(57)【要約】【課題】高速回転時のトルク伝達性を維持し、回転アンバランスによる振動・騒音を防止し、抜熱性も維持することのできる回転子鉄芯と軸との固定構造を提供する。【解決手段】回転子鉄芯２と軸１との固定構造において、回転子鉄芯２に回転子鉄芯２の内径側に配置したキー凸部３とキー凸部３付近に配置した穴部５とを設けることで、回転子鉄芯２のキー凸部３が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部３付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯２のキー凸部３を軸１のキー溝４に嵌め合わせて、回転子鉄芯２と軸１とを固定して回転子を構成する。【選択図】図１
2007174819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄芯と軸との固定構造において、回転子鉄芯に回転子鉄芯の内径側に配置したキー凸部とキー凸部付近に配置した穴部とを設けることで、回転子鉄芯のキー凸部が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯のキー凸部を軸のキー溝に嵌め合わせて、回転子鉄芯と軸とを固定したことを特徴とする回転子鉄芯と軸との固定構造。
【請求項２】
穴部をキー凸部の根本部に対応して２箇所設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転子鉄芯と軸との固定構造。
【請求項３】
キー凸部と穴部とからなる構造を、回転子鉄芯の周方向に等間隔に３箇所以上配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転子鉄芯と軸との固定構造。
【請求項４】
予想される遠心力膨張量よりもキー凸部先端の弾性圧縮変形量を大きく設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子鉄芯と軸との固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電動機などにおいて、回転子鉄芯と軸とを固定して回転子を構成させるために用いられる回転子鉄芯と軸との固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子を構成する回転子鉄芯と軸との締結構造において、円筒形状を有する回転子鉄芯の内径側の部分と軸の外径側の部分とを圧入又は焼嵌めにより収縮締結させて回転子を構成する方法、隙間嵌めでキーやスプラインなどの凹凸形状を利用して回転子鉄芯と軸とを固定させて回転子を構成する方法（例えば、特許文献１参照）、などが知られていた。
【特許文献１】特開２００４−２４８４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、円筒形状を有する回転子鉄芯の内径側の部分と軸の外径側の部分とを圧入又は焼嵌めにより収縮締結させて回転子を構成する方法では、回転子鉄芯の高速回転時の遠心力膨張量が設定した締め代を上回る回転数において、回転子鉄芯の内径側の部分と軸の外径側の部分との間に隙間が生じトルク伝達性を損なう問題があった。また、隙間嵌めでキーやスプラインなどの凹凸形状を利用して回転子鉄芯と軸とを固定させて回転子を構成する方法では、高速回転時のトルク伝達性をある程度維持することができるが、回転子鉄芯と軸との間に隙間が生じると、軸に対して回転子鉄芯が偏心し、回転アンバランスが生じて振動・騒音が悪化する問題もあった。さらに、回転子鉄芯に磁石を埋め込んで構成する埋め込み磁石型回転子の場合は、回転子鉄芯と軸との間に隙間が生じると熱伝達面積が減少し抜熱性が損なわれる問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、高速回転時のトルク伝達性を維持し、回転アンバランスによる振動・騒音を防止し、抜熱性も維持することのできる回転子鉄芯と軸との固定構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造は、回転子鉄芯と軸との固定構造において、回転子鉄芯に回転子鉄芯の内径側に配置したキー凸部とキー凸部付近に配置した穴部とを設けることで、回転子鉄芯のキー凸部が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯のキー凸部を軸のキー溝に嵌め合わせて、回転子鉄芯と軸とを固定したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、回転子鉄芯に回転子鉄芯の内径側に配置したキー凸部とキー凸部付近に配置した穴部とを設けることで、回転子鉄芯のキー凸部が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯のキー凸部を軸のキー溝に嵌め合わせて、回転子鉄芯と軸とを固定したことで、高速回転時のトルク伝達性を維持可能となり、回転アンバランスによる振動・騒音を防止可能となり、さらに、抜熱性も維持可能となる。
【０００７】
なお、本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造の好適例としては、穴部をキー凸部の根本部に対応して２箇所設けたことがある。このように構成することで、応力の集中するキー凸部の根本部で好適に応力を吸収できることとなり、回転子鉄芯のキー凸部が径方向に弾性変形可能な構造をより好適に形成することができる。
【０００８】
また、本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造の好適例としては、キー凸部と穴部とからなる構造を、回転子鉄芯の周方向に等間隔に３箇所以上配置したことがある。このように構成することで、軸を回転子鉄芯に対して安定した状態で固定でき、回転子鉄芯の軸に対する偏心を防止できアンバランスが生じない。
【０００９】
さらに、本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造の好適例としては、予想される遠心力膨張量よりもキー凸部先端の弾性圧縮変形量を大きく設定したことがある。このように構成することで、回転子鉄芯に遠心力膨張が生じても、キー凸部の先端と軸のキー溝の底との間に隙間が生じないため、回転子鉄芯の軸に対する偏心を防止できアンバランスが生じない。さらに、キー凸部の先端とキー溝の底とは常に接触しているため熱伝達面が確保され、抜熱性が保たれる。一方、これによって出力性能を悪化させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造の一例を説明するための図である。図１に示す例において、１は軸、２は回転子鉄芯、３はキー凸部、４はキー溝、５は穴部である。図１に示す例では、回転子鉄芯２に回転子鉄芯２の内径側に配置したキー凸部３とキー凸部３付近に配置した穴部５とを設けることで、回転子鉄芯２のキー凸部３が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部３付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯２のキー凸部３を軸１のキー溝４に嵌め合わせて、回転子鉄芯２と軸１とを固定して回転子を構成している。
【００１１】
図１に示す例において、穴部５をキー凸部３の両側面における２箇所の根本部１１に対応して２箇所設けている。各穴部５はレーストラック形状をしており、回転子鉄芯２において、穴部５の平行な直線部が根本部１１のそれぞれに対応する位置となるよう配置して構成されている。このように根本部１１のそれぞれに対応して穴部５を配置することで、応力の集中するキー凸部３の根本部１１で好適に応力を吸収できる。その結果、キー凸部３付近に予め弾性的な圧縮を与え易くできるとともに、与える弾性的な圧縮の大きさを大きく定めることができる。
【００１２】
また、キー凸部３と穴部５とからなる構造を、回転子鉄芯２の周方向に等間隔に３箇所以上（ここでは３箇所）配置している。このように構成することで、軸１を回転子鉄芯２に対して安定した状態で固定できる。その結果、回転子鉄芯２の軸１に対する偏心を防止できアンバランスがなくなる。
【００１３】
さらに、図２にその一例を示すように、キー凸部３付近に予め弾性的な圧縮を与えるにあたり、予想される遠心力による膨張量Ｂよりも、キー凸部３先端の弾性圧縮変形量Ａを大きく設定している。このように構成することで、回転子鉄芯２に遠心力膨張が生じても、キー凸部３の先端と軸１のキー溝４の底との間に隙間が生じないため、回転子鉄芯２の軸１に対する偏心を防止できアンバランスが生じない。さらに、キー凸部３の先端とキー溝１の底とは常に接触しているため熱伝達面が確保され、抜熱性が保たれる。一方、これによって出力性能を悪化させることがない。
【００１４】
図２に示す例において、一例として、回転子鉄芯２の内径の遠心力膨張Ｂが２０μｍであるとき、キー凸部３の径方向締め代Ａがそれ以上となっていれば、すべての回転数で緩みは生じない。この点で、キー凸部３の径方向変位が２０μｍ以上であっても、設計の成立解があることを解析で確認した。
【００１５】
上述した本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造によれば、高速回転時であっても、偏心によるアンバランスが生じない抜熱性に優れた回転子を提供することができる。また、焼嵌め締結を用いずとも圧入という生産性に優れた組立方法にて回転子の製作が可能となり、コストダウンが図れる。
【００１６】
なお、回転子鉄芯２の構成例えば磁石を備える構成などや回転子鉄芯２の材料例えば電磁鋼板などは、それぞれ従来から用いられてきた構成や材料のいずれをも利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造によれば、回転子鉄芯に回転子鉄芯の内径側に配置したキー凸部とキー凸部付近に配置した穴部とを設けることで、回転子鉄芯のキー凸部が径方向に弾性変形可能な構造とし、キー凸部付近に予め弾性的な圧縮を与えた状態で、回転子鉄芯のキー凸部を軸のキー溝に嵌め合わせて、回転子鉄芯と軸とを固定したことで、高速回転時のトルク伝達性を維持可能となり、回転アンバランスによる振動・騒音を防止可能となり、さらに、抜熱性も維持可能となる。そのため、モータやジェネレータなどの種々の電動機における固定子を構成する際に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造の一例を説明するための図である。
【図２】本発明の回転子鉄芯と軸との固定構造における遠心力膨張の影響を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  軸
２  回転子鉄芯
３  キー凸部
４  キー溝
５  穴部
１１  根本部
【図１】
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【図２】
2007174819.tif 000004