CN105576914A - 转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子的制造方法，该转子具有：泄漏防止孔(15)，形成于转子铁心(2)以防止从永久磁铁泄漏磁通；外周侧燕尾槽(20)，形成于泄漏防止孔(15)的外周侧的内壁；内周侧燕尾槽(21)，以与外周侧燕尾槽(20)对置的方式形成于泄漏防止孔(15)的内周侧的内壁；以及非磁性体桥接件(6)，两端部(61、62)与外周侧燕尾槽(20)和内周侧燕尾槽(21)卡合，其中，施加外力以使泄漏防止孔(15)的外周侧的内壁接近内周侧的内壁的方式进行弹性变形，在弹性变形的状态下，将非磁性体桥接件(6)插入外周侧燕尾槽(20)和内周侧燕尾槽(21)，在插入后，释放外力。

Description

转子的制造方法

技术领域

本发明涉及具有具备中心孔和形成于外周部的磁铁用孔的转子铁心、内置于该磁铁用孔的永久磁铁、被压入至该中心孔的转子轴的转子的制造方法。

背景技术

在混合动力车辆等的马达中，对于小型化的要求比通常的马达强。当实施小型化的情况下，存在马达的温度升高的趋势，因此一直以来面对的问题是高温下的磁铁的磁通密度降低的问题。为了防止高温下的磁通密度降低，将镝等稀土金属与磁铁材料混合。但是，稀土金属价格较高，产生成本增加的问题。

为了减少磁铁量，并且为了减少流过定子的电流量而降低马达的发热量，阻断转子铁心中的磁通的泄漏，减少马达的消耗电流为有效的方法。因此，在专利文献1中，通过将转子铁心分离成磁通流过的外周部件、以及内周部件，并以非磁性体桥接件将两者连结，由此来防止磁通向内周部件泄漏。另外，在专利文献2中，还记载有通过将用于增强磁铁插入孔的强度的桥接件形成为非磁性体来防止磁通泄漏的技术。

专利文献1：日本特开2010-193660号公报

专利文献2：日本特开2009-201269号公报

然而，在以往的转子中存在如下问题。

(1)在专利文献1中，将转子铁心分离成外周部件与内周部件，并通过非磁性体桥接件将两者固定，因此转子铁心的外径尺寸反映出安装精度的偏差，因此存在难以缩小定子与转子的间隙的问题。为了减少在定子中流过的电流量，想要缩小定子与转子的间隙，但难以实现。

另外，如果转子的外径尺寸变化，则不仅担心会与定子发生干扰，还存在马达的扭矩与损失变动的问题。

(2)在专利文献2中，为了防止位于磁铁插入孔的外侧的外周部受到离心力而向外侧扩张，利用非磁性体桥接件将外周部与位于磁铁插入孔的内侧的内周部连结。因此，非磁性体桥接件的两端部相对于外周部以及内周部的燕尾槽被压入并安装。在该压入工序中，非磁性体桥接件与燕尾槽内壁面摩擦，因此存在产生细小的切屑的问题。细小的切屑在马达被安装于混合动力车辆并进行运转时会侵入各个部位，成为故障的原因。

另外，当将非磁性体桥接件相对于一对燕尾槽的内壁以之间隔有间隙(余隙)的方式插入的情况下，存在由于离心力致使转子铁心的外周部产生变形的问题。尽管原本为了减少对于定子的电流供给量，转子的外周与定子之间的间隙较小，因此在转子铁心的外周部产生的变形较小，但由于转子与定子之间的间隙成比例地发生较大的变化，因此担心给转子的旋转造成负面影响。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题而形成的，其目的在于提供在将非磁性体桥接件的两端部装配于一对燕尾槽的工序中，完全没有摩擦所产生的切屑的转子的制造方法。

(1)为了解决上述课题，本发明的一方式提供一种转子的制造方法，该转子具有：具备中心孔以及形成于外周部的磁铁用孔的转子铁心；内置于该磁铁用孔的永久磁铁；压入该中心孔的转子轴，该转子的制造方法的特征在于，磁通泄漏防止用孔部，该磁通泄漏防止用孔部形成于上述转子铁心，以防止从上述永久磁铁泄漏磁通；外周侧燕尾槽，该外周侧燕尾槽形成于上述磁通泄漏防止用孔部的外周侧的内壁；内周侧燕尾槽，该内周侧燕尾槽以与上述外周侧燕尾槽对置的方式形成于上述磁通泄漏防止用孔部的内周侧的内壁；以及非磁性体桥接件，该非磁性体桥接件的两端部与上述外周侧燕尾槽和上述内周侧燕尾槽卡合，在上述转子的制造方法中，对上述转子铁心施加外力，使该转子铁心以上述磁通泄漏防止用孔部的上述外周侧的内壁接近上述内周侧的内壁的方式进行弹性变形，在使上述转子铁心弹性变形的状态下，将上述非磁性体桥接件的上述两端部分别插入上述外周侧燕尾槽和上述内周侧燕尾槽，在上述非磁性体桥接件的插入后，释放上述外力。

(2)在(1)所记载的转子的制造方法中，上述磁铁用孔具有：在上述转子铁心的圆周方向形成的圆周方向磁铁用孔；在上述转子铁心的半径方向形成于上述圆周方向磁铁用孔的圆周方向两侧的一对半径方向磁铁用孔，在上述转子铁心，在上述一对半径方向磁铁用孔的铁心外周侧形成有铁心外周连接部，在上述一对半径方向磁铁用孔的上述铁心连接部产生上述弹性变形。

(3)在(1)或者(2)所记载的转子的制造方法中，上述非磁性体桥接件为2根以上的非磁性体桥接件，上述非磁性体桥接件的各自的上述两端部为小尺寸的鼓起部，该小尺寸的鼓起部能够确保上述永久磁铁的磁通所通过的转子铁心的剖面积较大。

根据上述方式(1)，当将非磁性体桥接件插入一对燕尾槽时，在非磁性体桥接件与外周侧燕尾槽的内壁面以及非磁性体桥接件与内周侧燕尾槽的内壁面之间分别产生间隙，因此能够完全消除切屑的产生。另外，由于能够减少泄漏磁通，因此减少了磁铁量，能够削减马达的成本。

另外，在将非磁性体桥接件插入一对燕尾槽后，如果释放外力，则非磁性体桥接件与一对燕尾槽的内壁面以恒定的力接触，因此当对转子作用离心力时，转子铁心的外周部不会向半径方向外侧变形，能够始终恒定地保持转子与定子的间隙，无需担心给转子的旋转造成负面影响。

根据上述结构(2)，当施加外力时，一对铁心外周连接部进行弹性变形，因此能够以比较小的力得到足够的弹性变形，并且外周侧内壁相对于内周侧内壁维持平行状态不变地移动，因此能够通过微小的弹性变形均匀地形成非磁性体桥接件与一对燕尾槽内壁面的间隙。特别是，当使用多个非磁性体桥接件时，在各个非磁性体桥接件中，能够形成均匀的间隙，因此能够容易将多个非磁性体桥接件不与燕尾槽内壁面接触地插入。

根据上述结构(3)，能够较小地形成各个非磁性体桥接件的两端部的大小，当将磁通泄漏防止用孔以必要的面积形成时，能够进一步缩小遮挡永久磁铁的磁通所通过的转子铁心的剖面积的非磁性体桥接件的两端部的剖面积，其结果，能够确保永久磁铁的磁通所通过的剖面积较大。

附图说明

图1是示出本发明的本发明的实施方式中的转子的结构的图。

图2是图1的局部放大图。

图3是示出在图2中未装配永久磁铁的状态的图。

图4是示出施加按压力的状态的图。

图5是图4的局部放大图，且是示出插入非磁性体桥接件的状态的图。

图6是示出释放按压力的状态的图。

图7是示出图6的局部放大图。

图8是示出按压转子铁心的工序的图。

图9是示出外径变化的数据图。

图10是示出非磁性体桥接件的倒角状态的图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本实施方式的转子铁心的制造方法进行详细说明。图1中示出转子1的结构图，图2中示出转子1的局部放大图，图3中示出在图2的局部放大图中未装配永久磁铁3、4、5与非磁性体桥接件6的图。

转子铁心2通过将几百张利用冲压机对0.1～0.3mm的厚度的磁性钢板进行冲裁而成的薄板重叠而构成。在各个薄板上形成有多个未图示的半切断的燕尾榫(dowel)，薄板通过将燕尾榫的凸部与相邻的燕尾榫的凹部嵌合而重合。由此，第1磁铁孔12、第2磁铁孔13、第3磁铁孔14等形成为内壁面被高精度地整合。

在转子铁心2的中心孔11嵌合有转子轴10。在转子铁心2的外周部，沿周方向每隔相等角度(45度)在8个部位形成作为圆周方向磁铁用孔的第1磁铁孔12(12A～42H)，在各个孔中装配永久磁铁3(3A～3H)。永久磁铁3的磁极例如形成为外周侧为N极、内周侧为S极。

在转子铁心2的圆周方向上的各第1磁铁孔12的两侧，形成有在转子铁心2的半径方向(大致半径方向)形成的作为一对半径方向磁铁用孔的第2磁铁孔13、第3磁铁孔14。在第2磁铁孔13的铁心外周侧形成有铁心外周连接部16。另外，在第3磁铁孔14的铁心外周侧形成有铁心外周连接部17。

在第2磁铁孔13装配永久磁铁4。永久磁铁4形成为接近永久磁铁3的面为N极，相反侧的面为S极。另外，在第3磁铁孔14装配永久磁铁5。永久磁铁5形成为接近永久磁铁3的面为N极、相反侧的面为S极。

在第2磁铁孔13与第3磁铁孔14之间形成有泄漏防止孔15，以便防止磁通从永久磁铁3、4、5泄漏。利用泄漏防止孔15，使得第2磁铁孔13与第3磁铁孔14作为孔相连。

另外，在转子铁心2的周方向上的各第1磁铁孔12的两侧，形成有一对泄漏防止孔18、19，以便防止磁通的泄漏。如此是为了在定子侧的齿接近时，使永久磁铁3的磁通向泄漏防止孔18、19与转子铁心2的外周之间集中。

在泄漏防止孔15的外周侧的内壁15a形成有8个外周侧燕尾槽20(20a-20h)。在泄漏防止孔15的内周侧的内壁15b，与外周侧燕尾槽20a-20h对置地形成有内周侧燕尾槽21(21a-21h)。在外周侧燕尾槽20a-20h与内周侧燕尾槽21a-21h的分别对置的燕尾槽中，装配非磁性体桥接件6(6a-6h)的一方的端部61(61a-61h)与另一方的端部62(62a-62h)(参照图5)。

在图1中，第1磁铁孔12(12A-12H)中的、未装配永久磁铁3(3A-3H)的空间通过树脂模塑被填埋。另外，第2磁铁孔13中的、未装配永久磁铁4(4A-4H)的空间通过树脂模塑被填埋。进而，第3磁铁孔14中的、未装配永久磁铁5(5A-5H)的空间通过树脂模塑被填埋。

如图5所示，非磁性体桥接件6(6a-6h)在长度方向(图5的上下方向)的一方的端部具备作为鼓起部的端部61(61a-61h)，在另一方的端部具备作为鼓起部的端部62(62a-62h)。在端部61，在另一方的端部62侧形成有曲面611(611a-611h)。另外，在端部62，在另一方的端部61侧形成有曲面621(621a-621h)。

非磁性体桥接件6形成图5所示的剖面具有以与垂直于图1的纸面的方向(转子铁心2的轴向)上的转子铁心2的厚度相同的尺寸长度连续的高度的I型材的形状。在该非磁性体桥接件6的I型材的形状的高度方向上的两端面中的一方的端面的两端部61、62的整周上，如图10所示，形成有倒角63(63a、63b)。该倒角仅形成于各非磁性体桥接件6的一方的端面，在另一方的端面不形成。

此外，以从形成各倒角的一方的端面侧插入的方式将非磁性体桥接件6a相对于转子铁心2从图10的下方向上方插入，并将非磁性体桥接件6b相对于转子铁心2从上向下插入。在本实施方式中，插入8个非磁性体桥接件6a-6h，不过非磁性体桥接件6a、6c、6e、6g从下向上插入，非磁性体桥接件6b、6d、6f、6h从上向下插入。

在本实施方式中，从端面起的倒角63的长度(图10中的上下方向的长度)为0.3～0.5mm，是构成转子铁心2的层叠的钢板的厚度的1、2张厚度的长度，因此处于与倒角63对应的位置的钢板不与非磁性体桥接件6接触，处于自由状态。但是，根据本实施方式，由于将非磁性体桥接件6a-6h相对于转子铁心2交替地从相反方向插入，因此即使是处于转子铁心2的端面的钢板，也会被四个非磁性体桥接件按压保持，抑制端面的钢板由于离心力朝半径方向外侧变形。此外，在本实施方式中，将非磁性体桥接件6作为一体物形成，不过也可以将非磁性体钢板层叠构成。

接下来，基于附图对非磁性体桥接件6的插入方法进行说明。图8中示出永久磁铁3、4、5以及非磁性体桥接件6装配前的转子铁心2的状态。示出通过使8个压缩单元30A～30H朝转子铁心2的半径方向内侧移动，从而以规定的按压力F将转子铁心2在8个位置按压压缩的状态。图4中示出该状态下的局部放大图。在本实施方式中，虽然将转子铁心2在8个位置同时按压压缩，不过可以利用在转子铁心2的直径方向上对置的部分、例如压缩单元30A与30E仅按压压缩2个位置。

如图4所示，沿着转子铁心2的第1磁铁孔12的中心线施加按压力F。第1磁铁孔12、第2磁铁孔13、第3磁铁孔14以及泄漏防止孔15相对于第1磁铁孔12的中心线呈线对称构成，因此铁心外周连接部16、17通过按压力F均等地弹性变形。由此，泄漏防止孔15的外周侧的内壁15a相对于内周侧的内壁15b保持着平行的关系不变地接近，外周侧燕尾槽20a～20h分别沿彼此的中心线相对于内周侧燕尾槽21a～21h接近。

在该状态下，将8个非磁性体桥接件6a～6h同时插入转子铁心2。即、4个非磁性体桥接件6a、6c、6e、6g从图4的纸面里侧向纸面表侧插入，非磁性体桥接件6b、6d、6f、6h从纸面表侧向纸面里侧插入。

此时，将非磁性体桥接件6的端部61a～61h插入转子铁心2的外周侧燕尾槽20a～20h，同时将端部62a～62h插入内周侧燕尾槽21a～21h。将该插入时的状态(也是插入后的状态)在图5中仅放大示出1个部位。

如图5所示，利用按压力F，使泄漏防止孔15的外周侧的内壁15a以保持平行状态接近内周侧的内壁15b，因此非磁性体桥接件6的一方的端部61的、形成于另一方的端部62侧的曲面611与形成于外周侧燕尾槽20的开口部附近的曲面201(201a～201h)维持规定的间隙。同时，非磁性体桥接件6的另一方的端部62的、形成于一方的端部61侧的曲面621与形成于内周侧燕尾槽21的开口部附近的曲面211(211a～211h)维持规定的间隙。

保持图5的状态不变，将非磁性体桥接件6的两端部61、62插入外周侧燕尾槽20以及内周侧燕尾槽21，因此端部61的全外周与外周侧燕尾槽20的内壁面维持规定的间隙，同时端部62的全外周与内周侧燕尾槽21的内壁面维持规定的间隙，因此完全消除切屑的产生。

接下来，如图6所示，释放施加于转子铁心2的按压力F。即，在非磁性体桥接件6插入后，使压缩单元30A～30H向转子铁心2的半径方向外侧移动，释放外力(按压力F)。由此，非磁性体桥接件6a～6h的端部61a～61h的曲面611a～611h与作为外周侧燕尾槽20a～20h的内壁面的曲面201a～201h以恒定的力接触。另外，非磁性体桥接件6a～6h的端部62a～62h的曲面621a～621h与作为内周侧燕尾槽21a～21h的内壁面的曲面211a～211h以恒定的力接触。此外，其中，将图6的M部放大示出在图7中。

由此，当在转子1作用离心力时，转子铁心2的外周部不向半径方向外侧变形，能够始终恒定地确保转子1与定子的间隙，无需担心给转子1的旋转造成负面影响。

另一方面，为了避免由于压入非磁性体桥接件6所产生的切屑，还考虑形成松动嵌合的间隙嵌合。但是，在该情况下会产生以下的问题。

在图9的曲线图中，示出马达的转速与转子铁心2的外径尺寸变化的关系。在本实施方式中，转子铁心2的外径尺寸为200mm～300mm。曲线图的横轴为马达(转子)的转速，单位为1000rpm。曲线图的纵轴为转子铁心2的外径变化量，单位为mm。

在图9中，N1为间隙嵌合的转子铁心的结果，不过非磁性体桥接件的两端部与燕尾槽内壁的间隙的大小具有波动。N2为本实施方式的转子铁心2的结果。在转子铁心2中，全部的非磁性体桥接件6的两端部61、62的曲面611、621与燕尾槽20、21的曲面201、211处于始终接触的状态。

如果转子转速为常用转速的一半的转速，则在N1中外径变化量以0.01mm的等级变化，而在N2中几乎为0。由此，根据本实施方式的转子铁心2可见，尽管转子转速升高，也几乎不产生外径变化。

图2中以箭头示出永久磁铁4、5的磁通的流动G。磁通的流动G被认为存在直至非磁性体桥接件6的端部61a～61h的附近。

对于各泄漏防止孔15，当将非磁性体桥接件6的个数形成为1个的情况下，根据强度上的必要性，端部61存在形成为极大尺寸(剖面积)的鼓起部的可能性，因此会遮挡磁通的流动G，担心磁通密度降低。在本实施方式中，通过设置8个非磁性体桥接件6a～6h，分散必要的强度的负担，与上述1个非磁性体桥接件6的情况相比，缩小了各个端部61a～61h的大小(剖面积)，因此能够确保磁通所通过的转子铁心2的剖面积较大，遮挡磁通的流动G的情况减少。

(1)如上文中详细说明的那样，根据本实施方式的转子的制造方法，转子1具有：具备中心孔11以及形成于外周部的第1～第3磁铁孔12、13、14的转子铁心2；内置于第1～第3磁铁孔12、13、14的永久磁铁3、4、5；以及压入中心孔11的转子轴10，该转子的制造方法的特征在于，上述转子1具有：泄漏防止孔15，该泄漏防止孔15形成于转子铁心2以防止从永久磁铁泄漏磁通；形成于泄漏防止孔15的外周侧的内壁15a的外周侧燕尾槽20；以与外周侧燕尾槽20对置的方式形成于泄漏防止孔15的内周侧的内壁15b的内周侧燕尾槽21；以及两端部61、62与外周侧燕尾槽20和内周侧燕尾槽21卡合的非磁性体桥接件6，对转子铁心2施加外力(按压力F)，使转子铁心2以泄漏防止孔15的外周侧的内壁15a接近内周侧的内壁15b的方式弹性变形，在使转子铁心2弹性变形的状态下，将非磁性体桥接件6的两端部61、62分别插入外周侧燕尾槽20与内周侧燕尾槽21，在非磁性体桥接件6的插入后，释放外力，因此，当将非磁性体桥接件6插入一对燕尾槽20、21时，在非磁性体桥接件6与外周侧燕尾槽20的内壁面以及非磁性体桥接件6与内周侧燕尾槽21的内壁面之间分别存在间隙，因此能够完全消除切屑的发生。另外，能够减少泄漏磁通，因此减少了磁铁量，能够削减马达的成本。

另外，在将非磁性体桥接件6插入燕尾槽20、21后，如果释放外力，则非磁性体桥接件6与一对燕尾槽20、21的内壁面以恒定的力接触，因此当对转子1作用离心力时，转子铁心2的外周部不会向半径方向外侧变形，能够始终恒定地确保转子1与定子的间隙，无需担心给转子1的旋转造成负面影响。

(2)在(1)所记载的转子的制造方法中，其特征在于，磁铁用孔具有：在转子铁心2的圆周方向形成的第1磁铁孔12；在转子铁心2的半径方向形成于第1磁铁孔12的圆周方向两侧的第2磁铁孔13以及第3磁铁孔14，在转子铁心2，在第2磁铁孔13与第3磁铁孔14的铁心外周侧形成有铁心外周连接部16、17，在铁心外周连接部16、17产生弹性变形，因此当对转子铁心2施加外力时，一对铁心外周连接部16、17进行弹性变形，因此能够以比较小的力得到足够的弹性变形，并且泄漏防止孔15的外周侧内壁15a相对于内周侧内壁15b以保持平行状态不变的方式移动，因此能够通过微小的弹性变形均匀地形成非磁性体桥接件6与一对燕尾槽20、21的内壁面的间隙。特别是，当使用多个非磁性体桥接件6时，在各个非磁性体桥接件6a-6h中，能够形成均匀的间隙，因此能够容易将多个非磁性体桥接件6a-6h不与燕尾槽20、21的内壁面接触地插入。

(3)在(1)或者(2)所记载的转子的制造方法中，其特征在于，非磁性体桥接件6为2个以上的非磁性体桥接件，非磁性体桥接件6的各自的两端部61、62为小尺寸的鼓起部，该小尺寸的鼓起部能够确保永久磁铁3、4、5的磁通所通过的转子铁心2的剖面积较大，因此能够较小地形成各个非磁性体桥接件6的两端部61、62的大小，当将泄漏防止孔15以必要的面积形成时，能够进一步缩小遮挡永久磁铁3、4、5的磁通所通过的转子铁心2的剖面积的各非磁性体桥接件6的两端部61、62的剖面积，其结果，能够确保永久磁铁3、4、5的磁通所通过的剖面积较大。

上述的本实施方式可以在不变更本发明的主旨的范围内进行变更。例如，在本实施方式中，使用8个非磁性体桥接件6，不过也可以为2个、4个、6个、10个。

产业上的利用可能性

本发明能够作为在混合动力车辆中使用的马达用的转子的制造方法加以利用。

其中，附图标记说明如下：

1：转子；2：转子铁心；3、4、5：永久磁铁；6：非磁性体桥接件；10：转子轴；12：第1磁铁孔；13：第2磁铁孔；14：第3磁铁孔；15：泄漏防止孔；16、17：铁心外周连接部；20：外周侧燕尾槽；21：内周侧燕尾槽。

Claims (3)

1.一种转子的制造方法，该转子具有：具备中心孔以及形成于外周部的磁铁用孔的转子铁心；内置于该磁铁用孔的永久磁铁；以及压入该中心孔的转子轴，

该转子的制造方法的特征在于，

所述转子具有：

磁通泄漏防止用孔部，该磁通泄漏防止用孔部形成于所述转子铁心，以防止从所述永久磁铁泄漏磁通；

外周侧燕尾槽，该外周侧燕尾槽形成于所述磁通泄漏防止用孔部的外周侧的内壁；

内周侧燕尾槽，该内周侧燕尾槽以与所述外周侧燕尾槽对置的方式形成于所述磁通泄漏防止用孔部的内周侧的内壁；以及

非磁性体桥接件，该非磁性体桥接件的两端部与所述外周侧燕尾槽和所述内周侧燕尾槽卡合，

在所述转子的制造方法中，

对所述转子铁心施加外力，使该转子铁心以所述磁通泄漏防止用孔部的所述外周侧的内壁接近所述内周侧的内壁的方式进行弹性变形，

在使所述转子铁心弹性变形的状态下，将所述非磁性体桥接件的所述两端部分别插入所述外周侧燕尾槽和所述内周侧燕尾槽，

在所述非磁性体桥接件的插入后，释放所述外力。

2.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，

所述磁铁用孔具有：在所述转子铁心的圆周方向形成的圆周方向磁铁用孔；在所述转子铁心的半径方向形成于所述圆周方向磁铁用孔的圆周方向两侧的一对半径方向磁铁用孔，

在所述转子铁心，在所述一对半径方向磁铁用孔的铁心外周侧形成有铁心外周连接部，

在所述一对半径方向磁铁用孔的所述铁心连接部产生所述弹性变形。

3.根据权利要求1或2所述的转子的制造方法，其特征在于，

所述非磁性体桥接件为2个以上的非磁性体桥接件，所述非磁性体桥接件的各自的所述两端部为小尺寸的鼓起部，该小尺寸的鼓起部能够确保所述永久磁铁的磁通所通过的转子铁心的剖面积较大。