(57)【要約】【課題】高回転、高トルク時においても、エンドプレート単体によりエンドプレートの廻り止めができるロータを提供する。【解決手段】ロータ１０は、略円板状の鋼板を多数積層することにより形成されるロータ鉄心２０と、前記ロータ鉄心の軸方向両端側に配置される一対のエンドプレート３０、３０と、を備える。ロータ鉄心２０は周方向に複数の肉欠き部２６を有し、エンドプレート３０には複数の係合部３１が形成される。複数の係合部３１が複数の肉欠き部２６に嵌め込まれることにより、エンドプレート３０がロータ鉄心２０に廻り止めされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状の鋼板を多数積層することにより形成されるロータ鉄心と、
前記ロータ鉄心の軸方向両端側に配置される一対のエンドプレートと、
を備えるロータであって、
前記ロータ鉄心は周方向に複数の肉欠き部を有し、
前記エンドプレートにはその側面から突出する複数の係合部が形成され、
前記複数の係合部が前記複数の肉欠き部に嵌め込まれることにより、前記エンドプレートが前記ロータ鉄心に廻り止めされることを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記ロータ鉄心は周方向に複数のスロットを有し、
前記複数のスロットにそれぞれ挿入される複数の永久磁石片を備え、
前記複数の肉欠き部は、前記複数のスロットとそれぞれ径方向に並んだ位置に設けられることを特徴する請求項１記載のロータ。
【請求項３】
前記複数の係合部の数は、前記複数の肉欠き部の数と同じであることを特徴する請求項１又は２記載のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転機に使用されるロータであって、略円板状の鋼板が多数積層されたロータ鉄心と、その軸方向両側に配置される一対のエンドプレートと、を備えるロータが知られている（例えば、特許文献１）。エンドプレートは、ロータ鉄心を保持・固定すると共に、ロータ鉄心内に永久磁石片が配置される場合には、磁石の脱落を防止する。
【０００３】
ところで、ロータは高速で回転するため、エンドプレートがロータに対して相対的に回転しないように、廻り止めが必要となる。エンドプレートの廻り止めとしては、図５に示すロータ５０では、エンドプレート５３の内周縁に設けられたキー５４を、ロータシャフト５１に設けられたキー溝５５に係合させることによって行われる。
【０００４】
また、特許文献１に記載のロータ６０は、図６に示すように、略円板状の鋼板が多数積層されて形成されるロータ鉄心６２と、その軸方向両側に配置される一対のエンドプレート６３、６３と、ロータ鉄心６２が固定されるロータシャフト６１と、を備えており、廻り止め部材６４によってエンドプレート６３の廻り止めを行っている。廻り止め部材６４は、ロータシャフト６１の外周部に固定されるとともに、その軸方向端面において、一方のエンドプレート６３の側面に当接する。廻り止め部材６４は、軸方向端面に凹凸構造を設けることによって、廻り止め部材６４の軸方向端面とエンドプレート６３との間に摩擦力を発生させてエンドプレートの回転方向の動きを規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示すようなキー加工による廻り止めを用いる場合、ロータシャフト５１側にキー溝５５を設けるスペースが必要となるため、ロータ５０を小型化、軽量化し難く、また、キー加工により工数やコストが大きくなってしまう。さらに、キー５４やキー溝５５を設けることによりロータ５０が偏芯してしまうため、高速回転時の安定性に課題がある。
【０００７】
また、図６に示すような廻り止めを用いる場合、高回転化、高トルク化に摩擦力が耐えられない可能性があり、廻り止めが不十分であるという問題がある。
【０００８】
本発明は前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高回転、高トルク時においても、エンドプレート単体によりエンドプレートの廻り止めができるロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、略円板状の鋼板（例えば、後述の実施形態におけるケイ素鋼板１９）を多数積層することにより形成されるロータ鉄心（例えば、後述の実施形態におけるロータ鉄心２０）と、前記ロータ鉄心の軸方向両端側に配置される一対のエンドプレート（例えば、後述の実施形態におけるエンドプレート３０）と、を備えるロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１０）であって、前記ロータ鉄心は周方向に複数の肉欠き部（例えば、後述の実施形態における肉欠き部２６）を有し、前記エンドプレートには複数の係合部（例えば、後述の実施形態における係合部３１）が形成され、前記複数の係合部が前記複数の肉欠き部に嵌め込まれることにより、前記エンドプレートが前記ロータ鉄心に廻り止めされることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記ロータ鉄心は周方向に複数のスロット（例えば、後述の実施形態におけるスロット２３）を有し、前記複数のスロットにそれぞれ挿入される複数の永久磁石片（例えば、後述の実施形態における永久磁石片２１）を備え、前記複数の肉欠き部は、前記複数のスロットとそれぞれ径方向に並んだ位置に設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記複数の係合部の数は、前記複数の肉欠き部の数と同じであることを特徴する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、エンドプレートには複数の係合部が形成され、前記複数の係合部が前記複数の肉欠き部に嵌め込まれることにより、前記エンドプレートが前記ロータ鉄心に廻り止めされるので、エンドプレート単体による廻り止めが可能となる。また、キー加工が不要であるので、工数、コストを低減することができるとともに、ロータシャフトを小径化することができ、ロータ全体の小型化、軽量化が可能となる。また、複数の係合部をエンドプレートに設けることによって、エンドプレートの断面２次モーメントが向上し、剛性を向上することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、複数の肉欠き部は、複数のスロットとそれぞれ径方向に並んだ位置に設けられるので、肉欠き部が永久磁石片の磁束流れに影響を与えることがない。
【００１４】
請求項３の発明によれば、複数の係合部の数が複数の肉欠き部の数と同じであることにより、エンドプレートの断面２次モーメントがより向上し、剛性をさらに向上することができる。また、各係合部にかかる応力を低減することができるため、ロータの高速回転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るロータの正面図である。
【図２】図１におけるロータからエンドプレートを取り除いた図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図４】変形例に係るエンドプレートの斜視図である。
【図５】従来のロータの要部正面図である。
【図６】図５とは別の従来のロータの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本実施形態のロータ１０は、回転軸であるロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の外側に取り付けられるロータ鉄心２０と、ロータ鉄心２０に取付けられる複数の永久磁石片２１と、ロータ鉄心２０の軸方向両端側に配置される一対のエンドプレート３０、３０と、を備えている。
【００１８】
ロータ鉄心２０は、略円板状の例えばケイ素鋼板１９を多数積層して構成される。ロータ鉄心２０の外周部には、軸方向に延びる溝２５が複数形成される。隣接する溝２５の間には、軸方向に延びる永久磁石挿入用のスロット２３が２個ずつ形成される。
【００１９】
複数のスロット２３には、所定数（本実施形態では、２個）のスロット２３毎に磁極を変えながら（図２参照）、複数の永久磁石片２１がそれぞれ挿入される。例えば、２つの永久磁石片２１では外周側がＮ極とすると、軸方向の溝２５を挟んで隣接する２つの永久磁石片２１では外周側がＳ極となる。このため、溝２５は、ロータ鉄心２０の隣り合う磁極毎に形成されている。本実施形態では、１６対３２個のスロット２３に、１６極対３２個の永久磁石片２１がそれぞれ配置されている。
【００２０】
また、ロータ鉄心２０には、ロータ１０の軽量化を図るため、各永久磁石挿入用のスロット２３よりも内周側に、軸方向に延びる肉欠き部２６が複数形成される。肉欠き部２６は、各永久磁石片２１の磁束の流れを抑制しないように、永久磁石片２１およびスロット２３と径方向に並んだ位置に形成され、本実施形態では、スロット２３と同数である１６対３２個の肉欠き部が形成されている。
【００２１】
図３に示すように、一対の円板状のエンドプレート３０、３０は例えばオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体からなり、ロータ鉄心２０のスロット２３の軸方向両側開口をそれぞれ塞ぐようにロータ鉄心２０の軸方向両端側に配置される。エンドプレート３０の中央にはロータシャフト１１の鉄心装着部１２を挿入する取付穴３３が設けられている。一対のエンドプレート３０、３０のうち、一方のエンドプレート３０は、ロータシャフト１１の一端（図３において右端）に外側へ突出して設けられている係止部１２ａに突き当てられており、ロータ鉄心２０の一方の軸方向端部を支持している。また、他方のエンドプレート３０は、ロータシャフト１１に固定された不図示のカラーと摩擦力によって固定されている。これにより、ロータ鉄心２０は、その軸方向両端部を一対のエンドプレート３０、３０により挟まれて一体化されるとともに永久磁石片２１の脱落を防止している。
【００２２】
また、一対のエンドプレート３０、３０には、周方向に複数の係合部３１が形成されている。係合部３１は、エンドプレート３０の所定の個所を肉欠き部２６の断面形状と対応するように凹ませて、ロータ鉄心２０と接する側面から突出させることにより形成される。係合部３１は、ロータ鉄心２０の肉欠き部２６と同様に、１対２個として、エンドプレート３０の周方向に均等に形成される。本実施形態においては、４対８個の係合部３１がエンドプレート３０の周方向に均等に形成されている。このような係合部３１は、エンドプレート３０を打ち抜き加工により形成する際に容易に形成することができる。
【００２３】
図３に示すように、１組のエンドプレート３０、３０の複数の係合部３１は、複数の肉欠き部２６に軸方向両側からそれぞれ嵌め込まれる。肉欠き部２６は永久磁石片２１が挿入されたスロット２３の近傍に形成されているので、エンドプレート３０は、スロット２３および永久磁石片２１の近傍でロータ鉄心２０に固定される。これにより、ロータ１０が高速回転する場合であっても、永久磁石片２１がロータ鉄心２０から脱落するのを防止することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係るロータ１０によれば、エンドプレート３０にはその側面から突出する複数の係合部３１が形成され、複数の係合部３１が複数の肉欠き部２６に嵌め込まれることにより、エンドプレート３０がロータ鉄心２０に廻り止めされるので、エンドプレート３０単体による廻り止めが可能となる。また、キー加工が不要であるので、ロータシャフト１１を小径化することができ、ロータ１０全体の小型化、軽量化が可能となる。また、エンドプレート３０に複数の係合部３１を設けることによって、エンドプレート３０の断面２次モーメントが向上し、剛性を向上することができる。さらに、キーが不要なので、ロータ５０に偏りが生じず、高速回転時の安定性を向上することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、複数の肉欠き部２６は、複数のスロット２３とそれぞれ径方向に並んだ位置に設けられるので、肉欠き部２６が永久磁石片２１の磁束流れに影響を与えることがない。
【００２６】
なお、エンドプレート３０に形成される係合部３１の数は、４対８個に限られるものではない。係合部３１の数は、エンドプレート３０の周方向に均一に形成されるのであれば、肉欠き部２６の数を上限としていくつであってもよい。図４に示す本実施形態の変形例において、エンドプレート３０には、肉欠き部２６およびスロット２３と同数である１６対３２個の係合部３１が形成されている。このように、エンドプレート３０に多数の係合部３１が形成されると、エンドプレート３０の断面２次モーメントがより向上するため、剛性をさらに向上することができる。また、各係合部３１にかかる応力を低減することができ、ロータ１０の高速回転が可能となる。
【００２７】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。本実施形態では、永久磁石が挿入される永久磁石式ロータについて説明したが、本発明は、永久磁石を用いないロータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０      ロータ
２０      ロータ鉄心
２１      永久磁石片
２３      スロット
２６      肉欠き部
３０      エンドプレート
３１      係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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