CN118679663A - 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
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Abstract
在旋转体及旋转电机中,具备:旋转轴,由磁性体构成;转子,固定于旋转轴;及一对空气轴承用轴承套筒,呈圆筒形形状且安装于转子的轴向的一端部及另一端部,并且在外周面具有耐磨损性涂层,一对空气轴承用轴承套筒在组装到旋转轴之前设置耐磨损性涂层。
Description
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、旋转体的制造方法。
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)通常为了阻止润滑油混入压缩空气中而应用空气轴承,并将压缩空气供给到空气轴承而使其工作。
作为这种电动压缩机,例如有下述专利文献1中所记载的电动压缩机。专利文献1中所记载的电动压缩机在旋转轴中的轴向的中间部配置磁铁,并在其外侧配置有套筒。而且,旋转轴的套筒中的轴向的一端部和另一端部通过空气轴承旋转自如地支承于壳体。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6845953号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
空气轴承中,在未供给压缩空气的状态下,旋转轴的外周面与轴承的内周面接触。而且,若旋转轴进行旋转,则压缩空气被供给到空气轴承,由此旋转的旋转轴的外周面与轴承的内周面分开,空气轴承将旋转轴在规定的位置处支承为旋转自如。即,在旋转轴的旋转开始时,以旋转轴的外周面与轴承的内周面接触的状态进行旋转,因此产生磨损。因此,旋转轴(套筒)通常在与空气轴承对置的外周面施工耐磨损性涂覆。然而,现有的电动压缩机在结构上,在套筒的外周面施工耐磨损性涂覆之后,通过热压配合而将套筒固定于旋转轴的外周面。在该情况下,若套筒中的热压配合的加热处理温度超过耐磨损性涂覆的施工温度,则涂层有可能经受劣化。因此,难以进行耐磨损性涂覆的施工温度的管理或热压配合的加热处理温度的管理。
本发明用于解决上述课题,其目的在于提供一种能够适当地确保用于空气轴承的耐磨损性涂覆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,由磁性体构成;转子,固定于所述旋转轴;及一对空气轴承用轴承套筒,呈圆筒形形状且安装于所述转子的轴向的一端部及另一端部,并且在外周面具有耐磨损性涂层,所述一对空气轴承用轴承套筒在组装到所述旋转轴之前设置所述耐磨损性涂层。
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;所述旋转体,所述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;及一对空气轴承,以与所述一对空气轴承用轴承套筒的外周面隔着间隙对置的方式,设置于所述壳体。
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:在由磁性体构成的旋转轴的外周部配置铁芯;通过热压配合而将保持套筒固定于所述铁芯的外周面;及将具有耐磨损性涂层的一对空气轴承用轴承套筒安装于所述旋转轴的轴向的一端部及另一端部。
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,能够适当地确保用于空气轴承的耐磨损性涂覆。
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,由磁性体构成;转子14,固定于旋转轴12;及一对轴承套筒(空气轴承用轴承套筒)37、38,呈圆筒形形状且安装于转子14的轴向的一端部及另一端部,并且在外周面具有耐磨损性涂层37a、38a,一对轴承套筒37、38在组装到旋转轴12之前设置耐磨损性涂层37a、37b。
根据第1方式所涉及的旋转体,通过将由空气轴承35、36支承的轴承套筒37、38与旋转轴12分体制造,并将耐磨损性涂层37a、38a进行施工之后组装到旋转轴12,由此能够抑制耐磨损性涂层37a、38a的劣化,能够适当地确保耐磨损性涂层37a、38a。
第2方式所涉及的旋转体中,转子14具有转子铁芯33,该转子铁芯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,并由磁铁构成。由此,能够将分割铁芯33a、33b相对于旋转轴12从外侧沿着径向移动并安装,能够提高转子铁芯33的组装性。
第3方式所涉及的旋转体中,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配置于所述一对凸缘部12d、12e之间,呈圆筒形形状的保持套筒34的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,由此一体地固定于旋转轴12上。由此,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4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。而且,耐磨损性涂层37a、38a能够防止由用于热压配合的热处理引起的劣化。
第5方式所涉及的旋转体中,转子铁芯33呈圆筒形形状,并且配置于旋转轴12的外周部,保持套筒34通过热压配合而固定于转子铁芯33的外周面。即,在上述实施方式中,在旋转轴12上设置一对凸缘部12d、12e,并且将分割铁芯33a、33b配置于一对凸缘部12d、12e之间而作为转子铁芯33,但并不限定于该结构。可以将转子铁芯33设为一体的圆筒形形状,将转子铁芯33从旋转轴12的轴向的一方插入到旋转轴12中,并且通过热压配合而将保持套筒34固定于转子铁芯33的外周面。由此,能够简化旋转轴12的结构。另外,也可以通过粘接剂将转子铁芯33固定于旋转轴12,或者通过焊接等来将一对端板(一对凸缘部12d、12e)固定于旋转轴12。
第6方式所涉及的旋转体中,轴承套筒37、38分别轻压入于旋转轴12的轴向的一端部及另一端部。由此,能够相对于旋转轴12将轴承套筒37、38临时定位于规定的位置,能够提高轴承套筒37、38的组装性。
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;旋转体80,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;及一对空气轴承35、36,以与一对轴承套筒37、38的外周面隔着间隙对置的方式,设置于壳体11。由此,能够适当地确保耐磨损性涂层37a、38a。
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,能够适当地确保耐磨损性涂层37a、38a。
第9方式所涉及的旋转体的制造方法包括如下工序:在由磁性体构成的旋转轴12的外周部配置转子铁芯33;通过热压配合而将保持套筒34固定于转子铁芯33的外周面;及将具有耐磨损性涂层37a、38a的一对轴承套筒37、38安装于旋转轴12的轴向的一端部及另一端部。由此,能够抑制耐磨损性涂层37a、38a的劣化,并能够适当地确保耐磨损性涂层37a、38a。
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,由磁性体构成;
转子,固定于所述旋转轴;及
一对空气轴承用轴承套筒,呈圆筒形形状且安装于所述旋转轴的轴向的一端部及另一端部,并且在外周面具有耐磨损性涂层,
所述一对空气轴承用轴承套筒在组装到所述旋转轴之前设置所述耐磨损性涂层。
2.根据权利要求1所述的旋转体,其中,
所述转子具有铁芯,所述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,并由磁铁构成。
3.根据权利要求2所述的旋转体,其中,
所述旋转轴具有在轴向上隔着间隔设置的一对凸缘部,所述铁芯配置于所述一对凸缘部之间,呈圆筒形形状的保持套筒的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,由此一体地固定于所述旋转轴上。
4.根据权利要求3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。
5.根据权利要求1所述的旋转体,其中,
铁芯呈圆筒形形状,并且配置于所述旋转轴的外周部,保持套筒通过热压配合而固定于所述铁芯的外周面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转体,其中,
所述一对空气轴承用轴承套筒分别轻压入于所述旋转轴的轴向的一端部及另一端部。
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;
权利要求1至6中任一项所述的旋转体,所述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;及
一对空气轴承,以与所述一对空气轴承用轴承套筒的外周面隔着间隙对置的方式,设置于所述壳体。
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:
在由磁性体构成的旋转轴的外周部配置铁芯;
通过热压配合而将保持套筒固定于所述铁芯的外周面;及
将具有耐磨损性涂层的一对空气轴承用轴承套筒安装于所述旋转轴的轴向的一端部及另一端部。
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