專利名稱：轉(zhuǎn)子、制造轉(zhuǎn)子的方法以及馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造轉(zhuǎn)子的方法、轉(zhuǎn)子以及馬達(dá)。
背景技術(shù)：
日本專利No.4003694公開了一種防散開罩，該防散開罩設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，并且具有減小直徑的部分以規(guī)則間隔被限定在該防散開罩中，使得防散開罩的形狀基本上像花瓣。JP-A 5-344669公開了這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，金屬管安裝在轉(zhuǎn)子的磁石的外周部上，并且環(huán)形間隔件設(shè)置在金屬管的兩個(gè)軸向端部處。金屬管的每個(gè)端部均包括彎曲部和軸環(huán)部，借助通過擠壓工藝徑向向內(nèi)彎曲金屬管的端部來限定所述軸環(huán)部。此外，JP-A 2003-299279公開了這樣的馬達(dá)，在該馬達(dá)中，筒狀轉(zhuǎn)子罩包括被限定在其中的能夠彈性變形的長窄折疊部，該折疊部沿著多個(gè)永磁石延伸并且被嵌入永磁石之 間的間隙中。在轉(zhuǎn)子被插入罩內(nèi)后，罩的端部通過型鍛過程被徑向向內(nèi)彎曲。[專利文獻(xiàn)I]日本專利No.4003694[日本專利2] JP-A 5-344669[日本專利3] JP-A 2003-299279

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明待解決的問題優(yōu)良的耐熱性是制造用于安裝在例如車輛中的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子所需要的。因此，這樣的轉(zhuǎn)子通常通過下述方法來制造。即，將多個(gè)磁石設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心的外周面上，并且將具有設(shè)置在其上的所述磁石的所述轉(zhuǎn)子鐵心插入轉(zhuǎn)子罩內(nèi)。接著，將在高溫下固化的粘合劑設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心和所述轉(zhuǎn)子罩之間，以便以成一體方式將所述轉(zhuǎn)子的部件彼此緊固。然而，上述方法需要兩個(gè)粘附過程。第一粘附過程在所述轉(zhuǎn)子鐵心和每個(gè)磁石通過施加于它們之間的粘合劑而彼此粘附時(shí)執(zhí)行，并且第二粘附過程在所述轉(zhuǎn)子鐵心、所述磁石和所述轉(zhuǎn)子罩通過施加于它們之間的粘合劑以成一體方式彼此粘附時(shí)執(zhí)行。因此，對于制造該類型的轉(zhuǎn)子來說需要大量時(shí)間、努力和成本，因?yàn)槊總€(gè)粘附過程均包含利用高溫固化爐等固化所述粘合劑。而且，需要進(jìn)行100%檢查以確定所述粘合劑已被適當(dāng)固化，SP使在制造之后，所述固化也會導(dǎo)致大量努力和成本。鑒于上述問題，本發(fā)明已設(shè)想提供一種能夠以成一體的方式構(gòu)造轉(zhuǎn)子而不使用粘合劑的制造轉(zhuǎn)子的方法等。該方法等能夠?qū)崿F(xiàn)提高的生產(chǎn)率和降低的生產(chǎn)成本。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心包括通孔，馬達(dá)的軸被插入所述通孔中；多個(gè)磁石，所述多個(gè)磁石設(shè)置成平行于所述通孔延伸并且沿周向以規(guī)則間隔設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周面上；以及筒狀轉(zhuǎn)子罩，所述筒狀轉(zhuǎn)子罩安裝到所述轉(zhuǎn)子鐵心，其中所述磁石設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子罩和所述轉(zhuǎn)子鐵心之間。所述磁石中的每個(gè)均包括凸面，所述凸面設(shè)置成徑向向外朝向并且突出從而呈現(xiàn)為劣弧的截面。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供制造包括所述磁石并且具有上述特征的所述轉(zhuǎn)子的方法，所述方法包括下列步驟a)限定所述轉(zhuǎn)子罩的基體，所述基體包括筒狀周壁并且具有位于其至少一端的開口 ；b)徑向向內(nèi)壓入所述基體的所述周壁的部分以限定多個(gè)支承區(qū)域，每個(gè)支承區(qū)域均具有呈劣弧形狀的截面，并且每個(gè)支承區(qū)域設(shè)置成徑向向外突出以匹配所述磁石中的單獨(dú)一個(gè)磁石的所述凸面；c)將所述磁石設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的所述外周面上，并且在步驟b)之后將具有設(shè)置在其上的所述磁石的所述轉(zhuǎn)子鐵心安裝到所述基體；以及d)在步驟c)之后使所述基體的圍繞所述開口的部分變形以限定徑向向內(nèi)突出的軸環(huán)部。步驟b)中，每個(gè)支承區(qū)域均被限定成使得其內(nèi)表面設(shè)置成具有比所述凸面的曲率半徑更小的曲率半徑。根據(jù)上述方法，可以將被限定在所述轉(zhuǎn)子罩中的每個(gè)支承區(qū)域的所述內(nèi)表面設(shè)置成具有小于所述磁石的所述凸面的曲率半徑的曲率半徑。結(jié)果，當(dāng)所述磁石等被安裝到所述轉(zhuǎn)子罩內(nèi)的預(yù)定位置時(shí)，每個(gè)支承區(qū)域均與相應(yīng)的所述磁石的所述凸面接觸，并且每個(gè)支承區(qū)域變形以與所述凸面實(shí)現(xiàn)面接觸。結(jié)果，每個(gè)磁石均由相應(yīng)的所述支承區(qū)域周向地且徑向地保持。因此，所述磁石和所述轉(zhuǎn)子鐵心借助所述轉(zhuǎn)子罩被合適地保持，而不使用粘合劑。 發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，可以以成一體的方式構(gòu)造所述轉(zhuǎn)子，而不使用粘合劑。這使得可以實(shí)現(xiàn)提高的生產(chǎn)率和降低的生產(chǎn)成本。


圖I是馬達(dá)的剖面圖；圖2是轉(zhuǎn)子的部件的分解圖；圖3是從由圖2的線I-I所示的方向觀察到的轉(zhuǎn)子罩的剖面圖；圖4A和圖4B是用于說明支承區(qū)域和凸面之間的關(guān)系的不意圖；圖5是用于說明支承區(qū)域等所需的條件的示意圖；圖6是用于說明支承區(qū)域等所需的條件的另一示意圖；圖7是用于說明支承區(qū)域限定步驟的示意圖；圖8是用于說明支承區(qū)域限定步驟的另一示意圖；圖9是從圖8的線II-II所示的方向觀察到的與圖8對應(yīng)的剖面圖；圖10是用于說明軸環(huán)部限定步驟的示意圖；圖11是用于說明軸環(huán)部限定步驟的另一示意圖；圖12是用于說明軸環(huán)部限定步驟的又一示意圖。附圖標(biāo)記說明I馬達(dá)6軸300 轉(zhuǎn)子310 轉(zhuǎn)子鐵心311 通孔320 磁石321 凸面
330間隔件340轉(zhuǎn)子罩340a基體341軸環(huán)部347支承區(qū)域
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。要注意，下述說明意在僅僅是說明性的，并且不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的范圍、其應(yīng)用、或其用途。[馬達(dá)的總體結(jié)構(gòu)] 圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的包括轉(zhuǎn)子300的馬達(dá)I。馬達(dá)I是待安裝在車輛中的內(nèi)轉(zhuǎn)子式無刷馬達(dá)，并且用來例如驅(qū)動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。如圖I所示，馬達(dá)I包括外殼2、匯流條(busbar)單元100、定子200、轉(zhuǎn)子300、軸6等。外殼2包括具有底部且大體上呈筒狀的容器2a ;以及大體上盤形蓋2b。蓋2b固定到容器2a的凸緣。容器2a的凸緣設(shè)置成在該容器2a的開口的外周周圍徑向向外突出。定子200等被包含在容器2a內(nèi)。通孔3被限定在蓋2b的中央部中。支承部4設(shè)置在容器2a的底面上而與通孔3相對。軸承5設(shè)置在支承部4中和通孔3內(nèi)。軸6由軸承5支承以能相對于外殼2旋轉(zhuǎn)。軸6的一個(gè)端部設(shè)置成從蓋2b向外突出穿過通孔3。軸6的端部通過減速器(未示出)連接到電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子300固定到軸6的中部，使得該轉(zhuǎn)子300與該軸6同軸。定子200固定到容器2a的內(nèi)周面，使得該定子200包圍轉(zhuǎn)子300。定子200的內(nèi)周面和轉(zhuǎn)子300的外周面彼此相對設(shè)置，在它們之間具有微小間隙，使得馬達(dá)I能有效地展現(xiàn)其性能。匯流條單元100附接到定子200的端部。圖I中，附圖標(biāo)記“7”表示設(shè)置成檢測旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角傳感器。馬達(dá)I設(shè)有多個(gè)發(fā)明創(chuàng)造以便實(shí)現(xiàn)提高的生產(chǎn)率、降低的生產(chǎn)成本等?，F(xiàn)在將在下面描述其細(xì)節(jié)。[轉(zhuǎn)子300的結(jié)構(gòu)]如圖I和圖2所示，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子300包括轉(zhuǎn)子鐵心310、磁石320、間隔件330、轉(zhuǎn)子罩340等。轉(zhuǎn)子鐵心310、磁石320和間隔件330通過轉(zhuǎn)子罩340被一體地緊固，而不使用粘合劑。注意，圖2示出了在將軸環(huán)部341限定在轉(zhuǎn)子罩340中之前的轉(zhuǎn)子罩340 (即，基體340a)。轉(zhuǎn)子鐵心310是具有大體上呈正八邊形的截面的柱狀構(gòu)件。轉(zhuǎn)子鐵心310包括被限定在其中心處的通孔311。通孔311設(shè)置成大體上與旋轉(zhuǎn)軸線S同軸，并且設(shè)置成具有被固定到其中的軸6。轉(zhuǎn)子鐵心310由沿著旋轉(zhuǎn)軸線S上下疊置并且結(jié)合成單體的多個(gè)金屬板限定。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子300包括八個(gè)磁石320(即，八個(gè)磁極)。每個(gè)磁石320均成形為帶狀板。每個(gè)磁石320均包括設(shè)置成突出而在橫截面上呈現(xiàn)劣弧的凸面321。磁石320設(shè)置成使其凸面321徑向向外取向。而且，每個(gè)磁石320均設(shè)置成具有平行于通孔311延伸的凸面321。因而，磁石320沿周向以規(guī)則間隔設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心310的外周面上，在磁石320中的相鄰磁石之間限定有預(yù)定間隙。磁石320被極化使得每個(gè)磁石均限定南極或北極。磁石320的南極和北極設(shè)置成沿周向彼此交替。磁石320被保持在轉(zhuǎn)子鐵心310和轉(zhuǎn)子罩340之間。間隔件330是設(shè)置成沿著轉(zhuǎn)子罩340的內(nèi)周面延伸的環(huán)形構(gòu)件。間隔件330設(shè)置成使其外徑略小于轉(zhuǎn)子罩340的內(nèi)徑。另外，間隔件330設(shè)置成使其內(nèi)徑大于通孔311的直徑。間隔件330的外徑至少設(shè)置成小于轉(zhuǎn)子鐵心310的外徑。注意，間隔件330可以由金屬或樹脂制成，只要該間隔件由非磁性材料制成即可。間隔件330設(shè)置在安裝到轉(zhuǎn)子罩340中的轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320的端面與軸環(huán)部341之間，通過使基體340a的端部變形來限定該軸環(huán)部341。間隔件330設(shè)置成與軸環(huán)部341結(jié)合抑制磁石320和轉(zhuǎn)子鐵心310的軸向運(yùn)動(dòng)。而且，間隔件330有助于便于加工軸環(huán)部341，并且還有助于防止磁石320和轉(zhuǎn)子鐵心310在加工期間被破壞。下面將描述其細(xì)節(jié)。轉(zhuǎn)子罩340包括筒狀周壁342以及設(shè)置成封閉該筒狀周壁的一端的底壁343。轉(zhuǎn)子罩340是這樣的金屬物品，該金屬物品通過使筒狀的、具有底部、并且在相反端具有開口 344的基體340a經(jīng)受擠壓加工等而被限定。轉(zhuǎn)子鐵心310、磁石320和間隔件330通過開口 344被放置在轉(zhuǎn)子罩340內(nèi)。轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320被壓配合到轉(zhuǎn)子罩340。轉(zhuǎn)子罩340設(shè)置成保護(hù)轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320，并且適當(dāng)定位并一體地保持轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320，而不使用粘合劑。轉(zhuǎn)子罩340與基體340a基本上相同，不同之處在于，轉(zhuǎn)子罩340包括限定在其中的軸環(huán)部341，且轉(zhuǎn)子罩340的周壁342具有不均勻形狀。基體340a的圍繞開口 344的一部分(在下文還被稱為“加工過的邊緣345”)被徑向向內(nèi)變形以限定徑向向內(nèi)突出的軸環(huán)部341，從而完成轉(zhuǎn)子罩340。因此，基體340a的軸向尺寸被設(shè)計(jì)成大于轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320的軸向尺寸。轉(zhuǎn)子罩340的周壁342的外表面包括限定在其中的多個(gè)凹槽346。凹槽346設(shè)置成沿著旋轉(zhuǎn)軸線S延伸，并且與磁石320對應(yīng)。凹槽346被限定在轉(zhuǎn)子罩340的軸向中間部中，而不會超過在該轉(zhuǎn)子罩任一側(cè)上的軸向端部(尤其是，更靠近開口 344的軸向端部)。每個(gè)凹槽346均包括設(shè)置在其更靠近開口 344的端部處的第一端壁346a。第一端壁346a設(shè)置成從轉(zhuǎn)子罩340的外周面大體上垂直地徑向向內(nèi)延伸。凹槽346的第一端壁346a在周向上大體上沿著直線設(shè)置。同時(shí)，每個(gè)凹槽346在更靠近底壁343的一端處的端部具有錐形形狀。每個(gè)凹槽346在更靠近底壁343的一端處的端部包括第二端壁346b，該第二端壁346b設(shè)置成從轉(zhuǎn)子罩340的外周面徑向向內(nèi)傾斜地延伸。注意，第二端壁346b的形狀為了當(dāng)限定凹槽346時(shí)避免從柱狀?yuàn)A具360強(qiáng)制移除基體340a。參看圖3，由于凹槽346，轉(zhuǎn)子罩340包括多個(gè)支承區(qū)域347，每個(gè)支承區(qū)域均具有呈劣弧形狀的截面。每個(gè)支承區(qū)域347均設(shè)置成徑向向外突出，以匹配安裝在轉(zhuǎn)子罩340內(nèi)的磁石320中的單獨(dú)一個(gè)磁石的凸面321。換言之，每個(gè)磁石320均設(shè)置成使得其凸面321與支承區(qū)域347中的單獨(dú)一個(gè)支承區(qū)域相對設(shè)置。每個(gè)磁石320均被阻止周向運(yùn)動(dòng)并且由相應(yīng)的支承區(qū)域347保持在預(yù)定位置處。在沿周向彼此相鄰的每兩個(gè)支承區(qū)域347之間，限定這樣的凹部348，該凹部348沿著旋轉(zhuǎn)軸線S以直線延伸并且與兩個(gè)支承區(qū)域347接續(xù)。與支承區(qū)域347形成對比，每個(gè)凹部348均設(shè)置成徑向向內(nèi)突出以具有呈劣弧形狀的截面。凹部348是小的凹陷，該凹陷嵌入被限定在每兩個(gè)相鄰磁石320之間的間隙中。每個(gè)凹部348均設(shè)置在凹槽346中的單獨(dú)一個(gè)凹槽的周向中部中。另外，凹部348設(shè)置成從第一端壁346a延伸到第二端壁346b附近。凹部348有助于穩(wěn)固地防止沿周向彼此相鄰的任何磁石320之間的接觸。每個(gè)支承區(qū)域347均設(shè)置成磁石320中的單獨(dú)一個(gè)磁石的凸面321可靠地面接觸。這有助于適當(dāng)?shù)乇３执攀?20。具體地，參看圖4A和圖4B，支承區(qū)域347的內(nèi)表面設(shè)置成具有小于凸面321的曲率半徑的曲率半徑。轉(zhuǎn)子罩340的部分的尺寸設(shè)計(jì)成使得每個(gè)磁石320的凸面321的兩個(gè)周端定位在相應(yīng)的支承區(qū)域347的內(nèi)表面的兩個(gè)周端的周向內(nèi)側(cè)。參看圖4A，當(dāng)不向支承區(qū)域347施加外力時(shí)，支承區(qū)域347具有比凸面321的曲率半徑小的曲率半徑。因此，當(dāng)使凸面321接觸支承區(qū)域347的內(nèi)表面時(shí)，支承區(qū)域347的靠近其兩個(gè)周端的兩個(gè)單獨(dú)部分接觸凸面321，而支承區(qū)域347的中部不與凸面321接觸。參看圖4B，在將轉(zhuǎn)子鐵心310等安裝到轉(zhuǎn)子罩340之后，向轉(zhuǎn)子罩340施加力，就像是為了 增大轉(zhuǎn)子罩340的直徑。結(jié)果，支承區(qū)域347的兩個(gè)周端部被沿彼此相反的方向拉動(dòng)。結(jié)果，向支承區(qū)域347施加朝向旋轉(zhuǎn)軸線S作用的力以迫使該支承區(qū)域347到磁石320上。由此，使支承區(qū)域347的內(nèi)表面與凸面321基本上完全面接觸。而且，當(dāng)支承區(qū)域347已與凸面321緊密接觸以具有和該凸面321的曲率半徑相同的曲率半徑時(shí)，具有該曲率半徑且由支承區(qū)域347限定的弧比具有該曲率半徑且由凸面321限定的弧更長。這有助于保證凸面321和支承區(qū)域347之間的面接觸。結(jié)果，磁石320被適當(dāng)?shù)刂芟蚨ㄎ?。參看圖5和圖6，現(xiàn)在將在下面描述用于得出支承區(qū)域347的曲率半徑等的數(shù)學(xué)方程。假設(shè)Ra表示當(dāng)沒有外力作用于支承區(qū)域347上時(shí)該支承區(qū)域347的曲率半徑(mm)，并且a表示該支承區(qū)域347的圓心角(弧度)。類似地假設(shè)Rb表示凹部348的曲率半徑，并且@表示凹部348的圓心角。假設(shè)Ra’表示當(dāng)在磁石320等被安裝到轉(zhuǎn)子罩340之后支承區(qū)域347已變形時(shí)該支承區(qū)域347的曲率半徑，且a ’表示該支承區(qū)域347的圓心角。類似地假設(shè)Rb’表示當(dāng)在磁石320等被安裝到轉(zhuǎn)子罩340之后凹部348已變形時(shí)該凹部348的曲率半徑，且3 ’表示該凹部348的圓心角。注意，Ra’等于凸面321的曲率半徑。假設(shè)R表示當(dāng)磁石320等已被安裝到轉(zhuǎn)子罩340時(shí)該轉(zhuǎn)子罩340的最大外徑(mm)。還假設(shè)9表不轉(zhuǎn)子300的一個(gè)磁極的圓心角，t表不轉(zhuǎn)子罩340的厚度(mm), L表不轉(zhuǎn)子罩340的周長(mm),并且E表不轉(zhuǎn)子罩340的楊氏模量。當(dāng)轉(zhuǎn)子罩340以上述方式構(gòu)造時(shí)，滿足下列幾何方程。a，= 0 + 旦，方程 I(R-t-Ra，) sin 0 =(Ra，+Rb’ +t) sin ^ ’方程 2此外，當(dāng)磁石320等已被安裝到轉(zhuǎn)子罩340時(shí)，在支承區(qū)域347和凹部348的周端部處產(chǎn)生拉力F。由此支承區(qū)域347和凹部348被伸長，從而滿足下述方程。
a'Ra'-aRa B' IW-BRh F、~~ ~^Rh~ — GE方程 3在支承區(qū)域347處產(chǎn)生的拉力F產(chǎn)生作用于磁石320上的徑向向內(nèi)力N(g卩，支承力)。該支承力N由下述方程表示。
N=2Fsin ( a，/2)方程 4因此，通過使基于上述方程計(jì)算的支承力N大于施加于磁石320的最大離心力來確保磁石320的適當(dāng)保持。具體地，當(dāng)滿足下述不等式時(shí)確保磁石320的適當(dāng)保持N>Mm Rm S2 不等式 5其中Mm表示每個(gè)磁石320的質(zhì)量，Rm表示從通孔311的中心到磁石320的重心的距離，并且S表示基于其設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子300的最大角速度。[制造轉(zhuǎn)子300的方法]接著，現(xiàn)在將在下面描述根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施方式的制造轉(zhuǎn)子300的方法。
如上所述，磁石320等被安裝到轉(zhuǎn)子罩340而不使用粘合劑，以便以成一體的方式構(gòu)造轉(zhuǎn)子300。具體地，將磁石320等安裝到轉(zhuǎn)子罩340以便以成一體的方式構(gòu)造轉(zhuǎn)子300的方法包括以下步驟限定轉(zhuǎn)子罩340的基體340a的步驟(即，基體限定步驟);在基體340a中限定支承區(qū)域347的步驟(即，支承區(qū)域限定步驟)；將轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320安裝到基體340a的步驟(即，安裝步驟);在基體340a中限定軸環(huán)部341以完成轉(zhuǎn)子罩340的步驟(即，軸環(huán)部限定步驟)；等等。(基體限定步驟)在基體限定步驟中限定轉(zhuǎn)子罩340的基體340a。具體地，例如使金屬板經(jīng)受擠壓加工以限定如圖7所示的基體340a，該基體340a具有底部并且大體上為筒狀并且無接頭。從耐久性和馬達(dá)性能的角度看，金屬板的厚度優(yōu)選地在大約0. 2mm到大約0. 3mm的范圍內(nèi)。(支承區(qū)域限定步驟)在支承區(qū)域限定步驟中，基體340a的周壁342的部分被徑向向內(nèi)壓入，使得凹槽346被限定在其中。結(jié)果，支承區(qū)域347被限定在其中。在本優(yōu)選實(shí)施方式中，凹部348被與支承區(qū)域347同時(shí)限定。參看圖7、圖8和圖9，柱狀?yuàn)A具360和八個(gè)壓桿361 (即，壓模)被用于支承區(qū)域限定步驟。壓桿361被設(shè)置用于凹槽346。夾具360的軸向尺寸大于基體340a的軸向尺寸。夾具360的外徑略小于基體340a的內(nèi)徑。夾具360的外周面包括限定在其中的八個(gè)凹陷部362。凹陷部362設(shè)置成在截面上與凹部346對應(yīng)，換言之，在截面上與支承區(qū)域347和凹部348對應(yīng)。凹陷部362中的每個(gè)均設(shè)置成從夾具360的軸向中部延伸到其外周面的上邊緣。每個(gè)凹陷部362均包括封閉端362a和開口端362b，該封閉端362a由徑向伸展的端面封閉。每個(gè)壓桿361均包括壓面361a。壓面361a設(shè)置成以在截面上與凹槽346對應(yīng)的方式突出。壓桿361圍繞夾具360設(shè)置，使得其壓面361a設(shè)置成面向夾具360的凹陷部362。另外，每個(gè)壓桿361均能夠被沿徑向移位。每個(gè)壓桿361的壓面361a的軸向端與凹陷部362中的單獨(dú)一個(gè)凹陷部的封閉端362a對齊。每個(gè)壓桿361的壓面361a的另一軸向端軸向定位在夾具360的上邊緣的下面。參看圖7，在支承區(qū)域限定步驟中，首先將基體340a放置在夾具360的上邊緣(SP，安裝側(cè)邊緣)上方并且安裝到夾具360，使得達(dá)到如圖9所示的狀態(tài)。此后，將壓桿361壓靠基體340a的外周面。由此使轉(zhuǎn)子罩340的周壁342的預(yù)定部分變形以成形如圖2所示的凹槽346。
每個(gè)凹陷部362均包括設(shè)置在夾具360的上邊緣處的開口端362b。因此，在將壓桿361向后移位之后，通過簡單地將基體340a拉離夾具360能容易地從該夾具360移除該基體340a，而不需要強(qiáng)制移除。(安裝步驟)在支承區(qū)域限定步驟之后執(zhí)行的安裝步驟中，將轉(zhuǎn)子鐵心310、磁石320和間隔件330安裝到基體340a，使得它們以成一體的方式被暫時(shí)組裝。例如，使用支承工具來支承轉(zhuǎn)子鐵心310，其中磁石320在所述轉(zhuǎn)子鐵心310的外周面上設(shè)置在預(yù)定位置處。接著將基體340a放置在轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320的軸向端上方并且將基體340a壓配合到該軸向端，使得轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320達(dá)到預(yù)定位置。這時(shí)，轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320與基體340a周向?qū)R，使得每個(gè)磁石320的凸面321的兩個(gè)周端都定位在相應(yīng)支承區(qū)域347的內(nèi)表面的兩個(gè)周端的周向內(nèi)部。
當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320與基體340a周向?qū)R使得每個(gè)磁石320的凸面321的兩個(gè)周端都定位在相應(yīng)支承區(qū)域347的內(nèi)表面的兩個(gè)周端的周向內(nèi)部時(shí)，凸面321設(shè)置成與相應(yīng)支承區(qū)域347面接觸。磁石320由此被沿周向可靠地保持。而且，凹部348被嵌入每對相鄰磁石320之間。這有助于防止磁石320之間的接觸。最后，將間隔件330放置在轉(zhuǎn)子鐵心310等的面向開口 344的端面上、并且將間隔件330安裝到基體340a。當(dāng)已將轉(zhuǎn)子鐵心310、磁石320和間隔件330適當(dāng)?shù)匕惭b到基體340a時(shí)，基體340a的更靠近開口 344的端部(即，加工過的邊緣345)設(shè)置成在間隔件330的端面上方突出。(軸環(huán)部限定步驟)在安裝步驟之后執(zhí)行的軸環(huán)部限定步驟中，使基體340a的加工過的邊緣345變形以限定軸環(huán)部341。該軸環(huán)部341設(shè)置成將磁石320等密封在轉(zhuǎn)子罩340內(nèi)?，F(xiàn)在將參考圖10、11和12在下面描述軸環(huán)部限定步驟。在軸環(huán)部限定步驟中，專用車床裝置370用來限定軸環(huán)部341，如圖10至12所示。車床裝置370包括能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線S旋轉(zhuǎn)的卡盤371、尾架372等。尾架372沿旋轉(zhuǎn)軸線S與卡盤371相對設(shè)置并且設(shè)置成在支承間隔件330的同時(shí)與卡盤371同步旋轉(zhuǎn)。車床裝置370還包括設(shè)置在其頂部并且能自由旋轉(zhuǎn)的小徑輥?zhàn)?即，凸輪從動(dòng)件373)。車床裝置370還包括壓接工具374。該壓接工具374能夠沿徑向相對于卡盤371等的旋轉(zhuǎn)軸線S移位。另外，壓接工具374能夠至少在旋轉(zhuǎn)軸線S和垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線S的軸線之間的范圍內(nèi)傾斜。此外，車床裝置370還包括用來在加工期間確定基準(zhǔn)位置的接觸式探針375。車床裝置370還包括用于執(zhí)行卡盤371、尾架372、凸輪從動(dòng)件373、壓接工具374和接觸式探針375的集中控制的控制裝置等(未示出)。車床裝置370設(shè)置成自動(dòng)執(zhí)行一系列過程以限定軸環(huán)部341。在軸環(huán)部限定步驟中，首先，具有安裝到其上的轉(zhuǎn)子鐵心310等的基體340a由卡盤371保持，使得基體340a的開口 344設(shè)置成朝外面向。這時(shí)，卡盤371和基體340a設(shè)置成彼此大體上同軸以共用同一旋轉(zhuǎn)軸線S。參看圖10，一旦致動(dòng)車床裝置370，就首先驅(qū)動(dòng)接觸式探針375。接著使接觸式探針375接觸間隔件330的端面。由此設(shè)定在加工期間用作基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面。注意，執(zhí)行基于基準(zhǔn)面的加工有助于應(yīng)付不同零件的尺寸的變化。參看圖11，尾架372基于所設(shè)定的基準(zhǔn)面開始操作。接著將尾架372朝向卡盤371適當(dāng)?shù)貕嚎吭陂g隔件330上。基體340a由此由車床裝置370保持。另外，使得基體340a連同卡盤371和尾架372 —起以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速率繞旋轉(zhuǎn)軸線S旋轉(zhuǎn)。參看圖12，在基體340a旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將凸輪從動(dòng)件373壓靠在基體340a的加工過的邊緣345上。參看圖11，接著，使凸輪從動(dòng)件373以步進(jìn)方式傾斜，使得加工過的邊緣345徑向向內(nèi)變形以限定軸環(huán)部341。當(dāng)軸環(huán)部341已被限定時(shí)，間隔件330被保持在軸環(huán)部341和轉(zhuǎn)子鐵心310的端部之間。這時(shí)凸輪從動(dòng)件373設(shè)置成根據(jù)需要而旋轉(zhuǎn)。凸輪從動(dòng)件373的旋轉(zhuǎn)有助于防止在加工過的邊緣345和凸輪從動(dòng)件373之間出現(xiàn)過大摩擦力(即，侵蝕性磨損)和不想要的力。此外，間隔件330有助于防止破壞轉(zhuǎn)子鐵心310的端部以及任何磁石320。此外，間隔件330還有助于克服凹槽346的影響而保持加工過的邊緣345的圓形。因此，間隔件330有利于軸環(huán)部341的成形。因此軸環(huán)部341被如此成形以致沿徑向均勻的延伸，從而具有優(yōu)良的光潔度。軸 環(huán)部341設(shè)置成與間隔件330緊密接觸以抑制該間隔件330的運(yùn)動(dòng)。軸環(huán)部341優(yōu)選地設(shè)置成從周壁342徑向向內(nèi)突出大約Imm以上。大約Imm以上的突出確保了軸環(huán)部341被可靠地成形以變平而沒有起皺，并且還確保牢固地保持間隔件330。注意，軸環(huán)部341不一定設(shè)置成沿著其整個(gè)周向均勻地延伸。也就是說，可以在軸環(huán)部341的一部分或多個(gè)部分中限定切口或多個(gè)切口。當(dāng)軸環(huán)部341已被限定時(shí)完成轉(zhuǎn)子罩340。軸環(huán)部341和間隔件330結(jié)合以抑制安裝在轉(zhuǎn)子罩340內(nèi)的轉(zhuǎn)子鐵心310和磁石320的軸向運(yùn)動(dòng)。如上所述，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施方式，能在不使用粘合劑的情況下構(gòu)造轉(zhuǎn)子300。這實(shí)現(xiàn)提高的生產(chǎn)率以及降低的生產(chǎn)成本。此外，可以在不使用介于中間的粘合劑的情況下沿周向以規(guī)則間隔設(shè)置磁石。這實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的不平衡度的改進(jìn)。注意，本發(fā)明不限于根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子300等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的精神的情況下能進(jìn)行變化和修改。例如，轉(zhuǎn)子鐵心310的截面形狀不限于八邊形。根據(jù)設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心310上的磁石320的數(shù)量和每個(gè)磁石320的形狀，轉(zhuǎn)子鐵心310的截面形狀可以合適地變成圓形、各種各樣的其它多邊形中的任一種等等。還注意到，轉(zhuǎn)子罩340可以設(shè)置成在其兩端具有開口。在該情況下，間隔件330設(shè)置在轉(zhuǎn)子罩340的兩端。另外，轉(zhuǎn)子罩340的兩個(gè)端部可以變形以限定一對軸環(huán)部341。
權(quán)利要求
1.一種制造轉(zhuǎn)子的方法，所述轉(zhuǎn)子包括 轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鉄心包括通孔，馬達(dá)的軸插入所述通孔中； 多個(gè)磁石，所述多個(gè)磁石設(shè)置成平行于所述通孔延伸并且沿周向以規(guī)則間隔設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的外周面上，所述磁石中的每個(gè)均包括凸面，所述凸面設(shè)置成徑向向外朝向井且突出從而展現(xiàn)呈劣弧形的截面；以及 筒狀的轉(zhuǎn)子罩，所述轉(zhuǎn)子罩安裝到所述轉(zhuǎn)子鉄心，并且所述磁石設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子罩和所述轉(zhuǎn)子鉄心之間； 所述方法包括以下步驟 a)限定所述轉(zhuǎn)子罩的基體，所述基體包括筒狀的周壁并且在其至少一端處具有開ロ； b)將所述基體的所述周壁的部分徑向向內(nèi)按壓以限定多個(gè)支承區(qū)域，每個(gè)支承區(qū)域均具有呈劣弧形的截面，并且每個(gè)支承區(qū)域設(shè)置成徑向向外突出以匹配所述磁石中的単獨(dú)一個(gè)磁石的所述凸面； c)在步驟b)之后，將所述磁石設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的所述外周面上，并且將其上設(shè)置有所述磁石的所述轉(zhuǎn)子鐵心安裝到所述基體；以及 d)在步驟c)之后，使所述基體的圍繞所述開ロ的一部分變形以限定徑向向內(nèi)突出的軸環(huán)部；其中 在步驟b)中，每個(gè)支承區(qū)域均被限定成使得其內(nèi)表面設(shè)置成具有比所述凸面的曲率半徑更小的曲率半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述步驟c)包括將每個(gè)磁石的所述凸面的兩個(gè)周端定位在相應(yīng)的所述支承區(qū)域的所述內(nèi)表面的兩個(gè)周端的周向內(nèi)部，并且將所述凸面設(shè)置成使其與相應(yīng)的所述支承區(qū)域接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，所述步驟b)包括在所述基體的所述周壁的設(shè)置在彼此相鄰的每兩個(gè)支承區(qū)域之間的部分中限定凹部，每個(gè)凹部均設(shè)置成被嵌入所述磁石中的一對分離的相鄰磁石之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中 N>Mm Rm S2 其中，N是施加于姆個(gè)磁石上的最大支承力的徑向分量,Mm是姆個(gè)磁石的質(zhì)量,Rm是從所述通孔的中心到所述磁石的重心的距離，并且S是所述轉(zhuǎn)子的最大角速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述支承區(qū)域被限定在所述轉(zhuǎn)子罩的除了其兩個(gè)端部之外的軸向中部中； 所述步驟c)包括將環(huán)形間隔件安裝到該基體并且接近所述基體的所述開ロ，使得所述間隔件的外周面設(shè)置成沿著所述基體的內(nèi)周面延伸；并且 所述步驟d)包括將所述間隔件布置成保持在所述軸環(huán)部與所述轉(zhuǎn)子鐵心的端部之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述軸環(huán)部被限定成從所述基體的所述周壁徑向向內(nèi)突出I. Omm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述步驟d)包括使安裝有所述轉(zhuǎn)子鉄心、所述磁石和所述間隔件的所述基體繞所述通孔旋轉(zhuǎn)，在所述基體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，ー邊將凸輪壓靠在所述基體的圍繞所述開ロ的部分上ー邊使所述凸輪傾斜，以限定所述軸環(huán)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述步驟b)包括借助柱狀?yuàn)A具的安裝側(cè)邊緣將所述基體安裝到該夾具，并且將多個(gè)壓模壓靠在所述基體的外周面上以限定所述支承區(qū)域，所述夾具包括多個(gè)凹陷部，所述凹陷部與被限定在所述基體的外周面中的所述支承區(qū)域?qū)?yīng)；并且 每個(gè)凹陷部的與所述夾具的所述安裝側(cè)邊緣更接近的一端設(shè)置成延伸達(dá)到所述安裝側(cè)邊緣。
9.ー種采用權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的方法制造的轉(zhuǎn)子。
10.一種馬達(dá)，所述馬達(dá)包括 權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子；以及 設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的外周外側(cè)的筒狀定子；其中，所述定子的內(nèi)周面設(shè)置成緊鄰所述轉(zhuǎn)子的外周面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造轉(zhuǎn)子的方法，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心，每個(gè)均包括凸面的磁石和轉(zhuǎn)子罩。所述方法包括以下步驟a)限定所述轉(zhuǎn)子罩的基體；b)限定支承區(qū)域，所述支承區(qū)域每個(gè)均具有呈劣弧形狀的截面，并且設(shè)置成徑向向外突出以匹配所述磁石中的單獨(dú)的一個(gè)磁石的所述凸面；c)將所述磁石設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的所述外周面上，并且將所述轉(zhuǎn)子鐵心與設(shè)置在其上的所述磁石安裝到所述基體；d)使所述基體的圍繞該基體的開口的一部分變形以限定徑向向內(nèi)突出的軸環(huán)部。在所述步驟b)中，每個(gè)支承區(qū)域均被限定成使得其內(nèi)表面設(shè)置成具有小于所述凸面的曲率半徑的曲率半徑。
文檔編號H02K1/27GK102782991SQ201180011460
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者中村昌彥, 廣川剛士 申請人:日本電產(chǎn)株式會社