旋转电机所使用的磁铁保持部件、转子、旋转电机及机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转电机所使用的磁铁保持部件、具备该磁铁保持部件的转子、具备该转子的旋转电机、以及具备该旋转电机的机床。
【背景技术】
[0002]公知具有在转子的表面具备沿周向排列的多个磁铁的转子的同步电动机。在这种类型的电动机中，在使转子的转速增加的情况下，为了防止因离心力而使磁铁从转子脱离，需要使保持磁铁的保持强度足够大。
[0003]作为与之相关的现有技术，例如日本特开平11 - 089142号公报中公开了如下的电动机的转子，其具备:旋转轴；设置在该旋转轴的外周的套筒；设置在该套筒的外周的圆筒形状的永磁铁；以及以覆盖该永磁铁的方式设置在该永磁铁的外周的碳纤维强化塑料(CFRP)制的保持部件。
[0004]为了使转子以高速进行旋转动作，保持磁铁的保持部件需要具有较高的强度。例如在使用日本特开平11 - 089142号公报所记载的CFRP制的保持部件的情况下，通过增大施加于保持部件的周向的张力来提高保持强度。但是，实际上，存在保持部件的制造时纤维松动、纤维层剥离等风险，因此通过提高张力来进行的保持强度的增大并不容易。
[0005]纤维的松动、纤维层的剥离在例如将把片状的材料卷绕于筒状的工具而成形的FRP用作保持部件的情况下产生。具体而言，被卷绕的片材的卷绕终端部及其附近相对于被施加的张力不能充分地伸长，存在产生上下层间的剥离的隐患，导致转子的可靠性降低。该问题尤其容易在片材的卷绕终端部产生。并且，作为加大保持部件的过盈量的结果而在保持部件产生强大的复原力的情况下，外周侧的纤维进入内周侧的纤维之间而松弛，存在损害必要的保持强度的隐患。
[0006]因此，期望如下的可靠性较高的保持部件，即使在得到更高的保持强度的情况下，也没有片材的卷绕开始和卷绕结束的剥离的隐患，另外，也没有外周侧的纤维陷入内周侧的纤维间的隐患。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供解决上述课题而能够兼顾旋转电机的转速的增加与可靠性的维持、提高的磁铁保持部件、具备该磁铁保持部件的转子、具备该转子的旋转电机、以及具备该旋转电机的机床。
[0008]为了实现上述目的，本发明的一个方案提供一种保持部件，在具有转子和排列于上述转子的外周面的多个磁铁的旋转电机中，在上述磁铁的径向外侧朝向径向内侧压缩保持上述磁铁，上述保持部件具有如下形成的筒状形状:在将从针对上述转子的轴线方向的一端侧至另一端侧的区间中至少包含配置有上述磁铁的区间的一个区间称为一个横向节时，在上述磁铁的外周，至少遍及一个横向节地连续的一条纤维束(30)在上述转子的外周螺旋状地卷绕并且从上述一端侧卷绕至另一端侧而形成上述筒状形状，
[0009]上述保持部件由以树脂为基质的纤维强化树脂构成，利用作为反应性固化树脂的第一树脂(A)对上述纤维束中至少卷绕开始端部(30a)以及卷绕结束端部(30b)进行终端处理。
[0010]在最佳实施方式中，上述保持部件通过多次反复进行上述纤维束的一个横向节的卷绕操作来形成。
[0011]在最佳实施方式中，在针对上述转子的轴线方向的同一端侧，配置有上述一条纤维束的卷绕开始端部和卷绕结束端部，通过利用上述第一树脂将两端部彼此相互粘接，从而对上述卷绕开始端部以及上述卷绕结束端部进行终端处理。
[0012]在最佳实施方式中，上述纤维束为扁平的带状。
[0013]在最佳实施方式中，上述第一树脂为环氧树脂。
[0014]在最佳实施方式中，在上述卷绕开始端部的终端处理部与上述卷绕结束端部的终端处理部之间的区间中，与上述第一树脂不同的第二树脂被用作基质树脂。
[0015]这种情况下，优选上述第二树脂的玻璃转变温度比上述第一树脂的玻璃转变温度低。
[0016]另外，优选就上述第二树脂而言，由上述树脂接合上述纤维束彼此时的拉伸剪切方向的粘接强度比上述第一树脂低。
[0017]另外，优选上述第二树脂的艾氏冲击值比上述第一树脂的艾氏冲击值高，或者，上述第二树脂在艾氏冲击试验中没有断裂开而不能测定。
[0018]另外，优选上述第二树脂为丙烯酸系树脂。
[0019]在最佳实施方式中，上述纤维束含有碳素纤维。
[0020]本发明的其他的方案提供一种转子，具有上述保持部件，在上述保持部件沿周向施加张力，上述张力引起的半径方向内侧的弹性压缩力作用于上述磁铁。
[0021 ] 在最佳实施方式中，在上述保持部件的外周，与上述保持部件同心状地重叠配置有预先整形为筒状的其他部件，在上述筒状的其他部件，也沿周向施加张力，上述张力引起的半径方向内侧的弹性压缩力作用于上述保持部件。
[0022]本发明其他的方案提供一种具有上述转子的旋转电机。
[0023]本发明再其他的方案提供一种具有上述旋转电机的机床。
[0024]通过参照附图对以下的最佳实施方式进行说明，将会使本发明的上述或其他的目的、特征以及优点变得更明确。
【附图说明】
[0025]图1是表示本发明的一个实施方式的电动机的概要结构的图。
[0026]图2是表示与图1的电动机所具有的套筒不同形状的套筒图。
[0027]图3是对使用图2的套筒将永磁铁配置于转子的规定位置的操作进行说明的图。
[0028]图4是表示本发明的磁铁保持部件的一个结构例的图。
[0029]图5是表示本发明的磁铁保持部件的其他的结构例的图。
[0030]图6a — 6c是对构成磁铁保持部件的纤维束的卷绕开始端部的终端处理的一例进行说明的图。
[0031]图7a — 7c是对构成磁铁保持部件的纤维束的卷绕开始端部的终端处理的其他例进行说明的图。
[0032]图8a以及图Sb是对构成磁铁保持部件的纤维束的卷绕结束端部的终端处理的一例进行说明的图。
[0033]图9是本发明的一个实施方式的转子组装结束后的径向截面的概要图。
[0034]图10是本发明的其他的实施方式的转子组装结束后的径向截面的概要图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。为了有助于理解本发明而是对图示的实施方式的构成要素的比例尺进行适当地变更。
[0036]图1是表不本发明的一个实施方式的永磁铁电动机(旋转电机)100的概要纵剖视图。电动机100是例如永磁铁安装于转子的表面的表面磁铁型电动机(SPM型电动机)。电动机100具备相互同心状地配置的转子10以及定子50。电动机100形成为利用这些转子10以及定子50的磁相互作用来产生旋转动力。
[0037]定子50具备形成有相对于轴线方向平行地延伸的槽(未图示)的圆筒状的铁芯52、和经过该槽而卷绕于铁芯52的线圈54。定子50固定于以包围定子50的方式设置的电动机100的外壳102。电动机100动作时，例如向线圈54供给三相交流的电流，在转子10的周围生成旋转磁场。
[0038]转子10具备:例如在连结于机床的主轴的圆筒状的旋转轴12的外周通过例如紧密配合而嵌合的套筒14 ;在套筒14的外周面沿周向排列，且分别具有将圆筒形状沿周向分割而成的部分圆筒形状的多个永磁铁16 ;以及以保持磁铁16的方式安装于磁铁16的外周的磁铁保持部件20。旋转轴12被未图示的轴承支撑为在电动机100的动作时能够绕旋转轴线X旋转。转子10的套筒14、磁铁16以及保持部件20均形成为与旋转轴12 —体地旋转运动。
[0039]在图1的例子中，在套筒14的一方的端部(图示例中右端)形成有朝向半径方向外侧阶梯状地突出的凸缘14a。在凸缘14a形成有流体通道18，该流体通道18将转子10的外部空间22和套筒14的内周面与旋转轴12的外周面之间的分界面24之间流体地连通。在流体通道18形成有朝向外部空间22开口的螺纹孔18a。另外，在套筒14的轴线方向的两端形成有环状槽，在环状槽内设置有O形环等密封部件26。
[0040]此外，本说明书中，“半径方向外侧”表示横截面中从旋转轴线X离开的方向。另外，“半径方向内侧”表示横截面中接近旋转轴线X的方向。另外，“轴线方向”或“轴向”表示相对于旋转轴线X平行的方向。
[0041]在本实施方式中，转子10通过液压配合而安装于旋转轴12。S卩，利用经由沿套筒14的周向空开规定的间隔而设置的多个流体通道18而向套筒14与旋转轴12之间的分界面24供给的液压使转子10的直径增大。此时，向流体通道18内