转子
阅读：711发布：2020-05-11
专利汇可以提供转子专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 转子 ，其包括：转子芯；磁体，所述磁体配置于在所述转子芯的端面中具有开口的收纳孔中；填料，所述填料经所述开口注入所述收纳孔中；和固定在所述端面上的端板。所述端板在与所述填料的入口对向的 位置 处具有凹部。，下面是转子专利的具体信息内容。
1.一种转子，其特征在于包括：
转子芯；
磁体，所述磁体配置于在所述转子芯的端面中具有开口的收纳孔中；
填料，所述填料经所述开口注入所述收纳孔中；和
固定在所述端面上的端板，其中
所述端板在与所述填料的入口对向的位置处具有凹部。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于
所述凹部的内部尺寸大于形成在所述入口处的填料溢料的外部尺寸，并且所述凹部的深度大于所述填料溢料的凸起高度。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述凹部的内部尺寸小于所述开口的内部尺寸。
4.一种转子，其特征在于包括：
转子芯；
磁体，所述磁体配置于在所述转子芯的端面中具有开口的收纳孔中；
填料，所述填料经所述开口注入所述收纳孔中；和
固定在所述端面上的端板，其中
所述端板在与所述填料的入口对向的位置处具有通孔。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述通孔的内部尺寸大于形成在所述入口处的填料溢料的外部尺寸。
6.根据权利要求4或5所述的转子，其特征在于，所述通孔的内部尺寸小于所述开口的内部尺寸。
转子
技术领域
背景技术
[0002] 旋转电机包括定子和转子，并且转子的示例包括磁体嵌埋型转子，其中磁体嵌埋在外周部中。在这样的磁体嵌埋型转子中，一些转子是通过将磁体插入到在转子芯的端面中开口并在转子芯内沿轴向延伸的收纳孔中、将树脂充填到收纳孔的内周面和磁体之间的各间隙中并且然后将端板固定在转子芯的端面上而构成的(例如，参见日本专利申请公报No.2007-236019)。
[0003] 在这样的转子中，在树脂的充填之后由于树脂残留而可能在转子的端面上形成凸部，并且凸部在已供树脂注入到收纳孔中的入口处变成成型溢料。如果人们尝试在不除去这种成型溢料的情况下将端板固定在转子芯的端面上，则成型溢料会妨碍转子芯的端面和端板的彼此附着。这就是为何在将端板固定在转子芯的端面上之前执行除去成型溢料的去溢料作业以除去任何成型溢料的原因。
[0004] 然而，这样执行的成型溢料除去作业会增加制造成本。另一方面，一种为端板设置注入口、将端板固定在转子芯上并且然后将转子芯设定在模具中并注入填料的制造方法也被已知为使转子芯的端面和端板彼此附着的技术。由于在该制造方法中端板在成型期间可能在载荷和热的作用下变形，所以有必要增加端板的板厚以耐受载荷和热。然而，增加板厚带来铁损并导致旋转电机的效率降低。
发明内容
[0005] 因此，本发明提供了一种转子，其中能在不需要去溢料作业的情况下防止转子芯和端板的彼此附着被抑制。
[0006] 根据本发明的一方面的转子是这样一种转子，在该转子中磁体插入到在转子芯的端面中具有开口的收纳孔中，并且端板在经所述开口注入所述收纳孔中的填料已在所述收纳孔内硬化之后固定在所述端面上，其中所述端板在与所述填料的入口对向的位置处具有凹部。在这种转子中，即使在入口处存在成型溢料，该成型溢料也在端板被固定时进入端板的凹部，从而能防止转子芯和端板的彼此附着被抑制。
[0007] 所述凹部的内部尺寸可以大于形成在所述入口处的填料溢料的外部尺寸，并且所述凹部的深度可以大于所述填料溢料的凸起高度。在这种转子中，整个成型溢料可靠地进入端板的凹部，从而能使转子芯和端板彼此附着。
[0008] 所述凹部的内部尺寸可以小于所述开口的内部尺寸。在这种转子中，在开口中存在一些供端板与转子芯的端面相接触的部位，从而能防止收纳孔内的磁体和填料在转子轴向上剥离。
[0009] 根据本发明的另一方面的转子是这样一种转子，在该转子中磁体插入到在转子芯的端面中具有开口的收纳孔中，并且端板在经所述开口注入所述收纳孔中的填料已在所述收纳孔内硬化之后固定在所述端面上，其中所述端板在与所述填料的入口对向的位置处具有通孔。在这种转子中，即使在入口处存在成型溢料，该成型溢料也在端板被固定时进入端板的通孔，从而能防止转子芯和端板的彼此附着被抑制。此外，即使当由于端板太薄等而难以在端板中形成足够深度的凹部，也能防止转子芯和端板的彼此附着被抑制。
[0010] 所述通孔的内部尺寸可以大于形成在所述入口处的填料溢料的外部尺寸。在这种转子中，整个成型溢料可靠地进入端板的通孔，从而能使转子芯和端板彼此附着。
[0011] 所述通孔的内部尺寸可以小于所述开口的内部尺寸。在这种转子中，在开口中存在一些供端板与转子芯的端面相接触的部位，从而能防止收纳孔内的磁体和填料在转子轴向上剥离。
[0013] 下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
[0014] 图1是示出旋转电机的示意性构型的剖视图；
[0015] 图2是转子芯的剖视图；
[0016] 图3是转子芯的端面的放大视图；
[0017] 图4是端板的端面的放大视图；
[0018] 图5是在图3的截面A-A中注入口附近的放大剖视图；
[0019] 图6是示出填料的注入的模具的示意性构成视图；
[0020] 图7是示出转子芯制造方法的流程图；以及
[0021] 图8是示出第二实施方式的注入口附近的放大剖视图。
具体实施方式
[0022] 首先将说明第一实施方式。本发明的实施方式中的旋转电机1是例如装设在混合动力车辆或电动车辆中的电动发电机。如图1所示，旋转电机1包括环形定子10和配置在定子10内部的转子20。在定子10的内周面和转子20的外周面之间形成有预定量的间隙。
[0023] 定子10包括定子芯11和定子线圈12，定子芯11是筒形的磁性体，定子线圈12卷绕在从定子芯11的内周部突出并在周向上以等间隔配置的多个齿周围。定子芯11是通过在轴向上层叠各自都被冲压成大致圆环形的大量磁性钢板并将各磁性钢板一体地联接在一起而构成的。定子线圈12包括从定子芯11在轴向上的端面向外突出的线圈端部12a、12b。
[0024] 转子20包括旋转轴21、固定在旋转轴21的外周上的筒形的转子芯22、沿周向嵌埋在转子芯22中的多个磁极23、和固定在转子芯22的两个端面上的端板24。端板24包括固定在转子芯22的一个端面上的端板24a和固定在转子芯22的另一个端面上的端板24b。
[0025] 转子芯22是通过在轴向上层叠各自都被冲压成圆环形的大量磁性钢板而构成的。构成转子芯22的磁性钢板通过被共同压接、结合或焊接或通过其它方法一体地联接在一起。
[0026] 如图2所示，转子芯22在周向上以等间隔设置有8组磁极23。由于各磁极23具有相同构型，故而以下将说明一个磁极23。磁极23包括沿转子芯22的外周配置的永磁体31和跨永磁体31配置在永磁体31的两侧的永磁体32、33。永磁体32、33配置成朝转子芯22的外周侧呈大致V形展开。
[0027] 永磁体31、32、33具有截面呈矩形且在轴向上长的平板形状，并且永磁体31、32、33的长度比转子芯22在轴向上的长度略短。在本实施方式中，永磁体31、32、33具有相同形状和相同尺寸，然而，本发明并不限于此；可以基于转子芯22的规格等来改变永磁体31、32、33的形状和尺寸。
[0028] 图3是图2中转子芯22的配置有一个磁极23的部分的放大视图。如图3所示，转子芯22设置有供永磁体31、32、33插入的收纳孔41、42、43。收纳孔41、42、43在转子芯22的端面中具有开口并沿转子芯22的轴向延伸。
[0029] 首先将说明收纳孔41。收纳孔41包括供永磁体31保持在其中的磁体保持部41a和与磁体保持部41a的两端连通的凹腔41b、41c。磁体保持部41a具有与永磁体31的截面形状大致相似的形状。凹腔41b、41c形成在磁体保持部41a在纵向上的两端处并且在左右方向上彼此对称。凹腔41b、41c的与磁体保持部41a连通的部分比磁体保持部41a窄，使得永磁体31不会进入凹腔41b、41c。
[0030] 由于收纳孔42、43关于从收纳孔42、43的中间通过的中心线彼此对称，所以将说明收纳孔42，同时将为收纳孔43赋予对应的附图标记并且将省略其说明。收纳孔42包括供永磁体32保持在其中的磁体保持部42a和与磁体保持部42a连通的凹腔42b、42c。磁体保持部42a具有与永磁体32的截面形状大致相似但比其大一点的矩形形状。在转子芯22中磁体保持部42a的内侧和外侧，分别形成有与磁体保持部42a连通并从磁体保持部42a沿转子芯22的径向延伸的内凹腔42b和外凹腔42c。凹腔42b、42c的与磁体保持部42a连通的部分比磁体保持部42a窄，使得永磁体32不会进入凹腔42b、42c。内凹腔42b具有比外凹腔42c大的截面积。
[0031] 如作为图3的截面A-A的视图的图5所示，磁体保持部41a被充填以用于将永磁体31固定在磁体保持部41a内的填料50。使用热固性树脂材料例如环氧树脂或硅树脂作为填料50。凹腔41b、41c也被充填以填料50。随着已充填的填料50硬化，永磁体31固定在磁体保持部41a中。即，随着已充填到收纳孔41中的填料50硬化，永磁体31被树脂成型并固定在收纳孔41内。
[0032] 如图6所示，填料50从树脂供给装置(未示出)被供给到模具60的注入口61，并经注入口61注入到磁体保持部41a中。磁体保持部41a的供填料50注入的部位为入口51。如图3所示，椭圆形入口51(用图3中的单点划线表示)位于与永磁体31和磁体保持部41a的大致中央对应的部分。稍后将详细说明使用模具60进行的填料50的注入。
[0033] 类似地，随着填料50经模具60的注入口61注入并在收纳孔42的磁体保持部42a和凹腔42b以及收纳孔43的磁体保持部43a和凹腔43b中硬化，永磁体32、33分别固定在磁体保持部42a、43a中。永磁体32、33也被树脂成型并固定在收纳孔42、43中。
[0034] 如图3所示，填料50经入口52注入收纳孔42中，入口52包括位于永磁体32和磁体保持部42a的大致中央的入口52a和位于凹腔42b的一端处的入口52b。填料50经入口52a注入磁体保持部42a中，且填料50经入口52b注入凹腔42b中。
[0035] 类似地，填料50经入口53注入收纳孔43中，入口53包括位于永磁体33和磁体保持部43a的大致中央的入口53a和位于凹腔43b的一端处的入口53b。填料50经入口53a注入磁体保持部43a中，且填料50经入口53b注入凹腔43b中。
[0036] 由于填料50是热固性树脂，所以当填料50已被充填到凹腔41b、41c、42b、42c、43b、43c中时，凹腔41b、41c、42b、42c、43b、43c变成具有比转子芯22的由磁性钢板构成的部分低的透磁率的区域。在设置了低透磁率区域的情况下，可以有效地防止永磁体31、32、33的周向端部处的正面和背面之间的磁通泄漏和短路。
[0037] 在填料50已硬化之后，端板24a、24b分别固定在转子芯22的两个端面上。端板24a、24b具有与转子芯22在轴向上的端面相同的圆环形状，并由例如不锈钢(SUS)的金属板形成。端板24a、24b在外周中的多个等间隔位置处焊接在转子芯22上。
[0038] 如图5所示，在填料50的充填之后，由于少量填料50残留在入口51处，所以可形成有成型溢料55，其是从磁体保持部41a的表面凸起的填料溢料。因此，如图4所示，在端板24a的供端板24a固定在转子芯22上的表面中与入口51对向的位置处设置有用来避免与形成于入口51处的成型溢料55干涉的凹部25。凹部25呈沿入口51纵向的长圆形。
[0039] 如图4和5所示，凹部25的内部尺寸被设定为比形成于入口51处的成型溢料55的外部尺寸大并且比磁体保持部41的开口的内部尺寸小。凹部25的深度被设定为比入口51的凸起高度、即成型溢料55的高度大。因此，凹部25覆盖成型溢料55以便不与成型溢料55干涉。
[0040] 端板24a还设置有分别与入口52、53对应的凹部26、27。凹部26包括与入口52a、52b对应的凹部26a、26b。凹部27包括与入口53a、53b对应的凹部27a、27b。端板24b具有与端板24a相同的构型。
[0041] 接下来将参照图6和7说明本实施方式的转子20的制造方法。图7是示出转子20的制造工序的流程图。
[0042] 首先，在步骤S10中，在轴向上层叠各自被冲压成环形的大量磁性钢板，并通过压接、焊接、结合等将各磁性钢板一体形成为磁性钢板的层叠体以形成转子芯22。
[0043] 接下来，在步骤S20中，将永磁体31、32、33插入到转子芯22的收纳孔41、42、43中。
[0044] 在步骤S30中，将其中插入了永磁体31、32、33的转子芯22装配到模具60中。模具60从上侧和下侧夹住转子芯22。
[0045] 在步骤S40中，将填料50经模具60的注入口61等注入磁体保持部41a、42a、43a的入口51、52a、53a和转子芯22的凹腔42b、43b的入口52b、53b中。随着填料50注入，填料50被充填到磁体保持部41a、42a、43a和凹腔41b、41c、42b、42c、43b、43c中，并且磁体保持部和凹腔被充填以填料50。填料50可被逐一充填到各磁极23中，或可同时被充填到全部8组磁极23中。
[0046] 然后，在步骤S50中，将转子芯22加热以使填料50硬化，并且将永磁体31、32、33固定在转子芯22的收纳孔41、42、43内。
[0047] 此后，在步骤S60中，从模具60取出转子芯22。如图5所示，当模具60被移除时，由于少量填料50残留在磁体保持部41a中的填料50的入口51处，所以可形成成型溢料55，并且磁体保持部41a的表面凸起。可以通过实验等来获知成型溢料55的大小和凸起高度。因此，可以预先获知应当将端板24a的凹部25设定为多大和多深以便不与成型溢料55干涉。虽然未示出入口52、53处的成型溢料，但在入口52、53处也与入口51处一样形成有成型溢料。
[0048] 在成型溢料55未被除去的状态下将旋转轴21固定在转子芯22上。然后，在端板24a的凹部25与成型溢料55对向的状态下将端板24a固定在转子芯22上。类似地，也将端板24b固定在转子芯22上。这便完成了转子20的制造。
[0049] 如上文已经说明的，在本实施方式中，不执行除去成型溢料55的去溢料作业，从而能节省去溢料作业的成本。此外，在端板24a的凹部25的尺寸和深度被设定为大于入口51(成型溢料55)的尺寸和深度的情况下，当端板24a固定在转子芯22的端面上时可以避免填料50的入口51(成型溢料55)和端板24a之间的干涉并将端板24a固定成附着到转子芯22的端面上。对于端板24b也是这样。此外，由于凹部25的内部尺寸被设定为比磁体保持部41a的开口的内部尺寸小，所以开口中存在一些供端板24a与转子芯22的端面相接触的部位，从而能防止收纳孔41、42、43内的永磁体31、32、33和填料50在转子20的轴向上剥离。
[0050] 当不执行去溢料作业时，成型溢料55可能脱落。如果成型溢料55脱落，则成型溢料55变成旋转电机1内部的异物。如果该异物附着在旋转部分上，则旋转电机1的运转可能受影响，又或者异物可能堵塞用于在旋转电机1的内部循环的冷却油和润滑剂的油道。然而，由于成型溢料55被端板24a的凹部25覆盖，所以即使成型溢料55脱落，成型溢料55也不会飞散到旋转电机1中并因此不会变成旋转电机1内部的异物。
[0051] 接下来将说明第二实施方式。在第二实施方式中，设置了代替凹部25的通孔70。特别地，当由于端板24过薄而难以形成凹部25时，优选形成通孔70。
[0052] 参照图8，如上所述，在填料50已被充填之后，由于少量填料50残留在入口51处，所以可形成从磁体保持部41a的表面凸起的成型溢料55。因此，在端板24a中与入口51对向的位置处设置有用来避免与形成于入口51处的成型溢料55干涉的圆形通孔70。
[0053] 通孔70的内部尺寸被设定为比形成于入口51处的成型溢料55的外部尺寸大并且比磁体保持部41a的开口的内部尺寸小。虽然在第二实施方式中通孔70呈圆形，但通孔70可以呈与成型溢料55的形状对应的各种形状，例如长方形、正方形和长圆形。从便于加工的角度看，圆形孔是优选的。
[0054] 因此，当设置有通孔70的端板24a固定在转子芯22的端面上时，能避免填料50的入口51(成型溢料55)和端板24a之间的干涉并且能将端板24a固定成附着到转子芯22的端面上。即使当由于所采用的端板24a太薄等而难以形成如第一实施方式中那样的凹部25时，也能将端板24a固定成附着到转子芯22的端面上。
[0055] 此外，可以通过调节通孔70的直径来简单地防止与成型溢料55干涉。因此，简化了端板24a的加工并且能降低加工成本。此外，由于通孔70的内部尺寸被设定为比磁体保持部41a的开口的内部尺寸小，所以开口中存在一些供端板24a与转子芯22的端面相接触的部位，从而能防止收纳孔41、42、43内的永磁体31、32、33和填料50在转子20的轴向上剥离。
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