CN110178289A - 转子、电动机、空调装置及转子的制造方法 - Google Patents

转子、电动机、空调装置及转子的制造方法 Download PDF

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Abstract

转子具备轴、转子芯及位置检测用磁体。转子芯由电磁钢板构成并形成为以轴为中心的环状。位置检测用磁体在轴的轴向上安装在转子芯的一侧，并形成为以轴为中心的环状。位置检测用磁体具有与转子芯相向的第一端面和第一端面的相反侧的第二端面。在位置检测用磁体的内周具有以在第二端面距轴的距离最大的方式倾斜的锥部。

Description

转子、电动机、空调装置及转子的制造方法
技术领域
本发明涉及转子、电动机、空调装置及转子的制造方法。
背景技术
以往已知，在电动机的转子中，具备环状的树脂磁体的转子。在这种转子中，在树脂磁体与轴(旋转轴)之间呈放射状地形成有树脂制的肋。
在转子的制造时，将预先成形的树脂磁体与轴一起设置于成形模具，使树脂流入而使肋成形。由于在成形模具内，树脂磁体和轴以在径向上分离的状态被保持，所以需要使两者的中心轴一致。因此，通过使预先形成在树脂磁体的内周部分的锥面与成形模具的抵接面抵接，从而使树脂磁体与轴的中心轴一致(例如参照专利文献1)。
另一方面，也已知在转子中埋入磁体而成的磁铁埋入型的转子。在磁铁埋入型的转子中，在由电磁钢板的层叠体构成的转子芯中形成有磁铁插入孔，在该磁铁插入孔内安装有磁体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-102390号公报(参照图1及图5)
发明内容
发明要解决的课题
在此，在磁铁埋入型的转子中，为了抑制转子磁通向轴泄漏，也可以考虑在转子芯与轴之间形成树脂制的肋。
然而，由于在电磁钢板之间产生台阶，所以难以在由电磁钢板的层叠体构成的转子芯的内周部分形成锥面。因此，转子芯与轴的同轴度的提高成为课题。
本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供能够提高转子芯与轴的同轴度的转子。
用于解决课题的手段
本发明的转子具备：轴；由电磁钢板构成并且以轴为中心的环状的转子芯；及在轴的轴向上安装于转子芯的一侧并以轴为中心的环状的位置检测用磁体。位置检测用磁体具有与转子芯相向的第一端面和第一端面的相反侧的第二端面。在位置检测用磁体的内周具有以在第二端面距轴的距离最大的方式倾斜的锥部。
发明的效果
根据本发明，在转子的制造工序中，通过使位置检测用磁体的锥部与例如设置于成形模具的抵接面抵接，能够提高轴与位置检测用磁体的同轴度，也能够提高与安装于位置检测用磁体的转子芯的同轴度。由此，能够提高转子及具有转子的电动机的性能。
附图说明
图1是示出实施方式1中的电动机的局部剖视图。
图2是示出实施方式1中的模制定子的剖视图。
图3是示出实施方式1中的定子芯的图(A)及放大并示出定子芯的一部分的图(B)。
图4是示出展开为带状的定子芯的图(A)及放大并示出定子芯的一部分的图(B)。
图5是示出从实施方式1中的电动机拆下支架及帽而成的结构的局部剖视图。
图6是示出实施方式1中的电动机的支架的剖视图。
图7是示出实施方式1中的转子的剖视图。
图8是示出实施方式1中的转子的剖视图。
图9是示出实施方式1中的作为位置检测用传感器的传感器磁体的主视图(A)及剖视图(B)。
图10是用于说明在实施方式1中的转子的制造工序中使用的成形模具的示意图。
图11是示出实施方式1的变形例中的传感器磁体的俯视图(A)及剖视图(B)。
图12是示出实施方式2中的传感器磁体的剖视图。
图13是示出应用了实施方式1、2中的电动机的空调装置的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，本发明不由该实施方式限定。
实施方式1.
<电动机1的结构>
图1是示出本发明的实施方式1中的电动机1的结构的剖视图。电动机1是由逆变器驱动的无刷DC电机。电动机1具备：具有轴11的转子2、以包围转子2的方式设置的模制定子50及安装于模制定子50的导电性的支架15。模制定子50具有定子5和覆盖定子5的模制树脂部55。轴11是转子2的旋转轴。
在以下的说明中，将轴11的中心轴线C1的方向简称为“轴向”。另外，将以轴11的中心轴线C1为中心的周向简称为“周向”，在附图(图7)中用箭头R1示出。另外，将定子5及转子2相对于轴11的中心轴线C1的半径方向简称为“径向”。
轴11从模制定子50向图1中的左侧突出，在形成于该突出部的安装部11a例如安装有送风风扇的叶轮。因此，将轴11的突出侧(图1中的左侧)称为“负载侧”，将相反侧(图1中的右侧)称为“反负载侧”。
<模制定子50的结构>
如上所述，模制定子50具有定子5和模制树脂部55。定子5具有定子芯51、安装于定子芯51的绝缘部(绝缘件)52及经由绝缘部52而卷绕于定子芯51的线圈(绕组)53。
模制树脂部55在轴向的一侧(图1的右侧)具有轴承支承部501，在另一侧(图1的左侧)具有开口部505。转子2从开口部505插入模制定子50的内部的中空部分56(图2)。
在模制树脂部55的开口部505安装有金属制的支架15。在该支架15保持有支承轴11的一侧的轴承12。另外，在轴承12的外侧安装有用于防止水等侵入轴承12的帽14。轴承支承部501具有圆筒状的内周面502(图2)。在该内周面502上保持有支承轴11的另一侧的轴承13。
图2是示出模制定子50的结构的剖视图。模制定子50的模制树脂部55由不饱和聚酯树脂构成。特别优选将添加物添加于不饱和聚酯树脂而成的块粘土状的热固性BMC(团状模塑料)树脂。
由于不饱和聚酯树脂(特别是BMC)具有与构成定子芯51的铁同等的线膨胀系数，另外热收缩率为热塑性树脂的1/10以下，所以在得到高尺寸精度的方面最优选。特别是由于轴承12、13由模制树脂部55保持，所以模制树脂部55的尺寸精度会影响定子5与转子2的同轴度。由于不饱和聚酯树脂的热收缩较小，所以成形后也能够得到高尺寸精度。而且，即使在电动机1成为高温的情况下，由于不饱和聚酯树脂的线膨胀系数与铁同等，所以也能够抑制由热膨胀差引起的轴承12、13的松动。
另外，在由不饱和聚酯树脂构成模制树脂部55的情况下，能够得到比使用了铁或铝等金属的外壳的情况更高的散热性。这是因为：为了绝缘而需要使金属的外壳与线圈53及基板6分离，但由于不饱和聚酯树脂是绝缘体，所以能够覆盖线圈53及基板6，另外，不饱和聚酯树脂的热传导率较高。
此外，在由PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)等热塑性树脂构成模制树脂部55的情况下，具有容易再利用残留在成形模具的浇道中的树脂这样的优点。但是，根据上述各理由，最优选由不饱和聚酯树脂(特别是BMC)构成模制树脂部55。另外，由不饱和聚酯树脂构成的模制树脂部55也起到如下效果：抑制伴随着电动机1的激振力的定子5的变形，并抑制振动及噪音。
图3(A)是示出定子芯51的结构的俯视图。图3(B)是放大并示出定子芯51的一部分的图。定子芯51为在轴向上层叠多片电磁钢板而构成。定子芯51具有在以中心轴线C1为中心的周向上呈环状延伸的磁轭511和从磁轭511向径向内侧(向中心轴线C1)延伸的多个齿512。齿512的径向内侧的齿前端部513与转子2(图1)的外周面相向。在此，齿512的数量为12，但不限定于此。
定子芯51按齿512分割为多个(在此为12)分割芯51A。如在图3(B)中放大并示出地，分割芯51A在分割面518处被分割，所述分割面518在磁轭511上形成于相邻的齿512的中间位置。分割面518从磁轭511的内周面向外周面延伸，并在其终端形成有孔517。磁轭511的孔517的外周侧成为能够塑性变形的薄壁部516。
图4(A)是示出展开为带状的定子芯51的俯视图。图4(B)是放大并示出展开为带状的定子芯51的一部分的图。如图4(A)所示，定子芯51能够展开为带状。此时，相邻的分割芯51A之间的薄壁部516如图4(B)所示塑性变形。即，构成定子芯51的多个分割芯51A在薄壁部516相互连结。
由于这样构成，所以能够在定子芯51展开为带状的状态下进行线圈53向齿512的卷绕。此外，在卷绕线圈53后，将带状的定子芯51组合成环状，并在端部处(在图3(A)中用附图标记W示出)焊接。
返回图2，如上所述，定子芯51由模制树脂部55覆盖。模制树脂部55的刚性能够通过扩展定子芯51的外周侧的模制树脂部55的厚度(即，从定子芯51的外周到模制树脂部55的外周的距离)来提高。
另一方面，定子芯51的内周侧的模制树脂部55的厚度优选较薄。在图2所示的例子中，定子芯51的内周端面不由模制树脂部55覆盖。在该情况下，优选的是，将模制树脂部55填充到尽可能靠近齿512(图3(A))的前端的位置而抑制齿512的变形。
由于定子芯51由上述分割芯51A构成，所以与不是分割结构的定子芯相比刚性较低。因此，由模制树脂部55(不饱和聚酯树脂)覆盖定子芯51的优点较大。特别是通过模制树脂部55存在于相邻的齿512(图3(A))之间，能够抑制伴随着电动机1的激振力的齿512的变形。
形成于定子芯51的绝缘部52例如由PBT等热塑性树脂构成。绝缘部52通过与定子芯51一体成形或将热塑性树脂的成形体组装于定子芯51而形成。线圈53经由绝缘部52而卷绕于定子芯51的齿512的周围。通过在定子芯51安装(或一体成形)绝缘部52并进一步卷绕线圈53，从而构成上述定子5。
相对于定子5在轴向的一侧，在此为在反负载侧(图2的右侧)，配置有基板6。在基板6安装有作为用于驱动电动机1的IC(IntegratedCircuit：集成电路)的驱动电路61和磁传感器62。
磁传感器62由霍尔IC构成，并以与转子2的传感器磁体3(图8)相向的方式配置。磁传感器62基于来自传感器磁体3的磁通(N/S)的变化，检测转子2的周向上的位置(旋转位置)，并输出检测信号。
另外，在基板6布线有引线63。引线63包含用于向定子5的线圈53供给电力的电源引线和用于将后述的磁传感器62的信号传递到外部的传感器引线。在模制树脂部55的外周部分，安装有用于将引线63引出到外部的引线引出部件64。
磁传感器62的检测信号经由驱动电路61或传感器引线向电动机1外的驱动电路输出。驱动电路61(或电动机1外的驱动电路)基于来自磁传感器62的检测信号，根据转子2相对于定子5的相对旋转位置，控制向线圈53流动的电流。
图5是示出从电动机1拆下支架15及帽14后的结构的图。图6是示出支架15的剖视图。支架15被压入环状部506，所述环状部506设置在模制树脂部55的开口部505的外周缘。支架15由具有导电性的金属例如镀锌钢板形成，但不限定于此。
如图6所示，支架15具有以中心轴线C1为中心的圆筒部151、形成在圆筒部151的外侧的圆板部152及形成于圆板部152的具有矩形截面的环状的压入部153。
压入部153是被压入模制树脂部55的环状部506中的部分。压入部153的外径比环状部506的内径大出压入量(由压入导致的弹性变形量)。以堵塞圆筒部151的前端部(在图6中为左端部)的方式形成有壁部155。在壁部155的中央形成有使轴11贯通的孔156。
<转子2的结构>
图7是示出转子2的结构的剖视图。转子2具有作为旋转轴的轴11、相对于轴11配置在径向外侧的转子芯20、安装于转子芯20的多个(在此为5个)主磁体4及相对于轴11而支承转子芯20的树脂部25。
转子芯20是以中心轴线C1为中心的环状构件，并在内周侧具有中心孔205。转子芯20在周向上具有多个(在此为5个)磁铁插入孔201。5个磁铁插入孔201在周向上以等间隔且距中心轴线C1等距离地配置。相邻的磁铁插入孔201相互分离。各磁铁插入孔201在轴向上贯通转子芯20。另外，各磁铁插入孔201配置在转子芯20的外周部分，并在周向上具有宽度。
转子芯20是在轴向上层叠作为软磁性材料的多片层叠要素(更具体而言为电磁钢板)而成的层叠体。电磁钢板的厚度为0.1mm～0.7mm。
在5个磁铁插入孔201中分别插入有作为转子磁体的主磁体4。主磁体4具有与轴向正交的截面形状为矩形的平板形状。主磁体4的厚度例如为2mm。
主磁体4为稀土类磁铁，更具体而言为以Nd(钕)-Fe(铁)-B(硼)为主成分的钕烧结磁铁。在磁铁插入孔201的周向上的两端分别形成有作为空隙的磁通壁垒部203。磁通壁垒部203使转子2的外周面的磁通密度分布接近正弦波，抑制相邻的主磁体4之间的磁通的短路(即漏磁通)。
使相互同一磁极(例如N极)朝向转子芯20的外周侧地配置5个主磁体4。在转子芯20上相邻的主磁体4之间的区域CP中形成有与主磁体4相反的磁极(例如S极)。
即，在转子2上，5个第一磁极(例如N极)和5个第二磁极(例如S极)在周向上交替排列。因此，转子2具有10个磁极。在此，将第一磁极设为N极，并将第二磁极设为S极，但也可以将第一磁极设为S极，并将第二磁极设为N极。将极间距设为36度(360度/10)并在周向上以等角度间隔配置转子2的10个磁极。
将这种转子2称为交替极型。即，转子2的10个磁极中的一半的5个磁极(第一磁极)利用主磁体4形成。剩余的5个磁极(第二磁极)利用在转子芯20上相邻的主磁体4之间的区域CP形成。
换句话说，在转子2中，具有主磁体4的5个磁铁磁极和没有主磁体4的5个假想磁极(区域CP)在周向上交替排列。以下，在称为“各磁极”的情况下，包含磁铁磁极及假想磁极双方。
在交替极型的转子2中，磁极数为4以上的偶数。转子芯20的外周202具有所谓的花朵形状。换句话说，转子芯20的外周202具有如下形状：在极中心P1、P2(各磁极的周向的中心)处外径最大，在极间P3(相邻的磁极之间)处外径最小，从极中心P1、P2到极间P3为弧状。在此，极中心P1是第一磁极(主磁体4)的中心，极中心P2是第二磁极(区域CP)的中心。
在图7所示的例子中，从第一磁极的极中心P1到极间P3的角度(相对于中心轴线C1的角度)与从第二磁极的极中心P2到极间P3的角度相同。另外，极中心P1处的转子芯20的外径与极中心P2处的转子芯20的外径相同。此外，磁铁插入孔201的周向上的长度(包含磁通壁垒部203)比极间距宽。
另外，在转子芯20中，在磁铁插入孔201的径向内侧，形成有以中心轴线C1为中心的圆弧状的多个(在此为5个)孔部204。各孔部204在周向上在相互邻接的2个主磁体4的极中心(周向的中心位置)之间呈圆弧状延伸。
在转子芯20中，孔部204的径向外侧的部分和孔部204的径向内侧的部分由桥部29相互连结，所述桥部29形成在与主磁体4的极中心对应的位置。
树脂部25相对于轴11支承转子芯20，并由热塑性树脂(例如PBT)构成。通过利用树脂部25使轴11与转子芯20磁分离，从而抑制转子磁通向轴11流动的磁通泄漏。
由于交替极型的转子2在假想磁极(区域CP)不存在实际的磁铁，所以具有通过了假想磁极的磁通容易向轴11流动这样的性质。利用树脂部25使轴11与转子芯20相互分离的结构对于抑制交替极型的转子2中的磁通泄漏特别有效。
树脂部25具备安装在轴11的外周面上的内筒部21、配置在内筒部21的径向外侧的环状的外筒部23及将内筒部21与外筒部23连结的多个(在此为5个)肋22。
在树脂部25的内筒部21中贯通有轴11。肋22在周向上以等间隔配置，并从内筒部21向径向外侧呈放射状延伸。肋22的形成位置与主磁体4的极中心对应。在周向上相邻的肋22间形成有空腔部G。优选的是，空腔部G在轴向上贯通转子芯20。
通过这样设置放射状的肋22，并在肋22之间设置空腔部G，能够降低树脂的使用量。另外，由于能够通过变更肋22的尺寸来调整转子2的固有振动频率，所以能够抑制电动机1和安装于电动机1的叶轮的扭转共振。
另外，树脂部25具有配置在转子芯20的圆弧状的孔部204内的填充部24。通过在转子芯20中形成孔部204，能够降低构成转子芯20的电磁钢板的使用量。另外，能够得到抑制磁通从第二磁极(区域CP)向轴11泄漏的作用。
图8是示出转子2的包含中心轴线C1的面处的剖视图。树脂部25具有覆盖转子芯20的轴向的一侧的端面(图8的右侧端面)的端面覆盖部27和覆盖转子芯20的轴向的另一侧的端面的端面覆盖部28。端面覆盖部27、28相对于上述肋22、外筒部23及填充部24连续地形成。
树脂部25的端面覆盖部27、28也覆盖安装于转子芯20的主磁体4的轴向两端面。因此，能够防止主磁体4的脱落及轴向上的位置偏移。另外，由于主磁体4不向外部露出，所以能够抑制主磁体4的时效变化。与为了防止主磁体4的脱落而在转子芯20的轴向两端安装单板的情况相比，能够降低部件数量及制造时的作业工时，能够降低生产性及制造成本。
在转子芯20的轴向上的一侧(图8的右侧)安装有作为位置检测用磁体的环状的传感器磁体3。传感器磁体3由上述树脂部25的端面覆盖部27从径向内侧及外侧覆盖。即，传感器磁体3与轴11及转子芯20一起利用树脂部25一体成形。
传感器磁体3具有与主磁体4数量相同(在此为10个)的磁极。传感器磁体3安装于与图2所示的基板6相向的一侧。由基板6的磁传感器62(图2)检测传感器磁体3的磁场，由此，检测转子2的周向上的位置(旋转位置)。
图9(A)是示出传感器磁体3的俯视图。图9(B)是图9(A)所示的线段9B-9B处的箭头方向上的剖视图。如图9(A)所示，传感器磁体3是以中心轴线C1为中心的环状的构件。
如图9(B)所示，传感器磁体3具有与转子芯20(图8)相向的第一端面34和作为其相反面的第二端面37。第一端面34及第二端面37是轴向上的传感器磁体3的两端面。
另外，传感器磁体3的内周面从第一端面34侧起依次具有内径在轴向上恒定的圆筒面35和内径扩大的锥面(锥部)36。将圆筒面35的内径设为r1。从圆筒面35的终端部到第二端面37，锥面36的内径从r1扩大为r2(>r1)。即，传感器磁体3在其内周具有以内径在第二端面37最大(也就是说，距中心轴线C1的距离最大)的方式倾斜的锥面36。
当用t表示从圆筒面35与锥面36的边界到第二端面37的距离(即锥面36的轴向长度)时，t≥(r2-r1)成立。换句话说，锥面36相对于中心轴线C1的倾斜角度为45度以下。
构成为传感器磁体3的内径r1、r2及距离t满足t≥(r2-r1)的理由是：在由树脂(树脂部25)将轴11、转子芯20及传感器磁体3一体成形时，使锥面36与成形模具9(图10)内的抵接面抵接，从而提高轴11与传感器磁体3的同轴度。
在此，锥面36在以中心轴线C1为中心的周向上形成为环状。但是，不限定于这样的例子。锥面36也可以分散地形成在以中心轴线C1为中心的周向上的多个位置。
在传感器磁体3的第一端面34的内周侧形成有在轴向上突出的突起31(第一突起)。在此，多个突起31在周向上均匀地配置。突起31的数量(在此为5个)与主磁体4的数量相同。
突起31进入转子芯20的孔部204(图8)的内侧，并从内周侧与孔部204的内表面抵接。这样，通过突起31与孔部204的内表面抵接(即卡合)，能够提高传感器磁体3与转子芯20的同轴度。换句话说，能够经由传感器磁体3提高轴11与转子芯20的同轴度。
如图8所示，突起31在转子芯20的孔部204的内部由填充部24包围。因此，能够得到将传感器磁体3相对于转子芯20的旋转卡定的功能(防止旋转功能)。此外，若增加突起31的数量并构成为与孔部204的周向两端抵接，则能够更高效地发挥防止旋转功能。
在传感器磁体3的第一端面34的外周侧形成有在轴向上突出的突起32(第二突起)。在此，多个突起32在周向上均匀地配置。突起32的轴向上的突出量比突起31的轴向上的突出量小。突起32进入转子芯20的磁铁插入孔201(图8)的内侧，并与主磁体4的轴向端面抵接。
通过突起32与主磁体4的轴向端面抵接，能够将主磁体4在轴向上定位。由此，能够最大限度地利用主磁体4的磁通，能够提高电动机1的性能。
在此，突起32的数量及周向上的配置与突起31相同，但不限定于这样的例子。突起32配置在与主磁体4的轴向端面抵接的位置即可。
如图8所示，突起32在转子芯20的磁铁插入孔201的内部由端面覆盖部27包围。因此，能够得到将传感器磁体3相对于转子芯20的旋转卡定的功能(防止旋转功能)。
另外，以将传感器磁体3的内周面与外周面连接的方式形成有在径向上延伸的空腔部33。空腔部33是以在第一端面34开口的方式形成的槽。在由树脂(树脂部25)将轴11、转子芯20及传感器磁体3一体成形时，树脂通过空腔部33遍布传感器磁体3的内周侧及外周侧。因此，能够通过一次成形以从内周侧及外周侧覆盖传感器磁体3的方式形成端面覆盖部27(图8)，生产性提高。
<转子2的制造工序>
接着，说明转子2的制造工序。通过由树脂将轴11、转子芯20及传感器磁体3一体成形来制造转子2。通过层叠电磁钢板并通过凿紧一体固定而形成转子芯20，并在磁铁插入孔201中插入主磁体4。
图10是示出由树脂将转子芯20、轴11及传感器磁体3一体成形的成形模具9的剖视图。成形模具9具有固定模具(下模)7和可动模具(上模)8。固定模具7及可动模具8具有相互相向的合模面75、85。
固定模具7具有：供轴11的端部(在此为下端部)插入的轴插入孔71、与传感器磁体3的锥面36抵接的抵接面70、供转子芯20插入的转子芯插入部73、与传感器磁体3的第二端面37相向的设置面72、与轴11的外周面相向的筒状部74及插入到转子芯20的中心孔205的内侧的空腔形成部76。
固定模具7的抵接面70具有与传感器磁体3的锥面36对应的倾斜。该抵接面70形成在以轴插入孔71的中心轴(与轴11的中心轴对应)为中心的周向上的多个位置。
可动模具8具有：供轴11的端部(在此为上端部)插入的轴插入孔81、供转子芯20插入的转子芯插入部83、与转子芯20的轴向端面相向的设置面82、与轴11的周围相向的筒状部84及插入到转子芯20的中心孔205的内侧的空腔形成部86。
在成形时，将轴11插入固定模具7的轴插入孔71中。由此，将轴11定位。
另外，使第二端面37朝向下方地将传感器磁体3设置在固定模具7的设置面72上。此时，传感器磁体3的锥面36与固定模具7的抵接面70抵接。由此，轴11的中心轴与传感器磁体3的中心轴一致。
接着，在设置在固定模具7的设置面72上的传感器磁体3上设置转子芯20。此时，传感器磁体3的突起32与转子芯20的磁铁插入孔201内的主磁体4的端面抵接。由此，在轴向上将转子芯20及主磁体4定位。
另外，传感器磁体3的突起31与转子芯20的孔部204的内侧卡合。因此，传感器磁体3的中心轴与转子芯20的中心轴一致。即，轴11、传感器磁体3及转子芯20的中心轴相互一致。
之后，使可动模具8如图10中用箭头示出地下降，并使合模面75、85抵接。在该状态下，加热成形模具9，从浇道注入PBT等树脂。树脂填充到已插入转子芯插入部73、83的转子芯20的孔部204及中心孔205中。另外，树脂也填充到筒状部74、84的内侧的空间中，还进一步填充到设置面72、82与转子芯20之间的空间中。
在这样向成形模具9注入树脂后，将成形模具9冷却。由此，树脂固化而形成树脂部25。即，利用树脂部25将轴11、转子芯20及传感器磁体3一体化而形成转子2。
具体而言，在成形模具9的筒状部74、84与轴11之间固化的树脂成为内筒部21(图7)。在转子芯20的中心孔205的内部(其中没有配置空腔形成部76的部分)固化的树脂成为肋22及外筒部23(图7)。与成形模具9的空腔形成部76相当的部分成为空腔部G(图7)。
并且，在转子芯20的孔部204的内部固化的树脂成为填充部24(图7)。另外，在成形模具9的设置面72、82与转子芯20之间固化的树脂成为端面覆盖部27、28(图8)。
之后，使可动模具8上升，从固定模具7取出转子2。由此，转子2的制造完成。
在制造电动机1时，通过经由绝缘部52将线圈53卷绕于定子芯51，并如图3所示组合成圆环状，从而组装定子5。之后，通过将定子5设置于成形模具，注入树脂(例如不饱和聚酯树脂)并加热，从而以覆盖定子5的方式形成模制树脂部55。由此，模制定子50完成。
之后，在上述转子2的轴11上安装轴承12、13，并从模制定子50的开口部505插入中空部分56中。接着，将支架15安装于模制定子50的开口部505。并且，在支架15的外侧安装帽14。由此，电动机1的制造完成。
在上述制造工序中，通过传感器磁体3的锥面36与成形模具9的抵接面70抵接，从而轴11与传感器磁体3的同轴度提高。另外，通过传感器磁体3的突起32与主磁体4的端面抵接，从而将主磁体4在轴向上定位。并且，通过传感器磁体3的突起31与转子芯20的孔部204卡合，从而传感器磁体3与转子芯20的同轴度提高。这样，由于轴11、转子芯20及传感器磁体3的同轴度提高，所以能够制造高性能的电动机1。
此外，也可考虑将用于转子芯20及主磁体4的定位的突起31、32设置于成形模具9而不是设置于传感器磁体3。然而，该情况下，由于树脂部25的与成形模具9的突起相当的部分成为空腔，所以主磁体4的一部分露出，有可能产生主磁体4的时效劣化。
与此相对，在该实施方式1中，由于用设置于传感器磁体3的突起31、32定位转子芯20及主磁体4，所以能够由树脂部25完全覆盖主磁体4。因此，能够抑制主磁体4的时效劣化。
在此，在固定模具7上设置抵接面70，但也可以在可动模具8上设置抵接面70。在该情况下，若在转子芯20的上侧设置传感器磁体3，则传感器磁体3的锥面36与抵接面70抵接，如上所述，能够得到提高同轴度的效果。
另外，在图9(A)所示的例子中，传感器磁体3具有圆筒面35和锥面36，但也可以是没有圆筒面35的结构。
另外，定子芯51不限定于图3及图4所示的分割结构，也可以使用不是分割结构的定子芯。
<实施方式的效果>
如以上说明地，在本发明的实施方式中，转子2具备轴11、转子芯20及传感器磁体3，传感器磁体3具有与转子芯20相向的第一端面34和其相反侧的第二端面37，在传感器磁体3的内周设置有以内径(距轴11的距离)在第二端面37最大的方式倾斜的锥面36(锥部)。因此，通过使传感器磁体3的锥面36与成形模具9的抵接面70抵接，能够提高轴11与传感器磁体3的同轴度。
另外，在将锥面36的最小内径设为r1，将最大内径设为r2，将锥面36的轴向长度设为t的情况下，通过设为t≥(r2-r1)成立，从而利用锥面36与成形模具9的抵接面70的抵接而进行的同轴度的调整变得容易。
另外，由于传感器磁体3具有突起31，且该突起31与转子芯20的孔部204卡合，所以通过突起31与孔部204的卡合，能够提高传感器磁体3与转子芯20的同轴度。
另外，由于传感器磁体3具有进入转子芯20的磁铁插入孔201的突起32，所以通过突起32与主磁体4的抵接，能够将主磁体4在轴向上定位。
另外，由于传感器磁体3具有将内周面与外周面连接的空腔部33，所以在成形时树脂通过空腔部33遍布传感器磁体3的内周侧及外周侧。因此，能够通过一次成形以覆盖传感器磁体3的内周侧及外周侧的方式形成树脂部25(端面覆盖部27)。
另外，由于转子2是利用主磁体4形成磁铁磁极并利用转子芯20形成假想磁极的交替极型转子，所以与相同磁极数的电动机相比，能够使主磁体4的数量成为一半。结果，能够减少昂贵的主磁体4而降低电动机1的制造成本。
另外，由于具备一体地保持转子芯20、轴11及传感器磁体3的树脂部25，所以能够牢固地保持转子芯20、轴11及传感器磁体3。
另外，由于利用树脂部25使转子芯20与轴11相互分离，所以能够抑制容易在交替极型的转子2中产生的向轴11的磁通泄漏。结果，能够提高电动机1的性能。另外，能够减少构成转子芯20的电磁钢板的使用量而降低制造成本。
另外，由于树脂部25具有从轴11的周围呈放射状延伸的肋22，所以能够在肋22之间形成空腔部G。因此，能够减少构成树脂部25的树脂的使用量而降低制造成本。另外，由于能够通过变更肋22的形状(厚度、长度等)来调节转子2的固有振动频率，所以能够抑制电动机1和安装于电动机1的叶轮的扭转共振。
由于由树脂(端面覆盖部27、28)覆盖转子芯20的轴向端面，所以能够以不使主磁体4露出的方式覆盖，能够抑制主磁体4的时效劣化。另外，由于树脂也进入磁铁插入孔201的内部，所以能够在磁铁插入孔201的内部将主磁体4定位。
变形例.
图11(A)是示出实施方式1的变形例的传感器磁体3的俯视图。图11(B)是图11(A)所示的线段11B-11B处的箭头方向上的剖视图。该变形例的传感器磁体3具有以中心轴线C1为中心呈圆弧状延伸的突起31A来代替图9(A)所示的突起31(图9(A))。
突起31A沿着传感器磁体3的第一端面34的内周延伸。突起31A的数量与主磁体4的数量相同(在此为5个)。在周向上邻接的突起31A之间形成有将传感器磁体3的内周面与外周面连接的空腔部33。
该变形例的圆弧状的突起31A通过嵌合而与形成于转子芯20的圆弧状的孔部204(图9)卡合。因此，传感器磁体3与转子芯20的同轴度进一步提高。而且，将传感器磁体3相对于转子芯20的旋转卡定的功能(防止旋转功能)也提高。
该变形例的电动机除了传感器磁体3A以外，与实施方式1的电动机1同样地构成。
在该变形例中，由于突起31A呈圆弧状延伸，所以能够进一步提高传感器磁体3与转子芯20的同轴度，另外，能够进一步提高传感器磁体3相对于转子芯20的防止旋转功能。
实施方式2.
图12是示出本发明的实施方式2的传感器磁体300的包含中心轴线C1的面处的剖视图。如图12所示，实施方式2的传感器磁体300在轴向上分割为第一端面34侧的间隔部(第一部分)320和第二端面37侧的磁体部(第二部分)310。
磁体部310是从传感器磁体300的第二端面37起比上述距离t(锥面36的轴向长度)长的距离L的范围的部分。磁体部310具有与主磁体4数量相同(在此为10个)的磁极。利用基板6的磁传感器62(图2)检测磁体部310的磁场，由此，检测转子2的周向上的位置(旋转位置)。
另一方面，间隔部320由比磁体部310廉价的材料例如塑料构成。间隔部320具有在实施方式1中说明的突起31、突起32及空腔部33。另外，也可以具有图11所示的突起31A来代替突起31。
这样，通过由磁体部310产生检测转子2的旋转位置所需的磁通，并由廉价的材料构成间隔部320，能够降低制造成本而不使电动机1的性能下降。
在此，说明磁体部310和间隔部320的定位。在磁体部310的外周部分形成有在轴向上越靠近第二端面37外径越增加的锥面(第二抵接部)312。
另外，在间隔部320的外周部分形成有在轴向上向磁体部310侧突出的突出部321。在突出部321上形成有越靠近突出方向的前端内径越增加的锥面(第一抵接部)322。
通过磁体部310的锥面312与间隔部320的锥面322相互抵接，从而磁体部310与间隔部320的同轴度提高。此外，锥面312、322分别设置在以中心轴线C1为中心的周向上的多个位置。在此，锥面312、322的对在周向上例如设置在与突起31相同的位置。其中，锥面312、322的对的数量只要是能够提高磁体部310与间隔部320的同轴度的数量即可。
这样，由于通过锥面312、322的抵接将磁体部310与间隔部320定位，所以轴11与传感器磁体300(磁体部310及间隔部320)的同轴度能够得到与使用一体型的传感器磁体3(图9)的情况下同等的同轴度。
在成形模具9中的成形时，预先使间隔部320的突起31、32与转子芯20卡合。然后，在此前设置在成形模具9(图10)内的磁体部310上设置安装有间隔部320的转子芯20。由于安装在转子芯20上的间隔部320的锥面322与磁体部310的锥面312抵接，所以能够使轴11、传感器磁体300及转子芯20的中心轴相互一致。
或者，也可以预先在使锥面312、322相互抵接的状态下通过凿紧或粘接剂固定磁体部310和间隔部320。若将这样固定的磁体部310和间隔部320(即传感器磁体300)设置于成形模具9，之后，与实施方式1同样地，在传感器磁体300上设置转子芯20，则间隔部320的突起31、32与转子芯20卡合，能够使轴11、传感器磁体300及转子芯20的中心轴相互一致。
如以上说明地，在本发明的实施方式2中，将传感器磁体300分割为第二端面37侧的磁体部310和第一端面34侧的间隔部320。因此，能够由磁体部310产生检测转子2的旋转位置所需的磁通，并由廉价的材料构成间隔部320。由此，能够降低制造成本而不使电动机的性能下降。
另外，由于传感器磁体300和间隔部320在锥面312、322相互定位，所以能够使轴11、传感器磁体300及转子芯20的同轴度提高。
<空调装置>
接着，说明能够应用在各实施方式及变形例中说明的电动机1的空调装置的结构例。图13是示出能够应用电动机1的空调装置600的结构的图。
空调装置600具备室外机601、室内机602及将它们连接的制冷剂配管603。室外机601具备第一风扇(送风机)605和使第一风扇605的叶轮旋转的第一电动机606。室内机602具备第二风扇607和使第二风扇607的叶轮旋转的第二电动机608。此外，在图11中也示出在室外机601中压缩制冷剂的压缩机609。
能够在第一电动机606及第二电动机608中的至少一方应用在各实施方式及变形例中说明的电动机1。如上所述，由于在各实施方式及变形例中说明的电动机1的轴11、传感器磁体3及转子芯20的同轴度较高，发挥较高的性能，所以能够提高空调装置600的性能。另外，由于在各实施方式及变形例中说明的电动机1通过采用交替极型的转子2而实现低成本化，所以能够降低空调装置600的制造成本。
此外，在各实施方式及变形例中说明的电动机1也能够搭载于空调装置以外的电气设备。
以上，具体地说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围内进行各种改良或变形。
附图标记的说明
1电动机，2转子，3、3A传感器磁体(位置检测用磁体)，4主磁体(转子磁体)，5定子，6基板，7固定模具，8可动模具，9成形模具，11轴，12、13轴承，15支架，20转子芯，21内筒部，22肋，23外筒部，24填充部，25树脂部，26填充部，27、28端面覆盖部，29桥部，31、31A突起(第一突起)，32突起(第二突起)，33空腔部，34第一端面，35圆筒面，36锥面(锥部)，37第二端面，50模制定子，51定子芯，51A分割芯，52绝缘部，53线圈，55模制树脂部，56中空部分，61驱动电路，62磁传感器，70抵接面，71轴插入孔，72设置面，73转子芯插入部，74筒状部，75合模面，76空腔形成部，81轴插入孔，82设置面，83转子芯插入部，84筒状部，85合模面，86空腔形成部，201磁铁插入孔，202外周，203磁通壁垒部，204孔部，205中心孔，300传感器磁体(位置检测用磁体)，310磁体部(第二部分)，312锥面(第二抵接部)，320间隔部(第一部分)，321突出部，322锥面(第一抵接部)，501轴承支承部，502内周面，505开口部，506环状部，511磁轭，512齿，513齿前端部，516薄壁部，517孔，518分割面，600空调装置，601室外机，602室内机，603制冷剂配管，605第一风扇，606第一电动机，607第二风扇，608第二电动机，609压缩机，C1中心轴线，G空腔部。

Claims (18)

1.一种转子，其中，具备：
轴；
由电磁钢板构成并以所述轴为中心的环状的转子芯；及
在所述轴的轴向上安装于所述转子芯的一侧并以所述轴为中心的环状的位置检测用磁体，
所述位置检测用磁体具有与所述转子芯相向的第一端面和所述第一端面的相反侧的第二端面，
在所述位置检测用磁体的内周具有以在所述第二端面距所述轴的距离最大的方式倾斜的锥部。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，
所述位置检测用磁体在相对于所述锥部靠近所述转子芯的一侧具有距所述轴的距离在所述轴向上恒定的部分。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其中，
当将从所述轴的中心轴线到所述锥部的最小距离设为r1，将从所述轴的中心轴线到所述锥部的最大距离设为r2，将所述锥部的所述轴向上的长度设为t时，
t≥(r2-r1)成立。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其中，
所述位置检测用磁体具有向所述转子芯的一侧突出的第一突起，
所述转子芯具有供所述第一突起卡合的孔部。
5.根据权利要求4所述的转子，其中，
所述第一突起呈以所述轴为中心的圆弧状延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子，其中，
还具备转子磁体，
所述转子芯具有安装所述转子磁体的磁铁插入孔。
7.根据权利要求6所述的转子，其中，
所述位置检测用磁体具有进入所述转子芯的所述磁铁插入孔中的第二突起。
8.根据权利要求6或7所述的转子，其中，
所述转子是交替极型转子，其利用所述转子磁体形成一方的磁极并利用所述转子芯形成另一方的磁极。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转子，其中，
所述位置检测用磁体具有将该位置检测用磁体的内周面与外周面连接的空腔部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的转子，其中，
还具备一体地保持所述转子芯、所述轴及所述位置检测用磁体的树脂部。
11.根据权利要求10所述的转子，其中，
所述转子芯和所述轴利用所述树脂部而相互分离。
12.根据权利要求10或11所述的转子，其中，
所述树脂部具有从所述轴的周围呈放射状延伸的多个肋。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的转子，其中，
所述转子芯的与所述位置检测用磁体相反一侧的端面由树脂覆盖。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的转子，其中，
所述位置检测用磁体在所述轴向上分割为包含所述第一端面在内的第一部分和包含所述第二端面在内的第二部分。
15.根据权利要求14所述的转子，其中，
所述第一部分在与所述第二部分相向的一侧的外周具有第一抵接部，
所述第二部分具有与所述第一抵接部抵接的第二抵接部，
所述第一抵接部及所述第二抵接部均以在所述轴向上越远离所述转子芯而距所述轴的距离越增加的方式倾斜。
16.一种电动机，其中，具备：
转子；及
定子，所述定子以包围所述转子的方式设置，
所述转子具备：
轴；
由电磁钢板构成并以所述轴为中心的环状的转子芯；及
在所述轴的轴向上安装于所述转子芯的一侧并以所述轴为中心的环状的位置检测用磁体，
所述位置检测用磁体具有与所述转子芯相向的第一端面和所述第一端面的相反侧的第二端面，
在所述位置检测用磁体的内周具有以在所述第二端面距所述轴的距离最大的方式倾斜的锥部。
17.一种空调装置，其中，具备：
室外机，所述室外机具备第一风扇和驱动所述第一风扇的第一电动机；
室内机，所述室内机具备第二风扇和驱动所述第二风扇的第二电动机；及
制冷剂配管，所述制冷剂配管将所述室外机与所述室内机连结，
所述第一电动机及所述第二电动机中的至少一方具备：
转子；及
定子，所述定子以包围所述转子的方式设置，
所述转子具备：
轴；
由电磁钢板构成并以所述轴为中心的环状的转子芯；及
在所述轴的轴向上安装于所述转子芯的一侧并以所述轴为中心的环状的位置检测用磁体，
所述位置检测用磁体具有与所述转子芯相向的第一端面和所述第一端面的相反侧的第二端面，
在所述位置检测用磁体的内周具有以在所述第二端面距所述轴的距离最大的方式倾斜的锥部。
18.一种转子的制造方法，其中，具有：
准备轴、由电磁钢板构成的环状的转子芯及环状的位置检测用磁体的工序；
在具有抵接部的成形模具中设置所述轴、所述转子芯及所述位置检测用磁体的设置工序；及
向所述成形模具注入树脂的工序，
所述位置检测用磁体具有作为轴向上的两端面的第一端面和第二端面，并且在所述位置检测用磁体的内周设置有以在所述第二端面距所述轴的距离最大的方式倾斜的锥部，
所述成形模具具有供所述轴的端部插入的轴插入部和与所述位置检测用磁体的所述锥部抵接的抵接面，
在所述设置工序中，将所述轴的所述端部插入所述成形模具的所述轴插入部，并使所述位置检测用磁体的所述锥部与所述成形模具的所述抵接面抵接。
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