专利名称：电动机的转子构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以过盈量紧固电动机的转子和轴的电动机的转子构造。详细而言，是具有转子与轴的定位构造，有效地释放出应力而提高紧固力的电动机的转子构造。
背景技术：
作为现有技术，公知如下的定位构造:如图6所示，在转子I的内壁形成有向转子中心延伸的键构件(凸部)2，在轴3的外壁形成有向轴中心延伸的键槽(凹部)4，使这些键构件2与键槽4嵌合而形成该定位构造(参照专利文献I的图2)。作为上述定位构造的改良技术，具有如图7所示在键构件2的两侧设有应力缓和槽5、6的构造(参照专利文献2的图4)、如图8所示在键构件2的两侧设有凹部7、8且定位轴3与转子I的构造(参照专利文献3的图6)。例如在PM马达的情况下，为了在对电动机进行驱动控制时，定位转子铁芯内的磁铁位置和连接于轴的旋转传感器的位置，需要上述的定位构造。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004 - 32943号专利文献2:日本特开2008 - 187804号专利文献3:日本特开2008 - 312321号
发明内容
发明要解决的问题在电动机中，利用转子铁芯与轴的过盈量来传递从转子铁芯向轴的转矩。即，如图9所示，为了通过嵌合而自转子铁芯(转子)I向轴3传递转矩，以在轴3与转子铁芯I之间设有过盈量的方式固定该轴3和转子铁芯1，在转子铁芯1、定位键(键构件)2产生应力。此时，在构造上，应力如图中单点划线所示集中产生在转子铁芯角部la。当为了缓和该应力的集中而如图10所示在转子铁芯角部Ia设置凹部(以下称作弯曲部)R时，存在因设置弯曲部R而使转子铁芯内周面与轴外周面的紧固面积减少，从而转矩传递力下降的问题。S卩，弯曲部R是形成于定位键2的两侧的转子内壁且向径向外侧(图中上侧)弯曲的半圆弧状凹部，所以弯曲部R的底面周向长度L越长，转子铁芯I与轴3的紧固面积越小。另外，为了产生大转矩，需要增大过盈量，但是当增大过盈量时，弯曲部R的应力增大，所以为了进一步缓和该应力，需要不断扩大弯曲部R的半径。因此，弯曲部R的底面周向长度L增长，紧固面积的减少量进一步增大。这里，在PM马达的情况下，如图11所示，利用转子的永久磁铁9形成磁极，并且沿转子的周向交替地形成磁阻小且磁通量易于通过的磁性的凸部(称作d轴)以及磁阻大且磁通量不易通过的磁性的凹部(称作q轴)，定子(未图示)与转子之间的磁通量在磁性的凸部(d轴)高，在磁性的凹部(q轴)低，利用该磁通密度的变化产生磁阻转矩。在现有技术中，当为了缓和应力的集中而设置弯曲部R时，由弯曲部R在转子内周面的径向外周侧的磁性的凸部(d轴)形成凹陷，若想要确保磁性的凸部(d轴)处的磁路的截面积，则必须增大转子直径，产生不能使PM马达小型化的问题。图中，附图标记A表示:由于弯曲部R向磁性的凸部(d轴)的磁路突出，所以在确保磁路的截面积时增大转子直径。用于解决问题的方案解决上述课题的本发明的技术方案I的回转机械的转子构造将转子紧固在轴的外周，并且在上述转子的内壁形成有定位键，另一方面，在上述轴的外壁形成有与上述定位键嵌合的键槽，其特征在于，在上述定位键的两侧侧面形成有凹部。解决上述课题的本发明的技术方案2的回转机械的转子构造在技术方案I的基础上，其特征在于，上述凹部形成到位于上述定位键的两侧的上述转子的内壁。发明效果在本发明中，由于在定位键的两侧侧面形成有凹部，所以与现有的定位键相比，能缓和转子铁芯角部的应力，并且能在轴的过盈量部的整个面上传递转矩，所以能够实现可靠的转矩传递，而且，由于成为确保磁性的凸部(d轴)的磁路的构造，因此能使马达小型化。另外，即使在增大过盈量而扩大了弯曲部R的半径的情况下，轴的外周面与转子的内周面的紧固面积也不会减少，能够传递大转矩，且磁性的凸部(d轴)的磁路也不会减少，所以转子直径不会增大，能使马达小型化。
图1是表示本发明的第I实施例的回转机械的转子构造的主视图。图2是弯曲部R (小曲率半径)的放大图。图3是弯曲部R (大曲率半径)的放大图。图4是表示本发明的第2实施例的回转机械的转子构造(主要部分)的主视图。图5是现有技术的弯曲部R的放大图。图6是表示现有技术的回转机械的转子构造(其一)的主视图。图7是表示现有技术的回转机械的转子构造(其二)的主视图。图8是表示现有技术的回转机械的转子构造(其三)的主视图。图9是表示应力向转子铁芯角部集中的说明图。图10是表示在转子铁芯角部设有弯曲部R的结构的说明图。图11是表示由弯曲部R在转子内周面的径向外周侧的磁性的凸部(d轴)可形成凹陷的结构的说明图。
具体实施例方式以下，一起详细说明实施例和用于实施本发明的实施方式。实施例1图1中表示本发明的第I实施例的回转机械的转子构造。如该图所示，转子铁芯(转子)10与轴20的外周嵌合，在转子铁芯10中的4处埋设永久磁铁30。在转子铁芯10的内壁形成有朝向转子中心且沿轴向延伸的定位键11，与该定位键11嵌合的键槽21形成于轴20的外壁。定位键11是自转子内周面向径向内周侧突出的矩形截面状的凸部。另外，键槽21是为了与该定位键11嵌合而朝向轴中心且沿轴向形成于轴20的外壁的矩形截面状的凹部。作为本实施例的定位构造，转子内周面的径向外周侧的磁性的凸部(q轴)不具有凹陷，在定位键11的两侧侧面分别对称地形成有凹部(以下称作弯曲部)R。即，弯曲部R是以从定位键11的一侧侧面向另一侧侧面加深的方式弯曲的半圆弧状结构，是不扩展到比轴20的外壁靠外侧(图中上侧)的位置的形状。也就是说，弯曲部R弯曲而成的半圆弧部分以定位键11为中心而相面对，其直线部分配置为面向键槽21。在图2和图3中表示弯曲部R的放大图。图3所示的弯曲部R的曲率半径比图2所示的弯曲部R的曲率半径大。图3是如下例子:为了即使在过盈量较大时、转子铁芯角部的应力增大了的状态下也能缓和应力的集中，与图2相比扩大了弯曲部R的半径。在本实施例中，由于在转子铁芯10的定位键11的两侧侧面设有弯曲部R，所以能够缓和转子铁芯角部的应力集中，并且能对轴20的整个外壁(轴20的除键槽外周面B以外)施加过盈量而传递转矩。另外，由于在弯曲部R的转子内周面的径向外周侧的磁性的凸部(d轴)不存在凹陷，所以与现有技术的定位键形状(参照图11)相比不会减少磁性的凸部(d轴)处的磁路的截面积，就能使马达小型化。此外，在PM马达的情况下，即使在为了在增大了过盈量时缓和应力集中而扩大了弯曲部R的半径的情况下，由于是轴的外周面与转子的内周面之间的紧固面积不减少且磁性的凸部(d轴)处的磁路的截面积也不减少即可的构造，所以即使扩大了弯曲部R，也能传递大转矩且能使马达小型化。特别是，由于弯曲部R在转子内周面的径向外周侧不存在凹陷，所以与现有技术相比能减小弯曲部R的转子直径。在图1中，附图标记A表示:由于弯曲部R在转子内周面的径向外周侧不存在凹陷，所以与现有技术中的转子直径(图中用虚线表示)相比，能够小径化。如上所述，在本实施例中，由于在转子铁芯10的定位键11的两侧侧面设有弯曲部R，所以与现有的定位键相比，能够缓和转子铁芯角部的应力，并且能在轴的过盈量部的整个面上传递转矩，所以能够实现可靠的转矩传递，而且，成为确保磁性的凸部(d轴)的磁路的构造，因此能使马达小型化。另外，即使在增大过盈量而扩大了弯曲部R的半径的情况下，也具有如下的优点:轴的外周面与转子的内周面的紧固面积也不会减少，能够传递大转矩，且磁性的凸部(d轴)的磁路也不会减少，所以转子直径不会增大就能使马达小型化。实施例2在图4中表示本发明的第2实施例的回转机械的转子构造。在本实施例中，将实施例I的弯曲部R设定为向图中上方移动的形状。即，在需要传递高转矩的情况下，通过像图3所示的形状那样增大弯曲部R的曲率，从而应力缓和的效果比图2的弯曲部R高，能够增大过盈量且能够传递高转矩，但键槽的深度加深，制作工时增加。为此，在本实施例中，为了增大弯曲部R的曲率且不使键槽深度加深，将弯曲部R设定为移动到比图3靠图中上方的位置的形状。详细而言，弯曲部R是以从定位键11的一侧侧面向另一侧侧面加深的方式弯曲的圆弧状结构，并且成为弯曲到比轴20的外壁靠外侧的部分(图中上侧)的圆弧状。进而，弯曲部R成为以扩张轴20的键槽21的上端部的方式弯曲的圆弧状。也就是说，弯曲部R是在转子铁芯角部、即在键槽21的上端部与定位键11的根部的边界部分处配置为圆弧状的构造。因此，与实施例1相比，本实施例的弯曲部R在磁性的凸部(d轴)、即转子内壁面的径向外侧具有凹陷K，并且具有沿转子内壁面扩大键槽21的键槽扩大宽度S。如上所述，本实施例的弯曲部R在磁性的凸部(d轴)具有凹陷K，并且具有键槽扩大宽度S，如果与图5的现有技术(参照图7和图8)对比，则由于键槽扩大宽度S比弯曲部R的底面周向长度L短，所以能将紧固面积的减少抑制为最小限度，而且能将磁路的凹陷(弯曲部R的半径方向的高度)K抑制为最小限度。此外，由于弯曲部R是移动到比图3靠图中上方的位置的形状，所以能使键槽的深度比图3浅，因此生产率好，由于能够增大弯曲部R的曲率，所以能够通过增大过盈量而传递更高的转矩。工业实用性本发明作为具有转子与轴的定位构造、有效地释放出应力而提高紧固力的电动机的转子构造，能广泛利用在工业中。附图标记说明10、转子；11、定位键；R、凹部(弯曲部)；20、轴；21、键槽；30、永久磁铁。
权利要求
1.一种回转机械的转子构造，将转子紧固在轴的外周，并且在所述转子的内壁形成有定位键，另一方面，在所述轴的外周形成有与所述定位键嵌合的键槽，其特征在于， 在所述定位键的两侧侧面形成有凹部。
2.根据权利要求1所述的回转机械的转子构造，其特征在于， 所述凹部形成到位于所述定位键的两侧的所述转子的内壁。
全文摘要
在将转子(10)紧固于轴(20)的外周，并且在转子(10)的内壁形成有定位键(11)，另一方面在轴(20)的外周形成有与定位键(11)嵌合的键槽(21)的回转机械的转子构造中，在定位键(11)的两侧侧面形成有弯曲部(R)，所以与现有的定位键相比，能缓和转子铁芯角部的应力，并且能在轴(20)的过盈量部的整个面上传递转矩，所以能够实现可靠的转矩传递，而且，成为确保磁性的凸部(d轴)的磁路的构造，因此能使马达小型化。
文档编号H02K1/27GK103181063SQ201180051759
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月17日 优先权日2010年10月29日
发明者内藤好晴, 永田耕治 申请人:株式会社明电舍