CN107005108A - 旋转电机的转子构造 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机的转子构造，其中，中空形状的转子铁芯(20)的内周面与在转子铁芯(20)的中空部中插入的轴(30)的外周面通过凹凸进行卡合而形成转子(10)，该旋转电机的转子构造具有：第1护圈(41)，其抵接于转子铁芯(20)的一个端部；以及第2护圈(40)，其抵接于第1护圈(41)的与转子铁芯(20)抵接的面相反一侧的面，该第2护圈(40)将第1护圈(41)及转子铁芯(20)向轴(30)进行固定，在转子(10)处形成的多个滑动面之中，在第1护圈(41)和第2护圈(40)之间形成的第1滑动面(80)的静摩擦系数最小。

Description

旋转电机的转子构造

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的转子构造，详细地说，涉及一种在中空形状的转子铁芯的中空部中嵌入轴而固定的旋转电机的转子构造。

背景技术

当前，作为这种构造，已知转子铁芯与轴的凹凸卡合。另外，已知为了降低在该凹凸部产生的应力而在凹凸部处注入树脂的技术(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-49787号公报

发明内容

然而，如果多次对凹凸部施加力，则有可能树脂变形而在凹凸部处产生间隙。如果在凹凸部处产生了间隙，则在凹凸部处会产生由于晃动而造成的冲击，转子的耐久性有可能变差。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够缓和在凹凸部处产生的冲击的旋转电机的转子构造。

本发明的一个方式涉及的旋转电机的转子构造具有：第1护圈，其抵接于转子铁芯的一个端部；以及第2护圈，其抵接于第1护圈的与转子铁芯抵接的面相反一侧的面，该第2护圈将第1护圈及转子铁芯向轴进行固定，在转子处形成的多个滑动面之中，在第1护圈和第2护圈之间形成的第1滑动面的静摩擦系数最小。

附图说明

图1(a)是本发明的第1实施方式涉及的转子的分解图。图1(b)是本发明的第1实施方式涉及的转子的结构图。

图2是图1(b)所示的A-A线剖视图。

图3是图1(b)所示的B-B线剖视图。

图4是说明本发明的第1实施方式涉及的润滑处理的图。

图5是说明本发明的第2实施方式涉及的润滑处理的图。

图6是说明本发明的第3实施方式涉及的润滑处理的图。

图7是说明本发明的其他实施方式涉及的润滑处理的图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在附图的记载中对相同部分标注相同标号，并省略说明。

[第1实施方式]

参照图1(a)及(b)，对本发明的第1实施方式涉及的转子10的结构进行说明。在下面的说明中，将图1(a)及(b)中的附图左方设为轴向前端侧，将附图右方设为轴向基端侧。

图1(a)所示的转子10是在形成为圆筒状的定子(未图示)的内周侧隔开规定的微小间隔而配置的内置型的转子，例如在旋转电机(在车辆上搭载的电动机、发电机)中使用。转子10由下述部件构成，即：中空形状的转子铁芯20、在转子铁芯20的中空部中插入的轴30、永磁体60、以及3个护圈40、41、42。

转子铁芯20由沿轴30的轴向排列而配置的多个(在第1实施方式中为2个)中空圆筒形状的铁芯块体20a及铁芯块体20b构成。在铁芯块体20a及铁芯块体20b形成多个磁体孔50，在该磁体孔50中插入永磁体60。另外，铁芯块体20a及铁芯块体20b是由多片电磁钢板层叠而形成的。

护圈41抵接于转子铁芯20的轴向前端侧，护圈42抵接于转子铁芯20的轴向基端侧。并且，护圈40抵接于护圈41的轴向前端侧、即护圈41的与转子铁芯20抵接的表面相反一侧的表面。

护圈41及护圈42对由磁力造成的电磁钢板的分离、永磁体60的飞散进行抑制。

护圈40是将转子铁芯20及护圈41向轴30进行固定，用于防止轴30相对于转子铁芯20的轴向的偏移、轴30从转子铁芯20脱离的防脱部件。护圈40可以采用环状的部件而通过压入或热压配合等实现过盈配合，也可以作为螺母，在被螺纹加工后的轴处拧紧而紧固。

轴30具有凸缘30a。凸缘30a位于轴30的端部，是与轴30相比直径形成得大的部分。另外，凸缘30a抵接于护圈42的与转子铁芯20抵接的表面相反一侧的表面，防止转子铁芯20的向轴向基端侧的移动。

下面，参照图2，对转子铁芯20与轴30的嵌合进行说明。如图2所示，在转子铁芯20的内周面形成凸部70，在轴30的外周面形成凹部71。转子铁芯20与轴30通过在凸部70及凹部71处嵌合而进行卡合。此外，也可以在转子铁芯20形成凹部，在轴30形成凸部。

在第1实施方式中，转子铁芯20与轴30的嵌合是作为间隙配合而进行说明的，但本发明也能够应用于轻压入等过渡配合。

下面，说明转子铁芯20的旋转力向轴30进行传递的路径。

转子铁芯20的旋转力传递至与转子铁芯20抵接的护圈41，然后传递至与护圈41抵接的护圈40，然后向被护圈40紧固的轴30进行传递。该传递力为静摩擦力，作为静摩擦系数与垂直阻力的积而求出。在转子铁芯20的旋转力超过所谓的最大静摩擦力时，转子铁芯20与轴30发生相对的滑动。

通常最大静摩擦力比动摩擦力大，与成为最大静摩擦力与动摩擦力之差的力的大小相对应地，转子铁芯20相对于轴30进行加速。并且，转子铁芯20与轴30在凹凸部的侧面发生碰撞，瞬间在凹凸部的侧面产生大的冲击。

为了缓和在凹凸部的侧面产生的冲击，延长从转子铁芯20与轴30发生碰撞的瞬间起、至降低转子铁芯20的速度而使转子铁芯20停止为止的时间，或者降低即将碰撞前的转子铁芯20与轴30的相对动能即可。

在第1实施方式中，为了降低即将碰撞前的转子铁芯20与轴30的相对动能，如图3所示，在下述部位实施润滑处理，即：滑动面80，其形成于护圈40和护圈41之间；滑动面81，其形成于护圈41和铁芯块体20a之间；滑动面82，其形成于铁芯块体20b和护圈42之间；以及滑动面83，其形成于护圈42和轴30的凸缘30a之间。

下面，参照图4对润滑处理的一个例子进行说明。第1实施方式涉及的润滑处理是在图3所示的各滑动面80～83处涂敷润滑剂90～93。此时，在第1实施方式中，以滑动面80的最大静摩擦力与其他3个滑动面81、82、83的最大静摩擦力相比成为最小的方式、即以滑动面80的静摩擦系数成为最小的方式，在各滑动面80～83处涂敷润滑剂90～93。此外，作为润滑剂，能够使用例如氟类树脂。

在第1实施方式的转子构造中，通过在各滑动面80～83处实施润滑处理，能够降低各滑动面80～83的静摩擦力，能够使静摩擦力与动摩擦力之差变小。与未实施润滑处理的情况相比，在第1实施方式的转子构造中，能够以小的旋转力使转子铁芯20与轴30发生相对的滑动。由此，与发生滑动时的力所变小的量相对应地，加速度也变小，凸部70即将碰撞凹部71前的相对速度也变小。由此，第1实施方式的转子构造能够降低转子铁芯20与轴30的相对动能，能够缓和在凹凸部的侧面产生的冲击。

另外，在第1实施方式的转子构造中，以滑动面80的最大静摩擦力与其他3个滑动面81、82、83的最大静摩擦力相比成为最小的方式，在各滑动面80～83处实施润滑处理。由此，第1实施方式的转子构造能够进一步降低转子铁芯20与轴30的相对动能，能够缓和在凹凸部的侧面产生的冲击。

此外，除了润滑处理以外，作为用于使滑动面80的最大静摩擦力成为最小的方案，也可以通过适当选择构成转子10的各部位的材料而实现，也可以通过使各部位的表面形状物理地平滑化而实现。

[第2实施方式]

下面，参照图5，对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式与第1实施方式的不同之处在于减少了实施润滑处理的滑动面。

在第2实施方式中，如图5所示，利用粘接剂将护圈41和铁芯块体20a进行固定，同样地，利用粘接剂将铁芯块体20b和护圈42进行固定。由此，在护圈41及护圈42处形成的滑动面限定为图3所示的滑动面80及滑动面83。换言之，实施润滑处理的滑动面从第1实施方式的4个面减少至2个面。

在第2实施方式的转子构造中，通过减少实施润滑处理的滑动面，能够降低成本。另外，在第2实施方式的转子构造中，由于实施润滑处理的滑动面成为2个面，因此能够容易地对通过实施润滑处理而形成的膜厚进行管理。即，在第2实施方式的转子构造中，能够容易地使滑动面80及滑动面83的润滑剂的膜厚平滑化，护圈40及护圈41的面压变得均一，从而使滑动所需的旋转力变小，能够稳定化。

另外，在第2实施方式中，也可以以滑动面80的最大静摩擦力和滑动面83的最大静摩擦力相同的方式、即滑动面80的静摩擦系数和滑动面83的静摩擦系数相同的方式而实施润滑处理。由此，第2实施方式涉及的转子铁芯20能够更顺滑地进行滑动。

[第3实施方式]

下面，参照图6，对本发明的第3实施方式进行说明。第3实施方式与第2实施方式的不同之处在于，进一步减少了实施润滑处理的滑动面。

在第3实施方式中，如图6所示，仅在护圈40与护圈41的滑动面80处实施润滑处理。

如果转子铁芯20开始旋转，则转子铁芯20的实施了润滑处理的端部(下面称为处理端部)由于静摩擦力低而立刻开始滑动。另一方面，转子铁芯20的未实施润滑处理的另一个端部(下面，称为未处理端部)直至转子铁芯20的旋转力超过静摩擦力为止固定于轴30。转子铁芯20是将薄的电磁钢板层叠而构成的，因此容易在旋转方向上发生扭曲，处理端部会缓慢地进行旋转，直至将转子铁芯20与轴30的凹凸部的间隙堵塞为止。在转子铁芯20的旋转力超过了未处理端部的静摩擦力时，由于处理端部的凸部70已经与凹部71接触，因此向凹凸部的侧面的冲击得到缓和。另外，在第3实施方式的转子构造中，由于实施润滑处理的滑动面成为1个面，因此能够降低成本。

另外，关于通过实施润滑处理而形成的润滑剂的膜厚，也可以在各滑动面处使膜厚不同。例如，图3所示的滑动面82以宽阔的面积进行接触，用于承受来自凸缘30a的载荷的滑动面的中心部分的面压最高。与之相对地，在滑动面83处，由于来自凸缘30a的载荷导致滑动面的端部的面压最高，因此与滑动面82相比，滑动面83的磨损的发展更快。因此，通过对滑动面83使用较硬的润滑剂，或者使膜变厚，能够抑制磨损的发展。这样，通过在各滑动面设定适当的润滑处理，能够实现高寿命·高耐久的转子10。

此外，在转子铁芯20与轴30的嵌合采用过渡配合的情况下，在转子铁芯20和轴30之间形成滑动面。在该情况下，如图7所示，也可以在转子铁芯20与轴30的滑动面处涂敷润滑剂94。由此，能够降低转子铁芯20与轴30的滑动面的静摩擦力。另外，即使在转子铁芯20与轴30的嵌合采用间隙配合的情况下，也可以在转子铁芯20与轴30的间隙实施润滑处理。

此外，上述的润滑处理能够采用例如将石墨、氟树脂等涂覆于表面而成的固体润滑处理。由此，由于无需润滑剂的循环机构，因此能够将转子10及旋转电机的构造简化。另外，如果采用固体润滑处理，则由于无需因为润滑剂的劣化而进行更换、补充，因此能够降低转子10的保养涉及的成本。

如上所述，对本发明的实施方式进行了记载，但不应理解为本发明限定于构成本公开的一部分的论述及附图。根据本公开，本领域技术人员会想到各种替代实施方式、实施例以及运用技术。

标号的说明

10 转子

20 转子铁芯

30 轴

40、41、42 护圈

80、81、82、83 滑动面

Claims (8)

1.一种旋转电机的转子构造，其中，中空形状的转子铁芯的内周面与在所述转子铁芯的中空部中插入的轴的外周面通过凹凸进行卡合而形成转子，该旋转电机的转子构造的特征在于，具有：

第1护圈，其抵接于所述转子铁芯的一个端部；以及

第2护圈，其抵接于所述第1护圈的与所述转子铁芯抵接的面相反一侧的面，该第2护圈将所述第1护圈及所述转子铁芯向所述轴进行固定，

在所述转子处形成的多个滑动面之中，在所述第1护圈和所述第2护圈之间形成的第1滑动面的静摩擦系数最小。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

所述第1滑动面被实施润滑处理，以使得在所述转子处形成的多个滑动面之中该第1滑动面的静摩擦系数最小。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

还具有第3护圈，该第3护圈设置于所述转子铁芯的另一个端部，

在第2滑动面实施润滑处理，该第2滑动面形成于所述第3护圈和设置于所述轴的凸缘之间。

4.根据权利要求3所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

所述第1滑动面的静摩擦系数与所述第2滑动面的静摩擦系数相同。

5.根据权利要求3或4所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

在第3滑动面和第4滑动面实施润滑处理，该第3滑动面形成于所述第1护圈和所述转子铁芯之间，该第4滑动面形成于所述第3护圈和所述转子铁芯之间。

6.根据权利要求5所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

在所述第4滑动面通过实施所述润滑处理而形成的膜厚的厚度，比在所述第2滑动面通过实施所述润滑处理而形成的膜厚的厚度更薄。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

在第5滑动面实施润滑处理，该第5滑动面形成于所述转子铁芯和所述轴之间。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的旋转电机的转子构造，其特征在于，

所述润滑处理为固体润滑处理。