轉(zhuǎn)子及具有該轉(zhuǎn)子的電動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及在磁體埋設(shè)孔內(nèi)插入并安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子及具有該轉(zhuǎn)子的電 動機。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于家電領(lǐng)域、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域、汽車的電裝領(lǐng)域等中使用的電動機，基于運轉(zhuǎn)效率 較高或者牢固這樣的理由，采用了磁體嵌入型電動機。磁體嵌入型電動機也稱作內(nèi)嵌式永 磁電動機（InteriorPermanentMagnetMotor，以下，記作IPM電動機。）。IPM電動機中使 用的轉(zhuǎn)子在形成于轉(zhuǎn)子鐵芯的多個磁體埋設(shè)孔內(nèi)分別嵌入有永磁體。一般來說，永磁體利 用以下方法固定于磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部。例如，向磁體埋設(shè)孔內(nèi)一起注入永磁體和樹脂?；?者，永磁體被壓接、固定于磁體埋設(shè)孔。
[0003] 圖14是表示以往的轉(zhuǎn)子的主要部分的立體圖。圖15是表示以往的轉(zhuǎn)子的主要部 分的主視圖。
[0004] 使用圖14、圖15,說明在以往的IPM電動機中使用的轉(zhuǎn)子。圖14、圖15所示的IPM 電動機是在工業(yè)設(shè)備中使用的IPM電動機。
[0005] 如圖14所示，轉(zhuǎn)子鐵芯102是通過層疊鋼板101而形成的。在轉(zhuǎn)子鐵芯102,沿著 轉(zhuǎn)子鐵芯102的外周面102a形成有多個磁體埋設(shè)孔103。在多個磁體埋設(shè)孔103內(nèi)分別插 入有永磁體104。
[0006] 如圖15所示，永磁體104的形狀和供永磁體104插入的磁體埋設(shè)孔103的形狀有 截面形狀為四邊形、字母D形狀、半圓狀等各種形狀。
[0007] 在IPM電動機所使用的轉(zhuǎn)子鐵芯102形成有多個磁體埋設(shè)孔103。在向各個磁體 埋設(shè)孔103內(nèi)插入并固定永磁體104時，永磁體104在磁體埋設(shè)孔103的內(nèi)部所被固定的 位置會產(chǎn)生偏差。若永磁體104所被固定的位置產(chǎn)生偏移，則轉(zhuǎn)子所具有的磁力的平衡變 差。磁力的平衡變差的轉(zhuǎn)子嵌入電動機內(nèi)。在驅(qū)動該電動機的情況下，扭矩波動增大，因此 電動機特性惡化。為了解決該問題，以往，提出了以下方案。
[0008] 例如，在日本專利申請?zhí)亻_2000 - 341920號公報中記載有以下電動機。S卩，形成 于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體埋設(shè)孔在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)的角部形成有槽。磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)是指形 成磁體埋設(shè)孔的壁面中的、位于轉(zhuǎn)子鐵芯的中心側(cè)的壁面。在形成于角部的槽中，為了固定 永磁體而壓入有彈簧等彈性體。永磁體被壓入的彈性體朝向磁體埋設(shè)孔的外側(cè)施力。磁體 埋設(shè)孔的外側(cè)是指在轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑方向上的外周面?zhèn)?。被朝向磁體埋設(shè)孔的外側(cè)施力的 永磁體固定于磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部。在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部固定有永磁體的轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成轉(zhuǎn) 子。該轉(zhuǎn)子嵌入電動機內(nèi)。
[0009] 另外，在以下說明中，將日本專利申請?zhí)亻_2000 - 341920號公報稱作專利文獻1。
[0010] 例如，在日本專利申請?zhí)亻_2012 - 244677號公報中記載有以下電動機。S卩，在形 成于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體埋設(shè)孔內(nèi)插入有永磁體。在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)壁面和與該內(nèi)側(cè)壁面相 對的永磁體之間插入有繩狀的橡膠彈性體。繩狀的橡膠彈性體以在轉(zhuǎn)子鐵芯所含有的軸心 方向上擴展的狀態(tài)插入內(nèi)側(cè)壁面與永磁體之間。磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)壁面是指形成磁體埋設(shè) 孔的壁面中的、位于轉(zhuǎn)子鐵芯的中心側(cè)的壁面。永磁體以被按壓于磁體埋設(shè)孔的外側(cè)壁面 的狀態(tài)固定。磁體埋設(shè)孔的外側(cè)壁面是指形成磁體埋設(shè)孔的壁面中的、在轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑 方向上位于外周面?zhèn)鹊谋诿?。在磁體埋設(shè)孔的外側(cè)壁面上固定有永磁體的轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成轉(zhuǎn) 子。該轉(zhuǎn)子嵌入電動機內(nèi)。
[0011] 另外，在以下說明，將日本專利申請?zhí)亻_2012 - 244677號公報稱作專利文獻2。
[0012] 例如，在日本專利申請?zhí)亻_2002 - 34187號公報中記載有以下電動機。即，轉(zhuǎn)子 鐵芯形成有磁體埋設(shè)孔，并且在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)形成有供樹脂注入的孔部。磁體埋設(shè)孔 的內(nèi)側(cè)是指轉(zhuǎn)子鐵芯的中心側(cè)。磁體埋設(shè)孔與孔部相連通。使用模具向孔部中注入樹脂。 永磁體被注入的樹脂朝向磁體埋設(shè)孔的外側(cè)按壓。磁體埋設(shè)孔的外側(cè)是指在轉(zhuǎn)子鐵芯的半 徑方向上的外周面?zhèn)?。被朝向磁體埋設(shè)孔的外側(cè)按壓的永磁體固定于磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部。 在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部固定有永磁體的轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子嵌入電動機內(nèi)。
[0013] 另外，在以下說明，將日本專利申請?zhí)亻_2002 - 34187號公報稱作專利文獻3。
[0014] 例如，在日本專利申請?zhí)亻_平9 一 163649號公報中記載有以下電動機。即，隔著 粘接劑片將永磁體插入形成于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體埋設(shè)孔中。永磁體借助粘接劑片固定于磁體 埋設(shè)孔。在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部固定有永磁體的轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子嵌入電動機內(nèi)。
[0015] 另外，在以下說明，將日本專利申請?zhí)亻_平9 - 163649號公報稱作專利文獻4。
[0016] 然而，以往的轉(zhuǎn)子具有以下應改進的方面。
[0017]S卩，在專利文獻1、專利文獻2所記載的電動機所使用的轉(zhuǎn)子中，在磁體埋設(shè)孔的 內(nèi)部，永磁體受到來自彈性體的應力。即，永磁體被按壓于位于磁體埋設(shè)孔的外側(cè)的壁面。
[0018] 彈性體是彈簧、橡膠等。彈性體位于永磁體與位于磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)的壁面之間。 彈性體被壓入永磁體與位于磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)的壁面之間。磁體埋設(shè)孔的外側(cè)是指在轉(zhuǎn)子 鐵芯的半徑方向上的外周面?zhèn)?。磁體埋設(shè)孔的內(nèi)側(cè)是指轉(zhuǎn)子鐵芯的中心側(cè)。
[0019] 近年來，為了有效地靈活利用永磁體所具有的磁力，推進位于形成于轉(zhuǎn)子鐵芯的 磁體埋設(shè)孔與轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面之間的橋接部的薄壁化。這樣，針對推進薄壁化的轉(zhuǎn)子鐵 芯，若向磁體埋設(shè)孔與永磁體之間壓入彈性體，則有時轉(zhuǎn)子鐵芯會發(fā)生變形。如果轉(zhuǎn)子鐵芯 發(fā)生變形，則嵌入有該轉(zhuǎn)子的電動機的電動機特性有時會降低。
[0020] 另外，出于耐沖擊性、耐環(huán)境性的觀點考慮，在磁體埋設(shè)孔與永磁體之間壓入有彈 性體的轉(zhuǎn)子難以確保長期的可靠性。
[0021] 即，電動機重復啟動和停止。若電動機重復啟動和停止，則嵌入電動機內(nèi)的轉(zhuǎn)子反 復產(chǎn)生溫度上升和溫度下降這樣的溫度變化。若轉(zhuǎn)子重復溫度變化，則構(gòu)成彈性體的樹脂 材料產(chǎn)生物性的變化。即，當初具有彈性力的彈性體由于經(jīng)歷溫度變化而失去彈性力。失 去了彈性力的彈性體硬化，并變質(zhì)為固化體。另外，在彈性體硬化的情況下，有時彈性體的 體積還會減小。
[0022] 其結(jié)果，彈性體失去作為磁體的填充物的功能。而且，由于彈性體的體積減少，因 此也成為在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部，磁體一點一點地移動的原因。若磁體一點一點地移動，則產(chǎn) 生異響。產(chǎn)生異響的電動機在品質(zhì)方面并不優(yōu)選。
[0023]另外，在專利文獻3所記載的電動機所使用的轉(zhuǎn)子中，在對樹脂成形時的成形壓 力下，成形樹脂進入層疊的鋼板之間的間隙內(nèi)。若成形樹脂進入層疊的鋼板之間的間隙內(nèi)， 則轉(zhuǎn)子鐵芯發(fā)生變形。如果轉(zhuǎn)子鐵芯發(fā)生變形，則嵌入有該轉(zhuǎn)子的電動機的電動機特性有 時會降低。
[0024] 特別是在形成于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔完全被樹脂填充的情況下，在永磁體與包 圍永磁體的周邊部之間的熱阻升高。即，妨礙了永磁體的散熱性。因此，在嵌入有該轉(zhuǎn)子的 電動機以過載荷的狀態(tài)進行驅(qū)動的情況下，永磁體無法充分地進行散熱。換言之，永磁體成 為過度的發(fā)熱狀態(tài)，因此永磁體所具有的磁力有時會減少。
[0025] 而且，在專利文獻4所記載的電動機所使用的轉(zhuǎn)子中，由于覆蓋永磁體的粘接劑 片的厚度，在磁體埋設(shè)孔的內(nèi)部，永磁體位于轉(zhuǎn)子鐵芯的中心側(cè)。換言之，永磁體和位于與 轉(zhuǎn)子相對的位置的定子鐵芯之間的間隙變大。因此，無法有效地靈活利用永磁體所具有的 磁力。因而，嵌入有該轉(zhuǎn)子的電動機的電動機特性有時會降低。
[0026] 而且，在專利文獻4所記載的電動機中使用的轉(zhuǎn)子由于制造工序復雜，因此缺乏 批量生產(chǎn)性。
[0027] 因此，根據(jù)本實用新型，提供一種實現(xiàn)較高的電動機特性的轉(zhuǎn)子。 【實用新型內(nèi)容】
[0028] 本實用新型的轉(zhuǎn)子包括旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、多個永磁體以及第1空間層。
[0029] 轉(zhuǎn)子鐵芯具有多個鋼板和多個磁體埋設(shè)孔。多個鋼板沿著旋轉(zhuǎn)軸的軸心方向進行 層疊。多個磁體埋設(shè)孔位于沿著多個鋼板的各自的外周面的位置。多個磁體埋設(shè)孔