JPH069557Y2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はたとえば大容量立軸発電機のような外径の大き
いスポークおよびリムをそなえた回転電機に係り、特に
ローターリムとスポークとの締結部分の改良に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、この種の回転電機のローターリムは扇形状の薄鋼
板を円環状に積層した後に複数個のリーマ穴にリーマボ
ルトを強固に締付け中空円筒状に形成し、その外周面に
磁極を取付けている。また内周面には複数個のリムキー
溝が軸方向に形成され、第４図及び第５図に示すように
このリムキー溝３とローターリム１の内部に配置した円
板上のスポーク２の外周部に複数個のスポークリブ14を
設け、このスポークリブ14に加工されたキー溝にテーパ
ー状の複数個のコッターキー15を圧入してローターリム
１とスポーク２を締結していた。

（考案が解決しようとする課題） この様に構成された回転子は回転電機の運転によりロー
ターリム１自身の遠心力と磁極５の遠心力を同時に受け
るためローターリム１の弾性変形量はローターリム１内
部に配置されたスポーク２よりスポーク２とローターリ
ム１間の半径方向変位差が生じ、スポーク２とローター
リム１が芯ずれを起こし、振動が過大になるなどの障害
が発生していた。この現象は大直径の回転電機のように
弾性変形量の大きいものほど発生しやすいので芯ずれを
防止する必要があった。

従来、この芯ずれを防止するにはスポーク２にローター
リム１を焼嵌めする方法が考えられているが、回転中の
弾性変形量が大きいもの程焼ばめ量を増す必要があり、
そのためスポーク２の圧縮応力が過大になること、焼嵌
めをするための工数、設備費が増加する欠点があった。
また、大直径回転機の場合スポーク２の外周部に設けら
れるキー溝の加工に多大な設備が必要になると同時にキ
ー溝間の円周方向ピッチの寸法誤差も大きくなり、ロー
ターリム１とスポーク２の芯ずれを助長していた。

本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、回転中のロ
ーターリム１とスポーク２の弾性変形量の差によりスポ
ーク２とローターリム１の間に半径方向すきまが発生し
ても確実なトルク伝達と芯ずれの防止、また大直径回転
電機においても容易に組立可能な回転電機の回転子を提
供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案の回転電機の回転子は、
ローターリムの内周面に複数個のリムキー溝を設けて、
これらのリムキー溝と対向するスポークの外周端面でか
つ前記ローターリムとスポークとの連結後においてリム
キー溝の底部半径方向に所定のすきまが生じるようにロ
ーターリム支持部材としての凸形ブロックを配置して、
この凸形ブロックの突出部が回転子の回転により生ずる
前記リムキー溝の幅の増加分以上の締め代を見込んで嵌
合してローターリムとスポークとを連結した構成とす
る。

（作用） 上記の様に構成された回転電機の回転子の作用効果につ
いて説明する。

運転中リム自身の遠心力および磁極の遠心力を受けて、
リム自身にフープ応力が作用し円周方向に弾性変形する
ためリブ内周部のキー溝の幅Ｂも増大しＢ＋ΔＢにな
る。

しかしΔＢはキー溝幅Ｂが70mm程度とすればΔＢは4/10
0〜5/100mm程度であるので、凸形ブロックを冷しばめ等
により圧入し他端をスポーク外周部に固着したことによ
り、回転子が回転してもローターリム内周部のキー溝円
周方向接触面にすきまができずに、ローターリムは凸形
ブロック接触面をすべって半径方向に変形する。そのた
めスポークとローターリムの円周方向の相対移動は全く
ないので、半径方向の相対変位差ができてもローターリ
ムとスポークの芯ずれは零となり運転中において有害な
振動が発生しなくなる。

また、上記した様にスポークとローターリムの円周方向
の相対移動がないのでトルク伝達も確実に行なえること
はもちろんである。

（実施例） 以下第１図ないし第３図を用いて本考案の一実施例につ
いて説明する。

ローターリム１の内周面には複数個のキー溝３が形成さ
れている。このキー溝３は薄板材を扇状のセグメントに
打抜くときに形成されるため、リムキー溝３の個数は任
意に決定可能である。このローターリム１の外周面には
磁極取付溝４が加工され磁極５がはめ込まれている。一
方、スポーク２の外周面はローターリム１の内周面とあ
るすきま６を設けてあり、ローターリム１の内周面の複
数個のリムキー溝３に相対する位置に凸形ブロック７の
突出部９があらかじめローターリム１の回転によるリム
キー溝３の変形量以上のしめ代を見込んで圧入（冷しば
めなど）され、その反対端面がスポーク２の端面に溶接
等により固着されて回転子が形成されている。さらにロ
ーターリム１とスポーク２との連結後においてリムキー
溝３の底部半径方向に所定のすきま８が形成されてい
る。

上記の様に構成された本実施例の回転子においては、ロ
ーターリム１が回転すれば磁極５とローターリム１自身
の遠心力によりローターリム１にはフープ応力が作用
し、円周方向に弾性変形が起こる。この弾性変形によっ
てリムキー溝３の幅寸法ＢもＢ＋ΔＢに変形する。しか
もΔＢはリムキー溝３の幅寸法Ｂとフープ応力の増加に
比例して大きくなるが、通常4/100〜5/100mm程度であ
る。リムキー溝３に凸形ブロック７を冷しばめなどによ
り変形量ΔＢ以上のしめ代を付けて圧入されているた
め、回転電機が運転されローターリム１が回転してもロ
ーターリム１の内周部のリムキー溝３の円周方向壁面1
0,11と凸形ブロック７の突出部９とのすきまは発生せず
にリムキー溝３の周方向壁面10,11と凸形ブロック７の
突出部９の端面12,13との間ですべりが発生しローター
リム１は半径方向のみ変形し、ローターリム１とスポー
ク２の円周方向の相対移動は全くなくなる。そのためロ
ーターリム１とスポーク２の芯ずれはなくなり運転中に
有害な振動が発生しなくなることはもちろん、トルク伝
達も確実に行なえることはもちろんである。

また、ローターリム１とスポーク２のトルク伝達は凸形
ブロック７で行なわれるため、従来スポーク２の外周面
に設けられていたスポークリブ14は不要となる。このた
め、特に大直径の回転子においては、加工費の大幅な低
減が実現でき、キー溝間の加工誤差によるスポーク２と
ローターリム１の芯ずれの問題も解消できる。

このように、本実施例の回転電機の回転子によればスポ
ーク２およびローターリム１に過大な初期応力（焼嵌め
による応力）を与えずにローターリム１とスポーク２の
弾性変形量の差による芯ずれを防止でき、運転中に発生
する有害な振動を確実に防止できると共に焼嵌め設備等
の省略やスポークの加工工数の低減を計ることができ
る。

尚、本考案は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で種
々変形して実施できることは勿論である。

〔考案の効果〕

以上述べた様に本考案よればローターリム１およびスポ
ークに過大な初期応力を与えずに、ローターリムとスポ
ークとの弾性変形量の差による芯ずれを防止でき、運転
中の有害な振動を確実に防止でき、しかも確実にスポー
クとローターリムのトルク伝達ができる。またローター
リム内周部のキー溝に凸形ブロックを圧入し取付るよう
にしたため、設備費や工数の低減が計れ安価な回転電機
の回転子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る回転電機の回転子の要
部平面図、第２図は第１図の縦断面図、第３図は第１図
における凸形ブロックまわりの要部拡大詳細図、第４図
は従来の回転子の縦断面図、第５図は第４図の回転子の
断面図である。 １……ローターリム、２……スポーク ３……リムキー溝、４……磁極取付溝 ５……磁極、6,8……すきま ７……凸形ブロック、９……突出部 10,11……リムキー溝の周方向壁面 12,13……凸形ブロックの突出部の端面 14……スポークリブ、15……コッターキー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周側に磁極が取り付けられたローターリ
   ムの内周側と回転軸に支持されたスポークの外周側がロ
   ーターリム支持部材により連結されてなる回転電機の回
   転子において、前記ローターリムの内周面に複数個のリ
   ムキー溝を設け、該リムキー溝と対向する前記スポーク
   の外周端面でかつ前記ローターリムとスポークとの連結
   後にリムキー溝の底部半径方向に所定のすきまを生じさ
   せる位置に前記ローターリム支持部材としての凸形ブロ
   ックを配置し、この凸形ブロックの突出部が回転子の回
   転により生ずる前記リムキー溝の幅の増加分以上の締め
   代を見込んで嵌合され、前記ローターリムとスポークと
   が連結されていることを特徴とする回転電機の回転子。