JPH09219945A - かみあい式磁気電気ロータの製造方法およびこのような方法によって製造されたロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性体片（１、９）と非磁性体片（１２）と
を、非磁性体の中空の回転体円筒ケース（１３）に封入
した型式のかみあい式磁気電気ロータの製造方法を提供
する。 【解決手段】 この方法は、磁性体片（１、９）と非磁
性体片（１２）とを中空の円筒ケース（１３）に充填す
る段階と、前記部品（１、１９、１２）と中空円筒ケー
ス（１３）との全体を平衡圧縮する段階とを含み、本発
明のそれぞれの磁性体片（１、９）または非磁性体片
（１２）は、調整した同軸の複数の独立入れ子式管要素
（１４、１０、１１、１１０、１００、１４０、１１
１、１０１）から構成され、各管要素（１４、１０、１
１、１１０、１００、１４０、１１１、１０１）の側
縁、横端、側面の外形は、当該の磁性体片（１、９）ま
たは非磁性体片（１２）の対応する半径方向の厚みを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、かみあい式磁気電
気ロータ（rotor magnetoelectrique a griffes）の製
造方法ならびにこのような方法で製造されたロータに関
する。より詳しくは、本発明は、高速同期機械に用いら
れる磁気電気ロータの製造方法および、この方法で製造
したかみあい式磁気電気ロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】これらのかみあい式ロータは複数の非磁
性要素と磁性要素とを連結して構成される。一定の高速
同期機械で使用可能な速度は５万回転／分以上である。
ところで前述のように、これらのロータは部品を結合し
たものであるため、かみあい式ロータの設計者は、最適
な空気力学的な外形を保持しながら、できるだけ高い遠
心破裂(l’eclatement centrifuge)強さを有するロータ
を開発しようとしている。

【０００３】上記の速度で機能する中空でないロータを
構成するために、平衡圧縮形（typecompression isosta
tique）の結合技術あるいは同等の技術を用いて、ロー
タが破裂に耐えるようにしなければならない。実際、回
転時に発生する遠心力は運動時の質量に比例する。

【０００４】極性を与えられたロータ係合部を形成する
磁性部分と、極性が反対の係合部を分離する非磁性部分
とを非磁性の中空円筒ケースに封入した型式のかみあい
式磁気電気ロータの既知の製造方法は、非磁性の中空円
筒体に磁性部分および非磁性部分を充填する段階と、磁
性部分と非磁性部分と中空の円筒ケースとの全体を平衡
圧縮する段階とを含む。

【０００５】平衡圧縮段階を用いることにより、ロータ
の構成部片は完全に結合される。事実、平衡圧縮時に材
料のない空間が残る場合、この空間を圧縮することによ
り、このように構成されるロータの磁性寸法と、静的お
よび動的な機械均衡とを損なう構成部片を移動すること
ができよう。

【０００６】これにより生ずる問題の最も小さいもの
は、ロータが所望の最適磁気特性を持たないことであ
り、最も重大な問題は、機械的な不均衡によりロータが
使用不能になることであろう。

【０００７】さらに、装置の歩留りがよくなるような係
合部の形であることが必要である。

【０００８】たとえばステータと向き合う磁性係合部の
縦面は、段階式磁気ギャップ（entrefer magnetique pr
ogressif）を有し、回転装置の係合部とステータとの間
の磁束の通過を最適化しなければならない。

【０００９】他の例によれば、極性が反対の隣接する二
個の磁性体（隣接する係合部）の間に非磁性体を配置す
ることが必要である。この非磁性体により、ステータを
通過しないで極性が反対の二個の隣接係合部の間を直接
通過する磁束の漏れを制限することができる。

【００１０】こうした磁性部片または非磁性部片の形は
複雑であり、特に平衡圧縮処理で課される公差を得るた
めには、加工に時間がかかる上に高価である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、磁性または非磁性の複雑な部片の加工を簡略化した
上記の型式の磁気電気ロータの製造方法を提案すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、ロー
タの極を含む磁性体片と、極性が反対の極を分離する非
磁性体片とを、非磁性体の中空回転体円筒ケースに封入
した型式のかみあい式磁気電気ロータの製造方法に関
し、この方法は、磁性体片と非磁性体片とを中空の円筒
ケースに充填する段階と、前記部品と中空円筒ケースと
の全体を平衡圧縮する段階とを含む。本発明によれば、
各磁性体片または非磁性体片は、調整した同軸の複数の
独立入れ子式管（tube gigognes）要素から構成され、
各管要素の側縁、横端、側面の外形は、当該の磁性体片
または非磁性体片の対応する半径方向の厚みを有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】一つの実施の形態において、非磁
性体の中空円筒ケースは横窓を備え、各横窓は、磁性体
片の周辺管要素（element de tube distal）を受ける。

【００１４】好ましくは、横窓の全体的な形は、横断面
で円筒ケースの内側から収束し、前記周辺管要素の半径
と半径方向の厚みは、円筒ケースの半径と半径方向の厚
みにほぼ等しいとともに、その側縁が窓の収束した形と
相補的であり、前記周辺管要素は、充填段階で前記円筒
ケース内に配置される第一管要素である。

【００１５】本発明の方法によれば、平衡圧縮段階後、
ロータに仕上げ段階を施すことができる。この仕上げ段
階は、たとえばロータを軸方向に掘ることにより、ロー
タを軽量化するか、あるいはロータの外面に特定の形を
与えることからなる。

【００１６】本発明はまた、ロータの極を含む磁性体片
と、極性が反対の極を分離する非磁性体片とを、上記の
方法により製造した非磁性体の中空回転体円筒ケースに
封入した型式のかみあい式磁気電気ロータに関する。

【００１７】一つの実施の形態において磁気電気ロータ
は、極性が反対である二個の磁性単極（mono pole）片
と、一個の非磁性体片とを含み、各単極片は、半径が円
筒ケースの内径とほぼ等しい回転ハブ（moyeu de revol
ution）を含むとともに自由端と斜め極（pole en bisea
u）とを有し、前記斜め極は、ハブと同じ半径の縦面
と、前記縦面と斜断面を形成する横方向の斜面と、斜め
極の対称面に関して対称で、縦面から斜面に向かって互
いに収束する二個の平らな側面とを含み、前記平らな側
面は、ハブとともに横方向の肩部を形成し、二個の磁性
体片は、斜面が向かい合うように同軸に配置され、非磁
性体片は、向かい合った斜面の間に配置されるとともに
二個の磁性体片と相補的な形を有し、その結果、磁性体
片または非磁性体片全体が、非磁性回転体円筒ケースの
内径とほぼ等しい半径の中空でない回転円筒体を構成
し、円筒ケースは二個の横窓を有し、各横窓は、一つの
磁性体片の縦面と向かい合い、各窓に配置される磁性体
の周辺管要素は、この要素が結合される磁性体片と同じ
極性の磁性体からなる。

【００１８】他の実施の形態では、磁気電気ロータは、
二個の磁性単極の端片と、少なくとも一個の磁性体の中
間片と、複数の非磁性体片とを含み、各単極片は、半径
が円筒ケースの内径とほぼ等しい回転ハブを含むととも
に自由端と斜め極とを有し、前記斜め極は、ハブと同じ
半径の縦面と、前記縦面と斜断面を形成する横方向の斜
面と、斜め極の対称面に関して対称で、縦面から斜面に
向かって互いに収束する二個の平らな側面とを含み、前
記平らな側面は、ハブとともに横方向の肩部を形成し、
一つまたは複数の中間片は、極性が反対で、端片の極と
同形の二個の極を含み、各極の斜面は、一つの磁性端片
の極の斜面と向かい合い、あるいは他の中間片の一極の
斜面と向かい合い、各極は、二個の極と形が相補的な非
磁性体片によって向き合った極から隔てられ、その結
果、端片と、一つまたは複数の中間片と、非磁性体片と
の全体は、半径が非磁性回転体円筒ケースの内径とほぼ
同じ中空でない回転円筒体を構成し、円筒ケースの横窓
は極と同数であり、各窓は一つの磁性極の縦面と向かい
合い、各窓に配置される磁性体の周辺管要素は、この要
素が結合される極と同じ極性の磁性体からなる。

【００１９】横方向の肩部はロータの軸の垂直面と好ま
しい一定の角度をなす。

【００２０】最小限の実施の形態において、磁性または
非磁性体片は、対称で平らな側面に接する中空でない中
央管要素と、内径が中空でない中央管要素にほぼ等し
く、外径が円筒ケースの内径にほぼ等しい中空の管要素
とを含む。

【００２１】本発明の長所の一つは、容易に加工可能な
複数の管要素を製造することによりロータ構成部片を簡
略な形にし、これらの管要素を結合して複雑な部品が製
造できることにある。

【００２２】本発明の他の長所は管の入れ子式の原理か
ら生じるもので、これによりロータの遠心破裂をより小
さくできる。

【００２３】本発明の他の長所ならびに特徴は、添付図
面に関して以下に記載する説明により明らかになろう。

【００２４】以下の説明において、「縦の」や「側面
の」という表現は、当該の部片またはロータの軸と交差
しない面要素に関する。

【００２５】本発明は、ロータの極３を形成する磁性体
片１、９と、極性が反対の極３を分離する非磁性体片１
２とを非磁性体の中空の回転体円筒ケース１３に封入す
る型式のかみあい式磁気電気ロータの製造方法に関す
る。この方法は従来から、磁性体片１、９と非磁性体片
１２とを中空の円筒ケース１３に充填する段階と、前記
片１、９、１２と中空の円筒ケース１３との全体を平衡
圧縮する段階とを含む。

【００２６】このタイプの中空でないロータ部片の形は
複雑であるため、本発明による方法を特徴づける段階の
一つは、各磁性体片１、９または非磁性体片１２が調整
された同軸の独立入れ子式管要素１０、１１、１４、１
００、１１０、１４０、１０１、１１１から構成され、
各管要素１０、１１、１４、１００、１１０、１４０、
１０１、１１１は、側縁と、横端と、側面とを有し、そ
の外形が、当該の磁性体片１、９または非磁性体片１２
の対応する半径方向の厚みを有する。

【００２７】本発明による方法の一つの実施の形態にお
いて、非磁性体の中空の円筒ケース１３は横窓１５を備
え、各横窓は、磁性体片１、９の周辺磁性管要素１４、
１４０を受ける。

【００２８】好ましくは横窓１５の形は、横断面で、円
筒ケース１３の内側から外側に収束し、前記周辺管要素
１４、１４０の半径と半径方向の厚みとは、円筒ケース
１３の半径と半径方向の厚みとにほぼ等しいとともに、
その側縁１６が窓１５の収束した形と相補的であり、前
記周辺管要素１４、１４０は、充填段階で前記円筒ケー
ス１３に配置される第一管要素１０、１１、１４、１０
０、１１０、１４０、１０１、１１１である。

【００２９】これらの周辺管要素１４、１４０は、その
側縁１６の形から、ロータの各極３、３０に対して段階
的なギャップを構成することができる。

【００３０】本発明の方法によれば、平衡圧縮段階後、
このロータは仕上げ段階を施すことができる。こうした
仕上げ段階は、たとえばロータを軸方向に掘り、ロータ
を軽量化したり、あるいはロータの外面に特定の形を与
えることが可能である（図６参照）。

【００３１】本発明はまた、ロータの極３を形成する磁
性体片１、９と、極性が反対の極３を分離する非磁性体
片１２とを、上記の方法によって製造した非磁性体の中
空回転体円筒ケース１３に封入する型式のかみあい式磁
気電気ロータに関する。

【００３２】第一の実施の形態において、ロータは、極
性が反対である二個の磁性単極端片１と、一個の非磁性
体片１２とを含む双極性ロータ（rotor bipolaire）で
ある。

【００３３】各単極片１（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ）
は、半径が円筒ケース１３の内径とほぼ等しい回転ハブ
２を含むとともに自由端４と斜め極３とを有する。前記
斜め極３は、ハブ２と同じ半径の縦面８と、前記縦面８
と斜断面を形成する横方向の斜面５と、斜め極３の対称
面に関して対称で、縦面８から斜面５に向かって互いに
収束する二個の平らな側面６とを含む。

【００３４】前記平らな側面６は、ハブとともに横方向
の肩部７を形成する。

【００３５】磁性体の二個の片１は、斜面５が向かい合
うように同軸に配置される。

【００３６】非磁性体片１２（図２Ａ、図２Ｂ、図２
Ｃ）は、向かい合った斜面５の間に配置され、二個の磁
性体片１と相補的な形を有し、その結果、磁性体片１ま
たは非磁性体片１２全体が、非磁性回転体円筒ケース１
３の内径とほぼ等しい半径の中空でない回転円筒体を構
成する。

【００３７】円筒ケース１３が有する二個の横窓１５は
それぞれ、一つの磁性体片１の縦面８と向かい合い、各
窓１５に配置される磁性体の周辺管要素１４は、この要
素が結合される磁性体片１と同じ極性の磁性体からな
る。

【００３８】第二の実施の形態（図４から図６）におい
て、ロータは双極性ロータの軸方向連続体を含む。

【００３９】ロータは、二個の磁性単極端片１と、少な
くとも一個の磁性体の中間片９と、複数の非磁性体片１
２とを含む。単極の端片１の極性は常に反対である。

【００４０】端片１は、第一の実施の形態（図１Ａ、図
１Ｂ、図１Ｃ）に記載されたのと同形である。

【００４１】一つまたは複数の中間片９（図３Ａ、図３
Ｂ、図３Ｃ）は、極性が反対で、端片１の極３と同形の
二個の極３０を含む。

【００４２】中間片９の各極３０の斜面５０は、一つの
磁性端片１の極３の斜面５と向かい合い、あるいは他の
中間片９の一つの極３０の斜面５０と向かい合う。

【００４３】各極３、３０は、二個の極３、３０と形が
相補的な非磁性体片１２（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）に
よって向き合った極３０、３から隔てられ、その結果、
端片１と、一つまたは複数の中間片９と、非磁性体片１
２との全体は、半径が非磁性回転体円筒ケース１３の内
径とほぼ同じ中空でない回転円筒体を構成する。

【００４４】第一の実施の形態と同様に、円筒ケース１
３の横窓１５は極３と同数である。

【００４５】各窓１５は、磁性体の一つの極３の縦面８
と向かい合い、各窓に配置される磁性体の周辺管要素１
４、１４０は、この要素が結合される極３と同じ極性の
磁性体からなる（図４）。

【００４６】横方向の肩部７は、ロータの軸の垂直面と
一定の角度を形成すると有利である。好適には角度は４
５゜である。

【００４７】図示された実施の形態において、磁性体片
１、９または非磁性体片１２は、対称で平らな側面６に
接する中空でない中央管要素１０、１００、１０１と、
中空でない中央管要素１０の半径に内径がほぼ等しく、
外径が円筒ケース１３の内径にほぼ等しい中空の管要素
１１、１１０、１１１とを含む。さらに上述のように、
磁性体片は、内径と外径が円筒ケース１３の内径と外径
にほぼ等しい周辺管要素１４、１４０を極３、３０ごと
に含む。図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄにおいて、各部品は、
これを構成する管要素を独立して別々に線影をつけてい
る。

【００４８】勿論、本発明は記載かつ図示された実施の
形態に限定されるものではなく、当業者は、発明から離
れることなく様々な変化例を検討することが可能であろ
う。特に本発明の範囲を逸脱することなく、より複雑な
多極部品を構成することにより、２Ｎ極ロータ（Ｎは１
より大）の軸方向連続体を得ることができる。他の実施
の形態によれば、本発明の範囲内で各部品の構成管要素
の数を変えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明によるロータの端部磁性体片の概略図
である。

【図１Ｂ】図１Ａの上面概略図である。

【図１Ｃ】図１Ａの横断面による概略図である。

【図２Ａ】本発明によるロータの中間磁性体片の概略図
である。

【図２Ｂ】図２Ａの上面概略図である。

【図２Ｃ】図２Ａの横断面による概略図である。

【図３Ａ】本発明によるロータの非磁性体片の概略図で
ある。

【図３Ｂ】図３Ａの上面概略図である。

【図３Ｃ】図３Ａの横断面による概略図である。

【図４】本発明によるロータの分解組立概略図である。

【図５Ａ】本発明により組み立てたロータの概略図であ
る。

【図５Ｂ】図５Ａの断面Ｂによる概略図である。

【図５Ｃ】図５Ａの断面Ｃによる概略図である。

【図５Ｄ】図５Ａの断面Ｄによる概略図である。

【図６】最終加工段階後の、本発明によるロータの概略
図である。

【符号の説明】

１、９ 磁性体片 ３ 極 １２ 非磁性体片 １３ 中空円筒ケース １０、１１、１４、１００、１０１、１１０、１１１、
１４０ 管要素 １５ 横窓

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの極（３）を形成する磁性体片
   （１、９）と、極性が反対の前記極（３）を分離する非
   磁性体片（１２）とを、非磁性体の中空の回転体円筒ケ
   ース（１３）に封入した型式のかみあい式磁気電気ロー
   タの製造方法であって、前記磁性体片（１、９）と前記
   非磁性体片（１２）とを前記中空の円筒ケース（１３）
   に充填する段階と、前記部品（１、１９、１２）と前記
   中空円筒ケース（１３）との全体を平衡圧縮する段階と
   を含む方法において、前記各磁性体片（１、９）または
   前記非磁性体片（１２）が、調整した同軸の複数の独立
   入れ子式管要素（１４、１０、１１、１１０、１００、
   １４０、１１１、１０１）から構成され、前記各管要素
   （１４、１０、１１、１１０、１００、１４０、１１
   １、１０１）の側縁、横端、側面の外形が、当該の前記
   磁性体片（１、９）または前記非磁性体片（１２）の対
   応する半径方向の厚みを有することを特徴とする製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記非磁性体の中空の円筒ケース（１
   ３）が横窓（１５）を備え、それぞれの前記横窓（１
   ５）が、前記磁性体片（１、９）の周辺管要素（１４、
   １４０）を受けることを特徴とする請求項１に記載の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記横窓（１５）の全体的な形が、横断
   面で前記円筒ケース（１３）の内側から外側に収束し、
   前記周辺管要素（１４、１４０）の半径と半径方向の厚
   みが、前記円筒ケース（１３）の半径と半径方向の厚み
   にほぼ等しいとともに、その側縁（１６）が前記窓（１
   ５）の収束した形と相補的であり、前記周辺管要素（１
   ４、１４０）が、充填段階で前記円筒ケース（１３）に
   配置される第一管要素（１４、１０、１１、１１０、１
   ００、１４０、１１１、１０１）であることを特徴とす
   る請求項２に記載の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ロータを軸方向に掘るあるいは、前
   記ロータの外面に特定の形を与えることからなる仕上げ
   段階を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか
   一項に記載の製造方法。
5. 【請求項５】 ロータの極（３）を形成する磁性体片
   （１、９）と、極性が反対の極（３、３０）を分離する
   非磁性体片（１２）とを、非磁性体の中空回転体円筒ケ
   ース（１３）に封入した型式のかみあい式磁気電気ロー
   タにおいて、請求項１から３のいずれか一項に記載の方
   法で製造されることを特徴とする磁気電気ロータ。
6. 【請求項６】 極性が反対である二個の磁性単極片
   （１）と、一個の非磁性体片（１２）とを含み、前記各
   単極片（１）は、半径が円筒ケース（１３）の内径とほ
   ぼ等しい回転ハブ（２）を含むとともに自由端（４）と
   斜め極（３）とを有し、前記斜め極（３）は、前記ハブ
   （２）と同じ半径の縦面（８）と、前記縦面（８）と斜
   断面を形成する横方向の斜面（５）と、前記斜め極
   （３）の対称面に関して対称で、前記縦面（８）から前
   記斜面（５）に向かって互いに収束する二個の平らな側
   面（６）とを含み、前記平らな側面（６）は、前記ハブ
   （２）とともに横方向の肩部（７）を形成し、磁性体の
   二個の前記片（１）は、前記斜面（５）が向かい合うよ
   うに同軸に配置され、前記非磁性部片（１２）は、向か
   い合った前記斜面（５）の間に配置され、二個の前記磁
   性体片（１）と相補的な形を有し、その結果、前記磁性
   体または前記非磁性体片全体が、非磁性回転体前記円筒
   ケース（１３）の内径とほぼ等しい半径の中空でない回
   転円筒体を構成し、前記円筒ケースが有する二個の横窓
   （１５）はそれぞれ、一つの前記磁性体片（１）の前記
   縦面（８）と向かい合い、前記各窓に配置される磁性体
   の周辺管要素（１４）は、前記要素が結合される前記磁
   性体片と同じ極性の磁性体からなることを特徴とする請
   求項５に記載の磁気電気ロータ。
7. 【請求項７】 極性が反対である二個の磁性単極端片
   （１）と、少なくとも一個の磁性体の中間片（９）と、
   複数の非磁性体片（１２）とを含み、前記各単極片
   （１）は、半径が円筒ケース（１３）の内径とほぼ等し
   い回転ハブ（２）を含むとともに自由端（４）と斜め極
   （３）とを有し、前記斜め極（３）は、前記ハブ（２）
   と同じ半径の縦面（８）と、前記縦面（８）と斜断面を
   形成する横方向の斜面（５）と、前記斜め極（３）の対
   称面に関して対称で、前記縦面（８）から前記斜面
   （５）に向かって互いに収束する二個の平らな側面
   （６）とを含み、前記平らな側面（６）は、前記ハブ
   （２）とともに横方向の肩部（７）を形成し、一つまた
   は複数の前記中間片（９）は、極性が反対で、前記端片
   （１）の前記極（３）と同形の二個の極（３０）を含
   み、前記各極の斜面（５０）は、一つの磁性端部品の前
   記極（３）の斜面（５）と向かい合い、あるいは他の前
   記中間片（９）の一つの極（３０）の前記斜面（５０）
   と向かい合い、前記各極（３、３０）は、二個の前記極
   （３、３０）と形が相補的である前記非磁性体片（１
   ２）によって向き合った極（３０、３）から隔てられ、
   その結果、前記端片（１）と、一つまたは複数の前記中
   間片（９）と、前記非磁性体片（１２）との全体は、半
   径が非磁性回転体の前記円筒ケース（１３）の内径とほ
   ぼ同じである中空でない回転円筒体を構成し、前記円筒
   ケース（１３）が有する横窓（１５）は前記極（３、３
   ０）と同数であり、前記各窓（１５）は、一つの前記磁
   性極（３、３０）の縦面（８）と向かい合い、前記各窓
   （１５）に配置される磁性体の周辺管要素（１４、１４
   ０）は、前記要素が結合される前記極（３、３０）と同
   じ極性の磁性体からなることを特徴とする請求項５に記
   載の磁気電気ロータ。
8. 【請求項８】 横方向の肩部（７）がロータの軸の垂直
   面と一定の角度をなすことを特徴とする請求項６または
   ７に記載の磁気電気ロータ。
9. 【請求項９】 磁性体片（１、９）または非磁性体片
   （１２）が、対称で平らな側面（６）に接する中空でな
   い中央管要素（１０、１００、１０１）と、前記中空で
   ない中央管要素（１０、１００、１０１）に内径がほぼ
   等しく、外径が円筒ケース（１３）の内径にほぼ等しい
   中空の管要素（１１、１１０、１１１）とを含むことを
   特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の磁気
   電気ロータ。