转子、转子的制造方法以及包括转子的旋转电机与流程

本发明涉及转子、转子的制造方法以及包括转子的旋转电机。

背景技术：

在日本JP1999-299149A中，公开一种应用于旋转电机的转子。该转子包括外周安装有磁体的磁轭和用于覆盖磁体的外周面的罩。在磁体的周向端部设有缺口，在罩的开口缘部设有凹陷部。通过使罩的凹陷部与相邻的磁体之间的缺口卡定，从而限制罩在轴线方向以及周向上的移动。

技术实现要素：

在所述以往的技术中，为了将罩相对于磁轭在周向上的固定，即，对罩进行止转，需要在将罩覆盖于磁体的外周之前，对磁体和罩施加加工。因此，制造时的工时增加。

本发明的目的在于，在对转子罩进行止转的同时抑制工时的增加。

根据本发明的一实施方式，提供一种转子，该转子包括：转子芯，其以能够与旋转轴一体旋转的方式固定于该旋转轴，并在整个周向上安装有多个永磁体；以及转子罩，其呈圆筒状，用于覆盖转子芯的外周，转子罩具有：角部，其呈圆环状，形成于转子芯的轴线方向端部；以及槽部，其通过形成角部而在转子罩的位于周向上相邻的永磁体之间的位置凹陷形成。

附图说明

图1是表示包括本发明的实施方式的转子的旋转电机的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式的转子的立体图。

图3是表示利用包含轴的旋转轴线在内的平面剖切转子而得到的剖面的剖视图。

图4是用于说明转子的制造工序的图。

图5是用于说明转子的制造工序的图。

图6是用于说明转子的制造工序的图。

图7A是用于说明转子的制造工序的图。

图7B是表示利用平面7B剖切图7A而得到的剖面的剖视图。

图8是用于说明转子的制造工序的图。

图9是用于说明转子的制造工序的图。

图10是用于说明转子的制造工序的图。

图11是用于说明转子的制造工序的图。

图12是用于说明转子的制造工序的图。

图13是用于说明转子的制造工序的图。

图14是用于说明转子的制造工序的图。

图15是用于说明转子的制造工序的图。

图16是用于说明转子的制造工序的图。

图17是对图10的范围A进行放大而表示拆除了外模的状态的放大图，表示槽部仅沿径向形成的情况。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示对包括本实施方式的转子2的旋转电机100沿着与旋转轴垂直的方向进行剖切而得到的剖面的剖视图。

旋转电机100作为马达和发电机中的至少一者发挥功能。旋转电机100包括：轴1，其作为能够旋转的旋转轴；转子2，其固定于轴1而与轴1成为一体；以及定子3，其以与转子2隔开规定的间隙的方式配设于转子2的外周侧。

转子2包括：转子芯21，其固定于轴1的外周并与轴1一起旋转；永磁体22，其被设置成在转子芯21的外周面的整个周向上以等间隔进行配置；以及转子罩23，其用于收纳被安装有永磁体22的转子芯21。

定子3包括：圆环状的定子芯31，其以与转子2隔开规定的空隙地包围转子2的方式设置；以及绕组32，其绕装于定子芯31。

定子芯31具有：环状的磁轭部33；多个齿部34，其自磁轭部33朝向径向内侧突出设置，并在周向上以规定间隔配置；以及定子槽35，其利用相邻的齿部34划分形成于磁轭部33的内周侧。

绕组32卷绕于定子芯31的齿部34，在各齿部34形成线圈。绕组32的终端与设于定子3的电极(未图示)相连接。在借助电极向线圈供给电力时，定子芯31磁化，在定子芯31与转子2的永磁体22之间的作用下，转子2以轴1为轴线旋转。

图2是表示本实施方式的转子2的立体图。图3是表示利用包含轴1的旋转轴线在内的平面对转子2进行剖切而得到的剖面的剖视图。

转子罩23形成为由非磁性的不锈钢形成的有底筒状，该转子罩23用于收纳被安装有永磁体22的转子芯21。转子罩23具有：圆筒状的圆筒部24，其用于覆盖转子芯21的外周；底部25，其与转子芯21的轴线方向一侧(图3中的右侧)的端部相抵接；以及上表面部26，其与转子芯21的轴线方向另一侧(图3中的左侧)的端部相抵接。

底部25形成为具有与轴线方向垂直的面并且在中央具有直径大于轴1的直径的孔25a的圆环状。圆筒部24的端部与底部25的外周端之间借助自圆筒部24的端部沿轴线方向突出的突出部27连接起来。

上表面部26形成为具有与轴线方向垂直的面并且在中央具有直径大于轴1的直径的孔26a的圆环状。上表面部26通过将圆筒部24的轴线方向另一侧的端部向径向内侧弯折而形成。在圆筒部24与上表面部26之间形成有圆环状的角部28，在角部28的位于周向上相邻的永磁体22之间的位置凹陷形成有槽部29。槽部29在形成角部28时一并形成，该槽部29作为转子罩23的止转部发挥功能。

另外，底部的孔以及上表面部的孔设定为直径小于转子芯的直径，底部以及上表面部以遮盖永磁体的侧面的方式延伸设置。

接着，参照图4～图16说明转子2的制造方法。

首先，在转子芯21的外周面安装多个永磁体22。使用粘接剂等以永磁体22在整个周向上以等间隔配置的方式安装永磁体22。

接着，如图4所示，自预先形成有底部25的转子罩23的开口端放入被安装有永磁体22的转子芯21，从而将转子芯21收纳在转子罩23内。在该阶段，上表面部26尚未形成。因而，在放入转子芯21直到转子芯21与转子罩23的底部25相抵接时，如图5所示，转子罩23的开口端位于比转子芯21的上端靠上方的位置。

接着，如图6所示，在转子罩23的圆筒部24的外周且是开口端侧的位置，配置作为限制构件的外模41。外模41是内径被设定为与转子罩23的圆筒部24的外径大致相等的圆筒状构件。外模41用于在后述的、向径向内侧按压转子罩23时限制转子罩23的圆筒部24向径向外侧鼓出。外模41的高度与转子芯21的高度大致相同。

接着，如图7A所示，在外模41的上部配置沿周向分割而成的多个作为按压构件的外侧筒夹42。各外侧筒夹42配置为以在周向上具有规定的间隙的状态与转子罩23的开口端的外周面相抵接。

另外，在转子芯21的上部且是转子罩23的内周侧的位置，配置沿周向分割而成的多个作为保持构件的内侧筒夹43。各内侧筒夹43配置为以在周向上具有规定的间隙的状态与转子罩23的开口端的内周面相抵接。

各外侧筒夹42以及各内侧筒夹43分别被分割为永磁体22的个数的一半的数量。即，各外侧筒夹42以及各内侧筒夹43为与两个永磁体22对应的大小。如图8所示，各外侧筒夹42之间的间隙以及各内侧筒夹43之间的间隙分别位于在转子芯21的周向上相邻的永磁体22之间。另外，各外侧筒夹42之间的间隙与各内侧筒夹43之间的间隙之间分别在周向上错开与一个永磁体22的大小对应的量而配置。

接着，在将内侧筒夹43朝向径向外侧按压的状态下，将外侧筒夹42朝向径向内侧按压。此时，外侧筒夹42的按压力设定为超过内侧筒夹43的按压力。由此，转子罩23的开口端以由内侧筒夹43自内周侧保持的状态被外侧筒夹42朝向径向内侧压入。此时，转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分既可以利用外侧筒夹42和内侧筒夹43向径向内侧仅进行牵拉，也可以像拉拔加工那样进行拉伸。是进行牵拉还是进行拉伸，能够根据外侧筒夹42的按压力以及内侧筒夹43的按压力之间的关系来调整。另外，在牵拉或拉伸时，既可以在转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分形成褶皱，也可以不形成褶皱。

另外，外侧筒夹42除了朝向径向内侧按压以外，还朝向轴线方向下方按压。由此，能够降低上表面部26完成时的回弹。外侧筒夹42向轴线方向下方的按压通过外侧筒夹42的自重或施加外部应力而进行，且在外侧筒夹42向径向内侧充分移动之后进行。

如图9所示，转子罩23的开口端以外侧筒夹42的各间隙以及内侧筒夹43的各间隙减小的方式被向径向内侧压入。由此，在拆除外侧筒夹42和内侧筒夹43时，如图10所示，与圆筒部24相比转子罩23的开口端向径向内侧弯折而形成圆环状的角部28。另外，转子罩23的开口端的一部分进入到角部28处的相邻的永磁体22之间，而形成槽部29。槽部29形成于相邻的永磁体22之间的分界。

另外，如图2和图10所示，槽部29既可以自转子罩23的开口端且是与圆筒部24相比向径向内侧弯折的部分开始沿轴线方向以及径向形成，也可以仅沿径向形成。图17是对图10的范围A进行放大而表示拆除了外模41的状态的放大图，表示槽部29仅沿径向形成的情况。在该情况下，在上表面部26形成有褶皱部71，形成该褶皱部71时多余的壁部在沿轴线方向释放的力的作用下凹陷，从而形成槽部29。如图17所示，在槽部29形成有自形成于槽部29的两缘的两个槽72之间突出的褶皱部71。

接着，如图11所示，将外侧筒夹52配置在转子罩23的开口端的外周侧，并且将内侧筒夹53配置在转子罩23的开口端的内周侧。在此，由于转子罩23的开口端在自图8转变到图9的过程中利用外侧筒夹42和内侧筒夹43向径向内侧弯折并缩径，因此，外侧筒夹52的径向厚度设定为大于图8中的外侧筒夹42的径向厚度，内侧筒夹53的径向尺寸设定为小于图8中的内侧筒夹43的径向尺寸。

各外侧筒夹52以及各内侧筒夹53分别被分割为永磁体22的个数的一半的数量。即，各外侧筒夹52以及各内侧筒夹53为与两个永磁体22对应的大小。如图11所示，各外侧筒夹52之间的间隙以及各内侧筒夹53之间的间隙分别位于在转子芯21的周向上相邻的永磁体22之间。另外，各外侧筒夹52之间的间隙与各内侧筒夹53之间的间隙之间分别在周向上错开与一个永磁体22的大小对应的量而配置。另外，外侧筒夹52之间的间隙与图8中的外侧筒夹42之间的间隙在周向上错开配置。内侧筒夹53之间的间隙与图8中的内侧筒夹43之间的间隙在周向上错开配置。

接着，在将内侧筒夹53朝向径向外侧按压的状态下，将外侧筒夹52朝向径向内侧按压。此时，外侧筒夹52的按压力设定为超过内侧筒夹53的按压力。由此，转子罩23的开口端以由内侧筒夹53自内周侧保持的状态被外侧筒夹52朝向径向内侧压入。此时，转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分既可以利用外侧筒夹52和内侧筒夹53向径向内侧仅进行牵拉，也可以像拉拔加工那样进行拉伸。是进行牵拉还是进行拉伸，能够根据外侧筒夹52的按压力以及内侧筒夹53的按压力之间的关系来调整。在牵拉或拉伸时，既可以在转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分形成褶皱，也可以不形成褶皱。

另外，外侧筒夹52除了朝向径向内侧按压以外，还朝向轴线方向下方按压。由此，能够降低上表面部26完成时的回弹。外侧筒夹52向轴线方向下方的按压通过外侧筒夹52的自重或施加外部应力而进行，且在外侧筒夹52向径向内侧充分移动之后进行。

如图12所示，转子罩23的开口端以外侧筒夹52的各间隙以及内侧筒夹53的各间隙减小的方式被向径向内侧压入。由此，在拆除外侧筒夹52以及内侧筒夹53时，如图13所示，与圆筒部24相比转子罩23的开口端被进一步向径向内侧压入。此时，转子罩23的开口端的一部分进入到角部28处的相邻的永磁体22之间，而形成槽部29。槽部29形成于相邻的永磁体22之间的分界。

接着，如图14所示，将外侧筒夹62配置在转子罩23的开口端的外周侧。在此，转子罩23的开口端在自图11转变到图12的过程中利用外侧筒夹52和内侧筒夹53向径向内侧压入并缩径。因此，外侧筒夹62的径向厚度设定为大于图11中的外侧筒夹52的径向厚度。

各外侧筒夹62分割为永磁体22的个数的一半的数量。即，各外侧筒夹62为与两个永磁体22对应的大小。如图14所示，各外侧筒夹62之间的间隙分别位于在转子芯21的周向上相邻的永磁体22之间。另外，外侧筒夹62之间的间隙与图11中的外侧筒夹52之间的间隙在周向上错开与一个永磁体22的大小对应的量而配置。

接着，将外侧筒夹62朝向径向内侧按压。由此，转子罩23的开口端利用外侧筒夹62被朝向径向内侧进一步压入。此时，转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分既可以利用外侧筒夹62向径向内侧仅进行牵拉，也可以像拉拔加工那样进行拉伸。是进行牵拉还是进行拉伸，能够根据外侧筒夹62的按压力来调整。另外，在牵拉或拉伸时，既可以在转子罩23的被朝向径向内侧压入的部分形成褶皱，也可以不形成褶皱。

另外，外侧筒夹62除了朝向径向内侧按压以外，还朝向轴线方向下方按压。由此，能够降低上表面部26完成时的回弹。外侧筒夹62向轴线方向下方的按压通过外侧筒夹62的自重或施加外部应力而进行，且在外侧筒夹62向径向内侧充分移动之后进行。

如图15所示，转子罩23的开口端以外侧筒夹62之间的间隙减小的方式被向径向内侧压入。由此，在拆除外侧筒夹62时，如图16所示，与圆筒部24相比转子罩23的开口端被进一步向径向内侧压入而形成上表面部26。此时，转子罩23的开口端的一部分进入到角部28处的相邻的永磁体22之间，而形成槽部29。

接着，拆除外模41，向转子芯21的中央插入轴1。由此，如图2所示，完成具有轴1的转子2。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

在形成转子罩23的圆环状的角部28时，在永磁体22之间凹陷形成槽部29，因此，能够限制转子罩23在周向上的旋转。因而，能够在对转子罩23进行止转的同时抑制制造转子时的工时增加。

另外，转子2包括单一的转子罩23，因此，能够降低转子2的制造成本。

另外，槽部29形成在角部28的位于相邻的永磁体22之间的位置。在转子罩的内周面上另外加工转子罩与转子芯之间的止转部的情况下，除了为了盖上转子罩而设置的内径余隙以外，还需要设定针对将转子罩和转子芯在周向上卡挂起来的部分而设置的余隙。因而，在设置转子罩的情况下，难以使转子罩完全贴合于转子芯。相对于此，在本实施方式中，将转子罩23自周向如拉深加工那样按压从而使其与转子芯的外周的永磁体22密合，因此，永磁体22的轴线方向端部附近被加工为转子罩23的内径余隙消失。因而，加工时形成的槽部29具有消除余隙这样的作用，因此，能够更可靠地进行转子罩23的止转。另外，槽部29形成于角部28的位于相邻的永磁体22之间的位置，因此，利用角部28和上表面部26使转子罩23在轴线方向上贴合于磁铁，从而能够防止转子罩23在轴线方向上偏移。

另外，转子罩23的上表面部26的内径小于转子芯21的外径，因此，能够在永磁体22破损时防止碎片飞散。

另外，在本实施方式中，利用将转子罩23的开口端自整周朝向径向内侧按压的外侧筒夹42、52、62，将转子罩23的开口端向径向内侧弯折，从而形成圆环状的角部28和凹陷到在转子罩23的周向上相邻的永磁体22之间的槽部29。因此，仅通过将转子芯21收纳于转子罩23内并将转子罩23的开口端向径向内侧弯折，就能够对转子罩23进行止转。因而，不需要为了转子罩23的止转而施加新的加工，因此，能够降低转子2的制造成本。

另外，在本实施方式中，在利用外侧筒夹42、52、62将转子罩23的开口端向径向内侧弯折时，通过在转子罩23的外周配置外模41，能够限制转子罩23的圆筒部24向径向外侧鼓出。因而，能够防止转子罩23变形而导致转子2的外径变大。

另外，在本实施方式中，在利用外侧筒夹42、52、62将转子罩23的开口端向径向内侧弯折时，利用内侧筒夹43在整周上保持转子罩23的开口端的内周。因此，能够在转子罩23的开口端向径向内侧弯折时，降低在转子罩23产生的褶皱。

另外，在本实施方式中，周向上相邻的外侧筒夹42、52、62之间的间隙与周向上相邻的内侧筒夹43之间的间隙在周向上错开。由此，能够防止因外侧筒夹42、52、62之间的间隙与内侧筒夹43之间的间隙相对而导致转子罩23的壁部被咬入到外侧筒夹42、52、62之间的间隙以及内侧筒夹43之间的间隙。

另外，在本实施方式中，外侧筒夹42、52、62以周向上相邻的外侧筒夹42、52、62之间的间隙位于周向上相邻的永磁体22之间的方式配置，内侧筒夹43以周向上相邻的内侧筒夹43之间的间隙位于周向上相邻的永磁体22之间的方式配置。由此，转子罩23的壁部的溢出部配置于永磁体22之间，因此，能够更可靠地在永磁体22之间形成槽部29。

另外，如图7B所示，外模41的高度设定为与转子芯21的高度大致相同，因此，能够对外侧筒夹42进行高度方向上的定位。由此，能够稳定地进行将外侧筒夹42朝向径向内侧按压的工序。另外，外侧筒夹42、52、62除了朝向径向内侧按压以外，还朝向轴线方向下方按压，因此，能够降低转子罩23的上表面部26的回弹。

以上，说明了本发明的实施方式，但所述实施方式仅示出了本发明的一个应用例，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于所述实施方式的具体结构。

例如，在所述实施方式中，槽部29形成于角部28的位于相邻的永磁体22之间的位置，但是，还可以在转子罩23的圆筒部24另外形成槽部29，从而提高止转的效果。另外，在所述实施方式中，例示了在圆环状的转子芯21的外周面紧密地配设有永磁体22的转子2，但本实施方式还能够应用于在转子芯21的外周面上的整个周向上形成有多个凸部、并在凸部之间配设永磁体22的类型的转子。该情况下，槽部29可以不形成于永磁体22之间，而形成于永磁体22与相邻的凸部之间。

另外，在所述实施方式中，转子罩23的上表面部26自角部28向径向内侧延伸设置，直到遮盖永磁体22为止，但也可以以使永磁体22的一部分露出的方式延伸设置。

另外，在所述实施方式中，在有底筒状的转子罩23的一端形成有上表面部26，但也可以在将转子芯21放入到不具有底部25的筒状的转子罩23之后在转子罩23的两端形成上表面部26。

另外，在所述实施方式中，在形成转子罩23的上表面部26时，将外模41配置于圆筒部24的整个外周，但也可以将外模41配置于圆筒部24的外周的一部分，或不使用外模41。

另外，在所述实施方式中，使用外侧筒夹42、52、62经过三次加工逐渐形成了上表面部26。相对于此，既可以一次加工形成上表面部26，也可以经过两次或四次以上加工逐渐形成上表面部26。另外，在所述实施方式中，在利用外侧筒夹62使转子罩23的开口端缩径的情况下未使用内侧筒夹，但也可与内侧筒夹43和内侧筒夹53同样地使用内侧筒夹。

另外，在所述实施方式中，使用外侧筒夹42、52、62和内侧筒夹43、53形成了上表面部26，但也可以仅使用外侧筒夹62形成上表面部26。

另外，在所述实施方式中，周向上相邻的外侧筒夹42、52、62之间的间隙和周向上相邻的内侧筒夹43、53之间的间隙在周向上错开，但也可以以互相相对的方式配置。

另外，在所述实施方式中，外侧筒夹42、52、62以周向上相邻的外侧筒夹42、52、62之间的间隙位于周向上相邻的永磁体22之间的方式配置，内侧筒夹43、53以周向上相邻的内侧筒夹43、53之间的间隙位于周向上相邻的永磁体22之间的方式配置。相对于此，外侧筒夹42、52、62之间的间隙以及内侧筒夹43、53之间的间隙也可以不配置于相邻的永磁体22之间。

另外，在所述实施方式中，说明了转子罩23由非磁性的不锈钢构成，但也可以由铝等其他的非磁性金属构成。

另外，在所述实施方式中，通过在转子罩23的角部28处，在永磁体22之间凹陷形成槽部29，从而对转子罩23进行止转，但也可以在形成了槽部29之后，在转子罩23的外周面上沿着永磁体22之间在轴线方向上加工槽。在仅使转子罩覆盖转子芯的外周的结构中，自转子罩的外侧无法确认永磁体之间的位置，因此，难以沿着永磁体22之间在轴线方向上后加工槽。但是，在本实施方式中，在安装转子罩23之后在永磁体22之间形成槽部29，因此，能够确认永磁体之间的位置，能够沿着永磁体22之间在轴线方向上后加工槽。由此，利用后加工而成的槽进一步减小转子罩23与永磁体之间的空隙，因此，能够更可靠地对转子罩23进行止转。

本申请基于2014年10月29日向日本国特许厅申请的日本特愿2014-220686主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。