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CN115803990A - 转子铁芯 - Google Patents

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CN115803990A
CN115803990A CN202180045447.9A CN202180045447A CN115803990A CN 115803990 A CN115803990 A CN 115803990A CN 202180045447 A CN202180045447 A CN 202180045447A CN 115803990 A CN115803990 A CN 115803990A
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CN
China
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shaft
shaft hole
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180045447.9A
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English (en)
Inventor
今川圣
上野裕
堀内成浩
桥本拓也
福崎健二
山本悠介
浅野喜大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Aisin Co Ltd
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Aisin Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp, Aisin Co Ltd filed Critical Denso Corp
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    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

转子铁芯(10)具备供轴90插入的轴孔(11)和与轴(90)所具有的键槽(91、92)对应的作为突条的键(31、41)。根据轴孔(11)的周向位置的不同,作为从轴孔(11)的中心到(内壁20)的距离的半径距离不同。在轴孔(11)设置有键区域(30、40)以及扩径区域(50、60)来作为半径距离比轴(90)的半径大的区域。在键区域(30、40)配置有键(31、41)。此外,在轴孔(11)设置有在轴(90)被插入于轴孔(11)时轴(90)与内壁(20)接触的接触区域(21A~21D)。接触区域(21A~21D)作为被键区域(30、40)或(扩径区域50、60)夹着的区域而沿周向以等间隔排列配置。

Description

转子铁芯
技术领域
本发明涉及一种将电磁钢板层叠而构成的转子铁芯。
背景技术
在专利文献1中公开了一种转子铁芯,该转子铁芯在供轴插入的轴孔中形成有与轴的键槽对应的键。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-99222号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1那样的转子铁芯的轴孔中,由于形成有键,所以轴孔的内径在键的周边部变得比其他部分大。在轴孔的内径变得比轴的直径大的部分,在将轴插入轴孔时,轴孔的内壁与轴不接触。在这样的转子铁芯中,轴孔的内壁中的一部分不与轴接触,其他部分与轴接触。因此,只有轴孔的内壁中的与轴接触的部分被轴按压。结果,内壁中的被轴按压的部分向轴孔的径向外侧扩展。另一方面,在沿轴孔的周向相邻的被轴按压的部分间的区域中,内壁沿周向被拉扯。由此,该区域的中央附近的内壁接近轴,轴孔有时发生应变(日文:歪み)。在轴孔形成有键的转子铁芯中,因制造时的理由等,有时使轴孔的与键邻接的那部分的内径特别大。在该情况下,在与键最近的周向的位置上,轴与内壁的接触部分和非接触部分的交界周边的内壁朝向轴孔的中心成为凸状。因此,在轴孔应变的过程中,当被轴按压的部分间的内壁沿周向被拉扯时,内壁的凸状部分被推压于轴。于是,载荷恐怕集中于内壁的凸状部分与轴接触的部分。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,根据本发明的第一技术方案,提供一种将电磁钢板层叠而构成的转子铁芯。转子铁芯具有轴孔和键,所述轴孔供轴插入,所述键为突条,相对于以沿所述轴的轴向延伸的方式形成于所述轴的键槽具有互补性的形状,并且自所述轴孔的内壁突出而沿所述轴孔的中心轴延伸。所述键形成为在所述轴被插入于所述轴孔的状态下在所述键与所述键槽之间产生间隙。作为从所述轴孔的中心到所述轴孔的内壁的距离的半径距离,根据所述轴孔的周向位置的不同而不同。所述轴孔具备键区域和扩径区域共三个以上,所述键区域是配置有所述键的键区域,设置于相对于所述键沿所述周向邻接并且夹着所述键的位置,具有所述半径距离比所述轴的半径大的部分,所述扩径区域的所述半径距离比所述轴的半径大。所述键区域以及所述扩径区域沿所述周向排列配置。所述轴孔还具备接触区域,所述接触区域作为所述轴孔的内壁中的被所述键区域或所述扩径区域夹着的区域,当所述轴被插入于所述轴孔时,所述轴与所述内壁在所述接触区域接触。所述接触区域沿所述周向以等间隔排列配置。
附图说明
图1是表示第1实施方式的转子铁芯的剖视图。
图2是转子铁芯的主视图。
图3是表示转子铁芯的轴孔的示意图。
图4是表示转子铁芯的轴孔发生了变形的状态的示意图。
图5是表示比较例的转子铁芯中的轴孔发生了变形的状态的示意图。
图6是表示转子铁芯的变更例的示意图。
图7是表示第2实施方式的转子铁芯的示意图。
图8是表示转子铁芯的另一变更例的示意图。
具体实施方式
第1实施方式
参照图1~图4说明第1实施方式的转子铁芯10。转子铁芯10配置在圆筒状的定子铁芯的内侧而构成马达。
图1表示圆筒状的转子铁芯10和成为转子铁芯10的旋转轴的轴90。将加工成圆环状的多个电磁钢板层叠而构成转子铁芯10。例如,通过旋转层叠来制造转子铁芯10。在转子铁芯10,利用在各电磁钢板的中心开口的孔形成有轴孔11。图1表示轴孔11的中心轴线C1。多个电磁钢板沿轴孔11的轴线方向层叠。
轴90插入于转子铁芯10的轴孔11。轴90为圆柱形状。轴90的全长比轴孔11的沿中心轴线C1的长度大。在使轴90的两端自轴孔11露出的状态下将轴90固定于转子铁芯10。
在轴90形成有沿轴90的轴线方向延伸的键槽。在轴90形成有两条键槽。一键槽相对于另一键槽设置于沿轴90的周向分开180度的相反侧的位置。如图3所示,将两条键槽设为第1键槽91以及第2键槽92。图1仅示出第2键槽92。
图2表示自轴孔11的两开口端的一侧观察到的转子铁芯10。如图2所示,在转子铁芯10的比轴孔11靠径向外侧的位置形成有第1油路12A~第8油路12H。第1油路12A~第8油路12H形成为沿中心轴线C1的轴线方向贯穿转子铁芯10的孔。第1油路12A~第8油路12H沿轴孔11的周向以等间隔排列配置。第1油路12A~第8油路12H是供用于转子铁芯10的冷却的机油流动的通路。
转子铁芯10具备连接第1油路12A和轴孔11的第1连接通路14A。第1连接通路14A形成为沿与中心轴线C1正交的方向即转子铁芯10的径向延伸的通路。第1连接通路14A在转子铁芯10的内部自第1油路12A的内壁贯穿至轴孔11的内壁。转子铁芯10具备连接第2油路12B~第8油路12H的各油路和轴孔11的第2连接通路14B~第8连接通路14H。第2连接通路14B~第8连接通路14H与第1连接通路14A同样,形成为沿与中心轴线C1正交的方向延伸的通路。如图2所示,第1连接通路14A~第8连接通路14H以中心轴线C1为中心呈放射状配置。在第1油路12A~第8油路12H与轴孔11之间,机油能够借助第1连接通路14A~第8连接通路14H流入流出。图2示意地表示第1连接通路14A~第8连接通路14H。第1连接通路14A~第8连接通路14H也可以不是直线状。
在转子铁芯10的比第1油路12A~第8油路12H靠径向外侧的位置形成有第1磁铁插入孔13A以及第2磁铁插入孔13B。第1磁铁插入孔13A以及第2磁铁插入孔13B形成为沿中心轴线C1贯穿转子铁芯10的孔。在第1磁铁插入孔13A以及第2磁铁插入孔13B中插入有磁铁。
使用图3说明轴孔11的形状。轴孔11在与轴孔11的中心轴线C1正交的转子铁芯10的截面上的平面形状,在从轴孔11的一开口端到另一开口端的所有位置是相等的。图3用实线表示转子铁芯10,用虚线表示轴90。
如图3所示,在轴孔11设置有:相对于轴90的第1键槽91具有互补性的形状的第1键31;和相对于第2键槽92具有互补性的形状的第2键41。第1键31以及第2键41自轴孔11的内壁20朝向中心轴线C1突出。第1键31以及第2键41是沿中心轴线C1延伸的突条。第1键31配置于与第2键41相对的位置。
轴90被压入于转子铁芯10的轴孔11。从轴孔11的中心到轴孔11的内壁20的距离根据轴孔11的周向位置的不同而不同,详见后述。因此,在将轴90压入轴孔11时,存在:轴90与轴孔11的内壁20接触的部分;和轴90与轴孔11的内壁20之间空开间隙的部分。
在将轴90插入于轴孔11的状态下,第1键31被插入于第1键槽91。另外,第2键41被插入于第2键槽92。第1键31以及第1键槽91成形为在轴90被插入于轴孔11的状态下在第1键31与第1键槽91之间产生间隙的形状。同样,第2键41以及第2键槽92成形为在轴90被插入于轴孔11的状态下在第2键41与第2键槽92之间产生间隙的形状。
在轴孔11中,将第1键31所在的范围设为第1键区域30。在轴孔11中,将第2键41所在的范围设为第2键区域40。图3用点划线表示通过中心轴线C1并沿轴孔11的径向延伸的假想直线。各个点划线表示区域间的交界。第1键区域30配置于与第2键区域40相对的位置。在图3所示的平面上,第1键区域30中的内壁20的长度与第2键区域40中的内壁20的长度相等。在此,将连结内壁20上的各区域的一端和另一端的线段的长度称为区域的宽度。区域的宽度相当于将轴孔11考虑为圆时的弦的长度。第1键区域30的宽度与第2键区域40的宽度相同。
相对于第1键区域30沿轴孔11的周向邻接的两侧的部分,成为在轴90被插入于轴孔11时轴90与内壁20接触的接触区域。相对于第2键区域40沿周向邻接的两侧的部分,也成为在轴90被插入于轴孔11时轴90与内壁20接触的接触区域。即,轴孔11具备四个接触区域。
将与第1键区域30邻接的接触区域中的相对于第1键区域30沿顺时针的周向相邻的接触区域设为第1接触区域21A。如图3所示,作为四个接触区域,第1接触区域21A、第2接触区域21B、第3接触区域21C和第4接触区域21D沿以第1接触区域21A为基点的顺时针依次排列。第1键区域30配置于被第4接触区域21D和第1接触区域21A夹着的位置。第2键区域40配置于被第2接触区域21B和第3接触区域21C夹着的位置。
在图3所示的平面上,第1接触区域21A处的内壁20的长度,与第2接触区域21B~第4接触区域21D处各自的内壁20的长度相等。另外,第1接触区域21A的宽度与第2接触区域21B~第4接触区域21D处各自的宽度相同。第1接触区域21A~第4接触区域21D沿周向以等间隔排列配置。
在此,将轴孔11中从中心到内壁20的距离设为半径距离。在第1接触区域21A~第4接触区域21D的各接触区域内,半径距离是固定的。第1接触区域21A处的半径距离与第2接触区域21B~第4接触区域21D处各自的半径距离相等。
在第1键区域30的内壁20处,在与第4接触区域21D连续的部分形成有第1圆角形状部33A,该第1圆角形状部33A自第1键区域30与第4接触区域21D的交界越接近第1键31,半径距离越大。第1圆角形状部33A朝向中心轴线C1为凸状。在第1键区域30中,在第1圆角形状部33A与第1键31之间设置有半径距离的大小比第1圆角形状部33A中的半径距离更大的第1凹部32A。第1凹部32A朝向与中心轴线C1分开的方向为顶端细形状。在第1键区域30中,隔着第1键31在第1圆角形状部33A的相反侧设置有第2凹部32B和第2圆角形状部33B。即,第1键31被第1凹部32A和第2凹部32B夹着。第1凹部32A以及第2凹部32B与第1键31邻接。另外,第2圆角形状部33B在第1键区域30的内壁20处形成于与第1接触区域21A连续的部分。
第2键区域40处的内壁20的形状与第1键区域30处的内壁20的形状为对称的关系。在第2键区域40的内壁20处,在与第2接触区域21B连续的部分形成有第3圆角形状部43A,该第3圆角形状部43A自第2键区域40与第2接触区域21B的交界越接近第2键41,半径距离越大。第3圆角形状部43A朝向中心轴线C1为凸状。在第2键区域40中,在第3圆角形状部43A与第2键41之间设置有半径距离的大小比第3圆角形状部43A处的半径距离更大的第3凹部42A。第3凹部42A朝向与中心轴线C1分开的方向为顶端细形状。在第2键区域40处,隔着第2键41在第3圆角形状部43A的相反侧设置有第4凹部42B和第4圆角形状部43B。即,第2键41被第3凹部42A和第4凹部42B夹着。第3凹部42A以及第4凹部42B与第1键31邻接。另外,第4圆角形状部43B在第2键区域40的内壁20处形成于与第3接触区域21C连续的部分。
在被第1接触区域21A和第2接触区域21B夹着的部分,半径距离变得比轴90的半径大。被第3接触区域21C和第4接触区域21D夹着的部分也是半径距离变得比轴90的半径大。
轴孔11具备键区域和扩径区域来作为半径距离比轴90的半径大的区域。轴孔11具备键区域和扩径区域共四个。在轴孔11中,两个键区域和两个扩径区域沿周向排列配置。图3在被第1接触区域21A和第2接触区域21B夹着的部分表示第1扩径区域50。第1接触区域21A以及第2接触区域21B与第1扩径区域50邻接。图3在被第3接触区域21C和第4接触区域21D夹着的部分表示第2扩径区域60。第3接触区域21C以及第4接触区域21D与第2扩径区域60邻接。第1扩径区域50配置于与第2扩径区域60相对的位置。在图3所示的平面上,第1扩径区域50处的内壁20的长度与第2扩径区域60中的内壁20的长度相等。第1扩径区域50的宽度与第2扩径区域60的宽度相同。图3示意地表示半径距离比轴90的半径大的部分。即,键区域以及扩径区域处的轴90与内壁20的间隔并不表示实际的尺寸关系。
第1接触区域21A是被第1键区域30和第1扩径区域50夹着的区域。第2接触区域21B是被第1扩径区域50和第2键区域40夹着的区域。第3接触区域21C是被第2键区域40和第2扩径区域60夹着的区域。第4接触区域21D是被第2扩径区域60和第1键区域30夹着的区域。
在将第1接触区域21A~第4接触区域21D处的半径距离的大小设为“1”时,第1扩径区域50中的半径距离的大小变得比“1”大。第2扩径区域60中的半径距离的大小也变得比“1”大。
将第1扩径区域50中的与第1接触区域21A邻接的部分设为第1邻接区域23A。将第1扩径区域50中的与第2接触区域21B邻接的部分设为第2邻接区域23B。将被第1邻接区域23A和第2邻接区域23B夹着的部分设为第1中央区域22A。在图3所示的平面上,第1邻接区域23A处的内壁20的长度与第2邻接区域23B处的内壁20的长度相等。在第1邻接区域23A以及第2邻接区域23B中,半径距离越向第1中央区域22A侧去而越逐渐增大。在第1中央区域22A处,半径距离是固定的。
第2扩径区域60处的内壁20的形状与第1扩径区域50处的内壁20的形状为对称的关系。将第2扩径区域60中的与第3接触区域21C邻接的部分设为第3邻接区域23C。将第2扩径区域60中的与第4接触区域21D邻接的部分设为第4邻接区域23D。将被第3邻接区域23C和第4邻接区域23D夹着的部分设为第2中央区域22B。在图3所示的平面上,第3邻接区域23C处的内壁20的长度与第4邻接区域23D处的内壁20的长度相等。在第3邻接区域23C以及第4邻接区域23D中,半径距离越向第2中央区域22B侧去而越逐渐增大。在第2中央区域22B处,半径距离是固定的。
在轴孔11中,第1扩径区域50的第1中央区域22A配置于与第2扩径区域60的第2中央区域22B相对的位置。在转子铁芯10中,第2键41在沿顺时针与第1中央区域22A内的内壁20的中间位置分开90度的位置突出。第1键31在沿顺时针与第2中央区域22B内的内壁20的中间位置分开90度的位置突出。换言之,在以第1键区域30为基点的顺时针的周向上,在第1键区域30与第2键区域40之间的中间位置配置有第1扩径区域50。在以第2键区域40为基点的顺时针的周向上,在第1键区域30与第2键区域40之间的中间位置配置有第2扩径区域60。
第1扩径区域50的第1邻接区域23A中的与第1接触区域21A连续的部分,与第1键区域30的第1圆角形状部33A同样,也朝向中心轴线C1为凸状。第1扩径区域50以及第2扩径区域60的邻接区域中的与接触区域连续的部分,与第1邻接区域23A同样,朝向中心轴线C1为凸状。
第1圆角形状部33A具有比扩径区域50、60处的邻接区域中的与接触区域连续的部分大的曲率,从而具有越与接触区域分开而越大的半径距离。关于第2圆角形状部33B、第3圆角形状部43A以及第4圆角形状部43B,同样也具有比扩径区域处的与接触区域连续的部分大的曲率。因此,自键区域处的与接触区域的交界沿周向移动了规定的距离的地点的半径距离,与扩径区域的半径距离相比变大。
如图2以及图3所示,第1连接通路14A~第8连接通路14H在轴孔11的半径距离比轴90的半径大的部分开口。如图3所示,第1连接通路14A~第4连接通路14D的开口端分别与第1键区域30、第1扩径区域50处的第1邻接区域23A、第1扩径区域50处的第2邻接区域23B和第2键区域40连接。第5连接通路14E~第8连接通路14H的开口端分别与第2键区域40、第2扩径区域60处的第3邻接区域23C、第2扩径区域60处的第4邻接区域23D和第1键区域30连接。
说明第1实施方式的作用。
图4示意地表示转子铁芯10的轴孔11处的内壁20的轮廓。图4用虚线表示在插入轴90之前的内壁20的轮廓来作为内壁轮廓W1'。在将轴90插入轴孔11时,在轴孔11的内壁20与轴90接触的部分,产生轴90向径向外侧按压内壁20的力。因此,在将轴90插入轴孔11时,自轴90进行按压的力使内壁20变形。图4用实线表示在插入了轴90后的内壁20的轮廓来作为变形后轮廓W1。
如图3所示,在轴孔11中设置有四个接触区域21A~21D。在各接触区域产生轴90按压内壁20的力。图4利用在径向上朝外的空心箭头表示轴90按压内壁20的力,来作为第1按压力F1、第2按压力F2、第3按压力F3以及第4按压力F4。在第1按压力F1进行作用的部分,如第1扩张部Ep1所示,变形后轮廓W1超过内壁轮廓W1'地向径向外侧露出。在第2按压力F2~第4按压力F4进行作用的部分,变形后轮廓W1同样也超过内壁轮廓W1'地向径向外侧露出。将因第2按压力F2~第4按压力F4而变形了的部位分别表示为第2扩张部Ep2、第3扩张部Ep3和第4扩张部Ep4。如作为第1扩张部Ep1~第4扩张部Ep4表示的那样,当内壁20变形时,内壁20沿周向被拉扯。
在转子铁芯10中,与轴90接触的四个接触区域21A~21D以等间隔排列配置。因此,如图4所示,沿周向以等间隔产生第1按压力F1~第4按压力F4。由于接触区域21A~21D以等间隔排列,因此当在内壁轮廓W1'上将第1按压力F1~第4按压力F4进行作用的点依次连结时,成为正四边形。利用第1按压力F1~第4按压力F4均等地按压内壁20的结果是,如在变形后轮廓W1的第1扩张部Ep1~第4扩张部Ep4所示,等间隔地产生比内壁轮廓W1'向径向外侧被推开的部分。
另一方面,在被接触区域21A~21D夹着的键区域30、40以及扩径区域50、60中,在轴90被插入于轴孔11时,内壁20不与轴90接触。另一方面,与键区域30、40以及扩径区域50、60邻接的接触区域的内壁20如第1扩张部Ep1~第4扩张部Ep4那样沿周向被拉扯。由此,键区域30、40以及扩径区域50、60处的内壁20的中央附近接近轴90。即,键区域30、40以及扩径区域50、60处的变形后轮廓W1比内壁轮廓W1'向径向内侧收敛。图4将变形后轮廓W1比内壁轮廓W1'向径向内侧收敛的部分表示为第1狭窄部Ct1、第2狭窄部Ct2、第3狭窄部Ct3以及第4狭窄部Ct4。在第1狭窄部Ct1~第4狭窄部Ct4,与变形前的轴孔11相比,内壁20与轴90的间隙减小,或者内壁20与轴90接触。在轴90被插入于轴孔11的转子铁芯10中,由于第1扩张部Ep1~第4扩张部Ep4沿周向以等间隔出现,所以在各扩张部间出现的第1狭窄部Ct1~第4狭窄部Ct4的位置也沿周向成为等间隔。
这样,在将轴90插入轴孔11时,不会发生只有轴孔11的内壁20处的特定的部位发生大幅变形的情况。由此,轴孔11的内壁20如作为变形后轮廓W1表示的那样均等地变形。
在此,使用图5说明作为比较例的转子铁芯。图5用虚线表示比较例的转子铁芯中的内壁轮廓W11',用实线表示变形后轮廓W11。
在图5所示的比较例的转子铁芯中,设置有六个接触区域。因此,在六处产生轴按压轴孔的内壁的力。如图5所示,第2按压力F12~第6按压力F16自第1按压力F11起顺时针地依次排列。在比较例的转子铁芯中,接触区域未等间隔地配置。因此,轴孔的内壁被轴不均等地按压,轴孔的内壁的一部分被偏向地按压。具体而言,第1按压力F11以及第3按压力F13作用于靠近第2按压力F12的位置。另外,第4按压力F14以及第6按压力F16作用于靠近第5按压力F15的位置。第2按压力F12和第5按压力F15作用于轴孔的内壁处的相对的部分。
当轴按压轴孔的内壁的按压力偏向内壁的一部分地进行作用时,轴孔的内壁沿第2按压力F12的方向以及第5按压力F15的方向被大幅地推开。图5将变形后轮廓W11沿第2按压力F12的方向超过内壁轮廓W11'地向径向外侧露出的部分表示为第1扩张部Ep11。将变形后轮廓W11沿第5按压力F15的方向超过内壁轮廓W11'地向径向外侧露出的部分表示为第2扩张部Ep12。由于如第1扩张部Ep11以及第2扩张部Ep12那样沿相反方向大幅地拉扯轴孔的内壁,因此,在第1扩张部Ep11与第2扩张部Ep12之间的部分,轴孔的内壁比内壁轮廓W11'向径向内侧大幅地凹陷。图5将变形后轮廓W11比内壁轮廓W11'向径向内侧变形的部分表示为第1狭窄部Ct11以及第2狭窄部Ct12。其结果是,在比较例的转子铁芯中,如变形后轮廓W11所示,轴孔的内壁变形为以通过轴孔的中心并连结第1扩张部Ep11与第2扩张部Ep12的线段为长径的椭圆状。在椭圆状的变形后轮廓W11中相当于短径的部分,内壁的变形量较大。这样,当接触区域未等间隔地配置且按压力偏向内壁的一部分地进行作用时,变形后的轴孔容易大幅地应变。当在轴孔的内壁的变形量较大的部位配置有键区域时,键区域中的与接触区域连续的部分被轴90强烈地推压。
与之相比,在转子铁芯10中,在第1键区域30与第2键区域40的中间配置有中央区域22A、22B,此外,第1中央区域22A和第2中央区域22B相对地配置。即,在第1键区域30与第2键区域40的中间位置,轴90与内壁20不接触。因此,轴孔11不变形为椭圆状。键区域30、40也不会配置于轴孔11的内壁的变形量较大的部位。
说明第1实施方式的效果。
(1-1)在转子铁芯10中,第1接触区域21A~第4接触区域21D沿周向以等间隔排列。因此,轴孔11的整体容易均等地变形,抑制轴孔11的特定的部分大幅地应变。采用转子铁芯10,能够设置在将轴90插入轴孔11时轴90不与轴孔11的内壁20接触的部分,并且能够抑制轴孔的一部分的变形量如图5所示的比较例那样增大。
(1-2)在转子铁芯10中,第1键区域30、第2键区域40、第1扩径区域50以及第2扩径区域60以等间隔排列配置。即,在轴90与内壁20之间存在间隙的区域不偏向地排列。由此,在将轴90插入轴孔11而使轴孔11变形的过程中,即使之前未与轴90接触的内壁20的部分接近轴90,轴孔11的整体的应变也容易均等化,变形后的轴孔11的内壁20与轴90接触的部分不易发生偏向。
(1-3)在轴孔11中,如键区域30、40中的与接触区域连续的部分以及扩径区域50、60中的与接触区域连续的部分那样,存在朝向轴孔11的中心凸起的多个凸形状部。因此,当在轴孔11变形的过程中多个凸形状部中的一部分被轴90强烈地推压时,载荷恐怕会集中于凸形状部与轴90接触的部分。
关于这一点,在转子铁芯10中,如在图4中作为第1狭窄部Ct1~第4狭窄部Ct4表示的那样,内壁20向轴孔11的中心侧变形的部位容易等间隔地出现。由此,在将轴90插入轴孔11而使轴孔11应变的过程中,多个凸形状部向轴90的推压方式容易均等化。即,即使轴孔11的内壁20以接近轴90的方式进行变形,也能抑制多个凸形状部中的任一者被轴90强烈地推压,能够抑制载荷集中于一部分的接触部位。
(1-4)采用转子铁芯10,在被等间隔地排列配置的接触区域夹着的扩径区域或键区域连接有第1连接通路14A~第8连接通路14H。由此,能在半径距离比轴90的半径大的轴孔11的部分开设各连接通路14A~14H,并且能够等间隔地配置接触区域。由此,在将轴90插入轴孔11时,能够抑制连接通路14A~14H的开口端与轴90接触。另外,在插入轴90时,能够抑制连接通路14A~14H的开口变形。
能如以下这样地进行变更来实施第1实施方式。
图6所示的转子铁芯110的轴孔111与第1实施方式相同,具备两个键区域、四个接触区域以及两个扩径区域。在转子铁芯110中,各区域的宽度与第1实施方式的转子铁芯10不同。
如图6所示,转子铁芯110具备第1键区域130。在第1键区域130配置有被插入于轴90的第1键槽91的第1键131。在第1键区域130形成有第1圆角形状部133A、第1凹部132A、第2凹部132B和第2圆角形状部133B。转子铁芯110具备第2键区域140。在第2键区域140,插入于轴90的第2键槽92。在第2键区域140形成有第3圆角形状部143A、第3凹部142A、第4凹部142B和第4圆角形状部143B。
在转子铁芯110的轴孔111中的内壁120中,自第1键区域130起沿顺时针依次排列配置有第1键区域130、第1接触区域121A、第1扩径区域150、第2接触区域121B和第2键区域140。自第2键区域140起沿顺时针依次排列配置有第2键区域140、第3接触区域121C、第2扩径区域160、第4接触区域121D和第1键区域130。第1接触区域121A~第4接触区域121D沿周向以等间隔排列配置。
在转子铁芯110中,第1接触区域121A的宽度与第1扩径区域150的宽度相等。当接触区域以等间隔排列配置时,即使各区域的宽度变更,也能起到与第1实施方式的(11)~(1-3)同样的效果。这样,各区域的宽度能够调整。
也可以如转子铁芯110中的第1扩径区域150以及第2扩径区域160那样,在扩径区域对中央区域以及邻接区域不做区分。在扩径区域内,可以具有半径距离固定的区域,也可以没有半径距离固定的区域。在扩径区域内,在与接触区域连续的部分的曲率优选较小。在与接触区域连续的部分的曲率越小,在轴孔应变的过程中,越不易发生由与接触区域连续的部分与轴90的接触而导致的载荷集中。
第2实施方式
使用图7说明第2实施方式的转子铁芯210。第2实施方式的转子铁芯210在以下这一点上与第1实施方式的转子铁芯10不同,即,在将轴90插入于轴孔211时轴90与内壁220接触的接触区域为六个。
如图7所示,在转子铁芯210的轴孔211设置有第1键区域230。在第1键区域230配置有被插入于轴90的第1键槽91的键。在轴孔211设置有第2键区域240。在第2键区域240配置有被插入于轴90的第2键槽92的键。
相对于第1键区域230沿轴孔211的周向邻接的两侧的部分成为接触区域。相对于第2键区域240沿周向邻接的两侧的部分也成为接触区域。此外,在转子铁芯210中,被第1键区域230和第2键区域240夹着的中间位置成为接触区域。
将相对于第1键区域230沿顺时针的周向相邻的接触区域设为第1接触区域221A。将六个接触区域沿以第1接触区域221A为基点的顺时针的周向依次设为第1接触区域221A、第2接触区域221B、第3接触区域221C、第4接触区域221D、第5接触区域221E和第6接触区域221F。第1接触区域221A~第6接触区域221F以等间隔排列配置。
第1键区域230配置于被第6接触区域221F和第1接触区域221A夹着的位置。第2键区域240配置于被第3接触区域221C和第4接触区域221D夹着的位置。
转子铁芯210具备键区域和扩径区域共六个。即,转子铁芯210具备四个扩径区域。将被第1接触区域221A和第2接触区域221B夹着的扩径区域设为第1扩径区域250。将被第2接触区域221B和第3接触区域221C夹着的扩径区域设为第2扩径区域260。将被第4接触区域221D和第5接触区域221E夹着的扩径区域设为第3扩径区域270。将被第5接触区域221E和第6接触区域221F夹着的扩径区域设为第4扩径区域280。
即,第2接触区域221B被第1扩径区域250和第2扩径区域260夹着。第5接触区域221E被第3扩径区域270和第4扩径区域280夹着。
在图7所示的平面上,第1接触区域221A中的内壁220的长度与第2接触区域221B~第6接触区域221F处各自的内壁220的长度相等。第1接触区域221A的宽度与第2接触区域221B~第6接触区域221F处各自的宽度相同。
第1扩径区域250处的内壁220的长度与第2扩径区域260~第4扩径区域280处各自的内壁220的长度相等。第1扩径区域250的宽度与第2扩径区域260~第4扩径区域280处各自的宽度相同。另外,第1扩径区域250的宽度与第1键区域230的宽度以及第2键区域240的宽度相同。
说明第2实施方式的作用以及效果。
在转子铁芯210的轴孔211设置有六个接触区域,与图5所示的比较例的情况不同,六个接触区域以等间隔配置。由此,在将轴90插入轴孔211时,轴孔211的应变容易均等化。在将按压力作用于以等间隔配置的六个接触区域的点连结时,成为正六边形。
在如转子铁芯210那样能够等间隔地配置区域的宽度相等的接触区域时,能够起到与第1实施方式的(1-1)~(1-3)同样的效果。
除此之外,作为在上述各实施方式中共通地能够变更的要素,有以下这样的要素。能在技术上不矛盾的范围内相互组合地实施各实施方式以及各变更例。
在如第1实施方式的转子铁芯10那样配置将油路与轴孔连接的连接通路时,可以使连接通路与半径距离比轴90的半径大的区域连接。由此,能够起到与第1实施方式的(14)同样的效果。
转子铁芯的轴孔处的接触区域的数量能够变更。例如如图8所示,也可以等间隔地排列配置八个接触区域。
图8所示的转子铁芯310具备第1键区域330。在第1键区域330配置有被插入于轴90的第1键槽91的键。转子铁芯310具备第2键区域340。在第2键区域340配置有被插入于轴90的第2键槽92的键。转子铁芯310具备键区域和扩径区域共八个。即,在转子铁芯310的轴孔311配置有六个扩径区域。
在转子铁芯310的轴孔311处的内壁320,自第1键区域330起沿顺时针依次排列配置有第1键区域330、第1接触区域321A、第1扩径区域350、第2接触区域321B、第2扩径区域360、第3接触区域321C、第3扩径区域370、第4接触区域321D和第2键区域340。自第2键区域340起沿顺时针依次排列配置有第2键区域340、第5接触区域321E、第4扩径区域380、第6接触区域321F、第5扩径区域390、第7接触区域321G、第6扩径区域400、第8接触区域321H和第1键区域330。
如图8所示,第1接触区域321A~第8接触区域321H以等间隔排列配置。在图8所示的平面上,第1接触区域321A处的内壁320的长度与第2接触区域321B~第8接触区域321H处各自的内壁320的长度相等。第1接触区域321A的宽度与第2接触区域321B~第8接触区域321H处各自的宽度相同。
在这样的转子铁芯310中,与上述各实施方式同样,在将轴90插入于轴孔311时,轴孔311的应变也容易均等化。在将按压力作用于以等间隔配置的八个接触区域的点连结时,成为正八边形。
在接触区域以等间隔排列配置的转子铁芯中,越缩窄沿周向相邻的两个接触区域的间隔,被接触区域夹着的区域处的内壁向径向内侧变形的情况下的变形量越容易减小。例如,越减小在周向的两侧与接触区域邻接的扩径区域的宽度,扩径区域处的内壁向径向内侧变形的情况下的变形量越容易减小。由此,在内壁向轴孔的中心侧变形了的情况下,能够抑制内壁被轴90强烈地推压。
通过增加沿周向排列配置的接触区域的数量或增大接触区域的宽度,能够缩窄接触区域间的间隔。
在上述各实施方式中,表示了形成有与键邻接的凹部的例子。也可以取而代之地使圆角形状部与键邻接。即,也可以利用键和夹着该键的两个圆角形状部构成键区域。
在上述各实施方式中,表示了轴孔的形状在从轴孔的一开口端到另一开口端的所有位置都相等的例子,但这样的结构并非必须。例如也可以是,在从轴孔的一开口端向另一开口端去的规定的距离,使除键区域以外的区域中的半径距离相等。在该情况下,除键区域以外的区域中的半径距离可以比轴90的半径大,也可以是与插入于轴孔的轴90相接的大小。
在上述各实施方式中,通过将轴90压入轴孔而将轴90固定于转子铁芯。固定轴90的方法不限定于压入。例如,能够通过热套将轴90固定于转子铁芯。或者,也能通过扩散接合将轴90固定于转子铁芯。在不是通过压入进行固定的情况下,在将轴90插入轴孔而固定轴90时,在轴90与轴孔的内壁接触时也产生按压力,恐怕轴孔也会发生变形。通过如上述各实施方式那样以等间隔配置轴90与轴孔的内壁接触的接触区域,即使在利用压入以外的方法将轴90固定于转子铁芯的情况下,也能使轴孔的变形均等化。
在上述各实施方式中,在轴孔形成有两个键。在将键所在的键区域和扩径区域共三个以上的区域配置于轴孔时,轴孔所具备的键可以是一个,也可以是三个以上。
在上述各实施方式中,形成于轴孔的两个键配置于相对的位置。设置于轴孔的键也可以不一定相对。例如,也能采用在三角形的各顶点配置有两个键区域和一个扩径区域的结构。在采用了这样的结构的情况下,当以等间隔配置有接触区域时,与上述各实施方式同样,轴被插入时的轴孔的变形也容易均等化。在该情况下,将按压力进行作用的点连结时,成为正三边形。这样,在以等间隔配置接触区域时,按压力进行作用的点位于正多边形的顶点。
当在轴孔设置有三个以上的接触区域,并且各接触区域的宽度全都相等,并且接触区域以等间隔排列配置时,如上述各实施方式那样,轴孔的整体容易均等地变形。例如,在键区域和扩径区域共计三个的情况下,被键区域或扩径区域夹着的接触区域为三个。

Claims (5)

1.一种转子铁芯,将电磁钢板层叠而构成所述转子铁芯,其中,
所述转子铁芯具有轴孔和键,
所述轴孔供轴插入,
所述键为突条,相对于以沿所述轴的轴向延伸的方式形成于所述轴的键槽具有互补性的形状,并且自所述轴孔的内壁突出而沿所述轴孔的中心轴延伸,
所述键形成为在所述轴被插入于所述轴孔的状态下在所述键与所述键槽之间产生间隙,
作为从所述轴孔的中心到所述轴孔的内壁的距离的半径距离,根据所述轴孔的周向位置的不同而不同,
所述轴孔具备键区域和扩径区域共三个以上,
所述键区域是配置有所述键的键区域,设置于相对于所述键沿所述周向邻接并且夹着所述键的位置,具有所述半径距离比所述轴的半径大的部分,
所述扩径区域的所述半径距离比所述轴的半径大,
所述键区域以及所述扩径区域沿所述周向排列配置,
所述轴孔还具备接触区域,所述接触区域作为所述轴孔的内壁中的被所述键区域或所述扩径区域夹着的区域,当所述轴被插入于所述轴孔时使所述轴与所述内壁接触,
所述接触区域沿所述周向以等间隔排列配置。
2.根据权利要求1所述的转子铁芯,其中,
所述键区域是配置于所述周向的相对的位置的第1键区域和第2键区域中的两者中的一者,
所述扩径区域配置于所述第1键区域与所述第2键区域之间的中间位置。
3.根据权利要求2所述的转子铁芯,其中,
所述接触区域是4个或8个接触区域中的一个。
4.根据权利要求1所述的转子铁芯,其中,
所述键区域是配置于所述周向的相对的位置的第1键区域和第2键区域中的两者中的一者,
所述接触区域配置于所述第1键区域与所述第2键区域之间的中间位置,
所述接触区域是6个接触区域中的一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子铁芯,其中,
所述接触区域是夹着所述扩径区域的第1接触区域以及第2接触区域中的一个,
所述扩径区域包含与所述第1接触区域邻接的第1邻接区域、与所述第2接触区域邻接的第2邻接区域以及被所述第1邻接区域和所述第2邻接区域夹着的中央区域,
在所述第1邻接区域以及所述第2邻接区域,从所述轴孔的中心到所述轴孔的内壁的距离越向所述中央区域侧去而越逐渐增大,
在所述中央区域,所述半径距离是固定的。
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