專利名稱：電動機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以過盈量緊固電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和軸的電動機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。詳細(xì)而言，是具有轉(zhuǎn)子與軸的定位構(gòu)造，有效地釋放出應(yīng)力而提高緊固力的電動機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，公知如下的定位構(gòu)造:如圖6所示，在轉(zhuǎn)子I的內(nèi)壁形成有向轉(zhuǎn)子中心延伸的鍵構(gòu)件(凸部)2，在軸3的外壁形成有向軸中心延伸的鍵槽(凹部)4，使這些鍵構(gòu)件2與鍵槽4嵌合而形成該定位構(gòu)造(參照專利文獻(xiàn)I的圖2)。作為上述定位構(gòu)造的改良技術(shù)，具有如圖7所示在鍵構(gòu)件2的兩側(cè)設(shè)有應(yīng)力緩和槽5、6的構(gòu)造(參照專利文獻(xiàn)2的圖4)、如圖8所示在鍵構(gòu)件2的兩側(cè)設(shè)有凹部7、8且定位軸3與轉(zhuǎn)子I的構(gòu)造(參照專利文獻(xiàn)3的圖6)。例如在PM馬達(dá)的情況下，為了在對電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動控制時，定位轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的磁鐵位置和連接于軸的旋轉(zhuǎn)傳感器的位置，需要上述的定位構(gòu)造?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 32943號專利文獻(xiàn)2:日本特開2008 - 187804號專利文獻(xiàn)3:日本特開2008 - 312321號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在電動機(jī)中，利用轉(zhuǎn)子鐵芯與軸的過盈量來傳遞從轉(zhuǎn)子鐵芯向軸的轉(zhuǎn)矩。即，如圖9所示，為了通過嵌合而自轉(zhuǎn)子鐵芯(轉(zhuǎn)子)I向軸3傳遞轉(zhuǎn)矩，以在軸3與轉(zhuǎn)子鐵芯I之間設(shè)有過盈量的方式固定該軸3和轉(zhuǎn)子鐵芯1，在轉(zhuǎn)子鐵芯1、定位鍵(鍵構(gòu)件)2產(chǎn)生應(yīng)力。此時，在構(gòu)造上，應(yīng)力如圖中單點(diǎn)劃線所示集中產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子鐵芯角部la。當(dāng)為了緩和該應(yīng)力的集中而如圖10所示在轉(zhuǎn)子鐵芯角部Ia設(shè)置凹部(以下稱作彎曲部)R時，存在因設(shè)置彎曲部R而使轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)周面與軸外周面的緊固面積減少，從而轉(zhuǎn)矩傳遞力下降的問題。S卩，彎曲部R是形成于定位鍵2的兩側(cè)的轉(zhuǎn)子內(nèi)壁且向徑向外側(cè)(圖中上側(cè))彎曲的半圓弧狀凹部，所以彎曲部R的底面周向長度L越長，轉(zhuǎn)子鐵芯I與軸3的緊固面積越小。另外，為了產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，需要增大過盈量，但是當(dāng)增大過盈量時，彎曲部R的應(yīng)力增大，所以為了進(jìn)一步緩和該應(yīng)力，需要不斷擴(kuò)大彎曲部R的半徑。因此，彎曲部R的底面周向長度L增長，緊固面積的減少量進(jìn)一步增大。這里，在PM馬達(dá)的情況下，如圖11所示，利用轉(zhuǎn)子的永久磁鐵9形成磁極，并且沿轉(zhuǎn)子的周向交替地形成磁阻小且磁通量易于通過的磁性的凸部(稱作d軸)以及磁阻大且磁通量不易通過的磁性的凹部(稱作q軸)，定子(未圖示)與轉(zhuǎn)子之間的磁通量在磁性的凸部(d軸)高，在磁性的凹部(q軸)低，利用該磁通密度的變化產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)為了緩和應(yīng)力的集中而設(shè)置彎曲部R時，由彎曲部R在轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)的磁性的凸部(d軸)形成凹陷，若想要確保磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積，則必須增大轉(zhuǎn)子直徑，產(chǎn)生不能使PM馬達(dá)小型化的問題。圖中，附圖標(biāo)記A表示:由于彎曲部R向磁性的凸部(d軸)的磁路突出，所以在確保磁路的截面積時增大轉(zhuǎn)子直徑。用于解決問題的方案解決上述課題的本發(fā)明的技術(shù)方案I的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造將轉(zhuǎn)子緊固在軸的外周，并且在上述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁形成有定位鍵，另一方面，在上述軸的外壁形成有與上述定位鍵嵌合的鍵槽，其特征在于，在上述定位鍵的兩側(cè)側(cè)面形成有凹部。解決上述課題的本發(fā)明的技術(shù)方案2的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述凹部形成到位于上述定位鍵的兩側(cè)的上述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁。發(fā)明效果在本發(fā)明中，由于在定位鍵的兩側(cè)側(cè)面形成有凹部，所以與現(xiàn)有的定位鍵相比，能緩和轉(zhuǎn)子鐵芯角部的應(yīng)力，并且能在軸的過盈量部的整個面上傳遞轉(zhuǎn)矩，所以能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)矩傳遞，而且，由于成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構(gòu)造，因此能使馬達(dá)小型化。另外，即使在增大過盈量而擴(kuò)大了彎曲部R的半徑的情況下，軸的外周面與轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的緊固面積也不會減少，能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩，且磁性的凸部(d軸)的磁路也不會減少，所以轉(zhuǎn)子直徑不會增大，能使馬達(dá)小型化。


圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施例的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的主視圖。圖2是彎曲部R (小曲率半徑)的放大圖。圖3是彎曲部R (大曲率半徑)的放大圖。圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(主要部分)的主視圖。圖5是現(xiàn)有技術(shù)的彎曲部R的放大圖。圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(其一)的主視圖。圖7是表示現(xiàn)有技術(shù)的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(其二)的主視圖。圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(其三)的主視圖。圖9是表示應(yīng)力向轉(zhuǎn)子鐵芯角部集中的說明圖。圖10是表示在轉(zhuǎn)子鐵芯角部設(shè)有彎曲部R的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖11是表示由彎曲部R在轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)的磁性的凸部(d軸)可形成凹陷的結(jié)構(gòu)的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，一起詳細(xì)說明實(shí)施例和用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1圖1中表示本發(fā)明的第I實(shí)施例的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。如該圖所示，轉(zhuǎn)子鐵芯(轉(zhuǎn)子)10與軸20的外周嵌合，在轉(zhuǎn)子鐵芯10中的4處埋設(shè)永久磁鐵30。在轉(zhuǎn)子鐵芯10的內(nèi)壁形成有朝向轉(zhuǎn)子中心且沿軸向延伸的定位鍵11，與該定位鍵11嵌合的鍵槽21形成于軸20的外壁。定位鍵11是自轉(zhuǎn)子內(nèi)周面向徑向內(nèi)周側(cè)突出的矩形截面狀的凸部。另外，鍵槽21是為了與該定位鍵11嵌合而朝向軸中心且沿軸向形成于軸20的外壁的矩形截面狀的凹部。作為本實(shí)施例的定位構(gòu)造，轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)的磁性的凸部(q軸)不具有凹陷，在定位鍵11的兩側(cè)側(cè)面分別對稱地形成有凹部(以下稱作彎曲部)R。即，彎曲部R是以從定位鍵11的一側(cè)側(cè)面向另一側(cè)側(cè)面加深的方式彎曲的半圓弧狀結(jié)構(gòu)，是不擴(kuò)展到比軸20的外壁靠外側(cè)(圖中上側(cè))的位置的形狀。也就是說，彎曲部R彎曲而成的半圓弧部分以定位鍵11為中心而相面對，其直線部分配置為面向鍵槽21。在圖2和圖3中表示彎曲部R的放大圖。圖3所示的彎曲部R的曲率半徑比圖2所示的彎曲部R的曲率半徑大。圖3是如下例子:為了即使在過盈量較大時、轉(zhuǎn)子鐵芯角部的應(yīng)力增大了的狀態(tài)下也能緩和應(yīng)力的集中，與圖2相比擴(kuò)大了彎曲部R的半徑。在本實(shí)施例中，由于在轉(zhuǎn)子鐵芯10的定位鍵11的兩側(cè)側(cè)面設(shè)有彎曲部R，所以能夠緩和轉(zhuǎn)子鐵芯角部的應(yīng)力集中，并且能對軸20的整個外壁(軸20的除鍵槽外周面B以外)施加過盈量而傳遞轉(zhuǎn)矩。另外，由于在彎曲部R的轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)的磁性的凸部(d軸)不存在凹陷，所以與現(xiàn)有技術(shù)的定位鍵形狀(參照圖11)相比不會減少磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積，就能使馬達(dá)小型化。此外，在PM馬達(dá)的情況下，即使在為了在增大了過盈量時緩和應(yīng)力集中而擴(kuò)大了彎曲部R的半徑的情況下，由于是軸的外周面與轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面之間的緊固面積不減少且磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積也不減少即可的構(gòu)造，所以即使擴(kuò)大了彎曲部R，也能傳遞大轉(zhuǎn)矩且能使馬達(dá)小型化。特別是，由于彎曲部R在轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)不存在凹陷，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比能減小彎曲部R的轉(zhuǎn)子直徑。在圖1中，附圖標(biāo)記A表示:由于彎曲部R在轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的徑向外周側(cè)不存在凹陷，所以與現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)子直徑(圖中用虛線表示)相比，能夠小徑化。如上所述，在本實(shí)施例中，由于在轉(zhuǎn)子鐵芯10的定位鍵11的兩側(cè)側(cè)面設(shè)有彎曲部R，所以與現(xiàn)有的定位鍵相比，能夠緩和轉(zhuǎn)子鐵芯角部的應(yīng)力，并且能在軸的過盈量部的整個面上傳遞轉(zhuǎn)矩，所以能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)矩傳遞，而且，成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構(gòu)造，因此能使馬達(dá)小型化。另外，即使在增大過盈量而擴(kuò)大了彎曲部R的半徑的情況下，也具有如下的優(yōu)點(diǎn):軸的外周面與轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面的緊固面積也不會減少，能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩，且磁性的凸部(d軸)的磁路也不會減少，所以轉(zhuǎn)子直徑不會增大就能使馬達(dá)小型化。實(shí)施例2在圖4中表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。在本實(shí)施例中，將實(shí)施例I的彎曲部R設(shè)定為向圖中上方移動的形狀。即，在需要傳遞高轉(zhuǎn)矩的情況下，通過像圖3所示的形狀那樣增大彎曲部R的曲率，從而應(yīng)力緩和的效果比圖2的彎曲部R高，能夠增大過盈量且能夠傳遞高轉(zhuǎn)矩，但鍵槽的深度加深，制作工時增加。為此，在本實(shí)施例中，為了增大彎曲部R的曲率且不使鍵槽深度加深，將彎曲部R設(shè)定為移動到比圖3靠圖中上方的位置的形狀。詳細(xì)而言，彎曲部R是以從定位鍵11的一側(cè)側(cè)面向另一側(cè)側(cè)面加深的方式彎曲的圓弧狀結(jié)構(gòu)，并且成為彎曲到比軸20的外壁靠外側(cè)的部分(圖中上側(cè))的圓弧狀。進(jìn)而，彎曲部R成為以擴(kuò)張軸20的鍵槽21的上端部的方式彎曲的圓弧狀。也就是說，彎曲部R是在轉(zhuǎn)子鐵芯角部、即在鍵槽21的上端部與定位鍵11的根部的邊界部分處配置為圓弧狀的構(gòu)造。因此，與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例的彎曲部R在磁性的凸部(d軸)、即轉(zhuǎn)子內(nèi)壁面的徑向外側(cè)具有凹陷K，并且具有沿轉(zhuǎn)子內(nèi)壁面擴(kuò)大鍵槽21的鍵槽擴(kuò)大寬度S。如上所述，本實(shí)施例的彎曲部R在磁性的凸部(d軸)具有凹陷K，并且具有鍵槽擴(kuò)大寬度S，如果與圖5的現(xiàn)有技術(shù)(參照圖7和圖8)對比，則由于鍵槽擴(kuò)大寬度S比彎曲部R的底面周向長度L短，所以能將緊固面積的減少抑制為最小限度，而且能將磁路的凹陷(彎曲部R的半徑方向的高度)K抑制為最小限度。此外，由于彎曲部R是移動到比圖3靠圖中上方的位置的形狀，所以能使鍵槽的深度比圖3淺，因此生產(chǎn)率好，由于能夠增大彎曲部R的曲率，所以能夠通過增大過盈量而傳遞更高的轉(zhuǎn)矩。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明作為具有轉(zhuǎn)子與軸的定位構(gòu)造、有效地釋放出應(yīng)力而提高緊固力的電動機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，能廣泛利用在工業(yè)中。附圖標(biāo)記說明10、轉(zhuǎn)子；11、定位鍵；R、凹部(彎曲部)；20、軸；21、鍵槽；30、永久磁鐵。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，將轉(zhuǎn)子緊固在軸的外周，并且在所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁形成有定位鍵，另一方面，在所述軸的外周形成有與所述定位鍵嵌合的鍵槽，其特征在于， 在所述定位鍵的兩側(cè)側(cè)面形成有凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其特征在于， 所述凹部形成到位于所述定位鍵的兩側(cè)的所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁。
全文摘要
在將轉(zhuǎn)子(10)緊固于軸(20)的外周，并且在轉(zhuǎn)子(10)的內(nèi)壁形成有定位鍵(11)，另一方面在軸(20)的外周形成有與定位鍵(11)嵌合的鍵槽(21)的回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，在定位鍵(11)的兩側(cè)側(cè)面形成有彎曲部(R)，所以與現(xiàn)有的定位鍵相比，能緩和轉(zhuǎn)子鐵芯角部的應(yīng)力，并且能在軸(20)的過盈量部的整個面上傳遞轉(zhuǎn)矩，所以能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)矩傳遞，而且，成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構(gòu)造，因此能使馬達(dá)小型化。
文檔編號H02K1/27GK103181063SQ201180051759
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者內(nèi)藤好晴, 永田耕治 申請人:株式會社明電舍