CN117413447A - 转子以及ipm马达 - Google Patents

Abstract

转子2包括：圆柱状的转子芯21，具有沿厚度方向层叠的多个芯板25及沿轴线方向延伸的磁铁插入孔24；以及磁铁22，被插入至磁铁插入孔24内。多个芯板25具有多个第一芯板50。多个第一芯板50沿所述轴线方向连续地层叠。多个第一芯板50分别具有接触部53与变形容许部52。接触部53构成磁铁插入孔24的内表面的一部分且与磁铁22接触。沿厚度方向观察第一芯板50时，变形容许部52夹着接触部53而与磁铁22位于相反侧，且容许接触部53的变形。沿轴线方向观察转子芯21时，多个第一芯板25中的多个接触部53的至少一部分重叠。

Description

转子以及IPM马达

技术领域

本发明涉及一种转子以及IPM马达。

背景技术

在磁铁插入孔内插入有磁铁的IPM马达用的转子中，已知有通过芯板所具有的突出部来将所述磁铁固定至所述磁铁插入孔内的结构。例如，在专利文献1中，公开了一种将包括磁铁插入孔的电磁钢板层叠而构成的转子芯。

所述转子芯中，所述电磁钢板中的至少一个电磁钢板即第一电磁钢板在所述磁铁插入孔的侧面具有突出部，所述突出部构成为，一部分朝向所述磁铁插入孔突出，且可通过被插入至所述磁铁插入孔的所述永磁铁而朝轴向弯曲。所述永磁铁通过弯曲的所述突出部而固定于所述磁铁插入孔内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2019-146448

发明内容

发明所要解决的问题

在像专利文献1的结构那样通过弯曲的突出部将磁铁保持于磁铁插入孔内的结构中，必须相对于所述磁铁插入孔的内表面与被插入至所述磁铁插入孔内的所述磁铁的间隙的尺寸，来严格地管理所述突出部的厚度。即，所述突出部的厚度必须设为能够将所述突出部收容至所述间隙内，并且能够在所述磁铁插入孔的内表面与所述磁铁之间保持所述磁铁的厚度。与此相对，在通过芯板的一部分来固定磁铁的结构中，正在寻求可通过简单的结构将磁铁保持于磁铁插入孔内的结构。

本发明的目的在于提供一种可通过简单的结构将磁铁保持于磁铁插入孔内的转子。

解决问题的技术手段

本发明的一实施方式的转子包括：圆柱状的转子芯，具有沿厚度方向层叠的多个芯板及沿轴线方向延伸的磁铁插入孔；以及磁铁，被插入至所述磁铁插入孔内。所述多个芯板具有多个第一芯板。所述多个第一芯板沿所述轴线方向连续地层叠。所述多个第一芯板分别具有：接触部，构成所述磁铁插入孔的内表面的一部分，且与所述磁铁接触；以及变形容许部，沿厚度方向观察所述第一芯板时，夹着所述接触部而与所述磁铁位于相反侧，且容许所述接触部的变形。沿轴线方向观察所述转子芯时，所述多个第一芯板中的多个所述接触部的至少一部分重叠。

本发明的一实施方式的IPM马达具有：转子，具有所述的结构；以及定子，具有定子线圈及定子芯。

发明的效果

根据本发明的一实施方式，能够提供一种可通过简单的结构将磁铁保持于磁铁插入孔内的转子。

附图说明

[图1]图1是表示实施方式1的IPM马达的概略结构的剖面图。

[图2]图2是实施方式1的转子的立体图。

[图3]图3是转子的平面图。

[图4]图4是图3的IV-IV线剖面图。

[图5]图5是沿轴线方向观察在磁铁插入孔内插入有磁铁的状态的第一芯板的图。

[图6]图6是图5的局部放大图。

[图7]图7是第二芯板的、相当于图6的图。

[图8A]图8A是对将磁铁插入至磁铁插入孔内时的接触部的变形进行说明的图。

[图8B]图8B是对将磁铁插入至磁铁插入孔内时的接触部的变形进行说明的图。

[图9]图9是实施方式1的变形例的马达的、相当于图8A的图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的例示性的实施方式。另外，对于图中的相同或相当的部分标注相同的符号并不再重复其说明。而且，各图中的构成构件的尺寸并未忠实地表示了实际的构成构件的尺寸以及各构成构件的尺寸比率等。

另外，以下，在马达1的说明中，分别将与转子2的中心轴P平行的方向称作“轴线方向”，将与中心轴P正交的方向称作“径向”，将沿着以中心轴P为中心的圆弧的方向称作“周向”。但并不意图通过这些定义来限定转子2的使用时的方向。

而且，以下的说明中，所谓“相同”，不仅包含严格相同的情况，也包含被视为实质上相同的范围。

而且，以下的说明中，“固定”、“连接”及“安装”等(以下称作固定等)的表达不仅包含构件彼此直接固定等的情况，也包含经由其他构件而固定等的情况。即，以下的说明中，在固定等的表达中，包含构件彼此的直接及间接性的固定等的含义。

(实施方式1)

(马达的结构)

图1是表示实施方式1的马达1的概略结构的图。马达1为IPM马达。马达1包括转子2、定子3、壳体4及轴20。转子2相对于定子3，以中心轴P为中心而旋转。本实施方式中，马达1是转子2以中心轴P为中心可旋转地位于筒状的定子3内的、所谓的内转子型的马达。

转子2包括转子芯21及磁铁22。转子2位于定子3的径向内方，以中心轴P为中心而可相对于定子3旋转。

定子3被收容在壳体4内。本实施方式中，定子3为圆筒状。转子2位于定子3的径向内方。即，定子3是在径向上与转子2相向地设置。

定子3包括定子芯31及定子线圈32。定子线圈32被卷绕于定子芯31。定子3的详细结构省略说明。

参照图2至图7来说明转子2。如图2所示，转子2的转子芯21是沿着中心轴P延伸的圆筒状。转子芯21具有沿着中心轴P延伸的贯穿孔21a。如图1所示，轴20以沿轴线方向贯穿了贯穿孔21a的状态而固定于转子芯21。由此，转子芯21与轴20一同旋转。

如图2及图3所示，转子芯21具有沿周向以规定的间隔设置的多个磁铁插入孔24。多个磁铁插入孔24沿轴线方向贯穿转子芯21。沿轴线方向观察时，多个磁铁插入孔24是在一方向上长长的矩形状。多个磁铁插入孔24包含：沿轴线方向观察时长边方向沿着转子芯21的外周的磁铁插入孔；以及沿着轴线方向观察时从转子芯21的径向外周侧延伸至径向内周侧的磁铁插入孔。在磁铁插入孔24内，收容有磁铁22。另外，多个磁铁插入孔也可包含沿轴线方向观察时沿转子芯的径向延伸的磁铁插入孔。

转子芯21具有形成为规定形状且沿厚度方向层叠的多个圆盘状的芯板25。多个芯板25为电磁钢板。

磁铁22是沿轴线方向延伸的长方体状。磁铁22从转子2的轴线方向的其中一侧插入至磁铁插入孔24内，被收容在磁铁插入孔24内。磁铁22通过后述的第一芯板50的接触部53，相对于磁铁插入孔24而固定。以下，将向磁铁插入孔24内插入磁铁22的方向也称作“磁铁插入方向”。

图4是图3的IV-IV线剖面图。如图4所示，转子芯21沿厚度方向层叠有多个芯板25。本实施方式中，多个芯板25包含第一芯板50及第二芯板60。本实施方式中，第一芯板50连续地层叠在转子芯21的轴线方向的中央。第二芯板60相对于第一芯板50而层叠在所述轴线方向的一侧及另一侧。

图5是沿轴线方向观察在磁铁插入孔24内插入有磁铁22的状态的第一芯板50的图。如图5所示，第一芯板50具有多个收容孔51、多个变形容许部52及多个接触部53。

本实施方式中，第一芯板50相对于一个收容孔51而具有两个变形容许部52及两个接触部53。变形容许部52相对于收容孔51而位于径向内方。接触部53位于收容孔51与变形容许部52之间。

第一芯板50所具有的多个收容孔51的结构相同。而且，变形容许部52及接触部53相对于各收容孔51的结构相同。因此，以下，对一个收容孔51、相对于此收容孔51位于径向内方的一个变形容许部52、及位于此收容孔51与此变形容许部52之间的一个接触部53进行说明。

图6是对图5的虚线所示的部分进行放大的图。如图6所示，收容孔51具有沿轴线方向观察第一芯板50时在一方向上长长的形状。收容孔51构成转子芯21的磁铁插入孔24的一部分。磁铁22位于收容孔51内。

沿厚度方向观察第一芯板50时，变形容许部52相对于内表面51a而位于径向内方侧，所述内表面51a构成收容孔51的沿长边方向延伸的一对内表面中的其中一者。本实施方式中，变形容许部52具有沿厚度方向贯穿第一芯板50的贯穿孔52a。贯穿孔52a例如为矩形状。

接触部53位于收容孔51与变形容许部52之间。即，接触部53构成内表面51a的一部分。本实施方式中，接触部53具有突起部53a，所述突起部53a朝向磁铁插入孔24的内部突出而与磁铁22接触。

接触部53在磁铁22被插入至磁铁插入孔24内时，被磁铁22朝向变形容许部52按压。因而，在磁铁插入孔24内插入有磁铁22的状态下，接触部53朝向变形容许部52产生变形。由此，被插入至磁铁插入孔24内的磁铁22通过接触部53的弹性恢复力，被按压至夹着磁铁22而与接触部53为相反侧的磁铁插入孔24的内表面。

接触部53通过变形容许部52的贯穿孔52a，能够容易地朝接触部53与变形容许部52的排列方向变形。即，变形容许部52通过具有贯穿孔52a，能够使接触部53容易地朝所述排列方向变形。

如图6所示，在沿轴线方向观察转子2时与接触部53及变形容许部52的排列方向正交的交叉方向上，变形容许部52的长度比接触部53长。即，沿轴线方向观察转子2时，所述交叉方向上的变形容许部52的两端部比起接触部53的所述交叉方向的两端部而位于更外方。由此，能够使接触部53容易地朝所述排列方向变形。

本实施方式中，接触部53具有从收容孔51的内表面51a朝向磁铁插入孔24的内部突出的突起部53a。由此，能够使突起部53a的前端接触至磁铁22。即，接触部53接触至磁铁22的部分的面积小。由此，通过插入至磁铁插入孔24内的磁铁22，能够使接触部53容易地朝向变形容许部52变形。而且，在作为突起部53a的接触部53中，接触至磁铁22的部分的面积小，因此能够加大通过接触部53来保持磁铁22的力。

如图4所示，多个第一芯板50沿转子2的轴线方向连续地层叠。即，如图4所示，沿轴线方向观察转子芯21时，多个第一芯板50中的多个接触部53重叠。本实施方式中，三个第一芯板50连续地层叠。另外，只要两个以上的第一芯板连续地层叠即可。

变形容许部52具有分别贯穿多个第一芯板50的贯穿孔52a。通过多个第一芯板50的变形容许部52分别具有贯穿孔52a，能够使多个接触部53在各个贯穿孔52a内变形。即，在将磁铁22插入至磁铁插入孔24内时，能够使多个接触部53容易地朝向变形容许部52变形。

而且，沿轴线方向观察转子芯21时，多个接触部53的至少一部分重叠。由此，在将磁铁22插入至磁铁插入孔24内时，能够使多个接触部53难以朝磁铁插入方向变形。

即，通过沿轴线方向连续地层叠第一芯板50，能够使多个接触部53容易地朝向变形容许部52变形，而难以朝所述轴线方向变形。即，在将磁铁22插入至磁铁插入孔24内时，既能抑制多个接触部53朝所述轴线方向变形，又能使多个接触部53朝向变形容许部52变形。

如图4所示，第二芯板60相对于多个第一芯板50而层叠于轴线方向的其中一侧及另一侧。图7是朝轴线方向另一侧观察相对于第一芯板50而层叠于轴线方向的其中一侧的第二芯板60的图。图7表示了沿轴线方向观察转子芯21时，第二芯板60中的与图6所示的第一芯板50重叠的部分。以下，对相对于多个第一芯板50而层叠于轴线方向的其中一侧的第二芯板60进行说明。相对于多个第一芯板50而层叠于轴线方向的另一侧的第二芯板60具有同样的结构。因此，对于层叠于所述另一侧的第二芯板60省略说明。

第二芯板60具有收容孔61与包覆部62。收容孔61构成转子芯21的磁铁插入孔24的一部分。磁铁22位于收容孔61内。在第二芯板60中，构成第一芯板50中的内表面51a侧的磁铁插入孔24的内表面61a与磁铁22不接触。

包覆部62位于沿所述轴线方向观察时与第一芯板50的变形容许部52重叠的位置。即，第二芯板60中，包覆部62在轴线方向另一侧覆盖多个第一芯板50的变形容许部52。由此，能够抑制多个第一芯板50的变形容许部52朝转子芯21的轴线方向变形。而且，覆盖变形容许部52的第二芯板60位于多个第一芯板50的层叠方向的至少其中一侧，因此能够抑制多个第一芯板50的变形容许部52的位置处的转子芯21的强度下降。

另外，第二芯板60也可层叠于第一芯板50的轴线方向的其中一侧或另一侧中的其中任一侧。即，多个芯板25具有第二芯板60，所述第二芯板60相对于多个第一芯板50而层叠于多个第一芯板50的层叠方向的至少其中一侧。第二芯板60在沿多个第一芯板50的层叠方向观察时与多个第一芯板50的变形容许部52重叠的位置具有包覆部62。另外，优选的是，第二芯板60层叠于第一芯板50的轴线方向其中一侧及另一侧这两侧。

这样，第二芯板60通过包覆部62而在所述层叠方向其中一侧或另一侧覆盖多个第一芯板50的变形容许部52。由此，能够抑制多个第一芯板50的变形容许部52朝转子芯21的轴线方向变形。而且，覆盖变形容许部52的第二芯板60位于多个第一芯板50的所述层叠方向的至少其中一侧，因此能够抑制多个第一芯板50的变形容许部52的位置处的转子芯21的强度下降。

接下来，参照图6、图8A及图8B，对通过接触部53的变形来固定磁铁22的方法进行说明。如图8A所示，在磁铁插入孔24内未插入有磁铁22的状态下，接触部53朝向磁铁插入孔24的内部突出。接触部53在磁铁22被插入至磁铁插入孔24内时，被磁铁22朝向变形容许部52按压。接触部53通过如图8B所示那样被磁铁22按压而朝向变形容许部52变形。插入至磁铁插入孔24内的磁铁22通过接触部53的弹性恢复力，被按压至夹着磁铁22而与接触部53为相反侧的磁铁插入孔24的内表面。由此，磁铁22相对于磁铁插入孔24而固定。

即，具有以上结构的本实施方式的马达1用的转子2包括：圆柱状的转子芯21，具有沿厚度方向层叠的多个芯板25及沿轴线方向延伸的磁铁插入孔24；以及磁铁22，被插入至磁铁插入孔24内。转子2的多个芯板25具有多个第一芯板50。多个第一芯板50沿所述轴线方向连续地层叠。多个第一芯板50分别具有接触部53与变形容许部52。接触部53构成磁铁插入孔24的内表面的一部分且与磁铁22接触。沿厚度方向观察第一芯板50时，变形容许部52夹着接触部53而与磁铁22位于相反侧，且容许接触部53的变形。沿轴线方向观察转子芯21时，多个第一芯板50中的多个接触部53的至少一部分重叠。

已知有一种转子：芯板具有通过插入至磁铁插入孔内的磁铁而朝与所述磁铁的插入方向交叉的方向变形的接触部，通过所述接触部的弹性恢复力来将所述磁铁保持于所述磁铁插入孔内。所述转子中，所述接触部在所述磁铁被插入至所述磁铁插入孔内时，通过所述磁铁而朝与所述插入方向交叉的方向变形。所述接触部在所述磁铁被插入至所述磁铁插入孔内时，朝所述磁铁的插入方向受到按压。由此，所述接触部有时也会朝所述插入方向变形。其结果，所述接触部朝与所述插入方向交叉的方向按压所述磁铁的力有可能下降。

与此相对，本实施方式的转子2中，接触部53能够容易地朝向变形容许部52变形。而且，沿轴线方向观察转子芯21时，与磁铁22接触的多个接触部53的至少一部分重叠。即，接触部53容易朝与所述轴线方向交叉的方向变形而难以朝所述轴线方向变形。由此，接触部53按压磁铁22的力的下降得到抑制。因而，能够提供一种可利用简单的结构来将磁铁22保持于磁铁插入孔24内的转子。

而且，转子2的多个第一芯板50分别具有多个接触部53与多个变形容许部52。由此，对于一个第一芯板50，能够通过多个接触部53来保持一个磁铁22。由此，能够将磁铁22更切实地保持于铁插入孔24内。

本实施方式的马达1具有：转子2；以及定子3，具有定子线圈32及定子芯31。由此，能够提供一种马达1，其具有可利用简单的结构来将磁铁22保持于磁铁插入孔24内的转子。

(实施方式1的变形例)

接下来，参照图9来说明实施方式1的变形例的马达。本变形例的马达的转子102中，磁铁122及构成转子芯121的第一芯板150的结构与实施方式1的转子2不同。除此以外的结构与实施方式1相同。以下，对于与实施方式1相同的结构标注相同的符号而省略说明。

本变形例中，转子102包括转子芯121及磁铁122。转子芯121具有磁铁插入孔24。磁铁122从转子102的轴线方向的其中一侧插入至磁铁插入孔24内，且被收容于磁铁插入孔24内。

转子芯121具有多个芯板125。多个芯板125包含第一芯板150及第二芯板60。第一芯板150具有多个收容孔51、多个变形容许部52及多个接触部153。

本变形例中，磁铁122在位于磁铁插入方向的前侧的角部具有曲面122a。第一芯板150的接触部153在朝向磁铁插入孔24的内部突出的前端部且磁铁122被插入至磁铁插入孔24内时磁铁122所接触的部分，具有倾斜面153a。由此，在将磁铁122插入至磁铁插入孔24内时，能够使接触部153容易地朝向变形容许部52变形。

另外，也可为，磁铁在磁铁插入方向的后侧的角部也具有曲面。也可为，第一芯板的接触部在磁铁被插入至磁铁插入孔24内时与跟所述磁铁接触的一侧为相反侧，也具有倾斜面。

(其他实施方式)

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述的实施方式不过是用于实施本发明的例示。因而，可不受所述实施方式限定而在不脱离其主旨的范围内对所述实施方式进行适当变形而实施。

所述实施方式中，变形容许部52相对于收容孔51而位于径向内方。但是，变形容许部只要相对于收容孔，夹着接触部而与磁铁位于相反侧即可。即，相对于构成沿轴线方向观察时沿转子芯的径向延伸的磁铁插入孔的一部分的收容孔，变形容许部只要位于第一芯板的周向的其中一侧或另一侧即可。

所述实施方式中，转子芯21具有连续地层叠于转子芯21的轴线方向的中央的多个第一芯板。但是，转子芯也可具有连续地层叠于比所述轴线方向的中央更靠其中一侧或另一侧的多个第一芯板。转子芯也可具有连续地层叠于所述轴线方向的多个部位的多个第一芯板。

所述实施方式中，第一芯板50相对于一个收容孔51而具有两个变形容许部52。但是，第一芯板也可相对于一个收容孔而具有一个、三个或比三个多的数量的变形容许部。

所述实施方式中，第一芯板50相对于所有的收容孔51而具有变形容许部52。但是，第一芯板也可相对于一部分收容孔而具有变形容许部。

所述实施方式中，第一芯板50相对于所有的收容孔51而具有接触部53。但是，第一芯板也可相对于一部分收容孔而具有接触部。

所述实施方式中，第一芯板50相对于一个接触部53而具有一个变形容许部52。但是，接触部的数量也可与变形容许部的数量不同。

所述实施方式中，变形容许部52具有贯穿孔52a。但是，变形容许部例如也可在贯穿孔的位置具有薄壁部。变形容许部只要是在将磁铁插入至磁铁插入孔内时可容许接触部的变形的结构即可。

所述实施方式中，变形容许部52的贯穿孔52a为矩形状。但是，变形容许部的贯穿孔也可为矩形以外的其他形状。所述贯穿孔只要是能够使接触部朝接触部及变形容许部的排列方向变形的形状即可。

所述实施方式中，多个变形容许部52为相同的形状。但是也可为，一部分变形容许部为不同的形状。

所述实施方式中，接触部53具有突起部53a。但是，接触部只要是与插入至磁铁插入孔内的磁铁接触，且将磁铁插入至磁铁插入孔内时被所述磁铁按压而可朝向变形容许部变形的形状即可。例如，接触部也可具有磁铁插入孔的内表面的固定范围突出至磁铁插入孔的内部的突出部。

所述实施方式中，在转子2的轴线方向上，多个第二芯板60分别层叠于多个第一芯板50的其中一侧及另一侧。但是也可为，层叠于多个第一芯板的所述轴线方向的其中一侧及另一侧的一部分芯板为第二芯板。

所述实施方式1的变形例中，磁铁122在轴线方向的端面中的磁铁插入方向的端面与沿磁铁122的长边方向延伸的侧面的连接部具有曲面122a。但是，磁铁也可在所述连接部具有倾斜面。

所述实施方式1的变形例中，第一芯板150的接触部153在朝向磁铁插入孔24的内部突出的前端部具有倾斜面153a。但是，第一芯板的接触部也可在所述前端部具有曲面。

产业上的可利用性

本发明可利用于IPM马达的转子。

符号的说明

1：马达(IPM马达)

2、102：转子

3：定子

4：壳体

20：轴

21、121：转子芯

21a、52a：贯穿孔

22、122：磁铁

24：磁铁插入孔

25、125：多个芯板

31：定子芯

32：定子线圈

50、150：第一芯板

51、61：收容孔

51a、61a：内表面

52：变形容许部

53、153：接触部

53a：突起部

60：第二芯板

62：包覆部

122a：曲面

153a：倾斜面

Claims (7)

1.一种转子，包括：圆柱状的转子芯，具有沿厚度方向层叠的多个芯板及沿轴线方向延伸的磁铁插入孔；以及磁铁，被插入至所述磁铁插入孔内，其中

所述多个芯板具有多个第一芯板，

所述多个第一芯板沿所述轴线方向连续地层叠，

所述多个第一芯板分别具有：

接触部，构成所述磁铁插入孔的内表面的一部分，且与所述磁铁接触；以及

变形容许部，沿厚度方向观察所述第一芯板时，夹着所述接触部而与所述磁铁位于相反侧，且容许所述接触部的变形，

沿轴线方向观察所述转子芯时，所述多个第一芯板中的多个所述接触部的至少一部分重叠。

2.根据权利要求1所述的转子，其中

所述多个芯板具有第二芯板，所述第二芯板相对于所述多个第一芯板而层叠于所述多个第一芯板的层叠方向的至少其中一侧，

所述第二芯板在沿所述层叠方向观察时与所述多个第一芯板的所述变形容许部重叠的位置具有包覆部。

3.根据权利要求1或2所述的转子，其中

所述接触部具有从所述磁铁插入孔的内表面朝向磁铁插入孔的内部突出的突起部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其中

所述变形容许部具有分别贯穿所述多个第一芯板的贯穿孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其中

在沿轴线方向观察所述转子时与所述接触部及所述变形容许部的排列方向正交的交叉方向上，所述变形容许部的长度比所述接触部长。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子，其中

所述多个第一芯板分别具有：

多个所述接触部；以及

多个所述变形容许部。

7.一种IPM马达，具有：

如权利要求1至6中任一项所述的转子；以及

定子，具有定子线圈及定子芯。