CN105978191A - 转子、转子的制造方法以及电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子、转子的制造方法以及电动机。提供一种能够在不降低强度的前提下廉价且短时间制作的转子。转子包括：多个磁极磁性体，其在旋转轴线的周向上夹持多个永磁体中的各永磁体；环状磁性体，其配置在比永磁体和磁极磁性体靠半径方向内侧的位置；卡合部，其形成在磁极磁性体的半径方向内侧；以及被卡合部，其形成于环状磁性体且能与卡合部相卡合。卡合部和被卡合部借助配置在卡合部与被卡合部之间的间隙中的、由非磁性材料形成的非磁性材料部分互相卡合。

Description

转子、转子的制造方法以及电动机

技术领域

本发明涉及磁体嵌入型转子和这样的转子的制造方法。

背景技术

通常，在磁体嵌入型转子中，将多个扇形的磁极磁性体和多个永磁体沿周向交替地粘接，并利用位于旋转轴线附近的环状体将这些磁极磁性体和永磁体固定。

在日本实开平3-97354号公报中，公开了一种环状体由磁性材料形成的转子。并且，在日本实开平3-97354号公报中，在磁极磁性体与环状体之间形成大致H字形状的冲裁孔，该冲裁孔自磁极磁性体延伸到环状体且在冲裁孔的两端具有宽幅部。

另外，在日本实开平3-97353号公报中，公开了一种环状体由非磁性材料形成的转子。

另外，在日本特开平4-334937号公报中，向形成于磁极磁性体的通孔插入拉杆，使多个磁极磁性体互相紧固。

在日本实开平3-97354号公报中，能够利用冲裁孔的宽幅部来抑制磁通量自永磁体向转子的内周侧泄漏。然而，为了进一步抑制磁通量泄漏，需要增大冲裁孔的宽幅部的尺寸。并且，冲裁孔的宽幅部的尺寸越大，转子的强度越低，从而难以使转子以高速进行旋转。

另外，如日本实开平3-97353号公报那样，由非磁性材料形成的环状体的强度通常小于铁制的磁极磁性体的强度。因此，使用由非磁性材料形成的环状体的转子的强度降低，从而难以使该转子以高速进行旋转。另外，当利用不锈钢来制作这样的环状体时，也存在成本变高这样的问题。并且，在日本实开平3-97353号公报的情况下，还存在需要以高精度来加工嵌合部这样的问题。

关于该点，在如日本特开平4-334937号公报那样向通孔插入拉杆的情况下，能够提高转子的强度。然而，由于在日本特开平4-334937号公报的情况下零件件数变多，因此存在使成本变高、还需要花费时间来组装转子的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于，提供能够在不使强度降低的前提下廉价且短时间制作的转子和这样的转子的制造方法。

为了实现所述目的，根据第1技术方案，提供一种转子，其中，该转子包括：多个永磁体，其绕旋转轴线在周向上等间隔地配置；多个磁极磁性体，其在所述旋转轴线的周向上夹持所述多个永磁体中的各永磁体；环状磁性体，其配置在比所述多个永磁体和所述多个磁极磁性体靠半径方向内侧的位置；卡合部，其形成在所述多个磁极磁性体中的各磁极磁性体的半径方向内侧；以及被卡合部，其形成于所述环状磁性体且用于与所述卡合部相卡合，所述卡合部和所述被卡合部借助配置在所述卡合部与所述被卡合部之间的间隙中的、由非磁性材料形成的非磁性材料部分互相卡合，由此，使所述多个永磁体、所述多个磁极磁性体以及所述环状磁性体互相固定。

根据第2技术方案，在第1技术方案的基础上，其中，所述卡合部是槽，所述被卡合部是突起。

根据第3技术方案，在第1技术方案的基础上，其中，所述卡合部是突起，所述被卡合部是槽。

根据第4技术方案，在第2技术方案或第3技术方案的基础上，其中，所述槽的横截面包含在所述周向上的宽度宽于所述槽的入口部在所述周向上的宽度的宽幅槽部，所述突起的横截面包含在所述周向上的宽度宽于所述突起的基端在所述周向上的宽度的宽幅突起部。

根据第5技术方案，在第1技术方案至第4技术方案中的任一技术方案的基础上，其中，所述多个磁极磁性体和所述环状磁性体局部地一体形成。

根据第6技术方案，在第1技术方案至第5技术方案中的任一技术方案的基础上，其中，将所述非磁性材料以熔化了的状态填充至组装起来的转子的所述多个磁极磁性体的所述卡合部与所述环状磁性体的所述被卡合部之间的间隙。

根据第7技术方案，提供一种电动机，其中，该电动机包括第1技术方案至第6技术方案中的任一技术方案所述的转子。

根据第8技术方案，提供一种转子的制造方法，其中，绕旋转轴线在周向上等间隔地配置多个永磁体，利用多个磁极磁性体在所述旋转轴线的周向上夹持所述多个永磁体中的各永磁体，将环状磁性体配置在比所述多个永磁体和所述多个磁极磁性体靠半径方向内侧的位置，在使形成于所述多个磁极磁性体中的各磁极磁性体的半径方向内侧的卡合部和形成于所述环状磁性体且用于与所述卡合部相卡合的被卡合部互相卡合了的状态下，将所述多个永磁体、所述多个磁极磁性体以及所述环状磁性体配置在模具内，将非磁性体以熔化了的状态填充至所述卡合部与所述被卡合部之间，由此，形成具有非磁性材料部分的转子。

根据第9技术方案，在第8技术方案的转子的制造方法的基础上，其中，所述多个磁极磁性体和所述环状磁性体局部地一体形成。

根据本发明，由于利用磁性材料、例如铁来形成环状磁性体，因此能够在提高转子的强度的同时廉价地制作转子。另外，由于在磁性磁极体与环状磁性体之间配置有非磁性材料部分，因此能够阻断磁通量泄漏。另外，由于不必在磁极磁性体上形成通孔或准备拉杆，因此能够减少零件件数和用于制作转子的工时，能够在短时间内制作转子。

通过参照附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的所述目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点会更加明确。

附图说明

图1是本发明的电动机的端面图。

图2是本发明的第一实施方式的转子的端面图。

图3是图2所示的转子的局部放大图。

图4是本发明的第二实施方式的转子的端面图。

图5是本发明的第三实施方式的转子的第一磁性体部的端面图。

图6是转子的局部分解立体图。

图7是本发明的第一实施方式的转子的立体图。

图8是本发明的第三实施方式的转子的立体图。

图9是对制造本发明的转子的状态进行说明的局部剖切分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对于相同的构件标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当地变更了比例尺。

图1是本发明的电动机的端面图。图1所示的电动机10主要包括定子20和配置在定子20内的转子30。定子20包括由多个电磁钢板层叠而成的定子芯。在定子20的内周面等间隔地形成有多个缝隙21。在相邻的缝隙21之间的齿部22上卷绕有线圈(未图示)。

图2是本发明的第一实施方式的转子的端面图。如图1和图2所示，转子30包括绕旋转轴线O在周向上等间隔地配置的多个、例如八个永磁体31和配置在这些永磁体31之间的大致扇形的磁极磁性体32。永磁体31的数量相当于电动机10的极数。

如图2所示，所述八个永磁体31的截面分别为矩形形状，且所述八个永磁体31分别以沿转子30的半径方向延伸的方式配置。并且，相邻的两个磁极磁性体32以夹持一个永磁体31的方式配置。

另外，在永磁体31的、比位于转子30的半径方向内侧的端部的进一步靠内侧处配置有环状磁性体33。磁极磁性体32和环状磁性体33由磁性材料、例如铁、电磁钢板形成。只要磁极磁性体32和环状磁性体33由磁性材料形成，则磁极磁性体32和环状磁性体33也可以由彼此不同的材料形成。

并且，如图2所示，在多个磁极磁性体32的、位于转子30的半径方向内侧的端部形成有卡合部34。另外，在环状磁性体33的、位于转子30的半径方向外侧的外周面形成有与卡合部34相卡合的被卡合部35。在图2所示的实施方式中，卡合部34是沿着旋转轴线O延伸的槽，被卡合部35是向半径方向内侧突出的突起。

图3是图2所示的转子的局部放大图。如图3所示，卡合部34的与旋转轴线O垂直的截面是倒梯形，被卡合部35的与旋转轴线O垂直的截面是与此相对应的梯形。因而，作为槽的卡合部34的底部34b在转子30的周向上的宽度宽于入口部34a在转子30的周向上的宽度。同样地，作为突起的被卡合部35的末端35a在转子30的周向上的宽度宽于基端35b在转子30的周向上的宽度。由于为这样的结构，因此，在本发明中，当使卡合部34和被卡合部35互相卡合时，能够使磁极磁性体32和环状磁性体33牢固地固定。另外，由于磁极磁性体32为扇形，因此，通过使卡合部34和被卡合部35互相卡合，能够使永磁体31牢固地固定在相邻的两个磁极磁性体32之间。

另外，图4是本发明的第二实施方式的转子的端面图。在图4所示的实施方式中，磁极磁性体32的卡合部34是突起，环状磁性体33的被卡合部35形成为槽。因此，图4所示的卡合部34和被卡合部35的形状与图2所示的卡合部34和被卡合部35的形状不同。然而，可知的是，即使在这样的情况下，也能够同样地使磁极磁性体32和环状磁性体33牢固地结合。此外，卡合部34和被卡合部35不必为梯形形状，卡合部34和被卡合部35也可以为能够互相牢固地卡合的任意形状。

另外，图5是本发明的第三实施方式的转子的第一磁性体部的端面图。在图5中示出了作为转子30的一部分的第一磁性体部30a。在图5所示的第一磁性体部30a的多个磁极磁性体32中的各磁极磁性体32与环状磁性体33之间形成有狭缝36。由图5可知，狭缝36为大致U字形状，狭缝36的基部面向磁极磁性体32。换言之，狭缝36的基部与大致扇形的磁极磁性体32的位于半径方向内侧的端部相邻。

然而，由图5可知，狭缝36并不是沿着磁极磁性体32的位于半径方向内侧的整个端部形成的。狭缝36的基部的两端部与磁极磁性体32分开规定距离。因此，在图5所示的第一磁性体部30a中，多个磁极磁性体32和环状磁性体33至少在局部一体地形成。换言之，通过在第一磁性体部30a上形成多个狭缝36，能够将局部连结起来的磁极磁性体32和环状磁性体33制作成单个构件。

在此，图6是转子的局部分解立体图。由于图6是将转子30组装的中途的状态，因此，没有在图6中示出永磁体31。在图6中，示出了第二磁性体部30b和图5所示那样的、包括磁极磁性体32和环状磁性体33的第一磁性体部30a，该第二磁性体部30b是通过将多个电磁钢板沿轴向层叠且利用凿紧互相连结而成的。如图6所示，第二磁性体部30b的轴向高度远大于第一磁性体部30a的轴向高度。并且，在图6中，第一磁性体部30a和第二磁性体部30b交错地层叠。

第二磁性体部30b的电磁钢板的结构与图2和图4所示的电磁钢板结构大致相同。即，在第二磁性体部30b中，磁极磁性体32和环状磁性体33互相分离。与此相对，参照图5所说明的那样，在第一磁性体部30a中，磁极磁性体32和环状磁性体33互相局部地连结起来。换言之，第一磁性体部30a本身为单个构件。

因此，通过如图6所示那样将第一磁性体部30a和第二磁性体部30b组合地使用，能够减少制作转子30所需的零件件数，并能够降低组装工时。此外，通过将多个第一磁性体部30a层叠，也能够制作转子30。

再次参照图3，在磁极磁性体32的卡合部34与环状磁性体33的被卡合部35之间配置有非磁性材料部分40。在图3所示的实施方式中，非磁性材料部分40配置在卡合部34与被卡合部35之间的整个间隙中。非磁性材料部分40为非磁性材料、例如树脂、铝、镁、铜。此外，在图4中，非磁性材料部分40也形成在卡合部34与被卡合部35之间。另外，在图5中，在狭缝36内也配置有非磁性材料部分40。

图7是本发明的第一实施方式的转子的立体图。如图7的箭头所示，在组装转子30之后，向卡合部34与被卡合部35之间的间隙填充熔融状态的非磁性材料，制作非磁性材料部分40。另外，图8是本发明的第三实施方式的转子的立体图。如图8的箭头所示，在组装转子30之后，向狭缝36流入并填充熔融状态的非磁性材料，制作非磁性材料部分40。因而，在本发明中，能够极为容易地制作非磁性材料部分40。

另外，图9是对制造本发明的转子的状态进行说明的局部剖切分解立体图。在图9中，示出了可动侧模具板51、固定侧模具板53、以及配置在可动侧模具板51与固定侧模具板53之间的板52。固定侧模具板53和板52一体地使用。在可动侧模具板51形成有供转子30沿轴向插入的环状的插入孔51a。当将转子30插入插入孔51a时，转子30的上端与插入孔51a的端部成为共面，并且转子30不会沿周向旋转。此外，在要插入插入孔51a的转子30中组装有永磁体31。

作为通孔的直浇道53a以与转子30同轴的方式形成于固定侧模具板53。直浇道53a远小于转子30。并且，在与固定侧模具板53相邻的板52形成有自转子30的中心轴线向半径方向外侧延伸且朝向转子30沿轴向延伸的多个、例如八个流道52a。也能够将流道52a改称作分支通路52a。这些流道52a分别在板52的与可动侧模具板51相邻的另一端终止。在板52的另一端，流道52a分别位于同转子30的卡合部34与被卡合部35之间的间隙或狭缝36相对应的位置。

将转子30插入到可动侧模具板51的插入孔51a中，接着，使一体的板52和固定侧模具板53抵接于可动侧模具板51。由此，将转子30完全容纳在可动侧模具板51与板52之间。并且，将非磁性材料、例如树脂、铝、镁、铜以熔融状态供给至固定侧模具板53的直浇道53a。由此，使非磁性材料自直浇道53a经由各个流道52a流入到转子30的卡合部34与被卡合部35之间的间隙中或狭缝36中(参照图7和图8)。

然后，当使可动侧模具板51、板52以及固定侧模具板53自然冷却或强制冷却时，非磁性材料固化而形成非磁性材料部分40。因而，在本发明中，能够极为容易地制作具有非磁性材料部分40的转子30。

在本发明中，由于填充熔融状态的非磁性材料，因此能够将非磁性材料无遗漏地填充至卡合部34与被卡合部35之间的间隙或狭缝36。因此，即使在卡合部34与被卡合部35之间具有些许的凹凸，也能够填充该凹凸。因而，在本发明中，不必以高精度制作卡合部34和被卡合部35。由此可知，能够简单地制作卡合部34和被卡合部35。

另外，在本发明中，由于不必在磁极磁性体32上形成通孔或准备拉杆，因此能够减少零件件数和用于制作转子30的工时，能够在短时间内制作转子30。并且，由于磁极磁性体32和环状磁性体33这两者均由磁性材料形成，因此还能够廉价地制作转子30。

发明的效果

在第1技术方案中，由于利用磁性材料、例如铁来形成环状磁性体，因此能够在提高转子的强度的同时廉价地制作转子。另外，由于在磁性磁极体与环状磁性体之间配置有非磁性材料部分，因此能够阻断磁通量泄漏。另外，由于不必在磁极磁性体上形成通孔或准备拉杆，因此能够减少零件件数和用于制作转子的工时，能够在短时间内制作转子。

在第2技术方案和第3技术方案中，能够简单地制作卡合部和被卡合部。

在第4技术方案中，能够使磁极磁性体和环状磁性体牢固地结合。

在第5技术方案中，能够在进一步削减零件件数的同时提高作业性，并能够降低成本。

在第6技术方案中，即使在卡合部与被卡合部之间存在少量的凹凸的情况下，由于非磁性材料填充凹凸，因此也能够使磁极磁性体、非磁性材料部分以及环状磁性体之间无间隙地牢固结合起来。因此，能够排除以高精度制作卡合部和被卡合部的必要性。

在第7技术方案中，能够廉价且在短时间内制作电动机。

在第8技术方案中，由于利用磁性材料、例如铁来形成环状磁性体，因此能够在提高转子的强度的同时廉价地制作转子。另外，由于在磁性磁极体与环状磁性体之间配置有非磁性材料部分，因此能够阻断磁通量泄漏。另外，由于不必在磁极磁性体上形成通孔或准备拉杆，因此能够减少零件件数和用于制作转子的工时，能够在短时间内制作转子。并且，即使在卡合部与被卡合部之间存在少量的凹凸的情况下，由于非磁性材料填充凹凸，因此也能够使磁极磁性体、非磁性材料部分以及环状磁性体之间无间隙地牢固结合起来。另外，能够排除以高精度制作卡合部和被卡合部的必要性。

在第9技术方案中，能够在进一步削减零件件数的同时提高作业性，并能够降低成本。

使用典型的实施方式说明了本发明，但能够理解的是，若是本领域的技术人员，则能够在不脱离本发明的技术范围的前提下进行所述变更和各种其他变更、省略、追加。

Claims (9)

1.一种转子，其中，

该转子包括：

多个永磁体，其绕旋转轴线在周向上等间隔地配置；

多个磁极磁性体，其在所述旋转轴线的周向上夹持所述多个永磁体中的各永磁体；

环状磁性体，其配置在比所述多个永磁体和所述多个磁极磁性体靠半径方向内侧的位置；

卡合部，其形成在所述多个磁极磁性体中的各磁极磁性体的半径方向内侧；以及

被卡合部，其形成于所述环状磁性体且用于与所述卡合部相卡合，

所述卡合部和所述被卡合部借助配置在所述卡合部与所述被卡合部之间的间隙中的、由非磁性材料形成的非磁性材料部分互相卡合，由此，使所述多个永磁体、所述多个磁极磁性体以及所述环状磁性体互相固定。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述卡合部是槽，所述被卡合部是突起。

3.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述卡合部是突起，所述被卡合部是槽。

4.根据权利要求2或3所述的转子，其中，

所述槽的横截面包含在所述周向上的宽度宽于所述槽的入口部在所述周向上的宽度的宽幅槽部，所述突起的横截面包含在所述周向上的宽度宽于所述突起的基端在所述周向上的宽度的宽幅突起部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其中，

所述多个磁极磁性体和所述环状磁性体局部地一体形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子，其中，

将所述非磁性材料以熔化了的状态填充至组装起来的转子的所述多个磁极磁性体的所述卡合部与所述环状磁性体的所述被卡合部之间的间隙。

7.一种电动机，其中，

该电动机包括权利要求1至6中任一项所述的转子。

8.一种转子的制造方法，其中，

绕旋转轴线在周向上等间隔地配置多个永磁体，

利用多个磁极磁性体在所述旋转轴线的周向上夹持所述多个永磁体中的各永磁体，

将环状磁性体配置在比所述多个永磁体和所述多个磁极磁性体靠半径方向内侧的位置，

在使形成于所述多个磁极磁性体中的各磁极磁性体的半径方向内侧的卡合部和形成于所述环状磁性体且用于与所述卡合部相卡合的被卡合部互相卡合了的状态下，将所述多个永磁体、所述多个磁极磁性体以及所述环状磁性体配置在模具内，

将非磁性体以熔化了的状态填充至所述卡合部与所述被卡合部之间，由此，形成具有非磁性材料部分的转子。

9.根据权利要求8所述的转子的制造方法，其中，

所述多个磁极磁性体和所述环状磁性体局部地一体形成。