JP2006204057A - 電動機のロータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 アルミダイカストロータとシャフトとの焼嵌め固定において、シャフトの曲がりを抑えることができる電動機のロータ構造を提供する。
【解決手段】 アルミダイカストロータ１をシャフト４に焼嵌め嵌合する電動機のロータ構造において、アルミダイカストロータ１の中央部分にあたるシャフト４の外周部５に、径を大きくした段付部６を形成し、アルミダイカストロータ１とシャフト４の主たる嵌合部をロータの中央部分にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば工作機用主軸の駆動用などに用いられる電動機のロータ構造に関するものである。

図３は、従来技術における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）はシャフトの側面図、（ｃ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。
図３において、１Ａはアルミダイカストロータ、２Ａはアルミダイカストロータの内周部、３Ａはアルミダイカストロータの内周部の両端部、４Ａはシャフト、５Ａはシャフトの外周部である。
従来より、アルミを鋳込んだロータ、いわゆるアルミダイカストロータをシャフトに嵌合固定する場合、図３に示すように、アルミダイカストロータ１Ａの内周部２Ａ全体に所定の締代を付けて加熱し、加熱したアルミダイカストロータ１Ａを、シャフト４Ａの外周部５Ａに嵌合して、いわゆる焼嵌めで固定している（例えば、特許文献１参照）。
特公平６−６７１５８号公報

しかしながら、このような従来技術においては、次のような問題があった。
（１）アルミダイカストロータ１Ａの内周部は、ロータ鋳放しの状態では、両端部の内径が小さくなっているのに対して、シャフト４Ａの外周部５Ａは、所定の一定寸法に加工されているため、アルミダイカストロータ１Ａの両端の内周部３Ａのみがシャフト４Ａを強く締付けることになり、焼嵌めによる応力が均一にならない。その結果、アルミダイカストロータ１Ａに倒れが発生して不均一なスラスト力となることにより、シャフト４Ａの曲がりやロータコアの変形を生じる。
（２）電動機の運転中に、ロータ部の温度上昇により、矢印Ｃで示すように、アルミ材が熱膨張し、矢印Ｄで示すように、アルミダイカストロータ１Ａに曲がりが生じる。そして、その影響でシャフト４Ａにも曲がりが発生する。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、アルミダイカストロータとシャフトとの焼嵌め固定において、シャフトの曲がりを抑えることができる電動機のロータ構造を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、アルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合する電動機のロータ構造において、前記アルミダイカストロータの中央部分にあたるシャフトの外周部に、径を大きくした段付部を形成し、アルミダイカストロータとシャフトの主たる嵌合部をロータの中央部分としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記シャフトの段付部と、この段付部と嵌合するアルミダイカストロータの内周部分をスプライン構造にしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果がある。
（１）前記アルミダイカストロータの中央部分にあたるシャフトの外周部に、径を大きくした段付部を形成しているので、アルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合するにあたって、ロータの中央部分を主たる嵌合部にすることができる。したがって、アルミダイカストロータをシャフトに焼嵌め嵌合した際に、アルミダイカストロータ１の内周部の中央部分を中心にして焼嵌めがなされるので、シャフトが曲がることがない。その結果、シャフトに取付けられるスピンドルへの悪影響を防止することができ、工作機械の加工精度を維持することができる。
（２）径の大きな段付部をスプライン形成にも用いる構成にすることにより、アルミダイカストロータからシャフトへ大きなトルクの伝達が可能となる。したがって、大きなトルク伝達が必要な電動機の場合は好都合である。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１の実施例における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）はシャフトの側面図、（ｃ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。
図１において、１はアルミダイカストロータ、２はアルミダイカストロータの内周部、３はアルミダイカストロータ１の両端の内周部、４はシャフト、５はシャフト４の外周部、６はシャフト４の外周部５に設けた径の大きい段付部である。
本発明の電動機のロータ構造においては、アルミダイカストロータ１とシャフト４との主たる嵌合部をロータの中央部分とし、アルミダイカストロータ１の中央部分にあたるシャフト４の外周部５に、径を大きくした段付部６を形成している。
このような構成のシャフト４にアルミダイカストロータ１を焼嵌め嵌合すると、図１（ｃ）に示すように、アルミダイカストロータ１の中央部を主たる嵌合部にして焼嵌め嵌合がなされる。焼嵌め嵌合時には、このアルミダイカストロータ１の中央部の締め代が大きく、他はそれよりも小さくなる。これにより、焼嵌めによるアルミダイカストロータ１の両端の内周部３での不均一な応力の発生が防がれ、シャフト４の曲がりが防止される。また、アルミ材の熱膨張によるアルミダイカストロータ１全体の曲がりの影響がシャフト４に伝わるのを防ぎ、シャフト４の曲がりが防止される。

図２は、本発明の第２の実施例における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はシャフトの側面図、（ｄ）は（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｅ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。
この第２の実施例では、アルミダイカストロータ１とシャフト４の主たる嵌合部となるシャフト４の段付部６の外周面にスプライン７を形成し、前記段付部６と嵌合するアルミダイカストロータ１の内周部分の内周面には、前記シャフト４のスプライン７と係合するスプライン溝８を形成した構成にしている。
シャフト４の外周部５に設けた径の大きな段付部をスプライン形成にも用いる構成にすることにより、アルミダイカストロータ１からシャフト４へ大きなトルクの伝達が可能となる。したがって、大きなトルク伝達が必要な電動機の場合は好都合である。

本発明の第１の実施例における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）はシャフトの側面図、（ｃ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。 本発明の第２の実施例における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）はシャフトの側面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図、（ｅ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。 従来技術における電動機のロータ構造を示す図で、（ａ）はアルミダイカストロータの側断面図、（ｂ）はシャフトの側面図、（ｃ）はアルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定した状態を示す側断面図である。

符号の説明

１，１Ａ アルミダイカストロータ
２，２Ａ アルミダイカストロータの内周部
３，３Ａ アルミダイカストロータの両端の内周部
４，４Ａ シャフト
５，５Ａ シャフト外周部
６ シャフトの段付部
７ スプライン
８ スプライン溝

Claims (2)

1. アルミダイカストロータをシャフトに焼嵌めで嵌合固定する電動機のロータ構造において、
   前記アルミダイカストロータの中央部分にあたるシャフトの外周部に、径を大きくした段付部を形成し、アルミダイカストロータとシャフト主たる嵌合部をロータの中央部分としたことを特徴とする電動機のロータ構造。
2. 前記シャフトの段付部と、この段付部と嵌合するアルミダイカストロータの内周部分をスプライン構造にしたことを特徴とする請求項１に記載の電動機のロータ構造。

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