JP2014036471A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014036471A JP2014036471A JP2012175323A JP2012175323A JP2014036471A JP 2014036471 A JP2014036471 A JP 2014036471A JP 2012175323 A JP2012175323 A JP 2012175323A JP 2012175323 A JP2012175323 A JP 2012175323A JP 2014036471 A JP2014036471 A JP 2014036471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- rotor core
- shaft
- contact region
- rotor shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
【課題】ロータコアがロータシャフトに焼嵌めされる場合であっても、ロータコアの回転軸方向端部における電磁鋼板の変形の発生を抑制できる回転子を提供することである。
【解決手段】ロータシャフト12が、積層鋼板からなるロータコア16のシャフト穴18に挿入されて、このロータコア16に焼嵌めにより固定された回転電機の回転子10であって、ロータシャフト12のうちロータコア16と接触する部分において、回転軸方向のいずれか一方の端部よりも中央部の方が強度の高い材質とする。
【選択図】図2
【解決手段】ロータシャフト12が、積層鋼板からなるロータコア16のシャフト穴18に挿入されて、このロータコア16に焼嵌めにより固定された回転電機の回転子10であって、ロータシャフト12のうちロータコア16と接触する部分において、回転軸方向のいずれか一方の端部よりも中央部の方が強度の高い材質とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、回転電機の回転子、特に積層鋼板からなるロータコアが焼嵌めによりロータシャフトに固定された、回転電機の回転子に関する。
従来、回転電機の回転子として、積層鋼板からなるロータコアの中心にシャフト穴を設け、ここにロータシャフトを挿入して固定したものが知られている。
ロータコアとロータシャフトとの固定には、焼嵌めなどが利用され、特許文献1には焼き嵌めによりロータコアをロータシャフトに固定した回転子が記載されている。
ロータコアの積層鋼板は積層された多数枚の電磁鋼板からなり、焼嵌めの冷却時には、各電磁鋼板がロータシャフトに押圧力を与える。押圧力が与えられたロータシャフトは径方向内側に収縮すると共に、押圧力に対する反力を各電磁鋼板に作用させる。なお、ロータコアの各電磁鋼板のうち、回転軸方向端部に位置する電磁鋼板ほど、ロータシャフトから受ける反力は大きい。これは、ロータコアと接する範囲のうちロータシャフト端部が、電磁鋼板から押圧力を受けていない非接触部と隣接していることに起因する。軸方向端部の電磁鋼板は、この隣接部分が径方向外側へと引っ張る分、中央部の電磁鋼板よりも大きい反力を受けることになる。このため、回転軸方向端部の電磁鋼板に作用する反力が過度に大きくなり、この部分の積層鋼板が変形するおそれがある。
本発明に係る回転電機の回転子は、積層鋼板からなるロータコアのシャフト穴にロータシャフトが挿入された回転電機の回転子であって、前記ロータシャフトは前記ロータコアに焼嵌めにより固定されており、前記ロータシャフトが焼嵌めされた部分では、回転軸方向中央部の材質は、回転軸方向の少なくともいずれか一方の端部の材質よりも強度が高いことを特徴とする。
また、本発明に係る回転電機の回転子において、前記中央部は、焼入れがされたことにより前記端部よりも強度の高い材質であることを特徴とすることが望ましい。
このように、本発明に係る回転電機の回転子は、ロータシャフトのうちロータコアと接触する部分において回転軸方向のいずれか一方の端部よりも回転軸方向の中央部の方が強度の高い材質である。これにより、ロータシャフト接触部のうち回転軸方向中央部は回転軸方向端部に比べて収縮しにくくなるため、回転軸方向中央部に作用する押圧力が大きくなる。これに伴い、回転軸方向中央部の電磁鋼板に作用する反力も大きくなり、回転軸方向端部における反力と、回転軸方向中央部における反力の差は小さくなる。したがって、回転軸方向端部の電磁鋼板に過度の反力が作用することを抑制でき、この部分の積層鋼板の変形の発生を抑制できる。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。まず、図1を用いて、回転子10の構成について説明する。本実施例の回転電機は回転子10を有するモータである。回転子10は、ロータシャフト12と、ロータコア16とを有する。ロータシャフト12はクロムや炭素等を含んだ鋼材を中空の円筒形(パイプ状)に形成したものであり、回転軸14を軸として回転可能に支持される。ロータシャフト12は、通常、モータのケーシングに設けられた一対の軸受けに支持される。ロータコア16は同じ形状の電磁鋼板を複数枚重ね合わせ、カシメや溶接等により一体化したものである。ロータコア16の中心にはシャフト穴18が形成されている。シャフト穴18の径は、後に説明する焼嵌めによりロータコア16とロータシャフト12とを固定するために、ロータシャフト12の径よりもわずかに小さく設計されている。
ロータコア16とロータシャフト12とは焼嵌めにより固定される。まずロータコア16を加熱し、ロータコア16のシャフト穴18を拡張させる。この状態にてロータシャフト12をシャフト穴18に挿入する。このとき、接触領域中央部22がロータコア16と径方向に重なる位置までロータシャフト12を挿入する。本実施例では、図2にように接触領域中央部22の長さ方向の中点がロータコア16の長さ方向中点と重なる位置まで挿入している。ロータシャフト12の挿入後、ロータコア16の温度が下がることによってシャフト穴18が収縮し、図2のようにシャフト穴18の内周面がロータシャフト12の外周面に接触するとともにロータシャフト12を締め付ける。
次に、ロータシャフト12の焼入れについて説明する。焼嵌めを行う前に、ロータコア16と接触するロータシャフト12の範囲(接触領域)のうち、回転軸方向中央に位置する接触領域中央部22に焼入れ処理を施す。この接触領域中央部22の軸方向の長さは、ロータコア16の軸方向の長さより短い。焼入れは、たとえば、接触領域中央部22を部分的に加熱する加熱部と、冷却液を噴射する冷却部とを備える熱処理装置等により行う。加熱部としては、高周波誘導コイルに高周波電流を供給し、対象物を誘導加熱するものなどが利用されるが、これに限定されることはない。
まず、ロータシャフト12の接触領域中央部22を加熱部内に設置し、加熱部に設けられた高周波誘導コイルに高周波電流を印加することにより接触領域中央部22を750℃程度まで加熱する。この温度はロータシャフト12の材質、サイズなどに応じて設定するため、750℃には限定されない。所定時間の加熱後、接触領域中央部22を冷却部に移動させ、冷却液を噴射することにより急速に冷却する。以上の焼入れ処理により、接触領域中央部22をロータシャフト12の他の部分に比べて強度(剛性、硬度等)の高い材質とすることができる。
ロータコアとの接触部20は、接触領域中央部22と、その両側に位置する接触領域端部24a、24bとにより構成されている。接触領域中央部22は、ロータコア16の焼嵌め前にあらかじめ焼入れ処理が施されているため、接触領域中央部22は接触領域端部24a、24bに比べて強度が高い。このため、ロータコア16の締め付けによりロータシャフト12に対して径方向に押圧力がかかるとき、接触領域中央部22が接触領域端部24a、24bに比べて収縮しにくくなるため、接触領域中央部22に作用する押圧力が大きくなる。ロータコア16からの締め付け力を接触領域中央部22において保持できるようになるため、接触領域端部24a、24bにおける押圧力は相対的に小さくなる。したがって、接触領域端部24a、24bに過度の押圧力が作用することを抑制できるため、回転軸方向端部の電磁鋼板に過度の反力が作用することを抑制でき、この部分の積層鋼板の変形の発生を抑制できる。
なお、図3はロータコア16を構成する電磁鋼板に作用する応力の様子の一例を示すグラフである。このグラフでは、横軸を接触部20の回転軸方向の位置(mm)、縦軸を電磁鋼板に作用する応力(MPa)としている。回転軸方向の位置が0の点はロータコア16の回転軸方向の一方の端部であり、グラフの最も右側にプロットされている点はロータコア16の回転軸方向のうちもう一方の端部である。図3に示すように、本実施形態の回転子10では、接触部20により電磁鋼板に作用する反力の大きさを回転軸方向に平準化して、接触領域端部24a、24bにより電磁鋼板に作用する反力の大きさが過度に大きくなることを抑制している。したがって、ロータコア16の締め付け力を確保してロータコア16とロータシャフト12との固定を確実に行いながら、ロータコア16の変形の発生を抑制できる。また、接触領域端部24a、24bにより電磁鋼板に作用する反力が過度に大きくなることを抑制できるため、焼嵌め時にロータコア16とロータシャフト12とが強く押し付けられることにより発生する摩耗の発生を抑制することができる。また、焼入れ処理を行うことにより接触領域中央部22の強度を高めることができるので、本発明の適用に伴いロータシャフト12の形状や寸法を変更する必要はない。したがって、ロータシャフト12の加工にあたって従来以上の精度や追加の工程を要することなく、電磁鋼板の変形の発生を抑制することができる。
なお、本実施例では焼入れのみによりロータシャフト12の接触領域中央部22の性質を変化させているが、必要に応じて追加の熱処理を施してもよい。例えば、ロータシャフト12にある程度の靭性が必要とされる場合は、焼入れ後に焼戻しを行ってもよい。
また、本実施例では焼入れによりロータシャフト12の接触領域中央部22の強度を高めている。しかし、強度を高める方法は焼入れには限られない。例えば、円筒形状のシャフト素材のうち接触領域中央部22に対応する部分をあらかじめ塑性加工して加工硬化するなどの、他の処理によってシャフト素材の強度を高くしてもよい。
また、本実施例では、接触領域中央部22が接触領域端部24a、24bの両方よりも強度の高い場合について説明した。しかし、本発明は接触領域中央部22の強度が接触領域端部24a、24bのいずれか一方の強度よりも高いものであってもよい。例えば、接触領域中央部22および接触領域端部24bに焼入れ処理を施して強度を上げた場合であっても、接触領域端部24aに対するロータコア16の押圧力を抑制することができ、接触領域端部24aと接触する電磁鋼板の変形を抑制することができる。
また、本実施例ではモータの回転子について説明した。しかし、本発明に係る回転子はモータのものに限られず、積層鋼板からなるロータコア16とロータシャフト12とを焼嵌めにより固定した回転子を持つ回転電機であればよい。したがって、回転電機とは例えばレゾルバやシンクロなどであってもよい。この場合、ロータコア16とステータコアとの回転軸方向のずれの発生を抑制することができるので、レゾルバあるいはシンクロの角度検出能力の低下を抑制できるという効果を得ることができる。
10 回転子、12 ロータシャフト、14 回転軸、16 ロータコア、18 シャフト穴、20 接触部、22 接触領域中央部、24a,24b 接触領域端部。
Claims (1)
- 積層鋼板からなるロータコアのシャフト穴にロータシャフトが挿入された回転電機の回転子であって、
前記ロータシャフトは前記ロータコアに焼嵌めにより固定されており、
前記ロータシャフトが焼嵌めされた部分では、回転軸方向中央部の材質は、回転軸方向の少なくともいずれか一方の端部の材質よりも強度が高いことを特徴とする、
回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012175323A JP2014036471A (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012175323A JP2014036471A (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 回転電機の回転子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014036471A true JP2014036471A (ja) | 2014-02-24 |
Family
ID=50285155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012175323A Withdrawn JP2014036471A (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 回転電機の回転子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014036471A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018074654A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | アスモ株式会社 | ロータ及びモータ |
US10027207B2 (en) | 2015-08-10 | 2018-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Shrink-fitting method for laminated rotor |
JP2021087268A (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ロータの製造方法 |
EP3866304A1 (en) | 2020-02-12 | 2021-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor of rotary electric machine for vehicle |
-
2012
- 2012-08-07 JP JP2012175323A patent/JP2014036471A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10027207B2 (en) | 2015-08-10 | 2018-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Shrink-fitting method for laminated rotor |
JP2018074654A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | アスモ株式会社 | ロータ及びモータ |
JP2021087268A (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ロータの製造方法 |
JP7327116B2 (ja) | 2019-11-26 | 2023-08-16 | 株式会社アイシン | ロータの製造方法 |
EP3866304A1 (en) | 2020-02-12 | 2021-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor of rotary electric machine for vehicle |
US11594925B2 (en) | 2020-02-12 | 2023-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor of rotary electric machine for vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5139562B2 (ja) | 回転軸にスリーブを高精度に取り付け可能な電動機 | |
US8484828B2 (en) | Method for fabricating a rotor for an induction motor | |
CN107528396B (zh) | 转子构件、转子以及电动机 | |
KR101501862B1 (ko) | 회전 전기 기기용 나선 코어의 제조 방법 및 회전 전기 기기용 나선 코어의 제조 장치 | |
JP2014036471A (ja) | 回転電機の回転子 | |
US20150022050A1 (en) | Electric Rotating Machine | |
JP2007252088A (ja) | 回転電機および回転電機の製造方法 | |
EP2321889A1 (en) | Apparatus and manufacturing process for an electrical machine | |
JP6353688B2 (ja) | 回転電機の回転子、及びこれを備えた回転電機 | |
WO2015162864A1 (ja) | 予備成形体および軸対称部品の製造方法 | |
JP2016123240A (ja) | 電動機用ロータ及びその製造方法 | |
CN108604838B (zh) | 用于旋转电机的转子 | |
JP2016220404A (ja) | かご型誘導電動機およびかご型誘導電動機用回転子ならびに回転子製造方法 | |
JP5495045B2 (ja) | 回転電機の回転子 | |
JP5874747B2 (ja) | ロータコア加熱装置及びロータコア焼き嵌め方法 | |
JP2013219904A (ja) | ステータの製造方法及びステータ | |
JP2017050169A (ja) | ロータコアの焼き嵌め方法 | |
JP2017158395A (ja) | 回転電機のロータ構造、回転電機及びロータの製造方法 | |
JP5915096B2 (ja) | 回転電機 | |
WO2020067350A1 (ja) | 回転電機のロータ | |
JP2021065023A (ja) | 回転電機の製造方法及び回転電機の製造装置 | |
JP2016192862A (ja) | 回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置 | |
JP3176055U (ja) | 電動モータ | |
JP2011066950A (ja) | カゴ形電動機の回転子およびその製造方法 | |
JPWO2011114758A1 (ja) | ステータおよび回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150616 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20151103 |