專(zhuān)利名稱(chēng)：永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高速旋轉(zhuǎn)的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，特別是涉及一種在旋 轉(zhuǎn)軸的外周部配置有圓筒狀的永久磁鐵、能夠?qū)⒆饔糜谟谰么盆F的轉(zhuǎn)矩傳遞給旋轉(zhuǎn)軸的高 速永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。
背景技術(shù)：
以往，作為超高速旋轉(zhuǎn)的永磁式同步電動(dòng)機(jī)、永磁式同步發(fā)電機(jī)等永磁式回轉(zhuǎn)機(jī) 械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，公知如下構(gòu)造，即，將圓筒狀的永久磁鐵用與該永久磁鐵同為圓筒狀的非磁 性高強(qiáng)度材料(以下稱(chēng)作加強(qiáng)環(huán))壓入或熱壓配合或冷縮配合而成的轉(zhuǎn)子構(gòu)造、用非磁性 金屬線(xiàn)卷繞的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。在這種使用環(huán)狀磁鐵的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，為了防止在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)大于永久磁鐵的容許 拉伸應(yīng)力的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵的內(nèi)徑側(cè)而由此損壞永久磁鐵，在上述加強(qiáng)環(huán)等構(gòu)件 上設(shè)置過(guò)盈量。此外，以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力不會(huì)使軸與永久磁鐵分開(kāi)的方式設(shè)置過(guò)盈量， 或者將旋轉(zhuǎn)軸和永久磁鐵粘接起來(lái)，從而能夠使作用于永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞到旋轉(zhuǎn)軸。另 外，為了減少渦流損耗，也有使用了碳纖維等高強(qiáng)度纖維、非磁性金屬線(xiàn)的加強(qiáng)環(huán)。另一方面，還有如下轉(zhuǎn)子構(gòu)造，S卩，將圓柱狀的永久磁鐵以加強(qiáng)環(huán)壓入或熱壓配合 或冷縮配合而成的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。在這種使用圓柱狀的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，為了防止在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)大于永久磁 鐵的容許拉伸強(qiáng)度的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵，設(shè)置過(guò)盈量，從而能夠防止永久磁鐵受損。 另外，加強(qiáng)環(huán)和軸被壓入或熱壓配合或冷縮配合在永久磁鐵的兩端。并且，以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的 離心力不會(huì)使加強(qiáng)環(huán)與永久磁鐵、以及軸與永久磁鐵分開(kāi)的方式設(shè)置過(guò)盈量，從而能夠使 作用于永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞給軸。由于永久磁鐵為圓柱狀，因此與相同外徑、相同長(zhǎng)度的圓 筒狀磁鐵相比，能夠較強(qiáng)地克服離心力，具有能夠獲得較大的磁鐵的磁動(dòng)勢(shì)的優(yōu)點(diǎn)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平03-159533號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2005-312250號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2002-3M724號(hào)公報(bào)但是，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所述那樣的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，為了防止大于永久磁鐵的容 許拉伸應(yīng)力的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵、或者為了防止旋轉(zhuǎn)軸和永久磁鐵因離心力的作 用、使用溫度條件的影響而分開(kāi)，必須獲取較大的過(guò)盈量，由此存在下述問(wèn)題，即，必須使壓 入或熱壓配合的溫度上升至很難在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到的溫度、換言之即是不適合大量生產(chǎn)的 溫度。在進(jìn)行冷縮配合時(shí)，同樣也必須達(dá)到很難在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到的溫度，以獲取較大的過(guò) 盈量，由此可能不利于提高生產(chǎn)率。在通過(guò)粘接軸和永久磁鐵來(lái)將永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞給軸的那樣的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，在 高溫環(huán)境下(100°c以上)，粘接劑的功能可能下降。一旦永久磁鐵因?yàn)檎辰觿┑墓δ芟陆?而自旋轉(zhuǎn)軸脫離，則不能再次形成粘接狀態(tài)，因此在上述高溫環(huán)境下，可能因旋轉(zhuǎn)軸與永久 磁鐵分離而無(wú)法將轉(zhuǎn)矩傳遞給軸。
而且，在使用高強(qiáng)度纖維作為加強(qiáng)環(huán)的情況下，由于該高強(qiáng)度纖維的熱膨脹系數(shù) 較小，因此不易進(jìn)行熱壓配合，所以進(jìn)行永久磁鐵的壓入或冷縮配合。但是，由于永久磁鐵 的熱膨脹系數(shù)大約是鐵的一半，因此很難獲得較大的過(guò)盈量，從而很難防止大于永久磁鐵 的容許拉伸應(yīng)力的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵，無(wú)論離心力、使用溫度條件怎樣，都很難不使 軸與永久磁鐵分開(kāi)。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述的那樣的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，在為了防止大于永久磁鐵的容許 拉伸應(yīng)力的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵而設(shè)置過(guò)盈量時(shí)，過(guò)盈量變大，可以認(rèn)為必須使壓入 或熱壓配合的溫度上升至很難在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到的溫度、換言之即是不適合大量生產(chǎn)的溫 度，因此可能抑制生產(chǎn)率的提高。在進(jìn)行冷縮配合時(shí)，也存在該問(wèn)題。此外，在使用圓柱狀的永久磁鐵的情況下，以?shī)A著永久磁鐵的方式分開(kāi)設(shè)置旋轉(zhuǎn) 軸。作為將旋轉(zhuǎn)軸固定在永久磁鐵的兩端的方法，有用加強(qiáng)環(huán)壓入或熱壓配合或冷縮配合 旋轉(zhuǎn)軸的方法、或焊接固定旋轉(zhuǎn)軸和加強(qiáng)環(huán)的方法，但必須留意旋轉(zhuǎn)軸的應(yīng)變、剛性，作業(yè) 較復(fù)雜。并且，在用加強(qiáng)環(huán)壓入或熱壓配合或冷縮配合旋轉(zhuǎn)軸的情況下，為了將作用于永 久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞給加強(qiáng)環(huán)、然后進(jìn)一步傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，以加強(qiáng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸、以及加強(qiáng)環(huán)與 永久磁鐵不會(huì)因離心力的作用、使用溫度條件的影響而分開(kāi)的方式獲取過(guò)盈量，此時(shí)過(guò)盈 量變大，可以認(rèn)為必須使壓入或熱壓配合的溫度上升至很難在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到的溫度、換 言之即是不適合大量生產(chǎn)的溫度。在進(jìn)行冷縮配合時(shí)，也存在該問(wèn)題，擔(dān)心不利于提高生產(chǎn) 率。另外，作為用于解決上述問(wèn)題的技術(shù)之一，本發(fā)明人在日本特愿2007-240451號(hào) 公報(bào)中提出了如下的技術(shù)，即，在下述的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中改變了加強(qiáng)環(huán)的形狀，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造為 在旋轉(zhuǎn)軸的外周部配置圓筒狀的永久磁鐵，并且在該永久磁鐵的兩端面?zhèn)仍O(shè)置由金屬構(gòu)件 構(gòu)成的環(huán)狀的側(cè)面板，使旋轉(zhuǎn)軸能夠與該側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)地將該旋轉(zhuǎn)軸嵌入在該側(cè)面板 中，利用由金屬構(gòu)件構(gòu)成的圓筒狀的加強(qiáng)環(huán)以能使永久磁鐵和側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固 該永久磁鐵和側(cè)面板，從而能夠?qū)⒆饔糜谟谰么盆F的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由側(cè)面板傳遞給旋轉(zhuǎn)軸。但是，可以認(rèn)為在這種轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，當(dāng)需要使轉(zhuǎn)子在較大的溫度范圍內(nèi)高速旋轉(zhuǎn) 時(shí)，由于永久磁鐵與側(cè)面板存在熱膨脹系數(shù)的不同、尺寸公差，因此在永久磁鐵的外徑與側(cè) 面板的外徑之間產(chǎn)生尺寸差。并且，可以認(rèn)為在永久磁鐵的外徑與側(cè)面板的外徑之間的尺 寸差變大時(shí)，永久磁鐵或側(cè)面板中的外徑相對(duì)較大的構(gòu)件的外徑與加強(qiáng)環(huán)的內(nèi)徑變成相同 尺寸，加強(qiáng)環(huán)對(duì)外徑相對(duì)較小的構(gòu)件的緊固作用變?nèi)?。因此，在低溫時(shí)(例如小于0°C)，如圖7的(a)中用虛線(xiàn)包圍的部分所示，加強(qiáng)環(huán) 105對(duì)側(cè)面板104的緊固作用變?nèi)酰瑥亩赡懿灰资棺饔糜谟谰么盆F103的轉(zhuǎn)矩傳遞給旋 轉(zhuǎn)軸102。另外，在高溫時(shí)(例如150°C以上)，如圖7的(b)中用虛線(xiàn)包圍的部分所示，加 強(qiáng)環(huán)105相對(duì)于永久磁鐵103的過(guò)盈量減小，緊固作用變?nèi)?，抑制由離心力產(chǎn)生的永久磁鐵 103的應(yīng)力的效果下降，可能損壞永久磁鐵103。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，即使在 較大的溫度范圍內(nèi)使該構(gòu)造高速旋轉(zhuǎn)的情況下，該構(gòu)造也能獲得可使永久磁鐵經(jīng)得住高速旋轉(zhuǎn)的加強(qiáng)構(gòu)件的過(guò)盈量，并且能夠利用具有實(shí)用性的制造方法以較高的生產(chǎn)率進(jìn)行生 產(chǎn)，且具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩傳遞性能。在用于解決上述問(wèn)題的第1技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，在旋轉(zhuǎn)軸 的外周部固定有形成為圓筒狀的永久磁鐵，將作用于上述永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞到上述旋轉(zhuǎn) 軸，其特征在于，具備兩個(gè)側(cè)面板，它們形成為環(huán)狀，且具有軸孔，上述旋轉(zhuǎn)軸能與上述側(cè) 面板一體運(yùn)動(dòng)地嵌入在上述軸孔中，并且該兩個(gè)側(cè)面板分別與上述永久磁鐵的兩端面面對(duì) 地配置，且在與上述永久磁鐵面對(duì)的端面上具有與上述軸孔呈同心圓狀地形成的環(huán)狀凹 槽；保持構(gòu)件，其形成為圓筒狀，覆蓋上述永久磁鐵和上述側(cè)面板的外周面地以能使上述永 久磁鐵和上述側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵和該側(cè)面板。第2技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造在第1技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在 于，上述側(cè)面板在上述端面的相反側(cè)的面上具有直徑與上述環(huán)狀凹槽的直徑不同的另外的 環(huán)狀凹槽，該另外的環(huán)狀凹槽與上述軸孔呈同心圓狀地形成。第3技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造在第1或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其 特征在于，上述側(cè)面板在低溫時(shí)具有與上述永久磁鐵的外徑相同的外徑。第4技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造在第3技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在 于，上述側(cè)面板的熱膨脹系數(shù)比上述永久磁鐵的熱膨脹系數(shù)大。采用上述的第1技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，在將形成為圓筒狀的永 久磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)軸的外周部而將作用于永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞到上述旋轉(zhuǎn)軸的永磁式回 轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，具備2個(gè)側(cè)面板和保持構(gòu)件，上述側(cè)面板形成為環(huán)狀，具有軸孔，上 述旋轉(zhuǎn)軸能與上述側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)地嵌入在上述軸孔中，并且該兩個(gè)側(cè)面板分別與永久磁 鐵的兩端面面對(duì)地配置，且在與永久磁鐵面對(duì)的端面上具有與軸孔呈同心圓狀地形成的環(huán) 狀凹槽，上述保持構(gòu)件形成為圓筒狀，覆蓋永久磁鐵和側(cè)面板的外周面地以能使永久磁鐵 和側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵和該側(cè)面板，因此即使永久磁鐵和側(cè)面板的溫度 隨著回轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)而上升，永久磁鐵與側(cè)面板存在熱膨脹系數(shù)的不同或尺寸公差，由此 使側(cè)面板的外徑大于永久磁鐵的外徑，由于側(cè)面板在面對(duì)永久磁鐵的端面上具有環(huán)狀凹 槽，因此能夠使相比該環(huán)狀凹槽靠徑向外側(cè)的部分沿徑向彈性變形，吸收永久磁鐵的外徑 與側(cè)面板的外徑的尺寸差，所以能夠維持保持構(gòu)件相對(duì)于永久磁鐵的過(guò)盈量，能夠在較大 的溫度范圍內(nèi)將作用于永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩可靠地傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，并且能夠防止永久磁鐵在離 心力的作用下受損。S卩，采用本發(fā)明，能夠提供如下的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造具有兼 作加強(qiáng)構(gòu)件的保持構(gòu)件，即使在較大的溫度范圍內(nèi)使該轉(zhuǎn)子構(gòu)造高速旋轉(zhuǎn)的情況下，該保 持構(gòu)件也能獲得可使永久磁鐵經(jīng)得住高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)盈量，因此該轉(zhuǎn)子構(gòu)造能夠利用實(shí)用的 制造方法以較高的生產(chǎn)率進(jìn)行生產(chǎn)，且具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩傳遞性能。另外，采用上述第2技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，側(cè)面板在面對(duì)永久 磁鐵的端面的相反側(cè)的面上具有直徑與環(huán)狀凹槽的直徑不同的另外的環(huán)狀凹槽，該另外的 環(huán)狀凹槽與軸孔呈同心圓狀地形成，因此在第1技術(shù)方案的效果的基礎(chǔ)上，能夠更加可靠 地維持保持構(gòu)件相對(duì)于永久磁鐵的過(guò)盈量。另外，采用上述第3技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，由于側(cè)面板在低溫 時(shí)具有與永久磁鐵的外徑相同的外徑，因此在低溫時(shí)，能夠利用保持構(gòu)件以能使永久磁鐵和側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵和側(cè)面板各自的外周面，在高溫時(shí)，即使因?yàn)橛?久磁鐵與側(cè)面板的熱膨脹系數(shù)不同而使側(cè)面板的外徑大于永久磁鐵的外徑時(shí)，也能夠使該 側(cè)面板以在徑向縮徑的方式進(jìn)行彈性變形，從而能夠抑制側(cè)面板的永久磁鐵側(cè)的部分的外 徑大于永久磁鐵的外徑，因此能夠維持保持構(gòu)件相對(duì)于永久磁鐵的過(guò)盈量，能夠抑制由離 心力產(chǎn)生的永久磁鐵的應(yīng)力，從而能夠防止永久磁鐵受損。另外，采用上述第4技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，由于側(cè)面板的熱膨 脹系數(shù)比永久磁鐵的熱膨脹系數(shù)大，因此在低溫時(shí)，能夠利用保持構(gòu)件以能使永久磁鐵和 側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵和側(cè)面板各自的外周面，在高溫時(shí)，由于永久磁鐵 與側(cè)面板的熱膨脹系數(shù)不同，因此側(cè)面板的外徑大于永久磁鐵的外徑，利用環(huán)狀凹槽使該 側(cè)面板以在徑向縮徑的方式進(jìn)行彈性變形，從而能夠維持保持構(gòu)件相對(duì)于永久磁鐵的過(guò)盈 量，能夠抑制由離心力產(chǎn)生的永久磁鐵的應(yīng)力，從而能夠防止永久磁鐵受損。
圖1的(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視 圖，圖1的(b)是圖1的(a)的A-A線(xiàn)剖視圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的側(cè)面板的剖視圖。圖3的(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的側(cè)面板的低溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖，圖3的 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的側(cè)面板的高溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2的側(cè)面板的剖視圖。圖6的(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的側(cè)面板的低溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖，圖6的 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的側(cè)面板的高溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。圖7的(a)是表示低溫時(shí)的以往的轉(zhuǎn)子的一部分的狀態(tài)的說(shuō)明圖，圖7的(b)是 表示高溫時(shí)的以往的轉(zhuǎn)子的一部分的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式在下述實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1根據(jù)圖1 圖4說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。圖1的(a)是表示本實(shí)施例的永磁式 回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖，圖1的(b)是圖1的(a)的A-A線(xiàn)剖視圖，圖2是本實(shí) 施例的側(cè)面板的剖視圖，圖3的(a)是表示本實(shí)施例的側(cè)面板的低溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖，圖 3的(b)是表示本實(shí)施例的側(cè)面板的高溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。本實(shí)施例例如能夠應(yīng)用在超 高速旋轉(zhuǎn)的永磁式同步電動(dòng)機(jī)、或永磁式同步發(fā)電機(jī)中。如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)子1包括旋轉(zhuǎn)軸2、永久磁鐵3、側(cè)面板4和作為保持構(gòu)件的 保持環(huán)5，上述永久磁鐵3形成為圓筒狀且配置在旋轉(zhuǎn)軸2的外表面上，上述側(cè)面板4由金 屬構(gòu)件構(gòu)成且與永久磁鐵3的兩端面抵接地配置在該兩端面上，上述保持環(huán)5形成為圓筒 狀且配置在永久磁鐵3和側(cè)面板4的外表面上，該保持環(huán)5兼作永久磁鐵3的加強(qiáng)部件。側(cè)面板4是在軸心部分具有軸孔如的環(huán)狀構(gòu)件，利用壓入或熱壓配合處理將旋轉(zhuǎn) 軸2固定在該軸孔如中，從而能夠使側(cè)面板4與旋轉(zhuǎn)軸2 —體運(yùn)動(dòng)。在低溫時(shí)，該側(cè)面板4的外徑與永久磁鐵3的外徑大致相同。此外，在側(cè)面板4的與永久磁鐵3面對(duì)的端面4b中設(shè)置有環(huán)狀的U形槽(以下簡(jiǎn) 稱(chēng)為“U形槽”)4c，該U形槽如作為與軸孔如同心地形成的環(huán)狀凹槽。在本實(shí)施例中，該 U形槽如配置在側(cè)面板4的內(nèi)徑與外徑的大致中間位置，且該U形槽如的底部的截面形狀 形成為U字形。這里，可以依據(jù)側(cè)面板4的大小等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定U形槽如的徑向?qū)挾?。保持環(huán)5是如下構(gòu)件，即，通過(guò)將永久磁鐵3和側(cè)面板4同時(shí)壓入或熱壓配合于保 持環(huán)5，能夠以可使永久磁鐵3和側(cè)面板4 一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵3和側(cè)面板4， 換言之能夠一體地保持永久磁鐵3和側(cè)面板4，由于保持環(huán)5是上述那樣的構(gòu)件，因此能夠 將作用于永久磁鐵3的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由側(cè)面板4傳遞到旋轉(zhuǎn)軸2。另外，在旋轉(zhuǎn)軸2與永久磁鐵3之間設(shè)置有間隔為d的間隙6，從而以非接觸的方 式構(gòu)成永久磁鐵3和旋轉(zhuǎn)軸2。下面，說(shuō)明本實(shí)施例的作用效果。采用本實(shí)施例的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，如 上所述在低溫時(shí)永久磁鐵3的外徑與側(cè)面板4的外徑是一致的，因此在低溫時(shí)，如圖3的 (a)中用虛線(xiàn)包圍的部分所示，能夠利用保持環(huán)5以可使永久磁鐵3和側(cè)面板4 一體運(yùn)動(dòng)的 方式緊固該永久磁鐵3和側(cè)面板4各自的外周面。另外，在高溫時(shí)，如圖3的(b)所示，即使在因?yàn)橛谰么盆F3與側(cè)面板4在高溫時(shí) 的熱膨脹系數(shù)存在不同而使側(cè)面板4的外徑大于永久磁鐵3的外徑的情況下，也能利用被 設(shè)置在該側(cè)面板4中的U形槽如來(lái)使側(cè)面板4的永久磁鐵3側(cè)的部分、特別是相比U形槽 4c靠徑向外側(cè)的部分以在徑向縮徑的方式進(jìn)行彈性變形。由此，如圖3的(b)中用虛線(xiàn)包 圍的部分所示，能夠抑制側(cè)面板4的永久磁鐵3側(cè)的部分的外徑大于永久磁鐵3的外徑，因 此能夠維持保持環(huán)5的相對(duì)于永久磁鐵3的過(guò)盈量，從而即使在高溫時(shí)，也能抑制由離心力 產(chǎn)生的永久磁鐵3的應(yīng)力，能夠防止永久磁鐵3受損。這樣，采用本實(shí)施例的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，能夠提供如下的永磁式回轉(zhuǎn) 機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，即，能夠在較大的溫度范圍內(nèi)維持永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的性能、能夠利用實(shí)用 的制造方法提高生產(chǎn)率、并且能夠?qū)⒈３汁h(huán)5的過(guò)盈量維持成能使永久磁鐵3經(jīng)得住高速 旋轉(zhuǎn)的值、且具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩傳遞性能的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。這里，在本實(shí)施例中例示了將U形槽如配置在側(cè)面板4的內(nèi)徑與外徑的大致中心 處的情況，但U形槽如的位置并不限定于上述位置。另外，也可以考慮如下方法，即，在側(cè) 面板4的與保持環(huán)5接觸的一側(cè)、且在永久磁鐵3側(cè)的角部形成期望大小的倒角(日文C 面)等缺口部，從而使永久磁鐵3與側(cè)面板4在面對(duì)保持環(huán)5的內(nèi)周面的部分上分開(kāi)。但 在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，用于傳遞永久磁鐵3的轉(zhuǎn)矩的保持環(huán)5與側(cè)面板4的接觸面積 減小，保持環(huán)5的用于保持側(cè)面板4的力可能減弱。因此，優(yōu)選與側(cè)面板4的外周面和內(nèi)周 面均空有間隔地設(shè)置U形槽如。實(shí)施例2接下來(lái)，根據(jù)圖4 圖6說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例。圖4是表示本實(shí)施例的永磁 式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖，圖5是本實(shí)施例的側(cè)面板的剖視圖，圖6的(a)是表 示本實(shí)施例的側(cè)面板的低溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖，圖6的(b)是表示本實(shí)施例的側(cè)面板的高 溫時(shí)的狀態(tài)的剖視圖。本實(shí)施例是使用圖4所示的具有多個(gè)U形槽的側(cè)面板14來(lái)代替圖 1和圖3所示的上述實(shí)施例1中的側(cè)面板4的例子。
如圖4和圖5所示，在本實(shí)施例中，與永久磁鐵3的兩端面抵接地配置在該兩端面 上的側(cè)面板14是在軸心部分具有軸孔1 的環(huán)狀構(gòu)件，利用壓入或熱壓配合處理將旋轉(zhuǎn)軸 2固定在該軸孔14a中，從而能夠使側(cè)面板14與旋轉(zhuǎn)軸2 —體運(yùn)動(dòng)。在低溫時(shí)，該側(cè)面板 14的外徑與永久磁鐵3的外徑大致相同。此外，在側(cè)面板14的兩端面14b、14d分別設(shè)置有與軸孔14a同心地形成的作為環(huán) 狀凹槽的環(huán)狀U形槽(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“U形槽” )14c和作為另一環(huán)狀凹槽的U形槽14e。這 里，可以依據(jù)側(cè)面板14的大小等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定U形槽14c、14e的徑向?qū)挾?U形槽14c、14的直徑彼此不同(在圖4中，U形槽He的直徑比U形槽Hc的直 徑小)，換言之，在徑向上，U形槽14c、14e的位置彼此不同，且U形槽14c、14e的底部的截 面形狀均為U字形。本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的上述結(jié)構(gòu)大致相同，對(duì)與在實(shí)施例1中說(shuō)明了 的構(gòu)件相同的構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)說(shuō)明。下面，說(shuō)明本實(shí)施例的作用效果。采用本實(shí)施例的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，由 于在側(cè)面板14的兩端面14b、14d中分別設(shè)置有U形槽14c、14e，因此與實(shí)施例1相比，能夠 使側(cè)面板14的徑向?qū)挾仍谡w上發(fā)生變化。例如，在低溫時(shí)，如圖6的(a)所示，能夠利用保持環(huán)5以可使永久磁鐵3和側(cè)面 板14 一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵3和側(cè)面板14各自的外周面。另外，在高溫時(shí)，如圖 6的(b)所示，即使因?yàn)橛谰么盆F3與側(cè)面板14的熱膨脹系數(shù)不同而使側(cè)面板14的外徑大 于永久磁鐵3的外徑時(shí)，也能夠利用被設(shè)置在該側(cè)面板14中的U形槽14c、He來(lái)使整個(gè)側(cè) 面板14以在徑向縮徑的方式進(jìn)行彈性變形。這樣，采用本實(shí)施例，能夠抑制在永久磁鐵3的外徑與側(cè)面板14的外徑之間產(chǎn)生 尺寸差，因此能夠防止下述情況的發(fā)生，即，側(cè)面板14的外徑小于永久磁鐵3的外徑而不易 將作用于永久磁鐵3的轉(zhuǎn)矩傳遞到旋轉(zhuǎn)軸2的情況以及因永久磁鐵3的外徑小于側(cè)面板 14的外徑而難以抑制由離心力產(chǎn)生的永久磁鐵3的應(yīng)力的情況，由此，即使在較大的溫度 范圍內(nèi)使轉(zhuǎn)子2高速旋轉(zhuǎn)的情況下，也能夠維持可使永久磁鐵3經(jīng)得住高速旋轉(zhuǎn)的保持環(huán) 5的過(guò)盈量，并且能夠?qū)⒆饔糜谟谰么盆F3的轉(zhuǎn)矩可靠地傳遞到旋轉(zhuǎn)軸2。另外，在本實(shí)施例中，例示了在側(cè)面板14的兩端面14b、14d中各形成有1個(gè)U形 槽Hc和1個(gè)U形槽He的情況，但本發(fā)明并不限定于此，當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明的主旨 的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更，如依據(jù)側(cè)面板14的大小而例如在側(cè)面板14的兩端面14b、14d中 各設(shè)置多個(gè)直徑互不相同的U形槽等等。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠應(yīng)用在高速永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，特別是能夠較佳地應(yīng)用在 下述永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械中，該永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械將圓筒狀的永久磁鐵和環(huán)狀的側(cè)面板用圓筒狀 的作為非磁性高強(qiáng)度材料的保持環(huán)進(jìn)行壓入或熱壓配合，上述永久磁鐵在徑向上與旋轉(zhuǎn)軸 之間存在間隙地設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)軸的外周部，上述側(cè)面板由金屬構(gòu)件構(gòu)成且利用壓入或熱壓 配合以能與旋轉(zhuǎn)軸一體運(yùn)動(dòng)的方式被固定，且配置在永久磁鐵的兩端，在該永磁式回轉(zhuǎn)機(jī) 械中，即使以非接觸的方式配置永久磁鐵與旋轉(zhuǎn)軸，也能夠?qū)⒆饔糜谟谰么盆F的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定 地傳遞給旋轉(zhuǎn)軸。附圖標(biāo)記說(shuō)明
1轉(zhuǎn)子
2旋轉(zhuǎn)軸
3永久磁鐵
4、14側(cè)面板
4a、14a 軸孑L
4b、14b、14d 端面
4c、14c、14e U 形
5保持環(huán)
6間隙
權(quán)利要求
1.一種永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造在旋轉(zhuǎn)軸的外周部固定有形成為圓筒 狀的永久磁鐵，將作用于上述永久磁鐵的轉(zhuǎn)矩傳遞到上述旋轉(zhuǎn)軸，其特征在于，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造具備兩個(gè)側(cè)面板，它們形成為環(huán)狀，且具有軸孔，上述旋轉(zhuǎn)軸能與上述側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)地嵌 入在上述軸孔中，并且該兩個(gè)側(cè)面板分別與上述永久磁鐵的兩端面面對(duì)地配置，且在與上 述永久磁鐵面對(duì)的端面上具有與上述軸孔呈同心圓狀地形成的環(huán)狀凹槽；保持構(gòu)件，其形成為圓筒狀，且覆蓋上述永久磁鐵和上述側(cè)面板的外周面地以能使上 述永久磁鐵和上述側(cè)面板一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵和該側(cè)面板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其特征在于，在上述側(cè)面板的 與上述永久磁鐵面對(duì)的端面的相反側(cè)的面上具有直徑與上述環(huán)狀凹槽的直徑不同的另外 的環(huán)狀凹槽，該另外的環(huán)狀凹槽與上述軸孔呈同心圓狀地形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其特征在于，上述側(cè)面板在 低溫時(shí)具有與上述永久磁鐵的外徑相同的外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其特征在于，上述側(cè)面板的熱 膨脹系數(shù)比上述永久磁鐵的熱膨脹系數(shù)大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁式回轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。在該轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，在旋轉(zhuǎn)軸(2)的外周部固定有形成為圓筒狀的永久磁鐵(3)，能夠使作用于永久磁鐵(3)的轉(zhuǎn)矩傳遞到旋轉(zhuǎn)軸(2)，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造設(shè)有兩個(gè)側(cè)面板(4)，它們?yōu)榄h(huán)狀，能與旋轉(zhuǎn)軸(2)一體運(yùn)動(dòng)地將該旋轉(zhuǎn)軸(2)嵌入在軸孔(4a)中，并且該側(cè)面板(4)分別與永久磁鐵(3)的兩端面面對(duì)地配置，且在與永久磁鐵(3)面對(duì)的端面(4b)上具有與軸孔呈同心圓狀地形成的U形槽(4c)；保持環(huán)(5)，其形成為圓筒狀，且覆蓋永久磁鐵(3)和側(cè)面板(4)的外周面地以能使永久磁鐵(3)和側(cè)面板(4)一體運(yùn)動(dòng)的方式緊固該永久磁鐵(3)和側(cè)面板(4)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102077443SQ200980124778
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者久光行正, 沖津隆志, 掛林徹, 松橋大器 申請(qǐng)人:株式會(huì)社明電舍