[发明专利]电动机的转子以及具备该转子的电动机

说明书

提供电动机的转子以及具备该转子的电动机。电动机的转子具备沿周向排列的多个磁体。转子具备保持构件，该保持构件在多个磁体的径向外侧相对于转子设置成同心状，以保持多个磁体。保持构件由具有互不相同的直径且排列成同心状的多个筒状构件形成。各个筒状构件被扩径，朝向径向内侧的压缩保持力作为来自保持构件的弹性恢复力而作用于磁体。多个筒状构件中包括具有互不相同的机械性质的筒状构件。

技术领域

本发明涉及一种具备磁体保持构造的转子以及具备转子的电动机。

背景技术

众所周知一种包括具备在转子的表面沿周向排列的多个磁体的转子的同步电动机。在这种类型的电动机中，当想要使转子的转速增大时，为了防止磁体由于离心力而脱离转子，需要充分赋予保持磁体的保持强度。

日本JP-A-11-089142中公开了一种电动机的转子，该转子具备：旋转轴；套筒(sleeve)，其设置于旋转轴的外周；圆筒形状的永磁体，其设置于套筒的外周；以及碳纤维增强塑料制的保持构件，其以覆盖永磁体的方式设置于永磁体的外周。

日本JP-A-2013-169103中公开了一种电动机的转子，该转子具备以包围多个磁体的方式设置的圆筒状的保护管。该保护管在由于树脂的填充压力而被扩径的状态下装配于转子，通过保护管的恢复力而压靠至径向内侧的磁体。根据该相关技术，能够不使用粘接剂而将磁体保持于规定位置。

为了使转子以高速进行旋转动作，进一步要求保持磁体的强度。例如在使用日本JP-A-11-089142所记载的碳纤维增强塑料制的保持构件的情况下，通过使保持构件厚壁化来提高保持强度。然而，应力是集中产生在内径侧的，因此单纯使保持构件的壁厚增大也并不有效。另外，在使用厚壁的保持构件的情况下，转子的磁体与定子之间的距离(磁隙)增大而转矩下降。另外，利用纤维增强塑料来形成厚壁的构件需要高成本和高度的技术，根据情况不同而可能产生内部构造的缺陷而保持强度降低。

为了提高磁体的保持作用，还考虑了增大对保持构件赋予的过盈量来使周向的伸长量增大。然而，特别是在利用将薄片状的材料缠绕在筒状的夹具上来成形的FRP作为保持构件的情况下，所卷绕的片材的卷绕末端部及其附近无法充分伸长而存在端部产生松弛或剥落的担忧，从而导致转子的可靠性降低。并且，存在以下担忧：在增大保持构件的过盈量的结果使得保持构件中产生强大的恢复力的情况下，外周侧的纤维挤入内周侧的纤维的间隙而有损预期的保持强度。

另外，如日本JP-A-2013-169103中所记载的那样，存在利用填充材料的内压来保持磁体和保护管的现有例。该方法将以注射成形进行填充的热塑性树脂用作填充材料。由树脂产生的内压是树脂不会变形的程度的、相对于树脂本身的拉伸强度而言充分小的值。换言之，该现有例适用于只要求通过塑料也可以支承的程度的磁体的固定力的情况。若以这种构造的转子来追求高速旋转，则会产生如下的问题。(1)保护管由于因保护管的自重所产生的离心力而膨胀，但是当超过某个限度时上述填充材料不能跟踪保护管的膨胀。其结果，对保护管的固定力消失而保护管开始空转。然后，保护管逐渐以内壁削去填充材料，发出噪音并脱落。(2)存在以下情况：相对于因具有与铁同等的密度的磁体的自重所产生的离心力而言，作为塑料的填充材料所产生的固定力极为不足，不足以抵抗离心力来固定磁体。因此，在某个转速下磁体向径向外侧浮起，在旋转方向上浮动，一边粉碎填充材料一边空转。即，日本JP-A-2013-169103所公开的构造不适合作为用于使转速增大的手法。

因而，期望一种能够兼顾电动机的效率和可靠性的转子。

发明内容

根据本申请所涉及的第一方式，提供一种具备沿周向排列的多个磁体的电动机的转子，该转子具备保持构件，该保持构件在上述多个磁体的径向外侧相对于上述转子设置成同心状，以保持上述多个磁体，上述保持构件由具有互不相同的直径且排列成同心状的多个筒状构件形成，各个上述筒状构件被扩径，朝向径向内侧的压缩保持力作为来自上述保持构件的弹性恢复力而作用于上述磁体。