CN104205569A - 定子芯的卡止构造 - Google Patents

Abstract

一种定子芯的卡止构造，将具有圆形外周的定子芯卡止在圆筒形状的壳体的内周面。本发明的定子芯的卡止构造具备：形成于定子芯的外周的第一槽；形成于壳体的内周的第二槽。由使第一槽和第二槽的至少一方受到弹力的板簧构成介于第一槽和第二槽之间的键，由此，减小键对键槽造成的应力。

Description

定子芯的卡止构造

技术领域

本发明涉及电动机或发电机使用的定子芯向壳体的卡止构造。

背景技术

电动机等的定子例如是通过在圆周上配置按照各个进行绕线的齿而分割的多个单元铁芯，使形成于一个特定单元铁芯的外周的键槽和形成于壳体的键槽一致而将键插入，从而与壳体卡止。

单元铁芯在内周侧形成齿，在外周侧形成轭铁。在特定单元铁芯的外周还形成有键槽。

通过将键向键槽插入，多个单元铁芯相对于壳体成为所谓的紧密嵌合的收缩联接状态，构成与壳体一体的定子芯。

在该状态下的定子芯和壳体的旋转方向的相对位移被键阻止。

需要使键不从键槽脱落。关于键的止脱，在日本专利局1993年发行的JUH5－15647A中提出有将锥形销压入键槽的方案。

将锥形销压入键槽可能会因锥形销的锲作用而导致键槽的变形或破坏。另外，难以仅在锥形部确保经受因定子芯和壳体的旋转方向的相对位移而对键施加的剪切应力的足够的键长度，在键上除了锥部之外还需要形成笔直部。其结果，需要的键长度变长，成为零件成本上升的主要原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于降低键对键槽造成的应力。

为了实现以上目的，本发明提供一种定子芯的卡止构造，其将具有圆形的外周的定子芯与具有内周的圆筒形状的壳体的内周卡止。卡止构造具备：第一切口，其形成于定子芯的外周；第二切口，其形成于壳体的内周；键，其介于第一切口和第二切口之间。另外，由使第一切口和第二切口的至少一方受到弹力的板簧构成键。

本发明的详情以及其他特征及优点在说明书的以下的记载中进行说明，同时在附图中进行表示。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的定子芯向壳体的卡止构造的壳体和定子芯的横剖面图；

图2A、2B是本发明第一实施方式的键的立体图和纵剖面图；

图3是表示定子芯向壳体的卡止构造的壳体和定子芯的纵剖面图；

图4是说明键的尺寸的键的纵剖面图；

图5是表示本发明第一实施方式的键向键槽的卡合状况的、将定子芯和壳体的主要部分放大的纵剖面图，及说明相对于外力的反作用力的发生构造的、将键和定子芯的接触部放大的纵剖面图；

图6A、6B是本发明第二实施方式的键的立体图和纵剖面图；

图7A、7B是表示本发明第二实施方式的键向键槽的卡合状况的、将定子芯和壳体的主要部分放大的立体图和纵剖面图；

图8A、8B是本发明第三实施方式的键的立体图和纵剖面图；

图9是本发明第四实施方式的键的纵剖面图；

图10A、10B是本发明第五实施方式的键的立体图和平面图；

图11A、11B是本发明第六实施方式的键的立体图和平面图；

图12A、12B是本发明第七实施方式的键的立体图及定子芯和壳体的卡止部的正面图；

图13是本发明第八实施方式的键的平面图；

图14A、14B是本发明第九实施方式的键的立体图和平面图；

图15是本发明第十实施方式的键的立体图；

图16是本发明第十一实施方式的键的纵剖面图；

图17是本发明第十二实施方式的键的纵剖面图。

具体实施方式

参照图1，本发明第一实施方式的定子芯1与电动机的圆筒形状的壳体2的内周嵌合。定子芯1由具备进行线圈11的绕线的齿3和支承齿3的轭铁4的多个单元铁芯10构成。多个单元铁芯10无间隙地配置在与壳体2的内周对应的圆周上。在多个单元铁芯10中的特定的一个特定单元铁芯10A的外周，作为第一切口而形成第一键槽5A。为了将零件均匀化，优选如图所示地在单元铁芯10上都形成键槽5A。在壳体2的内周，作为第二切口而形成第二键槽5B。

定子芯1使特定单元铁芯10A的第一键槽5A与壳体2的第二键槽5B相对，通过向形成有键槽5A和5B的孔部插入基于板簧的键6而固定在壳体2上。

参照图2A和2B，键6由U形截面的板簧构成。键6根据被施加的外力向图2B的箭头标记所示的方向弹性变形。板簧通过将一张板金弯曲成U状而成形。

参照图3，基于板簧的键6以被压缩的状态插入键槽5A、5B形成的孔部。板簧使键槽5A和5B的底面受到图中箭头标记所示的弹力，该弹力作为阻止键6自键槽5A、5B脱落的保持力发挥作用。另外，在定子芯1和壳体2之间作用导致旋转方向的相对位移的负荷时，在键6的图中的椭圆包围的部位作用剪切应力。该剪切应力通过构成键6的板簧的剪切阻力来支承。

参照图4，键6的尺寸中，弯曲部即相当于U形截面的底部的部位的纵截面的纵尺寸比键槽5A的底面和键槽5B的底面的间隔小。另一方面，键6的相反侧的端部即相当于U形截面的开口部的部位的纵截面的纵尺寸比键槽5A和5B的底面的间隔大。

参照图5A和5B，键6的长度即图4的横向尺寸设定为比键槽5A和5B的长度稍短一些。

通过设定以上的形状和尺寸，在将定子芯1组装在壳体2后，键6能够容易地插入键槽5A和5B形成的孔部。即，如图5A所示，将键6从弯曲部插入键槽5A和5B形成的孔部，由此，键6一边发生弹性变形一边顺利地嵌入孔部的内侧。

嵌入孔部的键6使键槽5A和5B的底面受到弹力。该弹力作为使键6保留在孔部的保持力发挥作用。即，相对于使键6要从孔部脱落的负荷，弹力在键6和键槽5A和5B的底面间产生摩擦阻力，阻止键6在孔部内的移动。另外，被插入键槽5A和5B形成的孔部的键6不需要特别的联接程序，直接作为定子芯1对壳体2的止转器而发挥作用。

通过由板簧构成键6，相对于键槽5A、5B对键6造成的压缩力，与现有非弹性材料的键相比，键6的弹簧常数大幅度降低。其结果是，即使增大键槽5A、5B和键6的过盈量，键槽5A、5B也不会产生过大的应力。由于弹簧常数低，即由于相对于压缩力而言容易弹性变形，故而在键6产生的应力也被抑制得较小。

在该卡止构造下，键6进行弹性变形，故而与现有的键相比，能够降低键6和键槽5A、5B的加工精度。另外，键6可以由一张板金成形。因此，能够降低键6及键槽的5A、5B的加工成本。

如图5B所示，在定子芯1由电磁钢板1A的层积体构成的情况下，对键槽5A和5B内的键6作用了从键槽5A和5B脱落的方向的负荷的情况下，构成键6的弹簧的开口端被构成层积体的电磁钢板1A的凹凸卡住，由此，仅弹力就能够使键槽5A、5B和键6之间受到摩擦力以上的反作用力。即，能够更可靠地防止键6从孔部脱落。

换言之，该卡止构造中，对键6和键槽5A、5B的尺寸的容许度大。例如，即使相对键6，键槽5A、5B的尺寸大一些，键6使键槽5A、5B受到的弹力小的情况下，键6也不易从键槽5A和5B脱落。因此，根据该卡止构造，能够容易且便宜地进行定子芯1向壳体2的卡止。

参照图6A和6B及图7A和7B说明本发明的第二实施方式。在该实施方式中，相对于第一实施方式，使键6的形状变化，并且将第一键槽5A和第二键槽5B形成为不同的长度。

参照图6A和6B，如图6A所示，该实施方式的键6在与形成于壳体2的第一键槽5A相对的面上具有扭矩支承部6A。扭矩支承部6A通过使与第一键槽5A相对的键6的端部弯曲并向外侧凸起而形成。在以下的说明中，将键6中除了扭矩支承部6A以外的部位称为弹簧部6B。

如图6B所示，键6的弹簧部6B使弯曲部的弯曲半径比第一实施方式小，以便能够嵌入第一键槽5B和壳体2的内周面形成的孔部。

参照图7A和7B，在该实施方式中，如图7B所示，将定子芯1的第一键槽5B形成为比壳体2的第二键槽5A长。

其结果是，如图7A所示，在键6将定子芯1与壳体2卡止的状态下，如图7B所示，弹簧部6B嵌入比键槽5B更靠里的第一键槽5A和壳体2的内周面形成的孔部，使孔部如图中箭头标记所示那样受到弹力。该弹力作为阻止键6脱落的保持力发挥作用。

另一方面，键6的扭矩支承部6A在键槽5A和5B形成的空间内，跨过键槽5A和5B而配置。在该实施方式中，若在定子芯1和壳体2之间作用导致旋转方向的相对位移的负荷，则在键6的图中的两个椭圆围着的部位作用剪切应力。该剪切应力被同部位的板簧的剪切阻力支承。即，在该实施方式中，若键6在纵截面上的剪应力的作用部位为两处，则比第一实施方式多。因此，可获得更大的剪切阻力。换言之，根据该实施方式，相对剪应力可获得比第一实施方式更大的支承力。

键槽5A和5B分别形成一定的深度，仅长度不同。因此，槽加工的工时和第一实施方式相比不会大幅变化。因此，根据该实施方式，能够用简易的构成增加对于键6的剪切应力的支承力。

在以上说明的各实施方式中，键6不必限定于U形截面，只要是向定子芯1和壳体2作用弹力的构造即可。例如，如图8A和8B的本发明第三实施方式所示，也可以将键6的纵截面形成为Z形。如图9的本发明第四实施方式所示，键6也可以使用波形截面的板簧代替使用U形截面的板簧。在该情况下，如图中箭头标记所示，键6的弹簧部6B在波形的顶点对壳体2施加弹力，在波形的下端对定子芯1施加弹力。

键6的宽度无需是一定的。例如，如图10A和10B所示的本发明第五实施方式，也可以在弯曲部根据需要而形成凹陷6D。或者也可以如图11A和11B所示的本发明第六实施方式那样地，将键6的弹簧部6B形成为锥状的平面形。

再者，键6无需使一腕部与定子芯1相接，使另一腕部与壳体2相接。也可以如图12A和12B所示的本发明第七实施方式那样地，在第一实施方式中，将键6以旋转90度的状态嵌入键槽5A和5B，以使键6在相当于键槽5A和5B的侧壁的部位受到弹力。

在第一及第二实施方式中，在从弹力的作用方向观察键6的情况下，与定子芯1相接的部位和与壳体2相接的部位重合。但是也可以如图13所示的本发明第八实施方式那样地，以这些部位的前端关于周方向产生偏移的方式对键6进行成形。即，以与定子芯1侧的第一键槽5A相对的第一部位6X、和与壳体2侧的第二键槽5B相对的第二部位6Y关于水平方向以角度θh的交角形成键6。

在该情况下，插入键槽5A和5B的键6关于壳体2和定子芯1的圆形截面的嵌合面，不仅在径向受到弹力，而且也能够在周向受到弹力。通过将键6形成为这样的形状，键6对于定子芯1和壳体2的摩擦阻力增加，键6向键槽5A和5B形成的孔部的保持力得到强化。

参照图14A和14B说明本发明第九实施方式。在该实施方式中，代替弯曲为U形截面的弹簧部6B，使用经由缝隙16形成有向侧方的凸起6C的弹簧部6E。扭矩支承部6A的形状与第二实施方式相同。在该实施方式中，将键6插入键槽5A和5B形成的孔部时，凸起6C发生弹性变形，使孔部的侧面受到弹力。利用该弹力产生的摩擦阻力来阻止键6自孔部的脱落。

或者，也可以如图15所示的本发明第十实施方式那样，将图14A和14B的缝隙16之间进一步切开，在弹簧部6B的中央部形成大的切口部6F。

关于键6的扭矩支承部6A也可进行各种变更。即，只要导致定子芯1和壳体2的旋转方向的相对位移的负荷能够对键6受到的剪切应力发挥足够的支承力，扭矩支承部6A的截面形状可以设定为图16所示的本发明第十一实施方式那样的L形或图17所示的本发明第十二实施方式那样的大致N形等各种截面形状。

关于以上的说明，在此通过引用而将2012年2月27日为申请日的日本特愿2012－40264号的内容合为一体。

以上，通过几个特定的实施例对该发明进行了说明，但该发明不限于上述各实施例。对于本领域技术人员而言，在权利要求的技术范围内可对这些实施例施行各种修正或变更。

工业上的可利用性

如上所述，本发明能够减小将定子芯固定在壳体上的键对键槽造成的应力。因此，在强化尺寸制约多的车辆用的电动机/发电机的构造、或减小尺寸方面，能够期待令人满意的效果。

本发明的实施例包含的排他性质或特长如上地构成权利要求。

Claims (6)

1.一种卡止构造，其为定子芯的卡止构造，将具有圆形外周的定子芯卡止在具有内周的圆筒形状的壳体的内周，其特征在于，具备：

第一切口，其形成于所述定子芯的外周；

第二切口，其形成于所述壳体的内周；

键，其介于所述第一切口和所述第二切口之间，

由使所述第一切口和所述第二切口的至少一方受到弹力的板簧构成所述键。

2.如权利要求1所述的卡止构造，其中，所述定子芯由多个电磁钢板的层积体构成，所述键沿所述层积体的层积方向插入所述第一切口和所述第二切口形成的孔部。

3.如权利要求1或2所述的卡止构造，其中，所述键由具有U形纵截面的板簧构成。

4.如权利要求1或2所述的卡止构造，其中，所述键具备：由板簧构成的弹簧部；被所述弹簧部支承且跨过所述第一切口和所述第二切口配置的扭矩支承部。

5.如权利要求4所述的卡止构造，其中，所述定子芯具有中心轴，所述第一切口为在所述定子芯上与中心轴平行地形成的第一槽，所述第二切口为在所述壳体上与中心轴平行地形成的第二槽，所述第一槽比所述第二槽长，所述扭矩支承部被收装在所述第一槽和所述第二槽相对的区域，所述弹簧部收装在所述第一槽和所述壳体的内周面形成的孔部。

6.如权利要求4或5所述的卡止构造，其中，所述扭矩支承部具有コ形的纵截面。