JP7361151B2 - 回転子 - Google Patents
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Description
-固定子側ラジアル軸受部分がこれらの他の部分に剛性に取り付けられること、および固定子側アキシアル軸受部分が弾性支持体によってこれらの他の部分に接続されるかまたはまったく接続されないこと、
-または、固定子側アキシアル軸受部分が、これらの他の部分に剛性に取り付けられること、および、固定子側ラジアル軸受部分が弾性支持体によってこれらの他の部分に接続されるかまたはまったく接続されないこと、
によって、取り付けられる。
気体軸受の気体は、機械がその中で作動する、空気、冷却剤、天然ガス等の任意の気体とされることができる。気体軸受は、受動または能動気体軸受であってもよい。
性支持体によって支持される。
回転子スリーブの場合、永久磁石は、セラミックスリーブに緊密な嵌合によって取り付けるか、または接着することができる。このとき、磁石の熱歪みがセラミックスリーブに直接伝達され、それによって最大動作温度および最大速度が制限される。熱的により危険を伴う設計および/またはより速い速度では、2つの部分の機械的な分離が必要である。
-回転子コアを補償器に接合する接触領域と、
-補償器をセラミックスリーブに接合する接触領域と、
の間に明確に規定された距離をおいて行うことができ、それに沿って誘発された応力が緩和される。
-補償要素を回転子コアの上に摺動させるステップと、
-補償要素を軸方向に伸長させる力を加えるステップであって、したがって、補償要素の外径が回転子スリーブの内径より小さくなるまで外径を小さくする、力を加えるステップと、
-回転子スリーブを補償要素の上で摺動させるステップと、
-補償要素を伸長させる力を減少させるステップであって、したがって、補償要素の外径を増加させ、結果、回転子スリーブの内面に押圧し、したがって、補償要素に対して回転子スリーブを中心合わせする、減少させるステップと、を含む方法によってシャフトを組み立てることが可能になる。
補償要素を伸長させる力は、回転子またはシャフトの一部ではなく、組み立て後に除去される手段によって加えることができる。代替的に、力は、任意選択的に、作動しているときに、回転子またはシャフトの一部が回転子またはシャフトの一部である要素によって加えられ、また制御されてもよい。
実施形態では、補償要素と回転子コアとの間、および/または、補償要素と回転子スリーブとの間に中空空間が形成され、任意選択的に、中空空間は、通気開口によって換気さ
れ、通気開口は、例えば、補償要素内の孔である。
ィングの表面を粗くして、増大した温度の下で材料が膨張することを可能にされる空きスペースをもたらすことである。
-補償材料内の気泡、または
-補償材料の内面および/または外面内の溝、または
-補償材料の内面および/または外面を粗くすること、または
-回転子コアと回転子スリーブとの間の離隔した位置に補償材料を配置すること、
のうちの1つ以上によって形成されることができる。
-回転子コアを回転子スリーブの内部に配置するステップと、
-微小球を含む補償材料でそれらの間の間隙を充填するステップと、
-微小球を(例えば、熱活性化によって)それらの公称直径まで膨張させるステップと、によって、回転子コア上に組み立てられることができる。最後のステップは、すべての微小球が少なくとも平均的に同じ公称直径に膨張するため、回転子スリーブが回転子コアに対して中心合わせされるようにする。
-補償球をそれらの間の間隙に挿入しながら、回転子コアを回転子スリーブの内部で摺動させるステップと、
-それによって補償球を弾性的に圧縮するステップと、
によって、回転子コア上で組み立てられることができる。このことは、すべての補償球が少なくとも平均的に同じ直径を有すると仮定して、回転子スリーブが回転子コアに対して中心合わせされるようにする。
本発明の主題は、添付の図面に例示される例示的な実施形態を参照して、以下の本文においてより詳細に説明される。
リア4は、固定子本体25に剛性に取り付けられることができ、またはそれら2つは1つの同一の部品とされることができる。キャリア4は、電気固定子3を担持する。固定子本体25は、機械のハウジングであってもよく、単に機械の一部であってもよい。
ラジアル軸受区画17のブッシングの軸受要素19の軸受面によって規定される回転軸を、アキシアル軸受区画12の軸受面に直交するように位置整合させるためには、単一対の面のみが、高精度に機械加工され、相互に取り付けられる必要がある。これらは、固定子ディスク14の内側の1つの上で、ブッシング18の軸方向に面する面上に配置された軸方向基準面13である。これらの軸方向基準面13は、アキシアル軸受区画12の軸方向に面する軸受面と回転軸との間に直角を規定するように機械加工される。
ブッシング18は、電気固定子3と回転子5とを分離する磁気(空気)間隙内に位置する。さらに、軸受要素19およびラジアル軸受区画17の協働する回転子軸受面53は、完全にまたは大部分において、モータを駆動する磁束が通過する体積内にある。
めに軸方向の他の位置においてより広くされることができる。
-軸方向補償要素20および任意選択の第1の弾性支持体21(図2および図3)を介して、
-任意選択の第2の弾性支持体22(図4)を介して、
延在するためである。このようにして、固定子ディスク14に対するこれらの部分の、特にブッシング18の相対位置は、過剰決定されない。したがって、アキシアル軸受区画およびラジアル軸受区画の位置整合の精度は、軸方向基準面13の精密な機械加工によって達成されることが容易であり、熱的および機械的応力下で維持されることができる。
-アキシアル軸受アセンブリ11の固定子本体25への付着を介して(図2および図3)、
-ブッシング18の固定子本体25への付着を介して(図4)、
固定子本体25の位置によって固定的に拘束される。
-支持区画は、補償要素57内に成形された複数の別個の突起またはバンプとして、または回転子コア55(図7a)の少なくとも一部に沿って延伸する1つ以上の突出リブとして実現されることができる。
-支持区画は、補償要素57の外側に突出する要素(図7b)および/または回転子スリーブ56の内側に突出する要素(図7cおよび7d)によって、回転子スリーブ56と補償要素57との間の中空空間64に対応する距離を確立されることができる。
-支持区画は、回転子コア55内の空洞(図7c)および/または補償要素57内の空洞(図7d)によって、補償要素57と回転子コア55との間の中空空間64に対応する距離を確立されることができる。
射出)成形によって製造されることができる。補償部分57aは、軸方向に延伸することができ、すなわち、図7hの断面は軸に沿った異なる点で変化しないままである。代替的に、補償部分57aはらせん状に構成されてもよい。図示されていない他の実施形態では、補償部分57aは別個ではなく、単一のピースとして製造される。
整合され、中心合わせされる。
Claims (13)
- 高速電気機械のための回転子(5)であって、回転子コア(55)および回転子スリーブ(56)を備える回転子シャフト(51)と、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との熱膨張差を吸収するために、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との間に配置されている補償要素(57、58)とを備え、
前記補償要素(57)は、前記回転子コア(55)にのみ接触し、前記回転子スリーブ(56)には接触しない第1の区画(61)と、前記回転子スリーブ(56)にのみ接触し、前記回転子コア(55)には接触しない第2の区画(62)と、前記第1の区画および前記第2の区画を連結する補償区画(63)とを含み、
補償区画(63)の各点について、半径方向の線が、前記回転子スリーブ(56)に到達する前に中空空間(64)を通過し、また、前記回転子コア(55)に達する前にも中空空間(64)を通過し、
前記補償区画(63)は、前記回転子(5)の軸方向に沿って延伸しており、長手方向断面で見たとき回転子コア(55)と回転子スリーブ(56)との熱膨張差を吸収するときに弾性的に曲がるレバーとして機能することができる、回転子。 - 前記回転子(5)が100,000回転/分を超える高速電気機械での使用に適している、請求項1に記載の回転子(5)。
- 前記補償要素(57)と前記回転子コア(55)との間、および/または、前記補償要素(57)と前記回転子スリーブ(56)との間に中空空間(64)が形成される、請求項1または2に記載の回転子。
- 前記中空空間は、通気開口(60)によって換気され、前記通気開口は、例えば、前記補償要素(57)内の孔である、請求項3に記載の回転子。
- 前記補償要素(57)は、金属材料から作成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の回転子。
- 前記第2の区画(62)は、複数の別個の支持区画を含み、前記別個の支持区画同士は空気、ガスおよび前記支持区画よりも圧縮可能な別の物質を含む中空空間により分離される、請求項1に記載の回転子。
- 前記第2の区画(62)は、前記補償要素(57)の端部に位置する第2の区画(62)間の1つ以上の位置に1つ以上の支持区画を含む、請求項1または6に記載の回転子。
- 前記第2の区画(62)は、複数の別個の支持区画を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の回転子。
- 高速電気機械のための回転子(5)であって、回転子コア(55)および回転子スリーブ(56)を備える回転子シャフト(51)と、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との熱膨張差を吸収するために、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との間に配置されている補償要素(57、58)とを備え、
前記第2の区画(62)の少なくとも一部において、前記補償要素(57)は、前記回転子スリーブ(56)に取り付けられ、他の第2の区画(62)において、前記補償要素(57)および前記回転子スリーブ(56)は、互いに付着されず、互いに軸方向に移動可能であり、
前記補償要素(57)は、波形シリンダの形状を有する、回転子。 - 高速電気機械のための回転子(5)であって、回転子コア(55)および回転子スリーブ(56)を備える回転子シャフト(51)と、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との熱膨張差を吸収するために、前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との間に配置されている補償要素(57、58)とを備え、
前記補償要素は、合成弾性補償材料(58)を含み、
前記回転子コア(55)と前記回転子スリーブ(56)との間で、前記補償材料(58)に隣接しまたは前記補償材料によって囲まれて、前記補償材料(58)の圧縮性を高める気体のポケットが存在し、
前記気体のポケットは、前記補償材料(58)内の気泡(64a)によって形成される、回転子。 - 前記補償材料(58)が、そのヤング率を調整するための充填材料を含む、請求項10に記載の回転子。
- 前記気泡(64a)は、膨張性中空微小球、特に熱可塑性膨張性中空微小球によって形成される、請求項10に記載の回転子。
- 前記補償要素(57)は、前記回転子コア(55)に取り付けられた複数の弾性要素(58b)を備え、前記弾性要素(58b)は、前記弾性要素(58b)とともに前記回転子スリーブ(56)を前記回転子コア(55)上で摺動させることによって変形可能であり、結果、前記回転子スリーブ(56)が、前記回転子コア(55)に対して位置整合および中心合わせされる、請求項10または11に記載の回転子。
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