JPH0578178U - 超高速モータのロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 シャフト４の外径より大きい外径を持つ円柱
状の鉄心部３１と、鉄心部３１の両端面にのみ開口し軸
方向に貫通する複数のスロット３２の中にアルミニウム
や銅またはその合金のダイキャストにより形成した軸方
向に伸びる複数のロータバー５と、鉄心部３１の両端面
に設けロータバー５と同時にダイキャストによりリング
状に形成し、ロータバー５をリング状に短絡する短絡リ
ング６と、短絡リング６の外周とロータバー５の両端部
の外周とを外周方向から押え、かつロータバー５と鉄心
部３１の外周面との間の鉄心部３１の強度より高い強度
を有する押え部７２とを備えた超高速モータのロータで
ある。 【効果】 ロータバーの両端部および短絡リングの外周
側を押える部分の強度を高めてあるので、高速回転によ
り大きな遠心力が作用しても変形が大きくなることがな
く、安定した超高速回転が得られる超高速回転モータを
提供できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超高速回転するモータのロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ロータの周速度が２００ｍ／ｓｅｃを越えるような超高速モータのロー タとして、鉄心部に複数の軸方向に伸びるアルミニウムや銅またはその合金のダ イキャストにより形成したロータバーと、その両端をリング状に短絡する短絡リ ングとを備えたソリッドロータが用いられている。 この場合、短絡リングはロータの発熱によって温度が上昇し、強度が低下する が、その状態で超高速回転による大きな遠心力を受けるので、遠心力による変形 を防止する必要がある。そのため、短絡リングの軸方向外側に鋼製の押えリング を設け、ロータの外周部に密着して覆うキャンを設け、リングとキャンとを電子 ビーム等により溶接して短絡リングとロータバーと鉄心部とを接合して一体とし 、遠心力に耐える強度を持たせたものが開示されている（例えば、特開平１−２ ６４５５０号、特開平２−１１９５５７公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記短絡リングとロータバーと鉄心部との外周を厚さが薄いキャン によって押える構成では、超高速回転の場合、キャンが短絡リングとロータバー の遠心力に耐えることができず、キャンの中央部が膨らんでバランスを崩したり 、固定子鉄心に接触して破損に至るという欠点があった。 本考案は、短絡リングやロータバーの遠心力に十分耐える構造にして安定した 超高速回転が得られる高速モータのロータを提供することを目的とするものであ る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数の軸方向に伸びるロータバーと、その両端をリング状に短絡す る短絡リングとを備えたソリッドロータにより構成した超高速モータのロータに おいて、シャフトの外径より大きい外径を持つ円柱状の鉄心部と、前記鉄心部の 両端面にのみ開口し軸方向に貫通する複数のスロットの中にアルミニウムや銅ま たはその合金のダイキャストにより形成した軸方向に伸びる複数のロータバーと 、前記鉄心部の両端面に設け前記ロータバーと同時に前記ダイキャストによりリ ング状に形成した前記ロータバーをリング状に短絡する短絡リングと、前記短絡 リングの外周と前記ロータバーの両端部の外周とを外周方向から押え、かつ、前 記ロータバーと前記鉄心部の外周面との間の鉄心部の強度より高い強度を有する 押え部をとを備えたものである。 とくに、前記押え部の径方向厚さが前記ロータバーの外周と前記鉄心部の外周 との間の径方向の厚さと同じかそれよりも厚くしたものである。

【０００５】

【作用】

短絡リングの質量はロータバーの質量より大きく、短絡リングに作用する遠心 力はロータバーに作用する遠心力より大きくなり、短絡リングの外周面を外周方 向から押える押えリングまたは鉄心部に設けた押え部には、鉄心部の中央部より 大きい遠心力が作用するが、押え部の径方向厚さは、ロータバーの外周と鉄心部 の外周との間の径方向の厚さと同じかそれよりもより厚く、強度が高くなってい るので、超高速回転による大きな遠心力が加わっても、押え部の径方向の変形が 大きくなることはなく、バランスを崩すようなことはなくなる。

【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断面図で、リング状のフレーム１の内側に固定 子コイル２１を巻回したステータ２を固定し、その内側に空隙を介してロータ３ がシャフト４と一体に形成して配置してある。ロータ３は、シャフト４の外径よ り大きい外径を持つ円柱状の鉄心部３１を備えている。 その鉄心部３１には両端面に開口し、鉄心部３１の外周には開口せず、軸方向 に貫通する複数のスロット３２を円周方向に等間隔に設け、スロット３２の中に アルミニウムや銅またはその合金のダイキャストにより軸方向に伸びる複数のロ ータバー５を形成すると共に、その両端をリング状に短絡する短絡リング６を形 成してある。 鉄心部３１の両側には短絡リング６とロータバー５の両端部を外周方向から押 える鉄心部３１と同じ材質である鋼材よりなるカップ状の押えリング７を設けて ある。 押えリング７の外径は鉄心部３１の外径と同じか、鉄心部３１の外径より大き く、ステータ２の内径より小さくしてあり、内径をシャフト４の外周に焼き嵌め する穴を有するディスク状のカラー部７１と、図３（ｂ）に示す旋削後の短絡リ ング６の外形Ｄ₁ に嵌合する穴を有する押え部７２とを設けてある。 ロータ３の加工手順は、まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、鉄心部３１ の両端面に各スロット３２を加工するとともに、各スロット３２の外周側を結ぶ 円とほぼ一致する外周面を持ち、鉄心部３１の外周面と同心の内周面を有するリ ング状の装入溝３３とを機械加工等により設け、スロット３２と装入溝３３の中 にアルミニウムや銅またはその合金のダイキャストにより軸方向に伸びる複数の ロータバー５を形成すると共に、その両端をリング状に短絡する短絡リング６を 形成する。その後、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、短絡リング６の外径とロ ータバー５の両端部の外径Ｄ₁ が各ロータバー５の外周を結ぶ円の直径Ｄ₂ より 小さくなるように、鉄心部３１の両端からＳだけ切り込み、旋削する。 以上のように加工することより、押えリング７の押え部７２の内径は、各ロー タバー５の外周を結ぶ円の直径より小さくすることになり、押えリング７の押え 部７２の厚さｔ₁ はロータバー５の外周と鉄心部３１の外周との間の径方向の厚 さｔ₂ より厚くなる。 このような押えリング７を押え部７２の端面が鉄心部３１の端面に接するよう にして、カラー部７１をシャフト４の外周に焼きばめにより嵌合し、短絡リング ６の外径とロータバー５の両端部を外周方向から押えるようにしてある。 したがって、ロータバー５は鉄心部３１の外周に開口しないスロット３２の中 に入っているので、大きな遠心力が加わっても鉄心部３１の外周部３４によって 径方向の変形は押えられる。また、短絡リング６も、押えリング７によって径方 向の変形は押えられる。 また、短絡リング６の質量はロータバー５の質量より大きく、短絡リング６に 作用する遠心力はロータバー５に作用する遠心力より大きくなり、押えリング７ には鉄心部３１より大きい遠心力が作用するが、押えリング７の押え部７２の径 方向厚さは、ロータバー５の外周と鉄心部３１の外周との間の径方向の厚さより 厚く、強度が高くなっているので、超高速回転による大きな遠心力が加わっても 、押えリング７の径方向の変形が大きくなることはない。 図４は他の実施例で、押えリング７のカラー部７１と押え部７２の間の段部端 面７３と短絡リング６の端面との間に隙間Ｇを設けて、鉄心部３１とロータバー ５の軸方向の膨張量の差を逃がし、短絡リング６とロータバー５の変形を防止す るようにしてある。 また、押えリング７のカラー部７１に軸方向に貫通する通気穴７４を設け、押 え部７２には径方向に貫通し、段部端面７３と短絡リング６の端面との間の隙間 Ｇに連通する通気穴７５を設けてある。したがって、ロータ３の回転により通気 穴７４、隙間Ｇ、通気穴７５を通る冷却風が生じ、短絡リング６の冷却効果を高 めることができる。

【０００７】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、ダイキャストにより形成するロータバー の両端部および短絡リングの外周側を押える部分の強度を高めてあるので、高速 回転により大きな遠心力が作用しても変形が大きくなることがなく、安定した超 高速回転が得られる超高速回転モ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断面図である。

【図２】本考案のロータの加工途中の側面図および正面
図である。

【図３】本考案のロータの加工途中の側面図および正面
図である。

【図４】本考案の他の実施例を示す側断面図である。

【符号の説明】

２ ステータ ３ ロータ ３１ 鉄心部 ３２ スロット ３３ 装入溝 ４ シャフト ５ ロータバー ６ 短絡リング ７ 押えリング ７１ カラー部 ７２ 押え部 ７４、７５ 通気穴

フロントページの続き (72)考案者 岩渕 憲昭 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に伸びる複数のロータバーと、そ
   の両端をリング状に短絡する短絡リングとを備えたソリ
   ッドロータにより構成した超高速モータのロータにおい
   て、シャフトの外径より大きい外径を持つ円柱状の鉄心
   部と、前記鉄心部の両端面にのみ開口し軸方向に貫通す
   る複数のスロットの中にアルミニウムや銅またはその合
   金のダイキャストにより形成した軸方向に伸びる複数の
   ロータバーと、前記鉄心部の両端面に設け前記ロータバ
   ーと同時に前記ダイキャストによりリング状に形成した
   前記ロータバーをリング状に短絡する短絡リングと、前
   記短絡リングの外周と前記ロータバーの両端部の外周と
   を外周方向から押え、かつ前記ロータバーと前記鉄心部
   の外周面との間の鉄心部の強度より高い強度を有する押
   え部とを備えたことを特徴とする超高速モータのロー
   タ。
2. 【請求項２】 前記押え部を前記短絡リングの軸方向端
   面に接し、かつ前記シャフトに嵌合した押えリングに設
   け、前記押え部の外径を前記鉄心部の外径より大きく、
   内径を前記ロータバーの外周を結ぶ円の直径より小さく
   形成した請求項１記載の超高速モータのロータ。
3. 【請求項３】 前記押え部を前記鉄心部の両端部に設
   け、前記押え部の外径を前記鉄心部の外径より大きく、
   内径を前記ロータバーの外周を結ぶ円の直径より小さく
   形成し、前記鉄心部の両端面に接して押えリングを設け
   た請求項１記載の超高速モータのロータ。
4. 【請求項４】 前記押えリングと前記短絡リングとの間
   に軸方向の空隙を設けた請求項２記載の超高速モータの
   ロータ。
5. 【請求項５】 軸方向に貫通して前記空隙に連通する通
   気穴と、径方向に貫通して前記空隙に連通する通気穴と
   を前記押えリングに設けた請求項４記載の超高速モータ
   のロータ。