CN1484882A - 转子的磁铁保持构造 - Google Patents

Abstract

本发明的转子的磁铁保持构造，插入由转子(1)、第一基体(3)及磁铁(5)一体装配成的转子芯(2)，通过第二基体(4)借助转子元件的铆接部(1a)对各部件的轴线方向进行固定，同时结合转子元件的结合凸部(1b)和第一支撑体的结合凹部使第一支撑体固定到旋转方向；在分隔用来容纳转子元件的磁铁(5)的轴线方向孔(2a)的隔壁(2b)上结合第一支撑体的卡止片(3b)，将转子元件固定到旋转方向，借助第一支撑体的柔性突起吸收转子芯元件和磁铁的轴线方向高度的加工误差，从而，不用粘接材料就可实现转子中磁铁的保持构造，无须粘接材料的涂敷和干燥工序，降低生产成本。

Description

转子的磁铁保持构造

技术领域

本发明涉及适用于外转子型电机的转子的磁铁保持构造。

背景技术

现有技术中，在转子上配设磁铁的电动机或发电机，由于磁铁旋转，而例如本发明的同一申请人在日本实开昭61-129472号公报中公开的那样，试图以某些方法将磁铁保持在固定状态。

另外，还有将磁铁插入设置在圆筒状的周壁上的轴线方向孔中而成的IPM(Inner Permanent Magnet)方式，下面参照图10表示其一个例子。图中，圆筒状的转子芯12同轴地容纳在一端封口的圆筒状的转子11的内部、构成转子芯，该转子芯同轴地安装在未图示的旋转轴上。

如图所示，在转子芯12的周壁部12a、沿周向隔开相等角度间隔设置多个轴线方向孔12b，在各个轴线方向孔12b中分别以图中箭头所示那样插入磁铁13(仅图示出一部分)。而且，在转子11的周壁部11a的突出端部向轴线方向突出设置铆接部11b，通过将该铆接部11b铆接(图中箭头)在转子芯12一侧来防止容纳在转子11内的转子芯脱落，同时，使磁铁13通过转子芯12与转子11一体化。

上述那样地在转子上设置磁铁时，必须对旋转方向和轴线方向进行固定。特别是，用于汽车起动机或发电机时，考虑到使磁铁不至因热和急剧加减速以及振动等而产生错位，必须将磁铁牢固地固定。

在旋转方向，可以通过压纹(图中的11c)配合等容易地固定在转子11和转子芯12之间。与此相对，在轴线方向，由于转子芯12和磁铁13的加工尺寸误差而避免不了高度差异，所以，如上述图示的例子那样，通过铆接部11b的铆接对轴线方向进行固定时，担心仅仅固定转子芯12和磁铁13中任一方被固定，而另一方产生松动。

作为对策，通过粘接剂分别固定转子11、转子芯12、磁铁13之间。但是，由于产生粘接剂的涂敷操作和干燥工序，所以存在生产成本高的问题。

发明内容

为了解决上述课题，实现使生产成本低廉化的转子的磁铁保持构造，本发明中，是一种转子的磁铁保持构造，所述转子具有多个磁铁、圆筒状的转子芯和圆筒状的旋转体；所述圆筒状的转子芯设置了用来将所述多个磁铁配置在圆周方向的多个磁铁固定孔，所述旋转体同轴地容纳所述转子芯；所述旋转体具有在轴线方向接住所述转子芯的承受部；同时，具有：装设在所述承受部和所述转子芯之间的第一基体；在与所述转子芯的所述第一基体相反一侧配置的第二基体；为了固定用来防止所述转子芯以及所述磁铁相对于所述旋转体沿轴线方向脱落的所述第二基体而设置在所述旋转体的铆接部；和分别设置在所述旋转体以及所述第一基体以及所述转子芯之间、用来防止所述转子芯相对于所述旋转体周向位移的周向位移防止机构。

这样，保持了磁铁的状态的转子芯，相对于轴线方向在旋转体的承受部和铆接部之间固定成被两个基体夹持的状态，相对于旋转方向(周向)通过周向位移防止机构防止对旋转体的周向位移。因此，不用分别粘接旋转体(转子)、转子芯、磁铁之间就可以将它们一体地固定。另外，可以通过基体防止磁铁脱落，可以不把铆接部形成为用来防止磁铁脱落、成为简单的形状，同时，也可以简单地进行铆接操作。另外，由于通过基体来防止周向位移，所以就不必通过在基体上设置用来防止周向位移的凹凸部来将凹部设置在转子芯一侧，可以以同一形状的层叠材形成转子芯2，因此，转子芯2的形成操作不会繁杂化、并可以提高转子芯2的制造效率。

另外，最好在所述两个基体的一方，设置推压所述磁铁的轴线方向端面用来吸收所述磁铁的轴线方向尺寸误差的柔性突起、和突入所述磁铁保持孔和所述磁铁之间用来限制所述磁铁的周向位移的卡止片。

这样，在吸收磁铁和转子芯的加工尺寸误差时，可以通过柔性突起的变形应对高度方向(轴线方向)、而通过卡止片应对宽度方向(周向)。由于基体以合成树脂材料形成，所以柔性突起可以弹性变形，因此，可以借助其弹性变形产生的反弹力容易地推压磁铁。同样，由于卡止片可以弹性变形，所以，可以将卡止片容易地突入磁铁保持孔和磁铁之间，同时，可以借助弹性变形的卡止片的回复力使磁铁保持孔和磁铁之间的间隙成为填满的状态，从而可以简单地防止磁铁的周向位移。

另外，所述旋转体具有包围所述转子芯的周壁部；所述铆接部设置在与所述周壁部的内径相比直径放大(扩径)了的位置。这样，为了将转子芯组装在旋转体中而将转子芯插入旋转体的周壁部内时，转子芯可以相对于被铆接部包围着的部分进行有间隙的插入，所以转子芯可以由铆接部引导插入周壁部内，可以使转子芯对旋转体的组装操作容易地进行。

另外，所述磁铁保持孔由设置在所述转子芯的轴线方向孔构成。这样，在转子芯组装到旋转体之前可以将磁铁组装到转子芯，在组装磁铁时只要推压旋转体就可以因此操作方便。另外，可以通过将卡止片突入轴线方向孔中而容易地对磁铁进行定位。

另外，所述磁铁保持孔由设置在所述转子芯的外周面的凹设部、和所述周壁部的内周面形成。这样，在设置于转子芯的轴线方向孔中，形成其转子芯的半径方向外侧的壁的部分采用旋转体的周壁部，所以，可以消除该部分的转子芯的外周部分，因此，其结果是可以减小旋转体的外径、使转子小型化。

另外，在所述两个基体的另一方，采用没有在形成所述转子芯的层叠材中冲切所述轴线方向孔的材料。或者，在所述两个基体的另一方，采用没有在形成所述转子芯的层叠材中设置所述凹设部的材料，这样，用于防止磁铁脱落的的基体不需要采用以其他部件加工成的，而仅仅采用形成构成转子芯的层叠材的材料、进而只省略冲孔加工就可以作为基体使用，因此，可以降低部件成本和制造工时。

附图说明

图1是表示适用本发明的电动机或发电机的转子的分解组装轴测图。

图2是放大表示第一基体的主要部分的图。

图3是表示转子的组装状态的主要部分放大纵截面图。

图4是沿图2的箭头II-II线剖开主要部分观察的图。

图5是放大表示第二基体的主要部分的图。

图6a是表示第二实施例的与图3对应的图；图6b是沿图6a的箭头VI-VI线观察的局部剖俯视图。

图7a是表示第三实施例的对应图3的图；图7b是表示第二基体的局部俯视图。

图8是表示转子元件的磁阻分配头部分的主要部分放大说明图。

图9是放大表示转子元件的铆接部的截面图。

图10是表示转子的磁铁保持构造的一个实施例的分解组装说明图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示适用本发明的电动机或发电机的转子的分解组装轴测图。如图所示，本转子由：作为在中心具有以嵌装状态组装在未图示的旋转轴(例如也可以是发动机的曲轴)上的毂部件的旋转体、一端封口的圆筒状的转子1；作为同轴地容纳在转子1内的转子芯的圆筒状转子芯2；在轴线方向夹持转子芯2地设置的圆环状的第一以及第二基体3、4；和多个(例如12个，在图中仅表示了一个)磁铁5等构成。

转子芯2，例如将薄钢板冲切加工成规定形状后层叠成规定厚度的同时，形成对转子1进行插入设定的外径。在该转子芯2的周壁部，沿周向以相等角度间隔设置可以插入板状的磁铁5的截面形状的轴线方向孔2a。而且，磁铁5的高度和轴线方向孔2a的长度大致相同(磁铁5短一些)。

第一以及第二基体3、4由合成树脂形成，同时，以覆盖轴线方向孔2a的方式形成与转子芯2的周壁部的轴线方向两端面大致相同形状的圆环状。在图中由转子1的底面形成的承受部1f和转子芯2的下面之间配置第一基体3，在转子芯2的上面一侧配置第二基体4。

转子1与如上所述地形成的第一基体3、转子芯2、第二基体4的组装要领如下所示。首先，如图中箭头A所示那样，将转子芯2以及第一基体3相互同轴地组装。如结合图2所示那样，在所述第一基体3上突出设置对转子芯2和第一基体3进行定位的一对卡止片3。在组装时将这些卡止片3b突入转子芯的轴线方向孔2a内。另外，相邻的卡止片3b设置可以在两者之间呈压入隔壁2b的状态的间隔。从而可以通过相邻的卡止片3b弹性地夹持将各个轴线方向孔2a沿周向进行分隔的隔壁2b。这样，通过压入嵌合而将转子芯2以及第一基体3相互组装成一体化。

接着，在与第一基体3一体化的转子芯2的各个轴线方向孔2a插入各个磁铁5(箭头B)，在其插入之后向插入方向对磁铁5施加压力直至接触到第一基体3。此时，以各个卡止片3b填满磁铁5的周向两侧面和轴线方向孔2a的各个间隙并突入(图2的箭头C)的方式、将磁铁5插入轴线方向孔2a。而且，将卡止片3b的突入方向的前端部形成为前端较细、从而可以容易地突入该间隙的同时，形成在中间部压缩变形的状态下能收纳在间隙中的壁厚。因此，通过插入磁铁5之后进行加压，将磁铁5压入嵌合在轴线方向孔2a内的一对卡止片3b之间，从而，吸收各个磁铁5的插入方向高度或周向位置的偏差。而且，由于可以在将转子芯2组装在转子1之前组装磁铁，所以，磁铁5的组装对象变成只有转子芯2(第一基体3因为是合成树脂制成的所以可以忽视重量)这一重量轻的物体，因此，在磁铁组装操作时容易进行部件安装。

将组装着上述磁铁5的状态的转子芯2如图1的箭头D所示那样插入转子1内。而且，如图3所示，在转子1底面的载置第一基体3的部分，如图3中很好表示的那样，以朝向第一基体3一侧突出的方式设置着压纹加工的结合凸部1b。在第一基体3上设置着对应结合凸部1b的结合凹部3a。由这些结合凸部1b和结合凹部3a构成周向位移防止机构。而且，如图2所示，为了使结合凸部1b容易突入结合凹部3a，而将结合凹部3a锥孔状。通过与这些结合凸部1b和结合凹部3a位置相吻合地压入转子芯2，将结合凸部1压入嵌合在结合凹部3a内，结果通过第一基体3防止转子芯2相对于转子1的周向位移。

而且，以覆盖转子芯2的上面的方式载置第二基体4(图1的箭头E)，将形成于转子1的周壁部的突出端部的铆接部1a如图3所示那样弯到半径方向内侧、对第二基体4进行铆接，这样，通过凿紧的铆接部1a对第二基体4进行卡止。从而，在转子1的底部和铆接部1a之间，对轴线方向固定第一基体3、转子芯2和第二基体4(参照图2)。

另外在第一基体3，如图2所示，在一对的卡止片3b之间设置一对人字形的柔性突起3c。在这些柔性突起3c的两侧设置比其他部分低的退刀槽部3d。如图4所示，这是在安装时用来确保因磁铁5而压缩变形的柔性突起3c的变形量的。而且，通过解除对磁铁5进行组装时的推压力，向磁铁5作用由柔性突起3c产生的弹性推回力。

另外，在各个一对的卡止片3b的相邻物体之间，设置如上所述地在突入隔壁2b时用来使卡止片3b的滑接面削掉的切片逃逸的凹部3e。这样，在组装时即使昌盛上述切片，也可以防止所述切片使转子芯2相对于第一基体3浮起，从而使转子芯2和第一基体3相对于轴线方向的位置关系满足设计要求。

如图5所示，在第二基体4上设置前端较细形状的高凸部4a及其两侧各一对的低凸部4b，该高凸部4a分别以在组装状态下与各个隔壁2b的轴线方向端面(图4的上面)抵接的方向突出设置。在组装时通过施加规定的载荷使高凸部4a压缩变形，如图4所示，通过压缩变形的高凸部4a和一对的低凸部4b推压隔壁2b。这样，通过两个凸部4a、4b的压缩变形来吸收磁铁5的高度和转子芯2的高度的不同，在组装状态下，决定第二基体4相对于转子芯2的轴线方向高度的位置。因此，可以与转子芯2和第一基体3的关系相吻合地、使两个基体3、4之间的间隔在整周不受磁铁的高度偏差的左右地成为定值。而且，为了决定第二基体4的周向位置，而在第二基体4的适当部位设置以夹持隔壁2b的方式结合成的一对的定位片4c。

在这样构成的转子芯2以及两个基体3、4在与转子1组装的状态下，相对于轴线方向通过上述铆接进行固定；而相对于旋转方向(周向)，在转子1和第一基体3之间结合结合凸部1b和结合凹部3a，在第一基体3和转子芯2之间结合卡止片3b和轴线方向孔2a，通过这些的结合进行固定。

而且，在吸收磁铁5和转子芯2(轴线方向孔2a)的加工尺寸误差时，相对于高度方向(轴线方向)可以借助柔性突起3c、相对于宽度方向(周向)可以借助卡止片3b，通过各自的弹性变形进行对应。而且，在图示中，通过卡止片3b压入突入端部、填满磁铁5和轴线方向孔2a的间隙成为固定状态。这样，不采用粘接材料就可以实现转子中的磁铁5的保持构造，不需要粘接材料的涂敷和干燥工序、提高生产率。

另外，通过基体(在图示的例子中为第一基体3)可以防止转子芯2对转子1的周向位移，所以如图示的例子那样，通过使第一基体3由合成树脂制成，可以由第一基体3(卡止片3b)的弹性变形来吸收转子1以及转子芯2之间在防止周向位移时的尺寸误差。这样，就无须把包括磁铁5的转子1以及转子芯2制成那么高的精度，可以降低制造成本。

另外，在没有第一基体3时，必须将转子芯2的最下层部位的层叠材(例如钢板)形成与其他的层叠材不同的形状(例如设置对应于结合凸部1b的孔)。对此，根据本发明，可以在与转子芯2之间利用轴线方向孔2a防止周向位移。因此，可以将转子芯形成相同形状的层叠材，所以转子芯2的形成操作不会复杂化，可以提高转子芯2的制造效率。

另外，在进行变更磁极数量等的转子芯2的设计变更、使结合凸部1b的位置与轴线方向孔2a重合时，也可以借助容易形成的第一基体3的结合凹部3a的位置变更来进行对应，所以，无须进行转子1一侧的设计变更，增加了设计的自由度。

下面，图6说明根据本发明的第二实施例。图6(a)是对应图3的图，图6b是沿图6a的箭头VI-VI线观察的图。与上述例子相同的部分采用相同的符号并省略其详细说明。在所述第二实施例中，转子芯6如图6(b)所示，形成在其外周面具有朝向半径方向外侧开口地设置的凹设部6a的形状。借助由该凹设部6a和转子1的周壁部1c围成的空间，形成与上述轴线方向孔2a相当的磁铁插入孔6a。

在该第二实施例中，转子芯6以及第一基体3一体化形成，可以在将他们组装到转子1上之后再组装磁铁5。而且，相对于磁铁5的定位以及固定与第一实施例的相同。

另外，图7表示根据本发明的第三实施例。该图7a也是与图3对应的图，与上述实施例相同的部分采用相同的符号并省略其详细说明。在该第三实施例中，转子芯2的覆盖轴线方向孔2a的图中上侧开口面的第二基体7上，在转子芯形成用层叠材中采用了如图7b所示那样没有冲切形成轴线方向孔2a的部分的材料。

此时，在第二基体上可以只采用形成转子芯2的层叠材的材料(圆环状薄钢板)，进而，可以不进行冲切加工而直接使用。因此，作为第二基体无须采用由其他部件加工而成的材料，所以具有降低部件成本和制造工时的效果。而且，转子芯的形状可以是上述第二实施例中的，在该场合所述第三实施例也适用。

另外，如结合图8所示的那样，本转子1中用于检测点火时间基准信号的磁阻分配头1d由周壁部1c的一部分从半径方向内侧锻造形成。受此影响，周壁部1c的磁阻分配头1d附近相对于图8的虚线所示的转子芯2(正圆)向半径方向内侧变形(为了说明而在图中进行强调表示)的场合，在插入与周壁部1c大致相同直径的转子芯2时、其角部咬入上述半径方向内侧变形部，所以转子芯2难以插入转子1中。

对此，本转子1的铆接部1a如图9所示地从转子1的周壁部1c的内周面靠外侧设置。即，铆接部1a形成为相对于周壁部1c的内周面向半径方向外侧扩大的环状壁形状，从而具有内径D2(直径大于转子芯的外径D3)比转子1的周壁部1c的内径D1扩大了的内周面。而且，在周壁部1c的内周面和铆接部1a之间形成向轴线方向外方(图中的上方)扩开的锥面1e。因此，转子芯即使相对于因上述磁阻分配头1d的打出形成而产生歪斜的转子1、也可以容易地插入铆接部1a的部分，进而，通过压入，可以将转子芯2由锥面1e引导插入周壁部1c内。在插入其周壁部1c内时，借助转子芯2矫正周壁部1c，所以可以容易地将转子芯2插入转子1的底部。

另外，在加工具有上述锥面1e的铆接部1a时，可以将转子1与例如绞加工同时地进行，不会增加加工工时。而且，由于可以如上所述那样一边矫正一边插入，所以，可以将转子1的周壁部1c和转子芯2的余隙(D1-D3)设定得尽量小，可以提高转子1和转子芯2的定心精度，从而提高平衡性。

产业上的利用可能性

正如上面清楚地说明的那样，根据本发明，可以将保持着磁铁的转子芯相对于轴线方向以在旋转体的承受部和铆接部之间被两个基体夹持住的状态进行固定，而在旋转方向(周向)借助相对于旋转体的周向位移防止机构来防止周向位移。

进而，在吸收磁铁和转子芯的加工尺寸误差时，相对于磁铁的高度方向(轴线方向)可以通过柔性突起的变形、而相对于磁铁的宽度方向(周向)则可以通过卡止片的突入来填满磁铁保持孔和磁铁之间的间隙，以此进行对应。所以，无须采用粘接材料就可以实现在转子上保持磁铁的构造，不需要粘接材料的涂敷和干燥工序，使生产成本低廉化。

另外，通过将旋转体的铆接部设置在直径比容纳转子芯的周壁部的内径大的位置，可以在对转子芯的旋转体进行组装时由铆接部引导转子芯插入旋转体。例如即使在不具备旋转体和转子芯的圆度时也可以进行插入，从而使组装操作容易、使生产成本低廉化。

另外，通过在转子芯上设置轴线方向孔作为磁铁保持孔，可以在将转子芯组装到旋转体上之前将磁铁组装到转子芯上，使磁铁的组装时操作方便，同时通过将设置在基体上的卡止片突入轴线方向孔内，可以在对旋转体进行组装之前将磁铁容易地对转子芯进行定位。

另外，由设置在转子芯的外周面的凹设部和旋转体的周壁部形成准确(真)磁铁保持孔，这样，转子芯的半径方向外侧的壁厚就不必要了，所以，可以减小转子芯的外径以及旋转体的内径。因此，由于可以使旋转体小直径化，而使电机整体紧凑化。

另外，在两个基体的一方，采用在转子芯形成用层叠材中没有为了形成轴线方向孔或凹设部而进行冲切的材料，这样，作为该基体不需要由其他部件进行加工的材料，只是直接采用形成转子芯的成为层叠材的材料就可以，可以降低部件的成本和制造工时。

Claims (7)

1.一种转子的磁铁保持构造，所述转子具有多个磁铁、圆筒状的转子芯和圆筒状的旋转体；所述转子芯设置了用来将所述多个磁铁配置在圆周方向的多个磁铁固定孔，所述旋转体同轴地容纳所述转子芯；其特征在于：

所述旋转体具有在轴线方向接住所述转子芯的承受部；

同时具有：装设在所述承受部和所述转子芯之间的第一基体；在与所述转子芯的所述第一基体相反一侧配置的第二基体；为了固定用来防止所述转子芯以及所述磁铁相对于所述旋转体沿轴线方向脱落的所述第二基体而设置在所述旋转体的铆接部；和分别设置在所述旋转体以及所述第一基体以及所述转子芯之间、用来防止所述转子芯相对于所述旋转体的周向位移的周向位移防止机构。

2.如权利要求1所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：在所述两个基体的一方，设置推压所述磁铁的轴线方向端面用来吸收所述磁铁的轴线方向尺寸误差的柔性突起、和突入所述磁铁保持孔和所述磁铁之间用来限制所述磁铁的周向位移的卡止片。

3.如权利要求1所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：所述旋转体具有包围所述转子芯的周壁部；

所述铆接部设置在与所述周壁部的内径相比直径放大了的位置。

4.如权利要求2所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：所述磁铁保持孔由设置在所述转子芯的轴线方向孔构成。

5.如权利要求1所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：所述磁铁保持孔由设置在所述转子芯的外周面的凹设部、和所述周壁部的内周面形成。

6.如权利要求4所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：所述两个基体的另一方，采用没有在形成所述转子芯的层叠材中冲切所述轴线方向孔的材料。

7.如权利要求5所述的转子的磁铁保持构造，其特征在于：所述两个基体的另一方，采用没有在形成所述转子芯的层叠材中设置所述凹设部的材料。

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