JPH03118741A - 電気機械のためのロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は請求項１の上位概念に記載の電気機械、特に自
動車の三相交流発電機のだめのロータとその製法に関す
る。

［従来の技術］ 電気ｌｌ！械の多部分から成る回転子をロータ軸に固定
する場合に、冷間変形により個々の回転子部分の材料を
ロータ軸の環状溝若しくは刻みを付した部分にプレスば
めするか若しくはかしめて個々の回転子部分をロータ軸
に結合する多くの実施形が公知である。

この場合に、軸方向に分割された回転子、例えば中央の
極芯と両側の極輪とから成る回転子の部分をクローポー
ル形ロータでと同様に、固定部分に刻みを付したロータ
軸に差しはめ、そのさい刻み部分の両端部領域をそれぞ
れロータ軸の環状溝に移行せしめる。極芯はロータ軸の
刻み付きの部分に押しはめられ、次いで適当なプレス工
具で、回転子部分の外側の端面に、それもロータ軸の環
状溝の領域のごく近くで環状ノツチが押込まれる。これ
により、押出された材料の一部が環状溝内に流入する。

この結合形式は西独国特許第３００８４５４号明細書に
も開示されているが、しかし、その場合には環状溝の形
状並びに刻みが特別に構成され、そのため、ロータ軸の
溝内へのかしめによってロータ軸の歪みが排除されない
という問題か生じる。

その上、差しはめ過程の他に少なくとも両側でのかしめ
過程が必要であり、その場合、両極輪の材料をロータ軸
に隣合って有効にロータ軸の溝内に流入させるために特
別な工具を必要とするので、加工費用が著しく高く付く
。

極輪のプレスばめ時に極芯の不都合なずれ動きが生じる
のが回避されず、このことはロータ結合体の軸方向の公
差に不利に影響する。

さらに、仏国特許第２０７３６２２号明細書によれば、
薄板パケットから成る回転子をロータ軸に押しはめ、外
側の薄板に冷間変形を帯域状に施し、かつ端面側に環状
切欠を形成することによって、回転子をロータ軸に固定
することが公知である。この場合、冷間変形並びに環状
切欠の形成は、外側の薄板の端面に圧着された環状の中
空ラムの作用下で薄板を半径方向内向きに塑性変形する
ことによって行われ、従って著しい圧迫が軸周面に生じ
るが、しかし、軸の材料の半径方向のわずかな変形は免
れない。ロータ軸の表面が滑らかであることによって、
周方向の強度は、かしめによって得られた摩擦接続によ
って規定される。

非同期電動機のだめの短絡形ロータの軸上に最小の小型
電気機械の薄板パケットを固定する方法が公知であり、
この場合、熱可塑性物質から成るブツシュが、ロータ薄
板の端面に成形された切欠内に挿入され、超音波によっ
て変形され、これにより、ロータ軸とロータ薄板パケッ
トとが確実に結合される。この結合の強度は、使用材料
のプラスチックの強度が小さいためにわずかであり、し
かも比較的高温ではさらに削減される。

［発明の課題１ 本発明の課題は回転子部分のかしめの原理を基本的に維
持しつつ、ロータ結合体の安全性を高め、製作費ひいて
はコストを軽減することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した本発明の要旨は請求項に記載の通り
である。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、回転子部分の外側のところの材料圧迫
部に極輪を設ける必要がなく、かしめ箇所が外側から内
側へ、要するに中央の回転子部分に比して極輪寄りに移
動され、両側で極芯と極輪とが、極輪のプレスはめ時に
１作業工程でかしめられる。これにより、付加的な１作
業工程、要するに特別なかしめ作業が完全に省けると共
に、溝内に行われる従来のかしめ作業に比して、プレス
はめによるかしめは著しく簡単である。

これにより、ロータ結合体は著しい安定性を得るととも
に、ロータ軸上での座りがよく、特に極輪のプレスはめ
時のずれ動きが大きいにもかかわらず変形度が少なく、
そのため、ロータの真円回転が著しく改善される。

別の利点とするところは、極輪の両側の平らな外面がま
ったく妨げとならず、それゆえ、例えば駆動側で隔てリ
ングの面的な接触が問題なく可能となる。

本発明によればさらに、両方の極輪の差しほめと一緒に
かしめをおこなうことができることによって、極芯のず
れ動きが排除され、これにより、ロータ結合体の軸方向
の誤差が著しく改善される。

さらに、突合わせ範囲内でかしめ領域をそれぞれ極輪か
ら極芯へずらしたことによって、ロータ軸に作用する切
欠効果が削減される。

請求項２以下に記載の構成は本発明の有利な構成である
。

回転子が、中央の極芯と、これの両側でこれを取囲み、
一般には互いに向かい合って半径方向で延びる複数のク
ローポールとから成ると特に有利である。その場合、第
１の極輪と極芯と第２の極輪との相互のかしめ作用によ
って、ロータ結合体はそれ自体のみならずロータ軸にも
固定的かつ安定に保持される。その場合、両側の環状隆
起部を極芯に又はそれぞれ極芯に向けられた内側の環状
隆起部を極輪に設けることができ、これにより、かしめ
作用が生じる。さらに、極輪のプレスばめ時のかしめの
ために、付加的なリングを極輪と極芯と極輪との突合わ
せ箇所に挿入するか又は極輪にその場合それぞれ半割さ
れた極芯を一体の移行部を成しつつ取付けることができ
、その結果、内側に位置する中央のかしめ領域だけが残
されるようにすることができる。

［実施例］ 本発明の根本思想は、電気機械の軸方向に分割された回
転子では、回転子部分とロータ軸とのかしめ範囲を内側
にずらし、要するに突合わせ領域を、極輪−極芯−極輪
の順に軸方向に並べることのできる複数の回転子部分間
にずらしロータ軸の環状溝又は刻みへのかしめ及び材料
の圧迫を極輪のプレスばめと同時に、それも付加的なか
しめ工程を省いて行うことにある。

第１図は電気機械、特に自動車の三相交流発電機のロー
タ結合体の部分を分解斜視図で示したものである。図示
のロータはクローポール形ロータとして形成されている
。

このロータ結合体はロータ軸１１．極芯１２これの両側
に配置された極輪１３ａ、１３ｂを備え、極輪は、励磁
巻線１２ａを備えた極芯を挟持している。図示のロータ
結合体は１例であって、本発明によれば、回転子部分と
ロータ軸部分とを結合して成る種々の実施例が可能であ
る。

図示の実施例では、極輪とロータ軸とのかしめ箇所が外
側から、有利には極輪の両方の外側から極輪の内側へ、
要するには極芯へ向かってずらされており、これにより
、極芯並びに各極輪を同時にかしめることができる。

この目的のために、第１図及び第２図に示す実施例では
、極芯１２はその両外面にロータ軸１１に隣接して環状
隆起部１４（図面では極輪１３ａに面した左側の環状隆
起部しか見えない）を備えている。この環状隆起部１４
は極輪の押込み又はプレスばめに続いて極輪を合い隣る
要するに互いに対抗して位置する極輪材料表面内へプレ
スばめする作業過程で第２図に示すようにプレスされ、
その結果、中央の極芯と両方の合い隣る極輪１３ａ、１
３ｂとの間の環状かしめ結合が生じるのみならず、対応
する極輪と極芯との互いに向かい合った環状領域の材料
もまたロータ軸の周りに隣合ってロータ軸領域内に押込
まれて、この領域と効果的にかしめ結合される。このこ
とのために、ロータ軸は、極芯１２と、これと向かい合
う極輪面との相互のかしめ領域内に、第２図から第５図
に示したように、少なくとも１つの有利には複数の半径
方向の環状溝を備え、この環状溝内に任意に極輪と極芯
との材料が冷間変形により流入する。

極輪のプレスばめ工程時に実現されるこの冷間変形作用
では、ロータ軸へ圧縮作用を加える必要がなく、たんに
両側から極輪をつかんで適当な型内で相応に高い押圧力
によって押合わせればよいため、ロータ軸は力の作用か
ら保護され又は若干の周辺の作用力にしかさらされず、
変形を免れる。

第２図、第３図、第４図に示す実施例では、周方向の環
状溝を備えたロータ軸部分１５の領域に、軸方向に延び
る刻み又はその他の有利には軸方向の歯形部を備えたロ
ータ軸部分１６が続いている。このロータ軸部分１６に
は極芯がその内側の孔によってプレスばめされており、
これにより、相互のかしめ時の確実な締付は固定によっ
てロータ軸に対して相対運動をしないように両側の極輪
を確実に固定することができる。ロータ軸部分１５の領
域内では、極芯と極輪面とが互いに密着する箇所に、３
つの材料から組み合わされた限界層形状が存在しており
、この限界層内でかしめが行われており、これに対して
従来では、外側の極輪面だけが、隣接するロータ軸環状
構造とあいまってかしめの可能性に関与しているに過ぎ
ない。

第２図に示す実施例と異なり、特に切削加工なしに両方
の極輪の内面に形成され極芯上で突出した環状隆起部１
４’　を設けることができるこの環状隆起部はプレスば
め時に同様に、対面した極芯の環状面の材料に結合され
、かみ合い、ロータ軸部分１５の領域内でロータ軸にか
しめられる。

本発明のさらに別の有利な構成では、極輪及び極芯の互
いに隣接する内側の突合わせ面が隆起部なしに形成され
るが、しかしロータ軸１７に隣接した環状領域内にかし
めリングが挿入される。このかしめリングは極輪のプレ
スばめ時に両側で極輪及び極芯の隣接する壁面内に埋め
込まれ、かみ合いかつ同時に極輪及び極芯の相応する材
料量を冷間変形によってロータ軸の溝内へ流入せしめ、
要するに相応して内向きに押合わされる。

その場合、かしめリングは一種の受動的なかしめ作用を
行う。その横断面形状は第４図の右側に示したように、
要するに符号ａ）で示すリング形、符号ｂ）で示す方形
又は菱形、符号Ｃ）で示す楕円形、符号ｄ）で示す非対
称の菱形であることができる。

いずれにしろ、適当な硬質材料、例えば鋼から成るかし
めリング１７はロータ軸の溝内への極輪及び極芯の材料
の押込みを生ぜしめる。

第５図に示す実施例によれば、特別な極芯が完全に省か
れ、これを対称的に分割し、両内側で極輪に一体的に対
置することができる。これにより、部分極芯を備えたた
だ２つの極輪１８ａ、１８ｂが形成される。この場合も
、かしめ作用はこれまで説明した実施例と同様に生じる
。極芯と一体の互いに向かい合った極輪１８ａ１８ｂの
互いに隣合った面の１つに、環状隆起部１４”が設けら
れており、この環状隆起部は、互いに対向して位置する
極輪と極芯とをつかむと共に、残りの回転子部分、要す
るに両方の極輪から材料が冷間変形によってロータ軸部
分１５の領域に流入するのに役立てられる。この実施例
ではロータ軸部分１５の両側にそれぞれ１つの軸方向の
縦溝領域１６ａ、１６ｂが統くことができ、これにより
、ロータ軸上でのロータ結合体全体の回動を阻止するこ
ともできる。特別なかしめリングを挿入することもでき
る本発明は図示の実施例に制限されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知例のクローポール形回転子の全体斜視図、
第２図は本発明の第１実施例の部分断面図、第３図は本
発明の第２実施例の部分断面図、第４図は本発明の第３
実施例の部分断面図、第５図は本発明の第４実施例の部
分断面図である。 １１．１１’　・・・ロータ軸、１２．１２’　、１２
″・・・極芯、１３ａ、１３ｂ、１３ａ’　、１３ａｎ
・・・極輪、１４．１４’　、１４″・・・環状隆起部
、１５．１６−ｔ１７−タ軸部分、ｌｅａ、１６ｂ・・
・縦溝領域、１７・・・かしめリング、１８ａ。 １８ｂ・・・極輪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気機械、特に自動車、二輪自動車、バス、鉄道又
   はその他の運動するユニットの交流発電機又は三相交流
   発電機のためのロータであって、ロータ軸上で溝内へ冷
   間変形によりプレスばめされた回転子部分を備えている
   形式のものにおいて、冷間変形領域としてのかしめ箇所
   が少なくとも一方の側で回転子部分内側に位置している
   ことを特徴とする電気機械のためのロータ。 ２、前記かしめ箇所が回転子部分間で、内側に位置する
   環状隆起部（１４、１４’、１４”、１７）によってロ
   ータ軸周面に隣合って形成されている請求項１記載のロ
   ータ。 ３、回転子部分が、１つの内側の極芯（１２）と、これ
   を取り囲みかつこれに隣合って位置する外側の２つの極
   輪（１３ａ、１３ｂ、１３ａ’、１３ａ”）とを含んで
   いる請求項１又は２記載のロータ。 ４、環状隆起部がそれぞれ、第１の外側の極輪（１３ａ
   ）と、内側の極芯と、これの他方の側に隣合つた極輪と
   の間で、極芯の材料と一体の両側の環状突起（１４）に
   よって形成されている請求項１から３までのいずれか１
   項記載のロータ。 ５、環状隆起部がそれぞれ、極輪（１３ａ’、１３ｂ’
   ）の、内側の極芯（１２’）に面した内側の壁面に設け
   た一体の材料突起（１４’）によって形成されている請
   求項１から３までのいずれか１項記載のロータ。 ６、環状隆起部がそれぞれ、別体のかしめリング（１７
   ）によって形成されており、このかしめリングが両側で
   極輪と極芯との境目領域に挿入されている請求項１から
   ３までのいずれか１項記載のロータ。 ７、かしめリングが円形、方形、菱形、楕円形若しくは
   非円形、非対称形の横断面を有している請求項６記載の
   ロータ。 ８、回転子部分がそれぞれ極輪（１８ａ、１８ｂ）から
   成り、少なくとも１つの極輪に極芯領域が一体に設けら
   れている請求項１又は２記載のロータ。 ９、ロータ複合体を形成する両極輪（１８ａ、１８ｂ）
   が内向きにロータ軸の領域内で互いにスナップ的にそれ
   ぞれ一体的に部分極芯へ移行しており、かつ、かしめ領
   域の形成のためにのみ設けられた環状隆起部（１４”）
   が、部分極芯の両方の互いに隣合いかつ互いに並んで位
   置する環状面の一方の環状面から突起しており、又はか
   しめリングから成る請求項８記載のロータ。 １０、環状隆起部の存在によって形成された、極輪−極
   芯−極輪の境目のかしめ領域に、ロータ軸が少なくとも
   １つの環状溝を備えており、この環状溝内に、分割され
   た両回転子部分の材料が、極輪のプレスばめによって生
   じたかしめ作用発生時に押込まれる請求項１から９まで
   のいずれか１項記載のロータ。 １１、ロータ軸がかしめ領域内に、周方向で環状の多重
   環状刻み部を備えている請求項１から１０までのいずれ
   か１項記載のロータ。 １２、ロータ軸（１１、１１’）のかしめ領域の環状溝
   に隣合って、軸方向で延びる溝を備えたロータ軸領域が
   隣接しており、このロータ軸領域が少なくとも極芯（１
   ２、１２’、１２”）の内側の孔に沿って延びている請
   求項１０又は１１記載のロータ。 １３、電気機械、特に自動車、二輪自動車、バス、軌道
   車及びその他の運動するユニットに使用する交流発電機
   又は三相交流発電機のためのロータの製法であって、冷
   間変形によって回転子部分の材料をロータ軸の溝内にか
   しめる形式のものにおいて、互いに隣合う回転子部分に
   環状隆起部を配置し、しかる後にこれら回転子部分をロ
   ータ軸にプレスばめし、それと同時に、これら回転子部
   分に力を加えて互いに練合わせ、分割されている回転子
   部分の隣合う材料範囲内の環状隆起部の作用によって前
   記材料範囲を冷間変形により互いに内外に係合せしめ、
   かつ同時に回転子軸の溝内に流入せしめることを特徴と
   する電気機械のロータの製法。 １４、両側に極輪を備えた中央の極芯の形状で可動子部
   分を形成するさいに、まず、極芯を回転子軸の縦溝に沿
   った領域内で回転子軸上に押しはめ、しかる後に両側か
   ら極輪を圧縮して、互いに突合うように突起した隆起部
   を形成する一体の環状部分を極輪に形成するか又は挿入
   された別々のかしめリングの間にそれぞれのかしめ領域
   で冷間変形部を生ぜしめる請求項１３記載の製法。