[发明专利]转子和使用该转子的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及将旋转电机的转子与旋转轴体连接的连接结构。

背景技术

在用于车辆驱动的旋转电机中，与通常的旋转电机相比，要求高速旋转，转子的强度特别是转子铁芯与旋转轴体的连接部分的强度是重要的。一直以来，使用松嵌合的键作为构成转子的转子铁芯与旋转轴体的连接结构，但是存在应力易于集中在键上的问题。

于是，专利文献1的转子中，通过使键凹部成为将在键侧面具有第一曲率半径的圆弧部和具有比第一曲率半径大的第二曲率半径的圆弧部连接而成的形状，降低应力集中。

但是，旋转电机的性能提高的需求很高，要求超越专利文献1的应力降低效果的应对方法。于是，专利文献2中公开的旋转电机中，在键的基端部设置的切口部的轮廓形状包括：从键基端部延伸的第一圆角部；从第一圆角部与键的侧端部垂直地延伸的直线部；从直线部延伸的第二圆角部；和从第二圆角部延伸至芯板的贯通孔的内缘的过渡部。

专利文献1：日本特开2008-312321号公报

专利文献2：日本特开2009-201258号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献2的旋转电机中，使应力分散到直线部，应力不会集中于第一圆角部和第二圆角部，但是键整体的应力最佳化仍然有改善的余地。

解决问题的方法

根据本发明的第一方面，转子包括：在外周面轴向上的一处以上设置有键槽的旋转轴；和具有向内周侧突出设置且与键槽嵌合的键的转子铁芯，在转子铁芯，在键的周向两侧形成向径向外侧扩展的凹部，在凹部的底部，形成用于缓和键的周向两侧的应力的平面部，平面部是在与键的突出方向正交的方向上以规定长度延伸的直线部，在直线部的与键相反一侧的端部，连接设置延伸至转子铁芯的内周的连接侧面，将连接键的侧面和直线部的键一侧的端部的第一角部做成圆弧面，将连接直线部的与键相反一侧的端部和连接侧面的第二角部做成圆弧面，确定各部分的尺寸、形状，使得第一角部和第二角部的应力大致相等。

根据本发明的第二方面，转子包括：在外周面轴向上的一处以上设置有键槽的旋转轴；和具有向内周侧突出设置且与键槽嵌合的键的转子铁芯，在转子铁芯，在键的周向两侧形成向径向外侧扩展的凹部，在凹部的底部，形成用于缓和键的周向两侧的应力的平面部，平面部是在与键的突出方向正交的方向上以规定长度延伸的直线部，在直线部的与键相反一侧的端部，连接设置延伸至转子铁芯的内周的连接侧面，将连接键的侧面和直线部的键一侧的端部的第一角部做成圆弧面，将连接直线部的与键相反一侧的端部和连接侧面的第二角部做成圆弧面，确定键的侧面与直线部所成的角度、直线部与连接侧面所成的角度，使得第一角部和第二角部的应力大致相等。

根据本发明的第三方面，优选在第二方面的转子中，确定直线部的延伸长度，使得第一角部和第二角部的应力大致相等。

根据本发明的第四方面，转子包括：在外周面轴向上的一处以上设置有键槽的旋转轴；和具有向内周侧突出设置且与键槽嵌合的键的转子铁芯，在转子铁芯，在键的周向两侧形成向径向外侧扩展的凹部，在凹部的底部，形成用于缓和键的周向两侧的应力的平面部，平面部是在与键的突出方向正交的方向上以规定长度延伸的直线部，在直线部的与键相反一侧的端部，连接设置延伸至转子铁芯的内周的连接侧面，将连接键的侧面和直线部的键一侧的端部的第一角部做成圆弧面，将连接直线部的与键相反一侧的端部和连接侧面的第二角部做成圆弧面，确定平面部的延伸长度、键的侧面与直线所成的角度、直线部与连接侧面所成的角度、第一角部的曲率半径和第二角部的曲率半径，使得第一角部和第二角部的应力大致相等。

根据本发明的第五方面，转子包括：在外周面轴向上的一处以上设置有键槽的旋转轴；和具有向内周侧突出设置且与键槽嵌合的键的转子铁芯，在转子铁芯，在键的周向两侧形成向径向外侧扩展的凹部，在凹部的底部形成向内周凹陷的圆弧面。

根据本发明的第六方面，优选在第五方面的转子中，确定圆弧面的半径，使得在随着转子的旋转，离心力作用于转子铁芯时，由于离心力而在键附近产生的应力为预先规定的阈值以下。

根据本发明的第七方面，优选在第六方面的转子中，圆弧面的半径是转子铁芯的内周半径的1/10以上。

根据本发明的第八方面，优选在第五方面的转子中，在圆弧面的与键相反一侧的端部，连接设置延伸至转子铁芯的内周的连接侧面，将连接键的键侧面和圆弧面的键一侧的端部的第一角部做成圆弧面，将连接圆弧面的与键相反一侧的端部和连接侧面的第二角部做成圆弧面。