转子构件、转子以及旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及转子、旋转电机以及固定于旋转电机的旋转轴部的转子构件。
【背景技术】
[0002]在使在转子的旋转轴部的径向外侧配置有磁体的同步电动机旋转的情况下，为了固定磁体以能够充分承受旋转时的离心力，而需要实施一些加强措施。在该情况下，通常设置覆盖由例如碳纤维或钛构成的筒状的保持构件这样的加强构造。例如在日本特开平11 一89142号公报中公开了一种使用环状的磁体并利用碳纤维增强塑料(CFRP)加强磁体的外周的用于高速旋转的同步电动机。
[0003]在日本特开平11一89142号公报中公开了一种以高速旋转为目的的同步电动机的构造。根据日本特开平11 一 89142号公报，对筒状的套筒设置足够大的过盈量，将该套筒通过过盈配合固定于旋转轴部的外周，以实现即使是高速旋转时的离心力，该套筒相对于旋转轴部的固定也不会松动。在该套筒的外周配置有磁体，自该磁体的外周通过过盈配合固定保持构件，以朝向旋转轴部压缩并保持该磁体和套筒整体。日本特开平11 一 89142号公报通过这样的构造实现了电动机的高速旋转。
[0004]另外，日本特开平11一89142号公报所述的转子构成为以高速旋转驱动为第I目的，因此以较大的过盈量而产生的牢固的过盈配合较重要。因此，在日本特开平11 一89142号公报中，没有考虑到对已经组装好的转子进行分解的情况。因而，采用日本特开平11 一89142号公报所述的转子，难以进行转子的分解，并且，在克服牢固的过盈配合而强制地分解的情况下，可能会造成磁体、套筒损伤，而无法重复使用。
[0005]另一方面，还存在不需要高速旋转驱动且与提高转速相比扭矩较大更重要的电动机的用途。作为增大电动机的扭矩的方法，增大直径及/或增长全长等使电动机的尺寸大型化的方法是最有效的。然而，日本特开平11 一89142号公报所述的构造存在这样的问题:随着直径增大、全长增长，在组装转子时向径向外侧扩张套筒所需要的力也增大。
[0006]在规定大小以上的直径的情况下，在组装转子时需要非常大的力，因此有时无法进行转子的组装。即，若是规定大小以上的直径的转子，则日本特开平11 一89142号公报所述的构造有时无法制造。
[0007]另外，在不需要高速旋转、但用于转子的磁体的原料成本上涨这样的背景下，想重复使用用于转子的磁体等部件这样的要求逐渐增高。特别是，对于钕磁体这样的稀土类磁体，近年来，价格上涨，并且原材料也难以买到手，因此这样的磁体的重复使用的必要性在进一步增强。然而，对于日本特开平11 一 89142号公报所述的构造，难以进行分解，因此，无法实现部件的回收以及重复使用。
【实用新型内容】
[0008]采用本实用新型的一技术方案，能够固定于旋转电机的旋转轴部的转子构件包括:磁体搭载构件，其具有轴向第I侧的第I端部和轴向第2侧的第2端部；多个磁体，其并列配置在磁体搭载构件的径向外侧；以及保持构件，其为筒状，配置在多个磁体的径向外侧，环绕该多个磁体。磁体搭载构件具有沿径向贯穿该磁体搭载构件的裂缝，该裂缝在含有第I端部和第2端部中的至少一者的预定的轴向区间内延伸。磁体搭载构件也可以由磁性体构成。
[0009]裂缝也可以配置于在周向上彼此相邻的两个磁体之间的位置。多个磁体也可以配置在轴向区间内。磁体搭载构件也可以具有随着自轴向第I侧朝向轴向第2侧去而连续地向径向外侧扩展开的锥形的内周面。
[0010]转子构件也可以还包括配置在磁体搭载构件的径向内侧的楔构件。磁体搭载构件也可以具有内周面，内周面呈圆筒状，具有在轴向上恒定的内径，楔构件也可以具有随着自轴向第I侧朝向轴向第2侧去而连续地向径向外侧扩展开的锥形的内周面。
[0011]裂缝也可以沿周向配置有多个。裂缝也可以在含有第2端部且不含有第I端部的轴向区间内延伸。或者，裂缝也可以具有:第I裂缝，其在含有第2端部且不含有第I端部的轴向区间内延伸;和第2裂缝，其被设为与第I裂缝在周向上相邻，在含有第I端部且不含有第2端部的轴向区间内延伸。或者，裂缝也可以在自第I端部到第2端部为止的整个轴向区间内延伸。在该情况下，磁体搭载构件的内周面也可以含有平面。
[0012]保持构件也可以含有从碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、硼纤维、钛合金纤维、超高分子量聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯纤维以及它们中的两种以上的材料的组合中选择出的纤维。或者，保持构件也可以含有纤维增强树脂，该纤维增强树脂使用从碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、硼纤维、钛合金纤维、超高分子量聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯纤维以及它们中的两种以上的材料的组合中选择出的纤维。
[0013]采用本实用新型的另一技术方案，转子包括旋转轴部和所述转子构件。旋转轴部具有在固定有转子构件的轴向区间内随着自轴向第I侧朝向轴向第2侧去而连续地向径向外侧扩展开的锥形的外周面。磁体搭载构件配置在旋转轴部的外周面上。磁体搭载构件和多个磁体被旋转轴部向径向外侧推压，并在保持构件中产生的朝向径向内侧的弹性恢复力的作用下被夹持在旋转轴部与保持构件之间。
[0014]裂缝也可以包括具有预定的周向宽度的间隙。旋转轴部也可以具有自该旋转轴部的外周面朝向径向外侧突出且沿轴向延伸的突部。也可以是，该突部以与间隙卡合的方式容纳在该间隙内，用于防止磁体搭载部件在旋转轴部的外周面上沿周向相对移动。
[0015]采用本实用新型的其他技术方案，旋转电机包括所述转子。
[0016]采用本实用新型，通过在磁体搭载部件上形成裂缝而使磁体搭载部件的过盈量消失，从而不需要与该过盈量相当的压入吨位，与此相应地，组装时的压入吨位降低，从而能够制造尺寸较大的转子。另外，仅通过除去保持构件便能够分解转子，因此容易实现磁体、磁体搭载部件以及旋转轴的重复使用。另外，通过将磁体搭载构件的内周面做成锥形面，在将转子构件压入旋转轴部时，不需要通过液压对磁体搭载构件的内周面暂时扩径的方法。由此，能够使组装操作简单化。
【附图说明】
[0017]参照【附图说明】以下的优选的实施方式，进一步明确本实用新型的所述或其他目的、特征以及优点。
[0018]图1是从轴向前方观察本实用新型的一实施方式的转子构件而得到的外观图。
[0019]图2是沿图1中的II一 II剖断图1所示的转子构件而得到的剖视图。
[0020]图3是从轴向前方观察图1所示的磁体搭载构件而得到的外观图。
[0021]图4是沿图3中的IV— IV剖断图3所示的磁体搭载构件而得到的剖视图。
[0022]图5是图1所示的磁体中的一个磁体的立体图。
[0023]图6是图1所示的保持构件的立体图。
[0024]图7是从轴向前方观察本实用新型的另一实施方式的磁体搭载构件而得到的外观图。
[0025]图8是沿图7中的VIII— VIII剖断图7所示的磁体搭载构件而得到的剖视图。
[0026]图9是从轴向前方观察本实用新型的另一实施方式的转子构件而得到的外观图。
[0027]图10是沿图9中的X—X剖断图9所示的转子构件而得到的剖视图。
[0028]图11是从轴向前方观察本实用新型的其他实施方式的磁体搭载构件而得到的外观图。
[0029]图12是沿图11中的XII— XII剖断图11所示的磁体搭载构件而得到的剖视图。
[0030]图13是图11所示的磁体搭载构件的扇形体(Ir夕卜)中的一个扇形体的立体图。
[0031]图14是从轴向前方观察本实用新型的其他实施方式的转子构件而得到的外观图。
[0032]图15是从轴向后方观察图14所示的转子构件而得到的外观图。
[0033]图16是沿图14(图15)中的XVI—XVI剖断图14所示的转子构件而得到的剖视图。
[0034]图17是图14所示的扇形体中的一个扇形体的立体图。
[0035]图18是图14所示的磁体中的一个磁体的立体图。
[0036]图19是扇形体与磁体的组装体的立体图。
[0037]图20是从轴向前方观察本实用新型的其他实施方式的转子构件而得到的外观图。
[0038]图21是沿图20中的XXI— XXI剖断图20所示的转子构件而得到的剖视图。
[0039 ]图22是图21所示的楔构件的剖视图。
[0040]图23是图21所示的磁体搭载构件的剖视图。
[0041]图24是本实用新型的一实施方式的电动机的剖视图。
[0042]图25是图24所示的旋转轴部的剖视图。
[0043]图26是本实用新型的另一实施方式的电动机的剖视图。
[0044]图27是图26所示的转子的剖视图。
[0045]图28是从轴向前方(S卩、图27中的箭头XXVIII)观察图27所示的转子而得到的外观图。
[0046]图29是从轴向后方(S卩、图27中的箭头XXIX)观察图27所示的转子而得到的外观图。
[0047]图30是图27所示的旋转轴部的剖视图。
[0048]图31是从轴向后方(S卩、图30中的箭头XXXI)观察图30所示的旋转轴部而得到的外观图。
[0049]图32是本实用新型的一实施方式的转子的制造方法的流程图。
[0050]图33是用于说明将转子构件压入转子的工序的图，表示磁体搭载构件的前端与旋转轴部的外周面抵接的状态。
[0051]图34表示将转子构件压入至转子的规定固定位置的状态。
[0052]图35是用于说明磁体搭载构件向径向的变形的图。
[0053]图36是本实用新型的一实施方式的转子的分解方法的流程图。
[0054]图37是本实用新型的另一实施方式的旋转轴部的一部分的立体图。
【具体实施方式】
[0055]以下，基于附图详细地说明本实用新型的实施方式。首先，参照图1?图6说明本实用新型的一实施方式的转子构件10。另外，在以下的说明中，将沿着图中的轴线O的方向作为轴向。并且，为了便于说明，而将图2中的纸面左方作为轴向前方，将纸面右方作为轴向后方。
[0056]但是，需要注意的是，在以下的说明中的轴向前方、轴向后方是为了便于理解而特别设定的，并不是用于限定以及表示转子构件、电动机的前方、后方等特定方向的。另外，在以下的说明中的径向表示以轴线O为中心的圆的径向，周向表示以轴线O为中心的圆的圆周方向。
[0057]如图1和图2所示，转子构件10具有:磁体搭载构件12;多个磁体14，其以沿周向排列的方式配置在磁体搭载构件12的径向外侧；以及保持构件16，其为筒状，配置在这些磁体14的径向外侧。磁体14也可以根据制造的情况、磁体的成形的情况在轴向上分割成多个。如图2所示，在本实施方式中，磁体14在轴向上分割成两个。
[0058]如图3和图4所示，磁体搭载构件12是具有轴线O的筒状的构件，具有轴向后方侧(轴向第I侧)的第I端部18、轴向前方侧(轴向第2侧)的第2端部20以及沿轴向延伸的圆筒状的外周面22。配置在磁体搭载构件12的轴向后端的自外周面22向径向