成为公知的海尔贝克阵列磁铁。然后，将后励磁工序完毕后的转子磁铁23与底壁部21和周壁部22组合，由此完成转子20。
[0084]
根据本实施方式所涉及的转子20的制造方法，朝多个第一倾斜面25d直接或者间接地供给熔融的树脂而使多个主磁铁25移动，使多个主磁铁25的侧面25c抵接于模具35的周面36a。由此，即便当在多个主磁铁25之间存在尺寸公差或成型偏差的情况下，也能够高精度地进行多个主磁铁25的定位。并且，通过相比辅助磁铁26而先使主磁铁25移动，能够抑制熔融的树脂进入模具35的周面36a与主磁铁25的侧面25c之间这一情况，能够使定子侧r1的侧面25c的至少一部分从树脂24露出。
[0085]
并且，通过朝多个第二倾斜面26c供给熔融的树脂，能够进行多个辅助磁铁26的定位。此外，通过将主磁铁25的形状形成为能够抑制辅助磁铁26朝定子侧r1的相反侧移动的形状，能够限制定位后的辅助磁铁26的位置。
[0086]
并且，在树脂成型工序中，主磁铁25以及辅助磁铁26移动，由此能够提高熔融的树脂的流动性。
[0087]
此外，通过将主磁铁25以及辅助磁铁26在周向c高密度地配置，能够提高转子20的磁力、提高马达16的扭矩。
[0088]
(变形例1)
[0089]
图19是主磁铁25的变形例的主磁铁45。
[0090]
代替在上述实施方式中说明了的主磁铁25，也可以使用主磁铁45。关于主磁铁45，在形成有第一倾斜面25d的一侧的端部45a还形成有面积比第一倾斜面25d小的倾斜面25e。主磁铁45在面积比倾斜面25e大的第一倾斜面25d更多地从熔融的树脂承受较大的力。与上述实施方式同样，主磁铁45沿朝向模具35的周面36a的方向移动，因此能够使主磁铁45的侧面25c与模具35的周面36a(参照图12)接触。
[0091]
另外，在图19中，举例图示了在端部45a形成1个倾斜面25e的情况，但也可以在端部45a形成多个倾斜面25e。并且，也可以在先前说明的辅助磁铁26的形成有第二倾斜面26c的端部形成至少一个面积比第二倾斜面26c小的倾斜面(未图示)。
[0092]
(变形例2)
[0093]
在上述实施方式中，转子20为外转子，但转子并不限定于此。转子也可以是内转子。
[0094]
(变形例3)
[0095]
在上述实施方式中，举出转子磁铁23具有主磁铁25以及辅助磁铁26的情况为例进行了说明，但转子磁铁23例如也可以仅由多个主磁铁25构成。即、转子磁铁23并不限定于海尔贝克阵列磁铁。
[0096]
根据以上说明了的至少一个实施方式，通过具有包含第一倾斜面25d的主磁铁25，能够高精度地进行多个主磁铁25的定位。
[0097]
以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是作为例子加以提示，并非意图限定发明的范围。上述实施方式能够以其他各种各样的方式加以实施，能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨中，并且同样也包含于技术方案所记载的发明及其等同的范围中。