CN109417321A - 交替极型转子、电动机、空调机以及交替极型转子的制造方法 - Google Patents

交替极型转子、电动机、空调机以及交替极型转子的制造方法 Download PDF

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Abstract

转子(2)具有转子铁芯(21)、永久磁铁(22)、第1树脂部(24)、第2树脂部(25)以及第3树脂部(26)。第3树脂部(26)与第1树脂部(24)和第2树脂部(25)一体地形成。在轴向上，转子铁芯(21比永久磁铁(22)长。

Description

交替极型转子、电动机、空调机以及交替极型转子的制造方法
技术领域
本发明涉及具备转子的电动机。
背景技术
作为电动机的转子，使用有交替极型转子。交替极型转子中，在周向上相互邻接的永久磁铁(例如，相对于定子发挥N极的功能的磁极)间的区域发挥另一方的磁极(例如，相对于定子发挥S极的功能的模拟磁极)的功能。与不具有模拟磁极的一般的转子相比，交替极型转子能够使永久磁铁的数量减半，能够降低转子的成本。然而，在交替极型转子中，来自永久磁铁的磁通容易流入转子的轴。因此，提出了在轴与永久磁铁之间安装有由非磁性体形成的包覆固定构件的转子(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-85445号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1所公开的包覆固定构件通过组合预先形成的多个构成部件来组装而成。因此，存在容易对各构成部件间的接合部分施加负荷、容易产生接合部分的破损或位置偏移的问题。
因此，本发明的目的在于提高交替极型转子的强度。
用于解决课题的手段
本发明的交替极型转子的特征在于，具备：具有轴向上的第1端部以及第2端部和孔的转子铁芯、插入到所述孔中的永久磁铁、形成于径向上的所述转子铁芯的内侧的第1部分、在所述孔中与所述永久磁铁邻接的第2部分、以及形成于所述第1端部并与所述第1部分以及所述第2部分一体地形成的第3部分，在所述轴向上，所述转子铁芯比所述永久磁铁长。
发明效果
根据本发明，能够提高交替极型转子的强度。
附图说明
图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机的构造的局部剖视图。
图2(a)是概略地表示转子的构造的主视图，(b)是沿着(a)所示的线2b-2b的转子的剖视图。
图3(a)是概略地表示转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线3b-3b的转子的剖视图。
图4是概略地表示变形例1的电动机的转子的构造的主视图，(b)是沿着(a)所示的线4b-4b的转子的剖视图。
图5(a)是概略地表示转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线5b-5b的转子的剖视图。
图6(a)是概略地表示变形例2的电动机的转子的构造的仰视图，(b)是沿着(a)所示的线6b-6b的转子的剖视图。
图7(a)是概略地表示变形例3的电动机的转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线7b-7b的转子的剖视图。
图8(a)是概略地表示变形例4的电动机的转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线8b-8b的转子的剖视图。
图9(a)是概略地表示变形例5的电动机的转子的构造的主视图，(b)是沿着(a)所示的线9b-9b的转子的剖视图。
图10(a)是概略地表示变形例6的电动机的转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线10b-10b的转子的剖视图。
图11(a)是概略地表示变形例7的电动机的转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线11b-11b的转子的剖视图。
图12(a)是概略地表示转子的构造的主视图，(b)是沿着(a)所示的线12b-12b的转子的剖视图。
图13(a)是概略地表示转子的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线13b-13b的转子的剖视图。
图14是表示电动机的制造方法的一个例子的流程图。
图15(a)以及(b)是表示形成第1树脂部、第2树脂部以及第3树脂部的工序的图。
图16是概略地表示本发明的实施方式2的空调机的结构的图。
图17是概略地表示空调机的室外机内的主要构成部件的图。
具体实施方式
实施方式1
对本发明的实施方式1的电动机1进行说明。
在各图所示的xyz正交坐标系中，z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴23的轴线A1(轴心)平行的方向(以下称为“轴向”。)，x轴方向(x轴)表示与z轴方向(z轴)正交的方向，y轴方向表示与z轴方向以及x轴方向双方正交的方向。
图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机1的构造的局部剖视图。
电动机1具有转子2、定子3、电路基板4、检测转子2的旋转位置的磁传感器5、托架6、轴承7a及7b、传感器磁体8。电动机1例如是永久磁铁同步马达。但是，电动机1也可以不具备电路基板4、磁传感器5以及传感器磁体8。
电路基板4设置在轴向上的定子3的一端侧。在电路基板4上安装有控制电路以及磁传感器5等电子元件。磁传感器5通过检测传感器磁体8的旋转位置来检测转子2的旋转位置。传感器磁体8以面对磁传感器5的方式安装于转子2。传感器磁体8为圆盘形状。
转子2具有转子铁芯21、至少1个永久磁铁22、轴23、作为第1部分的第1树脂部24、作为第2部分的第2树脂部25以及作为第3部分的第3树脂部26。转子2的旋转轴与轴线A1一致。转子2例如为永久磁铁嵌入型。在本实施方式中，转子2是交替极型转子。在本实施方式中，第1部分、第2部分以及第3部分是由树脂材料(包含塑料)形成的树脂体，但也可以是由树脂材料以外的材料(含有非磁性材料作为主要成分的材料)形成的结构体。
在本实施方式中使用的交替极型的转子2中，在周向上相互邻接的永久磁铁22(例如，相对于定子3发挥N极的功能的磁极)间的区域模拟地形成另一方的磁极(例如，相对于定子3发挥S极的功能的模拟磁极)。
定子3具有定子铁芯31、线圈32以及绝缘体33。定子3形成为环状，形成有供转子2插入的转子插入孔。
定子铁芯31例如通过层叠多个电磁钢板而形成。电磁钢板的厚度例如为0.2mm至0.5mm。定子铁芯31形成为环状。线圈32例如通过经由绝缘体33在定子铁芯31的齿部卷绕导线(例如，磁线)而形成。线圈32通过绝缘体33而被绝缘。
绝缘体33由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PolyButylene Terephthalate：PBT)、聚苯硫醚(PolyPhenylene Sulfide：PPS)、液晶聚合物(Liquid CrystalPolymer：LCP)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyEthylene Terephthalate：PET)这样的绝缘性的树脂或纸形成。
在本实施方式中，定子铁芯31、线圈32以及绝缘体33由不饱和聚酯树脂这样的热塑性树脂(模制树脂)覆盖。定子铁芯31、线圈32以及绝缘体33也可以由圆筒状壳体固定。在该情况下，圆筒状壳体例如以铁为主要成分，能够通过热装而与转子2一起覆盖定子3。
在定子3的内侧，经由气隙配置有转子2。在定子3的负载侧(电动机1的负载侧)的开口部压入有托架6。在轴承7a中插入轴23，轴承7a在定子3的负载侧固定。同样，在轴承7b中插入轴23，轴承7b在定子3的负载相反侧固定。转子2由轴承7a及7b支承为能够旋转。
轴23形成于转子2(转子铁芯21)的径向(以下，简称为“径向”)上的第1树脂部24的内侧。
对转子铁芯21的构造进行说明。
图2(a)是概略地表示转子2的构造的主视图。图2(b)是沿着图2(a)所示的线2b-2b的转子2的剖视图。在图2(a)及(b)中，未示出图1所示的传感器磁体8(在以后的图中也同样)。箭头D1表示转子铁芯21和转子2的周向(以下，简称为“周向”)。即，箭头D1表示沿着转子铁芯21和转子2的外周的方向。
图3(a)是概略地表示转子2的构造的俯视图。图3(b)是沿着图3(a)所示的线3b-3b的转子2的剖视图。
转子铁芯21具有至少1个磁铁插入孔21a(也简称为“孔”)、供轴23插入的贯通孔21b、以及轴向上的第1端部21c以及第2端部21d。在本实施方式中，转子铁芯21(具体而言，电磁钢板211)具有多个磁铁插入孔21a，在各磁铁插入孔21a中插入有至少1个永久磁铁22。
如图2(a)所示，转子铁芯21由多个电磁钢板211形成。各电磁钢板211例如具有0.2mm至0.5mm的厚度。各电磁钢板211例如是以铁为主要成分的软磁性材料。电磁钢板211在转子2的轴向上层叠。在本实施方式中，多个电磁钢板211分别具有彼此相同的构造。但是，也可以在多个电磁钢板211中包含具有不同构造的电磁钢板。
如图2(a)所示，在本实施方式中，在轴向上配置于转子铁芯21的两端的电磁钢板211的表面形成转子铁芯21的第1端部21c以及第2端部21d。
转子铁芯21的外缘(xy平面上的外缘)也可以不是正圆。例如，在图2(b)所示的例子中，转子铁芯21形成为转子铁芯21的径向上的长度在磁极部分(配置有永久磁铁22的部分以及形成模拟磁极的部分)最大。并且，在图2(b)所示的例子中，形成为转子铁芯21的径向上的长度在极间(面向第2树脂部25的部分)最小。由此，磁极部分形成为弧状，因此能够使转子2旋转时的感应电压为正弦波状。
如图2(b)所示，多个磁铁插入孔21a形成在转子铁芯21(具体而言，各电磁钢板211)的周向上。在本实施方式中，在转子铁芯21上形成有5个磁铁插入孔21a。各磁铁插入孔21a在轴向上贯通转子铁芯21。贯通孔21b(即，转子铁芯21的贯通孔21b)形成于电磁钢板211的中央部。贯通孔21b在轴向上贯通转子铁芯21。在贯通孔21b中插入有轴23。
在各磁铁插入孔21a内插入有永久磁铁22。在本实施方式中，由配置于1个磁铁插入孔21a的永久磁铁22形成转子2的1个磁极。永久磁铁22例如是以钕、铁、以及硼为主要成分的稀土类磁铁。但是，永久磁铁22的种类不限于本实施方式的例子，也可以由其他材料形成永久磁铁22。例如，永久磁铁22可以是以钐、铁及氮为主要成分的稀土类磁铁，也可以是铁素体磁铁。多个永久磁铁22也可以是互不相同的磁铁。永久磁铁22具有多个外表面。在本实施方式中，永久磁铁22是具有6个外表面的长方体。但是，永久磁铁22的形状不限于本实施方式所示的例子。
从形成贯通孔21b的转子铁芯21的内周面到轴23的外周面的距离优选为在轴23的外周面永久磁铁22的剩余密度达到1/3的范围内的距离。由此，能够维持转子2的磁力，容易得到轴23的外周面与转子铁芯21的内周面的磁绝缘。
如图2(b)所示，第1树脂部24形成于径向上的转子铁芯21的内侧。具体而言，第1树脂部24在贯通孔21b内形成于轴23的周围。换言之，第1树脂部24配置在贯通孔21b的内壁与轴23之间。
第2树脂部25形成在磁铁插入孔21a内。如图2(b)所示，第2树脂部25与周向上的永久磁铁22的两侧邻接。换言之，第2树脂部25以将永久磁铁22插入到磁铁插入孔21a内时产生的空隙填埋的方式配置在磁铁插入孔21a内。如图3(b)所示，第2树脂部25优选以与永久磁铁22的多个外表面中的至少1个抵接的方式与永久磁铁22邻接。第2树脂部25也可以以与永久磁铁22的多个外表面中的所有外表面抵接的方式与永久磁铁22邻接。
第3树脂部26形成于转子铁芯21的第1端部21c。图3(b)所示的虚线表示形成有第3树脂部26的区域与形成有第1树脂部24以及第2树脂部25的区域的交界。第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26由相同的树脂材料一体地形成。即，第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26是通过一体成形而成形的单一的构造体(树脂体)。因此，在本实施方式中，第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26相互之间在构造上不分离。
第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26是含有非磁性材料作为主要成分的树脂(非磁性树脂)。第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26例如是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂或者PPS(聚苯硫醚)树脂等热塑性树脂。也可以在第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26中配合玻璃填充剂。并且，第1树脂部24、第2树脂部25及第3树脂部26也可以是由BMC(Bulk Molding Compound：团状模塑料)等形成的热固性树脂。
径向上的第1树脂部24的长度优选为形成在定子3与转子2之间的气隙的长度(径向上的长度)的3倍以上。特别是，径向上的第1树脂部24的长度优选为与极间邻接的位置处的气隙(即，遍及周向地形成的气隙中的在径向上最长的气隙)的长度的3倍以上。由此，能够减少来自永久磁铁22的磁通流入轴23(漏磁通的产生)。
如图3(b)所示，在轴向上，转子铁芯21比永久磁铁22长。具体而言，在轴向上的转子铁芯21的长度L1比在轴向上的永久磁铁22的长度L2长。换言之，在轴向上的磁铁插入孔21a的长度比在轴向上的永久磁铁22的长度L2长。由此，能够利用第2树脂部25覆盖轴向上的永久磁铁22的端部。在本实施方式中，长度L1与从转子铁芯21的第1端部21c到第2端部21d的长度相等。
变形例1
图4是概略地表示变形例1的电动机的转子2a的构造的主视图。图4(b)是沿着图4(a)所示的线4b-4b的转子2a的剖视图。
图5(a)是概略地表示转子2a的构造的俯视图。图5(b)是沿着图5(a)所示的线5b-5b的转子2a的剖视图。
变形例1的电动机的转子2a的转子铁芯121(具体而言，至少1个电磁钢板211a)具有作为用于固定永久磁铁22的至少1个磁铁固定部的突起21e。即，转子铁芯121具有至少1个形成有至少1个突起21e的电磁钢板211a(图5(b))。转子2a在这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2a能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
突起21e形成为朝向磁铁插入孔21a的内侧突出。在变形例1中，相对于1个磁铁插入孔21a形成有两个突起21e。各突起21e在永久磁铁22的两侧，以朝向转子2a(转子铁芯121)的径向(以下，也简称为“径向”。)上的外侧突出的方式形成。
也可以相对于1个磁铁插入孔21a形成1个突起21e。在该情况下，通过在转子2a的旋转方向上的上游侧形成突起21e，能够有效地防止转子2a旋转时的永久磁铁22的位置偏移。
如图5(b)所示，在多个电磁钢板中的至少1个电磁钢板211a上形成有至少1个突起21e。在变形例1中，具有突起21e的电磁钢板211a层叠在轴向上的转子铁芯121的两端。但是，具有突起21e的电磁钢板211a层叠的轴向的位置没有限定。
变形例2
图6(a)是概略地表示变形例2的电动机的转子2b的构造的仰视图。图6(b)是沿着图6(a)所示的线6b-6b的转子2b的剖视图。
变形例2的电动机的转子2b具有作为第4部分的第4树脂部27。转子2b在这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2b能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。在变形例2中，第1部分、第2部分、第3部分以及第4部分是由树脂材料(包含塑料)形成的树脂体，但也可以是由树脂材料以外的材料(含有非磁性材料作为主要成分的材料)形成的结构体。
图6(b)所示的虚线b1表示形成有第3树脂部26的区域与形成有第1树脂部24以及第2树脂部25的区域的交界。图6(b)所示的虚线b2表示形成有第4树脂部27的区域与形成有第1树脂部24的区域的交界。
转子2b具有形成于转子铁芯21的第2端部21d的第4树脂部27。第4树脂部27是含有非磁性材料作为主要成分的树脂(非磁性树脂)。转子铁芯21在轴向上由第3树脂部26和第4树脂部27夹持。第4树脂部27与第1树脂部24一体地形成。因此，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第4树脂部27由相同的树脂材料一体地形成。即，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第4树脂部27是通过一体成形而成形的单一的构造体(树脂体)。因此，在变形例2中，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第4树脂部27相互之间在构造上不分离。
变形例3
图7(a)是概略地表示变形例3的电动机的转子2c的构造的俯视图。图7(b)是沿着图7(a)所示的线7b-7b的转子2c的剖视图。
变形例3的电动机的转子2c具有轴23a。转子2c在代替轴23而具有轴23a这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2c能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
轴23a具有与第1树脂部24组合的至少1个凹部231。在图7(a)以及(b)所示的例子中，在轴23a的外周面形成有两个凹部231。由于凹部231与第1树脂部24相互组合，因此能够防止第1树脂部24以及转子铁芯21相对于轴23a在轴向以及周向上的位置偏移。
变形例4
图8(a)是概略地表示变形例4的电动机的转子2d的构造的俯视图。图8(b)是沿着图8(a)所示的线8b-8b的转子2d的剖视图。
变形例4的电动机的转子2d具有轴23b。转子2d在代替轴23而具有轴23b这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2d能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
轴23b具有突出到第1树脂部24中的至少1个突出部232。在图8(a)以及(b)所示的例子中，在轴23b的外周面形成有2个突出部232。由于突出部232突出到第1树脂部24中，因此能够防止第1树脂部24以及转子铁芯21相对于轴23b在轴向以及周向上的位置偏移。
变形例5
图9(a)是概略地表示变形例5的电动机的转子2e的构造的主视图。图9(b)是沿着图9(a)所示的线9b-9b的转子2e的剖视图。
变形例5的电动机的第1树脂部24具有沿径向延伸的多个肋241。转子2e在第1树脂部24具有肋241这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2e能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
在图9(b)所示的例子中，第1树脂部24具有8个肋241。各肋241以轴线A1为中心形成为放射状。各肋241相互以等间隔在周向上排列。各肋241的宽度w1优选在径向上均等。但是，各肋241的尺寸及形状也可以互不相同。例如，肋241的径向及轴向上的长度能够形成为任意的长度。
变形例6
图10(a)是概略地表示变形例6的电动机的转子2f的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线10b-10b的转子2f的剖视图。
变形例6的电动机的转子2f具有作为第5部分的第5树脂部28。并且，转子2f的转子铁芯221(具体而言，电磁钢板211b)具有至少1个狭缝21f。变形例6的电动机除了这些点以外，与实施方式1的电动机1相同。转子2f能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。在变形例6中，第1部分、第2部分、第3部分以及第5部分是由树脂材料(包含塑料)形成的树脂体，但也可以是由树脂材料以外的材料(含有非磁性材料作为主要成分的材料)形成的结构体。
第5树脂部28形成在狭缝21f内，与第3树脂部26一体地形成。在图10(a)及(b)所示的例子中，转子铁芯221具有5个狭缝21f。各狭缝21f以轴线A1为中心形成为放射状。各狭缝21f相互以等间隔在周向上排列。各狭缝21f的宽度w2在径向上均等。为了维持电磁钢板211b的强度，各狭缝21f的径向上的长度w3优选为电磁钢板211b的厚度以上。并且，狭缝21f的宽度w2及长度w3优选考虑轴向上的第3树脂部26的厚度及来自永久磁铁22的磁通的磁路来进行设定。例如，为了尽量增大轴向上的第3树脂部26的厚度，狭缝21f的宽度w2及长度w3优选尽量大。但是，各狭缝21f的尺寸及形状也可以互不相同。例如，狭缝21f的径向以及轴向上的长度能够形成为任意的长度。转子铁芯221也可以包含未形成有狭缝21f的电磁钢板。
狭缝21f的宽度w2也可以形成为从径向上的内侧到外侧变窄。由此，能够适当地形成供来自永久磁铁22的磁通通过的磁路，能够抑制转子2f的磁力的降低。
图10(b)所示的虚线b1表示形成有第3树脂部26的区域与形成有第1树脂部24的区域的交界。图10(b)所示的虚线b3表示形成有第3树脂部26的区域与形成有第1树脂部24、第2树脂部25以及第5树脂部28的区域的交界。
第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第5树脂部28由相同的树脂材料一体地形成。即，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第5树脂部28是通过一体成形而成形的单一的构造体(树脂体)。因此，在本实施方式中，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第5树脂部28相互之间在构造上不分离。第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第5树脂部28是含有非磁性材料作为主要成分的树脂(非磁性树脂)。
变形例7
图11(a)是概略地表示变形例7的电动机的转子2g的构造的俯视图，(b)是沿着(a)所示的线11b-11b的转子2g的剖视图。
变形例7的电动机的转子2g具有第5树脂部28。并且，转子2g的转子铁芯321(具体而言，电磁钢板211c)具有至少1个狭缝21g。变形例7的电动机除了这些点以外，与实施方式1的电动机1相同。转子2g能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
多个狭缝21g中的至少1个狭缝21g与磁铁插入孔21a在径向上连通。形成在与磁铁插入孔21a连通的狭缝21g内的第5树脂部28和第2树脂部25由相同的树脂材料一体地形成。在图11(a)及(b)所示的例子中，各狭缝21g与磁铁插入孔21a在径向上连通。因此，形成在各狭缝21g内的第5树脂部28和第2树脂部25由相同的树脂材料一体地形成。因此，第2树脂部25和第5树脂部28相互之间在构造上不分离。图11(a)及(b)所示的转子2g除了这些点以外，与图10(a)及(b)所示的转子2f(变形例6)相同。
变形例8
图12(a)是概略地表示转子2h的构造的主视图。图12(b)是沿着图12(a)所示的线12b-12b的转子2h的剖视图。箭头D2表示转子铁芯421和转子2h的周向(以下，简称为“周向”)。并且，箭头D2表示转子铁芯421和转子2h的旋转方向。
图13(a)是概略地表示转子2h的构造的俯视图。图13(b)是沿着图13(a)所示的线13b-13b的转子2h的剖视图。
变形例8的电动机的转子2h的磁铁插入孔121a的一部分在径向上与转子铁芯421的外部连通。转子2h在这一点上与实施方式1的电动机1的转子2不同，其他方面与实施方式1相同。转子2h能够代替转子2应用于实施方式1的电动机1。
磁铁插入孔121a的一部分在径向上与转子铁芯421的外部连通，在磁铁插入孔121a内形成有第2树脂部25。因此，第2树脂部25的一部分在径向上向转子铁芯421的外部(径向上的外侧)露出。
转子铁芯421(具体而言，电磁钢板211d)具有多个桥21h。桥21h是在转子铁芯421的外周面与磁铁插入孔121a之间延伸的电磁钢板211d的一部分。桥21h形成在与磁铁插入孔121a的长度方向上的一个端部面对的位置。在图12(b)所示的例子中，关于1个磁铁插入孔121a，在转子2h的旋转方向上的上游侧形成有桥21h。即，在图12(a)以及(b)所示的例子中，在与各磁铁插入孔121a的长度方向上的一个端部面对的位置形成有桥21h，另一个端部没有形成桥21h。露出到转子铁芯421的外部的第2树脂部25代替桥21h发挥桥的功能。关于1个磁铁插入孔121a，也可以在转子2h的旋转方向上的下游侧形成桥21h。
由于在桥21h与代替桥21h而形成有第2树脂部25的部分之间比重不同，因此转子2h的重量的非对称性可能成为转子2h旋转时的噪音的原因。因此，1个磁铁插入孔121a的周边优选形成为在磁铁插入孔121a的长度方向上重量对称。例如，也可以将在转子2h的旋转方向上的上游侧形成有桥21h的电磁钢板211d和在转子2h的旋转方向上的下游侧形成有桥21h的电磁钢板211d在轴向上交替地层叠。由此，能够降低转子2h(转子铁芯421)的磁铁插入孔121a的长度方向上的重量的非对称性。
以下对电动机1的制造方法的一例进行说明。电动机1的制造方法包括转子2(例如交替极型转子)的制造方法(步骤S5和S6)。
图14是表示电动机1的制造方法的一个例子的流程图。
在步骤S1中，将定子铁芯31和绝缘体33一体成型。定子铁芯31通过层叠多个电磁钢板而形成。
在步骤S2中，通过在一体成型的定子铁芯31和绝缘体33上卷绕导线来制作线圈32。
在步骤S3中，将控制电路以及磁传感器5等电子元件固定于电路基板4。
在步骤S4中，在固定有电子元件的电路基板4以及定子铁芯31的周围填充模制树脂，成型定子3。
在步骤S5中，层叠多个电磁钢板211，制作具有磁铁插入孔21a以及贯通孔21b的转子铁芯21。例如，能够预先在各电磁钢板211上形成磁铁插入孔21a以及贯通孔21b，通过层叠形成有磁铁插入孔21a以及贯通孔21b的多个电磁钢板211来制作转子铁芯21。各电磁钢板211(例如，磁铁插入孔21a以及贯通孔21b)能够通过冲裁处理而形成为任意的形状。例如，也可以在电磁钢板211上形成突起21e及狭缝21f等。并且，在磁铁插入孔21a中插入永久磁铁22，通过从转子铁芯21的外部施加磁场来进行磁化。但是，磁化也可以在其他工序(例如，步骤S6)中进行。另外，在贯通孔21b中插入轴23。多个电磁钢板211例如通过铆接方式相互固定。
在步骤S6中，将含有非磁性材料作为主要成分的树脂40(非磁性树脂)浇入转子铁芯21，从而形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26。
图15(a)及(b)是表示在步骤S6中形成第1树脂部24、第2树脂部25及第3树脂部26的工序的图。
如图15(a)所示，从转子铁芯21的轴向上的一端侧朝向轴向上的转子铁芯21的端部(例如，第1端部21c)浇入树脂40。在图15(a)及(b)所示的例子中，从树脂注入口41向贯通孔21b内注入树脂40。在浇入树脂40时，优选使树脂40从转子铁芯21的轴向上的一端侧强力地喷出，以沿轴向推压转子铁芯21(例如第1端部21c)。由此，能够抑制电磁钢板211间的空隙的产生。
树脂注入口41例如设置于以覆盖转子铁芯21的方式形成的模具。树脂注入口41设置于转子铁芯21的轴向上的一端侧。在图15(a)及(b)所示的例子中，树脂注入口41设置在面向贯通孔21b的位置(例如，贯通孔21b的上方)。通过在贯通孔21b内填充树脂40，最先在贯通孔21b内形成第1树脂部24。
如图15(b)所示，进一步从树脂注入口41注入树脂40，从而树脂40逐渐从贯通孔21b溢出，在转子铁芯21的第1端部21c形成第3树脂部26，并且在磁铁插入孔21a内填充树脂40。由此，在磁铁插入孔21a内的永久磁铁22的周围填充树脂40，形成第2树脂部25。
进一步从树脂注入口41注入树脂40，从而在第1端部21c及磁铁插入孔21a的上部也形成第3树脂部26。由此，第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26由相同的树脂材料(树脂40)一体地形成。在本实施方式中，第1部分、第2部分以及第3部分由相同的树脂材料形成，但也可以由树脂材料以外的材料(含有非磁性材料作为主要成分的材料)形成。
如果以形成第4树脂部27的方式制作覆盖转子铁芯21的模具，则能够利用上述说明的方法形成图6(b)所示的第4树脂部27。在该情况下，在第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第4树脂部27中，最先形成第4树脂部27。然后，通过从树脂注入口41注入树脂40，在贯通孔21b内填充树脂40，形成第1树脂部24。如上所说明的那样，通过从树脂注入口41进一步注入树脂40，形成第2树脂部25和第3树脂部26。由此，第1树脂部24、第2树脂部25、第3树脂部26以及第4树脂部27由相同的树脂材料(树脂40)一体地形成。在这种情况下，第1部分、第2部分、第3部分和第4部分由相同的树脂材料形成，但也可以由树脂材料以外的材料(含有非磁性材料作为主要成分的材料)形成。
通过上述说明的方法，能够制作在实施方式1中说明的转子2(包括各变形例)。
在步骤S7中，将轴承7a及7b压入轴23。
从步骤S1到步骤S7的顺序不限于图14所示的顺序。例如，能够相互并行地进行从步骤S1到步骤S4的定子3的组装步骤和从步骤S5到步骤S6的转子2的组装步骤。从步骤S5到步骤S6的转子2的组装步骤也可以比从步骤S1到步骤S4的定子3的组装步骤先进行。
在步骤S8中，将转子2与轴承7a及7b一起插入到从步骤S1到步骤S4中制作的定子3的内侧。
在步骤S9中，将托架6嵌入到插入有转子2的定子3的内侧。
通过以上说明的工序，能够制造电动机1。
根据实施方式1，由于在转子铁芯21的第1端部21c形成有第3树脂部26，因此能够抑制来自永久磁铁22的磁通流入轴23(漏磁通的产生)。在第1树脂部24以及第3树脂部26含有非磁性材料作为主要成分时，轴23通过第1树脂部24以及第3树脂部26与转子铁芯21的第1端部21c(具体而言，永久磁铁22)磁绝缘，因此能够进一步抑制漏磁通的产生。
在轴向上，转子铁芯21比永久磁铁22长。具体而言，轴向上的转子铁芯21的长度L1比轴向上的永久磁铁22的长度L2长。换言之，轴向上的磁铁插入孔21a的长度比轴向上的永久磁铁22的长度L2长。由此，第2树脂部25进入磁铁插入孔21a内的第1端部21c侧，能够增加形成于第1端部21c侧的第2树脂部25。因此，能够容易地进行第2树脂部25与第3树脂部26的一体成形。并且，在第2树脂部25含有非磁性材料作为主要成分时，轴23通过第2树脂部25与永久磁铁22磁绝缘，因此能够进一步抑制漏磁通的产生。
在第2树脂部25与永久磁铁22的多个外表面中的所有外表面抵接时，永久磁铁22被第2树脂部25相对于所有方向固定。因此，能够抑制转子2旋转时的永久磁铁22的振动。由此，能够降低电动机1的噪音。在转子2形成为整个永久磁铁22(整个周围)由第2树脂部25覆盖时，能够进一步抑制永久磁铁22的振动，能够进一步降低电动机1的噪音。
由于永久磁铁22在轴向上由第2树脂部25覆盖，从而能够在轴向上固定永久磁铁22，因此不需要端板等固定构件。
第3树脂部26与第1树脂部24以及第2树脂部25一体地形成，因此能够提高转子2的强度。具体而言，能够提高第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26的整体的强度，特别是能够提高第1树脂部24以及第2树脂部25与第3树脂部26的交界部分的强度。并且，由于轴向上的转子铁芯21的长度L1(具体而言，轴向上的磁铁插入孔21a的长度)比轴向上的永久磁铁22的长度L2长，因此能够在轴向上的磁铁插入孔21a内的端部形成第2树脂部25，特别是能够提高第2树脂部25与第3树脂部26的交界部分的强度。
并且，根据实施方式1，例如，通过从转子铁芯21的轴向上的一端侧朝向转子铁芯21的轴向上的端部(例如，第1端部21c)浇入树脂，能够通过相同的树脂材料一体地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26。由此，不需要预先一体地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26。因此，不需要将预先一体地形成的第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26安装于转子铁芯21的工序，因此能够削减制造工序，能够容易地进行转子2以及电动机1的制造。
根据变形例1，通过突起21e在周向上固定永久磁铁22，因此能够防止转子2a旋转时的永久磁铁22的位置偏移。并且，通过仅在多个电磁钢板中的一部分的电磁钢板211a上形成突起21e，容易将树脂材料浇入磁铁插入孔21a内，能够形成较多的第2树脂部25。由此，能够有效地防止永久磁铁22的位置偏移。
根据变形例2，由于通过第3树脂部26以及第4树脂部27在轴向上夹着转子铁芯21，因此能够防止转子铁芯21相对于轴23在轴向上的位置偏移。
根据变形例3，能够防止第1树脂部24以及转子铁芯21相对于轴23a在轴向以及周向上的位置偏移。
根据变形例4，能够防止第1树脂部24以及转子铁芯21相对于轴23b在轴向以及周向上的位置偏移。
根据变形例5，通过调整肋241的形状，能够调整转子2e的惯性以及固有振动频率。因此，能够调整因转子2e的旋转而产生的振动以及噪音。
根据变形例6，能够提高第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26的整体的强度，特别是能够提高第1树脂部24以及第2树脂部25与第3树脂部26的交界部分的强度。并且，能够将轴向上的第3树脂部26形成得较厚。
根据变形例7，能够在永久磁铁22被形成于狭缝21g内的第5树脂部28向径向上的外侧推压的状态下固定永久磁铁22。由此，能够防止永久磁铁22在磁铁插入孔21a内的位置偏移，能够提高转子2g的构造上的对称性。
根据变形例8，通过形成桥21h，能够提高转子铁芯421(特别是磁铁插入孔121a)的刚性。通过形成桥21h，来自永久磁铁22的磁通的一部分有时会通过桥21h，成为漏磁通的原因。然而，由于在未形成桥21h的部分形成有第2树脂部25，因此能够提高转子铁芯421(特别是磁铁插入孔121a周边)的刚性，并且能够减少漏磁通。特别是，通过在向桥泄漏的漏磁通占整个转子的磁通的4％以上的电动机中应用转子2h，漏磁通得到有效改善。
根据实施方式1的电动机1以及转子2的制造方法，能够制造具有上述效果的电动机1以及转子2。
并且，根据实施方式1的电动机1以及转子2的制造方法，通过从转子铁芯21的轴向上的一端侧朝向转子铁芯21的轴向上的端部(例如，第1端部21c)浇入树脂40，能够通过相同的树脂材料(树脂40)一体地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26。由此，不需要预先一体地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26。换言之，能够同时进行一体地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26的步骤和将第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26安装于转子铁芯21的步骤。因此，不需要将预先一体地形成的第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26安装于转子铁芯21的工序，因此能够削减制造工序，能够容易地制造转子2。
并且，根据实施方式1的电动机1以及转子2的制造方法，从面向贯通孔21b的位置(例如，贯通孔21b的上方)浇入树脂40，因此从径向上的内侧朝向外侧填充树脂40。由此，能够以轴线A1为中心均匀地形成第1树脂部24、第2树脂部25以及第3树脂部26(特别是第3树脂部26)。结果，能够抑制以轴线A1为中心的构造上的非对称性。因此，能够制造可以抑制因转子2的旋转重心偏移而产生的噪音的电动机1以及转子2。
通常，若对翘曲的电磁钢板进行层叠，则会在电磁钢板之间产生空隙。由于电磁钢板之间的空隙阻碍磁通的形成，因此引起转子的磁力的降低。因此，根据实施方式1的电动机1以及转子2的制造方法，在浇入树脂40时，使树脂40从转子铁芯21的轴向上的一端侧强力地喷出，以沿轴向推压转子铁芯21(例如，第1端部21c)，从而能够通过树脂40的喷出沿轴向推压转子铁芯21，抑制电磁钢板211间的空隙的产生，同时能够将树脂40填充到转子铁芯21内。
并且，通过将轴向上的转子铁芯21的长度L1(具体而言，轴向上的磁铁插入孔21a的长度)形成得比轴向上的永久磁铁22的长度L2长，能够将树脂40容易地浇入磁铁插入孔21a内。
实施方式2
对本发明的实施方式2的空调机10进行说明。
图16是概略地表示本发明的实施方式2的空调机10的结构的图。
图17是概略地表示空调机10的室外机13内的主要构成部件的图。
实施方式2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与室内机11连接的室外机13。
室内机11具有电动机11a和送风机11b(室内机用送风机)。室外机13具有电动机13a、作为送风机(室外机用送风机)的风扇13b、压缩机13c、以及热交换器(未图示)。压缩机13c具有电动机13d(例如实施方式1的电动机1)、由电动机13d驱动的压缩机构13e(例如制冷剂回路)、以及收纳电动机13d和压缩机构13e的外壳13f。
在实施方式2的空调机10中，室内机11以及室外机13中的至少1个具有实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。具体而言，作为送风机的驱动源，电动机11a以及13a的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。并且，作为压缩机13c的电动机13d，也可以使用实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。
空气调节机10例如能够进行从室内机11送出冷空气的制冷运转、或者送出暖空气的制热运转等运转。在室内机11中，电动机11a是用于驱动送风机11b的驱动源。送风机11b能够对调整后的空气进行送风。
如图17所示，在室外机13中，电动机13a是用于驱动风扇13b的驱动源。电动机13a例如通过螺钉固定在室外机13的框体上。电动机13a的轴与风扇13b连结。通过电动机13a的驱动，风扇13b旋转。
根据实施方式2的空调机10，由于电动机11a以及13a的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)，因此能够得到与实施方式1中说明的效果相同的效果。
并且，根据实施方式2，能够提供运转效率良好、低噪音的压缩机13c以及空调机10。
实施方式1中说明的电动机1(包括各变形例)除了空调机10以外，还能够搭载于换气扇、家用电器、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以及各变形例中的特征能够相互适当地组合。
附图标记说明
1电动机、2转子、3定子、4电路基板、5磁传感器、6托架、7a、7b轴承、8传感器磁体、10空调机、11室内机，11a电动机、11b送风机、12制冷剂配管、13室外机、13a电动机，13b风扇、13c压缩机、13d电动机、21转子铁芯、21a磁铁插入孔，21b贯通孔、21c第1端部、21d第2端部、22永久磁铁、23轴、24第1树脂部(第1部分)、25第2树脂部(第2部分)、26第3树脂部(第3部分)，31定子铁芯、32线圈、33绝缘体、211电磁钢板。

Claims (20)

1.一种交替极型转子，其中，所述交替极型转子具备：
转子铁芯，其具有轴向上的第1端部以及第2端部和孔；
永久磁铁，其插入到所述孔中；
第1部分，其形成于径向上的所述转子铁芯的内侧；
第2部分，其在所述孔中与所述永久磁铁邻接；以及
第3部分，其形成于所述第1端部，与所述第1部分及所述第2部分一体地形成，
在所述轴向上，所述转子铁芯比所述永久磁铁长。
2.根据权利要求1所述的交替极型转子，其中，
所述永久磁铁具有多个外表面，
所述第2部分以与所述多个外表面中的所有外表面抵接的方式与所述永久磁铁邻接。
3.根据权利要求1或2所述的交替极型转子，其中，
所述第1部分是含有非磁性材料作为主要成分的树脂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述第2部分是含有非磁性材料作为主要成分的树脂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述第3部分是含有非磁性材料作为主要成分的树脂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述交替极型转子还具有形成于所述第2端部的第4部分，
所述第4部分与所述第1部分一体地形成。
7.根据权利要求6所述的交替极型转子，其中，
所述第4部分是含有非磁性材料作为主要成分的树脂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述转子铁芯具有固定所述永久磁铁的磁铁固定部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述交替极型转子还具有形成在所述径向上的所述第1部分的内侧的轴。
10.根据权利要求9所述的交替极型转子，其中，
所述轴具有与所述第1部分组合的凹部。
11.根据权利要求9或10所述的交替极型转子，其中，
所述轴具有突出到所述第1部分中的突出部。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述第1部分具有沿所述径向形成的肋。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述交替极型转子还具有第5部分，
所述转子铁芯具有狭缝，
所述第5部分形成在所述狭缝内，与所述第3部分一体地形成。
14.根据权利要求13所述的交替极型转子，其中，
所述狭缝与所述孔连通。
15.根据权利要求14所述的交替极型转子，其中，
所述第5部分与所述第2部分一体地形成。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的交替极型转子，其中，
所述孔的一部分在所述径向上与所述转子铁芯的外部连通。
17.根据权利要求16所述的交替极型转子，其中，
所述第2部分的一部分在所述径向上向转子铁芯的外部露出。
18.一种电动机，其中，所述电动机具备：
定子；以及
交替极型转子，
所述交替极型转子具有：
转子铁芯，其具有轴向上的第1端部以及第2端部和孔；
永久磁铁，其插入到所述孔中；
第1部分，其形成于径向上的所述转子铁芯的内侧；
第2部分，其在所述孔中与所述永久磁铁邻接；以及
第3部分，其形成于所述第1端部，与所述第1部分及所述第2部分一体地形成，
在所述轴向上，所述转子铁芯比所述永久磁铁长。
19.一种空调机，其中，所述空调机具备：
室内机；以及
与所述室内机连接的室外机，
所述室内机及所述室外机中的至少1方具有电动机，
所述电动机具有：
定子；以及
交替极型转子，
所述交替极型转子具有：
转子铁芯，其具有轴向上的第1端部以及第2端部和孔；
永久磁铁，其插入到所述孔中；
第1部分，其形成于径向上的所述转子铁芯的内侧；
第2部分，其在所述孔中与所述永久磁铁邻接；以及
第3部分，其形成于所述第1端部，与所述第1部分及所述第2部分一体地形成，
在所述轴向上，所述转子铁芯比所述永久磁铁长。
20.一种交替极型转子的制造方法，所述交替极型转子具有转子铁芯、永久磁铁、轴、第1树脂部、第2树脂部以及第3树脂部，其中，所述交替极型转子的制造方法包括：
通过层叠形成有磁铁插入孔和贯通孔的多个电磁钢板来制作所述转子铁芯的步骤；
将所述永久磁铁插入到所述磁铁插入孔中的步骤；
将所述轴插入到所述贯通孔中的步骤；
通过从所述转子铁芯的轴向上的一端侧朝向所述轴向上的所述转子铁芯的端部浇入树脂，一体地形成所述第1树脂部、所述第2树脂部以及所述第3树脂部的步骤。
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