(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの極（３）を形成する磁性材料部品（１、９）と、極性が反対の前記極（３）を分離する非磁性材料部品（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、前記磁性材料部品（１、９）と前記非磁性材料部品（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、９、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んでおり、前記各磁性材料部品（１、９）または前記非磁性材料部品（１２）が、入れ子式に組み合わされる同軸の独立した複数の管要素（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、１１１、１０１）の側縁、横端、側面の外形が、当該の前記磁性材料部品（１、９）または前記非磁性材料部品（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。
【請求項２】
前記非磁性体の中空の円筒ケース（１３）が横窓（１５）を備え、それぞれの前記横窓（１５）が、前記磁性材料部品（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。
【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（１５）の収束した形と相補的であり、前記周辺管要素（１４、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、１００、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。
【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。
【請求項５】
ロータの極（３）を形成する磁性材料部品（１、９）と、極性が反対の極（３、３０）を分離する非磁性材料部品（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。
【請求項６】
極性が反対である二個の磁性単極片（１）と、一個の非磁性材料部品（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、二個の前記磁性材料部品（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材料部品全体が、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、一つの前記磁性材料部品（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材料部品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。
【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、複数の非磁性材料部品（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材料部品（１２）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、前記非磁性材料部品（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、３０）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、１４０）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。
【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。
【請求項９】
磁性材料部品（１、９）または非磁性材料部品（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。
【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（type compression isostatique）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 progressif）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 revolution）を含むとともに自由端と斜め極（pole en biseau）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１２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、１００、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、１００、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２Ｃ）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１２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３Ｂ、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１２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１３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１４、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４５゜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
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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