轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機以及轉(zhuǎn)子制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機以及轉(zhuǎn)子制造方法。用于旋轉(zhuǎn)電機（10）的轉(zhuǎn)子（14）包括轉(zhuǎn)子芯（30）、永磁體（24）以及樹脂部件（34），永磁體（24）被插入到形成于轉(zhuǎn)子芯（30）中的磁體插入孔（22）中，樹脂部件（34）被形成為具有與磁體插入孔（22）和永磁體（24）之間的間隙相對應的形狀。此外，通過將永磁體（24）和樹脂部件（34）同時插入到所述磁體插入孔（22）中，永磁體（24）被樹脂部件（34）固定在磁體插入孔（22）中。這種結(jié)構(gòu)使永磁體（24）能夠很容易地被固定到所述轉(zhuǎn)子芯（30），還能夠改善永磁體（24）的抗退磁能力。
【專利說明】轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機以及轉(zhuǎn)子制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子，具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機，以及一種轉(zhuǎn)子的制造方法。特別是，本發(fā)明涉及對插入到形成于轉(zhuǎn)子芯中的磁體插入孔中的永磁體的固定結(jié)構(gòu)和固定方法的改進。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有通過在轉(zhuǎn)子和產(chǎn)生在定子中的旋轉(zhuǎn)磁場之間工作的電磁作用來使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)電機。
[0003]日本專利申請公開N0.2010-142038 (JP2010-142038A)描述了一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子芯和插入到形成于轉(zhuǎn)子芯中的磁體插入孔中的永磁體。在該轉(zhuǎn)子中，永磁體被插入并被定位在磁體插入孔中，通過在磁體插入孔和永磁體之間的間隙中填充的樹脂來使永磁體固定到轉(zhuǎn)子芯。
[0004]對于JP2010-142038A中描述的轉(zhuǎn)子，必須在樹脂被填充入磁體插入孔之前將永磁體插入并臨時地固定到磁體插入孔中。為了使在磁體插入孔中插入和臨時固定永磁體的工作便利，以往在磁體插入孔的內(nèi)周面上形成突起部。這樣的突起部被形成為使得部分地頂住永磁體的端表面。用這種方法，突起部被形成為使得與永磁體接觸的部分很小，由此抑制了插入永磁體時的阻力，因此，使得能夠相對容易地插入永磁體。此外，在插入之后永磁體被突起部臨時固定，從而能夠防止永磁體由于填充樹脂而在磁體插入孔中移位。
[0005]如上所述，從使得將永磁體固定至轉(zhuǎn)子芯的工作便利的角度，磁體插入孔的內(nèi)周面被形成為使得接觸永磁體的部分相對較小。換句話說，磁體插入孔的內(nèi)周面被形成為使得磁體插入孔的內(nèi)周面和永磁體之間存在相對較大的間隙。當用這種方式在磁體插入孔和永磁體之間形成間隙時，當旋轉(zhuǎn)電機處于高負荷狀態(tài)(即大量電流被供應到啟動器線圈的狀態(tài))時，結(jié)果是永磁體的端部的磁導系數(shù)下降。特別是，當永磁體的磁極面和磁體插入孔的面對磁極面的內(nèi)周面之間形成間隙時，磁導系數(shù)將降低得更多，結(jié)果造成永磁體的抗退磁能力(demagnetization resistance amount)顯著降低，這是有問題的。
[0006]解決這一問題的一種可能的方式是使用這樣一種方法，其涉及將磁體插入孔形成為使得在磁體插入孔的內(nèi)周面和永磁體的端面之間不產(chǎn)生間隙。然而，如果磁體插入孔的內(nèi)周面和永磁體之間根本沒有間隙，則很難將永磁體插入到磁體插入孔中，因此存在可操作性變差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子，一種具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機，以及制造轉(zhuǎn)子的方法，在所述轉(zhuǎn)子中，永磁體能夠很容易地被固定到轉(zhuǎn)子芯，并且能夠改善永磁體的抗退磁能力。
[0008]本發(fā)明的第一方面涉及用于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯、永磁體和樹脂部件。轉(zhuǎn)子芯具有磁體插入孔。永磁體被布置在轉(zhuǎn)子芯的磁體插入孔中。樹脂部件具有與磁體插入孔和永磁體之間的間隙相對應的形狀。永磁體和樹脂部件被同時插入磁體插入孔中。永磁體被樹脂部件固定在磁體插入孔中。
[0009]此外，可以在永磁體被插入到磁體插入孔中之前將永磁體和樹脂部件結(jié)合成一體。
[0010]此外，磁體插入孔可以被形成為使得在永磁體沿圓周方向的兩側(cè)產(chǎn)生間隙。
[0011]此外，本發(fā)明的第二方面涉及包括根據(jù)上述第一方面的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機。
[0012]此外，本發(fā)明的第三方面涉及用于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子的制造方法，所述方法包括下述步驟i)到在轉(zhuǎn)子芯中形成磁體插入孔，ii)形成形狀與磁體插入孔和永磁體之間的間隙相對應的樹脂部件，以及iii)將永磁體和樹脂部件同時插入磁體插入孔，并利用樹脂部件在磁體插入孔中固定永磁體。
[0013]根據(jù)按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機以及轉(zhuǎn)子的制造方法，永磁體能夠很容易地被固定到轉(zhuǎn)子芯，并且能夠改善永磁體的抗退磁能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將參照附圖描述本發(fā)明示例實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，附圖中相同的標記表不同一兀件，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的旋轉(zhuǎn)電機的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是轉(zhuǎn)子的平面圖；
[0017]圖3是轉(zhuǎn)子的一部分的放大的平面圖；以及
[0018]圖4是示出永磁體插入磁體插入孔的方式的圖。
【具體實施方式】
[0019]在下文中，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和具有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機的示例實施例。圖1是根據(jù)一個示例實施例的旋轉(zhuǎn)電機的結(jié)構(gòu)的示圖。
[0020]旋轉(zhuǎn)電機10被用作例如車輛的原動機。旋轉(zhuǎn)電機10包括轉(zhuǎn)子軸12、轉(zhuǎn)子14、殼體16和定子18。轉(zhuǎn)子14被固定到轉(zhuǎn)子軸12。定子18被固定到旋轉(zhuǎn)電機10的殼體16以便圍繞轉(zhuǎn)子14。
[0021]轉(zhuǎn)子14是圓柱形磁體，其與轉(zhuǎn)子軸12同心，轉(zhuǎn)子14例如由在軸向方向20層疊在一起的層疊鋼片形成。沿軸向方向20延伸的磁體插入孔22被形成在層疊鋼片中，而永磁體24被插入并被布置在這些磁體插入孔22中。稍后將描述轉(zhuǎn)子14的詳細結(jié)構(gòu)。
[0022]轉(zhuǎn)子軸12被設(shè)置在殼體16中的軸承26可轉(zhuǎn)動地支承。本示例實施例中的轉(zhuǎn)子軸12是輸出軸，其將旋轉(zhuǎn)電機10的輸出傳遞到車輛的驅(qū)動輪(未示出)。轉(zhuǎn)子軸12通過齒輪機構(gòu)(未示出)連接到驅(qū)動輪。
[0023]定子18被環(huán)繞布置以使得在轉(zhuǎn)子14周圍存在空氣間隙。定子18具有磁極(未示出)，磁極在定子18的內(nèi)周側(cè)上突起，并且在圓周方向上以預定間隔被布置。由圍繞磁極纏繞的導線形成的線圈28被布置在作為磁極之間的空隙的槽內(nèi)。圖1示出了在定子18的兩端的槽之間延伸的線圈28，即線圈端。通過給這個線圈28通電在定子18中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在這個旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生吸引具有永磁體24的轉(zhuǎn)子14的力，從而使轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動。
[0024]接下來，將參照附圖2和附圖3描述轉(zhuǎn)子14的結(jié)構(gòu)。圖2是轉(zhuǎn)子14的平面圖，圖3是轉(zhuǎn)子14的一部分的放大的平面圖。圖中的箭頭Θ表示圓周方向。[0025]根據(jù)本發(fā)明的該示例實施例的轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子芯30、永磁體24和樹脂部件34。只要可能，就以單數(shù)形式描述永磁體24、樹脂部件34和其他這樣的元件以使描述簡潔。永磁體24被插入到形成于轉(zhuǎn)子芯30中的磁體插入孔22中。樹脂部件34形成為具有與磁體插入孔22和永磁體24之間的間隙32相對應的形狀。在以這種方式構(gòu)成的轉(zhuǎn)子14中，通過將永磁體24和樹脂部件34同時插入磁體插入孔22中，永磁體24能夠被樹脂部件34固定在磁體插入孔22中。也就是說，永磁體24能夠被與該永磁體24同時插入的樹脂部件34定位在磁體插入孔22中。
[0026]這種用樹脂部件34固定永磁體24的固定結(jié)構(gòu)使得能夠取消通常使用的固定結(jié)構(gòu)，即在磁體插入孔的內(nèi)周面上形成突起部來頂住永磁體以防止錯位。取消這個突起部使得能夠取消最終形成在突起部周圍的間隙，因此，可以防止由這個間隙引起的永磁體的磁導系數(shù)的降低，進而能夠改善永磁體的抗退磁能力。
[0027]如圖2中所示，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子芯30、永磁體24和樹脂部件34，其中永磁體24和樹脂部件34被布置在形成于轉(zhuǎn)子芯30中的磁體插入孔22中。
[0028]轉(zhuǎn)子芯30由沿軸向方向20上(圖1中所示)層疊在一起的磁鋼片形成。轉(zhuǎn)子芯30被形成為環(huán)形形狀。轉(zhuǎn)子軸12從其中穿過的通孔36形成在轉(zhuǎn)子芯30的中心部分。
[0029]例如,在轉(zhuǎn)子芯30中，沿圓周方向Θ以一定間隔形成16個磁體插入孔22。永磁體24和樹脂部件34都被插入到每一個磁體插入孔22中。樹脂部件34例如是絕緣樹脂，比如環(huán)氧樹脂。
[0030]在本示例實施例中，相鄰的磁體插入孔22被布置成使得:在徑向上越到外側(cè)，它們之間沿圓周方向Θ的距離越大。也就是說，相鄰的磁體插入孔22被布置成如圖2中所示的大致呈V形形狀。一個磁極由插入到被布置成大致呈V形形狀的磁體插入孔22中的每一個中的永磁體24形成。也就是說，一個永磁體24的徑向外側(cè)上的磁極面24a的極性與另一個永磁體24的徑向外側(cè)上的磁極面24a的極性相匹配。同樣地,一個永磁體24的徑向內(nèi)側(cè)上的磁極面24a的極性與另一個永磁體24的徑向內(nèi)側(cè)上的磁極面24a的極性相匹配。
[0031]磁體插入孔22形成為使得在永磁體24的沿圓周方向Θ的每一側(cè)上形成間隙32。如圖3中所示，間隙32是由永磁體24在圓周方向Θ上的端面24b和磁體插入孔22的內(nèi)周面包圍的區(qū)域，并且間隙32形成為基本且簡單的形狀。以這種方式，通過使間隙32的形狀基本且簡單，能夠很容易地形成具有與間隙32相對應的形狀的樹脂部件34。此外，通過將這個樹脂部件34和永磁體24同時插入到磁體插入孔22中，由樹脂部件34在圓周方向Θ上的兩個端部從外側(cè)支撐永磁體24，從而將永磁體固定在磁體插入孔22中。
[0032]同時，磁體插入孔22的面對永磁體24兩側(cè)上的磁極面24a的內(nèi)周面被形成為使得在磁體插入孔22的內(nèi)周面和每一個磁極面24a之間存在的間隙較小，該間隙的大小剛好足以允許永磁體24滑動。最大程度地消除徑向上的磁體空氣間隙能夠防止磁極面24a的磁導系數(shù)的降低，從而能夠改善永磁體24的抗退磁能力。
[0033]接下來，將參照圖4描述用于將永磁體24插入到磁體插入孔22中的過程。圖4是示出將永磁體24插入到磁體插入孔22中的方式的圖。
[0034]首先，預先形成樹脂部件34以與間隙32的形狀匹配。然后，永磁體24和樹脂部件34被同時插入到磁體插入孔22中。結(jié)果，永磁體24被固定在磁體插入孔22中。也就是說，永磁體24被固定到轉(zhuǎn)子芯30。
[0035]在本示例實施例中，描述了將永磁體24和樹脂部件34同時插入到磁體插入孔22的情形，但本發(fā)明并不限于這種結(jié)構(gòu)。永磁體24和樹脂部件34也可以被預先結(jié)合在一起，然后再插入到磁體插入孔22中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于旋轉(zhuǎn)電機(10)的轉(zhuǎn)子(14),包括: 轉(zhuǎn)子芯(30)，其具有磁體插入孔(22)； 永磁體(24)，其被布置在所述轉(zhuǎn)子芯(30)的磁體插入孔(22)中；以及 樹脂部件(34)，其具有與所述磁體插入孔(22)和所述永磁體(24)之間的間隙相對應的形狀， 所述轉(zhuǎn)子(14)的特征在于，所述永磁體(24)和所述樹脂部件(34)被同時插入到所述磁體插入孔(22)中，并且所述永磁體(24)被所述樹脂部件(34)固定在所述磁體插入孔(22)中。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(14)，其特征在于，在所述永磁體(24)被插入到所述磁體插入孔(22)中之前所述永磁體(24)與所述樹脂部件(34)被結(jié)合成一體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子(14)，其特征在于，所述磁體插入孔(22)被形成為使得在所述永磁體(24 )沿圓周方向的兩側(cè)產(chǎn)生間隙。
4.一種旋轉(zhuǎn)電機,包括: 轉(zhuǎn)子軸(12)； 如權(quán)利要求1到3的任一項所述的轉(zhuǎn)子(14)，所述轉(zhuǎn)子(14)被固定到所述轉(zhuǎn)子軸(12)； 殼體(16);以及 定子(18)，其被固定到所述殼體(16)以圍繞所述轉(zhuǎn)子(14)。
5.一種用于旋轉(zhuǎn)電機(10)的轉(zhuǎn)子(14)的制造方法，包括: 在轉(zhuǎn)子芯(30)中形成磁體插入孔(22);以及 形成具有與所述磁體插入孔(22)和永磁體(24)之間的間隙相對應的形狀的樹脂部件(34)， 所述轉(zhuǎn)子(14)的制造方法的特征在于，還包括: 將所述永磁體(24)和所述樹脂部件(34)同時插入所述磁體插入孔(22)中，并利用所述樹脂部件(34 )在所述磁體插入孔(22 )中固定所述永磁體(24 )。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子(14)的制造方法，其特征在于，在所述永磁體(24)被插入到所述磁體插入孔(22)之前將所述永磁體(24)與所述樹脂部件(34)結(jié)合成一體。
【文檔編號】H02K15/03GK103683597SQ201310353851
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】佐野新也, 片山慎也 申請人:豐田自動車株式會社