电动机的转子及制造电动机的转子的方法与流程

本发明涉及电动机的转子及制造电动机的转子的方法。

背景技术：

公知有这样的转子，其包括：转子芯；配置于该转子芯的径向外侧的多个磁体；包围该多个磁体的筒状的保护管以及填充在转子芯与保护管之间的间隙的树脂(例如，日本特开2013-169103号公报)。

在制造上述这样的转子的情况下，通常，向转子芯与保护管之间的间隙注射树脂。这样的间隙较狭窄，在该间隙定位注射成型机的浇口的作业变得困难。另外，存在有因注射到该间隙的树脂的注射压力而使保护管局部变形的情况。

技术实现要素：

在本发明的一技术方案中，提供一种电动机的转子，该电动机的转子包括：转子芯；多个磁体，其配置于转子芯的径向外侧；筒状的保护管，其包围多个磁体；以及填充物，其填充在转子芯与保护管之间的间隙。

转子芯具有：多个突条部，其自该转子芯的外周面向径向外侧突出，并自该转子芯的轴向一侧的第1端面朝向转子芯的轴向另一侧的第2端面在轴向上延伸；以及缺口，其至少自一个突条部的径向外侧的端面向径向内侧凹陷。

多个突条部配置为沿转子芯的周向排列。多个磁体分别配置于在周向上互相相邻的两个突条部之间。缺口自第1端面朝向第2端面在轴向上延伸。填充物可以是树脂，缺口可以自第1端面延伸至第2端面。

在本发明的另一技术方案中，提供一种制造电动机的转子的方法，该方法包括以下工序：制作转子芯，该转子芯具有自该转子芯的外周面向径向内侧凹陷的缺口，该缺口自转子芯的轴向一侧的第1端面朝向转子芯的轴向另一侧的第2端面在轴向上延伸。

另外，该方法还包括以下工序：在转子芯的径向外侧将多个磁体配置为，缺口位于在转子芯的周向上互相相邻的两个磁体之间；以包围多个磁体的方式配置筒状的保护管；以及向缺口注射填充物，从而在形成于转子芯与保护管之间的间隙填充填充物。

采用本发明，能够防止因注射到转子芯与保护管之间的间隙的树脂的注射压力导致的保护管局部变形。

附图说明

通过参照附图说明以下的较佳的实施方式，能够更加明确本发明的上述或其他的目的、特征以及优点。

图1是一实施方式的转子的侧剖视图。

图2是将图1所示的转子以图1中的ii-ii切断而成的剖视图。

图3是图2中的区域iii的放大图。

图4是一实施方式的、转子的制造方法的流程图。

图5是利用图4中的步骤s3制作的组装体的图。

图6是表示图4中的步骤s4完成时的状态的图。

图7是表示图4中的步骤s5完成时的状态的图。

图8是表示图7所示的状态下的、缺口与浇口在周向上的位置关系的图。

图9是表示图4中的步骤s6完成时的状态的图。

图10是其他的实施方式的转子的图。

图11是另一实施方式的转子的图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1～图3，说明一实施方式的转子10。另外，在以下的说明中，轴向是指沿着转子的旋转轴线o的方向，径向是指以轴线o为中心的圆的半径方向，周向是指该圆的圆周方向。另外，为了方便，将图中的箭头a所示的方向设定为轴向前方。

转子10以能够旋转的方式配置于电动机的定子(未图示)的径向内侧，并与该定子一起构成电动机。转子10包括旋转轴12、转子芯14、多个磁体16、保护管18以及填充物20。旋转轴12为沿轴向延伸的圆柱构件。

转子芯14为固定于旋转轴12的径向外侧的筒状构件。转子芯14由在轴向上层叠的多张电磁钢板构成，并以轴线o为中心地配置。在转子芯14的中心部形成有贯通孔14a，旋转轴12插入于该贯通孔14a。

转子芯14具有多个突条部22以及多个缺口24。突条部22分别自转子芯14的外周面26向径向外侧突出，并沿轴向自转子芯14的轴向后方的第1端面28延伸至轴向前方的第2端面30。在本实施方式中，在周向上以大致等间隔排列的方式设有共计8个突条部22。

如图3所示，各突条部22具有互相相对的一对侧面40、42以及径向外侧的端面32。侧面40、42为大致平面，其自外周面26朝向径向外侧立起，并向轴向延伸。端面32在侧面40与侧面42之间延伸，且向轴向延伸。

各缺口24以自突条部22的径向外侧的端面32向径向内侧凹陷的方式形成于转子芯14。如图3所示，各缺口24由互相面对的一对侧面34、36、在侧面34与侧面36之间延伸的底面38划分而成。

侧面34、36为大致平面，其沿周向以预先设定的距离分开配置，并以互相大致平行的方式向轴向延伸。底面38为大致平面，其位于比外周面26靠径向内侧的位置，并沿轴向延伸。

利用外周面26、侧面34、36、40、42、底面38以及端面32形成转子芯14的外周面44。

各磁体16为向轴向延伸的细长的磁性构件(例如钕或铁氧体)，其配置于在周向上互相相邻的两个突条部22之间，并固定于转子芯14的外周面26上。在本实施方式中，在周向上以大致等间隔配置有共计8个磁体16。

保护管18为自径向外侧包围多个磁体16的筒状构件。保护管18由不锈钢等非磁性材料制作而成，并以轴线o为中心配置。

填充物20被填充在转子芯14与保护管18之间的间隙。更具体而言，填充物20分别填充在各磁体16与保护管18之间、各突条部22与保护管18之间以及缺口24的内部。作为一例子，填充物20为树脂。

接着，参照图4～图8，说明转子10的制造方法。在步骤s1中，制造者制作转子芯14。具体而言，制造者利用冲压加工冲压多个电磁钢板，使这些电磁钢板在轴向上层叠，从而制作图1和图2所示的转子芯14。

在步骤s2中，制造者在利用步骤s1制作而成的转子芯14的径向外侧配置多个磁体16。具体而言，制造者将各磁体16配置于在周向上互相相邻的两个突条部22之间、即转子芯14的外周面26上。

在本实施方式中，由于能够利用设于转子芯14的突条部22限制磁体16的向周向的偏移，因此，制造者无需使用粘接剂等使磁体16粘接于转子芯14的外周面26上就能够容易地将磁体16定位在外周面26上。

在步骤s3中，制造者以包围多个磁体16的方式配置保护管18’。具体而言，制造者准备保护管18’(图5)。该保护管18’为具有比图1和图2所示的保护管18小的直径、和与保护管18相同的轴向尺寸的筒状构件。

接着，制造者以自径向外侧包围固定于转子芯14的外周面26的磁体16的方式嵌装保护管18’。图5中表示该状态。利用该步骤s3，制作包括转子芯14、磁体16以及保护管18’在内的组装体50。在该组装体50中，保护管18’的内周面与磁体16的外表面相抵接。

在步骤s4中，制造者将利用步骤s3制作而成的组装体50设于注射成型机100的第1模具102。以下，参照图6说明一实施方式的注射成型机100。

注射成型机100包括第1模具102、第2模具104、填充物供给单元106、直浇道107以及热流道108。在第1模具102形成有圆形的模腔110。

第2模具104设置为向相对于第1模具102接近和远离的方向可动。第2模具104具有面向第1模具102的加压表面104a。填充物供给单元106将加热而液状化的填充物供给到直浇道107内。被供给到直浇道107的填充物在直浇道107内流动，并流入热流道108。

热流道108包含加热器(未图示)，该热流道108将自直浇道107流入的填充物直接以液状化后的状态进行输送。在热流道108的出口端设有多个浇口112。

各浇口112在第1模具104的加压表面104a上向外部开口。流入至热流道108内的填充物在热流道108内流动并自浇口112被向外部注射。

浇口112在周向上以大致等间隔排列配置。这些浇口112的周向位置分别与形成于转子芯14的缺口24的周向位置相对应。

例如，在热流道108上设有共计8个浇口112，这些浇口112的周向位置分别与共计8个缺口24的周向位置相对应。

在该步骤s4中，制造者将利用步骤s3制作而成的组装体50以与该模腔110同心的方式设于第1模具102的模腔110内。图6中表示该状态。在图6所示的状态中，转子芯14的轴向前方的端面30与划分模腔110的底面114相抵接。

在步骤s5中，注射成型机100使第2模具104朝向第1模具102移动，并利用第2模具104的加压表面104a将第1模具102的模腔110封闭(所谓的合模)。

图7中表示该状态。在图7所示的状态中，转子芯14的轴向后方的端面28与加压表面104a面接触。另外，保护管18’自划分模腔110的侧面116向径向内侧分离。

另外，各浇口112配置为面向形成于转子芯14的各缺口24。图8中概略地表示图7所示的状态的、缺口24和浇口112在周向上的位置关系。

如图8所示，在步骤s5结束时，浇口112以面向缺口24开口的方式相对于该缺口24定位。在本实施方式中，浇口112配置于比突条部22的径向外侧的端面32靠近底面38的位置。

在步骤s6中，注射成型机100向缺口24注射填充物(例如树脂)。具体而言，注射成型机100驱动填充物供给单元106，向热流道108内供给填充物，并自浇口112向缺口24内注射填充物。

被注射到缺口24内的填充物在该缺口24内流动，并进入保护管18’与转子芯14之间的间隙。在被注射的填充物的压力的作用下，保护管18’向径向外侧膨胀，并与模腔110的侧面116相抵接。其结果，形成上述的保护管18。

另外，自浇口112注射的填充物分别被填充在各磁体16与保护管18之间、各突条部22与保护管18之间以及缺口部24的内部。其结果，形成上述的填充物20。

图9中表示该状态。利用该步骤s6制作包括转子芯14、磁体16、保护管18以及填充物20在内的组装体52。

在步骤7中，制造者固定旋转轴12。具体而言，制造者准备旋转轴12，将该旋转轴12嵌入并固定于在步骤s6中制作而成的组装体52的转子芯14的贯通孔14a。

例如，利用热装将旋转轴12固定于转子芯14的贯通孔14a。利用该步骤s6，制造图1所示的转子10。

如上所述，在本实施方式中，在转子芯14形成缺口24，利用步骤s6向该缺口24内注射填充物。根据该结构，能够在步骤s6中使保护管18’均等地膨胀。

以下对该作用效果进行说明。在此，为了比较，考虑未形成缺口24的情况。该情况下，在步骤s6中，浇口112配置于突条部22的径向外侧的端面32与保护管18’的内周面之间的间隙。

该情况下，与图8所示的配置相比较，浇口112配置于更加靠近保护管18’的位置。在这样地将浇口112配置于靠近保护管18’的位置并注射填充物时，在填充物的注射压力的作用下，保护管18’在靠近浇口112的区域产生更大的变形，由此，可能导致保护管18’不均等地变形。

相对于此，在本实施方式中，如图8所示，通过设置缺口24能够使浇口112配置于自保护管18’更加向径向内侧离开的位置。

由此，在利用步骤s6自浇口112注射填充物时，能够降低在靠近浇口112的区域施加于保护管18’的注射压力，因而，能够防止由注射压力而引起保护管18’不均等地变形。

另外，在未形成缺口24的情况下，需要在步骤s6中将浇口112定位于突条部22的径向外侧的端面32与保护管18’之间的极狭窄的间隙。

相对于此，根据本实施方式，由于能够容易地将浇口112定位于具有相对较大的径向尺寸的缺口24，因此，也有助于提高作业效率。

另外，在本实施方式中，缺口24以其底面38位于比转子芯14的外周面26靠径向内侧的位置的方式形成。根据该结构，由于能够利用步骤s6将浇口112配置于自保护管18’更加离开的位置，因此，能够更加有效地防止保护管18’不均等地变形。

另外，对于缺口24能够考虑各种变形例。作为一例子，划分缺口24的侧面34、36还可以由锥面构成，该锥面以随着自转子芯14的轴向后方的端面28朝向轴向前方而互相接近的方式相对于轴线o倾斜。

另外，划分缺口24的底面38还可以由锥面构成，该锥面以随着自转子芯14的轴向后方的端面28朝向轴向前方而朝向径向外侧的方式倾斜。

在这些变形例中，缺口24的截面积随着自转子芯14的轴向后方的端面28朝向轴向前方而逐渐变小。即使在这样的情况下，在步骤s6中，也能够在靠近转子芯14的轴向后方的端面28的位置降低填充物的注射压力，因此，能够防止保护管18’的不均等的变形。

另外，缺口24还可以形成为自转子芯14的轴向后方的端面28向轴向前方延伸、并在比轴向前方的端面30靠轴向后方的位置终端。另外，缺口24的底面38还可以是从轴向观察朝向径向内侧凹陷的圆弧面。

另外，本发明的转子的制造方法还能够应用于制造未形成突起部22的转子。图10中表示这样的转子的一例子。

另外，在图10所示的转子60中，对与上述的转子芯10相同的要素标注相同的附图标记。转子60包括旋转轴12、转子芯62、多个磁体16、保护管18以及填充物64。

转子芯62具有圆筒状的外周面66、和自该外周面66向径向内侧凹陷的多个缺口68。各缺口68配置于在转子芯62的周向上互相相邻的两个磁体16之间。

接着，参照图4说明图10所示的转子60的制造方法。在步骤s1中，制造者制作图10所示的转子芯62。

在步骤s2中，制造者以在转子芯62的径向外侧沿周向以大致等间隔排列的方式配置多个磁体16。例如，制造者使用粘接剂等将多个磁体16固定于转子芯62的外周面66。

在步骤s3中，制造者以包围多个磁体16的方式配置保护管18’。由此，制作包括转子芯62、磁体16以及保护管18’在内的组装体。

在步骤s4中，制造者以与该模腔110同心的方式将在步骤s3中制作而成的组装体设置在形成于上述的注射成型机100的第1模具102的模腔110内。

在步骤s5中，注射成型机100使第2模具104朝向第1模具102移动，并利用第2模具104的加压表面104a将第1模具102的模腔110封闭(所谓的合模)。此时，各浇口112配置为面向形成于转子芯62的各缺口68。

在步骤s6中，注射成型机100向缺口68注射填充物(例如树脂)。由此，保护管18’在被注射的填充物的压力的作用下向径向外侧膨胀，形成图10所示的保护管18和填充物64。利用该步骤s6，制作包括转子芯62、磁体16、保护管18以及填充物64在内的组装体。

在步骤7中，制造者固定旋转轴12。具体而言，制造者将旋转轴12嵌入并固定于在步骤s6中制作而成的组装体的转子芯62的贯通孔70。利用该步骤s6，制作图10所示的转子60。

在本实施方式中，与上述的实施方式同样，通过设置缺口68，从而能够将浇口112自保护管18’向径向内侧离开地配置。

由此，在步骤s6中自浇口112注射填充物时，能够降低在靠近浇口112的区域施加于保护管18’的注射压力，因而，能够防止保护管18’不均等地变形。

另外，缺口24、68的个数也可以是一个，或者，也可以是n个(n为2以上且少于磁体16的个数的整数)。

另外，浇口112的个数也可以是一个，或者，也可以是m个(m为2以上且少于缺口24、68的个数的整数)。在该情况下也是，在步骤s5中，一个浇口112配置为面向一个缺口24、68。

另外，在步骤s6中，还可以不使保护管18’膨胀地向转子芯14与保护管18’之间的间隙填充填充物。该情况下，制作图11所示的转子70。

转子70包括组装体50、填充于该组装体50的转子芯14与保护管18’之间的间隙的填充物72以及贯穿于该组装体50的转子芯14的贯通孔14a的旋转轴12。在转子70中，磁体16的外表面与保护管18’的内周面面接触。

另外，代替上述的步骤s2和步骤s3，制造者还可以通过以下方式制作组装体50：首先，以包围转子芯14的方式配置保护管18’，接着，将多个磁体16分别压入转子芯14的外周面26与保护管18’之间。

另外，还可以是，在步骤s3中，准备图1所示的保护管18，将该保护管18配置为自径向外侧包围固定于转子芯14的外周面26的磁体16。

该情况下，在磁体16的外表面与保护管18的内周面之间形成间隙。接着，在步骤s6中，还可以不使保护管18膨胀地向转子芯14与保护管18之间的间隙填充填充物20，制作图1所示的转子10。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但上述的实施方式并不用于限定权利要求书的发明。另外，将本发明的实施方式中所说明的特征组合而成的技术方案也能够包含在本发明的技术范围内，但这些特征的全部组合并不一定是发明的解决方案所必须的。另外，本领域技术人员明确的是，能够对上述的实施方式加以各种变更或改进。

另外，权利要求书、说明书以及附图中所表示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤、工艺以及阶段等各处理的执行顺序，如果没有特别明示“在…之前”、“先于…”等，或者除非在后面的处理中使用前面的处理的输出，则应该认为可以以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便虽然使用了“首先”、“其次”、“接着”等进行说明，但是并不意味着必须以这样的顺序来实施。