CN115104244A - 转子以及转子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转子以及转子的制造方法,该转子的轴体的第一轴部件具有配置于转子铁芯的径向内侧的第一大径部分、和配置于比转子铁芯靠轴向一侧的第一小径部分。在第一小径部分设置有用于将从转子铁芯传递的驱动力传递至驱动力传递部件的驱动力传递部。第一轴部件的轴向另一侧的部分与轴体的第二轴部件接合。
Description
技术领域
本发明涉及转子以及转子的制造方法。
背景技术
以往,公知有具备由多个轴部件构成的轴体的转子以及转子的制造方法。这种转子以及转子的制造方法例如被公开于专利第6162020号公报中。
在上述专利第6162020号公报中公开了与马达铁芯一起构成转子的马达轴体。该马达轴体由第一部件和第二部件构成。第一部件固定于马达铁芯。另外,第一部件包括空心部分和实心部分。而且,在第一部件的空心部分的端面与第二部件的端面对接的状态下,空心部分的端面与第二部件的端面接合。另外,在第二部件形成有花键槽。而且,来自马达铁芯的驱动力经由第一部件、第一部件与第二部件之间的接合部分、以及第二部件而传递至驱动力传递部件。
专利文献1:专利第6162020号公报
然而,在上述专利第6162020号公报中,经由第一部件、第一部件与第二部件之间的接合部分、以及第二部件将来自马达铁芯的驱动力(扭矩)传递至驱动力传递部件。因此,认为有时因驱动力传递路径(扭矩传递路径)中包含接合部分而引起应力集中于接合部分。即,认为因进行焊接等而形状变得复杂,从而应力集中于应力比较容易集中的接合部分。其结果是,为了确保接合部分(马达轴体)的机械强度,而需要使第一部件、第二部件以及接合部分大型化。因此,在上述专利第6162020号公报的马达轴体(转子)中,存在因将第一部件与第二部件接合而引起第一部件(第一轴部件)、第二部件(第二轴部件)以及第一部件与第二部件之间的接合部分(接合部)大型化的问题。此外,“大型化”例如记载为不仅包括增大外径尺寸而且还包括增大厚度(厚壁化)的概念。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的课题而产生的,本发明的一个目的在于提供在将第一轴部件与第二轴部件在接合部处接合而构成轴体的情况下也能够确保轴体的机械强度并且能够防止第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化的转子。
为了实现上述目的,本发明的第一个方面的转子具备:圆筒形状的转子铁芯,其具有轴向一侧的第一端面和轴向另一侧的第二端面;和轴体,其与转子铁芯一体旋转,轴体包括:第一轴部件,其一体具有配置于转子铁芯的径向内侧的空心形状的第一大径部分和配置于比转子铁芯的第一端面靠轴向一侧并且与第一大径部分连续形成的第一小径部分;和第二轴部件,其具有配置于比转子铁芯的第二端面靠轴向另一侧的第二小径部分,第一轴部件的第一小径部分的至少局部的外径以及第二轴部件的第二小径部分的至少局部的外径各自小于转子铁芯的内径,第一轴部件的第一大径部分具有驱动力传递外周面,该驱动力传递外周面抵接于转子铁芯的内周面并且被传递来自转子铁芯的驱动力,在第一轴部件的第一小径部分设置有驱动力传递部,该驱动力传递部用于将从转子铁芯经由驱动力传递外周面而传递的驱动力传递至驱动力传递部件,在第一轴部件的轴向另一侧的部分设置有与第二轴部件接合的接合部,接合部位于比驱动力传递外周面的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧。此外,在本申请说明书中,记载了“接合”是指除了包括通过焊接以及铆接而压接从而连接的情况之外,还包括通过热胀配合或者冷缩配合等而压接从而连接的情况这一广义概念。
在本发明的第一个方面的转子中,如上述那样,以包括第一轴部件以及第二轴部件的方式构成轴体,并且在第一轴部件的第一小径部分设置有用于将来自转子铁芯的驱动力传递至驱动力传递部件的驱动力传递部。而且,在第一轴部件的轴向另一侧的部分设置有与另一个轴部件接合的接合部,并且接合部位于比驱动力传递外周面的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧。由此,并不是在从转子铁芯至第一轴部件的驱动力传递部为止的驱动力的传递路径上,而是在第二轴部件设置有接合部,因此能够防止应力集中于接合部。因此,与在驱动力的传递路径上设置接合部的情况相比,无需使第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化。其结果是,在将第一轴部件与第二轴部件在接合部处接合而构成轴体的情况下,也能够确保轴体的机械强度并且能够防止第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化。
本发明的第二方面的转子的制造方法具备:第一轴部件准备工序,准备轴体的第一轴部件,该轴体的第一轴部件一体具有配置于圆筒形状的转子铁芯的径向内侧的空心形状的第一大径部分和配置于比转子铁芯的轴向一侧的第一端面靠轴向一侧并且与第一大径部分连续形成并且至少局部的外径小于转子铁芯的内径的第一小径部分,该轴体与转子铁芯一体旋转;第二轴部件准备工序,准备轴体的第二轴部件,该第二轴部件具有第二小径部分,该第二小径部分配置于比转子铁芯的轴向另一侧的第二端面靠轴向另一侧,该第二小径部分的至少局部的外径小于转子铁芯的内径;驱动力传递部形成工序,将用于将经由抵接于转子铁芯的内周面的第一大径部分的驱动力传递外周面而传递的来自转子铁芯的驱动力传递至驱动力传递部件的驱动力传递部形成于第一轴部件的第一小径部分;接合工序,在比第一大径部分的驱动力传递外周面的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧处,通过焊接将第一轴部件的轴向另一侧的部分与第二轴部件接合;以及固定工序,在转子铁芯上固定轴体。
在本发明的第二方面的转子的制造方法中,如上述那样,具备将用于将来自转子铁芯的驱动力传递至驱动力传递部件的驱动力传递部形成于第一轴部件的第一小径部分的驱动力传递部形成工序、和在比第一大径部分的驱动力传递外周面的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧处将第一轴部件的轴向另一侧的部分与第二轴部件接合的接合工序。由此,并不是在从转子铁芯至第一轴部件的驱动力传递部为止的驱动力的传递路径上,而是在第二轴部件设置有接合部,因此能够防止应力集中于接合部。因此,与在驱动力的传递路径上设置接合部的情况相比,无需使第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化。其结果是,能够提供在将第一轴部件与第二轴部件在接合部处接合而构成轴体的情况下,也能够确保轴体的机械强度并且能够防止第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化的转子的制造方法。
另外,第一轴部件与第二轴部件通过焊接而接合,因此与利用紧固部件等将第一轴部件与第二轴部件连接的情况相比,能够减少转子的部件件数。
根据本发明,如上述那样,在将第一轴部件与第二轴部件在接合部处接合而构成轴体的情况下,也能够确保轴体的机械强度并且能够防止第一轴部件、第二轴部件以及接合部大型化。
附图说明
图1是一个实施方式的转子(旋转电机)的俯视图。
图2是表示一个实施方式的转子的结构的沿着轴向的剖视图。
图3是用于对一个实施方式的冷却用油的喷出进行说明的示意图。
图4是为了对一个实施方式的接合部的结构进行说明而沿轴向观察转子的图。
图5是一个实施方式的第一变形例的转子的剖视图。
图6是一个实施方式的第二变形例的转子的剖视图。
图7是一个实施方式的第三变形例的转子的剖视图。
图8是表示一个实施方式的转子的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
[转子的整体结构]
参照图1~图4对本实施方式的转子100的结构进行说明。转子100与定子101一起构成旋转电机102。另外,在旋转电机102与负荷之间,转子100与在传递驱动力的驱动力传递路径(传动系)上设置的驱动力传递部件103连接。定子101包括定子铁芯101a和线圈101b。定子铁芯101a具有圆环状。线圈101b配置于定子铁芯101a。
在本申请说明书中,“轴向”是指沿着转子100的旋转轴线C1的方向(Z1方向或者Z2方向)。另外,“周向”是指转子100的周向(A1方向或者A2方向)。另外,“径向”是指转子100的径向。而且,“径向内侧”是指图中的R1方向侧。另外,“径向外侧”是指图中的R2方向侧。另外,“轴向一侧”是指图中的Z1方向侧。另外,“轴向另一侧”是指图中的Z2方向侧。
如图2所示,转子100具备转子铁芯1、轴体2、端板3a、3b、轴承部件4a、4b、旋转位置检测部5以及供油部6(参照图3)。此外,轴承部件4a为权利要求书的“第一轴承部件”的一个例子。另外,轴承部件4b为权利要求书的“第二轴承部件”的一个例子。
(转子铁芯的结构)
如图1所示,转子铁芯1形成为圆环状(圆筒状)。另外,转子铁芯1配置于定子铁芯101a的径向内侧。如图2所示,转子铁芯1是沿轴向层叠多个电磁钢板1a而形成的。而且,在转子铁芯1的内部配置有未图示的永久磁铁。另外,转子铁芯1的层叠长度为L1。此外,层叠长度L1为转子铁芯1的Z1方向侧的端面11的Z方向的位置P1与转子铁芯1的Z2方向侧的端面12的Z方向的位置P2之间的距离。此外,端面11以及端面12分别为权利要求书的“第一端面”以及“第二端面”的一个例子。
而且,转子铁芯1构成为通过与因在定子101的线圈101b中流动电流而产生的磁场进行相互作用而产生驱动力(扭矩)。即,转子铁芯1产生旋转力。
(轴体的结构)
轴体2为绕旋转轴线C1旋转的部件。具体而言,轴体2构成为与转子铁芯1、端板3a、3b以及旋转位置检测部5一体地相对于定子101旋转。轴体2是通过一个轴部件20与另一个轴部件30利用接合部40进行接合而形成的。即,轴体2由多个部件形成。此外,一个轴部件20以及另一个轴部件30分别为权利要求书的“第一轴部件”以及“第二轴部件”的一个例子。
〈一个轴部件的结构〉
如图2所示,一个轴部件20配置为向转子铁芯1的径向内侧并且向转子铁芯1的轴向一侧延伸。具体而言,一个轴部件20(后述大径部分22)具有空心形状。例如,一个轴部件20形成为沿旋转轴线C1贯通的圆筒状。另外,一个轴部件20例如由碳钢构成。另外,一个轴部件20配置为从比转子铁芯1的轴向中心C2靠Z1方向侧的位置遍及至比转子铁芯1靠Z1方向侧。一个轴部件20的轴向的长度为比长度L1大的L2。
而且,一个轴部件20固定于转子铁芯1的内周面13。例如,在一个轴部件20配置于转子铁芯1的内周面13的状态下,一个轴部件20扩径,由此一个轴部件20与转子铁芯1之间的间隙变小,从而成为一个轴部件20嵌入至转子铁芯1的状态(压接的状态)。详细地,在一个轴部件20配置于转子铁芯1的内周面13的状态下,利用液压成型法将一个轴部件20压接于内周面13。此外,“扩径”是指因部件沿径向膨胀而外径变大地变化。
而且,一个轴部件20包括相互一体地(连续地)形成的小径部分21和大径部分22。即,小径部分21与大径部分22连续地形成。大径部分22配置于转子铁芯1的径向内侧。小径部分21配置于比转子铁芯1的端面11靠轴向一侧(Z1方向侧)。而且,小径部分21的内径为d11,小径部分21的外径为d12。此外,记载了小径部分21的内径d11以及外径d12分别是指小径部分21的内周面21a以及外周面21b中的与配置有轴承部件4a的轴向位置P3相对应的部分的内径以及外径的情况。另外,小径部分21为权利要求书的“第一小径部分”的一个例子。另外,大径部分22为权利要求书的“第一大径部分”的一个例子。
另外,大径部分22的内径为比小径部分21的内径d11大的d21。另外,大径部分22的外径为比小径部分21的外径d12大的d22。此外,记载了大径部分22的内径d21以及外径d22分别是指大径部分22的内周面22a以及外周面22b中的与从配置有转子铁芯1的轴向位置P1至P2的区域相对应的部分的内径以及外径的情况。另外,小径部分21的外径d12小于转子铁芯1的内径d51。另外,外周面22b构成为抵接于转子铁芯1的内周面13,并且被传递来自转子铁芯1的驱动力。此外,外周面22b为权利要求书的“驱动力传递外周面”的一个例子。
另外,大径部分22的轴向另一侧(Z2方向侧)的前端部分23的外径为d23。
这里,在本实施方式中,在小径部分21设置有用于将从转子铁芯1经由大径部分22的外周面22b而传递的驱动力传递至驱动力传递部件103的驱动力传递部21c。具体而言,驱动力传递部21c构成为形成于小径部分21的内周面21a的花键(齿部或者槽部)。而且,一个轴部件20构成为,通过在驱动力传递部件103嵌入至驱动力传递部21c的状态下一个轴部件20与驱动力传递部件103一起旋转,而使来自转子铁芯1的驱动力传递至驱动力传递部件103(负荷侧)。此外,一个轴部件20构成为,在从负荷侧进行能量的再生时,将来自驱动力传递部件103的旋转力传递至转子铁芯1。
大径部分22一体形成于小径部分21的Z2方向侧。而且,在大径部分22设置有凸缘22d。凸缘22d形成为从大径部分22的外周面22b向径向外侧突出。而且,凸缘22d的Z2方向侧的面与端板3a的Z1方向侧的面在轴向上对置。
另外,在大径部分22设置有贯通孔22e。贯通孔22e配置于一个轴部件20中的比转子铁芯1靠Z1方向侧的部分。详细地,贯通孔22e设置于比转子铁芯1的Z1方向侧的端面11的轴向位置P1靠Z1方向侧的位置。另外,贯通孔22e形成为沿径向贯通凸缘22d的局部。
如图3所示,贯通孔22e具有使冷却用油E沿径向流通的功能。冷却用油E例如为ATF(自动变速箱油:Automatic Transmission Fluid)。详细地,冷却用油E从配置于轴体2的内部的供油部6向轴体2内喷出。而且,通过轴体2旋转,从而离心力作用于冷却用油E,由此从另一个轴部件30的后述贯通孔31c喷出冷却用油E的一部分,喷出的冷却用油E到达至定子101中的Z2方向侧的部分(线圈101b的线圈端部)。由此,利用冷却用油E冷却定子101中的Z2方向侧的部分。此外,在图3中示出了向纸面右侧的线圈101b喷吹冷却用油E的状态,但通过转子100旋转,从而也向纸面左侧的线圈101b喷吹冷却用油E。
另外,冷却用油E沿一个轴部件20的内周面22a流动,由此冷却转子铁芯1。而且,从一个轴部件20的贯通孔22e喷出冷却用油E,喷出的冷却用油E到达至定子101中的Z1方向侧的部分(线圈101b的线圈端部)。由此,利用冷却用油E冷却定子101中的Z1方向侧的部分。
另外,在大径部分22的外周面22b固定有转子铁芯1。即,在制造转子100时,一个轴部件20中的大径部分22通过液压成型法而扩径,由此转子铁芯1与轴体2被相互固定。
而且,在本实施方式中,在大径部分22的Z2方向侧的部分设置有与另一个轴部件30接合的接合部40。具体而言,在大径部分22中的比转子铁芯1的Z2方向侧的端面12的位置P2靠Z2方向侧的部分设置有接合部40。另外,接合部40位于比大径部分22的外周面22b的轴向另一侧(Z2方向侧)的端部靠轴向另一侧。
〈另一个轴部件的结构〉
如图2所示,另一个轴部件30形成为与一个轴部件20独立,并且配置于转子铁芯1的Z2方向侧。详细地,另一个轴部件30(后述小径部分31以及大径部分32)配置于比转子铁芯1的Z2方向侧的端面12(位置P2)靠Z2方向侧。另外,另一个轴部件30配置为从比转子铁芯1靠Z2方向侧的位置进一步朝向Z2方向侧延伸。另一个轴部件30的轴向的长度为比长度L1小并且比长度L2小的L3。
这里,在本实施方式中,另一个轴部件30由具有比一个轴部件20的刚性低的刚性的材料构成。例如,另一个轴部件30与一个轴部件20相同地由碳钢构成,而另一个轴部件30的含碳量少于一个轴部件20的含碳量。
另外,另一个轴部件30具有空心形状。而且,另一个轴部件30包括相互形成为一体的小径部分31和大径部分32。即,小径部分31与大径部分32连续形成。大径部分32配置于比小径部分31靠轴向一侧(Z1方向侧)。而且,小径部分31的内径为d31,小径部分31的外径为d32。此外,记载了小径部分31的内径d31以及外径d32分别是指小径部分31的内周面31a以及外周面31b中的与配置有轴承部件4b的轴向位置P4相对应的部分的内径以及外径的情况。另外,小径部分31为权利要求书的“第二小径部分”的一个例子。另外,大径部分32为权利要求书的“第二大径部分”的一个例子。
另外,大径部分32的内径为比小径部分31的内径d31大的d41。另外,大径部分32的外径为比小径部分31的外径d32大的d42。此外,大径部分32的内径d41是指大径部分32中的Z1方向侧的端部(或者端部附近)的内径。另外,记载了大径部分32的外径d42是指大径部分22中的与设置有接合部40的轴向位置P5相对应的部分(大径部分32的Z1方向侧的前端部分33)的外径的情况。大径部分32的轴向一侧(Z1方向侧)的前端部分33的外径d42大于小径部分31的外径d32,并且小于大径部分22的轴向另一侧(Z2方向侧)的前端部分23的外径d23。另外,小径部分31的外径d32小于转子铁芯1的内径d51。
这里,在本实施方式中,在另一个轴部件30中的比转子铁芯1靠Z2方向侧的部分亦即小径部分31设置有使冷却用油E沿径向流通的贯通孔31c。具体而言,贯通孔31c形成于比接合部40的轴向位置P5靠Z2方向侧。
而且,大径部分32的外周面32a与一个轴部件20的大径部分22的内周面22a在径向上对置配置。另外,外周面32a的至少局部与内周面22a的至少局部在接合部40处接合(例如焊接)。另外,另一个轴部件30的大径部分32的内周面32b与一个轴部件20的大径部分22的内周面22a连接,以使冷却用油E从另一个轴部件30侧向一个轴部件20侧流动的方式构成轴体2。
〈接合部的结构〉
如图2所示,接合部40是一个轴部件20的内周面22a与另一个轴部件30的外周面32a通过焊接而形成的。具体而言,大径部分32的轴向一侧(Z1方向侧)的前端部分33中的外周面32a与大径部分22的轴向另一侧(Z2方向侧)的前端部分23中的内周面22a通过焊接而接合。详细地,一个轴部件20与另一个轴部件30设置于在径向上重叠的轴向位置P5。例如图4所示,在沿Z1方向观察时,接合部40以周状间歇设置。例如,在沿Z1方向观察时,以等角度间隔设置有多个接合部40。此外,在图4中省略了轴承部件4b的图示。
另外,接合部40是一个轴部件20的局部与另一个轴部件30的局部通过加热而相互熔融之后固化而形成的。例如,接合部40能够通过激光焊接、电子束焊接、弧焊以及电阻焊等各种焊接方法而形成。
(端板的结构)
如图2所示,端板3a配置于转子铁芯1的轴向一侧(Z1方向侧)的端面11。另外,端板3b配置于转子铁芯1的轴向另一侧(Z2方向侧)的端面12。即,端板3a、3b配置为从轴向的两侧夹住转子铁芯1。而且,端板3a、3b分别固定于轴体2(一个轴部件20)。例如,端板3a、3b与一个轴部件20铆接。
另外,端板3b设置于与接合部40的轴向位置P5不同的位置。具体而言,端板3b配置于比转子铁芯1的Z2方向侧的端面11的轴向位置P2靠Z2方向侧并且比接合部40的轴向位置P5靠Z1方向侧的位置。
(轴承部件以及旋转位置检测部的结构)
如图2所示,轴承部件4a以及旋转位置检测部5配置于一个轴部件20的小径部分21。另外,轴承部件4b配置于另一个轴部件30的小径部分31。而且,轴承部件4a、4b构成为将轴体2支承为能够绕旋转轴C1旋转。另外,轴承部件4a设置于一个轴部件20的外周面21b,并且配置于在沿径向观察时至少局部与驱动力传递部21c重叠的位置。另外,在小径部分21的外周面21b的轴向位置P3配置有轴承部件4a。另外,轴承部件4b形成于小径部分31中的比接合部40的轴向位置P5靠Z2方向侧。
另外,在小径部分21的外周面21b中的比轴向位置P3靠转子铁芯1侧(Z2方向侧)设置有旋转位置检测部5。旋转位置检测部5配置于一个轴部件20中的比转子铁芯1的端面11的轴向位置P1靠Z1方向侧的位置。详细地,旋转位置检测部5设置于一个轴部件20的外周面21b,并且设置于在沿径向观察时至少局部与驱动力传递部21c重叠的位置。而且,旋转位置检测部5构成为检测转子铁芯1的旋转位置。
旋转位置检测部5例如构成为分解器。具体而言,旋转位置检测部5作为分解器的转子而固定于轴体2。而且,构成为与在分解器的转子的径向外侧处配置的未图示的分解器的定子与分解器的转子的相对位置相对应地,从分解器的定子向外部传递旋转位置信息(信号)。
〈转子的制造方法〉
如图8所示,转子100的制造方法具备轴体2的制造工序,该轴体2的制造工序包括:准备一个轴部件20的一个轴部件准备工序(S1);准备另一个轴部件30的另一个轴部件准备工序(S2);在一个轴部件20的小径部分21形成驱动力传递部21c的驱动力传递部形成工序(S3);以及将一个轴部件20的轴向另一侧(Z2方向侧)的部分与另一个轴部件30接合的接合工序(S4)。另外,转子100的制造方法具备在转子铁芯1上固定轴体2的固定工序(S5)。此外,一个轴部件准备工序以及另一个轴部件准备工序分别为权利要求书的“第一轴部件准备工序”以及“第二轴部件准备工序”的一个例子。
在轴体2的制造工序中,例如,按照一个轴部件准备工序、另一个轴部件准备工序、驱动力传递部形成工序、接合工序的顺序进行制造。此外,工序的顺序并不限定于上述情况。例如,驱动力传递部形成工序可以在一个轴部件准备工序以及另一个轴部件准备工序之前进行,也可以在接合工序之后进行。另外,一个轴部件准备工序可以在另一个轴部件准备工序之后进行,也可以与另一个轴部件准备工序同时进行。
另外,固定工序(S5)在轴体2的制造工序(S1~S4)之后进行。例如,轴体2通过液压成型而固定于转子铁芯1。
[本实施方式的效果]
在本实施方式中,能够获得如下效果。
在本实施方式中,如上述那样,第一轴部件(20)的第一大径部分(22)具有驱动力传递外周面(22b),该驱动力传递外周面(22b)抵接于转子铁芯(1)的内周面(13),并且被传递来自转子铁芯(1)的驱动力。而且,在第一轴部件(20)的第一小径部分(21)设置有用于将从转子铁芯(1)经由驱动力传递外周面(22b)而传递的驱动力传递至驱动力传递部件(103)的驱动力传递部(21c)。另外,在第一轴部件(20)的轴向另一侧的部分设置有与第二轴部件(30)接合的接合部(40)。而且,接合部(40)位于比驱动力传递外周面(22b)的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧。由此,并不是在从转子铁芯(1)至第一轴部件(20)的驱动力传递部(21c)为止的驱动力的传递路径上,而是在第二轴部件(30)设置有接合部(40),因此能够防止应力集中于接合部(40)。因此,与在驱动力的传递路径上设置接合部(40)的情况相比,无需使第一轴部件(20)、第二轴部件(30)以及接合部(40)大型化。其结果是,在将第一轴部件(20)与第二轴部件(30)在接合部(40)处接合而构成轴体(2)的情况下,也能够确保轴体(2)的机械强度并且能够防止第一轴部件(20)、第二轴部件(30)以及接合部(40)大型化。
另外,在本实施方式中,如上述那样,接合部(40)配置于比转子铁芯(1)的第二端面(12)靠轴向另一侧。若这样构成,则能够使来自转子铁芯(1)的驱动力整体不是传递至设置有接合部(40)的第二轴部件(30),而是传递至设置有驱动力传递部(21c)的第一轴部件(20)。其结果是,能够进一步防止在接合部(40)处传递驱动力(扭矩),因此能够确保轴体(2)的机械强度并且能够进一步防止第一轴部件(20)、第二轴部件(30)以及接合部(40)大型化。
另外,在本实施方式中,如上述那样,在第一轴部件(20)的第一小径部分(21)配置有支承第一轴部件(20)的第一轴承部件(4a)。而且,在第二轴部件(30)的第二小径部分(31)配置有支承第二轴部件(30)的第二轴承部件(4b)。若这样构成,则第一轴承部件(4a)配置于第一小径部分(21)并且第二轴承部件(4b)配置于第二小径部分(31),因此无需增大第一轴承部件(4a)的直径以及第二轴承部件(4b)的直径。其结果是,能够防止第一轴承部件(4a)以及第二轴承部件(4b)的大型化。
另外,在本实施方式中,如上述那样,第二轴部件(30)具有第二大径部分(32),该第二大径部分(32)配置于比第二小径部分(31)靠轴向一侧,并且与第二小径部分(31)连续形成。另外,第二大径部分(32)的轴向一侧的前端部分(33)的外径(d42)大于第二小径部分(31)的至少局部的外径(d32),并且小于第一大径部分(22)的轴向另一侧的前端部分(23)的外径(d23)。而且,第二大径部分(32)的轴向一侧的前端部分(33)中的外周面(32a)与第一大径部分(22)的轴向另一侧的前端部分(23)中的内周面(22a)通过焊接而接合。这里,在将第一轴部件(20)的另一侧的端面与第二轴部件(30)的一侧的端面焊接的情况下,并且在空心形状的第一轴部件(20)的厚度以及空心形状的第二轴部件(30)的厚度比较小的情况下,认为焊接深度变得比较小。在该情况下,认为接合部(40)的机械强度降低。与此相对,如上述实施方式那样,若通过将第一轴部件(20)的第一大径部分(22)的前端部分(23)中的内周面(22a)与第二轴部件(30)的第二大径部分(32)的前端部分(33)中的外周面(32a)焊接而形成接合部(40),则焊接深度的方向成为沿着第一轴部件(20)以及第二轴部件(30)的轴向的方向。因此,即便是在第一轴部件(20)的厚度以及第二轴部件(30)的厚度比较小的情况下,也能够充分确保焊接深度。其结果是,能够充分确保接合部(40)的机械强度。而且,与将第一轴部件(20)的外周面(22b)与第二轴部件(30)的内周面(31a)焊接的情况不同,能够防止第二轴部件(30)与配置于第一轴部件(20)的径向外侧的转子铁芯(1)机械干涉。
另外,在本实施方式中,如上述那样,转子(100)的制造方法具备在比第一大径部分(22)的驱动力传递外周面(22b)的轴向另一侧的端部靠轴向另一侧处通过焊接将第一轴部件(20)的轴向另一侧的部分与第二轴部件(30)接合的接合工序。由此,不是在从转子铁芯(1)至第一轴部件(20)的驱动力传递部(21c)为止的驱动力的传递路径上,而是在第二轴部件(30)设置有接合部(40),因此能够防止应力集中于接合部(40)。因此,与在驱动力的传递路径上设置接合部(40)的情况相比,无需使第一轴部件(20)、第二轴部件(30)以及接合部(40)大型化。其结果是,能够提供在将第一轴部件(20)与第二轴部件(30)在接合部(40)处接合而构成轴体(2)的情况下,也能够确保轴体(2)的机械强度并且能够防止第一轴部件(20)、第二轴部件(30)以及接合部(40)大型化的转子(100)的制造方法。
另外,第一轴部件(20)与第二轴部件(30)通过焊接而接合,因此与利用紧固部件等将第一轴部件(20)与第二轴部件(30)连接的情况相比,能够减少转子(100)的部件件数。
[变形例]
此外,本次公开的实施方式在全部方面均为例示而不应被认为是限制性表述。本发明的范围并不由上述实施方式的说明所示,而是由权利要求书所示,另外,本发明的范围包括与权利要求书均等的意味以及范围内的全部变更(变形例)。
(第一变形例)
例如,在上述实施方式中,示出了在转子铁芯1的内周面13固定有轴体2中的仅一个轴部件20的例子,但本发明并不限定于此。例如图5所示的第一变形例的转子200那样,也可以在转子铁芯201的内周面213不仅固定有一个轴部件220,而且还固定有另一个轴部件230。在该情况下,另一个轴部件230的局部与转子铁芯201的局部配置于在沿径向观察时相互重叠的位置。此外,一个轴部件220以及另一个轴部件230分别为权利要求书的“第一轴部件”以及“第二轴部件”的一个例子。
另外,在上述实施方式中,示出了将接合部40设置于比转子铁芯1的Z2方向侧的端面12靠Z2方向侧的例子,但本发明并不限定于此。例如图5所示的第一变形例的转子200那样,接合部240设置于比转子铁芯201的端面212靠Z1方向侧。
另外,在上述实施方式中,示出了将一个轴部件20的内周面22a与另一个轴部件30的外周面32a接合的例子,但本发明并不限定于此。例如图5所示的第一变形例的转子200那样,也可以一个轴部件220的Z2方向侧的端面220a与另一个轴部件230的Z1方向侧的端面230a接合。
(第二变形例)
另外,在上述实施方式中,示出了将一个轴部件20的大径部分22与另一个轴部件30的大径部分32接合的例子,但本发明并不限定于此。例如图6所示的第二变形例的转子300那样,也可以一个轴部件320的Z2方向侧的小径部分322与另一个轴部件330的小径部分332接合。此外,一个轴部件320以及另一个轴部件330分别为权利要求书的“第一轴部件”以及“第二轴部件”的一个例子。
另外,在上述实施方式中,示出了在一个轴部件20中的比转子铁芯1靠轴向一侧(Z1方向侧)的部分设置贯通孔22e并且在另一个轴部件30中的比转子铁芯1靠轴向另一侧(Z2方向侧)的部分设置贯通孔31c的例子,但本发明并不限定于此。例如图6所示的第二变形例的转子300那样,也可以在一个轴部件320中的比转子铁芯1靠轴向一侧(Z1方向侧)的部分设置贯通孔22e并且在一个轴部件320中的比转子铁芯1靠轴向另一侧(Z2方向侧)的部分设置贯通孔331c。
(第三变形例)
例如,在上述实施方式中,示出了一个轴部件20(第一轴部件)的轴向另一侧(Z2方向侧)的前端部分23的内周面22a与另一个轴部件30(第二轴部件)的轴向一侧(Z1方向侧)的前端部分33的外周面32a接合的例子,但本发明并不限定于此。
例如,在图7所示的第三变形例的转子400中,另一个轴部件430的大径部分432的轴向一侧(Z1方向侧)的前端部分433与一个轴部件420的大径部分422的轴向另一侧(Z2方向侧)的前端部分423通过焊接而接合。在该情况下,如图7所示,大径部分432的前端部分433的Z1方向侧的端面433a与大径部分422的前端部分423的Z2方向侧的端面423a接合。即,大径部分432的轴向一侧的前端部分433的外径d433大于另一个轴部件430的小径部分431的外径d431,并且等于大径部分422的轴向另一侧的前端部分423的外径d423。另外,接合部440设置于比转子铁芯1的轴向另一侧的端面412靠轴向另一侧。另外,接合部440设置于比转子铁芯1的贯通孔431c靠轴向另一侧。此外,一个轴部件420以及另一个轴部件430分别为权利要求书的“第一轴部件”以及“第二轴部件”的一个例子。另外,大径部分422以及大径部分432分别为权利要求书的“第一大径部分”以及“第二大径部分”的一个例子。另外,小径部分431为权利要求书的“第二小径部分”的一个例子。另外,端面412为权利要求书的“第二端面”的一个例子。
如上述那样,另一个轴部件430的大径部分432的前端部分433与一个轴部件420的大径部分422的前端部分423通过焊接而在轴向上接合,从而与在接合部440处一个轴部件420与另一个轴部件430在径向上邻接并接合的情况相比,能够减小接合部440处的轴体402的外径。其结果是,能够使转子400进一步小型化。
(其他变形例)
另外,在上述实施方式中,示出了由两个部件(一个轴部件20以及另一个轴部件30)构成轴体2的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以由三个以上的部件构成轴体。在该情况下,在三个以上的部件中的配置于最靠轴向一侧的部件固定有转子铁芯并且设置有驱动力传递部。
另外,在上述实施方式中,示出了以一个轴部件20以及另一个轴部件30各自具有空心形状的方式构成轴体2的例子,但本发明并不限定于此。例如,也可以以一个轴部件20以及另一个轴部件30中的一方或者双方具有实心形状的方式构成轴体2。
另外,在上述实施方式中,示出了通过焊接而形成接合部的例子,但本发明并不限定于此。例如,也可以将一个轴部件20与另一个轴部件30通过热胀配合或者冷缩配合等而压接的部分构成为接合部。
另外,在上述实施方式中,示出了将驱动力传递部21c设置于内周面21a的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以将驱动力传递部21c设置于外周面21b。在该情况下,驱动力传递部21c设置于与轴承部件4a以及旋转位置检测部5的轴向位置不同的轴向位置。
另外,在上述实施方式中,示出了在一个轴部件20设置有小径部分21和大径部分22的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以以一个轴部件具有恒定的内径以及外径的方式构成轴体。
另外,在上述实施方式中,示出了将旋转位置检测部5设置于比轴承部件4a靠Z2方向侧的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以将旋转位置检测部5设置于比轴承部件4a靠Z1方向侧。
另外,在上述实施方式中,示出了将端板3a、3b固定于轴体2的例子,但本发明并不限定于此。例如,也可以通过焊接或者铆接将端板3a、3b固定于转子铁芯1。
另外,在上述实施方式中,示出了在轴体2设置有贯通孔22e、31c的例子,但本发明并不限定于此。例如,也可以在轴体2设置贯通孔22e、31c中的仅一方,也可以任一方都不设置。
另外,在上述实施方式中,示出了由碳钢构成一个轴部件20以及另一个轴部件30的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以由除碳钢以外的部件(例如不锈钢或者铝等)构成一个轴部件20以及另一个轴部件30的至少一方。
另外,在上述实施方式中,示出了由具有比一个轴部件20的刚性低的刚性的材料构成另一个轴部件30的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以由具有一个轴部件20的刚性以上的刚性的材料构成另一个轴部件30。
另外,在上述实施方式中,示出了在沿Z1方向观察时,间歇地以等角度间隔形成接合部40的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以在沿Z1方向观察时,将接合部40连续地形成为圆弧状。
另外,在上述实施方式中,例示了以端板3b的轴向位置与接合部40的轴向位置相互不同的方式构成轴体2的例子,但本发明并不限定于此。即,也可以以端板的轴向位置与接合部的轴向位置相同(在沿径向观察时重叠)的方式构成轴体。
附图标记说明:
1、201…转子铁芯;2、402…轴体;4a…轴承部件(第一轴承部件);4b…轴承部件(第二轴承部件);5…旋转位置检测部;11…端面(第一端面);12、412…端面(第二端面);13、213…内周面(转子铁芯的内周面);20、220、320、420…一个轴部件(第一轴部件);21…小径部分(第一小径部分);21a、22a…内周面(一个轴部件的内周面);21b…外周面(第一轴部件的外周面);21c…驱动力传递部;22、422…大径部分(第一大径部分);22b…外周面(驱动力传递外周面);22e、31c…贯通孔;23…前端部分(第一大径部分的前端部分);30、230、330、430…另一个轴部件(第二轴部件);31、431…小径部分(第二小径部分);32、432…大径部分(第二大径部分);32a…外周面(另一个轴部件的外周面);33…前端部分(第二大径部分的前端部分);40、240、440…接合部;100、200、300、400…转子;103…驱动力传递部件;d12…外径(第一小径部分的外径);d23…外径(第一大径部分的前端部分的外径);d32…外径(第二小径部分的外径);d42…外径(第二大径部分的前端部分的外径);d51…内径(转子铁芯的内径)。
Claims (6)
1.一种转子,其中,具备:
圆筒形状的转子铁芯,其具有轴向一侧的第一端面和轴向另一侧的第二端面;和
轴体,其与所述转子铁芯一体旋转,
所述轴体包括:第一轴部件,其一体具有配置于所述转子铁芯的径向内侧的空心形状的第一大径部分和配置于比所述转子铁芯的所述第一端面靠所述轴向一侧并且与所述第一大径部分连续形成的第一小径部分;和第二轴部件,其具有配置于比所述转子铁芯的所述第二端面靠所述轴向另一侧的第二小径部分,
所述第一轴部件的所述第一小径部分的至少局部的外径以及所述第二轴部件的所述第二小径部分的至少局部的外径各自小于所述转子铁芯的内径,
所述第一轴部件的所述第一大径部分具有驱动力传递外周面,所述驱动力传递外周面抵接于所述转子铁芯的内周面并且被传递来自所述转子铁芯的驱动力,
在所述第一轴部件的所述第一小径部分设置有驱动力传递部,所述驱动力传递部用于将从所述转子铁芯经由所述驱动力传递外周面而传递的所述驱动力传递至驱动力传递部件,
在所述第一轴部件的所述轴向另一侧的部分设置有与所述第二轴部件接合的接合部,
所述接合部位于比所述驱动力传递外周面的所述轴向另一侧的端部靠所述轴向另一侧。
2.根据权利要求1所述的转子,其中,
所述接合部配置于比所述转子铁芯的所述第二端面靠所述轴向另一侧。
3.根据权利要求1或2所述的转子,其中,
在所述第一轴部件的所述第一小径部分配置有支承所述第一轴部件的第一轴承部件,
在所述第二轴部件的所述第二小径部分配置有支承所述第二轴部件的第二轴承部件。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的转子,其中,
所述第二轴部件具有第二大径部分,所述第二大径部分配置于比所述第二小径部分靠所述轴向一侧并且与所述第二小径部分连续形成,
所述第二大径部分的所述轴向一侧的前端部分的外径大于所述第二小径部分的至少局部的所述外径,并且等于所述第一大径部分的所述轴向另一侧的前端部分的外径,
所述第二大径部分的所述轴向一侧的所述前端部分与所述第一大径部分的所述轴向另一侧的所述前端部分通过焊接而接合。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的转子,其中,
所述第二轴部件具有第二大径部分,所述第二大径部分配置于比所述第二小径部分靠所述轴向一侧并且与所述第二小径部分连续形成,
所述第二大径部分的所述轴向一侧的前端部分的外径大于所述第二小径部分的至少局部的所述外径,并且小于所述第一大径部分的所述轴向另一侧的前端部分的外径,
所述第二大径部分的所述轴向一侧的所述前端部分的外周面与所述第一大径部分的所述轴向另一侧的所述前端部分的内周面通过焊接而接合。
6.一种转子的制造方法,其中,具备:
第一轴部件准备工序,准备轴体的第一轴部件,所述轴体的第一轴部件一体具有配置于圆筒形状的转子铁芯的径向内侧的空心形状的第一大径部分和配置于比所述转子铁芯的轴向一侧的第一端面靠所述轴向一侧并且与所述第一大径部分连续形成并且至少局部的外径小于所述转子铁芯的内径的第一小径部分,所述轴体与所述转子铁芯一体旋转;
第二轴部件准备工序,准备所述轴体的第二轴部件,所述第二轴部件具有第二小径部分,所述第二小径部分配置于比所述转子铁芯的轴向另一侧的第二端面靠所述轴向另一侧,所述第二小径部分的至少局部的外径小于所述转子铁芯的所述内径;
驱动力传递部形成工序,将用于将经由抵接于所述转子铁芯的内周面的所述第一大径部分的驱动力传递外周面而传递的来自所述转子铁芯的驱动力传递至驱动力传递部件的驱动力传递部形成于所述第一轴部件的所述第一小径部分;
接合工序,在比所述第一大径部分的所述驱动力传递外周面的所述轴向另一侧的端部靠所述轴向另一侧处,通过焊接将所述第一轴部件的所述轴向另一侧的部分与所述第二轴部件接合;以及
固定工序,在所述转子铁芯上固定所述轴体。
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