转子

技术领域

本发明涉及一种转子。

背景技术

在马达中，其中轴被设置在转子芯的通孔中的转子是已知的。已经提出某些措施来抑制在将转子芯和轴装配到一起的情形中的马达特性的劣化。

例如，公开了一项与旋转电机转子有关的技术，该旋转电机转子设置有转子芯，该转子芯包括：中心孔，在外周侧上设置有键槽的轴被插入该中心孔中；和键部，该键部比中心孔的内径更朝向内径侧突出并且装配到键槽中(日本未审查专利申请公报No.2015-104176(JP 2015-104176A))。

发明内容

然而，当键槽被用于停止旋转时，难以保持键槽部分的设计公差，并且存在精度可能由于加工变化而降低的可能性。此外，当加工变化变大时，存在转子的质量劣化并且结果马达的特性劣化的可能性。

已经做出本发明以解决这种问题，并且本发明提供一种抑制质量劣化的转子。

根据本发明的一种转子包括设置有通孔的转子芯和装配到通孔中的轴。轴包括：沿着通孔的中心延伸的圆弧形的外周部分；和平面部分，在与中心的延伸方向正交的截面中，该平面部分直线地切掉外周部分的圆的至少一部分。转子芯的通孔包括：内周部分，该内周部分面对外周部分和平面部分并且与外周部分和平面部分分开以提供空间部分；至少一个第一接触部分，所述至少一个第一接触部分被设置在内周部分中并且指向中心并且接触平面部分；和两个或更多个第二接触部分，所述两个或更多个第二接触部分在离开第一接触部分的位置处被设置在内周部分中并且指向中心并且接触外周部分。

利用以上配置，转子芯和轴通过第一接触部分和第二接触部分被以高精度装配。

在以上转子中，转子芯在相对于第一基准平面对称的相应的位置处包括第一接触部分和第二接触部分，该第一基准平面正交于平面部分并且延伸通过中心，该转子芯包括第二基准平面，该第二基准平面在第一接触部分和第二接触部分之间延伸通过中心并且正交于第一基准平面。利用以上配置，转子芯和轴被以良好的平衡性装配。

此外，转子芯可以在隔着第一基准平面的两个位置处包括第一接触部分。利用以上配置，转子芯和轴被以良好的平衡性装配。

此外，转子芯可以至少在通孔的相应的端部中包括内周部分、第一接触部分和第二接触部分，并且在中间部分中包括与轴的整个周边分开的部分。利用以上配置，转子的转子芯和轴被可靠地装配。

此外，在以上转子中，轴优选地具有相对于中心旋转对称的形状。利用以上配置，转子能够抑制旋转平衡性的劣化。

根据本发明，提供了一种抑制质量劣化的转子。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的符号表示类似的元件，并且其中：

图1是根据第一实施例的转子的配置示意图；

图2是示出转子芯用来保持轴的原理的第一示意图；

图3是示出转子芯用来保持轴的原理的第二示意图；

图4是示出转子芯用来保持轴的原理的第三示意图；并且

图5是根据第二实施例的转子的配置示意图。

具体实施方式

在下文中，将通过本发明的实施例描述本发明。然而，根据权利要求书的范围的本发明不限于以下实施例。而且，作为用于解决问题的手段，并非在实施例中描述的所有的配置都是必不可少的。为了解释清楚起见，以下描述和附图在适当时被省略和简化。另外，在每一幅附图中，相同的元件由相同的附图标记表示，并且在必要时省略了冗余的描述。

第一实施例

将在下面参考附图描述本发明的实施例。图1是根据第一实施例的转子100的配置示意图。转子100是三相交流(AC)马达的转子。即，三相AC马达例如包括在它的外周上设置有线圈的定子和在定子内侧的转子100。当电流流过定子时，转子100旋转。此外，转子100包括如在以后描述的轴，并且转子100的旋转通过轴来输出。转子100包括转子芯110和轴120作为主要部件。

应该注意，为了在解释构成元件的位置关系时方便起见，图1设置有右手正交坐标系。此外，当正交坐标系被附在图2和此后的图中时，图1中的X轴、Y轴和Z轴方向与图2和此后的图中的正交坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向是分别地一致的。

图1示出与转子100的旋转中心C1正交的截面。即，图1所示的旋转中心C1还能够被说成是在图1中的垂直方向(Z轴方向)上延伸的中心线。转子100具有沿着旋转中心C1延伸的形状。旋转中心C1还能够被说成是转子芯110的中心或者通孔101的中心。旋转中心C1还能够被说成是轴120的中心。

例如，通过沿着旋转中心C1的延伸方向层叠板形磁性体，来形成转子芯110。每一个板形磁性体例如是包含铁作为主要成分的电磁钢板。转子芯110还可以在它的外侧上包括磁体。转子芯110包括通孔101。通孔101接收将被插入那里的轴120。此外，通孔101通过“紧配合”不带间隙地支撑所插入的轴120。

转子芯110的通孔101包括与轴120限定预定空间部分的内周部分111、内周部分112、内周部分113和内周部分114。通孔101进一步包括被设置在以上内周部分111、内周部分112、内周部分113和内周部分114中以指向旋转中心C1的第一接触部分115、第一接触部分116、第二接触部分117和第二接触部分118。即，通孔101是由多个内周部分、第一接触部分和第二接触部分包围的空间。

第一接触部分115和第一接触部分116是被从内周部分111、内周部分112和内周部分113朝向中心设置的部分并且接触轴120的平面部分122。根据本实施例的第一接触部分115与在附图中的左右方向(X轴方向)上延伸的平面部分122的右端接触。在另一方面，第一接触部分116与平面部分122的左端接触。

第二接触部分117是在离开第一接触部分115和第一接触部分116的位置处被设置在内周部分113和内周部分114之间以指向旋转中心C1的部分。第二接触部分117接触轴120的外周部分123。第二接触部分118是在离开第一接触部分115和第一接触部分116的位置处被设置在内周部分111和内周部分114之间以指向旋转中心C1的部分。第二接触部分118接触轴120的外周部分121。

轴120是沿着是通孔101的中心的旋转中心C1的延伸方向延伸的杆形构件。在图1所示截面中，轴120包括外周部分121、平面部分122、外周部分123和平面部分124。即，轴120的外形由外周部分121、平面部分122、外周部分123和平面部分124限定。

外周部分121和外周部分123是以旋转中心C1为中心的圆弧形部分。平面部分122和平面部分124每一个具有其中在正交于旋转中心C1的截面(即，XY平面)中所述外周部分的圆的至少一部分被直线地切掉的形状。在本实施例中的平面部分122在左右方向上延伸从而在图1中的轴120的上部中切掉由外周部分121和外周部分123形成的圆弧。在本实施例中的平面部分124在左右方向上延伸从而在图1中的轴120的下部中切掉由外周部分121和外周部分123形成的圆弧。即，平面部分122和平面部分124各具有平行的平面。

利用以上描述的配置，转子100在被彼此分开并且面对彼此的内周部分111和外周部分121之间包括空间部分131。类似地，转子100包括：在内周部分112和平面部分122之间的空间部分132；在内周部分113和外周部分123之间的空间部分133；以及在内周部分114和平面部分124之间的空间部分134。

以上已经描述了转子100的配置。如以上描述地，转子芯110的第一接触部分115接触轴120的平面部分122的右端。此外，第一接触部分116接触轴120的平面部分122的左端。此外，第二接触部分117在图1中的轴120的左下侧上接触外周部分123。进而，第二接触部分118在图1中的轴120的右下侧上与外周部分121接触。利用以上配置，转子芯110和轴120通过第一接触部分和第二接触部分被以高精度装配。

将描述在第一接触部分115、第一接触部分116、第二接触部分117和第二接触部分118之间的位置关系。在转子100中，转子芯110在相对于正交于平面部分122并且延伸通过旋转中心C1的第一基准平面L11对称的位置处包括第一接触部分115和第一接触部分116。类似地，转子芯110在相对于以上描述的第一基准平面L11对称的位置处包括第二接触部分117和第二接触部分118。

此外，转子100在第一接触部分115、116和第二接触部分117、118之间包括第二基准平面L12。第二基准平面L12是延伸通过旋转中心C1并且正交于第一基准平面L11的平面。换言之，第一接触部分115、116和第二接触部分117、118被设置成夹着第二基准平面L12。利用以上描述的配置，转子芯110和轴120被以良好的平衡性装配。

应该注意，更优选地，例如，第一接触部分115和第二接触部分117被定位成隔着旋转中心C1彼此相对。类似地，第一接触部分116和第二接触部分118优选地被定位成隔着旋转中心C1彼此相对。

接着，将参考图2描述转子芯110用来保持轴120的原理。图2是示出转子芯110用来保持轴120的原理的第一示意图。图2示出当外力在Y轴方向上被施加到轴120时转子芯110如何保持轴120。

在图2中旋转中心C1附近示出的向下(负Y轴方向)箭头是轴120接收的外力P10。当轴120接收外力P10时，轴120接收在从第二接触部分117指向旋转中心C1的方向上(在右上方向上)的反力P11，并且还接收在从第二接触部分118指向旋转中心C1的方向上(在左上方向上)的反力P12。此时，在反力P11和反力P12中在横向方向(X轴方向)上的力彼此抵消。另外，在反力P11和反力P12中在向上方向(Y轴正方向)上的力与外力P10抵消。因此，当轴120接收外力P10时，转子芯110保持轴120。

在图2中旋转中心C1附近示出的向上(正Y轴方向)箭头是轴120接收的外力P20。当轴120接收外力P20时，轴120从第一接触部分115接收向下(负Y轴方向)的反力P21，并且还从第一接触部分116接收向下(负Y轴方向)的反力P22。此时，在反力P21和反力P22中的向下的力抵消外力P20。因此，当轴120接收外力P20时，转子芯110保持轴120。

接着，将进一步参考图3描述转子芯110用来保持轴120的原理。图3是示出转子芯110用来保持轴120的原理的第二示意图。图3示出当外力在X轴方向上被施加到轴120时转子芯110如何保持轴120。

在图3中，当轴120接收在向右方向(正X轴方向)上的外力P30时，轴120接收从第二接触部分118指向旋转中心C1的反力P31。利用以上配置，轴120接收围绕作为支撑点的第二接触部分118顺时针旋转的力并且进一步在第一接触部分116中接收向下的反力P32。结果，在左右方向上的力被外力P30和反力P31抵消，并且在上下方向上的力被反力P31和反力P32抵消。

当轴120接收向左的外力P40时，如与轴120接收外力P30的情形相比较，建立了相对于第一基准平面L11对称的关系。即，当轴120接收外力P40时，第二接触部分117接收指向旋转中心C1的反力P41，并且第一接触部分115接收向下的反力P42。因此，当轴120接收横向的外力P30或者外力P40时，转子芯110保持轴120。

接着，将进一步参考图4描述转子芯110用来保持轴120的原理。图4是示出转子芯110用来保持轴120的原理的第三示意图。图4示出当外力在旋转方向上被施加到轴120时转子芯110如何保持轴120。

在图4中，当轴120接收顺时针外力P50时，轴120在第一接触部分116中接收向下的反力P51。此外，轴120在第二接触部分117中接收指向旋转中心C1的反力P65并且在第二接触部分118中接收指向旋转中心C1的反力P56。通过使这些力抵消，轴120被转子芯110保持。

此外，当轴120接收逆时针外力P60时，轴120在第一接触部分115中接收向下的反力P61。此外，轴120在第二接触部分117中接收指向旋转中心C1的反力P65并且在第二接触部分118中接收指向旋转中心C1的反力P56。通过使这些力抵消，轴120被转子芯110保持。

虽然以上已经描述了转子100，但是转子100不限于以上描述的配置。转子芯110可以在通孔101的延伸方向(Z轴方向)上至少在相应的端部中包括内周部分、第一接触部分和第二接触部分，并且可以在中间部分中包括与轴120的整个周边分开的部分。利用以上配置，转子100的转子芯110和轴120被可靠地装配。此外，在转子100中，轴120优选地具有相对于旋转中心C1旋转对称的形状。利用以上配置，转子100能够抑制旋转平衡的劣化。

以上已经描述了转子100的配置。转子100具有其中轴120包括外周部分和平面部分的简单的形状。因此，轴120能够被以高精度加工。此外，通孔101例如能够通过冲压在转子芯110中形成。因此，通孔101也能够被以高精度加工。因此，根据本实施例，能够提供抑制质量劣化的转子。

第二实施例

接着，将描述第二实施例。第二实施例示出以上实施例的变型。在第二实施例中，轴120的形状和第一接触部分的形状不同于第一实施例中的那些。图5是根据第二实施例的转子100的配置示意图。

在图5所示的转子100中，转子芯110包括第一接触部分119从而骑跨第一基准平面L11。第一接触部分119是从面对平面部分122并且与其分开的内周部分112朝向旋转中心C1突出的部分。第一接触部分119在平面部分122的中央部分中接触轴120并且支撑轴120。

根据本实施例的轴120不同于第一实施例之处在于，轴120在图5中的下侧上不包括平面部分。即，在轴120中，排除平面部分122的部分是外周部分121。此外，根据本实施例的转子芯110在图5中的下侧上包括对应于外周部分121的形状并且与外周部分121分开的圆弧形的内周部分114。利用这种形状，转子100以旋转中心C1作为基准设置有良好平衡的空间部分。当转子100旋转时，这也抑制了转子100的重量平衡的劣化。

在本实施例中，在第一接触部分119、第二接触部分117和第二接触部分118中，例如，由连接与轴120的接触点和旋转中心C1的直线形成的角度θ11、θ12和θ13优选地是100度到140度。利用这种配置，转子芯110能够以良好的平衡性保持轴120。

注意，转子芯110的第一接触部分119可以具有在整个平面部分122上接触轴120的形状或者接触平面部分122的一部分的形状。转子芯110可以在隔着第一基准平面L11的两个位置处具有第一接触部分119。即，根据第二实施例的转子芯110可以具有第一接触部分115和第一接触部分116而不是第一接触部分119。第一接触部分119的形状优选地相对于第一基准平面L11对称。利用以上配置，转子芯110和轴120被以良好的平衡性装配。

如以上描述地，根据本实施例，能够提供一种抑制质量劣化的转子。虽然已经参考实施例描述了本发明，但是本发明不限于以上内容。能够在本发明的范围内对本发明的配置和细节做出本领域技术人员能够理解的各种改变。