CN206481126U

CN206481126U - 电动机的转子

Info

Publication number: CN206481126U
Application number: CN201720031123.0U
Authority: CN
Inventors: 山田泰生; 西福元彰
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2017-09-08
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: US10601268B2; CN106961173B; US20190341819A1; JP2017127070A; US20170201139A1; DE102017100135A1; JP6557154B2; CN106961173A

Abstract

本实用新型提供电动机的转子。在制造转子时，防止磁体或保护管因与注射成型机的模具相抵接而破损。转子包括：转子铁芯；多个磁体，其配置于转子铁芯的径向外侧；筒状的保护管，其包围多个磁体；以及树脂，其被填充于形成在转子铁芯的外周面与保护管的内周面之间的间隙。转子铁芯的轴向尺寸大于多个磁体的轴向尺寸和保护管的轴向尺寸。

Description

电动机的转子

技术领域

本实用新型涉及电动机的转子。

背景技术

公知有一种电动机的转子，该转子包括：转子铁芯；多个磁体，其配置于该转子铁芯的径向外侧；筒状的保护管，其包围该多个磁体；以及树脂，其被填充于转子铁芯与保护管之间的间隙(例如日本特开2013-169103号公报)。

通常，通过使用注射成型机向上述间隙注射树脂从而制造上述这样的转子。在该情况下，磁体或保护管与注射成型机的模具抵接，由此，可能导致该磁体或该保护管破损。

实用新型内容

在本实用新型的一技术方案中，电动机的转子包括：转子铁芯；多个磁体，其配置于转子铁芯的径向外侧；筒状的保护管，其包围多个磁体；以及树脂，其被填充于形成在转子铁芯的外周面与保护管的内周面之间的间隙。转子铁芯的轴向尺寸大于多个磁体的轴向尺寸和保护管的轴向尺寸。也可以是，保护管的轴向尺寸大于多个磁体的轴向尺寸。

采用本实用新型，在制造转子时，防止磁体或保护管因与注射成型机的模具相抵接而破损。

附图说明

通过参照附图说明以下的较佳的实施方式，能够更加明确本实用新型的上述或其他的目的、特征以及优点。

图1是本实用新型的一实施方式的转子的侧剖视图。

图2是将图1所示的转子沿图1中的II-II切断而成的剖视图。

图3是本实用新型的其他的实施方式的转子的侧剖视图。

图4是将图3所示的转子沿图1中的IV-IV切断而成的剖视图。

图5是表示转子的制造方法的一例子的流程图。

图6是在制造图1所示的转子的情况下、在图5中的步骤S2中制作的组装体的侧剖视图。

图7是在制造图3所示的转子的情况下、在图5中的步骤S2中制作的组装体的侧剖视图。

图8是表示在制造图1所示的转子的情况下、图5中的步骤S3结束时的状态的剖视图。

图9是表示在制造图3所示的转子的情况下、图5中的步骤S3结束时的状态的剖视图。

图10是表示在制造图1所示的转子的情况下、图5中的步骤S4结束时的状态的剖视图。

图11是表示在制造图3所示的转子的情况下、图5中的步骤S4结束时的状态的剖视图。

图12是表示在制造图1所示的转子的情况下、图5中的步骤S5结束时的状态的剖视图。

图13是表示在制造图3所示的转子的情况下、图5中的步骤S5结束时的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本实用新型的实施方式。首先，参照图1和图2说明本实用新型的一实施方式的转子10。

另外，在以下的说明中，轴向是指沿着转子的旋转轴线O的方向，径向是指以轴线O为中心的圆的半径方向，周向是指该圆的圆周方向。另外，为了方便，将图1、图3、图6～图13的纸面左侧设定为轴向前方。

转子10以能够旋转的方式配置于电动机的定子(未图示)的径向内侧，并与该定子一起构成电动机。转子10包括旋转轴12、转子铁芯14、多个磁体16、保护管18以及树脂20。旋转轴12为沿轴向延伸的圆柱构件。

转子铁芯14为固定于旋转轴12的径向外侧的筒状构件。转子铁芯14以轴线O为中心地配置。转子铁芯14由在轴向上层叠的多张电磁钢板构成。在转子铁芯14的中心形成有贯通孔14a，在该贯通孔14a贯穿有旋转轴12。转子铁芯14具有轴向尺寸D₁。

多个磁体16分别为向轴向延伸的细长的磁性构件(例如钕或铁氧体)，并固定于转子铁芯14的外周面22上。在本实施方式中，在周向上以大致等间隔配置有共计8个磁体16。磁体16分别具有轴向尺寸D₂。在此，磁体16的轴向尺寸D₂小于转子铁芯14的轴向尺寸D₁(即，D₂＜D₁)。

在本实施方式中，全部的磁体16的轴向后方的端面28位于比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移的位置。另一方面，磁体16的轴向前方的端面32配置于与转子铁芯14的轴向前方的端面34大致相同的轴向位置。

保护管18为自径向外侧包围多个磁体16的筒状构件。保护管18由不锈钢等非磁性材料制作而成，并以轴线O为中心地配置。在此，保护管18的轴向尺寸D₃小于转子铁芯14的轴向尺寸D₁、且大于磁体16的轴向尺寸D₂(即，D₂＜D₃＜D₁)。

在本实施方式中，保护管18的轴向后方的端面26位于比全部的磁体16的轴向后方的端面28向轴向后方偏移的位置、且位于比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移的位置。另一方面，保护管18的轴向前方的端面36配置于与转子铁芯14的轴向前方的端面34大致相同的轴向位置。

树脂20填充于转子铁芯14的外周面22、保护管18的内周面24与多个磁体16的外表面38之间的间隙G。更具体而言，树脂20具有：在磁体16的轴向区间内填充于间隙G的主体部20a、和与该主体部20a的轴向后端连接的环部20b。

环部20b位于比保护管18的轴向后方的端面26和磁体16的轴向后方的端面28靠轴向后侧的位置，并自轴向后侧与该端面26和端面28抵接。另外，环部20b与保护管18的内周面24的轴向后端部抵接。

接着，参照图3说明本实用新型的另一实施方式的转子50。另外，在以下说明的各种实施方式中，对与已说明的实施方式相同的要素标注相同的附图标记，并省略详细的说明。

转子50包括旋转轴12、转子铁芯14、多个磁体52、保护管54以及树脂56。

多个磁体52分别为向轴向延伸的细长的磁性构件，并固定于转子铁芯14的外周面22上。与上述的实施方式同样，在周向上以大致等间隔配置有共计8个磁体52。磁体52分别具有轴向尺寸D₄。磁体52的轴向尺寸D₄小于转子铁芯14的轴向尺寸D₁(即，D₄＜D₁)。

在本实施方式中，全部的磁体52的轴向后方的端面58位于比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移的位置。另外，全部的磁体52的轴向前方的端面60位于比转子铁芯14的轴向前方的端面34向轴向后方偏移的位置。

保护管54为自径向外侧包围多个磁体52的筒状构件。在此，保护管54的轴向尺寸D₅小于转子铁芯14的轴向尺寸D₁、且大于磁体52的轴向尺寸D₄(即，D₄＜D₅＜D₁)。

保护管54的轴向后方的端面62位于比磁体52的轴向后方的端面58向轴向后方偏移的位置，另一方面，该保护管54的轴向后方的端面62位于比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移的位置。

另外，保护管54的轴向前方的端面64位于比磁体52的轴向前方的端面60向轴向前方偏移的位置，另一方面，该保护管54的轴向前方的端面64位于比转子铁芯14的轴向前方的端面34向轴向后方偏移的位置。

树脂56填充于转子铁芯14的外周面22、保护管54的内周面66与多个磁体52的外表面68之间的间隙G。

更具体而言，树脂56具有：在磁体52的轴向区间内填充于间隙G的主体部56a、与该主体部56a的轴向后端连接的第1环部56b以及与主体部56a的轴向前端连接的第2环部56c。

第1环部56b位于比保护管54的轴向后方的端面62和磁体52的轴向后方的端面58靠轴向后侧的位置，并自轴向后侧与该端面62和端面58抵接。另外，第1环部56b与保护管54的内周面66的轴向后端部抵接。

另一方面，第2环部56c位于比保护管54的轴向前方的端面64和磁体52的轴向前方的端面60靠轴向前侧的位置，并自轴向前侧与该端面64和端面60抵接。另外，第2环部56c与保护管54的内周面66的轴向前端部抵接。

接着，参照图5说明转子10、50的制造方法。在步骤S1中，制造者在转子铁芯14的径向外侧配置多个磁体16、52。

作为一例子，在制造转子10的情况下，制造者通过将多张电磁钢板在轴向上层叠来制作转子铁芯14。另外，制造者准备分别具有轴向尺寸D₂的共计8个磁体16。然后，制造者在转子铁芯14的外周面22上将共计8个磁体16沿周向以大致等间隔固定。

此时，全部的磁体16的轴向后方的端面28比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移地配置。另一方面，磁体16的轴向前方的端面32配置于与转子铁芯14的轴向前方的端面34大致相同的轴向位置(图6)。

作为其他的例子，在制造转子50的情况下，制造者通过将多张电磁钢板在轴向上层叠来制作转子铁芯14。另外，制造者准备分别具有轴向尺寸D₄的共计8个磁体52。然后，制造者在转子铁芯14的外周面22上将共计8个磁体52沿周向以大致等间隔固定。

此时，全部的磁体52的轴向后方的端面58比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移地配置。另外，全部的磁体52的轴向前方的端面60比转子铁芯14的轴向前方的端面34向轴向后方偏移地配置(图7)。

另外，在该步骤S1中，制造者还可以利用粘接剂等将磁体16、52固定于转子铁芯14的外周面22。

在步骤S2中，制造者以包围多个磁体16、52的方式配置保护管18’、54’。

作为一例子，在制造转子10的情况下，制造者准备保护管18’(图6)。该保护管18’为具有比图1和图2所示的保护管18的直径小的直径、和与保护管18的轴向尺寸相同的轴向尺寸D₃的筒状构件。接着，制造者以自径向外侧将固定于转子铁芯14的磁体16包围的方式嵌装保护管18’。图6中表示该状态。

在步骤S2中，保护管18’的轴向后方的端面26比磁体16的轴向后方的端面28向轴向后方偏移地配置，且比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移地配置。另一方面，保护管18’的轴向前方的端面36配置于与转子铁芯14的轴向前方的端面34大致相同的轴向位置。

利用该步骤S2制作包括转子铁芯14、磁体16以及保护管18’在内的组装体70。在该组装体70中，保护管18’的内周面24与磁体16的外表面38抵接。

作为其他的例子，在制造转子50的情况下，制造者准备保护管54’(图7)。该保护管54’为具有比图3和图4所示的保护管54的直径小的直径、和与保护管54的轴向尺寸相同的轴向尺寸D₅的筒状构件。接着，制造者以自径向外侧将固定于转子铁芯14的磁体52包围的方式嵌装保护管54’。在图7中表示该状态。

在该步骤S2中，保护管54’的轴向后方的端面62比磁体52的轴向后方的端面58向轴向后方偏移地配置，另一方面，该保护管54’的轴向后方的端面62比转子铁芯14的轴向后方的端面30向轴向前方偏移地配置。

另外，保护管54’的轴向前方的端面64比磁体52的轴向前方的端面60向轴向前方偏移地配置，另一方面，该保护管54’的轴向前方的端面64比转子铁芯14的轴向前方的端面34向轴向后方偏移地配置。

利用该步骤S2制作包括转子铁芯14、磁体52以及保护管54’在内的组装体72。在该组装体72中，保护管54’的内周面66与磁体52的外表面68抵接。

在步骤S3中，制造者使注射成型机80的第1模具82与转子铁芯14的轴向前方的端面34抵接。在此，参照图8说明本实施方式的注射成型机80。

注射成型机80包括第1模具82、第2模具84、树脂供给单元86以及热流道88。在第1模具82形成有圆形的模腔90。

第2模具84以向相对于第1模具82接近和远离的方向可动的方式设置。第2模具84在面向第1模具82的一侧具有加压板92。加压板92具有与模腔90相对应的圆形状的外形，该加压板92包含面向模腔90的平面状的加压面94。树脂供给单元86向热流道88内供给加热而液状化的树脂。

热流道88包含加热器(未图示)，该热流道88将自树脂供给单元86供给来的树脂直接以液状化的状态进行输送。在热流道88的出口端设有树脂注射喷嘴96。

树脂注射喷嘴96在加压板92的加压面94上向外部开口。自树脂供给单元86被供给到热流道88内的树脂在热流道88内流动，并自树脂注射喷嘴96被向外部注射。

在步骤S3中，制造者将在步骤S2中制作而成的组装体70、72设置在第1模具82的模腔90内。

作为一例子，在制造转子10的情况下，制造者将在步骤S2中制作而成的组装体70插入于第1模具82的模腔90内，并使转子铁芯14的轴向前方的端面34与划分模腔90的底面98抵接。

图8中表示该状态。在图8所示的例子中，转子铁芯14的端面34、磁体16的端面32以及保护管18’的端面36与模腔90的底面98面接触。

作为其他的例子，在制造转子50的情况下，在该步骤S3中，制造者将在步骤S2中制作而成的组装体72插入于第1模具82的模腔90内，并使转子铁芯14的轴向前方的端面34与模腔90的底面98抵接。

图9中表示该状态。在图9所示的例子中，转子铁芯14的端面34与模腔90的底面98面接触，另一方面，磁体52的端面60和保护管54’的端面64自底面98向轴向后方分离。

在步骤S4中，注射成型机80将第2模具84向转子铁芯14的轴向后方的端面30推压，利用第2模具84将第1模具82的模腔90封闭(所谓的合模)。

作为一例子，在制造转子10的情况下，注射成型机80使第2模具84朝向第1模具82移动，将第2模具84的加压板92向组装体70的转子铁芯14的轴向后方的端面30推压。由此，第1模具82的模腔90被加压板92封闭。

图10中表示该状态。在图10所示的例子中，转子铁芯14的端面30与加压板92的加压面94面接触，另一方面，磁体16的轴向后方的端面28和保护管18’的轴向后方的端面26自加压面94向轴向前方分离。

另外，保护管18’自划分模腔90的侧面100向径向内侧分离。另外，配置于加压板92的加压面94上的树脂注射喷嘴96以面向保护管18’的内周面24与转子铁芯14的外周面22之间的间隙的方式配置。

如上所述，转子铁芯14的轴向尺寸D₁设为大于磁体16的轴向尺寸D₂和保护管18的轴向尺寸D₃。根据该结构，在该步骤S4中将加压板92向转子铁芯14的端面30推压时，如图10所示，能够使磁体16的轴向后方的端面28和保护管18’的轴向后方的端面26自加压面94分开地配置。

由此，由于能够避免自加压板92对磁体16和保护管18’施加较大的加压力，因此，能够防止因来自加压板92的加压力而使磁体16和保护管18’破损。

作为其他的例子，在制造转子50的情况下，注射成型机80使第2模具84朝向第1模具82移动，将第2模具84的加压板92向组装体72的转子铁芯14的轴向后方的端面30推压。

图11中表示该状态。在图11所示的例子中，转子铁芯14的端面30与加压板92的加压面94面接触，另一方面，磁体52的轴向后方的端面58和保护管54’的轴向后方的端面62自加压面94向轴向前方分离。

另外，保护管54’自模腔90的侧面100向径向内侧分离。另外，树脂注射喷嘴96以面向保护管54’的内周面66与转子铁芯14的外周面22之间的间隙的方式配置。

在此，如上所述，转子铁芯14的轴向尺寸D₁设为大于磁体52的轴向尺寸D₄和保护管54的轴向尺寸D₅。根据该结构，在步骤S4中将加压板92向转子铁芯14的端面30推压时，如图11所示，能够使磁体52的轴向后方的端面58和保护管54’的轴向后方的端面62自加压面94分开地配置。

由此，由于能够避免自加压板92对磁体52和保护管54’施加较大的加压力，因此，能够防止因来自加压板92的加压力而使磁体52和保护管54’破损。

另外，在组装体72中，在将加压板92向转子铁芯14的端面30推压时，也能够使磁体52的轴向前方的端面60和保护管54’的轴向前方的端面64自模腔90的底面98分开地配置。

由此，由于能够更加可靠地避免对磁体52和保护管54’施加加压力，因此，能够可靠地防止因来自加压板92的加压力而使磁体52和保护管54’破损。

在步骤S5中，注射成型机80向保护管18’的内周面24、保护管54’的内周面66与转子铁芯14的外周面22之间的间隙注射树脂。

作为一例子，在制造转子10的情况下，注射成型机80驱动树脂供给单元86而向热流道88内供给树脂，并自树脂注射喷嘴96向保护管18’的内周面24与转子铁芯14的外周面22之间的间隙注射树脂。

由此，树脂被导入保护管18’的内周面24与转子铁芯14的外周面22之间的间隙。于是，保护管18’在被导入的树脂的压力的作用下向径向外侧膨胀，并与模腔90的侧面100抵接。其结果，形成上述的保护管18。

自树脂注射喷嘴96注射的树脂被填充于转子铁芯14的外周面22、保护管18’的内周面24与磁体16的外表面38之间的间隙。另外，被注射的树脂被填充于形成在加压面94与保护管18的端面26之间、以及加压面94与各磁体16的端面28之间的空间。

其结果，形成具有主体部20a和环部20b的树脂20。图12中表示该状态。利用该步骤S5制作包括转子铁芯14、磁体16、保护管18以及树脂20在内的组装体102。

如上所述，保护管18的轴向尺寸D₃设为大于磁体16的轴向尺寸D₂(即，D₂＜D₃)，由此，保护管18的轴向后方的端面26位于比磁体16的轴向后方的端面28向轴向后方偏移的位置。

根据该结构，能够利用保护管18覆盖磁体16的轴向上的整个区域。由此，能够利用保护管18均等地承受磁体16在转子10的运行过程中产生的离心力，因此，能够防止在转子10的运行过程中因该转子10的构成要素变形而导致该转子10产生偏心。

另外，利用该步骤S5形成的、树脂20的环部20b与保护管18的内周面24抵接。由此，在转子10的运行过程中，保护管18不仅抑制磁体16的向径向外侧的位移，还抑制环部20b的向径向外侧的位移，因此，能够更加有效地提高转子10的径向强度。

作为其他的例子，在制造转子50的情况下，注射成型机80驱动树脂供给单元86而向热流道88内供给树脂，并自树脂注射喷嘴96向保护管54’的内周面66与转子铁芯14的外周面22之间的间隙注射树脂。

由此，树脂被导入保护管54’的内周面66与转子铁芯14的外周面22之间的间隙。保护管54’在被导入的树脂的压力的作用下向径向外侧膨胀，并与模腔90的侧面100抵接。其结果，形成上述的保护管54。

自树脂注射喷嘴96被注射的树脂被填充于形成在转子铁芯14的外周面22、保护管54’的内周面66与磁体52的外表面68之间的间隙。另外，被注射的树脂被填充于形成在模腔90的底面98与保护管54’的轴向前方的端面64之间、及底面98与各磁体52的轴向前方的端面60之间的空间。

另外，被注射的树脂被填充于形成在加压面94与保护管54’的轴向后方的端面62之间、及加压面94与各磁体52的轴向后方的端面58之间的空间。

其结果，形成具有主体部56a、第1环部56b以及第2环部56c的树脂56。图13中表示该状态。利用该步骤S5制作包括转子铁芯14、磁体52、保护管54以及树脂56在内的组装体104。

如上所述，保护管54的轴向尺寸D₅设为大于磁体52的轴向尺寸D₄(即，D₄＜D₅)。由此，保护管54的轴向后方的端面62位于比磁体52的轴向后方的端面58向轴向后方偏移的位置，并且，保护管54的轴向前方的端面64位于比磁体52的轴向前方的端面60向轴向前方偏移的位置。

根据该结构，能够利用保护管54覆盖磁体52的轴向上的整个区域。由此，能够利用保护管54均等地承受磁体52在转子50的运行过程中产生的离心力，因此，能够防止在转子50的运行过程中因该转子50的构成要素变形而导致该转子50产生偏心。

另外，利用该步骤S5形成的、树脂56的第1环部56b和第2环部56c与保护管54的内周面66抵接。由此，在转子50的运行过程中，保护管54不仅抑制磁体52的向径向外侧的位移，还抑制第1环部56b和第2环部56c的向径向外侧的位移，因此，能够更加有效地提高转子50的径向强度。

在步骤6中，制造者在转子铁芯14中嵌入旋转轴12。具体而言，制造者准备旋转轴12，将该旋转轴12嵌入并固定于在步骤S5中制作而成的组装体102、104的转子铁芯14的贯通孔14a。

例如，利用热装将旋转轴12固定于转子铁芯14的贯通孔14a。利用该步骤S6，制造图1所示的转子10、或图3所示的转子50。

另外，磁体16、52的轴向尺寸D₂、D₄和保护管18、54的轴向尺寸D₃、D₅设定为小于在步骤S4中以预定的力(例如40MPa)将加压板92向转子铁芯14的轴向后方的端面30推压时的转子铁芯14的轴向尺寸D₁的值。

在此，在步骤S4中将加压板92向转子铁芯14的端面30推压时的转子铁芯14的轴向尺寸D₁能够利用以下的式1确定。

D₁＝(t-ξ)×n···(式1)

在此，t为构成转子铁芯14的各电磁钢板在轴向上的厚度。ξ为在步骤S4中以预定的力(例如40MPa)将加压板92向转子铁芯14推压时的、各电磁钢板在轴向上的弹性变形量。n为构成转子铁芯14的电磁钢板的张数。

另外，磁体16、52也可以由在轴向上排列配置的多个磁体块构成。该情况下，磁体16、52的轴向前方的端面32、60由多个磁体块中、配置于轴向最前方的磁体块的轴向前方的端面构成。

另外，磁体16、52的轴向后方的端面28、58由多个磁体块中、配置于轴向最后方的磁体块的轴向后方的端面构成。另外，还可以是，保护管18、54和磁体16、52互相具有相同的轴向尺寸。

以上，通过实用新型的实施方式说明了本实用新型，但上述的实施方式并不用于限定权利要求书的实用新型。另外，将本实用新型的实施方式中所说明的特征组合而成的技术方案也能够包含在本实用新型的技术范围内，但这些特征的全部组合并不一定是实用新型的解决方案所必须的。另外，本领域技术人员明确的是，能够对上述的实施方式加以各种变更或改进。

另外，权利要求书、说明书以及附图中所表示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤、工艺以及阶段等各处理的执行顺序，如果没有特别明示“在…之前”、“先于…”等，或者除非在后面的处理中使用前面的处理的输出，则应该认为可以以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便虽然使用了“首先”、“其次”、“接着”等进行说明，但是并不意味着必须以这样的顺序来实施。

Claims

1.一种电动机的转子，其特征在于，

该转子包括：

转子铁芯；

多个磁体，其配置于所述转子铁芯的径向外侧；

筒状的保护管，其包围所述多个磁体；以及

树脂，其被填充于形成在所述转子铁芯的外周面与所述保护管的内周面之间的间隙，

所述转子铁芯的轴向尺寸大于所述多个磁体的轴向尺寸和所述保护管的轴向尺寸。

2.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，

所述保护管的所述轴向尺寸大于所述多个磁体的所述轴向尺寸。