CN101978584A - 轴向间隙型电机及其转子制造方法 - Google Patents

Abstract

一种轴向间隙型电机及其转子制造方法，该轴向间隙型电机(10)的转子(11)具有：多个主磁铁部(41)，所述多个主磁铁部(41)沿旋转轴线方向被磁化并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部(42)，所述多个磁轭部(42)由将带状的电磁钢板(60)卷绕而成的层叠体(71)构成，并分别配置于多个主磁铁部(41)的旋转轴线方向两侧；以及转子框架(30)，所述转子框架(30)由压铸合金构成，所述转子框架(30)具有分别配置于沿周向相邻的主磁铁部(41)之间并沿径向延伸的多个肋(31)，并且所述转子框架(30)具有在多个肋(31)内径侧设置的内筒部(32)和在多个肋(31)外径侧设置的外筒部(33)。由此，能够使由卷绕的层叠体构成的磁轭部与转子框架稳固地一体化，并且能够确保可耐受因转子的旋转而产生的离心力和来自定子的磁吸引力的刚性。

Description

轴向间隙型电机及其转子制造方法

技术领域

本发明涉及轴向间隙型电机及其转子制造方法。

背景技术

以往，例如已知有如下的轴向间隙型电机，该轴向间隙型电机具有能够绕旋转轴线旋转的转子和从旋转轴线方向的至少一侧与转子对置配置的定子，并且相对于由转子的永磁铁产生的磁场磁通形成有通过定子的磁通环。

作为转子的制造方法，对利用将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体构成转子铁心的结构提出了各种方案(例如，参照专利文献1～4)。如图20所示，在专利文献1记载的轴向间隙型电机中，利用将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体101构成转子铁心102，并在形成于该转子铁心102的开口103容纳磁石104。由此，利用转子铁心102一体形成多个磁轭部。

专利文献1：日本特开2006-166635号公报(图2)

专利文献2：日本特开2005-168124号公报(图1)

专利文献3：日本特开2002-10537号公报(图1)

专利文献4：日本特开2006-50706号公报(图2、图6、图7)

然而，利用层叠体构成的转子铁心由其内侧安装于轴部、或者转子框架上。在将该转子铁心与轴部、或者转子框架在确保刚性后进行安装的情况下，与磁轭部被分开的转子结构相比，容易使组装结构变得复杂。并且，在专利文献1～3记载的转子的制造方法中，没有对具体的相对于轴部的安装进行记载。此外，在专利文献4记载的方法中，将轴部分成了两部分，并在外周面形成螺纹部，通过螺母将转子铁心与轴部固定，安装非常复杂。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种轴向间隙型电机及其转子的制造方法，该轴向间隙型电机能够使由卷绕的层叠体构成的磁轭部与转子框架稳固地一体化，并且能够确保可耐受因转子的旋转而产生的离心力和来自定子的磁吸引力的刚性。并且，本发明的另一目的在于提供一种轴向间隙型电机及其转子的制造方法，该轴向间隙型电机在将由卷绕的层叠体构成的磁轭部经由转子框架固定于轴部时，能够将转子框架与轴部稳固地固定在一起。

为了达成上述目的，技术方案1中所述的发明为一种轴向间隙型电机(例如后述的实施方式中的轴向间隙型电机10)，其特征在于，该轴向间隙型电机具备能够绕旋转轴线旋转的转子(例如后述的实施方式中的转子11)和从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置的定子(例如后述的实施方式中的定子12)，其中，所述转子具有：多个主磁铁部(例如后述的实施方式中的主磁铁部41)，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部(例如后述的实施方式中的磁轭部42)，所述多个磁轭部由将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体(例如后述的实施方式中的层叠体71)构成，并分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架(例如后述的实施方式中的转子框架30)，所述转子框架由压铸合金构成，所述转子框架具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿径向延伸的多个肋(例如后述的实施方式中的肋31)，并且具有在所述多个肋的内径侧设置的内筒部(例如后述的实施方式中的内筒部32)和在所述多个肋的外径侧设置的外筒部(例如后述的实施方式中的外筒部33)中的至少一方。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案2所述的发明的特征在于，在所述转子框架的内筒部和外筒部形成有用于固定所述层叠体的卷绕起始部(例如后述的实施方式中的卷绕起始部64)和卷绕终止部(例如后述的实施方式中的卷绕终止部65)的台阶(例如后述的实施方式中的台阶36、37)，构成所述多个磁轭部的所述层叠体的内周面和外周面分别位于大致同心圆上。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案3所述的发明的特征在于，该轴向间隙型电机还具备轴部(例如后述的实施方式中的轴部55)，该轴部传递来自所述转子的动力，并且在该轴部的外周面形成有轴部侧安装孔部(例如后述的实施方式中的轴部侧安装孔部57)，所述转子框架具有进入到所述轴部的轴部侧安装孔部中的内向凸部(例如后述的实施方式中的内向凸部34)。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案4所述的发明的特征在于，所述轴部具有朝向所述转子框架的内周部扩径的凸缘部(例如后述的实施方式中的凸缘部56)。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案5所述的发明的特征在于，所述转子还具备在内周面形成有环侧安装孔部(例如后述的实施方式中的环侧安装孔部51)的外环(例如后述的实施方式中的外环50)，所述转子框架具有进入到所述外环的环侧安装孔部中的外向凸部(例如后述的实施方式中的外向凸部35)。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案6所述的发明的特征在于，在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔(例如后述的实施方式中的主磁铁部插入孔72)，所述多个主磁铁部插入孔被设定为：所述主磁铁部插入孔的旋转轴线方向长度与所述主磁铁部的旋转轴线方向长度大致相等；并且所述主磁铁部插入孔的周向长度比所述主磁铁部的周向长度长。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案7所述的发明的特征在于，所述转子还具备多个副磁铁部(例如后述的实施方式中的副磁铁部43)，所述多个副磁铁部沿与所述旋转轴线方向和径向都正交的方向被磁化，并且所述多个副磁铁部在沿所述周向相邻的所述磁轭部之间分别配置于所述层叠体的多个副磁铁部收纳部(例如后述的实施方式中的副磁铁部收纳部74)中，所述副磁铁部收纳部形成于比所述磁轭部的旋转轴线方向侧面靠内侧的位置，所述转子框架具有进入到在所述副磁铁部的所述旋转轴线方向外侧所形成的空间中的副磁铁按压部(例如后述的实施方式中的副磁铁按压部39)。

在技术方案1所述的发明的结构的基础上，技术方案8的发明的特征在于，所述转子框架具有所述多个肋和所述内筒部，在所述层叠体中形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔和收纳所述肋的肋收纳孔(例如后述的实施方式中的肋收纳孔73)，该主磁铁部插入孔的内周侧和该肋收纳孔的外周侧被堵塞。

技术方案9为一种轴向间隙型电机的转子制造方法，该轴向间隙型电机的转子制造方法特征在于，该轴向间隙型电机具备：转子，所述转子能够绕旋转轴线旋转，并且具有：多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部，所述多个磁轭部分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架，所述转子框架具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿径向延伸的多个肋，并且具有在所述多个肋的内径侧设置的内筒部和在所述多个肋的外径侧设置的外筒部中的至少一方；以及定子，所述定子从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置，

该轴向间隙型电机的转子制造方法具有：

将带状的电磁钢板卷绕起来形成用于构成所述多个磁轭部的层叠体的工序；以及

在将所述层叠体定位于模具(例如本实施方式中的第一和第二模具80、81)中的状态下浇铸压铸合金从而形成所述转子框架的工序。

在技术方案9所述的发明的构成的基础上，技术方案10所述的发明的特征在于，在所述框架形成工序中，在所述转子框架的内筒部和外筒部形成用于固定所述层叠体的卷绕起始部和卷绕终止部的台阶，构成所述多个磁轭部的所述层叠体的内周面和外周面分别位于大致同心圆上。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案11所述的发明的特征在于，该轴向间隙型电机还具备轴部，该轴部传递来自所述转子的动力，并在该轴部的外周面形成有轴部侧安装孔部，在所述框架形成工序中，采用使所述压铸合金进入所述轴部的轴部侧安装孔部的方式浇铸出所述转子框架。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案12所述的发明的特征在于，所述轴部具有朝向所述转子框架的内周部扩径的凸缘部。

在技术方案9所述的发明的构成的基础上，技术方案13所述的发明的特征在于，所述转子还具备在内周面形成有环侧安装孔部的外环，在所述框架形成工序中，采用使所述压铸合金进入所述外环的环侧安装孔部的方式浇铸出所述转子框架。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案14所述的发明的特征在于，在所述框架形成工序中，在将所述多个主磁铁部插入所述层叠体的状态下浇铸出所述转子框架。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案15所述的发明的特征在于，在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔，所述主磁铁部插入孔被设定为：所述主磁铁部插入孔的旋转轴线方向长度与所述主磁铁部的旋转轴线方向长度大致相等，并且所述主磁铁部插入孔的周向长度比所述主磁铁部的周向长度长。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案16所述的发明的特征在于，所述转子还具备多个副磁铁部，所述多个副磁铁部在沿所述周向相邻的所述磁轭部之间分别配置于所述层叠体的多个副磁铁部收纳部中，所述副磁铁部收纳部形成于比所述磁轭部的周向侧面靠所述旋转轴线方向内侧的位置，在所述框架形成工序中，在将所述多个副磁铁部插入所述层叠体中的状态下，采用使所述压铸合金进入在所述副磁铁部的所述旋转轴线方向外侧所形成的空间中的方式浇铸出所述转子框架。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案17所述的发明的特征在于，在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔和收纳所述肋的肋收纳孔，该主磁铁部插入孔的内周侧和该肋收纳孔的外周侧被堵塞，在所述框架形成工序中，形成了具有所述多个肋和所述内筒部的所述转子框架，所述主磁铁部插入与所述转子框架一体化了的所述层叠体中。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案18所述的发明的特征在于，在浇铸所述转子框架时使用的模具形成有用于对所述磁轭部在径向进行定位的台阶部(例如后述的实施方式中的台阶部82、83)。

在技术方案9所述的发明的结构的基础上，技术方案19所述的发明的特征在于，在所述层叠体借助于其卷绕起始部和卷绕终止部而在周向被定位后的状态下浇铸出所述转子框架。

此外，为了达成上述另一目的，技术方案20所述的发明为一种轴向间隙型电机(例如后述的实施方式中的轴向间隙型电机10)，其特征在于，该轴向间隙型电机具备能够绕旋转轴线旋转的转子(例如后述的实施方式中的转子11)、从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置的定子(例如后述的实施方式中的定子12)、以及传递来自所述转子的动力的轴部(例如后述的实施方式中的轴部90)，其中，所述转子具有：多个主磁铁部(例如后述的实施方式中的主磁铁部41)，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部(例如后述的实施方式中的磁轭部42)，所述多个磁轭部由将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体(例如后述的实施方式中的层叠体71)构成，并分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架(例如后述的实施方式中的转子框架30)，所述转子框架由压铸合金构成，并且至少具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿径向延伸的多个肋(例如后述的实施方式中的肋31)、以及设于所述多个肋的内径侧并与所述轴部结合的内筒部(例如后述的实施方式中的内筒部32)，所述转子框架的内筒部与所述轴部相结合的结合面具有凹凸形状。

在技术方案20所述的发明的结构的基础上，技术方案21所述的发明的特征在于，所述轴部具有朝向所述转子框架的内筒部扩径的凸缘部(例如后述的实施方式中的凸缘部91)。

在技术方案21所述的发明的结构的基础上，技术方案22所述的发明的特征在于，所述凸缘部的外周部具有沿圆周方向以大致相等间隔形成的多个凹部(例如后述的实施方式中的凹部92)，在所述转子框架的内筒部的内周部具有嵌入到所述多个凹部中的多个凸部(例如后述实施方式中的凸部34)。

在技术方案22所述的发明的结构的基础上，技术方案23所述的发明的特征在于，所述凸缘部的外周部通过所述多个凹部和分别设于相邻的所述凹部之间的多个圆弧面(例如后述的实施方式中的圆弧面93)而具有大致齿轮形状，所述凸缘部在所述旋转轴线方向中间部具有圆盘部(例如后述的实施方式中的圆盘部95)，该圆盘部局部地形成所述多个圆弧面，并且形成有分隔所述各凹部的多个分隔壁(例如后述的实施方式中的分隔壁94)。

在技术方案22所述的发明的结构的基础上，技术方案24所述的发明的特征在于，在所述各凹部的所述旋转轴线方向中间部设有分隔壁，所述各凹部在所述旋转轴线方向两侧具有由底壁(例如后述的实施方式中的底壁96)、沿周向相互对置的一对周向壁(例如后述的实施方式中的周向壁97)、以及所述分隔壁的旋转轴线方向侧面(例如后述的实施方式中的旋转轴线方向侧面94a)所划分成的一对凹部。

在技术方案24所述的发明的结构的基础上，技术方案25所述的发明的特征在于，在侧视观察时，所述凹部的底壁与将所述轴部的中心和所述一对周向壁的外径侧缘部(例如后述的实施方式中的外径侧缘部97a)连结起来的两条虚拟线交叉。

在技术方案24所述的发明的结构的基础上，技术方案26所述的发明的特征在于，所述各凹部为具有所述一对周向壁之间的圆弧距离在径向内侧比在径向外侧宽的部分的燕尾槽形状。

在技术方案21所述的发明的结构的基础上，技术方案27所述的发明的特征在于，在所述凸缘部设有沿所述旋转轴线方向延伸的轴部侧轴向孔部(例如后述的实施方式中的轴部侧轴向孔部100)，所述转子框架具有进入到该轴部侧轴向孔部中的轴向凸部(例如后述的实施方式中的轴向凸部110)。

在技术方案27所述的发明的结构的基础上，技术方案28所述的发明的特征在于，在所述凸缘部的外周面的所述旋转轴线方向中间部，形成有与所述轴部侧轴向孔部连通的环状的凹槽(例如后述的实施方式中的凹槽101)，所述转子框架具有与所述轴向凸部相连并进入所述凹槽中的环状凸部(例如后述的实施方式中的环状凸部111)。

在技术方案20至28中的任一方案所述的发明的结构的基础上，技术方案29所述的发明的特征在于，所述转子还具备外环(例如后述的实施方式中的外环50)，在该外环形成有沿径向延伸且外周侧孔径比内周侧孔径大的环侧安装孔部(例如后述的实施方式中的环侧安装孔部51)，所述转子框架具有在所述多个肋的外径侧设置的外筒部(例如后述的实施方式中的外筒部33)、以及从该外筒部的外周面突出并进入所述外环的环侧安装孔部的外向凸部(例如后述的实施方式中的外向凸部35)。

技术方案30所述的发明为一种轴向间隙型电机的转子制造方法，该轴向间隙型电机的转子制造方法的特征在于，该轴向间隙型电机具备：

转子，所述转子能够绕旋转轴线旋转，并且具有：多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部，所述多个磁轭部分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架，所述转子框架至少具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿径向延伸的多个肋、以及在所述多个肋的内径侧设置的内筒部；

定子，所述定子从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置；以及

与所述转子框架的内筒部结合并传递来自所述转子的动力的轴部，

其中，该轴向间隙型电机的转子制造方法具有如下工序：将带状的电磁钢板卷绕起来形成用于构成所述多个磁轭部的层叠体的工序；以及在将所述层叠体和外周面具有凹凸形状的所述轴部定位于模具(例如后述的实施方式中的第一和第二模具80、81)中的状态下浇铸压铸合金，从而形成所述内筒部的与所述轴部相结合的结合面具有凹凸形状的所述转子框架的工序。

在技术方案30所述的发明的结构的基础上，技术方案31所述的发明的特征在于，所述转子还具备外环，在该外环形成有沿径向延伸且外周侧孔径比内周侧孔径大的环侧安装孔部，在所述框架形成工序中，在进一步将所述外环定位于所述模具中的状态下，采用使所述压铸合金进入所述外环的环侧安装孔部中的方式浇铸出所述转子框架。

发明效果

根据技术方案1和9的发明，以压铸合金通过浇铸来制造转子框架，因此能够使由卷绕的层叠体所构成的磁轭部与转子框架稳固地一体化，并且能够确保可耐受因转子的旋转而产生的离心力和来自定子的磁吸引力的刚性。

根据技术方案2和10的发明，通过浇铸而在转子框架的内筒部和外筒部形成台阶，由此能够通过该台阶来固定层叠体的卷绕起始部和卷绕终止部，能够将层叠体以良好的圆度固定于转子框架。

根据技术方案3和11的发明，使轴部在浇铸转子框架时与转子框架一体化，因此将转子框架组装到轴部上的组装作业变得容易，能够大批量生产均一的产品。

根据技术方案4和12的发明，即使是在转子框架的压铸合金因收缩等而变形的情况下，也能够抑制轴部的尺寸变化。

根据技术方案5和13的发明，由于外环在浇铸转子框架时与转子框架一体化，因此无需将外环压入转子框架的压入作业。

根据技术方案6和15的发明，在磁通流过的旋转轴线方向上避免夹入压铸合金，并以压铸合金覆盖主磁铁部的周向侧面，由此能够防止磁通泄漏、短路。

根据技术方案7和16的发明，通过形成大致海尔贝克结构，能够利用限制主磁铁部的磁通方向的磁透镜效果使有效磁通产生量相对增多。并且，能够防止副磁铁部向轴向产生位置偏移。

根据技术方案8和17的发明，能够在卸下磁铁的状态下通过浇铸转子框架来包围磁轭部，即使使用铸造温度高的压铸合金，也能够防止由温度上升引起的磁铁顽磁力性能变差。

根据技术方案14的发明，能够使磁轭部和主磁铁部通过转子框架的浇铸而一体化，组装作业变得容易，并且能够防止主磁铁部的位置偏移。

根据技术方案18的发明，由于通过设于模具中的台阶部将层叠体在径向进行定位，因此能够防止层叠体的位置偏移，且能够缩短加工时间，进行廉价的制造。

根据技术方案19的发明，能够对转子框架的肋进行周向定位，能够进行精度良好的浇铸作业。

根据技术方案20和30的发明，以压铸合金通过浇铸来制造转子框架，并且转子框架的内筒部与轴部相结合的结合面具有凹凸形状，因此在将由卷绕起来的层叠体构成的磁轭部经由转子框架固定于轴部时，能够稳固地固定转子框架和轴部。

根据技术方案21的发明，能够使内筒部的壁厚减小，能够减少铸件气孔(缩孔、夹砂孔)的产生。

根据技术方案22的发明，由于通过浇铸使转子框架的多个凸部嵌入凸缘部的多个凹部，因此能够抑制圆周方向的晃动、偏移。

根据技术方案23的发明，能够通过将结合面设定为大致齿轮形状而得到不影响旋转的均匀的结合面，并且，也能够利用分隔壁抑制旋转轴线方向的晃动、偏移。

根据技术方案24的发明，通过分隔壁和旋转轴线方向两侧的一对凹部，也能够抑制旋转轴线方向的晃动、偏移。

根据技术方案25、26的发明，通过增大底壁，能够进一步抑制通过浇铸所形成的转子框架的凸部在径向的变形，能够抑制由离心力引起的晃动。

根据技术方案27的发明，通过浇铸使转子框架的轴向凸部进入凸缘部的轴部侧轴向孔部，因此能够抑制圆周方向和径向的晃动、偏移。

根据技术方案28的发明，通过浇铸使转子框架的环状凸部进入凸缘部的环状的凹槽，因此也能够抑制旋转轴线方向的晃动、偏移。

根据技术方案29和31的发明，能够不通过压入的方式而是通过浇铸使外环与转子框架一体化，并且，通过抑制由温度变化引起的径向相对移位，从而能够防止磁轭部、主磁铁部因高速旋转时的离心力而脱出。

附图说明

图1是本发明涉及的轴向间隙型电机的整体立体图。

图2是本发明的第一实施方式涉及的轴向间隙型电机分解立体图。

图3是图2的转子的分解立体图。

图4是图2的转子的磁轭部、主磁铁部、以及副磁铁部的分解立体图。

图5是示出带状的电磁钢板的俯视图。

图6是示出层叠体被卷绕起来的状态的图。

图7是示出主磁铁部和副磁铁部插入层叠体的状态的主要部分放大立体图。

图8是转子框架的主要部分放大立体图。

图9是沿图2的IX-IX线的转子的纵剖视图。

图10是示出转子的浇铸状态的剖视图。

图11是本发明的第二实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的分解立体图。

图12是示出图10的转子的浇铸状态的剖视图。

图13是本发明的第三实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的立体图。

图14是示出图13的转子的浇铸状态的剖视图。

图15是示出本发明的第四实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的、将转子框架浇铸于插入有主磁铁部和副磁铁部的层叠体的状态下的主要部分放大立体图。

图16是示出图15的转子的浇铸状态的剖视图。

图17是示出将本发明的第五实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子局部剖切的状态下的立体图。

图18是沿图17的XVIII-XVIII线将转子局部分解的剖视图。

图19是示出图17的转子的浇铸状态的剖视图。

图20是本发明的第六实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的分解立体图。

图21(a)是转子和轴部的局部侧视图，图21(b)是轴部的主要部分放大立体图。

图22是沿图20的XXII-XXII线的、外环(outer ring)的局部剖视图。

图23是与图2的IX-IX线对应的、图20的转子的纵剖视图。

图24是示出转子的浇铸状态的剖视图。

图25是第六实施方式的变形例涉及的转子以及轴部的局部侧视图。

图26是第六实施方式的另一变形例涉及的转子以及轴部的局部侧视图。

图27(a)是本发明的第七实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的立体图，图27(b)是其局部侧视图。

图28是示出图27的轴部的立体图。

图29(a)是本发明的第八实施方式涉及的轴向间隙型电机的转子的立体图，图29(b)是其局部侧视图。

图30是示出图29的轴部的立体图。

图31是示出现有的转子的分解立体图。

标号说明

10：轴向间隙型电机；11：转子；12：定子；30：转子框架；31：肋；32：内筒部；33：外筒部；34：内向凸部；35：外向凸部；36、37：台阶；39：副磁铁按压部；41：主磁铁部；42：磁轭部；43：副磁铁部；50：外环；51：环侧安装孔部；55：轴部；56：凸缘部；57：轴部侧安装孔部；71：层叠体；72：主磁铁部插入孔；73：肋收纳孔；74：副磁铁部收纳部；80：第一模具；81：第二模具；82、83：台阶部；90：轴部；91：凸缘部；92：凹部；100：轴部侧轴向孔部；101：凹槽；110：轴向凸部；111：环状凸部；O：旋转轴线。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明涉及的轴向间隙型电机的各实施方式进行详细地说明。另外，附图是按照符号的方向观察到的。

<第一实施方式>

例如如图1所示，本发明的第一实施方式的轴向间隙型电机10具备：大致圆环形状的转子11，其设置成能够绕该轴向间隙型电机10的旋转轴线O旋转；一对定子12，它们以沿旋转轴线O方向从两侧夹住转子11的方式对置配置，并且各自具有用于产生使转子11旋转的旋转磁场的多相的定子绕组；以及轴部55，其与转子11结合，并传递来自转子11的动力。

该轴向间隙型电机10例如作为驱动源被搭载于混合动力车辆、电动车辆等车辆中，其输出轴与变速器(图示省略)的输入轴连接，从而轴向间隙型电机10的驱动力经由变速器传递到车辆的驱动轮(图示省略)。

此外，在车辆减速时从驱动轮侧向轴向间隙型电机10传递驱动力时，轴向间隙型电机10作为发电机发挥作用，产生所谓再生制动力，将车身的动能以电能(再生能)回收。进而，例如在混合动力车辆中，将轴向间隙型电机10的旋转轴与内燃机(图示省略)的曲轴连接起来的话，在内燃机的输出传递到轴向间隙型电机10的情况下也能够使轴向间隙型电机10发挥发电机的功能而产生电能。

各定子12具有如下部件：大致圆环板状的磁轭部21；多个齿22、...、22，它们在磁轭部21的与转子11对置的对置面上，从沿周向隔开预定间隔的位置沿旋转轴线O方向朝向转子11突出，并且在径向上延伸；和定子绕组(图示省略)，其装配在适当的齿22、22之间。

各定子12是例如主极为六个(例如U+、V+、W+、U-、V-、W-)的6极定子，并设定成一个定子12的各U+、V+、W+极与另一定子12的各U-、V-、W-极在旋转轴线O方向上对置。例如对于在旋转轴线O方向上对置的一对定子12、12，设定成一个定子12的与U+、V+、W+极和U-、V-、W-极中的一方所对应的三个齿22、22、22和另一定子12的与U+、V+、W+极和U-、V-、W-极中的另一方所对应的三个齿22、22、22在旋转轴线O方向上对置，并且被设定成对在旋转轴线O方向上对置的一个定子12的齿22和另一定子12的齿22通电的通电状态成为以电角进行反转的反转状态。

如图3和图4所示，转子11具有多个主磁铁部41、...、41、多个副磁铁部43、...、43、多个磁轭部42、...、42、由非磁性材料构成的转子框架30、以及外环50。

如图5和图6所示，多个磁轭部42、...、42由层叠体71构成，所述层叠体71由带状的电磁钢板60卷绕而成。在带状的电磁钢板60上例如通过采用冲压成型机进行冲切加工而形成有主磁铁部用切口61、副磁铁部用切口62、肋用切口63。如图6所示，该带状的电磁钢板60将卷绕起始部64临时固定于卷芯70上，利用卷芯70的旋转进行卷绕，并在卷绕终止部65处切断并焊接，由此构成层叠体71。

此外，由于带状的电磁钢板60卷绕于卷芯70上，因此从最内径侧起第一层、第二层、第三层、...的长边方向长度变长。因此，在图5中，设肋用切口63的中心间距离为间距P的话，各层的间距P被设定为朝向径向外侧逐步增大。

在这样地卷绕的层叠体71中，在旋转轴线方向中间部分别沿周向以预定间隔交替地设有由主磁铁部用切口61形成的大致扇形形状的多个主磁铁部插入孔72、...、72和由肋用切口63形成的大致长方体形状的多个肋收纳孔73、...、73，并且，在旋转轴线方向两侧分别沿周向以预定间隔交替地设有大致扇形形状的多个磁轭部42、...、42和由副磁铁部用切口62形成的、向轴向外侧开口的大致长方体形状的多个副磁铁部收纳部74、...、74。

此外，多个磁轭部42、...、42分别配置于多个主磁铁部插入孔72、...、72的旋转轴线方向两侧，多个副磁铁部收纳部74、...、74分别配置于多个肋收纳孔73、...、73的旋转轴线方向两侧。主磁铁部插入孔72和肋收纳孔73由将轴向两侧的磁轭部42彼此连结起来的轴向连结部75分隔，并且，副磁铁部收纳部74和肋收纳孔73由将周向两侧的磁轭部42彼此连结起来的周向连结部76分隔。

在这样地构成的层叠体71的各主磁铁部插入孔72、...、72中插入与该插入孔72、...、72尺寸大致相同的大致扇形形状的多个主磁铁部41、...、41，在各副磁铁部收纳部74、...、74中插入与该收纳部74、...、74尺寸大致相同的大致长方体形状的多个副磁铁部43、...、43。

另外，优选的是，主磁铁部插入孔72的旋转轴线方向长度设定为与主磁铁部41的旋转轴线方向长度大致相同，以避免夹入后述的压铸合金，并且，主磁铁部插入孔72的周向长度设定为比主磁铁部41的周向长度稍长，以便利用压铸合金覆盖主磁铁部41的周向侧面。

此外，如图7所示，副磁铁部收纳部74利用相邻的磁轭部42之间的周向连结部76和在形成于磁轭部42周向端部的倾斜面77的末端部所形成的突起部78将副磁铁部43沿轴向进行定位，并且将副磁铁部43在相邻的磁轭部42的周向侧面之间在周向进行定位。

由此，多个主磁铁部41、...、41沿周向以预定间隔进行配置，且它们的磁化方向朝向旋转轴线方向，使得周向上相邻的主磁铁部41、41的磁化方向各自不同。此外，多个副磁铁部43、...、43配置于周向上相邻的磁轭部42之间，并且磁化方向朝向与旋转轴线方向和径向都正交的方向。周向上相邻的副磁铁部43、43的磁化方向相互不同，并且，旋转轴线方向上相邻的副磁铁部43、43的磁化方向也相互不同。

进而，相对于各主磁铁部41，使从周向两侧夹住位于旋转轴线方向一侧的磁轭部42的副磁铁部43、43彼此配置成与该主磁铁部41的一侧磁极同极性的磁极对置，并使从周向两侧夹住位于旋转轴线方向另一侧的磁轭部42的副磁铁部43、43彼此配置成与该主磁铁部41的另一侧磁极同极性的磁极对置。由此，通过所谓永久磁铁的大致海尔贝克配置(Halbach Array)的磁透镜效果，将主磁铁部41和各副磁铁部43、43的各磁通聚集起来，使得与各定子12、12交链的有效磁通相对增多。

并且，在各磁轭部42、...、42的周向端部形成有倾斜面77，因此能够调整极弧角，抑制定子12、12之间的磁阻的急剧变化，抑制转矩波动的产生。

转子框架30具有：多个肋31、...、31，它们在层叠体71的肋收纳孔73、...、73内沿径向延伸，并分别配置于周向相邻的主磁铁部41之间；以及内筒部32和外筒部33，它们分别设于多个肋31、...、31的内径侧和外径侧，并通过这些肋31、...、31连接起来。

与外部的驱动轴(例如车辆的变速器的输入轴等)连接的轴部55通过凸缘部56一体地连接固定于内筒部32的内周部，所述凸缘部56由轴部55朝向转子框架30的内筒部32扩径而成。如图3所示，在凸缘部56的外周面形成有转子框架用的多个轴部侧安装孔部57，在转子框架30的内筒部32的内周面上通过浇铸而形成的多个内向凸部34进入这些轴部侧安装孔部57中。

此外，在外筒部33的外周部一体地连接固定有例如由不锈钢板等非磁性材料形成的环状外环50，来抑制磁轭部42在高速旋转时受到离心力而向径向外侧扩张。在外环50形成有沿径向贯通的转子框架用的多个环侧安装孔部51，通过浇铸形成于转子框架30的外筒部33外周面上的多个外向凸部35进入这些环侧安装孔部51中。

此外，如图8所示，内向凸部34和外向凸部35沿肋31的延伸方向形成，以有利于浇铸时熔融金属流动。

如图10所示，如上所述地构成的转子框架30通过将插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71、轴部55、以及外环50收纳于第一和第二模具80、81内，并采用铝合金等非磁性压铸合金浇铸而形成。

第一和第二模具80、81沿旋转轴线方向分为两部分，并在外环50、磁轭部42的旋转轴线方向的一侧面被分开，第一和第二模具80、81具有分别与轴部55的轴向侧面、磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面、外环50的轴向侧面对应的各侧面80a、81a、80b、81b、80c、81c，并且，第一模具80具有与外环50的外周面对应的内周面80d。

在这些模具80、81的与磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面对应的各侧面80b、81b的外径侧设有台阶部82、83，从而将插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71在径向上进行定位。并且，层叠体71采用卷绕起始部64和卷绕终止部65在周向上进行定位，以便在浇铸时有利于熔融金属流入轴部55的轴部侧安装孔部57和外环50的环侧安装孔部51中。

并且，在收纳有主磁铁部41、...、41、副磁铁部43、...、43、层叠体71、轴部55、以及外环50的状态下，将第一和第二模具80、81合模，使压铸合金从在第二模具81设有的环状的直浇道84流入在这些模具80、81之间形成的空间内。直浇道84设置成开口于与转子框架30的内筒部32对应的径向位置。因此，从直浇道84流入的压铸合金在流入构成内筒部32的空间后，通过在层叠体71中形成的肋收纳孔73而流入构成外筒部33的空间。进而，压铸合金也流入到轴部55的轴部侧安装孔部57和外环50的环侧安装孔部51。由此，通过浇铸而形成了具有肋31、内筒部32、外筒部33、内向凸部34、外向凸部35的转子框架30。

此外，在通过浇铸所形成的内筒部32和外筒部33上形成有与卷绕起始部64和卷绕终止部65的形状对应的台阶36、37(参照图8)。由此，使得层叠体71的内周面和外周面分别位于大致同心圆上，并且能够抑制由于卷绕磁轭的芯部偏移而产生不平衡的情况。

另外，在主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43插入层叠体71中的状态下进行浇铸的情况下的压铸合金需要选择浇铸温度不会使各磁铁部41、...、41、43、...、43的顽磁力变差的材料，例如可以是上述的铝合金。

因此，根据本实施方式的轴向间隙型电机10及其转子的制造方法，转子11具备：多个主磁铁部41、...、41，它们沿旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部42、...、42，它们分别配置于多个主磁铁部41、...、41的旋转轴线方向两侧；以及转子框架30，该转子框架30具有分别配置于在周向上相邻的主磁铁部41、...、41之间并沿径向延伸的多个肋31、...、31以及在多个肋31、...、31的内径侧设有的内筒部32和在多个肋31、...、31的外径侧设有的外筒部33。并且，多个磁轭部42、...、42由将带状的电磁钢板60卷绕而成的层叠体71构成，转子框架30在将层叠体71定位于第一和第二模具80、81中的状态下通过浇铸压铸合金而形成。由此，能够将由卷绕起来的层叠体71构成的磁轭部42、...、42与转子框架30稳固地一体化，能够确保可耐受因转子11的旋转所产生的离心力和来自定子12的磁吸引力的刚性。

此外，在转子框架30的内筒部32和外筒部33形成有用于固定层叠体71的卷绕起始部64和卷绕终止部65的台阶36、37，构成多个磁轭部42的层叠体71的内周面和外周面分别位于大致同心圆上。因此，能够通过浇铸来吸收卷绕起始部64和卷绕终止部65的台阶形状，无需热压配合、压入等复杂的紧固方法进行固定，就能够将层叠体71以良好的圆度固定于转子框架30。此外，通过利用台阶36、37固定卷绕起始部64和卷绕终止部65，层叠体71不会松开，从而无需铆接等其他作业。

进而，还具有传递来自转子11的动力并在外周面形成有轴部侧安装孔部57的轴部55，转子框架30具有通过浇铸而进入到轴部55的轴部侧安装孔部57中的内向凸部34。由此，使轴部55在浇铸转子框架30时与转子框架30一体化，因此将转子框架30组装到轴部55上的组装作业变得容易，能够大批量生产均一的产品。

此外，轴部55具有向转子框架30的内周部扩径的凸缘部56，因此即使是在转子框架30的压铸合金因收缩等而发生变形的情况下，也能够抑制轴部55的尺寸变化。

进而，转子11还具备在内周面形成有环侧安装孔部51的外环50，转子框架30具有进入外环50的环侧安装孔部51中的外向凸部35。由此，使外环50在浇铸转子框架30时与转子框架30一体化，因此无需将外环50压入转子框架30的压入作业。并且，在本实施方式中，由于轴部55和外环50这两者在浇铸转子框架30时与转子框架30一体化，因此制造工序更加简洁。

转子框架30是在将多个主磁铁部41、...、41插入层叠体71中的状态下浇铸而成的，因此通过浇铸转子框架30能够使磁轭部42、...、42和主磁铁部41、...、41一体化，能够使组装作业变得容易，并且能够防止主磁铁部41、...、41的位置偏移。

此外，形成转子框架30的压铸合金选择了浇铸温度不会使主磁铁部41、...、41的顽磁力变差的材料，因此能够防止因浇铸而使主磁铁部41、...、41劣化。

并且，在层叠体71形成有用于插入主磁铁部41的主磁铁部插入孔72，主磁铁部插入孔72的旋转轴线方向长度与主磁铁部41的旋转轴线方向长度大致相同，且主磁铁部插入孔72的周向长度被设定为比主磁铁部41的周向长度长，因此使得主磁铁部插入孔72在磁通流过的旋转轴线方向上不会夹入压铸合金，而使压铸合金覆盖主磁铁部的周向侧面，由此能够防止磁通泄漏、短路。

此外，转子11还具备多个副磁铁部43，所述副磁铁部43沿与旋转轴线方向和径向都正交的方向被磁化，并且所述副磁铁部43在沿周向相邻的磁轭部42之间分别配置于层叠体的多个副磁铁部收纳部74中，所述副磁铁部收纳部74形成于比磁轭部42的旋转轴线方向侧面靠内侧的位置。因此，通过形成大致海尔贝克结构，能够利用限制主磁铁部的磁通方向的磁透镜效果使有效磁通产生量相对增多。

在浇铸转子框架30时使用的第一和第二模具80、81形成有用于将磁轭部42在径向进行定位的台阶部82、83，因此能够防止层叠体71位置偏移，且能够缩短加工时间、廉价地进行制造。

转子框架30在利用层叠体71的卷绕起始部64和卷绕终止部65将层叠体71在周向定位好的状态下进行浇铸，因此能够对肋31进行周向定位，进行精度良好的浇铸作业。

特别是对于像本实施方式这样的、沿肋31的延伸方向形成的内向凸部34和外向凸部35，熔融金属能够良好地进行流动。

<第二实施方式>

以下，参照图11和图12对本发明的第二实施方式进行说明。另外，图中将与第一实施方式相同的结构部分标以相同符号并省略说明。

如图11和图12所示，在本实施方式的转子11中，在收纳了插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71、以及轴部55的状态下通过浇铸形成转子框架30，外环50以压入或者热压配合的方式被固定于浇铸后的转子框架30的外筒部33的外周面。因此，由于外环50对外筒部33施力，因此能够抑制磁轭部42在高速旋转时受到离心力而向径向外侧扩张。另外，由于转子框架30并未与外环50一体浇铸，因此在外环50上没有设置环侧安装孔部51，在转子框架30也没有形成外向凸部35。

并且，在浇铸转子框架30时使用的第一和第二模具80、81在磁轭部42的旋转轴线方向的一个侧面被分开，并且具有分别与轴部55的轴向侧面、磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面对应的各侧面80a、81a、80b、81b，并且，第一模具80具有与转子框架30的外筒部33对应的内周面80e。在该情况下，在这些模具80、81的与磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面对应的各侧面80b、81b的外径侧也设有用于将层叠体71在径向进行定位的台阶部82、83。

其他的结构和作用与第一实施方式的相同。

<第三实施方式>

以下，参照图13和图14对本发明的第三实施方式进行说明。另外，图中将与第一实施方式相同的结构部分标以相同符号并省略说明。

如图13和图14所示，在本实施方式的转子11中，在收纳了插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71以及外环50的状态下通过浇铸而形成转子框架30，与转子框架30分体设置的未图示的轴部与从转子框架30的内筒部32向内径侧延伸的内向凸缘38紧固固定。

因此，在浇铸转子框架30时使用的第一和第二模具80、81在径向外侧以外环50、磁轭部42的旋转轴线方向的一个侧面被分开，在径向内侧以内向凸缘38的旋转轴线方向的一个侧面被分开。并且，模具80、81具有分别与内向凸缘38的轴向侧面、磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面、外环50的轴向侧面对应的各侧面80f、81f、80b、81b、80c、81c，第一模具80还具有与外环50的外周面对应的内周面80d。在该情况下，在这些模具80、81的与磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面对应的各侧面80b、81b的外径侧也设有用于使层叠体71在径向进行定位的台阶部82、83。

由此，之后能够将与转子框架30分体的轴部安装于浇铸后的转子框架30上，无需考虑到轴部长度的浇铸设备，实现了该设备的小型化。

其他的结构和作用与第一实施方式的相同。

<第四实施方式>

以下，参照图15和图16对本发明的第四实施方式进行说明。另外，图中将与第一实施方式相同的构成部分标以相同符号并省略说明。

在本实施方式的转子中，转子框架30具有使压铸合金进入在副磁铁部43的旋转轴线方向外侧所形成的空间中而形成的副磁铁按压部39。因此，转子11的旋转轴线方向侧面由磁轭部42的侧面和副磁铁按压部39的侧面形成为沿周向处于同一个面。

此外，在浇铸转子框架30时使用的模具80、81中，使与磁轭部42和副磁铁按压部39的轴向侧面对应的侧面80b、81b也形成为沿周向处于同一个面即可，模具80、81的形状被简化。并且，在该情况下，层叠体71也通过卷绕起始部64和卷绕终止部65相对于模具80、81在周向被定位。

因此，根据本实施方式的转子11，由于转子框架30具有进入到在副磁铁部43的旋转轴线方向外侧所形成的空间的、由非磁性部件构成的副磁铁按压部39，因此不会影响到主磁铁部41和副磁铁部43各自的磁通，而能够防止副磁铁部43的位置偏移。

<第五实施方式>

以下，参照图17～图19对本发明的第五实施方式进行说明。另外，图中将与第一实施方式相同的构成部分标以相同符号并省略说明。

在本实施方式的转子11中，主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43在转子框架30和层叠体71通过浇铸而一体化后被插入层叠体71中。

因此，在层叠体71的从最内径侧起的至少一层处仅形成有肋用切口63，而没有形成主磁铁部用切口61和副磁铁部用切口62，通过卷绕而形成的主磁铁部插入孔72和副磁铁部收纳部74在层叠体71内周侧被堵塞。并且，在层叠体71的从最外径侧起的至少一层处仅形成主磁铁部用切口61和副磁铁部用切口62，而没有形成肋用切口63，通过卷绕而形成的肋收纳孔73在层叠体71的外周侧被堵塞。

由此，如图19所示，在收纳有如此形成的层叠体71和轴部55的状态下浇铸转子框架30时，防止压铸合金流入肋收纳孔73的径向外侧、主磁铁部插入孔72、副磁铁部收纳部74中，而仅形成了多个肋31、内筒部32、内向凸部34。

此后，将主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43从外周侧插入层叠体71的主磁铁部插入孔72和副磁铁部收纳部74中，将外环50以压入或者热压配合的方式固定于层叠体71周围。

因此，根据本实施方式的轴向间隙型电机，在层叠体71中，主磁铁部插入孔72的内周侧、肋收纳孔73的外周侧、以及副磁铁部收纳部74的内周侧被堵塞，转子框架30通过浇铸而形成多个肋31和内筒部32。由此，能够在卸下主磁铁部41和副磁铁部43的状态下通过浇铸转子框架30而利用转子框架30包围磁轭部42，能够防止由浇铸工序中的温度上升引起的磁铁顽磁力变差。由此，能够选择压铸合金材料而无需担心磁铁的顽磁力变差。

<第六实施方式>

以下，参照图20～图26对本发明的第六实施方式进行说明。另外，图中将与第一实施方式相同的构成部分标以相同符号并省略说明。

在本发明的第六实施方式的轴向间隙型电机10中，与转子11结合并传递来自转子11的动力的轴部90，在转子框架30的内筒部32的内周部与朝向转子框架30的内筒部32扩径的凸缘部91相结合的结合结构方面与第一实施方式不同。

如图20～图21(b)所示，转子框架30的内筒部32与轴部90的凸缘部91相结合的结合面具有凹凸形状。

即，凸缘部91的外周部通过沿圆周方向以大致相等间隔形成的多个凹部92和分别设于相邻的凹部92之间的多个圆弧面93而形成为大致齿轮形状。并且，凸缘部91在旋转轴线方向中间部具有圆盘部95，该圆盘部95局部地形成有多个圆弧面93，并且该圆盘部95形成有分隔各凹部92的多个分隔壁94。由此，多个凹部92在各分隔壁94的旋转轴线方向两侧成对设置，并且由底壁96、沿周向相互对置的一对周向壁97、以及分隔壁94的旋转轴线方向侧面94a划分而成。

此外，转子框架30的内筒部32具有有着预定壁厚的环状部分，并且在旋转轴线方向两侧沿周向以大致相等间隔形成于环状部分的内周部的多个内向凸部34通过浇铸被嵌入于多个凹部92中。

此外，在外环50形成有沿径向贯通的多个环侧安装孔部51。如图22所示，在该环侧安装孔部51的外周面附近形成有朝向外周侧扩径的锥部51a，该环侧安装孔部51的外周侧孔径比内周侧孔径大。并且，如图23所示，通过浇铸而形成于转子框架30的外筒部33的外周面上的多个外向凸部35进入到这些环侧安装孔部51中。

另外，在本实施方式中，轴部90的凹部92和外环50的环侧安装孔部51被设置成个数与转子框架30的肋31的个数相同，以形成与肋31相同的相位。

如图24所示，如上所述地构成的转子框架30通过将插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71、轴部90、以及外环50收纳于第一和第二模具80、81内，并采用铝合金等非磁性压铸合金进行浇铸而形成。

第一和第二模具80、81沿旋转轴线方向分为两部分，并且具有分别与轴部90的轴向侧面、磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面、外环50的轴向侧面对应的各侧面80a、81a、80b、81b、80c、81c。

在这些模具80、81的与磁轭部42和副磁铁部43的轴向侧面对应的各侧面80b、81b的外径侧设有台阶部82、83，所述台阶部82、83将插入有主磁铁部41、...、41和副磁铁部43、...、43的层叠体71在径向进行定位。并且，层叠体71采用卷绕起始部64和卷绕终止部65在周向进行定位，使得浇铸时熔融金属良好地向轴部90的凹部92和外环50的环侧安装孔部51中流动。

并且，轴部90采用使凹部92与肋31按照相同相位进行配置的方式在周向进行定位。因此，在模具80、81设有与在轴部90所设的未图示的相位对齐部分抵接的部分。

并且，在将主磁铁部41、...、41、副磁铁部43、...、43、层叠体71、轴部90、以及外环50定位并收纳好的状态下，将第一和第二模具80、81合模，使压铸合金从在第二模具81设有的直浇道84流入在这些模具80、81之间所形成的空间内。直浇道84被设置成开口于与转子框架30的内筒部32对应的径向位置。因此，从直浇道84流入的压铸合金在进入到构成内筒部32的空间后，通过在层叠体71中所形成的肋收纳孔73而流入构成外筒部33的空间中。进而，压铸合金也流入到轴部90的凹部92和外环50的环侧安装孔部51。由此，通过浇铸而形成了具有肋31、内筒部32、外筒部33、内向凸部34、外向凸部35的转子框架30。

特别地，由于流入到在轴部90的凸缘部91形成的多个凹部92中的压铸合金形成了从内筒部32向内侧延伸的多个内向凸部34，因此凹部92与内向凸部34相互结合的结合面形成为凹凸形状。因此，能够抑制圆周方向的晃动、偏移，能够稳固地固定转子框架30和轴部90。

此外，流入外环50的环侧安装孔部51的压铸合金借助于在该安装孔部51形成的锥部51a而形成了沿着该锥部51a的形状的、外径侧直径较大的外向凸部35，因此能够抑制高速旋转时的离心力使外环50变形。

因此，根据本实施方式的轴向间隙型电机10及其转子的制造方法，转子11具备：多个主磁铁部41、...、41，它们沿旋转轴线方向被磁化，并沿周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部42、...、42，它们分别配置于多个主磁铁部41、...、41的旋转轴线方向两侧；以及转子框架30，该转子框架30具有分别配置于沿周向相邻的主磁铁部41、...、41之间并沿径向延伸的多个肋31、...、31、以及在多个肋31、...、31的内径侧设置的内筒部32和在多个肋31、...、31的外径侧设置的外筒部33。并且，用压铸合金通过浇铸来制造转子框架30，转子框架30的内筒部32与轴部90相结合的结合面具有凹凸形状。由此，能够容易地进行将转子框架30组装到轴部90上的组装作业。此外，在将由卷绕起来的层叠体71构成的磁轭部42、...、42经由转子框架30固定于轴部90时，能够稳固地将转子框架30和轴部90固定在一起，抑制高速旋转时圆周方向的晃动、偏移。

并且，轴部90具有朝向转子框架30的内筒部32扩径的凸缘部91，因此能够减小内筒部的壁厚，能够减少铸件气孔(缩孔、夹砂孔)的产生。

此外，在本实施方式中，凸缘部91的外周部具备沿圆周方向以大致相等间隔形成的多个凹部92，通过浇铸所形成的转子框架30的内筒部32的内周部具有嵌入到多个凹部92中的多个内向凸部34，因此能够抑制圆周方向的晃动、偏移。

进而，凸缘部91的外周部通过多个凹部92和分别设于相邻的凹部92之间的多个圆弧面93而形成为大致齿轮形状，凸缘部91在旋转轴线方向中间部具有圆盘部95，该圆盘部95局部地形成多个圆弧面93，并且形成有分隔各凹部92的多个分隔壁94。因此，能够通过将结合面设定为大致齿轮形状而得到不影响旋转的均匀的结合面，并且，也能够利用分隔壁94抑制由来自定子12的磁吸引力等引起的旋转轴线方向的晃动、偏移。

此外，在各凹部92的旋转轴线方向中间部设有分隔壁94，各凹部92在旋转轴线方向两侧具有由底壁96、沿周向相互对置的一对周向壁97以及分隔壁94的旋转轴线方向侧面94a所划分成的一对凹部92。由此，通过分隔壁94和旋转轴线方向两侧的一对凹部92也能够抑制由来自定子12的磁吸引力等引起的旋转轴线方向的晃动、偏移。

此外，转子11还具有外环50，该外环50形成有环侧安装孔部51，所述环侧安装孔部51沿径向延伸并且其外周侧孔径比内周侧孔径大，转子框架30具有在多个肋31的外径侧所设的外筒部33以及外向凸部35，所述外向凸部35从外筒部33的外周面突出并进入外环50的环侧安装孔部51。因此，能够无需压入而利用浇铸使外环与转子框架一体化，无需将外环50向转子框架30压入的压入作业，制造工序变得简洁。并且，由于抑制了由温度变化引起的径向相对移位，因此能够防止磁轭部42、主磁铁部41因高速旋转时的离心力而脱出。

另外，在本实施方式中，除了设置圆盘部95以外，也可以如图25所示将轴部90的外周部的形状形成为凹部92之间的部分的外表面和分隔壁94的外表面呈平面状的多边形平板部。

此外，也可以如图26所示，将凹部92的形状形成得较大，并且在侧视观察时，底壁96与将轴部90的中心O和一对周向壁97的外径侧缘部97a连结起来的两条虚拟线L交叉。在该情况下，能够进一步抑制通过浇铸所形成的转子框架30的内向凸部34在径向的变形，能够抑制由离心力引起的晃动。

<第七实施方式>

以下，参照图27(a)～图28对本发明的第七实施方式进行说明。另外，图中将与第六实施方式相同的构成部分标以相同符号并省略说明。

如图27(a)～图28所示，在第七实施方式的轴向间隙型电机中，在轴部90所形成的各凹部92具有一对周向壁97之间的圆弧距离在径向内侧比在径向外侧宽的部分，底壁96和周向壁97形成为由曲面连续起来的燕尾槽形状。因此，在转子框架30的内筒部32通过浇铸形成有与该形成为燕尾槽形状的凹部92对应的内向凸部34，与第一实施方式相同，转子框架30的内筒部32与轴部90相结合的结合面具有凹凸形状。

因此，与第六实施方式相同，在将由卷绕起来的层叠体71构成的磁轭部42、...、42经由转子框架30固定于轴部90的时候，能够稳固地固定转子框架30和轴部90。并且不会发生高速旋转时圆周方向上晃动、偏移的情况，并且能够抑制由离心力引起的径向的晃动、偏移。此外，以从轴向两侧夹持轴部90的分隔壁94的方式形成有一对内向凸部34，因此能够抑制旋转轴方向的晃动、偏移。

其他的结构和作用与第六实施方式相同。

<第八实施方式>

以下，参照图29(a)～图30对本发明的第八实施方式进行说明。另外，图中将与第六实施方式相同的构成部分标以相同符号并省略说明。

如图29(a)～图30所示，在本实施方式的轴向间隙型电机中，在轴部90的凸缘部91的靠近其外周面的位置形成有沿旋转轴线方向延伸的转子框架用的多个轴部侧轴向孔部100，在凸缘部91的外周面的旋转轴线方向中间部形成有与这些轴部侧轴向孔部100连通的环状凹槽101。

由此，在转子框架30的内筒部32通过浇铸而形成有轴向凸部110和环状凸部111，该轴向凸部110进入轴部侧轴向孔部100中，该环状凸部111与轴向凸部110相连并进入凹槽101中，与第一实施方式同样，转子框架30的内筒部32与轴部90相结合的结合面具有凹凸形状。

因此，与在凸缘部91的外周部设有多个凹部92的第一实施方式同样，在将由卷绕起来的层叠体71构成的磁轭部42、...、42经由转子框架30固定于轴部90的时候，能够稳固地将转子框架30和轴部90固定在一起。特别是通过浇铸使转子框架30的轴向凸部110进入到凸缘部91的轴部侧轴向孔部100中，从而能够抑制圆周方向和径向的晃动、偏移。并且，通过浇铸使转子框架30的环状凸部111进入到凸缘部91的环状凹槽101中，因此也能够抑制旋转轴线方向的晃动、偏移。

其他的结构和作用与第六实施方式相同。

另外，本发明并不限于上述实施方式中举例示出的内容，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。

例如，在上述实施方式中，也可以仅在旋转轴线O方向的任意一侧具备定子12，并在不与定子12对置的另一侧配置背磁轭。

此外，第六～第八实施方式的转子框架只要是通过浇铸构成至少具有多个肋31和内筒部32的结构即可。例如，也可以是利用层叠体71封闭肋31的外周侧而不具有外筒部的结构，在该情况下，也可以在形成转子框架30后将主磁铁部41和副磁铁部43插入，然后外嵌外环50。

本发明是基于2008年12月3日提出申请的日本专利申请(特愿2008-308689)和2009年2月6日提出申请的日本专利申请(特愿2009-026199)的申请，在先申请的内容在此作为参考进行引用。

Claims (31)

1.一种轴向间隙型电机，该轴向间隙型电机具备能够绕旋转轴线旋转的转子和从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置的定子，其特征在于，

所述转子具有：

多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿所述转子的周向以预定间隔进行配置；

多个磁轭部，所述多个磁轭部由将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体构成，并分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及

转子框架，所述转子框架由压铸合金构成，所述转子框架具有分别配置于在所述周向上相邻的所述主磁铁部之间并沿所述转子的径向延伸的多个肋，并且具有在所述多个肋的内径侧设置的内筒部和在所述多个肋的外径侧设置的外筒部中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

在所述转子框架的内筒部和外筒部形成有用于固定所述层叠体的卷绕起始部和卷绕终止部的台阶，

构成所述多个磁轭部的所述层叠体的内周面和外周面分别位于大致同心圆上。

3.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

该轴向间隙型电机还具备轴部，该轴部传递来自所述转子的动力，并且在该轴部的外周面形成有轴部侧安装孔部，

所述转子框架具有进入到所述轴部的轴部侧安装孔部中的内向凸部。

4.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述轴部具有朝向所述转子框架的内周部扩径的凸缘部。

5.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述转子还具备在内周面形成有环侧安装孔部的外环，

所述转子框架具有进入所述外环的环侧安装孔部中的外向凸部。

6.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔，

所述主磁铁部插入孔被设定为：所述主磁铁部插入孔的旋转轴线方向长度与所述主磁铁部的旋转轴线方向长度大致相等，并且所述主磁铁部插入孔的周向长度比所述主磁铁部的周向长度长。

7.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述转子还具备多个副磁铁部，所述多个副磁铁部沿与所述旋转轴线方向和径向都正交的方向被磁化，并且所述多个副磁铁部在沿所述周向相邻的所述磁轭部之间分别配置于所述层叠体的多个副磁铁部收纳部中，所述多个副磁铁部收纳部形成于比所述磁轭部的旋转轴线方向侧面靠内侧的位置，

所述转子框架具有进入到在所述副磁铁部的所述旋转轴线方向外侧所形成的空间中的副磁铁按压部。

8.根据权利要求1所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述转子框架具有所述多个肋和所述内筒部，

在所述层叠体中形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔和收纳所述肋的肋收纳孔，

该主磁铁部插入孔的内周侧和该肋收纳孔的外周侧被堵塞。

9.一种轴向间隙型电机的转子制造方法，

该轴向间隙型电机具备：

转子，所述转子能够绕旋转轴线旋转，并且具有：多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿旋转轴线方向被磁化，并沿所述转子的周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部，所述多个磁轭部分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架，所述转子框架具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿所述转子的径向延伸的多个肋，并且所述转子框架具有在所述多个肋的内径侧设置的内筒部和在所述多个肋的外径侧设置的外筒部中的至少一方；以及

定子，所述定子从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置，

该轴向间隙型电机的转子制造方法的特征在于，

该轴向间隙型电机的转子制造方法具有：

将带状的电磁钢板卷绕起来形成用于构成所述多个磁轭部的层叠体的工序；以及

在将所述层叠体定位于模具中的状态下浇铸压铸合金从而形成所述转子框架的工序。

10.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在所述框架形成工序中，在所述转子框架的内筒部和外筒部形成有用于固定所述层叠体的卷绕起始部和卷绕终止部的台阶，

构成所述多个磁轭部的所述层叠体的内周面和外周面分别位于大致同心圆上。

11.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

该轴向间隙型电机还具备轴部，该轴部传递来自所述转子的动力，并且在该轴部的外周面形成有轴部侧安装孔部，

在所述框架形成工序中，采用使所述压铸合金进入所述轴部的轴部侧安装孔部的方式浇铸出所述转子框架。

12.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

所述轴部具有朝向所述转子框架的内周部扩径的凸缘部。

13.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

所述转子还具备在内周面形成有环侧安装孔部的外环，

在所述框架形成工序中，采用使所述压铸合金进入所述外环的环侧安装孔部的方式浇铸出所述转子框架。

14.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在所述框架形成工序中，在将所述多个主磁铁部插入所述层叠体的状态下浇铸出所述转子框架。

15.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔，

所述主磁铁部插入孔被设定为：所述主磁铁部插入孔的旋转轴线方向长度与所述主磁铁部的旋转轴线方向长度大致相等，并且所述主磁铁部插入孔的周向长度比所述主磁铁部的周向长度长。

16.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

所述转子还具备多个副磁铁部，所述多个副磁铁部在沿所述周向相邻的所述磁轭部之间分别配置于所述层叠体的多个副磁铁部收纳部中，所述多个副磁铁部收纳部形成于比所述磁轭部的周向侧面靠所述旋转轴线方向内侧的位置，

在所述框架形成工序中，在将所述多个副磁铁部插入所述层叠体中的状态下，采用使所述压铸合金进入在所述副磁铁部的所述旋转轴线方向外侧所形成的空间中的方式浇铸出所述转子框架。

17.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在所述层叠体形成有用于插入所述主磁铁部的主磁铁部插入孔和收纳所述肋的肋收纳孔，该主磁铁部插入孔的内周侧和该肋收纳孔的外周侧被堵塞，

在所述框架形成工序中，形成了具有所述多个肋和所述内筒部的所述转子框架，

所述主磁铁部插入到与所述转子框架一体化了的所述层叠体中。

18.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在浇铸所述转子框架时使用的模具形成有用于对所述磁轭部在径向进行定位的台阶部。

19.根据权利要求9所述的轴向间隙型电机的转子制造方法，其特征在于，

在所述层叠体借助于其卷绕起始部和卷绕终止部而在周向被定位后的状态下浇铸出所述转子框架。

20.一种轴向间隙型电机，该轴向间隙型电机具备能够绕旋转轴线旋转的转子、从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置的定子、以及传递来自所述转子的动力的轴部，该轴向间隙型电机的特征在于，

所述转子具有：

多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿所述旋转轴线方向被磁化，并沿所述转子的周向以预定间隔进行配置；

多个磁轭部，所述多个磁轭部由将带状的电磁钢板卷绕而成的层叠体构成，并分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及

转子框架，所述转子框架由压铸合金构成，并且至少具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿所述转子的径向延伸的多个肋、以及设于所述多个肋的内径侧并与所述轴部结合的内筒部，

所述转子框架的内筒部与所述轴部相结合的结合面具有凹凸形状。

21.根据权利要求20所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述轴部具有朝向所述转子框架的内筒部扩径的凸缘部。

22.根据权利要求21所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述凸缘部的外周部具有沿圆周方向以大致相等间隔形成的多个凹部，

在所述转子框架的内筒部的内周部具有嵌入到所述多个凹部中的多个凸部。

23.根据权利要求22所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述凸缘部的外周部通过所述多个凹部和分别设于相邻的所述凹部之间的多个圆弧面而形成大致齿轮形状，

所述凸缘部在所述旋转轴线方向中间部具有圆盘部，该圆盘部局部地形成所述多个圆弧面，并且该圆盘部形成分隔所述各凹部的多个分隔壁。

24.根据权利要求22所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

在所述各凹部的所述旋转轴线方向中间部设有分隔壁，

所述各凹部在所述旋转轴线方向两侧具有由底壁、沿周向相互对置的一对周向壁、以及所述分隔壁的旋转轴线方向侧面所划分成的一对凹部。

25.根据权利要求24所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

侧视观察时，所述凹部的底壁与将所述轴部的中心和所述一对周向壁的外径侧缘部连结起来的两条虚拟线交叉。

26.根据权利要求24所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述各凹部为具有所述一对周向壁之间的圆弧距离在径向内侧比在径向外侧宽的部分的燕尾槽形状。

27.根据权利要求21所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

在所述凸缘部设有沿所述旋转轴线方向延伸的轴部侧轴向孔部，

所述转子框架具有进入该轴部侧轴向孔部中的轴向凸部。

28.根据权利要求27所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

在所述凸缘部的外周面的旋转轴线方向中间部，形成有与所述轴部侧轴向孔部连通的环状的凹槽，

所述转子框架具有与所述轴向凸部相连并进入所述凹槽中的环状凸部。

29.根据权利要求20至28中的任意一项所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述转子还具备外环，在该外环形成有沿径向延伸且外周侧孔径比内周侧孔径大的环侧安装孔部，

所述转子框架具有在所述多个肋的外径侧设置的外筒部、以及从该外筒部的外周面突出并进入所述外环的环侧安装孔部中的外向凸部。

30.一种轴向间隙型电机的转子制造方法，

该轴向间隙型电机具备：

转子，所述转子能够绕旋转轴线旋转，并且具有：多个主磁铁部，所述多个主磁铁部沿旋转轴线方向被磁化，并沿所述转子的周向以预定间隔进行配置；多个磁轭部，所述多个磁轭部分别配置于所述多个主磁铁部的所述旋转轴线方向的至少一方；以及转子框架，所述转子框架至少具有分别配置于沿所述周向相邻的所述主磁铁部之间并沿所述转子的径向延伸的多个肋、以及在所述多个肋的内径侧设置的内筒部；

定子，所述定子从旋转轴线方向的至少一方与所述转子对置配置；以及

轴部，所述轴部与所述转子框架的内筒部结合并传递来自所述转子的动力，

该轴向间隙型电机的转子制造方法的特征在于，

该轴向间隙型电机的转子制造方法具有：

将带状的电磁钢板卷绕起来形成用于构成所述多个磁轭部的层叠体的工序；以及

在将所述层叠体和在外周面具有凹凸形状的所述轴部定位于模具中的状态下浇铸压铸合金，从而形成所述内筒部的与所述轴部相结合的结合面具有凹凸形状的所述转子框架的工序。

31.根据权利要求30所述的轴向间隙型电机，其特征在于，

所述转子还具备外环，在该外环形成有沿径向延伸且外周侧孔径比内周侧孔径大的环侧安装孔部，

在所述框架形成工序中，在进一步将所述外环定位于所述模具中的状态下，采用使所述压铸合金进入所述外环的环侧安装孔部中的方式浇铸出所述转子框架。

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