專利名稱：磁鐵埋入型電機(jī)、轉(zhuǎn)子單元以及轉(zhuǎn)子單元的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁鐵埋入型電機(jī)、一種內(nèi)轉(zhuǎn)子型的無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子、特別是具備通過(guò)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子單元以及一種轉(zhuǎn)子單元的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去，在轉(zhuǎn)子一側(cè)上設(shè)有作為磁場(chǎng)源的磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型電機(jī)中，存在有將該磁鐵埋設(shè)在轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁鐵埋入型電機(jī)。并且，作為這樣的磁鐵埋入型電機(jī)的磁鐵的固定構(gòu)造，已知有在形成于轉(zhuǎn)子上的磁鐵插入孔中設(shè)置固定用彈簧、然后利用它的彈性力來(lái)固定磁鐵(例如、參照專利文獻(xiàn)1)、或者在磁鐵上涂敷粘接劑(硅系列樹脂為主要成份的粘接劑等)然后將其粘接在磁鐵插入孔內(nèi)(例如、參照專利文獻(xiàn)2)等方法。
還有，在例如下述所示的專利文獻(xiàn)3中，記載了涉及內(nèi)部·永久·磁鐵型(內(nèi)轉(zhuǎn)子型)的無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的技術(shù)。例如，在電動(dòng)工具及工業(yè)用器具等方面，已提出容易地裝配設(shè)有用于冷卻電機(jī)自身的冷卻風(fēng)扇以及旋轉(zhuǎn)檢測(cè)用的傳感器磁鐵的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子單元)的技術(shù)。
通過(guò)固定在電動(dòng)工具的機(jī)架上的一對(duì)軸承(bearing)旋轉(zhuǎn)自如地支持此電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
在截面為圓形的轉(zhuǎn)子鐵心的中央部上設(shè)有貫通旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸插入孔。在轉(zhuǎn)子鐵心的外周側(cè)上正方形地排列設(shè)有插入4片平板狀的主磁鐵的矩形的磁鐵插入孔。在旋轉(zhuǎn)軸插入孔與磁鐵插入孔之間、也就是在上述正方形的頂點(diǎn)部的內(nèi)側(cè)上開有4個(gè)止轉(zhuǎn)用孔。
在磁鐵插入孔中插有磁鐵的轉(zhuǎn)子鐵心的端部上，安裝形成了冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇支架。雖然風(fēng)扇支架與轉(zhuǎn)子鐵心接觸的面是平的，但是在對(duì)應(yīng)主磁鐵的位置上設(shè)有退出用的凹部。還有，突出有對(duì)應(yīng)4個(gè)上述止轉(zhuǎn)用孔的止轉(zhuǎn)用突起。據(jù)此，風(fēng)扇支架不會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心旋轉(zhuǎn)，并且保持主磁鐵至少不會(huì)從風(fēng)扇支架一側(cè)脫落。
在與風(fēng)扇支架相反的一側(cè)上，隔著轉(zhuǎn)子鐵心安裝圓盤狀的傳感器支架。與上述一樣，在傳感器支架上突出有對(duì)應(yīng)4個(gè)上述止轉(zhuǎn)用孔的止轉(zhuǎn)用突起。據(jù)此，傳感器支架不會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心旋轉(zhuǎn)，并且保持主磁鐵至少不會(huì)從傳感器支架一側(cè)脫落。在傳感器支架上利用同樣的方法安裝具備止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳感器磁鐵等，并且通過(guò)熱熔敷進(jìn)行固定。
根據(jù)需要，在對(duì)傳感器磁鐵及主磁鐵進(jìn)行了充磁之后，在貫通旋轉(zhuǎn)軸插入孔的旋轉(zhuǎn)軸的兩端上安裝軸承。
將這樣裝配出的轉(zhuǎn)子插入預(yù)先安裝在機(jī)架上的定子的內(nèi)周側(cè)，并將軸承固定在機(jī)架上。
專利文獻(xiàn)1JP特開2000-175388號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2JP特開2004-194472號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3JP特開2004-48827號(hào)公報(bào)(第25段～57段、第1～5圖)然而，在上述過(guò)去例的方法中，由于部件件數(shù)的增加及其構(gòu)造的復(fù)雜化、無(wú)論是致使組裝工序變得煩雜、或是需要粘接劑的涂敷、(磁鐵的)插入·定位、以及硬化的大量工序等、都會(huì)妨礙磁鐵組裝工序低成本化，因此在這點(diǎn)上、還存有改善的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題點(diǎn)，其目的在于提供容易組裝、而且能夠有效地謀求低成本化的磁鐵埋入型電機(jī)以及電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元。
為了解決上述問題點(diǎn)，權(quán)利要求1所述的發(fā)明是一種具備由埋設(shè)有多個(gè)磁鐵所構(gòu)成的轉(zhuǎn)子的磁鐵埋入型電機(jī)，其特征在于上述轉(zhuǎn)子以上述磁鐵及形成該磁鐵的磁通路徑的磁軛作為插入體并由一體化樹脂成形所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)成，不會(huì)因?yàn)椴考?shù)的增加及構(gòu)造的復(fù)雜化招致組裝工序煩雜化、或者增加粘接劑的涂敷、(磁鐵的)插入·定位、以及硬化的工時(shí)，從而能夠容易而且準(zhǔn)確地將磁鐵固定在磁軛上。其結(jié)果是簡(jiǎn)化了磁鐵的組裝工序并且能夠有效地謀求低成本化。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明的特征在于上述磁鐵插入到在上述磁軛上形成的磁鐵插入孔中，并在利用成形用模具進(jìn)行定位的狀態(tài)下進(jìn)行上述樹脂成形。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠提高各磁鐵的固定位置的精度，其結(jié)果是，能夠防止因各磁鐵的固定位置的不平衡產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等，并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明的特征在于上述成形用模具具有插入各磁鐵插入孔并接觸上述磁鐵的多個(gè)定位銷，并且該各定位銷從與成形時(shí)中的成形樹脂的射出方向相對(duì)的位置向反射出方向豎立設(shè)置。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于利用成形樹脂的射出壓將各磁鐵壓在各定位銷上，故能穩(wěn)定磁鐵插入孔內(nèi)的該各磁鐵的配置位置。因此，能夠更進(jìn)一步提高其配置精度。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明的特征在于上述各定位銷使得上述成形樹脂的射出壓產(chǎn)生的各磁鐵在上述各磁鐵插入孔中的偏移均等。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于積極地制造出磁鐵插入孔中的各磁鐵的偏移、并將此偏移均勻化，故能夠謀求更進(jìn)一步提高配置精度。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明的特征在于具有在中心形成了貫通旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的圓柱狀磁軛、以及沿上述旋轉(zhuǎn)軸插入孔安裝在上述磁軛的內(nèi)部的磁鐵的轉(zhuǎn)子、設(shè)在上述轉(zhuǎn)子的一端側(cè)上的葉輪、和在比所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔更靠?jī)?nèi)側(cè)形成并在連通所述轉(zhuǎn)子與所述葉輪的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的所述轉(zhuǎn)子的另一端側(cè)以及所述葉輪側(cè)支持所述旋轉(zhuǎn)軸的軸承，由樹脂材料一體化成形。
根據(jù)此特征構(gòu)成，由于各部件沒有獨(dú)立而是一體化構(gòu)成，故能夠在成形模具中統(tǒng)一每個(gè)部件的定位及固定。一般來(lái)說(shuō)，如果部件件數(shù)較多，由于尺寸公差的累積、作為全體的公差就會(huì)變大。但是，根據(jù)本特征構(gòu)成，能夠減輕這種累積公差的問題。例如，能夠抑制因轉(zhuǎn)子與軸承的軸心偏移成為旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定及振動(dòng)等的原因。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高精度的而且裝配工時(shí)少的電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明的特征在于在與上述磁軛的上述旋轉(zhuǎn)軸插入孔垂直的截面上正方形地配置4個(gè)磁鐵插入孔，同時(shí)在由與上述正方形的各邊相對(duì)并且平行的4條邊、和相對(duì)上述正方形的各頂點(diǎn)的另外4條邊構(gòu)成的八角形上形成上述旋轉(zhuǎn)軸插入孔。
如上所述，在比上述旋轉(zhuǎn)軸插入孔更靠近內(nèi)側(cè)上形成的旋轉(zhuǎn)軸插入孔中形成支持旋轉(zhuǎn)軸的軸承。由于軸承與旋轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行滑動(dòng)，故必需利用從旋轉(zhuǎn)軸傳遞的旋轉(zhuǎn)力防止軸承在磁軛的旋轉(zhuǎn)軸插入孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。例如在專利文獻(xiàn)3中，為了進(jìn)行此止轉(zhuǎn)而設(shè)有開口部及突起。還有，在裝配時(shí)也必需確定開口部與突起的位置。
但是，根據(jù)本構(gòu)成，由于磁軛的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的截面形狀形成八角形，故其頂點(diǎn)變成阻力、并且起到作為在旋轉(zhuǎn)軸插入孔的內(nèi)側(cè)由樹脂形成的軸承(旋轉(zhuǎn)軸插入孔的壁部分)的止轉(zhuǎn)的作用。也就是說(shuō)，不設(shè)置特別的開口及突起、也不在與這些開口及突起之間進(jìn)行定位，并且能夠在樹脂成形中制作止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
還有，磁軛的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的截面形狀的八角形是切掉配置磁鐵的正方形的頂點(diǎn)部分所得到的八角形向旋轉(zhuǎn)軸插入孔的中心縮小的形狀。因此，能夠使磁鐵與磁鐵之間、也就是正方形配置的頂點(diǎn)部分的磁軛的壁厚比旋轉(zhuǎn)軸插入孔為正方形及圓形時(shí)要厚。其結(jié)果是，連接在頂點(diǎn)部分上比鄰的磁鐵的磁通量大量通過(guò)磁軛，從而提高了具有作為磁軛的磁場(chǎng)鐵心的功能。
根據(jù)以上的本特征構(gòu)成，能夠提供高精度的、而且裝配工時(shí)少的電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明的特征在于上述旋轉(zhuǎn)軸形成階梯狀的錐形，上述旋轉(zhuǎn)軸插入孔與上述旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)應(yīng)形成階梯狀，它的上述葉輪側(cè)的內(nèi)徑大于上述轉(zhuǎn)子的另一端側(cè)的內(nèi)徑。
根據(jù)此特征構(gòu)成，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)軸的小直徑的前端部從葉輪側(cè)插入旋轉(zhuǎn)軸插入孔，然后使其與轉(zhuǎn)子側(cè)的軸承結(jié)合，并且能夠使大直徑的后端部與葉輪側(cè)的軸承結(jié)合。這樣，能夠簡(jiǎn)單且高精度地將旋轉(zhuǎn)軸安裝在軸承上。
還有，由于轉(zhuǎn)子側(cè)與葉輪側(cè)的軸承以外的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的內(nèi)徑不與旋轉(zhuǎn)軸接觸，故無(wú)需高精度的成形。一體化成形的轉(zhuǎn)子單元中尺寸較長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)軸插入孔雖然形成了要求精度的軸承，但卻難以確保高精度。但是，根據(jù)本特征構(gòu)成，只要位于旋轉(zhuǎn)軸插入孔的兩端部附近的軸承部分為高精度，即使放寬中央部分的公差也沒有問題。其結(jié)果是，容易管理公差并且能夠低成本地生產(chǎn)轉(zhuǎn)子單元。
還有，在形成尺寸較長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)軸插入孔時(shí)，必須在模具中設(shè)置起模斜度，并且起模斜度會(huì)影響軸承的精度管理。但是，根據(jù)本特征構(gòu)成，除了旋轉(zhuǎn)軸插入孔的兩端部的軸承外，亦可在中央部分設(shè)置起模斜度。
還有，如權(quán)利要求8所述，用于生產(chǎn)本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)子單元的本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)子單元的生產(chǎn)方法，其特征在于具備以下的第一工序與第二工序。
第一工序是將上述磁軛及上述磁鐵插入模具內(nèi)、同時(shí)使上述磁軛及各磁鐵在配置在以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心的同一圓周上的被接觸部上接觸上述模具并將其支持在上述模具內(nèi)的特定位置上的工序。
第二工序是將上述樹脂材料從上述葉輪側(cè)壓入上述模具內(nèi)、并在抵抗上述樹脂材料的壓力以使上述磁軛及上述磁鐵保持在特定位置上的狀態(tài)下將上述轉(zhuǎn)子、上述葉輪與上述軸承一體化成形的第二工序。
根據(jù)此特征，在被接觸部上支持磁軛和磁鐵，并且抵抗壓入的樹脂材料的壓力以使其保持在模具內(nèi)的特定位置上。還有，由于圓周狀地配置此被接觸部，故即使在壁厚變得較薄的轉(zhuǎn)子的周長(zhǎng)上比鄰的磁鐵之間，也能夠使磁軛與模具接觸。其結(jié)果是，能夠利用樹脂材料的壓力防止轉(zhuǎn)子的破裂等。在被接觸部以外，由于流入了包含磁鐵插入孔的樹脂材料，故能夠通過(guò)磁軛與磁鐵成形來(lái)將其固定在特定位置上。
權(quán)利要求9所述的發(fā)明的特征在于具有在上述被接觸部中的至少一個(gè)上，通過(guò)設(shè)置在上述模具中的推出機(jī)構(gòu)向上述葉輪的方向突出、將一體化成形后的上述轉(zhuǎn)子單元從上述模具中推出的第三工序。
根據(jù)此特征構(gòu)成，以能夠?qū)箟喝氲臉渲牧系膲毫Φ谋唤佑|部作為著力點(diǎn)，將成形完成后的轉(zhuǎn)子單元從模具中推出。因此，不會(huì)向完成了的轉(zhuǎn)子單元施加過(guò)度的力，從而能夠?qū)⑵鋸哪＞咧辛己玫厝〕觥?br> 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供組裝容易、而且能夠有效地謀求低成本化的磁鐵埋入型電機(jī)以及電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元。


圖1是模式化表示電機(jī)的概略構(gòu)成的剖面圖。
圖2是模式化表示電機(jī)及泵裝置的概略構(gòu)成的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的轉(zhuǎn)子單元的一例的斜視圖。
圖4是圖3的剖面圖。
圖5是表示圖3的轉(zhuǎn)子中的磁軛與磁鐵之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖6是圖3的轉(zhuǎn)子單元從轉(zhuǎn)子側(cè)端部所見的俯視圖。
圖7是圖3的轉(zhuǎn)子單元從葉輪側(cè)端部所見的俯視圖。
圖8是表示圖3的轉(zhuǎn)子單元與成形用模具之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖9是圖8的V-V剖面圖。
圖10是表示其他例的成形用模具及其成形方法的說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明1磁軛2磁鐵3旋轉(zhuǎn)軸插入孔4磁鐵插入孔5磁鐵插入孔7、7a、7b、7c被接觸部10轉(zhuǎn)子20葉輪24澆口30、31、32軸承42銷子(推出銷、推出機(jī)構(gòu)、支持部)C節(jié)圓P0接觸中心P1接觸面中心具體實(shí)施方式
以下，就本發(fā)明在泵裝置(水泵)用的磁鐵埋入型電機(jī)中具體化的一個(gè)實(shí)施方式，結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)施方式的電機(jī)50是具有埋設(shè)了多個(gè)磁鐵2的轉(zhuǎn)子10的磁鐵埋入(IPMInterior Parmanent Magnet)型電機(jī)。在電機(jī)10的外側(cè)設(shè)置具備三相(U、V、W)的電機(jī)線圈(圖中標(biāo)示省略)的定子52，并且利用向各電機(jī)線圈通電來(lái)在轉(zhuǎn)子10的周圍形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。還有，轉(zhuǎn)子10通過(guò)此磁鐵2的磁場(chǎng)磁通量與上述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
如圖2所示，轉(zhuǎn)子10具有形成磁鐵2的磁通路徑的磁軛1，并且在同一磁軛1上形成插入各磁鐵2的磁鐵插入孔4。還有，在本實(shí)施方式中，磁軛1由層積磁性鋼板形成。還有，轉(zhuǎn)子10具有4個(gè)磁鐵2，并且在磁軛1上沿其周方向等間隔(90°間隔)地形成有對(duì)應(yīng)這些各磁鐵2的4個(gè)磁鐵插入孔4。并且，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子10通過(guò)以這些各磁鐵2及磁軛1作為插入體的嵌入(insert)成形(注塑成形)進(jìn)行一體化樹脂成形。
還有，如圖2所示，電機(jī)50是具有形成了多個(gè)翼片部22的葉輪20的水泵用電機(jī)，在本實(shí)施方式中，葉輪20隨著轉(zhuǎn)子10進(jìn)行一體化樹脂成形。接著進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，葉輪20形成圓盤狀(參照?qǐng)D6)，而各翼片部22在葉輪20一側(cè)的面(與轉(zhuǎn)子10相反一側(cè)的面)上形成·配設(shè)成螺旋狀。還有，葉輪20通過(guò)與轉(zhuǎn)子10同軸的柱狀的柄部21與同一轉(zhuǎn)子10連接。
在轉(zhuǎn)子10、柄部21以及葉輪20上形成有貫通其軸心的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3，并且在泵裝置即水泵53中、通過(guò)已插通到此旋轉(zhuǎn)軸插入孔3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸54旋轉(zhuǎn)自如地支撐這些部件。還有，利用配置在泵房55內(nèi)的葉輪20隨著轉(zhuǎn)子10進(jìn)行一體化旋轉(zhuǎn)，從排出口57向其外部壓送從流入口56流入同一泵房55內(nèi)的液體。
如圖3及圖4所示，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子單元51是轉(zhuǎn)子10、葉輪20、和軸承30由樹脂材料一體化成形的裝置。還有，在本實(shí)施方式中，由于在成形樹脂中、與旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行滑動(dòng)的軸承30進(jìn)行一體化成形等，故采用了具有高耐熱性與剛性的耐燃性樹脂即PPS(Poly Phenylene Sulfide)。
葉輪20通過(guò)比轉(zhuǎn)子10具有更小直徑的柄部21設(shè)在轉(zhuǎn)子10的一端側(cè)上。葉輪20與轉(zhuǎn)子10成一體化地旋轉(zhuǎn)，并且翼片部22作用于水泵的水。在葉輪20中也具備了排水孔23。
旋轉(zhuǎn)軸54被支持在在旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的內(nèi)壁上形成的2處軸承30上。也就是說(shuō)，利用轉(zhuǎn)子單元51的兩端、即在轉(zhuǎn)子10的與葉輪20相反的一側(cè)上形成的軸承31、和在葉輪20一側(cè)上形成的軸承32支持旋轉(zhuǎn)軸。
圖5是表示轉(zhuǎn)子10中的磁軛1與磁鐵2之間的關(guān)系的說(shuō)明圖，并在與磁軛1的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3垂直的面上剖視轉(zhuǎn)子10。
磁軛1為將形成有后述的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3、磁鐵插入孔4、和側(cè)面支持用的銷孔11等的圓板形沖板進(jìn)行層積，并且在中心形成有貫通旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的圓柱狀。
如圖5所示，在與磁軛1的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3垂直的截面上正方形地配置了矩形的4個(gè)磁鐵插入孔4。平板狀的磁鐵2插入到此磁鐵插入孔4中，并且磁鐵2沿旋轉(zhuǎn)軸插入孔3安裝在磁軛1的內(nèi)部。
旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的垂直截面形成八角形。也就是說(shuō)，形成由與配置磁鐵插入孔4的正方形的各邊相對(duì)并且平行的4條邊、和與該正方形的各頂點(diǎn)相對(duì)另外4條邊構(gòu)成的八角形。此八角形是切掉配置磁鐵2的該正方形的頂點(diǎn)部分所得到的八角形的相似形。因此，該正方形的頂點(diǎn)部分上的磁軛1的壁厚變得比如圖3所示的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3為正方形及圓形時(shí)要厚。據(jù)此，確保了相鄰的磁鐵之間的磁通量B通過(guò)磁軛1之際的壁厚，從而使得更多的磁通量B通過(guò)磁軛1。其結(jié)果是，提高了磁軛1作為磁場(chǎng)鐵心的功能。
包含軸承31的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3在旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的更內(nèi)側(cè)上由樹脂材料形成(參照?qǐng)D4及圖5)。必須固定與旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行滑動(dòng)的軸承31和磁軛1的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3。也就是說(shuō)，必須利用從旋轉(zhuǎn)軸傳遞的旋轉(zhuǎn)力來(lái)防止軸承31與磁軛1的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3之間相互旋轉(zhuǎn)。在本例中，旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的截面形狀即八角形的頂點(diǎn)變成阻力，并且起到作為在旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的內(nèi)側(cè)由樹脂材料成形的軸承31與磁軛1之間的止轉(zhuǎn)的作用。也就是說(shuō)，在本例中與上述專利文獻(xiàn)3不同，無(wú)須通過(guò)其它途徑設(shè)置特別的開口及突起等止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
包含軸承30的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3對(duì)應(yīng)形成了階梯狀的錐形的旋轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)示)形成階梯狀。也就是說(shuō)，如圖4所示，形成轉(zhuǎn)子10一側(cè)的內(nèi)徑較小、而葉輪20一側(cè)的內(nèi)徑變大的階梯狀。通過(guò)將小直徑的前端部從葉輪20一側(cè)插入旋轉(zhuǎn)軸插入孔3并使其與轉(zhuǎn)子10一側(cè)的軸承結(jié)合、并使大直徑的后端部與葉輪20一側(cè)的軸承結(jié)合，來(lái)組裝旋轉(zhuǎn)軸。這樣，能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成高精度地將旋轉(zhuǎn)軸組裝在軸承30上。
還有，由于軸承30以外的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的內(nèi)徑不與旋轉(zhuǎn)軸接觸，故無(wú)須高精度的成形。旋轉(zhuǎn)軸插入孔3在一體化成形的轉(zhuǎn)子單元51中尺寸較長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，這種尺寸較長(zhǎng)的部件很難高精度地成形。然而，在本例的構(gòu)成中，只要相當(dāng)于位于旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的兩端部附近的軸承30的部分的精度為高精度即可。也就是說(shuō)，即使放寬中央部分的公差也沒有問題，從而容易管理公差。因此，能夠減少模具的費(fèi)用等，并能低成本地生產(chǎn)轉(zhuǎn)子單元51。
例如，通常在形成旋轉(zhuǎn)軸插入孔3這樣尺寸較長(zhǎng)的孔時(shí)，必須在模具中設(shè)置起模斜度。此時(shí)，如果也在軸承30中設(shè)置起模斜度，就會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸與其精度管理產(chǎn)生較大影響。然而，在本例中，由于除了旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的兩端部的軸承30以外、還能夠在中央部分上設(shè)置起模斜度，故未損害生產(chǎn)性，并且能夠形成高精度的軸承30。
還有，在旋轉(zhuǎn)軸插入孔3的內(nèi)壁上沿貫通方向設(shè)有凹溝3a。它用于在旋轉(zhuǎn)軸與軸承30之間流通潤(rùn)滑水。還有，在磁軛1的外周部上將半圓形的銷孔11設(shè)在磁鐵2的邊界部分上。此銷孔11起到了在后述的模具中從側(cè)面支持磁軛1、同時(shí)能夠容易地從轉(zhuǎn)子單元51的外側(cè)辨認(rèn)磁鐵2的位置的作用。
通常在磁鐵2插入磁軛1之際不對(duì)其進(jìn)行充磁。理由是吸著在鐵制的磁軛1及模具上從而會(huì)損害裝配性，或是在由具有高熱(約280℃以上)的熔點(diǎn)的樹脂材料成形時(shí)退磁的可能性很高。因此，雖然在作為轉(zhuǎn)子51進(jìn)行一體化成形之后進(jìn)行充磁，但由于在此之際明確了磁鐵2的位置、故能有助于提高生產(chǎn)性。
圖6是轉(zhuǎn)子單元51從轉(zhuǎn)子10一側(cè)的端部所見的俯視圖，圖7是從葉輪20一側(cè)的端部所見的俯視圖。還有，圖8是表示圖3的轉(zhuǎn)子單元與成形用模具40之間的關(guān)系的說(shuō)明圖，圖9是圖8的V-V剖面圖。
模具40如圖8所示被分割成上下左右(符號(hào)40a～40d)4部分。轉(zhuǎn)子單元51通過(guò)從設(shè)在插入了磁軛1及磁鐵2的模具40的上部模具40c上的澆口24壓入樹脂材料進(jìn)行一體化成形。
通過(guò)銷孔11上的側(cè)面支持用銷子44對(duì)插入了模具40內(nèi)的磁軛1進(jìn)行支持。此時(shí)，下部模具40a接觸磁軛1及磁鐵2的被接觸部7，并從下方支持磁軛1及磁鐵2(第一工序)。
如圖6所示，被接觸部7由第一被接觸部7a、第二被接觸部7b和第三被接觸部7c構(gòu)成。第一被接觸部7a是在大致中央部上支持磁鐵2、同時(shí)在同一位置徑方向外周側(cè)上支持磁軛1的部分。第二被接觸部7b是在轉(zhuǎn)子10的周方向上比鄰的磁鐵2之間支持磁軛1的部分。第三被接觸部7c是在磁軛1的外周側(cè)上環(huán)狀地支持磁軛1的部分。在相當(dāng)于第二被接觸部7b的部分上，從軸承31開始連續(xù)地形成了將磁軛1與磁鐵2固定在轉(zhuǎn)子10的端部上的樹脂部6。因此，利用通過(guò)設(shè)在樹脂部6上的銷孔8進(jìn)行貫通的銷子42(參照?qǐng)D8)支持第二被接觸部7b。
具有圓弧部分的第一被接觸部7a的中心和圓形的第二被接觸部7b的中心配置在同一個(gè)節(jié)圓C的圓周上(參照?qǐng)D6)。也就是說(shuō)，在模具40a中，與第一被接觸部7a接觸的支持部41和與第二接觸部7b接觸的銷子(支持部)42配置在同一個(gè)節(jié)圓C的圓周上(參照?qǐng)D6、圖9)。因此，制作模具40(40a)之際的精度管理等變得容易了，同時(shí)分散了由于樹脂材料的壓入而施加給磁軛1的力、故能夠防止轉(zhuǎn)子1的破裂。
還有，通過(guò)模具40(40a)的環(huán)狀支持部43支持磁軛1的第三被接觸部7c(參照?qǐng)D9)。
還有，在如圖8所示的模具構(gòu)造中，在支持部41進(jìn)入磁鐵插入孔4并且不支持磁鐵2時(shí)，磁鐵2向下部模具40a落下。或者，通過(guò)注入的樹脂材料的壓力將其擠壓至接觸下部模具40a為止。然而，在利用本例的支持部41將磁鐵2支持在磁鐵插入孔4的內(nèi)部時(shí)，能夠通過(guò)成形將磁鐵2高精度地固定在恰當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 由于通過(guò)如上所述的支持部41～43支持磁軛1及磁鐵2，故在轉(zhuǎn)子10的前端部上具有切口部9及銷孔8，并且形成了堵塞磁鐵2的蓋狀樹脂部6(參照?qǐng)D3、圖6)。
在上部模具40c上，對(duì)應(yīng)在圖7中以虛線表示的澆口位置(符號(hào)24)設(shè)置3處樹脂材料注入口即澆口24。也就是說(shuō)，將樹脂材料從葉輪20一側(cè)壓入模具40中，并將轉(zhuǎn)子10、葉輪20和軸承30一體化成形(第二工序)。此時(shí)，磁軛1及磁鐵2抵抗樹脂材料的壓力從而成為通過(guò)支持部41～43保持在特定位置上的狀態(tài)。因此，不會(huì)變動(dòng)位置，從而轉(zhuǎn)子單元51高精度地一體化成形。
還有，雖然在磁鐵插入孔4與磁鐵2之間多少設(shè)有一點(diǎn)用于順利地插入磁鐵2的間隙，但是此間隙中也填充了樹脂材料。據(jù)此，在轉(zhuǎn)子單元51進(jìn)行旋轉(zhuǎn)之際消除了磁鐵2在磁鐵插入孔4中的晃動(dòng)。
還有，支持被接觸部7b的銷子42是能夠進(jìn)退自如的推出銷(推出機(jī)構(gòu))。通過(guò)在成形時(shí)在退出位置上支持磁軛1、同時(shí)在成形后向葉輪20的方向突出，將一體化成形后的轉(zhuǎn)子單元51從模具中推出(第三工序)。
如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高精度的、而且裝配工時(shí)少的電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元。
以上，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到以下特征。
(1)轉(zhuǎn)子10由通過(guò)以各磁鐵2及磁軛1作為插入體的嵌入成形(注塑成形)進(jìn)行一體化樹脂成形所構(gòu)成。根據(jù)此構(gòu)成，不會(huì)因?yàn)椴考?shù)的增加及構(gòu)造的復(fù)雜化、招致組裝工序煩雜化、或者粘接劑的涂敷、(磁鐵的)插入·定位、以及硬化的工時(shí)的增加，從而能夠容易而且準(zhǔn)確地將磁鐵2固定在磁軛1上。其結(jié)果是簡(jiǎn)化了磁鐵2的組裝工序并且能夠有效地謀求低成本化。
(2)磁軛1在磁鐵2已插入此各磁鐵插入孔4中的狀態(tài)下配置在成形用模具40內(nèi)。還有，各磁鐵2在由成形用模具40確定了位置的狀態(tài)下隨著磁軛1進(jìn)行一體化樹脂成形。在為此構(gòu)成時(shí)，能夠提高各磁鐵2的固定位置的精度，其結(jié)果是，能夠防止因各磁鐵2的固定位置的不平衡產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子10的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
(3)模具40在磁軛1及磁鐵2已配置在同一模具40內(nèi)的狀態(tài)下具備插入各磁鐵插入孔4并且接觸各磁鐵2的多個(gè)支持部41。還有，各支持部41在與成形樹脂的射出方向相對(duì)的位置上從模具40a向反射出方向豎立設(shè)置。根據(jù)此構(gòu)成，由于利用成形樹脂的射出壓將各磁鐵2壓在各支持部41上，故能穩(wěn)定磁鐵插入孔4內(nèi)的該各磁鐵2的配置位置。因此，能夠更進(jìn)一步提高其配置精度。
(4)電機(jī)50具有形成了多個(gè)翼片部22的葉輪20，并且該葉輪20隨著轉(zhuǎn)子10進(jìn)行一體化樹脂成形。在為此構(gòu)成時(shí)，能夠削減向泵裝置的組裝工時(shí)以及部件件數(shù)，據(jù)此能夠有效地謀求低成本化。
還有，本實(shí)施方式亦可進(jìn)行以下變更。
·在本實(shí)施方式中，雖然磁軛1由層積磁性鋼板形成，但亦可由磁性粉末形成(壓縮·燒結(jié)等)。
·在本實(shí)施方式中，雖然轉(zhuǎn)子10具有4個(gè)磁鐵2，但此數(shù)量并不僅限于此，還有也不限定其形狀。
·在本實(shí)施方式中，雖然本發(fā)明限定于泵裝置(水泵)用的電機(jī)50，但并不僅限于此，亦可適用于用作其它用途的電機(jī)。還有，不必使轉(zhuǎn)子10隨著葉輪20一體化成形，亦可為僅轉(zhuǎn)子10進(jìn)行樹脂成形的構(gòu)成。
·在本實(shí)施方式中，雖然在轉(zhuǎn)子10、柄部21以及葉輪20上形成了貫通其軸心的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3，但亦可不形成這樣的旋轉(zhuǎn)軸插入孔3。
·在本實(shí)施方式中，雖然沒有特別提到，但各支持部41亦可為利用成形樹脂的射出壓使磁鐵插入孔4中的各磁鐵2的偏移均等的構(gòu)成。即，如圖10所示，由于積極地制造出磁鐵插入孔4中的各磁鐵2的偏移、并將此偏移均勻化，故能夠防止因各磁鐵2的固定位置的不平衡產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子10的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。還有，這樣的構(gòu)成如同一圖所示，通過(guò)從該各磁鐵2的接觸面中心(接觸面的中心)P1挪動(dòng)相對(duì)各支持部41的各磁鐵2的接觸中心P0(各支持部41的接觸面為彎曲狀時(shí))、或者使相對(duì)各磁鐵2的各支持部41的接觸面向相對(duì)周方向成特定角度的方向傾斜等，能夠容易地實(shí)現(xiàn)具體化。
權(quán)利要求
1.一種磁鐵埋入型電機(jī)，具備埋設(shè)多個(gè)磁鐵而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子將由所述磁鐵及形成該磁鐵的磁通路徑的磁軛作為插入體以一體化樹脂成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁鐵埋入型電機(jī)，其特征在于所述磁鐵插入到在所述磁軛上形成的磁鐵插入孔中，并在利用成形用模具進(jìn)行定位的狀態(tài)下進(jìn)行所述樹脂成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁鐵埋入型電機(jī)，其特征在于所述成形用模具具有插入各磁鐵插入孔并接觸所述磁鐵的多個(gè)支持部，并且該各支持部從與成形樹脂的射出方向相對(duì)的位置向反射出方向豎立設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁鐵埋入型電機(jī)，其特征在于所述各支持部按照由所述成形樹脂的射出壓產(chǎn)生的各磁鐵在所述各磁鐵插入孔中的偏移均等的方式構(gòu)成。
5.一種轉(zhuǎn)子單元，作為內(nèi)轉(zhuǎn)子型的無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子單元，其特征在于具有在中心形成了貫通旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的圓柱狀磁軛、以及沿所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔安裝在所述磁軛的內(nèi)部的磁鐵的轉(zhuǎn)子；設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的一端側(cè)的葉輪；以及在比所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔更靠?jī)?nèi)側(cè)形成并在連通所述轉(zhuǎn)子與所述葉輪的旋轉(zhuǎn)軸插入孔的所述轉(zhuǎn)子的另一端側(cè)以及所述葉輪側(cè)支持所述旋轉(zhuǎn)軸的軸承，由樹脂材料一體化成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子單元，其特征在于所述磁軛在與所述磁軛的所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔垂直的截面上正方形地配置4個(gè)磁鐵插入孔，同時(shí)在由與所述正方形的各邊相對(duì)且平行的4條邊、和與所述正方形的各頂點(diǎn)相對(duì)的另外4條邊構(gòu)成的八角形中形成所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子單元，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸形成階梯狀的錐形，所述旋轉(zhuǎn)軸插入孔與所述旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)應(yīng)形成階梯狀，它的所述葉輪側(cè)的內(nèi)徑大于所述轉(zhuǎn)子的另一端側(cè)的內(nèi)徑。
8.一種轉(zhuǎn)子單元的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子單元，其特征在于，包括第一工序，將所述磁軛及所述磁鐵插入模具內(nèi)，同時(shí)使所述磁軛及各磁鐵在被接觸部上接觸所述模具并將其支持在所述模具內(nèi)的特定位置上，其中，所述被接觸部配置在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的同一圓周上；第二工序，將所述樹脂材料從所述葉輪側(cè)壓入所述模具內(nèi)，并在抵抗所述樹脂材料的壓力以使所述磁軛及所述磁鐵保持在特定位置上的狀態(tài)下，將所述轉(zhuǎn)子、所述葉輪及所述軸承一體化成形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子單元的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括第三工序，在所述被接觸部中的至少一方，通過(guò)使設(shè)置在所述模具中的推出機(jī)構(gòu)向所述葉輪的方向突出，將一體化成形后的所述轉(zhuǎn)子單元從所述模具中推出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁鐵埋入型電機(jī)，它容易組裝、而且能夠有效地謀求低成本化。電機(jī)(50)具有埋設(shè)了多個(gè)磁鐵(2)的轉(zhuǎn)子(10)，并且該轉(zhuǎn)子(10)通過(guò)以各磁鐵(2)及磁軛(1)作為插入體的嵌入成形(注塑成形)一體化樹脂成形。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1848614SQ20061007360
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者巖瀨昌吾, 石黑干久, 寺山充, 樋口匡 申請(qǐng)人:愛信精機(jī)株式會(huì)社