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CN118749172A - 旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法 - Google Patents

旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法 Download PDF

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CN118749172A
CN118749172A CN202280092268.5A CN202280092268A CN118749172A CN 118749172 A CN118749172 A CN 118749172A CN 202280092268 A CN202280092268 A CN 202280092268A CN 118749172 A CN118749172 A CN 118749172A
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CN
China
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pressure side
low
rotary shaft
core
axial direction
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Pending
Application number
CN202280092268.5A
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English (en)
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柴田直道
加藤永护
山田航
吉泽敬信
小川真
吉泽孝昭
八锹佑纪
大迫雄志
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Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

在旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法中,具备:旋转轴,具有在轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部;铁芯,呈圆筒形形状并且在周向上被分割为多个而配置于旋转轴的径向外侧且一对凸缘部之间,并由磁铁构成;及保持套筒,呈圆筒形形状并配置于铁芯的外侧,并且轴向的一端部及另一端部固定于一对凸缘部的外周部。

Description

旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种旋转体及旋转电机以及电动压缩机。
背景技术
例如,燃料电池需要高压力的空气,因此应用2级压缩式电动压缩机。为了实现2级压缩式电动压缩机的高效化,需要进行高速化。在电动压缩机为离心压缩式的情况下,能够设计高效率的叶片,能够实现电动机的小型化或轻型化。应用于电动压缩机的电动机(马达)通常在转子上应用永久磁铁,并将从永久磁铁产生的转矩传递至旋转轴。然而,若转子进行旋转,则离心力作用于永久磁铁,永久磁铁有可能因拉伸应力而破损。因此,通过将保持套筒配置于永久磁铁的外侧,防止了永久磁铁的破损。
作为这种电动机,例如有下述专利文献1中所记载的电动机。专利文献1中所记载的电动机中,在旋转轴的外周面配置永久磁铁,配置加强环以拧紧永久磁铁,利用端板通过焊接将旋转轴的外周面与加强环的端面连结。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-072036号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
现有的电动机中,相对于旋转轴,首先压入呈环形状的一个端板,接着插入呈圆筒形形状的永久磁铁,接着压入呈环形状的另一个端板。并且,通过对各端板压入加强环,由加强环保持永久磁铁。然后,通过焊接将旋转轴与端板、端板与加强环进行固定。因此,存在如下课题:旋转轴、端板、加强环等构成部件的零件数量变多,各构成部件的组装作业变得复杂。
本发明用于解决上述课题,其目的在于提供一种实现零件数量的削减并且实现组装作业的简化的旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法。
用于解决技术课题的手段
用于实现上述目的的本发明的旋转体具备:旋转轴,具有在轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部;铁芯,呈圆筒形形状并且在周向上被分割为多个而配置于所述旋转轴的径向外侧且所述一对凸缘部之间,并由磁铁构成;及保持套筒,呈圆筒形形状并配置于所述铁芯的外侧,并且轴向的一端部及另一端部固定于所述一对凸缘部的外周部。
并且,本发明的旋转电机具备:壳体,呈中空形状;定子,呈圆筒形形状并固定于所述壳体的内周面;及所述旋转体,具有所述铁芯的转子以与所述定子的内周面隔着间隙对置的方式,旋转自如地支承于所述壳体。
并且,本发明的电动压缩机具备:所述旋转电机;低压轮,固定于所述旋转轴中的轴向的一方;及高压轮,固定于所述旋转轴中的轴向的另一方。
并且,本发明的旋转体的制造方法包括如下工序:在旋转轴的轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部之间从径向外侧组装在周向上被分割为多个的分割铁芯而作为呈圆筒形形状的铁芯;及将呈圆筒形形状的保持套筒从所述旋转轴的轴向的一侧插入并配置于所述铁芯的外侧,并且固定于所述一对凸缘部的外周部。
发明效果
根据本发明的旋转体及旋转电机以及电动压缩机、旋转体的制造方法,能够实现零件数量的削减并且能够实现组装作业的简化。
附图说明
图1是表示本实施方式的电动压缩机的内部结构的纵向剖视图。
图2是表示本实施方式的旋转体的纵向剖视图。
图3是表示旋转轴、转子铁芯及保持套筒的关系的图2的III-III剖视图。
图4是表示旋转轴与保持套筒的关系的图2的IV-IV剖视图。
图5是表示旋转轴与轴承套筒的关系的图2的V-V剖视图。
图6是用于说明旋转体的组装方法的分解剖视图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,本发明并不被该实施方式限定,并且在存在多个实施方式的情况下,也包括通过组合各实施方式而构成的方式。并且,在实施方式中的构成要件中包含本领域技术人员能够容易想到的要件、实质上相同的要件、所谓的均等范围内的要件。
在本实施方式中,旋转体应用于旋转电机,旋转电机(马达)应用于电动压缩机。但是,并不限定于该结构,旋转体也可以应用于作为旋转电机的通常的电动机。
<电动压缩机的结构>
图1是表示第1实施方式的电动压缩机的内部结构的纵向剖视图。
如图1所示,电动压缩机10具备壳体11、旋转轴12、定子13、转子14、低压轮15及高压轮16。另外,旋转体由旋转轴12和转子14构成。旋转电机由壳体11、旋转轴12、定子13及转子14构成。
壳体11具有马达壳体21、低压侧轴承壳体22及高压侧轴承壳体23。马达壳体21呈圆筒形形状,轴向的一侧(图1的右侧)的端部扩径。低压侧轴承壳体22呈圆盘形形状,并配置于马达壳体21中的轴向的一侧。低压侧轴承壳体22通过多个螺栓而装卸自如地紧固于马达壳体21中的轴向的一侧的端部。高压侧轴承壳体23呈圆盘形形状,并配置于马达壳体21中的轴向的另一侧。高压侧轴承壳体23通过多个螺栓而装卸自如地紧固于马达壳体21中的轴向的另一侧的端部。
呈圆筒形形状的马达壳体21中,轴向的一个开口被低压侧轴承壳体22封闭,轴向的另一个开口被高压侧轴承壳体23封闭。因此,壳体11通过将低压侧轴承壳体22和高压侧轴承壳体23紧固于马达壳体21而呈中空形状。
马达壳体21在内周部固定有定子13。定子13呈圆筒形形状。定子13具有定子铁芯31和定子线圈32。定子铁芯31呈圆筒形形状,以外周面与马达壳体21的内周面紧贴的方式固定。定子线圈32容纳于定子铁芯31的内部。
旋转轴12配置于壳体11的内部。旋转轴12沿着与壳体11同心的轴心O配置,并以轴心O为中心旋转自如地支承于壳体11。旋转轴12在轴向上的中间位置的外周部固定有转子14。转子14具有转子铁芯(永久磁铁)33和保持套筒34。转子铁芯33呈圆筒形形状,并配置于旋转轴12的外周面。保持套筒34呈圆筒形形状,并配置于转子铁芯33的外侧。
关于定子13和转子14,内周面与外周面在径向上对置。关定子13和转子14,在内周面与外周面之间设置有间隙。因此,若电流流过定子13的定子线圈32,则转子14通过所产生的磁力的吸引力及排斥力而进行旋转,旋转轴12输出旋转力。
旋转轴12旋转自如地支承于低压侧空气轴承35和高压侧空气轴承36。旋转轴12在比转子14更靠轴向的一侧设置有低压侧轴部12a,在比转子14更靠轴向的另一侧设置有高压侧轴部12b。旋转轴12中,在低压侧轴部12a以能够一体旋转的方式安装低压侧轴承套筒(空气轴承用轴承套筒)37,且在高压侧轴部12b以能够一体旋转的方式安装高压侧轴承套筒(空气轴承用轴承套筒)38。低压侧轴承套筒37作为低压侧轴部发挥作用,高压侧轴承套筒38作为高压侧轴部发挥作用。
低压侧空气轴承35与低压侧轴承壳体22一体地设置。低压侧空气轴承35呈圆筒形形状,从低压侧轴承壳体22的内表面向转子14侧延伸而形成。低压侧空气轴承35配置于安装于旋转轴12的低压侧轴承套筒37的外侧。若旋转轴12进行旋转,则在低压侧空气轴承35的内周面与低压侧轴承套筒37的外周面之间确保低压侧间隙。
高压侧空气轴承36与高压侧轴承壳体23一体地设置。高压侧空气轴承36呈圆筒形形状,从高压侧轴承壳体23的内表面向转子14侧延伸而形成。高压侧空气轴承36配置于安装于旋转轴12的高压侧轴承套筒38的外侧。若旋转轴12进行旋转,则在高压侧空气轴承36的内周面与高压侧轴承套筒38的外周面之间确保高压侧间隙。
旋转轴12中,在轴向的一侧固定有构成推力轴承的推力圆板39,并且配置有低压侧推力套筒40。推力圆板39固定于旋转轴12中的低压侧轴承套筒37与低压轮15之间。推力圆板39与旋转轴12一体地旋转。低压侧轴承壳体22在轴心O的外周边设置有低压侧空间部41。推力圆板39配置于低压侧空间部41。低压侧空间部41与低压侧空气轴承35的内周面和低压侧轴承套筒37的外周面的低压间隙连通。低压侧推力套筒40配置于旋转轴12上的低压轮15与推力圆板39之间。低压侧推力套筒40与旋转轴12一体地旋转。低压侧推力套筒40在外周部设置有密封部件(省略图示)。密封部件的外周部与低压侧轴承壳体22的内周面接触。低压侧推力套筒40相对于低压侧轴承壳体22旋转自如。
旋转轴12在轴向的另一侧配置有高压侧推力套筒42。高压侧推力套筒42配置于旋转轴12中的高压轮16与高压侧轴承套筒38之间。高压侧推力套筒42与旋转轴12一体地旋转。在高压侧推力套筒42的外周部设置有密封部件(省略图示)。密封部件的外周部与高压侧轴承壳体23的内周面接触。高压侧推力套筒42相对于高压侧轴承壳体23旋转自如。
壳体11在低压侧轴承壳体22侧配置有低压压缩机51,且在高压侧轴承壳体23侧配置有高压压缩机61。低压压缩机51具有低压侧壳体52和低压轮15。高压压缩机61具有高压侧壳体62和高压轮16。
低压侧壳体52通过多个螺栓紧固于低压侧轴承壳体22的外表面。低压轮15配置于低压侧壳体52的内部。低压轮15通过螺母53以能够一体旋转的方式固定于旋转轴12中的轴向的一端部。低压压缩机51中,通过低压侧壳体52和低压轮15设置有吸入口54、扩压器55、呈涡旋形状的涡旋部56及吐出口(省略图示)。
高压侧壳体62通过多个螺栓紧固于高压侧轴承壳体23的外表面。高压轮16配置于高压侧壳体62的内部。高压轮16通过螺母63以能够一体旋转的方式固定于旋转轴12中的轴向的另一端部。高压压缩机61中,通过高压侧壳体62和高压轮16设置有吸入口64、扩压器65、呈涡旋形状的涡旋部66及吐出口(省略图示)。
并且,低压压缩机51和高压压缩机61中,吐出口(省略图示)与吸入口64通过连结流路71连结。
低压压缩机51中,若低压轮15进行旋转,则外部空气从吸入口54被吸入并通过低压轮15的离心力而加速,经加速的空气通过扩压器55减速加压之后,在涡旋部56中流动,并从吐出口排出。由低压压缩机51压缩的低压空气通过连结流路71被送给到高压压缩机61。高压压缩机61中,若高压轮16进行旋转,则外部空气从吸入口64被吸入并通过高压轮16的离心力而加速,经加速的空气通过扩压器65减速加压之后,在涡旋部66中流动,并从吐出口排出。
并且,壳体11设置有低压侧空气流路72和高压侧空气流路73。低压侧空气流路72将压缩空气从壳体11供给至低压侧空气轴承35。低压侧空气流路72从连结流路71分支设置,将一部分压缩空气供给至低压侧空间部41。而且,通过将低压侧空间部41的压缩空气供给至低压侧空气轴承35的内周面与低压侧轴承套筒37的外周面的低压间隙,在径向的规定的位置支承旋转轴12。然后,供给至低压侧空气轴承35的压缩空气流入定子13与转子14的间隙。
高压侧空气流路73将压缩空气从壳体11供给至高压侧空气轴承36。高压侧空气流路73从连结流路71分支设置,将一部分压缩空气供给至高压侧空气轴承36。通过将压缩空气供给至高压侧空气轴承36的内周面与高压侧轴承套筒38的外周面的高压间隙,在径向的规定的位置支承旋转轴12。然后,供给至高压侧空气轴承36的压缩空气流入定子13与转子14的间隙。
<旋转体>
图2是表示本实施方式的旋转体的纵向剖视图,图3是表示旋转轴、转子铁芯及保持套筒的关系的图2的III-III剖视图,图4是表示旋转轴与保持套筒的关系的图2的IV-IV剖视图,图5是表示旋转轴与轴承套筒的关系的图2的V-V剖视图。
如图2所示,旋转体80具有旋转轴12和转子14。转子14具有转子铁芯33和保持套筒34。转子铁芯33为呈圆筒形形状的永久磁铁,并配置于旋转轴12的外周面。保持套筒34呈圆筒形形状,并配置于转子铁芯33的外侧。
旋转轴12为具有轴心O的磁性体。旋转轴12具有低压侧轴部12a、高压侧轴部12b及中间轴部12c。低压侧轴部12a位于旋转轴12的轴向的一侧。高压侧轴部12b位于旋转轴12的轴向的另一侧。中间轴部12c为旋转轴12的轴向上的中间部且位于低压侧轴部12a与高压侧轴部12b之间。并且,旋转轴12在低压侧轴部12a与中间轴部12c之间设置有低压侧凸缘部12d。旋转轴12在高压侧轴部12b与中间轴部12c之间设置有高压侧凸缘部12e。低压侧凸缘部12d和高压侧凸缘部12e在旋转轴12的轴向上隔着间隔而设置。低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e的外径为相同直径。
并且,旋转轴12在中间轴部12c的外周部设置有轴向凹部12f。轴向凹部12f在低压侧凸缘部12d与高压侧凸缘部12e之间呈沿着周向且朝向轴心O侧凹陷的形状。
如图2及图3所示,转子铁芯33配置于旋转轴12中的中间轴部12c的外侧。转子铁芯33具有在周向上被分割为多个(在本实施方式中为2个)的分割铁芯33a、33b。分割铁芯33a、33b可以一体成型,也可以在轴向上分割为多个。并且,分割铁芯33a、33b可以由层叠钢板构成。另外,分割铁芯33a、33b的分割个数可以为3个以上。
分割铁芯33a、33b安装于旋转轴12中的中间轴部12c的外周面。此时,分割铁芯33a、33b通过内周部嵌合于形成于中间轴部12c的轴向凹部12f而进行轴向的定位。此时,分割铁芯33a、33b的内周面与轴向凹部12f的外周面粘接。因此,分割铁芯33a、33b在低压侧凸缘部12d与高压侧凸缘部12e之间安装于中间轴部12c。另外,转子铁芯33的外径与低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e的外径为相同直径、或者略小直径。
保持套筒34配置于转子铁芯33的外侧。保持套筒34位于转子铁芯33的外侧,轴向的一端部固定于低压侧凸缘部12d的外周部,另一端部固定于高压侧凸缘部12e的外周部。保持套筒34从旋转轴12中的轴向的一侧插入到低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e的外周部。保持套筒34通过热压配合而固定于低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e的外周面。因此,保持套筒34的内周面与低压侧凸缘部12d的外周面、高压侧凸缘部12e的外周面、转子铁芯33的外周面紧贴。
并且,如图2及图4所示,转子铁芯33的各端部与低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e以预先设定的规定间隔在旋转轴12的轴向上分开配置。因此,在转子铁芯33与低压侧凸缘部12d之间设置有低压侧空间部81,在转子铁芯33与高压侧凸缘部12e之间设置有高压侧空间部82。低压侧空间部81由转子铁芯33的轴向的一端面、中间轴部12c的外表面、低压侧凸缘部12d的一侧面及保持套筒34的内表面划分。高压侧空间部82由转子铁芯33的轴向的另一端面、中间轴部12c的外表面、高压侧凸缘部12e的一侧面及保持套筒34的内表面划分。
另外,低压侧空间部81及高压侧空间部82为非磁性体。因此,低压侧空间部81及高压侧空间部82可以填充非磁性体的树脂材料。通过在低压侧空间部81及高压侧空间部82填充树脂材料,能够提高转子铁芯33的强度。
如图1及图5所示,旋转轴12在低压侧轴部12a固定有低压侧轴承套筒37。低压侧轴承套筒37呈圆筒形形状,并轻压入(间隙配合)于低压侧轴部12a。轻压入是指,在轴向上对低压侧轴承套筒37作用规定的应力时,以低压侧轴承套筒37相对于旋转轴12在轴向上移动的压力压入。因此,低压侧轴承套筒37能够与旋转轴12一体旋转。
旋转轴12在高压侧轴部12b固定有高压侧轴承套筒38。高压侧轴承套筒38呈圆筒形形状,并轻压入(间隙配合)于高压侧轴部12b。因此,高压侧轴承套筒38能够与旋转轴12一体旋转。
低压侧轴承套筒37通过在外周面施工耐磨损性涂覆而设置耐磨损性涂层37a。高压侧轴承套筒38通过在外周面施工耐磨损性涂覆而设置耐磨损性涂层38a。对低压侧轴承套筒37的耐磨损性涂覆和对高压侧轴承套筒38的耐磨损性涂覆在组装到旋转轴12之前施工。
旋转轴12中,在轴向的一侧与低压侧轴承套筒37相邻地插入有推力圆板39,并且插入有低压侧推力套筒40。而且,旋转轴12中,在轴向的一端部安装有低压轮15,并通过螺母53以能够一体旋转的方式紧固。此时,低压轮15通过螺母53相对于旋转轴12的紧固力而被压向定子13侧。于是,低压轮15的按压力经由低压侧推力套筒40及推力圆板39传递至低压侧轴承套筒37,低压侧轴承套筒37与低压侧凸缘部12d抵接而被定位。
旋转轴12中,在轴向的另一侧与高压侧轴承套筒38相邻地插入有高压侧推力套筒42。而且,旋转轴12中,在轴向的另一端部安装有高压轮16,并通过螺母63以能够一体旋转的方式紧固。此时,高压轮16通过螺母63相对于旋转轴12的紧固力而被压向定子13侧。于是,高压轮16的按压力经由高压侧推力套筒42传递至高压侧轴承套筒38,高压侧轴承套筒38与高压侧凸缘部12e抵接而被定位。
<旋转体的组装方法>
图6是用于说明旋转体的组装方法的分解剖视图。
如图6所示,旋转轴12具有低压侧凸缘部12d和高压侧凸缘部12e。转子铁芯33由2个分割铁芯33a、33b构成。首先,相对于旋转轴12的中间轴部12c,使分割铁芯33a、33b位于径向外侧,并使分割铁芯33a、33b向旋转轴12的径向内侧即箭头A1、A2方向移动,由此与中间轴部12c紧贴。
此时,分割铁芯33a、33b的内周部定位于中间轴部12c的轴向凹部12f,内周面与轴向凹部12f粘接。因此,转子铁芯33中,轴向的一端部与低压侧凸缘部12d分开规定间隔配置,并且轴向的另一端部与高压侧凸缘部12e分开规定间隔配置。
接着,相对于旋转轴12,使保持套筒34位于轴向的一方,并使保持套筒34向旋转轴12的轴向的另一方即箭头A3方向移动,由此配置于低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e的径向外侧。此时,通过热压配合而将保持套筒34固定于低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e。即,通过对保持套筒34进行加热而使其膨胀以扩大内径,在该状态下,使其位于低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e的外侧。然后,若对保持套筒34进行冷却,则收缩而内径变窄,保持套筒34的内周面按压低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e的各外周面。
因此,保持套筒34成为与低压侧凸缘部12d、转子铁芯33及高压侧凸缘部12e牢固地结合的固定状态。即,旋转轴12、转子铁芯33及保持套筒34一体地结合。此时,在转子铁芯33与低压侧凸缘部12d之间形成低压侧空间部81,在转子铁芯33与高压侧凸缘部12e之间形成高压侧空间部82。
接着,相对于旋转轴12,使低压侧轴承套筒37位于轴向的一方,并使低压侧轴承套筒37向旋转轴12的轴向的另一方即箭头A4方向移动,由此轻压入于低压侧轴部12a。并且,相对于旋转轴12,使高压侧轴承套筒38位于轴向的另一方,并使高压侧轴承套筒38向旋转轴12的轴向的一方即箭头A5方向移动,由此轻压入于高压侧轴部12b。在该情况下,低压侧轴承套筒37及高压侧轴承套筒38在组装之前在各外周面施工耐磨损性涂覆,由此分别设置有耐磨损性涂层37a、38a。
并且,如图2所示,在旋转轴12的一端部插入推力圆板39及低压侧推力套筒40之后,安装低压轮15,并通过螺母53进行紧固。并且,在旋转轴12的另一端部插入高压侧推力套筒42之后,安装高压轮16,并通过螺母63进行紧固。
<电动压缩机的作用>
电动压缩机10中,若在构成定子13的定子线圈32中流过电流(交流电压),则在定子13的周围产生磁场,生成旋转磁场(磁力),在定子13的周围产生N极和S极。转子铁芯33(转子14)通过被定子13的旋转磁场吸引而进行旋转。此时,转子铁芯33为磁性体,产生沿着周向的磁通。并且,在转子铁芯33中的轴向的一侧形成低压侧空间部81,在另一侧形成高压侧空间部82。由于低压侧空间部81和高压侧空间部82为非磁性体,因此可防止转子铁芯33中的轴向的磁通泄漏。在低压侧空间部81及高压侧空间部82填充有树脂材料的情况下,转子铁芯33的强度提高。
而且,旋转轴12的低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e的刚性高于转子铁芯33。因此,若保持套筒34通过热压配合而将转子铁芯33固定于旋转轴12,则保持套筒34的轴向的中间部向轴心O侧变形而按压转子铁芯33,旋转轴12、转子铁芯33及保持套筒34的接触面积增加,相对于离心力的强度提高。
并且,旋转轴12为磁性体,转子铁芯33的磁通流向旋转轴12。而且,转子铁芯33的旋转力经由外周部的表面接触部传递至保持套筒34,进而经由保持套筒34与低压侧凸缘部12d及高压侧凸缘部12e的表面接触传递至旋转轴12。若旋转轴12进行旋转,则与各端部连结的低压轮15及高压轮16进行旋转,压缩空气。
[本实施方式的作用效果]
第1方式所涉及的旋转体具备:旋转轴12,具有在轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部12d、12e;转子铁芯33,呈圆筒形形状并且在周向上被分割为多个而配置于旋转轴12的径向外侧且一对凸缘部12d、12e之间,并由磁铁构成;及保持套筒34,呈圆筒形形状并配置于转子铁芯33的外侧,并且轴向的一端部及另一端部固定于一对凸缘部12d、12e的外周部。
根据第1方式所涉及的旋转体,由于在旋转轴12上设置有一对凸缘部12d、12e,因此在旋转轴12上组装转子铁芯33之后,将保持套筒34配置于转子铁芯33的外侧并固定于一对凸缘部12d、12e,由此能够容易地组装旋转体80。即,不需要通过焊接等来固定用于将保持套筒34固定于旋转轴12的一对端板(一对凸缘部12d、12e)的作业。其结果,能够实现零件数量的削减,并且能够实现组装作业的简化。
第2方式所涉及的旋转体中,保持套筒34通过热压配合而固定于一对凸缘部12d、12e的外周面及转子铁芯33的外周面。由此,能够将旋转轴12、转子铁芯33及保持套筒34结合为一体,能够实现组装作业的简化。并且,通过保持套筒34对转子铁芯33施加压缩荷载,能够抑制在旋转时作用于转子铁芯33的离心力所引起的破损。
第3方式所涉及的旋转体中,一对凸缘部12d、12e与转子铁芯33以预先设定的规定间隔在旋转轴12的轴向上分开配置。由此,在转子铁芯33中的轴向的一侧形成有作为非磁性体的低压侧空间部81,在另一侧形成有作为非磁性体的高压侧空间部82,因此能够防止形成于作为磁性体的转子铁芯33的磁通向轴向泄漏,能够抑制效率的降低。
第4方式所涉及的旋转体中,在一对凸缘部12d、12e与转子铁芯33之间配置有树脂材料(非磁性体)。由此,在转子铁芯33中的轴向的一侧的低压侧空间部81配置有树脂材料(非磁性体),在另一侧的高压侧空间部82配置有树脂材料(非磁性体),因此能够防止形成于作为磁性体的转子铁芯33的磁通向轴向泄漏,能够抑制效率的降低。并且,通过消除空间部,能够提高转子铁芯33的强度。
第5方式所涉及的旋转体中,旋转轴12中,在一对凸缘部12d、12e之间设置有沿着周向并且朝向轴心O侧凹陷的轴向凹部12f,定子铁芯定位于轴向凹部12f。由此,能够相对于旋转轴12将分割铁芯33a、33b定位于轴向的适当位置,能够在转子铁芯33中的轴向的一侧适当地形成低压侧空间部81,并且能够在另一侧适当地形成高压侧空间部82。
第6方式所涉及的旋转体中,转子铁芯33的内周面与旋转轴12的外周面粘接。由此,能够容易地将分割铁芯33a、33b安装于旋转轴12。
第7方式所涉及的旋转电机具备:壳体11,呈中空形状;定子13,呈圆筒形形状并固定于壳体11的内周面;及旋转体80,具有转子铁芯33的转子14以与定子13的内周面隔着间隙对置的方式,旋转自如地支承于壳体11。由此,能够实现零件数量的削减,并且能够实现组装作业的简化。
第8方式所涉及的电动压缩机具备:旋转电机;低压轮15,固定于旋转轴12中的轴向的一方;及高压轮16,固定于旋转轴12中的轴向的另一方。由此,能够实现零件数量的削减,并且能够实现组装作业的简化。
第9方式的旋转体的制造方法包括如下工序:在旋转轴12的轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部12d、12e之间从径向外侧组装在周向上被分割为多个的分割铁芯33a、33b而作为呈圆筒形形状的转子铁芯33;及将呈圆筒形形状的保持套筒34从旋转轴12的轴向的一侧插入并配置于转子铁芯33的外侧,并且固定于一对凸缘部12d、12e的外周部。由此,能够容易地组装旋转体80,能够实现零件数量的削减,并且能够实现组装作业的简化。
符号说明
10-电动压缩机,11-壳体,12-旋转轴,12a-低压侧轴部,12b-高压侧轴部,12c-中间轴部,12d-低压侧凸缘部,12e-高压侧凸缘部,12f-轴向凹部,13-定子,14-转子,15-低压轮,16-高压轮,21-马达壳体,22-低压侧轴承壳体,23-高压侧轴承壳体,31-定子铁芯,32-定子线圈,33-转子铁芯,33a、33b-分割铁芯,34-保持套筒,35-低压侧空气轴承,36-高压侧空气轴承,37-低压侧轴承套筒(空气轴承用轴承套筒),37a-耐磨损性涂层,38-高压侧轴承套筒(空气轴承用轴承套筒),38a-耐磨损性涂层,39-推力圆板,40-低压侧推力套筒,41-低压侧空间部,42-高压侧推力套筒,51-低压压缩机,52-低压侧壳体,53、63-螺母,54、64-吸入口,55、65-扩压器,56、66-涡旋部,61-高压压缩机,62-高压侧壳体,71-连结流路,72-低压侧空气流路,73-高压侧空气流路,80-旋转体,81-低压侧空间部,82-高压侧空间部。

Claims (9)

1.一种旋转体,其具备:
旋转轴,具有在轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部;
铁芯,呈圆筒形形状并且在周向上被分割为多个而配置于所述旋转轴的径向外侧且所述一对凸缘部之间,并由磁铁构成;及
保持套筒,呈圆筒形形状并配置于所述铁芯的外侧,并且轴向的一端部及另一端部固定于所述一对凸缘部的外周部。
2.根据权利要求1所述的旋转体,其中,
所述保持套筒通过热压配合而固定于所述一对凸缘部的外周面及所述铁芯的外周面。
3.根据权利要求1或2所述的旋转体,其中,
所述一对凸缘部和所述铁芯以预先设定的规定间隔在所述旋转轴的轴向上分开配置。
4.根据权利要求1或2所述的旋转体,其中,
在所述一对凸缘部与所述铁芯之间配置有非磁性体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转体,其中,
所述旋转轴中,在所述一对凸缘部之间设置有沿着轴向并且朝向轴心侧凹陷的轴向凹部,所述铁芯定位于所述轴向凹部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转体,其中,
所述铁芯的内周面与所述旋转轴的外周面粘接。
7.一种旋转电机,其具备:
壳体,呈中空形状;
定子,呈圆筒形形状并固定于所述壳体的内周面;及
权利要求1至6中任一项所述的旋转体,具有所述铁芯的转子以与所述定子的内周面隔着间隙对置的方式,旋转自如地支承于所述壳体。
8.一种电动压缩机,其具备:
权利要求7所述的旋转电机;
低压轮,固定于所述旋转轴中的轴向的一方;及
高压轮,固定于所述旋转轴中的轴向的另一方。
9.一种旋转体的制造方法,其包括如下工序:
在旋转轴的轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部之间从径向外侧组装在周向上被分割为多个的分割铁芯而作为呈圆筒形形状的铁芯;及
将呈圆筒形形状的保持套筒从所述旋转轴的轴向的一侧插入并配置于所述铁芯的外侧,并且固定于所述一对凸缘部的外周部。
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