CN111030343B - 转子铁心 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子铁心，其能够抑制由离心力引起的转子轴孔的扩大而减少过盈量的情况，并且能够缓和由转子轴的紧固载荷引起的应力集中。转子铁心从内径侧起依次具备：转子轴孔；轴保持部；第一孔部组，其具有沿周向配置的多个孔部；第一圆环部；第二孔部组，其具有沿周向配置的多个孔部；以及电磁部，其插入磁铁。第二孔部组的各孔部配置成与在第一孔部组的相邻的孔部之间形成的肋的延长线交叉。第二孔部组的各孔部的内周壁具备：第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于圆弧上；以及凸部，其在比圆弧靠外侧具有顶部，顶部在周向上位于第一孔部组的相邻的孔部之间。

Description

转子铁心

技术领域

本发明涉及一种构成马达的转子的转子铁心。

背景技术

专利文献1中公开了一种转子铁心，其具备：转子轴孔；第一孔部组，其在径向上设置于该转子轴孔的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部；轴保持部，其在径向上设置于转子轴孔与第一孔部组之间；第二孔部组，其在径向上设置于该第一孔部组的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部；第一圆环部，其在径向上设置于第一孔部组与第二孔部组之间；以及电磁部，其在径向上设置于第二孔部组的外侧，且具有分别插入磁铁的多个磁铁插入孔。

在这种转子铁心中，第一孔部组、第二孔部组及第一圆环部作为吸收转子轴的紧固载荷的区域发挥功能。并且，在专利文献1所记载的转子铁心中，第二孔部组的各孔部配置成与在第一孔部组的相邻的孔部之间形成的肋的延长线交叉，因此能够由第二孔部组的孔部吸收借助位于第一孔部组的相邻的孔部之间的肋而传递至第一圆环部的转子轴的紧固载荷。

在先技术文献

专利文献1：国际公开第2011/077522号

然而，在专利文献1所记载的转子铁心中，当紧固载荷借助第一孔部组的孔部之间的肋而作用于第一圆环部时，有时会在第一圆环部产生应力集中并发生非意图变形。另一方面，当转子轴的紧固载荷减小时，离心力发挥作用的情况下转子铁心会被拉伸到外周侧，由此有时会无法确保转子轴与转子铁心之间的适当的过盈量。

发明内容

本发明提供一种转子铁心，其能够抑制由离心力引起的转子轴孔的扩大而减少过盈量，并且能够缓和由转子轴的紧固载荷引起的应力集中。

本发明的转子铁心，其具备：

转子轴孔，其供转子轴压入；

第一孔部组，其在径向上设置于所述转子轴孔的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部；

轴保持部，其在所述径向上设置于所述转子轴孔与所述第一孔部组之间；

第二孔部组，其在所述径向上设置于所述第一孔部组的外侧，且具有沿所述周向配置的多个孔部；

第一圆环部，其在所述径向上设置于所述第一孔部组与所述第二孔部组之间；以及

电磁部，其在所述径向上设置于所述第二孔部组的外侧，且具有分别插入磁铁的多个磁铁插入孔，

其中，

所述第二孔部组的各孔部配置成与在所述第一孔部组相邻的所述孔部之间形成的肋的延长线交叉，

所述第二孔部组的各孔部的内周壁具备：

第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于距所述转子铁心的中心等距离的圆弧上；以及

凸部，其在所述径向上比所述圆弧靠外侧具有顶部，

所述顶部在周向上位于所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间。

发明效果

根据本发明，通过凸部的变形而能够缓和由转子轴的紧固载荷引起的应力集中，并且能够抑制转子铁心的非意图变形。并且，通过凸部的变形而能够缓和应力集中，因此能够不需要降低转子轴的紧固载荷地抑制由离心力引起的转子轴孔的扩大而减少过盈量的情况。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的转子铁心的主视图。

图2是图1的局部放大图。

图3是第二孔部组(第三孔部组)的孔部的放大图。

附图标记说明：

1 转子铁心；

2 转子轴；

3 磁铁；

4 转子轴孔；

5 孔部；

6 第一孔部组；

7 轴保持部；

8 孔部；

8c 内周壁；

8d 第一圆弧点；

8e 第二圆弧点；

8f 顶部；

8g 凸部；

9 第二孔部组；

10 第一圆环部；

11 孔部；

11c 内周壁；

11d 第一圆弧点；

11e 第二圆弧点；

11f 顶部；

11g 凸部；

12 第三孔部组；

13 第二圆环部；

14 磁铁插入孔；

15 电磁部；

16 肋；

17 肋；

A2、A3 圆弧；

H2、H3 距离；

L1、L2 延长线；

CL 转子铁心的中心。

具体实施方式

以下，关于本发明的一实施方式，参照图1至图3进行说明。需要说明的是，附图沿着符号的朝向来观察。

[转子铁心]

转子铁心1是通过将多个电磁钢板沿转子轴2的轴向层叠而构成，并且与组装于转子铁心1的转子轴2及多个磁铁3一同构成马达的转子。

如图1所示，本实施方式的转子铁心1具备：转子轴孔4，其供转子轴2压入；第一孔部组6，其在径向上设置于转子轴孔4的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部5；轴保持部7，其在径向上设置于转子轴孔4与第一孔部组6之间；第二孔部组9，其在径向上设置于第一孔部组6的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部8；第一圆环部10，其在径向上设置于第一孔部组6与第二孔部组9之间；第三孔部组12，其在径向上设置于第二孔部组9的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部11；第二圆环部13，其在径向上设置于第二孔部组9与第三孔部组12之间；以及电磁部15，其在径向上设置于第三孔部组12的外侧，且具有分别插入磁铁3的多个磁铁插入孔14。

磁铁3是例如钕磁铁等永久磁铁，在本实施方式中，由在配置成圆弧状的三个磁铁插入孔14上配置的三个磁铁3构成一个磁极部20。

第一孔部组6、第二孔部组9及第三孔部组12和由这些孔部组6、9、12形成的第一圆环部10及第二圆环部13作为吸收由转子轴2对转子轴孔4的压入载荷引起的径向变形的区域发挥功能。需要说明的是，关于本实施方式的转子铁心1，由孔部组6、9、12这三个孔部组形成两个圆环部10、13，但也可以由孔部组6、9这两个孔部组形成一个圆环部10。

[孔部的配置]

如图2所示，第二孔部组9的各孔部8配置成与在第一孔部组6的相邻的孔部5之间形成的肋16的延长线L1交叉。即，由于第一孔部组6的孔部5与第二孔部组9的孔部8在周向上彼此交错配置，因此能够由第二孔部组9的孔部8吸收借助位于第一孔部组6的相邻的孔部5之间的肋16而传递至第一圆环部10的压入载荷。

并且，第二孔部组9的各孔部8比位于第一孔部组6的相邻的孔部5之间的肋16的周向长度长，且在周向上与隔着该肋16而相邻的两个孔部5重叠。需要说明的是，延长线L1是通过肋16的周向中心位置的线，在本实施方式中，延长线L1与通过各磁极部20的周向一端部或周向另一端部和转子铁心1的中心CL的线(q轴)一致。第二孔部组9的各孔部8配置成在周向中心位置与延长线L1交叉。

并且，第三孔部组12的各孔部11配置成与在第二孔部组9的相邻的孔部8之间形成的肋17的延长线L2交叉。即，由于第二孔部组9的孔部8与第三孔部组12的孔部11在周向上彼此交错配置，因此能够由第三孔部组12的孔部11吸收借助位于第二孔部组9的相邻的孔部8之间的肋17而传递至第二圆环部13的压入载荷。

并且，第三孔部组12的各孔部11比位于第二孔部组9的相邻的孔部8之间的肋17的周向长度长，且在周向上与隔着该肋17而相邻的两个孔部8重叠。需要说明的是，延长线L2是通过肋17的周向中心位置的线，在本实施方式中，延长线L2与通过各磁极部20的周向中央部和转子铁心1的中心CL的线(d轴)一致。第三孔部组12的各孔部11配置成在周向中心位置与延长线L2交叉。

并且，第一孔部组6的多个孔部5、第二孔部组9的多个孔部8、以及第三孔部组12的多个孔部11分别在周向上等间隔地配置。因此，各孔部组6、9、12能够在整个周向上均匀地接受压入载荷。

[孔部的形状]

如图2所示，各孔部组6、9、12的孔部5、8、11是在周向上长的长孔形状，且具有形成周向两端部的端部壁5a、8a、11a、形成径向外侧的外周壁5b、8b、11b、以及形成径向内侧的内周壁5c、8c、11c。需要说明的是，本实施方式的孔部5、8、11具有圆弧形状的端部壁5a、8a、11a、以及直线形状的外周壁5b、8b、11b，但能够适当地改变端部壁5a、8a、11a及外周壁5b、8b、11b的形状。

如图3所示，第二孔部组9及第三孔部组12的孔部8、11的内周壁8c、11c具备位于距转子铁心1的中心CL等距离的圆弧A2、A3上的第一圆弧点8d、11d及第二圆弧点8e、11e、以及在径向上比圆弧A2、A3靠外侧具有顶部8f、11f的凸部8g、11g。第二孔部组9的孔部8的顶部8f在周向上位于第一孔部组6的相邻的孔部5之间，第三孔部组12的孔部11的顶部11f位于在周向上第二孔部组9的相邻的孔部8之间。

第二孔部组9的各孔部8相对于压入载荷以在周向上位于第一孔部组6的相邻的孔部5之间的凸部8g被拉伸到径向外侧的方式变形，从而能够减轻第一圆环部10的压入应力。因此，能够抑制在转子铁心1的非意图的位置处产生不均匀的变形。

并且，第三孔部组12的各孔部11相对于压入载荷以在周向上位于第二孔部组9的相邻的孔部8之间的凸部11g被拉伸到径向外侧的方式变形，从而能够减轻第二圆环部13的压入应力。

需要说明的是，由于第一孔部组6的各孔部5的内周壁5c沿着距转子铁心1的中心CL等距离处的圆弧而形成，因此能够可靠地承挡压入载荷。

并且，顶部8f在周向上位于第一孔部组6的相邻的孔部5之间的中心(延长线L1上)，顶部11f在周向上位于第二孔部组9的相邻的孔部8之间的中心(延长线L2上)。这样，凸部8g、11g能够更有效地缓和压入应力。

并且，第二孔部组9的多个孔部8的从圆弧A2至顶部8f的距离H2均相等，第三孔部组12的多个孔部11的从圆弧A3至顶部11f的距离H3均相等。这样，能够分别均匀地进行第二孔部组9的多个孔部8的变形和第三孔部组12的多个孔部11的变形。

需要说明的是，上述实施方式能够适当进行变形、改良等。

例如，转子铁心1只要在径向上具有两个孔部组(第一孔部组6、第二孔部组9)即可，第三孔部组12并不是必要的。另一方面，也可以在径向上比第三孔部组12靠外侧具有其他的孔部组。

并且，各孔部组6、9、12的孔部5、8、11的数量和形状能够适当地改变。只要孔部8、11的内周壁8c、11c具备凸部8g、11g，则外周壁8b、11b可以是与延长线L1、L2正交的平坦面，也可以是以转子铁心1的中心CL作为中心的圆弧面。

并且，肋16的延长线L1无需与通过各磁极部20的周向一端部或周向另一端部及转子铁心1的中心CL的线(q轴)一致，肋17的延长线L2无需与通过各磁极部20的周向中央部及转子铁心1的中心CL的线(d轴)一致。

在本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，尽管在括弧内示出了上述实施方式中对应的构成要素等，但并不限定于此。

(1)一种转子铁心(转子铁心1)，其具备：

转子轴孔(转子轴孔4)，其供转子轴(转子轴2)压入；

第一孔部组(第一孔部组6)，其在径向上设置于所述转子轴孔的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部(孔部5)；

轴保持部(轴保持部7)，其在所述径向上设置于所述转子轴孔与所述第一孔部组之间；

第二孔部组(第二孔部组9)，其在所述径向上设置于所述第一孔部组的外侧，且具有沿所述周向配置的多个孔部(孔部8)；

第一圆环部(第一圆环部10)，其在所述径向上设置于所述第一孔部组与所述第二孔部组之间；以及

电磁部(电磁部15)，其在所述径向上设置于所述第二孔部组的外侧，且具有分别插入磁铁(磁铁3)的多个磁铁插入孔(磁铁插入孔14)，其中，

所述第二孔部组的各孔部配置成与在所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间形成的肋(肋16)的延长线(延长线L1)交叉，

所述第二孔部组的各孔部的内周壁(内周壁8c)具备：

第一圆弧点(第一圆弧点8d)及第二圆弧点(第二圆弧点8e)，它们位于距所述转子铁心的中心(中心CL)等距离的圆弧(圆弧A2)上；以及

凸部(凸部8g)，其在所述径向上比所述圆弧靠外侧具有顶部(顶部8f)，

所述顶部在周向上位于所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间。

根据(1)，第二孔部组的各孔部配置成与在第一孔部组相邻的孔部之间形成的肋的延长线交叉，即，由于第一孔部组的孔部与第二孔部组的孔部在周向上彼此交错配置，因此能够由第二孔部组的孔部吸收借助位于第一孔部组的相邻的孔部之间的肋而传递至第一圆环部的压入载荷(紧固载荷)。

并且，第二孔部组的各孔部的内周壁具备：第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于距转子铁心的中心等距离的圆弧上；以及凸部，其在径向上比圆弧靠外侧具有顶部，顶部在周向上位于第一孔部组的相邻的孔部之间，因此，凸部应对转子轴的压入载荷而变形，从而能够减轻第一圆环部的压入应力。因此，能够抑制在转子铁心的非意图的位置处产生不均匀的变形(压入变形)。并且，由于能够通过凸部的变形而缓和应力集中，因此并不需要降低转子轴的紧固载荷，并且能够抑制由离心力引起的转子轴孔的扩大而减少过盈量的情况。

(2)根据(1)所述的转子铁心，其中，

所述顶部在周向上位于所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间的中心。

根据(2)，顶部在周向上位于第一孔部组的相邻的孔部之间的中心，由此凸部能够更有效地缓和压入应力。

(3)根据(1)或(2)所述的转子铁心，其中，

所述第二孔部组的所述多个孔部中的、从所述圆弧至所述顶部的距离(距离H2)均相等。

根据(3)，由于第二孔部组的多个孔部中的、从圆弧至顶部的距离均相等，因此能够均匀地进行第二孔部组的多个孔部的变形。

(4)根据(3)所述的转子铁心，其中，

所述第二孔部组的所述多个孔部在所述周向上等间隔地配置，

所述第一孔部组的所述多个孔部在所述周向上等间隔地配置。

根据(4)，由于第二孔部组的多个孔部及第一孔部组的多个孔部分别在周向上等间隔地配置，因此能够在整个周向上均匀地接受压入载荷。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的转子铁心，其中，

所述转子铁心还具备：

第三孔部组(第三孔部组12)，其在所述径向上设置于所述第二孔部组的外侧且所述电磁部的内侧，且具有沿所述周向配置的多个孔部(孔部11)；以及

第二圆环部(第二圆环部13)，其在所述径向上设置于所述第二孔部组与所述第三孔部组之间，

所述第三孔部组的各孔部配置成与在所述第二孔部组的相邻的所述孔部之间形成的肋(肋17)的延长线(延长线L2)交叉，

所述第三孔部组的各孔部的内周壁(内周壁11c)具备：

第一圆弧点(第一圆弧点11d)及第二圆弧点(第二圆弧点11e)，它们位于距所述转子铁心的中心等距离的圆弧(圆弧A3)上；以及

凸部(凸部11g)，其在所述径向上比所述圆弧靠外侧具有顶部(顶部11f)。

根据(5)，第三孔部组的各孔部配置成与在第二孔部组相邻的孔部之间形成的肋的延长线交叉，即，由于第二孔部组的孔部与第三孔部组的孔部在周向上彼此交错配置，因此能够由第三孔部组的孔部吸收借助位于第二孔部组的相邻的孔部之间的肋而传递至第二圆环部的压入载荷。

并且，由于第三孔部组的各孔部的内周壁具备：第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于距转子铁心的中心等距离的圆弧上；以及凸部，其在径向上比圆弧靠外侧具有顶部，因此能够应对转子轴的压入载荷而减轻第二圆环部的压入应力。

(6)根据(5)所述的转子铁心，其中，

所述第三孔部组的各孔部的所述顶部在所述周向上位于所述第二孔部组的相邻的所述孔部之间。

根据(6)，第三孔部组的各孔部的顶部在周向上位于第二孔部组的相邻的孔部之间的中心，由此凸部能够更有效地减轻压入应力。

Claims (6)

1.一种转子铁心，其具备：

转子轴孔，其供转子轴压入；

第一孔部组，其在径向上设置于所述转子轴孔的外侧，且具有沿周向配置的多个孔部；

轴保持部，其在所述径向上设置于所述转子轴孔与所述第一孔部组之间；

第二孔部组，其在所述径向上设置于所述第一孔部组的外侧，且具有沿所述周向配置的多个孔部；

第一圆环部，其在所述径向上设置于所述第一孔部组与所述第二孔部组之间；以及

电磁部，其在所述径向上设置于所述第二孔部组的外侧，且具有分别插入磁铁的多个磁铁插入孔，

其中，

所述第二孔部组的各孔部配置成与在所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间形成的肋的延长线交叉，

所述第二孔部组的各孔部的形成径向内侧的内周壁具备：

第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于距所述转子铁心的中心等距离的圆弧上；以及

凸部，其在所述径向上比所述圆弧靠外侧具有顶部，

所述顶部在周向上位于所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间。

2.根据权利要求1所述的转子铁心，其中，

所述顶部在周向上位于所述第一孔部组的相邻的所述孔部之间的中心。

3.根据权利要求1或2所述的转子铁心，其中，

所述第二孔部组的所述多个孔部中的、从所述圆弧至所述顶部的距离均相等。

4.根据权利要求3所述的转子铁心，其中，

所述第二孔部组的所述多个孔部在所述周向上等间隔地配置，

所述第一孔部组的所述多个孔部在所述周向上等间隔地配置。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的转子铁心，其中，

所述转子铁心还具备：

第三孔部组，其在所述径向上设置于所述第二孔部组的外侧且所述电磁部的内侧，且具有沿所述周向配置的多个孔部；以及

第二圆环部，其在所述径向上设置于所述第二孔部组与所述第三孔部组之间，

所述第三孔部组的各孔部配置成与在所述第二孔部组的相邻的所述孔部之间形成的肋的延长线交叉，

所述第三孔部组的各孔部的形成径向内侧的内周壁具备：

第一圆弧点及第二圆弧点，它们位于距所述转子铁心的中心等距离的圆弧上；以及

凸部，其在所述径向上比所述圆弧靠外侧具有顶部。

6.根据权利要求5所述的转子铁心，其中，

所述第三孔部组的各孔部的所述顶部在所述周向上位于所述第二孔部组的相邻的所述孔部之间。

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