(57)【要約】      （修正有）【課題】回転子エレメントの膨張を防止して、これらが固定子と接触するようになることを回避する誘導モーターを提供する。【解決手段】回転子バー２１８を受け入れるスロット２１７を持つ複数の第１ラミネーション２１６ａと第２ラミネーション２１６ｂを含む。同じくスロット２２７を持つ支持ディスク２２６は、ラミネーションの間に置かれる。その中に回転子バー２１８を滑り込ませる支持ディスク２２６は、回転子の回転速度が高いとき、回転子バー２１８が外向きに曲がるのを抑制する。回転子バー２１８は端部において、端末リング２１２，２１４によって更に拘束される。【選択図】図１Ｂ
2012253998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持ディスク（２２６，３２６）のいずれかの側に１組の回転子ラミネーション（２１６、３１６）を形成するように、複数の第１回転子ラミネーション（２１６ａ、３１６ａ）と複数の第２回転子ラミネーション（２１６ｂ、３１６ｂ）を配置する工程；
前記回転子ラミネーション（２１６ｂ，３１６ｂ）および前記支持ディスク（２２６、３２６）の中に記載のスロット（２１７、２１７ａ〜２１７ｓ、２２７、２２７ａ〜２２７ｓ）の中に前記回転子バー（２１８，２１８ａ〜２１８ｓ）を挿入する工程；および
前記回転子バー（２１８，２１８ａ〜２１８ｓ）の端部を保持する手段を取り付ける工程を含み；
前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）を高速回転中に半径方向に拘束するように、前記支持ディスク（２２６、３２６）を設定し且つ配置することを含むことを特徴とする、電気機械の回転子（２００）を製造する方法。
【請求項２】
前記複数の第１および第２回転子（２１６、３１６）を第１の厚みを持つように配置する工程；および支持ディスク（２２６、３２６）を、前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）の前記第１の厚みより大きな第２の厚みを持つように設定して、該支持ディスク（２２６、３２６）の持つ半径方向の強さが、該回転子ラミネーション（２１６、３１６）の持つ半径方向のそれより大きくなるようにする工程が更に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回転子バーの端部にある前記端部リング（２１２、２１４、３１２、３１４）に、前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の端部とかみ合わせる前記端部リング（２１２、２１４、３１２、３１４）の中に記載の隙間（１１２、１１４）を提供する工程を含めることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
配置工程に、前記支持ディスク（２２６、３２６）を前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）の直径に等しい直径を持つように設定する工程を更に含めることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
配置工程に前記支持ディスク（２２６、３２６）を１個の単一コンポーネントとして設定する工程を更に含めることを特徴とする、請求項１〜４いずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記支持ディスク（２２６、３２６）を配置する工程に、該ディスクを電気的に絶縁する工程を更に含めることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）を挿入する工程に以下：
前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）をスロットの中に射出成形する工程；および
前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）中の前記スロット（２１７、２１７ａ〜２１７ｓ、２２７、２２７ａ〜２２７ｓ）を前記射出成形を行う前に、前記中央支持ディスク（２２６、３２６）と整列させる工程
を更に含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記端部リング（２１２、２１４、３１２、３１４）を、前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）およびその間にクランプされた前記支持ディスク（２２６、３２６）と一緒に軸方向にクランプする工程；および
前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）のチップを前記端部リング（２１２。２１４、３１２、３１４）に溶接する工程を更に含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）、前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）、該回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の端部を保持するため使用する前記手段および前記支持ディスク（２２６、３２６）は、回転子アセンブリー（２１０，３００）を含み、方法には、溶接中に該回転子アセンブリー（２１０，３００）と接触させてヒートシンクを提供する工程を含めることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記回転子アセンブリー（２１０、３００）が回転している間に得られる該回転子アセンブリーのバランスを改善するため、前記回転子アセンブリー（２１０、３００）の外面を機械加工する工程を更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記回転子アセンブリー（２１０、３００）をスチフナースリーブ（２０２）と圧接する工程を更に含めることを特徴とする、請求項９あるいは請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
回転子シャフト（２４０、３４０）上に前記スチフナースリーブ（２０２）を圧溶する工程を更に含めることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アセンブリー（２１０、３００）を回転子シャフト（２４０、３４０）上に圧溶する工程を更に含めることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
電気機械の以下：
複数のスロット（２１７、２１７ａ〜２１７ｓ）を規定し、軸方向に配置された複数の第１ラミネーション（２１６ａ、３１６ａ）；
複数のスロット（２１７、２１７ａ〜２１７ｓ）を規定し、軸方向に配置された複数の第２ラミネーション（２１６ｂ、３１６ｂ）；および
複数の第１および第２ラミネーションのスロット（２１７、２１７ａ〜２１７ｓ）と前記支持ディスク（２２７、２２７ａ〜２２７ｓ）のスロットが一列に整列していることを条件とし、複数の第１ラミネーションと第２ラミネーション（２１６、３１６）の間に位置し、複数のスロット（２２７、２２７ａ〜２２７ｓ）を規定する支持ディスク（２２６、３２６）；および
前記整列した複数のスロットの中に受け取られた複数の回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）を含み；
前記支持ディスク（２２６、３２６）は、前記回転子バーが軸方向に動くのを防ぐため、高速回転中に前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）を軸方向に拘束するよう設定、配置されていることを特徴とする回転子（２００）。
【請求項１５】
前記支持ディスク（２２６、３２６）の軸方向の強度が前記ラミネーション（２１６、３１６）の軸方向のそれより大きくなるように、各々が第１の厚みを持ち、前記支持ディスク（２２６、３２６）は、前記ラミネーション（２１６、３１６）の前記第１の厚みより大きな第２厚みを持つことを特徴とする、請求項１４に記載の回転子。
【請求項１６】
前記支持ディスク（２２６、３２６）が前記ラミネーション（２１６、３１６）の直径に等しい直径を持つことを特徴とする、請求項１４と請求項１５に記載の回転子。
【請求項１７】
前記支持ディスク（２２６，３２６）が一体形単一コンポーネントであることを特徴とする、請求項１４〜請求項１６のいずれかに規定された回転子。
【請求項１８】
前記支持ディスク（２２６，３２６）が電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１４〜請求項１７のいずれかに規定された回転子。
【請求項１９】
前記第１端部リングの前記隙間（１１２、１１４）とかみ合う前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の第１端部を使って隙間（１１２、１１４）を規定する第１端部リングと第２端部リング（２１２、２１４、３１２、３１４）および前記第２端部リングの前記隙間とかみ合う前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の第２端部を更に含むことを特徴とする、請求項１４〜請求項１８のいずれかに規定された回転子。
【請求項２０】
前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の前記第１端部リングが前記第１端部リングに、また前記回転子バーの前記第２端部が前記第２端部リングにそれぞれ溶接されていることを特徴とする、請求項１９に記載の回転子。
【請求項２１】
回転子アセンブリー（２１０，３００）は
前記回転子ラミネーション（２１６、３１６）、前記回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）、該回転子バー（２１８、２１８ａ〜２１８ｓ）の端部を保持するため使用する前記手段および前記支持ディスク（２２６、３２６）がスチフナースリーブ（２０２）にはめ込まれることを特徴とする前記スチフナースリーブ（２０２）を含み、
前記スチフナースリーブ（２０２）が前記回転子シャフト（２４０、３４０）にはめ込まれることを特徴とする回転子シャフト（２４０、３４０）を更に含むことを特徴とする、請求項１４〜請求項２０のいずれか１つに規定された回転子。
【請求項２２】
前記スチフナースリーブ（２０２）には、該スチフナースリーブ（２０２）から外側軸方向に延びる突出部（２２２、２２３）が含まれ、該突出部（２２２，２２３）が除去ツールに対して肩を提供していることを特徴とする、請求項２１に記載の回転子。
【請求項２３】
前記回転子アセンブリー（２１０、３００）が前記回転子シャフト（２４０、３４０）にはめ込まれることを特徴とする回転子シャフト（２４０、３４０）を更に含むことを特徴とする、請求項２１または請求項２２に記載の回転子。
【請求項２４】
図１〜図９を使って説明、および／または図１〜図９に開示されているものと等しいか同等な電気機械の回転子を製造する方法。
【請求項２５】
図１〜図９を使って説明、および／または図１〜図９に開示されているものと等しいか同等な電気機械の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機の分野に属し、より詳しくは、高速運転に適した磁気フィールドリアクタンス素子を含むモーターの回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
１００，０００ｒｐｍを越えるスピードで運転され得る能力を持つ電動機の回転子をデザインする挑戦的局面は、半径方向の遠心力が軸方向に広がる回転子エレメントから回転子に発生するのを防止し、それらを添付されているシャフトから分離されるようにすることに特に関する。誘導モーターの場合、回転子エレメントの膨張を防止して、これらが固定子と接触するようになることを回避することが重要である。
【０００３】
回転子バーは大抵コアのラミネーションの中に形成されている隙間によって受け取られ且つ支援される。しかしながら、このようなラミネーションには、生成された大きい力が起こるため高速回転において回転子バーを維持する十分な強度が欠けていることが判明している。合衆国特許第ＵＳ２０１０／０３０８６８５号は、中央ポジションにあるラミネーションの軸方向の強度を回転子バーの長さに沿って高め、軸方向に起こる膨張に抵抗するため、その周りに保持リングを取り付ける直径を減らした１組の中央ラミネーションについて述べている。しかしながら、このソリューションには、サイズを変更したラミネーションが必要で、膨張防止リングの取り付けは製造の複雑さとコストを増やす。従って、回転子バーの膨張を保持する代替え手段が望まれる。
【０００４】
そのため、電動機に、上に述べた問題を処理し、および／または改善を一般的に提供する回転子および該回転子を形成する方法を提供することが望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、付随しているクレームに規定するような電動機の回転子を製造する方法が提供される。本発明によれば、付随しているクレームに規定するような電気機械の回転子を製造する方法も更に提供される。
【０００６】
本書に開示した電動機回転子は、ターボチャージャーの中や電動機に１００，０００ｒｐｍを越える際だって高い速度で運転することが一般的に求められるその他の環境で使用することに適している。電気制御式ターボチャージャーには、反対側に搭載されたコンプレッサーとタービンの間に存在するターボシャフトを回転させるため、高速電動機が一般に使われる。本書に開示した実施態様では、回転子バーに追加支持を提供して、高速運転中に起こる外向きの変形を最小化するため、回転子上にセンター支持ディスクを取り付ける。
【０００７】
本発明の実施態様の中には、電気機械の回転子を製造する方法、支持ディスクのいずれかの側に２組の回転子ラミネーションを配置する工程；回転子ラミネーションおよび支持ディスクの中に記載のスロットの中に回転子バーを挿入する工程；および回転子バーの端部を保持する手段を取り付ける工程を含む方法が含まれている。支持ディスクは、高速回転中に回転子バーを軸方向に保持するよう設定し且つ配置されている。支持ディスクは、ラミネーションよりかなり大きなラジアル強度を持つようデザインされている。これによって、ラミネーションが、それらのラジアル強度と関係なく、これらの電気的特性を最適化する設定を維持することを可能にし、支持ディスクを使って、回転子に起こる軸方向のひずみを最小化するか取り除くことが保証される。
【０００８】
支持ディスクのラジアル強度が、ラミネーションのラジアル強度より大きくなるように、複数の第１および第２ラミネーションには各々、なるべく第１の厚みを持たせ、支持ディスクには、ラミネーションの第１の厚みより大きな第２の厚みを持たせる。ラミネーションより大きい厚みを持つ単一ピースの支持ディスクは、ラミネーションよりかなり大きなラジアル強度を持っている。
【０００９】
回転子バーの端部を保持する手段には、回転子バーの端部とかみ合う端部リングの中に規定された隙間を持つ回転子バーの端部に端末リングが含まれている。支持ディスクには、なるべくラミネーションの直径と等しい直径を持たせ、これによって、コアに一定の直径を提供し、回転中に最適化されたバランスを確保する。
【００１０】
支持ディスクをなるべく一体形の単一コンポーネントとし、強さを最適化すると共に、建造や製造を単純化する。
【００１１】
支持ディスクにはなるべく電気的絶縁を施し、ラミネーションとの電気的干渉を防止する。
【００１２】
本発明のもう一つの実施態様中に、以下を含む電気機械の回転子が提供されている：軸方向に配置され、複数のスロットを規定する複数の第１ラミネーション；軸方向に配置され、複数のスロットを規定する複数の第２ラミネーション；複数の第１ラミネーションと第２ラミネーションのスロットが支持ディスクのスロットと１列に整列され、複数のスロットを規定し、複数の第１ラミネーションと第２ラミネーションの間に位置する支持ディスク、および整列させた複数のスロットの中に受領された複数の回転子バー。支持ディスクは、回転子バーが軸方向に動くのを防止するため、高速回転中に回転子バーを軸方向に拘束するよう設定され且つ配置されている。このようにすると、支持ディスクは、回転子バーとラミネーションの両方に発生するひずみと損害を同時に防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
次の説明図と関連する実施態様例だけを使って本発明を説明する：
【図１Ａ】本発明の実施態様に基づく誘導電動機の回転子に含まれるコンポーネントの分解組み立て図である。
【図１Ｂ】本発明の実施態様に基づく誘導電動機の回転子に含まれるコンポーネントの分解組み立て図である。
【図２】図１Ａおよび図１Ｂに開示されたコンポーネントを含む誘導モーター回転子アセンブリーを軸に沿った面で切断して示す断面図である。
【図３】図２中の切断線３−３に沿って切断したラミネーションの平面図である；
【図４】回転子バーを含めて図３のラミネーションアパーチャの拡大図である；
【図５】図２中の切断線５−５に沿って切断した中央支持ディスクの平面図である；
【図６】回転子バーを含む中央支持ディスクアパーチャの図５の１部の拡大図である；
【図７】シャフト上に直接取り付けられた誘導モーター回転子アセンブリーを軸に沿った面で切断して示す断面図である；更に
【図８】本発明の様々な局面に従って回転子が組み立てられる実施態様を例証する図面である。
【図９】本発明の様々な局面に従って回転子が組み立てられる実施態様を例証する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１Ａの中に開示された誘導電動機の回転子２００の主要コンポーネントには、組み立てられた回転子エレメント２１０、収容リング２０４と２０６およびローターシャフト２４０（図２参照）の上に取り付けるためのスチフナースリーブコンポーネント２０２が含まれる。
【００１５】
図１Ｂおよび図２の中の回転子エレメント２１０は、複数の隙間１１２と１１４、複数（大抵１９個）の回転子バー２１８および複数（大抵６５個）のスチールラミネーションを、軸方向に整列させたスタックの中に配置した２１６ａと２１６ｂのセットの中に持つ（時々バランス・リングとも呼ばれる）２個の端部リング２１２と２１４を含むように開示されている。（本書の中で膨張防止ディスクとも呼ばれている）中央支持ディスク２２６は、ラミネーションセット２１６ａと２１６ｂの間の中央の部位に位置させる。回転子バー２１８は、スチールラミネーションセット２１６ａと２１６ｂの中の隙間、支持ディスク２２６中の隙間および端部リング２１２および２１４の中の隙間を通すか中でスライドし且つ受け取られる。中央支持ディスク２２６の目的は、以下で更に詳しく説明する高速運転中に回転子バー２１８を歪ませることから発生する遠心力の効果を最小化することである。
【００１６】
スチールラミネーション２１６は、最大の強度を得るため熱処理を施し、ラミネーションの間に起こる電流損失の発生を防止するため酸化物を被覆したＨｙｐｅｒｃｏ５０のような高強度電気スチールを使って形成することができる。回転子バー２１８は大抵、密度に対する強度の比（比弾性率）が高く、導電性が高い２２１９Ａｌのような合金を使って作られる。
【００１７】
回転子ラミネーションセット２１６ａおよび２１６ｂは組み立て中に支持ディスク２２６のいずれかの側にあるスタックの中に同軸状に配置される。回転子バー２１８は、ラミネーション２１６および支持ディスク２２６の中にあるスロット２１７（２１７ａ−２１７ｓ）および２２７（２２７ａ−２２７ｓ）にそれぞれ挿入される。端末リング２１２と２１４は各端部に取り付けられ、回転子バー２１８の端部はバランス・リング２１２および２１４の隙間１１２および１１４の中にそれぞれ受け入れられる。アセンブリーはその後、ラミネーションを一緒に圧縮するため、軸方向に一緒にクランプされる。回転子バー２１８はその後端末リング２１２および２１４に溶接される。該溶接には、電子ビームプロセスまたは、該金属に有効な高強度溶接を提供するその他のプロセスが利用される。溶接のひずみ効果を最小化するため、このプロセスの間にヒートシンクが回転子に取り付けられる。溶接後、内径ＩＤおよび外径ＯＤ並びにバランスの真円性を改善するため、回転子アセンブリー２１０のすべての外面および内面に機械加工を施す。
【００１８】
機械加工の後、回転子アセンブリー２１０をスチフナースリーブ２０２の上を滑らせる。アセンブリーをバランスさせ、スチフナースリーブ２０２をシャフト２４０の上に圧接する。ラミネーションの中にストレスが残るのを防止するため、スチフナースリーブ２０２とラミネーションのＩＤの間に幾らかのトレランスを存在させた状態で、端末リング２１２と２１４および中央支持ディスク２２６をスリーブ２０２の上に圧接して、運転環境中の極限状態で、回転子アセンブリー２１０をシャフト２４０にしっかり固定する。
【００１９】
回転子アセンブリー２１０は交互に高圧射出モールドプロセスを使って鋳込まれる。この場合、回転子ラミネーション２１６ａと２１６ｂを鋳型の中に置き、溶融アルミをスロット２１７と２２７の中に射出して、回転子バー２１８を形成させる。同じプロセスで、端末リング２１２と２１４および中央支持ディスク２２６も形成する。
【００２０】
端末リング２１２と２１４はなるべく回転子バー２１８の製造に使用されたと同じか同等な合金を使って製造する。該リングは、高速運転中に回転子の端部に起こる膨張を最小化する役目を果たす。更に、中央支持ディスク２２６は、端末リング２１２と２１４および回転子バー２１８の製造に使われたと同じか同等な合金を使って作られる。
【００２１】
端末リング２１２および２１４は軸方向に位置し、回転子バー２１８を固定された軸方向の部位に保持する。更に、端末リング２１２と２１４は、回転中に回転子バー２１８が経験した遠心力に対処するよう作用する。高い回転速度で生成された遠心力の効果を更に軽減するため、端末リング２１２と２１４には、軸方向の延長部２１３と２１５を含めることができる。延長部２１３と２１５の直径は端末リング２１２と２１４のメインボディより小さい。端末リング延長部２１３と２１５の直径を小さくすることによって、延長部は遙かに低い遠心力を経験し、それによって、スチフナー２０２とシャフト２４０上に行ったこれらの圧接を広範囲な運転スピードにわたって保持する。
【００２２】
幾つかの実施態様の中で、高強度スチールを使って形成した格納リング２０４と２０６を端末リング２１２と２１４の周りにクランプして、端末リング、スチフナースリーブ２０２とシャフト２４０の間に圧接の一体性を更に確保する。図１Ａおよび図２の中に開示した格納リンク２０４と２０６は、端末リング延長部２１３と２１８の上に位置している。
【００２３】
電気制御式ターボチャージャーデザインの中に利用されると、電動機の回転子は大抵引き延ばされる。回転子バー２１８の端部が端末ディスク２１２と２１４によって拘束されると、回転子バーの中央部に作用する程高い回転速度のとき、図１Ｂおよび図２に開示されているような回転子バーの長さが、大きな遠心力を回転子バーにもたらし、これらが強制的に外側に向け軸方向に動かされて、モーターから固定子の（ｍｏｔｏｒ−ｔｏ−ｓｔａｔｏｒ）空隙に十分に影響を及ぼすかもしれない。回転子バーの変形が大きすぎると、回転子が固定子と接触する。
【００２４】
ラミネーション２１６は、渦電流損失を引き起こすおそれのある迷走循環電流を最小化し且つ削減する目的で取り付けられた薄いディスクメンバーである。このような目的のラミネーション２１６の強さは、これらのメンバーの電気特性のおかげで危うくされる。結果として、回転速度が高い場合、ラミネーションは回転子バーの軸方向の膨張を制限することができないことが判明した。若干の実施態様で、隣接したラミネーションの間およびラミネーション中に回転子バーに対して形成されたスロットの表面の間に短絡が発生することを防止するため、酸化物の被覆と共に、個別ラミネーションが使われる。外向きの大きな力がラミネーションに負荷されると、スロット２１７の表面にある酸化物の被覆が摩耗し、結局ラミネーションと回転子バーの間に短絡が起こされるようになる可能性が高まる。
【００２５】
従って、軸方向の膨張が回転子ロッド２１８に起こるのを抑制するため、回転子バー２１８に沿った軸方向の中央の場所に、端末リング２１２と２１４に加え、中央支持ディスク２２６が取り付けられる。支持ディスク２２６は、丈夫で、単一構造の一体形ディスクメンバーを構成する。支持ディスク２２６には、回転子バー２１８を受け取るよう設定されたその周辺エッジの内側軸方向の場所に複数の隙間が含まれている。図２に示す通り、支持ディスク２２６の持つ軸方向の厚みは、ラミネーション２１６の軸方向の厚みより大きい。支持ディスク２２６には、回転中にコアを安定化させるのを助ける一定の直径のものになるように、なるべく隣接するラミネーション２１６の直径に等しい直径を持たせる。
【００２６】
支持ディスク２２６はなるべく２２シリーズに属するアルミ合金で形成し、端末ディスク２１２と２１４はなるべく同じ材質の合金で形成する。支持ディスク２２６は、軸方向に膨張するのを防止するため、回転中に回転子バー２１８を軸方向に拘束するように設定され、ラミネーション２１６よりかなり大きい軸方向の強度および軸方向のひずみに対する抵抗性を持っている。
【００２７】
支持ディスク２２６をなるべく電気的に絶縁する。或る実施態様で使用する支持ディスク２２６には、電気絶縁材で被覆を施す。支持ディスク２２６に、代わりに陽極処理を施してもよい。代わりの実施態様では、電気的絶縁材で形成させた絶縁性スペーサーメンバーがスぺーサーディスク２２６とラミネーション２１６の間に取り付けられる。
【００２８】
図２に示す実施態様の場合、中央支持ディスク２２６はラミネーションスタック２１６ａと２１６ｂの間に開示されている。特に長い回転子を持つことが有利な実施態様では、少なくとも１個の追加支持ディスクをラミネーションスタックの追加セット間に取り付ける。１つの代わりの実施態様では、ラミネーションスタックの第１セットと第２セットの間に取り付けた第１支持ディスクおよびラミネーションスタックの第２セットと第３セットの間に取り付けた第２支持ディスクと共に、３セットのラミネーションスタックが存在する。
【００２９】
図２の中で、第１突出部２２２と軸方向の第２突出部２２３がスチフナースリーブ２０２から軸方向を向いたまま外向きに延びている。２つの突出部２２２と２２３の間にあるスペースは、直径がより小さなものである。直径がより小さいこの部分は、分解するためツールがつかんで、スチフナースリーブ２０２に移すため使用する肩の部分を提供する。
【００３０】
図２中の切断線３−３に沿って切断して得られたラミネーション２１６ａの断面図である図３は、１９個のスロット２１７ａ〜２１７ｓの分布を示す。この図面中のスチフナー２０２は、回転子シャフト２４０の周りに開示されている。回転子バー２１８ａ〜２１８ｓを対応するスロット２１７ａ〜２１７ｓの中に挿入する。
【００３１】
図４中に見ることができるように、ラミネーション２１６ａ中のスロット２１７ａの拡大図面は、軸方向に傾いている。回転子バー２１８ａはスロット２１７ａに挿入される。静止状態のとき、図４に示されているように、スロット２１７ａは回転子バー２１８ａより若干大きい。空隙２１９がスロット２１７ａと回転子バー２１８ａの間に存在する。回転速度が高いとき、回転子バー２１８ａはラミネーションセット２１６ｂより大きく膨張して、スロット２１７ａより大きくなる。従って、高速のとき、空隙２１９は膨張した回転子バー２１８ａによって取り上げられる。空隙の開口部２２０は分離帯を提供するので、隣接した歯（隣接したスロットの間にあるラミネーションの軸方向の部分）の中にポールが形成される。図５では、図２の中の５−５切断線に沿って抽出した中央支持ディスク２２６を交差する断面図は、１９スロット２２７ａ−２２７ｓの分布を示す。中央支持ディスク２２６は、回転子シャフト２４０に圧接されているスチフナー２０２を取り巻く。回転子バー２１８ａ−２１８ｓは、対応するスロット２１７ａ−２１７ｓの中に挿入される。回転子バー２１８ａと中央支持ディスク２２６は同等な膨張特性を持った材料で作られているので、中央支持ディスク２２６のスロット２２７ａと回転子バー２１８ａの間には、図６の中に開示された実施態様の中で詳細に見ることができるように、空隙は存在しない。更に、空気スペースの生成を回避することによって、支持ディスク２２６は回転子バー２１８ａを外向きの動きから拘束する。
【００３２】
図７は、補強コンポーネントを含まない環境の中で使用することができる回転子シャフト３４０上に直接取り付けた回転子アセンブリー３００を例証する。回転子アセンブリー３００には、２個の端末リング３１２と３１４、（１個だけがこの断面図に開示されている）複数の回転子バー３１８および軸方向に整列させたスチールラミネーションセット３１６ａと３１６ｂが含まれている。中央支持ディスク３２６は中央に位置し、貫通して回転子バー３１８が挿入されるスロットを含んでいる。中央ディスク３２６は高速回転するとき回転子バーに起こる歪みを最小化する補強サービスを提供する。端末リング３１２と３１４から軸方向に延びる延長部３１３と３１５は、シャフト３４０に対する圧接部を取り巻くやまを減らすため、直径を端末リング３１２と３１４のメインボディのそれより小さくしたものである。
【００３３】
図８の中で、１つの実施態様の要件を満たして回転子アセンブリーをシャフトの上に組み立てる手順について説明する。８００の中で、ラミネーションスタック２１６ａと２１６ｂを支持ディスク２２６をいずれかの側に配置する。８０２の中で、回転子バー２１８ａ〜２１８ｓを２１６ａ、２１６ｂおよび２２６を通してスロットに挿入することができるように、スロットを整列させる。８０４の中で、端末リング２１２と２１４を回転子バー２１８ａ〜２１８ｓの上をスライドさせ、端末リング中の隙間を使って、回転子バーとかみ合わせる。８０６の中で、アセンブリーを一緒にクランプして、ラミネーションを軸方向に圧縮し、端末リング２１２と２１４を回転子バー２１８に溶接する前に、ヒートシンクを取り付ける。本発明の１つの局面に基づき、溶接プロセスを電子ビームプロセスとする。図８の８１０に指定されているように、ブロック８００〜８０８の中に、回転子アセンブリー２１０を形成する。回転子アセンブリー２１０を溶接した後、それに機械加工を施して、真円性とバランスを改善する。格納リング２０４と２０６を含む実施態様で、これらを８１４中の延長部２１３と２１５の上に接合する。回転子アセンブリー２１０をブロック８１６のスチフナースリーブ２０２の上に圧接する。１つの実施態様では、端末リング２１２と２１４および中央支持ディスク２２６だけをスチフナースリーブ上に圧接する。ラミネーションセット２１６ａと２１６ｂの場合、組み立て中にラミネーションにクラックが発生するのを避けるため、内径に関して若干オーバーサイズにする。ブロック８１８では、スチフナースリーブ２０２を回転子シャフト２４０の上に圧接する。
【００３４】
１つの実施態様で使用する端末リング、中央支持ディスクおよび回転子バーは、アルミ合金など同じ材質のものを使って作られ、これらは射出成形によって生産される。このような実施態様では、９００から始まる図９で説明する通り、製造はラミネーションセット２１６ａと２１６ｂのスタッキングで始められる。９０２において、ラミネーションセット２１６ａと２１６ｂを射出鋳型の中に入れ、鋳造中に定位置にしっかり固定する。９０２の中でも、金型をラミネーションの中の中央に位置させ、アルミが、回転子シャフト２４０およびスチフナーリーブ２０２用に確保したスペースに射出されないようにする。９０４の中で、溶融アルミ合金を鋳型に射出する。端末リング、中央支持ディスクおよび回転子バーは一体化された部品なので、ラミネーションから分解することは勿論不可能である。部品を組み合わせて、回転子アセンブリーを形成する。９０６の中で、鋳型から排出する前に、回転子アセンブリーを冷却する。９０８の中で、金型を回転子アセンブリーから除去する。グループ９１０は回転子アセンブリーを形成するプロセスを指定する。９１２で、回転子アセンブリーには、鋳込みプロセスから人工物を除去するため、機械加工が施される。機械加工を施すと、回転子アセンブリーの寸法精度とバランス並びに適合度が更に改善される。
【００３５】
格納リング２０４と２０６を含む実施態様において、これらは、９１４中の端末リングの延長部上にそれぞれ連結される。回転子アセンブリーは、ブロック９１６中のスチフナーリーブ２０２の上に圧接される。１つの実施態様で、端末リングと中央支持ディスク２２６だけがスチフナーリーブ上に圧接される。ラミネーションセット２１６ａと２１６ｂの場合、組み立て中にラミネーションにクラックが発生するのを避けるため、内径に関して若干オーバーサイズにする。ブロック８１８の中で、スチフナースリーブ２０２は回転子シャフト２４０の上に圧接される。スチフナースリーブ２０２が使われない実施態様では、回転子アセンブリーは回転子シャフト２４０の上に直接圧接される。
【００３６】
ここに開示した実施態様は、性質上模範的なもので、これらを本書に記載の特許の請求範囲を制限するものであると考えてはならない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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