CN109314447A - 转子、电动机、空调机以及转子的制造方法 - Google Patents

转子、电动机、空调机以及转子的制造方法 Download PDF

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Abstract

转子(30)具有形成为环状的轭(4)、和与轭(4)形成为一体的树脂磁铁(5)。轭(4)具有第1内周面(41)、第2内周面(42)以及第3内周面(43)。第2内周面(42)与第1内周面(41)邻接，具有比第1内周面(41)的半径大的半径。第3内周面(43)与第2内周面(42)邻接，具有比第1内周面(41)的半径以及第2内周面(42)的半径中的任一个都大的半径。

Description

转子、电动机、空调机以及转子的制造方法
技术领域
本发明涉及用于电动机的转子。
背景技术
使用具备转子磁铁的电动机用的转子，其中上述转子磁铁由通过热塑性树脂形成的环状的轭、和在轭的径向上的外侧形成的树脂磁铁构成。例如，在专利文献1中，公开了一种通过从环状浇道(圆环状浇道)以及肋状浇道向模具内注入树脂磁铁，从而在轭的外侧形成树脂磁铁的方法。
专利文献1：日本特开2011－61938号公报(参照图21)
例如，在利用专利文献1所公开的方法来形成环状的轭的情况下，有时需要将形成于轭的内侧的成形品(在圆环状浇道以及肋状浇道内形成的成形品)切除。若环状的轭的内周面遍及轴向地形成为直线状，则在将形成于轭的内侧的成形品切除时，有时会引起轭的内周面的损伤或者毛刺的产生，在该情况下，有时会产生多余的制造工序。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供简化制造工序的转子。
本发明的转子的特征在于，具备：轭部，其形成为环状；和磁铁部，其与上述轭部形成为一体，上述轭部具有：第1内周面；第2内周面，其与上述第1内周面邻接，具有比上述第1内周面的半径大的半径；以及第3内周面，其与上述第2内周面邻接，具有比上述第1内周面的半径以及上述第2内周面的半径中的任一个都大的半径。
根据本发明，能够提供一种简化制造工序的转子。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的转子的构造的立体图。
图2是示意性地表示转子磁铁的构造的俯视图。
图3是示意性地表示转子磁铁的构造的立体图。
图4是示意性地表示轭的第1端部侧的构造的立体图。
图5是示意性地表示轭的第2端部侧的构造的立体图。
图6的(a)是沿着图2的线C6－C6剖切的转子磁铁的剖视图，(b)是表示(a)中虚线所示的区域E1的放大图。
图7是示意性地表示轭用的模具的构造的俯视图。
图8是沿着图7的线C8－C8剖切的轭用的模具的剖视图。
图9是表示图7中虚线所示的区域E2的放大图。
图10是表示图8中虚线所示的区域E3的放大图。
图11是表示转子的制造工序的一个例子的流程图。
图12是示意性地表示在圆环状浇道、肋状浇道以及轭成形部内填充有树脂的状态的树脂成形品的俯视图。
图13是示意性地表示在圆环状浇道、肋状浇道以及轭成形部内填充有树脂的状态的树脂成形品的立体图。
图14的(a)是沿着图12的线C14－C14剖切的树脂成形品的剖视图，(b)是表示(a)中虚线所示的区域E4的放大图。
图15是示意性地表示树脂磁铁用的模具的构造的俯视图。
图16是沿着图15的线C16－C16剖切的树脂磁铁用的模具的剖视图。
图17是表示沿径向观察时的肋状浇道的剖面的剖视图。
图18是表示沿径向观察时的树脂磁铁路径部(树脂磁铁路径)的剖面的剖视图。
图19是示意性地表示在圆环状浇道、肋状浇道以及树脂磁铁成形部内填充有树脂磁铁时的树脂成形品的立体图。
图20是转子的分解图。
图21是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的构造的剖视图。
图22是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的空调机的结构的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是示意地表示本发明的实施方式1所涉及的转子30的构造的立体图。图1所示的轴线A1表示转子30(转子磁铁3)的轴线(旋转轴)。
图2是示意地表示转子磁铁3的构造的俯视图。图2所示的半径r1表示后述的第1内周面41的半径。
图3是示意地表示转子磁铁3的构造的立体图。
转子30具有转子磁铁3、轴6以及传感器磁铁7。并且，在本实施方式中，在轴6的外周面形成有第1圆筒树脂部31(还简称为“树脂部”)。第1圆筒树脂部31的形状并不限定于中空的圆筒形状。在第1圆筒树脂部31的外周面6，沿周向交替地形成有凸部32以及肋33。在传感器磁铁7的内侧以及外侧6，形成有固定传感器磁铁7的第2圆筒树脂部34(还简称为“树脂部”)。第2圆筒树脂部34的形状并不限定于中空的圆筒形状。第1圆筒树脂部31以及第2圆筒树脂部34例如是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂等的热塑性树脂。
多个凸部32在周向上等间隔地形成。多个肋33在周向上等间隔地形成。在轴6的外周面形成有用于防止位置偏移的滚花。
转子磁铁3、轴6以及传感器磁铁7通过第1圆筒树脂部31、肋33以及第2圆筒树脂部34而形成一体。转子磁铁3的旋转扭矩经由突起46a、第2圆筒树脂部34、肋33以及第1圆筒树脂部31而传递至轴6。
并且，第2圆筒树脂部34形成为覆盖后述的轭4的切口45a、凹部48以及台座46。由此，能够防止轭4相对于轴6的周向的位置偏移，容易进行扭矩传递。
传感器磁铁7的内侧(内周面)形成为阶梯状。在形成为阶梯状的其内周面，形成有第2圆筒树脂部34，因此传感器磁铁7在转子30(转子磁铁3)的轴向(以下，简称为“轴向”)上被固定。也可以是仅传感器磁铁7的轴向上的外侧的内周面形成为阶梯状。传感器磁铁7的内周面的形状也可以是在轴向上被第2圆筒树脂部34固定的其他形状。
转子磁铁3具有作为轭部的轭4和作为磁铁部的树脂磁铁5。轭4形成为环状。树脂磁铁5通过一体成形而在转子30(转子磁铁3)的径向(以下，简称为“径向”)上的轭4的外侧(外周面49)与轭4形成为一体。轭4是例如通过注塑成形方式成形为环状而得到的。树脂磁铁5是例如通过注塑成形而在轭4的外周面49与轭4成形为一体而得到的。
轭4例如是含有软磁性体或者铁氧体(铁氧体磁铁)的热塑性树脂(例如，尼龙)。
树脂磁铁5例如是作为主要成分而含有钐－铁－氮(Sm－Fe－N)类磁铁(磁铁粉末)等稀土类磁铁(稀土类磁铁粉末)的热塑性树脂。但是，树脂磁铁5也可以是作为主要成分而含有钕－铁－硼(Nd－Fe－B)类磁铁(磁铁粉末)等稀土类磁铁(稀土类磁铁粉末)的热塑性树脂。
本实施方式所涉及的转子30具有10极的磁极。但是，转子30的磁极数并不限定于10极，只要是偶数即可。
图4是示意性地表示轭4的第1端部40a侧的构造的立体图。
图5是示意性地表示轭4的第2端部40b侧的构造的立体图。
轭4具有第1端部40a、第2端部40b、中空部40c、第1内周面41、第2内周面42、第3内周面43、多个树脂磁铁路径部44、多个切口45a、多个凹部45b、多个台座46、将该台座46之间连结的连结部47、多个凹部48、以及外周面49。
第2端部40b在轴向上与第1端部40a对置。
轭4(例如，轭4所含有的软磁性体或者铁氧体)以具有极各向异性的方式易磁化轴被取向。在本实施方式中，轭4的外周(外周面49的剖面形状)为正圆。但是，轭4的外周也可以是波形。
各树脂磁铁路径部44形成于第1端部40a。树脂磁铁路径部44形成供树脂磁铁5的材料(以下，还称为“树脂磁铁”)通过的树脂磁铁路径44a(树脂磁铁注入路径)。树脂磁铁路径部44形成于磁极位置。即，在本实施方式中，在轭4形成有10个树脂磁铁路径部44。树脂磁铁路径部44将形成为环状的第1端部40a从内周面向外周面贯通而成。树脂磁铁路径部44(树脂磁铁路径44a)形成为随着朝向第1端部40a而逐渐变宽。
各切口45a形成于第1端部40a。切口45a形成在相互邻接的磁极之间。即，切口45a形成在相互邻接的树脂磁铁路径部44之间。切口45a以随着朝向第1端部40a而变宽的方式形成为锥状。各切口45a形成为与轭4的内周面成为同轴。由此，在使用模具以及热塑性树脂而将转子磁铁3与轴6组合时，能够适当地设定转子磁铁3以及轴6的同轴度和相位。
台座46形成于第2端部40b。台座46支承传感器磁铁7以使传感器磁铁7从第2端部40b分离。台座46形成于与磁极对置的位置。
台座46具有对传感器磁铁7的外周面进行支承的突起46a。突起46a能够使用在对转子磁铁3进行成形时的定位中。并且，突起46a还能够使用在转子30的着磁时的定位中。
多个台座46通过形成为比各台座46低的连结部47而形成为一体。因此，各台座46通过连结部47而维持强度。连结部47优选为在第2端部40b形成于内周侧和外周侧之间的中心。由此，能够使形成于连结部的周围的第2圆筒树脂部34的厚度均衡地形成，能够防止显著的缩痕。
凹部48(止转用凹部)形成于第2端部40b。具体而言，凹部48形成于相互邻接的突起46a之间的中心位置。对于凹部48而言，沿轴向观察的剖面为半圆形状。在将轭4与树脂磁铁5一体成形时，由于在凹部48填充树脂磁铁5，因此凹部48具有将扭矩传递至树脂磁铁5的功能，并且具有防止周向上的树脂磁铁5的位置偏移(相对于轭4的位置偏移)的功能。特别是在轭4的外周为正圆的情况下，凹部48有效地发挥功能。
由于树脂磁铁路径部44也被填充树脂磁铁5，因此树脂磁铁路径部44具有与凹部48相同的功能。即，防止周向上的树脂磁铁5的位置偏移(相对于轭4的位置偏移)。
图6的(a)是沿着图2的线C6－C6剖切的转子磁铁3的剖视图。图6的(b)是表示图6的(a)中虚线所示的区域E1的放大图。
如图6的(a)以及(b)所示，轭4具有第1内周面41、第2内周面42以及第3内周面43。但是，轭4也可以还具有其他的内周面(例如，第4内周面)。
第1内周面41是形成于轭4的轴向上的一方的端部(第1端部40a侧的端部)的内周面。第1内周面41在轴向上与第2内周面42邻接。本实施方式在形成于轭4的多个内周面中，第1内周面41的半径r1为最小的半径。即，第1内周面41具有比第2内周面42的半径以及第3内周面43的半径小的半径。第1内周面41优选是与轴向平行地延伸的面。在第1内周面41，形成有树脂磁铁路径部44的开口(树脂磁铁路径44a的入口)。
第2内周面42在轴向上与第1内周面41以及第3内周面43邻接。即，第2内周面42形成在第1内周面41和第3内周面43之间。第2内周面42具有比第1内周面41的半径r1大的半径。第2内周面42具有比第3内周面43的半径小的半径。
第3内周面43在轴向上与第2内周面42邻接。第3内周面43具有比第1内周面41的半径r1以及第2内周面42的半径中的任一个都大的半径。第3内周面43以随着朝向第1端部40a(与第1内周面41以及第2内周面42相反的一侧的方向)变宽的方式形成为锥状。在本实施方式中，第3内周面43在轴向上比第1内周面41以及第2内周面42中的任一个都长。
轭4具有形成在第1内周面41和第2内周面42之间的第1台阶部41a。并且，轭4具有形成在第2内周面42和第3内周面43之间的第2台阶部42a。即，第1台阶部41a的阶梯差L1(第1阶梯差)是第1内周面41的半径r1和第2内周面42的半径之差，第2台阶部42a的阶梯差L2(第2阶梯差)是第2内周面42的半径和第3内周面43的半径之差。第1台阶部41a的阶梯差L1以及第2台阶部42a的阶梯差L2在径向上分别优选为0.1mm以上。
在本实施方式中，转子磁铁3由轭4以及树脂磁铁5形成，但转件磁铁3并不限定于本实施方式所示的例子。例如，也可以将应用上述中所说明的轭4的构造的单一构造体作为转子磁铁3而形成。
以下对转子30的制造方法进行说明。
首先，对形成轭4的模具400的构造进行说明。
图7是示意性地表示轭4用的模具400的构造的俯视图。
图8是沿着图7的线C8－C8剖切的模具400的剖视图。
模具400具有供热塑性树脂注入的轭用浇道(还简称为“浇道”)、和将热塑性树脂成形为轭4的轭成形部403(还称为“成形部”)。轭用浇道具有作为第1浇道部的圆环状浇道401(环状浇道)、和作为第2浇道部的多个肋状浇道402。
如图8所示，圆环状浇道401以及肋状浇道402位于比形成树脂磁铁路径部44的底面44b的位置在轴向上分离的位置。圆环状浇道401形成为朝向第2端部40b侧而逐渐变小。
在圆环状浇道401的轴向上的角部401b形成有圆角。由此，能够减小从模具400取出成形品(在圆环状浇道401内形成的树脂成形品)时的阻力。
如图7所示，在圆环状浇道401形成有多个浇口404。在本实施方式中，浇口404的数量是转子磁铁3的磁极的数量的一半。各浇口404在圆环状浇道401的周向上等间隔地并且相对于各肋状浇道402也等间隔地形成。
轭4的第1端部40a在模具400的固定侧形成，轭4的第2端部40b侧在模具400的可动侧形成。在本实施方式中，模具400的芯部在分割面400a(分模线)被分割。
优选以使形成台座46的位置成为产生熔接线的位置的方式设计模具400。台座46为了维持强度而形成为足够的厚度，因此即便在产生了熔接线的情况下也能够维持轭4的强度。并且，通过以在与磁极对置的位置形成台座46的方式设计模具400，从而能够将作为轭4的材料的热塑性树脂在整个周向上均匀地注入，能够均匀地形成取向磁场。
如图7所示，多个肋状浇道402以轭4的轴线(转子30的轴线A1)为中心呈放射状延伸。换言之，各肋状浇道402从圆环状浇道401朝向径向的外侧延伸，将圆环状浇道401与轭成形部403连结。各肋状浇道402配置于磁极间位置。即，肋状浇道402的数量与转子磁铁3的磁极数相同。
肋状浇道402配置于与第2内周面42面对的位置。因此，肋状浇道402与轭成形部403的边界和第2内周面42(具体而言，在整个周向上形成的第2内周面42的一部分)对应。在本实施方式中，根据肋状浇道402的配置而决定第1台阶部41a的轴向上的位置。
图9是表示图7中虚线所示的区域E2的放大图。
图10是表示图8中虚线所示的区域E3的放大图。
如图9所示，肋状浇道402的径向上的外侧的宽度w12比径向上的内侧的宽度w11小。并且，如图10所示，肋状浇道402的径向上的外侧的厚度w22比径向上的内侧的厚度w21小。即，如图9以及图10所示，肋状浇道402的宽度以及厚度形成为随着朝向径向的外侧(即，轭成形部403侧)而逐渐变小。也可以是肋状浇道402的宽度以及厚度的至少一方形成为随着朝向径向的外侧而逐渐变小。由此，能够在轭4的成形后，容易切断在圆环状浇道401以及肋状浇道402内形成的成形品。特别是，由于肋状浇道402的末端处的成形品的切断变得容易，因此能够减少轭4(后述的轭主体部分403a)的内周面上的毛刺的产生以及由其内周面被刮擦引起的损伤。
例如，在肋状浇道402的厚度w21以及w22相同的情况下，在将形成在肋状浇道402内的成形品切除时，由于在力点P1(参照图14的(b))与轭4的内周面之间的任意的位置切除形成在肋状浇道402内的成形品，因此容易产生毛刺。因此，如上述那样，优选肋状浇道402的厚度w22比厚度w21小。
轭4的第1台阶部41a通过模具400而形成在第1内周面41和第2内周面42之间。轭4的第2台阶部42a通过模具400而形成在第2内周面42和第3内周面43之间。通过模具400分别形成于第1台阶部41a以及第2台阶部42a的阶梯差L1以及L2优选在径向上为0.1mm以上。
图11是表示转子30的制造工序的一个例子的流程图。
以下，参照图11对转子30的制造方法(包括形成轭4的工序)进行说明。
通过向如上所述的模具400注入热塑性树脂，从而进行成形轭4的工序S1以及S2。
轭4的材料是作为主要成分而含有软磁性体或者铁氧体(铁氧体磁铁)的热塑性树脂(以下，还称为“树脂”)。
在工序S1中，将树脂从各浇口404注入圆环状浇道401内。若从各浇口404向圆环状浇道401内注入树脂，则流动的方向弯曲90°，分为两部分。进而，树脂通过各肋状浇道402填充于轭成形部403。
图12是示意性地表示在圆环状浇道401、肋状浇道402以及轭成形部403内填充有树脂的状态的树脂成形品4a的俯视图。
图13是示意性地表示在圆环状浇道401、肋状浇道402以及轭成形部403内填充有树脂的状态的树脂成形品4a的立体图。
通过向模具400的圆环状浇道401、肋状浇道402以及轭成形部403填充树脂，从而形成由作为第1树脂体的圆环状浇道部分401a、作为第2树脂体的肋状浇道部分402a、以及作为第3树脂体的轭主体部分403a构成的树脂成形品4a(还简称为“成形品”)。轭主体部分403a对应于轭4。
将在圆环状浇道401以及肋状浇道402内形成的圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a还统称为“第1部分”。并且，将在轭成形部403内形成的轭主体部分403a还称为“第2部分”。
通过使用模具400的成形，使轭主体部分403a形成为环状，并且在轭主体部分403a的内侧(内周面)形成第1内周面41、在轴向上与第1内周面41以及第3内周面43邻接的第2内周面42、以及在轴向上与第2内周面42邻接的第3内周面43。第2内周面42以具有比第1内周面41的半径r1大的半径的方式形成，以具有比第3内周面43的半径小的半径的方式形成。第3内周面43以具有比第1内周面41的半径r1以及第2内周面42的半径的任一个都大的半径的方式形成。
因此，通过模具400而在轭主体部分403a的内侧(内周面)形成第1台阶部41a以及第2台阶部42a。
接下来，进行将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a(即，第1部分)从轭主体部分403a(即，第2部分)分离的工序S2。
图14的(a)是沿着图12的线C14－C14剖切的树脂成形品4a的剖视图。图14的(b)是表示图14的(a)中虚线所示的区域E4的放大图。
树脂成形品4a的圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a例如通过夹具的剪切而被切断。例如，通过剪切，从树脂成形品4a的第1端部4b(与轭4的第1端部40a对应)侧，切除圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a。例如，通过从第1端部4b侧切除圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a的方法，在向圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a(例如，力点P1)施加力F时，能够将肋状浇道部分402a的径向上的末端部的第2端部4c(与轭4的第2端部40b对应)侧的位置设定为支点P2，能够将肋状浇道部分402a的径向上的末端部的第1端部4b侧的位置设定为作用点P3。
即，由于通过模具400而在轭主体部分403a的内侧(内周面)形成第1台阶部41a以及第2台阶部42a，因此在剪切时，能够在轭主体部分403a的内侧(内周面)设定支点P2以及作用点P3。由此，能够容易地切除圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a。并且，在剪切时，能够减少由轭主体部分403a(轭4)的内周面被刮擦引起的损伤。
通过将第1台阶部41a的阶梯差L1、以及第2台阶部42a的阶梯差L2形成为0.1mm以上，从而容易充分发挥支点P2以及作用点P3各自的功能，因此能够减少轭主体部分403a(轭4)的内周面的损伤。
轭主体部分403a(轭4)的第3内周面43借助模具400的可动侧的芯部而以随着朝向第2端部4c(与第1内周面41以及第2内周面42相反的一侧的方向)而变宽的方式形成为锥状。通过使第3内周面43形成为锥状，从而在将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a从轭主体部分403a(轭4)分离时，能够减少朝向轭主体的接触，能够减少轭主体部分403a(轭4)的内周面的损伤。
第1内周面41优选为以与轴向平行地延伸的方式形成。换言之，第1内周面41优选为相对于轴线A1平行地形成。由此，在向树脂磁铁路径部44(树脂磁铁路径44a)注入树脂磁铁时，能够使第1内周面41与树脂磁铁5用的模具(后述的模具500)的芯部紧贴，因此能够防止树脂磁铁向轭4的内周面与模具500的芯部之间泄漏。
如上所述，通过将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a(即，第1部分)从轭主体部分403a(即，第2部分)分离的工序，得到环状的轭4。
进而，进行轭4的取向。具体而言，在轭4的径向上的外侧配置强力的磁铁，以使轭4(例如，轭4所含有的软磁性体或者铁氧体)具有极各向异性的方式，进行易磁化轴的取向。
通过以上说明的各工序，得到图4以及图5所示的轭4，完成形成轭4的工序S1以及S2。
接下来，进行形成树脂磁铁5的工序、即制造转子磁铁3的工序S3。
图15是示意性地表示树脂磁铁5用的模具500的构造的俯视图。
图16是沿着图15的线C16－C16剖切的模具500的剖视图。
模具500具有圆环状浇道501(环状浇道)、多个肋状浇道502、以及树脂磁铁成形部503。树脂磁铁5通过注塑成形而在轭4的径向上的外侧成形，与轭4形成一体。
如图16所示，以使肋状浇道502与树脂磁铁路径44a(树脂磁铁路径部44)的轴向上的高度一致的方式，将圆环状浇道501以及肋状浇道502配置于第1端部40a侧。
肋状浇道502以轭4的轴线(转子30的轴线A1)为中心呈放射状延伸。换言之，各肋状浇道502从圆环状浇道501朝向径向的外侧延伸，将圆环状浇道501与树脂磁铁路径44a(树脂磁铁路径部44)连结。肋状浇道502的数量与转子磁铁3的磁极数相同。
如图15所示，在圆环状浇道501形成有多个浇口504。在本实施方式中，浇口504的数量是转子磁铁3的磁极的数量的一半。各浇口504在圆环状浇道501的周向上等间隔地并且相对于各肋状浇道502也等间隔地形成。
树脂磁铁成形部503在轭4的径向上的外侧以与轭4的外周面49面对的方式形成。树脂磁铁成形部503形成树脂磁铁5的外周面(转子磁铁3的外周面)。
将模具500的可动侧的芯部插入轭4的中空部40c内，使轭4固定于模具500的可动侧。此时，通过将轭4的突起46a嵌入模具500的凹部，从而决定轭4的周向上的位置。通过周向的定位，设定相对于用于制作转子磁铁3的取向磁场的外部磁铁的位置。如图16所示，在该状态下，插入于轭4的中空部40c内的模具500的芯部的末端位置500a被调整为第1端部40a的位置。
图17是表示沿径向观察时的肋状浇道502的剖面的剖视图。
图18是表示沿径向观察时的树脂磁铁路径部44(树脂磁铁路径44a)的剖面的剖视图。
第1端部40a侧的肋状浇道502的宽度w51、肋状浇道502的底面的宽度w52、以及肋状浇道502的深度w53分别与第1端部40a侧的树脂磁铁路径44a的宽度w41、树脂磁铁路径44a的底面的宽度w42、以及树脂磁铁路径44a的深度w43相同，或者稍小。由此，容易将作为树脂磁铁5的材料的树脂磁铁从肋状浇道502注入树脂磁铁路径44a。并且，即便在以高温以及高压力注入树脂磁铁的情况下，也能够防止轭4(特别是树脂磁铁路径部44)熔化。
在注入树脂磁铁时，优选使模具500的芯部紧贴于第1内周面41，以不使来自肋状浇道502的树脂磁铁向轭4的内周面与模具500的芯部之间泄漏。
进行从以上说明的模具500的各浇口504向圆环状浇道501内注入树脂磁铁(即，树脂磁铁5的材料)的工序。
树脂磁铁5的材料例如是作为主要成分而含有钐－铁－氮(Sm－Fe－N)类磁铁(磁铁粉末)等稀土类磁铁(稀土类磁铁粉末)的热塑性树脂(以下，称为“树脂磁铁”)。但是，树脂磁铁5的材料也可以是作为主要成分而含有钕－铁－硼(Nd－Fe－B)类磁铁(磁铁粉末)等稀土类磁铁(稀土类磁铁粉末)的热塑性树脂。
树脂磁铁从各浇口504向圆环状浇道501内注入，流动的方向弯曲90°，从而分成两部分。进而，树脂磁铁通过各肋状浇道502以及树脂磁铁路径44a，被填充至树脂磁铁成形部503内。
若树脂磁铁填充至树脂磁铁成形部503内，则形成树脂磁铁5。由于树脂磁铁还被填充至轭4的凹部48，因此防止树脂磁铁5的周向上的位置偏移(相对于轭4的位置偏移)。特别是在轭4的外周为正圆的情况下，凹部48有效地发挥功能。
由于树脂磁铁5还填充在树脂磁铁路径部44内(树脂磁铁路径44a)，所以防止树脂磁铁5的周向上的位置偏移(相对于轭4的位置偏移)。另外，利用填充于轭4的凹部48以及树脂磁铁路径部44内(树脂磁铁路径44a)的树脂磁铁5来夹持轭4，从而防止轴向的位置偏移。
图19是示意性地表示在圆环状浇道501、肋状浇道502、以及树脂磁铁成形部503内填充了树脂磁铁时的树脂成形品5a的立体图。
如图19所示，通过在模具500内填充树脂磁铁，从而形成树脂成形品5a。通过将树脂成形品5a中的由圆环状浇道501形成的圆环状浇道部分501a以及由肋状浇道502形成的肋状浇道部分502a切除，从而形成与轭4一体化的树脂磁铁5。
进而，进行树脂磁铁5的取向。具体而言，在树脂磁铁5的径向上的外侧配置强力的磁铁，以使树脂磁铁5(树脂磁铁5所含有的磁粉)具有极各向异性的方式，通过该磁铁进行易磁化轴的取向。
通过以上说明的各工序，得到图2以及图3所示的转子磁铁3，完成制造转子磁铁3的工序S3。
接下来，以下对将转子磁铁3、轴6、以及传感器磁铁7形成一体的工序S4进行说明。
图20是转子30的分解图。
通过注塑成形，使转子磁铁3、轴6以及传感器磁铁7成为一体，由此得到转子30。例如，在设置于纵型成形机的模具的下模，组装轭4的第1端部40a侧，将轭4的切口45a嵌合于下模。此时，以使转子磁铁3(特别是转子磁铁3的外周面)与轴6同轴的方式，将模具的凸部压向切口45a。
进而，在转子磁铁3的内侧配置轴6，在轭4的台座46配置传感器磁铁7。即，传感器磁铁7被台座46支承。在该状态下关闭模具，通过PBT树脂等热塑性树脂进行注塑成形。
在注塑成形时，利用模具对转子磁铁3的除外周面以外的部分进行支承，从而能够防止在转子磁铁3的外周面产生毛刺，容易进行注塑成形。
在注塑成形时，热塑性树脂从轭4的第2端部40b侧(从离开传感器磁铁7的位置)向树脂注入部注入，从而在轴6的外侧形成第1圆筒树脂部31、多个凸部32以及多个肋33(图1)。多个凸部32通过向树脂注入部填充热塑性树脂而形成。即，各凸部32相当于树脂注入部。通过从该树脂注入部注入热塑性树脂，能够向第1圆筒树脂部31迅速填充热塑性树脂，能够提高第1圆筒树脂部31的熔接部的强度。
树脂注入部(即，各凸部32)的数量是转子磁铁3的磁极的数量的一半。凸部32以及肋33形成为在周向上交替地排列。多个凸部32在周向上等间隔地形成。同样地，肋33在周向上等间隔地形成。
进而，通过注塑成形，热塑性树脂通过连结部47和传感器磁铁7之间的空隙(邻接的台座46之间)，从而向台座46的周围填充热塑性树脂。由此，在传感器磁铁7与台座46的突起46a之间形成第2圆筒树脂部34(图1)。另外，多个突起46a从第2圆筒树脂部34露出。
通过以覆盖轭4的凹部48以及台座46的方式注入热塑性树脂，从而即便在热塑性树脂(例如，第2圆筒树脂部34以及肋33)产生径向上的朝内的成形收缩，热塑性树脂也会钩住凹部48以及台座46。由此，防止缝隙的产生，能够提高转子磁铁3的强度。因此，不需要追加用于提高转子磁铁3的强度的构造，因此能够实现低成本以及电动机100的低噪声化。
通过减少肋33的量，能够减少成本。因此，只要考虑电动机100的扭矩以及经得住断续运转的强度适当地设计肋33的数量、厚度以及径向上的长度即可。通过调整肋33的数量以及形状，能够调整传递激振力，因此能够控制电动机100的噪声(低噪声化)。
并且，热塑性树脂被填充至形成为阶梯状的传感器磁铁7的内侧(内周面)。由此，在轴向上传感器磁铁7被固定。此时，由于在形成于传感器磁铁7的内周面的多个肋7a的周围也被填充热塑性树脂，因此能够防止相对于转子磁铁3的周向的位置偏移。
通过以上说明的各工序，得到图1所示的转子30，完成转子30的制造工序。
以下，对实施方式1所涉及的转子30的效果进行说明。
根据实施方式1所涉及的转子30，转子30具有第1内周面41、在轴向上与第1内周面41以及第3内周面43邻接的第2内周面42、以及在轴向上与第2内周面42邻接的第3内周面43。第2内周面42具有比第1内周面41的半径r1大的半径，具有比第3内周面43的半径小的半径。第3内周面43具有比第1内周面41的半径r1以及第2内周面42的半径大的半径。并且，在轭4的内侧(内周面)形成有第1台阶部41a以及第2台阶部42a。由此，在转子30(具体而言，轭4)的制造工序中，能够容易地将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a切除，能够减少轭4(轭主体部分403a)的内周面的损伤以及毛刺的产生。因此，能够减少损伤部分的修补工序或者毛刺的除去工序等工序，能够简化转子30的制造工序。
通过将第1台阶部41a的阶梯差L1、以及第2台阶部42a的阶梯差L2设为0.1mm以上，从而充分发挥支点P2以及作用点P3各自的功能，因此能够减少轭主体部分403a(轭4)的内周面的损伤。
通过将第1内周面41设为与轴向平行地延伸的面，从而在向树脂磁铁路径部44(树脂磁铁路径44a)注入树脂磁铁时，能够使第1内周面41与模具500的芯部紧贴，因此能够防止树脂磁铁向轭4的内周面与模具500的芯部之间泄漏。
通过使第3内周面43形成为锥状，从而容易使圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a从轭主体部分403a(轭4)分离，能够减少轭主体部分403a(轭4)的内周面的损伤。
接下来，以下对实施方式1所涉及的转子30的制造方法的效果进行说明。
根据实施方式1所涉及的转子30的制造方法，通过模具400而在轭4的内侧(内周面)形成第1内周面41、在轴向上与第1内周面41以及第3内周面43邻接的第2内周面42、以及在轴向上与第2内周面42邻接的第3内周面43。第2内周面42以具有比第1内周面41的半径r1大的半径的方式形成，以具有比第3内周面43的半径小的半径的方式形成。第3内周面43以具有比第1内周面41的半径r1以及第2内周面42的半径大的半径的方式形成。通过形成第1内周面41、第2内周面42、以及第3内周面43，从而在轭4的内侧(内周面)形成第1台阶部41a以及第2台阶部42a。由此，在转子30(具体而言，轭4)的制造工序中，能够容易地将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a切除，能够减少轭4(轭主体部分403a)的内周面的损伤以及毛刺的产生。因此，能够减少损伤部分的修补工序或者毛刺的除去工序等的工序，能够简化转子30的制造工序。
具体而言，通过利用模具400形成第2台阶部42a，从而能够设定将圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a切除时的支点P2和作用点P3，因此能够容易地切除圆环状浇道部分401a以及肋状浇道部分402a，能够减少轭4(轭主体部分403a)的内周面的损伤。通过以使第1台阶部41a的阶梯差L1、以及第2台阶部42a的阶梯差L2成为0.1mm以上的方式形成轭主体部分403a(轭4)，从而充分发挥支点P2以及作用点P3各自的功能，因此能够减少轭主体部分403a(轭4)的内周面的损伤。
在形成树脂磁铁5时，在圆环状浇道501内改变树脂磁铁的流动。由此，与在树脂磁铁路径部44改变树脂磁铁的流动的方法相比，能够防止树脂磁铁5形成时(树脂磁铁的注入时)的轭4的损伤。
例如，在向轭的径向上的外侧直接注入树脂磁铁的方法中，为了形成薄的树脂磁铁部，需要将浇口形成得小，减少成形压。另一方面，在本实施方式中，在形成树脂磁铁5时，使用圆环状浇道501来注入树脂磁铁。由此，与在轭4的径向上的外侧直接注入树脂磁铁的方法相比，能够任意地设定浇口504的直径。
由于浇口504的数量是转子磁铁3的磁极的数量的一半，因此能够相对于成形品(转子磁铁3)减少浇道量，能够减少制造成本。并且，由于能够减少浇道量，因此对浇道进行再利用的情况下的再利用比率减少，能够抑制成形品(树脂磁铁5)的物理特性(例如，机械强度)降低。
由于肋状浇道502的数量与转子磁铁3的磁极数相同，因此能够使每个磁极的树脂磁铁的注入量变得均匀，能够均匀地形成取向磁场。
由于在轭4形成有树脂磁铁路径部44(树脂磁铁路径44a)，因此能够简化用于形成树脂磁铁5的树脂磁铁的路径。
实施方式2
图21是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的电动机100的构造的剖视图。
电动机100具有定子20、转子30、电路基板60a、对传感器磁铁7的旋转位置进行检测的磁传感器60b、托架70、轴承80a以及80b。
电动机100的转子30是在实施方式1中说明的转子(例如，图1所示的转子30)。转子30的旋转轴与轴线A1一致。
在电路基板60a，安装有控制电路以及磁传感器60b等电子部件。
磁传感器60b通过对传感器磁铁7的旋转位置进行检测来检测转子30的旋转位置。
定子20具有定子铁芯21、线圈22、以及绝缘子23。定子铁芯21例如通过将多个电磁钢板层叠而形成。定子铁芯21形成为环状。线圈22借助绝缘子23而被绝缘。在本实施方式中，线圈22以及绝缘子23由PBT等热塑性树脂形成。
在定子20的内侧，经由空隙而插入转子30。在定子20的负载侧(电动机100的负载侧)的开口部压入托架70。在轴承80a插入轴6，轴承80a在定子20的负载侧被固定。同样地，在轴承80b插入轴6，轴承80b在定子20的反负载侧被固定。因此，转子30被轴承80a以及80b支承为能够旋转。
根据实施方式2所涉及的电动机100，电动机100具有实施方式1所涉及的转子30，因此能够得到与在实施方式1中说明的效果相同的效果。
实施方式3
对本发明的实施方式3所涉及的空调机10进行说明。
图22是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的空调机10的结构的图。
实施方式3所涉及的空调机10具备室内机11、制冷剂配管12、以及通过制冷剂配管12而与室内机11连接的室外机13。
室内机11例如具有送风机11a(室内机用送风机)和覆盖送风机11a的壳体11b。送风机11a例如具有电动机11c和由电动机11c驱动的叶片。
室外机13例如具有送风机13a(室外机用送风机)、压缩机14、热交换器(未图示)、以及覆盖它们的壳体13c。送风机13a例如具有电动机13b和由电动机13b驱动的叶片。压缩机14具有电动机14a(例如，在实施方式2中说明的电动机100)、由电动机14a驱动的压缩机构14b(例如，制冷剂回路)、以及收容电动机14a以及压缩机构14b的壳体14c。
在实施方式3所涉及的空调机10中，室内机11以及室外机13中的至少一个具有在实施方式2中说明的电动机100。具体而言，作为送风机的驱动源，在电动机11c以及13b中的至少一方应用实施方式2中说明的电动机100。并且，作为压缩机14的电动机14a，也可以使用在实施方式2中说明的电动机100。
空调机10例如能够进行从室内机11送出冷空气的制冷运转、或者送出热空气的制热运转等运转。在室内机11中，电动机11c是用于对送风机11a进行驱动的驱动源。送风机11a能够送出调整后的空气。
根据实施方式3所涉及的空调机10，由于在电动机11c以及13b中的至少一方应用实施方式2中说明的电动机100，因此能够得到与在实施方式1以及2中说明的效果相同的效果。
在实施方式2中说明的电动机100，除了空调机10以外，还能够搭载于换气扇、家电设备、或者机床等具有驱动源的设备。
以上说明的各实施方式中的特征能够相互适当地组合。
附图标记的说明
3...转子磁铁；4...轭(轭部)；4a、5a...树脂成形品；5...树脂磁铁(磁铁部)；6...轴；7...传感器磁铁；10...空调机；11...室内机；11a、13a...送风机；11b、13c、14c...壳体；11c、13b、14a、100...电动机；12...制冷剂配管；13...室外机；14...压缩机；20...定子；21...定子铁芯；22...线圈；23...绝缘子；30...转子；31...第1圆筒树脂部；32...凸部；33...肋；34...第2圆筒树脂部；40a...第1端部；40b...第2端部；40c...中空部；41...第1内周面；41a...第1台阶部；42...第2内周面；42a...第2台阶部；43...第3内周面；44...树脂磁铁路径部；44a...树脂磁铁路径；45a...切口；45b...凹部；46...台座；46a...突起；47...连结部；48...凹部；49...外周面；60a...电路基板；60b...磁传感器；70...托架；80a、80b...轴承；400、500...模具；401、501...圆环状浇道；401a、501a...圆环状浇道部分；402、502...肋状浇道；402a、502a...肋状浇道部分；403...轭成形部；403a...轭主体部分；404、504...浇口；503...树脂磁铁成形部。

Claims (15)

1.一种转子，其特征在于，
具备：
轭部，其形成为环状；和
磁铁部，其与所述轭部形成为一体，
所述轭部具有：
第1内周面；
第2内周面，其与所述第1内周面邻接，具有比所述第1内周面的半径大的半径；以及
第3内周面，其与所述第2内周面邻接，具有比所述第1内周面的半径以及所述第2内周面的半径中的任一个都大的半径。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述轭部具有形成在所述第1内周面和所述第2内周面之间的第1台阶部。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，
所述轭部具有形成在所述第2内周面和所述第3内周面之间的第2台阶部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第1内周面的半径与所述第2内周面的半径之差在所述转子的径向上为0.1mm以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第2内周面的半径与所述第3内周面的半径之差在所述转子的径向上为0.1mm以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第1内周面是与所述转子的轴向平行地延伸的面。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第1内周面是形成在所述轭部的在所述转子的轴向上的端部的内周面。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第3内周面以随着朝向与所述第2内周面相反的一侧的方向而变宽的方式形成为锥状。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的转子，其特征在于，
所述轭部是作为主要成分而含有软磁性体的热塑性树脂。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的转子，其特征在于，
所述轭部是作为主要成分而含有铁氧体磁铁的热塑性树脂。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的转子，其特征在于，
所述磁铁部在所述轭部的在所述转子的径向上的外侧与所述轭部形成为一体。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的转子，其特征在于，
所述磁铁部是作为主要成分而含有稀土类磁铁的热塑性树脂。
13.一种电动机，其特征在于，
具备权利要求1～12中任一项所述的转子。
14.一种空调机，其特征在于，
具备室内机和与所述室内机连接的室外机，
所述室内机以及所述室外机中的至少一个具有权利要求13所述的电动机。
15.一种转子的制造方法，该转子具备环状的轭部，所述环状的轭部具有第1内周面、与所述第1内周面邻接的第2内周面、以及与所述第2内周面邻接的第3内周面，
所述转子的制造方法的特征在于，具备：
朝向具有供热塑性树脂注入的浇道、和将所述热塑性树脂成形为所述轭部的成形部的模具注入所述热塑性树脂，从而形成所述第1内周面、具有比所述第1内周面的半径大的半径的所述第2内周面、以及具有比所述第1内周面的半径和所述第2内周面的半径中的任一个都大的半径的所述第3内周面的工序；以及
将在所述浇道内形成的第1部分从在所述成形部内形成的第2部分分离的工序。
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