TW202013856A - 旋轉電機及其製造方法 - Google Patents

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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種旋轉電機及其製造方法,可減低壓入時的軸之外周面摩擦熱熔。旋轉電機(100)係具備定子(10)、轉子(20)及軸(30)。轉子(20)係沿軸向並排配置有第一轉子鐵心部(21a)及第二轉子鐵心部(21b)。第一轉子鐵心部(21a)係在供軸(30)壓入的第一貫通孔(211a)之內周面,沿著周方向交替地設有第一凹部(212a)及第一凸部(213a)。第二轉子鐵心部(21b)係在供軸(30)壓入的第二貫通孔(211b)之內周面,沿著周方向交替地設有第二凹部(212b)及第二凸部(213b)。從軸向觀察時,第一轉子鐵心部(21a)及第二轉子鐵心部(21b)中,第一凹部(212a)對準於第二凸部(213b)且第一凸部(213a)對準於第二凹部(212b)而配置。

Description

旋轉電機及其製造方法
本案係關於一種旋轉電機及其製造方法。
以往,已知有一種在定子之徑向內側配置轉子且將軸嵌緊於轉子的內轉子式旋轉電機。此種旋轉電機之轉子係具有由磁性體之薄板積層而成的轉子鐵心及磁鐵,且在轉子鐵心之徑向中央部形成有供軸嵌緊的貫通孔。藉由轉子與定子之間產生的電磁力對轉子提供旋轉扭矩而與軸一起旋轉。此時,為了要將轉子之旋轉扭矩傳遞至軸,轉子與軸之迫緊部分需要有強固的抗扭強度。
就強固地嵌緊轉子與軸的方法之一而言,可舉例有壓入之方法,但就壓入而言,有時會有軸之外徑及轉子鐵心之內徑的加工精度之誤差造成問題之情況。例如,轉子鐵心之內徑比軸之外徑還大時,嵌緊部分的抗扭強度就會不足,使得旋轉扭矩不能傳遞至軸。反之,轉子鐵心之內徑比軸之外徑還小時,會在壓入時於軸之外周面發生摩擦熱熔,增大壓入負載,而有使軸挫曲的可能性。為了使轉子及軸之加工精度提升,而有必要進行壓光加工等的修飾加工,但會有製造成本增大且生產性惡化的問題。相對於此,例如專利文獻1中揭示一種轉子構造,轉子鐵心之中央孔的孔壁係由配設有複數個齒的凹凸所構成,將軸壓入於中央孔時,藉由齒部之變形而容易地吸收加工精度上之誤差。[先前技術文獻][專利文獻]
專利文獻1:日本特開平4-285446號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,軸與轉子鐵心接觸的部分連續沿軸向延伸時,會有隨著軸之壓入的進行,軸之外周面與轉子鐵心之內周面因接觸下拖曳摩擦而發生摩擦熱熔的可能性之課題。
本案係為了解決如上述之課題而開發完成者,目的在於提供一種減低壓入時的軸之外周面的摩擦熱熔的旋轉電機及其製造方法。 [解決課題之手段]
本案的旋轉電機係具備軸、轉子、及定子。轉子係具有第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部,該第一轉子鐵心部係沿軸之軸向相連地積層有複數片的第一鐵心片所構成,且在第一鐵心片之徑向中央部的壓入軸之第一貫通孔之內周面,沿著周方向交替地形成有與軸接觸的第一凸部及不與軸接觸的第一凹部;該第二轉子鐵心部係沿軸之軸向相連地積層有複數片的第二鐵心片所構成,且在第二鐵心片之徑向中央部的壓入軸之第二貫通孔之內周面,沿著周方向交替地形成有與軸接觸的第二凸部及不與軸接觸的第二凹部;第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部係分別使第一凹部與第二凸部之周方向位置及第一凸部與第二凹部之周方向位置對準而沿軸向並排配置,且沿著第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部之周方向設置有磁鐵。定子係配置成相對於轉子之徑向外側。
本案的旋轉電機之製造方法係具備:鐵心片形成步驟,係將複數片的第一鐵心片之徑向中央部的第一貫通孔,以在內周面沿著周方向交替地設有第一凹部及第一凸部的方式衝裁而形成,且將複數片的第二鐵心片之徑向中央部的第二貫通孔,以在內周面沿著周方向交替地設有第二凹部及第二凸部的方式衝裁而形成;轉子鐵心部形成步驟,係將複數片的第一鐵心片以第一凹部及第一凸部分別沿軸向相連的方式積層形成第一轉子鐵心部,且將複數片的第二鐵心片以第二凹部及第二凸部分別沿軸向相連的方式積層形成第二轉子鐵心部;軸壓入步驟,係以第一凹部與第二凸部之周方向位置及第一凸部與第二凹部之周方向位置分別對準的方式,將軸壓入於第一貫通孔及第二貫通孔;磁鐵黏著步驟,係沿著第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部之周方向來黏著磁鐵;以及定子裝配步驟,係將定子裝配成相對於第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部之徑向外側。 [發明效果]
依據本案的旋轉電機,因第一轉子鐵心部與第二轉子鐵心部係使第一凹部與第二凸部之周方向位置對準且使第一凸部與第二凹部之周方向位置對準而沿軸向並排配置,藉此,將軸壓入於轉子鐵心時,軸之與轉子鐵心接觸的面係沿著軸向而不同,故可減低軸之外周面的摩擦熱熔。
又,依據本案的旋轉電機之製造方法,藉由簡單的步驟,就可使第一凹部與第二凸部之周方向位置對準且使第一凸部與第二凹部之周方向位置對準,將第一轉子鐵心部與第二轉子鐵心部沿軸向並排配置,而可減低軸之外周面摩擦熱熔。
以下,參照圖式來說明本案之實施形態。以下係以旋轉電機為馬達的情況為例來說明。
﹝實施形態1﹞ 第1圖係顯示實施形態1的旋轉電機之概略構成的剖視圖。如第1圖所示,旋轉電機100為內轉子式,且具備:圓筒狀之定子10;轉子20,係隔著預定之氣隙相對配置於定子10之徑向內側;以及軸30,係迫緊於轉子20之徑向內側,且被支撐成能夠旋轉。
旋轉電機100係藉由定子10所產生的磁場及轉子20所產生的磁場之相互作用,使轉子20及軸30旋轉。以下之說明中,分別將沿著軸30之旋轉軸的方向記載為軸向,將正交於軸30之旋轉軸的方向記載為徑向,將轉子20及軸30旋轉的方向記載為周方向。
定子10係具備:定子鐵心11,係沿著軸向積層有磁性體之薄板;以及線圈12,係在定子鐵心11捲繞銅或鋁之導體線所形成。
轉子20係具備:轉子鐵心21,係沿著軸向積層有磁性體之薄板;以及磁鐵22,係沿著轉子鐵心21之周方向而設置。磁鐵22係例如在轉子鐵心21之外周面沿著周方向交替地磁化成N極及S極。
軸30係在轉子20之徑向內側與轉子20同軸地迫緊,且藉由軸承101支撐成能夠與轉子20一起旋轉。
第2圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的側視圖。第2圖及以下的圖中,為了簡單起見,省略了磁鐵22等的一部分。如第2圖所示,轉子鐵心21係具有沿著軸30之軸向並排配置的第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b。第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b係配置成相互密接。
第3圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。第3圖(A)係沿著第2圖之A-A’線的剖視圖,第3圖(B)係沿著第2圖之B-B’線的剖視圖。如第3圖(A)所示,第一轉子鐵心部21a係在徑向中央部具有可供軸30壓入的第一貫通孔211a。第一貫通孔211a之內周面係沿著周方向交替地設有沿著軸向延伸的複數個第一凹部212a與第一凸部213a。在軸30壓入於第一貫通孔211a的狀態下,第一凸部213a係與軸30接觸並將軸30固定,第一凹部212a則不與軸30接觸。
複數個第一凹部212a以單一個的寬度分別相等且等間隔地沿周方向設置為較佳。同樣地,複數個第一凸部213a以單一個的寬度分別相等且等間隔沿周方向設置為較佳。藉此,可使用以迫緊軸30的荷重沿著周方向均等地施加。在此,所謂寬度相等不僅是指各個寬度完全一致的情況,還包含在預定之誤差的範圍內相等的情況。又,所謂等間隔不僅是指距離完全相等的情況,還包含在預定之誤差的範圍內相等的情況。以下之說明中,記載為寬度相等或等間隔時亦指同樣的情況。
第一轉子鐵心部21a係在平面中之離開周方向的至少二個部位具有第一定位孔214a。第一定位孔214a係沿第一轉子鐵心部21a之軸向貫通。第一轉子鐵心部21a係在軸30壓入時,依據第一定位孔214a來進行第一凹部212a及第一凸部213a之周方向的定位。
又,如第3圖(B)所示,第二轉子鐵心部21b係在徑向中央部具有可供軸30壓入的第二貫通孔211b。第二貫通孔211b之內周面係沿著周方向交替地設有沿著軸向延伸的複數個第二凹部212b與第二凸部213b。在軸30壓入於第二貫通孔211b的狀態下,第二凸部213b係與軸30接觸並將軸30固定,第二凹部212b則不與軸30接觸。
複數個第二凹部212b以單一個的寬度分別相等且等間隔地沿周方向設置為較佳。同樣地,複數個第二凸部213b以單一個的寬度分別相等且等間隔沿周方向設置為較佳。藉此,可使用以迫緊軸30的荷重沿著周方向均等地施加。
第二轉子鐵心部21b係在平面中之離開周方向的至少二個部位具有第二定位孔214b。第二定位孔214b係沿第二轉子鐵心部21b之軸向貫通。第二轉子鐵心部21b係在軸30壓入時,依據第二定位孔214b來進行第二凹部212b及第二凸部213b之周方向的定位。
第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a與第二轉子鐵心部21b之第二凸部213b例如形成為寬度互為相等且數目相同。又,第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a與第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b例如形成為寬度互為相等且數目相同。
從軸30之軸向觀察時,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係配置成第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置對準。此時,第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a與第二轉子鐵心部21b之第二凸部213b的周方向位置會對準。並且,第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a與第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b的周方向位置會對準。
亦即,從軸30之軸向端部觀察時,第一凸部213a之周方向範圍與第二凹部212b之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有第一凸部213a與包含接觸於第一凸部213a的軸之接觸面的軸30之面接觸。從軸30之軸向端部觀察時,第二凸部213b之周方向範圍與第一凹部212a之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有第二凸部213b與包含接觸於第二凸部213b的軸30之接觸面的軸30之面接觸。
如此,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置分別對準而沿軸向並排配置,藉此,在軸30壓入時,軸30之與轉子鐵心21接觸的面會沿著軸向而不同,故可減低壓入時在軸30之外周面發生摩擦熱熔。
在此,對準第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置時,即使相互的形狀及寬度不完全一致亦可。
例如,第一凹部212a之寬度亦可比第二凸部213b之寬度更大,第二凹部212b之寬度亦可比第一凸部213a之寬度更大。如此,藉由與軸30成為非接觸的第一凹部212a及第二凹部212b之寬度,分別形成為比與軸30成為接觸的第二凸部213b及第一凸部213a之寬度更大,可進一步防止因加工時之尺寸誤差或組裝轉子鐵心21時所發生的組裝公差等之影響,使得第一凸部213a與第二凸部213b重疊而在軸30之外周面發生摩擦熱熔。再者,即便是與軸30成為非接觸的第一凹部212a之寬度及第二凹部212b之寬度分別形成比與軸30成為接觸的第二凸部213b之寬度及第一凸部213a之寬度更小,若為第一凸部213a與第二凸部213b有一部分重疊的程度,則仍有防止在軸30之外周面發生摩擦熱熔的功效。
其次,針對第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b之第一定位孔214a及第二定位孔214b的周方向位置之一例加以說明。第4圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子鐵心部之概略構成的剖視圖。第4圖(A)係顯示第一轉子鐵心部之剖視圖,第4圖(B)係顯示第二轉子鐵心部之剖視圖。
第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係除了第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置之外,形成為外形、第一貫通孔211a及第二貫通孔211b之形狀互為相等。亦即,第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a及第一凸部213a的寬度及數目係形成為與第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b及第二凸部213b的寬度及數目相等。
又,第一凹部212a及第一凸部213a例如分別為偶數個且等間隔地形成。同樣地,第二凹部212b及第二凸部213b例如分別為偶數個且等間隔地形成。在此,第4圖中,顯示了第一凹部212a與第一凸部213a及第二凹部212b與第二凸部213b分別各形成有四個之例,惟亦可為二個或四個以上。
如第4圖(A)所示,第一轉子鐵心部21a之第一定位孔214a係在隔著旋轉中心O而相對的位置設置二個。二個第一定位孔214a之各自的中心係設於直線P上,此直線P係例如從旋轉中心O通過第一凹部212a與逆時針方向相鄰的第一凸部213a之間的直線。如此地設置第一定位孔214a時,第一凹部212a與第一凸部213a係成為相對於直線P互為反轉之配置。在此,所謂旋轉中心O係指軸30之軸心或與軸30同軸的轉子20之軸心。
同樣地,如第4圖(B)所示,第二轉子鐵心部21b之第二定位孔214b係在隔著旋轉中心O而相對的位置設置二個。二個第二定位孔214b之各自的中心係設於直線P上,此直線P係例如從旋轉中心O通過第二凹部212b與逆時針方向相鄰的第二凸部213b之間的直線。如此地設置第二定位孔214b時,第二凹部212b與第二凸部213b係成為相對於直線P互為反轉之配置。
從軸30之軸向觀察時,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係在使直線P一致以使第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置對準時,相對於直線P配置成互為線對稱。亦即,第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a與第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b係相對於直線P而位於對稱位置,第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a與第二轉子鐵心部21b之第二凸部213b係相對於直線P而位於對稱位置。
如此地配置第一定位孔214a與第二定位孔214b時,將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b中之一者翻面即成為與另一者相同的形狀。因此,第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b係如以下之製造方法所說明,可使用相同的模具來製作。
如同上述,實施形態1的旋轉電機100中,第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b係使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置分別對準而沿軸向並排配置。藉此,將軸30壓入於轉子鐵心21時,軸30之與轉子鐵心21接觸的面係沿著軸向而不同。藉此,可減低軸30之外周面與轉子鐵心21之內周面因接觸下拖曳摩擦而使得表面粗糙度惡化且發生摩擦熱熔。因此,可抑制因摩擦熱熔所致之壓入荷重增大而使得軸30彎曲。
其次,針對旋轉電機100之製造方法加以說明。第5圖係顯示實施形態1的旋轉電機之製程的流程圖。
首先,分別形成複數片之構成第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b(鐵心片形成步驟ST101)。第一鐵心片210a及第二鐵心片210b為磁性體之薄板,例如是藉由衝壓加工或雷射加工而衝裁SPCC(Steel Plate Cold Commercial;冷軋鋼板)之鐵板或矽鋼板等而形成預定形狀。第一鐵心片210a、第二鐵心片210b之形狀係與第4圖(A)、第4圖(B)中所示的第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b之剖面形狀相同。
第一鐵心片210a係在徑向中央部具有第一貫通孔211a,第一貫通孔211a係衝裁而形成為在內周面沿著周方向交替地設有第一凹部212a及第一凸部213a。第二鐵心片210b係在徑向中央部具有第二貫通孔211b,第二貫通孔211b係衝裁而形成為在內周面沿著周方向交替地設有第二凹部212b及第二凸部213b。
第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係形成為連結沿周方向設置複數個的第一凸部213a之徑向內側之前端部彼此而成的圓之內徑以及連結第二凸部213b之徑向內側之前端部彼此而成的圓之內徑,分別成為僅比軸30之外徑縮小達壓入時之迫緊量(相對於半徑為0.01mm至0.2mm左右)。並且形成為連結第一凹部212a之徑向內側之前端部彼此而成的圓之內徑,以及連結第二凹部212b之徑向內側之前端部彼此而成的圓之內徑,分別成為相對於半徑僅比軸30之外徑擴大達0.03mm至1mm左右。
第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係衝裁而形成為在平面中之離開周方向的二個部位分別具有第一定位孔214a及第二定位孔214b。第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係除了第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置之外,形成為外形、第一貫通孔211a及第二貫通孔211b之形狀、及厚度等互為相等。
第一定位孔214a係形成於直線P上,此直線P係例如從旋轉中心O通過第一凹部212a與逆時針方向相鄰的第一凸部213a之間的直線。並且,第二定位孔214b係形成於直線P上,此直線P係例如從旋轉中心O通過第二凹部212b與逆時針方向相鄰的第二凸部213b之間的直線。如此地形成第一定位孔214a及第二定位孔214b時,將第一鐵心片210a及第二鐵心片210b中之一者翻面即成為與另一者相同的形狀。因此,第一鐵心片210a及第二鐵心片210b可使用相同的模具來形成。
其次,沿著厚度方向分別積層複數片的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b,形成第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b(轉子鐵心部形成步驟ST102)。複數片的第一鐵心片210a係藉由對準第一定位孔214a之周方向位置而積層成為第一凹部212a及第一凸部213a分別沿軸向相連。同樣地,第二鐵心片210b係藉由對準第二定位孔214b之周方向位置而積層成為第二凹部212b及第二凸部213b分別沿軸向相連。積層後的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係可藉由鉚接、雷射熔接、黏著等來固定各自的積層間。
其次,將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b分別固定於壓入固定治具50,且壓入軸30(軸壓入步驟ST103)。第6圖係用以說明實施形態1的旋轉電機之製造方法的說明圖。如第6圖所示,壓入固定治具50係設有可供軸30插入的孔,且具有與第一轉子鐵心部21a之二個第一定位孔214a對應的二個銷51。又,壓入固定治具50係支撐至第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a、及第二轉子鐵心部21b之第二凸部213b之徑向內側的前端附近為止,能夠以壓入固定治具50與積層複數片的鐵心片一起承受壓入荷重而可抑制朝向平面外側的變形。
第一轉子鐵心部21a係使壓入固定治具50之二個銷51分別插通二個第一定位孔214a而固定周方向位置。然後,將軸30壓入於位置被固定的第一轉子鐵心部21a之第一貫通孔211a。壓入後,將第一轉子鐵心部21a及軸30一起從壓入固定治具50卸下。
再者,如第7圖所示,在軸30壓入於第一轉子鐵心部21a時,軸30之外周面中,與第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a接觸的部分31a係因與第一轉子鐵心部21a接觸下拖曳摩擦而使表面變粗糙。另一方面,軸30之外周面中,與第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a非接觸而通過的部分31b,表面不會變粗糙,而維持第一轉子鐵心部21a被壓入之前的狀態。
與第一轉子鐵心部21a同樣地,第二轉子鐵心部21b係使設於壓入固定治具50之二個銷51分別插通二個第二定位孔214b而固定周方向位置。然後,將已壓入於第一轉子鐵心部21a的軸30壓入於位置被固定的第二轉子鐵心部21b之第二貫通孔211b。
軸30係以使第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b不接觸而通過第一轉子鐵心部21a之第一凸部213a接觸過的部分31a,且使第二轉子鐵心部21b之第二凸部213b接觸而通過與第一轉子鐵心部21a之第一凹部212a非接觸而通過的部分31b之方式,進行壓入。此時,控制軸30之軸向的位置以使第一轉子鐵心部21a之一端面與第二轉子鐵心部21b之一端面相互地密接。
如此,藉由分別將第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b與軸30壓入,可縮短同時壓入的壓入長度,縮小壓入荷重,而可抑制壓入時軸30彎曲。
其次,如第5圖所示,藉由黏著劑在第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b之外周面安裝沿著周方向交替地磁化成N極與S極的磁鐵22,形成轉子20(磁鐵黏著步驟ST104)。
最後,在轉子20及軸30之徑向外側裝配定子10(定子裝配步驟ST105)。如此,製造出旋轉電機100。在此,步驟ST101至步驟ST105亦可省略或交替部分的順序,例如磁鐵22之安裝(步驟ST104),亦可在軸30之壓入(步驟ST103)之前進行。又,第一鐵心片210a及第二鐵心片210b之積層間的固定,亦可在軸30壓入之後才進行。
又,在此例示了在軸30壓入於第一轉子鐵心部21a之後,才將軸30壓入於第二轉子鐵心部21b,惟亦可先將第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b沿軸向並排而配置於壓入固定治具50,再一次性地將軸30壓入。
依據此製造方法,藉由簡單的步驟,就可分別使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置對準,而沿軸向並排配置第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b。藉此,將軸30壓入的步驟中,可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔,且可抑制因壓入荷重增大而使軸30彎曲。因此,可削減為了使軸30之外徑及轉子鐵心21之內徑的加工精度提升之製造成本,且使生產性提升。
又,由於第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係形成為一者翻面時即與另一者成為相同的形狀,而可使用相同的模具來製作,故可削減花費於模具的成本,使生產性提升。
更且,由於對積層複數片之鐵心片的轉子鐵心進行壓入,成為以複數片之鐵心片來承受壓入荷重,故可抑制鐵心片之朝向平面外側的變形。因此,可防止因鐵心片之朝向平面外側的變形所引起的軸與轉子鐵心之迫緊扭矩的降低。又,因不必增加用以使軸30之外徑及轉子鐵心21之內徑的加工精度提升的步驟,故可削減製造成本而製造生產高的旋轉電機100。
又,在將軸30壓入於第一轉子鐵心部21a時,即便在第一轉子鐵心部21a之與軸30接觸的第一凸部213a之軸向端部發生了毛邊或所積層的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b之朝向平面外側的變形的情況,因毛邊或朝向平面外側的變形部分將會位於第二轉子鐵心部21b之第二凹部212b,故仍可無間隙地壓入第一轉子鐵心部21a和第二轉子鐵心部21b。
再者,就實施形態1之一例而言,例示了第一轉子鐵心部21a中,第一凹部212a之寬度與第一凸部213a之寬度相等,惟例如第8圖所示,在可施加足以迫緊軸30之荷重的範圍內,亦可將第一凸部213a之寬度形成為比第一凹部212a之寬度更小。此時,第二轉子鐵心部21b的第二凹部212b之寬度係形成為與第一轉子鐵心部21a的第一凸部213a之寬度相等;第二轉子鐵心部21b的第二凸部213b之寬度係形成為與第一轉子鐵心部21a的第一凹部212a之寬度相等。
即便是如此的構成,從軸30之軸向觀察時,仍可使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置分別對準而配置。
又,就實施形態1之一例而言,例示了第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係以將一者翻面即與另一者成為相同的形狀之方式,設置第一定位孔214a及第二定位孔214b,惟第一定位孔214a及第二定位孔214b之配置不限於此。例如第9圖(A)所示,第一轉子鐵心部21a亦可在通過隔著旋轉中心O而相對的第一凹部212a之中心位置的直線M上設置二個第一定位孔214a,且如第9圖(B)所示,第二轉子鐵心部21b亦可在通過隔著旋轉中心O而相對的第二凸部213b之中心位置的直線N上設置二個第二定位孔214b。在此,所謂第一凹部212a之中心位置係指沿著第一貫通孔211a形成的一個第一凹部212a之弧的長度成為一半的位置。又,就第二凸部213b之中心位置而言亦為同樣。
即便是如此的構成,從軸30之軸向觀察時,藉由使第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置對準而使直線M及直線N一致,第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置就可分別對準而配置。
又,就實施形態1之一例而言,例示了第一定位孔214a及第二定位孔214b分別各設置有二個,惟亦可為二個以上。例如第10圖所示,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b亦可分別具有四個第一定位孔214a及第二定位孔214b。此時,如第10圖(A)所示,第一定位孔214a係在通過旋轉中心O至第一凹部212a之中心位置的直線M上,隔著旋轉中心O而設置有二個。並且,在通過旋轉中心O與第一凸部213a之中心位置的直線N上,隔著旋轉中心O而設置有二個。第二轉子鐵心部亦同樣地,如第10圖(B)所示,具有四個第二定位孔214b,第二定位孔214b係在通過旋轉中心O至第二凹部212b之中心位置的直線M上,隔著旋轉中心O而設置有二個。並且,在通過旋轉中心O與第二凸部213b之中心位置的直線N上,隔著旋轉中心O而設置有二個。
第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b係使第一轉子鐵心部21a之直線M與第二轉子鐵心部21b之直線N對準而沿軸向並排配置,在將軸30壓入時,因與轉子鐵心21接觸的面係沿著軸向而不同,故可輕易地將軸30壓入。更且,由於分別設置四個第一定位孔214a及第二定位孔214b,第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b係相對於旋轉中心O成為旋轉對稱,故可使用相同的模具來製作。
﹝實施形態2﹞ 針對實施形態2的旋轉電機100加以說明。以下係省略與實施形態1相同點的說明而以不同點為中心來說明。
第11圖係顯示實施形態2的旋轉電機之轉子鐵心之概略構成的剖視圖。第11圖(A)係第一轉子鐵心部21a之剖視圖,第11圖(B)係第二轉子鐵心部21b之剖視圖。
如第11圖(A)所示,第一轉子鐵心部21a之第一貫通孔211a例如分別具有各三個第一凹部212a及第一凸部213a,第一凹部212a及第一凸部213a係單一個的寬度分別相等且等間隔地交替配置。又,第一凹部212a與第一凸部213a例如形成為數目互為相同且寬度成為相等。藉由如此地形成,第一轉子鐵心部21a係在相對於旋轉中心O旋轉180度時,成為第一凹部212a與第一凸部213a相互地反轉之配置。
第一定位孔214a係在隔著旋轉中心O而相對的位置設有二個。二個第一定位孔214a之各自的中心例如係設於直線Q上,此直線Q係通過第一凹部212a之中心位置以及隔著旋轉中心O而相對的第一凸部213a之中心位置的直線。
如第11圖(B)所示,第二轉子鐵心部21b之第二貫通孔211b例如分別具有各三個第二凹部212b及第二凸部213b,第二凹部212b及第二凸部213b係單一個的寬度分別相等且等間隔地交替配置。又,第二凹部212b與第二凸部213b例如形成為數目互為相同且寬度成為相等。藉由如此地形成,第二轉子鐵心部21b係在相對於旋轉中心O旋轉180度時,成為第二凹部212b與第二凸部213b相互地反轉之配置。
第二定位孔214b係在隔著旋轉中心O而相對的位置設有二個。二個第二定位孔214b之各自的中心例如係設於直線Q上,此直線Q係通過第二凹部212b之中心位置以及隔著旋轉中心O而相對的第二凸部213b之中心位置的直線。
第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係外形、第一貫通孔211a及第二貫通孔211b之形狀互為相等,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b中之一者以旋轉中心O為中心旋轉180度時或翻面時,從軸30之軸向觀察下,與另一者成為相同的形狀。
又,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係在使第一定位孔214a及第二定位孔214b之周方向位置對準而使直線Q一致時,第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置對準,且第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置對準。
在此,例示了第一凹部212a與第一凸部213a及第二凹部212b與第二凸部213b分別為三個,惟若相對於旋轉中心O而相對設置第一凹部212a和第一凸部213a,且相對於第二轉子鐵心部21b之旋轉中心O而相對設置第二凹部212b和第二凸部213b即可,且若為三個以上的奇數個即可。另外,例示了第一定位孔214a及第二定位孔214b係設置於通過第一凹部212a及第一凸部213a之中心位置的直線Q上、通過第二凹部212b及第二凸部213b之中心位置的直線Q上,惟若在隔著旋轉中心O而相對的位置設置至少二個即可。
如同上述,實施形態2的旋轉電機100中,將軸30壓入時,軸30之與轉子鐵心21接觸的面係沿著軸向而不同,故可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔,且可抑制軸30彎曲。再者,本實施形態中,使第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b中之一者以旋轉中心O為中心旋轉180度時或翻面時,成為與另一者相同的形狀,故可用相同的模具來製作第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b,可更抑制製造成本,提高生產性。
其次,針對本實施形態2的旋轉電機100之製造方法加以說明。在此,簡化或省略與實施形態1同樣的部分來說明。第12圖係顯示實施形態2的旋轉電機之製程的流程圖。
形成複數片的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b(鐵心片形成步驟ST201)。第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係使用相同的模具,藉由衝壓加工或雷射加工來衝裁形成預定形狀。如第11圖(A)所示,第一鐵心片210a係以旋轉中心O為中心旋轉180度時,成為第一凹部212a與第一凸部213a相互地反轉之配置。同樣地,如第11圖(B)所示,第二鐵心片210b係以旋轉中心O為中心旋轉180度時,成為第二凹部212b與第二凸部213b相互地反轉之配置。
其次,沿著厚度方向同時積層複數片的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b,形成第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b(轉子鐵心部形成步驟ST202)。第一鐵心片210a及第二鐵心片210b係未相互區別而同時積層(鐵心片積層步驟ST202a)。將經積層者依照預定之積層厚度分成二,以其中一方作為第一轉子鐵心部21a,且使另一方相對於第一轉子鐵心部21a以旋轉中心O為中心旋轉180度以作為第二轉子鐵心部21b(積層鐵心片旋轉步驟ST202b)。
將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b固定於壓入固定治具50,且壓入軸30(軸壓入步驟ST203)。第13圖係用以說明實施形態2的旋轉電機之製造方法的說明圖。第一轉子鐵心部21a係使壓入固定治具50之銷51插通第一定位孔214a而配置。然後,第二轉子鐵心部21b係配置成使壓入固定治具50之銷51插通第二定位孔214b,且沿軸向重疊於第一轉子鐵心部21a。軸30係一次性地壓入於第一轉子鐵心部21a之第一貫通孔211a及第二轉子鐵心部21b之第二貫通孔211b。
如此,將第一轉子鐵心部21a和第二轉子鐵心部21b並排配置於壓入固定治具50且一次性地將軸30壓入,藉此,比起個別分開進行軸30壓入的情況,可使生產性提升。
藉由黏著劑在第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b之外周面安裝磁鐵22,形成轉子20(磁鐵黏著步驟ST204)。在轉子20及軸30之徑向外側裝配定子10(定子裝配步驟ST205)。
如此,製造出旋轉電機100。在此,步驟ST201至步驟ST205亦可省略或交替部分的順序。例如,例示為在積層第一鐵心片210a及第二鐵心片210b之後使一方旋轉180度,惟亦可在使第一鐵心片210a及第二鐵心片210b中之一方旋轉180度之後才積層。又,例示為將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b沿軸向並排配置而一次性地將軸30壓入的步驟,惟第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b亦可各別地分開來壓入。
又,例示了以相對於第一轉子鐵心部21a以旋轉中心O為中心來旋轉180度者作為第二轉子鐵心部21b,惟亦能夠以相對於第一轉子鐵心部21a翻面者作為第二轉子鐵心部21b。
如同上述,實施形態2的旋轉電機100之製造方法中,可藉由簡單的步驟,使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置及第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置分別對準,而可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔而輕易將軸30壓入。再者,本實施形態的旋轉電機100之製造方法中,可用相同的模具來衝裁第一鐵心片210a與第二鐵心片210b,故可削減花費於模具的製造成本。又,若第一轉子鐵心部21a與第二轉子鐵心部21b之積層厚度相等,就可先製造多數個第一轉子鐵心部21a,且將第一轉子鐵心部21a以旋轉中心O為中心旋轉180度或翻面而作為第二轉子鐵心部21b來使用,故更可提高生產性。
﹝實施形態3﹞ 其次,針對實施形態3的旋轉電機100加以說明。以下係省略與實施形態1相同點的說明而以不同點為中心來說明。實施形態1中,例示了第一定位孔214a及第二定位孔214b係沿周方向分離設置的二個孔為相同形狀,惟本實施形態中,二個孔的形狀分別不同。
第14圖係顯示實施形態3的旋轉電機之轉子鐵心部之概略構成的剖視圖。第14圖(A)係第一轉子鐵心部之剖視圖,第14圖(B)係第二轉子鐵心部之剖視圖。如第14圖所示,第一轉子鐵心部21a係具有隔著旋轉中心O而相對之直徑之大小不同的第一孔2141a與第二孔2142a。同樣地,第二轉子鐵心部21b係具有隔著旋轉中心O而相對之直徑之大小不同的第一孔2141b與第二孔2142b。以第一轉子鐵心部21a之第一孔2141a與第二孔2142a來構成第一定位孔,以第二轉子鐵心部21b之第一孔2141b與第二孔2142b來構成第二定位孔。
第15圖及第16圖係用以說明實施形態3的旋轉電機之製造方法的說明圖。如第15圖所示,第一轉子鐵心部21a係在將軸30壓入時,使分別對應的壓入固定治具50a之第一銷51a、第二銷52a插通第一孔2141a、第二孔2142a,固定周方向位置。同樣地,如第16圖所示,第二轉子鐵心部21b係在將軸30壓入時,使分別對應的壓入固定治具50b之第一銷51b、第二銷52b插通第一孔2141b、第二孔2142b,固定周方向位置。
如此,第一定位孔214a係具有隔著旋轉中心O而相對之直徑之大小不同的第一孔2141a及第二孔2142a;第二定位孔214b係具有隔著旋轉中心O而相對之直徑之大小不同的第一孔2141b及第二孔2142b,藉此,可區別適當的周方向位置而固定於壓入固定治具50a、50b,可使作業性提升而更提高生產性。
在此,如第14圖(A)所示,將第一孔2141a之半徑設為r1,將第二孔2142a之半徑設為r2,將旋轉中心O至第一孔2141a之中心的距離設為R1,將旋轉中心O至第二孔2142a之中心的距離設為R2時,第一轉子鐵心部21a之第一孔2141a及第二孔2142a較佳為以滿足數學式(1)的方式來形成。
數學式(1)
Figure 02_image001
其中,r1≠r2、R1≠R2。
亦即,第一孔2141a之半徑r1的平方與第一孔2141a之中心至旋轉中心O的距離R1之積係等於第二孔2142a之半徑r2的平方與第二孔2142a之中心至旋轉中心O的距離R2之積。如此地形成第一孔2141a及第二孔2142a時,可抵消由於第一孔2141a與第二孔2142a所致的質量分布之不一致(以下亦稱為不平衡),在轉子20旋轉時,可防止因離心力產生震動或噪音。
例如,當將第一轉子鐵心部21a之積層厚度設為H,將材料密度設為ρ時,第一轉子鐵心部21a中之第一孔2141a所產生的不平衡U1可由數學式(2)來表示。
數學式(2)
Figure 02_image003
同樣地,第一轉子鐵心部21a中之第二孔2142a所產生的不平衡U2可由數學式(3)來表示。
數學式(3)
Figure 02_image005
藉由滿足數學式(1),依據數學式(2)、數學式(3)就成為U1=U2,而可抵消第一孔2141a及第二孔2142a之不平衡。
同樣地,就第二轉子鐵心部21b之第一孔2141b及第二孔2142b而言,亦以滿足數學式(1)之關係的方式來形成時,可抵消第二轉子鐵心部21b之不平衡,在轉子20旋轉時,可防止因離心力而產生震動或噪音。
如同上述,實施形態3的旋轉電機100中,將軸30壓入時,因軸30之與轉子鐵心21接觸的面係沿著軸向而不同,故可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔,且可抑制軸30彎曲。
更且,實施形態3的旋轉電機100中,第一轉子鐵心部21a之二個第一定位孔214a為互異的形狀,且第二轉子鐵心部21b之二個第二定位孔214b為互異的形狀。藉此,將軸30壓入時,可輕易地區分第一轉子鐵心部21a之第一孔2141a及第二孔2142a分別對應於壓入固定治具50a之第一銷51a及第二銷52b之何者。同樣地,可輕易地區分第二轉子鐵心部21b之第一孔2141b及第二孔2142b是分別對應於壓入固定治具50b之第一銷51b及第二銷52b之何者。藉此,可輕易地將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b分別配置於適當的周方向位置,可提高作業性而提升生產性。
更且,實施形態3的旋轉電機100中,第一定位孔214a及第二定位孔214b係分別具有二個孔,二個孔中之一方的孔之半徑與一方的孔之中心至旋轉中心的距離之積,等於另一方的孔之半徑與另一方的孔之中心至旋轉中心的距離之積,藉此,可防止轉子20旋轉時,因不平衡而致離心力產生震動或噪音,可提供高品質的旋轉電機100。
再者,實施形態3中,例示了第一定位孔214a及第二定位孔214b分別具有的二個孔係互為圓形狀且直徑之大小不同,惟若該二個孔的形狀為可區別出相互不同的程度即可,例如,亦可為二個孔中之一方的孔為圓形而另一方的孔為正四角形。
﹝實施形態4﹞ 針對實施形態4的旋轉電機100加以說明。以下係省略與實施形態1相同點的說明而以不同點為中心來說明。實施形態1中,第一貫通孔211a及第二貫通孔211b係具有角部的形狀,惟本實施形態中係具有連續的曲面。
第17圖係顯示實施形態4的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。第17圖(A)係第一轉子鐵心部及軸之剖視圖,第17圖(B)係第二轉子鐵心部及軸之剖視圖。如第17圖所示,第一轉子鐵心部21a中,形成第一凹部212a及第一凸部213a的第一貫通孔211a之內周面係形成為連續的曲面。同樣地,第二轉子鐵心部21b中,形成第二凹部212b及第二凸部213b的第二貫通孔211b之內周面係形成為連續的曲面。
從軸30之軸向觀察時,第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b係使第一凹部212a與第二凸部213b之周方向位置對準,且使第一凸部213a與第二凹部212b之周方向位置對準而沿軸向並排配置。
如同上述,實施形態4的旋轉電機100中,將軸30壓入時,因軸30之與轉子鐵心21接觸的面係沿著軸向而不同,故可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔,且可抑制軸30彎曲。
更且,實施形態4中,藉由以連續的曲面來形成第一轉子鐵心部21a之第一貫通孔211a及第二轉子鐵心部21b之第二貫通孔211b的內周面,可防止將軸30壓入時所產生的應力集中在角部,而可抑制形成第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b的第一鐵心片210a及第二鐵心片210b之朝向平面外側的變形。
﹝實施形態5﹞ 針對實施形態5的旋轉電機100加以說明。以下係省略與實施形態1相同點的說明而以不同點為中心來說明。實施形態1中,例示將第一轉子鐵心部21a及第二轉子鐵心部21b之二個轉子鐵心壓入於軸30的構造,惟亦可為將第一轉子鐵心部21a、第二轉子鐵心部21b及第三轉子鐵心部21c之三個或是三個以上的轉子鐵心壓入於軸30的構造。以下,針對將三個轉子鐵心壓入於軸30的構造加以說明。
第18圖係顯示實施形態5的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的側視圖。
第19圖係顯示實施形態5的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。第19圖(A)係沿著第18圖之A-A’線的第一轉子鐵心部及軸之剖視圖,第19圖(B)係沿著第18圖之B-B’線的第二轉子鐵心部及軸之剖視圖,第19圖(C)係沿著第18圖之C-C’線的第三轉子鐵心部及軸之剖視圖。
如第19圖(A)所示,第一轉子鐵心部21a之第一貫通孔211a中,第一凸部213a之總和占圓周的三分之一,亦即占120∘左右,第一凹部212a之總和占圓周的三分之二,亦即占240∘左右。例如,第一凸部213a及第一凹部212a分別各有三個,第一凸部213a之三個的各自寬度相等且第一凹部212a之三個的各自寬度相等的情況下,第一凸部213a之單一個的寬度係成為40∘,第一凹部212a之單一個的寬度則成為80∘。
同樣地,如第19圖(B)所示,形成於第二轉子鐵心部21b之第二貫通孔211b的第二凸部213b之單一個的寬度係成為40∘,第二凹部212b之單一個的寬度則成為80∘。更且,如第19圖(C)所示,形成於第三轉子鐵心部21c之第三貫通孔211c的第三凸部213c之單一個的寬度係成為40∘,第三凹部212c之單一個的寬度則成為80∘。
更且,以第一凸部213a與第二凹部212b與第三凹部212c之周方向位置、第二凸部213b與第一凹部212a與第三凹部212c之周方向位置、以及第三凸部213c與第一凹部212a與第二凹部212b之周方向位置能分別對準的方式,將軸30壓入。
亦即,從軸之軸向端部觀察時,第一凸部213a之周方向範圍與第二凹部212b及第三凹部212c之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有第一凸部213a與包含接觸於第一凸部213a的軸30之接觸面的軸30之面接觸。從軸30之軸向端部觀察時,第二凸部213b之周方向範圍與第三凹部212c及第一凹部212a之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有第二凸部213b與包含接觸於第二凸部213b的軸30之接觸面的軸30之面接觸。從軸30之軸向端部觀察時,第三凸部213c之周方向範圍與第一凹部212a及第二凹部212b之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有第三凸部213c與包含接觸於第三凸部213c的軸30之接觸面的軸30之面接觸。
如同上述,實施形態5的旋轉電機100中,即便是軸向較長的轉子鐵心,在軸30被壓入時,軸30之與轉子鐵心21接觸的面仍沿著軸向而不同,故可減低在軸30之外周面發生摩擦熱熔,且可抑制軸30彎曲。
再者,實施形態1至5中,例示了第一轉子鐵心部21a、第二轉子鐵心部21b及第三轉子鐵心部21c係在平面中具有沿軸向貫通的第一定位孔214a、第二定位孔214b及第三定位孔214c,惟若設有用以決定周方向位置的第一定位部、第二定位部及第三定位部即可,且第一定位部、第二定位部及第三定位部例如亦可為藉由切削等而設於第一轉子鐵心部21a、第二轉子鐵心部21b及第三轉子鐵心部21c之外周面的溝槽。
又,實施形態1至5中,例示了第一轉子鐵心部21a、第二轉子鐵心部21b、及第三轉子鐵心部21c相互地密接而配置,惟為了減低齒槽轉矩而亦可為具有間隙的階段偏斜構造。
又,實施形態1至5中,例示了轉子鐵心21為大致多角柱形,惟亦可為大致圓柱形。在此所謂大致多角柱形係包含多角形之角部經弧曲化的柱體。另外,所謂大致圓柱形,除了垂直於軸向的平面之剖面形狀為正圓的柱體以外,還包含剖面形狀為橢圓的柱體。
再者,實施形態1至5中,已針對表面磁鐵型(SPM:Surface Permanent Magnet;表面型永久磁鐵)構造的旋轉電機100加以說明,惟亦能夠適應於內置磁鐵型(IPM:Interior Permanent Magnet;內置型永久磁鐵)構造的旋轉電機100。
又,實施形態1至5中,例示了使用沿周方向交替地磁化成N極及S極的複數個磁鐵22,惟亦可為沿周方向交替地磁化成N極及S極的環形之磁鐵22。
又,實施形態1至5中,例示了旋轉電機100為馬達,但亦可為發電機。
本案係記載有各種例示的實施形態及實施例,惟一個或複數個實施形態所記載的各種特徵、態樣及功能不限於特定的實施形態之應用,而能夠以單獨或各種組合來應用於實施形態。依此,未例示的無數變形例亦認定為包含於本說明書揭示的技術範圍內,例如亦包含變形、追加、或省略至少一個構成要素之情況,再者,亦包含抽出至少一個構成要素並與其他實施形態的構成要素組合之情況。
10:定子 11:定子鐵心 12:線圈 20:轉子 21:轉子鐵心 21a:第一轉子鐵心部 21b:第二轉子鐵心部 21c:第三轉子鐵心部 22:磁鐵 30:軸 31a、31b:部分 50、50a、50b:壓入固定治具 51:銷 51a、51b:第一銷 52a、52b:第二銷 100:旋轉電機 101:軸承 210a:第一鐵心片 210b:第二鐵心片 211a:第一貫通孔 211b:第二貫通孔 211c:第三貫通孔 212a:第一凹部 212b:第二凹部 212c:第三凹部 213a:第一凸部 213b:第二凸部 213c:第三凸部 214a:第一定位孔 214b:第二定位孔 214c:第三定位孔 2141a、2141b:第一孔 2142a、2142b:第二孔 O:旋轉中心 M、N、P、Q:直線 ST101~ST105、ST201~ST205、ST202a、ST202b:步驟
第1圖係顯示實施形態1的旋轉電機之概略構成的剖視圖。 第2圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的側視圖。 第3圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。 第4圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子鐵心部之概略構成的剖視圖。 第5圖係顯示實施形態1的旋轉電機之製程的流程圖。 第6圖係用以說明實施形態1的旋轉電機之製造方法的說明圖。 第7圖係用以說明實施形態1的旋轉電機之製造方法的說明圖。 第8圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子鐵心部之另一例的概略構成之剖視圖。 第9圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子鐵心部之另一例的概略構成之剖視圖。 第10圖係顯示實施形態1的旋轉電機之轉子鐵心部之另一例的概略構成之剖視圖。 第11圖係顯示實施形態2的旋轉電機之轉子鐵心部之概略構成的剖視圖。 第12圖係顯示實施形態2的旋轉電機之製程的流程圖。 第13圖係用以說明實施形態2的旋轉電機之製造方法的說明圖。 第14圖係顯示實施形態3的旋轉電機之轉子鐵心部之概略構成的剖視圖。 第15圖係用以說明實施形態3的旋轉電機之製造方法的說明圖。 第16圖係用以說明實施形態3的旋轉電機之製造方法的說明圖。 第17圖係顯示實施形態4的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。 第18圖係顯示實施形態5的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的側視圖。 第19圖係顯示實施形態5的旋轉電機之轉子及軸之概略構成的剖視圖。
21a:第一轉子鐵心部
21b:第二轉子鐵心部
30:軸
211a:第一貫通孔
211b:第二貫通孔
212a:第一凹部
212b:第二凹部
213a:第一凸部
213b:第二凸部
214a:第一定位孔
214b:第二定位孔

Claims (16)

  1. 一種旋轉電機,係具備: 軸; 轉子,係具有第一轉子鐵心部及第二轉子鐵心部,該第一轉子鐵心部係沿前述軸之軸向相連地積層有複數片的第一鐵心片所構成,且在前述第一鐵心片之徑向中央部的壓入前述軸之第一貫通孔之內周面,沿著周方向交替地形成有與前述軸接觸的第一凸部及不與前述軸接觸的第一凹部;該第二轉子鐵心部係沿前述軸之軸向相連地積層有複數片的第二鐵心片所構成,且在前述第二鐵心片之徑向中央部的壓入前述軸之第二貫通孔之內周面,沿著周方向交替地形成有與前述軸接觸的第二凸部及不與前述軸接觸的第二凹部;前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部係分別使前述第一凹部與前述第二凸部之周方向位置及前述第一凸部與前述第二凹部之周方向位置對準而沿前述軸向並排配置,且沿著前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部之周方向設有磁鐵;以及 定子,係配置成相對於前述轉子之徑向外側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉電機,其中,從前述軸之軸向端部觀察時,前述第二凸部之周方向範圍與前述第一凹部之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有前述第二凸部與包含接觸於前述第二凸部的前述軸之接觸面的前述軸之面接觸; 從前述軸向端部觀察時,前述第一凸部之周方向範圍與前述第二凹部之周方向範圍重疊的周方向範圍中,僅有前述第一凸部與包含接觸於前述第一凸部的前述軸之接觸面的前述軸之面接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機,其中,前述第一凹部及前述第一凸部係分別沿著周方向等間隔地形成,前述第二凹部及前述第二凸部係分別沿著周方向等間隔地形成。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機,其中,前述第一凹部及前述第二凸部係互為寬度相等且數目相同,前述第一凸部及前述第二凹部係互為寬度相等且數目相同。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機,其中,前述第一轉子鐵心部係具有定位前述第一凹部及前述第一凸部之周方向位置的第一定位部;前述第二轉子鐵心部係具有定位前述第二凹部及前述第二凸部之周方向位置的第二定位部;前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部係使前述第一定位部與前述第二定位部之周方向位置對準而沿軸向並排配置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之旋轉電機,其中,前述第一定位部及前述第二定位部係分別沿前述軸向貫通的第一定位孔及第二定位孔。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之旋轉電機,其中,前述第一凹部及前述第一凸部係分別沿著周方向等間隔地形成三個以上的奇數個;前述第一定位孔係位於隔著前述轉子之旋轉中心而相對的位置;前述第二轉子鐵心部之前述第二凹部及前述第二凸部係分別沿著周方向等間隔地形成三個以上的奇數個;前述第二定位孔係位於隔著前述旋轉中心而相對的位置;前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部係配置成相對於前述旋轉中心而互為180度旋轉對稱。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之旋轉電機,其中,前述第一定位孔及前述第二定位孔係在隔著前述轉子之旋轉中心而相對的位置,分別具有形狀不同的二個孔。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉電機,其中,前述二個孔中之一方的孔之半徑與前述一方的孔之中心至前述旋轉中心為止的距離之積,係等於另一方的孔之半徑與前述另一方的孔之中心至前述旋轉中心為止的距離之積。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機,其中,前述第一轉子鐵心部的前述第一貫通孔之內周面及前述第二轉子鐵心部的前述第二貫通孔之內周面係分別具有連續的曲面。
  11. 一種旋轉電機之製造方法,係具備: 鐵心片形成步驟,係將複數片的第一鐵心片之徑向中央部的第一貫通孔,以在內周面沿著周方向交替地設有第一凹部及第一凸部的方式衝裁而形成,且將複數片的第二鐵心片之徑向中央部的第二貫通孔,以在內周面沿著周方向交替地設有第二凹部及第二凸部的方式衝裁而形成; 轉子鐵心部形成步驟,係將複數片的前述第一鐵心片以前述第一凹部及前述第一凸部分別沿軸向相連的方式積層形成第一轉子鐵心部,且將複數片的前述第二鐵心片以前述第二凹部及前述第二凸部分別沿軸向相連的方式積層形成第二轉子鐵心部; 軸壓入步驟,係以前述第一凹部與前述第二凸部之周方向位置及前述第一凸部與前述第二凹部之周方向位置分別對準的方式,將軸壓入於前述第一貫通孔及前述第二貫通孔; 磁鐵黏著步驟,係沿著前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部之周方向黏著磁鐵;以及 定子裝配步驟,係將定子裝配成相對於前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部之徑向外側。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之旋轉電機之製造方法,其中,前述鐵心片形成步驟中,在前述第一鐵心片形成第一定位孔且在前述第二鐵心片形成第二定位孔;前述軸壓入步驟中,使壓入固定治具之沿前述軸向延伸的銷插通前述第一定位孔及前述第二定位孔而定位前述第一轉子鐵心部及前述第二轉子鐵心部,且將前述軸壓入。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之旋轉電機之製造方法,其中,前述軸壓入步驟中,將前述第一轉子鐵心部配置於前述壓入固定治具,且將前述軸壓入於前述第一轉子鐵心部之前述第一貫通孔之後,將前述第二轉子鐵心部配置於前述壓入固定治具,且將前述軸壓入於前述第二轉子鐵心部之前述第二貫通孔。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之旋轉電機之製造方法,其中,前述軸壓入步驟中,將前述第一轉子鐵心部與前述第二轉子鐵心部並排配置於前述壓入固定治具之銷,且將前述軸一次性地壓入於前述第一轉子鐵心部之前述第一貫通孔及前述第二轉子鐵心部之前述第二貫通孔。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之旋轉電機之製造方法,其中,前述鐵心片形成步驟中,以將前述第一鐵心片翻面即成為前述第二鐵心片的方式,形成前述第一凸部、前述第一凹部、前述第二凸部及前述第二凹部。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之旋轉電機之製造方法,其中,前述鐵心片形成步驟中,以將前述第一鐵心片旋轉180度即成為前述第二鐵心片的方式,形成前述第一凸部、前述第一凹部、前述第二凸部及前述第二凹部。
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