CN105391211A

CN105391211A - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN105391211A
Application number: CN201510514450.7A
Authority: CN
Inventors: 生田裕之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: US9876404B2; JP2016046844A; JP6405788B2; US20160056677A1; CN105391211B

Abstract

公开了旋转电机的转子。转子1包括轴10，以及装配和固定到该轴10的转子芯20。该轴10包括在端侧上的滚花部分11和经由第一阶梯表面12形成在尖侧上的小直径部分13。该转子芯20包括小直径孔22，该小直径孔22形成在压配到该小直径部分13上的装配孔21的尖侧端部分上；大直径孔24，该大直径孔24经由第二阶梯表面23形成在该小直径孔22的端侧上；以及压配部分25，该压配部分25被压配到该滚花部分11上并且形成在该大直径孔24的端侧端部分上。空间部分30被设置在该第一阶梯表面12与该第二阶梯表面23之间。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及用作安装在车辆(例如诸如混合动力车辆或电动车辆)上的发动机或发电机的旋转电机的转子。

背景技术

常规地，作为用于并安装在车辆上的旋转电机，具有永磁体嵌入转子内的结构的场旋转型同步电动机(下文被称为IPM电动机)是已知的。

由于有可能利用由转子的磁化所产生的磁阻扭矩与由永磁体的磁化所产生的磁阻扭矩两者，IPM电动机是高效的并且因此优选地用于混合动力车辆或电动车辆，等。

这样的IPM电动机包括用作电枢的定子和用作设置为以径向方向面向该定子的场系统的转子。

在日本专利申请公开No.2-294241中，公开了一种转子，包括轴(转轴)，该轴具有形成在其外围表面的滚花(knurled)部分；以及转子芯，该转子芯具有通过压配被装配并且被固定在该轴的滚花部分的装配孔。

此外，在日本专利申请公开No.11-69675中，公开了一种转子(场绕组型转子)，包括轴，该轴具有形成在其外围表面上的滚花部分和形成在一个轴端部分的阶梯部分；转子芯(圆柱芯)，该转子芯被装配并被固定在该轴的滚花部分；以及环，该环通过压配被装配并被固定在该轴的另一个轴端部分。

此外，在公开No.2-294241的情况下，当转子芯通过压配被装备并被固定在轴的滚花部分时，产生诸如按压部件的切屑的异物。

因为此异物在转子的旋转期间被离心力散射，由于对定子绕组的损伤，这会降低绝缘性，所以需要清洗过程，而它成为导致高成本的原因。

此外，即使在公开No.11-69675的情况下，当转子芯通过压配被装配并被固定在轴的滚花部分时，也产生诸如按压部件的切屑的异物。

因此，当环被压配在轴的另一个轴端部分时，会捕获异物，并且可引起降低按压-固定力的问题或环不能被按压到预定位置的问题。

此外，在公开No.11-69675的情况下，由于环的使用，零件的数量增多，同样存在成本更高的问题。

发明内容

本发明是根据以上所述的问题所作出的并且以提供旋转电机的转子作为其目的，该转子能防止在转子芯通过压配被装配并且被固定在轴的滚花部分时产生的诸如切屑的异物在转子的旋转期间散射。

根据第一方面的旋转电机的转子包括轴，该轴具有通过将滚花施加在该轴的外围表面上所形成的滚花部分；以及转子芯，该转子芯具有装配并固定在该轴的外围表面上的装配孔。

定义轴以轴向被插入转子芯的装配孔的方向作为轴插入方向，该轴包括在轴插入方向上的端侧的滚花部分，并且该轴包括具有比滚花部分的直径小的直径的小直径部分，其经由第一阶梯表面被设置在滚花部分的轴插入方向上的尖侧。

转子芯包括小直径孔，该小直径孔形成在装配孔的轴插入方向上的尖侧端部分并且被压配到轴的小直径部分上；大直径孔，该大直径孔具有大于该小直径孔的内径的内径并且经由第二阶梯表面被设置在该小直径孔的轴插入方向上的端侧；以及压配部分，该压配部分被压配到轴的滚花部分上并且被形成在该大直径孔的轴插入方向上的端侧端部分。

由轴的小直径部分的外围表面和转子芯的大直径孔的内壁表面所划分的空间部分被设置在第一阶梯表面与第二阶梯表面之间。

根据本发明，由轴的小直径部分的外围表面和转子芯的大直径孔的内壁表面所划分的空间部分被设置在该轴的第一阶梯表面与该转子芯的第二阶梯表面之间。

因此，由于当转子芯的装配孔通过压配被装配和被固定到轴的外周表面时，因滚花部分11被刮擦而产生的诸如切屑的异物被密封在空间部分中，所以在转子1的旋转期间，没有异物被散射。

因此，不再需要用于移除压配期间所产生的异物的清洗过程。

此外，有可能防止异物被捕获在压配部分之间，而且有可能改善压配固定部分的质量。

此外，由于没有使用额外的零件(诸如环)，有可能在圆周方向和轴向上固定轴和转子芯同时避免零件数量的增加。

附图说明

在附图中：

图1示出沿着根据第一实施例的旋转电机的转子的轴向的截面图；

图2是沿着图1中的线II-II所得到的剖视图；

图3是沿着根据第二实施例的旋转电机的转子的轴向的截面图；以及

图4示出沿着图3的线IV-IV所得到的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图具体地描述根据本发明的旋转电机的转子的实施例。

[第一实施例]

将参考图1和2描述根据第一实施例的旋转电机的转子。

第一实施例的旋转电机的转子1用于旋转电机(例如诸如用于车辆的电动机)，并且容纳在该旋转电机的外壳中，同时被可旋转地设置在定子(未示出)的内周侧上。

如图1所示，转子1具有轴10，该轴10在其外周表面上具有滚花部分11；以及转子芯20，该转子芯20具有同轴地装配并固定在该轴10的外周表面上的装配孔21。

轴10形成为由铁基金属制成的固体长尺寸轴类形状。

定义了以图1中从右到左的轴向将轴10插入转子芯20的装配孔21的方向作为轴插入方向，通过将滚花施加在轴10的轴插入方向的端侧(图1中的右侧)上来形成滚花部分11。

该滚花部分11由在圆周方向上交替地形成而在轴向上延伸的多个凸线和凹槽构成。

滚花部分11形成为锥形的形状，其直径在轴插入方向上从端侧到尖侧(图1中的左侧)逐渐减小。

具有比滚花部分11小的直径的小直径部分13被设置在滚花部分11的轴插入方向上的尖侧。

在垂直于轴10的转轴的方向上延伸的环形第一阶梯表面12被设置在滚花部分11与小直径部分13之间。

接着，具有比小直径部分13小的直径的尖部分14被设置在小直径部分13的轴插入方向上的尖侧。

进一步地，具有大于滚花部分11的直径的外径并且以径向向外凸出的环形凸缘部分15被设置在滚花部分11的轴插入方向上的端侧。

大体上具有与小直径部分13相同的直径的后端部分16被设置在凸缘部分15的轴插入方向上的端侧。

通过首先在轴向上层压多个钢板20a(通过冲孔形成为预定的环形)，接着由压接每个钢片20a来连接和固定多个钢片20a，转子芯20形成为圆柱的形状。

转子芯20具有装配孔21，该装配孔21在轴向上穿透并且被装配和被固定在轴10的外围表面上。

压配在轴10的小直径部分13上的小直径孔22被设置在装配孔21的轴插入方向上的尖侧端部分。

小直径孔22的内径稍小于小直径部分13的直径。

因此，由于小直径部分13的外围表面与小直径孔22的内壁表面是压力结合的，防止发生轴10与转子芯20在旋转方向和轴向上的相对位移。

具有内径大于小直径孔22的内径的大直径孔24被设置在小直径孔22的轴插入方向上的端侧。

在垂直于轴10的转轴的方向上延伸的环形第二阶梯表面23被设置在小直径孔22与大直径孔24之间。

进一步地，压配在轴10的滚花部分11上的压配部分25形成在大直径孔24从轴向上的中心到轴插入方向上的端侧端部分的内壁表面上。

压配部分25的内径稍小于滚花部分11的轴插入方向上的尖侧端部分的直径。

因此，滚花部分11的凸出尖部分与压配部分25的内壁表面啮合并且处于压力结合的状态下，防止发生轴10与转子芯20在旋转方向和轴向上的相对位移。

在第一实施例中，轴向上的中心到第二阶梯表面23的大直径孔24的内壁与轴10的小直径部分13的外围表面在径向上以预定距离相对。

此外，轴10的第一阶梯表面12与转子芯20的第二阶梯表面23在轴向上以预定距离彼此相对。

即，由轴10的小直径部分13的外围表面与转子芯20的大直径孔24的内壁表面所划分的环形空间部分30被设置在轴10的第一阶梯表面12与转子芯20的第二阶梯表面23之间。

空间部分30被设置在提供在轴10上的滚花部分11的轴插入方向上的尖侧。

此外，空间部分30的体积被设定为足够大于轴10的滚花部分11与转子芯20的压配部分25之间的压配施加裕量体积。

在轴向上延伸的多个(第一实施例中为8个)磁体外壳孔26以圆周方向被设置在转子芯20的外围，在其之间具有预定的间隔。

单个永磁体27嵌入每个磁体外壳孔26内，使得多个不同的极性(在第一实施例中为8个极(N极：4个、S极：4个))在圆周方向上交替磁极。

通过将轴10的尖部分14在轴向上从装配孔21的大直径孔24的压配部分25插入转子芯20，组装第一实施例的转子1。

此时，轴10的小直径部分13被压配到转子芯20的小直径孔22内，而轴10的滚花部分11被压配到转子芯20的压配部分25内。

当轴10的滚花部分11被压配到转子芯20的大直径孔24的压配部分25内时，由于滚花部分11被刮擦，产生诸如切屑的异物。

随着轴10的压配进行，异物被推入在轴插入方向上的尖侧的空间部分30。

接着，当轴10的凸缘部分15紧靠在轴插入方向上的端侧的转子芯20的端面并且压配完成时，被压配到转子芯20的小直径孔22内的轴10的小直径部分13也完成了，使得被推入空间部分30的异物变为密封在空间30中。

根据如上所述而配置的第一实施例的转子1，由轴10的小直径部分13的外围表面与转子芯20的大直径孔24的内壁表面所划分的空间部分30被设置在轴10的第一阶梯表面12与转子芯20的第二阶梯表面23之间。

因此，由于当转子芯20通过压配被装配和被固定在轴10的外周表面时，由滚花部分11被刮擦所产生的诸如切屑的异物被密封在空间部分30中，所以在转子1的旋转期间，没有异物被散射。

此外，有可能防止异物被捕获到压配部分内，而且有可能改善压配固定部分的质量。

此外，由于没有使用额外的零件(诸如环)，有可能在圆周方向和轴向上固定轴10和转子芯20同时避免零件的数量的增加。

此外，通过将多个钢板20a在轴向上层压和连接，形成了第一实施例的转子芯20。

因此，由于当通过冲孔来形成具有预定环形状的钢板20a时，通过将具有大直径孔24的钢板20a与具有小直径孔22的钢板20a冲孔有不同的内径，容易形成转子芯20的大直径孔24与小直径孔22之间的第二阶梯表面23，所以空间部分30能被容易地形成。

此外，根据第一实施例的转子1，空间部分30的体积被设定为足够大于轴10的滚花部分11与转子芯20的压配部分25的压配施加裕量体积。

因此，由于滚花部分11被刮擦所产生的诸如切屑的异物可被可靠地密封在空间部分30中而不会从其逃逸。

此外，在第一实施例中，轴10的滚花部分11被形成为锥形的形状，其直径随着在轴插入方向上从端侧延伸到尖侧而逐渐减小。

因此，由于有可能在将轴10压配到转子芯20的装配孔21内时减轻装配力，有可能容易地组装轴10和转子芯20。

[第二实施例]

将参考图3和4描述根据第二实施例的旋转电机的转子2。

尽管第二实施例的转子2与第一实施例具有相同的基本配置，它与第一实施例的转子1的不同点在于，增加了形成在轴10上的槽形空间部分31。

因此，在第二实施例中，与第一实施例中的组件相同或相似的组件被给予相同的参考标记，将不描述它们的结构和特性，以避免冗余的解释，而将描述不同点和要点。

与第一实施例的轴10类似，尖部分14、小直径部分13、第一阶梯表面12、滚花部分11、凸缘部分15和后端部分16以此顺序从轴插入方向上的尖侧(图3中的左侧)被设置在第二实施例的轴10上。

接着，轴10具有形成在滚花部分11的轴插入方向上的端侧端部分上的槽形空间部分31。

即，在圆周方向上绕一圈的环形槽形空间部分31被设置在转角处，在该转角处，在凸缘部分15的轴插入方向上的尖侧的端面与轴10的滚花部分11的外周表面相交。

槽形空间部分31具有环形开口，该环形开口在凸缘部分15的轴插入方向上的尖侧的端面上和滚花部分11的外周表面上都是开口的。

应该注意到，第二实施例的转子芯20与第一实施例的转子芯20是相同的，因此其详细的描述将被省略。

与第一实施例的转子1类似，通过将轴10的尖部分14在轴向上从装配孔21的大直径孔24的压配部分25插入转子芯20来组装第二实施例的转子2。

接着，当轴10的滚花部分11被压配到转子芯20的压配部分25内时，由滚花部分11被刮擦所产生的诸如切屑的异物随着轴10的压配进行而被推入在轴插入方向上的尖侧的空间部分30，而当压配完成时，异物变为密封在空间30中。

此时，当产生了细小的异物时，细小的异物可能通过滚花部分11的凹槽被推到轴插入方向上的端侧。

在第二实施例中，由于槽形空间部分31被设置在滚花部分11的轴插入方向上的端侧处，通过滚花部分11的凹槽被推到轴插入方向上的端侧的细小的异物变为密封在槽形空间部分31中。

因此，细小的异物不会因其被捕获在转子芯20在轴插入方向上的端面与凸缘部分15之间而干扰轴10压配至预定位置。

因此，由于槽形空间部分31的开口通过轴10压配至预定位置而被可靠地覆盖，细小的异物被可靠地密封在槽形空间部分31中。

根据如上所述而配置的第二实施例的转子2，由轴10的小直径部分13的外围表面与转子芯20的大直径孔24的内壁表面所划分的空间部分30被设置在轴10的第一阶梯表面12与转子芯20的第二阶梯表面23之间。

因此，由于当转子芯20通过压配被装配和被固定到轴10的外周表面时所产生的诸如切屑的异物被密封在空间部分30中，而且没有异物在转子1的旋转期间被散射，完成了如第一实施例的相同功能和效果。

具体地，在第二实施例的情况下，在圆周方向上绕一圈的环形槽形空间部分31被设置在转角处，在该转角处，在凸缘部分15的轴插入方向上的尖侧的端面与轴10的滚花部分11的外周表面相交。

因此，由于通过滚花部分11的凹槽被推到轴插入方向上的端侧的细小的异物能被可靠地密封在槽形空间部分31中，有可能可靠地防止异物在转子1的旋转期间散射。

其它实施例

本发明不限于上述实施例并且能被多样地修改而不背离本发明的范围。

例如，尽管将根据本发明的旋转电机的转子应用到车辆电动机的转子已经在上述实施例中被描述为示例，本发明还能为发电机或电动机所利用，以及还用于能被交替用作两者的旋转电机，作为安装在车辆中的旋转电机。

Claims

1.一种旋转电机的转子，包括：

轴(10)，具有由将滚花施加在所述轴的外围表面上所形成的滚花部分(11)；以及

转子芯(20)，具有装配和固定到所述轴的外围表面上的装配孔(21)；其中，

定义所述轴以轴向被插入所述转子芯的装配孔的方向作为轴插入方向，所述轴包括在所述轴插入方向上的端侧上的所述滚花部分，以及所述轴包括具有比所述滚花部分的直径小的直径的小直径部分(13)，所述小直径部分(13)经由第一阶梯表面(12)被设置在所述滚花部分的所述轴插入方向上的尖侧。

所述转子芯包括小直径孔(22)，所述小直径孔形成在所述装配孔的所述轴插入方向上的尖侧端部分并且所述小直径孔被压配到所述轴的小直径部分；大直径孔(24)，所述大直径孔具有大于所述小直径孔的内径的内径并且所述大直径孔经由第二阶梯表面(23)被设置在所述小直径孔的所述轴插入方向上的端侧；以及压配部分(25)，所述压配部分被压配到所述轴的滚花部分上并且被形成在所述大直径孔的轴插入方向上的端侧端部分；以及

空间部分(30)，由所述轴的小直径部分的外围表面和所述转子芯的大直径孔的内壁表面所划分，所述空间部分被设置在所述第一阶梯表面与所述第二阶梯表面之间。

2.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述轴包括环形凸缘部分(15)，所述环形凸缘部分在所述滚花部分的所述轴插入方向上的端侧以径向向外凸出；以及槽形空间部分(31)，所述槽形空间部分被设置在所述凸缘部分的所述轴插入方向上的尖侧的端面与所述轴的滚花部分的外周表面相交的位置处。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述转子芯由以所述轴向层压的和连接的多个钢板(20a)所形成。

4.如权利要求1到3中的任何一个所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述空间部分的体积大于所述轴的滚花部分与所述转子芯之间的压配施加裕量体积。

5.如权利要求1到4中的任何一个所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述滚花部分被形成为锥形的形状，其直径在所述轴插入方向上朝向尖侧逐渐减小。