專利名稱：旋轉電機的電樞及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于構成在車輛上搭載的電氣設備等的旋轉電機的電樞及 其制造方法的技術領域。
背景技術：
一般來講，在這種旋轉電機中，在將軸嵌合支承在巻裝線圏的芯 上而制成的電樞中，有這樣的構成，即，將多張沖裁加工金屬制板材 而制成的環(huán)狀板材經由一體化機構層積，從而構成所述芯，將軸壓入 在形成于該芯的軸孔中，使軸固定在芯中。在該場合，以限制相對于 芯在軸向以及軸周向的相對移動的狀態(tài)(一體化、固定化、緊固的狀 態(tài))固定軸是必要的。因此，提出了這樣的構成，即，設定軸的外徑 比軸孔的內徑大，使軸壓入軸孔。然而，若是這樣的話，不但壓入作 業(yè)很困難，而且會產生如下問題，即，因壓入載荷而在芯上產生變形， 軸孔的形狀歪扭，損壞軸的軸心精度，在芯上產生裂縫，耐久性變差 等。
作為該改善對策提出了這樣構成，即，在軸的外周面上形成突部 (隆起)，該突部與軸孔的內周面咬入地壓接，從而成為相對于軸孔止 轉、以及在軸向限制移動的狀態(tài)(緊固狀態(tài))。
專利文獻1:日本特開2003-111326
但是，所述現(xiàn)有的發(fā)明將軸孔的內徑設定得比軸的外徑稍小，因 為在它們之間存在微小的間隙，所以存在這樣的問題，即，難于確保 軸和軸孔的同軸狀的軸心精度，損害旋轉平衡，而且還難于將芯的側 面和軸維持成正交關系，旋轉驅動時會發(fā)生面跳動等。因此，提出了 這樣的方案，即，在軸的外周面不設突部，從而謀求電樞軸心精度的
提兩-
另一方面，因為芯是通過層積多片芯件而構成的，所以無論如何 都會產生層積偏差，該偏差也在軸孔處產生，軸孔的筒孔內周變成臺 階狀，或筒孔的軸心精度降低。對于這樣的構成，在壓入沒有凸部的 軸構成電樞的場合，因為層積偏差直接影響到軸的軸心精度，所以有 旋轉平衡差、并且產生面跳動的問題。而且，有不能充分確保軸和軸 孔的接觸面積之虞，這樣的話，也有芯和軸之間的緊固力不充分之虞， 造成問題，這些正是本發(fā)明應該解決的問題
發(fā)明內容
解決課題的機構
本發(fā)明是鑒于如上述實情以解決這些課題為目的創(chuàng)作的，技術方 案1的發(fā)明，其特征在于，在形成于芯的軸孔中壓入并固定軸時，所 述軸孔預先施行預減薄拉伸加工而整形出筒孔形狀，所述芯通過一體 化機構層積了多片由環(huán)狀板材制成的芯件。
技術方案2的發(fā)明，在技術方案l中，軸的由軸孔支承的部位的 剖面形成為正圓形狀。
技術方案3的發(fā)明，在技術方案1或2的任意一項中，芯在軸壓 入的內徑側部位，比芯件的一體化機構更靠內徑側，形成有沿軸向貫 通的空隙部。
技術方案4的發(fā)明，在技術方案1、 2或3的任意一項中，芯件作 為沖裁加工金屬制板材而形成的部件，減薄拉伸加工在與沖裁加工中
的沖裁方向相同的方向上進行。
技術方案5的發(fā)明，經由一體化機構層積多片由環(huán)狀板材制成的 芯件而制成芯，當在形成于該芯的軸孔中壓入并固定軸時，對所述軸 孔進行減薄拉伸加工來整形筒孔形狀，然后，使軸壓入。
發(fā)明效果
通過技術方案1的發(fā)明，即使在層積有多片芯件的芯的軸孔中產 生層積偏差，也可以消除該層積偏差，整形出筒孔形狀，制成筒孔的 軸心精度良好的軸孔，提供旋轉平衡良好的電樞。
通過技術方案2的發(fā)明，可以提供旋轉平衡更加優(yōu)秀的電樞。 通過技術方案3的發(fā)明，不會損害芯的一體化，而且，可以順利
地進行減薄拉伸加工。
通過技術方案4的發(fā)明，可以高精度地進行軸孔的筒孔形狀的整
形加工。
通過技術方案5的發(fā)明，即使在層積有多片芯件的芯的軸孔中產 生層積偏差，也可以消除該層積偏差，進行筒孔形狀的整形，制成筒 孔的軸心精度良好的軸孔，提供旋轉平衡良好的電樞。


圖1 (A)、 (B)分別為電樞芯的側視圖、正視圖。 圖2為芯的正視圖。
圖3 (A)、 (B)分別為主芯件的正視圖、局部放大正視圖。 圖4 (A)、 (B)分別為副芯件的正視圖、局部放大正視圖。 圖5 (A)、 (B)、 (C)分別為馬達軸的側視圖、A-A線剖視圖、 說明減薄拉伸加工的局部放大剖視圖。
圖6為說明從減薄拉伸加工到壓入馬達軸的工序的模式圖。
圖7為第二實施方式中的芯的正視圖。
附圖標記說明
1馬達軸
2芯
2a軸孔
3換向器
4主芯件
4c貫通孔
4d齒
4h鉚接部
5副芯件
5f鉚接部
7 減薄拉伸沖頭
具體實施例方式
下面，基于圖1至圖6的附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。 在附圖中，附圖標記1為作為風扇馬達起作用的電動馬達(旋轉 電機)的馬達軸(軸)，該馬達軸l制成圓柱形狀，在一端形成有構成 風扇(未圖示)安裝部的臺階部la。而且，馬達軸l如后述那樣設定 成，在另一端側(另外半部分)的外周上嵌合換向器3，在一端側(一 個半部分)的外周上嵌合芯2，通過在該芯2上巻裝未圖示的線圏來 構成電才區(qū)。
所述馬達軸l這樣設定，即，在換向器3嵌合的另外半部分的外 周面上，沿圓周旋轉方向形成多個(8個)在軸向上長的突部(隆起)， 通過換向器3的內徑側的樹脂部3a咬入突部lb而嵌合，成為形成換 向器3的軸向以及軸旋轉方向的移動限制的緊固狀態(tài)。另外，馬達軸 1的芯2所嵌合的一個半部分的外周面這樣形成，即，沒有形成突部， 該部位的剖面呈正圓形。這里，馬達軸1的芯2外嵌部位的外徑設定 為比開設在后述的芯2上的后述的軸孔(貫通孔)2a的內徑稍大的長 度尺寸。
那么，由位于馬達軸1的軸向中央部配置的多片主芯件4、和位 于該主芯件4的軸向兩側部配置的多片副芯件5 —體地層積而構成所 述芯2。所述主芯件4由沖裁加工平板圓形的金屬材料而形成，具備 構成內徑側部位的內徑側環(huán)部4a、和構成外徑側部位的外徑側環(huán)部 4b。在所述內徑側環(huán)部4a的圓中心上，開設用于供所述馬達軸1貫通 的貫通孔4c,在外徑側環(huán)部4b中，以所述貫通孔4c的孔中心為基準 在圓周旋轉方向形成多個呈放射狀突出的齒4d。另外，所述各齒4d 這樣構成，即，具備從外徑側環(huán)部4b的外周緣部呈放射狀突出的基部 4e、和從該基部4e的外徑側末端部向圓周旋轉方向兩側較長地延伸的 爪部4f。而且，在本實施方式中，在主芯件4的外周上，這樣的齒4d 在圓周旋轉方向上是等間隔的，具有36度的角度，形成10個。 而且，所述主芯件4形成有連結所述內徑側環(huán)部4a和外徑側環(huán)部 4b之間的多個橋式片部4g，作為該橋式片部4g，與所述齒4d—樣以 貫通孔4c的孔中心為基準形成為放射狀，按與各齒4d形成部位的放 射基準線一致的狀態(tài)在圓周旋轉方向上正好形成10個。
另外，在主芯件4的外徑側環(huán)部4b上，存在與在圓周旋轉方向上 鄰接的齒4d之間的角度間隔相同的角度間隔，即，位于沿著齒4d形 成部位的放射基準線的部位，在圓周旋轉方向上壓出形成IO個鉚接部 4h。
另外，在構成所述各齒4d的爪部4f的外徑側末端緣部的外周緣 部，形成位于圓周^:轉方向中間部向內徑側切入i殳置的切口凹部4j， 由此，謀求減輕芯2的重量。
另一方面，副芯件5與主芯件4同樣，沖裁加工金屬制板材而形 成，具備與所述主芯件4的外徑側環(huán)部4b大致相同形狀的環(huán)部5a。 而且，副芯件5的環(huán)部5a的內周緣5b的內徑設定為與主芯件外徑側 環(huán)部4b的內徑大致相同的直徑，在副芯件內周緣5b的內側呈什么都 沒有形成的形狀(沒有橋式片部以及內徑側環(huán)部的形狀)。而且，形成 在副芯件5的環(huán)部5a上的圓周旋轉方向的10個齒5c,在爪部5d形 成切口凹部5e，該切口凹部5e形成為與主芯件切口凹部4j同樣的形 狀，謀求了芯2的重量減輕。
進而，在副芯件5的環(huán)部5a，存在有與在圓周旋轉方向上鄰接的 齒5c之間的角度間隔同樣的角度間隔，即，位于沿齒5c形成部位的 放射基準線的部位，在圓周旋轉方向壓出形成IO個鉚接部5f。
而且，對于這樣構成的主、副芯件4、 5，在層積多片的主芯件4 的兩側部層積多片副芯件5，通過實施適宜的一體化機構而形成芯2， 而在本實施方式中，作為所述主、副芯件4、 5的一體化機構形成了鉚 接部4h、 5f。所述鉚接部4h、 5f如此設定，即，將主、副芯件4、 5 的一個面向另一個面?zhèn)葔撼?，在一個面上形成凹部，而在另一個面上 形成凸部，鄰接的主、副芯件4、 5之間通過使鄰接的鉚接部4h、 5f 的凸部嵌合到這些鉚接部4h、 5f的凹部上，從而以各齒4d、 5c對位
的狀態(tài)實現(xiàn)了嵌合，由進行鉚接接合該嵌合狀態(tài)的所謂凸部式鉚接而
一體化，構成芯2。
這樣， 一體化多張主、副芯件4、 5而構成的芯2中，形成由開設 在主芯件5的內徑側環(huán)部4a上的貫通孔4c構成的軸孔2a。此時，所 述軸孔2a是層積多張主芯件4而形成的，因此，如上述那樣，在一體 化了主芯件4的狀態(tài)下各個芯件4在徑向上都產生了微小的位置偏差 (層積偏差)，即使每片主芯件4的貫通孔4c的正圓精度高，也整形 不了軸孔2a的筒孔形狀，不能保證軸孔2a的軸心精度。而且，在本 發(fā)明中，在形成芯2的狀態(tài)，通過在貫通固定馬達軸1的工序之前的 階段實施減薄拉伸加工，整形軸孔2a，消除基于主芯件4的位置偏差 引起的臺階差，且制成筒孔的紬心精度好的筒孔。
也就是說，在層積主、副芯件4、 5并進行由鉚接部4h、 5f實現(xiàn) 的凸部式鉚接而一體化了的狀態(tài)下，軸孔2a變成如圖6示出那樣在各 種芯件4上產生徑向的位置偏差的狀態(tài)。對該狀態(tài)的部件進行減薄拉 伸加工，用于進行減薄拉伸加工的減薄拉伸沖頭7這樣構成，即，插 通軸孔2a的插通末端形成為越靠末端直徑越細的錐狀部7a，軸孔2a 的插通作業(yè)變得順暢。這里，減薄拉伸沖頭7的比錐狀部7a位于基端 側的本體部7b的外徑，設定為比開設在主芯件4上的貫通孔4c的內 徑稍大。
而且，將所述減薄拉伸沖頭7從錐狀部7a側插入具有層積偏差的 芯2的軸孔2a中，強制地進行壓入直至成為本體部7b貫通軸孔7b 的狀態(tài)，由此，以在內徑環(huán)部4a進行吸收的狀態(tài)消除了軸孔2a的位 置偏差，形成正圓性優(yōu)良的軸孔2a。
這里，當強制壓入減薄拉伸沖頭7時，在主芯件4的內徑環(huán)部4a 變形的狀態(tài)下矯正軸孔2a的位置偏差，但是在該構成中，內徑環(huán)部 4a和外徑環(huán)部4b之間是設置在圓周旋轉方向存在規(guī)定間隙的狀態(tài)的 橋式片部4g的構成，在內徑環(huán)部4a的外徑側形成有多個(IO個)空 隙部S。因此，所述空隙部S作為吸收內徑環(huán)部4a的變形的緩沖體發(fā) 揮作用，可以順利地實行減薄拉伸沖頭7的矯正壓入。
但是，所知的是雖然各芯件4、 5由沖裁加工(壓力加工)金屬 制板材而形成，但是作為像這樣沖裁加工出的切斷部的主芯件4的貫 通孔4c部位，如圖5(c)中示出的那樣，形成為直到板厚的大致中 間部從沖裁方向前側向后側傾斜的形狀的剪切面4m,與此相比更靠 沖裁方向后側的部位，形成為向該后側生成塌角的狀態(tài)的斷裂面4n， 而且，成為以從芯件4的板面向沖裁方向后側突出的狀態(tài)形成有毛刺 4p的狀況。
另外，所知的是在實施沖裁加工的場合，在切斷部產生殘留應力。
對于這樣的切斷部，在由減薄拉伸沖頭7實施減薄拉伸加工的場 合，可以沿減薄拉伸沖頭7的插通方向矯正剪切面4m,成形為剪切 面4m相對于板材正交的狀態(tài)。另外，減薄拉伸沖頭7構成為在從剪 切面4m側向毛刺4p形成部位側的所謂塌角方向上強制地壓入，由此， 可以通過從剪切面4m側壓入減薄拉伸沖頭7來提高軸孔2a相對于所 述板材的正交精度。隨便提及的是，在從與塌角方向相反的方向壓入 減薄拉伸沖頭7的場合，因為是從斷裂面4n側的壓入，所以不但軸孔 2a的筒孔形狀的整形性降低，而且有減薄拉伸沖頭7巻入毛刺4p的 :矛旦心，并不理想。
而且，對于像這樣實施減薄拉伸加工的構成，通過將外周面沒有 隆起的馬達軸1壓入軸孔2a而進行固定，馬達軸1和芯2 —體化，而 此時，由于保持了軸孔2a的正交性，故馬達軸1和芯2的板面的正交 性得到提高，馬達軸1旋轉時的芯2的面跳動降低。
另外，各主芯件4的貫通孔4c中的剪切面4m和馬達軸1的外周 面的抵接面積增大，可以增加它們的壓合度(緊密接觸度)，確保較大 的緊固力。
另外，分別在各貫通孔4c中產生的各個不同的殘留應力，由強制 壓入直徑比貫通孔4c的孔形大的減薄拉伸沖頭7，而變成對一體化構 成各芯件4、 5的芯2的軸孔2a作用的殘留應力，在這些芯件4中產 生的殘留應力被均勻化，謀求了芯2和馬達軸1的緊固力的強化。
另外，通過相對于軸孔2a適宜地設大減薄拉伸沖頭7的直徑，向 塌角方向進行強制壓入，不但可以使剪切面4m相對于板材成為正交 狀，而且，還可以謀求擴大該正交狀的面積，可以確保進一步增大緊 固力。
在如敘述那樣構成的本實施方式中，電動馬達隨著進行電源供給， 在緊固于馬達軸1的芯2上巻裝線圏而構成的電樞與馬達軸1同時一 體地旋轉，在該場合，由于針對在層積多片主芯件4和多片副芯件5 并將它們一體化了的狀態(tài)的芯2上所形成的軸孔2a，強制地壓入減薄 拉伸沖頭7而實施減薄拉伸加工，所以，沒有因層積多片芯件4、 5 而在軸孔2a形成的層積偏差，可以形成為被整形的筒孔形狀，該被整 形的筒孔形狀沒有在軸孔2a的內周面形成芯件4、 5的各板厚的臺階 差。
而且，因為軸孔2a可以相對于芯件4、 5的面板呈正交狀，所以， 可以提高筒孔的軸心精度，制成在電樞旋轉時沒有面跳動的平衡好的 電樞。
而且，在該構成中，馬達軸1由于成為在芯2外嵌部位沒有隆起 的剖面正圓狀，所以壓入并固定在進行過所述整形而獲得了筒孔的軸 心精度的軸孔2a中時，可以制成旋轉平衡良好的電樞，制成性能優(yōu)異 的電動馬達。
另外，在該構成中，因為將構成芯2的內徑側部位的主芯件4的 內徑側環(huán)部4a、和構成外徑側部位的外徑側環(huán)部4b之間，通過在圓 周旋轉方向存在規(guī)定的間隙而配置的橋式片部4g連結地構成，所以在 內徑側環(huán)部4a和外徑側環(huán)部4b之間形成空隙部S,該空隙部S可以 積極地吸收在向芯2的軸孔2a強制壓入減薄拉伸沖頭7時產生的載 荷，可以順利且確實地進行軸孔2a的減薄拉伸加工。而且，因為空隙 部S相比由鉚接部4h、 5f將主、副芯件4、 5—體化的一體化部位(固 定部)位于內徑側，所以，通過由內徑側的空隙部S吸收由減薄拉伸 沖頭7的強制壓入引起的軸孔2a外周的變形，從而還具有這樣的優(yōu)點 能夠減小對該空隙部S外徑側的主、副芯件4、 5的一體化部位(鉚接
部4h、 5f)的載荷，可以不損害主、副芯件4、 5的一體化而進行減 薄拉伸加工。
進而，在該構成中，雖然各芯件4、 5由于沖裁加工而各自產生殘 留應力，但是因為該殘留應力通過沖裁加工軸孔2a而被均勻化為同方 向的應力，所以，在壓入了馬達軸l時，可以增加與馬達軸l的緊密 結合度，進一步強化馬達軸1和芯2之間的緊固力。而且，因為以減 薄拉伸加工的方向(減薄拉伸沖頭7的壓入方向)作為沖裁加工時的 塌角方向，所以，變成了從剪切面4m側壓入減薄拉伸沖頭7，可以 提高軸孔2a的正圓度、以及軸孔2a相對板材的正交度。
另外，本發(fā)明當然不只限定于所述實施方式，圖7中示出的第二 實施方式也可以。
第二實施方式利用主芯件9和副芯件10、在多片主芯件9的兩側 分別層積多片副芯件10而構成芯8，這一點與前述的實施方式相同， 主芯件9具備內徑側環(huán)部9a、外徑側環(huán)部9b、以及連結它們的圓周旋 轉方向的10個橋式片部9c，副芯件IO具備環(huán)部10a，而且，在各芯 件9、 10的外周上形成圓周旋轉方向的IO個齒9d、 10b。而且，在該 構成中，雖然作為一體化各芯件9、 10的一體化機構的鉚接部9e、 10c 位于橋式片部9c的外徑側而形成，但是，這些鉚接部9e、 10c，沿著 主芯件外徑環(huán)部9b和副芯件環(huán)部10a中的在圓周旋轉方向上鄰接的齒 9d、 10b的中間部、即沿著在圓周旋轉方向上鄰接的橋式片部9c之間 的放射基準線而形成。由此，作為由鉸鏈銷6實現(xiàn)的主、副芯件9、 IO的一體化，與橋式片部9c在圓周旋轉方向上產生位置偏差，并且， 位于在鄰接的橋式片部9c間形成的空隙部S的外側，可以進一步降低 伴隨減薄拉伸加工對鉚接部9e、 10c作用的載荷，可以不損害各芯件 9、 10的一體化而實施減薄拉伸加工，制成旋轉平衡更加優(yōu)異的電樞。
工業(yè)實用性
其制造方法是有用的，在巻裝線圏的芯中嵌合支承軸而成的電樞中，
形狀，從而可以消除層積偏差，制成筒孔的軸心精度好的軸孔，能夠 提供旋轉平衡好的電樞。
權利要求
1.一種旋轉電機的電樞，其特征在于，當向形成于芯的軸孔中壓入并固定軸時，所述軸孔預先施行減薄拉伸加工而整形出筒孔形狀，所述芯經由一體化機構層積了多片由環(huán)狀板材制成的芯件。
2. 如權利要求1所述的旋轉電機的電樞，其特征在于，軸的由軸 孔支承的部位的剖面形成為正圓形狀。
3. 如權利要求1或2所述的旋轉電機的電樞，其特征在于，芯在 軸所壓入的內徑側部位上位于芯件的一體化機構的內徑側，形成有沿 軸向貫通的空隙部。
4. 如權利要求l、 2或3中任意一項所述的旋轉電機的電樞，其 特征在于，芯件為通過沖裁加工金屬制板材而形成的部件，減薄拉伸 加工在與沖裁加工中的沖裁方向相同的方向上進行。
5. —種旋轉電機的電樞的制造方法，其特征在于，經由一體化機 構層積多片由環(huán)狀板材制成的芯件而制成芯，當在形成于該芯的軸孔 中壓入并固定軸時，對所述軸孔進行減薄拉伸加工來整形筒孔形狀， 然后，使軸壓入。
全文摘要
本發(fā)明將旋轉電機的電樞構成為旋轉平衡好的結構。利用由環(huán)狀板材制成的主、副芯件(4、5)，在多片主芯件(4)的兩側層積多片副芯件(5)，利用開設在各芯件上的鉚接部(4h、5f)凸部式鉚接這些芯件(4、5)而一體化構成芯(2)，在形成于該芯(2)的軸孔(2a)中壓入正圓狀的馬達軸(1)之前的階段中，利用減薄拉伸沖頭(7)預先實施減薄拉伸加工。
文檔編號H02K1/28GK101189780SQ20068001993
公開日2008年5月28日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權日2005年6月7日
發(fā)明者寺田利一, 山崎洋一, 木村正秋, 橫尾次男, 細井啟一 申請人:株式會社美姿把