CN111431306A - 永久磁铁埋设型转子及永久磁铁埋设型转子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子及永久磁铁埋设型转子的制造方法。永久磁铁埋设型转子在形成于绕轴线旋转的转子铁心的收容孔收容有永久磁铁,在永久磁铁埋设型转子中,收容孔包括能够收容永久磁铁的磁铁收容部、以及与磁铁收容部相邻的空隙部,磁铁收容部及空隙部在轴向上贯通转子铁心,在空隙部插入有固定构件,该固定构件在向空隙部注入树脂时固定永久磁铁,固定构件具备在注入树脂时保持永久磁铁的保持部、以及在注入树脂时与在轴向上夹着转子铁心的模具相抵接的抵接部。
Description
技术领域
本发明涉及永久磁铁埋设型转子及永久磁铁埋设型转子的制造方法。
背景技术
以往,作为旋转电机的转子而使用在转子铁心设置有永久磁铁的永久磁铁埋设型转子。在永久磁铁埋设型转子中,为了维持转子的性能,提出了各种抑制永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的技术。
例如,在专利文献1(日本特开平7-322538号公报)中公开了如下一种结构:在层叠多个层叠钢板而形成的转子铁心中,具有供永久磁铁插入的冲裁孔、以及沿着冲裁孔缘的线状的孔。为了将永久磁铁可靠地固定于转子铁心,在转子铁心设置有按压部,该按压部利用在线状的孔与收容孔缘之间形成的细长线状的钢板部分按压/固定永久磁铁。例如,按压部具有相对于被按压的永久磁铁的外周面而形成为凸状的部分、以及形成为凹状的部分。
在专利文献2(日本特开平5-56583号公报)中公开了如下一种结构:在将永久磁铁压入到插槽而得到的永久磁铁转子中,在形成插槽的磁轭的内周面设置有与永久磁铁卡合的边缘。为了以较小的力压入永久磁铁,在边缘的基部设置有空隙。
在专利文献3(日本专利第4856990号公报)中公开了如下一种转子的制造方法,该转子的制造方法具有向转子铁心的磁铁插入用孔部插入磁铁而将磁铁埋设于转子铁心的工序、以及向磁铁插入用孔部内注入树脂而形成填充部的工序。为了在树脂注入时将磁铁按向转子铁心的径向外侧,相对于磁铁从转子铁心的径向内侧向磁铁插入用孔部内注入树脂。
在专利文献4(日本特开2010-141989号公报)中公开了如下一种永久磁铁式马达,该永久磁铁式马达具备使永久磁铁插入固定到孔部而得到的转子,永久磁铁被分割成至少两个以上,其分割面沿转子轴向形成。为了抑制永久磁铁在孔内晃动,在被分割而成的磁铁间设置在相对于磁铁向孔部插入时为插入后进行热膨胀而增加厚度的发泡树脂片。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1所记载的技术的情况下,为了在转子铁心设置凹凸形状需要准备多个种类的钢板。
在专利文献2所记载的技术的情况下,边缘的前端部抵接于永久磁铁,因此永久磁铁有可能变得易于破损。
在专利文献3所记载的技术的情况下,磁铁靠近磁铁插入用孔部的一侧,从而漏磁通易于增加。
在专利文献4所记载的技术的情况下,需要用于使发泡树脂片热膨胀的加热工序,作业工时增加。
因此,本发明的目的在于提供稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子及永久磁铁埋设型转子的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明的一方案提供永久磁铁埋设型转子(例如,第一实施方式的永久磁铁埋设型转子1),所述永久磁铁埋设型转子在形成于绕轴线(例如,第一实施方式中的轴线C)旋转的转子铁心(例如,第一实施方式中的转子铁心2)的收容孔(例如,第一实施方式中的收容孔21)收容有永久磁铁(例如,第一实施方式中的永久磁铁3),所述永久磁铁埋设型转子的特征在于,所述收容孔包括能够收容所述永久磁铁的磁铁收容部(例如,第一实施方式中的磁铁收容部25)、以及与所述磁铁收容部相邻的空隙部(例如,第一实施方式中的空隙部26),所述磁铁收容部及所述空隙部在所述轴线的轴向上贯通所述转子铁心,在所述空隙部插入有固定构件(例如,第一实施方式中的固定构件4),该固定构件在向所述空隙部注入树脂(例如,第一实施方式中的树脂10)时固定所述永久磁铁,所述固定构件具备:保持部(例如,第一实施方式中的保持部41),其在注入所述树脂时保持所述永久磁铁;以及抵接部(例如,第一实施方式中的第一抵接部43),其在注入所述树脂时与在所述轴向上夹着所述转子铁心的模具(例如,第一实施方式中的模具6)相抵接。
另外,在上述的永久磁铁埋设型转子中,也可以是,所述固定构件还具有设置于所述保持部与所述抵接部之间的弹簧部(例如,第一实施方式中的弹簧部42),所述抵接部比所述转子铁心的端面向所述轴向的外侧突出。
另外,在上述的永久磁铁埋设型转子中,也可以是,所述弹簧部相对于所述永久磁铁设置于比所述保持部靠所述轴线的径向的外侧。
另外,在上述的永久磁铁埋设型转子中,也可以是,在所述抵接部与所述弹簧部之间设置有第二抵接部(例如,第一实施方式中的第二抵接部44),该第二抵接部抵接于所述模具,并向所述轴线的径向按压所述永久磁铁。
另外,在上述的永久磁铁埋设型转子中,也可以是,所述固定构件是非磁性体。
本发明的另一方案提供永久磁铁埋设型转子的制造方法,该永久磁铁埋设型转子在形成于绕轴线旋转的转子铁心的收容孔收容有永久磁铁,所述永久磁铁埋设型转子的制造方法的特征在于,其包括:转子铁心准备工序,准备所述转子铁心,在所述转子铁心中,所述收容孔包括能够收容所述永久磁铁的磁铁收容部、以及与所述磁铁收容部相邻的空隙部,且所述磁铁收容部及所述空隙部在轴向上贯通所述转子铁心;以及树脂注入工序,在所述转子铁心准备工序之后在所述空隙部配置固定构件,并向所述空隙部注入树脂,其中,所述固定构件具备:保持部,其保持所述永久磁铁;以及抵接部,其抵接于在所述轴向上夹着所述转子铁心的模具。
另外,在上述的永久磁铁埋设型转子的制造方法中,也可以是,所述固定构件还具有设置于所述保持部与所述抵接部之间的弹簧部,所述树脂注入工序包括:固定构件插入工序,以所述抵接部比所述转子铁心的端面向所述轴向的外侧突出的方式向所述空隙部插入所述固定构件;以及模具抵接工序,在所述固定构件插入工序之后,使所述模具抵接于所述转子铁心的端面。
发明效果
根据本发明的一方案的永久磁铁埋设型转子,固定构件具有保持部,因此在收容孔中以被固定构件保持的状态插入永久磁铁。由此,无需在转子铁心设置用于保持永久磁铁的突起、凹凸等,能够容易地制造转子铁心。另外,与向金属的转子铁心直接插入永久磁铁的情况相比,能够减小作用于永久磁铁的应力。因而,能够抑制永久磁铁的破损,能够稳定地保持永久磁铁。例如,在由树脂构件等形成了固定构件的情况下,与由金属构件形成固定构件的情况相比,能够进一步抑制永久磁铁的破损。
固定构件具有抵接部,因此通过抵接部抵接于在轴向上夹着转子铁心的模具,从而能够相对于转子铁心进行固定构件及永久磁铁的轴向的定位。在此,当永久磁铁相对于收容孔产生偏向、倾斜时,转子性能有可能因转子旋转时的转矩脉动恶化、倾覆力矩增大等降低。根据本发明的永久磁铁埋设型转子,能够通过固定构件来抑制由树脂注入时的树脂流动引起的永久磁铁的移动,能够抑制永久磁铁相对于转子铁心的收容孔的偏差。因而,能够抑制转子性能的降低。
因此,能够提供稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子。
另外,根据上述的永久磁铁埋设型转子,固定构件具有弹簧部,因此当抵接部抵接于模具并向固定构件施加轴向的力时,弹簧部进行收缩来吸收力。在此,永久磁铁在轴向上设置于弹簧部之间,因此通过两侧的弹簧的反作用力平衡,从而在固定构件的中间部固定永久磁铁。由此,能够将永久磁铁在轴向上配置于收容孔的中间部。因而,能够抑制由永久磁铁向收容孔的一侧偏向引起的漏磁通增加。
另外,通过弹簧部的变形来吸收转子铁心的公差,因此无论转子铁心的公差等如何都能够稳定地将永久磁铁配置于转子铁心的轴向的中间部。并且,即使在模具的按压力变动了的情况下,也由弹簧部吸收载荷,因此抑制永久磁铁的破损并且能够稳定地保持永久磁铁。
因此,能够提供稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子。
另外,根据上述的永久磁铁埋设型转子,弹簧部位于比保持部靠径向的外侧,因此能够相对于收容孔将永久磁铁配置于靠近径向的内侧。在此,在收容孔的径向内侧的壁面在与永久磁铁的角部对应的位置形成有磁铁避让部。因而,通过将永久磁铁配置于靠近径向的内侧,从而能够使永久磁铁和形成有磁铁避让部的收容孔的径向内侧的壁面抵接。由此,适宜地利用磁铁避让部,能够抑制由应力集中于永久磁铁的角部引起的永久磁铁的破损。
另外,在转子旋转时,永久磁铁在离心力的作用下被按向径向外侧。在永久磁铁的径向外侧配置有固定构件,因此能够抑制永久磁铁与转子铁心接触而永久磁铁破损的情况。
另外,根据上述的永久磁铁埋设型转子,在抵接部与弹簧部之间设置有第二抵接部,因此通过第二抵接部抵接于模具而将永久磁铁向径向按压。由此,能够相对于转子铁心将永久磁铁在径向上定位。因而,能够通过简易的方法抑制永久磁铁相对于转子铁心的偏差。
另外,根据上述的永久磁铁埋设型转子,永久磁铁的磁通不因固定构件而受影响,因此能够抑制永久磁铁埋设型转子的性能降低。因而,能够得到磁通稳定的高性能的永久磁铁埋设型转子。
根据本发明的一方案的永久磁铁埋设型转子的制造方法,在转子铁心准备工序中,形成在轴向上贯通转子铁心的收容孔(磁铁收容部及空隙部)。
另外,在树脂注入工序中,在空隙部配置固定构件,并向空隙部注入树脂。固定构件具有保持部,因此在收容孔中以被固定构件保持的状态插入永久磁铁。由此,无需在转子铁心设置用于保持永久磁铁的突起、凹凸等,能够容易地制造转子铁心。另外,与向金属的转子铁心直接插入永久磁铁的情况相比,能够减小作用于永久磁铁的应力。因而,能够抑制永久磁铁的破损,能够稳定地保持永久磁铁。例如,在由树脂构件等形成了固定构件的情况下,与由金属构件形成固定构件的情况相比,能够进一步抑制永久磁铁的破损。
固定构件具有抵接部,因此通过抵接部抵接于在轴向上夹着转子铁心的模具,从而能够相对于转子铁心进行固定构件及永久磁铁的轴向的定位。在此,当永久磁铁相对于收容孔产生偏向、倾斜时,转子性能有可能因转子旋转时的转矩脉动恶化、倾覆力矩增大等降低。根据本发明的永久磁铁埋设型转子的制造方法,能够制造通过固定构件抑制由树脂注入时的树脂流动引起的永久磁铁的移动,抑制永久磁铁相对于转子铁心的收容孔的偏差的永久磁铁埋设型转子。
因此,能够制造稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子。
根据上述的永久磁铁埋设型转子的制造方法,树脂注入工序包括固定构件插入工序和模具抵接工序。在固定构件插入工序中,以抵接部比转子铁心的端面向轴向的外侧突出的方式将保持有永久磁铁的固定构件插入空隙部。由此,能够使抵接部可靠地抵接于模具。在模具抵接工序中,在固定构件插入工序之后,使模具抵接于转子铁心的端面。在此,固定构件具有弹簧部,因此当从模具向固定构件施加轴向的力时,弹簧部进行收缩来吸收力。永久磁铁在轴向上设置于弹簧部之间,因此通过两侧的弹簧的反作用力平衡,从而在固定构件的中间部固定永久磁铁。由此,能够将永久磁铁在轴向上配置于收容孔的中间部。因而,能够抑制由永久磁铁向收容孔的一侧偏向引起的漏磁通增加。
另外,通过弹簧部的变形来吸收转子铁心的公差,因此无论转子铁心的公差等如何都能够稳定地将永久磁铁配置于转子铁心的轴向的中间部。并且,即使在模具的按压力变动了的情况下,也由弹簧部吸收载荷,因此抑制永久磁铁的破损并且能够稳定地保持永久磁铁。
因此,能够制造稳定地保持永久磁铁,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁相对于转子铁心的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子。
附图说明
图1是第一实施方式的永久磁铁埋设型转子的分解立体图。
图2是永久磁铁埋设型转子的制造工序中与图1的II-II线对应的剖视图。
图3是图2的III部放大图。
图4是沿着图3的IV-IV线的转子铁心的局部剖视图。
图5是第一实施方式的永久磁铁及固定构件的立体图。
图6是第二实施方式的永久磁铁及固定构件的侧视图。
图7是第三实施方式的永久磁铁及固定构件的侧视图。
附图标记说明:
1 永久磁铁埋设型转子
2 转子铁心
3 永久磁铁
4 固定构件
6 模具
10 树脂
21 收容孔
25 磁铁收容部
26 空隙部
41 保持部
42 弹簧部
43 第一抵接部(抵接部)
44 第二抵接部
C 轴线
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
(永久磁铁埋设型转子)
图1是永久磁铁埋设型转子1的分解立体图。
永久磁铁埋设型转子1例如用作作为混合动力机动车、电动机动车的动力源而使用的旋转电机的转子。永久磁铁埋设型转子1形成为以轴线C为中心的环状。在以下的说明中,有时将沿永久磁铁埋设型转子1的轴线C的方向称作轴向,将与轴线C正交的方向称作径向,将绕轴线C的方向称作周向。
在永久磁铁埋设型转子1的径向的外侧隔开间隔地配置有未图示的定子。永久磁铁埋设型转子1构成为通过在收容于永久磁铁埋设型转子1的永久磁铁3与装配于定子的线圈之间产生磁吸引力、磁排斥力而能够相对于定子绕轴线C旋转。
永久磁铁埋设型转子1具有转子铁心2、永久磁铁3、固定构件4及端面板5。
(转子铁心)
图2是永久磁铁埋设型转子的制造工序中与图1的II-II线对应的剖视图。图3是图2的III部放大图。图4是沿着图3的IV-IV线的转子铁心2的局部剖视图。
如图2所示,转子铁心2通过在轴向上层叠多个钢板11而形成。转子铁心2形成为以轴线C为中心的环状。转子铁心2在制造工序中被模具6从轴向的两侧夹着。模具6具有配置于转子铁心2的轴向一侧(图2中的上方侧)的上模具7、以及配置于转子铁心2的轴向另一侧(图2中的下方侧)的下模具8。
如图1所示,转子铁心2具有收容孔21、减重孔22及轴贯穿孔23。
收容孔21设置于转子铁心2的外周部。收容孔21在轴向上贯通转子铁心2。如图4所示,收容孔21形成从轴向观察时三个收容孔21呈V字状配置而得到的收容孔组20。收容孔组20在周向上设置有多个(在本实施方式中为12个)。各收容孔21具有磁铁收容部25和空隙部26。
磁铁收容部25形成为截面矩形形状。在磁铁收容部25收容有永久磁铁3。
空隙部26与磁铁收容部25相邻。在本实施方式中,收容孔21中的收容有永久磁铁3的部分(即、磁铁收容部25)以外的空间成为空隙部26。具体而言,空隙部26包括从磁铁收容部25的短边朝向磁铁收容部25的外侧鼓出的部分、以及收容孔21的径向内侧的磁铁避让部27。磁铁避让部27与磁铁收容部25相邻。磁铁避让部27从磁铁收容部25的径向内侧的长边朝向磁铁收容部25的外侧鼓出。磁铁避让部27在与收容于磁铁收容部25的永久磁铁3的角部对应的位置形成。在空隙部26注入有树脂10(参照图2)。
如图1所示,减重孔22具有第一减重孔22a、第二减重孔22b及第三减重孔22c。
第一减重孔22a设置于比收容孔21靠径向的内侧。第一减重孔22a设置于在周向上相邻的收容孔组20彼此之间。第一减重孔22a形成为截面三角形形状。第一减重孔22a在轴向上贯通转子铁心2。
第二减重孔22b设置于比第一减重孔22a靠径向的内侧。第二减重孔22b在周向上设置有多个。第二减重孔22b在轴向上贯通转子铁心2。
第三减重孔22c设置于比第二减重孔22b靠径向的内侧。第三减重孔22c在周向上设置有多个。第三减重孔22c在轴向上贯通转子铁心2。第三减重孔22c的外形比第二减重孔22b的外形小。
轴贯穿孔23设置为与轴线C同轴。轴贯穿孔23在轴向上贯通转子铁心2。未图示的旋转轴以贯穿的状态被固定于轴贯穿孔23。由此,转子铁心2与旋转轴一体绕轴线C旋转。
(永久磁铁)
如图4所示,永久磁铁3收容于转子铁心的收容孔21中的磁铁收容部25。永久磁铁3在收容于磁铁收容部25之后,通过向空隙部26注入树脂10(参照图2),从而固定于转子铁心2。永久磁铁3形成为长方体状。如图3所示,永久磁铁3的轴向的长度尺寸形成为转子铁心2的轴向的厚度尺寸以下。永久磁铁3的侧面中的周向的一侧(图3中的右侧)的侧面与转子铁心2接触。
如图4所示,永久磁铁3通过插入于收容孔组20的各收容孔21,从而形成从轴向观察时三个永久磁铁3呈V字状配置而得到的磁铁组30。
磁铁组30以成为在转子铁心2的周向上交替不同的磁极的方式配置。
(固定构件)
如图3所示,固定构件4在固定了永久磁铁3的状态下与永久磁铁3一起收容于转子铁心2的收容孔21。具体而言,固定构件4插入于收容孔21的空隙部26。固定构件4由非磁性体形成。固定构件4例如由树脂形成。
图5是永久磁铁3及固定构件4的立体图。
如图5所示,固定构件4具有保持部41、弹簧部42、第一抵接部43(技术方案中的抵接部)、以及第二抵接部44。
保持部41是保持永久磁铁3的部分。保持部41具有与永久磁铁3的轴向端面对置的一对对置部47、以及连结一对对置部47的连结部48。连结部48具有在轴向上呈直线状延伸的第一延伸部48a、以及连结第一延伸部48a与对置部47的一对第二延伸部48b。第一延伸部48a配置于比第二延伸部48b远离永久磁铁3的方向。保持部41由对置部47和连结部48形成为U字状。
弹簧部42设置于比保持部41的第二延伸部48b靠径向的外侧。
弹簧部42的一端与保持部41的第一延伸部48a的端部连接。弹簧部42在轴向的一侧及另一侧设置有一对。一对弹簧部42成为同等结构。弹簧部42相对于轴向的载荷能够弹性变形。
第一抵接部43与弹簧部42的另一端连接。在向转子铁心2的收容孔21注入树脂10时,第一抵接部43抵接于在轴向上夹着转子铁心2的模具6。在固定构件4收容于转子铁心2的收容孔21的状态下,第一抵接部43比转子铁心2的端面向轴向的外侧突出。
第二抵接部44设置于弹簧部42与第一抵接部43之间。第二抵接部44分别相对于弹簧部42及第一抵接部43倾斜。如图3所示,第二抵接部44以与同轴线平行的假想线L1形成锐角θ的方式倾斜。
在向转子铁心2的收容孔21注入树脂10时,第二抵接部44抵接于模具6,并将永久磁铁3朝向周向的一侧按压。
这样构成的固定构件4在收容于转子铁心2的收容孔21的状态下,从轴向观察时配置于永久磁铁3的长方向的一侧。具体而言,在形成为V字状的收容孔组20的两端的收容孔21、21中,固定构件4沿永久磁铁3的径向外侧的短边配置。在收容孔组20的中央的收容孔21中,固定构件4沿永久磁铁3的短边中的任一侧的短边配置。
(端面板)
返回图1,端面板5以覆盖转子铁心2的轴向一侧及另一侧的端面的方式设置有一对。端面板5形成为以轴线C为中心的环状。配置于轴向一侧的端面板5与配置于轴向另一侧的端面板5成为同等结构。端面板5具有第一贯通孔51、第二贯通孔52、第三贯通孔53及凹部54。
第一贯通孔51设置于端面板5的外周部。第一贯通孔51在轴向上贯通端面板5。第一贯通孔51与转子铁心2的第一减重孔22a连通。第一贯通孔51在周向上形成有多个。在本实施方式中,第一贯通孔51形成有与第一减重孔22a相同的个数。
第二贯通孔52设置于比第一贯通孔51靠径向的内侧。第二贯通孔52在轴向上贯通端面板5。第二贯通孔52的外形比第一贯通孔51的外形大。第二贯通孔52与转子铁心2的第二减重孔22b连通。第二贯通孔52在周向上形成有多个。
第三贯通孔53设置为与轴线C同轴。第三贯通孔53在轴向上贯通端面板5。第三贯通孔53的外形形成为与转子铁心2中的轴贯穿孔23的外形实质上相同的大小。在第三贯通孔53贯穿有固定于转子铁心2的轴贯穿孔23的未图示的旋转轴。
凹部54从端面板5中的轴向的内侧的面(朝向转子铁心2的面)朝向轴向的外侧凹陷。凹部54形成于与插入转子铁心2的收容孔21中的固定构件4对应的位置。在凹部54中进入有固定构件4的第一抵接部43(参照图5)。
(永久磁铁埋设型转子的制造方法)
永久磁铁埋设型转子1的制造方法包括转子铁心准备工序和树脂注入工序。
在转子铁心准备工序中,准备形成有在轴向上贯通转子铁心2的收容孔21(磁铁收容部25及空隙部26)的转子铁心2。
树脂注入工序包括固定构件插入工序和模具抵接工序。
在固定构件插入工序中,在转子铁心准备工序之后在空隙部26配置固定构件4,该固定构件4具备:保持部41,其保持永久磁铁3;以及第一抵接部43,其抵接于在轴向上夹着转子铁心2的模具6。具体而言,首先,由固定构件4的保持部41保持永久磁铁3。接着,在保持着永久磁铁3的状态下将固定构件4插入空隙部26。此时,以固定构件4的第一抵接部43比转子铁心2的端面向轴向的外侧突出的方式向空隙部26插入固定构件4。由此,将具备永久磁铁3的固定构件4配置于转子铁心2。
在模具抵接工序中,在固定构件插入工序之后使模具6抵接于转子铁心2的端面。具体而言,如图2所示,使上模具7抵接于转子铁心2的轴向一侧的端面,使下模具8抵接于转子铁心2的轴向另一侧的端面。在此,在上模具7形成有上模具凹部71和树脂流通路72。如图3所示,上模具凹部71从抵接于转子铁心2的端面朝向轴向的一侧凹陷。上模具凹部71设置于与在固定构件4的轴向一侧设置的第一抵接部43(以下也称作“上侧第一抵接部43A”。)对应的位置。在上模具7抵接于转子铁心2的状态下,在上模具凹部71的底部71a抵接有固定构件4的上侧第一抵接部43A。另外,在上模具凹部71的侧壁部71b抵接有连结于上侧第一抵接部43A的第二抵接部44(以下也称作“上侧第二抵接部44A”。)。树脂流通路72形成于上模具7的内部。树脂流通路72将上模具凹部71与外部连通。
在下模具8形成有下模具凹部81。下模具凹部81从抵接于转子铁心2的端面朝向轴向的另一侧凹陷。下模具凹部81设置于与在固定构件4的轴向另一侧设置的第一抵接部43(以下也称作“下侧第一抵接部43B”。)对应的位置。在下模具8抵接于转子铁心2的状态下,在下模具凹部81的底部81a抵接有固定构件4的下侧第一抵接部43B。另外,在下模具凹部81的侧壁部81b抵接有连结于下侧第一抵接部43B的第二抵接部44(以下也称作“下侧第二抵接部44B”。)。下模具凹部81的深度尺寸形成为与上模具凹部71的深度尺寸实质上相同。
在使转子铁心2抵接于这样形成的上模具7及下模具8之后,从外部向树脂流通路72供给树脂10。从外部供给的树脂10通过树脂流通路72注入空隙部26。
在向空隙部26注入了树脂10之后,使转子铁心2从模具6脱离,并在转子铁心2的端面配置端面板5,由此制造永久磁铁埋设型转子1。
(作用、效果)
接着,说明永久磁铁埋设型转子1的作用、效果。
根据本实施方式的永久磁铁埋设型转子1,固定构件4具有保持部41,因此在收容孔21中,以被固定构件4保持的状态插入永久磁铁3。由此,无需在转子铁心2设置用于保持永久磁铁3的突起、凹凸等,能够容易地制造转子铁心2。另外,与向金属的转子铁心2直接插入永久磁铁3的情况相比,能够减小作用于永久磁铁3的应力。因而,能够抑制永久磁铁3的破损,并能够稳定地保持永久磁铁3。例如,在由树脂构件等形成了固定构件4的情况下,与由金属构件形成固定构件4的情况相比,能够进一步抑制永久磁铁3的破损。
固定构件4具有第一抵接部43,因此通过第一抵接部43抵接于在轴向上夹着转子铁心2的模具6,从而能够相对于转子铁心2进行固定构件4及永久磁铁3的轴向的定位。在此,当永久磁铁3相对于收容孔21产生偏向、倾斜时,转子性能有可能因转子旋转时的转矩脉动恶化、倾覆力矩增大等降低。根据本发明的永久磁铁埋设型转子1,能够通过固定构件4来抑制由注入树脂10时的树脂流动引起的永久磁铁3的移动,能够抑制永久磁铁3相对于转子铁心2的收容孔21的偏差。因而,能够抑制转子性能的降低。
因此,能够提供稳定地保持永久磁铁3,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁3相对于转子铁心2的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子1。
固定构件4具有弹簧部42,因此当第一抵接部43抵接于模具6并向固定构件4施加轴向的力时,弹簧部42进行收缩来吸收力。在此,永久磁铁3在轴向上设置于弹簧部42之间,因此通过两侧的弹簧的反作用力平衡,而在固定构件4的中间部固定永久磁铁3。由此,能够将永久磁铁3在轴向上配置于收容孔21的中间部。因而,能够抑制由永久磁铁3向收容孔21的一侧偏向引起的漏磁通增加。
另外,通过弹簧部42的变形来吸收转子铁心2的公差,因此无论转子铁心2的公差等如何都能够稳定地将永久磁铁3配置于转子铁心2的轴向的中间部。并且,即使在模具6的按压力变动了的情况下,也由弹簧部42吸收载荷,因此能够抑制永久磁铁3的破损并且稳定地保持永久磁铁3。
弹簧部42位于比保持部41靠径向的外侧,因此能够相对于收容孔21将永久磁铁3配置于靠近径向的内侧。在此,在收容孔21的径向内侧的壁面中的与永久磁铁3的角部对应的位置形成有磁铁避让部27。因而,通过将永久磁铁3配置于靠近径向的内侧,从而能够使永久磁铁3和形成有磁铁避让部27的收容孔21的径向内侧的壁面抵接。由此,适宜地利用磁铁避让部27,能够抑制因应力集中于永久磁铁3的角部引起的永久磁铁3的破损。
另外,在转子旋转时,永久磁铁3在离心力的作用下被按向径向外侧。在永久磁铁3的径向外侧配置有固定构件4,因此能够抑制永久磁铁3与转子铁心2接触而永久磁铁3破损的情况。
在第一抵接部43与弹簧部42之间设置有第二抵接部44,因此通过第二抵接部44抵接于模具6而将永久磁铁3向径向按压。由此,能够相对于转子铁心2将永久磁铁3在径向上定位。因而,能够通过简易的方法抑制永久磁铁3相对于转子铁心2的偏差。
固定构件4由非磁性体形成,因此永久磁铁3的磁通不因固定构件4而受影响。因此,能够抑制永久磁铁埋设型转子1的性能降低。因而,能够得到磁通稳定的高性能的永久磁铁埋设型转子1。
另外,根据本实施方式的永久磁铁埋设型转子1的制造方法,在转子铁心准备工序中,形成在轴向上贯通转子铁心2的收容孔21(磁铁收容部25及空隙部26)。另外,在树脂注入工序中,在空隙部26配置固定构件4,并向空隙部26注入树脂10。固定构件4具有保持部41,因此在收容孔21中,以被固定构件4保持的状态插入永久磁铁3。由此,无需在转子铁心2设置用于保持永久磁铁3的突起、凹凸等,能够容易地制造转子铁心2。
另外,与向金属的转子铁心2直接插入永久磁铁3的情况相比,能够减小作用于永久磁铁3的应力。因而,抑制永久磁铁3的破损,并能够稳定地保持永久磁铁3。例如,在由树脂构件等形成了固定构件4的情况下,与由金属构件形成固定构件4的情况相比,能够进一步抑制永久磁铁3的破损。
固定构件4具有第一抵接部43,因此通过第一抵接部43抵接于在轴向上夹着转子铁心2的模具6,从而能够相对于转子铁心2进行固定构件4及永久磁铁3的轴向的定位。在此,当永久磁铁3相对于收容孔21产生偏向、倾斜时,转子性能有可能因转子旋转时的转矩脉动恶化、倾覆力矩增大等降低。根据本发明的永久磁铁埋设型转子1的制造方法,能够制造通过固定构件4来抑制由注入树脂10时的树脂流动引起的永久磁铁3的移动,抑制永久磁铁3相对于转子铁心2的收容孔21的偏差的永久磁铁埋设型转子1。
树脂注入工序包括固定构件插入工序和模具抵接工序。在固定构件插入工序中,以第一抵接部43比转子铁心2的端面向轴向的外侧突出的方式将保持有永久磁铁3的固定构件4插入空隙部26。由此,能够使第一抵接部43可靠地抵接于模具6。在模具抵接工序中,在固定构件插入工序之后,使模具6抵接于转子铁心2的端面。在此,固定构件4具有弹簧部42,因此当从模具6向固定构件4施加轴向的力时,弹簧部42进行收缩来吸收力。永久磁铁3在轴向上设置于弹簧部42之间,因此通过两侧的弹簧的反作用力平衡,从而在固定构件4的中间部固定永久磁铁3。由此,能够将永久磁铁3在轴向上配置于收容孔21的中间部。因而,能够抑制由永久磁铁3向收容孔21的一侧偏向引起的漏磁通增加。
另外,通过弹簧部42的变形来吸收转子铁心2的公差,因此无论转子铁心2的公差等如何都能够稳定地将永久磁铁3配置于转子铁心2的轴向的中间部。并且,即使在模具6的按压力变动了的情况下,也由弹簧部42吸收载荷,因此能够抑制永久磁铁3的破损,并且能够稳定地保持永久磁铁3。
因此,能够制造稳定地保持永久磁铁3,并且通过简易的方法抑制了永久磁铁3相对于转子铁心2的位置、倾斜等的偏差的高性能的永久磁铁埋设型转子1。
(第二实施方式)
接着,说明本发明的第二实施方式。图6是第二实施方式的永久磁铁3及固定构件204的侧视图。在本实施方式中,在将弹簧部42设置于在径向上与保持部241同等的位置这点上与上述的实施方式不同。
在本实施方式中,保持部241具有与永久磁铁3的轴向端面对置的一对对置部247、以及以将一对对置部247连结的方式在轴向上呈直线状延伸的连结部248。弹簧部42的一端连接于朝向保持部241的轴向的端面(对置部247)。在弹簧部42的另一端设置有第一抵接部43。第一抵接部43从弹簧部42的另一端以与永久磁铁3的轴向端面平行的方式延伸。
根据本实施方式,能够将固定构件204在径向上小型化,因此能够使永久磁铁3相对于收容孔21的占有面积增加。因而,能够得到提高了转矩的高性能的永久磁铁埋设型转子1。
(第三实施方式)
接着,说明本发明的第三实施方式。图7是第三实施方式的永久磁铁3及固定构件304的侧视图。在本实施方式中,在固定构件4被分割这点上与上述的实施方式不同。
在本实施方式中,永久磁铁埋设型转子1具有两个固定构件304。各固定构件4的保持部341具有保持永久磁铁3的轴向端面的轴向保持部345、以及与轴向保持部345连结并且保持永久磁铁3的径向外侧面的径向保持部346。保持部341由轴向保持部345和径向保持部346形成为L字状。弹簧部42的一端与朝向保持部341的轴向的端面(轴向保持部345)连接。在弹簧部42的另一端设置有第一抵接部43。第一抵接部43从弹簧部42的另一端向径向的内侧及外侧延伸。
根据本实施方式,能够在两个固定构件304之间注入树脂10,因此能够更可靠地将永久磁铁3固定于转子铁心2。另外,能够使固定构件304轻量化。另外,能够在向收容孔21插入了永久磁铁3之后安装或取下固定构件304,因此能够得到通用性较高的永久磁铁埋设型转子1。
需要说明的是,本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。
例如,在本实施方式中,固定构件4构成为从轴向观察时配置于永久磁铁3的长边侧,但不限定于此。固定构件4也可以是从轴向观察时配置于永久磁铁3的短边侧。
转子铁心2也可以是压粉铁心。
另外,也可以将形成于转子铁心2的减重孔22的一部分作为能够供冷却介质流通的冷却介质通路利用。
除此之外,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够适当将上述的实施方式中的构成要素替换为周知的构成要素,另外,也可以适当组合上述的各变形例。
Claims (7)
1.一种永久磁铁埋设型转子,其在形成于绕轴线旋转的转子铁心的收容孔收容有永久磁铁,
所述永久磁铁埋设型转子的特征在于,
所述收容孔包括能够收容所述永久磁铁的磁铁收容部、以及与所述磁铁收容部相邻的空隙部,
所述磁铁收容部及所述空隙部在所述轴线的轴向上贯通所述转子铁心,
在所述空隙部插入有固定构件,该固定构件在向所述空隙部注入树脂时固定所述永久磁铁,
所述固定构件具备:保持部,其在注入所述树脂时保持所述永久磁铁;以及抵接部,其在注入所述树脂时与在所述轴向上夹着所述转子铁心的模具相抵接。
2.根据权利要求1所述的永久磁铁埋设型转子,其特征在于,
所述固定构件还具有设置于所述保持部与所述抵接部之间的弹簧部,
所述抵接部比所述转子铁心的端面向所述轴向的外侧突出。
3.根据权利要求2所述的永久磁铁埋设型转子,其特征在于,
所述弹簧部相对于所述永久磁铁设置于比所述保持部靠所述轴线的径向的外侧。
4.根据权利要求2或3所述的永久磁铁埋设型转子,其特征在于,
在所述抵接部与所述弹簧部之间设置有第二抵接部,该第二抵接部抵接于所述模具,并向所述轴线的径向按压所述永久磁铁。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的永久磁铁埋设型转子,其特征在于,
所述固定构件是非磁性体。
6.一种永久磁铁埋设型转子的制造方法,该永久磁铁埋设型转子在形成于绕轴线旋转的转子铁心的收容孔收容有永久磁铁,
所述永久磁铁埋设型转子的制造方法的特征在于,其包括:
转子铁心准备工序,准备所述转子铁心,在所述转子铁心中,所述收容孔包括能够收容所述永久磁铁的磁铁收容部、以及与所述磁铁收容部相邻的空隙部,且所述磁铁收容部及所述空隙部在轴向上贯通所述转子铁心;以及
树脂注入工序,在所述转子铁心准备工序之后在所述空隙部配置固定构件,并向所述空隙部注入树脂,其中,所述固定构件具备:保持部,其保持所述永久磁铁;以及抵接部,其抵接于在所述轴向上夹着所述转子铁心的模具。
7.根据权利要求6所述的永久磁铁埋设型转子的制造方法,其特征在于,
所述固定构件还具有设置于所述保持部与所述抵接部之间的弹簧部,
所述树脂注入工序包括:
固定构件插入工序,以所述抵接部比所述转子铁心的端面向所述轴向的外侧突出的方式向所述空隙部插入所述固定构件;以及
模具抵接工序,在所述固定构件插入工序之后,使所述模具抵接于所述转子铁心的端面。
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