转子、电动机、转子的制造方法以及电动机的制造方法与流程

文档序号:11709793阅读:340来源:国知局
转子、电动机、转子的制造方法以及电动机的制造方法与流程

本发明涉及电动机的制造方法,该电动机具备定子芯以及转子芯,定子芯以及转子芯通过将具有磁性的金属板层积而构成。



背景技术:

如图12所示,以往作为电动机的一种,已有如下结构的电动机:将具备磁性的金属板层积而形成定子芯1,将同样具备磁性的金属板层积而形成转子芯2。定子芯1由定子芯片3层积而成,定子芯片3通过对金属板进行冲压加工而形成,转子芯2由转子芯片4层积而成,转子芯片4同样通过对金属板进行冲压加工而形成。

在转子芯2中插通旋转轴5而构成转子6,该旋转轴5的两端被可旋转地支承于端架。而且,转子6借助定子芯1产生的磁力而旋转,并且能够从与转子6一起旋转的旋转轴5输出所需的旋转力。

在这种电动机中,在定子芯1的轴向的两侧部安装有磁性板7,将该磁性板7设为截面l字形而具备转子对置部8,从而抑制漏磁通,实现电动机的高输出化。

日本特开2014-147177号公报公开了一种定子芯具备如上所述的磁性板的电动机。

在上述的电动机中,定子芯片3和转子芯片4通过对共同的电磁钢板材进行冲裁而形成。而且,在定子芯片3的冲裁部分的内侧冲裁转子芯片4,定子芯片3以及转子芯片4各冲裁出一张。通过反复进行这种冲压加工,从而能够制造同样张数的定子芯片3和转子芯片4。

而且,由于具备磁性板7,所以定子芯的轴向长度变长。因此,需要确保为了构成转子芯2所需的转子芯片4的张数比定子芯片3的张数多,所以在由共同的电磁钢板材冲裁定子芯片3和转子芯片4时,转子芯片4会产生不足部分4a。

另外,在以转子芯片4的所需张数为基准冲裁出转子芯片4和定子芯片3时,定子芯片会产生浪费,所以制造成本上升。

在上述公报公开的电动机中,没有公开转子芯片的不足张数部分的制造方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种电动机的制造方法,在转子芯片和定子芯片所需张数不同的电动机中,简化转子芯的制造工序,能够降低成本。

为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的转子构成为包括转子芯、多个永久磁铁、以及筒状的非磁性盖。所述多个永久磁铁沿着圆周方向设置于转子芯的外表面。各个永久磁铁形成为从轴向观看时其外表面为弯曲形状。所述筒状的非磁性盖将所述多个永久磁铁的外表面覆盖。所述转子芯包括至少2个层积芯。所述层积芯分别包括层积的多个芯片。其中一个层积芯由硬度比另一个层积芯低的材料构成。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的电动机的概要结构的剖视图。

图2是示出图1的电动机的分解立体图。

图3a是示出图2的电动机的侧视图。

图3b是沿图3a的电动机的b-b线的剖视图。

图4a是示出图1的第2端架的立体图。

图4b是示出图4a的局部放大立体图。

图5是示出图1的电动机的局部放大剖视图。

图6是示出图1的电动机的局部放大立体图。

图7是示意性地示出图1的电动机的制造方法的剖视图。

图8是示出第1实施方式的其他例的电动机的局部放大剖视图。

图9是示出图1的电动机的定子芯和转子芯的剖视图。

图10是示出图9的定子芯片和转子芯片的制造工序的说明图。

图11是示出第1实施方式的其他例的定子芯片和转子芯片的制造工序的说明图。

图12是示出现有例的概要图。

图13是示出第2实施方式的电动机的概要结构的示意剖视图。

图14是示出图13的定子芯和转子的剖视图。

图15是用于说明图13的转子的制造方法的说明图。

图16a是示出图13的转子的局部放大剖视图。

图16b是示出图13的转子的局部放大剖视图。

图17是示出第3实施方式的电动机的概要结构的剖视图。

图18是示出图17的保持部件的剖视图。

图19是示出第3实施方式的其他例的电动机的剖视图。

图20是示出图19的保持部的剖视图。

图21是示出第4实施方式的电动机的概要结构的示意剖视图。

图22是示出图21的电动机的分解立体图。

图23a是示出图21的电动机的侧视图。

图23b是沿着图23a的电动机的b-b线的剖视图。

图24是示出图21的定子芯和转子的剖视图。

图25是用于说明图21的电动机的制造方法的说明图。

图26是用于说明图21的电动机的制造方法的说明图。

图27a是示出图21的转子的局部放大剖视图。

图27b是示出图21的转子的局部放大剖视图。

图28是示出第4实施方式的其他例的定子芯和转子的剖视图。

图29是示出第4实施方式的其他例的转子的剖视图。

图30是示出第4实施方式的其他例的转子的剖视图。

图31是示出第4实施方式的其他例的转子的剖视图。

图32是示出第5实施方式的电动机的概要结构的示意剖视图。

图33是用于说明图32的转子的制造方法的说明图。

图34是用于说明图32的旋转轴上的淬火部的示意图。

图35是用于说明第5实施方式的变形例的旋转轴上的淬火部的示意图。

具体实施方式

下面参照图1~图12来说明本发明的第1实施方式。

如图1所示,电动机10通过利用第1端架11和第2端架12在旋转轴方向上夹持圆环状的定子13而构成。第1端架11和第2端架12被配置于定子13外周的多个(本实施方式中为2个)贯穿螺栓14相互固定。另外,转子15能旋转地配置于定子13的内侧。另外,在本实施方式中,将在电动机10的轴向输出相反侧(图1中的上侧)保持定子13的端架设为第1端架11,将在轴向输出侧保持定子13的端架设为第2端架12。

如图1以及图2所示,定子13具有圆环状的定子芯16和卷装于该定子芯16的线圈17。如图3b所示,定子芯16由如下部分构成:形成为圆环状的环状部16a;多个(本实施方式中为60个)齿16b,从环状部16a向径向内侧延伸且在圆周方向排列;以及4个芯外周突出部16c,从环状部16a的外周面向径向外侧突出并沿着轴向延伸。环状部16a的外周面形成为圆筒状,该环状部16a的轴向的两个端面形成为与轴向正交的平面状。另外,线圈17卷装于多个齿16b。

如图3a以及图3b所示,芯外周突出部16c设置于在环状部16a的外周面的圆周方向上隔着等角度间隔(本实施方式中为90°间隔)的4处。各个芯外周突出部16c形成为从环状部16a的轴向的一端沿着轴向延伸到另一端的突条,并且从轴向观看的形状为圆周方向的宽度随着从其基端朝向顶端变窄的大致梯形。另外,在各个芯外周突出部16c形成有圆弧凹部16d,圆弧凹部16d从各个芯外周突出部16c的顶端(径向外侧的端)朝向基端凹设。圆弧凹部16d形成为从轴向观看的形状呈圆弧状,并且形成为沿着轴向贯穿芯外周突出部16c的槽状。另外,圆弧凹部16d的曲率半径为比贯穿螺栓14中的外螺纹状部分的半径稍大的值。而且,在4个芯外周突出部16c之中的、设置于在圆周方向上隔着180°间隔的2处的2个芯外周突出部16c(图3b中,设于左右的2个芯外周突出部16c)的圆弧凹部16d上,配置有在轴向上延伸的大致圆柱状的贯穿螺栓14。从轴向观看时,这2个芯外周突出部16c将贯穿螺栓14的外周的约一半包围。

如图1所示,该定子芯16通过将多张芯片18在轴向上层积并凿紧进行一体化而形成,多张芯片18通过利用冲压加工对钢板(优选电磁钢板)进行冲裁而形成。另外,定子芯16的轴向的两端的芯片18形成为截面l字状,芯片18的构成各齿16b的部位的径向内侧端部向轴向外侧折弯。因此,能够将定子芯16的层积厚度(所层积的芯片18整体的厚度)抑制得较小,能够确保齿16b的径向内侧端面16e(与转子15对置的对置面)的轴向长度。在图3a以及图6中,将芯片18省略且将定子芯16简化进行图示。

如图1以及图2所示,配置于定子芯16的轴向的两侧的第1端架11以及第2端架12由金属材料构成,通过铸造来形成。第1以及第2端架11、12各自具备:大致圆盘状的第1以及第2主体部21、31;以及从第1以及第2主体部21、31沿轴向延伸的圆筒状的第1以及第2定子保持部22、32。另外,第1以及第2端架11、12具备在第1以及第2定子保持部22、32的外周面以及第1以及第2主体部21、31上一体地设置的多个(本实施方式中为各2个)第1以及第2螺栓紧固部23、33。第1以及第2螺栓紧固部23、33在圆周方向上隔着等角度间隔(本实施方式中为180°间隔)设置。另外,如图2以及图3b所示,在各个第1螺栓紧固部23上形成有供贯穿螺栓14插通的第1紧固孔23a,并且在各个第2螺栓紧固部33上形成有内螺纹状的第2紧固孔33a,贯穿螺栓14螺合到第2紧固孔33a中。通过用贯穿第1紧固孔23a并与第2紧固孔33a螺合的贯穿螺栓14将第1以及第2螺栓紧固部23、33相互连结,从而第1端架11以及第2端架12相互固定而一体化。另外,第2端架12具有固定部34,固定部34用于利用未予图示的螺钉将电动机10固定到外部的固定场所。固定部34从第2主体部31的相对于2个第2螺栓紧固部33沿着圆周方向偏离的2处朝向径向外侧延伸设置。另外,电动机10例如以第2端架12相对于第1端架11位于下方的方式固定于固定场所。

如图2以及图3a所示,在第1定子保持部22的顶端部形成有第1嵌合部25,定子芯16的轴向的一个端部(图3a中的上端部)在径向内侧嵌合于第1嵌合部25。同样地,在第2定子保持部32的顶端部形成有第2嵌合部35,定子芯16的轴向的另一个端部(图3a中的下端部)在径向内侧嵌合于第2嵌合部35。

第1嵌合部25由在圆周方向上分开排列的多个(本实施方式中为4个)第1嵌合壁25a构成。4个第1嵌合壁25a在圆周方向上隔着等角度间隔(本实施方式中为90°间隔)设置。此外,4个第1嵌合壁25a在圆周方向上相邻的芯外周突出部16c之间各配置1个。即,芯外周突出部16c位于在圆周方向上相邻的第1嵌合壁25a之间,与第1嵌合壁25a在圆周方向上重叠。而且,芯外周突出部16c与第1嵌合壁25a在径向上不重叠。另外,如图3b所示,第2嵌合部35由在圆周方向上分开排列的多个(本实施方式中为8个)第2嵌合壁35a构成。第2嵌合壁35a在各个芯外周突出部16c的圆周方向的两侧各配置1个(即,在圆周方向上相邻的芯外周突出部16c之间各2个)。即,芯外周突出部16c位于在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间,与第2嵌合壁35a在圆周方向上重叠。而且,芯外周突出部16c与第2嵌合壁35a在径向上不重叠。

第1以及第2嵌合部25、35(第1以及第2嵌合壁25a、35a)形成为径向的厚度比第1以及第2定子保持部22、32的基端侧的部分薄。另外,第1以及第2嵌合壁25a、35a与轴向平行地延伸,形成为从轴向观看时呈沿着圆周方向的圆弧状。此外,各个第1以及第2嵌合壁25a、35a的圆周方向的宽度随着从基端朝向顶端(第1以及第2定子保持部22、35的顶端)变窄。

如图2、图4a以及图4b所示,第1以及第2嵌合部25、35的内周面、即各个第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面为第1以及第2端架11、12和定子芯16的定心用的第1以及第2定心面25b、35b。另外,在图4b中,在第2定心面35b上描绘点。第1以及第2定心面25b、35b是为了提高第1以及第2嵌合部25、35的内周面的尺寸精度而将第1以及第2嵌合部25、35的内周面(即、第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面)切削所形成的面。在第1端架11中,从轴向观看时,4个第1定心面25b位于中心在第1定子保持部22的轴中心上的同一圆上。同样地,在第2端架12中,从轴向观看时,8个第2定心面35b位于中心在第2定子保持部32的轴中心上的同一圆上(参见图3b)。另外,在电动机10中,第1以及第2定子保持部22、32的轴中心与定子芯16的轴中心一致。而且,如图2以及图3b所示,第1以及第2嵌合部25、35的内径为与环状部16a的外径相等或比环状部16a的外径稍大的值。即,第1以及第2定心面25b、35b的曲率半径为与环状部16a的半径相等或比环状部16a的半径稍大的值。另一方面,如图1所示,第1以及第2定子保持部22、32的比第1以及第2嵌合部25、35靠近基端侧的部分的内径为小于环状部16a的外径的值。

如图2、图4a以及图4b所示,第1以及第2端架11、12具有在与第1以及第2定子保持部22、32的轴中心正交的方向上与第1以及第2嵌合部25、35的基端部相邻的第1以及第2抵接面26、36。另外,在图4b中,在第2抵接面36上描绘的点比在第2定心面35b上描绘的点稀疏。在第2端架12上,第2抵接面36遍及第2定子保持部32的除了第2嵌合部35之外的轴向的顶端面以及第2螺栓紧固部33的靠近定子芯16的轴向的端面进行设置,并形成为圆环状。如图1、图2以及图3a所示,在第1端架11上,第1抵接面26遍及第1定子保持部22的除了第1嵌合部25之外的轴向的顶端面以及第1螺栓紧固部23的靠近定子芯16的轴向的端面进行设置,并形成为圆环状。另外,第1以及第2抵接面26、36形成为与第1以及第2定子保持部22、32的轴中心(与后述的转子15的旋转轴51的轴中心l1相同)正交的平面状。此外,第1以及第2抵接面26、36是没有被实施切削加工的无切削状态的平面,分别是没有台阶的一个平面。而且,嵌入到第1嵌合部25的环状部16a的轴向的一端面(图3a中的上端面)以及各个芯外周突出部16c的轴向的一端面(图3a中的上端面)在轴向与第1抵接面26抵接。另外,嵌入到第2嵌合部35的环状部16a的轴向的另一端面(图3a中的下端面)以及各个芯外周突出部16c的轴向的另一端面(图3a中的下端面)在轴向上与第2抵接面36抵接。在该状态下,第1端架11以及第2端架12利用第1以及第2定子保持部22、32夹持定子13,并利用贯穿螺栓14相互固定。

另外,在本实施方式中,在第1以及第2定子保持部22、32的顶端部设置的第1以及第2嵌合部25、35(第1以及第2嵌合壁25a、35a)从第1以及第2抵接面26、36沿着轴向突出。因此,在第1端架11上,第1定心面25b和第1抵接面26成直角靠近,并且在第2端架12上,第2定心面35b和第2抵接面36成直角靠近。

而且,如图1、图4b以及图5所示,在第1以及第2定子保持部22、32上,在第1以及第2定心面25b、35b与第1以及第2抵接面26、36的边界部分设置有第1以及第2切削抑制槽27、37。第1以及第2切削抑制槽27、37用于抑制为了形成第1以及第2定心面25b、35b而对第1以及第2嵌合部25、35的内周面进行切削时第1以及第2抵接面26、36被切削。第1以及第2切削抑制槽27、37在第1以及第2定子保持部22、32上的第1以及第2嵌合壁25a、35a的基端的径向内侧的部分,沿着第1以及第2定心面25b、35b的靠近第1以及第2抵接面26、36的端部延伸。另外,第1以及第2切削抑制槽27、37在轴向上凹设。此外,第1以及第2切削抑制槽27、37在圆周方向上的长度与第1以及第2嵌合壁25a、35a的基端部在圆周方向上的宽度大致相等。

如图1所示,在第1主体部21的轴向外侧端面形成有被加压面28,并且在第2主体部31的轴向外侧端面形成有被加压面38。各个被加压面28、38形成与后述的转子15的旋转轴51的轴中心l1正交的平面状。此外,被加压面28与所述第1抵接面26平行,并且被加压面38与所述第2抵接面36平行。另外,在第2端架12的轴向外侧端面形成有从被加压面38向轴向外侧突出的台阶部39。

在第1主体部21的中央部形成有轴承收纳部29,轴承收纳部29凹设成能够在轴向上从电动机10的内部侧组装球承b1。轴承收纳部29形成为从轴向观看时呈圆形状,形成为其内周面沿着轴向延伸的圆筒状。另外,轴承收纳部29的轴中心与第1定子保持部22的轴中心(第1嵌合部25的轴中心)一致。而且,第1端架11将圆环状的球承b1收纳保持在该轴承收纳部29内。另外,在轴承收纳部29的底部中央形成有贯穿孔29a,贯穿孔29a沿轴向贯穿轴承收纳部29的底部。而且,轴承收纳部29的底部上的贯穿孔29a的径向外侧的部分与被收纳于轴承收纳部29的球承b1之间形成有防松垫圈41,防松垫圈41沿轴向朝向定子13弹压球承b1。

在第2主体部31的中央部凹设有轴承收纳部40,轴承收纳部40将圆环状的球承b2收纳保持。轴承收纳部40形成为从第2端架12的轴向外侧端面朝向电动机10的内部(定子13)凹陷的凹形状。也就是说,轴承收纳部40形成为能够从电动机10的外部侧(定子13相反侧)组装球承b2。另外,轴承收纳部40的轴中心与第2定子保持部32的轴中心(第2嵌合部35的轴中心)一致。而且,第2端架12将配置于轴承收纳部40内的球承b2保持成与被保持于第1端架11的球承b1成为同轴。另外,球承b2从轴向与轴承收纳部40的底部抵接,从而在轴向上被定位。另外,在轴承收纳部40的底部中央形成有贯穿孔40a,贯穿孔40a沿轴向贯穿轴承收纳部40的底部。

转子15包括:旋转轴51,能旋转地被球承b1、b2支承;圆筒状的转子芯52,能与旋转轴51一体旋转地被固定;以及多个磁铁53,被固定安装于转子芯52的外周面。各磁铁53与定子芯16的内周面(齿16b的径向内侧端面16e)在径向上对置。旋转轴51的顶端部(图1中的下端部)插通贯穿孔40a而从球承b2突出到电动机10的外部,在该突出部分安装有作为输出部的联轴器(省略图示)。

如图2所示,在第1端架11的外侧面固定有控制部61。控制部61具备被固定于第1端架11的盖62和被收纳于盖62的内部的电路板63。在电路板63上电连接有所述线圈17的端部。另外,在电路板63上固定有连接器部64,用于向电动机10供电的外部连接器(省略图示)连接到连接器部64,并且该连接器部64露出到盖62的外部。而且,从外部连接器供给的电源经由电路板63供给到线圈17,从而转子15旋转。

如图9所示,转子15的转子芯52由多张转子芯片67层积而构成。各转子芯片67的板厚与定子芯片18的板厚相同。而且,为了使转子芯52的外周面与包括l字芯66在内的定子芯16的整个内周面对置,转子芯片67由与定子芯片18的层积张数相同数量的主转子芯片67a和不足部分的辅助转子芯片67b构成。所层积的主转子芯片67a以及所层积的辅助转子芯片67b分别作为层积芯发挥作用。

主转子芯片67a由与定子芯片18共同的电磁钢板材利用冲压加工而形成。也就是说,如图10所示,利用冲压加工从共同的电磁钢板材68各形成1张定子芯片18和1张主转子芯片67a。

辅助转子芯片67b通过在其他工序中对比电磁钢板材柔软的spcc材(冷轧钢板)进行冲裁而形成。

接着,参照图7来说明本实施方式的电动机10的制造方法。

首先,进行切削工序,通过对第1以及第2嵌合部25、35的内周面进行切削,从而提高第1以及第2嵌合部25、35的内周面的尺寸精度。在该切削工序中,对通过铸造形成的第1以及第2端架11、12的第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面实施切削加工。由此,提高第1以及第2嵌合部25、35的内周面的尺寸精度,各个第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面成为第1以及第2定心面25b、35b。另外,在对第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面进行切削时,通过在第1以及第2嵌合壁25a、35a与第1以及第2抵接面26、36的边界部分上沿轴向凹设的第1以及第2切削抑制槽27、37,抑制第1以及第2抵接面26、36被切削。

接着,进行配置工序,将第1端架11以及第2端架12分别配置于定子芯16的轴向两侧。在定子芯16的齿16b上预先卷装有线圈17。在配置工序中,首先,将环状部16a的轴向的一个端部(图7中的上侧的端部)嵌入到第1嵌合部25的径向内侧。此时,在定子芯16上,环状部16a的外周面成为定心基准面,在第1端架11上,第1定心面25b成为定心基准面,定子芯16和第1端架11被定心。另外,环状部16a嵌入到第1嵌合部25,直至环状部16a的轴向的一端面(图7中的上侧的端面)上的整个外周缘部从轴向与第1抵接面26抵接为止。此外,4个芯外周突出部16c的轴向的一端面也从轴向与第1抵接面26抵接(参见图3a)。另外,4个芯外周突出部16c之中的、在圆周方向相隔180°间隔的2个芯外周突出部16c在圆周方向的位置配置于与2个第1螺栓紧固部23一致的位置,这2个芯外周突出部16c从轴向与第1抵接面26上的设置有第1螺栓紧固部23的部分抵接。另外,各芯外周突出部16c配置于在圆周方向上相邻的第1嵌合壁25a之间,在圆周方向上与第1嵌合壁25a重叠(参见图2)。而且,从轴向观看时,圆弧凹部16d的内周面形成为与第1紧固孔23a成为同心状。

然后,从径向外侧将第1嵌合部25的圆周方向的多处凿紧。这样的话,第1嵌合部25的凿紧处向内周侧塑性变形而与定子芯16的外周面压接。由此,定子芯16被固定到第1嵌合部25,形成定子芯16与第1端架11的一体组装品x。

接着,在第2端架12的轴承收纳部40固定球承b2,然后,将转子15的旋转轴51组装到球承b2。另外,在旋转轴51的反输出端部附近组装另一个球承b1。另外,将防松垫圈41收纳到第1端架11的轴承收纳部29。或者,将防松垫圈41外装到旋转轴51,载置到球承b1的上侧(定子13相反侧)。另外,球承b1在旋转轴51上的组装也可以不必在该工序中进行,也可以事先进行。然后,将转子15的旋转轴51插通到定子芯16的内侧,将球承b1固定到第1端架11的轴承收纳部29。

接着,将所述一体组装品x和第2端架12组装。进行该工序,配置工序结束。在该工序中,将环状部16a的轴向的另一个端部、即环状部16a的第1端架11相反侧的轴向的端部嵌入到第2端架12的第2嵌合部35。此时,定子芯16的环状部16a的外周面成为定心基准面,第2端架12的第2定心面35b成为定心基准面,定子芯16(一体组装品x)与第2端架12被定心。另外,环状部16a嵌入到第2嵌合部35,直至环状部16a的轴向的另一端面(第1端架11相反侧的端面且图7的下侧的端面)从轴向与第2抵接面36抵接为止。此外,4个芯外周突出部16c的轴向的另一端面(第1端架11相反侧的端面)也从轴向与第2抵接面36抵接。另外,4个芯外周突出部16c之中的、在圆周方向上相隔180°间隔的2个芯外周突出部16c在圆周方向的位置配置在与2个第2螺栓紧固部33一致的位置,这2个芯外周突出部16c从轴向与在第2抵接面36上的设置有第2螺栓紧固部33的部分抵接(参见图6)。另外,各芯外周突出部16c配置于在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间,与第2嵌合壁35a在圆周方向上重叠(参见图3b)。而且,从轴向观看时,圆弧凹部16d的内周面与第2紧固孔33a成为同心状。

在上述的配置工序之后,进行加压工序,使用具有相互平行的第1加压面75以及第2加压面76的加压器具70,对第1以及第2端架11、12朝向定子芯16加压。加压器具70具备对向配置的固定台73以及可动加压部74。第1加压面75设置于可动加压部74,形成为与旋转轴51的轴中心l1正交的平面状。另外,第2加压面76设置于固定台73,形成为与旋转轴51的轴中心l1正交且与第1加压面75平行的平面状。而且,在加压工序中,第1加压面75从轴向与第1端架11的被加压面28抵接而紧贴。同样地,第2加压面76从轴向与第2端架12的被加压面38抵接而紧贴。而且,第1端架11的被加压面28被可动加压部74的第1加压面75沿着轴向朝向定子芯16加压。即,利用加压器具70将第1端架11以及第2端架12沿轴向朝向定子芯16加压。此时,各端架11、12在与旋转轴51的轴中心l1正交的第1以及第2抵接面26、36维持成平行的状态下朝向定子芯16被加压。由此,定子芯16被与旋转轴51的轴中心l1正交的第1以及第2抵接面26、36从轴向两侧夹持而被加压。

另外,在本实施方式中,在加压工序的中途,进行连结工序,利用贯穿螺栓14将第1端架11以及第2端架12相互连结而固定。即,在用第1以及第2加压面75、76对第1以及第2端架11、12的被加压面28、38进行加压的状态下,用贯穿螺栓14将第1端架11以及第2端架12相互连结固定。由此,第1以及第2端架11、12与定子芯16被组装成一体。之后,控制部61被组装到第1端架11,电动机10完成。

接着,说明本实施方式的作用。

通过第1以及第2嵌合部25、35的内周面、即第1以及第2嵌合壁25a、35a的径向内侧的侧面被切削,从而第1以及第2嵌合部25、35的内周面的尺寸精度提高。因此,通过将环状部16a的轴向的端部嵌入到第1以及第2嵌合部25、35的径向内侧,从而利用第1以及第2嵌合部25、35的内周面、即第1以及第2定心面25b、35b对定子芯16和第1以及第2端架11、12进行定心。

另外,环状部16a的轴向的端面以及芯外周突出部16c的轴向的端面所抵接的第1以及第2抵接面26、36是未实施切削加工的平面。因此,在第1以及第2抵接面26、36上没有形成因切削加工而产生的台阶。此外,第1以及第2抵接面26、36不仅与环状部16a的轴向的端面抵接,还与芯外周突出部16c的轴向的端面抵接。因此,相比于只有环状部16a的轴向的端面与第1以及第2端架11、12抵接的情况相比,本实施方式的第1以及第2端架11、12以更加宽广的面与定子芯16的轴向的端面抵接,朝向该定子芯16被加压。另外,在连结工序中,在利用贯穿螺栓14将一对端架11、12连结固定时,芯外周突出部16c介于一对端架11、12的被贯穿螺栓14朝向定子芯16加压的部分(即、第1以及第2螺栓紧固部23、33)之间。因此,还能够利用芯外周突出部16c来承受紧固贯穿螺栓14时对各端架11、12施加的轴向的压力。由此,一对端架11、12被朝向定子芯16加压时不易变形。

接着,记载第1实施方式的特征性优点。

(1)即使不另外使用定心用的器具,也能够容易地进行定子芯16和第1以及第2端架11、12的定心。另外,在加压工序、连结工序中,朝向定子芯16对第1以及第2端架11、12加压时,即使不使用以往那样的为了抑制第1以及第2端架11、12因加压变形而保持该端架11、12的器具,也能够抑制第1以及第2端架11、12变形。因此,即使不使用复杂的设备,也能够进行定子芯16和第1以及第2端架11、12的定心,进一步能够抑制第1以及第2端架11、12变形。

(2)第1以及第2嵌合部25、35由在圆周方向上分开排列的多个第1以及第2嵌合壁25a、35a构成。因此,能够缩短切削工序所需的时间,在切削工序中进行用于将第1以及第2嵌合部25、35的内周面设为第1以及第2端架11、12和定子芯16的定心用的第1以及第2定心面25b、35b的切削加工。另外,在以第2端架12相对于第1端架11位于下方的方式电动机10被固定到固定场所的状态下该电动机10被淋水时,水有可能浸入到定子芯16的外表面与第2嵌合部35(第2嵌合壁35a)之间。在这种情况下,由于在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a在圆周方向分开,所以浸入到定子芯16的外表面与第2嵌合部35(第2嵌合壁35a)之间的水容易从在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间排出到电动机10的外部。

(3)芯外周突出部16c位于在圆周方向上相邻的第1嵌合壁25a之间以及在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间,与第1以及第2嵌合壁25a、35a在圆周方向上重叠。因此,芯外周突出部16c与第1以及第2嵌合部25、35(第1以及第2嵌合壁25a、35a)在径向上不重叠。因此,即使定子芯16具有从环状部16a向径向外侧突出的芯外周突出部16c,也能够抑制第1以及第2端架11、12在径向上变得大型化。其结果,抑制电动机10在径向变大型化,即使不使用复杂的设备,也能够抑制第1以及第2端架11、12的变形。

(4)第1以及第2嵌合部25、35(第1以及第2嵌合壁25a、35a)从第1以及第2抵接面26、36沿轴向突出,所以第1以及第2嵌合部25、35的内周面(即第1以及第2定心面25b、35b)与第1以及第2抵接面26、36呈直角靠近。而且,第1以及第2端架11、12在第1以及第2定心面25b、35b与第1以及第2抵接面26、36的边界部分具有沿着第1以及第2定心面25b、35b的靠近第1以及第2抵接面26、36的端部延伸的第1以及第2切削抑制槽27、37。因此,在切削工序中,在切削第1以及第2嵌合部25、35的内周面时,能够通过第1以及第2切削抑制槽27、37来抑制第1以及第2抵接面26、36被切削。因此,能够抑制通过切削而在第1以及第2抵接面26、36上形成台阶。另外,第1以及第2切削抑制槽27、37是槽,所以能够容易地形成具有第1以及第2切削抑制槽27、37的第1以及第2端架11、12。

(5)通过对成本低于电磁钢板材的spcc材进行冲裁而形成辅助转子芯片67b。因此,能够确保转子芯52的轴向的长度,能够实现电动机的高输出化。

(6)在通过冲裁与定子芯片18共同的电磁钢板材而形成辅助转子芯片67b的情况相比,能够降低制造成本。

(7)由spcc材形成的辅助转子芯片67b的硬度比由电磁钢板材形成的主转子芯片67a低。而且,将辅助转子芯片67b层积到转子芯52的轴向一端,将旋转轴51从轴向一端压入到转子芯52时,能够抑制在旋转轴51产生毛刺。因此,省略去除毛刺的工序,能够降低制造成本。

另外,第1实施方式可以按照如下方式进行变更。

·在上述实施方式中,第1以及第2端架11、12在第1以及第2嵌合部25、35的内周面(即、第1以及第2定心面25a、35a)与第1以及第2抵接面26、36的边界部分具备作为切削抑制部的第1以及第2切削抑制槽27、37,抑制在切削工序中第1以及第2抵接面26、36被切削。但是,在切削工序中,抑制第1以及第2抵接面26、36被切削的切削抑制部的形状没有特别限制。

例如,在图8所示的例子中,第2端架12在第2定心面35b与第2抵接面36的边界部分具有切削抑制凸部78。切削抑制凸部78在第2定心面35b与第2抵接面36的边界部分从第2抵接面36朝向定子芯16沿轴向突出,并沿着第2定心面35b的靠近第2抵接面36的端部(图8的下端)延伸。另外,切削抑制凸部78的与圆周方向正交的截面的形状形成为四角形状,切削抑制凸部78的轴向的高度比芯片18的厚度低。另外,在图8所示的例子中,构成定子芯16的多张芯片18之中的、配置于轴向的两端的芯片18a(在图8中,只图示靠近第2端架12的1张)的外径比配置于这2张芯片18a之间的多张芯片18小一圈。而且,切削抑制凸部78的径向宽度比在定子芯16上配置于轴向的端上的芯片18a和与该芯片18a在轴向相邻的芯片18b的外径(半径)之差窄。

在环状部16a的轴向的端部被嵌入到第2嵌合部35的状态,切削抑制凸部78与定子芯16的轴向的端的芯片18a在径向对置,并且与和该芯片18a在轴向上相邻的芯片18b的外周缘部在轴向对置。另外,在该状态下,在第2定心面35b的第2嵌合壁35a的基端侧的端部没有抵接环状部16a的外周面。此外,在该状态下,在定子芯16(芯片18a、18b)的外表面与切削抑制凸部78之间设置有间隙g。而且,第2嵌合部35由在圆周方向上分开的多个第2嵌合壁35a构成,所以该间隙g从在圆周方向相邻的第2嵌合壁35a之间的空间与电动机10的外部连通。

这样的话,在为了将第2嵌合部35的内周面设为定子芯16和第2端架12的定心用的第2定心面35b而进行切削时,能够通过切削抑制凸部78抑制第2抵接面36被切削。因此,能够抑制因切削而在第2抵接面36形成台阶。另外,电动机10以第2端架12相对于第1端架11位于下方的方式被固定到固定场所(参见图1)。在该情况下,即使电动机10被淋水,水浸入到定子芯16的外表面与第2嵌合部35(第2嵌合壁35a)之间,该水也会从间隙g流出到在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间而排出到电动机10的外部(第2主体部31的外侧面)。像这样,在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a在圆周方向分开,所以浸入到定子芯16的外表面与第2嵌合部35(第2嵌合壁35a)之间的水容易从在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间排出到电动机10的外部。

另外,对于第1端架11,也可以同样地在第1定心面25b与第1抵接面26的边界部分,替代第1切削抑制槽27而形成与切削抑制凸部78同样的切削抑制凸部。另外,第1以及第2端架11、12也没有必要一定具备第1以及第2切削抑制槽27、37、切削抑制凸部78等切削抑制部。

·在上述实施方式中,芯外周突出部16c位于在圆周方向上相邻的第1嵌合壁25a之间以及在圆周方向上相邻的第2嵌合壁35a之间,与第1以及第2嵌合壁25a、35a在圆周方向上重叠。即,第1以及第2嵌合壁25a、35a不与芯外周突出部16c在径向重叠。但是,第1以及第2嵌合壁25a、35a也可以与芯外周突出部16c在径向上重叠。

·在上述实施方式中,第1嵌合部25由4个第1嵌合壁25a构成,并且第2嵌合部35由8个第2嵌合壁35a构成。但是,构成第1以及第2嵌合部25、35的第1以及第2嵌合壁25a、35a的数量不限于此,只要是多个即可。

·在上述实施方式中,第1以及第2嵌合部25、35由在圆周方向上分开排列的多个第1以及第2嵌合壁25a、35a构成。但是,第1以及第2嵌合部25、35的形状不限于此,只要是能够将环状部16a的轴向的端部嵌入到径向内侧的形状即可。例如,第1嵌合部25(或者第2嵌合部35)也可以是能够将环状部16a的轴向的端部嵌入到径向内侧且能够将所嵌入的环状部16a的轴向的端部保持于径向内侧的、沿着圆周方向的圆弧状的1个壁。并且,例如、第1以及第2嵌合部25、35也可以形成为圆环状。

·芯外周突出部16c的形状不限于上述实施方式的形状。芯外周突出部16c只要以能够包括贯穿螺栓14的外周的至少一部分的方式从环状部16a向径向外侧突出并沿着轴向延伸即可。例如,芯外周突出部16c也可以形成为将贯穿螺栓14的外周完全包围的环状。这样的话,芯外周突出部16c的轴向的端面的面积增大,所以在加压工序中,第1以及第2端架11、12以更加宽广的面与定子芯16的轴向的端面抵接,被朝向该定子芯16加压。另外,能够以更加宽广的面积由芯外周突出部16c承受在拧紧贯穿螺栓14时对各端架11、12施加的轴向的压力。因此,在加压工序、连结工序中,第1以及第2端架11、12被朝向定子芯16加压时,第1以及第2端架11、12更加难以变形。

·在上述实施方式中,定子芯16具备4个芯外周突出部16c。但是,定子芯16所具有的芯外周突出部16c的数量不必为4个,只要是多个即可。

·在上述实施方式中,第1端架11和第2端架12被2根贯穿螺栓14相互固定。但是,用于固定第1端架11和第2端架12的贯穿螺栓14的根数不限于2根,也可以是3根以上。在这种情况下,可以根据贯穿螺栓14的根数,增加定子芯16所具有的芯外周突出部16c的数量。

·在上述实施方式中,定子芯16的轴向的两端的芯片18形成为截面l字状,芯片18的构成各齿16b的部位的径向内侧端部向轴向外侧折弯。但是,定子芯16也可以由形状全部相同的平板状的多张芯片18构成。

·在上述实施方式中,定子芯16由在轴向层积的多张芯片18构成。但是,定子芯16也可以不必由多张芯片18构成。例如,定子芯16也可以通过烧结形成(烧结体)。另外,定子芯16也可以以通过将多个分割芯沿圆周方向连结而成,多个分割芯是以各自具有齿16b的方式将环状部16a沿圆周方向分割为多个而形成。

·在上述实施方式中,定子芯16具有60个齿16b,定子芯16所具有的齿16b的数量不限于此,可以适当变更。

·在上述实施方式中,在加压工序的途中进行连结工序,但连结工序也可以在加压工序之后进行。

·在上述实施方式中,第1端架11的第1嵌合部25和定子芯16通过凿紧而被固定,也可以采用凿紧以外的方法固定。例如,第1端架11的第1嵌合部25和定子芯16可以通过螺钉固定,也可以通过焊接固定。另外,在配置工序中,也可以不必将第1端架11和第1嵌合部25固定。

·电动机10所具备的轴承不限于球承b1、b2。例如,替代球承b1、b2,电动机10也可以具备一对滑动轴承。

·例如可以在伦德尔型电动机的定子芯片的冲裁工序中形成辅助转子芯片67b。

如图11所示,用电磁钢板材68冲裁形成伦德尔型电动机的定子芯片77时,在定子芯片77的内侧同时冲裁形成辅助转子芯片67b。

在这种制造方法中,能够在伦德尔型电动机的定子芯片77的冲裁工序形成辅助转子芯片67b。因此,能够省略用于形成辅助转子芯片67b的其他工序,且能够有效利用作为原材料的电磁钢板材68。

·也可以在伦德尔型电动机以外的电动机的定子芯片的冲裁工序中形成辅助转子芯片67b。

接着,下面追加记载能够由第1实施方式以及变形例把握的技术思想。

(a)在第二方面所述的电动机中,

所述嵌合部从所述抵接面沿轴向突出,

各个所述端架在所述定心面与所述抵接面的边界部分具有切削抑制槽,该切削抑制槽沿着所述定心面的靠近所述抵接面的端部延伸。

根据此结构,为了将嵌合部的内周面设为定子芯和端架的定心用的定心面而进行切削时,能够通过切削抑制槽而抑制抵接面被切削。因此,能够抑制因切削而在抵接面形成台阶。另外,切削抑制槽是槽,所以能够容易地形成具有该切削抑制槽的端架。

(b)在第二方面所述的电动机中,

所述嵌合部从所述抵接面沿轴向突出,

各个所述端架在所述定心面与所述抵接面的边界部分具有切削抑制凸部,该切削抑制凸部从所述抵接面朝向所述定子芯沿轴向突出,沿着所述定心面的靠近所述抵接面的端部延伸。

根据此结构,为了将嵌合部的内周面设为定子芯和端架的定心用的定心面而进行切削时,能够通过切削抑制凸部来抑制抵接面被切削。因此,能够抑制因切削而在抵接面形成台阶。

下面参照图13~图16说明本发明的第2实施方式。省略对于与图1~图12所示的第1实施方式相同的构成的说明。

转子15具有将各永久磁铁53的外表面覆盖保持的筒状的非磁性盖54。各永久磁铁53隔着非磁性盖54而与定子芯16的内周面(齿16b的径向内侧端面16e)在径向上对置。

如图14所示,转子芯52由硬度高的高硬度部71和硬度低的低硬度部72在轴向上排列设置而构成,高硬度部71由主转子芯片67a层积而成,低硬度部72由辅助转子芯片67b层积而成。

另外,如图13以及图15所示,旋转轴51具有滚花部51a(图14中省略图示),转子芯52被外嵌固定到滚花部51a的长度方向(轴向)的中间部。本实施方式的滚花部51a通过以在圆周方向上设置多个沿着轴向延伸的槽的方式实施滚花加工而成。另外,旋转轴51在其两端侧具有没有形成所述滚花部51a的非滚花部51b、51c,非滚花部51b、51c彼此的长度不同,位于轴向一端(图13中的上端侧)且固定有传感器磁铁57的非滚花部51b比位于轴向另一端(图13的下端侧)的非滚花部51c形成得更长。而且,在旋转轴51的轴向一端面(图13中的上端面)和轴向另一端面(图13中的下端面)设置有不同形状的槽部51d、51e。在本实施方式中,旋转轴51的轴向一端面的槽部51d和旋转轴51的轴向另一端面的槽部51e形成为从轴向观看时直径不同的圆形的槽部,且轴向一端面的槽部51d为直径比轴向另一端面的槽部51e大的圆形的槽部。而且,旋转轴51以相对较长的非滚花部51b、即位于轴向一端且形成有直径大的槽部51d的非滚花部51b配置于所述转子芯52的靠近高硬度部71的位置的方式滚花部51a被压入到转子芯52的状态下与转子芯52固定。

另外,如图3b所示,永久磁铁53与转子芯52的外表面(外周面)抵接且在圆周方向上设置有多个(本实施方式中为10个)。

如图16a以及图16b所示,该永久磁铁53形成为从轴向观看时其外表面(径向外侧的面)的圆周方向中央部离轴中心l1的距离比圆周方向两端部离轴中心l1的距离远的弯曲形状。详细地说,永久磁铁53在配置成与转子芯52的外表面抵接的状态下,从轴中心l1到外表面的圆周方向中央部的距离k1比从轴中心l1到外表面的圆周方向端部的距离k2更远(更大)的弯曲形状。另外,如图16a所示,本实施方式的永久磁铁53被(反径向)着磁成磁通(参照箭头a)穿过其外表面的比圆周方向中央部位于径向外侧的配向点z。

另外,将各永久磁铁53的外表面覆盖的筒状的非磁性盖54在轴向上具有高压接部54a(参见图16a)和低压接部54b(参见图16b)。高压接部54a配置于转子芯52的高硬度部71(图14的上侧),如图16a所示,以高压力与永久磁铁53的外表面的圆周方向的宽范围w1压接。并且,低压接部54b配置于转子芯52的低硬度部72(图14的下侧),如图16b所示,以低压力与永久磁铁53的外表面的圆周方向的窄范围w2压接(从轴向观看时几乎点接触)。

接着,说明以上述方式构成的转子15的制造方法及其作用。

本实施方式的转子15的制造方法具备“轴压入工序”、“非磁性盖成形工序”、“盖压入工序”等。

如图15所示,在“轴压入工序”中,将旋转轴51从所述低硬度部72插入,将滚花部51a压入到以上述方式预先构成的转子芯52。另外,此时,旋转轴51是从位于轴向一端(图15的上端)且形成有直径大的圆形的槽部51d的相对较长的非滚花部51b插入到转子芯52。

另外,如图15所示,在“非磁性盖成形工序”中,成形筒状的非磁性盖54,非磁性盖54如上所述将各永久磁铁53的外表面覆盖且由内径大的(后面成为低压接部54b)大径部81和内径小的(后面成为高压接部54a)小径部82在轴向上排列设置而成。另外,在本实施方式的“非磁性盖成形工序”中,成形缩径部83,缩径部83的内径在所述大径部81和所述小径部82之间逐渐变小。另外,在本实施方式的“非磁性盖成形工序”中,成形引导扩径部84,引导扩径部84的内径随着朝向所述大径部81的开口端逐渐增大。

而且,在之后的“盖压入工序”中,以在使永久磁铁53与所述转子芯52的外表面抵接的状态下所述大径部81的内表面以及所述小径部82的内表面均与永久磁铁53的外表面抵接的方式,将在所述“非磁性盖成形工序”中成形的非磁性盖54压入到转子芯52。具体地讲,以用非磁性盖54将转子芯52覆盖的方式,施加强压力,沿轴向按压非磁性盖54。在本实施方式的“盖压入工序”中,将非磁性盖54从非磁性盖54的所述大径部81(引导扩径部84)压入到转子芯52。另外,在本实施方式的“盖压入工序”中,将非磁性盖54从所述高硬度部71压入到转子芯52。这样的话,非磁性盖54被引导扩径部84顺利地引导,首先以大径部81覆盖各永久磁铁53的方式被(轻)压入到转子芯52,在中途被缩径部83顺利地引导,以小径部82覆盖各永久磁铁53的方式被压入到转子芯52。这样的话,大径部81成为上述的低压接部54b,小径部82较大地变形而成为上述的高压接部54a。采用这种方式,制造转子15。

接着,下面记载第2实施方式的特征性优点。

(8)在“成形工序”中,成形非磁性盖54,非磁性盖54由内径大的大径部81和内径小的小径部82在轴向上排列设置而成。而且,在“盖压入工序”中,以在永久磁铁53与转子芯52的外表面抵接的状态下大径部81的内表面以及小径部82的内表面均与永久磁铁53的外表面抵接的方式,将在“非磁性盖成形工序”中成形的非磁性盖54压入到转子芯52。这样的话,永久磁铁53被小径部82(后述为高压接部54a)牢固地保持。另外,通过大径部81抑制“盖压入工序”时的压入力过强,抑制非磁性盖54被压曲。另外,大径部81(后述为低压接部54b)的内表面与永久磁铁53的外表面抵接,所以抑制因大径部81(低压接部54b)的部位导致转子15整体的最大外径增大,抑制因大径部81(低压接部54b)导致转子15和与之对置的定子13之间的间隙增大。

(9)在“盖压入工序”中,从非磁性盖54的大径部81压入到转子芯52,所以与从小径部82压入到转子芯52的方法相比,容易压入。

(10)在“非磁性盖成形工序”中,成形有在大径部81和小径部82之间内径逐渐变小的缩径部83,所以在“盖压入工序”中,转子芯52从大径部81至小径部82顺利地压入,变得容易压入。

(11)转子芯52由硬度高的高硬度部71和硬度低的低硬度部72在轴向上排列设置而构成,在“盖压入工序”中,非磁性盖54从高硬度部71被压入到转子芯52,所以与从低硬度部72被压入到转子芯52的情况相比,能够抑制转子芯52的变形。

(12)在非磁性盖54中,以高压力与永久磁铁53的圆周方向的宽范围w1压接的高压接部54a和以低压力与永久磁铁53的圆周方向的窄范围w2压接的低压接部54b在轴向上排列设置,所以永久磁铁53被高压接部54a牢固地保持。另外,通过低压接部54b来抑制组装(盖压入工序)时的压入力过强,抑制非磁性盖54被压曲。另外,低压接部54b也与永久磁铁53的外表面抵接,所以抑制因低压接部54b的部位导致转子15整体的最大外径增大,抑制因低压接部54b导致转子15和与之对置的定子13之间的间隙增大。

第2实施方式可以按照如下方式进行变更。

·在上述实施方式的“盖压入工序”中,非磁性盖54从非磁性盖54的大径部81压入到转子芯52,但不限于此,也可以从小径部82压入。另外,在这种情况下,优选引导扩径部84成形于小径部82的开口端。

·在上述实施方式的“非磁性盖成形工序”中,在大径部81与小径部82之间成形内径逐渐变小的缩径部83,但不限于此,也可以不成形缩径部83。

·在上述实施方式中,转子芯52由硬度高的高硬度部71和硬度低的低硬度部72在轴向上排列设置而构成,但不限于此,也可以是例如在轴向上硬度恒定的转子芯。

·在上述实施方式的“盖压入工序”中,将非磁性盖54从高硬度部71压入到转子芯52,但不限于此,也可以从低硬度部72压入到转子芯52。

下面依照图17~图20说明本发明的第3实施方式。省略对于与图1~图12所示的第1实施方式相同的构成的说明。

图17所示的第1端架11确保有足够的厚度,具备吸收在电动机10中产生的热的散热器的功能。

如图17所示,在第1主体部21的径向中心部贯穿有轴承收纳部29,能在轴承收纳部29中插入球承b1。在第2主体部31的径向中心部形成有收纳部30,能在收纳部30中插入球承b2。

轴承收纳部29以与球承b1的外径大致相等的内径形成,能将球承b1从第1主体部21的外表面嵌插。收纳部30向第2主体部31的外侧开口,能从轴向输出侧收纳球承b2。

而且,将转子15的旋转轴51的一端插通到被安装于轴承收纳部29的球承b1,将旋转轴51的另一端插通到被安装于收纳部30的球承b2时,转子15能旋转地被支承在第1端架11和第2端架12之间。

如图18所示,防松垫圈41紧跟着球承b1插入到轴承收纳部29内。防松垫圈41以将旋转轴51的一端插通到防松垫圈41的中央部的方式插入到轴承收纳部29内。

另外,保持部件49紧跟着防松垫圈41嵌插到轴承收纳部29内。保持部件49由比第1端架11柔软的材质形成为具备与轴承收纳部29的内径大致相等的外径的圆环状。而且,保持部件49以在其中央部插通旋转轴51的端部的方式嵌插到轴承收纳部29内,将防松垫圈41以及球承b1在旋转轴51的轴向上定位。

在保持部件49的外周面,在轴向中间部形成有压接部50。压接部50形成为外径比轴承收纳部29的内径稍大,当嵌插到轴承收纳部29时,一边与轴承收纳部29的内周面摩擦一边进入。

如图18所示,在保持部件49的外周面,比压接部50靠近防松垫圈41的部分,以比压接部50稍小的外径形成,在与轴承收纳部29的内周面之间确保有一点点缝隙,形成有导入部42。通过导入部42,容易将保持部件49嵌插到轴承收纳部29内。

在保持部件49的外周面,在比压接部50靠近轴向外侧的部分,沿圆周方向形成有毛刺收纳槽43。换言之,毛刺收纳槽43形成在保持部件49的外周面与轴承收纳部29的内周面之间。毛刺收纳槽43形成为槽的深度随着朝向压接部50变深的截面三角形状。

而且,将保持部件49嵌插到轴承收纳部29内时,因压接部50与轴承收纳部29的内周面摩擦而导致压接部50的表面被削而产生的毛刺被收纳到毛刺收纳槽43内。

在组装如上所述的电动机时,在使转子15位于定子13内的状态下,在第1端架11与第2端架12之间夹持定子13,将转子15的旋转轴51的两端部插通到第1端架11和第2端架12的球承b1、b2。

而且,一边使用定心用的器具进行定心,一边使加压装置的加压面与被加压面28、38抵接,对第1端架11和第2端架12朝向彼此相互接近的方向加压。

在该状态下,用贯穿螺栓14将第1端架11和第2端架12固定。这样的话,由芯片18层积而成的定子13被固定在第1端架11与第2端架12之间,并且转子15能旋转地被支承在定子13的内侧。

接着,将防松垫圈41插入到轴承收纳部29,进一步将保持部件49插嵌到轴承收纳部29,将球承b1在轴向上定位。

此时,为了以防松垫圈41的所需的压力将球承b1定位,需要将保持部件49嵌插,直到防松垫圈41的轴向的厚度、即设置长度w达到预定的值。

如图17所示,将以第2端架12附近的旋转轴51的端部为基准的球承b1的压入尺寸设为d1,将从球承b2突出的旋转轴51的压入尺寸设为d2,将球承b2的厚度设为d3。另外,作为基准面的被加压面38与球承b2的靠近转子15的端面之间的尺寸、即第2端架12的实质性厚度设为d4,将保持部件49的厚度设为d5,将以被加压面38为基准的保持部件49的压入尺寸设为d6。

这样的话,设置长度w表示为w=d6-d1+d2+d3-d4-d5。因此,能够与在第1端架11和第2端架12之间被加压的定子的尺寸公差无关地设定防松垫圈41的设置长度w。

接着,记载第3实施方式的特征性优点。

(13)在第1端架11和第2端架12之间组装定子13以及转子15之后,能够将防松垫圈41以及保持部件49嵌插到轴承收纳部29内。因此,防松垫圈41以及保持部件49的组装容易。

(14)在将保持部件49嵌插到轴承收纳部29时,能够将因保持部件49被削而产生的毛刺保持在毛刺收纳槽43内。因此,防止毛刺混入到球承b1,能够防止在球承b1上产生异音或者防止阻碍旋转轴51顺利旋转。

(15)能够与在第1端架11和第2端架12之间被加压的定子13的轴向尺寸的公差无关地,进行通过保持部件49的嵌插而设定的防松垫圈41的设置长度w的设定。因此,容易进行设置长度w的设定。

第3实施方式也可以采用以下方式实施。

·图19以及图20示出将保持部件一体形成在第1端架的情况。如图所示,在第1端架11形成有朝向旋转轴51突出的截面矩形的保持部44。能够在保持部44的顶端和旋转轴51的外周面之间确保预定的间隙,将对球承b1进行加压的加压部件45的顶端46插通到该间隙。

另外,在加压部件45上形成有与保持部44抵接的定位部47。而且,加压部件45的顶端46与定位部47之间的间隔被设定成为防松垫圈41的最佳的设置长度w。

在组装时,在预先将球承b1以及防松垫圈41插通到旋转轴51的状态下,用加压部件48a、48b对第1端架11和第2端架12进行加压,在第1端架11和第2端架12之间组装定子13以及转子15。

而且,用加压部件45的顶端对球承b1向下方加压,直到加压部件45的定位部47与保持部44抵接。这样的话,防松垫圈41以最佳的设置长度w被保持在保持部44和球承b1之间。

在这种构成中,在第1端架11上一体形成有保持部44,所以能够省略保持部件的压入工序。

·在保持部件49的外周面上,可以在轴向上并列设置多个毛刺收纳槽,毛刺收纳槽沿圆周方向形成。

下面依照图21~图31说明本发明的第4实施方式。省略对与图1~图12所示的第1实施方式相同的构成的说明。

转子15具备将各永久磁铁53的外表面覆盖保持的筒状的非磁性盖54。各永久磁铁53与定子芯16的内周面(齿16b的径向内侧端面16e)隔着非磁性盖54在径向上对置。旋转轴51的顶端部(图21中的下端部)将贯穿孔40a贯通而从球承b2突出到第2端架12的外部且电动机10的外部,在该突出部分上安装有作为输出部的联轴器55(参见图22)。另外,旋转轴51的基端部(图21中的上端部)将贯穿孔29a贯穿而突出到第1端架11的外部,在该突出部分上隔着固定部件56固定有圆盘状的传感器磁铁57。

如图21以及图22所示,与第2实施方式同样地,在第1端架11的外侧面固定有控制部61。在电路板63上安装有包括与所述传感器磁铁57对置的磁传感器63a等在内的各种元件。

如图24所示,本实施方式的转子15的转子芯52由多张转子芯片67层积而构成。各转子芯片67的板厚与定子芯片18的板厚相同。而且,为了使转子芯52的外周面与包括l字芯66(转子对置部65)的定子芯16的整个内周面对置,转子芯片67由与定子芯片18的层积张数相同数量的作为卡合片的主转子芯片67a和不足部分的作为非卡合片的辅助转子芯片67b构成。

主转子芯片67a通过冲压加工由与定子芯片18共同的电磁钢板材冲裁而形成。也就是说,如图25所示,通过冲压加工,从共同的电磁钢板材68各形成1张定子芯片18和主转子芯片67a。

另外,主转子芯片67a是具有磁铁卡合部69(参见图27)的卡合片,与主转子芯片67a的外表面抵接的永久磁铁53在圆周方向上与磁铁卡合部69卡合。本实施方式的磁铁卡合部69形成为向径向外侧突出且圆周方向的宽度随着朝向顶端侧变小。

辅助转子芯片67b通过在其他工序中对比电磁钢板材柔软(硬度低)的spcc材(冷轧钢板)进行冲裁而形成。另外,辅助转子芯片67b为不与永久磁铁53在圆周方向上卡合的(不具有所述磁铁卡合部69)非卡合片。另外,辅助转子芯片67b的外径被设定为比所述主转子芯片67a的外径、详细地说除了所述磁铁卡合部69之外的主转子芯片67a的外径且永久磁铁53的径向内侧端面所抵接的面的外径小。

与第2实施方式同样地,转子芯52通过由主转子芯片67a层积而成的硬度高的高硬度部71和由辅助转子芯片67b层积而成的硬度低的低硬度部72在轴向上排列设置而构成。具体地讲,本实施方式的转子芯52构成为在其轴向一端(图24以及图26中的上侧)层积有多个主转子芯片67a的状态,在其轴向另一端(图24以及图26中的下侧)层积有多个辅助转子芯片67b的状态。另外,主转子芯片67a比辅助转子芯片67b多,高硬度部71形成为轴向长度比低硬度部72长。另外,在各图中,为了能够视觉上容易看出辅助转子芯片67b(低硬度部72)的外径比主转子芯片67a(高硬度部71)的外径小,进行了夸大图示,例如,辅助转子芯片67b的外径被设定为即使存在制造误差也不会比主转子芯片67a的外径大。

另外,如图21以及图26所示,转子芯52在其长度方向(轴向)的中间部具有作为压入部的滚花部51a(在图24中省略图示),转子芯52被外嵌固定到滚花部51a,换言之,滚花部51a被压入到转子芯52。本实施方式的滚花部51a形成为外径比其他部位大,且在轴向上形成有多个(本实施方式中为2个)滚花部51a。各滚花部51a通过以在其外周沿着圆周方向设置多个沿着轴向延伸的槽的方式实施滚花加工而成。2个滚花部51a以被分开压入到转子芯52的两端部(高硬度部71的开口端侧和低硬度部72的开口端侧)的状态被固定。另外,滚花部51a在避开高硬度部71和低硬度部72的边界的范围压入到转子芯52。即,2个滚花部51a以高硬度部71与低硬度部72的边界配置于2个滚花部51a之间的方式被压入到转子芯52。另外,旋转轴51的两端具有没有形成所述滚花部51a的非滚花部51b、51c,它们彼此的长度不同,位于轴向一端(图21的上端侧)且固定有传感器磁铁57的非滚花部51b比位于轴向另一端(图21的下端侧)的非滚花部51c形成得长。而且,在旋转轴51的轴向一端面(图21的上端面)和轴向另一端面(图21的下端面)设置有不同形状的槽部51d、51e。在本实施方式中,旋转轴51的轴向一端面的槽部51d和旋转轴51的轴向另一端面的槽部51e是从轴向观看时直径不同的圆形的槽部,轴向一端面的槽部51d形成为直径比轴向另一端面的槽部51e大的圆形的槽部。而且,在以相对较长的非滚花部51b、即位于轴向一端且形成有大直径的槽部51d的非滚花部51b配置于所述转子芯52的靠近高硬度部71的部位的方式滚花部51a被压入到转子芯52的状态下,旋转轴51与转子芯52固定。

另外,如图27a以及图27b所示,永久磁铁53与转子芯52的外表面(外周面)抵接,且在圆周方向上设置有多个(本实施方式中为10个)永久磁铁53。在本实施方式中,永久磁铁53被设置成,与由主转子芯片67a层积而成的高硬度部71的(所述磁铁卡合部69除外)外表面确实地抵接(参见图27a),而与由辅助转子芯片67b层积而成的低硬度部72的外表面稍微分开。另外,永久磁铁53被设置成其圆周方向两端部与所述磁铁卡合部69在圆周方向卡合。其他的永久磁铁53的构成与在第2实施方式中说明的构成相同。

另外,将各永久磁铁53的外表面覆盖的筒状的非磁性盖54,与第2实施方式同样地,在其轴向具有高压接部54a(参见图27a)和低压接部54b(参见图27b)。另外,如图21以及图24所示,在非磁性盖54内的轴向两端部配置有与所述转子芯52的轴向端面抵接的板部件p。板部件p具有与转子芯52抵接的抵接部pa、以及外侧圆盘部pb,外侧圆盘部pb以在轴向上与永久磁铁53分开的方式从该抵接部pa折弯且向径向外侧延伸。而且,非磁性盖54在其轴向两端部形成以板部件p的外缘为支点凿紧的内包凿紧部54c,从而非磁性盖54在轴向的移动被限制而被固定。另外,板部件p被设置成其外侧圆盘部pb与永久磁铁53在轴向上分开,从而抑制形成内包凿紧部54c时永久磁铁53破裂。

另外,在本实施方式中,永久磁铁53的轴向长度设定为比包括l字芯66的定子芯16的轴向长度长。另外,如图21所示,各部件被设定为,l字芯66的折弯部位的厚度t0>l字芯66的平面部(将转子对置部65除外的部位)的轴向的厚度t1以及转子对置部65的径向的厚度t1>定子芯片18的轴向的厚度t2>永久磁铁53的轴向端部与转子对置部65的轴向端部之间的轴向的距离s。

接着,说明以上述方式构成的电动机10的制造方法及其作用。

本实施方式的电动机10的制造方法具备“主冲裁工序”、“辅助冲裁工序”、“定子形成工序”、“转子芯形成工序”、“轴压入工序”、“非磁性盖成形工序”、“盖压入工序”等。

如图25所示,在“主冲裁工序”中,从共同的电磁钢板材68将与定子芯片18相同张数的主转子芯片67a和定子芯片18一起冲裁而形成。此时,在本实施方式中,将主转子芯片67a作为具有与永久磁铁53在圆周方向上卡合的磁铁卡合部69的卡合片冲裁。

另外,在“辅助冲裁工序”中,从比电磁钢板材柔软的(硬度低的)spcc材(冷轧钢板)冲裁形成辅助转子芯片67b。此时,在本实施方式中,将辅助转子芯片67b作为不与永久磁铁53在圆周方向上卡合的(不具有所述磁铁卡合部69)非卡合片冲裁。另外,此时,将辅助转子芯片67b的外径形成为比主转子芯片67a的外径小。

在“定子形成工序”中,将在所述“主冲裁工序”中形成的多张定子芯片18以及另外成形的所述l字芯66层积而形成具有转子对置部65的定子芯16。

在“转子芯形成工序”中,将在所述“主冲裁工序”以及“辅助冲裁工序”中形成的多张主转子芯片67a以及辅助转子芯片67b层积而形成所述转子芯52。

如图26所示,在“轴压入工序”中,将旋转轴51从所述低硬度部72(辅助转子芯片67b层积的部位)插入,将滚花部51a压入到以上述方式预先构成的转子芯52。此时,如上所述,在旋转轴51形成有在轴向分开的2个滚花部51a。因此,旋转轴51(滚花部51a)以比该转子芯52的轴向长度短的范围被压入到转子芯52。换言之,因压入而作用压力的范围,比转子芯52的轴向长度短。

另外,如图26所示,在“非磁性盖成形工序”中,成形筒状的非磁性盖54,非磁性盖54如上所述将各永久磁铁53的外表面覆盖,并由内径大(后述为低压接部54b)的大径部81和内径小的(后述为高压接部54a)小径部82在轴向上排列设置而成。另外,在本实施方式的“非磁性盖成形工序”中,成形缩径部83,缩径部83的内径在所述大径部81与所述小径部82之间逐渐变小。另外,在本实施方式的“非磁性盖成形工序”中,成形引导扩径部84,引导扩径部84的内径朝向所述大径部81的开口端逐渐变大。另外,在本实施方式的“非磁性盖成形工序”中,成形扩径部85,扩径部85的内径朝向所述小径部82的开口端逐渐变大。

而且,在之后的“盖压入工序”中,以在使永久磁铁53与所述转子芯52的外表面抵接的状态下所述大径部81的内表面以及所述小径部82的内表面均与永久磁铁53的外表面抵接的方式,将在所述“非磁性盖成形工序”中成形的非磁性盖54压入到转子芯52。具体地讲,以用非磁性盖54覆盖转子芯52的方式施加强压力,在轴向上按压非磁性盖54。在本实施方式的“盖压入工序”中,将非磁性盖54从非磁性盖54的所述大径部81(引导扩径部84)压入到转子芯52。另外,在本实施方式的“盖压入工序”中,将非磁性盖54从所述高硬度部71(主转子芯片67a)压入到转子芯52。这样的话,非磁性盖54一边被引导扩径部84顺利地引导,首先以大径部81将各永久磁铁53覆盖的方式被(轻)压入,在中途,一边被缩径部83顺利地引导,一边以小径部82将各永久磁铁53覆盖的方式被压入。这样的话,大径部81成为上述的低压接部54b,小径部82较大地变形而成为上述的高压接部54a。而且,如图21以及图24所示,将所述板部件p从轴向两侧收纳到非磁性盖54内,将所述引导扩径部84以及扩径部85以板部件p的外缘为支点向内侧凿紧,形成所述内包凿紧部54c,从而限制转子芯52以及非磁性盖54在轴向上相对移动,制造出转子15。

接着,下面记载第4实施方式的特征性优点。

(16)转子芯52由硬度高的高硬度部71和硬度低的低硬度部72在轴向上排列设置而构成,将旋转轴51(滚花部51a)从低硬度部72(辅助转子芯片67b)压入到转子芯52,从而(与从高硬度部71压入的情况相比)能够抑制毛刺的产生。由此,例如,能够省略去除毛刺的工序,能够使制造变得容易。另外,低硬度部72的外径被设定为比高硬度部71的外径小,所以不会像例如将低硬度部72和高硬度部71的外径设定为相同的情况那样因制造误差而在转子芯52的外表面形成非意图的台阶。因此,例如,能够抑制永久磁铁53因转子芯52的外表面的非意图的台阶而倾斜,能够使永久磁铁53稳定地(没有倾斜地)与高硬度部71的外表面抵接而被支承。由此,能够稳定地进行在使永久磁铁53与转子芯52(高硬度部71)的外表面抵接的状态下以将各永久磁铁53的外表面覆盖的方式将非磁性盖54压入的工序。

(17)高硬度部71形成为轴向长度比低硬度部72长,所以能够将永久磁铁53更稳定地(不倾斜)与高硬度部71的外表面抵接而支承。

(18)在制造方法中,主转子芯片67a与定子芯片18一起(在定子芯片18的内侧)冲裁而一同取出,所以与从其他板材冲裁的情况相比,能够提高成品率。另外,辅助转子芯片67b形成为外径比主转子芯片67a小,将外径相对大的主转子芯片67a与定子芯片18一起冲裁,所以例如、与相反地将辅助转子芯片67b和定子芯片18一起冲裁的情况相比,能够提高成品率。

(19)非磁性盖54从由主转子芯片67a构成的高硬度部71压入,所以能够抑制在压入时永久磁铁53倾斜。即,非磁性盖54从由辅助转子芯片67b构成的低硬度部72压入时,由于低硬度部72的外径小,在压入初期的阶段会施加使永久磁铁53倾斜的力,但在本实施方式中,能够避免该情况而容易进行压入。另外,与非磁性盖54从低硬度部72压入的情况相比,能够抑制转子芯52变形。

(20)旋转轴51(滚花部51a)以比转子芯52的轴向长度短的范围压入到转子芯52的状态被固定,所以与转子芯52的轴向长度相同的范围压入的情况相比,能够将压入载荷抑制得小,能够容易地压入。

(21)旋转轴51(滚花部51a)以被压入到转子芯52的两端部的状态被固定,所以成为以比转子芯52的轴向长度短的范围压入的状态,能够抑制晃动。即,在旋转轴51(滚花部51a)被压入到转子芯52的轴向中央部的状态下,旋转轴51容易相对于转子芯52晃动,但本实施方式中以包含转子芯52的两端部的方式压入,所以能够将晃动抑制得小。

(22)旋转轴51(滚花部51a)以在避开了高硬度部71与低硬度部72的边界的范围压入到转子芯52的状态被固定,所以即使在因为高硬度部71和低硬度部72的制造误差而导致在它们的边界产生了微小的台阶的情况下,也能够防止持续施加应力。即,在因高硬度部71和低硬度部72的制造误差而导致在它们的边界产生了微小的台阶的情况下,旋转轴51(滚花部51a)被压入到该边界的状态的话,有可能发生因台阶而导致应力持续施加到该部位的情况,但本实施方式能够避免该情况。

(23)旋转轴51在轴向具有多个外径大的作为压入部的滚花部51a,所以像本实施方式那样,将转子芯52的内径设定为恒定,容易制造的同时,能够成为以比转子芯52的轴向长度短的范围压入到转子芯52的状态。

(24)转子芯片67具有作为卡合片的主转子芯片67a,主转子芯片67a具备与永久磁铁53在圆周方向卡合的磁铁卡合部69,所以能够抑制永久磁铁53在圆周方向偏移。另外,转子芯片67具备不与永久磁铁53在圆周方向卡合的作为非卡合片的辅助转子芯片67b。而且,不具有磁铁卡合部69的辅助转子芯片67b相比于主转子芯片67a,专有面积变小,能够提高成品率,所以,例如、与将全部的转子芯片67设为主转子芯片67a的情况相比,能够提高成品率。换言之,例如、能够减小成形(冲裁)转子芯片67所需的板材的面积。

(25)具有磁铁卡合部69的主转子芯片67a由硬度比辅助转子芯片67b高的材料构成,所以例如、与相反地主转子芯片67a由硬度低的材料构成的情况相比,能够更加牢固地抑制永久磁铁53在圆周方向上偏移。

(26)主转子芯片67a与定子芯片18一起(在定子芯片18的内侧)冲裁,无论是否具有磁铁卡合部69,所需的板材的面积不变。因此,即使在主转子芯片67a设置磁铁卡合部69,与制造不具有磁铁卡合部69的转子芯片的情况相比,成品率不会变差。

(27)转子芯52构成为在其轴向一端(图24以及图26中的上侧)层积有多个主转子芯片67a的状态,在其轴向另一端(图24以及图26中的下侧)层积有多个辅助转子芯片67b的状态。因此,例如、与在轴向两端部层积多个辅助转子芯片67b的情况相比,构成简单,其制造容易。

第4实施方式可以按照如下方式进行变更。

·在上述实施方式中,转子芯52被设为,在其轴向一端层积有多个主转子芯片67a的状态,在其轴向另一端层积了多个辅助转子芯片67b的状态,但不限于此,也可以由它们的组合层积。

例如,如图28所示,也可以将转子芯91设为,在其轴向中央部层积有多个主转子芯片67a(卡合片)的状态,在其轴向两端部层积有多个辅助转子芯片67b(非卡合片)的状态,相对于轴向中心对称地构成。

这样的话,能够使旋转时的平衡良好,并且能够平衡良好地抑制因磁铁卡合部69导致永久磁铁53在圆周方向偏移。

另外,在该例子(图28)中,滚花部51a只形成有一个(不分开),且比转子芯91的轴向长度更长。即,旋转轴51(滚花部51a)以与转子芯91的轴向长度相同的范围压入,但不限于上述实施方式,也可以变更为如下方式。

·在上述实施方式中,高硬度部71形成为轴向长度比低硬度部72长,但不限于此,也可以相同,也可以形成为轴向长度比低硬度部72短。

·上述实施方式的制造方法也可以变更。例如,主转子芯片67a和定子芯片18一起(在定子芯片18的内侧)冲裁而一同取出,但不限于此,也可以从其他板材冲裁。另外,例如,将非磁性盖54从由主转子芯片67a构成的高硬度部71压入到转子芯52,但不限于此,也可以从低硬度部72压入到转子芯52。

·在上述实施方式中,主转子芯片67a是具有磁铁卡合部69的卡合片,磁铁卡合部69与永久磁铁53在圆周方向上卡合,但不限于此,也可以是不具有磁铁卡合部69的(例如、单纯的圆形)非卡合片。

·在上述实施方式中,采用具有2个滚花部51a的旋转轴51,滚花部51a是外径大的压入部,但不限于此,也可以采用具有3个以上滚花部51a的旋转轴。

例如,也可以如图29所示进行变更。该例子的旋转轴51具有在轴向上分开的3个作为压入部的滚花部51a。而且,两端的滚花部51a以包括转子芯52的两端部的方式被压入,正中的滚花部51a被压入到高硬度部71的轴向中央部。这样的话,也能够得到与第4实施方式的优点相同的优点。

·在上述实施方式中,转子芯52被设定为内径恒定,旋转轴51在轴向上具有多个外径大的作为压入部的滚花部51a,然而只要是以比转子芯52的轴向长度短的范围,将旋转轴51压入到转子芯52的状态,也可以变更为其他构成。

例如,也可以如图30所示进行变更。在该例子中,旋转轴51具有滚花部51a,滚花部51a的长度为转子芯52的轴向的长度以上,转子芯52具有内径小的被压入部95,从而旋转轴51(滚花部51a)以比转子芯52的轴向长度短的范围被压入到转子芯52。详细地说,在该例子中,在高硬度部71(主转子芯片67a)的靠近低硬度部72的位置形成有被压入部95,并且在低硬度部72(辅助转子芯片67b)的靠近高硬度部71的位置形成有被压入部95。

另外,例如,也可以如图31所示进行变更。在该例子中,在高硬度部71(主转子芯片67a)中的轴向中央部以及靠近低硬度部72的位置形成有被压入部95,并且在低硬度部72(辅助转子芯片67b)的轴向中央部以及靠近高硬度部71的位置形成有被压入部95。

这样的话,将旋转轴51(滚花部51a)的外径设定为恒定,容易制造,能够成为旋转轴51以比转子芯52的轴向长度短的范围被压入到转子芯52的状态。

·在上述实施方式中,旋转轴51(滚花部51a)以被压入到转子芯52的两端部(包括两端部的范围)的状态被固定,但不限于此,也可以构成为,旋转轴51不被压入到转子芯52的两端部(包括两端部的范围),而被压入到转子芯52的轴向中央部。

·在上述实施方式中,旋转轴51(滚花部51a)以在避开高硬度部71与低硬度部72的边界的范围压入到转子芯52的状态被固定,但不限于此,也可以是旋转轴51(滚花部51a)被压入到包括高硬度部71和低硬度部72的边界的范围的构成。

·在上述实施方式中,将被压入到旋转轴51的转子芯52的部位设为实施了滚花加工的滚花部51a,但不限于此,例如、也可以将被压入的部位变更为锯齿形状、花键形状、真圆形状等其他形状。

·在上述实施方式中,低硬度部72(主转子芯片67a)的外径被设定为比高硬度部71(辅助转子芯片67b)的外径小,但不限于此,例如、也可以将低硬度部72和高硬度部71的外径设定为相同。

·在上述实施方式中,主转子芯片67a为具有磁铁卡合部69的卡合片,磁铁卡合部69与永久磁铁53在圆周方向上卡合,但不限于此,也可以是不具有磁铁卡合部69(例如、单纯的圆形)的非卡合片。

·在上述实施方式中,具有磁铁卡合部69的主转子芯片67a(卡合片)由硬度比辅助转子芯片67b(非卡合片)高的材料形成,但不限于此,例如,主转子芯片67a(卡合片)也可以由硬度低的材料构成,也可以是相同硬度的构成。

·将旋转轴51(滚花部51a)从低硬度部72(辅助转子芯片67b)压入到转子芯52,但不限于此,也可以从高硬度部71压入到转子芯52。

下面记载能够由第4实施方式把握的技术思想。

(c)根据第三十一方面所述的电动机的制造方法,

所述主转子芯片是具有磁铁卡合部的卡合片,磁铁卡合部与所述永久磁铁在圆周方向卡合,

所述辅助转子芯片是不与所述永久磁铁在圆周方向卡合的非卡合片。

根据该方法,主转子芯片是具有与永久磁铁在圆周方向上卡合的磁铁卡合部的卡合片,所以能够抑制永久磁铁在圆周方向偏移。另外,辅助转子芯片是不与永久磁铁在圆周方向上卡合的非卡合片,非卡合片不具有磁铁卡合部,相应地专有面积减小,与卡合片相比,能够提高成品率,所以例如、与将全部转子芯片设为卡合片的情况相比,能够提高成品率。换言之,与将全部转子芯片设为卡合片的情况相比,例如能够减小成形转子芯片(冲裁)所需的板材的面积。另外,主转子芯片和定子芯片一起(在定子芯片的内侧)被冲裁,与是否具有磁铁卡合部无关,板材的面积不改变,所以即使在主转子芯片上设置磁铁卡合部,与制造不具有磁铁卡合部的转子芯片的情况相比,成品率不会变差。

(d)根据第十八方面所述的转子,

所述转子芯包括:轴向中央部,层积有多个所述卡合片;以及轴向两端部,分别位于该轴向中央部的轴向两端,层积有多个所述非卡合片,

所述转子芯构成为相对于轴向中心对称。

根据该构成,转子芯构成为,在其轴向中央部层积有多个卡合片的状态,在其轴向两端部层积有多个非卡合片的状态,相对于轴向中心成对称,能够使旋转时的平衡良好,并且能够平衡良好地抑制永久磁铁在圆周方向上偏移。

(e)根据第十八方面所述的转子,

所述转子芯包括:层积有多个所述卡合片的轴向一个端部;以及位于该轴向一个端部相反侧,层积有多个所述非卡合片的轴向另一个端部。

根据该构成,转子芯构成为,其轴向一端层积有多个卡合片的状态,其轴向另一端层积有多个非卡合片的状态,所以例如与在轴向两端部层积有多个非卡合片的情况相比,构成简单,制造变得容易。

下面依照图32~图35说明本发明的第5实施方式。省略对与图1~12所示的第1实施方式以及图13~16所示的第2实施方式相同的构成的说明。

如图32所示,本实施方式的滚花部51a在旋转轴51的轴向中间部位沿轴向连续形成。而且,滚花部51a的轴向长度设定为比转子芯52的轴向长度(压入孔52a的轴向长度)长,滚花部51a的轴向两端部分别从转子芯52的压入孔52a的轴向两端突出。也就是说,滚花部51a沿着旋转轴51的位于压入孔52a内的部位的整个轴向连续地形成。另外,在滚花部51a的轴向两端部分别形成有锥形部51f、51g,锥形部51f、51g随着朝向轴向外侧而缩径(参见图34)。另外,在图34中,为了便于说明,将各锥形部51f、51g的锥形角度夸大图示。

如图32所示,在旋转轴51的外周面的轴向中间部设置的滚花部51a,具有在轴向上相互隔着间隔形成的3个淬火部x1~x3。各淬火部x1~x3通过对滚花部51a进行淬火处理而沿着滚花部51a的预定部位的整个圆周形成。详细地说,在滚花部51a的轴向两端部分别形成有端部淬火部x1、x2。另外,在滚花部51a上,将在形成有直径大的圆形的槽部51d的相对较长的非滚花部51b的端部上形成的端部淬火部设为第1端部淬火部x1,将形成于相反侧的轴向端部的端部淬火部设为第2端部淬火部x2。另外,在滚花部51a的轴向中间部形成有中间淬火部x3。各端部淬火部x1、x2和中间淬火部x3相互隔着间隔形成。也就是说,在滚花部51a上,在各端部淬火部x1、x2与中间淬火部x3之间设置有未实施淬火处理的非淬火部y。另外,在附图中,在各淬火部x1~x3上描绘点。各淬火部x1~x3由于被实施了淬火处理,从而表面硬度相对于非淬火部y变高。

各淬火部x1~x3相对于滚花部51a的轴向中心c对称地设置。也就是说,各端部淬火部x1、x2的轴向长度形成为相互相等。另外,各非淬火部y的轴向长度被设定为相互相等。而且,中间淬火部x3的轴向中心位置与滚花部51a的轴向中心c一致。

在滚花部51a被压入固定到压入孔52a的状态下,第1端部淬火部x1被压入到包含压入孔52a的轴向一端的范围,位于该压入孔52a的轴向一端的内侧。另外,在该状态下,第2端部淬火部x2被压入到包括压入孔52a的轴向另一端的范围,位于该压入孔52a的轴向另一端的内侧。另外,在该状态下,中间淬火部x3被压入到转子芯52的包括高硬度部71和低硬度部72的边界部t的范围,位于该边界部t的内侧。换言之,中间淬火部x3跨设在高硬度部71和低硬度部72上。

另外,本实施方式的各淬火部x1~x3例如通过高频淬火而形成,高频淬火是指,利用由高频电磁波产生的电磁感应,加热滚花部51a的表面。在此,依照图34说明各淬火部x1~x3的淬火深度(固化层深度)。如该图所示,中间淬火部x3的淬火深度在中间淬火部x3的轴向中心(滚花部51a的轴向中心c)最深,随着朝向中间淬火部x3的轴向两端慢慢变浅,在该轴向两端变得最浅。另外,第1端部淬火部x1的淬火深度的峰值位置(最深的位置)设置在比形成于滚花部51a的轴向一端的锥形部51f靠近轴向内侧,随着从该峰值位置朝向轴向两侧,第1端部淬火部x1的淬火深度变浅。同样地,第2端部淬火部x2的淬火深度的峰值位置(最深的位置)设定在比形成于滚花部51a的轴向另一端的锥形部51g靠近轴向内侧,第2端部淬火部x2的淬火深度从该峰值位置朝向轴向两侧变浅。

接着,说明以上述方式构成的转子15的制造方法及其作用。

本实施方式的转子15的制造方法具备“轴压入工序”、“非磁性盖成形工序”、“盖压入工序”等。

如图33所示,在“轴压入工序”中,将旋转轴51从所述低硬度部72插入,将滚花部51a压入到以上述方式预先构成的转子芯52。另外,此时,旋转轴51从位于轴向一端(图33的上端)且形成有直径大的圆形的槽部51d的相对较长的非滚花部51b插入到转子芯52。

在此,滚花部51a将靠近非滚花部51b的端部、即第1端部淬火部x1作为前头压入到转子芯52的压入孔52a。第1端部淬火部x1通过淬火处理而变得硬度比非淬火部y高。因此,在滚花部51a压入时,第1端部淬火部x1的滚花形状的各凸部以使压入孔52a的内表面的直径扩大的方式适当地咬入。因此,在滚花部51a的压入时,转子芯52的压入孔52a(各转子芯片67的压入孔)的非意图的形式的轴向的变形得到抑制。另外,由于不是非淬火部,而是第1端部淬火部x1成为压入的前头,从而能够更适当地抑制压入孔52a在轴向变形。

另外,在第1端部淬火部x1与中间淬火部x3之间的非淬火部y被压入时,由于压入孔52a的被压入部位借助被先压入的第1端部淬火部x1而被适当地扩径,所以在轴向的变形减少。但是,非淬火部y的区间(轴向的长度)长长地连续时,非淬火部y有可能会使压入孔52a在轴向变形。在这一方面,在本实施方式中,在各端部淬火部x1、x2之间设置中间淬火部x3,由此,非淬火部y被中间淬火部x3分为2个,所以非淬火部y不会长长地连续,能够良好地抑制由非淬火部y引起的压入孔52a在轴向的变形。

本实施方式的“非磁性盖成形工序”以及“盖压入工序”与第2实施方式的“非磁性盖成形工序”以及“盖压入工序”相同,所以省略说明。

接着,下面记载第5实施方式的特征性优点。

(28)转子15具备:由多个转子芯片67在轴向层积而成的转子芯52;以及旋转轴51,具有被压入固定到转子芯52的压入孔52a的滚花部51a,滚花部51a在其轴向的一部分具有淬火部x1~x3。滚花部51a的各淬火部x1~x3被实施了淬火处理,所以硬度高。因此,在滚花部51a的压入时,能够抑制转子芯52的压入孔52a(各转子芯片67的压入孔)以非意图的形式在轴向变形。

另外,若对滚花部51a的整个轴向实施淬火处理,则滚花部51a向与轴正交的方向的变形(轴弯曲)有可能变得显著。于是,像本实施方式那样,将作为淬火部x1~x3的部位保留在滚花部51a的轴向的一部分(也就是说,在滚花部51a上设置非淬火部y),从而能够抑制上述的滚花部51a向与轴正交的方向变形,其结果,能够抑制旋转轴51的直线度变差。

(29)滚花部51a在旋转轴51上沿着位于转子芯52的压入孔52a内的部位的整个轴向连续地形成。根据此结构,旋转轴51在转子芯52的压入部位的整个轴向具有滚花部51a,所以能够提高旋转轴51和转子芯52的固定强度。

(30)第1端部淬火部x1被设置在滚花部51a的轴向端部。根据此结构,将滚花部51a沿轴向压入到转子芯52的压入孔52a时,能够将第1端部淬火部x1设为前头来压入。因此,能够更加适当地抑制转子芯52的压入孔52a在轴向的变形。此外,也能够设为只有第1端部淬火部x1压入到(非淬火部y不通过)压入孔52a的出口侧的端部的构成,能够抑制在该压入孔52a的出口侧的端部上的毛刺的产生等。

(31)端部淬火部x1、x2分别被设置在滚花部51a的轴向两端部,所以能够抑制例如在转子芯52的压入孔52a的两端部上的毛刺的产生等。

(32)淬火部x1~x3在轴向上隔着间隔设置有多个。根据此结构,在滚花部51a上,能够将淬火部x1~x3和非淬火部y以良好的平衡设定,其结果,能够良好地抑制转子芯52的压入孔52a在轴向的变形以及滚花部51a在与轴正交的方向的变形这两者。

(33)转子芯52由高硬度部71和低硬度部72在轴向上排列设置而构成,高硬度部71由硬度高的主转子芯片67a构成,低硬度部72由硬度比主转子芯片67a低的辅助转子芯片67b构成。而且,滚花部51a以中间淬火部x3被压入到包括高硬度部71与低硬度部72的边界部t的范围的状态被固定到压入孔52a。根据此结构,在压入滚花部51a时,在转子芯52中的高硬度部71与低硬度部72的边界部t容易发生压入孔52a在轴向的变形,但是由于滚花部51a的中间淬火部x3与该边界部t对应地设置,从而能够抑制在该边界部t上压入孔52a向轴向变形。

(34)滚花部51a从低硬度部72(辅助转子芯片67b)压入到转子芯52的压入孔52a,所以与从高硬度部71压入的情况相比,能够进一步抑制毛刺的产生。

另外,第5实施方式可以如下进行变更。

·在上述实施方式中,形成于滚花部51a上的淬火部x1~x3的数量为3个,但不限于此,也可以将淬火部的数量设为2个以下或者4个以上。

·在上述实施方式中,滚花部51a以中间淬火部x3被压入到包括高硬度部71和低硬度部72的边界部t的范围的状态被固定到压入孔52a中,但不限于此,也可以是以非淬火部y被压入到包含边界部t的范围的状态被固定的构成。另外,也可以是以第2端部淬火部x2(或者第1端部淬火部x1)被压入到包括边界部t的范围的状态被固定的构成。

·在上述实施方式中,在滚花部51a的轴向端部形成了淬火部(端部淬火部x1、x2),但不限于此,也可以是只在滚花部51a的轴向中间部形成有淬火部的构成。

·在上述实施方式中,滚花部51a在旋转轴51上沿着位于转子芯52的压入孔52a内的部位的整个轴向连续地形成,但不限于此,例如,也可以使滚花部51a的轴向长度比压入孔52a的轴向长度短。

·在上述实施方式中,对于各淬火部x1~x3的轴向长度,端部淬火部x1,x2的长度彼此相同,中间淬火部x3的长度比端部淬火部x1、x2长,但不限于此,例如,如图35所示,也可以将各淬火部x1~x3的轴向长度d设定为彼此相等。另外,在该图的构成中,各淬火部x1~x3之间的各非淬火部y的轴向长度设定为彼此相等。另外,将图35所示的构成的滚花部51a压入固定到上述实施方式的转子芯52的状态下,滚花部51a的各淬火部x1~x3被压入到避开高硬度部71和低硬度部72的边界部t的范围。另外,在该状态下,优选第2端部淬火部x2和中间淬火部x3之间的非淬火部y被压入到包括边界部t的范围,边界部t在轴向上位于该非淬火部y的大致中央。

·各淬火部x1~x3的硬度(淬火深度)也可以相互大致相同。另外,也可以构成为第1端部淬火部x1的硬度(淬火深度)最硬,使硬度按照中间淬火部x3、第2端部淬火部x2的顺序依次减少等,使得各淬火部x1~x3的硬度相互不同。

·各淬火部x1~x3的形成方法不限于高频淬火,也可以是例如火焰淬火。

·在上述实施方式的“轴压入工序”中,将滚花部51a从低硬度部72压入,但不限于此,也可以从高硬度部71压入。

·上述的实施方式以及各变形例也可以适当组合。

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