JP5992898B2 - Rotating electrical machine rotor - Google Patents
Rotating electrical machine rotor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5992898B2 JP5992898B2 JP2013247974A JP2013247974A JP5992898B2 JP 5992898 B2 JP5992898 B2 JP 5992898B2 JP 2013247974 A JP2013247974 A JP 2013247974A JP 2013247974 A JP2013247974 A JP 2013247974A JP 5992898 B2 JP5992898 B2 JP 5992898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main body
- rotor
- electrical machine
- rotating electrical
- hole
- 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.)
- Active
Links
Images
Description
本発明の実施形態は、円柱状に形成され、その軸中心が、回転軸の回転中心と同心に構成された本体部の外周面近くに、導体を収容するための軸方向に沿う溝が複数本、円周方向に等間隔で設けられた回転電機の回転子に関する。 In the embodiment of the present invention, a plurality of grooves along the axial direction for accommodating the conductor are formed near the outer peripheral surface of the main body portion that is formed in a columnar shape, and whose axial center is concentric with the rotational center of the rotating shaft. The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine provided at equal intervals in the circumferential direction.
回転電機の回転子として、円柱状に形成された本体部を、その軸中心が回転軸の回転中心と同心となるように一体的に構成し、その外周面近くに、導体を収容するための軸方向に沿う溝を複数本、円周方向に等間隔で設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a rotor of a rotating electrical machine, a body portion formed in a columnar shape is integrally configured so that its axial center is concentric with the rotational center of the rotating shaft, and for accommodating a conductor near its outer peripheral surface There is one in which a plurality of grooves along the axial direction are provided at equal intervals in the circumferential direction (see, for example, Patent Document 1).
このような回転子では、回転電機の運転時、回転に伴って、本体部の外周近くに設けられた複数の溝の相互間の、磁路を形成するティースと呼ばれる部分に応力が生じる。この応力は、回転子の回転による遠心力に起因するフープ応力であり、回転速度が高くなるに連れて大きくなる。 In such a rotor, during the operation of the rotating electrical machine, stress is generated in a portion called a tooth that forms a magnetic path between a plurality of grooves provided near the outer periphery of the main body as the motor rotates. This stress is a hoop stress caused by centrifugal force due to the rotation of the rotor, and increases as the rotation speed increases.
このため、電動機などの回転電機を高速化するには、設計を大幅に変更するか、回転子の本体部を構成する抜き板を強度の高いものにする必要があった。 For this reason, in order to increase the speed of a rotating electrical machine such as an electric motor, it has been necessary to change the design significantly or to make the punching plate constituting the main body of the rotor high in strength.
しかしながら、設計的にはほぼ限界であり、 抜き板強度を増やすと材料費が高騰する等、入手性が問題となる。 However, it is almost the limit in terms of design, and increasing the punched plate strength raises the problem of availability, such as a rise in material costs.
このように回転電機の高速化は、ティースに生じるフープ応力により限界があり、この応力の緩和が望まれていた。 Thus, the speeding up of the rotating electrical machine is limited by the hoop stress generated in the teeth, and the relaxation of this stress has been desired.
本発明が解決しようとする課題は、回転子本体部の磁路であるティース部分に生じるフープ応力を緩和し、高速回転化を可能とした応力に強い回転電機の回転子を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a rotor for a rotating electrical machine that is resistant to stress and that can reduce the hoop stress generated in the tooth portion, which is the magnetic path of the rotor body, and enables high-speed rotation. .
本発明の実施の形態に係る回転電機の回転子は、円柱状に形成され、その軸中心が回転軸の回転中心と同心に構成された本体部を有し、この本体部の外周面近くに、導体を収容するための軸方向に沿う溝が複数本、円周方向に等間隔で設けられた回転電機の回転子であって、前記本体部に設けられた、前記複数本の溝の隣り合う溝間のティースに、前記軸方向に沿う応力緩和用の孔を、前記本体部の周方向については、前記隣り合う溝相互間の中間部に位置し、前記本体部の半径方向については、前記孔の半径をa、前記回転中心から前記孔の中心までの距離をr、前記回転中心から前記溝底部までの距離をRとしたとき、R−a<r<R+aを満足するように位置決めしたことを特徴とする。 The rotor of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention has a main body portion that is formed in a columnar shape, the center of which is concentric with the center of rotation of the rotating shaft, and is close to the outer peripheral surface of the main body. A rotor of a rotating electrical machine provided with a plurality of grooves along the axial direction for accommodating conductors at equal intervals in the circumferential direction, and adjacent to the plurality of grooves provided in the main body portion In the teeth between the matching grooves, the stress relaxation hole along the axial direction is located in the intermediate part between the adjacent grooves in the circumferential direction of the main body part, and in the radial direction of the main body part, When the radius of the hole is a, the distance from the center of rotation to the center of the hole is r, and the distance from the center of rotation to the bottom of the groove is R, positioning is performed so that R−a <r <R + a is satisfied. It is characterized by that.
上記構成によれば、遠心力による応力を緩和することができ、最高速度を上げられる。また、製作に当っては、抜き型を変えるだけでよいので、大幅な設計変更は不要である。 According to the said structure, the stress by centrifugal force can be relieve | moderated and the maximum speed can be raised. In addition, since it is only necessary to change the punching die, no significant design change is required.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図2によりこの実施の形態に係る回転子の全体構造を説明する。図2は回転子10の横断面を示しており、円柱状に形成された本体部11を有する。この本体部11は、鋼板を軸方向に積層して形成されており、その軸中心が回転軸12の回転中心と同心になるように、回転軸12に対して一体的に構成されている。また、この本体部11の外周面近くには、軸方向(紙面と直交する方向)に沿う溝(スロット)13を複数本、円周方向に等間隔で設けている。この溝13内には導体14が収容される。導体14は、この回転子10が適用される回転電機が誘導機の場合はロータバーとなり、同期機の場合は界磁コイルもしくはダンパーバーとなる。
First, the entire structure of the rotor according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cross section of the
次に、図1により回転子10の本体部11に設けられた溝13部分の構造を拡大して説明する。本体部11に設けられた複数本の溝13の隣り合う溝13間の部分21は磁路となる部分で、ティースと呼ばれる。この実施の形態では、このティース21に、応力緩和用の孔22を軸方向に沿って設ける。
Next, the structure of the
この応力緩和用の孔22が設けられる位置は、本体部11の周方向については、孔22の中心が、隣り合う溝13相互間の中間部とする。また、本体部12の半径方向については、孔22の半径をa、本体部11の回転中心から孔22の中心までの距離をr、同じく本体部11の回転中心から溝13の底部までの距離をRとしたとき、R−a<r<R+aを満足する範囲に、孔22の中心が位置するように設定する。
With respect to the position where the
通常、外周近くに溝13を設けた回転子10の本体部11が回転すると、溝13間のティース21部分には、図3で示すように、横方向に拡大しようとする力F1と外方に伸びようとする力F2が加わる。これらの力F1,F2によりティース21には、図6で示すように、線S1で示す応力が集中する。すなわち、ティース21の図示下部に応力が集中するので、回転子10の回転速度が高速になると、構造的に弱い溝13内の底辺角部13aに応力が集中し、この部分が損傷するおそれがある。したがって、回転電機の高速化に限界が生じる。このことは、言い換えると、ティース21の図示下部における応力の集中を緩和すれば、同じ材質の本体部11であっても、より高速化が可能となることを意味する。
Normally, when the
そこで、この実施の形態では、図1で示したように、ティース21の図示下部に、前述した位置関係で応力緩和用の孔(以下、応力緩和孔と呼ぶ)22を設けた。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a stress relaxation hole (hereinafter referred to as a stress relaxation hole) 22 is provided in the lower portion of the
一般に、図4で示すように、板材31に丸孔32を開け、この板材31を矢印F11で示すように左右に引張した場合、板材31には線S11で示す応力が生じ、丸孔32の図示上下部に集中する。これに対し、図5で示すように、同じ板材31に比較的小径の丸孔33を2個開け、同じくこの板材31を矢印F11で示すように左右に引張した場合、板材31に生じる応力は線S21で示すように、2個の丸孔33に沿って分散され、緩和されることが当業者において知られている。
In general, as shown in FIG. 4, when a
この実施の形態では、上述した応力緩和作用を用いたものであり、前述したR−a<r<R+aを満足する位置関係で、応力緩和孔22をティース21の図示下部に設けたことにより、図7において線S2で示すように、応力は分散され、緩和される。その結果、同じ材質の本体部11であっても、これまで以上に回転速度を高速化することが可能となった。
In this embodiment, the stress relaxation action described above is used, and the
なお、応力緩和孔22の軸方向両端部を開放しておけば、回転電機としての運転時に、この孔22を通って回転子本体部11の軸方向に通風されるので、冷却効果を上げる機能も生じる。しかし、本来の目的である応力緩和機能上は、必ずしも両端を開放しておく必要はなく、閉塞しても構わない。誘導機の場合、溝13内の導体14としてロータバーが設けられるが、このロータバーはダイキャストにより製造されるものがあり、このようにダイキャスト製の場合は、むしろ塞いだ方がよい。
In addition, if the axial direction both ends of the
また、導体14、及びそれを収容する溝13の横断面形状も矩形に限らない。例えば、図8で示す横断面が台形のものや、図9で示すように横断面が逆台形状のものなどでもよい。これら図8、図9の場合も、孔22の位置は前述したR−a<r<R+aを満足する位置関係に設定する。但し、孔22の大きさは、この孔22が設けられるティース21の図示横幅寸法に応じて図示のように適宜調整する。
Moreover, the cross-sectional shape of the
さらに、溝形状の例としては。図10,図11で示すような形状の溝13でもよい。すなわち、複数本の溝13は、平行な溝幅間隔を有する部分と溝底部に向かうに従って溝幅間隔が縮小する部分から形状とする。溝幅が縮小する形状としては、図10で示す直線的なテーパ形状や、図11で示す円弧形状とする。軸方向に沿う応力緩和孔22は、これら複数本の溝13の、隣り合う溝間のティース21に設けるが、その位置関係は次のように定める。すなわち、応力緩和孔22は、本体部11の周方向については、隣り合う溝13相互間の中間部に位置させる。また、本体部11の半径方向については、図1と同様に、応力緩和孔22の半径をa、本体部11の回転中心から応力緩和孔22の中心までの距離をrとした場合、本体部11の回転中心から溝13底部までの距離をR1、同回転中心から溝13の溝幅縮小部分の縮小開始点までの半径をR2として、R1−a<r<R2+aを満足するように位置決めする。
Furthermore, as an example of the groove shape. The
このように溝13の形状を、平行な溝幅間隔を有する部分と溝底部に向かうに従って溝幅間隔が縮小する部分から形状としても、上述したR1−a<r<R2+aを満足する位置関係で、応力緩和孔22をティース21の図示下部に設ければ、応力は分散され、緩和される。その結果、同じ材質の本体部11であっても、これまで以上に回転速度を高速化することが可能となった。
Thus, even if the shape of the
さらに応力緩和孔22の横断面形状は丸に限定されず、図12で示す長丸形や図13に示すおにぎり形等でもよい。このような横断面形状の応力緩和孔22は、もちろん図8乃至図11で示す形状の溝13間のティース21に設けても、同等の作用効果を奏する。
Furthermore, the cross-sectional shape of the
ここで、従来技術においても、電気的には永久磁石モータでは、鉄損を減らすために磁石周辺に孔を空ける構造は見られるが、この実施の形態のように、磁路であるティースの中央に孔を設けて応力を緩和する構成は見られない。また、応力的には外径部分に切り欠きや、へこみ等を設ける場合はあるが、この実施の形態のように内径側に加工を施すものは見られない。さらに、冷却的には発熱体の周りに冷却孔を設けることはあるが、磁路中央に孔はあけない。 Here, even in the prior art, in the case of an electrically permanent magnet motor, there is a structure in which a hole is formed around the magnet in order to reduce iron loss. However, as in this embodiment, the center of the tooth that is a magnetic path is used. There is no configuration that relieves stress by providing a hole. In terms of stress, a cutout, a dent, or the like may be provided in the outer diameter portion, but no work is performed on the inner diameter side as in this embodiment. Further, although cooling holes may be provided around the heating element for cooling, no holes are formed in the center of the magnetic path.
このように、この実施の形態における応力緩和孔22を前述した位置関係で設けることは、いずれの従来技術とも異なるものである。 Thus, providing the stress relaxation holes 22 in this embodiment in the positional relationship described above is different from any of the conventional techniques.
この実施の形態によれば、回転電機の回転子のティースの下部中央部分に応力緩和用の孔22を設けたので、遠心力による応力を緩和することができ、回転電機としての最高速度を上げることができる。また、孔22の形成に当っては、抜き型を変えるだけでよいので、大幅な設計変更は不要である。
According to this embodiment, since the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10・・・回転子
11・・・本体部
12・・・回転軸
13・・・溝
14・・・導体
21・・・ティース
22・・・応力緩和用の孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記本体部に設けられた、前記複数本の溝の隣り合う溝間のティースに、前記軸方向に沿う応力緩和用の孔を、前記本体部の周方向については、前記隣り合う溝相互間の中間部に位置し、前記本体部の半径方向については、前記孔の半径をa、前記回転中心から前記孔の中心までの距離をr、前記回転中心から前記溝底部までの距離をRとしたとき、R−a<r<R+aを満足するように位置決めした、
ことを特徴とする回転電機の回転子。 It has a main body part that is formed in a columnar shape, the axis center of which is concentric with the rotation center of the rotating shaft, and there are a plurality of grooves along the axial direction for accommodating the conductors near the outer peripheral surface of the main body part. A rotor of a rotating electrical machine provided at equal intervals in the circumferential direction,
In the teeth between adjacent grooves of the plurality of grooves provided in the main body portion, stress relaxation holes along the axial direction are provided, and in the circumferential direction of the main body portion, between the adjacent grooves. In the radial direction of the main body located at the middle part, the radius of the hole is a, the distance from the rotation center to the center of the hole is r, and the distance from the rotation center to the groove bottom is R. When positioned so as to satisfy R−a <r <R + a,
A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
前記本体部に設けられた、前記複数本の溝は、平行な溝幅間隔を有する部分と溝底部に向かうに従って溝幅間隔が縮小する部分からなり、これら複数本の溝の隣り合う溝間のティースに、前記軸方向に沿う応力緩和用の孔を、前記本体部の周方向については、前記隣り合う溝相互間の中間部に位置し、前記本体部の半径方向については、前記孔の半径をa、前記回転中心から前記孔の中心までの距離をr、前記回転中心から前記溝底部までの距離をR1、同回転中心から前記溝の溝幅縮小部分の縮小開始点までの半径をR2としたとき、R1−a<r<R2+aを満足するように位置決めした、
ことを特徴とする回転電機の回転子。 It has a main body part that is formed in a columnar shape, the axis center of which is concentric with the rotation center of the rotating shaft, and there are a plurality of grooves along the axial direction for accommodating the conductors near the outer peripheral surface of the main body part. A rotor of a rotating electrical machine provided at equal intervals in the circumferential direction,
The plurality of grooves provided in the main body portion are composed of a portion having a parallel groove width interval and a portion in which the groove width interval is reduced toward the groove bottom portion, and between the adjacent grooves of the plurality of grooves. In the teeth, a stress relaxation hole along the axial direction is located in the middle portion between the adjacent grooves in the circumferential direction of the main body portion, and the radius of the hole in the radial direction of the main body portion. A, a distance from the rotation center to the center of the hole, r, a distance from the rotation center to the groove bottom, R1, and a radius from the rotation center to the reduction start point of the groove width reduction portion of the groove R2. When positioned, it was positioned so as to satisfy R1-a <r <R2 + a.
A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013247974A JP5992898B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Rotating electrical machine rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013247974A JP5992898B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Rotating electrical machine rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015106984A JP2015106984A (en) | 2015-06-08 |
JP5992898B2 true JP5992898B2 (en) | 2016-09-14 |
Family
ID=53436823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013247974A Active JP5992898B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Rotating electrical machine rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5992898B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6504700B2 (en) * | 2015-05-12 | 2019-04-24 | 株式会社ダイヘン | Welding start method of 2 wire welding |
JP2018207632A (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 株式会社東芝 | Dynamo-electric motor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6077271U (en) * | 1983-10-28 | 1985-05-30 | 三菱電機株式会社 | squirrel cage rotor |
JP2583279Y2 (en) * | 1992-11-20 | 1998-10-22 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine rotor |
JP4856990B2 (en) * | 2006-03-13 | 2012-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | Rotor, method for manufacturing the same, and electric vehicle |
JP2009254011A (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Toshiba Corp | Rotor for rotary electric machine |
JP5073692B2 (en) * | 2009-01-28 | 2012-11-14 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electric machine |
JP2012257439A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | Cage-type rotor |
-
2013
- 2013-11-29 JP JP2013247974A patent/JP5992898B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015106984A (en) | 2015-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6279763B2 (en) | Induction motor | |
JP5443778B2 (en) | Rotor of permanent magnet type rotating electric machine and rotating electric machine thereof | |
JP4900132B2 (en) | Rotor and rotating electric machine | |
JP6331506B2 (en) | Rotor structure of rotating electrical machine | |
JP5712785B2 (en) | Stator | |
JP5073692B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6172381B2 (en) | Rotor structure of rotating electrical machine | |
JP2015177706A (en) | Rotor structure of rotary electric machine | |
JP6251816B2 (en) | Rotating electric machine rotor and rotating electric machine equipped with the same | |
WO2016171021A1 (en) | Synchronous reluctance motor | |
JP2018519782A (en) | Permanent magnet motor | |
JP2019180132A (en) | Rotor core, rotor, and synchronization reluctance rotary electric machine | |
WO2018066647A1 (en) | Synchronous reluctance type rotary electric machine | |
JP5992898B2 (en) | Rotating electrical machine rotor | |
JP2017169419A (en) | Stator of rotary electric machine | |
JP6237412B2 (en) | Rotor structure of embedded magnet type rotating electrical machine | |
JP6448422B2 (en) | Multi-gap rotating electric machine | |
JP2015050803A (en) | Rotary electric machine | |
JP2014193011A (en) | Rotary electric machine | |
JP2013132163A (en) | Permanent magnet motor | |
WO2016084602A1 (en) | Rotor for rotating electric device, and rotating electric device using the rotor | |
JP6584968B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6436065B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6845194B2 (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
JP2018196178A (en) | Rotor core and synchronous reluctance rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151016 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160726 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5992898 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |