TWI715194B - Rotating electric machine and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本案係關於一種旋轉電機及其製造方法。 This case is about a rotating electric machine and its manufacturing method.
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。 Conventionally, there is known an inner rotor type rotating electric machine in which a rotor is arranged on the radial inner side of the stator and the shaft is fitted to the rotor. The rotor of this type of rotating electric machine has a rotor core and magnets laminated with thin plates of magnetic material, and a through hole for the shaft to be fitted is formed in the radial center of the rotor core. The electromagnetic force generated between the rotor and the stator provides rotational torque to the rotor and rotates with the shaft. At this time, in order to transmit the rotational torque of the rotor to the shaft, the tight part between the rotor and the shaft needs to have strong torsional strength.
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。 As one of the methods for firmly embedding the rotor and the shaft, there is a press-fitting method, but for press-fitting, there are sometimes errors in the machining accuracy of the shaft outer diameter and the inner diameter of the rotor core. The situation of the problem. For example, when the inner diameter of the rotor core is larger than the outer diameter of the shaft, the torsion strength of the clamping part will be insufficient, so that the rotational torque cannot be transmitted to the shaft. Conversely, if the inner diameter of the rotor core is smaller than the outer diameter of the shaft, friction and heat fusion will occur on the outer circumferential surface of the shaft during press-fitting, increasing the press-fitting load and causing the shaft to buckle. In order to improve the machining accuracy of the rotor and the shaft, it is necessary to perform finishing such as calendering, but there is a problem that the manufacturing cost increases and the productivity deteriorates. question. In contrast to this, for example, Patent Document 1 discloses a rotor structure in which the hole wall of the central hole of the rotor core is composed of unevenness provided with a plurality of teeth. When the shaft is pressed into the central hole, the deformation of the teeth is caused. And easily absorb errors in machining accuracy.
專利文獻1:日本特開平4-285446號公報 Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-285446
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。 However, when the part in contact between the shaft and the rotor core continuously extends in the axial direction, as the shaft is pressed in, there is a possibility that the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the rotor core will be frictionally fused due to drag friction under contact. The subject of sex.
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。 This project was developed to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to provide a rotating electric machine that reduces the frictional heat fusion on the outer peripheral surface of the shaft when the pressure is applied, and a manufacturing method thereof.
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。 The rotating electric machine in this case has a shaft, a rotor, and a stator. The rotor has a first rotor core portion and a second rotor core portion. The first rotor core portion is formed by stacking a plurality of first core pieces connected in the axial direction of the shaft, and in the radial direction of the first core piece The inner peripheral surface of the first through hole of the press-fit shaft of the central part is alternately formed with first convex parts contacting the shaft and first concave parts not contacting the shaft along the circumferential direction; the second rotor core part is along the The shaft is composed of a plurality of second core pieces laminated in the axial direction of the shaft, and the second core piece is pressed into the shaft at the radial center of the second core piece. The inner peripheral surface of the through hole is alternately formed with second convex portions in contact with the shaft and second concave portions not in contact with the shaft along the circumferential direction; the first rotor core portion and the second rotor core portion are the first concave portions respectively It is aligned with the circumferential position of the second convex portion and the circumferential position of the first convex portion and the second concave portion and arranged side by side in the axial direction, and is provided along the circumferential direction of the first rotor core portion and the second rotor core portion magnet. The stator system is arranged on the radially outer side with respect to the rotor.
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。 The manufacturing method of the rotating electric machine in this case includes the core piece forming step, which is to form the first through holes in the radial center of the first core pieces of the plurality of pieces so that the first through holes are alternately provided along the circumferential direction on the inner peripheral surface. The concave portion and the first convex portion are formed by punching, and the second through-holes in the radial center portion of the second core pieces of the plural pieces are alternately provided with the second concave portions and the The second convex portion is punched and formed; the rotor core portion forming step is to laminate a plurality of first core pieces such that the first concave portion and the first convex portion are connected in the axial direction to form the first rotor core portion, And a plurality of second core pieces are layered in such a way that the second concave portion and the second convex portion are respectively connected in the axial direction to form the second rotor core portion; the shaft pressing step is based on the circumference of the first concave portion and the second convex portion The direction position and the circumferential position of the first convex part and the second concave part are aligned respectively, the shaft is pressed into the first through hole and the second through hole; the magnet bonding step is along the first rotor core part and the first The magnets are adhered to the circumferential direction of the two rotor core parts; and the stator assembly step is to assemble the stator to the radially outer side of the first rotor core part and the second rotor core part.
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。 According to the rotating electric machine of the present invention, because the first rotor core portion and the second rotor core portion are aligned in the circumferential direction of the first concave portion and the second convex portion, and the first convex portion and the second concave portion are aligned in the circumferential direction The arrangement is arranged side by side in the axial direction, whereby when the shaft is pressed into the rotor core, the contact surface of the shaft and the rotor core is different along the axial direction, so the frictional heat fusion on the outer peripheral surface of the shaft can be reduced.
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。 In addition, according to the manufacturing method of the rotating electric machine of the present application, the circumferential positions of the first concave portion and the second convex portion can be aligned and the circumferential positions of the first convex portion and the second concave portion can be aligned by simple steps , The first rotor core part and the second rotor core part are arranged side by side in the axial direction, which can reduce the friction and heat fusion of the outer peripheral surface of the shaft.
10:定子 10: Stator
11:定子鐵心 11: Stator core
12:線圈 12: Coil
20:轉子 20: Rotor
21:轉子鐵心 21: Rotor core
21a:第一轉子鐵心部 21a: The first rotor core
21b:第二轉子鐵心部 21b: The second rotor core
21c:第三轉子鐵心部 21c: The third rotor core
22:磁鐵 22: Magnet
30:軸 30: axis
31a、31b:部分 31a, 31b: part
50、50a、50b:壓入固定治具 50, 50a, 50b: press-in fixed fixture
51:銷 51: pin
51a、51b:第一銷 51a, 51b: first pin
52a、52b:第二銷 52a, 52b: second pin
100:旋轉電機 100: Rotating motor
101:軸承 101: Bearing
210a:第一鐵心片 210a: The first core piece
210b:第二鐵心片 210b: The second core piece
211a:第一貫通孔 211a: first through hole
211b:第二貫通孔 211b: second through hole
211c:第三貫通孔 211c: third through hole
212a:第一凹部 212a: The first recess
212b:第二凹部 212b: second recess
212c:第三凹部 212c: third recess
213a:第一凸部 213a: the first convex part
213b:第二凸部 213b: second convex part
213c:第三凸部 213c: third convex
214a:第一定位孔 214a: The first positioning hole
214b:第二定位孔 214b: second positioning hole
214c:第三定位孔 214c: third positioning hole
2141a、2141b:第一孔 2141a, 2141b: first hole
2142a、2142b:第二孔 2142a, 2142b: second hole
O:旋轉中心 O: Rotation center
M、N、P、Q:直線 M, N, P, Q: straight line
ST101~ST105、ST201~ST205、ST202a、ST202b:步驟 ST101~ST105, ST201~ST205, ST202a, ST202b: steps
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。 Fig. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 2 is a side view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 3 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 4 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the first embodiment.
第5圖係顯示實施形態1的旋轉電機之製程的流程圖。 Fig. 5 is a flowchart showing the manufacturing process of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 6 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 7 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 8 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of another example of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 9 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of another example of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 10 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of another example of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the first embodiment.
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。 Fig. 11 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the second embodiment.
第12圖係顯示實施形態2的旋轉電機之製程的流程圖。 Fig. 12 is a flowchart showing the manufacturing process of the rotating electric machine of the second embodiment.
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。 Fig. 13 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the second embodiment.
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。 Fig. 14 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the third embodiment.
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。 Fig. 15 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the third embodiment.
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。 Fig. 16 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the third embodiment.
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。 Fig. 17 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fourth embodiment.
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。 Fig. 18 is a side view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fifth embodiment.
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。 Fig. 19 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fifth embodiment.
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。 Hereinafter, the embodiment of this case will be described with reference to the drawings. The following is an example in which the rotating electric machine is a motor.
〔實施形態1〕 [Embodiment 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。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotating electric machine according to the first embodiment. As shown in Figure 1, the rotating
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。
The rotating
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Fig. 2 is a side view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the first embodiment. In Fig. 2 and the following figures, part of the magnet 22 and the like are omitted for the sake of simplicity. As shown in FIG. 2, the
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。
Fig. 3 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the first embodiment. Fig. 3(A) is a cross-sectional view taken along the line A-A' in Fig. 2, and Fig. 3(B) is a cross-sectional view taken along the line B-B’ in Fig. 2. As shown in FIG. 3(A), the first
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。
It is preferable that a plurality of the
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。
The first
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。
Moreover, as shown in FIG. 3(B), the second
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。
It is preferable that a plurality of second
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。
The second
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。
The first
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。
When viewed from the axial direction of the
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。
That is, when viewed from the axial end of the
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。
In this way, the first
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。
Here, when aligning the circumferential position of the first
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。
For example, the width of the first
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。
Next, an example of the circumferential position of the
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。
The first
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。
In addition, the first
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。
As shown in FIG. 4(A), two
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。
Similarly, as shown in FIG. 4(B), two second positioning holes 214b of the second
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。
When viewed from the axial direction of the
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。
When the
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。
As described above, in the rotating
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。
Next, the manufacturing method of the rotating
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。
First, a plurality of pieces of the
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。
The
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。
The
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。
The first
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。
The
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。
Next, a plurality of
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***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。
Next, the first
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。
In the first
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。
Furthermore, as shown in Fig. 7, when the
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。
Similar to the first
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。
The
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。
In this way, by separately press-fitting the first
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)。
Next, as shown in Fig. 5, magnets 22, which are alternately magnetized into N poles and S poles in the circumferential direction, are mounted on the outer peripheral surfaces of the first
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。
Finally, the
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。
Furthermore, it is illustrated here that the
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。
According to this manufacturing method, by simple steps, the circumferential positions of the first
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。
In addition, since the
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。
Furthermore, since the rotor core in which a plurality of core pieces are laminated is press-fitted, the press-fitting load is received by the plurality of core pieces, so that deformation of the core pieces toward the outside of the plane can be suppressed. Therefore, the reduction of the tightening torque between the shaft and the rotor core caused by the deformation of the core piece toward the outside of the plane can be prevented. In addition, since it is unnecessary to increase the steps for improving the machining accuracy of the outer diameter of the
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。
In addition, when the
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。
Furthermore, as an example of the first embodiment, it is illustrated that in the first
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。
Even with such a configuration, when viewed from the axial direction of the
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。
In addition, as an example of the first embodiment, the first
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。
Even with such a configuration, when viewed from the axial direction of the
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。
In addition, for an example of the first embodiment, two
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。
The first
〔實施形態2〕 [Embodiment 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。
The rotating
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。
Fig. 11 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor core of the rotating electric machine according to the second embodiment. Fig. 11(A) is a cross-sectional view of the first
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。
As shown in FIG. 11(A), the first through
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。
Two
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。
As shown in FIG. 11(B), the second through
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。
Two second positioning holes 214b are provided at positions opposite to each other across the rotation center O. The center of each of the two
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。
The first
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。
In addition, when the first
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。
Here, the first
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。
As described above, in the rotary
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。
Next, a method of manufacturing the rotating
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。
A plurality of
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)。
Next, a plurality of
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。
The first
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。
In this way, the first
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)。
The magnet 22 is attached to the outer peripheral surfaces of the first
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。
In this way, the rotating
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。
In addition, the second
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。
As described above, in the manufacturing method of the rotating
〔實施形態3〕 [Embodiment 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。
Next, the rotating
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。
Fig. 14 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor core portion of the rotating electric machine according to the third embodiment. Figure 14(A) is a cross-sectional view of the first rotor core part, and Figure 14(B) is a cross-sectional view of the second rotor core part. As shown in FIG. 14, the first
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。
Figures 15 and 16 are explanatory diagrams for explaining the manufacturing method of the rotating electric machine according to the third embodiment. As shown in Fig. 15, when the
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。
In this way, the
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。
Here, as shown in Figure 14(A), the radius of the
其中,r1≠r2、R1≠R2。 Among them, 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。
That is, the product of the square of the radius r1 of the
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。
For example, when the layer thickness of the first
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。
Similarly, the unbalance U2 generated by the
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。
By satisfying the mathematical formula (1), according to the mathematical formula (2) and the mathematical formula (3), U1=U2, which can offset the unbalance of the
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。
Similarly, when the
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。
As described above, in the rotating
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。
Furthermore, in the rotating
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的平方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的平方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。
Furthermore, in the rotating
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。
Furthermore, in
〔實施形態4〕 [Embodiment 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。
The rotating
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。
Fig. 17 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fourth embodiment. Figure 17 (A) is a cross-sectional view of the first rotor core and shaft, and Figure 17 (B) is a cross-sectional view of the second rotor core and shaft. As shown in FIG. 17, in the first
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。
When viewed from the axial direction of the
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。
As described above, in the rotary
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。
Furthermore, in the fourth embodiment, by forming the inner peripheral surfaces of the first through
〔實施形態5〕 [Embodiment 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。
The rotating
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。 Fig. 18 is a side view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fifth embodiment.
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。 Fig. 19 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotor and shaft of the rotating electric machine according to the fifth embodiment. Figure 19(A) is a cross-sectional view of the first rotor core and shaft along the line A-A' in Figure 18, and Figure 19(B) is the second section along the line B-B' in Figure 18 The cross-sectional view of the rotor core and the shaft. Figure 19(C) is a cross-sectional view of the third rotor core and the shaft along the line CC' in Figure 18.
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°。
As shown in Figure 19(A), in the first through
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°。
Similarly, as shown in Figure 19(B), the width of a single second
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。
Furthermore, the circumferential positions of the first
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。
That is, when viewed from the axial end of the shaft, only the first
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。
As described above, in the rotating
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。
Furthermore, in Embodiments 1 to 5, the first
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。
In addition, in Embodiments 1 to 5, the first
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。
In addition, in Embodiments 1 to 5, the
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。
Furthermore, in Embodiments 1 to 5, the rotating
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。 In addition, in Embodiments 1 to 5, a plurality of magnets 22 that are alternately magnetized to N poles and S poles in the circumferential direction are used, but it may be a ring-shaped magnet 22 that is alternately magnetized to N poles and S poles in the circumferential direction.
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。
In addition, in Embodiments 1 to 5, the rotating
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。 Various exemplified embodiments and examples are recorded in this case. The various features, aspects, and functions described in only one or a plurality of embodiments are not limited to the application of a specific embodiment, but can be applied to implementation alone or in various combinations form.
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。 Accordingly, countless modified examples that are not illustrated are also deemed to be included in the technical scope disclosed in this specification. For example, modifications, additions, or omissions of at least one component are also included. Furthermore, at least one component is extracted and combined with Combination of components of other embodiments.
21a:第一轉子鐵心部 21a: The first rotor core
21b:第二轉子鐵心部 21b: The second rotor core
30:軸 30: axis
211a:第一貫通孔 211a: first through hole
211b:第二貫通孔 211b: second through hole
212a:第一凹部 212a: The first recess
212b:第二凹部 212b: second recess
213a:第一凸部 213a: the first convex part
213b:第二凸部 213b: second convex part
214a:第一定位孔 214a: The first positioning hole
214b:第二定位孔 214b: second positioning hole
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