JPS63161830A

JPS63161830A - 電動機の回転子

Info

Publication number: JPS63161830A
Application number: JP30590586A
Authority: JP
Inventors: Minoru Iwata; 岩田　實; Kozo Matake; 幸三真武
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1988-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電動機の回転子に関し、特に回転千室封液形
の水中電動機等の電動機に好適な回転子に関するもので
ある。

〔従来技術〕

この種の電動機の回転子は、第６図及び第７図に示すよ
うに、回転子コア８２の中央部に形成された主軸貫通穴
に主軸８１を通し、該主軸８１に回転子コア８２を固定
した構造である。

上記主軸８１に回転子コア８２を固定する方法としては
、第６図に示す回転子においては、回転子コア８２の主
軸貫通穴の径を主軸８１の外径より小さく形成し、該回
転子コア８２を加熱（通常４００°Ｃ前後）膨張させる
ことにより主軸貫通穴の径を主軸８１の外径より大きく
し、該主軸貫通穴に主軸８１を挿入し、冷却させて固定
する所謂焼嵌め固定方法である。

また、第７図に示す回転子においては、主軸８１にキー
溝８１ａを形成すると共に第８図に示すように回転子コ
ア８２の主軸貫通穴８２ａにも対応するキー溝８５を形
成し、該主軸８１と回転子コア８２のキー溝にキーを挿
入して回転方向の移動を止め、回転子コア８２の側面に
当接するようにリング８３を主軸８１に挿入し該リング
８３の端面と主軸８１とを溶接により溶接部８４を形成
して軸方向の移動を止めて主軸８１と回転子コア８２と
を固定している。なお、リング８３の端面と主軸８１と
を溶接する方法には、溶接部８４を主軸８１の周囲に形
成する周溶接或いは溶接部８４を主軸周囲の複数点に形
成する点溶接がある。

また、上記リング８３を主軸８１に固定する固定方法に
は、リング８３及び主軸８１にネジ溝を形成し、リング
８３をネジ止めする方法もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記第６図に示す構造の回転子においては
、主軸８１が第９図（ａ）に示すように湾曲する（第９
図（ａ）は主軸８１の湾曲を誇張して示す）場合があり
、該主軸８１の湾曲により電動機が運転時に振動したり
、騒音を出したり、極端な場合は回転子コア８２が固定
コアに接触して損傷、運転不能等に陥る等の欠点がある
。

即ち、第６図に示す構造の回転子においては、主軸８１
の珪素鋼板積層部の積層精度、電動機回転時の主軸８１
の熱伸、珪素鋼板をプレス打ち抜き加工で形成する際主
軸貫通穴の内周側にプレス打ち抜きのかえりによる凹凸
（第９図（ｂ）参照）、珪素鋼板の１枚１枚の板厚のバ
ラツキによるもの等により、主軸８１に回転子コア８２
のか主軸貫通穴面が不均一に抱き付き、第９図（ａ）に
示すように湾曲する。特に細径の長大な回転子（例えば
回転子外径の１０〜２０倍の長さの珪素鋼板積層部を有
する回転子）の場合は、湾曲も激しくそして複雑な曲が
り方をする。なお、第９図（ｂ）は同図（ａ）のＢ部分
の拡大図である。

また、第８図に示す回転子コア８２に主軸８１を貫通さ
せリング８３を主軸８１に溶接して固定する第７図の回
転子構造では、溶接による入熱で主軸８１の材質が変化
しそれにより強度が低下するから、強度を保つため主軸
８１の直径を適性強度より大幅に太くする必要があり、
コストが高くなるという欠点がある。

また、局部的入熱により主軸が曲がり易いという欠点も
ある。リング８３と主軸８１にネジ溝を形成し、リング
８３をネジ締め固定する方法もあるが、ネジ加工ではコ
ストが大幅に上がると共に、ネジ加工そのものが特殊で
難しいという欠点もある。

木央萌は上述の点に鑑みてなされたもので、主軸を回転
子コアの主軸貫通穴に貫通して固定しても主軸が湾曲等
変形されることがなく、且つ主軸と回転子コアとの回転
方向及び軸方向の固定が容易にできる電動機の回転子を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、鋼板の積層部を有
する回転子コアの中心部に主軸が貫通し且つ該主軸に回
転子コアが固定された構造の電動機の回転子において、
主軸の回転子コアが位置する部分に主軸長手方向に長溝
を形成すると共に、回転子コアの主軸が貫通する主軸貫
通穴の内側に該回転子コアの鋼板積層部の鋼板をプレス
加工で打ち抜く際形成した主軸貫通穴の内側凸部を積層
してなる長溝に嵌合する形状寸法の凸部を形成し、該凸
部を主軸の長溝に嵌合するように主軸を回転子コアに通
し、該回転子コア両側の主軸にバランスリングを焼嵌め
して回転子コアを主軸に固定した。

また、上記主軸と回転子コアの固定に加え主軸と回転子
コアとの間を樹脂材からなる接着材で接着した。

〔作用〕

電動機の回転子を上記の如く構成することにより、回転
子コアと主軸との回転方向の移動は、主軸に形成された
長溝と回転子コアの主軸貫通穴の内径側に形成された凸
部の嵌合により止め、軸方向の移動は回転子コア両側の
主軸に焼嵌めしたバランスリングで止めて回転子コアを
主軸に固定するので、主軸への入熱は熱容量の小きいバ
ランスリングの焼嵌めによるものだけであるから、回転
子コアの主軸への不均一な抱き付きや局部的入熱等がな
く、主軸の湾曲等の変形が殆どなくなる。

また、回転子コアを主軸に固定するのに、主軸の長溝と
回転子コアの主軸貫通穴の凸部との嵌合と回転子コア両
側の主軸に焼嵌めしたバランスリングで行なうので、回
転子コアと主軸の固定が極めて簡単且つ容易になる。

また、上記回転子コアと主軸の固定に加え、回転子コア
と主軸の当接部を樹脂材からなる接着剤で接着するとそ
の固定強度が更に強固になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る電動機の回転子の構造を示す断面
図であり、第２図（ａ）は主軸の全体構造を示す図、第
２図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線上断面矢視図、第３
図（ａ）はバランスリングの形状を示す側面図、第３図
（ｂ）はその断面図、第４図（ａ）は回転子コアの構造
を示す断面図、第４図（ｂ）はその側面図、第４図（Ｃ
）は珪素鋼板の形状を示す平面図である。

第１図に示すように回転子は、回転子コア１と主軸２と
、バランスリング３とから構成されている。

主軸２は第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように回転子コ
ア１が装着される回転子コア装着部２１の外径が若干大
きくなっており、該回転子コア装着部２１の外正面に軸
方向に長溝２２が形成された構造である。

回転子コア１は第４図（ａ）乃至（ｃ）に示すように、
珪素鋼板を積層してなる鋼板積層部１２とエンドリング
１３等から構成されている。鋼板積層部１２は第４図（
Ｃ）に示すように、プレス加工で打ち抜いた珪素鋼板１
１を積層してなり、珪素鋼板１１の中央部分には主軸２
の回転子コア装着部２１の外径寸法と略同−の径の穴１
１ａが形成され、該穴１１ａの内側には凸部１１ｂが形
成されている。

上記珪素鋼板１１を積層してなる鋼板積層部１２は、珪
素鋼板１１の中央部に形成された穴１１ａにより、主軸
２が貫通する主軸貫通穴１４が形成されると共に、内径
側に形成された凸部ｆｌｂにより、主軸貫通穴１４の内
側に凸部１５が形成される。また、珪素鋼板１１にはそ
の穴１１ａの外周部に所定の間隔で２次導体を挿入する
穴１１Ｃが形成されており、該珪素鋼板１１を積層して
なる鋼板積層部１２に該ｌｉｅによる２次導体挿入用穴
が主軸貫通穴１４の外周部に所定の間隔で複数個形成き
れることになる。該２次導体挿入用穴に２次導体となる
銅製バー（図示せず）を挿入し、該銅製バーの両端にエ
ンドリング１３を溶接して回転子コアは完成する。

なお、前記２次導体及びエンドリング１３をアルミニュ
ウムダイカストで一体的に形成してもよい。

バランスリング３は第３図（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に中央部に主軸２の回転子コア装着部２１の外径より若
干小さい直径の穴３２が形成されたステンレス或いは鉄
等の金属製リング３１である。

回転子を組み立てるには、まず回転子コア１の主軸貫通
穴１４に主軸２を主軸貫通穴１４の凸部１５が主軸２の
長溝２２に嵌合するように挿入する。次にバランスリン
グ３を高温に加熱（約２００°Ｃ）し、穴３２の直径を
大きくし、主軸２の両端から挿入し、回転子コア１両端
に当接させる。

これによりバランスリング３が冷却するとその穴３２の
直径は小さくなり、バランスリング３は主軸２の回転子
コア装着部２１に強固に抱き付き固定される。これによ
り、第１図に示す構造の回転子が完成する。

電動機の回転子を上記の如く構成することにより、回転
子コア１と主軸２の回転方向の固定は、主軸２の回転子
コア装着部２１に形成された長溝２２と回転子コア１の
主軸貫通穴１４内径側に形成された凸部１５．との嵌合
により行なわれ、軸方向の固定は回転子コア１の両端部
に焼嵌めされたバランスリング３により行なわれる。

また、電動機の回転子を上記の如く構成することにより
、その組立てに際し、回転子コア１と主軸２の装着には
全く熱を必要とすることがないから、従来のように回転
子コア１を焼嵌めにより主軸２に装着させるのと異なり
、入熱による影響、鋼板積層部１２の珪素鋼板１１のか
えりによる主軸２への不均一な抱き付き力がなくなり主
軸の湾曲がなくなる。また、バランスリング３は焼嵌め
するがバランスリング３の熱容量は回転子コア１に比べ
て極めて小さいからそれによる入熱は主軸２の湾曲等の
原因に殆どならない。

なお、上記実施例では、回転子コア１と主軸２の固定を
、主軸２の回転子コア装着部２１に形成きれた長溝２２
と回転子コア１の主軸貫通穴１４に形成された凸部１５
との嵌合及び回転子コア１の両端のバランスリング３の
焼嵌めにより行なうが、回転子コア１と主軸２の当接部
を樹脂剤からなる接着剤で接着すると回転子コア１と主
軸２との固定強度が更に強固になる。

次に上記構造の回転子を具備する電動機の一例を第５図
を用いて説明する。同図はポンプ駆動用の水中電動機で
ある。同図において、第１図乃至第４図と同一符号を付
した部分は同−又は相当部分を示す。

水中電動機は、フレーム４１内に珪素鋼板を積層してな
る固定子コア４２が配設され、該固定子コア４２には固
定子コイル４３が装着されると共にその中央部には上記
構造の回転子４０が貫通配設きれている。主軸２の両端
部は下部ブラケット４４に固定されたラジアル軸受メタ
ル４５及び上部ブラケット４６に固定されたラジアル軸
受メタル４７により回転自在に支持されている。下部ブ
ラケット４４及び上部ブラケット４６は止め金具４８及
び４９でフレーム４１内に固定されている。フレーム４
１の上端には端カバー５０が設けられ、該端カバー５０
はボルト５１により前記上部ブラケット４６に螺合され
フレーム４１の上端に固定されている。

前記端カバー５０と上部ブラケット４６との間は所定の
間隔があり、これら上部ブラケット４６とフレーム４１
と端カバー５０で囲まれた部屋５２を形成している。該
部屋５２内にはメカニカルシール５３、オイルシール５
４が配設されている。シールケース５５の上部にはサン
ドスリンガ−５６が配設されている。

主軸２の下部には、該主軸２の下端に固定されたスラス
トディスク５７、該スラストディスク５７の下面に摺接
するスラストパット５８及びスラストバット支持台５９
等から構成されるスラスト支持機構６０が配設されてい
る。

なお、６２はスラストケーシング６１の下部中央に形成
されたネジ穴に螺合させたアジャストスクリューである
。

また、スラストケーシング６１の下部には、フレーム４
１内の封入液Ｑの液圧を常に略一定に保持する自動液圧
調節装置６３が配設されている。

該自動液圧調節装置６３は、ケーシング６４の内部にダ
イヤフラム６５を収容し、該ダイヤフラム６５の鍔部を
ダイヤフラム押え板６６を介してケーシング６４下端に
固定した構造である。

なお、６７はアジャストスクリュー６２の下端に固定さ
れたダイヤフラム保護板である。

上記構造の水中電動機の上部には、ポンプ（図示せず）
が配設され、主軸２の上端はポンプ主軸の下端と図示し
ないカップリング等の連結手段で連結されており、水中
電動機を起動することにより、主軸２の回転力は該連結
手段を介してポンプ主軸に伝達され、揚液が上部へと押
し揚げられる。

上記構造の水中電動機においては、回転子コア１の直径
は細くその長手寸法は長く（例えば鋼板積層部１２の長
さが回転子コア１の外径の１０〜２０倍にもなる）なる
から、主軸２が湾曲すると運転中の振動及び騒音の原因
になったり極端な場合は回転子コア１が固定子コア４２
に接触し、損傷したり運転不能になったりするおそれが
ある。

しかしながら、本発明に係る上記構造の回転子を使用す
ると、上記のように主軸２が湾曲したり変形したりする
ことがないから、優れた性能の水中電動機となる。しか
も回転子コア１を主軸２に固定する構造が極めて簡単で
、組立て作業も容易であるから、上記構造の水中電動機
を安価に提供できる。

なお、上記例では本発明に係る回転子を水中電動機に使
用した例を示したが、本発明に係る回転子は水中電動機
以外の電動機にも使用できることは当然である。

〔発凹の効果〕以上説明したように本発明によれば下記の優れた効果が
得られる。

０回転子コアと主軸との回転方向の固定は、主軸に形成
された長溝と回転子コアの主軸貫通穴の内径側に形成さ
れた凸部の嵌合により行ない、軸方向の移動は回転子コ
ア両側の主軸に焼嵌めしたバランスリングで止めるので
、主軸への入熱は熱容量の小さいバランスリングの焼嵌
めによるものだけであるから、回転子コアを主軸に焼嵌
めする従来の場合と異なり、回転子コアの主軸への不均
一な抱き付き及び局部的入熱による主軸材質の変質等が
なくなり、主軸の湾曲等の変形が殆どなくなる。

■主軸の長溝と回転子コアの主軸貫通穴の凸部の嵌合と
回転子コア両側の主軸にバランスリングを焼嵌めするだ
けで回転子コアを主軸に完全に固定できるので、回転子
コアと主軸の固定構造が極めて簡単となり、且つ容易に
なし得るから回転子を安価に提供できる。

■上記回転子コアと主軸の固定に加え、回転子コアと主
軸の当接部を樹脂材からなる接着剤で接着するから・、
その固定強度が更に強固になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動機の回転子の構造を示す断面
図、第２図（ａ）は主軸の全体構造を示す図、第２図（
ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａｎ上断面矢視図、第３図（ａ
）はバランスリングの形状を示す側面図、第３図（ｂ）
はその断面図、第４図（ａ）は回転子コアの構造を示す
断面図、第４図（ｂ）はその側面図、第４図（ｃ）は珪
素鋼板の形状を示す平面図、第５図は本発明に係る回転
子を用いたポンプ駆動用水中電動機の構造を示す断面図
、第６図及び第７図はいずれも従来の電動機の回転子の
構造を示す断面図、第８図はその回転子コアの構造を示
す断面図、第９図（ａ）は主軸の湾曲を誇張して示した
図、第９図（ｂ）は同図（ａ）のＢ部分の拡大図である
。図中、１・・・・回転子コア、２・・・・主軸、３・・
・・バランスリング、１１・・・・珪素鋼板、１２・・
・・鋼板積層部、１３・・・・エンドリング、２１・・
・・回転子コア装着部、２２・・・・長溝。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼板積層部を有する回転子コアの中心部に主軸が
貫通し且つ該主軸に回転子コアが固定された構造の電動
機の回転子において、前記主軸の前記回転子コアが位置
する部分に長手方向に長溝を形成すると共に、前記回転
子コアの主軸貫通穴の内側に鋼板積層部の鋼板をプレス
加工で打ち抜く際該鋼板の主軸貫通穴の内側に形成した
凸部の積層からなる前記長溝に嵌合する形状寸法の凸部
を形成し、該凸部が前記長溝に嵌合するように主軸を回
転子コアに通すと共に、バランスリングを該回転子コア
両側面に当接させて主軸に焼嵌めしたことを特徴とする
電動機の回転子。
（２）前記主軸と回転子コアとの間を樹脂材からなる接
着材で接着したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の電動機の回転子。