转子以及马达的制作方法

本实用新型涉及转子以及马达。

背景技术：

以往，例如如日本特开2012-217320号公报那样，公知有在由层叠电磁钢板构成的转子铁芯上固定有永久磁铁的外转子型的马达。在该日本特开2012-217320号公报中，为了抑制永久磁铁的轴向的偏移，而在层叠电磁钢板的位于最下部的电磁钢板上设置有三角形状的永久磁铁固定部位。永久磁铁固定部位的一部分呈向转子铁芯的凹状的槽部探出的形状。

但是，在日本特开2012-217320号公报中，永久磁铁固定部位仅设置于层叠电磁钢板的轴向下方侧，因此，无法在轴向上侧和轴向下侧的双方抑制永久磁铁的偏移。此外，存在如下问题：在将永久磁铁固定至转子铁芯时，在径向上，永久磁铁抵在永久磁铁固定部位上，因此，难以将永久磁铁沿着永久磁铁固定部位安装至转子铁芯的内侧面上。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供能够抑制或者防止磁铁的轴向上的偏移的转子以及马达。

本实用新型的例示的转子具有转子铁芯和多个磁铁。转子铁芯呈环状包围沿上下方向延伸的中心轴线并且由层叠钢板构成。磁铁沿周向排列。多个磁铁设置于转子铁芯的径向内侧的内侧面上。转子铁芯具有从转子铁芯的径向内侧的内侧面向径向内侧突出的突出部。突出部包含设置于磁铁的轴向上侧的上侧突出部以及设置于磁铁的轴向下侧的下侧突出部。上侧突出部和下侧突出部中的至少一方中与磁铁的轴向端面在轴向上对置的突出部对置面同磁铁的所述轴向端面之间的间隔随着朝向径向内侧而变大。

上述转子在突出部对置面与轴向端面之间还具有粘接部件。

在上述转子中，上侧突出部的周向长度和下侧突出部的周向长度中的至少一方大于等于磁铁的周向长度。

在上述转子中，转子铁芯的径向内侧的内侧面包含与各个磁铁的朝向径向外侧的磁铁外侧面在径向上对置的多个转子铁芯内侧面。磁铁外侧面与转子铁芯内侧面是互相平行的平面。

在上述转子中，转子铁芯还具有在相邻的磁铁之间从转子铁芯的径向内侧的内侧面向径向内侧突出的凸部。

在上述转子中，凸部中与磁铁在周向上对置的凸部对置面同磁铁的朝向周向的周向端面之间的间隔随着朝向径向内侧而变大。

上述转子还具有壳体。壳体具有：凹部，其沿轴向凹陷并收纳转子铁芯；以及沿轴向延伸的筒状的筒部，在凹部内转子铁芯被固定于该筒部。筒部具有向径向外侧凹陷并且沿轴向延伸的槽部。转子铁芯还具有从径向外侧的外侧面向径向外侧突出的突起部。突起部的至少一部分被插入于槽部中。

上述转子还具有壳体。壳体具有凹部和筒部。凹部沿轴向凹陷并收纳转子铁芯。筒部呈筒状，在凹部内转子铁芯被固定于筒部，筒部沿轴向延伸。筒部具有从径向内侧的内侧面向径向内侧突出的突起部。转子铁芯在径向外侧的外侧面上还具有向径向内侧凹陷并且沿轴向延伸的槽部。突起部的至少一部分被插入于槽部中。

本是的例示的马达具有：上述转子，其能够以中心轴线为中心进行旋转；以及定子，其使转子旋转驱动。

本实用新型的例示的马达具有：上述转子，其能够以中心轴线为中心进行旋转；以及定子，其对转子进行旋转驱动。

根据本实用新型的例示的转子以及马达，能够抑制或者防止磁铁的轴向上的偏移。

由以下的本实用新型优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征，要素，步骤，特点和优点。

附图说明

图1是示出吊顶扇的结构例的立体图。

图2是示出马达的结构例的剖视图。

图3是固定有磁铁的转子铁芯的立体图。

图4A是从周向观察到的转子铁芯的纵剖视图。

图4B是从轴向观察到的转子铁芯的横剖视图。

图5是示出收纳转子铁芯的壳体的结构例的分解立体图。

图6是示出收纳转子铁芯的壳体的其他结构例的分解立体图。

图7A是用于对转子铁芯形成工序进行说明的概念图。

图7B是用于对层叠在多个第1钢板的轴向两侧的第2钢板和第3钢板的形成工序进行说明的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的例示的实施方式进行说明。

另外，在本说明书中，在吊顶扇100的马达110中，将与中心轴线CA平行的方向称为“轴向”。而且，将轴向上的从定子铁芯21朝向轴承3的方向称为“轴向上侧”，将从轴承3朝向定子铁芯21的方向称为“轴向下侧”。此外，在各个结构要素的表面中，将朝向轴向上侧的面称为“上表面”，将朝向轴向下侧的面称为“下表面”。

此外，将与中心轴线CA垂直的方向称为“径向”，将以中心轴线CA为中心的旋转方向称为“周向”。而且，将径向中的朝向中心轴线CA的方向称为“径向内侧”，将远离中心轴线CA的方向称为“径向外侧”。而且，在各个结构要素的侧面中，将朝向径向内侧的侧面称为“内侧面”，将朝向径向外侧的侧面称为“外侧面”，将朝向周向的侧面称为“周向侧面”。

另外，以上说明的方向和面的称呼并不表示组装在实际的设备中时的位置关系和方向等。

图1是示出吊顶扇100的结构例的剖视图。吊顶扇100是具有马达110和叶片120的送风装置。叶片120能够以中心轴线CA为中心进行旋转，叶片120安装于马达110。马达110使叶片120旋转。另外，在图1中，叶片120的数量为3片，但不限于该例示的情况，可以是1片或者3片以外的多片。另外，在本实施方式中，马达110是吊顶扇100所具有的外转子型的无刷DC马达。

接下来，对马达110的结构进行说明。图2是示出马达110的结构例的剖视图。另外，在图2中，通过包含中心轴线CA的切断面将马达110切断。

如图2所示，马达110具有：转子1，其能够以沿上下方向延伸的中心轴线CA为中心旋转；定子2，其对转子1进行旋转驱动；以及轴承3。

如图2所示，转子1具有转子铁芯11、多个磁铁12、粘接部件13以及壳体14。另外，在后文说明转子1的各个结构要素和转子1的制造方法。

定子2具有定子铁芯21、绝缘件22、线圈部23以及轴24。定子铁芯21例如是由沿轴向层叠的电磁钢板构成的铁芯部件，在径向上与转子1的磁铁12对置。绝缘件22例如是利用了树脂材料的绝缘部件，覆盖定子铁芯21的至少一部分。线圈部23由隔着绝缘件22而缠绕于定子铁芯21的导线构成。轴24是沿轴向延伸的筒状的部件。在轴24上安装定子铁芯21。

轴承3被安装于转子1的壳体14与轴24之间，将转子1支承为能够相对于轴24旋转。

接下来，对转子铁芯11、磁铁12以及粘接部件13进行说明。图3是固定有磁铁12的转子铁芯11的立体图。图4A是从周向观察到的转子铁芯11的纵剖视图。图4B是从轴向观察到的转子铁芯11的横剖视图。另外，图4A示出沿图3的A-A线的截面，图4B示出沿图3的B-B线的截面。

转子铁芯11呈环状包围沿上下方向延伸的中心轴线CA，由层叠有电磁钢板等的后述的层叠钢板15构成。转子铁芯11具有圆环部111、突出部112、凸部113以及突起部114。

圆环部111呈以中心轴线CA为中心的环状。转子铁芯11的圆环部111的径向内侧的内侧面包含多个转子铁芯内侧面11a。转子铁芯内侧面11a是固定磁铁12的区域，与各个磁铁12的朝向径向外侧的后述的磁铁外侧面12a在径向上对置。转子铁芯内侧面11a与磁铁外侧面12a是互相平行的平面。由于磁铁外侧面12a与转子铁芯内侧面11a互相平行，因此，能够提高将转子1安装至马达110的情况下的马达110的逆电动势。此外，与磁铁外侧面12a和转子铁芯内侧面11a为曲面的情况相比，能够抑制制造工序中的磁铁12的成品率的恶化。例如，如果转子铁芯内侧面11a为曲面，则需要对磁铁12进行加工，而使磁铁外侧面12a成为沿着转子铁芯内侧面11a的形状的曲面，因此，与上述的为平面的情况相比，制造工序中的磁铁12的成品率恶化。

突出部112存在多个，从转子铁芯11的径向内侧的内侧面向径向内侧突出。更具体而言，突出部112从圆环部111向径向内侧突出。突出部112包含上侧突出部1121和下侧突出部1122。上侧突出部1121设置于磁铁12的轴向上侧。下侧突出部1122设置于磁铁12的轴向下侧。另外，在本实施方式中，与磁铁12相同数量的上侧突出部1121和与磁铁12相同数量的下侧突出部1122在周向上排列，但突出部112的结构不限于该例示的情况。例如，可以是上侧突出部1121和下侧突出部1122中的至少一方的内径比圆环部111的内径小的环状。或者，上侧突出部1121和下侧突出部1122中的至少一方的突出部112的数量也可以比磁铁12的数量少。

此外，突出部112中与磁铁12的轴向端面12b在轴向上对置的突出部对置面112a是倾斜面。因此，突出部对置面112a与磁铁12的轴向端面12b之间的间隔随着朝向径向内侧而变大。另外，在本实施方式中，上侧突出部1121和下侧突出部1122双方的突出部对置面112a为倾斜面。更具体而言，上侧突出部1121的下表面和下侧突出部1122的上表面是与轴向端面12b之间的间隔随着朝向径向内侧而变大的倾斜面。但是，不限于该例示的情况，也可以是上侧突出部1121和下侧突出部1122中的一方的突出部对置面112a是倾斜面。

换言之，只要上侧突出部1121和下侧突出部1122中的至少一方中与磁铁12的轴向端面12b在轴向上对置的突出部对置面112a同轴向端面12b之间的间隔随着朝向径向内侧而变大即可。

这样的话，能够通过设置于磁铁12的轴向上侧的上侧突出部1121和设置于磁铁12的轴向下侧的下侧突出部1122来抑制或者防止磁铁12的轴向的偏移。

此外，在将磁铁12固定至转子铁芯11时，能够将磁铁12沿着成为倾斜面的突出部对置面112a插入至突出部112之间。因此，能够容易地插入磁铁12，也能够容易地进行磁铁12的轴向上的定位。

此外，在本实施方式中，上侧突出部1121的周向长度和下侧突出部1122的周向长度与磁铁12的周向长度同等。但是，不限于该例示的情况，只要上侧突出部1121的周向长度和下侧突出部1122的周向长度中的至少一方大于等于磁铁12的周向长度即可。这样的话，更容易抑制或者防止磁铁12的轴向的偏移。此外，如后述那样，当在突出部对置面112a与磁铁12之间设置有粘接部件13的情况下，只要具有该突出部对置面112a的突出部112的周向长度在磁铁12的周向长度以上，就能够抑制或者防止该粘接部件13在轴向上越过突出部112而探出到转子铁芯11的外侧。此外，突出部112中与磁铁12的轴向端面12b在轴向上对置的突出部对置面112a成为倾斜面，突出部对置面112a与磁铁12的轴向端面12b以具有角度的方式分离。因此，容易通过表面张力对粘接部件13进行保持。

凸部113在相邻的磁铁12之间从转子铁芯11的圆环部111的径向内侧的内侧面向径向内侧突出。这样的话，能够通过设置于磁铁12的周向两侧的凸部113来抑制或者防止磁铁12的周向的偏移。

此外，凸部113中与磁铁12在周向上对置的凸部对置面113a成为倾斜面。因此，凸部对置面113a与磁铁12的朝向周向的周向端面12c之间的间隔随着朝向径向内侧而变大。这样的话，在将磁铁12设置至转子铁芯11时，能够将磁铁12沿着成为上述那样的倾斜面的凸部113的凸部对置面113a插入至凸部113之间。因此，能够容易地进行磁铁12的周向上的定位。另外，在本实施方式中，凸部113的周向两侧的凸部对置面113a双方成为上述那样的倾斜面。但是，不限于该例示的情况，也可以是凸部113的周向上的至少一侧的凸部对置面113a成为上述那样的倾斜面。

凸部113也可以形成于转子铁芯11的轴向上的一部分。在本实施方式中，在构成转子铁芯11的层叠钢板15中的与磁铁12在径向上对置的钢板上形成有凸部113。即，在转子铁芯11的轴向上侧的设置于上端部并且具有上侧突出部1121的至少1块钢板(例如后述的第2钢板152)以及转子铁芯11的轴向下侧的设置于下端部并且具有下侧突出部1122的至少1块钢板上，没有形成凸部113。另外，与磁铁12在径向上对置的钢板例如与后述的第1钢板151对应。具有上侧突出部1121的至少1块钢板例如与后述的第2钢板152对应。具有下侧突出部1122的至少1块钢板例如与后述的第3钢板153对应。

突起部114从转子铁芯11的圆环部111的径向外侧的外侧面向径向外侧突出，并沿轴向延伸。另外，在本实施方式中，突起部114的数量为4个，但不限于该例示的情况，也可以是单个或者4个以外的多个。

多个磁铁12设置于转子铁芯11的圆环部111的径向内侧的内侧面上，并在该内侧面上沿周向排列。

粘接部件13设置于转子铁芯11的圆环部111与各个磁铁12之间，将多个磁铁12固定于转子铁芯11。

更具体而言，如图4A所示，粘接部件13设置于各个磁铁12的磁铁外侧面12a与转子铁芯内侧面11a之间，将多个磁铁12固定于圆环部111上。

此外，如图4A所示，粘接部件13还设置于各个磁铁12的轴向端面12b与突出部对置面112a之间。轴向端面12b是各个磁铁12的上表面和下表面，与突出部对置面112a在轴向上对置。这样的话，能够将相对于磁铁12而成为倾斜面的突出部对置面112a与轴向端面12b之间的间隙用作粘接部件13的储存槽，从而将多个磁铁12固定于突出部112。

此外，如图4B所示，粘接部件13还设置于各个磁铁12的周向端面12c与凸部对置面113a之间。周向端面12c是各个磁铁12的周向上的端面，与凸部对置面113a在周向上对置。这样的话，能够将周向端面12c与相对于磁铁12成为倾斜面的凸部对置面113a之间的间隙用作粘接部件13的储存槽，将多个磁铁12固定于凸部113。此外，各个磁铁12的周向端面12c与凸部对置面113a带有角度地分离，由此，容易通过表面张力对粘接部件13进行保持。

接下来，对壳体14进行说明。壳体14具有上侧壳体部14a、筒状的轴承保持部14b以及下侧壳体部14c(参照图2)。图5是示出收纳转子铁芯11的壳体14的结构例的分解立体图。另外，在图5中，为了易于观察结构，省略下侧壳体部14c的图示。

上侧壳体部14a在从轴向下侧观察时呈环状。轴承保持部14b从上侧壳体部14a的径向内侧的内周缘向轴向上侧延伸。在轴承保持部14b的内部设置有轴承3，轴24贯插于轴承3中。下侧壳体部14c被安装于上侧壳体部14a的轴向下侧，覆盖上侧壳体部14a的轴向下侧的下端部。

此外，壳体14的上侧壳体部14a具有凹部141和筒状的筒部142。凹部141在中心轴线CA所通过的上侧壳体部14a的中央部分向轴向上侧凹陷，并在内部收纳转子铁芯11。在凹部141的底面设置有与轴承保持部14b相通的开口。

筒部142从凹部141的底面向轴向下侧延伸。在凹部141内，转子铁芯11收纳于筒部142内并被固定。筒部142具有与突起部114相同数量(在图5中，是4个)的槽部143。槽部143从筒部142的径向内侧的内侧面向径向外侧凹陷，并沿轴向延伸。更具体而言，在本实施方式中，槽部143沿径向贯通筒部142，筒部142的轴向上的下端部开口。

在转子铁芯11收纳于筒部142内时，突起部114的至少一部分插入于槽部143中。通过将转子铁芯11的突起部114插入于壳体14的筒部142的槽部143中，能够防止转子铁芯11相对于壳体14的位置在周向上偏移。此外，即使通过切削加工等而将凹部141和筒部142设置于壳体14上，也能够在不妨碍该切削加工处理的情况下将槽部143设置于筒部142的内侧面上。

另外，转子铁芯11收纳于筒部142内的构造不限于图5的例示的情况。图6是示出收纳转子铁芯11的壳体14的其他结构例的分解立体图。如图6所示，也可以是，筒部142具有突起部144，转子铁芯11具有槽部115。而且，也可以是，在转子铁芯11收纳到筒部142内时，突起部144的至少一部分被插入于槽部115中。另外，在图6中，突起部144设置于筒部142的径向内侧的内侧面上，从筒部142向径向内侧突出。此外，槽部115设置于转子铁芯11的圆环部111的径向外侧的外侧面上，向径向内侧凹陷并且沿轴向延伸。这样的话，通过将壳体14的突起部144插入于转子铁芯11的槽部115中，能防止转子铁芯11相对于壳体14的位置在周向上偏移。

接下来，对转子1的制造方法的一例进行说明。转子1的制造方法包含转子铁芯形成工序、磁铁固定工序以及安装工序。

图7A是用于对转子铁芯形成工序进行说明的概念图。图7B是用于对层叠在多个第1钢板151的轴向两侧的第2钢板152和第3钢板153的形成工序进行说明的概念图。在转子铁芯形成工序中，形成转子铁芯11，该转子铁芯11呈环状包围沿上下方向延伸的中心轴线CA并且由层叠钢板15构成。转子铁芯形成工序具有第1～第4工序。

在第1工序中，如图7A所示，形成环状的第1钢板151并沿轴向层叠多个第1钢板151。更具体而言，第1工序具有冲压工序和层叠工序。在冲压工序中，例如通过电磁钢板的冲压加工而形成多个环状的第1钢板151。另外，在形成的第1钢板151的径向内侧的内周缘形成有构成凸部113的凸部分15b。此外，在形成的第1钢板151的径向外侧的外周缘形成有构成突起部114的突起部分15c。在层叠工序中，各个第1钢板151被沿轴向层叠。此时，各个第1钢板151的凸部分15b的周向位置一致，突起部分15c的周向位置一致。换言之，各个第1钢板151的凸部分15b沿轴向排列，突起部分15c也沿轴向排列。

在第2工序中，如图7B所示，形成第2钢板152和第3钢板153。更具体而言，第2工序具有冲压工序和面锻打加工工序。

在冲压工序中，例如通过电磁钢板的冲压加工而形成环状的钢板150。另外，在钢板150的径向内侧的内周缘形成有构成突出部112的突出部分15a。此外，在钢板150的径向外侧的外周缘形成有构成突起部114的突起部分15c。此外，从突出部分15a的径向内侧的内端部到中心轴线CA为止的径向距离D2、D3比第1钢板151的相邻的凸部分15b之间的转子铁芯11中的从内侧面151a到中心轴线CA为止的径向距离D1小。另外，内侧面151a构成转子铁芯内侧面11a。

在面锻打加工处理中，用作第2钢板152和第3钢板153的钢板150的突出部分15a被具有倾斜面的辅具沿轴向按压从而变形。其结果为，在钢板150的朝向轴向的第1面150a上形成有第2面150b。第2面150b与在突出部112中成为倾斜面的突出部对置面112a对应。第2面150b是随着朝向径向内侧而朝向在轴向上与第1面150a所朝向的方向相反的一侧的倾斜面。

另外，在本实施方式中，采用转子铁芯11的突出部112存在有多个并沿周向排列的结构，因此，在第2工序的冲压工序中，在钢板150的内周缘形成有多个突出部分15a。但是，在转子铁芯11的突出部112呈环状的情况下，在用作第2钢板152和第3钢板153的上述钢板150的内周缘不形成突出部分15a。

另外，在本实施方式中，在转子形成工序中，设置有第2面150b的钢板150用于第2钢板152和第3钢板153双方，但不限于该例示的情况，也可以用于第2钢板152和第3钢板153中的一方。在该情况下，第2钢板152和第3钢板153中的另一方直接使用在第2工序中通过冲压工序而形成的钢板。

在第3工序中，如图7A所示，在层叠起来的第1钢板151的轴向上侧层叠钢板150作为第2钢板152。此时，钢板150在形成于突出部分15a的第2面150b朝向轴向下侧的状态下被层叠起来。此时，该钢板150的突起部分15c的周向位置与第1钢板151的突起部分15c的周向位置一致。换言之，第1钢板151的突起部分15c与作为第2钢板152的钢板150的突起部分15c沿轴向排列。

在第4工序中，如图7A所示，在层叠起来的第1钢板151的轴向下侧层叠钢板150作为第3钢板153。此时，钢板150在形成于突出部分15a的第2面150b朝向轴向上侧的状态下被层叠起来。此时，该钢板150的突起部分15c的周向位置与第1钢板151的突起部分15c的周向位置一致。换言之，第1钢板151的突起部分15c与作为第3钢板153的钢板150的突起部分15c沿轴向排列。

在磁铁固定工序中，在层叠起来的多个第1钢板151的径向内侧的内侧面上设置多个磁铁12。此时，各个磁铁12设置于层叠在第1钢板151的轴向上侧的第2钢板152的第2面150b与层叠在第1钢板151的轴向下侧的第2钢板152的第2面150b之间。

在安装工序中，转子铁芯11被收纳于壳体14的筒部142内(参照图5)。此时，突起部114的至少一部分被插入于槽部143中。

如以上说明的那样，转子1的制造方法具有以下步骤：形成转子铁芯11的步骤，该转子铁芯11呈环状包围沿上下方向延伸的中心轴线CA并且由层叠钢板15构成；以及在转子铁芯11的径向内侧的内侧面上设置多个磁铁12的步骤。形成转子铁芯11的步骤具有以下步骤：在轴向上层叠多个环状的第1钢板151的步骤；形成从径向内侧的内端部到中心轴线CA为止的径向上的距离D2、D3比第1钢板151小的第2钢板152和第3钢板153的步骤；在第1钢板151的轴向上侧层叠第2钢板152的步骤；以及在第1钢板151的轴向下侧层叠第3钢板153的步骤。在设置磁铁12的步骤中，各个磁铁12被设置于第2钢板152的径向内侧的内端部与第3钢板153的径向内侧的内端部之间。在形成第2钢板152和第3钢板153的步骤中，第2钢板152和第3钢板153中的至少一方的钢板的径向内侧的内端部被具有倾斜面的辅具按压从而变形，在至少一方的钢板的朝向轴向的第1面150a上形成第2面150b。第2面150b是随着朝向径向内侧而朝向在轴向上与第1面150a所朝向的方向相反的一侧的面。在层叠第2钢板152的步骤和层叠第3钢板153的步骤中的至少一方中，第2面150b朝向轴向的第1钢板151侧。

对层叠在第1钢板151的轴向上侧的第2钢板152和层叠在第1钢板151的轴向下侧的第3钢板153中的至少一方的钢板的径向内侧的内端部实施面锻打加工处理。通过该处理，第2面150b成为倾斜面。第2面150b与磁铁12在轴向上对置。即，能够使突出部对置面112a与磁铁12的轴向端面12b之间的间隔随着朝向径向内侧而变大。因此，在设置磁铁12的步骤中，能够将磁铁12沿着成为倾斜面的突出部对置面112a插入到突出部112之间。因此，能够容易地插入磁铁12，也能够容易地进行磁铁12的轴向上的定位。另外，第2钢板152和第3钢板153的径向内侧的内端部与突出部112对应。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。另外，本实用新型的范围不限于上述实施方式。本实用新型能够不脱离实用新型的主旨的范围内加以各种变更来实施。此外，上述实施方式中说明的事项能够在不产生矛盾的范围内适当地任意组合。

例如，在上述实施方式中，马达110在本实施方式中是吊顶扇100所具有的外转子型的无刷DC马达。但是，不限于这些例示的情况，马达110也可以设置于吊顶扇100以外的装置，马达110也可以是内转子型马达。另外，在马达110是内转子型的情况下，马达110的结构要素的径向上的位置有时会相反。例如，在马达110是内转子型的情况下，多个磁铁12设置于转子铁芯11的径向外侧的外侧面上，转子铁芯11的突出部112从圆环部111的外侧面向径向外侧突出。而且，上侧突出部1121和下侧突出部1122中的至少一方的突出部对置面112a与轴向端面12b之间的间隔随着朝向径向外侧而变大。

本实用新型例如对于具有转子(在转子铁芯的径向的侧面上设置有磁铁)的马达以及转子的制造方法是有用的。