CN102957242B - 旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件，其能够高效地进行装配。为解决上述课题，旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件构成为具备：转子铁心，其由板材层叠形成；轴，其为贯通所述转子铁心设置的旋转轴；和端环，其为端面部件，该端环具有压入部，所述轴被压入该压入部，并且所述端环通过上述压入部安装到上述转子铁心的端面，所述轴从所述转子铁心的所述端面突出。

Description

旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件

技术领域

本发明涉及旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件。

背景技术

以往，用于电动机和发电机等旋转电机中的转子已被公知。所述转子具有：转子铁心，其由薄板状的磁性钢材层叠形成为圆筒状；和旋转轴，其贯通所述转子铁心并被固定。

而且，在转子铁心的端面安装有环状的端环（例如，参照专利文献1）。所述端环（下面，有的情况也记载为“端面部件”）起着确保转子铁心的刚性的作用等。

另外，端面部件一般是通过螺钉或锥形销固定于转子铁心的。

专利文献1：日本特开平2-307340号公报

但是，在装配现有的转子的时候，由于如上所述地在端面部件的安装中使用螺钉或锥形销，因此存在作业效率差的问题。

发明内容

公开的技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够高效地装配的旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件。

本申请所公开的旋转电机的转子，在一个方式中，其特征在于，所述旋转电机的转子具备：转子铁心，其由板材层叠形成；旋转轴，其贯通所述转子铁心地进行设置；端面部件，其具有压入部，所述旋转轴被压入该压入部，该端面部件通过所述压入部安装到所述转子铁心的端面，所述旋转轴从所述转子铁心的所述端面突出。

根据本申请所公开的旋转电机的转子的一个方式，能够高效地进行装配。

附图说明

图1是表示实施例涉及的旋转电机的结构的纵剖视图。

图2A是实施例涉及的端环的外观图。

图2B是实施例涉及的端环的主视图。

图2C是实施例涉及的端环的侧视图。

图2D是图2C所示的M1部的放大图。

图3是转子铁心的剖视图。

图4A是将端环安装在转子铁心的端面的情况的主视图。

图4B是表示端环安装前后的状况的侧视图。

图5A是第1变形例涉及的端环的侧视图。

图5B是图5A所示的M2部的放大图。

图6是第2变形例涉及的端环的主视图。

图7A是第3变形例涉及的端环的主视图。

图7B是第3变形例涉及的端环的侧视图。

图8是表示第4变形例涉及的端环与轴的嵌合的图。

标号说明

1：旋转电机；

2：框架；

3：托架；

4：轴承；

5：定子；

5a：模制树脂；

6：转子；

7：检测器；

8：机盖；

51：定子铁心；

52：线圈；

53：绕线管；

61：转子铁心；

61a：永久磁铁；

61ab：键；

62：轴；

63：端环；

63a：压入部；

63aa：切口；

63ab：键；

63b：中央部；

63c：外缘部；

63ca：切口。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本申请所公开的旋转电机的转子、旋转电机以及转子的端面部件的实施例。另外，本发明并不被下面所示的实施例中的示例所限制。

[实施例]

首先，对实施例涉及的旋转电机的结构，用图1进行说明。图1是表示实施例涉及的旋转电机1的结构的纵剖视图。另外，在图1中，为了使说明容易理解，图示有3维直角坐标系，其包含以铅直向上作为正方向的Z轴。所述直角坐标系在下面的说明中使用的其他附图中也有所表示。

而且，在下文中，关于由多个构成的构成要素，有的情况下只对多个之中的一个标以标号，而对其它各部件省略标号的标示。在该种情况下，认为各部件的结构都是相同的。

如图1所示，实施例涉及的旋转电机1具备框架2、托架3、轴承4、定子5、转子6、检测器7和机盖8。

框架2形成为筒状，定子5的外周紧固在该框架2的内周面。托架3形成为大致圆盘状，该托架3的外周部安装于框架2的开口端，并且该托架3在内周部保持轴承4。

定子5具备定子铁心51、线圈52和绕线管53。定子铁心51由多张薄板状的电磁钢材（电磁钢板）层叠形成。另外，在下文中，有的情况下也将电磁钢板记为“板材”。

所述定子铁心51以安装有卷绕了线圈52的绕线管53的状态，通过热压配合等固定于框架2的内周面。而且，利用模制树脂5a对定子铁心51、线圈52以及绕线管53进行造型（模制）。

而且，在定子5的内周侧隔着预定的间隙对置配置有转子6。转子6具备转子铁心61、轴62和端环63。

转子铁心61由多张薄板状的磁性钢材（电磁钢板）等层叠形成为筒状。另外，在所述层叠时，通过铆接等将磁性钢材彼此接合起来。而且，在转子铁心61埋入配置有励磁用的永久磁铁（未图示）作为一例。关于这一点，用图3在后面叙述。

轴62是转子6的旋转轴，该轴62朝图中的X方向贯通转子铁心61地进行设置。所述轴62的外周面通过热压配合等紧固在转子铁心61的内周面。

另外，也可以将外径比转子铁心61的内径小的轴62插入转子铁心61，通过粘接剂将轴62紧固于转子铁心61。在此情况下，在轴62的外周面与转子铁心61的内周面之间形成有间隙，在所述间隙中存在粘接剂。而且，在此情况下，通过后述的端环63，能够进行转子铁心61的定位。

而且，也可以将外径比转子铁心61的内径小的轴62插入转子铁心61，并只利用端环63将轴62与转子铁心61固定。在此情况下，在轴62的外周面与转子铁心61的内周面之间形成有间隙，但端环63却成为进行转子铁心61的定位以及进行轴62与转子铁心61的固定的部件。

端环63是安装到转子铁心61的端面的端面部件。在此，端环63具有压入部63a，轴62被压人该压入部63a，端环63通过所述压入部63a安装到转子铁心61的端面并相对于轴62被固定。

亦即，由于端环63能够不使用螺钉或锥形销等地进行安装，因此，就没有必要对转子铁心61施行用于设置螺钉或锥形销的贯入孔的加工。从而，能够实现装配作业的低成本化和高效率化。关于所述端环63的详细情况，用图2A以后的附图在后面叙述。

另外，轴62由轴承4支承成轴62的轴心定位在框架2的中心轴线AX上。亦即，包含所述轴62的转子6被支承为能够绕中心轴线AX旋转。

而且，在轴62的作为负载侧的一端连接有例如外部装置（未图示）等负载。另一方面，在作为负载相反侧的另一端连接有检测器7。

检测器7是用于检测轴62的旋转位置的设备，所述检测器7采用回转式编码器或旋转变压器等。所述检测器7的检测结果被输出到预定的控制装置（未图示）等。而且，检测器7被机盖8盖住。

另外，实施例涉及的旋转电机1能够作为电动机或发电机使用。例如，在旋转电机1为电动机的情况下，通过使电流流向定子5的线圈52从而在定子5的内侧产生旋转磁场。

接着，通过所述旋转磁场与由转子6的永久磁铁产生的磁场的相互作用，转子6旋转，轴62伴随所述转子6的旋转而旋转。

而且，在旋转电机1为发电机的情况下，采取与电动机的情况相反的动作。亦即，转子6伴随轴62的旋转而旋转，从而使流向定子5的线圈52的电流产生。

另外，图1的A-A′线剖面在后述的利用图3的说明中示出。

下面，主要对用图1说明过的实施例涉及的端环63进行说明。首先，用图2A～图2D，对实施例涉及的端环63的结构具体进行说明。

图2A是实施例涉及的端环63的外观图，图2B是实施例涉及的端环63的主视图，图2C和图2D是实施例涉及的端环63的侧视图。另外，图2D对应图2C所示的M1部的放大图。

而且，在文中，列举图1所示的负载相反侧（亦即，检侧器7侧）的端环63为例进行说明，但对于负载侧的端环63同样也能够适用。但是，在应用于负载侧的端环63的情况下，要将下面示出的X轴的正负方向看作是相反的。

如图2A所示，端环63是环状的部件，其具有压入部63a、中央部63b和外缘部63c。在此，压入部63a与中央部63b连接在一起，中央部63b与外缘部63c连接在一起。亦即，端环63能够通过冲压一张板材而成形。另外，将在端环63的中央贯穿设置的孔在下面记为“压入孔”。

如图2A和图2B所示，压入部63a是将端环63的内周部利用多个切口63aa分割为多个部分而成的部件，所述压入部63a朝向X轴的正方向侧具有预定的倾角。所述倾角确定轴62（参照图1）的插入方向。亦即，轴62相对于压入孔被从X轴的负方向朝向正方向插入。

而且，如图2B所示，所述倾角被设成：使得由压入部63a的末端部形成的以中心轴线AX为中心的圆的直径2r小于轴62的直径。从而，轴62在相对于压入孔插入时采取“压入”的方式。

亦即，针对通过所述轴62的压入而施加的载荷，压入部63a弹性变形，利用与所述弹性变形相对应的复原力将端环63固定到轴62。此点在后述的使用图4B的说明中也有涉及。

另外，此时，作为被分割为多个的部件的压入部63a朝向中心轴线AX从多个方向施加复原力，因此，能够使端环63与轴62的固定成为刚性高且稳定的固定。

另外，在图2B中表示了设置7个压入部63a的示例，但并不特别限定压入部63a的个数。

而且，如图2A和图2B所示，在端环63的内周部还设置有键63ab。键63ab是与键槽（未图示）嵌合的嵌合爪，所述键槽是沿轴向设置于轴62的轴向槽。

通过在将轴62压入到压入孔时使所述键63ab与键槽嵌合，能够防止轴62与端环63在旋转方向上错位。

如图2C和图2D所示，中央部63b具有预定的斜度i，在径向上形成了凹部，所述凹部的朝向与跟转子铁心61（参照图1）的端面接触的方向反向。

从而，在端环63安装于转子铁心61的端面的情况下，能够在所述端环63与所述端面之间形成空间S，因此，能够使端面上的铆接突起等避让到所述空间S。

如图2A和图2B所示，外缘部63c是利用多个切口63ca将端环63的外周部分割开而形成的多个部件。在将端环63安装到转子铁心61的端面的情况下，所述外缘部63c接触端面并按压所述端面。

而且，如图2C和图2D所示，特别地，外缘部63c具有朝向与转子铁心61的端面接触的一侧的翘曲B。由此，在将端环63安装于转子铁心61的端面的情况下，能够特别地按压转子铁心61的端面的周缘，所述转子铁心61的端面的周缘因层叠形成而容易产生“翻卷”和“歪斜”，从而能够防止所述“翻卷”和“歪斜”而确保转子铁心61的刚性。

而且，此时，如图2B所示，作为多个部件的外缘部63c在从中心轴线AX呈放射状地延伸的多个方向分别按压转子铁心61的端面的周缘，因此，即使在所述“翻卷”和“歪斜”并不一样的情况下，也能够分别防止所述“翻卷”和“歪斜”而确保转子铁心61的刚性。

另外，在图2B中表示了设置8个外缘部63c的示例，但并不特别限定外缘部63c的个数。

而且，上述切口63aa和切口63ca在进行整个转子6的平衡调整时，能够作为填充所述平衡调整用的平衡填料的空间来利用。

在此，对转子铁心61的结构进行说明。图3是转子铁心61的横剖视图。另外，图3对应沿图1的A-A′线的剖视图。

如图3所示，当从X轴的正方向观察的时候，转子铁心61成形为环状，该转子铁心61在内周部具有键61ab。键61ab与上述端环63的键63ab（参照图2B）相同，是与键槽（未图示）嵌合的嵌合爪，所述键槽是沿轴向设置于轴62的轴向槽。

而且，如图3所示，转子铁心61沿周向配设有多个永久磁铁61a。在此，一个永久磁铁61a沿着转子铁心61的层叠方向即X方向连接起来。亦即，永久磁铁61a沿着层叠形成的转子铁心61的层叠方向被埋入。

另外，在图3中表示了以中心轴线AX为中心呈放射状地配置永久磁铁61a的示例，但并非限定永久磁铁61a的配置方向。而且，在图3中表示了将永久磁铁61a埋入转子铁心61进行配置的示例，但并非限定配置位置。

而且，在图3中表示了永久磁铁61a在从X轴的正方向观察的情况下呈矩形的示例，但并非限定永久磁铁61a的形状。

接着，用图4A和图4B说明端环63安装于转子铁心61的端面的情况。图4A是端环63安装于转子铁心61的端面的情况的主视图，图4B是表示端环63的安装前后的状况的侧视图。

如图4A所示，转子铁心61的端面和端环63的大小基本相同。从而，如图4A所示，在将端环63安装于转子铁心61的端面的情况下，转子铁心61的端面被端环63盖住。

从而，能够防止永久磁铁61a因旋转时的离心力等而从转子铁心61的端面突出。关于此点，如图4A所示，通过将永久磁铁61a与分割而成的外缘部63c一对一地对应配置，能够进一步改善效果。

而且，如图4B所示，在将端环63安装于转子铁心61的端面的情况下，与安装前相比，压入部63a以进一步翘起的方式弹性变形。

并且，压入部63a利用对应于所述弹性变形的复原力将端环63固定到轴62。

另外，如图4B所示，优选的是，使端环63沿X轴方向固定在下述位置，在该位置，外缘部63c的翘曲能够以被转子铁心61的端面的周缘顶回而翘起的程度的力按压。

亦即，这是因为，通过用所述的按压力从负载侧和负载相反侧两侧夹持转子铁心61，不仅防止了上述的“翻卷”和“歪斜”，还能够使转子铁心61整体的形状整齐。

但是，至此为止，对实施例涉及的端环63的外缘部63c具有预定的翘曲的情况进行了说明，但并不仅限于此。因此，将与此点有关的变形例作为第1变形例，用图5A和图5B进行说明。

图5A和图5B是第1变形例涉及的端环63A的侧视图。另外，图5B与图5A所示的M2部的放大图对应。

如图5A和图5B所示，端环63A的外缘部63c可以是平的，并不具有翘曲。在所述情况下，包括转子铁心61（参照图1）的端面的周缘在内，能够对与外缘部63c接触的部分均一地进行按压，因此，能够防止所述“翻卷”和“歪斜”。

而且，由于没有必要在外缘部63c形成翘曲，因此，端环63A能够容易地成形。

而且，至此为止，对实施例涉及的端环63的外缘部63c被分割为多个的情况进行了说明，但并不限定于此。因此，将与此点有关的变形例作为第2变形例，用图6进行说明。

图6是第2变形例涉及的端环63B的主视图。如图6所示，端环63B的外缘部63c可以不被分割而是连成一体的。

在所述情况下，由于能够对与外缘部63c接触的所有部分沿X轴方向均一地进行按压，因此，针对转子铁心61的端面的周缘容易均匀地翻卷等情况是有效的。

而且，由于没有必要在外缘部63c形成切口63ca（参照图2B），因此，端环63B能够容易地成形。

而且，至此为止，对实施例涉及的端环63的外缘部63c具有预定的翘曲的情况进行了说明，但也可以设置与所述翘曲反向的翻折部。因此，将与此点有关的变形例作为第3变形例，用图7A和图7B进行说明。

图7A是第3变形例涉及的端环63C的主视图，图7B是第3变形例涉及的端环63C的侧视图。

如图7A和图7B所示，端环63C的外缘部63c可以具有与接触转子铁心61的端面的一侧反向的翻折部。

在设置所述翻折部的情况下，例如，能够防止上述平衡调整用的平衡填料因旋转时的离心力等而飞溅到旋转电机1的框架2（参照图1）内。亦即，能够防止因平衡填料的飞溅而引起的旋转电机1的故障等。并且，通过所述翻折部，还能够提高端环63C的刚性。

而且，至此为止，对下述情况进行了说明：实施例涉及的端环63在内周部具有键63ab（参照图2B），该键63ab与沿轴向设置于轴62的键槽嵌合，不过，也可以将作为沿轴62的周向的槽的周向槽设置为沿周向的键的键槽。

因此，将关于此点的变形例作为第4变形例，用图8进行说明。图8是表示第4变形例涉及的轴62A与端环63的嵌合的图。

如图8所示，在第4变形例涉及的轴62A的外周面可以设置沿周向的周向槽即键槽62a。并且，当端环63安装在转子铁心61的端面时，使压入部63a的末端嵌合到键槽62a。亦即，此时的压入部63a的末端成为与键槽62a嵌合的嵌合爪。

这样，在使压入部63a的末端与键槽62a嵌合的情况下，能够防止端环63与轴62A沿X轴方向错位，因此，端环63能够一直以预定的按压力按压转子铁心61的端面。亦即，能够稳定地确保转子铁心61的刚性。

如上所述，实施例涉及的旋转电机的转子具备：转子铁心，其由板材层叠形成；轴，其为贯通所述转子铁心地设置的旋转轴；和端环，其为端面部件，具有压入部，所述轴被压入该压入部，并且该端环通过上述压入部安装到上述转子铁心的端面，所述轴从上述转子铁心的上述端面突出。

因此，根据实施例涉及的旋转电机的转子，具有所述转子的旋转电机以及所述转子的端面部件，能够高效地进行装配。

另外，在上述实施例和各变形例中，对构成转子的各构成要素可以采用的形状等进行了说明，但也可以将这些形状进行适当组合。

进一步的效果或变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广泛的方式并不限定于如以上表示和记述的特定的详细结构和代表性的实施例。因此，只要不脱离由所附的权利要求的范围及其等价物所定义的总体的发明概念的精神或范围，都能够进行各种各样的变更。

Claims (7)

1.一种旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转电机的转子具有：

转子铁心，所述转子铁心由板材层叠形成；

旋转轴，所述旋转轴贯通所述转子铁心地进行设置；和

端面部件，所述端面部件具有压入部，所述旋转轴被压入该压入部，并且该端面部件通过所述压入部安装到所述转子铁心的端面，所述旋转轴从所述转子铁心的所述端面突出，

所述压入部是将所述端面部件的内周部利用多个切口分割为多个部分而成的部件，所述压入部朝向所述旋转轴的插入方向具有预定的倾角，所述倾角被设成：使得由所述压入部的末端部形成的以所述压入部的中心轴线为中心的圆的直径小于所述旋转轴的直径，

所述端面部件在外周部具有朝向与所述端面接触的一侧的翘曲，

所述端面部件的外周部被分割为多个，

所述端面部件在径向上在外周部与所述压入部之间具有凹部，所述凹部与跟所述端面接触的方向反向，

在所述端面部件安装于所述转子铁心的端面的情况下，在处于所述凹部与所述压入部之间的所述端面部件、与所述转子铁心的端面之间形成空间。

2.如权利要求1中所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述端面部件在外周部具有翻折部，该翻折部朝向与所述端面接触的一侧的相反侧。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转轴在外周面具有轴向槽，所述轴向槽是沿该旋转轴的轴向的槽，

所述压入部具有用于与所述轴向槽嵌合的嵌合爪。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转轴在外周面具有周向槽，所述周向槽是沿该旋转轴的周向的槽，

所述压入部具有用于与所述周向槽嵌合的嵌合爪。

5.如权利要求3所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转轴在外周面具有周向槽，所述周向槽是沿该旋转轴的周向的槽，

所述压入部具有用于与所述周向槽嵌合的嵌合爪。

6.一种旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具备权利要求1～5中的任一项所述的旋转电机的转子。

7.一种转子的端面部件，所述转子的端面部件被用于旋转电机的转子，其特征在于，

所述转子具有：

转子铁心，所述转子铁心由板材层叠形成；和

旋转轴，所述旋转轴贯通所述转子铁心地进行设置，

所述端面部件具有压入部，所述旋转轴被压入该压入部，并且该端面部件通过所述压入部安装到所述转子铁心的端面，所述旋转轴从所述转子铁心的所述端面突出，

所述压入部是将所述端面部件的内周部利用多个切口分割为多个部分而成的部件，所述压入部朝向所述旋转轴的插入方向具有预定的倾角，所述倾角被设成：使得由所述压入部的末端部形成的以所述压入部的中心轴线为中心的圆的直径小于所述旋转轴的直径，

所述端面部件在外周部具有朝向与所述端面接触的一侧的翘曲，

所述端面部件的外周部被分割为多个，

所述端面部件在径向上在外周部与所述压入部之间具有凹部，所述凹部与跟所述端面接触的方向反向，

在所述端面部件安装于所述转子铁心的端面的情况下，在处于所述凹部与所述压入部之间的所述端面部件、与所述转子铁心的端面之间形成空间。