转子、马达及转子的制造方法与流程

本发明涉及转子、马达及转子的制造方法。

背景技术：

以往，作为各种装置、产品的驱动源而使用马达。例如，在机动车等的电气安装系统中使用大量的马达。在电气安装系统中，也能够在广泛的范围内使用无刷马达。在电气安装系统中，尤其是，有时在振动、噪声方面期望较高的可靠性。

以往，已知有将永久磁铁固定于转子的铁心构件的表面来形成无刷马达的转子的技术。例如，已知有利用粘接材料将永久磁铁片和铁心构件粘接固定的技术、将粘结磁铁用作永久磁铁的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1国际公开第2012/132357号公报

例如，在专利文献1所记载的转子中，例如存在因铁心构件的偏心而导致周向的质量的不均变大的情况。当这样的不平衡质量较大时，伴随着马达的旋转会产生较大的振动、噪声。

对于如专利文献1所记载的转子那样在铁心构件的表面固定有永久磁铁的情况，由于难以切削铁心构件，因此不易通过切削铁心构件来削减不平衡质量。当代替切削铁心构件而切削永久磁铁时，马达的性能会恶化。另外，在切削永久磁铁的工序中存在永久磁铁裂开的可能性，因此制造成品率恶化。另外，利用腻子调整不平衡质量的方式需要比较大的空间，因此不易适用于小型的马达。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够容易调整转子的周向的质量的不均，且能够提高转子的制造成品率的构造。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的第一方案提供一种转子。转子具备：旋转轴；铁心部及磁铁部，它们固定于旋转轴的外周面；以及平衡配重，其固定于旋转轴，且在旋转轴的周向上具有质量的不均，所述平衡配重调整转子的周向的质量的不均。

根据该方案，通过将平衡配重固定于旋转轴，能够调整转子的周向的质量的不均。因此，无需为了调整不平衡质量而切削铁心构件、磁铁。另外，无需利用腻子来调整不平衡质量，容易调整小型马达的不平衡质量。因此，能够减少振动、噪声。

也可以是，平衡配重具有：圆环部，其固定于旋转轴的外周面；以及伸出部，其从圆环部沿径向伸出。由此，通过调整固定平衡配重的周向的角度，能够调整各种方向的质量的不均。

也可以是，铁心部固定于旋转轴的外周面，磁铁部固定于铁心部的外周面。也可以是，伸出部的外径比磁铁部的内径小。由此，在轴向的端部处磁铁部从铁心部沿轴向延伸的情况下，能够将平衡配重的至少一部分收容在磁铁部的延伸部分内。

在圆环部中设有伸出部的位置处的圆环部的切线方向上，伸出部具有圆环部的外径的一半以下的长度。由此，能够提高周向上的质量的不均的调整精度。

平衡配重设于铁心部的在旋转轴的轴向上的端部中的至少一方。由此，能够调整在轴向的至少一侧产生的质量的不均。

平衡配重设于铁心部的在旋转轴的轴向上的两端部。由此，即使在轴向的两端部在互不相同的方向上存在质量的不均，也能够分别调整质量的不均。

在铁心部的在旋转轴的轴向上的端部中的至少一方设有多个平衡配重。由此，在铁心部的轴向的两端部，能够调整各种大小的不平衡质量。

本发明的第二方案提供一种具备上述转子的马达。由此，能够得到与利用与第一方案关联地说明了的转子得到的效果同样的效果。

本发明的第三方案提供一种转子的制造方法。转子的制造方法包括以下步骤：准备旋转体，所述旋转体包括旋转轴和固定于旋转轴的外周面的铁心部及磁铁部；测定旋转体的周向的质量的不均；以及基于旋转体的周向的质量的不均，将在周向上具有质量的不均的平衡配重固定于旋转轴，以便调整转子的周向的质量的不均。由此，与利用与第一方案关联地说明了的转子得到的效果同样地，无需为了调整不平衡质量而切削铁心构件、永久磁铁。另外，无需利用腻子来调整不平衡质量，容易调整小型马达的不平衡质量。

上述的发明内容没有例举本发明的全部特征。这些特征组的子组合也能够成为发明。

附图说明

图1示意性地表示一实施方式的马达所具备的转子10的立体图。

图2表示平衡配重40的主视图。

图3表示平衡配重40的剖视图。

图4将转子10的分解立体图与用于将转子10组装为马达的构件即衬套450及垫圈460一起示出。

图5示意性地表示具备转子10的马达500的剖视图。

图6是表示马达500的制造方法中的工序的流程图。

附图标记说明：

10转子；20旋转轴；30铁心部；32磁铁部；40平衡配重；42圆环部；44伸出部；200孔；400主体；430孔；432孔；450衬套；460垫圈；500马达；501凹部；502凹部；510定子；520传感器基板；522霍尔元件；540平衡配重；550轴承部；580壳体。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并不限定技术方案涉及的发明。另外，实施方式中说明的特征的全部组合未必都是发明的解决手段所必需的。

图1示意性地表示一实施方式的马达所具备的转子10的立体图。转子10是无刷马达用的转子。具体而言，转子10是内转子型的无刷马达用的转子。

在本实施方式的说明中，若无特殊说明，则将沿着转子10的旋转中心的方向称为“轴向”。另外，“周向”及“径向”的中心设为马达的中心轴。

转子10是表面磁铁型的转子。转子10具备旋转轴20、铁心部30、磁铁部32及平衡配重40。铁心部30、磁铁部32及旋转轴20大致同轴地设置。具体而言，铁心部30及磁铁部32固定于旋转轴20的外周面。磁铁部32设成覆盖铁心部30的外周。

平衡配重40是用于调整转子10的质量的不均的构件。平衡配重40固定于旋转轴20。平衡配重40在旋转轴20的周向上具有质量的不均。平衡配重40对包含旋转轴20、铁心部30及磁铁部32在内的旋转体的周向的质量的不均进行调整。具体而言，通过转子10具备平衡配重40，从而与转子10不具备平衡配重40的情况相比，能够减小转子10的周向的不均。

图2表示平衡配重40的主视图。图2是沿轴向观察平衡配重40的情况的主视图。图3表示平衡配重40的剖视图。图3表示图2的aa截面。

平衡配重40具有圆环部42和伸出部44。圆环部42具有圆环形状，其固定于旋转轴20的外周面。具体而言，圆环部42具有用于将圆环部42固定于旋转轴20的孔200。通过将旋转轴20压入孔200，从而将圆环部42固定于旋转轴20的外周面。

伸出部44从圆环部42沿径向伸出。伸出部44设于圆环部42的周向上的一部分。由于伸出部44的存在，平衡配重40在旋转轴20的周向上具有质量的不均。

在本实施方式中，平衡配重40被设计成能够调整转子10的外径上的10mg的偏重量。具体而言，伸出部44具有能够调整转子10的外径上的10mg的偏重量的尺寸及形状。

说明平衡配重40的尺寸的一例。平衡配重40的圆环部42的外径为4mm。平衡配重40的圆环部42的内径为3.17mm。平衡配重40的轴向的长度w为1mm。平衡配重40的厚度w可以根据平衡配重40的材质而设计成具有能够承受旋转轴20的压入的强度。

图2所示的l表示圆环部42中设有伸出部44的位置的在圆环部42的切线方向上的长度。l例如为1.7mm。为了增大质量的不均的调整量，优选l较长，但为了提高周向上的质量的不均的调整精度，优选l较短。在圆环部42中设有伸出部44的位置处的圆环部的切线方向上，优选伸出部44具有圆环部42的外径的一半以下的长度。具体而言，在本实施方式的例子中，优选l为2mm以下。需要说明的是，伸出部44的伸出方向的顶部的形状可以是沿着磁铁部32的内径的圆弧形状。l的长度、伸出部44的形状可以基于平衡配重40的密度和调整质量的不均的调整目标值来设计。

需要说明的是，在本实施方式中，平衡配重40具有封闭形状的圆环部42。然而，平衡配重40也可以具有一部分开环的形状。另外，伸出部44是用于对转子10的周向的质量的不均进行调整的调整部的一例。作为平衡配重无需具有伸出部。只要是在周向上具有质量分布的构件，就能够采用任意的形状的构件作为平衡配重。

图4将转子10的分解立体图与作为用于将转子10组装于马达的壳体的构件的衬套450及垫圈460一起示出。

铁心部30具有沿轴向贯穿的孔430。通过将旋转轴20压入铁心部30的孔430，从而将铁心部30固定于旋转轴20。这样，铁心部30固定于旋转轴20的外周面。

磁铁部32具有沿轴向贯穿的孔432。通过将铁心部30插入孔432，从而磁铁部32固定于铁心部30。磁铁部32与铁心部30通过粘接材料固定在一起。这样，磁铁部32固定于铁心部30的外周面。

通过将旋转轴20、铁心部30及磁铁部32组装在一起，从而形成转子10的主体400。在制造转子10的情况下，测定转子10的主体400的周向的质量的不均。例如，通过旋转平衡试验，测定质量的不均的大小及方向。在根据测定出的质量的不均而调整了平衡配重40的朝向的状态下，将旋转轴20压入平衡配重40的孔200，从而将平衡配重40固定于旋转轴20。例如，向相反侧调整平衡配重40的朝向以使伸出部44的伸出方向成为与质量的不均的方向相反的方向，并将旋转轴20压入孔200。由此，与主体400具有的质量的不均相比，形成质量的不均得到了调整的转子10。

需要说明的是，可以准备伸出部的大小互不相同的多种平衡配重。即，可以准备质量的不均的调整量互不相同的多种平衡配重。在该情况下，可以是，基于质量的不均的大小来选择能够使转子10的质量的不均最小的平衡配重，并将其固定于旋转轴20。

衬套450及垫圈460是为了将转子10在轴向上定位而设置的。与图5关联地说明衬套450及垫圈460。

图5示意性地表示具备转子10的马达500的剖视图。马达500具备转子10、定子510、传感器基板520及壳体580。

定子510是筒状的构件。转子10配置于定子510的内侧。定子510的中心的位置成为马达500的中心轴的位置。具体而言，在马达中，转子10以旋转轴20的中心与定子510的中心实质上一致的方式组装于壳体580。旋转轴20成为马达500的输出轴。

转子10利用轴承部550抑制旋转轴20的偏心。轴承部550例如是无油轴承。衬套450及垫圈460设于平衡配重40与轴承部550之间，限制转子10的轴向上的位移。

如图5所示，平衡配重40设于铁心部30的一端。平衡配重40在铁心部30的一端与铁心部30相接触地设置。

平衡配重540是具有与平衡配重40相同的形状的构件。即，平衡配重540与平衡配重40同样地具备圆环部和伸出部。

平衡配重540设于铁心部30的在旋转轴20的轴向上的另一端。平衡配重540是为了调整转子10的主体400的另一端的质量的不均而设置的。平衡配重540在铁心部30的另一端与铁心部30相接触地设置。

有时转子10的主体400的一端处的质量的不均方向与转子10的主体400的另一端处的质量的不均方向不同。在该情况下，如从图5掌握的那样，平衡配重40及平衡配重540可以以平衡配重540的伸出部的延伸方向与平衡配重40的伸出部44的延伸方向不同的方式固定于旋转轴20。

如图5所示，磁铁部32设置成在轴向的一端比铁心部30沿轴向伸出。因此，在转子10的一端形成有凹部501。伸出部44的外径比磁铁部32的内径小。因此，平衡配重40的一部分收容于凹部501。

在转子10的另一端，磁铁部32伸出到传感器基板520的附近。在传感器基板520设有霍尔元件522。霍尔元件522通过检测沿轴向伸出的磁铁部32的磁场，来检测转子10的旋转角。

这样，在转子10的另一端，磁铁部32伸出到传感器基板520的附近。因此，在转子10的另一端，形成有比凹部501深的凹部502。与平衡配重40同样，平衡配重540的伸出部的外径比磁铁部32的内径小。因此，平衡配重540整体收容于凹部502。

这样，平衡配重的至少一部分收容于在转子10的端部设置的凹部。由此，平衡配重40及平衡配重540不会从主体400沿轴向较大程度地伸出。

需要说明的是，如图5所示，平衡配重设于铁心部30的在旋转轴20的轴向上的两端部。然而，在转子10的主体400的质量的不均实质上仅存在于铁心部30的一侧的情况下，也可以仅在铁心部30的一侧的端部设置平衡配重。

另外，也可以根据测定出的质量的不均的大小及平衡配重所具有的质量的不均的大小，在铁心部30的轴向上的一端设置多个平衡配重。另外，也可以根据测定出的质量的不均的大小及平衡配重所具有的质量的不均的大小，在铁心部30的轴向上的两端设置多个平衡配重。在铁心部30的一端设置多个平衡配重的情况下，可以使多个平衡配重的朝向一致地将该多个平衡配重固定于旋转轴20，使得一方的平衡配重的伸出部的伸出方向与另一方的平衡配重的伸出部的伸出方向一致。然而，也可以使一方的平衡配重的伸出部的伸出方向与另一方的平衡配重的伸出部的伸出方向不同地将平衡配重固定于旋转轴20。

这样，平衡配重可以设于铁心部30的在旋转轴20的轴向上的端部的至少一方。另外，也可以在铁心部30的轴向上的端部的至少一方设置多个平衡配重。

需要说明的是，平衡配重40及平衡配重540的材料可以与衬套450及垫圈460的材料相同。平衡配重40及平衡配重540的材料可以是黄铜、spcc等冷轧钢板等金属材料。

在制造转子10的情况下，在将衬套450及垫圈460压入旋转轴20的工序之前，测定质量的不均并判断质量的不均是否超过基准值，在质量的不均超过基准值的情况下，可以将平衡配重40及平衡配重540压入。由此，即使在制造出的转子的质量的不均偏离了基准值的情况下，也能够通过在制造后装配平衡配重以减少质量的不均，来提高转子的制造成品率。另外，无需追加用于调整质量的不均的复杂的工序、构件。

图6是表示马达500的制造方法中的工序的流程图。在s602中，将旋转轴20、铁心部30及磁铁部32组装在一起，来制造转子10的转子主体400。

在s604中，测定转子10的主体400的质量的不均。具体而言，通过旋转平衡试验来测定主体400的不平衡质量。

在s606中，在质量的不均超过基准值的情况下，基于在s604中测定出的质量的不均，来决定要使用的平衡配重的数量和对平衡配重进行固定的方向。具体而言，决定固定于铁心部30的各个端部的平衡配重的数量和将各个平衡配重固定于旋转轴20时的伸出部的伸出方向。

在s608中，按照s606的决定内容，将平衡配重固定于旋转轴20。由此，制造出质量的不均得到了调整的转子10。

在s610中，将转子10、壳体580及定子510组装在一起，来制造马达500。

如以上说明那样，根据本实施方式，在制造出转子10的主体400的阶段测定质量的不均，在质量的不均超过基准值的情况下，将平衡配重固定于旋转轴，从而能够得到周向的质量的不均减少了的转子。因此，无需切削铁心构件、磁铁，或者使用腻子来调整质量的不均。容易调整小型马达的质量的不均。由此，能够减少在马达的旋转时由于转子的质量的不均而产生的一阶振动。

尤其是，当为了马达的小径化、高性能化而使铁心部长轴化时，铁心部的层叠片数增加，由旋转轴、磁铁部的长轴化导致的偏心误差等而致使周向的质量的不均累计地变大。当质量的不均变大时，振动、噪声增加，因此难以应用于例如电气安装系统等那样对振动、噪声的基准严格的用途。另外，制造成品率也下降。与此相对，根据本实施方式，通过追加在制造出转子的主体部后固定平衡配重的工序，能够抑制质量的不均，进而能够抑制振动、噪声的增加。由此，容易应用于电气安装系统等用途，能够抑制制造成品率的下降。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员能够知晓，能够对上述实施方式施加各种变更或改良。从技术方案中的记载可以知晓，施加了这样的变更或改良的方案也能包含于本发明的技术范围中。