JPH11215750A

JPH11215750A - 電動機回転子

Info

Publication number: JPH11215750A
Application number: JP1107498A
Authority: JP
Inventors: Norisada Nishiyama; 典禎西山; Shinichirou Kawano; 慎一朗川野; Hiroyuki Kiriyama; 博之桐山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気絶縁された磁性薄板である電磁鋼板を軸
方向に積層した電動機の回転子、特にシンクロナスリラ
クタンスモータの回転子において、溶接による鉄損増加
やかしめ不良によるコアのはがれをおこすことなく、信
頼性の高い回転子を容易に得ることを目的とする。ま
た、ばねにフィンを設けることによりモータ内部に循環
流を起こし、モータ内部の発熱を強制空冷することによ
り、定格出力の向上、寿命の向上を達成することを目的
とする。【解決手段】外形が円形の磁性薄板を軸方向に複数積
層した中心に回転軸を持つロータコア２と、内外形が円
形の円盤形状で、外径部は平面、内径部は軸方向に凸な
皿状としてバネ性を持たせ、ロータコア端面に面接触し
予圧を与える皿バネ３ａ，３ｂとからなる電動機回転子
であり、ロータコアの組立が簡易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の回転子、
特にシンクロナスリラクタンスモータの回転子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来電動機に用いる磁性材料は、一般的
に渦電流損やヒステリシス損いわゆる鉄損の低減のた
め、磁気絶縁された磁性薄板である電磁鋼板からなるコ
アシートを軸方向に積層したコアにより構成している。
そして、積層したコアはカシメや、ネジ締結、溶接、接
着等により一体化される。

【０００３】回転子においてロータコアは、前記手段、
あるいは、両端に剛性の高い端板を配することによる一
体化した構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、カシメの場合
はコアシートの板厚が薄いとカシメ強度が不十分なため
組立時にコアシートがはがれたり、モータ運転時の振動
や繰り返し応力による疲労破壊の原因となることがあ
る。また溶接の場合はその部分で磁気絶縁が破壊するた
め鉄損が大きくなりモータ効率が悪化する。特にロータ
コアの外径部を溶接すると渦電流損が増加するのでモー
タ効率の面から好ましくない。

【０００５】また、回転子の構造によっては、カシメ、
ネジ締結、溶接等に必要な寸法が十分確保することがで
きない場合がある。その一例を図５に示したシンクロナ
スリラクタンスモータで説明する。

【０００６】また別の課題として、電動機を連続運転し
た場合や過負荷運転時における電動機の発熱が大きい
と、寿命低下や連続運転の時間や出力が制限され電動機
の特性を十分発揮できない。そこで、効率良く冷却する
ことにより、定格出力の向上、寿命の向上、効率の向上
が達成できる。この一手段として、回転子に羽根を付け
ることによりモータ内部に循環流を起こし、モータ内部
の発熱、特に発熱源である巻線を強制空冷することがあ
る。しかしながら、羽根を構成する別部品を設けなけれ
ばならないため、部品点数、組立工数が増えるという課
題を有する。

【０００７】本発明は、ロータコアの一体化の簡素化、
電動機の発熱の低減に効果のある回転子の羽根を簡素化
することにより信頼性の高い電動機の回転子を得ること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、外形が円形の磁性薄板を軸方向に複数積層
した中心に回転軸を持つロータコアと、内外形が円形の
円盤形状で、外径部は平面、内径部は軸方向に凸な皿状
としてバネ性を持たせ、ロータコア端面に面接触し予圧
を与える皿バネとからなる電動機回転子であり、溶接や
かしめに必要な寸法が十分確保することができない回転
子においても、少ない部品点数による簡易な構成で回転
子の一体化を実現し、また、電動機の発熱の低減に効果
のある回転子の羽根を別部品で設けることなく羽根の効
果を付帯することができ特性の優れた信頼性の高い電動
機の回転子が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本願発明は、外形が円形の磁性薄
板を軸方向に複数積層した中心に回転軸を持つロータコ
アと、内外形が円形の円盤形状で、外径部は平面、内径
部は軸方向に凸な皿状としてバネ性を持たせ、ロータコ
ア端面に面接触し予圧を与える皿バネとからなる電動機
回転子であり、複数積層の磁性薄板を皿バネにより固定
することができ、少ない部品点数による簡易な構成で、
ロータコアの一体化を実現し、運転時の振動や繰り返し
応力による疲労破壊を防止し、信頼性が高く、溶接箇所
が無いため鉄損の増加が無く高効率である。カシメ、ネ
ジ締結、溶接等に必要な寸法が十分確保することが困難
な、ロータコアに複数の溝を設けた電動機回転子に用い
るとよい。

【００１０】更に、内径部に周方向にコの字状の切り欠
きを複数設け、この切り欠き部を曲げた皿バネを有する
電動機回転子を用いることにより、電動機の発熱の低減
に効果のある回転子の羽根を簡素化することにより信頼
性が高くなる。

【００１１】また、内径部を円筒形状としたばねを軸に
圧入固定してもよい。また、複数の溝を有した複数のロ
ータコアシートを、軸方向に一定の角度旋回させて積層
したロータコアと、該溝のねじれ角度と同一方向に羽根
を曲げたばねを用いてもよい。

【００１２】

【実施例】（実施例１）図１は外内形が円形で複数の溝
を有した磁性薄板からなるシンクロナスリラクタンスモ
ータのロータであり、１は軸、２は外内形が円形の磁性
薄板からなるロータコアシート２ａからなるロータコ
ア、３ａ，３ｂはばね、４はＣ型止め輪を示す。ロータ
コア２はロータコアシート２ａを軸方向に複数積層し、
磁気的な突極比を出すために複数の溝（空隙）、つまり
マルチフラクッスバリアを備えている。本実施例では、
板厚０．３５mmの電磁鋼板を複数軸方向に積層し、軸に
圧入固定している。３ａ，３ｂのばねは、内外形が円形
の円盤形状で、外径部は平面、内径部は軸方向に凸な皿
状としてバネ性を持たせていて、ロータコアの両端から
予圧を与えている。ばね３ａは軸１の段で固定され、ば
ね３ｂはＣ型止め輪４で軸方向の固定をしているので、
ロータコアシートが密着し一体化することで電動機回転
子を構成することができる。

【００１３】図５は、外内形が円形で複数の溝を有した
磁性薄板からなるシンクロナスリラクタンスモータのロ
ータコア３２ａを示す。シンクロナスリラクタンスモー
タは、ロータに磁気的な突極性を持たせたことを特徴と
する。すなわち、磁束の流れやすい方向のインダクタン
スとそれに直行した方向のインダクタンスとの差を大き
くするために、ロータに複数のスリット３３を設け、マ
ルチフラクッスバリアを構成している。

【００１４】このような構成はロータのコアシート２の
固定を軸１による圧入及び、ばね３ａ，３ｂによりなさ
れている。よって、ロータコアシートの固定をネジ締
結、溶接等により行う必要がないので複数のマルチフラ
クッスバリアを設けることが容易であり、突極比を大き
くして高効率のシンクロナスリラクタンスモータを提供
することができる。更に、ロータコアシートの固定は、
内径軸側を軸に圧入し、ロータコア外側はばね３ａ，３
ｂによる予圧で行っているので、ロータコアシートが確
実に密着したロータコアを提供することができる。

【００１５】また、このような構成によればロータコア
シート２の固定にばね３ａ，３ｂを利用しているので、
端板により一体固定するよりも、少ない鉄量で且つ強力
に押さえることができる。

【００１６】なお、このような電動機を工作機械、コン
ベヤ、冷凍機、エアコン、コンプレッサ、ポンプ、荷役
運搬機械、紡績機械に用いるとよい。

【００１７】（実施例２）図２は、１は軸、２はロータ
コア、２ａはロータコアシート、４はＣ型止め輪を示
す。以上は、実施例１と同様の構成である。実施例１と
異なるのは、ばね１０ａ，１０ｂを用いた点である。図
２にばね１０を示す。ばね１０は、実施例１のばね３の
さら状の内径部１３に周方向にコの字状の切り欠き１１
を複数設け、この切り欠き部を曲げて羽根１２としたも
のである。実施例１と同様に、ばね１０ａは軸１の段で
固定され、ばね１０ｂはＣ型止め輪４で軸方向の固定を
し、ばね１０は、ロータコア２の両端から予圧を与えて
いる。ばね１０ａは軸１の段で固定され、ばね１０ｂは
Ｃ型止め輪４で軸方向の固定をされているので、ロータ
コアシートが密着し一体化することで電動機回転子を構
成したものである。

【００１８】ばね１０のさら状の内径部１３に構成され
た羽根１２は、ロータの回転時に、モータ内部に循環流
を起こし、モータ内部の発熱、特に発熱源である巻線を
強制空冷する作用も有る。

【００１９】また、図６に示す電動機の回転子は、３１
は軸、３２は図５に示したロータコアシート３２ａを軸
方向に一定の角度旋回させて積層したロータコア、ばね
１０は、実施例１のばね３の内径部１３に周方向にコの
字状の切り欠き１１を複数設け、この切り欠き部を曲げ
て羽根１２としたものである。この羽根のねじれ角度を
該ロータコアの溝のねじれ角度と同一方向として構成す
ることで、ロータ回転時にロータ内部にも循環流を起こ
しやすい構造としたものである。破線は、ロータコアが
軸方向に一定の角度旋回させて積層していることを示し
ている。

【００２０】（実施例３）図４は、２はロータコア、２
ａはロータコアシートを示す。以上は、実施例１と同様
の構成である。実施例１と異なるのは、ばね２２の内径
部を円筒形状２３とし、軸２１に圧入固定している点で
ある。実施例１と同様にロータコアシートが密着し一体
化することで電動機回転子を構成したものである。

【００２１】

【発明の効果】本願請求項１、５、７〜１３に記載の発
明は、ロータコアの両端をばねが予圧を与えることによ
りロータコアシート各々が密着し一体化がはかれるの
で、かしめ、ネジ締結等の手段によらず容易に一体化が
できる。

【００２２】更に、請求項２、３記載の発明は、溶接や
かしめに必要な寸法が十分確保することができないシン
クロナスリラクタンスモータの回転子に特に有効で、部
品点数、工数の削減による信頼性の高い優れた電動機回
転子を実現できる。さらに、ロータコアの外径部を溶接
することによる渦電流損の増加がなく、高効率な電動機
の回転子を実現できる。

【００２３】更に請求項４、６に記載の発明は、電動機
の発熱の低減に効果のある回転子の羽根をばねと一体で
構成し簡素化することにより、部品点数、組立工数の削
減による信頼性の高い高効率な電動機の回転子を得るこ
とができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の回転子の断面図

【図２】実施例２の回転子の断面図

【図３】（ａ）実施例１のばねを示す断面図（ｂ）同ばねを示す正面図

【図４】実施例３の回転子を示す断面図

【図５】シンクロナスモータのコア正面図

【図６】実施例２のスキューをかけた回転子の断面図

【符号の説明】

１軸２ロータコア３ばね４止め輪１０ばね１１コの字状の切り欠き

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外形が円形の磁性薄板を軸方向に複数積層
した中心に回転軸を持つロータコアと、内外形が円形の
円盤形状で、外径部は平面、内径部は軸方向に凸な皿状
としてバネ性を持たせ、ロータコア端面に面接触し予圧
を与える皿バネとからなる電動機回転子。
【請求項２】ロータコアに複数の溝を設けた請求項１記
載の電動機回転子。
【請求項３】請求項２記載の電動機回転子を有するシン
クロナスモータ。
【請求項４】内径部に周方向にコの字状の切り欠きを複
数設け、この切り欠き部を曲げた皿バネを有する請求項
１記載の電動機回転子。
【請求項５】内径部を円筒形状としたばねを軸に圧入固
定したことを特徴とする請求項１記載の電動機回転子。
【請求項６】複数の溝を有した複数のロータコアシート
を、軸方向に一定の角度旋回させて積層したロータコア
と、該溝のねじれ角度と同一方向に羽根を曲げたばねを
有する請求項１記載の電動機回転子。
【請求項７】請求項１記載の電動機回転子を有する電動
機。
【請求項８】請求項７記載の電動機を駆動源とする工作
機械。
【請求項９】請求項７記載の電動機を駆動源とするコン
ベヤ。
【請求項１０】請求項７記載の電動機を駆動源とするコ
ンプレッサ。
【請求項１１】請求項７記載の電動機を駆動源とする荷
役運搬機械。
【請求項１２】請求項７記載の電動機を駆動源とする紡
績機械。
【請求項１３】請求項７記載の電動機を駆動源とする電
気自動車。