專利名稱：旋轉電機的轉子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉電機的轉子。
背景技術：
旋轉電機的轉子一般具有層疊了鐵心件的轉子鐵心。轉子鐵心的 鐵心件例如通過沖壓等對帶狀的電磁鋼板進行沖裁而形成。然而，電 磁鋼板通過軋制而制造，所以板厚可能產生偏差。當在電磁鋼板的板 厚存在偏差時，形成的鐵心件的板厚也產生偏差。結果，在轉子鐵心
的尺寸、重量產生偏差。因此，在JP-U-Y-S51-1441中提出了沿軸向 將轉子鐵心分成兩部分、相互在周向錯開180 (deg)進行層疊的轉子 鐵心等。
然而，在帶狀的電磁鋼板的場合，可能在寬度方向和長度方向都 產生板厚的偏差。在該場合，即使如JP-U-Y-S51-1441公開的那樣轉 動180 (deg)進行層疊，也可能在周向上的轉子鐵心的厚度尺寸產生 偏差。結果，存在轉子鐵心的重量平衡破壞、在旋轉中產生噪聲、振 動等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少旋轉中的噪聲、振動等的旋轉電 機的轉子。
本發(fā)明的旋轉電機的轉子具有在板厚方向層疊多個鐵心件形成的 轉子鐵心，上述轉子鐵心被分割成層疊片數(shù)大致相等的n個塊，n為 3以上的整數(shù)，上述塊沿周向相互錯開地依次層疊。
按照本發(fā)明的旋轉電機的轉子，轉子鐵心的層疊方向即軸向的尺 寸均勻。為此，轉子鐵心的軸向的重量平衡變得均勻，同時，重量平衡在周向上也均勻。因此，可減少旋轉中的振動和噪聲等。


圖1為示出本發(fā)明第1實施形式的轉子鐵心的概略的剖面圖。
圖2為示出各組與旋轉軸的位置關系的剖視圖。 圖3為示出轉子鐵心的概略的示意圖。
圖4為示出本發(fā)明第2實施形式的轉子鐵心的概略的剖視圖。 圖5為示出各組與旋轉軸的位置關系的剖視圖。 圖6為示出轉子鐵心的概略的示意圖。
圖7為示出本發(fā)明第3實施形式的轉子鐵心的概略的剖視圖。 圖8為示出各組與旋轉軸的位置關系的剖視圖。 圖9為示出轉子鐵心的概略的示意圖。
圖10為示出本發(fā)明第4實施形式的轉子鐵心的概略的剖視圖。 圖11為示出各組與旋轉軸的位置關系的剖視圖。 圖12為示出轉子鐵心的概略的示意圖。
圖13為示出適用了本發(fā)明的鼠籠式轉子的轉子鐵心的概略的剖 視圖。
圖14為示出本發(fā)明的鐵心件的層疊順序的概略圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的多個實施形式的旋轉電機的轉子。 在多個實施形式中，對實質上相同的構成部位釆用相同的符號，省略 說明。
(笫1實施形式)
下面根據(jù)圖1 圖3說明本發(fā)明的第1實施形式的旋轉電機的轉 子。旋轉電機的轉子1如圖1所示那樣具有轉子鐵心2、旋轉軸3、及 鍵4 (都參照圖2)。轉子鐵心2通過在板厚方向層疊多個鐵心件5而 形成。轉子鐵心2在外周部按相等間隔沿全周具有多個磁性體槽6。 在各磁性體槽6插入作為磁極的平板狀的永久磁鐵61。永久磁鐵61由粘接材料、填充材料等固定于轉子鐵心2。在本實施形式中，磁性 體槽6設置了 12個，作為磁極的永久磁鐵61插入了 12個。
在轉子鐵心2形成軸孔7和鍵槽81、 82、 83、 84、 85及86。軸 孑L7設于轉子鐵心2的內周側。鍵槽81、 82、 83、 84、 85及86在轉 子鐵心2的內周側設于周向。旋轉軸3插入到轉子鐵心2的軸孔7， 在鐵心件5的層疊方向即軸向貫通轉子鐵心2。旋轉軸3在外周側形 成一個鍵槽9。旋轉軸3如后述那樣按鍵槽9與設于轉子鐵心2的鍵 槽81、 82、 83、 84、 85及86相向的狀態(tài)插入到轉子鐵心2的軸孔7。 在由旋轉軸3的鍵槽9和轉子鐵心2的鍵槽81、 82、 83、 84、 85及 86形成的空間，壓入鍵4。這樣，旋轉軸3被固定于轉子鐵心2。
轉子鐵心2如圖3所示那樣被分割成層疊片數(shù)大致相等的n個例 如3個塊10、 20及30。塊10、 20及30分別在周向相互錯開大致120 (deg)即大致360/n=360/3 ( deg)依次層疊。各塊10、 20及30分別 進一步被分割成層疊片數(shù)大致相等的二個組。即，塊10具有組11和 組12，塊20具有組21和組22，塊30具有組31和組32。另外，組 11和12、 21和22、 31和32分別相互在轉子4^心2的周向大致錯開 180(deg)層疊。為此，在轉子鐵心2上，如圖l所示那樣分別大致 按120(deg)間隔設置鍵槽81、 82及83。另外，在轉子鐵心2上還 設有鍵槽84、 85及86。即，在轉子鐵心2的內周側按大致60 (deg) 即大致360/ ( n x 2 ) =360 ( 3 x 2 ) ( deg)間隔設置鍵槽81、 82、 83、 84、 85及86。在該場合，在鍵槽81、 82、 83、 84、 85及86中的成為 基準的鍵槽81可與其它鍵槽82、 83、 84、 85及86進行區(qū)別地形成圓 弧孔81a。
轉子鐵心2通過使塊10、 20及30錯開大致360/n ( deg),再在 周向使組11和12、 21和22、 31和32相互錯開大致180 (deg),依 次層疊而形成。具體地說，如圖2 (A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)、及 (F)所示那樣，在轉子鐵心2中，在組ll中鍵槽81與旋轉軸3的鍵 槽9相向，在組12中鍵槽84與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組21中鍵 槽82與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組22中鍵槽85與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組31中鍵槽83與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組32中鍵槽 86與旋轉軸3的鍵槽9相向，按這樣的狀態(tài)進行層疊。然后，在鍵槽 9與相向的鍵槽81、 82、 83、 84、 85及86間壓入鍵4。
在以上說明的第1實施形式中，可獲得以下那樣的效果。
在第l實施形式中，塊10、 20及30在轉子鐵心2的周向相互錯 開地依次層疊。這樣，即使在層疊的鐵心件5的板厚存在偏差的場合， 轉子鐵心2的軸向和周向的尺寸都變得均勻。因此，轉子鐵心的重量 平衡變得均勻，可減少旋轉中的噪聲、振動等。
在第l實施形式中，塊10、 20及30相應于大致360/3 ( deg)即 塊的分割數(shù)n在周向相互錯開，依次層疊。因此，可容易地使轉子鐵 心2的周向的重量平衡變得均勻。
在第1實施形式中，組11和12、組21和22、及組31和32在周 向上相互錯開大致180 (deg)層疊。因此，可容易地使塊10、 20及 30的重量平衡變得均勻。另外，可更細致地調節(jié)軸向的重量平衡。 (第2實施形式)
下面，根據(jù)圖4~圖6說明本發(fā)明的第2實施形式的旋轉電機的 轉子。在第2實施形式中，與第1實施形式的旋轉電機的轉子1的不 同之處在于，在分割的轉子鐵心的塊間形成臺階狀的扭斜。
轉子101的轉子鐵心102如圖6所示那樣被分割成n個例如三個 塊110、 120及130。塊110、 120及130分別被進一步分割成二個組 111和112、組121和122、及組131和132。如圖4和圖5所示那樣， 塊IIO、 120及130的鍵槽181、 182及183相互錯開大致60-6 (deg) ^卩大致360/ ( n x 2 )畫6 =360/ ( 3 x 2 ) - 6 ( deg)地i更置(n=3的場合)。
在這里，e為臺階狀的扭斜角。
另外，組111和112、組121和122、及組131和132與第1實施 形式同樣地在周向相互錯開大致180 (deg)地進行層疊。為此，在構 成轉子鐵心102的鐵心件105還在從鍵槽181、 182及183分別朝周向 錯開180 (deg)的位置設置鍵槽184、 185及186。在該場合，在鍵槽 181、 182、 183、 184、 185及186中的成為基準的鍵槽181，可與其它鍵槽182、 183、 184、 185及186區(qū)別地形成圓弧孔181a。
轉子鐵心102使塊110、 120、及130相互錯開大致60-6 (deg)， 再使組111和112、組121和122、組131和132在周向相互錯開大致 180 (deg)地依次層疊而形成。具體地說，如圖5 (A)、 (B)、 ( C )、 (D)、 (E)、及(F)所示那樣，在轉子鐵心102中，在組111中鍵槽 181與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組112中鍵槽184與旋轉軸3的鍵 槽9相向，在組121中鍵槽182與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組122 中鍵槽185與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組131中鍵槽183與旋轉軸 3的鍵槽9相向，在組132中鍵槽186與旋轉軸3的鍵槽9相向，按 這樣的狀態(tài)進行層疊。然后，在鍵槽9與面對鍵槽9的鍵槽181、 182、 183、 184、 185及186間壓入鍵4。
相互錯開大致60-6 (deg)地設置鍵槽181、 182及183，從而在 轉子鐵心102如圖6所示那樣在塊110與120及塊120與130間形成 磁極中心位置偏移，即臺階狀的扭斜。在圖6中，為了簡化說明，用 斜線表示在周向配置了多個的永久磁鐵61中的一個的位置關系。
因此，在第2實施形式中，可獲得與第1實施形式同樣的效果。 特別是在第2實施形式中，鍵槽181、 182及183相互錯開60-6 ( deg ) 地依次層疊，從而在塊110與120及塊120與130間使磁極形成臺階 狀扭斜。因此，可提高起動時、運行中的轉子的特性。 (第3實施形式)
下面，根據(jù)圖7~圖9說明本發(fā)明的第3實施形式的旋轉電機的 轉子。在第3實施形式中，與第2實施形式的旋轉電機的轉子101的 不同之處在于，在分割的轉子鐵心的組間使磁極形成臺階狀的扭斜。
轉子201的轉子^^心202如圖9所示那樣;敗分割成n個例如三個 塊210、 220及230。塊210、 220及230分別被進一步分割成二個組 211和212、組221和222、及組231和232。如圖7所示那樣，設于 轉子鐵心202的鍵槽281、 282及283在周向相互錯開大致60-2 x 6 (deg )艮卩大致360/ (ii x 2 )誦2 x 6 =360/ ( 3 x 2 ) -2 x 6 ( deg )地i殳
置。在這里，e為臺階狀的扭斜角。另外，組211和212、組221和222、及組231和232分別在周向 錯開大致180-6 (deg)地進行層疊。為此，在構成轉子鐵心202的 鐵心件205從鍵槽281錯開180-6 ( deg )地形成鍵槽284，同樣，從 鍵槽282錯開180-6 (deg)地形成鍵槽285，相對于鍵槽283錯開 180-6 (deg)地形成鍵槽286。在該場合，在鍵槽281、 282、 283、 284、 285及286中的成為基準的鍵槽281，可與其它鍵槽282、 283、 284、 285及286區(qū)別地形成圓弧孔281a。
轉子鐵心202使塊210、 220、及230在周向相互錯開大致60-2 x 6 (deg)，再使組211和212、組221和222、組231和232在周向相 互錯開大致180-0 (deg)地依次層疊而形成。具體地說，如圖8(A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)、及(F)所示那樣，在轉子鐵心202中，在 組211中鍵槽281與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組212中鍵槽284與 旋轉軸3的鍵槽9相向，在組221中鍵槽282與旋轉軸3的鍵槽9相 向，在組222中鍵槽285與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組231中鍵槽 283與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組232中鍵槽286與旋轉軸3的鍵 槽9相向，按這樣的狀態(tài)進行層疊。然后，在鍵槽9與面對鍵槽9的 鍵槽281、 282、 283、 284、 285及286間壓入鍵4。
在周向相互錯開大致60-2 x 6 ( deg )地設置鍵槽281、 282及283， 分別從鍵槽281、 282及283在周向相互錯開大致180-6 (deg)地設 置鍵槽284、 285及286，從而在轉子201如圖9所示那樣在組211與 212、組221與222、組231與232間使磁極產生臺階狀扭斜。在圖9 中，為了簡化說明，用斜線表示在周向配置了多個的永久磁鐵61中的 一個的位置關系。
因此，在笫3實施形式中，可獲得與第1實施形式同樣的效果。 特別是在第3實施形式中，在塊210內的組211與212、塊220內的 組221與222、及塊230內的組231與232間使磁極形成臺階狀扭斜。 這樣，形成于轉子201的臺階狀的扭斜在周向被分割得較細。因此， 可提高起動時、運行中的轉子的特性。 (第4實施形式)下面，根據(jù)圖10~圖12說明本發(fā)明的第4實施形式的旋轉電機 的轉子。在第4實施形式中，與上述各實施形式不同之處在于根據(jù)磁 極的數(shù)量求出對分割的塊進行層疊的基準位置。
轉子301的轉子鐵心302如圖12所示那樣被分割成n個例如三個 塊310、 320及330。塊310、 320及330分別被進一步分割成二個組 311和312、組321和322、及組331和332。然而，轉子鐵心302如 圖10所示那樣在周向具有16個磁性體槽6和永久磁鐵61。為此，作 為磁極的永久磁鐵61的數(shù)量不能按塊的分割數(shù)n=3除盡，所以，當 根據(jù)塊的分割數(shù)n配置鍵槽時，在塊310與320及塊320與330間磁 極的臺階狀扭斜產生偏差。因此，在第4實施形式中，不是以塊的分 割數(shù)n，而是以永久磁鐵61的數(shù)量即磁極的數(shù)量為基準決定鍵槽的位 置關系。
設于轉子鐵心302的磁極的數(shù)量為16個。即，各永久磁鐵61按 360/16=22.5 (deg)間隔設置。為此，在構成轉子鐵心302的鐵心件 305中，鍵槽382和383以鍵槽381為基準，將22.5 ( deg )設為基本 單位。在本實施形式中，鍵槽382從鍵槽381錯開大致卯-2x 6 (deg) =22.5x4-2x0 (deg)地設置。另外，鍵槽383從鍵槽382進一步錯 開大致45-2x 6 (deg) =22.5 x 2-2 x 6 ( deg )地設置。在這里，6 為臺階狀扭斜角。另外，鍵槽384、 385及386分別從鍵槽381、 382 及383按大致180-6 (deg)的間隔設置。在該場合，在鍵槽381、 382、 383、 384、 385及386中的成為基準的鍵槽381，可與其它鍵槽382、 383、 384、 385及386區(qū)別地形成圓弧孔381a。
轉子鐵心302使塊310與320錯開大致90-2 x 6 ( deg ),使塊320 與330錯開大致45-2 x 6 (deg)，再使組311和312、組321和322、 組331和332在周向相互錯開大致180-6 (deg)地依次層疊而形成。 具體地說，如圖11 (A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)、及(F)所示那樣， 在轉子鐵心302中，在組311中鍵槽381與旋轉軸3的鍵槽9相向， 在組312中鍵槽384與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組321中鍵槽382 與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組322中鍵槽385與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組331中鍵槽383與旋轉軸3的鍵槽9相向，在組332中鍵 槽386與旋轉軸3的鍵槽9相向，按這樣的狀態(tài)進行層疊。然后，在 鍵槽9與面對鍵槽9的鍵槽381、 382、 383、 384、 385及386間壓入 鍵4。
這樣，對于鍵槽381、 382及383，根據(jù)永久磁鐵61的數(shù)量決定 成為配置基準的角度，對于鍵槽384、 385及386，分別從鍵槽381、 382及383在周向錯開大致180-6 ( deg )，通過這樣地層疊，在轉子 301如圖12所示那樣在組311、 312、 321、 322、 331、及332間均勻 地形成臺階狀扭斜。在圖12中，為了簡化說明，用斜線表示在周向配 置了多個的永久磁鐵61中的一個的位置關系。
因此，在第4實施形式中，可荻得與第1實施形式同樣的效果。 特別是在第4實施形式中，根據(jù)磁性體槽6的數(shù)量設定鍵槽381、 382、 383、 384、 385及386的位置關系，從而在轉子4失心302的軸向均勻 地形成臺階狀扭斜。因此，即使在磁極的數(shù)量不能被塊的分割數(shù)n除 盡的轉子的場合，也可提高起動時、運行中的轉子的特性。 (其它實施形式)
在第1~第4實施形式中，以例說明使用了永久磁鐵的轉子。然 而，本發(fā)明還也適用于所謂的鼠籠式轉子。如圖13所示那樣，適用了 本發(fā)明的鼠籠式轉子401的轉子鐵心402通過層疊多個鐵心件405而 形成。鼠籠式轉子401與第1實施形式同樣地分割成n個例如三個塊。 各塊被進一步分割成二個組。
在構成轉子鐵心402的鐵心件405按大致60 ( deg)即大致360 (n x 2 ) =360/ (3 x 2 ) ( deg)間隔設置與旋轉軸3的鍵槽9 (都參照 圖2)相向的鍵槽481、 482、 483、 484、 485及486。轉子鐵心402 使旋轉軸3的鍵槽9與鍵槽481、鍵槽9與鍵槽484、鍵槽9與鍵槽 482、鍵槽9與鍵槽485、鍵槽9與鍵槽483、及鍵槽9與鍵槽486相 向地依次層疊各組。
轉子鐵心件402還在周向具有多個導體槽406。導體槽406沿軸 向貫通轉子鐵心402。在導體槽406例如由鋁壓鑄收容導體。此時，使收容于導體槽406的導體短路的端環(huán)形成于轉子鐵心402的軸向的
兩端。轉子鐵心402、旋轉軸3及端環(huán)一體地固定。端環(huán)也可與散熱 片等一體形成。
這樣，將轉子鐵心402分割成n個塊，例如分割成三個塊，將各 個塊進一步分割成二個組，使各組相互朝周向錯開地層疊，從而使得 轉子鐵心402的軸向和周向的重量平衡變得均勻。因此，即使在鼠籠 式轉子的場合，也可獲得與第1實施形式同樣的效果。
而且，在以上說明的各實施形式中，各塊分割成相互錯開大致180 (deg)或大致180-6 (deg)進行層疊的二個組。在這里，各塊的鐵 心件的層疊方法可如圖14 (A)所示那樣集中成同一組，也可如圖14 (B)所示那樣分散，或如圖14 (C)所示那樣每片交替地層疊。 本發(fā)明不限于上述各實施例和其變型例，在不脫離其要旨的范圍 可進行各種變更地實施。
權利要求
1.一種旋轉電機的轉子，其特征在于具有在板厚方向層疊多個鐵心件形成的轉子鐵心，上述轉子鐵心被分割成層疊片數(shù)大致相等的n個塊，n為3以上的整數(shù)，上述塊沿周向相互錯開地依次層疊著。
2. 根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于 上述塊在周向相互大致錯開360/n (deg)地依次層疊。
3. 根據(jù)權利要求2所述的旋轉電機的轉子，其特征在于 上述塊分割成層疊片數(shù)大致相等的二個組， 上述組在周向相互大致錯開180 (deg)地依次層疊。
4. 根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于 上述塊，以e作為臺階狀扭斜角，在周向相互錯開大致360/(nx2)畫6 Ueg)地依次層疊，上述塊進一步分割成層疊片數(shù)大致相等的二個組， 上述組在周向相互錯開大致180 (deg)地依次層疊。
5. 根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于 上述塊，以e作為臺階狀扭斜角，在周向相互錯開大致360/(nx2) -2x 6 (deg)地依次層疊，上述塊進一步分割成層疊片數(shù)大致相等的二個組， 上述組在周向相互錯開大致180-6 (deg)地依次層疊。
6. 根據(jù)權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于 上述塊進一步分割成層疊片數(shù)大致相等的二個組，上述組，以e作為臺階狀扭斜角，在周向相互錯開大致180-6 (deg)地依次層疊。
全文摘要
本發(fā)明的旋轉電機的轉子具有在板厚方向層疊多個鐵心件形成的轉子鐵心，上述轉子鐵心被分割成層疊片數(shù)大致相等的n個塊，n為3以上的整數(shù)，上述塊沿周向相互錯開地依次層疊。
文檔編號H02K15/02GK101577450SQ20091000366
公開日2009年11月11日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權日2008年5月9日
發(fā)明者垣內健男, 山田豐信, 川瀨弘明, 篠田芳郎 申請人:東芝產業(yè)機器制造株式會社