JPH0543753U - 回転電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通電による熱膨脹に伴う曲がりで増大する振動
の低減を図る。 【構成】回転子軸１の外周と回転子鉄心の内周に設けた
キー溝２Ａ，２Ｂを等角度間隔で複数箇所設ける。回転
子鉄心３の回転子軸１への固定は、キーを用いず、焼篏
めによる摩擦力のみとする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転電機の回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

回転電機においては、運転中に発生する回転子の振動が過大になると、軸受の 寿命が低下し、軸受の損傷や固定子側に取り付けられた風道及び端子箱など計装 品の破損の要因にもなる。すると、この電動機が例えば鉄鋼圧延工場や大形コン プレッサ或いはポンプなどに使われたときには、設備全体の操業を停止しなけれ ばならなくなるおそれもある。 このため、従来からこのような設備に使われる大形電動機においては、組立及 び試験の各段階において、運転時の回転子の過大な振動の要因となる軸心に対す る重心の偏りを調整して、回転による遠心力不均衡を減らし、重心の偏りに伴う 振動の低下が図られている。

【０００３】 一方、電動機は、負荷の増加に伴って内部の温度も上がり、たとい無負荷状態 では振動が小さくても、負荷の増加に伴う回転子の膨脹で後述する図３に示すよ うに曲って、振動が大きくなるときがある。 図３は、考案者が測定した従来の誘導電動機の回転子の無負荷状態と定格負荷 で上昇温度が飽和したときの振動の大きさと方向を示すグラフである。同図にお いて、無負荷時で回転子の端部の温度が18℃のときには、回転子のある一側を０ °としたとき、 120°の方向に最大振幅16μｍ（注；振動計で測定）を示してい たものが、定格負荷に上げて約15分後には、振動の移相が 305°の方向に変って 最大振幅が30μｍに増加し、更に15分経過後には、振動の移相が 285°の方向で 最大振幅が33μｍに増えた。次の20分経過時には、振動の移相の方向は約 290° となって最大振幅も50μｍに増えた。なお、振幅の値はオシログラフ上のピーク ・ツー・ピークである。 そのため、従来から回転電機の回転子に使われる回転子軸は、仕上げ前に熱処 理され残留応力を除いて、温度上昇による歪が最小になるよう種々対策が採られ ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

図４に従来実施していた振動防止対策を示す。図４において、回転子軸14と回 転子鉄心15の嵌合部の非対称性を解消するために、抜板用キー16の取付位置と対 称位置にリーマ穴を軸方向に加工しピン17を打ち込み、回転子鉄心15と回転子軸 14の断面形状を対称にして調整していた。しかしながら、このように構成された 回転電機の回転子においては、回転子鉄心15を仮積みし、回転子鉄心15の内径加 工を行なった後、回転子軸14に挿入しリーマ穴加工を行い、ピン17を打ち込まな ければならないので、作業に時間がかかるだけでなく熟練も要る。 そこで、本考案の目的は、温度上昇による振動の増加を容易に減らすことので きる回転電機の回転子軸を得ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】

本考案は、回転子鉄心の内周と回転子軸の外周にキー溝が形成された回転電機 の回転子において、キー溝を等角度間隔で複数箇所設けることで、通電による温 度上昇で片側に湾曲する回転子軸の湾曲を減らし、振動を容易に減らすことので きる回転電機の回転子である。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案の回転電機の回転子の一実施例を図面を参照して説明する。図１ は、本考案の回転電機の回転子を示す縦断面図、図２は図１の回転電機の回転子 の中央部の軸心と直交方向の切断面の拡大詳細図である。 図１〜図２において、回転子軸１の両端は、軸受け６を介して軸受けブラケッ ト４で支えられ、この軸受けブラケット４は、固定子枠１に固定されている。一 方、回転子軸１の外周には、図２（ａ）で示すように、 180°間隔でキー溝２Ａ があらかじめ設けられ、積層された珪素鋼板でなる回転子鉄心３が焼篏めで挿着 されている。この回転子鉄心３には内周に 180°間隔でキー溝２Ｂが形成され、 内周から外周に貫通した図示しない通風穴が軸方向にほぼ等間隔に設けられ、外 周には軸方向にＵ字状の複数の図示しない溝が設けられ、これらの溝には、導体 ７が両端を突き出して挿着され、この導体７の両端部の内周面には、図１の図示 しない側面図では環状の短絡環８がろう付けされている。回転子鉄心３の外周に は、固定子鉄心11が所定の空隙を介して固定子枠５に焼篏めされ、この固定子鉄 心11の内周に形成された図示しない溝には、固定子巻線12が挿入されている。固 定子鉄心11の上方には、風道13が取り付けられ、回転子軸１の左右の段付部には 、内扇９がそれぞれ挿着されている。

【０００７】 このように構成された回転電機の回転子においては、内扇９で回転子鉄心３の 内側に吹き付けられた冷却風は、回転子軸１の中央外周に形成された各通風溝に ほぼ均一に吹き付けられ、回転子鉄心３に設けられた各通風穴を経て回転子鉄心 ３の外周と固定子間11の間に流出して、回転子軸１と回転子鉄心３や固定子鉄心 11などを冷却する。

【０００８】 回転子鉄心３を回転子軸１に焼篏めするときには、従来と同様に回転子鉄心３ の外周に形成された溝に図示しない治具棒を挿入し、この治具棒に所定の枚数の 抜板を挿入し端板の外側から仮止めした後、図示しない案内キーをキー溝２Ｂに 挿着する。このように構成された回転電機の回転子においては、キー溝にはキー は使用せず、焼篏めにより、その締付力による摩擦で回転子鉄心３を回転子軸１ に固定されるが、図２（ａ）に示すように断面が全く対称になるので、重心の偏 りや熱膨脹の不平衡がなくなるので、図２（ｂ）の試験結果に示すように、定格 運転時の振動が減少する。図２（ｂ）において、無負荷時には、従来の図３と同 様に回転子の端部の温度か18℃のときには、回転子のある側を０°としたとき 1 20°の方向に最大振幅16μｍであったが、定格負荷に上げて50分で飽和し60°に 上昇したときには、約 150°の方向に移動し最大振幅は約20μｍとなって、従来 の約３分の１に減少した。

【０００９】 したがって、このように構成された回転電機の回転子においては、回転子鉄心 の回転子軸での焼篏め時の内径加工やピン穴のリーマ加工を省き、キーを用いず 、組立後も重心と熱容量が対称的に形成されるので、負荷の増加による温度上昇 後の歪みを防ぎ、振動を減らすことのできる回転電機の回軸子となる。 なお、上記実施例では、回転子鉄心と回転子軸のキー溝は、 180°間隔で２箇 所の例で説明したが、 120°間隔で３箇所にしてもよく、或いは、90°間隔で４ 箇所にしてもよい。考案者は、４箇所のキー溝を形成した回転子で無負荷から温 度上昇が60℃で飽和するまで振動試験を行ったが、最大振幅は18μｍとなって18 0 °間隔に対して約10％低減した。 又、上記実施例では、かご形誘導電動機の例で説明したが、回転子軸と回転子 鉄心にキー溝が形成された回転機であれば、同期機でも直流機でも適用すること ができる。

【００１０】

【考案の効果】

以上、本考案によれば、回転子鉄心の内周と回転子軸の外周のキー溝が形成さ れた回転電機の回転子において、キー溝を等角度間隔で複数箇所設けることで、 熱容量と重心の偏りを防ぎ、通電による温度上昇で生じる湾曲を防いだので、振 動の増加を容易に減らすことのできる回転電機の回転子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の回転電機の回転子の一実施例を示す縦
断面図。

【図２】（ａ）は、本考案の回転電機の回転子の軸心と
直交方向の断面拡大図、（ｂ）は、本考案の作用を示す
グラフ。

【図３】従来の回転電機の回転子の作用を示すグラフ。

【図４】従来の回転電機の回転子を示すグラフ。

【符号の説明】

１…回転子軸、２Ａ，２Ｂ…キー溝、３…回転子鉄心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子鉄心の内周と回転子軸の外周にキ
   ー溝が形成された回転電機の回転子において、前記キー
   溝を、等角度間隔で複数箇所設けたことを特徴とする回
   転電機の回転子。