專利名稱：永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(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)的永磁式同步電動機、永磁式同步發(fā)電機等永磁式回轉(zhuǎn)機 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 性高強度材料(以下稱作加強環(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 金屬線卷繞的轉(zhuǎn)子構(gòu)造(例如參照專利文獻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，在上述加強環(huán)等構(gòu)件 上設(shè)置過盈量。此外，以高速旋轉(zhuǎn)時的離心力不會使軸與永久磁鐵分開的方式設(shè)置過盈量， 或者將旋轉(zhuǎn)軸和永久磁鐵粘接起來，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度纖維、非磁性金屬線的加強環(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(例如參照專利文獻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)時大于永久磁 鐵的容許拉伸強度的拉伸應(yīng)力作用于永久磁鐵，設(shè)置過盈量，從而能夠防止永久磁鐵受損。 另外，加強環(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)時的 離心力不會使加強環(huán)與永久磁鐵、以及軸與永久磁鐵分開的方式設(shè)置過盈量，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、相同長度的圓 筒狀磁鐵相比，能夠較強地克服離心力，具有能夠獲得較大的磁鐵的磁動勢的優(yōu)點。專利文獻1 日本特開平03-159533號公報專利文獻2 日本特開2005-312250號公報專利文獻3 日本特開2002-3M724號公報但是，在上述專利文獻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，必須獲取較大的過盈量，由此存在下述問題，即，必須使壓 入或熱壓配合的溫度上升至很難在實際應(yīng)用中達到的溫度、換言之即是不適合大量生產(chǎn)的 溫度。在進行冷縮配合時，同樣也必須達到很難在實際應(yīng)用中達到的溫度，以獲取較大的過 盈量，由此可能不利于提高生產(chǎn)率。在通過粘接軸和永久磁鐵來將永久磁鐵的轉(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。一旦永久磁鐵因為粘接劑的功能下降 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 磁鐵分離而無法將轉(zhuǎn)矩傳遞給軸。
而且，在使用高強度纖維作為加強環(huán)的情況下，由于該高強度纖維的熱膨脹系數(shù) 較小，因此不易進行熱壓配合，所以進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。另外，在專利文獻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)置過盈量時，過盈量變大，可以認為必須使壓入 或熱壓配合的溫度上升至很難在實際應(yīng)用中達到的溫度、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。在進行冷縮配合時，也存在該問題。此外，在使用圓柱狀的永久磁鐵的情況下，以夾著永久磁鐵的方式分開設(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)矩傳遞給加強環(huán)、然后進一步傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，以加強環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸、以及加強環(huán)與 永久磁鐵不會因離心力的作用、使用溫度條件的影響而分開的方式獲取過盈量，此時過盈 量變大，可以認為必須使壓入或熱壓配合的溫度上升至很難在實際應(yīng)用中達到的溫度、換 言之即是不適合大量生產(chǎn)的溫度。在進行冷縮配合時，也存在該問題，擔心不利于提高生產(chǎn) 率。另外，作為用于解決上述問題的技術(shù)之一，本發(fā)明人在日本特愿2007-240451號 公報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)面板一體運動地將該旋轉(zhuǎn)軸嵌入在該側(cè)面板 中，利用由金屬構(gòu)件構(gòu)成的圓筒狀的加強環(huán)以能使永久磁鐵和側(cè)面板一體運動的方式緊固 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，可以認為在這種轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，當需要使轉(zhuǎn)子在較大的溫度范圍內(nèi)高速旋轉(zhuǎn) 時，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，永久磁鐵或側(cè)面板中的外徑相對較大的構(gòu)件的外徑與加強環(huán)的內(nèi)徑變成相同 尺寸，加強環(huán)對外徑相對較小的構(gòu)件的緊固作用變?nèi)?。因此，在低溫時(例如小于0°C)，如圖7的(a)中用虛線包圍的部分所示，加強環(huán) 105對側(cè)面板104的緊固作用變?nèi)?，從而可能不易使作用于永久磁鐵103的轉(zhuǎn)矩傳遞給旋 轉(zhuǎn)軸102。另外，在高溫時(例如150°C以上)，如圖7的(b)中用虛線包圍的部分所示，加 強環(huán)105相對于永久磁鐵103的過盈量減小，緊固作用變?nèi)酰种朴呻x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)的加強構(gòu)件的過盈量，并且能夠利用具有實用性的制造方法以較高的生產(chǎn)率進行生 產(chǎn)，且具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩傳遞性能。在用于解決上述問題的第1技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(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) 面板一體運動地嵌入在上述軸孔中，并且該兩個側(cè)面板分別與上述永久磁鐵的兩端面面對 地配置，且在與上述永久磁鐵面對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)面板一體運動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)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造中，具備2個側(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)面板一體運動地嵌入在上述軸孔中，并且該兩個側(cè)面板分別與永久磁 鐵的兩端面面對地配置，且在與永久磁鐵面對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)面板一體運動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)機械的運轉(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)件相對于永久磁鐵的過盈量，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)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，該轉(zhuǎn)子構(gòu)造具有兼 作加強構(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)的過盈量，因此該轉(zhuǎn)子構(gòu)造能夠利用實用的 制造方法以較高的生產(chǎn)率進行生產(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)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，側(cè)面板在面對永久 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)件相對于永久磁鐵的過盈量。另外，采用上述第3技術(shù)方案的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，由于側(cè)面板在低溫 時具有與永久磁鐵的外徑相同的外徑，因此在低溫時，能夠利用保持構(gòu)件以能使永久磁鐵和側(cè)面板一體運動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，即使因為永 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，也能夠使該 側(cè)面板以在徑向縮徑的方式進行彈性變形，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)件相對于永久磁鐵的過盈量，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，能夠利用保持構(gòu)件以能使永久磁鐵和 側(cè)面板一體運動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，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行彈性變形，從而能夠維持保持構(gòu)件相對于永久磁鐵的過盈 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)明的實施例1的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視 圖，圖1的(b)是圖1的(a)的A-A線剖視圖。圖2是本發(fā)明的實施例1的側(cè)面板的剖視圖。圖3的(a)是表示本發(fā)明的實施例1的側(cè)面板的低溫時的狀態(tài)的剖視圖，圖3的 (b)是表示本發(fā)明的實施例1的側(cè)面板的高溫時的狀態(tài)的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的實施例2的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖。圖5是本發(fā)明的實施例2的側(cè)面板的剖視圖。圖6的(a)是表示本發(fā)明的實施例2的側(cè)面板的低溫時的狀態(tài)的剖視圖，圖6的 (b)是表示本發(fā)明的實施例2的側(cè)面板的高溫時的狀態(tài)的剖視圖。圖7的(a)是表示低溫時的以往的轉(zhuǎn)子的一部分的狀態(tài)的說明圖，圖7的(b)是 表示高溫時的以往的轉(zhuǎn)子的一部分的狀態(tài)的說明圖。
具體實施例方式在下述實施例中詳細說明本發(fā)明的實施方式。實施例1根據(jù)圖1 圖4說明本發(fā)明的第1實施例。圖1的(a)是表示本實施例的永磁式 回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖，圖1的(b)是圖1的(a)的A-A線剖視圖，圖2是本實 施例的側(cè)面板的剖視圖，圖3的(a)是表示本實施例的側(cè)面板的低溫時的狀態(tài)的剖視圖，圖 3的(b)是表示本實施例的側(cè)面板的高溫時的狀態(tài)的剖視圖。本實施例例如能夠應(yīng)用在超 高速旋轉(zhuǎn)的永磁式同步電動機、或永磁式同步發(fā)電機中。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 —體運動。在低溫時，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面對的端面4b中設(shè)置有環(huán)狀的U形槽(以下簡 稱為“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?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，通過將永久磁鐵3和側(cè)面板4同時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 一體運動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，說明本實施例的作用效果。采用本實施例的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，如 上所述在低溫時永久磁鐵3的外徑與側(cè)面板4的外徑是一致的，因此在低溫時，如圖3的 (a)中用虛線包圍的部分所示，能夠利用保持環(huán)5以可使永久磁鐵3和側(cè)面板4 一體運動的 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，如圖3的(b)所示，即使在因為永久磁鐵3與側(cè)面板4在高溫時 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行彈性變形。由此，如圖3的(b)中用虛線包 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的相對于永久磁鐵3的過盈量，從而即使在高溫時，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，采用本實施例的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，能夠提供如下的永磁式回轉(zhuǎn) 機械的轉(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)機械的性能、能夠利用實用 的制造方法提高生產(chǎn)率、并且能夠?qū)⒈３汁h(huán)5的過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在面對保持環(huán)5的內(nèi)周面的部分上分開。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。實施例2接下來，根據(jù)圖4 圖6說明本發(fā)明的第2實施例。圖4是表示本實施例的永磁 式回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的局部剖視圖，圖5是本實施例的側(cè)面板的剖視圖，圖6的(a)是表 示本實施例的側(cè)面板的低溫時的狀態(tài)的剖視圖，圖6的(b)是表示本實施例的側(cè)面板的高 溫時的狀態(tài)的剖視圖。本實施例是使用圖4所示的具有多個U形槽的側(cè)面板14來代替圖 1和圖3所示的上述實施例1中的側(cè)面板4的例子。
如圖4和圖5所示，在本實施例中，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 —體運動。在低溫時，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(以下簡稱為“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?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，對與在實施例1中說明了 的構(gòu)件相同的構(gòu)件標注相同的附圖標記，省略重復(fù)說明。下面，說明本實施例的作用效果。采用本實施例的永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(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，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 一體運動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，如圖 6的(b)所示，即使因為永久磁鐵3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，也能夠利用被設(shè)置在該側(cè)面板14中的U形槽14c、He來使整個側(cè) 面板14以在徑向縮徑的方式進行彈性變形。這樣，采用本實施例，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U形 槽Hc和1個U形槽He的情況，但本發(fā)明并不限定于此，當然可以在不脫離本發(fā)明的主旨 的范圍內(nèi)進行各種變更，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)置多個直徑互不相同的U形槽等等。工業(yè)實用性本發(fā)明能夠應(yīng)用在高速永磁式回轉(zhuǎn)機械的轉(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)機械中，該永磁式回轉(zhuǎn)機械將圓筒狀的永久磁鐵和環(huán)狀的側(cè)面板用圓筒狀 的作為非磁性高強度材料的保持環(huán)進行壓入或熱壓配合，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)軸一體運動的方式被固定，且配置在永久磁鐵的兩端，在該永磁式回轉(zhuǎn)機 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。附圖標記說明
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)面板一體運動地嵌 入在上述軸孔中，并且該兩個側(cè)面板分別與上述永久磁鐵的兩端面面對地配置，且在與上 述永久磁鐵面對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)面板一體運動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)機械的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其特征在于，上述側(cè)面板在 低溫時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)有兩個側(cè)面板(4)，它們?yōu)榄h(huán)狀，能與旋轉(zhuǎn)軸(2)一體運動地將該旋轉(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)的兩端面面對地配置，且在與永久磁鐵(3)面對的端面(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)一體運動的方式緊固該永久磁鐵(3)和側(cè)面板(4)。
文檔編號H02K1/27GK102077443SQ200980124778
公開日2011年5月25日 申請日期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 申請人:株式會社明電舍