專利名稱：電動機的轉子構造的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以過盈量緊固電動機的轉子和軸的電動機的轉子構造。詳細而言，是具有轉子與軸的定位構造，有效地釋放出應力而提高緊固力的電動機的轉子構造。
背景技術：
作為現有技術，公知如下的定位構造:如圖6所示，在轉子I的內壁形成有向轉子中心延伸的鍵構件(凸部)2，在軸3的外壁形成有向軸中心延伸的鍵槽(凹部)4，使這些鍵構件2與鍵槽4嵌合而形成該定位構造(參照專利文獻I的圖2)。作為上述定位構造的改良技術，具有如圖7所示在鍵構件2的兩側設有應力緩和槽5、6的構造(參照專利文獻2的圖4)、如圖8所示在鍵構件2的兩側設有凹部7、8且定位軸3與轉子I的構造(參照專利文獻3的圖6)。例如在PM馬達的情況下，為了在對電動機進行驅動控制時，定位轉子鐵芯內的磁鐵位置和連接于軸的旋轉傳感器的位置，需要上述的定位構造?，F有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2004 - 32943號專利文獻2:日本特開2008 - 187804號專利文獻3:日本特開2008 - 312321號

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題在電動機中，利用轉子鐵芯與軸的過盈量來傳遞從轉子鐵芯向軸的轉矩。即，如圖9所示，為了通過嵌合而自轉子鐵芯(轉子)I向軸3傳遞轉矩，以在軸3與轉子鐵芯I之間設有過盈量的方式固定該軸3和轉子鐵芯1，在轉子鐵芯1、定位鍵(鍵構件)2產生應力。此時，在構造上，應力如圖中單點劃線所示集中產生在轉子鐵芯角部la。當為了緩和該應力的集中而如圖10所示在轉子鐵芯角部Ia設置凹部(以下稱作彎曲部)R時，存在因設置彎曲部R而使轉子鐵芯內周面與軸外周面的緊固面積減少，從而轉矩傳遞力下降的問題。S卩，彎曲部R是形成于定位鍵2的兩側的轉子內壁且向徑向外側(圖中上側)彎曲的半圓弧狀凹部，所以彎曲部R的底面周向長度L越長，轉子鐵芯I與軸3的緊固面積越小。另外，為了產生大轉矩，需要增大過盈量，但是當增大過盈量時，彎曲部R的應力增大，所以為了進一步緩和該應力，需要不斷擴大彎曲部R的半徑。因此，彎曲部R的底面周向長度L增長，緊固面積的減少量進一步增大。這里，在PM馬達的情況下，如圖11所示，利用轉子的永久磁鐵9形成磁極，并且沿轉子的周向交替地形成磁阻小且磁通量易于通過的磁性的凸部(稱作d軸)以及磁阻大且磁通量不易通過的磁性的凹部(稱作q軸)，定子(未圖示)與轉子之間的磁通量在磁性的凸部(d軸)高，在磁性的凹部(q軸)低，利用該磁通密度的變化產生磁阻轉矩。在現有技術中，當為了緩和應力的集中而設置彎曲部R時，由彎曲部R在轉子內周面的徑向外周側的磁性的凸部(d軸)形成凹陷，若想要確保磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積，則必須增大轉子直徑，產生不能使PM馬達小型化的問題。圖中，附圖標記A表示:由于彎曲部R向磁性的凸部(d軸)的磁路突出，所以在確保磁路的截面積時增大轉子直徑。用于解決問題的方案解決上述課題的本發(fā)明的技術方案I的回轉機械的轉子構造將轉子緊固在軸的外周，并且在上述轉子的內壁形成有定位鍵，另一方面，在上述軸的外壁形成有與上述定位鍵嵌合的鍵槽，其特征在于，在上述定位鍵的兩側側面形成有凹部。解決上述課題的本發(fā)明的技術方案2的回轉機械的轉子構造在技術方案I的基礎上，其特征在于，上述凹部形成到位于上述定位鍵的兩側的上述轉子的內壁。發(fā)明效果在本發(fā)明中，由于在定位鍵的兩側側面形成有凹部，所以與現有的定位鍵相比，能緩和轉子鐵芯角部的應力，并且能在軸的過盈量部的整個面上傳遞轉矩，所以能夠實現可靠的轉矩傳遞，而且，由于成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構造，因此能使馬達小型化。另外，即使在增大過盈量而擴大了彎曲部R的半徑的情況下，軸的外周面與轉子的內周面的緊固面積也不會減少，能夠傳遞大轉矩，且磁性的凸部(d軸)的磁路也不會減少，所以轉子直徑不會增大，能使馬達小型化。


圖1是表示本發(fā)明的第I實施例的回轉機械的轉子構造的主視圖。圖2是彎曲部R (小曲率半徑)的放大圖。圖3是彎曲部R (大曲率半徑)的放大圖。圖4是表示本發(fā)明的第2實施例的回轉機械的轉子構造(主要部分)的主視圖。圖5是現有技術的彎曲部R的放大圖。圖6是表示現有技術的回轉機械的轉子構造(其一)的主視圖。圖7是表示現有技術的回轉機械的轉子構造(其二)的主視圖。圖8是表示現有技術的回轉機械的轉子構造(其三)的主視圖。圖9是表示應力向轉子鐵芯角部集中的說明圖。圖10是表示在轉子鐵芯角部設有彎曲部R的結構的說明圖。圖11是表示由彎曲部R在轉子內周面的徑向外周側的磁性的凸部(d軸)可形成凹陷的結構的說明圖。
具體實施例方式以下，一起詳細說明實施例和用于實施本發(fā)明的實施方式。實施例1圖1中表示本發(fā)明的第I實施例的回轉機械的轉子構造。如該圖所示，轉子鐵芯(轉子)10與軸20的外周嵌合，在轉子鐵芯10中的4處埋設永久磁鐵30。在轉子鐵芯10的內壁形成有朝向轉子中心且沿軸向延伸的定位鍵11，與該定位鍵11嵌合的鍵槽21形成于軸20的外壁。定位鍵11是自轉子內周面向徑向內周側突出的矩形截面狀的凸部。另外，鍵槽21是為了與該定位鍵11嵌合而朝向軸中心且沿軸向形成于軸20的外壁的矩形截面狀的凹部。作為本實施例的定位構造，轉子內周面的徑向外周側的磁性的凸部(q軸)不具有凹陷，在定位鍵11的兩側側面分別對稱地形成有凹部(以下稱作彎曲部)R。即，彎曲部R是以從定位鍵11的一側側面向另一側側面加深的方式彎曲的半圓弧狀結構，是不擴展到比軸20的外壁靠外側(圖中上側)的位置的形狀。也就是說，彎曲部R彎曲而成的半圓弧部分以定位鍵11為中心而相面對，其直線部分配置為面向鍵槽21。在圖2和圖3中表示彎曲部R的放大圖。圖3所示的彎曲部R的曲率半徑比圖2所示的彎曲部R的曲率半徑大。圖3是如下例子:為了即使在過盈量較大時、轉子鐵芯角部的應力增大了的狀態(tài)下也能緩和應力的集中，與圖2相比擴大了彎曲部R的半徑。在本實施例中，由于在轉子鐵芯10的定位鍵11的兩側側面設有彎曲部R，所以能夠緩和轉子鐵芯角部的應力集中，并且能對軸20的整個外壁(軸20的除鍵槽外周面B以外)施加過盈量而傳遞轉矩。另外，由于在彎曲部R的轉子內周面的徑向外周側的磁性的凸部(d軸)不存在凹陷，所以與現有技術的定位鍵形狀(參照圖11)相比不會減少磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積，就能使馬達小型化。此外，在PM馬達的情況下，即使在為了在增大了過盈量時緩和應力集中而擴大了彎曲部R的半徑的情況下，由于是軸的外周面與轉子的內周面之間的緊固面積不減少且磁性的凸部(d軸)處的磁路的截面積也不減少即可的構造，所以即使擴大了彎曲部R，也能傳遞大轉矩且能使馬達小型化。特別是，由于彎曲部R在轉子內周面的徑向外周側不存在凹陷，所以與現有技術相比能減小彎曲部R的轉子直徑。在圖1中，附圖標記A表示:由于彎曲部R在轉子內周面的徑向外周側不存在凹陷，所以與現有技術中的轉子直徑(圖中用虛線表示)相比，能夠小徑化。如上所述，在本實施例中，由于在轉子鐵芯10的定位鍵11的兩側側面設有彎曲部R，所以與現有的定位鍵相比，能夠緩和轉子鐵芯角部的應力，并且能在軸的過盈量部的整個面上傳遞轉矩，所以能夠實現可靠的轉矩傳遞，而且，成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構造，因此能使馬達小型化。另外，即使在增大過盈量而擴大了彎曲部R的半徑的情況下，也具有如下的優(yōu)點:軸的外周面與轉子的內周面的緊固面積也不會減少，能夠傳遞大轉矩，且磁性的凸部(d軸)的磁路也不會減少，所以轉子直徑不會增大就能使馬達小型化。實施例2在圖4中表示本發(fā)明的第2實施例的回轉機械的轉子構造。在本實施例中，將實施例I的彎曲部R設定為向圖中上方移動的形狀。即，在需要傳遞高轉矩的情況下，通過像圖3所示的形狀那樣增大彎曲部R的曲率，從而應力緩和的效果比圖2的彎曲部R高，能夠增大過盈量且能夠傳遞高轉矩，但鍵槽的深度加深，制作工時增加。為此，在本實施例中，為了增大彎曲部R的曲率且不使鍵槽深度加深，將彎曲部R設定為移動到比圖3靠圖中上方的位置的形狀。詳細而言，彎曲部R是以從定位鍵11的一側側面向另一側側面加深的方式彎曲的圓弧狀結構，并且成為彎曲到比軸20的外壁靠外側的部分(圖中上側)的圓弧狀。進而，彎曲部R成為以擴張軸20的鍵槽21的上端部的方式彎曲的圓弧狀。也就是說，彎曲部R是在轉子鐵芯角部、即在鍵槽21的上端部與定位鍵11的根部的邊界部分處配置為圓弧狀的構造。因此，與實施例1相比，本實施例的彎曲部R在磁性的凸部(d軸)、即轉子內壁面的徑向外側具有凹陷K，并且具有沿轉子內壁面擴大鍵槽21的鍵槽擴大寬度S。如上所述，本實施例的彎曲部R在磁性的凸部(d軸)具有凹陷K，并且具有鍵槽擴大寬度S，如果與圖5的現有技術(參照圖7和圖8)對比，則由于鍵槽擴大寬度S比彎曲部R的底面周向長度L短，所以能將緊固面積的減少抑制為最小限度，而且能將磁路的凹陷(彎曲部R的半徑方向的高度)K抑制為最小限度。此外，由于彎曲部R是移動到比圖3靠圖中上方的位置的形狀，所以能使鍵槽的深度比圖3淺，因此生產率好，由于能夠增大彎曲部R的曲率，所以能夠通過增大過盈量而傳遞更高的轉矩。工業(yè)實用性本發(fā)明作為具有轉子與軸的定位構造、有效地釋放出應力而提高緊固力的電動機的轉子構造，能廣泛利用在工業(yè)中。附圖標記說明10、轉子；11、定位鍵；R、凹部(彎曲部)；20、軸；21、鍵槽；30、永久磁鐵。
權利要求
1.一種回轉機械的轉子構造，將轉子緊固在軸的外周，并且在所述轉子的內壁形成有定位鍵，另一方面，在所述軸的外周形成有與所述定位鍵嵌合的鍵槽，其特征在于， 在所述定位鍵的兩側側面形成有凹部。
2.根據權利要求1所述的回轉機械的轉子構造，其特征在于， 所述凹部形成到位于所述定位鍵的兩側的所述轉子的內壁。
全文摘要
在將轉子(10)緊固于軸(20)的外周，并且在轉子(10)的內壁形成有定位鍵(11)，另一方面在軸(20)的外周形成有與定位鍵(11)嵌合的鍵槽(21)的回轉機械的轉子構造中，在定位鍵(11)的兩側側面形成有彎曲部(R)，所以與現有的定位鍵相比，能緩和轉子鐵芯角部的應力，并且能在軸(20)的過盈量部的整個面上傳遞轉矩，所以能夠實現可靠的轉矩傳遞，而且，成為確保磁性的凸部(d軸)的磁路的構造，因此能使馬達小型化。
文檔編號H02K1/27GK103181063SQ201180051759
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者內藤好晴, 永田耕治 申請人:株式會社明電舍