JPH0570149U

JPH0570149U - 超高速モータのロータ

Info

Publication number: JPH0570149U
Application number: JP1631992U
Authority: JP
Inventors: 前村　　明彦
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【構成】ロータコア１の両端に厚板鋼板２を配置し、
その２枚の厚板鋼板２、２の間に厚板鋼板２と同じ材質
の薄板積層鋼板３を複数枚積層して形成した薄板積層群
４と厚板鋼板２とを交互に配列し、軸方向の与圧を加え
て積層してロータコア１を形成し、ロータコア１を焼き
嵌めによりロータシャフト８に固定したものである。【効果】積層鋼板の材質が珪素鋼板などの従来使用し
ていたものでも、隣接する薄板積層鋼板どうしが軸方向
に押し付けられて、薄板積層鋼板が径方向にずれること
がなく、超高速回転に耐えることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超高速で回転する小形モータにおけるロータコアの積層構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

小形ターボコンプレッサなどを駆動する１０数万回転の超高速で回転する小形超高速モータにおいて、通常のモータのように薄板珪素鋼板よりなる円環状の積層板を複数枚積層してロータコアを形成し、それをロータシャフトに嵌合してロータを形成すると、珪素鋼板の引っ張り強度が低いため、高速回転における遠心力により積層板が破壊しやすく、ロータの許容回転数が制限されていた。また、直径が１０ｍｍ程度のロータが超高速回転する場合、共振点が近くなるので、微細な振動でもロータコアに曲がりが生じたりする。その結果、積層板と回転軸との締めしろが減少し、積層板が径方向にずれてバランスを崩し、さらに大きな振動を発生することがある。従来、この超高速回転における遠心力の悪影響を防ぐために、小形高速モータでは引っ張り強度が高く、磁気特性が優れているアモルファス磁性材よりなる積層板と、これより縦弾性係数が大きいマルエージング鋼などの金属よりなる積層板とを混在積層して軸方向に締めつけ、超高速モータのロータを形成して、積層板の強度を増すことにより積層板の遠心力破壊や締めしろの減少を防ぎ、あわせて鉄損を減少させるものが開示されている（例えば、特開平１−１２２３３３号）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記構成では、積層板に高価なアモルファス磁性材とマルエージング鋼などの異なる２種類の材料を使用しなければならないため、ロータの材料費が高価になった。また、積層板を成形する時に、材料の強度が高いためプレスによって加工する時の抜き型の摩耗が大きく、加工工数が大きくなるという欠点があった。本考案は、珪素鋼板など従来と同じ材質の積層板を使用して、超高速回転に耐える安価で小形の超高速モータのロータを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数枚の円環状の積層鋼板を積層してロータコアを形成し、前記ロータコアを焼き嵌めによりロータシャフトに固定した小形超高速モータのロータにおいて、両端に厚板鋼板を配置し、前記両端に配置した２枚の厚板鋼板の間に前記厚板鋼板と同じ材質の薄板積層鋼板を複数枚積層して形成した薄板積層群と前記厚板鋼板と同じ材質の厚板鋼板とを交互に配列し、軸方向の与圧を加えてロータコアを形成したものである。

【０００５】

【作用】

ロータコアは厚板鋼板と薄板積層群とを交互に積層してあるので、ロータを高速回転すると、厚板鋼板には薄板積層鋼板に比べて大きな鉄損と、ロータ表面の渦電流による２次銅損を発生する。厚板鋼板の温度は薄板積層鋼板の温度より上昇して軸方向に大きな膨張力が働く。このため、厚板鋼板の間にある薄板積層群の薄板積層鋼板には、両側の厚板鋼板から、積層時に軸方向に与えられた与圧と同じ方向の力が加わり、隣接する薄板積層鋼板どうしが軸方向に押し付けられ、薄板積層鋼板どうしの摩擦力が大きくなる。したがって、薄板積層鋼板の径方向のずれを防ぎ、薄板積層鋼板と回転軸との締めしろの減少ぐことができる。

【０００６】

【実施例】

本考案を図に示す実施例について説明する。図１は本考案の実施例を示す側面図で、一部を断面で示してある。ロータコア１は、円環状の板厚の比較的厚い、例えば２〜５ｍｍ程度の厚板鋼板２をロータコア１の両端に配置してある。その両端の厚板鋼板２、２の間に、厚板鋼板２と同じ径を有する円環状の比較的板厚の薄い、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度の薄板積層鋼板３を複数枚積層して形成した薄板積層群４と厚板鋼板２とを交互に配列して、軸方向に与圧を加えて積層してある。厚板鋼板２、および薄板積層鋼板３には円周方向に等間隔に複数個の貫通穴５を設け、ロータコア１の形状に厚板鋼板２と薄板積層鋼板３とを積層した状態で、貫通穴５に導電体６を嵌合させ、導電体６の両端をロータコア１の両端面に設けた短絡環７に接合して、２次導体を形成してある。そして、ロータコア１の内周を焼き嵌めによりロータシャフト８の外周に嵌合してロータを形成している。上記構成のロータを高速回転すると、厚板鋼板２には薄板積層鋼板３に比べて大きな鉄損と銅損を発生するので、厚板鋼板２の温度が薄板積層鋼板３の温度より上昇して軸方向に大きな膨張力が働く。このため、２枚の厚板鋼板２の間にある薄板積層群４の薄板積層鋼板３には、両側の厚板鋼板２から、積層時に軸方向に与えられた与圧と同じ方向の力が加わり、隣接する薄板積層鋼板３どうしが軸方向に押し付けられるので、薄板積層鋼板３どうしの摩擦力が大きくなる。したがって、薄板積層鋼板の径方向のずれを防ぐことができるので、薄板積層鋼板の材質が珪素鋼板などの従来使用していたものでも、薄板積層鋼板と回転軸との締めしろの減少が少なく、薄板積層鋼板がバランスを崩したり、超高速回転において遠心力により薄板積層鋼板が破壊することがなくなる。なお、ロータコア１の軸方向中央部は冷却しにくく、両端面付近は冷却され易いので、図２に示すように、中央部は鉄損と銅損の少ない薄板積層鋼板３の枚数を多く積層して、例えば積厚ｔ₁ を厚くし、厚板鋼板２の板厚ｗ₁ を薄くし、端部に行くに従い薄板積層鋼板３の積厚ｔ₂ ，ｔ₃ ・・・ｔ_n を逐次薄くし、逆に厚板鋼板２の板厚ｗ₂ ，ｗ₃ ・・・ｗ_n を逐次厚くし、ロータの発生する銅損と鉄損を中央部から端部に向かって増加するようにすると、ロータコアの温度分布が比較的均一になり、ロータの温度分布の不均一による熱変形が抑えられ、バランスの劣化が防止できる。

【０００７】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、ロータコアは厚板鋼板と薄板積層群とを交互に積層してあるので、積層鋼板の材質が珪素鋼板などの従来使用していたものでも隣接する薄板積層鋼板どうしが軸方向に押し付けられて、薄板積層鋼板が径方向にずれることがなく、超高速回転に耐えることができる。さらに、軸方向に薄板積層群と厚板鋼板の厚さを変えることにより、ロータに発生する鉄損と銅損を中央部から端部に向かって増加させるようにしてあるので、ロータコアの温度分布が比較的均一になり、熱変形によるバランスの劣化を防ぐことができる。また、厚板鋼板と薄板積層鋼板とは同じ材質で形成することができるので、安価で加工工数が少なく、経済的な超高速モータのロータを提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す側面図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ロータコア２厚板鋼板３薄板積層鋼板４薄板積層群８ロータシャフト

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数枚の円環状の積層鋼板を積層してロ
ータコアを形成し、前記ロータコアを焼き嵌めによりロ
ータシャフトに固定した小形超高速モータのロータにお
いて、両端に厚板鋼板を配置し、前記両端に配置した２
枚の厚板鋼板の間に前記厚板鋼板と同じ材質の薄板積層
鋼板を複数枚積層して形成した薄板積層群と前記厚板鋼
板と同じ材質の厚板鋼板とを交互に配列し、軸方向の与
圧を加えてロータコアを形成したことを特徴とする超高
速モータのロータ。
【請求項２】前記ロータコアの軸方向中心部から軸方
向外側に向かうに従い、前記薄板積層群の積み厚を薄く
し、逆に厚板鋼板の厚さを軸方向外側に向かうに従って
厚くしたことを特徴とする請求項１記載の超高速モータ
のロータ。