CN110720169B - 马达的转子结构 - Google Patents

Abstract

在构成转子铁芯的积层钢板上，交替且等间隔地贯穿设置小径孔与大径孔。并且，通过以第2积层部分的大径孔与由包含与端板相邻的积层钢板的多片积层钢板积层而成的第1积层部分的小径孔相连的方式进行旋转积层，而能够于第1积层部分利用铆钉将端板紧固固定。

Description

马达的转子结构

技术领域

本发明涉及一种马达的转子结构。

背景技术

已知有一种马达的转子，在由多片积层钢板(电磁钢板)积层而成的转子铁芯的内部配置有永久磁铁(例如参考专利文献1)。并且，转子的结构为：在转子铁芯的两端部配置非磁性体的端板(end plate)，并利用铆钉等紧固部件将转子铁芯与两端部的端板固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-239813号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

构成转子铁芯的积层钢板的片数越多，转子在旋转轴线的方向上变得越长。所以，当在转子铁芯的两端部固定端板时，如果转子铁芯变长，则需要准备长度与其对应的铆钉等紧固部件。结果为，例如在大型马达中有可能无法应用铆钉等进行紧固，关于转子的结构，仍有改善的余地。

本发明提供一种即使不准备与转子的尺寸对应的紧固部件，也能够将转子铁芯与端板紧固的转子结构。

[解决问题的技术手段]

解决所述问题的马达的转子结构是以如下内容为主旨：具有由多片积层钢板积层而成的转子铁芯、配置于所述转子铁芯的内部的永久磁铁、及分别紧固固定在所述转子铁芯的两端部的端板，且在各积层钢板上，沿圆周方向交替且等间隔地贯穿设置有第1直径的第1孔与大于所述第1直径的第2直径的第2孔，在所述端板上贯穿设置有供紧固部件插通的插通孔，所述端板通过由所述紧固部件紧固而固定于所述转子铁芯的端部，所述紧固部件插通于包含与所述端板相邻的积层钢板的多片积层钢板的所述第1孔及所述插通孔，在将所述转子铁芯区分为由包含与所述端板相邻的积层钢板的多片积层钢板积层而成的第1积层部分、与夹于所述第1积层部分之间的第2积层部分时，所述第2积层部分中，包含与所述第1积层部分相邻的积层钢板的多片积层钢板以所述第2孔与所述第1积层部分中在转子的长度方向上相连的所述第1孔相连的方式旋转积层。

根据该转子结构，通过以第2积层部分的第2孔与第1积层部分的第1孔相连的方式进行旋转积层，能够在第1积层部分将端板紧固，从而能够将端板固定于转子铁芯。所以，即使不准备与转子的尺寸对应的紧固部件，也能够将转子铁芯与端板紧固。

在所述马达的转子结构中，所述端板也可以通过利用所述紧固部件的基座面夹持所述端板与所述第1积层部分的积层钢板，而固定于所述转子铁芯的端部。根据该转子结构，能够将端板牢固地固定于转子铁芯。

在所述马达的转子结构中，所述紧固部件也可以设为铆钉。根据该转子结构，可使紧固步骤变得简单。

在所述马达的转子结构中，也可以为与所述马达的极数对应的所述第1孔及所述第2孔的合计孔数是基于将P设为极数、将n设为正整数、将m设为正奇数时使用以下式(1)、(2)所算出的值A而设定的，P÷n＝B…(1)、B×m＝A…(2)，在式(2)中算出值A时的值B是由式(1)算出的值中的正偶数，将相当于由式(2)算出的值A中的4以上的正偶数的数设为所述合计孔数。根据该转子结构，可适当地设定与极数对应的第1孔与第2孔的合计孔数。

[发明的效果]

根据本发明，即使不准备与转子的尺寸对应的紧固部件，也能够将转子铁芯与端板紧固。

附图说明

图1是马达的示意图。

图2是转子的分解立体图。

图3是表示转子的紧固部分的剖视图。

具体实施方式

以下，基于图1～图3对将马达的转子结构具体化的一实施方式进行说明。

如图1所示，马达10是磁铁嵌入式马达，且具备转子(Rotor)11、及定子(stator)12。转子11及定子12均为圆筒状。转子11配置于定子12的内周。转子11的外周面与定子12的内周面介隔间隙而对向。在图1中，以实线表示可旋转地支撑转子11及转子11的轴13，以两点链线示意性地图示出定子12。定子12具备多个狭缝及将线圈卷绕在该狭缝间的齿，但在图1中省略了狭缝、齿及线圈。该实施方式的马达10的极数为“6”。

转子11具备将大致圆板状的积层钢板(电磁钢板)14积层多片(例如几十片)而成的圆筒状的转子铁芯15。构成转子铁芯15的多片积层钢板14全部为相同形状。在转子铁芯15的中心贯通插入有轴13。在该实施方式中，轴13与转子铁芯15是通过过盈配合而固定。并且，转子11是在转子铁芯15的外周面与定子12的齿空开指定间隔的状态下，经由轴13可旋转地支撑于未图示的外壳的轴承。

在转子铁芯15中，在配置隔磁磁桥16、17的状态下沿径向嵌入有多层永久磁铁18、19。详细来说，在转子铁芯15形成有永久磁铁插入孔20、21。并且，转子铁芯15是隔着嵌入至永久磁铁插入孔20的永久磁铁18配置有隔磁磁桥16，并且隔着嵌入至永久磁铁插入孔21的永久磁铁19配置有隔磁磁桥17。构成转子铁芯15的积层钢板14是通过冲切加工而形成。并且，在冲切加工时，冲切出可构成隔磁磁桥16、17及永久磁铁插入孔20、21的孔。隔磁磁桥16、17及永久磁铁插入孔20、21在积层多片积层钢板14而构成转子铁芯15时在转子铁芯15的长度方向上延伸。转子铁芯15的长度方向与轴13的轴线方向一致。

如图1及图2所示，在该实施方式的积层钢板14中，在被贯通插入轴13的轴孔22的周围贯穿设置有直径不同的多个孔。在直径不同的孔中，有作为第1直径的第1孔的小径孔23、及作为大于第1直径的第2直径的第2孔的大径孔24。小径孔23位于以轴孔22的中心P为基准每隔120度在圆周方向上错开的位置。于该实施方式中，小径孔23为3个。另外，大径孔24位于相邻的小径孔23之间，且位于以轴孔22的中心P为基准每隔120度在圆周方向上错开的位置。在该实施方式中，大径孔24有3个。也就是说，在该实施方式的积层钢板14沿轴孔22的周围形成有6个孔，且小径孔23与大径孔24在圆周方向上交替地配置。并且，交替地存在的小径孔23与大径孔24是以轴孔22的中心P为基准每隔60度存在，且在积层钢板14的圆周方向上等间隔地存在。此外，从轴孔22的中心P到小径孔23的中心为止的距离a、及从轴孔22的中心P到大径孔24的中心为止的距离a相同。所以，包含小径孔23及大径孔24的6个孔的中心位于以轴孔22的中心P作为圆心且以距离a作为半径的圆的圆周上、也就是相同的圆周上。

如图2所示，转子铁芯15是积层多片积层钢板14而构成，在转子铁芯15的两端部固定非磁性体(例如铝)的端板25、26。如果将位于转子铁芯15的两端部的积层钢板14设为积层钢板14a、14b，则端板25是以与积层钢板14a相邻的方式被固定，并且端板26是以与积层钢板14b相邻的方式被固定。转子铁芯15与端板25、26是通过紧固部件被紧固固定。该实施方式的紧固部件是图2中所示的铆钉28。在该实施方式中，铆钉28在端板25的紧固固定中使用3个，并且在端板26的紧固固定中使用3个。此外，铆钉28为可以从母材的单侧进行紧固的盲铆钉，在图2中，图示出紧固前的盲铆钉，但示出了法兰28a与铆钉主体28b作为盲铆钉的构成要素。

端板25、26是作为与积层钢板14大致相同的轮廓形状的大致圆板状的板。端板25、26为相同形状。另外，端板25、26是比积层钢板14厚的板，以使在取得转子11的旋转平衡性时可以进行切削加工等。另外，在端板25、26贯穿设置有被贯通插入轴13的轴孔30、及供铆钉28插通的插通孔31、32。在该实施方式中，插通孔31、32贯穿设置于在将积层钢板14与端板25、26重叠时与积层钢板14的小径孔23一致的位置。也就是说，插通孔31、32位于以轴孔30的中心为基准每隔120度在圆周方向上错开的位置。

以下，以该实施方式的转子结构、尤其是转子铁芯15与端板25、26的安装结构为中心进行说明。此外，转子11包括由多片积层钢板14积层而成的转子铁芯15、配置于转子铁芯15的内部的永久磁铁18、19、及分别紧固固定于转子铁芯15的两端部的端板25、26。

在像该实施方式的转子11那样积层多片积层钢板14而构成转子铁芯15时，积层钢板14例如通过铆接加工而固定。另外，转子铁芯15是为了不会因积层钢板14的厚度等的不均导致产生倾斜，而以如下方式进行旋转积层加工从而形成，该方式是使每次积层1片或多片积层钢板14时所积层的积层钢板14旋转指定角度而使厚度的不均消失。

并且，该实施方式的转子11通过像上文所述那样在形成转子铁芯15时进行积层钢板14的旋转积层加工，对转子铁芯15与端板25、26的安装结构进行研究。

该实施方式的转子11的结构是相对于处于被插通铆钉主体28b的部分的积层钢板14，将处于不被插通铆钉主体28b的部分的积层钢板14旋转积层指定角度。此外，以下，具体地说明转子11的结构，但为了使该说明变得容易，而在图2所示的转子11的分解立体图中，将被插通铆钉主体28b的部分作为第1积层部分S1，将不被插通铆钉主体28b的部分作为第2积层部分S2进行说明。此外，积层于第1积层部分S1的多片积层钢板14是以小径孔23彼此、及大径孔24彼此分别在转子铁芯15的长度方向上相连的方式固定。

在转子11中，因为在转子铁芯15的两端部分别固定端板25、26，所以如图2所示存在2个第1积层部分S1。并且，第2积层部分S2夹于分别被固定端板25、26的2个第1积层部分S1之间。另外，被固定端板25的第1积层部分S1是处于转子铁芯15的第1端部，且由包含与端板25相邻的积层钢板14a的多片积层钢板14积层而成的部分。另一方面，被固定端板26的第1积层部分S1是位于与转子铁芯15的第1端部相反的第2端部，且由包含与端板26相邻的积层钢板14b的多片积层钢板14积层而成的部分。此外，第1积层部分S1中的积层钢板14的积层片数是与铆钉主体28b的长度对应的片数。

第2积层部分S2中，包含与被固定端板25的第1积层部分S1相邻的积层钢板14c的多片积层钢板14以大径孔24与第1积层部分S1中在转子铁芯15的长度方向上相连的小径孔23相连的方式旋转积层。同样地，第2积层部分S2中，包含与被固定端板26的第1积层部分S1相连的积层钢板14d的指定的多片积层钢板14以大径孔24与第1积层部分S1中在转子铁芯15的长度方向上相连的小径孔23相连的方式旋转积层。也就是说，第2积层部分S2中的至少一部分、即与第1积层部分S1邻接的部分以大径孔24在长度方向上与第1积层部分S1的小径孔23重叠的角度(例如60度、180度)旋转积层。

图3是表示利用铆钉28将端板25与转子铁芯15紧固固定的状态的剖视图。此外，图3表示端板25中的1个部位的紧固部分，但其他2个部位的紧固部分也同样如此。像上文所述那样，当相对于第1积层部分S1使第2积层部分S2的至少一部分旋转积层时，在第1积层部分S1与第2积层部分S2的交界部分处，铆钉28的插通部位的孔径不同。具体来说，孔径从小径孔23的直径变成大径孔24的直径。所以，在积层有所需片数的积层钢板14的转子铁芯15的状态下，可以将端板25重叠于处于转子铁芯15的第1端部的积层钢板14a，使铆钉28插通于端板25的插通孔31及积层钢板14的小径孔23后紧固固定。也就是说，在盲铆钉的紧固作业中，在铆钉主体28b的前端重新形成比铆钉主体28b大径的紧固部28c，但该紧固部28c被插通于第2积层部分S2的大径孔24。所以，端板25与第1积层部分S1的积层钢板14被法兰28a的基座面Z1与紧固部28c的基座面Z2所夹持。结果为，转子铁芯15被紧固固定于端板25。关于所述端板25与转子铁芯15的紧固，在端板26与转子铁芯15的紧固中也同样如此。

此外，第2积层部分S2与第1积层部分S1中的积层钢板14的积层片数相比积层片数较多，该积层片数是由马达10中所需的转子11的大小所决定。也就是说，第2积层部分S2与第1积层部分S1相比，在转子铁芯15的长度方向上较长。所以，关于第2积层部分S2，只要如图3所示在与第1积层部分S1在转子铁芯15的长度方向上重叠的一部分小径孔23与大径孔24重叠即可，也可以在多个部分进行多次旋转积层。也就是说，在该实施方式的转子11的结构中，在不被插通紧固固定后的紧固部28c的部分，第2积层部分S2可以任意角度旋转积层。

以下，对该实施方式的转子结构的作用进行说明。

构成转子铁芯15的积层钢板14具备小径孔23及大径孔24。并且，转子铁芯15的积层钢板14是以作为被插通铆钉主体28b的部分的小径孔23与作为不被插通铆钉主体28b的部分的大径孔24在转子铁芯15的长度方向上相连的方式旋转积层。所以，在转子铁芯15中用于插通铆钉28以固定端板25、26的部分的长度可以缩短。也就是说，即使准备的铆钉28的长度小于转子铁芯15的全长，也能够将端板25、26紧固固定于转子铁芯15。

其次，对马达10的极数与贯穿设置于积层钢板14的小径孔23及大径孔24的合计孔数的关系进行说明。

与马达10的极数对应的小径孔23及大径孔24的合计孔数是基于将P设为极数、将n设为正整数、将m设为正奇数时使用以下式(1)、(2)所算出的值A而设定的。

P÷n＝B…(1)

B×m＝A…(2)

此处，在式(2)中算出值A时的值B是由式(1)算出的值中的正偶数。并且，合计孔数设为相当于由式(2)算出的值A中的4以上的正偶数的数。

具体地例示极数与合计孔数。

在实施方式中所说明的极数“6”的马达10时，根据式(1)，值B＝6、2。并且，根据式(2)，在设为值B＝6时，值A＝6、18、30、42…。另外，根据式(2)，在设为值B＝2时，值A＝6、10、14、18…。因而，在极数“6”的马达10时，合计孔数可以设定为6、10、14、18…。

关于在积层钢板14贯穿设置的孔(小径孔23及大径孔24)，如果考虑旋转时的平衡性，则优选为小径孔23与大径孔24交替存在且为等间隔。所以，合计孔数优选设为相当于由式(2)算出的值A中的4以上的正偶数的数。

另外，极数“4”的马达10的合计孔数可以从由所述式(1)、(2)算出的值A＝4、6、10、12…中进行设定。另外，极数“18”的马达10的合计孔数可以设定为由所述式(1)、(2)算出的值A＝6、10、14、18、22…。通过基于式(1)、(2)来设定合计孔数，而适当地设定与极数对应的合计孔数。此外，马达10的极中心与孔位置(小径孔23与大径孔24的位置)也可以不一致。

所以，该实施方式可以获得以下效果。

(1)通过以第2积层部分S2的大径孔24与第1积层部分S1的小径孔23相连的方式进行旋转积层，能够在第1积层部分S1紧固端板25、26。结果为，能够将端板25、26固定于转子铁芯15。所以，即使不准备长度与转子11的尺寸(长度)对应的铆钉28，也能够将转子铁芯15与端板25、26紧固。

(2)也就是说，第1积层部分S1的长度与转子11的长度相比较短。所以，即使准备的铆钉28的长度小于转子11的全长，也能够将端板25、26固定于转子铁芯15的端部。结果为，即使是具备大型转子11的马达10，也能提供能够应用的转子结构。

(3)另外，关于该实施方式的转子结构，也可不准备与转子11的长度对应的铆钉28，所以可以不拘泥于转子11的尺寸而将转子铁芯15与端板25、26的固定所使用的铆钉28通用化。结果为，能够降低马达10的制造成本，简化制造步骤。

(4)另外，关于该实施方式的转子结构，因为能够对转子铁芯15逐侧地进行固定端板25、26的作业，所以作业性优异。

(5)因为将小径孔23与大径孔24交替且等间隔地配置，所以不会因小径孔23及大径孔24的因素导致积层钢板14产生不平衡。所以，也不会增加调整转子11的旋转平衡性的作业量。

(6)通过在端板25、26与第1积层部分S1的积层钢板14的紧固中使用铆钉28，能够使紧固步骤变得简单。

(7)因为端板25、26与第1积层部分S1的积层钢板14被铆钉28的基座面Z1、Z2所夹持，所以能够将端板25、26牢固地固定于转子铁芯15。

此外，所述实施方式也可以如下所述进行变更。

○将端板25、26紧固于转子铁芯15的紧固部件也可以设为螺栓与螺帽。也就是说，如实施方式中说明的那样，只要利用紧固部件的基座面将端板25与第1积层部分S1、及端板26与第1积层部分S1夹持即可。在使用螺栓与螺帽时，只要将端板25与第1积层部分S1、及端板26与第1积层部分S1分别固定后，将这些第1积层部分S1固定于第2积层部分S2即可。

○构成转子铁芯15的各积层钢板14不限于铆接加工，也可以通过焊接加工或接着加工来固定。

○轴13与转子铁芯15也可以通过键来固定。此外，在通过键固定时，要考虑键与键槽的位置来进行旋转积层。

○如实施方式中说明的那样，与马达10的极数对应的孔数(小径孔23与大径孔24的合计数)可以任意变更。另外，实施方式中所说明的马达10的极数为示例，其极数可以任意变更。并且，在变更极数时，只要以实施方式中所说明的孔数在积层钢板14贯穿设置小径孔23与大径孔24即可。

○小径孔23的直径、及大径孔24的直径可以根据所使用的紧固部件的形状任意变更。例如在使用铆钉28时，小径孔23的直径为能够插通铆钉本体28b且比基座面Z1、Z2小的直径，大径孔24的直径为大于紧固部28c的直径。

[符号的说明]

10 马达

14、14a～14d 积层钢板

11 转子

15 转子铁芯

18、19 永久磁铁

25、26 端板

23 小径孔

24 大径孔

28 铆钉

31、32 插通孔

S1 第1积层部分

S2 第2积层部分

Z1、Z2 基座面

Claims (3)

1.一种马达的转子结构，其特征在于：具有由多片积层钢板积层而成的转子铁芯、配置于所述转子铁芯的内部的永久磁铁、及分别紧固固定在所述转子铁芯的两端部的端板，且

在各积层钢板上，沿圆周方向交替且等间隔地贯穿设置有第1直径的第1孔与大于所述第1直径的第2直径的第2孔，

在所述端板上，贯穿设置有供紧固部件插通的插通孔，

所述端板是通过由所述紧固部件紧固而固定于所述转子铁芯的端部，所述紧固部件插通于包含与所述端板相邻的积层钢板的多片积层钢板的所述第1孔及所述插通孔，

在将所述转子铁芯区分为由包含与所述端板相邻的积层钢板的多片积层钢板积层而成的第1积层部分、与夹于所述第1积层部分之间的第2积层部分时，所述第2积层部分中，包含与所述第1积层部分相邻的积层钢板的多片积层钢板，以所述第2孔与所述第1积层部分中在转子的长度方向上相连的所述第1孔相连的方式旋转积层，

所述端板是通过利用所述紧固部件的基座面夹持所述端板与所述第1积层部分的积层钢板而固定于所述转子铁芯的端部。

2.根据权利要求1所述的马达的转子结构，其中所述紧固部件为铆钉。

3.根据权利要求1或2所述的马达的转子结构，其中与所述马达的极数对应的所述第1孔及所述第2孔的合计孔数是基于将P设为极数、将n设为正整数、将m设为正奇数时使用以下式(1)、(2)所算出的值A而设定的，

P÷n＝B…(1)

B×m＝A…(2)

在式(2)中算出值A时的值B是由式(1)算出的值中的正偶数，将相当于由式(2)算出的值A中的4以上的正偶数的数设为所述合计孔数。

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