JPH05284703A - 高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法 - Google Patents
高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法Info
- Publication number
- JPH05284703A JPH05284703A JP10232192A JP10232192A JPH05284703A JP H05284703 A JPH05284703 A JP H05284703A JP 10232192 A JP10232192 A JP 10232192A JP 10232192 A JP10232192 A JP 10232192A JP H05284703 A JPH05284703 A JP H05284703A
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- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 工作が比較的容易で、１０万ｒｐｍ程度の超
高速回転が可能な高速回転電機のロ−タの製造方法を提
供する。 【構成】 磁性材料の円筒体をほぼ中央で斜めに切断
し、引き離して生ずる空隙に非磁性金属の粉末を充填
し、熱間静水圧加圧法による圧縮成型により固着される
円筒組立体を機械加工する。
高速回転が可能な高速回転電機のロ−タの製造方法を提
供する。 【構成】 磁性材料の円筒体をほぼ中央で斜めに切断
し、引き離して生ずる空隙に非磁性金属の粉末を充填
し、熱間静水圧加圧法による圧縮成型により固着される
円筒組立体を機械加工する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速回転電機のロ−タの
製造方法に関し、より具体的にはガスタ−ビン直結発電
機、タ−ボコンプレッサ用電動機など超高速回転をする
回転電機のロ−タを、従来よりも強度が大でより高速回
転が可能になるように改良するための製造方法に関す
る。
製造方法に関し、より具体的にはガスタ−ビン直結発電
機、タ−ボコンプレッサ用電動機など超高速回転をする
回転電機のロ−タを、従来よりも強度が大でより高速回
転が可能になるように改良するための製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の製造方法によって製作さ
れたランドル型ロ−タ５ａが組み込まれたランドル型高
速回転電機の半体断面図であるが、本発明はランドル型
ロ−タの製造方法の改良に関するものであり、高速回転
電機全体の構造は従来と同一なので、本発明によるラン
ドル型ロ−タの製造方法を説明するのに先立って、ラン
ドル型ロ−タ自体の構造と作用の概要を、ランドル型ロ
−タ高速回転電機の構造に関連付け要約して説明する。
図４において、ステ−タ組立体６は円筒形のハウジング
７の内周に固着され、前述したロ−タ５ａはハウジング
７の一端部のブラケット８ａに固定されるベアリング９
ａと、他端部のブラケット８ｂにカバ−１０を介して固
定されるベアリング９ｂとにより回転可能に支持され、
ブラケット８ａ及び８ｂにより固定界磁コイル１１が保
持されている。前述したランドル型ロ−タ５ａは、図５
に示すように磁性材料からなる円柱体１を、ほぼ中央で
軸線Ｏ−Ｏに斜めに且つ紙面に直角に切断し、斜めに切
断された２部材１ａ，１ｂを軸線方向に互に引き離し、
斜面１ｃと１ｄとが空隙Ｇを隔てて相対向する位置に保
持する。一方、機械加工により、この空隙Ｇに挿入でき
るように斜めに輪切りにされた形状，寸法の非磁性金属
のスペ−サ３ｂを成形し、このスペ−サ３ｂを前記の空
隙Ｇ内に位置させ、前述のように２つの円柱部材と溶接
して一体化し、半製品としての円筒組立体４ａとして成
形した後、機械加工により、図６にハッチングで示され
ている高速回転電機用ランドル型（櫛形又は爪形）ロ−
タ５ａを得る。本発明の対象とするランドル型ロ−タ５
も形状はロ−タ５ａと同一である。
れたランドル型ロ−タ５ａが組み込まれたランドル型高
速回転電機の半体断面図であるが、本発明はランドル型
ロ−タの製造方法の改良に関するものであり、高速回転
電機全体の構造は従来と同一なので、本発明によるラン
ドル型ロ−タの製造方法を説明するのに先立って、ラン
ドル型ロ−タ自体の構造と作用の概要を、ランドル型ロ
−タ高速回転電機の構造に関連付け要約して説明する。
図４において、ステ−タ組立体６は円筒形のハウジング
７の内周に固着され、前述したロ−タ５ａはハウジング
７の一端部のブラケット８ａに固定されるベアリング９
ａと、他端部のブラケット８ｂにカバ−１０を介して固
定されるベアリング９ｂとにより回転可能に支持され、
ブラケット８ａ及び８ｂにより固定界磁コイル１１が保
持されている。前述したランドル型ロ−タ５ａは、図５
に示すように磁性材料からなる円柱体１を、ほぼ中央で
軸線Ｏ−Ｏに斜めに且つ紙面に直角に切断し、斜めに切
断された２部材１ａ，１ｂを軸線方向に互に引き離し、
斜面１ｃと１ｄとが空隙Ｇを隔てて相対向する位置に保
持する。一方、機械加工により、この空隙Ｇに挿入でき
るように斜めに輪切りにされた形状，寸法の非磁性金属
のスペ−サ３ｂを成形し、このスペ−サ３ｂを前記の空
隙Ｇ内に位置させ、前述のように２つの円柱部材と溶接
して一体化し、半製品としての円筒組立体４ａとして成
形した後、機械加工により、図６にハッチングで示され
ている高速回転電機用ランドル型（櫛形又は爪形）ロ−
タ５ａを得る。本発明の対象とするランドル型ロ−タ５
も形状はロ−タ５ａと同一である。
【０００３】上記のように製造されたランドル型ロ−タ
を使用した高速回転電機の作動について図４を参照して
説明する。界磁コイル１１が励磁されると、非磁性金属
製のスペ−サ３ｂを挟んで相対向する２つの部分１ａと
１ｂとは、１ａがＮ極の場合は、１ｂはＳ極となるよう
に異磁極部材を構成し，それぞれの軸方向外側の円柱部
分１ｆと１ｇは磁路を形成する。界磁コイル１１から発
生した磁束Φは、ハウジング７からブラケット８ａ、空
隙、ロ−タ５ａの円柱部分１ｆ、磁極部１ｈを経てステ
−タ組立体６のコア６ａ内を、図４で紙面の手前から背
後へ円弧状に実線から破線で示すように進んで、非磁性
金属のスペ−サ３ｂを越え、磁極部１ｈ、円柱部分１
ｉ、空隙、ブラケット８ｂを経て、ハウジング７に環流
する。
を使用した高速回転電機の作動について図４を参照して
説明する。界磁コイル１１が励磁されると、非磁性金属
製のスペ−サ３ｂを挟んで相対向する２つの部分１ａと
１ｂとは、１ａがＮ極の場合は、１ｂはＳ極となるよう
に異磁極部材を構成し，それぞれの軸方向外側の円柱部
分１ｆと１ｇは磁路を形成する。界磁コイル１１から発
生した磁束Φは、ハウジング７からブラケット８ａ、空
隙、ロ−タ５ａの円柱部分１ｆ、磁極部１ｈを経てステ
−タ組立体６のコア６ａ内を、図４で紙面の手前から背
後へ円弧状に実線から破線で示すように進んで、非磁性
金属のスペ−サ３ｂを越え、磁極部１ｈ、円柱部分１
ｉ、空隙、ブラケット８ｂを経て、ハウジング７に環流
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方法で
は、非磁性金属製スペ−サ３ｂの製作並びに溶接に多大
の工数を要すること、更に溶接では開先溶接などによる
ため中心部まで完全には溶接されず、また溶接部に隣接
する磁性金属部分が一部溶融することなどのため断面形
状が不規則で、機械的強度が不十分となり、電磁気的特
性も不均一になることなどにより、回転速度は１万乃至
２万ｒｐｍ程度までが限度で、それ以上の高速回転は期
待できないという欠点がり、これらの課題の解決が要望
されていた。
は、非磁性金属製スペ−サ３ｂの製作並びに溶接に多大
の工数を要すること、更に溶接では開先溶接などによる
ため中心部まで完全には溶接されず、また溶接部に隣接
する磁性金属部分が一部溶融することなどのため断面形
状が不規則で、機械的強度が不十分となり、電磁気的特
性も不均一になることなどにより、回転速度は１万乃至
２万ｒｐｍ程度までが限度で、それ以上の高速回転は期
待できないという欠点がり、これらの課題の解決が要望
されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、前記の磁性
材料の円柱体を斜めに切断した後、空隙Ｇを生ずるだけ
軸線方向に互いに引き離された２部材１ａと１ｂとの間
に生じた空隙に、非磁性金属の粉末を充填して熱間静水
圧加圧法（Hot Isostatic Pressing) により圧縮成型
し、固着して充填層３を有する円筒形半製品とし、この
半製品を機械加工して製品としてのランドル型ロ−タを
製造するようにして前述の課題を解決した。
材料の円柱体を斜めに切断した後、空隙Ｇを生ずるだけ
軸線方向に互いに引き離された２部材１ａと１ｂとの間
に生じた空隙に、非磁性金属の粉末を充填して熱間静水
圧加圧法（Hot Isostatic Pressing) により圧縮成型
し、固着して充填層３を有する円筒形半製品とし、この
半製品を機械加工して製品としてのランドル型ロ−タを
製造するようにして前述の課題を解決した。
【０００６】
【作用】磁性材料の分離された２部材間の隙間を、溶接
によることなく、前記の熱間静水圧加圧法（以下ＨＩＰ
と略称する）による圧縮成型により形成された非磁性金
属充填層は、中心部まで完全に固着し、また磁性材料と
の接合も金属相互の固相接合とされ一体化しているの
で、母材である磁性材料と同程度の強度を有する。
によることなく、前記の熱間静水圧加圧法（以下ＨＩＰ
と略称する）による圧縮成型により形成された非磁性金
属充填層は、中心部まで完全に固着し、また磁性材料と
の接合も金属相互の固相接合とされ一体化しているの
で、母材である磁性材料と同程度の強度を有する。
【０００７】
【実施例】以下、図１と図２を参照して、本発明による
ランドル型ロ−タ５ａの製造方法を説明するが、従来と
同じ部材には同じ符号を用い重複した説明を省略する。
円筒形の部材１ａ，１ｂを引き離して空隙Ｇを生じさせ
るまでは、図６により前述した従来の方法と同じである
が、この空隙Ｇがそのまま正確に保持されるように細長
い板状の支え板１２の複数個（この例では、上、下、
前、後両側面の４個）を両部材１ａ，１ｂに橋渡して溶
接し、次に空隙Ｇ内に非磁性金属粉末３ａを充填し、図
３に示すＨＩＰ用の筒状治具１３内に納めＨＩＰ加圧を
施こす。これにより、部材１ａと１ｂとの間の空隙Ｇに
は、ＨＩＰにより加圧成型され部材１ａ，１ｂに対し固
相結合された非磁性金属の充填層３を有する半製品４が
得られ、この半製品４ａに、図６で示した従来方法と同
じ機械加工を行いロ−タ５が得られる。以上は２極の場
合について述べたが、多極の場合も同様であり、また、
斜半割り部材１ａ，１ｂをそれぞれ単独に製作すること
もできる。
ランドル型ロ−タ５ａの製造方法を説明するが、従来と
同じ部材には同じ符号を用い重複した説明を省略する。
円筒形の部材１ａ，１ｂを引き離して空隙Ｇを生じさせ
るまでは、図６により前述した従来の方法と同じである
が、この空隙Ｇがそのまま正確に保持されるように細長
い板状の支え板１２の複数個（この例では、上、下、
前、後両側面の４個）を両部材１ａ，１ｂに橋渡して溶
接し、次に空隙Ｇ内に非磁性金属粉末３ａを充填し、図
３に示すＨＩＰ用の筒状治具１３内に納めＨＩＰ加圧を
施こす。これにより、部材１ａと１ｂとの間の空隙Ｇに
は、ＨＩＰにより加圧成型され部材１ａ，１ｂに対し固
相結合された非磁性金属の充填層３を有する半製品４が
得られ、この半製品４ａに、図６で示した従来方法と同
じ機械加工を行いロ−タ５が得られる。以上は２極の場
合について述べたが、多極の場合も同様であり、また、
斜半割り部材１ａ，１ｂをそれぞれ単独に製作すること
もできる。
【０００８】
【発明の効果】本発明の製造方法によって得られたラン
ドル型ロ−タは、従来よりも工作が比較的容易で、非磁
性金属成型部及び、同成型部と磁性材料との固相結合に
よる接合部の固着は、安定して信頼性があり引張り強度
は母材の磁性材料と同程度なので、１０万ｒｐｍ程度の
超高速回転（周速度約３００ｍ／ｓｅｃ）にも耐えるこ
とができる。
ドル型ロ−タは、従来よりも工作が比較的容易で、非磁
性金属成型部及び、同成型部と磁性材料との固相結合に
よる接合部の固着は、安定して信頼性があり引張り強度
は母材の磁性材料と同程度なので、１０万ｒｐｍ程度の
超高速回転（周速度約３００ｍ／ｓｅｃ）にも耐えるこ
とができる。
【図１】本発明の製造方法によって得られたランドル型
ロ−タの半体側面図である。
ロ−タの半体側面図である。
【図２】円柱形の磁性材料の分離された２部材に支え板
を渡して溶接連結し、２部材間に非磁性金属粉末を充填
した状態の半製品を示す半体側面図である。
を渡して溶接連結し、２部材間に非磁性金属粉末を充填
した状態の半製品を示す半体側面図である。
【図３】図３に示した半製品をＨＩＰ用の治具に収容し
た状態を示す説明図である。
た状態を示す説明図である。
【図４】従来の製造方法によって得られたランドル型ロ
−タを使用した高速回転機の半体側面断面図である。
−タを使用した高速回転機の半体側面断面図である。
【図５】従来の製造方法により、磁性材料の２部材間の
空隙に、機械加工された非磁性金属部品を溶接した半製
品の側面図である。
空隙に、機械加工された非磁性金属部品を溶接した半製
品の側面図である。
【図６】図５に示した従来の製造方法による半製品を、
機械加工して得られたランドル型ロ−タの半体側面図で
ある。
機械加工して得られたランドル型ロ−タの半体側面図で
ある。
１ 円柱体 １ａ，１ｂ 斜め切断された半割り２部材 １ｃ，１ｄ 傾斜切断面 ３ 非磁性金属粉末 ３ａ 非磁性金属充填部 ４ 円柱体半製品 ５ ランドル型ロ−タ １２ 支え板 １３ 熱間静水圧加圧法用の筒状治具 Ｇ 空隙
Claims (2)
- 【請求項１】 磁性材料からなる円筒体をほぼ中央で円
筒体の軸線に斜めに切断して２部材に分割し、この２部
材のそれぞれの傾斜面を軸線方向に所定の空隙だけ互い
に引き離して互いに対向する状態に保持し、この空隙に
非磁性金属の粉末を充填し、前記の２部材とそれらの空
隙に充填された非磁性金属の粉末とを熱間静水圧加圧法
により圧縮成型して両者が固相結合により強固に固着さ
れた充填層を有する円筒形半製品とし、この円筒形半製
品を所定の形状、寸法に機械加工することを特徴とする
高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の製造方法において、前記
の切断した２部材を引き離して互いに対向する状態に保
持するに当り、前記の２部材間に複数個の支え板を渡し
て固定し、前記非磁性金属の粉末は前記により固定され
た状態で充填され、前記熱間静水圧加圧法による圧縮成
型は非磁性金属の粉末が充填された２部材を筒状の治具
内に収容して行うことを特徴とする高速回転電機のラン
ドル型ロ−タの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232192A JPH05284703A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232192A JPH05284703A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284703A true JPH05284703A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14324306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10232192A Pending JPH05284703A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 高速回転電機のランドル型ロ−タの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107659076A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种微机械直流电机定子的制备方法 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP10232192A patent/JPH05284703A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107659076A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种微机械直流电机定子的制备方法 |
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