旋转电机的转子的制作方法

1.本实用新型涉及旋转电机的转子。


背景技术：

2.车辆等使用具有转子的旋转电机。作为以往的转子，公知有具有爪状的形状的磁极(以下，称为爪状磁极)的爪极型的转子。在这样的转子中，期望抑制爪状磁极的变形。专利文献1～专利文献5提出具备防止爪状磁极的变形的构件的转子。
3.专利文献1：日本特开2019-213441号公报
4.专利文献2：国际公开第2018/139561号
5.专利文献3：日本特开2017-220989号公报
6.专利文献4：日本特开平1-318532号公报
7.专利文献5：日本特开昭64-85547号公报


技术实现要素：

8.实用新型要解决的技术问题
9.也可以通过与专利文献1～专利文献5的旋转电机的转子不同的方法来抑制爪状磁极的变形。
10.本实用新型的课题在于，提供抑制了爪状磁极的变形的旋转电机的转子。
11.用于解决技术问题的方案
12.(1)本实用新型的一侧面所涉及的旋转电机的转子具备第一磁极、第二磁极、第一保持构件、第二保持构件。第一磁极具有第一圆环部以及第一爪部。第一爪部从第一圆环部沿轴向延伸。第一爪部在周向上彼此隔开间隔配置。第二磁极具有第二圆环部以及第二爪部。第二圆环部相对于第一圆环部而配置于轴向第一侧。第二爪部从第二圆环部沿轴向延伸。第二爪部在周向上与第一爪部交替配置。第一保持构件具有相对于第一爪部的前端部而配置于径向外侧的圆环状的第一卡合部。第二保持构件具有相对于第二爪部的前端部而配置于径向外侧的圆环状的第二卡合部。
13.根据该结构，环状的第一保持构件的第一卡合部能够与第一爪部的前端部抵接。同样，环状的第二保持构件的第二卡合部能够与第二爪部的前端部抵接。因此，能够抑制转子旋转期间第一磁极以及第二磁极的前端部超过第一以及第二卡合部的内径而向外周侧扩张而变形的情况。
14.(2)优选的是，第一卡合部的内径比由多个第一爪部的前端部的外周面构成的假想圆筒的外径大。第二卡合部的内径比由多个第二爪部的前端部的外周面构成的假想圆筒的外径大。
15.在这种情况下，在第一卡合部的内周面与由多个第一爪部的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。另外，在第二卡合部的内周面与由多个第二爪部的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。因此，即便在转子具备永磁铁的情
况下，组装时因压入等产生的切屑也不会附着于永磁铁。
16.(3)优选的是，第一保持构件还具有第一主体部。第一主体部为圆环状。第一卡合部从第一主体部向轴向第二侧延伸。在这种情况下，在将变矩器沿转子的轴向排列时，能够将第一卡合部用作变矩器的定芯用的构件。
17.(4)优选的是，第一爪部具有第一卡合凹部。卡合凹部在第一爪部的前端部的外周部沿周向延伸。第一卡合部构成为与第一卡合凹部卡合。在这种情况下，能够以镶嵌形式组装，因此，定位变容易。
18.(5)优选的是，旋转电机的转子还具备励磁线圈，上述励磁线圈相对于第一爪部以及第二爪部配置于径向内侧。
19.(6)优选的是，励磁线圈在轴向上比第一爪部长。在这种情况下，能够产生更强的磁通量。
20.(7)优选的是，旋转电机的转子还具备永磁铁，上述永磁铁在周向上配置于第一爪部与第二爪部之间。在这种情况下，通过利用基于永磁铁的磁通量，能够提高旋转电机的输出性能。
21.(8)优选的是，旋转电机的转子还具备防脱落机构，上述防脱落机构相对于第二保持构件而配置于轴向第二侧。在这种情况下，能够防止第二保持构件的脱落。
22.(9)优选的是，防脱落机构包括圆环状的板和卡环。卡环相对于板而配置于轴向第二侧。
23.实用新型效果
24.在以上那样的本实用新型中，能够提供抑制了爪状磁极的变形的旋转电机的转子。
附图说明
25.图1是本实施方式的旋转电机的转子的剖视图。
26.图2是本实施方式的旋转电机的转子的立体图。
27.图3是将本实施方式的旋转电机的转子分解的状态下的立体图。
28.图4是第一磁极的剖视图。
29.图5是从轴向第一侧观察第一磁极的立体图。
30.图6是提取出本实用新型的旋转电机的转子的一个相位的立体图。
31.图7是第二磁极的剖视图。
32.图8是将本实施方式的旋转电机的转子的一部分放大后的截面的示意图。
33.图9是表示第一磁极以及第二磁极与永磁铁的位置关系的图。
34.图10是表示防脱落机构的立体图。
35.图11是将本实施方式的旋转电机的转子的一部分放大后的剖视图。
36.图12是表示芯板的立体图。
37.图13是将本实施方式的旋转电机的转子的变形例的一部分放大后的截面的示意图。
38.图14是表示本实施方式的旋转电机的转子的变形例的第一磁极以及第二磁极与永磁铁的位置关系的图。
39.附图标记说明
40.10...第一磁极；11...第一圆环部；12...第一爪部；13...第一卡合凹部；14...第二卡合凹部；20...第二磁极；21...第二圆环部；22...第二爪部；23...第三卡合凹部；24...第四卡合凹部；30...第一保持构件；31...第一主体部；32...第一卡合部；40...第二保持构件；41...第二主体部；42...第二卡合部；50...励磁线圈；60...永磁铁；70...防脱落机构；71...板；72...卡环；80...芯板；81...圆环基部；82...卡合突出部；100...旋转电机的转子；200...变矩器。
具体实施方式
41.[整体结构]
[0042]
图1表示基于本实用新型的一实施方式的旋转电机的转子100。图1的剖视图中，o-o线是旋转轴线。需要说明的是，以下的说明中，“轴向”表示旋转轴o延伸的方向，将图1的左侧作为“轴向第一侧”，将图1的右侧作为“轴向第二侧”。另外，“径向”是指以旋转轴o为中心的圆的径向。“周向”是指以旋转轴o为中心的圆的周向。
[0043]
旋转电机的转子100相对于变矩器200配置于轴向第二侧。具体而言，旋转电机的转子100安装于变矩器200的叶轮壳201。在变矩器200的轴向第一侧配置有未图示的发动机。在旋转电机的转子100的轴向第二侧配置有未图示的变速器。旋转电机的转子100、发动机的输出轴、变矩器200具有相同的旋转轴o。
[0044]
参照图2以及图3，旋转电机的转子100是爪极型。旋转电机的转子100具备第一磁极10、第二磁极20、第一保持构件30、第二保持构件40。旋转电机的转子100还具备永磁铁60、防脱落机构70以及芯板80。
[0045]
[第一磁极10]
[0046]
参照图4～图6，第一磁极10能够旋转地配置。第一磁极10例如由铁等软磁性体构成。第一磁极10具有第一圆环部11和多个第一爪部12。
[0047]
第一圆环部11是圆环状，并在中央部具有孔。
[0048]
第一爪部12从第一圆环部11向轴向第一侧延伸。更具体而言，第一爪部12从第一圆环部11的外周部向轴向第一侧延伸。第一爪部12在周向上相互隔开间隔配置。多个第一爪部12的轴向的长度全部相同。由多个第一爪部12的外周面构成的假想圆筒的外径大于第一圆环部11的外径。第一爪部12相对于第二磁极20处于非接触状态。第一爪部12构成为相对于第二磁极20的第二圆环部21在径向上具有径向间隙。
[0049]
第一爪部12具有第一卡合凹部13。第一卡合凹部13在第一爪部12的前端部的外周部沿周向延伸。第一卡合凹部13是通过对第一爪部12的前端部的外周端缘开设缺口而形成的台阶部。各第一卡合凹部13的外周面位于以旋转轴o为中心的相同的圆周上。
[0050]
第一爪部12具有第二卡合凹部14。第二卡合凹部14在第一爪部12的基端部的外周部沿周向延伸。第二卡合凹部14是通过对第一爪部12的基端部的外周端缘开设缺口而形成的台阶部。各第二卡合凹部14的外周面位于以旋转轴o为中心的相同的圆周上。
[0051]
更详细而言，第一爪部12包括第一脚部12a和第一突起部12b。第一脚部12a从第一圆环部11向径向外侧延伸。更具体而言，第一脚部12a从第一圆环部11的外周部向径向外侧延伸。第一突起部12b从第一脚部12a的外周部向轴向第一侧延伸。第一突起部12b例如是矩
形薄板状。
[0052]
[第二磁极20]
[0053]
参照图3、图6以及图7，第二磁极20配置于第一磁极10的轴向第一侧且能够旋转。第二磁极20例如由铁等软磁性体构成。第二磁极20具有第二圆环部21和多个第二爪部22。
[0054]
第二圆环部21为圆环状，且在中央部具有孔。第二圆环部21相对于第一圆环部11配置于轴向第一侧。
[0055]
第二爪部22从第二圆环部21向轴向第二侧延伸。更具体而言，第二爪部22从第二圆环部21的外周部向轴向第二侧延伸。第二爪部22在周向上相互隔开间隔配置。第二爪部22与第一爪部12交替配置。多个第二爪部22的轴向的长度全部相同。由多个第二爪部22的外周面构成的假想圆筒的外径大于第二圆环部21的外径。第二爪部22相对于第一磁极10而成为非接触状态。第二爪部22构成为，相对于第一磁极10的第一圆环部11在径向上具有径向间隙。
[0056]
第二爪部22具有第三卡合凹部23。第三卡合凹部23在第二爪部22的前端部的外周部沿周向延伸。第三卡合凹部23是通过对第二爪部22的前端部的外周端缘开设缺口而形成的台阶部。各第三卡合凹部23的外周面位于以旋转轴o为中心的相同的圆周上。
[0057]
第二爪部22具有第四卡合凹部24。第四卡合凹部24在第二爪部22的基端部的外周部沿周向延伸。第四卡合凹部24是通过对第二爪部22的基端部的外周端缘开设缺口而形成的台阶部。各第四卡合凹部24的外周面位于以旋转轴o为中心的相同的圆周上。
[0058]
更详细而言，第二爪部22包括第二脚部22a和第二突起部22b。第二脚部22a从第二圆环部21向径向外侧延伸。更具体而言，第二脚部22a从第二圆环部21的外周部向径向外侧延伸。第二突起部22b从第二脚部22a的外周部向轴向第二侧延伸。第二突起部22b例如为矩形薄板状。
[0059]
[第一保持构件30]
[0060]
第一保持构件30为圆环状。第一保持构件30通过间隙嵌合而装配于第一爪部12的前端部。
[0061]
参照图1，详细而言，第一保持构件30具有第一主体部31和第一卡合部32。第一主体部31为圆环状。
[0062]
第一卡合部32在第一主体部31的外周部向轴向第二侧突出，并沿周向延伸。第一卡合部32为圆环状。第一卡合部32由台阶部构成。第一卡合部32相对于第一爪部12的前端部而配置于径向外侧。换句话说，第一保持构件30配置于第一爪部12的前端部的径向外侧。
[0063]
第一卡合部32的内径比由多个第一爪部12的前端部的外周面构成的假想圆筒的外径大。换句话说，在第一卡合部32的内周面与由多个第一爪部12的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。但是，第一卡合部32的至少一处可以通过变矩器200的叶轮壳201、芯板80以及至少一个第一爪部12的前端部的外周面中的任一者以上的构件来支承。
[0064]
参照图6，第一卡合部32卡合于第一爪部12的第一卡合凹部13和第二爪部22的第四卡合凹部24。由此，能够通过镶嵌形式来组装，因此，定位变容易。
[0065]
第一保持构件30由非磁性体构成。非磁性体例如为铝或者奥氏体不锈钢等。
[0066]
[第二保持构件40]
[0067]
第二保持构件40为圆环状。第二保持构件40通过间隙嵌合而装配于第二爪部22的前端部。
[0068]
参照图1，详细而言，第二保持构件40具有第二主体部41和第二卡合部42。第二主体部41为圆环状。
[0069]
第二卡合部42在第二主体部41的外周部向轴向第一侧突出，并沿周向延伸。第二卡合部42为圆环状。第二卡合部42由台阶部构成。第二卡合部42相对于第二爪部22的前端部而配置于径向外侧。换句话说，第二保持构件40配置于第二爪部22的前端部的径向外侧。
[0070]
第二卡合部42的内径比由多个第二爪部22的前端部的外周面构成的假想圆筒的外径大。换句话说，在第二卡合部42的内周面与由多个第二爪部22的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。但是，第二卡合部42的至少一处也可以通过芯板80以及至少一个第二爪部22的前端部的外周面中的任一者以上的构件而支承。
[0071]
参照图6，第二卡合部42与第一爪部12的第二卡合凹部14和第二爪部22的第三卡合凹部23卡合。
[0072]
第二保持构件40由非磁性体构成。非磁性体例如为铝或者奥氏体不锈钢等。
[0073]
[永磁铁60]
[0074]
参照图6、图8以及图9，永磁铁60为矩形板状。永磁铁60在周向上配置于第一爪部12与第二爪部22之间。永磁铁60通过由第一爪部12以及第二爪部22从径向外侧按压而被支承。永磁铁60能够配置于第一爪部12与第二爪部22之间的全部或者其一部分。永磁铁60的轴向第一侧的端部与第一保持构件30的第一卡合部32接触，永磁铁60的第二侧端部与第二保持构件40的第二卡合部42接触。由此，永磁铁60在轴向上被定位。永磁铁60的第一侧端部没有与第一保持构件30的第一主体部31接触。永磁铁60的第二侧端部没有与第二保持构件40的第二主体部41接触。
[0075]
永磁铁60是以钕作为主原料的磁铁或者以铁氧体作为主原料的磁铁。具体而言，作为永磁铁60，例如能够使用smco磁铁、alnico磁铁或者钕磁铁(
ネオジムボンド
磁石)等各种种类的永磁铁60。
[0076]
根据该结构，通过利用由永磁铁60产生的磁通量，能够提高旋转电机的输出性能。
[0077]
[防脱落机构70]
[0078]
参照图10，防脱落机构70相对于第二保持构件40而配置于轴向第二侧。在本实施方式中，在第二保持构件40的第二卡合部42的内周面与由多个第二爪部22的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。因此，第二保持构件40有可能在旋转期间脱落。然而，通过防脱落机构70，能够防止第二保持构件40脱落。
[0079]
防脱落机构70包括圆环状的板71和卡环72。板71具有沿轴向贯通的多个贯通孔71a。贯通孔71a在周向上相互隔开间隔配置。卡环72相对于板71而配置于轴向第二侧。卡环72限制板71的轴向的动作。
[0080]
[芯板80]
[0081]
参照图11以及图12，芯板80能够旋转地配置。芯板80由非磁性体构成。非磁性体例如为铝、奥氏体不锈钢或者树脂材料。芯板80具有圆环基部81和多个卡合突出部82。
[0082]
圆环基部81为圆环状，并在中央部具有孔。在该孔中，圆环基部81由变矩器200的叶轮壳201支承。
[0083]
卡合突出部82从圆环基部81向轴向第二侧延伸。更具体而言，卡合突出部82从圆环基部81的外周部向轴向第二侧延伸。卡合突出部82在周向上相互隔开间隔配置。多个卡合突出部82的轴向的长度全部相同。由多个卡合突出部82的外周面构成的假想圆筒的外径比圆环基部81的外径大。卡合突出部82包括一对脚部82a以及82b。在一对脚部82a以及82b之间配置有第一爪部12。通过一对脚部82a以及82b之间的部分，支承第一爪部12。在相邻的卡合突出部82之间配置有第二磁极20的第二爪部22。相邻的卡合突出部82从周向夹持并支承第二爪部22。根据该结构，能够在周向上以非接触状态保持第一磁极10和第二磁极20。
[0084]
在卡合突出部82的前端部配置有防脱落机构70的板71。卡合突出部82穿过板71的贯通孔71a。另外，卡合突出部82在前端部的内周面具有槽82c。槽82c沿周向延伸。在槽82c卡合有卡环72。即，卡环72被卡合突出部82按压。卡合突出部82由第二保持构件40的第二卡合部42限制径向的动作。根据该结构，能够抑制在旋转期间卡合突出部82的前端部向外周侧打开。
[0085]
[励磁线圈50]
[0086]
参照图1，本实用新型的一实施方式的旋转电机在转子100的径向内周侧具备励磁线圈50。励磁线圈50相对于第一爪部12以及第二爪部22而配置于径向内侧。在本实施方式中，相对于变矩器200沿轴向排列配置转子100。因此，能够将励磁线圈50相对于第一爪部12以及第二爪部22而配置于径向内侧。由此，环状的第一保持构件30能够与第一爪部12的前端部抵接。同样，环状的第二保持构件40能够与第一爪部12的基端部抵接。
[0087]
励磁线圈50通过直流电流对磁通量进行励磁。励磁线圈50在轴向上比第一爪部12长。由此，除了利用基于永磁铁60的磁通量之外还利用励磁线圈50的磁通量，从而能够提高旋转电机的输出性能。
[0088]
[动作以及作用]
[0089]
在使用了如以上那样构成的转子100的旋转电机中，说明以旋转电机作为起动机发挥启动功能的情况。基于发动机的启动指令，驱动未图示的逆变器而使三相交流电流在定子流动而使定子磁化，并且使电流在励磁线圈50流动。使电流在励磁线圈50流动，对转子100的第一磁极10和第二磁极20进行励磁。第一磁极10与第二磁极20例如分别被磁化为n极和s极。作为其结果，转子100相对于定子开始旋转，并且，在定子中产生具有感应电压的电动势。
[0090]
其后，感应电压与转子100的旋转速度对应地增加。在转子100的旋转速度达到比与发动机的怠速对应的怠速旋转速度低的最初点火的旋转速度时，逆变器的驱动停止。以后，以保持预定的感应电压(要求电压)的方式自动转移至发电模式即以旋转电机作为发电机发挥发电功能的模式。
[0091]
在该发电模式中，在持续对励磁线圈50进行励磁时，以使感应电压一定为预定的感应电压的方式调整励磁电流。在调整励磁电流时，首先，以使励磁线圈50的磁化力成为一定的方式调整励磁电流。在该状态下，若转子100旋转，则旋转电机作为发电机发挥功能。
[0092]
作为其结果，通过将发动机与旋转电机连结，能够使发动机启动，且在行驶期间能够使旋转电机作为发电机(generator)发挥功能。
[0093]
环状的第一保持构件30的第一卡合部32能够与第一爪部12的前端部的外周面抵接。同样，环状的第二保持构件40的第二卡合部42能够与第二爪部22的前端部的外周面抵
接。因此，在转子100相对于定子旋转期间，能够抑制在转子100旋转期间第一爪部12以及第二爪部22的前端部超过第一保持构件30以及第二保持构件40的内径而向外周侧扩张而变形的情况。
[0094]
另外，若通过压入等方法装配第一保持构件30，则会产生切屑。在转子100具备永磁铁60的情况下，产生如下问题：该切屑附着于永磁铁60，永磁铁60的功能降低。然而，在本实施方式中，第一保持构件30的第一卡合部32的内径比由多个第一爪部12的前端部的外周面构成的假想圆筒的外径大。换句话说，在第一保持构件30的第一卡合部32的内周面与由多个第一爪部12的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙。由于具有该间隙，所以能够在装配第一保持构件30时通过间隙嵌合进行装配。因此，即便在转子100具备永磁铁60的情况下，也不会产生由于切屑而使永磁铁60的功能降低这样的问题。
[0095]
此处，在第一保持构件30的第一卡合部32的内周面与由多个第一爪部12的前端部的外周面构成的假想圆筒的外周面之间存在间隙的情况下，若转子100旋转，则产生如下问题：第一保持构件30与第一爪部12相对旋转而使第一保持构件30以及/或者第一爪部12磨损。然而，在本技术的转子100中，若转子100旋转，则多个第一爪部12的前端部向外周侧打开，与第一保持构件30的第一卡合部32的内周面抵接。由此，将第一保持构件30固定。因此，不会产生第一保持构件30与第一爪部12相对旋转而使第一保持构件30以及/或者第一爪部12磨损这样的问题。
[0096]
[其它实施方式]
[0097]
本实用新型不限定于以上那样的实施方式，能够不脱离本实用新型的范围地进行各种变形或者修正。
[0098]
变形例1
[0099]
在上述实施方式中，第二爪部22包括第二脚部22a和第二突起部22b。然而，没有特别限定于此。也可以是，第二爪部22不包括第二脚部22a，且第二突起部22b从第二圆环部21的轴向第二侧侧面直接延伸。
[0100]
同样，在上述实施方式中，第一爪部12包括第一脚部12a和第一突起部12b。然而，没有特别限定于此。也可以是，第一爪部12不包括第一脚部12a，且第一突起部12b从第一圆环部11的轴向第一侧侧面直接延伸。
[0101]
变形例2
[0102]
在上述实施方式中，将第四卡合凹部24设置于第二爪部22，使第一卡合部32与第四卡合凹部24卡合。然而，没有特别限定于此。例如在变形例1中，第四卡合凹部24也可以配置于第二圆环部21的轴向第一侧的外周部。
[0103]
同样，在上述实施方式中，将第二卡合凹部14设置于第一爪部12，与第二卡合部42卡合。然而，没有特别限定于此。例如在变形例1中，第二卡合凹部14也可以配置于第一圆环部11的轴向第二侧的外周部。
[0104]
变形例3
[0105]
在上述实施方式中，旋转电机的转子100安装于变矩器200的叶轮壳201。然而，没有特别限定于此。旋转电机的转子100也可以安装于其它装置。其它装置例如为减振器。
[0106]
变形例4
[0107]
在上述实施方式中，永磁铁60通过由第一磁极10的第一爪部12以及第二磁极20的
第二爪部22从径向外侧按压而被支承。然而，没有特别限定于此。如图13所示，也可以是，永磁铁60通过由第一保持构件30的第一卡合部32以及第二保持构件40的第二卡合部42从径向外侧按压而被支承。也可以是，永磁铁60的轴向第一侧的端部与第一保持构件30的第一主体部31接触，永磁铁60的第二侧端部与第二保持构件40的第二主体部41接触。在这种情况下，如图14所示，第一爪部12以及第二爪部22不需要从径向外侧按压永磁铁60那样的构造。因此，能够简化第一磁极10以及第二磁极20的工艺。