CN102714437A

CN102714437A - 转子

Info

Publication number: CN102714437A
Application number: CN2009801629925A
Authority: CN
Inventors: 松下将之; 佐武康之
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2029-12-23
Also published as: WO2011077522A1; JPWO2011077522A1; JP5310872B2; CN102714437B; US8901796B2; US20120256516A1

Abstract

转子(1)包括转子铁芯(2)、设置在转子铁芯(2)的中心的轴紧固孔(3)、以及设置在转子铁芯(2)的外周部的多个磁石(8)。在转子铁芯(2)的轴紧固孔(3)的周围，在双重的同心圆上的每个同心圆上，呈圆弧状的多个狭缝(9，10)以空出间隔的方式形成。对于相邻的同心圆上的多个狭缝(9，10)，外侧圆上的多个外侧狭缝(10)以堵塞内侧圆上的多个内侧狭缝(9)的间隔的方式配置。

Description

转子

技术领域

本发明涉及在马达中使用的转子，具体地涉及包括转子铁芯、设置在转子铁芯的中心的轴紧固孔、以及设置在转子铁芯的外周部的磁石的转子。

技术领域

以往，作为这种技术，例如已知下述的专利文献1中记载的转子。该转子包括：转子铁芯；设置在转子铁芯的中心的轴孔(轴紧固孔)；与该轴紧固孔过盈配合的旋转轴(转子轴)；在转子铁芯的两翼部中为了防止漏泄磁通而形成的通孔；在通孔之间以使转子铁芯的中央部不被切除且左右两分割而形成的矩形的槽；与那些槽嵌合的矩形的磁场用永久磁石；在那些永久磁石的上表面上形成的突极部；以及在槽之间连结突极部和转子铁芯的桥接部。

在此，在转子铁芯中，在通孔和轴紧固孔之间形成有多个大致圆弧状的狭缝。所述狭缝的内周和轴紧固孔之间的径向的厚度被构成为与槽内周和轴紧固孔之间的径向的厚度相等。因此，该转子被应用于马达并以高速旋转时的、由轴紧固孔和转子轴的过盈配合所产生的变形通过所述狭缝被缓和，因此减轻了对薄壁部的应力的集中。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2002-354726号公报；

专利文献2：日本专利文献特开平9-103061号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1中记载的转子中，由于在转子铁芯的外周部中、在相邻的狭缝之间还具有桥接部，因此，由于转子轴相对于轴紧固孔的过盈配合，而有可能在桥接部的部分产生变形，并且该部分的应力有可能增大。另外，当组装在马达中的转子以高速旋转时，由于该离心力，轴紧固孔的内径有可能变化，或者转子铁芯的外周部有可能变形。因此，担心轴紧固孔和转子轴之间的过盈量降低，而从转子铁芯向转子轴的传递扭矩减少等。

本发明就是鉴于上述情况而作出的，本发明的目的在于提供能够防止由于轴紧固孔和转子轴的过盈量引起定子铁芯外周部发生变形或者由于离心力引起过盈量下降的转子。

用于解决问题的手段

(1)为了实现上述目的，本发明的第一方式是一种转子，所述转子包括：转子铁芯；设置在转子铁芯的中心的轴紧固孔；以及设置在转子铁芯的外周部的多个磁石，所述转子的特征在于，在转子铁芯的轴紧固孔的周围，在多重同心圆上的每个同心圆上，隔开间隔形成呈圆弧状的多个狭缝，并且对于相邻的同心圆上的多个狭缝，以堵塞一个圆上的多个狭缝的间隔的方式配置另一个圆上的多个狭缝。

根据上述(1)的构成，在转子铁芯的轴紧固孔的周围，在多重同心圆中的、最内侧的圆上所形成的多个狭缝和最外侧的圆上所形成的多个狭缝之间，形成有呈大致圆环状并且能够吸收转子铁芯向半径方向的变形的变形吸收部。因此，通过该变形吸收部吸收将转子轴过盈配合到轴紧固孔时的过盈量的变化、由施加于转子铁芯上的离心力引起的轴紧固孔的内径的变化。在此，对于相邻的同心圆上的多个狭缝，以堵塞一个圆上的多个狭缝的间隔的方式配置另一个圆上的多个狭缝。因此，即使在转子铁芯的中心部产生的半径方向的变形波及到内侧的圆上的狭缝的间隔的部分，通过在以堵塞该间隔的方式配置的外侧的圆上的狭缝的部分变形也被吸收。

(2)为了实现上述目的，在上述(1)的构成中，优选的是，各狭缝的纵向的两端部形成为圆弧状。

根据上述(2)的构成，除上述(1)的作用以外，即使随着上述变形吸收部的变形各狭缝发生变形，这些狭缝的两端部中的应力集中也通过圆弧状的形状被缓和。

(3)为了实现上述目的，优选地，在上述(1)或(2)的构成中，还包括安装在轴紧固孔中的转子轴，并且转子轴相对于轴紧固孔以凹凸的关系被嵌合。

根据上述(3)的构成，除上述(1)或(2)的构成的作用以外，由于转子轴相对于轴紧固孔以凹凸的关系嵌合，因此转子轴和转子铁芯的结合性变好。

发明的效果

根据上述(1)的构成，能够防止由于轴紧固孔和转子轴的过盈量引起定子铁芯的外周部发生变形或者由于施加于转子铁芯上的离心力引起过盈量下降。

根据上述(2)的构成，除构成(1)的效果以外，在狭缝的两端部上还能够提高对反复负荷的耐久性。

根据上述(3)的构成，除构成(1)或(2)的效果以外，还能够提高从转子铁芯向转子轴的扭矩传递功能。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的转子的平面图；

图2是示出第一实施方式涉及的、关于转子的各部分的大小的关系等的平面图；

图3是示出第二实施方式涉及的转子的平面图；

图4是示出第三实施方式涉及的转子的平面图；

图5是示出第四实施方式涉及的、一个内侧狭缝等的形状的平面图；

图6是示出另一实施方式涉及的、一个内侧狭缝等的形状的平面图；。

图7是示出另一实施方式涉及的、一个内侧狭缝等的形状的平面图；

图8是示出另一实施方式涉及的、一个内侧狭缝等的形状的平面图。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下，参照附图对将本发明的转子具体化后的第一实施方式详细地进行说明。

图1中通过平面图示出了该实施方式的转子1。该转子1包括转子铁芯2、形成在转子铁芯2的中心的一个轴紧固孔3、以及形成在转子铁芯2的外周部的多个槽4。转子铁芯2通过层叠多个电磁钢板而形成。呈筒形的转子轴5通过过盈配合被固定到轴紧固孔3中。多个槽4沿着转子铁芯2的外周缘排列，并且以使相邻的两个槽4呈“ハ”字状或“倒ハ”字状的方式配置。相邻的槽4的间隔的部分构成靠外桥接部6和靠内桥接部7。磁场用的永久磁石8分别被嵌合而固定到各槽4中。

在转子铁芯2的轴紧固孔3和多个槽4之间，在轴紧固孔3的周围，在双重的同心圆上的每个同心圆上形成有呈圆弧状的多个内侧狭缝9和多个外侧狭缝10。多个内侧狭缝9的间隔的部分构成内侧桥接部11。多个外侧狭缝10的间隔的部分构成外侧桥接部12。多个外侧狭缝10以堵塞多个内侧狭缝9之间的内侧桥接部11的方式、即以与内侧桥接部11对准的方式配置在内侧狭缝9的外侧。

多个内侧桥接部11以在半径方向上与多个槽4之间的靠外桥接部6对准的方式配置。与此相对，多个外侧桥接部12以在半径方向上与多个槽4之间的靠内桥接部7对准的方式配置。

在多个永久磁石8中通过相邻的两个永久磁石8构成一组极。在此，内侧狭缝9和外侧狭缝10的各自的数量被设定为与永久磁石8的极的数量相同。即，在该实施方式中，永久磁石8的极的数量为“8”个，与此相对，内侧狭缝9和外侧狭缝10的各自的数量为相同的“8”个。

图2中通过平面图示出了第一实施方式涉及的转子1的、各部分的大小的关系等。在图2中，将轴紧固孔3的内径设为“D0”，将内侧狭缝9的内径设为“D1”，将外侧狭缝10的外径设为“D2”，将转子铁芯2的外径设为“D3”。并且，在图2中，将邻接的内侧狭缝9和外侧狭缝10之间的半径方向上的间隔设为“A1”。

在此，将轴紧固孔3的内径D0和内侧狭缝9的内径D1之间的部分设为铁芯内圆环部21。为了将转子轴5固定到轴紧固孔3中，通过过盈配合来满足要求连结强度，为此，该铁芯内圆环部21由预定的尺寸构成。

并且，将外侧狭缝10的外径D2和转子铁芯2的外径D3之间的部分设为铁芯外圆环部22。当组装在马达中的转子1以高速旋转时，离心力作用于该铁芯外圆环部22上。铁芯外圆环部22被设计为在假定的离心力施加于其上的状态下施加于靠内桥接部7和靠外桥接部6上的应力为允许值以下。

另外，将铁芯内圆环部21和铁芯外圆环部22之间、即内侧狭缝9的内径D1和外侧狭缝10的外径D2之间的部分设为薄壁圆环部23。该薄壁圆环部23作为吸收转子铁芯2向半径方向的变形的变形吸收部而发挥功能。该薄壁圆环部23的部分中包含图2所示的间隔A1的部分。该薄壁圆环部23具有由于从其内侧或外侧施加的力而能够挠曲的板簧的功能。

在此，在图2中，将薄壁圆环部23中的、与一个内侧狭缝9的外周对准的部分的周向的宽度设为“B1”，将薄壁圆环部23中的、与一个外侧狭缝10的内周对准的部分的周方向的宽度设为“B2”。并且，将内侧桥接部11的周向的宽度设为“C1”，将外侧桥接部12的周向的宽度设为“C2”。外侧桥接部12与宽度B1的中央对准并位于宽度B1的中央。内侧桥接部11与宽度B2的中央对准并位于宽度B2的中央。薄壁圆环部23中的、与宽度B1对准的部分的实质的宽度为“B1-C2”。并且，薄壁圆环部23中的、与宽度B2对准的部分的实质的宽度为“B2-C1”。所述宽度“B1-C2”、宽度“B2-C1”以及间隔“A1”被设定为具有能够分别吸收由轴紧固孔3的过盈量、离心力引起的转子铁芯2向半径方向的变形的弹簧常数和弹性域内变形功能。

在图1和图2中，转子铁芯2的中心部所示的粗箭头Y1表示由轴紧固孔3的过盈量产生的对转子铁芯2的输入。同样地，在图1和图2中，转子铁芯2的外周部所示的粗箭头Y2表示转子1以高速旋转时的离心力。

根据以上说明的该实施方式的转子1，在转子铁芯2的轴紧固孔3的周围，在形成于内侧的圆上的多个内侧狭缝9和形成于外侧的圆上的多个外侧狭缝10之间，形成有作为变形吸收部发挥功能的薄壁圆环部23，薄壁圆环部23呈大致圆环状，并且能够吸收转子铁芯2向半径方向的变形。因此，将转子轴5轴过盈配合到安装孔3时的过盈量的变化、以及组装在马达中的转子1以高速旋转时因施加于转子铁芯2的离心力产生的轴紧固孔3的内径的变化被该薄壁圆环部23吸收。

在此，配置多个外侧狭缝10以堵塞多个内侧狭缝9之间的内侧桥接部11(与多个内侧狭缝9之间的内侧桥接部11对准的方式)。因此，即使在转子铁芯2的中心部产生的半径方向的变形波及内侧桥接部11，该变形也通过以堵塞该内侧桥接部11的方式配置的外侧狭缝10的部分被吸收。其结果是，能够防止由于轴紧固孔3和转子轴5的过盈量引起定子铁芯2的外周部变形或者由于离心力引起过盈量下降。另外，由于能够防止转子铁芯2的外周部的变形，因此能够大幅地抑制转子铁芯2的靠外桥接部6和靠内桥接部7中的应力增大。

<第二实施方式>

接下来，参照附图对将本发明的转子具体化后的第二实施方式详细地进行说明。

此外，在以下的说明中，对于与第一实施方式的构成相同的构成，标记相同的符号并省略说明，以不同的方面为中心进行说明。

图3中通过平面图示出了该实施方式的转子1。该实施方式与第一实施方式的不同之处在于，轴紧固孔3和转子轴5的构成。即，如图3所示，在该实施方式中，转子轴5相对于轴紧固孔3以凹凸的关系被嵌合。转子轴5由在其外周沿纵向切割出多个V槽31的花键轴构成。并且，轴紧固孔3具有切割出与转子轴5的多个V槽31嵌合的多个山形键32的内面形状。其他的构成与第一实施方式的构成相同。

因此，该实施方式的转子1也能够实现与第一实施方式相同的作用效果。另外，转子轴5相对于轴紧固孔3通过多个V槽31和多个山形键32以凹凸的关系被嵌合，从而转子轴5和转子铁芯2的结合性变好。因此，能够提高从转子铁芯2向转子轴5的扭矩传递功能。

<第三实施方式>

接下来，参照附图对将本发明的转子具体化后的第三实施方式详细地进行说明。

在图4中通过平面图示出了该实施方式的转子1。该实施方式与第一实施方式的不同之处在于，轴紧固孔3和转子轴5的构成。即，如图4所示，在该实施方式中，转子轴5在其外周沿纵向切割出一对键槽36，同样地，在轴紧固孔3的内面也切割出与上述的键槽36对准的一对键槽37。然后，键38嵌合到相互对准的两键槽36、37之间。如此，转子轴5相对于轴紧固孔3以凹凸的关系被嵌合。其他的构成与第一实施方式的构成相同。

因此，该实施方式的转子1也能够实现与第一实施方式相同的作用效果。另外，转子轴5相对于轴紧固孔3通过由键38和键槽36、37以凹凸的关系被嵌合，从而转子轴5和转子铁芯2的结合性变好。其结果是，能够提高从转子铁芯2向转子轴5的扭矩传递功能。

<第四实施方式>

接下来，参照附图对将本发明的转子具体化后的第四实施方式详细地进行说明。

该实施方式的构成与前述各实施方式的构成的不同之处在于，形成于转子铁芯2中的内侧狭缝9和外侧狭缝10的形状。在图5中通过平面图示出了一个内侧狭缝9(外侧狭缝10)的形状。该内侧狭缝9(外侧狭缝10)的纵向的两端部9a(10a)形成为圆弧状。在该实施方式中，该圆弧的直径被设定为与内侧狭缝9(外侧狭缝10)的宽度W1大致相同。

因此，在该实施方式中，即使随着上述的薄壁圆环部23的变形内侧狭缝9(外侧狭缝10)发生变形，这些狭缝9(10)的两端部9a(10a)中的应力集中通过圆弧状的形状也被缓和。因此，在内侧狭缝9(外侧狭缝10)的两端部9a(10a)中能够提高对反复的负荷的耐久性。

此外，本发明不限于所述各实施方式，而可在不脱离本发明的主旨的范围内适当地改变构成的一部分进行实施。

(1)在所述第四实施方式中，如图5所示，将内侧狭缝9(外侧狭缝10)的两端部9a(10a)的圆弧的直径设定为与内侧狭缝9(外侧狭缝10)的宽度W1大致相同。相对于此，如图6所示，将内侧狭缝9(外侧狭缝10)的两端部9a(10a)设为具有内侧狭缝9(外侧狭缝10)的宽度W1的大致两倍的直径的圆形，该圆形的中心可以在配置该狭缝9(10)的圆上对准。另外，如图7所示，将内侧狭缝9(外侧狭缝10)的两端部9a(10a)设为具有宽度W1的大致两倍的直径的圆形，该圆形的中心可以配置在比该狭缝9(10)所在的圆上向内侧发生位移的位置上。或者，如图8所示，将内侧狭缝9(外侧狭缝10)的两端部9a(10a)设为具有宽度W1的大致两倍的直径的圆形，该圆形的中心可以配置在比该狭缝9(10)所在的圆上向外侧发生位移的位置上。

(2)在所述各实施方式中，将内侧狭缝9(外侧狭缝10)的数量和永久磁石8所构成的极的数量设定为相同的“8”个，但也可以根据需要对该数量进行增减。另外，也可以将内侧狭缝(外侧狭缝)的数量设为永久磁石的极数的约数。另外，通过适当地限定内侧狭缝(外侧狭缝)的配置与磁石的槽的配置的关系，能够进一步抑制槽之间的桥接部的应力上升或者保持作为磁性回路的轴对称性。

(3)在所述各实施方式中，在双重的同心圆上的每个同心圆上形成了多个狭缝9、10，但也可以在三重或四重的同心圆上的每个同心圆上形成多个狭缝。同心圆的数量可以根据需要进行增减。

产业上的可利用性

本发明例如可用于安装在电动汽车等上的马达的转子。

符号说明

Claims

1.一种转子，所述转子包括：转子铁芯；设置在所述转子铁芯的中心的轴紧固孔；以及设置在所述转子铁芯的外周部的多个磁石，所述转子的特征在于，

在所述转子铁芯的所述轴紧固孔的周围，在多重同心圆上的每个同心圆上，隔开间隔形成呈圆弧状的多个狭缝，并且对于相邻的同心圆上的多个狭缝，以堵塞一个圆上的多个狭缝的间隔的方式配置另一个圆上的多个狭缝。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述各狭缝的纵向的两端部形成为圆弧状。

3.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，还包括紧固在所述轴紧固孔中的转子轴，并且所述转子轴相对于所述轴紧固孔以凹凸的关系被嵌合。