CN111684685B - 转子、马达以及转子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转子、马达以及转子的制造方法。实施方式所涉及的转子(5)具备筒状的磁铁(51)和平衡调整部(52)。平衡调整部(52)设置于磁铁(51)的旋转轴方向的至少一方的端部，对转子(5)的旋转平衡进行调整。另外，平衡调整部(52)具有与磁铁(51)的端部接触的第一部件(521)、和经由第一部件(521)被压入到旋转轴(2)的第二部件(522)。

Description

转子、马达以及转子的制造方法
技术领域
本发明涉及转子、马达以及转子的制造方法。
背景技术
以往，提出了特别是在高速马达等旋转电机中，具备对作为旋转体的转子的旋转平衡进行调整的平衡调整部的转子。在上述的转子中，通过切削平衡调整部的外周面，或者在上述的外周面追加铅粉来调整旋转的不平衡。
专利文献1：日本特开2007-135332号公报
然而，在固定平衡调整部和旋转轴的情况下，一般使平衡调整部的内径比旋转轴的外径大，在因直径的不同而产生的间隙放入粘合剂来固定两者。
然而，在用上述的方法进行固定的情况下，有可能在因平衡调整部与旋转轴的轴偏移而偏心的状态下固定两者。
发明内容
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供能够使平衡调整部和旋转轴不偏心而进行固定的转子、马达以及转子的制造方法。
为了解决上述的课题，实现目的，本发明的一方式所涉及的转子具备筒状的磁铁和平衡调整部。上述平衡调整部设置于上述磁铁的旋转轴方向上的至少一方的端部，调整转子的旋转平衡。另外，上述平衡调整部具有与上述磁铁的上述端部接触的第一部件、和经由该第一部件压入到上述旋转轴的第二部件。
根据本发明的一个方式，能够提供能够使平衡调整部和旋转轴不偏心而进行固定的转子、马达以及转子的制造方法。
附图说明
图1是实施方式所涉及的马达的立体图。
图2是实施方式所涉及的马达的剖视图。
图3是实施方式所涉及的平衡调整部的第一部件的立体图。
图4是实施方式所涉及的平衡调整部的第二部件的立体图。
图5是表示第一部件和第二部件的安装时的状态变化的图。
图6是实施方式所涉及的转子的分解立体图。
图7是实施方式所涉及的转子的立体图。
图8是变形例所涉及的转子的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式所涉及的转子、马达以及转子的制造方法进行说明。此外，附图中的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等存在与现实不同的情况。在附图的相互之间也存在包括相互的尺寸的关系、比率不同的部分的情况。另外，在以下，作为马达的一个例子列举出内转子型的无刷马达进行说明。
首先，使用图1对实施方式所涉及的马达的外观进行说明。图1是实施方式所涉及的马达1的立体图。
如图1所示，实施方式所涉及的马达1具备旋转轴2、和主体部3。旋转轴2在经过作为圆柱状的主体部3的中心轴的位置延伸，从主体部3向作为轴向的Z轴正方向侧突出而设置。此外，在以下，将作为旋转轴2的延伸方向的Z轴方向记载为旋转轴方向。另外，在各附图中，为了容易理解说明，图示了包括上述的Z轴的三维的正交坐标系。
主体部3是大致圆柱状的壳体，在内部收容后述的定子4、转子5等。在这里，使用图2对马达1中的主体部3的内部结构进行说明。
图2是实施方式所涉及的马达1的剖视图。在图2中，表示沿图1的A-A线切断的情况的马达1的剖面。如图2所示，马达1具备定子4和转子5。
另外，如图2所示，定子4和转子5通过主体部3中的筒部31、第一盖32以及第二盖33被收容于主体部3的内部。
定子4是马达1中的固定件，例如具备将硅钢板、电磁钢板等软磁性钢板等的板状的金属部件层叠有多个而形成的圆筒状的定子铁芯41、和卷绕在定子铁芯41所具备的未图示的齿上的线圈42。
转子5是马达1中的旋转件，具备磁铁51、平衡调整部52、轴承部53。磁铁51例如是筒状的永久磁石，相对于旋转轴2固定。此外，磁铁51例如能够使用铁氧体磁石、钕磁石等。
平衡调整部52设置于磁铁51的旋转轴方向的两端，调整转子5的旋转平衡。具体而言，平衡调整部52例如根据通过实验等预先测定的旋转的不平衡来切削外周面从而调整旋转平衡。
另外，平衡调整部52具备第一部件521和第二部件522。此外，对第一部件521和第二部件522的详细在后面叙述。另外，在图2中，表示了平衡调整部52设置于磁铁51的两端的情况，但也可以仅设置于上述的两端中的任一方的端部。
轴承部53在沿作为旋转轴方向的Z轴方向夹持磁铁51和平衡调整部52的位置压入并设置有一对，旋转自如地支承旋转轴2。由此，能够防止磁铁51和平衡调整部52在旋转轴方向上错位。例如，轴承部53能够由滚珠轴承等滚动轴承构成，但并不局限于此，也可以由滑动轴承、磁轴承等其他的构造的轴承构成。
然而，一般在将平衡调整部固定在旋转轴的情况下，使平衡调整部的内径比旋转轴的外径大，在因两者的直径的不同而产生的间隙中放入粘合剂来固定两者。
然而，在现有的平衡调整部中，在利用上述的粘合剂进行固定的情况下，由于平衡调整部和旋转轴各自的中心轴偏移，有可能在偏心的状态下将两者固定。
另外，假设在使平衡调整部的内径比旋转轴的外径小的情况下，将平衡调整部压入到旋转轴进行固定，从而在两者之间不产生间隙，但在压入平衡调整部时，有可能损伤旋转轴的表面，或者使旋转轴变形。
因此，实施方式所涉及的平衡调整部52由第一部件521和第二部件522这两个部件构成，第二部件522经由第一部件521被压入到旋转轴2。具体而言，平衡调整部52通过第一部件521按压第二部件522，第二部件522伴随着上述的按压而按压旋转轴2，从而固定于旋转轴2。换言之，平衡调整部52以第一部件521的开口依照旋转轴2的外径的状态被固定(有时也被称为过盈配合)。
由此，平衡调整部52在旋转轴2之间不产生间隙，因此能够防止在偏心的状态下固定于旋转轴2。另外，对于平衡调整部52来说，第二部件522经由第一部件521被压入到旋转轴2，即，在压入第二部件522时，通过第一部件521保护旋转轴2的表面，因此能够防止旋转轴2的表面损伤。
这样，在实施方式所涉及的转子5中，能够不损伤旋转轴2的表面，在保持高的同心度的状态下固定平衡调整部52。
接下来，使用图3和图4对实施方式所涉及的平衡调整部52进行进一步说明。图3是实施方式所涉及的平衡调整部52中的第一部件521的立体图。图4是实施方式所涉及的平衡调整部52中的第二部件522的立体图。
首先，使用图3对第一部件521进行说明。如图3所示，第一部件521具备基端部521a和前端部521b。此外，第一部件521的基端部521a和前端部521b可以一体成形，也可以分别将分开的部件组合而构成。
基端部521a例如由黄铜、不锈钢等金属材料构成，是调整转子5的旋转平衡的调整部位。此外，调整部位不限定于设置于第一部件521的情况，也可以设置于后述的第二部件522。
具体而言，基端部521a的调整部位为朝向前端部521b成为向下倾斜的锥形形状，上述的锥形形状的部位成为壁厚状。也就是说，通过将基端部521a的调整部位形成为壁厚状，切削量增加，因此能够扩大旋转平衡的调整幅度。
前端部521b例如由树脂材料构成，是插入于第二部件522的部位。具体而言，前端部521b由能够向旋转轴2的径向亦即X轴方向挠曲的部件构成。
具体而言，在图3所示的例子中，前端部521b具有在旋转轴2的周向上以规定的间隔排列的多个狭缝SL。换言之，狭缝SL是朝向从前端部521b朝向基端部521a的旋转轴方向亦即Z轴负方向侧进行切口而成的切口部。此外，对于第一部件521挠曲而固定于旋转轴2的状态在图5中进行后述。
另外，在图3所示的例子中，示出了按等间隔(120度间隔)设置三个狭缝SL的情况。由此，前端部521b能够对旋转轴2的外周面均匀地按压，因此能够减少因按压偏向而引起的前端部521b的破损。此外，狭缝SL的数量并不限定于三个，也可以是两个，也可以是四个以上。另外，各狭缝SL的宽度、深度、形状也可以全部相同，也可以各自不同。
此外，在图3所示的例子中，构成为在前端部521b设置多个狭缝SL从而能够挠曲，但只要前端部521b能够挠曲，则不被狭缝SL限定。
例如，前端部521b形成为随着远离基端部521a而成为壁薄(也称为前端渐细的锥形形状)的形状，也可以形成为能够通过第二部件522的按压而变形的形状。
接下来，使用图4对第二部件522进行说明。如图4所示，第二部件522是筒状的部件。第二部件522例如由树脂材料、金属材料等硬质材料构成。
另外，与第二部件522的第一端部522a相比，第二端部522b的开口的直径更小。另外，优选第二端部522b是与旋转轴2不接触的状态，进而，优选与旋转轴2的间隙尽可能小。
另外，第二部件522也可以说是朝向旋转轴2的径向内侧弯曲的弯曲部。第二部件522是轴承部53为滚珠轴承的情况下的与内圈接触的部位。也就是说，通过使第二部件522弯曲，能够增大与轴承部53的内圈接触的面积，因此能够与各种内圈宽度的轴承部53对应。另外，通过使其弯曲，从而也能够使强度提高。
此外，在图4中，示出了第二端部522b的开口直径比第一端部522a的开口直径小的情况，但两者的开口直径也可以相同。
另外，如上所述，调整转子5的旋转平衡的调整部位也可以设置于第二部件522。在上述的情况下，例如，能够将第二部件522形成为壁厚部，将上述的壁厚部构成为调整部位。
接下来，使用图5对第一部件521和第二部件522的安装时的状态变化进行说明。图5是表示第一部件521和第二部件522的安装时的状态变化的图。在图5中，表示在第一部件521和磁铁51安装于旋转轴2的状态下，对第二部件522进行安装的情况。在图5中，上段表示安装前的状态的图，下段表示安装后的状态的图。
如图5的上段所示，第一部件521在安装第二部件522之前的状态下，以与旋转轴2分离的状态而设置。而且，第二部件522沿着旋转轴2向第一部件521侧安装。
在图5所示的例子中，第二部件522的第一端部522a和第一部件521的前端部521b具有锥形形状。具体而言，第二部件522的第一端部522a是朝向第一部件521成为前端渐细的锥形形状，前端部521b是朝向第二部件522成为前端渐细的锥形形状。由此，前端部521b向第二部件522的插入变得容易，因此能够防止在制造时前端部521b的破损。
而且，如图5的下段所示，第二部件522在第一端部522a与第一部件521的基端部521a的端面接触，并且朝向旋转轴2按压第一部件521的前端部521b的状态下被固定。而且，前端部521b被第二部件522按压，从而在向旋转轴2侧挠曲的状态下与旋转轴2接触。
也就是说，如图5的下段所示的状态，对于第一部件521来说，靠近磁铁51的一侧的一端亦即基端部521a与旋转轴2的外周面分离，另一端亦即前端部521b的前端以因第二部件522的压入而挠曲的状态与旋转轴2接触。由此，第二部件522经由第一部件521被压入到旋转轴2，结果，平衡调整部52相对于旋转轴2而固定。
这样，将第一部件521的前端部521b设为能够挠曲的部件，从而能够不使用粘合剂，就简单地将平衡调整部52固定在旋转轴2。
此外，在图5中，示出了将第二部件522安装并固定直到第一端部522a与第一部件521的基端部521a接触的情况，但也可以在第一端部522a与基端部521a分离的状态下进行固定。
另外，在图5中，平衡调整部52在第一部件521的前端部521b的前端与第二部件522的第二端部522b分离的状态下被固定，但也可以在前端部521b的前端与第二端部522b接触的状态下被固定。在上述的情况下，也可以说第二端部522b作为前端部521b的挡块发挥功能。
接下来，使用图6和图7对实施方式所涉及的转子5的制造方法进行说明。图6是实施方式所涉及的转子5的分解立体图。图7是实施方式所涉及的转子5的立体图。
在实施方式所涉及的转子5的制造方法中，首先，将一对第一部件521中的一个第一部件521安装到旋转轴2的规定的位置。例如，首先，安装图6中的Z轴负方向侧的第一部件521-2。
接着，在以插入的第一部件521-2在旋转轴方向上不偏移的方式进行定位的状态下，将第二部件522-2压入到上述的第一部件521-2的前端部521b-2。由此，由第一部件521-2和第二部件522-2构成的平衡调整部52固定于旋转轴2。
接着，在磁铁51中的两个端面51a、51b涂敷了粘合部件的状态下，从Z轴正方向侧将磁铁51安装到与第一部件521-2中的基端部521a-2的端面接触的位置。由此，磁铁51的端面51b与基端部521a-2的端面被粘合固定，并且磁铁51相对于旋转轴2而固定。此外，磁铁51与第一部件521-2粘合固定，因此难以与旋转轴2的中心轴偏移。换言之，磁铁51通过与第一部件521-2的结合而成为停止旋转的状态，因此能够防止向周向的偏移即旋转偏移。另外，涂敷于磁铁51的粘合部件例如可以是双面胶带、液状的粘合剂、将树脂部件、金属部件熔接而成的部件。
此外，在安装磁铁51之前，也可以在旋转轴2的外周面涂敷粘合部件，使粘合部件介于旋转轴2与磁铁51之间来固定两者。另外，只要磁铁51是橡胶磁铁等柔软的材料，也可以为压入固定。
接着，从Z轴正方向侧将另一方的第一部件521-1安装到基端部521a-1的端面与磁铁51的端面51a接触的位置。由此，第一部件521-1中的基端部521a-1的端面与磁铁51的端面51a被粘合固定。
接着，将第二部件522-1压入于第一部件521-1的前端部521b-1。由此，由第一部件521-1和第二部件522-1构成的平衡调整部52固定于旋转轴2。接着，从两端安装一对轴承部53-1、53-2，以使在夹持磁铁51、第一部件521-1、521-2以及第二部件522-1、522-2的位置进行压入，从而完成图7所示的转子5的制造。
而且，在测定图7所示的完成后的转子5的旋转平衡，产生不平衡的情况下，通过切削作为露出的部位的第一部件521中的基端部521a的外周面来消除不平衡。
此外，在上述的转子5的制造方法中，首先，在将第一部件521-2和第二部件522-2安装旋转轴2后，安装了磁铁51，但例如也可以在安装了磁铁51后，将第一部件521-2和第二部件522-2安装到旋转轴2。
另外，在磁铁51的端面51a、51b涂敷粘合部件，但并不限定于此，例如，也可以使磁铁51的端面51a、51b以及第一部件521的端面的至少一方的表面粗糙，防止磁铁51和第一部件521相互独立地旋转。
具体而言，平衡调整部52使表面粗糙，以使第一部件521的端面和磁铁51的端面51a、51b通过彼此的表面粗糙度所产生的摩擦阻力而固定。由此，平衡调整部52能够相对于磁铁51装卸，因此维护性提高。
如上所述，实施方式所涉及的转子5具备筒状的磁铁51和平衡调整部52。平衡调整部52设置于磁铁51的旋转轴方向的至少一个端部，对转子5的旋转平衡进行调整。另外，平衡调整部52具有与磁铁51的端部接触的第一部件521、和经由第一部件521被压入旋转轴2的第二部件522。
由此，平衡调整部52在旋转轴2之间不产生间隙，因此能够防止以偏心的状态固定于旋转轴2。另外，对于平衡调整部52来说，第二部件522经由第一部件521被压入旋转轴2，即，在压入第二部件522时，通过第一部件521保护旋转轴2的表面，因此能够防止旋转轴2的表面损伤。
此外，在上述的实施方式中，示出了用粘合部件固定平衡调整部52和磁铁51的情况，但并不局限于此，例如，也能够通过承插构造来固定平衡调整部52和磁铁51。对于上述的点，使用图8进行说明。
图8是变形例所涉及的转子5的立体图。如图8所示，对于平衡调整部52来说，通过承插构造100将第一部件521固定于磁铁51的端部。
具体而言，平衡调整部52具有从第一部件521朝向磁铁51突出的突出部。另外，磁铁51具有端部向与第一部件521相反侧凹陷的凹陷部。而且，通过第一部件521的突出部与磁铁51的凹陷部啮合从而形成承插构造100。由此，平衡调整部52和磁铁51被固定，能够防止相互独立地旋转。
这样，通过使用承插构造100，能够不用追加新的部件而将平衡调整部52可装卸地固定于磁铁51。
另外，本发明不限定于上述实施方式。将上述的各构成要素适当地组合而构成的结构也包含在本发明。另外，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因而，本发明的更广泛的方式不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更。
附图标记说明
1…马达；2…旋转轴；3…主体部；4…定子；5…转子；31…筒部；32…第一盖；33…第二盖；41…定子铁芯；42…线圈；51…磁铁；51a、51b…端面；52…平衡调整部；53、53-1、53-2…轴承部；100…承插构造；521、521-1…第一部件；521a、521a-1、521a-2…基端部；521b、521b-1、521b-2…前端部；522、522-1、522-2…第二部件；522a…第一端部；522b…第二端部；SL…狭缝。

Claims (12)

1.一种转子，其中，具备：
筒状的磁铁，插入有旋转轴；以及
平衡调整部，设置于所述磁铁的旋转轴方向的至少一方的端部，对转子的旋转平衡进行调整，
所述平衡调整部具有：
第一部件，与所述磁铁的所述端部接触，
第二部件，经由该第一部件被压入到所述旋转轴，
所述第一部件在旋转轴方向与所述磁铁的端部对置地设置。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，
所述第一部件的靠近所述磁铁的一侧的一端与所述旋转轴的外周面分离，所述第一部件的另一端在因所述第二部件的压入而挠曲的状态下与所述旋转轴接触。
3.根据权利要求2所述的转子，其中，
所述第一部件在所述另一端侧形成有沿所述旋转轴方向的狭缝。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的转子，其中，
所述第一部件设置有能够调整所述旋转平衡的调整部位。
5.根据权利要求1所述的转子，其中，
还具备一对轴承部，所述一对轴承部以在沿所述旋转轴方向夹持所述磁铁以及所述平衡调整部的位置压入的状态而设置，并旋转自如地支承所述旋转轴。
6.根据权利要求1所述的转子，其中，
所述平衡调整部的所述第一部件固定于所述磁铁的所述端部。
7.根据权利要求6所述的转子，其中，
通过粘合部件将所述平衡调整部的所述第一部件固定于所述磁铁的所述端部。
8.根据权利要求6所述的转子，其中，
所述平衡调整部通过承插构造将所述第一部件固定于所述磁铁的所述端部。
9.根据权利要求6所述的转子，其中，
所述平衡调整部的所述第一部件与所述磁铁的所述端部通过因彼此的表面粗糙度所产生的摩擦阻力而被固定。
10.一种马达，其中，具备：
权利要求1～9中任一项所述的转子；以及
定子。
11.一种转子的制造方法，其中，
包括如下工序：
磁铁安装工序，将筒状的磁铁安装到旋转轴；以及
平衡调整部安装工序，在所述磁铁的旋转轴方向的至少一方的端部，将调整转子的旋转平衡的平衡调整部安装到所述旋转轴，
所述平衡调整部安装工序包括如下工序：
第一工序，将第一部件安装到所述旋转轴直至与所述磁铁的所述端部接触；以及
第二工序，将第二部件安装到所述旋转轴，将该第二部件经由所述第一部件压入到所述旋转轴，
所述第一部件在旋转轴方向与所述磁铁的端部对置地设置。
12.一种转子的制造方法，其中，
所述转子具备：
筒状的磁铁，插入有旋转轴；以及
平衡调整部，设置于所述磁铁的旋转轴方向的至少一方的端部，对转子的旋转平衡进行调整，
所述平衡调整部具有：
第一部件，在旋转轴方向与所述磁铁的端部对置地设置，与所述磁铁的所述端部接触；以及
第二部件，经由该第一部件被压入到所述旋转轴，
所述转子的制造方法包括如下工序：
第一工序，将所述第一部件安装到所述旋转轴；
第二工序，在所述第一工序后，将所述第二部件安装到所述旋转轴，将该第二部件经由所述第一部件压入到所述旋转轴；以及
磁铁安装工序，在所述第二工序后，将所述磁铁安装到所述旋转轴直至该磁铁的端部与所述第一部件接触。
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