转子、马达以及转子的制造方法与流程

本发明涉及转子、马达以及转子的制造方法。

背景技术：

以往，公知有通过树脂模制而一体成型出的转子(旋转件)。例如，在日本特许公开h07-312852号公报中记载了现有的转子。在日本特许公开h07-312852号公报所记载的转子中，沿着圆周方向等间隔地排列有永久磁铁，在该永久磁铁之间设置有扇形的轭部。而且，隔着永久磁铁而相邻的轭部彼此通过连接部而结合。连接部配置在永久磁铁的径向内侧。

在日本特许公开h07-312852号公报所记载的转子中，通过连接部而将轭部彼此连接起来并且进行永久磁铁的径向上的定位。但是，由于轭部通过连接部而结合，因此有可能经由连接部而产生磁通泄漏，从而导致马达扭矩降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供抑制磁通泄漏并且防止磁铁和磁极部在旋转时发生位置偏移的转子、马达以及转子的制造方法。

在本申请的例示的一个实施方式中，一种转子，在马达中使用该转子，所述转子具有轴支承部、树脂部、多个磁铁以及多个磁极部。所述轴支承部呈沿着周向包围上下延伸的中心轴线的圆环状，对沿着中心轴线配置的轴进行支承。多个所述磁铁沿周向排列，并且沿着周向包围所述轴支承部。多个所述磁极部沿着周向与所述磁铁交替地排列，并且沿着周向包围所述轴支承部。所述树脂部覆盖多个所述磁铁和多个所述磁极部，所述树脂部具有上树脂部和下树脂部。所述上树脂部覆盖多个所述磁铁的上表面和多个所述磁极部的上表面。所述下树脂部覆盖多个所述磁铁的下表面和多个所述磁极部的下表面。在径向上，在多个所述磁铁和多个所述磁极部与所述轴支承部之间隔着空间。所述上树脂部和所述下树脂部中的至少一方具有设置在与所述轴支承部和多个所述磁铁之间的所述空间在轴向上重叠的位置的多个开口。

在本申请的例示的一个实施方式中，一种转子的制造方法，在马达中使用该转子，所述转子具有轴支承部、树脂部、多个磁铁以及多个磁极部。多个所述磁铁排列在上下延伸的中心轴线的周围。多个所述磁极部沿轴向延伸，并且沿着周向与所述磁铁交替地排列。所述轴支承部对沿着中心轴线配置的轴进行支承。所述轴支承部配置于沿周向交替地排列的多个所述磁极部和多个所述磁铁的径向内侧。所述转子的制造方法具有以下工序：工序a)将多个所述磁极部和多个所述磁铁配置在模具的内部；以及工序b)使熔融树脂流入所述模具内部。在所述工序b)中，在径向上，在多个所述磁铁与所述轴支承部之间配置模具，在使多个所述磁铁各自的内侧端面与所述模具接触的状态下，使所述熔融树脂流入。

根据本申请的例示的一个实施方式，通过树脂来覆盖磁铁和磁极部，由此能够防止磁铁和磁极部的位置在旋转时发生偏移。特别地，在磁极部的径向内侧的面与轴支承部之间隔着空间。因此，能够减少磁通泄漏。此外，由于在磁铁与轴支承部之间形成了空间，因此能够减少树脂使用量。

附图说明

图1是本发明的实施方式的马达的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式的转子的立体图。

图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。

图4是本发明的实施方式的省略了树脂部的转子的立体图。

图5是示出本发明的实施方式的转子的制造过程的流程图。

图6是示出制造本发明的实施方式的转子时的情形的纵剖视图。

图7是本发明的其他实施方式的转子的立体图。

图8是本发明的其他实施方式的转子的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示的实施方式进行说明。另外，在本申请中，将与转子的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与转子的中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以转子的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。此外，在本申请中，将轴向作为上下方向来对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，并不意图通过该上下方向的定义来限定使用和制造本发明的转子和马达时的朝向。

此外，在本申请中，“平行的方向”也包含大致平行的方向。此外，在本申请中，“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。

＜1.关于马达＞

图1是本发明的实施方式的马达1的纵剖视图。

马达1是所谓的内转子型的马达。马达1具有静止部2和旋转部3。静止部2被固定于作为驱动对象的设备的框体。旋转部3被支承为能够相对于静止部2旋转。

静止部2具有壳体21、盖部22、定子23、下轴承部24以及上轴承部25。

壳体21呈包围上下延伸的中心轴线9的大致圆筒状，并且下部封闭，上部开口。盖部22覆盖该壳体21的开口。定子23和后述的转子32收纳于被壳体21和盖部22包围的内部空间。

定子23配置于后述的转子32的径向外侧。定子23具有定子铁芯41、绝缘件42以及线圈43。定子铁芯41由电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠钢板构成。定子铁芯41配置为与中心轴线9大致同轴，配置于后述的转子32的径向外侧。此外，定子铁芯41的外周面被固定于壳体21的侧壁的内周面。

绝缘件42由作为绝缘体的树脂构成。绝缘件42覆盖定子铁芯41的一部分。线圈43是隔着绝缘件42而设置于定子铁芯41的绕组。通过将绝缘件42夹在定子铁芯41与线圈43之间，防止了定子铁芯41与线圈43发生电短路。

另外，也可以代替绝缘件42而对定子铁芯41的表面实施绝缘涂装。

下轴承部24设置于壳体21的底部中央。此外，上轴承部25设置于盖部22的中央。下轴承部24和上轴承部25例如使用球轴承。但是，也可以使用滑动轴承、流体轴承等其他方式的轴承来代替球轴承。下轴承部24与上轴承部25配置于在轴向上重叠的位置。而且，下轴承部24和上轴承部25将沿着中心轴线9延伸的轴31支承为能够旋转。

当向静止部2的线圈43提供驱动电流时，从线圈43产生磁通。而且，通过线圈43与后述的转子32之间的磁通的作用而产生周向的扭矩。其结果为，转子32相对于静止部2以中心轴线9为中心进行旋转，轴31与转子32一同旋转。

旋转部3具有轴31和转子32。

轴31是沿着中心轴线9延伸的柱状的部件。轴31的材料例如使用不锈钢。轴31被上述的下轴承部24和上轴承部25支承并且以中心轴线9为中心进行旋转。轴31伴随着转子32的旋转而与转子32一同旋转。

＜2.关于转子＞

图2是本发明的实施方式的转子32的立体图。图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。图4是本发明的实施方式的省略了树脂部53的转子32的立体图。另外，在图2、图3以及图4中，省略了轴31的图示。

转子32配置于定子23的径向内侧。转子32与轴31一同旋转。转子32具有层叠铁芯51、树脂部53以及多个磁铁52。

层叠铁芯51具有多个磁极部511、多个连接部512以及一对轴支承部513。层叠铁芯51是多块电磁钢板510沿轴向层叠而成的层叠钢板。即，多个磁极部511、多个连接部512以及一对轴支承部513是多块电磁钢板510沿轴向层叠而构成的。如果使用层叠钢板，则能够抑制在层叠铁芯51内产生的涡电流。因此，能够使磁通在层叠铁芯51中高效地流动。

一对轴支承部513呈沿着周向包围中心轴线9的圆环状，它们在轴向上分开配置。而且，一对轴支承部513对沿着中心轴线9配置的轴31进行支承。轴31被压入于轴支承部513的内侧。

一对轴支承部513中的一个轴支承部513形成于作为层叠钢板的上表面的上表面钢板。此外，一对轴支承部513中的另一个轴支承部513形成于作为层叠钢板的下表面的下表面钢板。在该情况下，一对轴支承部513只要分别形成于多块电磁钢板510中的至少一块电磁钢板510上即可。即，一对轴支承部513分别可以仅形成于一层钢板，也可以跨越多层钢板而形成。

在沿轴向观察时，多个磁极部511分别呈扇形状。多个磁极部511沿着周向等间隔地排列。即，多个磁极部511沿着周向包围轴支承部513。如图4所示，在多个磁极部511上分别设置有沿轴向贯通的贯通孔511a。在该贯通孔511a中填充有树脂。由贯通孔511a内的树脂构成了将后述的上树脂部531和下树脂部532连接起来的柱状部535。多个磁极部511各自的轴向上的长度比在径向上对置的定子铁芯41长。即，磁极部511的上表面在轴向上位于比定子铁芯41靠上方的位置。此外，磁极部511的下表面在轴向上位于比定子铁芯41靠下方的位置。

多个连接部512沿径向延伸，将轴支承部513和多个磁极部511分别连接起来。在沿着周向相邻的连接部512之间具有空间514。连接部512彼此并没有直接连接。因此，能够减少磁极部511之间的磁通泄漏。此外，在周向上，连接部512的周向上的宽度比磁极部511的径向内侧的端面的宽度小。由此，使多个磁极部511各自与轴支承部513的连接区域小，减轻了磁通经由连接部512的泄漏。

多个连接部512形成于作为层叠钢板的上表面的上表面钢板和作为层叠钢板的下表面的下表面钢板。即，多个连接部512和轴支承部513形成于相同的电磁钢板510。此外，多个连接部512与轴支承部513同样地，只要形成于多块电磁钢板510中的至少一块即可。即，多个连接部512可以仅形成于一层钢板，也可以跨越多层钢板而形成。

多个磁铁52在中心轴线9的周围沿周向大致等间隔地排列。多个磁铁52分别呈大致长方体状。多个磁铁52沿周向排列，沿着周向包围轴支承部513。各磁铁52配置在沿周向相邻的磁极部511之间。即，磁铁52与磁极部511沿着周向交替地排列。在径向上，在多个磁铁52和多个磁极部511与轴支承部513之间隔着空间514。详细而言，空间514是由磁铁52、连接部512以及轴支承部513包围的空间。

各磁铁52的周向的两端面是磁极面(n极或者s极)。而且，通过来自各磁铁52的磁通而将磁极部511的径向外侧的面磁化为n极或者s极。

多个磁铁52各自的径向内侧的端面比多个磁极部511各自的径向内侧的端面向径向内侧突出。即，各磁铁52的径向内侧的端面位于空间514内。在该情况下，能够增加磁铁52的径向的长度，从而使来自磁铁52的磁通增加。此外，与磁极部511的径向内侧的端面比磁铁52的径向内侧的端面向径向内侧突出的情况相比，从磁铁52进入磁极部511的磁通的量变得更多。其结果为，马达扭矩增加。

多个磁铁52各自的径向外侧的端面被在周向上相邻的磁极部511的径向外侧端部保持。在磁极部511的径向外侧的两端部分别设置有沿周向突出的爪部515和爪部516。磁铁52的径向外侧的端面接触于与该磁铁52的周向的一侧相邻的磁极部511的爪部515和与该磁铁52的周向的另一侧相邻的磁极部511的爪部516。由此，防止了磁铁52向径向外侧发生位置偏移。

树脂部53覆盖层叠铁芯51和磁铁52。树脂部53具有上树脂部531、下树脂部532、内树脂部533以及外树脂部534。

上树脂部531覆盖多个磁铁52的上表面和多个磁极部511的上表面。在沿轴向观察时，上树脂部531呈大致圆形。在上树脂部531上设置有沿轴向贯通的多个开口531a、多个第1孔部531b以及多个第2孔部531c。多个开口531a、多个第1孔部531b以及多个第2孔部531c分别沿着周向配置。

多个开口531a设置于与多个磁铁52和轴支承部513之间的空间514在轴向上重叠的位置。即，即使层叠铁芯51和磁铁52被树脂部53覆盖，空间514也通过开口531a而与外部连通。而且，多个磁铁52各自的径向内侧的面经由该开口531a而从树脂部53露出。详细内容在后文描述，但开口531a是在制造转子32时、在成型树脂部53时进行磁铁52的径向上的定位从而形成的部位。通过具有开口531a和空间514，能够减少形成上树脂部531时的树脂使用量。

多个第1孔部531b和多个第2孔部531c是在制造转子32时、在将磁极部511和磁铁52在模具内定位时形成的孔。详细内容在后文描述。

下树脂部532覆盖多个磁铁52的下表面和多个磁极部511的下表面。下树脂部532采用与上树脂部351大致相同的结构，但不具有与上树脂部531的开口531a相当的开口。而且，下树脂部532覆盖多个磁铁52和多个磁极部511与轴支承部513之间的空间514。在该情况下，与下树脂部532具有开口的情况相比，能够使轴支承部513与磁极部511和磁铁52之间的保持力更牢固。此外，上树脂部531与下树脂部532通过柱状部535而相连。柱状部535是由填充在磁极部511的贯通孔511a中的树脂形成并且沿轴向延伸的部位。利用柱状部535而提高了上树脂部531与下树脂部532之间的保持力，能够进一步抑制磁极部511和磁铁52的位置偏移。

如图2所示，内树脂部533覆盖多个磁铁52各自的径向内侧的端面的周向的两缘部。能够利用该内树脂部533来防止磁铁52向径向内侧发生位置偏移。

外树脂部534覆盖多个磁铁52的径向外侧的面和多个磁极部511的径向外侧的面。外树脂部534在与磁极部511沿着径向重叠的位置具有矩形形状的露出部534a。在该露出部534a，多个磁极部511各自的径向外侧的面从树脂部53露出。

在这样构成的转子32中，层叠铁芯51和磁铁52被树脂部53覆盖，由此能够防止磁铁52和磁极部511在旋转时发生位置偏移。此外，在上述结构中，由于在磁铁52和磁极部511与轴支承部513之间隔着空间514，因此能够减少磁通泄漏。而且，将磁极部511与轴支承部513连接起来的连接部512配置在层叠铁芯51的上表面和下表面，没有在轴向的中央附近设置。因此，能够减小连接部512所占的轴向的范围，减少磁极部511之间的磁通泄漏。

此外，一方的连接部512位于比定子铁芯41的上表面靠轴向上侧的位置。此外，另一方的连接部512位于比定子铁芯41的下表面靠轴向下侧位置。即，连接部512没有设置于与定子铁芯41在径向上对置的位置。在磁极部511和定子铁芯41中流动的磁通最易于在磁极部511与定子铁芯41对置的位置流动。另一方面，在远离定子铁芯41的轴向上侧和轴向下侧的位置，磁通流动的量稍微减少。因此，通过将连接部512配置于比定子铁芯41的上表面靠轴向上侧的位置或者比定子铁芯41的下表面靠轴向下侧的位置，由连接部512引起磁通泄漏从而导致磁通量减少这一情况的影响较低。其结果为，防止了不必要的磁通泄漏。而且，防止了马达扭矩降低。

＜3.转子的制造方法＞

接下来，对转子32的制造方法的一例进行说明。

图5是示出本发明的实施方式的转子32的制造过程的流程图。图6是示出制造本发明的实施方式的转子32时的情形的纵剖视图。

在制造转子32时，首先，准备作为一对模具的上模具110和下模具120、预先制作的层叠铁芯51以及预先制作的多个磁铁52(步骤s1)。通过使一对模具110、120彼此的对置面抵接，在这一对模具110、120的内部形成了与转子32的形状对应的空洞130，使用该空洞130。此外，如图6所示，下模具120具有第1模具销121和多个第2模具销122。而且，上模具110具有未图示的浇口和多个模具销111。

接着，向一对模具110、120的内部配置层叠铁芯51和多个磁铁52(步骤s2)。这里，首先，向下模具120的内部配置层叠铁芯51和多个磁铁52。然后，利用上模具110将下模具120的上部封闭。由此，成为在模具110、120的内部形成有空洞130并且在该空洞130内配置有层叠铁芯51和多个磁铁52的状态。

在步骤s2中，多个磁极部511与多个磁铁52在周向上交替地排列。此外，如图6所示，下模具120的第2模具销122抵靠在磁极部511和磁铁52的下表面上。此外，上模具110的模具销111抵靠在磁极部511和磁铁52的上表面上。由此，磁铁52在轴向上被定位。

此外，下模具120的第1模具销121配置在磁铁52与轴支承部513之间，并且与磁铁52的径向的内侧端面接触。由此，磁铁52在径向上被定位。配置有第1模具销121的部分在成型后成为开口531a。

接着，使作为热塑性树脂的熔融树脂从未图示的浇口流入模具110、120内的空洞130内(步骤s3)。从浇口排出的熔融树脂与层叠铁芯51的上表面接触，沿着层叠铁芯51和多个磁铁52的上表面向周围扩展。此后，熔融树脂通过磁铁52的径向外侧、磁铁52和层叠铁芯51的径向内侧、以及贯通孔511a内的各空间而流向层叠铁芯51和多个磁铁52的下表面侧。由此，熔融树脂高效地流遍模具110、120内的空洞130。其结果为，高精度地成型出树脂部53的各部分。另外，熔融树脂也流到空间514的一部分。

当熔融树脂流遍模具110、120内的空洞130时，接下来，使模具110、120内的熔融树脂冷却、固化(步骤s4)。模具110、120内的熔融树脂通过固化而成为树脂部53。树脂部53被成型为具有上树脂部531、下树脂部532、内树脂部533、外树脂部534以及柱状部535。此外，伴随着熔融树脂固化，层叠铁芯51、磁铁52以及树脂部53彼此被固定在一起。

此后，将一对模具110、120打开，使转子32从模具110、120脱模(步骤s5)。在脱模后，在多个第2模具销112和第1模具销121的部分形成了上述的第1孔部531b和第2孔部531c。

＜4.变形例＞

以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。

图7是本发明的其他实施方式的转子的立体图。在图7的例子中，外树脂部534在与多个磁铁52沿着径向对置的位置具有沿轴向延伸的缝534b。即，多个磁铁52从缝534b露出。在成型树脂部53时，在该缝534b中配置有模具的一部分。能够利用该模具的一部分而在成型树脂部53时将磁铁52定位固定。由此，无需在磁极部511设置沿周向突出的定位固定用的部位，能够减少经由该定位固定用的部位的磁通泄漏。

在上述实施方式中，层叠铁芯51具有轴支承部513和多个连接部512，但也可以采用仅具有磁极部511的结构。图8是本发明的其他实施方式的转子32的俯视图。如图8所示，在径向上，多个磁极部511与轴支承部513没有通过连接部而连接起来，彼此是独立的。在该情况下，多个磁极部511与轴支承部513例如通过树脂部而连结起来。在该结构中，由于在磁铁的径向内侧的面与轴支承部之间隔着空间，因此能够减少磁通泄漏。此外，沿周向排列的磁铁52和磁极部511被树脂部53覆盖，由此防止了位置偏移。

而且，在上述实施方式中，连接部512和轴支承部513在轴向上配置于层叠铁芯51的上表面侧和下表面侧，但不限于此。连接部512和轴支承部513也可以设置于层叠铁芯51的轴向的中央附近。此外，在上述实施方式中，磁极部511的数量与连接部512的数量相同，但也可以不同。详细而言，也可以不使连接部512与全部磁极部511相连。而且，连接部512和轴支承部513也可以由树脂形成而作为树脂部53的一部分。

而且，在上述实施方式中，使热塑性树脂流入一对模具110、120内，然后使其冷却、固化，但也可以使用热固化性树脂。在使用热固化性树脂的情况下，图5的流程中的使熔融树脂固化的处理(步骤s4)变为对熔融树脂加热以使其固化的方法。

以上，对本发明的一个实施方式和变形例进行了说明，但可以在不产生矛盾的范围内适当组合在实施方式和变形例中分别出现的各要素。

本发明能够用于转子、马达以及转子的制造方法。