JP2011239612A - Rotor for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両に搭載される回転電機の回転子に関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine mounted on a vehicle, for example.
例えば、車両に搭載される回転電機の回転子として、嵌合孔を有するコアと、該コアの嵌合孔に嵌入される嵌合部を有するシャフトとを備えたものが、特許文献1に開示されている。そして、このような回転子において、コアとシャフトの締結を行う一つの手法として、シャフトの嵌合部の外周面に軸方向に延びるキー溝を設けるとともにコアの嵌合孔の周壁面に軸方向に延びるキーを設けて、両部材をスプライン嵌合により締結することが従来より知られている。 For example, as a rotor of a rotating electrical machine mounted on a vehicle, a rotor including a core having a fitting hole and a shaft having a fitting portion fitted into the fitting hole of the core is disclosed in Patent Document 1. Has been. In such a rotor, as one method for fastening the core and the shaft, a key groove extending in the axial direction is provided on the outer peripheral surface of the fitting portion of the shaft and the axial direction is provided on the peripheral wall surface of the core fitting hole. It has been conventionally known that a key extending in the direction is provided and both members are fastened by spline fitting.
ところが、上記のように、シャフトとコアをスプライン嵌合により締結する場合、シャフトに設けられるキー溝の加工は、高精度を要求され、しかも加工範囲が広いなどの理由で高コストとなっていた。 However, as described above, when the shaft and the core are fastened by spline fitting, the processing of the key groove provided on the shaft is required to be highly accurate and has a high processing cost because the processing range is wide. .
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減し得るようにした回転電機の回転子を提供することを解決すべき課題とするものである。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it the problem which should be solved to provide the rotor of the rotary electric machine which enabled it to reduce manufacturing cost.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、前記コアに嵌入された前記シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された軸方向に延びる第1凸条が設けられ、前記シャフトが嵌入された前記コアの嵌合孔の周壁面には、前記第1凸条と係合して前記シャフトと前記コアの周方向への相対回転を規制する係合部が前記第1凸条と同数設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above problem, is a rotor of a rotating electrical machine that includes a shaft and a core that is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the shaft, and is fitted into the core. In addition, the outer peripheral surface of the fitting portion of the shaft is provided with a first ridge formed in the axial direction formed by knurling, and the peripheral wall surface of the fitting hole of the core into which the shaft is fitted It is characterized in that the same number of engaging portions as the first ridges are provided to engage with the first ridges and restrict relative rotation of the shaft and the core in the circumferential direction.
請求項1に記載の発明によれば、シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された第1凸条が設けられている。ローレット加工は、例えばラック転造など容易な加工法を採用することができるので、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の場合、コアの嵌合孔の周壁面に設けられた係合部は、シャフトに設けられた第1凸条と同数設けられているため、シャフトとコアを嵌合する際に、シャフトの第1凸条とコアの係合部との噛み合わせや位置合わせを容易に行うことができるので、嵌合作業を容易に行うことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the first ridge formed by knurling is provided on the outer peripheral surface of the fitting portion of the shaft. Since the knurling process can employ an easy processing method such as rack rolling, for example, the manufacturing cost can be reduced. In the case of the present invention, the number of engaging portions provided on the peripheral wall surface of the fitting hole of the core is the same as the number of the first protrusions provided on the shaft. Since the engagement between the first ridge of the shaft and the engaging portion of the core can be easily performed, the fitting operation can be easily performed.
請求項2に記載の発明は、前記嵌合部の外周面には、隣り合う前記第1凸条の間に軸方向に延びる第1凹溝が形成され、該第1凹溝と前記第1凸条が周方向に交互に設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a first concave groove extending in the axial direction is formed between the adjacent first ridges on the outer peripheral surface of the fitting portion, and the first concave groove and the first The ridges are provided alternately in the circumferential direction.
請求項2に記載の発明によれば、シャフトとコアを圧入により嵌合する際に、コアの係合部の凸部がシャフトの第1凹溝を通ることができるので、嵌合作業を容易に行うことが可能となる。また、圧入したときに、シャフトの第1凸条が変形した場合でも、変形した部分が第1凹溝へ逃げることができるので、変形した部分が削り取られて切り粉が発生するのを防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the shaft and the core are fitted by press fitting, the convex portion of the engaging portion of the core can pass through the first concave groove of the shaft, so that the fitting work is easy. Can be performed. In addition, even when the first ridge of the shaft is deformed when press-fitted, the deformed portion can escape to the first groove, thus preventing the deformed portion from being scraped and generating chips. be able to.
請求項3に記載の発明は、前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状であることを特徴とする。請求項3に記載の発明によれば、シャフトの嵌合部とコアの係合部の軸直角方向の断面形状が互いに符合する凹凸形状にすることで、シャフトとコアを嵌合する際に、シャフトの第1凸条とコアの係合部との噛み合わせや位置合わせを極めて容易に行うことができる。 The invention according to claim 3 is characterized in that the cross-sectional shape of the engaging portion in the direction perpendicular to the axis is an uneven shape coinciding with the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the fitting portion of the shaft. According to the invention described in claim 3, when the shaft and the core are fitted by making the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the fitting portion of the shaft and the engaging portion of the core coincide with each other, Engagement and alignment between the first ridge of the shaft and the engaging portion of the core can be performed very easily.
なお、回転子のコアは、通常、硬度の高い電磁鋼板を積層して形成されていることから、シャフトに比べて硬度が高い部材となる。そのため、コアの嵌合孔にシャフトを打ち込む場合に、十分な打ち込み精度を確保できなかったり、切り粉が発生したりする可能性がある。その点、本発明の場合には、シャフトの隣り合う第1凸条の間に、コアの係合部の凸部の逃げ空間が形成されるとともに、コアの係合部の隣り合う凸部の間に、シャフトの第1凸条の逃げ空間が形成されるので、シャフトの良好な打ち込み精度を確保することができ、切り粉の発生も抑制することができる。 In addition, since the core of a rotor is normally formed by laminating magnetic steel sheets having high hardness, it becomes a member having higher hardness than the shaft. Therefore, when driving the shaft into the fitting hole of the core, there is a possibility that sufficient driving accuracy cannot be ensured or chips are generated. In that respect, in the case of the present invention, a relief space for the convex portion of the core engaging portion is formed between the adjacent first convex strips of the shaft, and the adjacent convex portion of the core engaging portion is formed. Since the clearance space of the 1st protruding item | line of a shaft is formed in the meantime, the favorable driving precision of a shaft can be ensured and generation | occurrence | production of swarf can also be suppressed.
請求項4に記載の発明は、前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合しない異形の凹凸形状であることを特徴とする。請求項4に記載の発明によれば、コアに設けられる係合部の軸直角方向の断面形状を、例えば単純な矩形などの形状にすることができるので、係合部を簡易に形成することができる。 The invention according to claim 4 is characterized in that the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the engaging portion is an irregular concavo-convex shape that does not coincide with the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the fitting portion of the shaft. . According to the fourth aspect of the present invention, since the cross-sectional shape of the engaging portion provided in the core in the direction perpendicular to the axis can be a simple rectangular shape, for example, the engaging portion can be easily formed. Can do.
請求項5に記載の発明は、前記係合部は、軸方向に延びる複数のスリットにより構成されていることを特徴とする。請求項5に記載の発明によれば、コアにスリットを形成することによって、シャフトに設けられた第1凸条と係合する係合部を、コアに簡易に形成することができる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the engaging portion is constituted by a plurality of slits extending in the axial direction. According to the fifth aspect of the present invention, by forming the slit in the core, the engaging portion that engages with the first protrusion provided on the shaft can be easily formed in the core.
以下、本発明の回転電機の固定子を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a stator of a rotating electrical machine according to the present invention is embodied will be specifically described with reference to the drawings.
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1に係る回転電機の回転子の軸方向に沿う断面図である。図2は、その回転子の軸直角方向の断面図である。本実施形態の回転電機の回転子1は、例えば車両の電動機及び発電機を兼ねる回転電機に使用されるものであって、回転電機のハウジング内において、固定子(図示せず)の内周側に回転自在に収容配置される。この回転子1は、図1に示すように、シャフト10と、シャフト10の外周面に嵌合固定されたコア20と、コア20の軸方向両側に配置された第1及び第2ストッパ15、16とにより構成されている。
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the axial direction of the rotor of the rotating electrical machine according to the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view of the rotor in the direction perpendicular to the axis. A rotor 1 of a rotating electrical machine according to the present embodiment is used, for example, in a rotating electrical machine that also serves as an electric motor and a generator of a vehicle. In the housing of the rotating electrical machine, an inner peripheral side of a stator (not shown). It is accommodated in a rotatable manner. As shown in FIG. 1, the rotor 1 includes a
シャフト10は、鉄系金属により所定の大きさに形成されており、軸方向中央部にコア20が嵌合固定される嵌合部11を有する。この嵌合部11の外周面には、予めシャフト素材に対してラック転造によるローレット加工が施されることによって、軸方向に延びる複数の第1凸条12が設けられている。この第1凸条12は、軸直角方向の断面形状が台形にされている。この場合、隣り合う第1凸条12の間には、軸方向に延び断面がV字形状の第1凹溝13が形成されており、第1凹溝13と第1凸条12が周方向に交互に設けられている。
The
コア20は、中央に貫通孔を有する円形状の電磁鋼板を複数積層して円筒状に形成されている。このコア20には、極性が周方向に交互に異なる複数の磁極が永久磁石によって形成されている。このコア20は、軸方向に貫通しシャフト10の嵌合部11と嵌合する嵌合孔21を有する。嵌合孔21の周壁面には、シャフト10の第1凸条12と係合してシャフト10とコア20の周方向への相対回転を規制する係合部22が設けられている。
The
この係合部22の軸直角方向の断面形状は、シャフト10の嵌合部11の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状にされている。すなわち、この係合部22は、シャフト10の第1凹溝13と符合する逆V字形の断面形状を有する第2凸条23と、シャフト10の第1凸条12と符合する逆台形の断面形状を有する第2凹溝24とが、周方向に交互に設けられている。よって、コア20の係合部22には、シャフト10の第1凸条12及び第1凹溝13と同数の第2凸条23及び第2凹溝24が設けられている。
The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the
このコア20とシャフト10は、図3に示すように組み付けられる。すなわち、コア20の嵌合孔21内にシャフト10を軸方向先端(図3の左側)から嵌挿し、シャフト10のローレット加工が施された嵌合部11の一端側が嵌合孔21に到達した時点で、嵌合部11の第1凸条12及び第1凹溝13と嵌合孔21の係合部22(第2凸条23及び第2凹溝24)との位置合わせをし、その後、コア20の軸方向一端面(図3の右側)がシャフト10の外周面に設けられた第1ストッパ15に当接するまでシャフト10を打ち込んで圧入する。これにより、コア20の嵌合孔21内にシャフト10の嵌合部11が位置する状態に、両部材が組み付けられる。その後、リング状の第2ストッパ16(図1参照)を、シャフト10の軸方向先端側からコア20の軸方向他端面(図3の左側)に当接するまで圧入して装着し、組み付けを完了させる。これにより、図1に示す回転子1が得られる。
The
以上のように、本実施形態の回転電機の回転子1によれば、シャフト10の嵌合部11に設けられた第1凸条12及び第1凹溝13は、ラック転造によるローレット加工により形成されている。そのため、容易な加工法でシャフト10を作製することができるので、製造コストの低減が可能となる。
As described above, according to the rotor 1 of the rotating electrical machine of the present embodiment, the
また、本実施形態では、コア20の嵌合孔21の周壁面に設けられた係合部22の第2凸条23は、シャフト10に設けられた第1凸条12と同数設けられているため、シャフト10とコア20を嵌合する際に、シャフト10の第1凸条12とコア20の係合部22の第2凸条23との噛み合わせや位置合わせを容易に行うことができるので、嵌合作業を容易に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the same number of
特に、シャフト10の嵌合部11の外周面には、隣り合う第1凸条12の間に軸方向に延びる第1凹溝13が形成され、第1凹溝13と第1凸条12が周方向に交互に設けられているので、シャフト10の第1凸条12とコア20の係合部22の第2凸条23との噛み合わせや位置合わせを、より一層容易に行うことができる。また、圧入したときに、シャフト10の第1凸条12が変形した場合でも、変形した部分が第1凹溝13へ逃げることができるので、変形した部分が削り取られて切り粉が発生するのを防止することができる。
In particular, on the outer peripheral surface of the
さらに、本実施形態では、コア20の係合部22の軸直角方向の断面形状が、シャフト10の嵌合部11の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状にされているので、シャフト10とコア20を嵌合する際に、シャフト10の第1凸条12とコア20の係合部22との噛み合わせや位置合わせを極めて容易に行うことができる。また、シャフト10の隣り合う第1凸条12の間に、コア20の係合部22の第2凸条23の逃げ空間が形成されるとともに、コア20の係合部22の隣り合う第2凸条23の間に、シャフト10の第1凸条12の逃げ空間が形成されるので、シャフト10の良好な打ち込み精度を確保することができ、切り粉の発生も抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the engaging
〔実施形態2〕
図4は、実施形態2に係るコア20Aの軸直角方向の要部断面図である。本実施形態は、上記の実施形態1においてコア20に設けられた係合部22(第2凸条23及び第2凹溝24)の軸直角方向の断面形状のみを変更したものである。本実施形態では、図4に示すように、第2凸条23Aの断面形状は矩形にされ、第2凹溝24Aの断面形状は、溝底部の底面幅よりも開口部の開口幅が狭くなった逆台形にされている。すなわち、本実施形態では、コア20Aの係合部22Aの軸直角方向の断面形状は、シャフト10の嵌合部11の軸直角方向の断面形状と符合しない異形の凹凸形状にされている。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the
以上のように構成された本実施形態の回転子によれば、コア20Aに設けられる第2凸条23A及び第2凹溝24Aの断面形状が、単純な形状にされているので、係合部22Aを簡易に形成することができる。
According to the rotor of the present embodiment configured as described above, the cross-sectional shapes of the
〔実施形態3〕
図5は、実施形態3に係るコア20Bの軸直角方向の要部断面図である。本実施形態は、上記の実施形態1において、コア20に設けられた係合部22(第2凸条23及び第2凹溝24)を、軸方向に延びる複数のスリット25により構成された係合部22Bに変更したものである。すなわち、本実施形態におけるスリット25は、コア20Bの嵌合孔21Bの表面に軸方向に延びる切り込みを入れることにより形成されており、その底部には、断面が小円形の空間部25aが形成されている。このスリット25は、コア20Bとシャフト10が圧入により嵌合される際に、シャフト10に設けられた第1凸条12(図2参照)の一部がスリット25内に進入することにより、第1凸条12と係合するようになっている。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part in a direction perpendicular to the axis of the core 20B according to the third embodiment. In the present embodiment, the engagement portion 22 (the
以上のように構成された本実施形態の回転子によれば、コア20Bにスリット25を形成することによって、シャフト10に設けられた第1凸条12と係合する係合部22Bを、コア20Bに簡易に形成することができる。
According to the rotor of the present embodiment configured as described above, by forming the
1…回転子、 10…シャフト、 11…嵌合部、 12…第1凸条、 13…第1凹溝、 15…第1ストッパ、 16…第2ストッパ、 20、20A、20B…コア、 21…嵌合孔、 22、22A、22B…係合部、 23、23A…第2凸条、 24、24A…第2凹溝、 25…スリット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 10 ... Shaft, 11 ... Fitting part, 12 ... 1st protrusion, 13 ... 1st ditch | groove, 15 ... 1st stopper, 16 ... 2nd stopper, 20, 20A, 20B ... Core, 21 ... fitting hole, 22, 22A, 22B ... engaging part, 23, 23A ... second convex strip, 24, 24A ... second concave groove, 25 ... slit.
Claims (5)
前記コアに嵌入された前記シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された軸方向に延びる第1凸条が設けられ、
前記シャフトが嵌入された前記コアの嵌合孔の周壁面には、前記第1凸条と係合して前記シャフトと前記コアの周方向への相対回転を規制する係合部が前記第1凸条と同数設けられていることを特徴とする回転電機の回転子。 In a rotor of a rotating electrical machine comprising a shaft and a core fitted and fixed to the outer peripheral surface of the shaft,
On the outer peripheral surface of the fitting portion of the shaft fitted into the core, a first ridge extending in the axial direction formed by knurling is provided,
On the peripheral wall surface of the fitting hole of the core into which the shaft is fitted, there is an engaging portion that engages with the first protrusion and restricts relative rotation of the shaft and the core in the circumferential direction. A rotor of a rotating electrical machine, wherein the same number of protrusions is provided.
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