專利名稱：旋轉電機的轉子及其制造方法
技術領域：
本發明涉及具有多個磁極的旋轉電機的轉子、以及該轉子的制造方法。
背景技術：
已經提出一種結構，即在固定在轉子軸的外周的層疊鐵心的外周具有多個 永磁體的旋轉電機的轉子中，利用由非磁性構件形成的罩蓋，覆蓋這些永磁體 在軸向的兩端部(例如，參照專利文獻l)。
專利文獻1中揭示的以往的旋轉電機的轉子，利用粘接劑將設置在轉子上 的非磁性罩蓋與永磁體固定。根據這樣構成的以往的旋轉電機的轉子，通過層 疊鐵心與永磁體的固定、以及永磁體與罩蓋的固定，能夠確定永磁體對于轉子 的圓周方向的位置，并進行固定。
另外，作為別的以往的旋轉電機的轉子，已經提出了一種結構，即在軛鐵 的外周配置永磁體，利用由非磁性構件形成的緊箍環覆蓋永磁體的外周，利用 螺栓等緊固構件，將該緊箍環從軛鐵的外周一側向徑向的內側壓緊固定(例如
參照專利文獻2)。
專利文獻2中所示的以往的旋轉電機的轉子將緊箍環從外周一側向軛鐵一 側壓緊，對永磁體產生緊固力，確定永磁體左圓周方向上的位置。 [專利文獻1]特開2001-25193號公報 [專利文獻2]實開昭55-120285號公報
專利文獻l所示的以往的旋轉電機的轉子的情況下，在粘接劑固化之前的 期間，或者在粘接劑沒有足夠的固定力時，不能確定并固定永磁體的圓周方向 位置。由于永磁體的圓周方向位置對于旋轉電機的齒槽效應轉矩有很大的影 響，因此在永磁體的圓周方向位置不能固定在規定的位置時，存在的問題是， 產生齒槽效應轉矩的惡化及變動，旋轉電機產生振動及噪聲。
另外，專利文獻2所揭示的以往的旋轉電機的轉子的情況下，由于需要固定緊箍環用的螺栓等緊固構件，因此導致材料費及加工費等增大。再有，必須 將永磁體間的間隙取得較大，以超過緊固構件的尺寸以上，若假設不改變旋轉 電機的體積，則導致轉矩降低。另外，為了彌補該轉矩降低而延長旋轉電機的 軸長等，將導致大型化，導致制造成本增加。
本發明是為了解決以往的旋轉電機的轉子中的前述那樣的問題而提出的， 其目的在于提供一種沒有產生齒槽效應轉矩的惡化及變動、而且沒有導致大型 化及成本增加的旋轉電機的轉子。
另外，本發明的目的在于提供一種沒有導致成本增大而容易制造沒有產生 齒槽效應轉矩的惡化及變動的旋轉電機的轉子的制造方法。

發明內容
本發明有關的旋轉電機的轉子，具有固定在轉子鐵心上、沿前述轉子鐵心 的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極，其中，具有安裝在前述多個磁極的外周 面的筒狀的非磁性環，前述非磁性環具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的 多個內徑鼓出部。
另外，本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有 固定在轉子鐵心上、沿前述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以 及具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，該制 造方法具有以下工序將具有多個內徑鼓出部的筒狀的非磁性環安裝在前述磁 極的外周面的工序；以及在前述安裝的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成 向前述非磁性環的徑向內側延伸的徑向延伸部的工序。
另外，本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有
固定在轉子鐵心上、沿前述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以 及具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，該制
造方法具有以下工序將實質上圓筒形狀的非磁性環壓入前述多個磁極的外周
面的工序；以及在前述壓入的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向前述非
磁性環的徑向內側延伸的徑向延伸部的工序，通過基于前述壓入而使前述實質
上圓筒形狀的非磁性環產生變形，來形成前述非磁性環的前述多個內徑鼓出部。再有，本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有 固定在轉子鐵心上、沿前述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以 及具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，該制 造方法具有以下工序將實質上圓筒形狀的非磁性環熱套在前述多個磁極的外
周面的工序；以及在前述熱套的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向前述 非磁性環的徑向內側延伸的徑向延伸部的工序，通過基于前述熱套而使前述實 質上圓筒形狀的非磁性環產生變形，來形成前述非磁性環的前述多個內徑鼓出部。
根據本發明的旋轉電機的轉子，由于安裝在多個磁極的外周面的筒狀的非 磁性環具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部，因此能夠將 多個磁極確實固定在轉子的規定位置，能夠提供沒有產生齒槽效應轉矩的惡化 及變動、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機。
另外，根據本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，由于具有將具有 多個內徑鼓出部的筒狀的非磁性環安裝在前述磁極的外周面的工序；以及在前 述安裝的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向前述非磁性環的徑向內側延 伸的徑向延伸部的工序，因此能夠沒有導致成本增大而容易制造沒有產生齒槽 效應轉矩的惡化及變動的、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機。
另外，根據本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，由于具有將實質 上圓筒形狀的非磁性環壓入前述多個磁極的外周面的工序；以及在前述壓入的 非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向前述非磁性環的徑向內側延伸的徑向 延伸部的工序，并且通過基于前述壓入而使前述實質上圓筒形狀的非磁性環產 生變形，來形成前述非磁性環的前述多個內徑鼓出部，因此能夠容易形成具有 多個內徑鼓出部的非磁性環，能夠沒有導致成本增大而容易制造沒有產生齒槽 效應轉矩的惡化及變動的、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機。
再有，根據本發明有關的旋轉電機的轉子的制造方法，由于具有將實質 上圓筒形狀的非磁性環熱套在前述多個磁極的外周面的工序；以及在前述熱套 的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向前述非磁性環的徑向內側延伸的徑 向延伸部的工序，并且通過基于前述熱套而使前述實質上圓筒形狀的非磁性環 產生變形，來形成前述非磁性環的前述多個內徑鼓出部，因此能夠容易形成具有多個內徑鼓出部的非磁性環，能夠沒有導致成本增大而容易制造沒有產生齒 槽效應轉矩的惡化及變動的、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機。


圖1是用橫截面表示根據本發明實施形態1的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖2是用縱截面表示根據本發明實施形態1的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖3是用橫截面表示根據本發明實施形態1的旋轉電機的轉子的說明圖。
圖4是用橫截面表示根據本發明實施形態2的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖5是用部分放大橫截面表示根據本發明實施形態2的旋轉電機的轉子的
說明圖。
圖6是用橫截面表示根據本發明實施形態3的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖7是用橫截面表示根據本發明實施形態4的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖8是表示根據本發明實施形態4的旋轉電機的轉子在非磁性環安裝前的 狀態下的說明圖。
圖9是用橫截面表示根據本發明實施形態5的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖10是用縱截面表示根據本發明實施形態5的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖11是用橫截面表示根據本發明實施形態6的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖12是表示根據本發明實施形態6的旋轉電機的轉子的非磁性環的說明圖。
圖13是用縱截面表示根據本發明實施形態7的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖14是用縱截面表示根據本發明實施形態8的旋轉電機的轉子的說明圖。 圖15是說明根據本發明實施形態9的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。
圖16是說明根據本發明實施形態9的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。
圖17是說明根據本發明實施形態12的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。
圖18是說明根據本發明實施形態13的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。[標號說明] 1轉子軸
2 轉子鐵心
21 端板
22 磁極固定部
3 磁極
4非磁性環
41 內徑鼓出部
42 小直徑部
43、 44、 48 徑向延伸部
45 軸向延伸部
46、 47 大直徑部
411 平板
412、 413 接合部
6、 13、 14 定位機構
12 切線
具體實施方式
實施形態1
以下，根據圖1至圖3，說明本發明實施形態1有關的旋轉電機的轉子。 圖1是用橫截面表示根據本發明實施形態1的旋轉電機的轉子的說明圖。圖2 是用縱截面表示該轉子的說明圖。圖3是用橫截面表示該轉子的說明圖。在圖 1及圖2中，旋轉電機的轉子軸1被分別設置在一對端蓋(未圖示)上的軸承支 持，并可自由旋轉。對于將環狀的磁性薄板沿軸向層疊而構成筒狀的轉子鐵心 2，轉子軸1利用壓入等方法插入其中心貫通孔，與轉子軸1固定并形成一體。
在轉子鐵心2的軸向一端，在其鐵心端面利用巻邊等方法固定端板21。如 圖1及圖3所示，轉子鐵心2的橫截面形成正十邊形，在其外周面固定10個 利用長度方向沿轉子鐵心2的軸向延伸的長方形平坦面形成的磁極固定部22。
利用永磁體構成的磁極3具有用長方形的平坦面構成的底面；用對于底面實質上垂直的平面構成的四面的側面；以及與這些側面相連、沿轉子鐵心2
的圓周方向形成實質上圓弧狀的外周面。這樣構成的IO個磁極3的各自的底 面，利用粘接劑與轉子鐵心2的各磁極固定部22粘接，通過這樣與轉子鐵心2 固定。這IO個磁極3以轉子軸1的軸心為中心，沿轉子鐵心2的圓周方向隔 著間隙IO等間距配置。
利用非磁性體的不銹鋼形成的非磁性環4，覆蓋固定在轉子鐵心2上的10 磁極3的外周面那樣地安裝。非磁性環4具有與磁極3相同數量即10個圓弧 狀的內徑鼓出部41，外形形成將這些內徑鼓出部41作為緩慢變化的棱線的實 質上正十邊形的筒狀體。
非磁性環4的內徑鼓出部41的內周面與各磁極3的外周面接觸，對各磁 極3向非磁性環4的徑向內側給予靠緊力。另外，非磁性環4是這樣構成，它 在位于該內徑鼓出部41的相互間的實質上中間部分的部位形成小直徑部42, 其中小直徑部42的內周面形成最小的半徑，內徑鼓出部41的內周面形成最大 的半徑。多個磁極3的外接圓周長L、與非磁性環4的內周長Ll的關系設定為 [L>L1]。
將非磁性環4的內徑鼓出部41的內周面的半徑設定為與從轉子鐵心2的 軸心到達磁極3的圓弧上的外周面的距離相等，基于非磁性環4的拉伸力，對 各磁極3給予向轉子鐵心2的徑向內側的靠緊力，確實與轉子鐵心2的磁極固 定部21固定。
再有，如前所述，由于非磁性環4形成具有內徑鼓出部41及小直徑部42 的實質上正十邊形的形狀，小直徑部42配置在相鄰的磁極相互間的間隙10處， 因此各磁極3在轉子鐵心2上的圓周方向位置確實被限制。因而，各磁極3在 轉子鐵心2上的圓周方向位置不會因旋轉電機運轉中的振動等而變化。
這里，若對轉子鐵心2、磁極3、及非磁性環4的結構進行一般性說明， 則設旋轉電機的轉子的極數、即磁極3的數量為n，非磁性環4形成實質上正 n邊形，各磁極3沿轉子的圓周方向以等間距配置。以轉子軸l的軸心為中心， 相鄰磁極3的各通過中心部的軸所夾的角度6如圖3所示，為[6=360° /n]。
非磁性環4如圖2所示，具有將其軸向的兩端部向轉子鐵心2的徑向內側 彎折、向徑向內側延伸那樣形成的徑向延伸部43、 44，其一方的徑向延伸部43與轉子鐵心2的一方的軸向端部的端板21接觸，另一方的徑向延伸部44與 轉子鐵心2的另一方的軸向端面接觸。轉子鐵心2的磁極固定部22的軸向長 度H、與磁極3的底面的軸向長度H1的關系設定為[H>H1]，磁極3的一方 的軸向端面配置在轉子鐵心2的軸向端面的軸向內側。
如前所述，由于在非磁性環4的軸向兩端面設置徑向延伸部43及44，因 此能夠限制非磁性環4在軸向的位置偏移。另外，通過使磁極3的軸向的一個 端面與非磁性環4的徑向延伸部43的內表面接觸，能夠提高磁極3的軸向位 置的限制力。
再有，由于利用非磁性環4的徑向延伸部43及44覆蓋磁極3的軸向兩端 面，因此對來自外部的異物能夠保護磁極3的兩端面，同時即使磁極3萬一破 損，也能夠防止磁極3向外部飛散。另外，如前所述，由于設定磁極3的鐵心 粘貼面即底面的軸向長度H1比轉子鐵心2的磁極固定部22的軸向長度H要短， 因此能夠使磁極3的軸向端面相對于非磁性環4及轉子鐵心2磁極固定部22 位于軸向內側，能夠保護磁極3的軸向端面。
另外，在本實施形態l中，作為非磁性環4，由于使用不銹鋼，因此能夠 使非磁性環4的重量輕，而且形成高強度，能夠提高對磁極3的靠緊力，對磁 極3給予大的限制力。
根據以上那樣構成的本發明實施形態1有關的旋轉電機的轉子，利用非磁 性體形成的非磁性環4對于利用永磁體形成的磁極3，能夠給予向轉子鐵心2 的徑向內側的靠緊力，同時利用非磁性環4的內徑鼓出部，能夠限制磁極3的 圓周方向位置。因而，容易將磁極位置的配置限制在對于解決齒槽效應轉矩有 效的部位。
再有，由于磁極3利用非磁性環4的內徑鼓出部41，限制轉子鐵心2沿圓 周方向等間距配置的圓周方向位置，其位置不會變動，因此齒槽效應轉矩不會 因磁極的圓周方向位置的變動而增大，能夠減少齒槽效應轉矩。另外，通過磁 極3沿圓周方向等間距配置，對非磁性環4產生的拉伸力均勻，因此不容易產 生磁極3的位置偏移，能夠將磁極3確實限制在規定的位置。
實施形態2以下，根據圖4及圖5，說明本發明實施形態2有關的旋轉電機的轉子。
圖4是用橫截面表示根據本發明實施形態2的旋轉電機的轉子的說明圖。圖5 是用部分放大橫截面表示該轉子的說明圖。在圖4中，配置在由永磁體形成的 磁極3的外周面的、由非磁性體即鋁構成的非磁性環4的內周面，具有通過相 鄰的磁極相互間的相鄰的磁極3的外周面的切線12之上、或比該切線12位于 轉子鐵心2—側的形狀。即，如圖5所示，將從切線12向轉子鐵心2的徑向 內側的方向作為正，則通過相鄰的磁極3的外周面的切線12與非磁性環4的 內周面之間的轉子鐵心2的徑向距離d設定為[d)O]。另外，其它的結構與 實施形態1的旋轉電機的轉子相同。
在非磁性環4的內周面與相鄰的磁極3的外周的切線12 —致時，幾何學 上是非磁性環4的最小周長，能夠減少材料使用量，同時對磁鐵，能夠得到徑 向及圓周方向的大的靠緊力，能夠實現牢固的位置限制。另外，在非磁性環4 的內周面在相鄰的磁極3的外周的切線12的內徑一側時，由于磁極3與非磁 性環4的內周面的接觸面增加，因此特別是圓周方向的位置限制精度提高。
根據以上那樣構成的實施形態2有關的旋轉電機的轉子，由于非磁性環4 的內周面與相鄰的磁極3、 3的外周面的切線12之上重合，或者存在于轉子的 徑向內側，因此磁極3與非磁性環4的內周面的接觸面增加，所以對于磁極3 在圓周方向的位置的限制效果特別顯著，磁極3的配置位置的精度提高。
另外，根據本發明實施形態2，由于利用鋁來構成非磁性環4，因此能夠 更便宜，而且重量輕。另外， 一般，由永磁體形成的磁極3的剩磁通密度隨溫 度上升而降低，但在本發明實施形態2中，用具有高的熱傳導性的鋁構成非磁 性環4，如前所述，設定為[d》0]，增大非磁性環4與磁極3的外周面的接 觸面積，同時利用非磁性環4有效地使磁極3的發熱散發，能夠利用轉子的旋 轉從非磁性環4的外周面加大熱量散出，能夠提高磁極3的耐去磁性，同時能 夠提高旋轉電機的特性。
實施形態3
以下，根據圖6，說明本發明實施形態3有關的旋轉電機的轉子。圖6是 用橫截面表示根據本發明實施形態3的旋轉電機的轉子的說明圖。根據實施形態1及實施形態2，磁極3的位置限制是僅利用由粘接劑形成的與轉子鐵心2
的磁極固定部22的粘接力、以及非磁性環4的圓周方向位置限制力給予的， 但根據本實施形態3的旋轉電機的轉子，在轉子鐵心2上具有限制磁極3在圓 周方向的位置的定位機構。
艮P，在圖6中，定位機構6利用在轉子鐵心2的外周面上沿轉子鐵心2的
軸向延伸的突條體構成，利用不銹鋼、鋁、或樹脂等非磁性材料形成。該定位 機構6在轉子鐵心2的周面上設置10個，各定位機構6沿轉子鐵心2的圓周 方向通過間隔配置。
各定位機構6壓入在轉子鐵心2的外周面的棱線部形成的沿軸向延伸的凹 槽61內進行固定，形成為與轉子鐵心2的軸向長度實質上相同的長度，其圓 周方向的至少一個側面與磁極3的圓周方向的至少一個側面接觸，來限制該磁 極3在圓周方向的位置。
各定位機構6可以插入凹槽61內，利用粘接劑來粘接固定，或者也可以 不設置凹槽61，僅利用粘接劑來粘接固定，再有，也可以不設置凹槽61，而 利用焊接等手段固定在轉子鐵心2的外周面上。另外，其它的結構與實施形態 l或2相同。
根據本發明實施形態3有關的旋轉電機的轉子，通過使磁極3與定位機構 6接觸來配置，能夠確實限制圓周方向的位置。再有，與利用具有內徑鼓出部 41的多邊形的非磁性環4產生的對磁極3的圓周方向位置的限制力共同作用， 能夠得到極大的位置限制力。另外，構成定位機構6的材料雖可以任意選擇， 但若如前述那樣采用不銹鋼、鋁、或樹脂等非磁性材料，則能夠力圖降低來自 磁極間的漏磁通，提高轉矩。
實施形態4
以下，根據圖7及圖8，說明本發明實施形態4有關的旋轉電機的轉子。 圖7是用橫截面表示根據本發明實施形態4的旋轉電機的轉子的說明圖，圖8 是表示該轉子在非磁性環安裝前的狀態下的說明圖。在圖7及圖8中，定位機 構13利用從轉子鐵心2的外周面向徑向外側延伸的突條體構成。該定位機構 13是與構成轉子鐵心2的磁性薄板一體沖壓而形成。這樣構成的IO個定位機構13順著轉子鐵心2的棱線部沿軸向延伸，各定
位機構13形成為與轉子鐵心2的軸向長度實質上相同的長度，其圓周方向的 至少一個側面與磁極3的圓周方向的至少一個側面接觸，來限制該磁極3在圓 周方向的位置。另外，其它結構與實施形態l或2相同、
根據本發明實施形態4有關的旋轉電機的轉子，由于將磁極3的圓周方向 的定位機構13與轉子鐵心2形成為一體，因此結構簡單，而且制造容易。再 有，與實施形態3相同，與利用具有內徑鼓出部41的多邊形的非磁性環4產生 的圓周方向的限制力共同作用，能夠得到對磁極3的更大的位置限制力。
實施形態5
以下，根據圖9及圖10，說明本發明實施形態5有關的旋轉電機的轉子。 圖9是用橫截面表示根據本發明實施形態5的旋轉電機的轉子的說明圖，圖10 是用縱截面表示該轉子的說明圖。在圖9及圖10中，定位機構14利用從轉子 鐵心2的外周面向徑向外側延伸的軸向長度較短的突條體構成。該定位機構14 對轉子鐵心2的外周面的l個棱線部各配置3個，沿軸向通過間隔配置。這些 定位機構14是與各構成轉子鐵心2的磁性薄板一體沖壓而形成。另外，設置 在轉子鐵心2的外周面的1個棱線部的定位機構14的數量，當然能夠任意設 定。
這樣構成的定位機構14順著轉子鐵心2的棱線部沿軸向延伸，各定位機 構14的圓周方向的至少一個側面與磁極3的圓周方向的至少一個側面接觸， 來限制該磁極3在圓周方向的位置。另外，其它結構與實施形態1或2相同。
根據本發明實施形態5有關的旋轉電機的轉子，與利用具有內徑鼓出部41 的多邊形的非磁性環4產生的圓周方向的限制力共同作用，能夠得到對磁極3 的更大的位置限制力，同時與實施形態4的情況相比，能夠減少磁極間存在的 定位機構即磁性體的體積，能夠減少來自磁極間的漏磁通，力圖提高旋轉電機 的轉矩。
實施形態6
以下，根據圖11及圖12，說明本發明實施形態6有關的旋轉電機的轉子。圖11是用橫截面表示根據本發明實施形態6的旋轉電機的轉子的說明圖，圖
12是表示該轉子的非磁性環的說明圖。在圖11中，非磁性環4與實施形態1
至5的情況相同，具有與磁極3的數量相同的內徑鼓出部41、及小直徑部42。 另外，在轉子鐵心2的外周面，具有與實施形態4相同的定位機構13。另外， 定位機構13也可以采用與實施形態3或5中的定位機構相同的結構。另外， 也可以與實施形態1或2的情況相同，不設置定位機構。
非磁性環4是將圖12(a)所示的非磁性體即利用不銹鋼構成的平板411， 首先如圖12(b)所示，使其沿長邊方向彎曲，成型為具有與磁極3同樣數量的 內徑鼓出部41的實質上多邊形的筒狀體。這時，平板411的兩端部僅以規定 尺寸重合。
然后，將該重合部分與實施形態1的情況相同，利用TIG焊接、激光焊接 或超聲波焊接等進行接合，形成接合部413。
非磁性環4的接合部413配置在磁極3之間，并設置成不與磁極3產生干 擾。因而，即使非磁性環4的接合部413的厚度比其它部位厚，而該接合部413 也不會與磁極3的外周面接觸。另外，由于與磁極間相對應的非磁性環4的位 置是外形尺寸最小的位置，因此與非磁性環4的最大的外徑部分相比，能夠減 小非磁性環4的接合部413的外徑。
再有，通過將非磁性環4的接合部413配置在磁極間，能夠避免接合部413 與磁極3產生干擾，同時確實限制磁極3的圓周方向位置。另外，非磁性環4 的接合部413即使假設與非磁性環的其它部位相比有強度降低的危險，但由于 避免與變形大、特別是要求強度的磁極3的外周面接觸，因此接合部413在強 度上也形成是合適的配置。其它結構與實施形態1至5的任何一種相同。
根據這樣構成的本發明實施形態6有關的旋轉電機的轉子，通過將平板411 彎曲而制成非磁性環4，從而與利用壓力加工的深拉等制造方法相比，材料合 格率提高。另外，能夠用薄壁、壁厚均勻材料形成非磁性環4，與將非磁性環 狀態的材料切斷成規定長度的情況等相比，能夠以低價制成。
實施形態7
以下，根據圖13，說明本發明實施形態7有關的旋轉電機的轉子。圖13是用縱截面表示根據本發明實施形態7的旋轉電機的轉子的說明圖。在圖13 中，非磁性環4在其-一方的軸向端部，具有向徑向內側彎折而向該徑向延伸 的徑向延伸部43;以及從該徑向延伸部43的徑向內端部向軸向彎折而沿軸向
延伸的軸向延伸部45。其它結構與實施形態1至6的任何一種相同。
這樣，通過對非磁性環4設置軸向延伸部45，能夠提高對多個磁極3的向
轉子鐵心2的徑向內側的靠緊力。另外，通過調節軸向延伸部45的延伸長度，
來吸收非磁性環4的軸向長度誤差，能夠任意形成軸向兩端部的徑向延伸部43
與44之間的軸向長度。
另外，由于非磁性環4具有軸向延伸部45，因此從該軸向延伸部45的軸
向端部到磁極3的軸向端部的距離增大，能夠更確實防止來自外部的異物進入
及磁極3破損時的磁極碎片飛散。
實施形態8
以下，說明實施形態8有關的旋轉電機的轉子。圖14是用縱截面表示根 據本發明實施形態8的旋轉電機的轉子的說明圖。在圖14中，非磁性環4在 其軸向兩端部的附近，具有比其它部位向徑向外側突出的大直徑部46及47。 其它結構與實施形態1至6的任何一種相同。另外，也可以與實施形態7相同 形成軸向延伸部45。
根據本實施形態8有關的旋轉電機的轉子，通過僅將非磁性環4的大直徑 部46及47的外形尺寸形成得較大，能夠縮小該大直徑部46及47與定子的間 隙，抑制異物從轉子的軸向端部進入。再有，通過為了形成大直徑部46及47 的加工，從而非磁性環4更硬化，所以能夠提高對磁極3的位置限制力及非磁 性環4本身的位置限制力。
實施形態9
以下，說明本發明實施形態9有關的旋轉電機的轉子的制造方法。在以下 的說明中，說明制造圖1至圖3所示的實施形態1有關的旋轉電機的轉子的情 況。圖15及圖16是說明根據本發明實施形態9的旋轉電機的轉子的制造方法 的說明圖。首先，說明非磁性環4的制造方法。制成圖15(a)所示的非磁性體即不銹鋼的平板411。平板411形成長方形，設其長邊的長度是與要制造的非 磁性環4的圓周方向的長度相同的尺寸，設其短邊的長度是與要制造的非磁性
環4的軸向的長度相同的尺寸。
接著，將這樣制成的不銹鋼的平板411如圖15(b)所示，使其沿長邊方向 彎曲，成型為非磁性環狀。這時，平板411彎曲成具有與轉子鐵心2上放置的 磁極3的數量相同的內徑鼓出部41的多邊形狀。然后，將該彎曲的平板411 的兩端面對接，利用TIG焊接進行接合，完全非磁性環4。另外，峰平板411 的兩端面進行接合的接合部412,當然也可以用其它的接合方法、例如激光焊
接或超聲波焊接等來形成。
這樣，通過彎曲平板411來制成非磁性環4，從而與利用壓力加工的深拉 等制造方法相比，材料合格率提高。另外，能夠用薄壁、壁厚均勻材料形成非 磁性環4，與將非磁性環狀態的材料切斷成規定長度的情況等相比，能夠以低 價制成。
接著，如圖16所示，在前述那樣制成的非磁性環4的軸向一端部，形成 向軸向外側直徑慢慢增大的導入部414。另外，將永磁體形成的磁極3的底面， 利用粘接劑與設置在轉子鐵心2的外周的磁極固定部22粘接。另外，也可以 不將磁極3與磁極固定部22粘接，而利用某種夾具來保持放置在磁極固定部 22上的磁極3。
接著，使非磁性環4相對于轉子鐵心2沿圖5的箭頭A的方向相對移動， 從非磁性環4的導入部414 一側插入多個磁極3，將非磁性環4安裝在多個磁 極3的外周面上。這時，各磁極3的外周面對應于非磁性環4的內徑鼓出部41 的內周面插入。由于非磁性環4形成導入部411，因此非磁性環4很容易插入 磁極3的外周面。
接著，在將非磁性環4安裝到達多個磁極3的軸向的實質上規定位置時， 將其非磁性環4的軸向兩端部如圖2所示，向非磁性環4的徑向內側彎折，形 成沿徑向延伸的徑向延伸部43及44，使其一方的徑向延伸部43與轉子鐵心2 的一方的軸向端部的端板21接觸，另一方的徑向延伸部44與轉子鐵心2的另 --方的軸向端面接觸。如上所述，制造圖l及圖3所示的轉子的實施形態l有 關的旋轉電機的轉子。根據如上所述的本發明實施形態9有關的轉子的制造方法，能夠利用非磁 性環4將多個磁極3確實固定在轉子的規定位置，能夠容易制造沒有產生齒槽 效應轉矩的惡化及變動的、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機。
實施形態10
以下，說明本發明實施形態io有關的旋轉電機的轉子的制造方法。根據 前述實施形態9，是對非磁性環4預先形成與磁極數相同數量的內徑鼓出部41， 再將該非磁性環4安裝在多個磁極3的外周面上，但根據以下所述的實施形態 10，是將非磁性環4預先形成圓管狀，將該非磁性環4壓入轉子鐵心2上安裝 的多個磁極3的外周面，通過這樣使非磁性環4變形，而形成具有與磁極數相 同數量的內徑鼓出部41的非磁性環4。
在以下的說明中，是說明制造圖l至圖3所示的實施形態l有關的旋轉電 機的轉子的情況。首先，使前述圖15(a)所示的非磁性體的平板411沿其長邊 方向彎曲成實質上圓形，通過這樣形成圓管狀的非磁性環4(未圖示)。關于使 彎曲成圓環狀的平板411的兩端面對接并進行接合的方法、以及在非磁性環4 的軸向的一個端部形成導入部413等，與根據前述實施形態9的制造方法的情 況相同。
接著，使這樣形成的圓管狀的非磁性環4相對于轉子鐵心2進行相對移動， 從該導入部414一側壓入多個磁極3的外周面。這時，通過非磁性環4的內周 面與多個磁極3的外周面壓接，從而非磁性環4產生變形，必然形成具有與多 個磁極3的數量相等的數量的內徑鼓出部41的多邊形的非磁性環4。
在壓入的非磁性環4的軸向兩端部形成徑向延伸部43及44，使各徑向延 伸部43及44與轉子鐵心2的軸向端部設置的端板21、以及轉子鐵心2的軸向 端面接觸，關于這一點與前述實施形態9有關的制造方法的情況相同。如上所 述，制造圖1及圖3所示的實施形態1有關的旋轉電機的轉子。
根據如上所述的本發明實施形態10有關的轉子的制造方法，由于壓入前 的非磁性環4只要形成為圓管狀即可，不需要形成為多邊形，因此非磁性環4 容易制造。另外，由于通過壓入非磁性環4，從而內周面與多個磁極3接觸， 形成內徑鼓出部41，因此不需要像預先對非磁性環4形成內徑鼓出部的實施形態9的情況那樣使內徑鼓出部與磁極的外周面的位置對準后插入，在非磁性環 壓入時不需要進行圓周方向定位。
再有，由于非磁性環4在壓入過程中沿圓周方向伸長，因此能夠吸收包含 磁極3的外周面的轉子的外徑、以及非磁性環4的內徑尺寸的誤差。
實施形態11
以下，說明本發明實施形態11有關的制造方法。根據前述實施形態10, 是將圓管狀的非磁性環4壓入多個磁極3的外周面，但根據實施形態ll，是將 非磁性環4預先形成圓管狀，將該非磁性環4熱套在轉子鐵心2上安裝的多個 磁極3的外周面，通過這樣使非磁性環4變形，而形成具有與磁極數相同數量 的內徑鼓出部41的非磁性環4。
在以下的說明中，是說明制造圖1至圖3所示的實施形態1有關的旋轉電 機的轉子的情況。首先，與根據實施形態10的制造方法的情況相同，預先形 成由形成為圓管狀的非磁性體構成的非磁性環4。另外，在前述那樣制成的非 磁性環4的軸向的一個端部，形成向軸向外側直徑慢慢增大的導入部414。
接著，在加熱該非磁性環4使其熱膨脹之后，使其相對于轉子鐵心2進行 相對移動，從其導入部414 一側熱套在多個磁極3的外周面上。
然后，熱套的非磁性環4冷卻收縮，非磁性環4的內周面與多個磁極3的 外周面壓接。這時，非磁性環4產生變形，必然形成具有與多個磁極3的數量 相等的數量的內徑鼓出部41的多邊形的非磁性環4。
接著，在通過熱套而安裝的非磁性環4的軸向兩端部形成徑向延伸部43 及44，使各徑向延伸部43及44與轉子鐵心2的軸向端部設置的端板21、以 及轉子鐵心2的軸向端面接觸，關于這一點與前述實施形態9或10的情況相 同。如上所述，制造圖l及圖3所示的實施形態l有關的旋轉電機的轉子。
根據如上所述的本發明實施形態11有關的轉子的制造方法，由于利用非 磁性環4的熱膨脹，而容易將非磁性環4安裝在磁極的外周面上，而且，只要 將非磁性環4形成為圓管狀即可，因此其制造容易。另外，由于不需要使非磁 性環4的內徑鼓出部41與磁極3的位置對準，因此在非磁性環4熱套時不需 要進行圓周方向定位。再有，利用熱應力，能夠更增大對磁極3的向軸向內側的靠緊力。
實施形態12
以下，說明根據本發明實施形態12的轉子的制造方法。在以下的說明中，
說明制造圖1至圖3所示的實施形態1有關的旋轉電機的轉子的情況。圖17 是說明根據本發明實施形態12的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。在圖 17中，首先，使利用非磁性體構成的平板沿長邊方向彎曲，形成實質上圓管狀 的非磁性環4。其形成的方法與前述實施形態10或ll相同。
接著，在該形成為圓管狀的非磁性環4的軸向的一個端部，向徑向內側彎 折，形成向徑向內側延伸的徑向延伸部44。另外，在非磁性環4的另一個軸向 端部，形成導入部414。該導入部414的形成可以與徑向延伸部44的形成同時 進行，也可以在別的時刻進行。
接著，使這樣形成的非磁性環4沿圖17所示的箭頭A的方向相對于安裝 了多個磁極3的轉子鐵心2進行相對移動，從該導入部414 一側壓入多個磁極 3的外周面。這時，將非磁性環4壓入，達到該徑向延伸部44與轉子鐵心2的 軸向端面接觸的位置，從而安裝在多個磁極3的外周面上。
非磁性環4通過壓入多個磁極3的外周面，從而非磁性環4的內周面與多 個磁極3的外周面壓接而產生變形，必然形成與多個磁極3的數量相等的數量 的內徑鼓出部41。然后，形成圖2所示的徑向延伸部43，與端板21接觸。如 上所述，制造圖l及圖3所示的實施形態l有關的旋轉電機的轉子。
根據如上所述的本發明實施形態12有關的轉子的制造方法，由于在非磁 性環4的一方的軸向端部預先形成徑向延伸部44，因此能夠以該徑向延伸部 44作為基準，對非磁性環4進行軸向定位。另外，通過形成徑向延伸部44， 從而非磁性環4的剛性提高，同時在對磁極3的外周面壓入時，通過與這樣剛 性提高了的非磁性環4的軸向端面接觸進行插入，能夠防止因加壓而引起的非 磁性環4的變形。
實施形態13
以下，說明根據本發明實施形態13的轉子的制造方法。在以下的說明中，說明制造圖l至圖3所示的實施形態l有關的旋轉電機的轉子的情況。圖18 是說明根據本發明實施形態13的旋轉電機的轉子的制造方法的說明圖。在圖
18中，首先，與前述實施形態10至12的情況相同，形成非磁性環4，使利用 非磁性體構成的平板411沿其長邊方向彎曲，形成實質上圓管狀。
接著，在該形成為圓管狀的非磁性環4的軸向的一個端部，向徑向內側彎 折，形成向徑向內側延伸的徑向延伸部48。該徑向延伸部48相對于非磁性環 4的外周面以超過直角的角度彎折形成。另外，在非磁性環4的另一個軸向端 部，形成導入部414。該導入部414的形成可以與徑向延伸部48的形成同時進 行，也可以在別的時刻進行。
接著，使這樣形成的非磁性環4沿圖18所示的箭頭A的方向相對于安裝 了多個磁極3的轉子鐵心2進行相對移動，從該導入部414一側壓入多個磁極 3的外周面。這時，將非磁性環4壓入，達到該徑向延伸部48與轉子鐵心2的 軸向端面接觸、其彎折角度相對于外周面成為實質上直角的位置，從而安裝在 多個磁極3的外周面上。
非磁性環4通過壓入多個磁極3的外周面，從而非磁性環4的內周面與多 個磁極3的外周面壓接而產生變形，必然形成與多個磁極3的數量相等的數量 的內徑鼓出部41。然后，形成圖2所示的徑向延伸部43，與端板21接觸。如 上所述，制造圖1及圖3所示的實施形態1有關的旋轉電機的轉子。
根據如上所述的本發明實施形態13有關的轉子的制造方法，由于在非磁 性環4的一方的軸向端部，形成預先以相對于其外周面超過直角的角度彎折而 形成的徑向延伸部48，因此能夠以該徑向延伸部48作為基準，對非磁性環4 進行軸向定位，同時通過在非磁性環插入后在其另一方的軸向端部，形成徑向 延伸部43，從而徑向延伸部48對非磁性環4沿軸向給予靠緊力，能夠抑制非 磁性環4的位置偏移。
另外，通過形成徑向延伸部48，非磁性環4的剛性提高，同時在對磁極3 的外周面壓入時，通過與這樣剛性提高了的非磁性環4的軸向端面接觸進行插 入，能夠防止因加壓而引起的非磁性環4的變形。
實施形態9至13的變形例另外，在前述的實施形態9至13有關的旋轉電機的轉子的制造方法中， 敘述了制造實施形態1有關的旋轉電機的轉子的情況，但是對于實施形態2至
8有關的旋轉電機的轉子的制造，當然也可以適用實施形態9至13有關的旋轉 電機的轉子的制造方法。但是，在制造圖ll及圖12所示的實施形態6的轉子 時，使平板彎曲而形成的非磁性環的兩端部重合而進行接合這一點，與前述的 制造方法的情況不同。另外，在制造圖13所示的實施形態7有關的轉子時， 除了前述的工序以外，加上形成軸向延伸部45的工序，在制造圖14所示的實 施形態8有關的轉子時，加上形成大直徑部46及47的工序。
權利要求
1. 一種旋轉電機的轉子，具有固定在轉子鐵心上并沿所述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極，其特征在于，具有安裝在所述多個磁極的外周面的筒狀的非磁性環，所述非磁性環具有與所述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部。
2. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，所述非磁性環具有至少一部分具有存在于與相鄰的所述磁極的外周面的 切線重合的位置或比所述切線在轉子的軸心一側的位置的內周面的內周形狀。
3. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，所述非磁性環在至少一方的軸向端部，具有向所述非磁性環的徑向內側延 伸的徑向延伸部。
4. 如權利要求3所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，相對于所述非磁性環的外周面，以直角以上的角度彎折形成所述徑向延伸部。
5. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，所述非磁性環在至少一方的軸向端部，具有向所述非磁性環的徑向內側 延伸的徑向延伸部；以及從所述徑向延伸部的徑向內端部向所述非磁性環的軸 向延伸的軸向延伸部。
6. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于， 所述非磁性環在至少一方的軸向端部的附近，具有外形尺寸形成為比其它部位的外形尺寸要大的大直徑部。
7. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于， 所述非磁性環利用不銹鋼構成。
8. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于， 所述非磁性環利用鋁構成。
9. 如權利要求l所述的旋轉電機的轉子，其特征在于， 沿所述轉子鐵心的圓周方向，以實質上等間距配置所述多個磁極。
10. 如權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，所述轉子鐵心具有進行所述多個磁極在圓周方向的定位的定位機構。
11. 如權利要求IO所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，利用固定在所述轉子鐵心的外周面上沿所述轉子鐵心的軸向延伸的、利用 非磁性體形成的突條體，構成所述定位機構。
12. 如權利要求IO所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，利用與所述轉子鐵心形成為一體的沿所述轉子鐵心的軸向延伸的突條體， 形成所述定位機構。
13. 如權利要求11或12所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，沿所述轉子鐵心的軸向，離散配置所述定位機構。
14. 如權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于，所述多個磁極的軸向長度設定為小于在所述轉子鐵心上設置的磁極固定 部的軸向長度。
15. 如權利要求1所述的旋轉電機的轉子，其特征在于， 通過使平板狀材料彎曲并將其兩端部接合，形成所述非磁性環，并將所述接合的部位配置成與所述磁極間的間隙相對應。
16. —種旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有固定在轉子 鐵心上并沿所述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以及具有與所 述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，其特征在于，具 有以下工序將具有多個內徑鼓出部的筒狀的非磁性環安裝在所述磁極的外周面的工 序；以及在所述安裝的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向所述非磁性環的徑 向內側延伸的徑向延伸部的工序。
17. —種旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有固定在轉子 鐵心上并沿所述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以及具有與所 述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，其特征在于，具 有以下工序將實質上圓筒形狀的非磁性環壓入所述多個磁極的外周面的工序；以及 在所述壓入的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向所述非磁性環的徑向內側延伸的徑向延伸部的工序，通過基于所述壓入而使所述實質上圓筒形狀的非磁性環產生變形，來形成 所述非磁性環的所述多個內徑鼓出部。
18. 如權利要求17所述的旋轉電機的轉子的制造方法，其特征在于， 所述實質上圓筒形狀的非磁性環在所述壓入之前，預先在至少一方的軸向端部，形成向徑向內側延伸的徑向延伸部，基于所述形成的徑向延伸部進行所 述非磁性環對于所述磁極在軸向的定位。
19. 一種旋轉電機的轉子的制造方法，旋轉電機的轉子具有固定在轉子 鐵心上并且沿所述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極；以及具有與 所述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部的非磁性環，其特征在于， 具有以下工序將實質上圓筒形狀的非磁性環熱套在所述多個磁極的外周面的工序；以及 在所述熱套的非磁性環的至少一方的軸向端部，形成向所述非磁性環的徑向內側延伸的徑向延伸部的工序，通過基于所述熱套而使所述實質上圓筒形狀的非磁性環產生變形，來形成所述非磁性環的所述多個內徑鼓出部。
全文摘要
本發明揭示一種沒有產生齒槽效應轉矩的惡化及變動、而且沒有導致大型化及成本增加的旋轉電機的轉子。具有固定在轉子鐵心2上并沿前述轉子鐵心的圓周方向隔著間隙配置的多個磁極3，其特征是具有安裝在前述多個磁極3的外周面的筒狀的非磁性環4，前述非磁性環具有與前述多個磁極的外周面分別接觸的多個內徑鼓出部41。
文檔編號H02K15/03GK101420140SQ20081008767
公開日2009年4月29日 申請日期2008年3月24日 優先權日2007年10月23日
發明者山村明弘, 淺尾淑人, 阿久津悟, 高島和久 申請人:三菱電機株式會社