转子和电动机的制作方法

本发明涉及具有端环的转子和电动机。

背景技术：

公知有一种转子，其具有用于使配置于转子芯的多个导体短路的端环，其中，将用于防止在进行驱动而使转子旋转时的端环的变形的加强构件安装于该端环的外周部(例如，日本特开2013－090447号公报)。

在所述那样的转子中，转轴、端环以及加强构件通常由不同的材料制成，因此，存在所述构件之间的热膨胀系数的差异导致转轴在转子运行时发生变形的情况。采用专利文献1，通过将加强构件分割成多个构件，从而防止这样的转轴变形。然而，采用该结构，由于构成转子的零件数量增加且制造时的作业工序增加，因此，存在制造成本增大这样的问题。

另外，由于在使电动机高速旋转时端环容易发生变形，因此，以往，仅在高速旋转用的电动机中将加强构件一体地安装于端环。因而，难以在高速旋转用的电动机与低速旋转用的电动机之间谋求零件的共用化。

技术实现要素：

本发明的一技术方案提供一种电动机的转子，该转子包括：转轴；转子芯，其固定于转轴的径向外侧并具有轴线方向一端的第1端面和轴线方向另一端的第2端面；多个导体，该多个导体配置于转子芯，分别自第1端面起延伸到第2端面；以及一对端环，该一对端环分别与第1端面和第2端面相邻地配置，用于使多个导体相互短路。转轴具有以旋转轴线为中心的外周部，端环具有相对于转轴的外周部同心地配置的外周部。

也可以是，转子还包括加强构件，该加强构件具有外套于转轴的外周部的内环状部和与该内环状部相连接且外套于端环的外周部的外环状部。也可以是，内环状部容纳在被划定在转轴的外周部与位于与端环的外周部相反的一侧的该端环的内周部之间的空间内。

也可以是，内环状部具有用于与转轴的外周部相抵接的第1内周面。也可以是，外环状部具有用于与端环的外周部相抵接的第2内周面。也可以是，第1内周面与第2内周面为同心状。也可以是，加强构件还具有自内环状部起沿径向延伸到外环状部的环状的连接部。也可以是，端环容纳在由内环状部、外环状部以及连接部划定出的空间内。

也可以是，内环状部包括沿周向配置的多个配重件。也可以是，多个配重件分别插入到在内环状部形成的螺孔中。也可以是，加强构件由刚性高于铝的刚性的非磁性材料制成。也可以是，加强构件通过热压配合或螺纹固定而固定于转轴。本发明的另一技术方案提供一种电动机，该电动机具有所述转子。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电动机的剖视图。

图2是图1所示的转子的剖视图。

图3是本发明的另一实施方式的转子的剖视图。

图4是图3所示的加强构件的剖视图。

图5是从图4中的箭头V方向观察图4所示的加强构件时的外观图。

图6是表示图3中的区域VI的放大图。

通过参照附图说明以下的优选实施方式，从而进一步明确本发明的所述目的或其他目的、特征、以及优点。

具体实施方式

以下，根据附图来详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1说明本发明的一实施方式的电动机10。此外，在以下的说明中，轴线方向是指沿着图1所示的电动机10的转轴32的旋转轴线O延伸的方向，径向表示以轴线O为中心的圆的半径方向，周向是指以轴线O为中心的圆的圆周方向。另外，轴线方向前方表示图1的纸面左侧。

电动机10包括：壳体14，其划定出内部空间12；定子16，其固定于壳体14的内部空间12；以及转子30，其以能够旋转的方式设于定子16的径向内侧。定子16具有定子芯18和卷绕于定子芯18的线圈20。转子30具有在内部空间12内沿轴线方向延伸的转轴32、固定设置于转轴32的径向外侧的转子芯34、配置于转子芯34的多个导体36、以及使多个导体36相互短路的一对第1端环38和第2端环39。

接下来，参照图2进一步详细说明本实施方式的转子30的结构。转轴32具有第1外周部40、与第1外周部40的轴线方向前方相邻的第2外周部42、以及与第1外周部40的轴线方向后方相邻的第3外周部44。

第1外周部40由沿轴线方向延伸的圆筒面构成，在该第1外周部40的径向外侧固定设置有转子芯34。第2外周部42由具有直径D1的、沿轴线方向延伸的圆筒面构成。同样，第3外周部44也由具有与第2外周部42相同的直径D1的、沿轴线方向延伸的圆筒面构成。

转子芯34由沿轴线方向层叠的多个磁性钢板制成，其具有轴线方向前方的端面50和轴线方向后方的端面52。另外，转子芯34具有中心孔46和形成于中心孔46的径向外侧的多个通孔48。所述通孔48以在周向上大致等间隔地整齐排列的方式配置。第1端环38以及第2端环39与形成于通孔48的导体36之间是利用铝压铸一体铸造而成的。导体36分别自转子芯34的轴线方向前方的端面50起沿轴线方向延伸到轴线方向后方的端面52。

第1端环38是配置于转子芯34的端面50之上的、沿周向延伸的环状的构件，其由例如铝那样的导电材料制成。第1端环38用于使多个导体36的轴线方向前方的端部相互短路。第1端环38具有外周部54和位于与外周部54相反的一侧的内周部56。外周部54由具有直径D2的圆筒面构成，而内周部56由圆锥面构成。

在转轴32的第2外周部42与第1端环38的内周部56之间划定有空间58。更具体而言，该空间58是由转轴32的第2外周部42、第1端环38的内周部56、以及转子芯34的端面50划定出的圆环状的空间。

在本实施方式中，转轴32的第2外周部42与第1端环38的外周部54之间成为以轴线O为中心的同心状。像这样，能够通过例如在如图2所示那样组装转子30之后对第1端环38的外周部54进行切削加工，从而实现使转轴32的第2外周部42与第1端环38的外周部54为同心状。

第2端环39具有与第1端环38同样的结构。具体而言，第2端环39配置于转子芯34的端面52之上，用于使多个导体36的轴线方向后方的端部相互短路。第2端环39包括外周部60和位于与外周部60相反的一侧的内周部62。外周部60由具有与第1端环38的外周部54相同的直径D2的圆筒面构成，而内周部56由圆锥面构成。

在转轴32的第3外周部44与第2端环39的内周部62之间划定有空间64。具体而言，该空间64是由转轴32的第3外周部44、第2端环39的内周部62、以及转子芯34的端面52划定出的圆环状的空间。在此，转轴32的第3外周部44与第2端环39的外周部60之间成为以轴线O为中心的同心状。

接下来，参照图3说明本发明的另一实施方式的转子70。此外，对于与所述转子30相同的要素标注相同的附图标记并省略详细的说明。与所述转子30同样，转子70以能够旋转的方式设于图1所示的定子16的径向内侧而构成电动机。

转子70具有转轴32、转子芯34、多个导体36、第1端环38和第2端环39、以及一对第1加强构件72和第2加强构件74。第1加强构件72以配置于转子芯34的轴线方向前方的端面50的方式外套于转轴32。另一方面，第2加强构件74以配置于转子芯34的轴线方向后方的端面52的方式外套于转轴32。

接下来，参照图4和图5说明第1加强构件72的结构。第1加强构件72是一体形状的圆环构件，其具有轴线方向前方的端面88和轴线方向后方的端面90。第1加强构件72由例如镍或钛那样的、刚性高于铝或铜的刚性的非磁性金属制成。第1加强构件72具有内环状部76、外环状部78、以及在内环状部76与外环状部78之间延伸的环状的连接部80。

内环状部76包括内周面82、位于与该内周面82相反的一侧的外周面84、以及轴线方向后方的端面92。内环状部76的轴线方向后方的端面92位于比所述端面90略微靠轴线方向前方的位置。在内环状部76上形成有自端面88贯穿到端面92的多个螺孔86。

所述螺孔86在周向上大致等间隔地配置。在所述螺孔86中分别插入有配重件(日文：錘)94。在本实施方式中，在内环状部76上合计形成有16个螺孔86，在各个螺孔86中分别插入有配重件94。在进行驱动而使转子70旋转时，所述配重件94发挥对转子70的旋转平衡进行调整的功能。

外环状部78是以与内环状部76分开的方式配置于内环状部76的径向外侧的圆筒状构件。具体而言，外环状部78包括内周面96和位于与该内周面96相反的一侧的外周面98。连接部80自内环状部76起沿径向延伸到外环状部78。更具体而言，连接部80包括轴线方向后方侧的端面100，该连接部80将内环状部76和外环状部78的轴线方向前方的端部相互连接起来。

由内环状部76的外周面84、外环状部78的内周面96、以及连接部80的端面100划定出圆环状的空间102。在本实施方式中，内环状部76的内周面82与外环状部78的内周面96之间成为以轴线O为中心的同心状。

第2加强构件74也具有与所述第1加强构件72相同的结构。即，第2加强构件74是一体形状的圆环构件，其具有内环状部76、外环状部78以及连接部80。并且，在内环状部76上形成有螺孔86，在所述螺孔86中分别插入有配重件94。

第2加强构件74包括由内环状部76的外周面84、外环状部78的内周面96以及连接部80的端面100划定出的圆环状的空间102。另外，在第2加强构件74中，内环状部76的内周面82与外环状部78的内周面96之间也成为同心状。

接下来，参照图3～图6详细说明第1加强构件72和第2加强构件74的安装构造。如图6所示，第1加强构件72自轴线方向前方侧外套于转轴32，并通过例如螺纹固定或热压配合(日文：焼き嵌め)而固定在转子芯34的轴线方向前方的端面50之上。此时，第1加强构件72的内环状部76外套于转轴32的第2外周部42的径向外侧，内环状部76的内周面82与第2外周部42相抵接。

另外，第1加强构件72的外环状部78外套于第1端环38的外周部54的径向外侧。此时，外环状部78的内周面96与第1端环38的外周部54相抵接。在该状态下，第1加强构件72的内环状部76容纳在空间58内且第1端环38容纳在空间102内。

此外，第2加强构件74也与第1加强构件72同样通过例如螺纹固定或热压配合而固定于转子芯34的轴线方向后方。具体而言，如图3所示，第2加强构件74的内环状部76外套于转轴32的第3外周部44的径向外侧，内环状部76的内周面82抵接于第3外周部44。

另外，第2加强构件74的外环状部78外套于第2端环39的外周部60的径向外侧。此时，外环状部78的内周面96与第2端环39的外周部60相抵接。在该状态下，第2加强构件74的内环状部76容纳在空间58内且第2端环39容纳在空间102内。

图2所示的转子30能够用于低速旋转用的电动机。其原因在于，在进行驱动而使转子30以低速旋转时，端环38、39不易变形，因此，不必如图3所示的转子70那样安装加强构件72、74。

另一方面，图3所示的转子70能够用于高速旋转用的电动机。如上所述，在进行驱动而使转子70以高速旋转时，端环38、39在离心力的影响下容易变形，因此，需要安装加强构件72、74。

在此，采用本实施方式，仅利用螺纹固定等将加强构件72、74安装于适合于低速旋转用的转子30，就能够构成适合于高速旋转用的转子70。因而，在低速旋转用的转子30与高速旋转用的转子70这两者之间，能够谋求几乎所有零件的共用化。由此，能够在抑制制造成本的同时根据所要求的用途(转速)而高效地制造转子。

另外，在图3所示的转子70中，将加强构件72、74的内环状部76固定于转轴32，另一方面，在经由连接部80一体地连接于内环状部76的外环状部78的作用下，能够自径向外侧套住(日文：抑え込む)端环38、39。由此，在转子70的高速化的同时，能够有效地防止端环38、39向径向外侧发生变形。

另外，在转子70中，转轴32的第2外周部42与第1端环38的外周部54之间成为同心状，且第1加强构件72的内环状部76的内周面82与第1加强构件72的外环状部78的内周面96之间成为同心状。同样，转轴32的第3外周部44与第2端环39的外周部60之间成为同心状，且第2加强构件74的内环状部76的内周面82与第2加强构件74的外环状部78的内周面96之间成为同心状。

采用该结构，在将转子70安装于图1所示的电动机并使转子70运行而使转子70成为高温时，能够使转轴32、加强构件72、74以及端环38、39的热膨胀的程度均匀化，因此能够防止转轴32发生变形。

另外，在转子70中，加强构件72、74的内环状部76容纳在空间58内且端环38、39容纳在空间102内。采用该结构，能够降低在将加强构件72、74安装于转子芯34时的、在加强构件72、74与转子芯34之间产生的无用空间，因此能够更加紧凑地构成转子70。

此外，在所述实施方式中，叙述了转轴32的第2外周部42和第3外周部44、以及端环38的外周部54、端环39的外周部60分别由圆筒面构成的情况。然而，并不限于此，所述外周部也可以由例如多个沿周向配置的突部的顶端划定而成。同样，内环状部76的内周面82和外环状部78的内周面96也不限于圆筒面，也可以由例如多个沿周向配置的突部的顶端划定而成。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但所述实施方式并不限定权利要求书所涉及的技术方案。另外，将在本发明的实施方式中说明的特征组合而成的方案也能够包含在本发明的技术的范围内。然而，对于发明的解决手段，所述特征的组合不一定都是必要的。并且，对本领域的技术人员而言，当然也可以对所述实施方式施加各种变更或改良。