JPH0847193A - 超高速回転電機の回転子とその製造方法 - Google Patents
超高速回転電機の回転子とその製造方法Info
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- JPH0847193A JPH0847193A JP18428894A JP18428894A JPH0847193A JP H0847193 A JPH0847193 A JP H0847193A JP 18428894 A JP18428894 A JP 18428894A JP 18428894 A JP18428894 A JP 18428894A JP H0847193 A JPH0847193 A JP H0847193A
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- rotating electric
- electric machine
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高速回転電機の回転子の機械的強度を向上
させ、長寿命化を図る。 【構成】 非磁性金属のスペーサ３を介して配置された
高透磁率材料からなるクローポール形磁極１、２の中心
に穴を設け、そこに機械的強度が大である材料からなる
軸４、５を挿入し、ＨＩＰ処理にて、回転子全体を接合
させる。 【効果】 磁極の透磁率を低下させることなく、回転子
全体の機械的強度の向上が可能となる。
させ、長寿命化を図る。 【構成】 非磁性金属のスペーサ３を介して配置された
高透磁率材料からなるクローポール形磁極１、２の中心
に穴を設け、そこに機械的強度が大である材料からなる
軸４、５を挿入し、ＨＩＰ処理にて、回転子全体を接合
させる。 【効果】 磁極の透磁率を低下させることなく、回転子
全体の機械的強度の向上が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超高速回転電機の回
転子に関するものである。
転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば特開平５−２８４７０３
号公報に示された従来の高速回転電機の回転子を示す断
面図であり、図において１、２は互いに対向するクロー
ポール形磁極（以下磁極と称する）、３は前記磁極１、
２を磁気的に分離する非磁性金属のスペーサ、８は前記
磁極１と同一部材からなる突出された軸部、９は前記磁
極２と同一部材からなる突出された軸部、１０は前記軸
部８に設けられ、図示しない外部負荷または駆動源との
動力伝達用のスプラインである。ここで、磁極１、２、
スペーサ３は熱間等方加圧処理（以下ＨＩＰ処理と称す
る）により完全接合されている。ＨＩＰ処理とは、高温
（例えば１２００゜Ｃ）で不活性ガスによる等方加圧
（例えばアルゴンガス、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 圧力）
の熱処理炉中で約２時間保持されることで、接合界面が
強固に拡散接合されるものである。図４は、また別の従
来の高速回転電機の回転子を示す断面図であり、図にお
いて１、２は互いに対向する磁極、３は前記磁極１、２
を磁気的に分離する非磁性金属のスペーサである。磁極
１、２、スペーサ３は図３に示すものと同様にＨＩＰ処
理される。７はＨＩＰ処理後に設けられた中心穴に、焼
ばめにより挿入される非磁性金属からなる軸である。な
お、軸７が非磁性金属とされる理由は、軸７がスペーサ
３を貫通するため、この軸７によって両磁極１、２が磁
気的結合されるのを防ぐためのものである。
号公報に示された従来の高速回転電機の回転子を示す断
面図であり、図において１、２は互いに対向するクロー
ポール形磁極（以下磁極と称する）、３は前記磁極１、
２を磁気的に分離する非磁性金属のスペーサ、８は前記
磁極１と同一部材からなる突出された軸部、９は前記磁
極２と同一部材からなる突出された軸部、１０は前記軸
部８に設けられ、図示しない外部負荷または駆動源との
動力伝達用のスプラインである。ここで、磁極１、２、
スペーサ３は熱間等方加圧処理（以下ＨＩＰ処理と称す
る）により完全接合されている。ＨＩＰ処理とは、高温
（例えば１２００゜Ｃ）で不活性ガスによる等方加圧
（例えばアルゴンガス、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 圧力）
の熱処理炉中で約２時間保持されることで、接合界面が
強固に拡散接合されるものである。図４は、また別の従
来の高速回転電機の回転子を示す断面図であり、図にお
いて１、２は互いに対向する磁極、３は前記磁極１、２
を磁気的に分離する非磁性金属のスペーサである。磁極
１、２、スペーサ３は図３に示すものと同様にＨＩＰ処
理される。７はＨＩＰ処理後に設けられた中心穴に、焼
ばめにより挿入される非磁性金属からなる軸である。な
お、軸７が非磁性金属とされる理由は、軸７がスペーサ
３を貫通するため、この軸７によって両磁極１、２が磁
気的結合されるのを防ぐためのものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来の高速
回転電機の回転子は、軸が磁極と同一部材からなるた
め、所望の回転電機出力を得るために、透磁率の良い低
炭素鋼（例えばＪＩＳ Ｓ１０Ｃ〜Ｓ２０Ｃ）を磁極材
料とする場合には、軸部やスプライン部の強度が不足
し、逆に軸部やスプライン部の強度を優先した高炭素鋼
の場合には、磁極の磁気特性が劣ってしまうという問題
があった。また、図４に示す従来の高速回転電機の回転
子は、超高速回転（１０万ｒｐｍ以上）域でスペーサと
磁極が接合された円筒体に加わる遠心円周応力によって
軸穴部が広がり、焼ばめ代が無くなる恐れがある。以上
のことから、従来の回転子では、超高速回転に耐え、長
寿命であり、且つ良好な磁気特性を有する超高速回転電
機の回転子を得ることが困難であった。
回転電機の回転子は、軸が磁極と同一部材からなるた
め、所望の回転電機出力を得るために、透磁率の良い低
炭素鋼（例えばＪＩＳ Ｓ１０Ｃ〜Ｓ２０Ｃ）を磁極材
料とする場合には、軸部やスプライン部の強度が不足
し、逆に軸部やスプライン部の強度を優先した高炭素鋼
の場合には、磁極の磁気特性が劣ってしまうという問題
があった。また、図４に示す従来の高速回転電機の回転
子は、超高速回転（１０万ｒｐｍ以上）域でスペーサと
磁極が接合された円筒体に加わる遠心円周応力によって
軸穴部が広がり、焼ばめ代が無くなる恐れがある。以上
のことから、従来の回転子では、超高速回転に耐え、長
寿命であり、且つ良好な磁気特性を有する超高速回転電
機の回転子を得ることが困難であった。
【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、磁気特性が良好で、且つ軸の機
械的強度が大きく、超高速回転に耐えることができる超
高速回転電機の回転子を得ることを目的とする。
ためになされたもので、磁気特性が良好で、且つ軸の機
械的強度が大きく、超高速回転に耐えることができる超
高速回転電機の回転子を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる超高速
回転電機の回転子は、非磁性金属のスペーサと、このス
ペーサを介して互いに対向して配置され、磁気的に分離
されたクローポール形磁極と、このクローポール形磁極
の回転中心に、各別に配置された回転軸を、一体に接合
したものである。
回転電機の回転子は、非磁性金属のスペーサと、このス
ペーサを介して互いに対向して配置され、磁気的に分離
されたクローポール形磁極と、このクローポール形磁極
の回転中心に、各別に配置された回転軸を、一体に接合
したものである。
【０００６】また、この発明に係わる超高速回転電機の
回転子の製造方法は、非磁性金属のスペーサを介して互
いに対向して配置されたクローポール形磁極と、このク
ローポール形磁極の回転中心に、各別に配置された回転
軸を、真空中に配置してそれぞれの隙間を電子ビーム溶
接し封止する工程、スペーサ、クローポール形磁極およ
び回転軸を熱間等方加圧処理により接合する工程、所定
の形状、寸法に機械加工する工程を含むものである。
回転子の製造方法は、非磁性金属のスペーサを介して互
いに対向して配置されたクローポール形磁極と、このク
ローポール形磁極の回転中心に、各別に配置された回転
軸を、真空中に配置してそれぞれの隙間を電子ビーム溶
接し封止する工程、スペーサ、クローポール形磁極およ
び回転軸を熱間等方加圧処理により接合する工程、所定
の形状、寸法に機械加工する工程を含むものである。
【０００７】
【作用】この発明における超高速回転電機の回転子は、
スペーサとクローポール形磁極と機械的強度が大である
軸が接合されているので、高速回転に耐え得る強度を有
し、且つ良好な磁気特性を有する。
スペーサとクローポール形磁極と機械的強度が大である
軸が接合されているので、高速回転に耐え得る強度を有
し、且つ良好な磁気特性を有する。
【０００８】また、この発明の製造方法では、スペーサ
とクロ−ポール形磁極と機械的強度が大である軸を熱間
等方加圧処理により接合する工程を有するので、磁極と
軸をそれぞれの用途に最適な異なる材料を用いて形成す
ることができ、超高速回転に耐え得る機械的強度を有
し、磁気特性が良好な超高速回転電機の回転子を製造で
きる。
とクロ−ポール形磁極と機械的強度が大である軸を熱間
等方加圧処理により接合する工程を有するので、磁極と
軸をそれぞれの用途に最適な異なる材料を用いて形成す
ることができ、超高速回転に耐え得る機械的強度を有
し、磁気特性が良好な超高速回転電機の回転子を製造で
きる。
【０００９】
実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す超高速回
転子のＨＩＰ処理前の断面図、図２はこの発明の超高速
回転子の完成品の断面図、図３はこの発明の超高速回転
子の完成品の平面図である。図１において、１、２は互
いに対向する磁極、３は磁極１、２を磁気的に分離する
非磁性材からなるスペーサ、４は磁極１の中心穴に挿入
され機械的高強度を有する高炭素鋼の軸、５は磁極２の
中心穴に挿入され軸４と同一材料の軸、６は上記磁極
１、２とスペーサ３の外周を囲むカプセルである。図１
の矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ部は、本超高速回転子全体を高真
空状態の中にて電子ビーム溶接を行う箇所であり、磁極
１、２、スペーサ３、軸４、５、カプセル６の互いの間
を真空に封止する。次に、図１に示す中間工程体に、前
述したＨＩＰ処理を行い、完全に接合させる。ＨＩＰ処
理完了後、図２のように機械加工される。図２、図３に
おいて、１０は前記軸４の先端に加工された、動力伝達
部のスプラインである。
転子のＨＩＰ処理前の断面図、図２はこの発明の超高速
回転子の完成品の断面図、図３はこの発明の超高速回転
子の完成品の平面図である。図１において、１、２は互
いに対向する磁極、３は磁極１、２を磁気的に分離する
非磁性材からなるスペーサ、４は磁極１の中心穴に挿入
され機械的高強度を有する高炭素鋼の軸、５は磁極２の
中心穴に挿入され軸４と同一材料の軸、６は上記磁極
１、２とスペーサ３の外周を囲むカプセルである。図１
の矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ部は、本超高速回転子全体を高真
空状態の中にて電子ビーム溶接を行う箇所であり、磁極
１、２、スペーサ３、軸４、５、カプセル６の互いの間
を真空に封止する。次に、図１に示す中間工程体に、前
述したＨＩＰ処理を行い、完全に接合させる。ＨＩＰ処
理完了後、図２のように機械加工される。図２、図３に
おいて、１０は前記軸４の先端に加工された、動力伝達
部のスプラインである。
【００１０】以上のように構成された回転子は、軸と磁
極を異なる材料から形成し、ＨＩＰ処理により接合する
ことにより、軸には機械的強度が大である高炭素系金
属、磁極には透磁率の良い低炭素金属を使用することが
可能であるため、回転子としての磁気特性と機械的強度
および寿命の向上を図ることができる。
極を異なる材料から形成し、ＨＩＰ処理により接合する
ことにより、軸には機械的強度が大である高炭素系金
属、磁極には透磁率の良い低炭素金属を使用することが
可能であるため、回転子としての磁気特性と機械的強度
および寿命の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スペ
ーサとクローポール形磁極と機械的強度が大である軸を
接合したので、磁気特性が良好で、且つ軸の機械的強度
が大きく、超高速回転に耐えることができる超高速回転
電機の回転子を得ることができる。
ーサとクローポール形磁極と機械的強度が大である軸を
接合したので、磁気特性が良好で、且つ軸の機械的強度
が大きく、超高速回転に耐えることができる超高速回転
電機の回転子を得ることができる。
【００１２】また、この発明によれば、より高速回転が
可能で、外部動力や負荷の増大にも耐えることができる
超高速回転電機の回転子が得られる。
可能で、外部動力や負荷の増大にも耐えることができる
超高速回転電機の回転子が得られる。
【図１】 この発明の一実施例を示す超高速回転電機の
回転子のＨＩＰ処理前の断面図である。
回転子のＨＩＰ処理前の断面図である。
【図２】 この発明の一実施例を示す超高速回転電機の
回転子の完成品の断面図である。
回転子の完成品の断面図である。
【図３】 この発明の一実施例を示す超高速回転電機の
回転子の完成品の平面図である。
回転子の完成品の平面図である。
【図４】 従来の回転電機の回転子の構成を示す断面図
である。
である。
【図５】 従来の他の回転電機の回転子の構成を示す断
面図である。
面図である。
１、２ クローポール形磁極、３ スペーサ、４、５
軸、６ カプセル、７ 軸、８、９ 磁極と一体の軸
部、１０ スプライン。
軸、６ カプセル、７ 軸、８、９ 磁極と一体の軸
部、１０ スプライン。
Claims (2)
- 【請求項１】 非磁性金属のスペーサ、 このスペーサを介して互いに対向して配置され、磁気的
に分離されたクローポール形磁極、 このクローポール形磁極の回転中心に、各別に配置され
た回転軸を備え、上記スペーサ、クローポール形磁極お
よび回転軸が一体に接合されていることを特徴とする超
高速回転電機の回転子。 - 【請求項２】 非磁性金属のスペーサを介して互いに対
向して配置されたクローポール形磁極と、このクローポ
ール形磁極の回転中心に、各別に配置された回転軸を、
真空中に配置してそれぞれの隙間を電子ビーム溶接し封
止する工程、 上記スペーサ、クローポール形磁極および回転軸を熱間
等方加圧処理により接合する工程、 所定の形状、寸法に機械加工する工程を含むことを特徴
とする超高速回転電機の回転子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18428894A JPH0847193A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 超高速回転電機の回転子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18428894A JPH0847193A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 超高速回転電機の回転子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847193A true JPH0847193A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16150708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18428894A Pending JPH0847193A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 超高速回転電機の回転子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0847193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0789440A1 (fr) * | 1996-02-08 | 1997-08-13 | Gec Alsthom Moteurs Sa | Procédé de fabrication d'un rotor magnétoélectrique à griffes, rotor fabriqué par un tel procédé |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18428894A patent/JPH0847193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0789440A1 (fr) * | 1996-02-08 | 1997-08-13 | Gec Alsthom Moteurs Sa | Procédé de fabrication d'un rotor magnétoélectrique à griffes, rotor fabriqué par un tel procédé |
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