CN116114145A - 马达转子以及马达转子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
马达转子(25)具备:旋转轴(14)、配置于旋转轴(14)的外周面(14a)的内套筒(31)、以及配置于内套筒(31)的外周面(31a)的磁铁构造体(32)。磁铁构造体(32)构成为包括:以覆盖内套筒(31)的外周面(31a)的方式配置的多个磁铁片(60)、填充于内套筒(31)与多个磁铁片(60)之间的第一树脂部(51)、以及填充于多个磁铁片(60)之间的第二树脂部(52)。多个磁铁片(60)中的至少一个磁铁片(60)的形状与其他磁铁片(60)的形状不同。
Description
技术领域
本公开涉及马达转子以及马达转子的制造方法。
背景技术
作为以往的马达转子,如专利文献1或2记载的那样,公知有适用于增压器等旋转机械的马达转子。例如,专利文献1记载的永久磁铁式转子具有由收容于平滑层与磁铁插入用开口部的内壁之间的烧结磁铁构成的永久磁铁片。根据该构造,能够使由永久磁铁片的离心力引起的载荷均匀地作用于转子铁心。
专利文献1:日本特开2007-60860号公报
专利文献2:日本特开2002-359955号公报
从旋转平衡的观点出发,适用于增压器这样的旋转机械的马达转子要求使旋转轴的旋转轴线与马达转子的旋转轴线一致。然而,例如构成转子的磁铁的外形尺寸难以高精度地完成。其结果,难以使马达转子的旋转轴线相对于旋转轴的旋转轴线充分地一致,因此难以提高马达转子的旋转平衡。
发明内容
本公开是为了解决上述课题所做出的,对能够提高旋转平衡的马达转子以及马达转子的制造方法进行说明。
本公开的一个方面的马达转子具备:旋转轴;内套筒,其配置于旋转轴的外周面;以及磁铁构造体,其配置于内套筒的外周面。磁铁构造体包括:以覆盖内套筒的外周面的方式配置的多个磁铁片、和填充于内套筒与多个磁铁片之间以及多个磁铁片之间的树脂部件。多个磁铁片的形状相互不同。
本公开的马达转子以及马达转子的制造方法能够提高旋转平衡。
附图说明
图1是包括马达转子而构成的增压器的剖视图。
图2是将图1所示的马达转子抽出表示的剖视图。
图3是表示内套筒以及磁铁片的结构的一个例子的图。
图4是图2中的IV-IV线剖视图。
图5是表示磁铁片的一个例子的立体图。
图6是表示马达转子的制造方法的流程图。
图7是表示磁铁等配置步骤的一个例子的剖视图。
图8是表示第一树脂部形成步骤的一个例子的剖视图。
图9是表示龟裂形成步骤的一个例子的剖视图。
图10是表示第二树脂部形成步骤的一个例子的剖视图。
图11是表示保护层配置步骤的一个例子的剖视图。
图12是表示第三树脂部形成步骤的一个例子的剖视图。
图13是表示第四树脂部形成步骤的一个例子的剖视图。
图14是表示马达转子的比较例的剖视图。
图15是表示本公开的马达转子的剖视图。
具体实施方式
本公开的一个方面的马达转子具备:旋转轴;内套筒,其配置于旋转轴的外周面;以及磁铁构造体,其配置于内套筒的外周面。磁铁构造体包括:以覆盖内套筒的外周面的方式配置的多个磁铁片、和填充于内套筒与多个磁铁片之间以及多个磁铁片之间的树脂部件。多个磁铁片的形状相互不同。
该马达转子的磁铁构造体包括多个磁铁片。多个磁铁片通过树脂部件而相互接合。而且,树脂部件也填充于内套筒与磁铁构造体之间。为了得到这样的结构,首先,将内套筒和大致圆筒形的磁铁配置于模具。接着,对未固化的树脂施加比磁铁断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂施加比磁铁断裂的压力大的压力,从而在磁铁产生龟裂,因此能够形成多个磁铁片。多个磁铁片能够分别沿着模具的内周面移动。能够对模具的内周面按压磁铁片。模具的内周面相对于旋转轴线高精度地进行对位。通过对模具的内周面按压磁铁片,从而由磁铁片构成的磁铁构造体的轴线以与模具所具有的对位的精度同样的精度,与旋转轴线一致。因此能够提高马达转子的旋转平衡。
在一个方面的马达转子中也可以为:在多个磁铁片之间树脂部件所接触的磁铁片的面的表面粗糙度,大于在内套筒与多个磁铁片之间树脂部件所接触的磁铁片的面的表面粗糙度。根据这样的结构,也能够提高马达转子的旋转平衡。
在一个方面的马达转子中也可以为:在内套筒的外周面形成有槽,该槽沿包括周向成分的方向延伸。在该情况下,在形成于内套筒与磁铁片之间的间隙中填充有树脂。此时,能够利用槽沿包括周向成分在内的方向引导树脂的流动。其结果,树脂容易沿周向均衡地遍布于间隙。通过树脂沿周向均衡地遍布于间隙,能够对多个磁铁片的周向更均匀地施加压力。其结果,能够将多个磁铁片更均匀地按压于模具的内周面。因此,能够提高马达转子的旋转平衡。
在一个方面的马达转子中也可以为:在内套筒的轴向的第一端部形成有小径部,该小径部形成为比轴向上的与磁铁构造体的内周面对置的部位小径。在该情况下,能够扩大用于填充于内套筒的轴向上的第一端部的树脂的入口。若扩大用于填充的树脂的入口,则树脂容易沿周向均衡地遍布于间隙,该间隙形成于内套筒与磁铁片之间。其结果,能够对多个磁铁片的周向更均匀地施加压力。由于能够对多个磁铁片更均匀地施加压力,因此能够将多个磁铁片更均匀地按压于模具的内周面。因此,能够提高旋转平衡。
本公开的另一方面的马达转子的制造方法具有以下步骤:将内套筒和圆筒形的磁铁配置于模具的步骤;和在内套筒与磁铁之间填充未固化的树脂的步骤。在填充树脂的步骤中,对树脂施加比磁铁断裂的压力大的压力。
在该马达转子的制造方法中,首先,将内套筒、大致圆筒形的磁铁配置于模具。接着,对树脂施加比磁铁断裂的压力大的压力。通过对树脂施加比磁铁断裂的压力大的压力,从而在磁铁产生龟裂。磁铁的龟裂能够由大致圆筒形的磁铁形成多个磁铁片,并且将这些多个磁铁片按压于模具。模具的内周面相对于旋转轴线高精度地进行对位。由于模具的内周面相对于旋转轴线高精度地进行对位,因此被按压在模具的内周面的多个磁铁片能够构成具有与模具所具有的对位的精度同样的精度的磁铁构造体。因此,能够提高马达转子的旋转平衡。
在另一方面的马达转子的制造方法中也可以为:在配置于模具的步骤中,通过配置具有比模具的内径小的外径的磁铁,由此在模具的内周面与磁铁的外周面之间形成间隙。在填充树脂的步骤中,也可以在利用填充树脂的压力而使磁铁断裂后,继续对树脂持续施加压力。在该情况下,在模具的内周面与磁铁的外周面之间形成间隙。该间隙成为磁铁的动作余量。其结果,能够以沿着相对于旋转轴线高精度地进行对位的模具的内周面的形状的方式配置磁铁。另外,在利用树脂的填充而使磁铁断裂后,能够继续对树脂持续施加压力。其结果,能够将磁铁更可靠地按压于模具的内周面。因此,能够提高旋转平衡。
以下,参照附图对本公开的马达转子以及马达转子的制造方法的实施方式进行详细地说明。在各图中对相同的部分标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
图1是包括本公开的马达转子25在内的增压器1的剖视图。增压器1是具备马达转子25的车辆用增压器。在以下说明中,“轴向”是指后述的旋转轴14的轴向。“径向”是指旋转轴14的径向。“周向”是指旋转轴14的周向。
增压器1适用于车辆等的内燃机。增压器1用于外部空气的吸入以及压缩。如图1所示,增压器1包括:涡轮2,设置于增压器1的第一端部;和压缩机3,设置于增压器1的第二端部。增压器1具备旋转轴14,该旋转轴14具有旋转轴线H。旋转轴14插通于涡轮2以及压缩机3。旋转轴14收容于轴承壳体13。轴承壳体13设置于涡轮2以及压缩机3之间。在轴承壳体13的内周面配置有轴承15。旋转轴14经由轴承15可旋转地支承于轴承壳体13。
涡轮2通过利用从内燃机排出的排出气体,使旋转轴14旋转。涡轮2包括涡轮壳体4和涡轮叶轮6。涡轮叶轮6收容于涡轮壳体4。在涡轮壳体4设置有排出气体流入口和排出气体流出口10。排出气体流出口10朝向涡轮2的第一端部开口。涡轮叶轮6设置于旋转轴14的第一端部。在涡轮叶轮6的周围设置有沿周向延伸的涡旋流路16。涡轮2使内燃机的排出气体从排出气体流入口流入涡轮壳体4内。其结果,涡轮2通过排出气体使涡轮叶轮6以及旋转轴14旋转。涡轮2使排出气体从排出气体流出口10向涡轮壳体4的外部流出。
压缩机3压缩外部空气。压缩机3向内燃机供给压缩后的空气。压缩机3包括压缩机壳体5和压缩机叶轮7。压缩机叶轮7收容于压缩机壳体5。在压缩机壳体5设置有排出口和吸入口9。吸入口9朝向压缩机3的第二端部开口。压缩机叶轮7设置于旋转轴14的第二端部。在压缩机叶轮7的周围设置有沿周向延伸的涡旋流路17。压缩机3通过涡轮2的驱动使压缩机叶轮7旋转。压缩机3使外部的空气从吸入口9吸入压缩机壳体5内。压缩机3使该空气流入涡旋流路17内。由压缩机3压缩的空气从排出口排出。排出后的空气被供给到上述的内燃机。
增压器1具有电动机21。电动机21在例如搭载有增压器1的车辆的加速时等,因内燃机的排出气体而产生的转矩相对于所要求的转矩不足的情况下,对旋转轴14赋予转矩。电动机21例如能够使用无刷直流电动机。电动机21具有马达转子25、和包括多个线圈以及多个铁心在内的马达定子27。
马达转子25收容于压缩机壳体5的内部。马达转子25沿轴向配置于轴承15与压缩机叶轮7之间。马达转子25固定于旋转轴14。马达转子25能够与旋转轴14一起旋转。马达定子27收容于压缩机壳体5的内部。马达定子27沿轴向配置于与马达转子25大致相同的位置。马达定子27包围马达转子25。马达定子27配置于压缩机壳体5。马达定子27的内周面与马达转子25的外周面分离。对马达转子25的结构进行后述。
图2是抽出表示图1所示的马达转子25的剖视图。如图2所示,马达转子25是具备内套筒31和磁铁构造体32的组件。马达转子25呈大致圆柱形。马达转子25的旋转轴线与旋转轴14的旋转轴线H重叠。
内套筒31是配置于旋转轴14的外周面14a的大致圆筒形的部件。内套筒31的内周面31b与旋转轴14的外周面14a接触。内套筒31由大径部33、基体部34、以及小径部35(参照图3)构成。大径部33设置于轴向上的中央部。基体部34构成轴向上的两端侧。小径部35配置于大径部33与基体部34之间。
磁铁构造体32与内套筒31的外周面31a接触。沿轴向的磁铁构造体32的长度比内套筒31的大径部33的长度长。磁铁构造体32以包围内套筒31的大径部33的方式配置。如图2所示,磁铁构造体32包括磁铁部36、保护层38、端环39a、以及端环39b。
磁铁部36呈大致圆筒形。磁铁部36由多个磁铁片60和第二树脂部52构成。磁铁部36以包围内套筒31的大径部33的方式配置。在磁铁部36的内周面36b与大径部33的外周面33a之间形成有第一树脂部51。在磁铁部36形成有龟裂组C。在龟裂组C形成有第二树脂部52。对龟裂组C进行后述。第一树脂部51以及第二树脂部52构成树脂部件。
保护层38是呈大致圆筒形的金属制的部件。保护层38以包围磁铁部36的方式配置。保护层38有时也被称为“装甲环”。保护层38以在增压器1的驱动时,防止磁铁部36的飞散为目的而配置。在保护层38的内周面38b与磁铁部36的外周面36a之间形成有第三树脂部53。沿轴向的保护层38的长度与磁铁部36的长度大致相等。
端环39a以及端环39b是大致圆环状的部件。端环39a以及端环39b抑制磁铁部36以及保护层38的沿轴向的位置偏移。端环39a构成沿轴向的磁铁构造体32的一个端部。端环39b构成沿轴向的磁铁构造体32的另一个端部。在端环39a与磁铁部36之间形成有第四树脂部54a。在端环39a与保护层38之间也形成有第四树脂部54a。在端环39b与磁铁部36之间形成有第四树脂部54b。在端环39b与保护层38之间也形成有第四树脂部54b。端环39a以及端环39b以与内套筒31的基体部34的外周面34a接触的方式配置。端环39a以及端环39b以沿轴向夹着内套筒31的大径部33的方式配置。端环39a的外径以及端环39b的外径与保护层38的外径大致相等。
作为内套筒31的材料,例如可以采用SCM435H等钢材。作为磁铁部36的材料,例如可以采用钕磁铁(Nd-Fe-B)、钐钴磁铁等。作为保护层38的材料,可以采用金属材料(例如Ti-6Al-4V等非磁性体金属)或树脂材料。作为端环39a以及端环39b的材料,例如可以采用SUS等非磁性体金属、热固化性树脂以及热塑性树脂等。
作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料,可以采用热固化性树脂以及热塑性树脂等。更具体而言,作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料可以采用作为热固化性树脂的酚醛树脂或环氧树脂。作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料,可以采用作为热塑性树脂的LCP(液晶聚合物)。此外,根据本发明人的试验,LCP在注塑成形时的流动性比酚醛树脂高。LCP与酚醛树脂相比,比较容易得到。因此,LCP优选作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料。酚醛树脂的耐热性、刚性、以及耐环境性比LCP优异。因此,酚醛树脂优选作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料。环氧树脂由于原材料本身具有密接性,因此优选作为第一树脂部51、第二树脂部52、第三树脂部53以及第四树脂部54a、54b的材料。
图3是表示内套筒31以及磁铁片60的结构的一个例子的图。在图3中,仅图示了马达转子25中的内套筒31以及磁铁片60,省略了其他结构。
如图3所示,在大径部33的外周面33a形成有在包括周向成分在内的方向上延伸的槽41。槽41由周向槽41a和多个滚花槽41b构成。周向槽41a沿周向延伸。周向槽41a沿轴向以等间隔形成。多个滚花槽41b沿轴向以螺旋状延伸。多个滚花槽41b以相互交叉的方式在两个方向上延伸。多个滚花槽41b以相互交叉的方式在两个方向上延伸,由此多个滚花槽41b呈斜纹图案。
在内套筒31的第一端部中,在大径部33与基体部34之间形成有小径部35。小径部35的外径随着朝向内套筒31的第一端部而变小。小径部35呈锥状。
图4是图2中的IV-IV线剖视图。如上述那样,在磁铁部36形成有龟裂组C。如图4所示,从轴向观察,龟裂组C包括第一龟裂C1、第二龟裂C2、第三龟裂C3、以及第四龟裂C4。第二龟裂C2形成在与第一龟裂C1对置的位置。第三龟裂C3沿周向形成于第一龟裂C1以及第二龟裂C2之间。第四龟裂C4配置在与第三龟裂C3对置的位置。例如,第一龟裂C1形成为从磁铁部36的内周面36b到达磁铁部36的外周面36a。第二龟裂C2、第三龟裂C3以及第四龟裂C4也形成为从磁铁部36的内周面36b到达磁铁部36的外周面36a。
龟裂组C通过后述的马达转子25的制造方法,利用永久磁铁70(参照图7)的脆性破坏(Brittle fracture)而形成。因永久磁铁70的脆性破坏,磁铁片60的断裂面60s的表面粗糙度大于磁铁片60的内周面60b的表面粗糙度。断裂面60s是磁铁片60的一部分。填充于多个磁铁片60之间的第二树脂部52与断裂面60s接触。内周面60b是磁铁片60的其它部分。填充于内套筒31(参照图2)与磁铁片60之间的第一树脂部51与内周面60b接触。这里所说的“表面粗糙度”也可以使用例如JIS B 0601等所记载的算术平均粗糙度、最大高度以及十点平均粗糙度等定义。
图5是表示磁铁片60的一个例子的立体图。如图5所示,龟裂组C还包括第五龟裂C5和第六龟裂C6。第五龟裂C5位于第一龟裂C1以及第三龟裂C3之间。第五龟裂C5沿周向延伸。第五龟裂C5形成在比第六龟裂C6更靠近第一端部的位置。通过形成这样的龟裂组C,而形成多个磁铁片60。多个磁铁片60通过第二树脂部52(参照图2)相互接合。其结果,多个磁铁片60构成大致圆筒形的磁铁部36。
接着,对制造以上这样的马达转子25的方法进行说明。图6是表示本公开的马达转子25的制造方法的流程图。如图6所示,马达转子25的制造方法具有磁铁等配置步骤S01、第一树脂部形成步骤S02、龟裂形成步骤S03、第二树脂部形成步骤S04、保护层配置步骤S05、第三树脂部形成步骤S06、以及第四树脂部形成步骤S07。
图7是表示磁铁等配置步骤S01的一个例子的剖视图。如图7所示,在磁铁等配置步骤S01(配置于模具的步骤)中,将内套筒31和大致圆筒形的永久磁铁70配置于模具55。在模具55内以包围内套筒31的大径部33的方式配置永久磁铁70。永久磁铁70的内周面70b与大径部33的外周面33a分离。永久磁铁70的外周面70a从模具55的内周面55b分离。永久磁铁70的第一端部的端面与模具55的第一端部的端面成为共面。配置具有比模具55的内径小的外径的永久磁铁70。通过配置具有比模具55的内径小的外径的永久磁铁70,而在模具55的内周面55b与永久磁铁70的外周面70a之间形成间隙G。间隙G形成得比例如在永久磁铁70的加工时能够实现的尺寸公差(Dimensional tolerance)大。换言之,间隙G吸收相对于永久磁铁70所包括的基准尺寸的偏差。间隙G也可以说是能够使永久磁铁70的外形成为理想的外形的程度的余量。
图8是表示第一树脂部形成步骤S02的一个例子的剖视图。如图8所示,在第一树脂部形成步骤S02(填充树脂的步骤)中,在模具55的第一端部配置盖56。在内套筒31与永久磁铁70之间填充未固化的树脂50a。在模具55的盖56设置有注入口56a。注入口56a将盖56的第一端部与盖56的第二端部连通。在第一树脂部形成步骤S02中,从注入口56a填充未固化的树脂50a。通过从注入口56a填充未固化的树脂50a,能够在内套筒31的外周面31a与永久磁铁70的内周面70b之间填充未固化的树脂50a。通过填充未固化的树脂50a,而使第一树脂部51注塑成形。在第一树脂部形成步骤S02中,也可以对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力小的压力。
图9是表示龟裂形成步骤S03的一个例子的剖视图。在龟裂形成步骤S03中,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力,而形成龟裂组C。通过形成龟裂组C,而形成多个磁铁片60。此外,通过对未固化的树脂50a施加压力而使永久磁铁70断裂。因此,构成龟裂组C的多个龟裂也可以不以直线的方式形成。也可以在龟裂组C中包括多个龟裂合流的分支点。换言之,也可以在龟裂组C中包括奇数或偶数的龟裂合流的分支点。
图10是表示第二树脂部形成步骤S04的一个例子的剖视图。如图10所示,在第二树脂部形成步骤S04中,在利用填充未固化的树脂50a的压力而形成多个磁铁片60后,继续对未固化的树脂50a持续施加压力。此时的压力也可以与第一树脂部形成步骤S02相同。即,在形成多个磁铁片60后持续施加的压力也可以比龟裂形成步骤S03的压力小。另外,在形成多个磁铁片60后持续施加的压力也可以与龟裂形成步骤S03相同。即,在形成多个磁铁片60后持续施加的压力也可以不从龟裂形成步骤S03的压力变更。在利用填充未固化的树脂50a的压力而形成多个磁铁片60后,通过继续对未固化的树脂50a持续施加压力,而在形成于磁铁片60之间的龟裂组C填充未固化的树脂50a。其结果,能够形成第二树脂部52。另外,对未固化的树脂50a继续赋予压力。其结果,位于形成有间隙G的部分的磁铁片60沿径向移动。通过使磁铁片60沿径向移动,而将磁铁片60按压于模具55的内周面55b。因此,多个磁铁片60以沿着模具55的内周面55b的形状的方式配置。
在经过以上步骤期间,未固化的树脂50a因模具55所具有的热而逐渐固化。未固化的树脂50a固化后为第一树脂部51。在形成第一树脂部51后,取下盖56。而且,从模具55取下包括内套筒31和磁铁部36在内的中间制造物。
图11是表示保护层配置步骤S05的一个例子的剖视图。如图11所示,在保护层配置步骤S05中,将内套筒31、磁铁部36、以及保护层38配置于模具58的内部。磁铁部36通过第一树脂部51与内套筒31接合。模具58的内径与保护层38的外径大致相等。即,模具58的内径大于模具55的内径。保护层38以包围磁铁部36的方式配置。保护层38的内周面38b与磁铁部36的外周面36a分离。
图12是表示第三树脂部形成步骤S06的一个例子的剖视图。如图12所示,在第三树脂部形成步骤S06中,在模具58的第一端部配置盖59。其后,在磁铁部36与保护层38之间填充未固化的树脂50b。在盖59设置有注入口59a。注入口59a将盖59的第一端部与盖59的第二端部连通。从注入口59a填充未固化的树脂50b。通过从注入口59a填充未固化的树脂50b,能够在磁铁部36的外周面36a与保护层38的内周面38b之间形成第三树脂部53。
图13是表示第四树脂部形成步骤S07的一个例子的剖视图。如图13所示,在第四树脂部形成步骤S07中,首先,从模具58取下内套筒31、磁铁部36、保护层38、第一树脂部51、第二树脂部52、以及第三树脂部53。其后,将旋转轴14插通于内套筒31。接着,研磨第一树脂部51的第一端部以及第三树脂部53的第一端部。通过研磨第一树脂部51的第一端部以及第三树脂部53的第一端部,而使磁铁部36的第一端部的端面以及保护层38的第一端部的端面一致。其后,形成一端面71a。研磨第一树脂部51的第二端部,使得其与磁铁部36的第二端部的端面成为共面。研磨第三树脂部53的第二端部,使得其与保护层38的第二端部的端面成为共面。其后,形成另一端面71b。接着,在一端面71a涂敷未固化的树脂。在另一端面71b也涂敷未固化的树脂。接下来,将端环39a以及端环39b分别压入内套筒31。其后,对未固化的树脂按压端环39a以及端环39b。其结果,能够形成第四树脂部54a、54b。经由这样的工序,得到图2所示的马达转子25。
马达转子25的磁铁构造体32包括多个磁铁片60。多个磁铁片60通过第二树脂部52相互接合。而且,第一树脂部51也填充于内套筒31与磁铁构造体32之间。为了得到这样的结构,首先,将内套筒31、大致圆筒形的永久磁铁70配置于模具55。接着,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力,从而在永久磁铁70产生龟裂组C,因此能够形成多个磁铁片60。多个磁铁片60能够被按压于模具55。其结果,得到马达转子25。模具55的内周面55b相对于旋转轴线H高精度地进行对位。因此,通过对该模具55的内周面55b按压磁铁片60,磁铁构造体32也能够以与模具55所具有的对位的精度相同的精度来构成。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
填充于多个磁铁片60之间的第二树脂部52所接触的磁铁片60的断裂面60s的表面粗糙度大于填充于内套筒31与多个磁铁片60之间的第一树脂部51所接触的磁铁片60的内周面60b的表面粗糙度。根据这样的结构,也能够提高马达转子25的旋转平衡。
在形成于内套筒31与永久磁铁70之间的间隙填充有未固化的树脂50a,该内套筒31在内套筒31的外周面31a形成有在包括周向成分在内的方向上延伸的槽41。此时,能够利用槽41沿包括周向成分在内的方向引导未固化的树脂50a的流动。其结果,未固化的树脂50a容易沿周向均衡地遍布于间隙。通过未固化的树脂50a沿周向均衡地遍布于间隙,能够对多个磁铁片60的周向更均匀地施加压力。其结果,能够将多个磁铁片60更均匀地按压于模具55的内周面55b。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
在内套筒31的轴向上的第一端部形成有小径部35,该小径部35形成为直径比大径部33小。在该情况下,能够扩大用于填充于内套筒31的轴向上的第一端部的未固化的树脂50a的入口。通过扩大用于填充的未固化的树脂50a的入口,未固化的树脂50a容易沿周向均衡地遍布于形成在内套筒31与永久磁铁70之间的间隙。其结果,能够对多个磁铁片60的周向更均匀地施加压力。由于能够对多个磁铁片60的周向更均匀地施加压力,因此能够将多个磁铁片60更均匀地按压于模具55的内周面55b。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
在马达转子25的制造方法中,首先,将内套筒31和大致圆筒形的永久磁铁70配置于模具55。接着,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力,使永久磁铁70产生龟裂组C。此后,形成多个磁铁片60,并且将这些多个磁铁片60按压于模具55。模具55的内周面55b相对于旋转轴线H高精度地进行对位。因此,通过对模具55的内周面55b按压磁铁片60,能够构成具有与模具55所具有的对位的精度同样的精度的磁铁构造体32。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
在磁铁等配置步骤S01中,通过配置具有比模具55的内径小的外径的永久磁铁70,从而在模具55的内周面55b与永久磁铁70的外周面70a之间形成间隙。在第一树脂部形成步骤S02中,利用填充未固化的树脂50a的压力而使永久磁铁70断裂后,继续对未固化的树脂50a持续施加压力。在模具55的内周面55b与永久磁铁70的外周面70a之间形成间隙G。间隙G成为永久磁铁70的动作余量。其结果,能够以沿着相对于旋转轴线H高精度地进行对位的模具55的内周面55b的形状的方式配置永久磁铁70。在利用未固化的树脂50a的填充而使永久磁铁70断裂后,能够继续对未固化的树脂50a持续施加压力。其结果,能够利用模具55的内周面55b更可靠地按压永久磁铁70。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
在加工上述那样的大致圆筒形的永久磁铁时,要求提高内径以及外径的加工精度,直到达到增压器1那样的旋转机械所要求的水准。在该情况下,模具55的内周面55b相对于旋转轴线H高精度地进行对位。与此相对,需要永久磁铁70的外周面70a以及永久磁铁70的内周面70b相对于旋转轴线H进一步高精度地进行对位。在使用这样的永久磁铁70的情况下,难以使磁铁部36的轴线与旋转轴线H一致。因此,成为马达转子25的旋转平衡变差的原因。
图14表示作为比较例的马达转子250。图14是从轴向观察马达转子250的剖视图。在图14的例子中,马达转子250的内套筒31、保护层38、第一树脂部51、以及第三树脂部53各自的内径以及外径相对于旋转轴线H高精度地进行对位。永久磁铁700的内周面700b相对于旋转轴线H高精度地进行对位。但是,永久磁铁700的外周面700a未相对于旋转轴线H高精度地进行对位。换言之,永久磁铁700的外周面700a与相对于旋转轴线H高精度地进行了对位的情况下的理想的圆存在偏差。与马达转子25不同,马达转子250的永久磁铁700未形成龟裂组C。
如图14所示,模具55的内周面55b的中心Y与旋转轴线H一致。与此相对,永久磁铁700的外周面700a的轴线X1与旋转轴线H不一致。因此,轴线X1沿径向,向远离旋转轴线H的方向偏移。在这样的马达转子250中,即使相对于旋转轴线H高精度地加工内套筒31、保护层38、第一树脂部51、以及第三树脂部53各自的内径以及外径,也难以提高马达转子250的旋转平衡。
图15是表示马达转子25的剖视图。该马达转子25包括多个磁铁片60。但是,这些磁铁片60原本与永久磁铁700同样是外周面与设计尺寸具有偏差的圆筒状的磁铁。
在图15的例子中,如上述那样,在内套筒31与永久磁铁70之间填充未固化的树脂50a时,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力,而形成马达转子25。通过这样形成马达转子25,使永久磁铁70脆性破坏。其结果,能够在永久磁铁70形成龟裂组C,并且将构成磁铁部36的多个磁铁片60按压于模具55的内周面55b。模具55的内周面55b相对于旋转轴线H高精度地进行对位。因此,多个磁铁片60的轴线X2能够与旋转轴线H一致、或至少比轴线X1靠近旋转轴线H。即,被分割的各个磁铁片60能够沿径向移动与间隙G相当的量。通过该移动,消除与理想的外形形状的偏差。因此,根据这样的马达转子25,能够提高旋转平衡。
在以往的马达转子的制造方法中,在内套筒与磁铁部之间填充未固化的树脂。因此,在对第一树脂部进行注塑成形时,为了抑制在作为脆性材料的永久磁铁产生龟裂,一般采用限制施加到未固化的树脂的压力并且进行注塑成形的手法。与此相对,在马达转子25的制造方法中,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。通过对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力,能够对模具55的内周面55b按压磁铁片60。由于能够对模具55的内周面55b按压磁铁片60,因此与不形成这样的磁铁片60的图14所示的马达转子250的例子相比,能够使磁铁部36的轴线X2靠近旋转轴线H。因此,能够提高马达转子25的旋转平衡。
以上,虽然对本公开的马达转子以及马达转子的制造方法进行了说明,但本公开的马达转子以及马达转子的制造方法未必限定于上述的实施方式。在上述实施方式中,龟裂组C由沿轴向延伸的4个龟裂(第一龟裂C1、第二龟裂C2、第三龟裂C3、以及第四龟裂C4)和沿周向延伸的两个龟裂(第五龟裂C5以及第六龟裂C6)构成,但龟裂组C只要起到发明的效果,也可以为各种方式。
在上述实施方式中,小径部35的直径随着朝向内套筒31的第一端部而变小。另外,小径部35呈锥状。但是,例如小径部35也可以呈在内套筒31的大径部33之间形成有阶梯差那样的圆柱形状。
在上述实施方式中,端环39a以及端环39b配置于内套筒31的基体部34的外周面34a。但是,端环39a以及端环39b也可以配置为与基体部34的外周面34a分离。另外,在上述实施方式中,端环39a以及端环39b的外径与保护层38的外径大致相等。但是,端环39a的外径也可以不与例如端环39b的外形大致相等。在形成于一端面71a的第四树脂部54a具有与端环39a同样的功能的情况下,也可以不设置端环39a。另外,在形成于另一端面71b的第四树脂部54b具有与端环39b同样的功能的情况下,也可以不设置端环39b。
在上述实施方式中,设置于大径部33的外周面33a的槽41由沿周向延伸的周向槽41a、和沿轴向以螺旋状延伸的多个滚花槽41b构成。但是,例如槽41也可以仅由周向槽41a构成。例如槽41也可以仅由滚花槽41b构成。槽41也可以不由周向槽41a以及滚花槽41b构成。在上述实施方式中,多个滚花槽41b以相互交叉的方式在两个方向上延伸。多个滚花槽41b以相互交叉的方式在两个方向上延伸,由此多个滚花槽41b呈斜纹图案。然而,例如,多个滚花槽41b也可以仅在一个方向上延伸。
在上述实施方式中,在第一树脂部形成步骤S02中,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力小的压力。其后,在龟裂形成步骤S03中,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。但是,例如也可以在第一树脂部形成步骤S02的时刻,对未固化的树脂50a施加比永久磁铁70断裂的压力大的压力。
根据脆性破坏,永久磁铁70不规则地裂开。例如,从宏观上看,第一龟裂C1也可以形成为直线状,也可以形成为不规则地蛇行。另外,第一龟裂C1与其他龟裂的关系也是多样的。其结果,在被龟裂组C单片化的多个磁铁片60中,至少一个磁铁片60的形状与其他磁铁片60的形状不同。该表现可以有几个方式。
首先,作为第一方式,对于所有的磁铁片60,有时不存在视为形状相互相同的磁铁片。换言之,是多个磁铁片60中不存在一个相同的形状的磁铁片的情况。这样的方式例如也可以说是“多个磁铁片60的形状相互不同”。
另一方面,由于龟裂不规则地形成,因此根据龟裂的状态或磁铁片60的形状的评价的方法,有时也存在视为形状相同的几个磁铁片60。即,作为第二方式,在多个磁铁片60中,也存在形状不同的磁铁片,但有时也存在视为形状相同的几个磁铁片60。
即,对于构成磁铁部36的多个磁铁片60而言,可以所有的磁铁片60的形状相互不同,也可以几个磁铁片60的形状相同。换言之,构成本公开的磁铁部36的多个磁铁片60的方式包括除了所有的磁铁片60全部为相同的形状的情况之外的所有的方式。
附图标记说明
14...旋转轴;14a、31a、70a...外周面;25...马达转子;31...内套筒;32...磁铁构造体;33...大径部;35...小径部;41...槽;50a、50b...未固化的树脂;51...第一树脂部;52...第二树脂部;55...模具;55b...内周面;60...磁铁片;60b...内周面;60s...断裂面;70...永久磁铁;G...间隙。
Claims (6)
1.一种马达转子,其特征在于,具备:
旋转轴;
内套筒,其配置于所述旋转轴的外周面;以及
磁铁构造体,其配置于所述内套筒的外周面,
所述磁铁构造体包括:以覆盖所述内套筒的外周面的方式配置的多个磁铁片、和填充于所述内套筒与所述多个磁铁片之间以及所述多个磁铁片之间的树脂部件,
所述多个磁铁片中的至少一个所述磁铁片的形状与其他所述磁铁片的形状不同。
2.根据权利要求1所述的马达转子,其特征在于,
在所述多个磁铁片之间所述树脂部件所接触的所述磁铁片的面的表面粗糙度,大于在所述内套筒与所述多个磁铁片之间所述树脂部件所接触的所述磁铁片的面的表面粗糙度。
3.根据权利要求1或2所述的马达转子,其特征在于,
在所述内套筒的所述外周面形成有槽,该槽沿包括周向成分的方向延伸。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的马达转子,其特征在于,
在所述内套筒的轴向的第一端部形成有小径部,该小径部形成为比所述轴向上的与所述磁铁构造体的内周面对置的部位小径。
5.一种马达转子的制造方法,其特征在于,具有以下步骤:
将内套筒和圆筒形的磁铁配置于模具的步骤;和
在所述内套筒与所述磁铁之间填充未固化的树脂的步骤,
在填充所述树脂的步骤中,对所述树脂施加比所述磁铁断裂的压力大的压力。
6.根据权利要求5所述的马达转子的制造方法,其特征在于,
在配置于所述模具的步骤中,通过配置具有比所述模具的内径小的外径的所述磁铁,由此在所述模具的内周面与所述磁铁的外周面之间形成间隙,
在填充所述树脂的步骤中,在利用填充所述树脂的压力而使所述磁铁断裂后,继续对所述树脂持续施加所述压力。
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