JP2009072035A - 回転電機の回転子コア - Google Patents
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Abstract
【課題】ボルトの振動を抑制するとともに、慣性モーメントを低減する。
【解決手段】電磁鋼板11には、周方向にわたり交互に小径の孔と大径の孔が形成されている。電磁鋼板11を積層した電磁鋼板積層体12は、3つのブロック12A,12B12Cがあり、ブロックの周方向位置を調整することにより、中央部分の径が小さく両端の径が大きい貫通孔14aが形成され、この貫通孔14aにボルト17が挿通される。ボルト17は、中央部分でブロック12Bにより支持されるため、振動が発生してもその振幅を抑制することができる。また、貫通孔14aや貫通孔14bが形成されるため、回転子コア10は、重量が削減されて慣性モーメントが低減する。
【選択図】図2
【解決手段】電磁鋼板11には、周方向にわたり交互に小径の孔と大径の孔が形成されている。電磁鋼板11を積層した電磁鋼板積層体12は、3つのブロック12A,12B12Cがあり、ブロックの周方向位置を調整することにより、中央部分の径が小さく両端の径が大きい貫通孔14aが形成され、この貫通孔14aにボルト17が挿通される。ボルト17は、中央部分でブロック12Bにより支持されるため、振動が発生してもその振幅を抑制することができる。また、貫通孔14aや貫通孔14bが形成されるため、回転子コア10は、重量が削減されて慣性モーメントが低減する。
【選択図】図2
Description
本発明は、回転電機の回転子コアに関し、電磁鋼板を積層して製作される回転子コアにおいて、締結・一体化のために電磁鋼板を貫通している棒状部材の振動を抑制することができるようにしたものである。
回転電機、例えば永久磁石式同期回転電機においては、回転子コアは、電磁鋼板を多数積層し、これら多数の電磁鋼板を締結・一体化して製作される。
このような、電磁鋼板を積層して回転子コアを形成する場合には、コアを固める、つまり、積層した多数の電磁鋼板を締結・一体化するためには、従来では次のような手法が採用されていた。
このような、電磁鋼板を積層して回転子コアを形成する場合には、コアを固める、つまり、積層した多数の電磁鋼板を締結・一体化するためには、従来では次のような手法が採用されていた。
(1)図6に示すように、抜き型して円板状に形成した電磁鋼板1に、順送カシメ型2を採用して、V字型のカシメ2により一体化する。
なお、図6(a)は、このようにして形成した回転子コアを示す斜視図、図6(b)は図6(a)の順送カシメ型2の部分を抽出して示す平面図、図6(c)は順送カシメ型2の部分の断面図である。
なお、図6(a)は、このようにして形成した回転子コアを示す斜視図、図6(b)は図6(a)の順送カシメ型2の部分を抽出して示す平面図、図6(c)は順送カシメ型2の部分の断面図である。
(2)図7に示すように、電磁鋼板2を積層してなる回転子コア3の両端に、締め板4を配置する。そして、回転子コア3の軸方向に貫通する貫通孔5を、回転子コア3及び締め板4に形成し、ピン6を貫通孔5に貫通・挿入する。このピン6の先端を、溶接7したりカシメたりして、電磁鋼板1を締結・一体化する。
なお図7において、一点鎖線は回転電機のシャフトの軸芯を示すものであり、以降、他の図でも同様の描写表示をする。
なお図7において、一点鎖線は回転電機のシャフトの軸芯を示すものであり、以降、他の図でも同様の描写表示をする。
(3)図8に示すように、電磁鋼板2を積層してなる回転子コア3の一端面に、締め板4を配置する。そして、回転子コア3の軸方向に貫通する貫通孔5を、回転子コア3及び締め板4に形成し、ボルト8を貫通孔5に貫通・挿入する。このボルト8の先端に、回転子コア3の他端面に面接触して支持するナット9を螺合し、電磁鋼板1を締結・一体化する。
(4)アルミダイカストにより、積層した電磁鋼板を一体化する。
(5)電磁鋼板の1枚ごとに接着材を塗布し、接着剤が塗布された電磁鋼板を積層していき、所定枚数積層したら、全体を加熱硬化させる。
(6)図9に示すように、一端側(左側)の締め板4、多数の電磁鋼板1及び、他端側(右側)の締め板4を、一枚づつシャフト10に挿入していって順次積層し、回転子コア3全体をボールナット11により固定する。
ボールナット11の代わりに、図10に示すような半割りキー12により、回転子コア3全体を固定してもよい。なお図10(a)は半割りキー12を備えた状態で示す部分の構成図、図10(b)は半割りキー12を示す平面図である。
ボールナット11の代わりに、図10に示すような半割りキー12により、回転子コア3全体を固定してもよい。なお図10(a)は半割りキー12を備えた状態で示す部分の構成図、図10(b)は半割りキー12を示す平面図である。
一方、サーボモータでは、回転子の慣性モーメントを小さくする必要があるため、回転子の内部の無駄な部分(磁気通路等として使用しなくて良い部分)には孔を明けて、慣性モーメントを低減させている。
このため、電磁鋼板を積層して締結・一体化する際には、慣性モーメント低減用に、電磁鋼板に径の大きな孔を明け、その孔にピンやボルトを通すと都合がよい。
このため、電磁鋼板を積層して締結・一体化する際には、慣性モーメント低減用に、電磁鋼板に径の大きな孔を明け、その孔にピンやボルトを通すと都合がよい。
ところで上記の(1)〜(6)の従来技術では、次のような課題があった。
上記(1)の手法(図6参照)では、抜き型が高価であるため、大型機で小ロットな製品には採用できない。
また、積層の圧力は殆どないため、電磁鋼板の間に隙間ができる。このため、永久磁石を回転子コアに挿入して接着するために使用した接着剤などが、電磁鋼板の間に染み込むと、磁石はがれの危険性が高くなる。
また、積層の圧力は殆どないため、電磁鋼板の間に隙間ができる。このため、永久磁石を回転子コアに挿入して接着するために使用した接着剤などが、電磁鋼板の間に染み込むと、磁石はがれの危険性が高くなる。
上記(2),(3)の手法(図7,図8参照)では、電磁鋼板1に形成した貫通孔5と、棒状部材(ピン6やボルト8)との間にクリアランスが必要であるが、このクリアランスが大きい場合には、電磁振動などに共振して疲労破壊を起こすおそれがある。特に、軸方向長さが長い高速回転用の回転子コアでは、電機子コアの軸方向長さ及び棒状部材の長さが長く、共振現象が生じやすいので問題となる。
一方、慣性モーメントの低減を図るためには、貫通孔5の径を大きくしたい要請があるが、このような要請を満たそうとすると、電磁振動による疲労破壊の恐れが高くなり、このような相反する要請を同時に満たすことが困難であった。
一方、慣性モーメントの低減を図るためには、貫通孔5の径を大きくしたい要請があるが、このような要請を満たそうとすると、電磁振動による疲労破壊の恐れが高くなり、このような相反する要請を同時に満たすことが困難であった。
上記(4)の手法では、アルミダイカストがダンパーの役割をするため制御上安定化には貢献するが、ダイカストの型や設備などが非常に高価であるため、大型機で小ロットな製品には採用できない。
上記(5)の手法(図9参照)については、コート剤塗布鉄板(接着剤を塗布した電磁鋼板)は市場に存在するが、大きさ,ロット,納期等の制約が多く、一般的には採用することができない。
サーボモータは、加減速や正反転を急激に行なうため、回転子コアとシャフトとの間にガタがあると致命的であるため、通常は、回転子コアをシャフトに焼き嵌めしている。
一方、上記(6),(7)の場合(図9,図10参照)のように、直積みの場合には、回転子コア3とシャフト10との間に隙間がないと積むことができず、このようにして製造した回転子コアはサーボモータとして使用することができない。
一方、上記(6),(7)の場合(図9,図10参照)のように、直積みの場合には、回転子コア3とシャフト10との間に隙間がないと積むことができず、このようにして製造した回転子コアはサーボモータとして使用することができない。
本発明は、上記従来技術に鑑み、慣性モーメントを低減するためにコアに形成する貫通孔としてなるべく大径のものを採用することができると共に、貫通孔に貫通する棒状部材(ピンやボルト)の振動を防ぐことができる、回転電機の回転子コアを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面により支持されていることを特徴とする。
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面により支持されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面に接触することにより支持されていることを特徴とする。
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面に接触することにより支持されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、バネ部材を介して前記貫通孔の内周面に支持されていることを特徴とする。
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、バネ部材を介して前記貫通孔の内周面に支持されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材が緊密に挿通することができる径となっている小径孔と、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっている大径孔とが、周方向に沿い交互に形成されたものであり、
前記電磁鋼板積層体は、軸方向に沿い複数のブロックに分かれており、同一ブック内では隣接する電磁鋼板積層体は小径孔同士、及び、大径孔同士の位置が一致するように周方向位置を合わせて積層されており、
少なくとも1つのブロックと、当該ブロックに隣接する他のブロックとの間では、当該ブロックの小径孔と他のブロックの大径孔の位置が一致し、当該ブロックの大径孔と他のブロックの小径孔の位置が一致するように、周方向位置を合わせて積層されており、
前記棒状部材は、前記貫通孔のうち両端が大径孔となっている貫通孔に挿入されていることを特徴とする。
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材が緊密に挿通することができる径となっている小径孔と、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっている大径孔とが、周方向に沿い交互に形成されたものであり、
前記電磁鋼板積層体は、軸方向に沿い複数のブロックに分かれており、同一ブック内では隣接する電磁鋼板積層体は小径孔同士、及び、大径孔同士の位置が一致するように周方向位置を合わせて積層されており、
少なくとも1つのブロックと、当該ブロックに隣接する他のブロックとの間では、当該ブロックの小径孔と他のブロックの大径孔の位置が一致し、当該ブロックの大径孔と他のブロックの小径孔の位置が一致するように、周方向位置を合わせて積層されており、
前記棒状部材は、前記貫通孔のうち両端が大径孔となっている貫通孔に挿入されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっており、
前記貫通孔と、この貫通孔に挿入された前記棒状部材との間には、内周側が前記棒状部材に支持され、外周側が前記貫通孔の内周面に対して外周側に向かって付勢された状態で接触する螺旋状のバネが介装されていることを特徴とする。
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっており、
前記貫通孔と、この貫通孔に挿入された前記棒状部材との間には、内周側が前記棒状部材に支持され、外周側が前記貫通孔の内周面に対して外周側に向かって付勢された状態で接触する螺旋状のバネが介装されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、前記棒状部材はボルトまたはピンであることを特徴とする。
本発明によれば、棒状部材は、貫通孔の小径部分の内周面に緊密に接触して支持されたり、バネを介して貫通孔の内周面に支持されたりするため、電磁振動等により棒状部材が振動してもその振動を抑制することができる。
この結果、振動に起因する棒状部材の疲労破壊を防止することができる。
この結果、振動に起因する棒状部材の疲労破壊を防止することができる。
また、貫通孔を形成し、しかも、貫通孔の径は、軸方向の一部を除き、または軸方向の全部において、棒状部材の径よりも大きくしているため、貫通孔の分だけ回転子コアの重量の削減をすることができ、回転子コアの慣性モーメントを小さくすることができる。
このため、加減速や正反転を急激に行なうサーボモータ用の回転子コアとして、最適なものとなる。
このため、加減速や正反転を急激に行なうサーボモータ用の回転子コアとして、最適なものとなる。
以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の実施例1に係る、回転電機の回転子コア10を示す端面図であり、図2は図1のII−II断面図である。なお、図1においては、ボルト17や、一端面側の締め板15を省略して描くと共に永久磁石Mが挿入・配置された状態で示している。
この回転子コア10は、永久磁石式同期回転電機であるサーボモータに使用するものであり、半径方向長さに対して、軸方向長さがかなり長くなっている。例えば、半径方向長さを「1」とすると、軸方向長さは「4」〜「9」程度となっている。
この回転子コア10では、抜き型して円板状となっている電磁鋼板11が多数枚積層されて、電磁鋼板積層体12が形成されている。
各電磁鋼板11には、それぞれ、複数(本例では4個)の小径孔13Sと、複数(本例では4個)の大径孔13Lとが、周方向に沿い交互に且つ等間隔に形成されている。
各電磁鋼板11には、それぞれ、複数(本例では4個)の小径孔13Sと、複数(本例では4個)の大径孔13Lとが、周方向に沿い交互に且つ等間隔に形成されている。
電磁鋼板積層体12は、軸方向に沿い、第1ブロック12Aと、第2ブロック12Bと、第3ブロック12Cとに分かれている。
ブロック12Aでは、当該ブロック12A内において隣接する電磁鋼板11は相互に、小径孔13S同士の位置、および、大径孔13L同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されている。
同様に、ブロック12Bでは、当該ブロック12B内において隣接する電磁鋼板11は相互に、小径孔13S同士の位置、および、大径孔13L同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されており、ブロック12Cでは、当該ブロック12C内において隣接する電磁鋼板11は相互に、小径孔13S同士の位置、および、大径孔13L同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されている。
同様に、ブロック12Bでは、当該ブロック12B内において隣接する電磁鋼板11は相互に、小径孔13S同士の位置、および、大径孔13L同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されており、ブロック12Cでは、当該ブロック12C内において隣接する電磁鋼板11は相互に、小径孔13S同士の位置、および、大径孔13L同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されている。
ブロック12A,12Cと、ブロック12Bとの間では、ブロック12A,12Cの小径孔13Sの位置と、ブロック12Bの大径孔13Lの位置とが一致し、ブロック12A,12Cの大径孔13Lの位置と、ブロック12Bの小径孔13Sの位置とが一致するよう、ブロック12A,12Cとブロック12Bの周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されている。
したがって、ブロック12A,12Cの大径孔13Lと、ブロック12Bの小径孔13Sとが軸方向に沿い繋がって貫通孔14aが形成され、ブロック12A,12Cの小径孔13Sと、ブロック12Bの大径孔13Lとが軸方向に沿い繋がって貫通孔14bが形成される(図2参照)。
このような電磁鋼板積層体12の一端面には締め板15が配置され、電磁鋼板積層体12の他端面には締め板16が配置されている。
締め板15には、孔13S,13Lに対応した位置にボルト挿通孔が形成されており、締め板16には、孔13S,13Lに対応した位置にタップ孔が形成されている。
締め板15には、孔13S,13Lに対応した位置にボルト挿通孔が形成されており、締め板16には、孔13S,13Lに対応した位置にタップ孔が形成されている。
ボルト17は、4つの貫通孔14aにそれぞれ挿入されており、先端部分は締め板16のタップ孔に螺合している。このため、締め板15が電磁鋼板積層体12の一端側に面接触して支持すると共に、締め板16が電磁鋼板積層体12の他端面側に面接触して支持することにより、多数の電磁鋼板11を積層してなる電磁鋼板積層体12が締結されて一体化されている。
この場合、小径孔13Sは、ボルト17のボルト軸が緊密状態で挿通できる程度の径となっており、大径孔13Lの径は、ボルト17のボルト軸の径に比べて大きくなっている。したがって、貫通孔14aに挿通されたボルト17は、軸方向中央のブロック12Bにおいて、小径孔13Sに緊密に挿通されることになる。
この結果、長尺のボルト17は、その中央部分が、ブロック12Bの小径孔13Sの内周面に接触して支持されることとなる。
この結果、長尺のボルト17は、その中央部分が、ブロック12Bの小径孔13Sの内周面に接触して支持されることとなる。
なお、残りの4つの貫通孔4bにはボルトは挿通されておらず、貫通孔4bは完全に中空状態となっている。
本実施例においては、長尺のボルト17は、その中央部分が、ブロック12Bの小径孔13Sの内周面に接触して支持されるため、サーボモータに適用されて回転子コア10が高速で急加減速や急回転方向転換がされたり、電磁振動が発生したりしても、ボルト17に生じる振動を抑制することができ、振動に起因する金属疲労によりボルト17が機械的に弱くなったり切断したりすることはない。
また、貫通孔14a,14bを形成したため、その分だけ回転子コア10を、いわゆる「肉抜き」して重量を小さくしている。特に、貫通孔14a,14bには、大径の部分があるため、重量削減を効果的に行なうことができる。
このようにして回転子コア10の重量削減ができるため、慣性モーメントを小さくすることができる。
この結果、正反転動作を迅速に行なうことができる。
このようにして回転子コア10の重量削減ができるため、慣性モーメントを小さくすることができる。
この結果、正反転動作を迅速に行なうことができる。
結局、ボルト17の振動を抑制しつつ、慣性モーメントを低減することができ、サーボモータ用の回転子コアとして理想的なものとなる。
更に、電磁鋼板11は、どの部分のブロックに使用するものであっても、その形状は同じであるため、安価に且つ容易に製造することができる。
なお実施例1では、電磁鋼板積層体12を3つのブロックに分けているが、4以上のブロックに分けて、ボルト17を2以上のブロックの小径孔13S部分で支持するようにしてもよい。
またボルト17の代わりに、図7に示すのと同様なピンを用いて、電磁鋼板積層体12を締結・一体化することもできる。
図3は本発明の実施例2に係る、回転電機の回転子コア20を示す端面図であり、図4は図3のIV−IV断面図である。なお、図4においては、ボルト27や、一端面側の締め板25を省略して描いている。
この回転子コア20は、永久磁石式同期回転電機であるサーボモータに使用するものであり、半径方向長さに対して、軸方向長さがかなり長くなっている。例えば、半径方向長さを「1」とすると、軸方向長さは「4」〜「9」程度となっている。
この回転子コア20では、抜き型して円板状となっている電磁鋼板21が多数枚積層されて、電磁鋼板積層体22が形成されている。
各電磁鋼板21には、それぞれ、複数(本例では4個)の孔23が、周方向に沿い交互に且つ等間隔に形成されている。
各電磁鋼板21には、それぞれ、複数(本例では4個)の孔23が、周方向に沿い交互に且つ等間隔に形成されている。
電磁鋼板積層体22では、隣接する電磁鋼板21は、相互に孔23同士の位置が一致するように、周方向位置(周方向の位相)を合わせて積層されている。
したがって、各電磁鋼板21の孔23が軸方向に沿い繋がって貫通孔24が形成されている(図4参照)。
したがって、各電磁鋼板21の孔23が軸方向に沿い繋がって貫通孔24が形成されている(図4参照)。
このような電磁鋼板積層体22の一端面には締め板25が配置され、電磁鋼板積層体22の他端面には締め板26が配置されている。
締め板25には、孔23に対応した位置にボルト挿通孔が形成されており、締め板26には、孔23に対応した位置にタップ孔が形成されている。
締め板25には、孔23に対応した位置にボルト挿通孔が形成されており、締め板26には、孔23に対応した位置にタップ孔が形成されている。
ボルト27は、4つの貫通孔24にそれぞれ挿入されており、先端部分は締め板26のタップ孔に螺合している。このため、締め板25が電磁鋼板積層体22の一端側に面接触して支持すると共に、締め板26が電磁鋼板積層体22の他端面側に面接触して支持することにより、多数の電磁鋼板21を積層してなる電磁鋼板積層体22が締結されて一体化されている。
この場合、孔23の径は、ボルト27のボルト軸の径に比べて大きくなっている。したがって、ボルト27の外周面と孔23(貫通孔24)の内周面との間には、空間が明いている。
更に、本実施例では各ボルト27には、それぞれ、螺旋状のバネ28が備えられている。このバネ28は、図5に拡大して示すように、小径部分と大径部分とがあり、フリー状態では、大径部分の径は、孔23(貫通孔24)の径よりもやや広くなっている。
このバネ28の内周側部分は、ボルト27の軸方向の中央部分に支持されており、ボルト27が貫通孔24内に挿通されていくときには、バネ28の大径部分は貫通孔24内に収まるように縮められて貫通孔24内に押し込まれる。このため、バネ28の大径部分(外周側)が貫通孔24の内周面に付勢された状態で接触し、小径部分(内周側)がボルト27に支持されている。
この場合、ボルト27を貫通孔24内に挿通していくと、バネ28も貫通孔24内に押し込まれて自然に縮んでいくため、バネ28を貫通孔24内に挿通(押し込める)には、特別な治具は不要である。
この場合、ボルト27を貫通孔24内に挿通していくと、バネ28も貫通孔24内に押し込まれて自然に縮んでいくため、バネ28を貫通孔24内に挿通(押し込める)には、特別な治具は不要である。
このようにして、ボルト27と貫通孔24の内周面との間に、螺旋状のバネ28が介装され、これによりボルト27は、バネ28を介して、貫通孔24の内周面に支持されることになる。
この結果、長尺のボルト27は、その中央部分が、貫通孔24の内周面にバネ28を介して支持されることとなる。
この結果、長尺のボルト27は、その中央部分が、貫通孔24の内周面にバネ28を介して支持されることとなる。
本実施例においては、長尺のボルト27は、その中央部分が、バネ28を介して貫通孔24の内周面に支持されるため、サーボモータに適用されて回転子コア20が高速で急加減速や急回転方向転換がされたり、電磁振動が発生したりしても、ボルト27に生じる振動を抑制することができ、振動に起因する金属疲労によりボルト27が機械的に弱くなったり切断したりすることはない。
また、孔23(貫通孔24)を形成したため、その分だけ回転子コア20を、いわゆる「肉抜き」して重量を小さくしている。特に、貫通孔24は、大径であるため、重量削減を効果的に行なうことができる。
このようにして回転子コア20の重量削減ができるため、慣性モーメントを小さくすることができる。
この結果、正反転動作を迅速に行なうことができる。
このようにして回転子コア20の重量削減ができるため、慣性モーメントを小さくすることができる。
この結果、正反転動作を迅速に行なうことができる。
結局、ボルト27の振動を抑制しつつ、慣性モーメントを低減することができ、サーボモータ用の回転子コアとして理想的なものとなる。
更に、電磁鋼板21は、どの部分のブロックに使用するものであっても、その形状は同じであるため、安価に且つ容易に製造することができる。
また、バネ28は簡易且つ安価に製造することができ、このような安価なバネ28を用いつつ、ボルト27の損傷を防止するという大きな効果を得ることができる。
また、バネ28は簡易且つ安価に製造することができ、このような安価なバネ28を用いつつ、ボルト27の損傷を防止するという大きな効果を得ることができる。
なお、ボルト27の代わりに、図7に示すのと同様なピンを用いて、電磁鋼板積層体22を締結・一体化することもできる。
10,20 回転子コア
11,21 電磁鋼板
12,22 電磁鋼板積層体
13S,13L,23 孔
14a,14b,24 貫通孔
15,25 締め板
16,26 締め板
17,27 ボルト
28 バネ
11,21 電磁鋼板
12,22 電磁鋼板積層体
13S,13L,23 孔
14a,14b,24 貫通孔
15,25 締め板
16,26 締め板
17,27 ボルト
28 バネ
Claims (6)
- 周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面により支持されていることを特徴とする回転電機の回転子コア。 - 周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、前記貫通孔の内周面に接触することにより支持されていることを特徴とする回転電機の回転子コア。 - 周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記貫通孔に挿入された前記棒状部材は、軸方向に沿う少なくとも1箇所において、バネ部材を介して前記貫通孔の内周面に支持されていることを特徴とする回転電機の回転子コア。 - 周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材が緊密に挿通することができる径となっている小径孔と、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっている大径孔とが、周方向に沿い交互に形成されたものであり、
前記電磁鋼板積層体は、軸方向に沿い複数のブロックに分かれており、同一ブック内では隣接する電磁鋼板積層体は小径孔同士、及び、大径孔同士の位置が一致するように周方向位置を合わせて積層されており、
少なくとも1つのブロックと、当該ブロックに隣接する他のブロックとの間では、当該ブロックの小径孔と他のブロックの大径孔の位置が一致し、当該ブロックの大径孔と他のブロックの小径孔の位置が一致するように、周方向位置を合わせて積層されており、
前記棒状部材は、前記貫通孔のうち両端が大径孔となっている貫通孔に挿入されていることを特徴とする回転電機の回転子コア。 - 周方向にわたる複数箇所に孔が形成された電磁鋼板を積層し、しかも、隣接する電磁鋼板同士では前記孔の周方向位置を合わせて積層することにより、軸方向に沿い前記孔が繋がって貫通孔が形成された電磁鋼板積層体と、
前記貫通孔に棒状部材が挿入され、この棒状部材の基端部側で前記電磁鋼板積層体の一端面側を支持すると共に、前記棒状部材の先端部側で前記電磁鋼板積層体の他端面側を支持して、前記電磁鋼板積層体を締めつけて一体化した回転電機の回転子コアにおいて、
前記電磁鋼板の複数箇所に形成された孔は、前記棒状部材の径に比べて大きい径となっており、
前記貫通孔と、この貫通孔に挿入された前記棒状部材との間には、内周側が前記棒状部材に支持され、外周側が前記貫通孔の内周面に対して外周側に向かって付勢された状態で接触する螺旋状のバネが介装されていることを特徴とする回転電機の回転子コア。 - 請求項1乃至請求項5の何れか一項において、
前記棒状部材はボルトまたはピンであることを特徴とする回転電機の回転子コア。
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|---|---|---|---|
| JP2007240450A JP2009072035A (ja) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | 回転電機の回転子コア |
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