轉子、馬達以及轉子的製造方法
2023-09-22 18:18:30
轉子、馬達以及轉子的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種轉子、馬達以及轉子的製造方法，該轉子具有層疊鐵芯、多個磁鐵和樹脂部。層疊鐵芯具有沿周向排列的多個外鐵芯部。多個外鐵芯部與多個磁鐵沿周向交替排列。並且，外鐵芯部具有沿軸向貫通的貫通孔。樹脂部具有配置在貫通孔內的柱狀部。由此，提高樹脂部的剛性。並且，樹脂部具有澆口痕部。澆口痕部的至少一部分位於比貫通孔靠徑向內側的位置。在注塑成型樹脂部時，從澆口吐出的熔融樹脂接觸到層疊鐵芯或者磁鐵的上表面，並向周圍擴展。這種情況下，能夠抑制熔融樹脂的注塑壓力集中於貫通孔處。因此，熔融樹脂高效地向周圍擴展。其結果是能夠高精度地成型樹脂部。
【專利說明】轉子、馬達以及轉子的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種轉子、馬達以及轉子的製造方法。
【背景技術】
[0002]以往公知有一種轉子配置於電樞內側的所謂內轉子型的馬達。用於內轉子型的馬達中的轉子主要分為:在轉子鐵芯的外周面配置多個磁鐵的SPM型(表面式永磁型:Surface Permanent Magnet)的轉子和在轉子鐵芯的內部埋入磁鐵的IPM型(內置式永磁型:Interior Permanent Magnet)的轉子。
[0003]如果使用SPM型的轉子，則能夠使電樞與磁鐵靠近。因此，能夠有效地利用磁鐵的磁力。但是，在SPM型的轉子中，為了不讓磁鐵在高速旋轉時因離心力而向外側飛出，需要實施對策。另一方面，如果使用IPM型的轉子，則不會存在磁鐵因離心力而飛出的問題。因此，近年來IPM型的轉子逐漸成為主流。
[0004]但是一般來說，無論在SPM型還是在IPM型的轉子中，各磁鐵配置成一對磁極面朝向徑向外側和徑向內側。因此，只有磁鐵的徑向外側的磁極面才有助於馬達驅動。所以，近年來，為了有效地利用磁鐵的這一對磁極面，提出了將磁鐵與磁性體鐵芯沿周向交替配置的轉子結構。
[0005]例如，在日本特開2010-063285號公報中公開了以往的將磁鐵與鐵芯沿周向交替配置的轉子。該公報的轉子具有轉子鐵芯和呈大致長方體狀的磁鐵，該磁鐵被分別容納於在轉子鐵芯處形成的多個插槽內(段落0059)。並且，在該公報中，轉子的磁鐵的整體被密封樹脂所覆蓋(段落0063)。由此，提高了磁鐵的保持力(段落0064)。
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2010-063285號公報
【發明內容】
[0008]在日本特開2010-063285號公報的圖5中，將密封樹脂注塑到成形模內的澆口設置在磁鐵的徑向外側的端部附近的上方位置。以往認為在這種位置配置澆口，是因為比較重視將磁鐵的徑向外側的面用密封樹脂可靠地覆蓋。但是，如果澆口的位置偏向徑向外側的話，則難以使樹脂遍布到比澆口靠徑向內側的貫通孔和磁鐵的徑向內側。為了提高密封樹脂的剛性，無論在貫通孔還是在磁鐵的徑向內側，均要求使密封樹脂高精度地成型。
[0009]本發明的目的是提供一種在多個外鐵芯部與多個磁鐵沿周向交替排列、並且具有覆蓋外鐵芯部以及磁鐵的樹脂部的轉子中，能夠抑制熔融樹脂的注塑壓力集中在局部，並能夠高精度地成型樹脂部的各個部分的技術。
[0010]本申請的發明I的技術方案，涉及一種用於內轉子型馬達的轉子，該轉子具有多個磁鐵、層疊鐵芯和樹脂部，多個所述磁鐵在上下延伸的中心軸線的周圍沿周向排列，所述層疊鐵芯由多個薄板鐵芯在軸向層疊而成，所述樹脂部通過注塑成型而獲得。所述內轉子型馬達的轉子的特徵在於，所述層疊鐵芯具有內鐵芯部和多個外鐵芯部，所述內鐵芯部在比所述磁鐵靠徑向內側的位置沿軸向呈筒狀延伸，多個所述外鐵芯部在比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置沿周向排列，多個所述外鐵芯部與多個所述磁鐵沿周向交替排列，所述磁鐵具有作為磁極面的一對周向端面，多個所述磁鐵的同極的磁極面彼此在周向對置，所述外鐵芯部具有在軸向貫通的貫通孔，所述樹脂部具有上樹脂部、下樹脂部、外樹脂部以及柱狀部，所述上樹脂部覆蓋所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的上表面，所述下樹脂部覆蓋所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的下表面，所述外樹脂部覆蓋所述磁鐵的徑向外側的面，所述柱狀部在所述貫通孔內沿軸向延伸，且連接所述上樹脂部與所述下樹脂部。所述樹脂部具有由於被注塑成型時模具的澆口的存在而形成的澆口痕部，所述澆口痕部位於比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置，在俯視時，所述澆口痕部的至少一部分位於比所述貫通孔靠徑向內側的位置。
[0011]本申請的發明11所述的發明，涉及一種馬達，該馬達具有靜止部和被支撐為相對於所述靜止部可旋轉的旋轉部，所述旋轉部具有權利要求1至權利要求10中任一項所涉及的所述的轉子和插入所述轉子內側的軸，所述靜止部具有將所述軸支撐為可旋轉的軸承部和配置在所述轉子的徑向外側的電樞。
[0012]本申請的發明12所述的發明涉及一種轉子的製造方法，所述轉子具有多個磁鐵、層疊鐵芯和樹脂部，多個所述磁鐵排列在上下延伸的中心軸線的周圍，所述層疊鐵芯具有內鐵芯部、多個外鐵芯部、和貫通孔，所述內鐵芯部沿軸向呈筒狀延伸，多個所述外鐵芯部在比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置沿周向排列，所述貫通孔沿軸向貫通所述外鐵芯部，所述轉子的製造方法包括:a)工序、b)工序以及c)工序，其中，在所述a)工序中，將所述層疊鐵芯和多個所述磁鐵配置在模具的內部；在所述b)工序中，通過所述模具的澆口將熔融樹脂灌入所述模具的內部；在所述c)工序中，使所述熔融樹脂固化而獲得所述樹脂部，在所述a)工序中，將多個所述外鐵芯部與多個所述磁鐵沿周向交替排列，在所述b)工序中，所述澆口位於比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置，並且所述澆口的至少一部分位於比所述貫通孔靠徑向內側的位置，從所述澆口將熔融樹脂注入到所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的上表面、所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的下表面、所述磁鐵的徑向外側的面以及所述貫通孔內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為第一實施方式所涉及的轉子的立體圖。
[0014]圖2為第二實施方式所涉及的馬達的縱向剖視圖。
[0015]圖3為第二實施方式所涉及的旋轉部的縱向剖視圖。
[0016]圖4為第二實施方式所涉及的轉子的立體圖。
[0017]圖5為第二實施方式所涉及的轉子的俯視圖。
[0018]圖6為第二實施方式所涉及的轉子的仰視圖。
[0019]圖7為第二實施方式所涉及的轉子的橫向剖視圖。
[0020]圖8為第二實施方式所涉及的層疊鐵芯以及多個磁鐵的俯視圖。
[0021]圖9為表示第二實施方式所涉及的轉子的製造工序的流程圖。
[0022]圖10為表示製造第二實施方式所涉及的轉子時的狀態的縱向剖視圖。
[0023]圖11為表示製造第二實施方式所涉及的轉子時的狀態的縱向剖視圖。
[0024]標號說明[0025]I 馬達
[0026]2靜止部
[0027]3旋轉部
[0028]9、9A中心軸線
[0029]21 機殼
[0030]22 蓋部
[0031]23 電樞
[0032]24下軸承部
[0033]25上軸承部
[0034]31 軸
[0035]32、32A 轉子
[0036]41定子鐵芯
[0037]42絕緣件
[0038]43 線圈
[0039]51、51A層疊鐵芯
[0040]52、52A 磁鐵
[0041]53、53A 樹脂部
[0042]61、61A內鐵芯部
[0043]62、62A外鐵芯部
[0044]63連接部
[0045]70磁間隙
[0046]71第一磁間隙
[0047]72第二磁間隙
[0048]9U9IA 澆 口痕部
[0049]92 凹部
[0050]93第一定位孔
[0051]94第二定位孔
[0052]95第四定位孔
[0053]96 切口
[0054]110、120 模具
[0055]111、121 第一銷
[0056]113第三銷
[0057]114第四銷
[0058]122 澆口
[0059]130 空腔
[0060]511薄板鐵芯
[0061]521錐形面
[0062]530熔融樹脂
[0063]531、53IA 上樹脂部[0064]532、532A 下樹脂部
[0065]533、533A 外樹脂部
[0066]534內樹脂部
[0067]535、535A 柱狀部
[0068]621、62IA 貫通孔
【具體實施方式】
[0069]以下，參照附圖對本發明所例示的實施方式進行說明。另外，在本申請中，分別將與轉子的中心軸線平行的方向稱為「軸向」，與轉子的中心軸線正交的方向稱為「徑向」，沿以轉子的中心軸線為中心的圓弧的方向稱為「周向」。並且，在本申請中，以軸向為上下方向來對各部分的形狀和位置關係進行說明。但是，在這裡定義的上下方向並不意味限定本發明所涉及的轉子以及馬達的使用時的方向。
[0070]並且，本申請中所謂的「平行的方向」還包括大致平行的方向。並且，本申請中所謂的「正交的方向」還包括大致正交的方向。
[0071]
[0072]圖1為本發明的第一實施方式所涉及的轉子32A的立體圖。該轉子32A能夠用於內轉子型的馬達。如圖1所示，轉子32A具有層疊鐵芯51A、多個磁鐵52A以及樹脂部53A。層疊鐵芯51A由在軸向層疊多個薄板鐵芯構成。多個磁鐵52A在上下延伸的中心軸線9A的周圍沿周向排列。樹脂部53A通過注塑成型而獲得。
[0073]層疊鐵芯51A具有內鐵芯部61A和多個外鐵芯部62A。內鐵芯部61A在比磁鐵52靠徑向內側的位置沿軸向呈筒狀延伸。多個外鐵芯部62A在比內鐵芯部61A靠徑向外側的位置沿周向排列。各外鐵芯部62A具有在軸向貫通的貫通孔621A。多個外鐵芯部62A與多個磁鐵52A沿周向交替排列。磁鐵52A具有作為磁極面的一對周向端面。並且，多個磁鐵52A配置成同極的磁極面彼此在周向對置。
[0074]樹脂部53A具有上樹脂部531A、下樹脂部532A、外樹脂部533A以及柱狀部535A。上樹脂部531A覆蓋層疊鐵芯51A以及磁鐵52A的上表面。下樹脂部532A覆蓋層疊鐵芯51A以及磁鐵52A的下表面。外樹脂部533A覆蓋磁鐵52A的徑向外側的面。柱狀部535A在貫通孔621A內沿軸向延伸。上樹脂部531A與下樹脂部532A通過柱狀部535A而連接。由此，提高了樹脂部53A的剛性。
[0075]另外，在這裡所述的「覆蓋」不僅包括覆蓋成為對象的面的整體的意思，還包括覆蓋成為對象的面的局部的意思。例如，既可以是磁鐵52A的徑向外側的面的整體被外樹脂部533A所覆蓋，也可以只是磁鐵52A的徑向外側的面的局部被外樹脂部533A所覆蓋。
[0076]並且，如圖1所示，樹脂部53A具有多個澆口痕部91A。多個澆口痕部91A設置於在注塑成型樹脂部53A時模具的澆口所在的部位。各澆口痕部91A位於比內鐵芯部61A靠徑向外側的位置。並且，在俯視時，澆口痕部91A的至少一部分位於比貫通孔621A靠徑向內側的位置。
[0077]在製造該轉子32A時，首先將層疊鐵芯51A和多個磁鐵52A配置在模具的內部。這時，多個外鐵芯部62A與多個磁鐵52A沿周向交替排列。接著，通過模具的澆口，將熔融樹脂灌入模具的內部。澆口位於比內鐵芯部61A靠徑向外側的位置。並且，澆口的至少一部分位於比貫通孔621A靠徑向內側的位置。
[0078]從澆口注入的熔融樹脂接觸到層疊鐵芯51A或者磁鐵52A的上表面，並向周圍擴展。這種情況下，能夠抑制熔融樹脂的注塑壓力集中於貫通孔621A。因此，熔融樹脂高效地向周圍擴展。之後，溶融樹脂流向層置鐵芯51A和磁鐵52A的上表面、層置鐵芯51A和磁鐵52A的下表面、磁鐵52A的徑向外側的面以及貫通孔621A內。然後，通過固化該熔融樹脂來獲得樹脂部53A。由此，樹脂部53A的各個部分被高精度地成型出來。
[0079]
[0080]
[0081]接下來，對本發明的第二實施方式進行說明。圖2為第二實施方式所涉及的馬達I的縱向剖視圖。本實施方式的馬達1，例如搭載於汽車、用於使其產生動力轉向裝置的驅動力。但是，本發明的馬達也可用於動力轉向裝置以外的用途。例如，本發明的馬達也可用於汽車的其他部位，例如也可用於作為發動機冷卻用的風扇或油泵的驅動源。並且，本發明的馬達也可搭載到家電產品、OA設備以及醫療設備等，使其產生各種驅動力。
[0082]該馬達I為在電樞23的徑向內側配置轉子32的所謂內轉子型的馬達。如圖2所示，馬達I具有靜止部2和旋轉部3。靜止部2被固定於作為驅動對象的設備的框體。旋轉部3被支撐為相對於靜止部2能夠旋轉。
[0083]本實施方式的靜止部2具有機殼21、蓋部22、電樞23、下軸承部24以及上軸承部25。
[0084]機殼21具有呈大致圓筒狀的側壁211和封閉側壁211的下部的底部212。蓋部22覆蓋機殼21的上部的開口。電樞23以及後述的轉子32容納於被機殼21和蓋部22包圍的內部空間。在機殼21的底部212的中央設置有用於配置下軸承部24的凹部213。並且，在蓋部22的中央設置有用於配置上軸承部25的圓孔221。
[0085]電樞23配置在後述的轉子32的徑向外側。電樞23具有定子鐵芯41、絕緣件42以及線圈43。定子鐵芯41由層疊鋼板形成，該層疊鋼板通過沿軸向層疊電磁鋼板而形成。定子鐵芯41具有圓環狀的鐵芯背部411和從鐵芯背部411朝向徑向內側突出的多個齒412。鐵芯背部411與中心軸線9大致同軸配置。並且，鐵芯背部411的外周面被固定在機殼21的側壁211的內周面。多個齒412沿周向大致等間隔排列。
[0086]絕緣件42由作為絕緣體的樹脂形成。各齒412的上表面、下表面以及周向的兩側面被絕緣件42覆蓋。線圈43由纏繞在絕緣件42的周圍的導線構成。即，在本實施方式中，將導線隔著絕緣件42纏繞至齒412的周圍。絕緣件42通過介於齒412與線圈43之間來防止齒412與線圈43間的電短路。
[0087]另外，也可在齒412的表面實施絕緣塗布來代替絕緣件42。
[0088]下軸承部24配置在機殼21與旋轉部3側的軸31之間，上軸承部25配置在蓋部22與旋轉部3側的軸31之間。本實施方式的下軸承部24以及上軸承部25使用了使外圈與內圈隔著球體相對旋轉的球軸承。但是，也可使用滑動軸承或流體軸承等其他方式的軸承來代替球軸承。
[0089]下軸承部24的外圈241配置在機殼21的凹部213內、並固定於機殼21。並且，上軸承部25的外圈251配置在蓋部22的圓孔221內、並固定於蓋部22。而另一方面，下軸承部24以及上軸承部25的內圈242、252被固定於軸31。由此，軸31被支撐為相對於機殼21以及蓋部22能夠旋轉。
[0090]圖3為旋轉部3的縱向剖視圖。如圖2以及圖3所示，本實施方式的旋轉部3具有軸31和轉子32。
[0091]軸31為沿中心軸線9延伸的柱狀的部件。軸31的材料例如使用不鏽鋼。軸31被上述的下軸承部24以及上軸承部25支撐著以中心軸線9為中心旋轉。並且，軸31具有比蓋部22朝向上方突出的頭部311。頭部311藉助齒輪等動力傳動機構連接於作為驅動對象的部位。
[0092]轉子32配置在電樞23的徑向內側，隨軸31—同旋轉。轉子32具有層疊鐵芯51、多個磁鐵52以及樹脂部53。層疊鐵芯51由作為電磁鋼板的多個薄板鐵芯511形成。多個薄板鐵芯511沿軸向被層疊而構成層疊鋼板。如果使用層疊鋼板，則能夠抑制在層疊鐵芯51內產生的渦流。因此，層疊鐵芯51能夠高效地流過磁通。在層疊鐵芯51的中央設置有沿軸向延伸的貫通孔50。軸31被壓入到層疊鐵芯51的貫通孔50。
[0093]多個磁鐵52在中心軸線9的周圍沿周向大致等間隔排列。在本實施方式中，使用呈大致長方體狀的磁鐵52。層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的軸向的兩端面與磁鐵52的徑向外側的面被樹脂部53覆蓋。由此，能夠防止磁鐵52朝向上側、下側以及徑向外側飛出。並且，通過樹脂部53能夠提高轉子32整體的剛性。另外，關於轉子32的更為詳細的結構，在後面敘述。
[0094]在這樣的馬達I中，如果對靜止部2的線圈43提供驅動電流，就會在多個齒412產生磁通。並且，通過齒412與轉子32之間的磁通作用而產生周向轉矩。其結果是旋轉部3相對於靜止部2以中心軸線9為中心旋轉。
[0095]
[0096]接下來，對轉子32的更為詳細的結構進行說明。圖4為轉子32的立體圖。圖5為轉子32的俯視圖。圖6為轉子32的仰視圖。圖7為從圖3中A-A位置觀察到的轉子32的橫向剖視圖。圖8為層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的俯視圖。在以下的說明中，參照圖3的同時也要參照圖4至圖8。另外，圖3中轉子32的縱截面相當於圖5至圖7中的B-B截面。
[0097]如圖3至圖8所示，層疊鐵芯51具有內鐵芯部61和多個外鐵芯部62。內鐵芯部61在比磁鐵52靠徑向內側的位置沿軸向呈筒狀延伸。多個外鐵芯部62在比內鐵芯部61靠徑向外側的位置沿周向大致等間隔排列。如圖7和圖8所示，在俯視時，各外鐵芯部62具有呈大致扇形的外形，各外鐵芯部62沿軸向延伸。
[0098]並且，如圖3以及圖5至圖8所示，各外鐵芯部62具有貫通孔621。貫通孔621在軸向貫通外鐵芯部62。在本實施方式中，貫通孔621的徑向中央位於比外鐵芯部62的徑向的中央靠徑向外側的位置。
[0099]並且，如圖3和圖8所示，本實施方式的層疊鐵芯51具有連接內鐵芯部61與多個外鐵芯部62的多個連接部63。各連接部63將內鐵芯部61的外周面與外鐵芯部62的徑向內側的端部在徑向連接。通過這些連接部63固定內鐵芯部61與多個外鐵芯部62間的相對的位置關係。因此，後述的樹脂部53在被注塑成型時，在模具內能夠容易地將內鐵芯部61和多個外鐵芯部62定位。
[0100]另外，在圖8中，未設置連接部63的軸向位置的內鐵芯部61的外周面用虛線610表示。並且，在圖6中，未設置連接部63的軸向位置的外鐵芯部62的徑向內側的端部用虛線620表示。在俯視時，連接部63為被虛線610、620所夾持的部分。
[0101]多個磁鐵52被分別配置在相鄰的外鐵芯部62之間。S卩，多個磁鐵52與多個外鐵芯部62沿周向交替排列。各磁鐵52具有為磁極面的一對周向端面。多個磁鐵52的同極磁極面之間沿周向對置排列。各外鐵芯部62被配置於其兩側的磁鐵所磁化。其結果是外鐵芯部62的徑向外側的面成為磁極面。S卩，自磁鐵52產生的磁通的大部分經外鐵芯部62，流向外鐵芯部62的徑向外側。
[0102]磁鐵52例如，使用鐵氧體類的燒結磁鐵或釹磁鐵。但是，近年來作為稀土的釹的價格高漲，因而使用釹磁鐵變得困難。因此，在使用鐵氧體類的燒結金屬的同時，有很高的希望獲得強磁力的技術的要求。關於這一點，如本實施方式，如果將多個外鐵芯部62和多個磁鐵52沿周向交替配置，則能夠提高轉子32中的磁鐵52的容積率。並且，能夠有效地利用從各磁鐵52的一對磁極面產生的磁通。因此，在使用鐵氧體類的燒結磁鐵的同時，能夠獲得強磁力。
[0103]如圖3所示，本實施方式的磁鐵52在上表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處，以及在下表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處，具有錐形面521。並且，磁鐵52的上表面、下表面以及錐形面521位於比層疊鐵芯51的軸向兩端面靠軸向外側的位置。如此，外鐵芯部62的周向端面的幾乎整體與磁鐵52的周向端面接觸。S卩，與磁鐵52的上表面、下表面以及錐形面521位於比層疊鐵芯51的軸向兩端面靠軸向內側的位置時相t匕，增大了外鐵芯部62的周向端面與磁鐵52的周向端面的接觸面積。因此，能夠抑制因錐形面52而導致的磁通損失，能夠有效地運用磁鐵52的磁通。
[0104]另外，錐形面521也可僅設置在磁鐵52的上表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處，以及磁鐵52的下表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處中的一方。並且，也可以是僅磁鐵52的上表面以及下表面中的一方位於比層疊鐵芯51的軸向的兩端面靠軸向外側的位置。
[0105]樹脂部53是將聚碳酸酯等的樹脂通過注塑成型獲得。在注塑成型樹脂部53時，預先將層疊鐵芯51以及多個磁鐵52配置在模具的內部，之後將熔融樹脂灌入該模具的內部。即，將層疊鐵芯51以及多個磁鐵52作為插入部品進行插入成型。由此，隨著成型樹脂部53的同時，將層疊鐵芯51、多個磁鐵52以及樹脂部53相互固定。
[0106]如圖3至圖7所示，本實施方式的樹脂部53具有上樹脂部531、下樹脂部532、外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535。
[0107]上樹脂部531在層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的上側，而且是在軸31的徑向外側呈環狀擴展。外鐵芯部62的上表面以及磁鐵52的上表面被上樹脂部531覆蓋。下樹脂部532在層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的下側，而且是在軸31的徑向外側呈環狀擴展。外鐵芯部62的下表面以及磁鐵52的下表面被下樹脂部532覆蓋。
[0108]外樹脂部533位於磁鐵52的徑向外側、而且位於相鄰的外鐵芯部62之間。磁鐵52的徑向外側的面被外樹脂部533覆蓋。內樹脂部534填滿了磁間隙70，該磁間隙70位於內鐵芯部61與外鐵芯部62之間以及內鐵芯部61與磁鐵52之間。並且，柱狀部535在貫通孔621內沿軸向延伸。
[0109]如圖3所示，層疊鐵芯51的多個連接部63包括多個上連接部631和多個下連接部632。上連接部631位於比層疊鐵芯51的軸向中央靠上側的位置，且由最上層的I張或多張薄板鐵芯511構成。下連接部632位於比層疊鐵芯51的軸向中央靠下側的位置，且由最下層的一枚或多枚薄板鐵芯511構成。
[0110]上述的磁間隙70包括第一磁間隙71和第二磁間隙72。第一磁間隙71位於上連接部631與下連接部632之間的位置。第二磁間隙72位於相鄰的外鐵芯部62之間的周向位置、且位於內鐵芯部61的徑向外側、以及磁鐵52的徑向內側的位置。由此，能夠抑制磁通從外鐵芯部62以及磁鐵52向內鐵芯部61洩漏。在本實施方式中，第一磁間隙71以及第二磁間隙72的兩方面由為非磁性體的內樹脂部534填充。由此，能夠進一步提高轉子32的剛性。
[0111]外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535的各上端部與上樹脂部531連接。並且，外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535的各下端部與下樹脂部532連接。S卩，上樹脂部531與下樹脂部532通過外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535而在軸向相連。由此，能夠提高包括上樹脂部531、下樹脂部532、外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535的樹脂部53的剛性。
[0112]並且，如圖3至圖5所示，樹脂部53在上樹脂部531的上表面具有澆口痕部91。澆口痕部91位於外鐵芯部62的上方。澆口痕部91形成於注塑成型樹脂部53時模具的澆口所在的部位。澆口痕部91具有中央凸部911和設置於中央凸部911的周圍的環狀凹部912。在俯視時，中央凸部911的面積與吐出熔融樹脂的澆口孔的面積大致相同。並且，在俯視時，環狀凹部912的面積與澆口孔周圍的凸部的面積大致相同。
[0113]在該馬達I中，澆口痕部91位於比內鐵芯部61靠徑向外側的位置。並且，在俯視時，澆口痕部91的至少一部分位於比貫通孔621靠徑向內側的位置。在後述的注塑成型時，從澆口吐出的熔融樹脂接觸到外鐵芯部62的上表面並朝向周圍擴展。這種情況下，能夠抑制熔融樹脂的注塑壓力集中於貫通孔621。因此，熔融樹脂高效地朝向周圍擴展。其結果是能夠高精度地成型出樹脂部53的各部分。
[0114]尤其是，從澆口吐出的熔融樹脂高效地流向磁鐵52的徑向外偵彳、磁鐵52和外鐵芯部62的徑向內側以及貫通孔621內的各空間。其結果是，外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535被分別高精度地成型出來。
[0115]在本實施方式中，外樹脂部533的徑向厚度比柱狀部535的徑向厚度或內樹脂部534的徑向厚度薄。如此，容易確保容納磁鐵52的空間。因此，在使用鐵氧體類的燒結磁鐵的同時能夠得到更強的磁力。
[0116]並且，在本實施方式中，澆口痕部91不在磁鐵52的上方，而是位於外鐵芯部62的上方。因此，從澆口吐出的熔融樹脂不與磁鐵52的上表面接觸，而是與外鐵芯部62的上表面接觸。如此，能夠抑制因熔融樹脂的注塑壓力而導致的磁鐵52的位置偏移。
[0117]並且，如圖3至圖5所示，在本實施方式中，在上樹脂部531的上表面以及下樹脂部532的下表面設置有多個凹部92。各凹部92與外鐵芯部62在軸向重疊。如上所述，在本實施方式中，磁鐵52的軸向的兩端部比外鐵芯部62的軸向兩端部朝向上方以及下方突出。但是，通過該凹部92，位於磁鐵52的上側以及下側的樹脂的軸向厚度與位於外鐵芯部62的上側以及下側的樹脂的軸向厚度的差變小。即，上樹脂部531以及下樹脂部532的厚度分別在全周被大致均等化。如此，在注塑成型時，能夠防止因樹脂的厚度差而產生的變形。因此，上樹脂部531以及下樹脂部532能夠更高精度地成型。另外，在本實施方式中，澆口痕部91位於上樹脂部531的凹部92內。
[0118]並且，如圖3至圖6所示，本實施方式的上樹脂部531以及下樹脂部532分別具有多個第一定位孔93。各第一定位孔93位於與磁鐵52在軸向重疊的位置,將上樹脂部531以及下樹脂部532沿軸向貫通。第一定位孔93利用注塑成型樹脂部53時構成模具的一部分的第一銷形成。第一銷抵接到磁鐵52的上表面以及下表面。由此,在模具內磁鐵52在軸向被定位。
[0119]並且，如圖4和圖6所示，本實施方式的下樹脂部532具有多個第二定位孔94。各第二定位孔94位於與外鐵芯部62在軸向重疊的位置，將下樹脂部532沿軸向貫通。第二定位孔94利用注塑成型樹脂部53時構成模具的一部分的第二銷(省略圖示)形成。第二銷(省略圖示)抵接到外鐵芯部62的下表面。由此，在模具內層疊鐵芯51在軸向被定位。
[0120]在本實施方式中，第二定位孔94僅設置在下樹脂部532處。但是，第二定位孔也可僅設置在上樹脂部531，或者也可設置在上樹脂部531和下樹脂部532兩者。
[0121]並且，如圖3和圖6所示，本實施方式的樹脂部53具有多個第三定位孔95。各第三定位孔95位於與外鐵芯部62的貫通孔621在軸向重疊的位置，從下樹脂部532的下表面朝向柱狀部535凹陷。第三定位孔95利用注塑成型樹脂部53時構成模具的一部分的第三銷形成。第三銷插入到外鐵芯部62的貫通孔621。由此，在模具內層疊鐵芯51在周向被定位。
[0122]如圖3和圖6所示，在本實施方式中，第三定位孔95位於比貫通孔621的中央靠徑向外側的位置。但是，第三定位孔95也可位於比貫通孔621的中央靠徑向內側的位置。
[0123]並且，如圖3、圖4以及圖6所示，在本實施方式中，在外樹脂部533設置有多個切口 96。切口 96在磁鐵52的徑向外側沿徑向貫通外樹脂部533。本實施方式中，僅在外樹脂部533的下部附近設置有切口 96。但是，切口 96也可沿軸向從外樹脂部533的下端部延伸到上端部。切口 96利用注塑成型樹脂部53時構成模具的一部分的第四銷形成。第四銷抵接到磁鐵52的徑向外側的面。由此，磁鐵52在徑向被定位。
[0124]並且，如圖3、圖4以及圖7所示，在本實施方式中，外鐵芯部62的徑向外側的面從樹脂部53露出。並且，外鐵芯部62的徑向外側的面的徑向位置與外樹脂部533的徑向外側的面的徑向位置大致相同。如此，能夠使外鐵芯部62的徑向外側的面靠近電樞23。因此能夠進一步提高馬達I的效率。
[0125]
[0126]接下來，對轉子32的製造方法的一個例子進行說明。圖9為表示轉子32的製造工序的流程圖。圖10和圖11為表示製造轉子32時的狀態的縱向剖視圖。
[0127]在製造轉子32時，首先準備一對模具110、120、預先製作好的層疊鐵芯51以及預先製作好的多個磁鐵52 (步驟SI)。一對模具110、120使用這樣的模具:通過使相互間的對置面抵接而在其內部形成與轉子32的形狀相對應的空腔130。並且，如圖10和圖11所示，在本實施方式中，下側的模具110具有第一銷111、第二銷(省略圖示)、第三銷113以及第四銷114。並且，上側的模具120具有第一銷121以及澆口 122。
[0128]其次，在一對模具110、120的內部配置層疊鐵芯51以及多個磁鐵52 (步驟S2)。在這裡，首先在下側的模具110的內部配置層疊鐵芯51以及多個磁鐵52。並且，用上側的模具120封閉該模具110的上部。由此，在模具110、120的內部形成空腔130，並成為在該空腔130配置有層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的狀態。
[0129]在步驟S2中，多個外鐵芯部62與多個磁鐵52沿周向交替排列。並且，如圖10所示，第一銷111、121分別抵接到磁鐵52的下表面以及上表面。由此，磁鐵52在軸向被定位。並且，第二銷(省略圖示)抵接到外鐵芯部62的下表面。由此，層疊鐵芯51在軸向被定位。並且，第三銷113插入到外鐵芯部62的貫通孔621。由此，層疊鐵芯51在周向被定位。並且，第四銷114抵接到磁鐵52的徑向外側的面。由此，磁鐵52在徑向被定位。
[0130]接下來，將熔融樹脂530灌入模具110、120內的空腔130中(步驟S3)。在這裡，如圖10中的粗線箭頭所示，從澆口 122向模具110、120內的空腔130灌入熔融樹脂530。澆口 122位於比配置於模具110、120內的內鐵芯部61靠徑向外側的位置。並且，在俯視時，澆口 122的整體位於比貫通孔621靠徑向內側的位置。澆口 122與外鐵芯部62的上表面在軸向對置。
[0131]從澆口 122吐出的熔融樹脂530與外鐵芯部62的上表面接觸，且沿層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的上表面向周圍擴展。之後，熔融樹脂530通過磁鐵52的徑向外側、磁鐵52以及外鐵芯部62的徑向內側、和貫通孔621內的各空間而流向層疊鐵芯51以及多個磁鐵52的下表面側。由此，熔融樹脂530高效地遍布到模具110、120內的空腔130。因此樹脂部53的各部分能夠高精度地成型。
[0132]當熔融樹脂530遍布到模具110、120內的空腔130後，接下來，將模具110、120內的熔融樹脂530冷卻使其固化(步驟S4)。模具110、120內的熔融樹脂530通過固化而形成樹脂部53。如圖11所示，樹脂部53被成型為具有上樹脂部531、下樹脂部532、外樹脂部533、內樹脂部534以及柱狀部535。並且，隨著熔融樹脂530的固化，層疊鐵芯51、磁鐵52以及樹脂部53被相互固定。
[0133]其後，將一對模具110、120開模，並使轉子32從模具110、120脫模(步驟S5)。
[0134]
[0135]以上，雖然對本發明所例示的實施方式進行了說明，但本發明不限定為上述的實施方式。
[0136]例如，澆口和澆口痕部也可以是只有其中一部分位於比貫通孔靠徑向內側的位置。並且，澆口以及澆口痕部也可位於磁鐵的上方。連接內鐵芯部和各外鐵芯部的連接部的個數既可為一個也可為三個以上。並且，在各外鐵芯部設置的貫通孔的形狀，如本申請的各圖，既可在俯視時為大致圓形，也可在俯視時為橢圓形或矩形。
[0137]除此之外，關於各部件的細節部分的形狀也可與本申請的各圖所示的形狀不同。並且，在上述的實施方式或變形例中出現的各要素在不發生矛盾的範圍內，也可適當地組
口 ο
【權利要求】
1.一種用於內轉子型馬達的轉子，該轉子包括: 多個磁鐵，多個所述磁鐵在上下延伸的中心軸線的周圍沿周向排列； 層疊鐵芯，其由多個薄板鐵芯沿軸向層疊而成；以及 樹脂部，其通過注塑成型而獲得， 所述層置鐵芯具有: 內鐵芯部，其在比所述磁鐵靠徑向內側的位置沿軸向呈筒狀延伸；以及 多個外鐵芯部，多個所述外鐵芯部在比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置沿周向排列， 多個所述外鐵芯部與多個所述磁鐵沿周向交替排列， 所述磁鐵具有作為磁極面的一對周向端面， 多個所述磁鐵的同極的磁極面彼此在周向對置， 所述外鐵芯部具有沿軸向貫通的貫通孔， 所述樹脂部具有: 上樹脂部，其覆蓋所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的上表面； 下樹脂部，其覆蓋所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的下表面； 外樹脂部，其覆蓋所述磁鐵的徑向外側的面；以及 柱狀部，其在所述貫通孔內沿軸向延伸，並連接所述上樹脂部與所述下樹脂部， 所述樹脂部具有由於被注塑成型時模具的澆口的存在而形成的澆口痕部， 所述澆口痕部位於比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置， 在俯視時，所述澆口痕部的至少一部分位於比所述貫通孔靠徑向內側的位置。
2.根據權利要求1所述的轉子， 在所述內鐵芯部的徑向外側而且是在所述磁鐵的徑向內側，設置有第二磁間隙， 所述樹脂部還具有填滿所述第二磁間隙的內樹脂部， 所述上樹脂部與所述下樹脂部通過所述外樹脂部、所述柱狀部以及所述內樹脂部而在軸向相連。
3.根據權利要求2所述的轉子， 所述外樹脂部的徑向厚度比所述柱狀部的徑向厚度以及所述內樹脂部的徑向厚度都薄。
4.根據權利要求1至權利要求3中任一項所述的轉子， 所述磁鐵的上表面以及下表面中的至少一方位於比所述層疊鐵芯的軸向兩端面靠軸向外側的位置。
5.根據權利要求4所述的轉子， 所述磁鐵的在上表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處、以及下表面分別與周向兩端面以及徑向兩端面的交界處中的至少一方具有錐形面， 所述錐形面位於比所述層疊鐵芯的軸向兩端面靠軸向外側的位置。
6.根據權利要求4所述的轉子， 所述上樹脂部的上表面以及所述下樹脂部的下表面分別在與所述外鐵芯部在軸向重疊的部分具有凹部。
7.根據權利要求1所述的轉子， 所述上樹脂部以及所述下樹脂部在與所述磁鐵在軸向重疊的位置具有第一定位孔。
8.根據權利要求1所述的轉子， 所述外樹脂部具有在徑向貫通的切口。
9.根據權利要求1所述的轉子， 所述上樹脂部以及所述下樹脂部中的至少一方在與所述層疊鐵芯在軸向重疊的位置具有第二定位孔。
10.根據權利要求1所述的轉子， 所述外鐵芯部的徑向外側的面從所述樹脂部露出， 所述外鐵芯部的徑向外側的面的徑向位置與所述外樹脂部的徑向外側的面的徑向位置相同。
11.一種馬達，包括: 靜止部；以及 旋轉部，其被支撐為相對於所述靜止部能夠旋轉， 所述旋轉部具有: 權利要求1至權利要求10中任一項所述的轉子；以及 軸，其插入所述轉子內側， 所述靜止部具有: 軸承部，其將所述軸支撐為能夠旋轉；以及 電樞，其配置在所述轉子的徑向`外側。
12.—種轉子的製造方法，該轉子具有: 多個磁鐵，多個所述磁鐵排列在上下延伸的中心軸線的周圍； 層疊鐵芯，其具有:內鐵芯部，其沿軸向呈筒狀延伸；多個外鐵芯部，多個所述外鐵芯部在比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置沿周向排列；和沿軸向貫通所述外鐵芯部的貫通孔；以及樹脂部， 該轉子的製造方法包括: a)工序，在該工序中將所述層疊鐵芯與多個所述磁鐵配置在模具的內部； b)工序，在該工序中通過所述模具的澆口將熔融樹脂灌入到所述模具的內部；以及 c)工序，在該工序中使所述熔融樹脂固化而獲得所述樹脂部， 在所述a)工序中，將多個所述外鐵芯部與多個所述磁鐵沿周向交替排列， 在所述b)工序中，所述澆口位於比所述內鐵芯部靠徑向外側的位置，並且所述澆口的至少一部分位於比所述貫通孔靠徑向內側的位置，從所述澆口將熔融樹脂注入到所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的上表面、所述層疊鐵芯以及所述磁鐵的下表面、所述磁鐵的徑向外側的面、以及所述貫通孔內。
【文檔編號】H02K15/03GK103580325SQ201310059634
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年2月26日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】旭恭平, 濱岸憲一朗, 田中邦明, 寺田進 申請人:日本電產株式會社