轉(zhuǎn)子構(gòu)件、轉(zhuǎn)子以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸部的轉(zhuǎn)子構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]在使在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸部的徑向外側(cè)配置有磁體的同步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的情況下，為了固定磁體以能夠充分承受旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，而需要實(shí)施一些加強(qiáng)措施。在該情況下，通常設(shè)置覆蓋由例如碳纖維或鈦構(gòu)成的筒狀的保持構(gòu)件這樣的加強(qiáng)構(gòu)造。例如在日本特開平11 一89142號(hào)公報(bào)中公開了一種使用環(huán)狀的磁體并利用碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)加強(qiáng)磁體的外周的用于高速旋轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)。
[0003]在日本特開平11一89142號(hào)公報(bào)中公開了一種以高速旋轉(zhuǎn)為目的的同步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。根據(jù)日本特開平11 一 89142號(hào)公報(bào)，對(duì)筒狀的套筒設(shè)置足夠大的過盈量，將該套筒通過過盈配合固定于旋轉(zhuǎn)軸部的外周，以實(shí)現(xiàn)即使是高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，該套筒相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸部的固定也不會(huì)松動(dòng)。在該套筒的外周配置有磁體，自該磁體的外周通過過盈配合固定保持構(gòu)件，以朝向旋轉(zhuǎn)軸部壓縮并保持該磁體和套筒整體。日本特開平11 一 89142號(hào)公報(bào)通過這樣的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。
[0004]另外，日本特開平11一89142號(hào)公報(bào)所述的轉(zhuǎn)子構(gòu)成為以高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)為第I目的，因此以較大的過盈量而產(chǎn)生的牢固的過盈配合較重要。因此，在日本特開平11 一89142號(hào)公報(bào)中，沒有考慮到對(duì)已經(jīng)組裝好的轉(zhuǎn)子進(jìn)行分解的情況。因而，采用日本特開平11 一89142號(hào)公報(bào)所述的轉(zhuǎn)子，難以進(jìn)行轉(zhuǎn)子的分解，并且，在克服牢固的過盈配合而強(qiáng)制地分解的情況下，可能會(huì)造成磁體、套筒損傷，而無法重復(fù)使用。
[0005]另一方面，還存在不需要高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)且與提高轉(zhuǎn)速相比扭矩較大更重要的電動(dòng)機(jī)的用途。作為增大電動(dòng)機(jī)的扭矩的方法，增大直徑及/或增長全長等使電動(dòng)機(jī)的尺寸大型化的方法是最有效的。然而，日本特開平11 一89142號(hào)公報(bào)所述的構(gòu)造存在這樣的問題:隨著直徑增大、全長增長，在組裝轉(zhuǎn)子時(shí)向徑向外側(cè)擴(kuò)張?zhí)淄菜枰牧σ苍龃蟆?br>[0006]在規(guī)定大小以上的直徑的情況下，在組裝轉(zhuǎn)子時(shí)需要非常大的力，因此有時(shí)無法進(jìn)行轉(zhuǎn)子的組裝。即，若是規(guī)定大小以上的直徑的轉(zhuǎn)子，則日本特開平11 一89142號(hào)公報(bào)所述的構(gòu)造有時(shí)無法制造。
[0007]另外，在不需要高速旋轉(zhuǎn)、但用于轉(zhuǎn)子的磁體的原料成本上漲這樣的背景下，想重復(fù)使用用于轉(zhuǎn)子的磁體等部件這樣的要求逐漸增高。特別是，對(duì)于釹磁體這樣的稀土類磁體，近年來，價(jià)格上漲，并且原材料也難以買到手，因此這樣的磁體的重復(fù)使用的必要性在進(jìn)一步增強(qiáng)。然而，對(duì)于日本特開平11 一 89142號(hào)公報(bào)所述的構(gòu)造，難以進(jìn)行分解，因此，無法實(shí)現(xiàn)部件的回收以及重復(fù)使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]采用本實(shí)用新型的一技術(shù)方案，能夠固定于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸部的轉(zhuǎn)子構(gòu)件包括:磁體搭載構(gòu)件，其具有軸向第I側(cè)的第I端部和軸向第2側(cè)的第2端部；多個(gè)磁體，其并列配置在磁體搭載構(gòu)件的徑向外側(cè)；以及保持構(gòu)件，其為筒狀，配置在多個(gè)磁體的徑向外側(cè)，環(huán)繞該多個(gè)磁體。磁體搭載構(gòu)件具有沿徑向貫穿該磁體搭載構(gòu)件的裂縫，該裂縫在含有第I端部和第2端部中的至少一者的預(yù)定的軸向區(qū)間內(nèi)延伸。磁體搭載構(gòu)件也可以由磁性體構(gòu)成。
[0009]裂縫也可以配置于在周向上彼此相鄰的兩個(gè)磁體之間的位置。多個(gè)磁體也可以配置在軸向區(qū)間內(nèi)。磁體搭載構(gòu)件也可以具有隨著自軸向第I側(cè)朝向軸向第2側(cè)去而連續(xù)地向徑向外側(cè)擴(kuò)展開的錐形的內(nèi)周面。
[0010]轉(zhuǎn)子構(gòu)件也可以還包括配置在磁體搭載構(gòu)件的徑向內(nèi)側(cè)的楔構(gòu)件。磁體搭載構(gòu)件也可以具有內(nèi)周面，內(nèi)周面呈圓筒狀，具有在軸向上恒定的內(nèi)徑，楔構(gòu)件也可以具有隨著自軸向第I側(cè)朝向軸向第2側(cè)去而連續(xù)地向徑向外側(cè)擴(kuò)展開的錐形的內(nèi)周面。
[0011]裂縫也可以沿周向配置有多個(gè)。裂縫也可以在含有第2端部且不含有第I端部的軸向區(qū)間內(nèi)延伸。或者，裂縫也可以具有:第I裂縫，其在含有第2端部且不含有第I端部的軸向區(qū)間內(nèi)延伸;和第2裂縫，其被設(shè)為與第I裂縫在周向上相鄰，在含有第I端部且不含有第2端部的軸向區(qū)間內(nèi)延伸。或者，裂縫也可以在自第I端部到第2端部為止的整個(gè)軸向區(qū)間內(nèi)延伸。在該情況下，磁體搭載構(gòu)件的內(nèi)周面也可以含有平面。
[0012]保持構(gòu)件也可以含有從碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、硼纖維、鈦合金纖維、超高分子量聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯纖維以及它們中的兩種以上的材料的組合中選擇出的纖維。或者，保持構(gòu)件也可以含有纖維增強(qiáng)樹脂，該纖維增強(qiáng)樹脂使用從碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、硼纖維、鈦合金纖維、超高分子量聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯纖維以及它們中的兩種以上的材料的組合中選擇出的纖維。
[0013]采用本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案，轉(zhuǎn)子包括旋轉(zhuǎn)軸部和所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)軸部具有在固定有轉(zhuǎn)子構(gòu)件的軸向區(qū)間內(nèi)隨著自軸向第I側(cè)朝向軸向第2側(cè)去而連續(xù)地向徑向外側(cè)擴(kuò)展開的錐形的外周面。磁體搭載構(gòu)件配置在旋轉(zhuǎn)軸部的外周面上。磁體搭載構(gòu)件和多個(gè)磁體被旋轉(zhuǎn)軸部向徑向外側(cè)推壓，并在保持構(gòu)件中產(chǎn)生的朝向徑向內(nèi)側(cè)的彈性恢復(fù)力的作用下被夾持在旋轉(zhuǎn)軸部與保持構(gòu)件之間。
[0014]裂縫也可以包括具有預(yù)定的周向?qū)挾鹊拈g隙。旋轉(zhuǎn)軸部也可以具有自該旋轉(zhuǎn)軸部的外周面朝向徑向外側(cè)突出且沿軸向延伸的突部。也可以是，該突部以與間隙卡合的方式容納在該間隙內(nèi)，用于防止磁體搭載部件在旋轉(zhuǎn)軸部的外周面上沿周向相對(duì)移動(dòng)。
[0015]采用本實(shí)用新型的其他技術(shù)方案，旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括所述轉(zhuǎn)子。
[0016]采用本實(shí)用新型，通過在磁體搭載部件上形成裂縫而使磁體搭載部件的過盈量消失，從而不需要與該過盈量相當(dāng)?shù)膲喝雵嵨?，與此相應(yīng)地，組裝時(shí)的壓入噸位降低，從而能夠制造尺寸較大的轉(zhuǎn)子。另外，僅通過除去保持構(gòu)件便能夠分解轉(zhuǎn)子，因此容易實(shí)現(xiàn)磁體、磁體搭載部件以及旋轉(zhuǎn)軸的重復(fù)使用。另外，通過將磁體搭載構(gòu)件的內(nèi)周面做成錐形面，在將轉(zhuǎn)子構(gòu)件壓入旋轉(zhuǎn)軸部時(shí)，不需要通過液壓對(duì)磁體搭載構(gòu)件的內(nèi)周面暫時(shí)擴(kuò)徑的方法。由此，能夠使組裝操作簡單化。
【附圖說明】
[0017]參照【附圖說明】以下的優(yōu)選的實(shí)施方式，進(jìn)一步明確本實(shí)用新型的所述或其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。
[0018]圖1是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0019]圖2是沿圖1中的II一 II剖斷圖1所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0020]圖3是從軸向前方觀察圖1所示的磁體搭載構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0021]圖4是沿圖3中的IV— IV剖斷圖3所示的磁體搭載構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0022]圖5是圖1所示的磁體中的一個(gè)磁體的立體圖。
[0023]圖6是圖1所示的保持構(gòu)件的立體圖。
[0024]圖7是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的磁體搭載構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0025]圖8是沿圖7中的VIII— VIII剖斷圖7所示的磁體搭載構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0026]圖9是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0027]圖10是沿圖9中的X—X剖斷圖9所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0028]圖11是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式的磁體搭載構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0029]圖12是沿圖11中的XII— XII剖斷圖11所示的磁體搭載構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0030]圖13是圖11所示的磁體搭載構(gòu)件的扇形體(Ir夕卜)中的一個(gè)扇形體的立體圖。
[0031]圖14是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0032]圖15是從軸向后方觀察圖14所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0033]圖16是沿圖14(圖15)中的XVI—XVI剖斷圖14所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0034]圖17是圖14所示的扇形體中的一個(gè)扇形體的立體圖。
[0035]圖18是圖14所示的磁體中的一個(gè)磁體的立體圖。
[0036]圖19是扇形體與磁體的組裝體的立體圖。
[0037]圖20是從軸向前方觀察本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0038]圖21是沿圖20中的XXI— XXI剖斷圖20所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的剖視圖。
[0039 ]圖22是圖21所示的楔構(gòu)件的剖視圖。
[0040]圖23是圖21所示的磁體搭載構(gòu)件的剖視圖。
[0041]圖24是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
[0042]圖25是圖24所示的旋轉(zhuǎn)軸部的剖視圖。
[0043]圖26是本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
[0044]圖27是圖26所示的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
[0045]圖28是從軸向前方(S卩、圖27中的箭頭XXVIII)觀察圖27所示的轉(zhuǎn)子而得到的外觀圖。
[0046]圖29是從軸向后方(S卩、圖27中的箭頭XXIX)觀察圖27所示的轉(zhuǎn)子而得到的外觀圖。
[0047]圖30是圖27所示的旋轉(zhuǎn)軸部的剖視圖。
[0048]圖31是從軸向后方(S卩、圖30中的箭頭XXXI)觀察圖30所示的旋轉(zhuǎn)軸部而得到的外觀圖。
[0049]圖32是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的制造方法的流程圖。
[0050]圖33是用于說明將轉(zhuǎn)子構(gòu)件壓入轉(zhuǎn)子的工序的圖，表示磁體搭載構(gòu)件的前端與旋轉(zhuǎn)軸部的外周面抵接的狀態(tài)。
[0051]圖34表示將轉(zhuǎn)子構(gòu)件壓入至轉(zhuǎn)子的規(guī)定固定位置的狀態(tài)。
[0052]圖35是用于說明磁體搭載構(gòu)件向徑向的變形的圖。
[0053]圖36是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的分解方法的流程圖。
[0054]圖37是本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)軸部的一部分的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下，基于附圖詳細(xì)地說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。首先，參照?qǐng)D1?圖6說明本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子構(gòu)件10。另外，在以下的說明中，將沿著圖中的軸線O的方向作為軸向。并且，為了便于說明，而將圖2中的紙面左方作為軸向前方，將紙面右方作為軸向后方。
[0056]但是，需要注意的是，在以下的說明中的軸向前方、軸向后方是為了便于理解而特別設(shè)定的，并不是用于限定以及表示轉(zhuǎn)子構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)的前方、后方等特定方向的。另外，在以下的說明中的徑向表示以軸線O為中心的圓的徑向，周向表示以軸線O為中心的圓的圓周方向。
[0057]如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)子構(gòu)件10具有:磁體搭載構(gòu)件12;多個(gè)磁體14，其以沿周向排列的方式配置在磁體搭載構(gòu)件12的徑向外側(cè)；以及保持構(gòu)件16，其為筒狀，配置在這些磁體14的徑向外側(cè)。磁體14也可以根據(jù)制造的情況、磁體的成形的情況在軸向上分割成多個(gè)。如圖2所示，在本實(shí)施方式中，磁體14在軸向上分割成兩個(gè)。
[0058]如圖3和圖4所示，磁體搭載構(gòu)件12是具有軸線O的筒狀的構(gòu)件，具有軸向后方側(cè)(軸向第I側(cè))的第I端部18、軸向前方側(cè)(軸向第2側(cè))的第2端部20以及沿軸向延伸的圓筒狀的外周面22。配置在磁體搭載構(gòu)件12的軸向后端的自外周面22向徑向