電動機的轉子以及電動機的制作方法
【專利摘要】提供一種電動機的轉子以及電動機。以往，為了防止轉子構件的偏心，尋求提高轉子構件的徑向的強度。轉子(30)具備軸(32)和固定于軸(32)的徑向外側的筒狀的轉子構件(50)。軸(32)具有：第一部分(36)，其與轉子構件(50)的內周面(74)相抵接；第二部分(38)，其與第一部分(36)沿軸向相離地配置，與轉子構件(50)的內周面(78)相抵接；第三部分(40)，其在第一部分(36)與第二部分(38)之間延伸，具有比第一部分(36)和第二部分(38)的外徑小的外徑；以及突起部(44)，其從第三部分(40)向徑向外側突出，與轉子構件(50)的內周面(82)相抵接。
【專利說明】
電動機的轉子以及電動機
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種電動機的轉子以及電動機。
【背景技術】
[0002]已知一種為防止磁通的泄露而在軸與轉子芯之間形成有間隙的轉子(例如，日本特開平5-244741號公報和日本特開平5-344668號公報)。
【發明內容】
[0003]以往，在轉子旋轉時，存在以下情況:構成轉子的轉子構件由于離心力而在徑向上變形，由此在轉子構件中產生偏心。為了防止這種轉子構件的偏心，尋求提高轉子構件的徑向的強度。
[0004]在本發明的一個方式中，電動機的轉子具備:軸，其沿軸線延伸；以及筒狀的轉子構件，其以包圍軸的方式固定于該軸的徑向外側。軸具有:第一部分，其與轉子構件的內周面相抵接；以及第二部分，其與第一部分沿軸線的方向相離地配置，與轉子構件的內周面相抵接。
[0005]另外，軸還具有:第三部分，其在第一部分與第二部分之間延伸，具有比第一部分和第二部分的外徑小的外徑；以及突起部，其從第三部分向徑向外側突出，與轉子構件的內周面相抵接。在第三部分與轉子構件的內周面之間形成有間隙。也可以是，突起部遍及軸的整周地延伸。
[0006]也可以是，轉子構件具有:多個轉子芯，其沿軸線的方向排列;非磁性構件，其配置于多個轉子芯中的在軸線的方向上彼此相鄰的2個轉子芯之間；以及拉桿，其以沿軸線的方向貫通多個轉子芯和非磁性構件的方式延伸。也可以是，突起部與非磁性構件相抵接。在本發明的其它方式中，電動機具備上述的轉子。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的一個實施方式所涉及的電動機的側視圖，一部分以截面來表示。
[0008]圖2是圖1所示的轉子的側視圖。
[0009]圖3是圖4中的II1-1II的截面圖。
[0010]圖4是圖2中的IV-1V的截面圖。
【具體實施方式】
[0011]下面，基于附圖來詳細地說明本發明的實施方式。首先，參照圖1來說明本發明的一個實施方式所涉及的電動機10。此外，以下的說明中的軸向表示沿著圖1所示的軸32的軸線O1的方向，徑向表示以軸線O1為中心的圓的半徑方向，周向表示以軸線O1為中心的圓的圓周方向。另外，為了方便，將圖1的紙面左方設為軸向前方。
[0012]電動機10具備:外殼14，其劃定內部空間12;定子16，其固定于外殼14的內部空間12;以及轉子30，其以能夠旋轉的方式配置于定子16的徑向內側。定子16具有定子芯18和卷繞于定子芯18的線圈20。
[0013]接著，參照圖2?圖4來說明本實施方式所涉及的轉子30。轉子30是所謂的徑向型轉子。轉子30具備:軸32，其沿軸向延伸；以及轉子構件50，其以包圍軸32的周圍的方式固定于該軸32的徑向外側。
[0014]如圖3所示，軸32具有輸出部34、第一大徑部(第一部分)36、第二大徑部(第二部分)38、小徑部(第三部分)40、基端部42以及突起部44。輸出部34的前端以機械方式連結于外部機械(例如，機床的主軸)，該輸出部34向該外部機械輸出旋轉。另一方面，基端部42的后端終止在外殼14的內部空間12內。
[0015]第一大徑部36從輸出部34的軸向后端向徑向外側突出且遍及軸32的整周地延伸。第一大徑部36具有圓筒狀的外周面36a，該外周面36a具有外徑Di。
[0016]第二大徑部38與第一大徑部36相距預先決定的距離地配置于該第一大徑部36的軸向后方。具體來說，第二大徑部38從基端部42的軸向前端向徑向外側突出且遍及軸32的整周地延伸。
[0017]第二大徑部38具有圓筒狀的外周面38a，該外周面38a具有外徑D2。在本實施方式中，外徑D2與外徑Di大致相同(即，D1 ? D2) 0
[0018]小徑部40在第一大徑部36與第二大徑部38之間延伸。具體來說，小徑部40從第二大徑部38的軸向前端38b向軸向前方延伸到第一大徑部36的軸向后端36b，具有外徑D3。夕卜徑D3小于外徑DlSD2WP ,Di ? D2>D3)。
[0019]突起部44配置于小徑部40的軸向中央。具體來說，突起部44以從小徑部40向徑向外側突出的方式與該小徑部40形成為一體。在本實施方式中，突起部44遍及小徑部40的整周地延伸，具有圓筒狀的外周面44a。
[0020]突起部44具有外徑D4。外徑D4與外徑0!及02大致相同(S卩，D1 D4)。另外，突起部44具有隨著從外周面40a去向徑向外側而其軸向的厚度變薄那樣的錐形形狀。
[0021 ] 轉子構件50具有第一轉子芯52、第二轉子芯54、多個磁體56和58、第一端板60、第二端板62、非磁性構件63以及多個拉桿(tie rod)64。
[0022]如圖4所示，第一轉子芯52具有沿周向等間隔排列的合計8個芯段(coresegment)66。各個芯段66由沿軸向層疊的多個電磁鋼板(未圖不)構成，具有內周面66a。
[0023]如圖3所示，在內周面66a與小徑部40的外周面40a之間形成有間隙84。另外，在各個芯段66中形成有沿軸向貫通該芯段66的貫通孔68。
[0024]在本實施方式中，合計8個磁體56以沿周向大致等間隔排列的方式配置。各個磁體56被夾持于在周向上彼此相鄰的2個芯段66之間。
[0025]各個磁體56是具有預先決定的長度、寬度以及厚度的矩形的板狀構件。各個磁體56以其長度方向沿軸向、其寬度方向沿徑向且其厚度方向沿周向的方式相對于芯段66定位。另外，各個磁體56沿其厚度方向被磁化。
[0026]第二轉子芯54在第一轉子芯52的軸向后方與第一轉子芯52相鄰地配置，該第二轉子芯54具有與第一轉子芯52相同的結構。具體來說，第二轉子芯54具有沿周向大致等間隔排列的合計8個芯段70。各個芯段70由沿軸向層疊的多個電磁鋼板(未圖示)構成，具有內周面 70ao
[0027]在內周面70a與小徑部40的外周面40a之間形成有間隙86。另外，在各個芯段70中形成有沿軸向貫通該芯段70的貫通孔72。芯段70以貫通孔68與貫通孔72相互連通的方式相對于芯段66定位。
[0028]在本實施方式中，合計8個磁體58以沿周向大致等間隔排列的方式配置。各個磁體58被夾持于在周向上彼此相鄰的2個芯段70之間。
[0029]各個磁體58具有與磁體56相同的結構，以其長度方向沿軸向、其寬度方向沿徑向且其厚度方向沿周向的方式相對于芯段70定位。
[0030]第一端板60是具有圓筒狀的內周面74的圓環板，由非磁性材料制作而成。例如通過熱壓配合來將第一端板60的內周面74按壓于第一大徑部36的外周面36a，由此將第一端板60固定于第一大徑部36。在將第一端板60固定于第一大徑部36后，第一端板60的軸向后方的端面60a與芯段66的軸向前方的端面66b相抵接。
[0031]第一端板60具有沿周向大致等間隔排列的合計8個貫通孔76。這些貫通孔76配置為分別與形成于芯段66的各個貫通孔68(形成于芯段70的各個貫通孔72)相連通。
[0032]第二端板62具有與第一端板60相同的結構。具體來說，第二端板62是具有圓筒狀的內周面78的、非磁性材料的圓環板。通過將第二端板62的內周面78按壓于第二大徑部38的外周面38a來將第二端板62固定于第二大徑部38。第二端板62的軸向前方的端面62a與芯段70的軸向后方的端面70b相抵接。
[0033]第二端板62具有沿周向大致等間隔排列的合計8個貫通孔80。這些貫通孔80配置為分別與形成于芯段70的各個貫通孔72(形成于芯段66的各個貫通孔68)相連通。
[0034]非磁性構件63是具有圓筒狀的內周面82的圓環板。內周面82與突起部44的外周面44a相抵接。作為一例，內周面82具有比芯段66及70的內徑D5(圖4)小且與突起部44的外徑D4大致相同的(或者稍小于外徑D4的)內徑。
[0035]非磁性構件63具有沿周向大致等間隔排列的合計8個貫通孔88。這些貫通孔88配置為分別與形成于芯段66的各個貫通孔68(形成于芯段70的各個貫通孔72)相連通。
[0036]合計8條拉桿64均插通于相互連通的貫通孔76、68、88、72、以及80。各個拉桿64以沿軸向貫通第一端板60、芯段66、非磁性構件63、芯段70以及第二端板62的方式延伸，在軸向前方側固定于第一端板60，在軸向后方側固定于第二端板62。
[0037]如上述那樣，在本實施方式中設置有突起部44，該突起部44以與非磁性構件63的內周面82相抵接的方式從小徑部40突出。在轉子30旋轉時轉子構件50要在徑向上變形的情況下，該突起部44限制非磁性構件63的沿徑向的移動。
[0038]由此，能夠防止拉桿64的彎曲，提高轉子構件50的徑向的強度，因此在轉子30旋轉時，能夠防止轉子構件50變形而導致在該轉子構件50中產生偏心。
[0039]另外，通過像這樣使突起部44與非磁性構件63相抵接，除了能夠防止轉子構件50的偏心以外，還能夠防止轉子芯52、54內產生的磁通向軸32泄露。由此，能夠防止電動機10的旋轉性能下降。
[0040]另外，在本實施方式中，突起部44與小徑部40形成為一體。由此，能夠大幅提高突起部44的強度和耐久性，因此能夠長期地可靠地防止轉子構件50的偏心。
[0041 ]另外，在本實施方式中，突起部44具有隨著去向徑向外側而軸向的厚度變薄那樣的錐形形狀。根據該結構，能夠進一步提高突起部44的強度和耐久性。
[0042]另外，在本實施方式中，將第一大徑部36、第二大徑部38以及突起部44的外徑D1、D2以及D4設定為大致相同(即,Di ? D2 * D4)。
[0043]由此，在制造轉子30時，能夠以首先組裝轉子構件50、接著使軸32插通轉子構件50這樣的順序來制造轉子30。根據該結構，能夠實現制造工序的高效化。
[0044]此外，在上述的實施方式中，敘述了轉子構件50具有非磁性構件63的情況。然而，不限于此，也可以是，轉子構件不一定具有非磁性構件63。在該情況下，突起部44可以形成為與轉子芯的內周面相抵接。
[0045]另外，在上述的實施方式中，敘述了突起部44遍及小徑部40的整周地延伸的情況。然而，不限于此，例如，既可以是突起部遍及小徑部40的周圍的一個區域地延伸，或者，也可以設置為沿周向排列多個突起部。
[0046]另外，在上述的實施方式中，敘述了轉子30是所謂的徑向型轉子的情況。然而，不限于此，也可以是，轉子具有包圍軸32的周圍的環狀的轉子芯，該轉子芯具有沿周向排列的多個磁體收容孔，在各個該磁體收容孔內收容磁體。在該情況下，突起部44也可以形成為與轉子芯的內周面相抵接。
[0047]另外，在上述的實施方式中，敘述了轉子構件50具有2個轉子芯52和54以及I個非磁性構件63并且軸32具有I個突起部44的情況。
[0048]然而，不限于此，也可以是，轉子構件具有沿軸向排列的3個以上的轉子芯和配置于在軸向上彼此相鄰的2個轉子芯之間的2個以上的非磁性構件，軸32具有2個以上的突起部。
[0049]作為一例，轉子構件具有:沿軸向排列的第一轉子芯、第二轉子芯以及第三轉子芯;第一非磁性構件，其配置于在軸向上彼此相鄰的第一轉子芯與第二轉子芯之間；以及第二非磁性構件，其配置于在軸向上彼此相鄰的第二轉子芯與第三轉子芯之間。
[0050]另一方面，軸具有第一突起部和第二突起部，該第一突起部和第二突起部以彼此沿軸向相離的方式形成于小徑部40。在該情況下，第一突起部配置為與第一非磁性構件相抵接，另一方面，第二突起部配置為與第二非磁性構件相抵接。
[0051]以上，通過發明的實施方式說明了本發明，但是上述的實施方式并非對權利要求書所涉及的發明進行限定。另外，將本發明的實施方式中說明的特征進行組合所得的方式也能夠包含在本發明的技術范圍中，但是這些特征的組合的全部未必是發明的技術方案所必需的。并且，能夠對上述的實施方式施以各種變更或改進，這是本領域技術人員所清楚的。
【主權項】
1.一種電動機的轉子，具備: 軸，其沿軸線延伸；以及 筒狀的轉子構件，其以包圍所述軸的方式固定于該軸的徑向外側， 其中，所述軸具有: 第一部分，其與所述轉子構件的內周面相抵接； 第二部分，其與所述第一部分沿所述軸線的方向相離地配置，與所述轉子構件的內周面相抵接； 第三部分，其在所述第一部分與所述第二部分之間延伸，具有比所述第一部分和所述第二部分的外徑小的外徑，在該第三部分與所述轉子構件的內周面之間形成有間隙；以及突起部，其從所述第三部分向徑向外側突出，與所述轉子構件的內周面相抵接。2.根據權利要求1所述的轉子，其特征在于， 所述突起部遍及所述軸的整周地延伸。3.根據權利要求1或2所述的轉子，其特征在于， 所述轉子構件具有: 多個轉子芯，其沿所述軸線的方向排列； 非磁性構件，其配置于所述多個轉子芯中的在所述軸線的方向上彼此相鄰的2個所述轉子芯之間；以及 拉桿，其以沿所述軸線的方向貫通所述多個轉子芯和所述非磁性構件的方式延伸。4.根據權利要求3所述的轉子，其特征在于， 所述突起部與所述非磁性構件相抵接。5.—種電動機，具備根據權利要求1?4中的任一項所述的轉子。
【文檔編號】H02K1/27GK105939071SQ201610121210
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】明石廣大, 植松秀俊
【申請人】發那科株式會社