CN107453503A - 保持构件、转子以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供使旋转电机的转子中的磁体的保持构件的张力充分、并且不会导致该保持构件与定子摩擦的保持构件、包括该保持构件的转子以及包括该转子的旋转电机。该保持构件构成为所述主体部的轴线方向上的长度长于所述定子铁芯的轴线方向区间的长度，且所述端部处理部以位于所述定子铁芯的轴线方向端部的外侧的方式配置，形成保持构件的纤维束的卷绕开始、卷绕终止的端部处理部位于定子铁芯的外侧，将端部处理部设定得相对较厚。

Description

保持构件、转子以及旋转电机

技术领域

本发明涉及在旋转电机的转子外周使用的保持构件、包括该保持构件的转子、以及包括该转子的旋转电机。

背景技术

公知有这样一种同步电动机，该同步电动机构成为：在转子的外周面具备磁体，利用筒状的保持构件向径向内侧压缩并保持该磁体。在这种同步电动机中，为了能够高速旋转，需要具备以能承受较大的离心力的方式设计的保持构件，从而防止在离心力的作用下磁体自转子脱离、转子自身破损。

根据这样的观点，提案有这样一种旋转电机：将配置于转子的外周面的永磁体利用以覆盖该永磁体的方式设于该永磁体的外周的碳纤维强化塑料(CFRP)制的保持构件压缩并保持(例如参照专利文献1)。

在专利文献1所公开的技术中，保持构件与磁体区间的轴线方向上的全长相等，磁体区间与定子铁芯的层叠长度大致相等。因此，保持构件成为与定子铁芯的轴线方向区间大致相同的尺寸，并以大约收纳在定子铁芯中的方式组装。

另外，还提案有一种防止保持构件的卷绕终止端部剥离的构造。(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2014-212680号公报

专利文献2：日本特开2002-315241号公报

发明内容

发明要解决的问题

在将专利文献1所述的CFRP制的保持构件应用于旋转电机中的情况下，容易实施通过增大对保持构件赋予的周向上的张力从而提高保持强度的方法。然而，实际上，张力变得越大，则保持构件的卷绕开始端部、卷绕终止端部在该张力的作用下剥离的风险越高。一旦开始剥离，则剥离逐渐行进、并达到破坏的情况较多。因而，不采用对该部分的对策而单纯地提高张力来增大保持强度的方法是有限制的。

在旨在高度旋转的旋转电机的情况下，在该旋转电机中应用的保持构件大多通过将线状、绳状、或带状的连续的纤维束卷绕于成为芯材的夹具并成形为筒状(管状)的FRP。这是被称为长纤维缠绕(以下称为FW)的制造方法。在利用该制造方法进行制造的情况下，在对卷绕成筒状的纤维施加有较高的张力的状态下，若进一步施加严酷的环境条件，则产生所述开始端、终止端的固定松开这样的问题。所述严酷的环境条件是指因高速旋转而与风之间的摩擦、振动、因转子的发热而产生的高温、或旋转时与停止时之间的温度循环等。作为针对上述问题的对策，考虑有在利用FW制作保持构件时仅针对卷绕开始的部分和卷绕终止的部分增加卷绕次数并细致地进行固定的方法。但是，这样一来，径向上的厚度增大，而可能导致保持构件与定子铁芯摩擦。在保持构件与定子铁芯产生了摩擦的情况下，由摩擦而最终可能引起端部的固定松开的问题。

在旨在旋转电机的进一步高速化的情况下，在磁体上产生的离心力也变得更大，与此相对应地，需要提高保持构件的纤维的张力。另外，作为想要使电动机进一步高输出化的情况下的一个方法，存在增大磁体的厚度的方法。若增大磁体的厚度，则磁体的质量增大，与此相对应地，在磁体上产生的离心力也增大。因而，为了能够克服这样增大的离心力，需要提高保持构件的纤维的张力。另外，若利用所述的方法且利用FW制作保持构件并提高纤维的张力，则在卷绕的开始端和终止端，保持构件变为大径，而产生与定子铁芯摩擦而固定松开的问题。该问题成为了以往的旋转电机的高速化、高输出化的障碍。

另外，在专利文献2中，公开有一种设置转子壳体和凸缘部这样的构件并在该构件设置纤维的卡定部而约束纤维的端部的方法。

然而，在该方法中，转子壳体和凸缘部的质量妨碍了高速旋转化。因此，即使特意利用轻量的纤维保持磁体部，也存在由于对于转子壳体和凸缘部的离心力的强度不足而导致对最高转速产生制约的问题。为了避免该问题，需要牢固并可靠地对该保持构件的开始端和终止端进行处理，需要即使在较高的张力下也不会松开的端部处理。

本发明即是鉴于上述这样的情况而做成的，其目的在于提供使旋转电机的转子中的磁体的保持构件的张力充分、并且不会导致该保持构件与定子摩擦的保持构件、具备该保持构件的转子以及具备该转子的旋转电机。

用于解决问题的方案

(1)本发明的保持构件(例如，后述的保持构件50)应用于旋转电机，该旋转电机包括：定子(例如，后述的定子20)，其具有定子铁芯(例如，后述的定子铁芯21)；转子(例如，后述的转子10)，其支承于旋转轴(例如，后述的旋转轴1)，与所述定子相对应；多个磁体(例如，后述的磁体M)，其配置于所述转子的外周面；以及保持构件(例如，后述的保持构件50)，其自所述磁体的外周面侧朝向径向内侧压缩并保持所述磁体，其中，所述保持构件具有：主体部(例如，后述的主体部51)，其主体上包含以环绕自身的周面的方式卷绕的纤维束而构成，并呈大致筒状体；以及端部处理部(例如，后述的端部处理部52)，其设于所述主体部的端部，包含实施了用于防止所述纤维束从所述纤维束的卷绕的开始端部和终止端部中的至少任一端部松开的端部处理的部位，

所述主体部的轴线方向上的长度长于所述定子铁芯的轴线方向区间的长度，且该保持构件以所述端部处理部位于所述定子铁芯的轴线方向端部的外侧的方式配置。

(2)根据(1)所述的保持构件，能够采用以下技术方案：至少一个所述端部处理部的外径是比所述主体部的外径大的大径。

(3)根据(2)所述的保持构件，能够采用以下技术方案：该保持构件具有与所述一个所述端部处理部相对应的另一端部处理部，所述另一端部处理部的外径小于所述定子铁芯的内径。

(4)一种转子，该转子具有(1)～(3)中任一项所述的保持构件。

(5)根据(4)所述的转子，能够采用以下技术方案：所述保持构件的轴线方向上的长度等于所述磁体的轴线方向区间的长度。

(6)根据(4)或(5)所述的转子，在所述旋转轴的外周以同轴状具有所述保持构件和锥套，所述保持构件包含碳纤维而构成，所述锥套位于比所述保持构件靠内径侧的位置且具有内径沿轴线方向倾斜的锥面，所述保持构件承受由设于所述旋转轴的外周的锥面产生的扩径方向上的力并且隔着所述磁体和所述锥套嵌装于所述旋转轴而被施加张力，在由所述张力产生的弹性压缩力的作用下，将所述磁体按压于所述锥套的外周面。

(7)一种旋转电机，其中，(5)的所述定子铁芯的端部构成用于防止层叠铁芯剥离的对策部位。

(8)一种旋转电机，该旋转电机具有(4)～(6)中任一项所述的转子，所述保持构件的所述端部处理部位于所述定子铁芯的轴线方向端部的外侧。

发明的效果

采用本发明，能够实现使旋转电机的转子中的磁体的保持构件的张力充分、并且不会导致该保持构件与定子摩擦的保持构件、包括该保持构件的转子以及包括该转子的旋转电机。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施方式的旋转电机的概略结构图。

图2是表示图1的旋转电机的变形例的概略结构图。

图3是用于说明应用于图1和图2的旋转电机的作为本发明的实施方式的保持构件的图。

图4是表示作为本发明的另一实施方式的旋转电机的概略结构图。

图5是用于说明应用于图4的旋转电机的作为本发明的实施方式的保持构件的图。

图6是用于说明作为本发明的实施方式的保持构件的端部处理的一例子的图。

图7是用于说明作为本发明的实施方式的保持构件的端部处理的另一例子的图。

图8A是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的一例子且表示纤维束的卷绕开始的状态的图。

图8B是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的一例子且表示端部处理的准备阶段的状态的图。

图8C是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的一例子且表示端部处理的状态的图。

图9A是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的另一例子且表示纤维束的卷绕开始的状态的图。

图9B是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的另一例子且表示端部处理的准备阶段的状态的图。

图9C是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的另一例子且表示端部处理的状态的图。

图10A是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的一例子且表示纤维束的卷绕完成的状态的图。

图10B是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的一例子且表示端部处理的准备阶段的状态的图。

图10C是表示在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的一例子且表示端部处理的状态的图。

图11是表示作为本发明的又一实施方式的旋转电机的概略结构图。

图12是表示通常的旋转电机的概略结构图。

图13A是表示旋转电机的转子的组装过程中的状态的图。

图13B是表示转子向旋转电机的组装完成的状态的图。

图14是表示旋转电机的转子的剖面的图。

附图标记说明

1、旋转轴；10、转子；12、锥套；20、定子；50、保持构件；51、主体部；52、端部处理部。

具体实施方式

以下，参照附图一边适当地与以往的通常的旋转电机进行对比一边说明本发明的实施方式。

图1是表示作为一实施方式的旋转电机的概略结构图。

该旋转电机100包括作为本发明的实施方式的转子10，该转子10包括作为本发明的实施方式的保持构件50。

图1的旋转电机100利用旋转轴1支承有转子10，该旋转轴1的两端侧利用未图示的轴承支承。以包围转子10的方式设有定子20。该定子20具有例如通过层叠电磁钢板的薄板而成的定子铁芯21，并装入于壳体22。在定子铁芯21上卷绕有线圈23。在图1的视角中，能够看到卷绕于定子铁芯21的线圈23的线圈端部23a。

图1的旋转电机100为表面磁体粘贴型同步电动机，利用锥套12和保持构件50将在轴线方向上被分开的永磁体M固定于旋转轴1。

即，在旋转电机100中，将由磁性体的金属材料形成的筒状的锥套12压入环状的永磁体M与旋转轴1之间，另外，利用自永磁体M的外周面侧朝向径向内侧压缩并保持永磁体M的保持构件50将永磁体M包围，从而将永磁体M牢固地保持于旋转轴1(直接而言为锥套12)的外周。另外，在一方(图1中的右方)侧的永磁体M的一侧的端部侧嵌装有与永磁体M的半径方向上的厚度尺寸相等的环状的间隔件40。间隔件40为模仿永磁体M的轴线方向上的端缘的形状而成的形状。

保持构件50呈大致筒状体，具有：主体部51，其主体上含有以环绕保持构件50的周面的方式卷绕的后述的纤维束而构成；以及端部处理部52，其设于主体部51的端部，包含施加了用于防止上述纤维束从上述纤维束的卷绕的开始端部和终止端部的至少任一端部松开的端部处理的部位。

如图1所示，主体部51的内径和端部处理部52的内径实质上相同，因而，内周面没有台阶地在轴线方向上连续。然而，端部处理部52的外径大于主体部51的外径，因而，自主体部51的外周面到端部处理部52的外周面在轴线方向上的过渡部分形成台阶并扩径。其理由在后述进行说明。

保持构件50的主体部51的轴线方向上的长度长于定子铁芯21的轴线方向区间的长度，且以端部处理部52位于定子铁芯21的轴线方向端部的外侧的方式配置。

如参照图1容易理解的那样，在轴线方向上被分开的永磁体M的轴线方向上的合计长度即永磁体配设区间的长度与定子铁芯21的轴线方向上的长度大致相等。另外，在轴线方向上被分开的永磁体M和间隔件40沿轴线方向排列的、轴线方向上的区间的长度与包含端部处理部52在内的保持构件50的轴线方向上的长度大致相等。如图所示，间隔件40插入于保持构件50的端部处理部52的内周面侧与锥套12的外周面侧之间。

锥套12具有内径沿轴线方向倾斜而成的锥面。即，在图1的视角中，呈现越靠右侧内径变得越小的倾斜。另外，在旋转轴1的外周也形成有以与锥套12中的朝向相同的朝向成为锥形的锥面。

保持构件50承受由设于旋转轴1的外周的该锥面产生的扩径方向上的力并且隔着永磁体M和锥套12嵌装于旋转轴1而被施加有张力。永磁体M在由作用于保持构件50的该张力产生的弹性压缩力的作用下被按压于锥套12的外周面。由此，永磁体M牢固地保持着自身的位置。

图2是表示图1的旋转电机的变形例的概略结构图。

在图2中，对与所述的图1相对应的部分标注相同的附图标记，该对应的各部分的说明分别引用图1中的说明。

图2的旋转电机100a也为表面磁体粘贴型同步电动机。

图2的旋转电机100a中与所述的图1的旋转电机100的不同在于以下的方面。即，在旋转电机100中，永磁体M的轴线方向上的全长(所述的合计的长度)与定子铁芯21的轴线方向区间的长度大致相等，在保持构件50的端部处理部52的内周侧嵌装有间隔件40，然而，在旋转电机100a中，永磁体M的轴线方向上的全长长于定子铁芯21的轴线方向区间的长度，且未设有上述的间隔件40。

如图2所容易理解的那样，永磁体M的轴线方向上的两端侧分别自定子铁芯21的轴线方向区间的两端沿轴线方向延伸出大致相等的长度。

因而，若旋转轴1欲在轴线方向上位移，在永磁体M的磁通线的吸引作用下，将旋转轴1带回到正规位置(原来的位置)并使旋转轴1平衡。因此，不会对轴承(未图示)施加负担地使旋转轴1高精度地维持正规位置。

在图2的旋转电机100a中也设有锥套12，且在旋转轴1的外周形成有所述的锥面。因而，如上述的图1的旋转电机100所述，永磁体M在保持构件50的弹性压缩力的作用下在锥套12的外周面牢固地保持着自身的位置。

在此，参照图3进一步说明图1和图2中的保持构件50。

图3是用于说明应用于图1和图2的旋转电机的作为本发明的实施方式的保持构件的图。

特别是，图3表示了保持构件50的成形过程中的状态。

如参照图1和图2所述那样，保持构件50呈大致筒状体，具有主体部51，该主体部51主体上包含以环绕保持构件50的周面的方式卷绕的后述的纤维束而构成。保持构件50还具有端部处理部52，该端部处理部52设于主体部51的端部且包含施加了用于防止该纤维束从上述纤维束的卷绕的开始端部和终止端部中的至少任一端部松开的端部处理的部位。

对于上述保持构件50，成为材料的纤维(以下适当地将包含为纤维束510的情况在内的纤维简称为纤维)优选碳纤维。保持构件50通过将这样的纤维束510卷绕于图3中那样的轴状的成形夹具500而成形。

在一个成形方法中，首先，将材料的纤维卷绕于成形夹具500。在将材料的纤维卷绕于成形夹具500之后，滴下渗透性较佳的树脂等进行浸渍，并使该树脂加热固化。该情况下的树脂优选具有柔软性的树脂。

在图3的保持构件50的情况下，通过使纤维的卷绕的开始端部和终止端部位于同一侧，且将这些端部相互粘接固定，从而进行端部处理。端部处理为用于防止该纤维束在端部松开而进行的处理，环氧系树脂被用作粘接剂。

另外，在图3的保持构件50的情况下，端部处理部52在保持构件50的轴线方向上的一端侧(在图3的视角中为右端侧)进行，另一端侧的纤维束510的卷绕方向保持原状而不产生变化，且在端部直接折返。即，在端部处理部52产生纤维束510的卷绕的开始端和终止端重叠而多层卷绕而成的部分521。因而，利用这样地多重卷绕纤维束510而成的部分521，从而形成外径相对于主体部51呈台阶而扩径的端部处理部52。

如上所述，在使树脂加热固化之后，将保持构件50自成形夹具500沿轴线方向拔出而以单体取出，并成为作为完成品的保持构件50。

另外，如上所述，代替将渗透性较佳的树脂向纤维束滴下并浸渍于纤维束且加热固化的方法，还能够应用将预浸渍带(日文：プリプレグテープ)卷绕于成形夹具500并使其加热固化的方法来成形保持构件50。

如上所述地成形保持构件50，因此，主体部51的内径和端部处理部52的内径实质上相同，因此，保持构件50内周面没有台阶地在轴线方向上连续。另一方面，由于端部处理部52为多重卷绕纤维束510而成的部分521，因此，端部处理部52的外径大于主体部51的外径，自主体部51的外周面到端部处理部52的外周面在轴线方向上的过渡部分形成台阶而扩径。

该结果在于，保持构件50的端部处理部52的外径成为保持构件50在轴线方向上的全长区间内的外径中最大的部位。

如图1和图2所示，将如参照图3所说明的那样成形的保持构件50安装于旋转电机100(100a)。在安装有保持构件50的状态下，成为自转子10的轴线方向上的至少一端侧到另一端侧的区间之间不间断地连续的一条纤维束环绕转子10的外周侧且自一端侧卷绕到另一端侧的状态。即，保持构件50通过重复至少一次、或两次以上该纤维束的卷绕而形成，并呈大致筒状形状。纤维束的卷绕的开始端部和终止端部处于保持构件50的轴线方向端部(在图1、图2以及图3的情况下为图示中的右端部)，通过将纤维彼此粘接而成为用于防止松开的端部处理。利用图3的方法成形而成的保持构件50为将树脂作为基质的纤维强化树脂，在保持构件50单体的状态下，在构成保持构件50的纤维上未施加有张力。在图1、图2以及图3的情况下，保持构件50的轴线方向上的全长长于定子铁芯21的轴线方向上的长度。

因此，能够使保持构件50的端部侧位于比定子铁芯21的轴线方向上的端部靠外侧的位置，没有障碍地以外径成为大径的方式设计保持构件50的端部侧。因而，能够将保持构件50制作成周向上的抗拉强度充分强的构件。

接着，参照图4，说明作为本发明的另一实施方式的旋转电机。

图4是表示作为本发明的另一实施方式的旋转电机的概略结构图。

图4的旋转电机100c也为表面磁体粘贴型同步电动机，对与所述的图1和图2对应的部分标注相同的附图标记，与这些对应部分相关的说明分别引用图1和图2中的说明。

图4的旋转电机100c中、与参照图1和图2说明的旋转电机100、100a的不同在于以下方面。

即，在旋转电机100、100a中，转子10的保持构件50在主体部51的一端侧具有外径为大径的端部处理部52，然而，在图4的旋转电机100c中，转子10的保持构件50在主体部51的一端侧和另一端侧分别具有大径的端部处理部52a、52b。

参照图5说明图4的旋转电机100c中的这样的保持构件50。

图5是用于说明应用于图4的旋转电机的作为本发明的实施方式的保持构件的图。

在图5中，对与所述的图3相对应的部分标注相同的附图标记，与这些对应部分相关的说明分别引用图3中的说明。

在图5中，与图3的情况相同，表示了保持构件50的成形过程中的状态。

在图5的保持构件50中，在纤维束的卷绕的开始端部细致地多重卷绕而成的部分521利用粘接剂固定而进行端部处理，同样地，在纤维束的卷绕的终止端部也形成有细致地多重卷绕而成的部分522，利用粘接剂固定该部分522而进行端部处理。

在图5的保持构件50中，这些多重卷绕而成的部分521、522的直径大于成为主体部51的纤维束的卷绕部分510的直径。

其结果，在图5的保持构件50中，也是在主体部51的轴线方向上的两端形成外径为大径的端部处理部52a、52b。

在图4和图5的保持构件50中，保持构件50的轴线方向上的全长长于定子铁芯21的轴线方向上的长度。特别是该实施方式的情况下，大径的端部处理部52a、52b均以位于比定子铁芯21的轴线方向上的区间靠外侧的位置的方式安装。

参照附图进一步说明上述的保持构件50中的端部处理。

图6是用于说明作为本发明的实施方式的保持构件的端部处理的一例子的图。

在轴状的成形夹具500的外周卷绕纤维束而形成保持构件50。

在保持构件50中的纤维束的卷绕的开始端部利用粘接剂固定细致地多重卷绕而成的部分521而施加端部处理。通过施加这样的端部处理而形成外径为大径的端部处理部52a。同样，在纤维束的卷绕的终止端部也形成有细致地多重卷绕而成的部分522，并利用粘接剂固定该部分522而施加端部处理。施加端部处理而形成外径为大径的端部处理部52b。作为上述的端部处理所使用的粘接剂，例如能够应用环氧树脂。

在此，将保持构件50的、自转子10的轴线方向上的一端侧到另一端侧的一个区间称为遍历(日文：トラバース)，在图6中，将该区间标记为Lt。保持构件50通过在至少一个遍历的区间Lt内使一条连续的纤维在外周上一边旋转一边不间断地卷绕而形成。该卷绕是以使一条纤维束510一边卷绕一边多次往返的方式进行，在往返时的各端部一边维持卷绕方向一边自往来方向向返回方向、或自返回方向向往来方向单一地折返。

即，在保持构件50中的一个遍历的区间Lt内，连续的一条纤维束在转子10的外周侧环绕且自一端侧卷绕到另一端侧，而成为保持构件50的主体部即大致筒状体。

在纤维束的卷绕的开始端部和终止端部形成有端部处理部52a、52b，该端部处理部52a、52b包含施加了用于防止纤维束的松开、缠绕的端部处理的部位。

另外，如上所示，对纤维束的卷绕的开始端部和终止端部、即端部处理部52a、52b实施有纤维束的叠绕。

在纤维束的卷绕的开始端部即端部处理部52a，自内周侧开始卷绕纤维束，将所卷绕的纤维束的端部向外周侧引出，并以相同的圆周状卷绕一周以上，由此，使纤维束重叠，之后，例如通过涂布环氧树脂并使其固化，从而完成对卷绕的开始端部的固定、即端部处理。

对于纤维束的卷绕的终止端部即端部处理部52b，也与上述相同，在使纤维束重叠之后，例如通过涂布环氧树脂并使其固化，从而完成对卷绕的终止端部的固定、即端部处理。

在保持构件50的端部即端部处理部52a、52b，利用环氧树脂等牢固地进行了固定，但优选的是，在遍历的区间Lt利用柔软性较高的树脂进行浸渍。

如上所述，保持构件50形成为轴线方向上的全长长于定子铁芯21的轴线方向上的长度。由此，在装配于旋转电机100c时，保持构件50的两侧的端部处理部52a、52b均比定子铁芯21在轴线方向上的区间向外侧突出。因此，即使端部处理部52a、52b的外径变为大径，也不会与定子铁芯21相互摩擦。

因而，端部处理部52a、52b能够细致地重叠卷绕更多的纤维，并利用充分的粘接剂实施能够有效地防止松弛、松开、缠绕的端部处理。

在以往的通常的旋转电机中，由于在端部处理部52a、52b进行端部处理而外径变大，可能导致定子铁芯21的内径与该端部处理部摩擦而纤维断裂，然而，在本发明中，如上所述，能够避免这样的问题。

图7是用于说明作为本发明的实施方式的保持构件中的端部处理的另一例子的图。

与所述的例子相同，在成形夹具500的外周上自一端侧朝向另一端侧在往来方向上开始卷绕纤维束，若一个遍历区间Lt的卷绕结束，则在维持卷绕方向的状态下向返回方向折返。由此，自往来方向向返回方向、自返回方向向往来方向持续多次地卷绕纤维束，从而在遍历区间Lt形成在径向上具有厚度的保持构件50的主体部51。

在该实施方式中，纤维束的卷绕的开始端部和终止端部位于同一侧(图示的视角中的左侧)，在该部分形成有以防止卷绕部松弛的方式多重卷绕而成的部分522。

通过对该多重卷绕而成的部分522中的卷绕的开始端部和终止端部相重叠的区间La涂布环氧树脂并使其粘接固化，从而实施对卷绕的端部的固定、即端部处理。

实施了该端部处理的端部处理部52b的外径大于保持构件50的主体部51的外径。因而，该端部处理部52b以位于旋转电机100或旋转电机100a的定子铁芯21的轴线方向外侧的方式被最终组装。

由于纤维束的卷绕的开始端部在重叠进行的卷绕中成为最内侧，因此，将该部分在进行卷绕之初预先引出到成为多重卷绕而成的部分522的部分的外部。以使如上所述地预先引出的部分在进行依次的卷绕的部分的端面爬行的方式将该预先引出的部分绕到外周侧。

图8A、图8B以及图8C是用于说明作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部的端部处理的一例子的图。在附图中，P1是成为开始端侧的纤维束，P2是朝向终止端侧逐渐进行卷绕的纤维束。

图8A表示开始卷绕纤维束的情况下的状态，图8B表示在纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的准备阶段的状态，图8C表示在纤维束的卷绕开始端部进行的端部处理的状态。

如图8A所示，在纤维束的使用成形夹具500的卷绕开始时，纤维束的开始端部在反复进行卷绕时会被埋在最下层，因此，为了防止该情况，在开始卷绕的最初，预先将纤维束的开始端部稍长地引出。

如图8B所示，将上述这样预先稍长地引出的纤维束的端部沿着卷绕的缘边折返，并沿着卷绕的端部而使其在外周爬行。

如图8C所示，将上述这样在外周爬行的纤维束多次在同一圆周上重叠卷绕，并且，同时，例如利用环氧树脂将下层的纤维束和上层的纤维束相互粘接固定。由此，在由纤维束形成的保持构件50的开始端部侧的多重卷绕而成的部分521成为牢固的端部处理部。另外，如上所述，该端部处理部的外径成为大径。

在本发明的情况下，这样的大径的端部处理部以位于定子铁芯21的轴线方向外侧的位置的方式组装。

图9A、图9B以及图9C是用于说明在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的另一例子的图。在附图中，P1为成为开始端侧的纤维束，P2为朝向终止端侧逐渐进行卷绕的纤维束。

图9A表示开始卷绕纤维束的情况下的状态，图9B表示在纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的准备阶段的状态，图9C表示在纤维束的卷绕的开始端部进行的端部处理的状态。

如图9A所示，在纤维束的使用成形夹具500的卷绕开始时，为了使纤维束的开始端部在重复进行卷绕时不会被埋在最下层，在开始卷绕的最初预先将纤维束的开始端部稍长地引出。

如图9B所示，将上述这样预先稍长地引出的纤维束的端部沿着卷绕的缘边折返，并沿着卷绕的端部使其在外周爬行。

如图9C所示，在将上述这样在外周爬行的纤维束卷绕了一周之后，使其在跟前一周的纤维束的下方穿过，进而沿着卷绕了一周的纤维束的缘边折返，之后重叠在上述的跟前一周的纤维束之上。例如利用环氧树脂等树脂将如上所述地自穿过了纤维束的部位到终止端侧的重叠部分的整体粘接固定。这样的粘接固定也可以重复多次进行。

粘接固定所使用的树脂可以在如上述那样穿过纤维束的下方时、或重叠时进行涂布，或者，还可以在重叠之后从上方浸渍。

由此，在由纤维束形成的保持构件50的开始端部侧的多重卷绕而成的部分521成为极牢固的端部处理部。另外，如上所述，该端部处理部的外径成为大径。

在本发明的情况下，这样的大径的端部处理部以位于定子铁芯21的轴线方向外侧的方式组装。

图10A、图10B以及图10C是用于说明在作为本发明的实施方式的保持构件中的纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的一例子的图。在附图中，P3为成为终止端侧的纤维束。

图10A表示纤维束的卷绕完成的终止端部的状态，图10B表示在纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的准备阶段的状态，图10C表示在纤维束的卷绕的终止端部进行的端部处理的状态。

如图10A所示，在纤维束的使用了成形夹具500的卷绕完成时，稍长地剩余纤维束的终止端部。

如图10B所示，例如一边在端部涂布环氧树脂等树脂，一边将上述这样预先稍长地引出的纤维束沿着卷绕的缘边折返，并穿过跟前一周的纤维束的下方，沿着卷绕了一周的纤维束的边缘折返，并重叠在上述跟前一周的纤维束之上。例如利用环氧树脂等树脂将如上述那样自穿过了纤维束的部位到终止端侧的重叠部分的整体粘接固定。这样的粘接固定也可以重复进行多次。粘接固定所使用的树脂可以在如上述那样地穿过纤维束的下方时、或重叠时涂布，或者，还可以在重叠之后从上方浸渍。

如图10C所示，例如利用环氧树脂等树脂将到终止端侧的重叠部分的整体粘接固定。这样的粘接固定也可以重复进行多次。

由此，在由纤维束形成的保持构件50的终止端部侧的多重卷绕而成的部分522成为极牢固的端部处理部。另外，如上所述，该端部处理部的外径成为大径。

在本发明的情况下，这样的大径的端部处理部以位于定子铁芯21的轴线方向外侧的方式安装。

图11是表示作为本发明的又一实施方式的旋转电机的概略结构图。

图11的旋转电机100d也为表面磁体粘贴型同步电动机，对与所述的图1至图3相对应的部分标注相同的附图标记，与这些对应部分相关的说明分别引用图1至图3中的说明。

图11的旋转电机100d中的与参照图1至图3进行了说明的旋转电机100a至旋转电机100c的不同在于以下方面。

即，在旋转电机100a至旋转电机100c中，在定子20中未对定子铁芯21、线圈23施加另外的模制等，然而，在图11的旋转电机100d中，对于定子20，对包含定子铁芯21和线圈23在内的部分施加了树脂模制件60。

通常，在转子10的磁体M的轴线方向上的长度长于定子铁芯21的轴线方向上的长度的情况下，可能导致定子铁芯21的层叠剥离。这样的剥离在齿部较为明显。

在图11的旋转电机100d中，对包含定子铁芯21的部分在内的部分施加树脂模制件60，从而消除产生这样的剥离的风险。即，施加了树脂模制件60的部位为用于防止层叠铁芯剥离的对策部位。

接着，通过与通常的技术的对比，说明上述的本发明的实施方式的作用。

图12是表示通常的旋转电机的概略结构图。

该旋转电机150包括作为本发明的实施方式的转子10，该转子10包括通常的保持构件50。

图12的旋转电机150利用旋转轴1支承转子10，所述旋转轴1的两端侧被未图示的轴承支承。以包围转子10的方式设有定子20。定子20具有例如层叠电磁钢板的薄板而成的定子铁芯21，并组装于壳体22。在定子铁芯21上卷绕有线圈23。在图12的视角中，能够看到卷绕于定子铁芯21的线圈23的线圈端部23a。

图12的旋转电机150为表面磁体粘贴型同步电动机，利用锥套12和保持构件50将永磁体M固定于旋转轴1。

即，在旋转电机150中，将由磁性体的金属材料形成的筒状的锥套12压入环状的永磁体M与旋转轴1之间，然后，通过利用自外周面侧朝向径向内侧压缩保持永磁体M的保持构件50将永磁体M包围，从而将永磁体M牢固地保持于旋转轴1的外周。保持构件50呈大致筒状体。

如图12所示，保持构件50的轴线方向上的长度与定子铁芯21的轴线方向上的长度相等。

因此，如所述的本发明的实施方式所示，在保持构件50的端部侧的外径成为大径的情况下可能导致与定子铁芯21的内周面摩擦，或者，在外径过大的情况下，甚至无法进行正规的组装。

因而，难以实施充分的端部处理以防止构成保持构件50的端部的纤维束松开、缠绕。

相对于此，在参照图1至图11而说明的实施方式中，由于保持构件50的端部侧位于比定子铁芯21的轴线方向上的端部靠外侧的位置，因此，不会妨碍以外径变为大径的方式设计保持构件50的端部侧。因此，能够制作周向上的抗拉强度足够强的保持构件50。

因而，能够实现使旋转电机的转子中的磁体的保持构件的张力充分、并且不会导致该保持构件与定子摩擦的保持构件、包括该保持构件的转子、以及包括该转子的旋转电机。

图13A和图13B是用于说明对旋转电机的转子中的保持构件施加张力的机构的图。

另外，图14是表示旋转电机的转子的剖面的图。

图13A表示转子的组装过程中的状态，图13B表示将转子组装完成的状态。

套筒12以及与其相对应的旋转轴1的外周面形成为锥面。

在图13A的压入前的状态下，首先，在图示的视角中的右侧的、旋转轴1的直径相对较小的部分1a插入在套筒12的外周面配置有磁体M且磁体M的外周由保持构件50包围起来的组装体。

在上述的状态下，将组装体依次向在旋转轴1上依次变得大径的部分1b、1c移位。于是，套筒12被扩径，磁体M向径向外侧位移，因此，结果使得保持构件50如图14所示地扩径。另外，部分1d为套筒12未接触的非锥面的部分。

保持构件50扩径的结果在于，在保持构件50上产生周向上的张力，在与该张力相对应的弹性恢复力的作用下，将磁体M朝向径向内侧压缩并保持。

即，磁体M被保持构件50牢固地按压于套筒12的外周面。磁体M如上所述地被按压从而保持自身的位置。

在欲使旋转电机进一步高速化的情况、欲强化转矩的情况下，在想要使用厚度尺寸相对较大的磁体(即，相对较重的磁体)时，由于在磁体上产生的离心力增大，因此，需要将对保持构件50赋予的压缩保持力设为更大的力。

在这样的情况下，通过将套筒12与旋转轴1之间的过盈量设为适当大小并增大保持构件50的扩径量，使张力增大，从而能够提高压缩保持力。

以上，与图12的通常技术进行对比而说明了图1至图11的本发明的实施方式。

特别是，若总结作为本发明的实施方式的保持构件的作用效果，则能够列举以下的方面。

由于形成保持构件的纤维束的卷绕开始、卷绕终止的端部处理部位于定子铁芯的外侧，因此，不会与定子铁芯的内径摩擦。因而，能够不受到厚度的上限的限制地进一步细致地进行叠绕。其结果，能够更加牢固地进行端部的固定处理，而能够获得进一步降低纤维的松弛的危险的效果。

另外，由于没有涂布厚度的上限的限制，因此，为了固定端部而使用的树脂的使用量也能够充分地增加，其结果，同样地，能够更加牢固地进行端部的固定处理，而能够获得进一步降低纤维的松弛的危险的效果。

以上的结果在于，保持构件不会在旋转过程中剥离、松弛，而能够获得能够提高长期的可靠性以及强度的效果。

另外，由于能够提高将转子在径向上朝向轴心压缩并保持的保持强度，因此，能够获得不损害转子的可靠性就能够增大转子的最高转速的效果。

另外，结果能够获得旋转电机的输出增大的效果。

另外，能够使用厚度更厚的磁体，其结果，具有转矩增大而能够获得电动机的输出提高的这样的显著的优点。

另外，本发明并不限定于所述的实施方式，而能够实施各种变形、变更，能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良也包含在本发明中。

Claims (8)

1.一种保持构件，所述保持构件应用于旋转电机，该旋转电机包括：定子，其具有定子铁芯；转子，其支承于旋转轴，与所述定子相对应；多个磁体，其配置于所述转子的外周面；以及保持构件，其自所述磁体的外周面侧朝向径向内侧压缩并保持所述磁体，其中，

所述保持构件具有：主体部，其主体上包含以环绕自身的周面的方式卷绕的纤维束而构成，并呈大致筒状体；以及端部处理部，其设于所述主体部的端部，包含实施了用于防止所述纤维束从所述纤维束的卷绕的开始端部和终止端部中的至少任一端部松开的端部处理的部位，

所述主体部的轴线方向上的长度长于所述定子铁芯的轴线方向区间的长度，且该保持构件以所述端部处理部位于所述定子铁芯的轴线方向端部的外侧的方式配置。

2.根据权利要求1所述的保持构件，其中，

至少一个所述端部处理部的外径比所述主体部的外径大。

3.根据权利要求2所述的保持构件，其中，

该保持构件具有与所述一个所述端部处理部相对应的另一端部处理部，所述另一端部处理部的外径小于所述定子铁芯的内径。

4.一种转子，其中，

该转子具有权利要求1～3中任一项所述的保持构件。

5.根据权利要求4所述的转子，其中，

所述保持构件的轴线方向上的长度等于所述磁体的轴线方向区间的长度。

6.根据权利要求4或5所述的转子，其中，

在所述旋转轴的外周以同轴状具有所述保持构件和锥套，所述保持构件包含碳纤维，所述锥套位于比所述保持构件靠内径侧的位置且具有内径沿轴线方向倾斜的锥面，所述保持构件承受由设于所述旋转轴的外周的锥面产生的扩径方向上的力并且隔着所述磁体和所述锥套嵌装于所述旋转轴而被施加有张力，在由所述张力产生的弹性压缩力的作用下，将所述磁体按压于所述锥套的外周面。

7.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具有权利要求5所述的转子，所述定子铁芯的端部构成用于防止层叠铁芯剥离的对策部位。

8.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具有权利要求4～6中任一项所述的转子，所述保持构件的所述端部处理部位于所述定子铁芯的轴线方向端部的外侧。