JPH0452057B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0452057B2 JPH0452057B2 JP59021232A JP2123284A JPH0452057B2 JP H0452057 B2 JPH0452057 B2 JP H0452057B2 JP 59021232 A JP59021232 A JP 59021232A JP 2123284 A JP2123284 A JP 2123284A JP H0452057 B2 JPH0452057 B2 JP H0452057B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disk
- stress
- divided
- flange
- rotor spider
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
- H02K1/30—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は回転電機のロータスパイダに関するも
のである。
のである。
近年、大形水力発電設備はその立地条件におい
て国内では開発しつくされた感があり、その多く
は輸出品に限定されている。このような大形機は
輸送を可能にするために輸出先の輸送状況に合せ
た分割構造にしなければならない。このような分
割構造と大形化とは機器の強度に関して従来には
ない問題を提起している。本発明の動機となつた
ロータスパイダの強度もその１つである。
て国内では開発しつくされた感があり、その多く
は輸出品に限定されている。このような大形機は
輸送を可能にするために輸出先の輸送状況に合せ
た分割構造にしなければならない。このような分
割構造と大形化とは機器の強度に関して従来には
ない問題を提起している。本発明の動機となつた
ロータスパイダの強度もその１つである。
第１図から第３図には回転電機のロータスパイ
ダの従来例が示されている。同図に示されている
ようにロータスパイダは軸１と継鉄２との間を連
結する上円板３および下円板４を備えている。な
お同図において５はフランジ、６は補強材、７は
ウエブ、８はボルトである。
ダの従来例が示されている。同図に示されている
ようにロータスパイダは軸１と継鉄２との間を連
結する上円板３および下円板４を備えている。な
お同図において５はフランジ、６は補強材、７は
ウエブ、８はボルトである。
このように構成されたロータスパイダで円板
（上円板３も下円板４も構造が全く同じなので本
発明では上円板３を円板と称して説明し、下円板
４については説明を省略する）３は第２図に示さ
れているようにその回転中心をＯを含む鉛直面で
分割されていたが、このような分割構造は円板３
の内周応力と内周部のホルト８接手の強度に関し
て次に述べるような欠点を有し、機器の大形化を
阻む障害の一つとなつていた。
（上円板３も下円板４も構造が全く同じなので本
発明では上円板３を円板と称して説明し、下円板
４については説明を省略する）３は第２図に示さ
れているようにその回転中心をＯを含む鉛直面で
分割されていたが、このような分割構造は円板３
の内周応力と内周部のホルト８接手の強度に関し
て次に述べるような欠点を有し、機器の大形化を
阻む障害の一つとなつていた。
第２図には円板３のフープ応力（円板３に発生
する周方向応力）の分布状態も示されているが、
このような分布応力のうち特に問題となるのは内
周応力σ〓iである。同図に示されているように円
板３のフープ応力分布は与えられた寸法において
は内周に近づくにつれて急速に増大する。一方、
内径を一定にしておいて外径を大きくしていつた
場合の円板３の内周応力の変化が第４図に示され
ており、同図は内半径をR1、外半径をR2として
横軸に外半径R2をとり縦軸に円板の内周応力を
とつてこれら両者間の関係を示したものである
が、同図から明らかなように円板の内周応力は外
半径R2の増加に対して急激な増加を示す。この
ように円板の内周応力は、円板に生ずる最大応力
値を示すと共に、その外半径R2の増加に対して
著しく増加する。
する周方向応力）の分布状態も示されているが、
このような分布応力のうち特に問題となるのは内
周応力σ〓iである。同図に示されているように円
板３のフープ応力分布は与えられた寸法において
は内周に近づくにつれて急速に増大する。一方、
内径を一定にしておいて外径を大きくしていつた
場合の円板３の内周応力の変化が第４図に示され
ており、同図は内半径をR1、外半径をR2として
横軸に外半径R2をとり縦軸に円板の内周応力を
とつてこれら両者間の関係を示したものである
が、同図から明らかなように円板の内周応力は外
半径R2の増加に対して急激な増加を示す。この
ように円板の内周応力は、円板に生ずる最大応力
値を示すと共に、その外半径R2の増加に対して
著しく増加する。
このことは与えられた許容応力に対して円板の
外半径R2には上限のあること、すなわちロータ
スパイダの大形化には上限があることを意味す
る。一般にはこのような円板の内周応力の増大に
対しては第５図に示されているように、区分半径
Rnまでの円板の板厚Tiを最大半径Rp側円板の板
厚Tpより大きくする所謂変断面円板とすること
によつて応力低減が図られていた。しかし乍らこ
の構造は機器重量の増加を招き、その結果輸送正
限の１つである重量制限、組立時における起重機
容量制限、更には材料費の増加による製品価格の
上昇による市場競争力の低下等種々な問題を有し
ていた。
外半径R2には上限のあること、すなわちロータ
スパイダの大形化には上限があることを意味す
る。一般にはこのような円板の内周応力の増大に
対しては第５図に示されているように、区分半径
Rnまでの円板の板厚Tiを最大半径Rp側円板の板
厚Tpより大きくする所謂変断面円板とすること
によつて応力低減が図られていた。しかし乍らこ
の構造は機器重量の増加を招き、その結果輸送正
限の１つである重量制限、組立時における起重機
容量制限、更には材料費の増加による製品価格の
上昇による市場競争力の低下等種々な問題を有し
ていた。
一方、円板の２分割フランジ接手の強度と構造
とをみると次に述べるような不具合が生じてい
た。接手ボルトの１ピツチ分が示されている第６
図および第７図に示されているように、Tdを円
板３の厚さ、lnをボルト８間の距離、lpをボルト
ピツチ、TFをフランジ５の厚さとし、Abをボル
ト８の谷断面積とすると、フランジ５とボルト８
との応力は大略次のように表わされる。
とをみると次に述べるような不具合が生じてい
た。接手ボルトの１ピツチ分が示されている第６
図および第７図に示されているように、Tdを円
板３の厚さ、lnをボルト８間の距離、lpをボルト
ピツチ、TFをフランジ５の厚さとし、Abをボル
ト８の谷断面積とすると、フランジ５とボルト８
との応力は大略次のように表わされる。
σB＝Ｆ／Ab……ボルトの引張応力
Ｆ＝lp×Td×σ〓i……円板の１ピツチの引張応力
σF＝MF／ZF…フランジの曲げ応力
MF＝Ｆ×ln／４……フランジの曲げモーメント
ZF＝lp×TF 2／６……フランジの断面係数
上式において円板の１ピツチの引張応力Ｆはボ
ルトの谷断面積Abやフランジの厚さTFに対して
相対的にほぼ一定と見なすことができる。従つて
ボルトの応力は単にボルトサイズに影響されるだ
けであるから、ボルト応力を下げるにはボルトサ
イズを上げるだけでよい。しかしフランジについ
ては応力はフランジ板厚の２乗に逆比例するの
で、応力低減のためにはフランジ板厚を大きくす
る必要がある。フランジの厚さを大きくすること
はフランジ重さに基づく遠心力を増大させ、ひい
ては円板の応力を増すことになる。一般には軽
量、かつ強度向上の観点から上述の第２図に示さ
れているようにウエブ７間に補強材６が入れられ
ているが、円板３の内周部はウエブ７の間隔が狭
くなる上に、補強材６をつけるとなると、構造的
に窮屈になりボルト締付等の作業に支障をきた
す。円板の外径の増加はこのような傾向をより強
め、遂には作業不可の状態に陥つてしまう。
ルトの谷断面積Abやフランジの厚さTFに対して
相対的にほぼ一定と見なすことができる。従つて
ボルトの応力は単にボルトサイズに影響されるだ
けであるから、ボルト応力を下げるにはボルトサ
イズを上げるだけでよい。しかしフランジについ
ては応力はフランジ板厚の２乗に逆比例するの
で、応力低減のためにはフランジ板厚を大きくす
る必要がある。フランジの厚さを大きくすること
はフランジ重さに基づく遠心力を増大させ、ひい
ては円板の応力を増すことになる。一般には軽
量、かつ強度向上の観点から上述の第２図に示さ
れているようにウエブ７間に補強材６が入れられ
ているが、円板３の内周部はウエブ７の間隔が狭
くなる上に、補強材６をつけるとなると、構造的
に窮屈になりボルト締付等の作業に支障をきた
す。円板の外径の増加はこのような傾向をより強
め、遂には作業不可の状態に陥つてしまう。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
輸送が容易で、かつ円板の周方向応力の低減を可
能とした回転電機のロータスパイダを提供するこ
とを目的とするものである。
輸送が容易で、かつ円板の周方向応力の低減を可
能とした回転電機のロータスパイダを提供するこ
とを目的とするものである。
すなわち本発明は軸と継鉄との間を連結する上
円板および下円板を備えた回転電機のロータスパ
イダにおいて、前記上、下円板が内側円板と外側
円板とに分割され、かつ夫々が周方向では一体形
であると共に、前記外側円板が、放射状に複数個
に分割され、この分割された分割片がフランジに
よつて一体に結合されたものであることを特徴と
するものであり、これによつて円板（上円板、下
円板）は径方向に２分割され、かつ外側円板は放
射状に複数個に分割されるようになる。
円板および下円板を備えた回転電機のロータスパ
イダにおいて、前記上、下円板が内側円板と外側
円板とに分割され、かつ夫々が周方向では一体形
であると共に、前記外側円板が、放射状に複数個
に分割され、この分割された分割片がフランジに
よつて一体に結合されたものであることを特徴と
するものであり、これによつて円板（上円板、下
円板）は径方向に２分割され、かつ外側円板は放
射状に複数個に分割されるようになる。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第８図から第１０図には本発明の一実施例
が示されている。なお従来と同じ部品には同じ符
号を付したので説明を省略する。本実施例では円
板３ａを内側円板９と外側円板１０とに分割し、
かつその内側円板９、外側円板１０を周方向では
一体形とした。なお同図において５ａはフランジ
である。このようにすることにより円板３ａは径
方向に２分割されるようになつて、円板３ａの周
方向応力の低減を可能とした回転電機のロータス
パイダを得ることができる。
する。第８図から第１０図には本発明の一実施例
が示されている。なお従来と同じ部品には同じ符
号を付したので説明を省略する。本実施例では円
板３ａを内側円板９と外側円板１０とに分割し、
かつその内側円板９、外側円板１０を周方向では
一体形とした。なお同図において５ａはフランジ
である。このようにすることにより円板３ａは径
方向に２分割されるようになつて、円板３ａの周
方向応力の低減を可能とした回転電機のロータス
パイダを得ることができる。
すなわち半径方向に一体であつた円板を内側円
板９と外側円板１０とに分割して円板３ａを形成
した。そして内側円板９と外側円板１０とをトル
クキー１１および重量支えキー１２によつて結合
した。すなわちトルクはトルクキー１１で伝達
し、重量荷重は重量支えキー１２で支えるように
した。そして内側円板９は一体形にしたので従来
のロータスパイダの欠点であつた接手フランジ構
造が廃止できる。一方、外側円板１０は輸送制限
を考慮して回転中心Ｏを含む鉛直断面上で必要に
応じた複数個に分割した。このようにすることに
より円板３ａの応力分布状態およびその大きさの
計算結果の一例が示されている第９図および第１
１図に示されているように、円板３ａの周方向応
力が低減する。この第１１図は、第１図に示され
ている円板を任意の半径位置Rnで内側円板９と
外側円板１０とに区分し、各々の最大応力である
内側円板９の内周応力（同図の半径位置Riにおけ
る周方向応力）と外側円板１０の内周応力（同図
の半径位置Rnにおける周方向応力）とを縦軸に
とり、横軸には分割半径（区分半径）Rnをとつ
て分割半径Rnによる内、外側円板９，１０の周
方向応力の変化特性を示したものである。そして
点線は内側円板９がRn＝Rpのときの応力、また
は外側円板１０がRn＝Riのときの応力すなわち
第１図に示されている従来形の円板の応力レベル
が示してある。同図から明らかなように外側円板
１０の応力値には極小値が存在するので、この位
置を狙つて分割すれば最小応力となる円板３ａを
設計することが可能である。同図記載の計算例で
云えば最適区分半径位置はRn1で示され、最大半
径Rpの40％の位置に存在し、応力レベルは従来
の一体形に対して約2/3に低下する。一般にこれ
らの値は製品によつて多少変動するが、根本的に
本実施例のそれと異なる構造をとらない限り、こ
の近辺に存在する。
板９と外側円板１０とに分割して円板３ａを形成
した。そして内側円板９と外側円板１０とをトル
クキー１１および重量支えキー１２によつて結合
した。すなわちトルクはトルクキー１１で伝達
し、重量荷重は重量支えキー１２で支えるように
した。そして内側円板９は一体形にしたので従来
のロータスパイダの欠点であつた接手フランジ構
造が廃止できる。一方、外側円板１０は輸送制限
を考慮して回転中心Ｏを含む鉛直断面上で必要に
応じた複数個に分割した。このようにすることに
より円板３ａの応力分布状態およびその大きさの
計算結果の一例が示されている第９図および第１
１図に示されているように、円板３ａの周方向応
力が低減する。この第１１図は、第１図に示され
ている円板を任意の半径位置Rnで内側円板９と
外側円板１０とに区分し、各々の最大応力である
内側円板９の内周応力（同図の半径位置Riにおけ
る周方向応力）と外側円板１０の内周応力（同図
の半径位置Rnにおける周方向応力）とを縦軸に
とり、横軸には分割半径（区分半径）Rnをとつ
て分割半径Rnによる内、外側円板９，１０の周
方向応力の変化特性を示したものである。そして
点線は内側円板９がRn＝Rpのときの応力、また
は外側円板１０がRn＝Riのときの応力すなわち
第１図に示されている従来形の円板の応力レベル
が示してある。同図から明らかなように外側円板
１０の応力値には極小値が存在するので、この位
置を狙つて分割すれば最小応力となる円板３ａを
設計することが可能である。同図記載の計算例で
云えば最適区分半径位置はRn1で示され、最大半
径Rpの40％の位置に存在し、応力レベルは従来
の一体形に対して約2/3に低下する。一般にこれ
らの値は製品によつて多少変動するが、根本的に
本実施例のそれと異なる構造をとらない限り、こ
の近辺に存在する。
上述のように本発明は輸送が容易で、かつ円板
（上円板、下円板）の周方向応力が低減されるよ
うになつて、輸送が容易で、かつ円板の周方向応
力の低減を可能とした回転電機のロータスパイダ
を得ることができる。
（上円板、下円板）の周方向応力が低減されるよ
うになつて、輸送が容易で、かつ円板の周方向応
力の低減を可能とした回転電機のロータスパイダ
を得ることができる。
第１図は従来の回転電機のロータスパイダの縦
断側面図、第２図は第１図のＰ矢視図、第３図は
第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は回転電機のロー
タスパイダの円板の外半径と内周応力との関係を
示す特性図、第５図は従来の回転電機のロータス
パイダの応力低減用の変断面円板図、第６図は第
２図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第７図は第６図の
Ｑ矢視図、第８図は本発明の回転電機のロータス
パイダの一実施例の縦断側面図、第９図は第８図
のＳ矢視図、第１０図は第９図のＢ−Ｂ矢視図、
第１１図は本発明の回転電機のロータスパイダの
一実施例の分割半径位置と円板の外周における周
方向応力との関係を示す特性図である。 １……軸、２……継鉄、３ａ……上円板（円
板）、４ａ……下円板、５ａ……フランジ、６…
…補強材、７……ウエブ、９……内側円板、１０
……外側円板、１１……トルクキー、１２……重
量支えキー。
断側面図、第２図は第１図のＰ矢視図、第３図は
第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は回転電機のロー
タスパイダの円板の外半径と内周応力との関係を
示す特性図、第５図は従来の回転電機のロータス
パイダの応力低減用の変断面円板図、第６図は第
２図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第７図は第６図の
Ｑ矢視図、第８図は本発明の回転電機のロータス
パイダの一実施例の縦断側面図、第９図は第８図
のＳ矢視図、第１０図は第９図のＢ−Ｂ矢視図、
第１１図は本発明の回転電機のロータスパイダの
一実施例の分割半径位置と円板の外周における周
方向応力との関係を示す特性図である。 １……軸、２……継鉄、３ａ……上円板（円
板）、４ａ……下円板、５ａ……フランジ、６…
…補強材、７……ウエブ、９……内側円板、１０
……外側円板、１１……トルクキー、１２……重
量支えキー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸と継鉄との間を連結する上円板および下円
板を備えた回転電機のロータスパイダにおいて、
前記上、下円板が内側円板と外側円板とに分割さ
れ、かつ夫々が周方向では一体形であると共に、
前記外側円板が、放射状に複数個に分割され、こ
の分割された分割片がフランジによつて一体に結
合されたものであることを特徴とする回転電機の
ロータスパイダ。 ２ 前記内側円板と前記外側円板とがトルクキー
および重量支えキーによつて結合されたものであ
る特許請求の範囲第１項記載の回転電機のロータ
スパイダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021232A JPS60167640A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 回転電機のロ−タスパイダ |
| US06/698,817 US4636675A (en) | 1984-02-07 | 1985-02-06 | Rotor spider for rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021232A JPS60167640A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 回転電機のロ−タスパイダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167640A JPS60167640A (ja) | 1985-08-31 |
| JPH0452057B2 true JPH0452057B2 (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=12049284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021232A Granted JPS60167640A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 回転電機のロ−タスパイダ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636675A (ja) |
| JP (1) | JPS60167640A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319844A (en) | 1985-12-23 | 1994-06-14 | Unique Mobility, Inc. | Method of making an electromagnetic transducer |
| MX161230A (es) | 1985-12-23 | 1990-08-24 | Unique Mobility Inc | Mejoras en transductor electromagnetico de peso ligero |
| US6204589B1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-03-20 | Acumentrics Corporation | Strain-matched hub for motor/generator |
| US20080032396A1 (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Becton, Dickinson And Company | Bioreactor and Method |
| US11274717B2 (en) * | 2010-07-02 | 2022-03-15 | Shimano Inc. | Brake rotor assembly |
| US10480601B2 (en) | 2016-06-22 | 2019-11-19 | Sram, Llc | Heat dissipating brake rotor |
| US11870310B2 (en) | 2020-12-14 | 2024-01-09 | Electromechanical Engineering Associates, Inc. | Method of repairing a hydrogenerator |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2994793A (en) * | 1958-04-29 | 1961-08-01 | Gen Electric Canada | Dynamoelectric machine |
| SE322832B (ja) * | 1965-06-30 | 1970-04-20 | Asea Ab | |
| SE305029B (ja) * | 1968-01-29 | 1968-10-14 | Asea Ab | |
| JPS4845202Y1 (ja) * | 1970-02-24 | 1973-12-26 | ||
| JPS4822481U (ja) * | 1971-07-20 | 1973-03-14 | ||
| SU665365A1 (ru) * | 1975-07-17 | 1979-05-30 | Е. Н. Виноградов и Л. Н. Калачев | Ротор гидрогенератора |
| JPS5260606A (en) * | 1975-11-14 | 1977-05-19 | Ohara Shigeyuki | Information recording system |
| JPS52140804A (en) * | 1976-05-19 | 1977-11-24 | Hitachi Ltd | Rotor for revolving electric machine |
| DE2829745A1 (de) * | 1978-07-04 | 1980-01-17 | Siemens Ag | Elektrische synchronmaschine mit schenkelpolen im laeufer |
| JPS5583839U (ja) * | 1978-12-06 | 1980-06-10 |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP59021232A patent/JPS60167640A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-06 US US06/698,817 patent/US4636675A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4636675A (en) | 1987-01-13 |
| JPS60167640A (ja) | 1985-08-31 |
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