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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator und einen Elektromotor.
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Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik ist ein Elektromotor bekannt, der mit einem Stator mit einer Struktur versehen ist, in der ein Statorkern durch Stapeln einer großen Anzahl von elektromagnetischen Stahlblechen gebildet wird, die durch ein Paar von Gehäusen eingeklemmt und fixiert werden, die an Positionen angeordnet sind, die den Statorkern in einer Stapelrichtung einbinden und die durch Anziehen von Bolzen in Richtungen zueinander gezwungen werden, wobei die Bolzen den Statorkern in Stapelrichtung durchdringen (siehe z. B. Patentdokument PTL 1).
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentdokument PTL 1: geprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H2-13541
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Dabei erzeugt der Elektromotor in PTL 1 eine Anzugskraft, indem eine Bolzensitzfläche, die in einem Gehäuse durch einen Kopfabschnitt eines Bolzens vorgesehen ist, durch Anziehen des Bolzens in ein Schraubenloch gedrückt wird, weshalb ein Raum für die Bildung einer Bolzensitzfläche, die größer ist als der Außendurchmesser eines Schraubenteils, im Gehäuse vorgesehen werden muss, wodurch das Gehäuse ungewollt größer wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben genannten Umstandes gemacht, wobei es ein Gegenstand davon ist, einen Stator und einen Elektromotor bereit zu stellen, die kleiner gemacht werden können, indem verhindert wird, dass die Gehäuse, welche die elektromagnetischen Stahlbleche einschließen, größer werden.
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Lösung des Problems
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Um den oben beschriebenen Gegenstand zu erreichen, bietet die vorliegende Erfindung folgende Lösungen.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Stator bereit mit: einem Statorkern, der durch Stapeln einer Mehrzahl von Stahlblechen gebildet wird, die jeweils ein Durchgangsloch aufweisen, das das Stahlblech in seiner Dickenrichtung durchdringt; einem Paar von Gehäusen, die an Positionen angeordnet sind, die den Statorkern in einer Stapelrichtung einbinden, wobei jedes Gehäuse ein Schraubenloch aufweist, das an einer Position angeordnet ist, die mit dem Durchgangsloch ausgerichtet ist; und einem Spannstab, der das Durchgangsloch des Statorkerns durchdringt, und der Außengewinde umfasst, die jeweils in die Schraubenlöcher der Gehäuse eingeschraubt werden, wobei das Außengewinde am einen Ende des Spannstabes ein Rechtsgewinde und das Außengewinde am anderen Ende ein Linksgewinde ist, und wobei ein Eingriffsteil, das mit einem Werkzeug zum Drehen des Spannstabs um eine Längsachse des Spannstabs in Eingriff bringbar ist, in mindestens einer Endfläche des Spannstabs bereitgestellt ist
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt ist eines der Gehäuse am einen Ende in Stapelrichtung des Statorkerns mit dem Schraubenloch angeordnet, das mit dem Durchgangsloch des Statorkerns ausgerichtet ist, wobei der Spannstab so angeordnet ist, dass er in das Durchgangsloch des Statorkerns eindringt, wobei das andere Gehäuse so angeordnet wird, dass das Schraubenloch mit einem Endteil des Spannstabes übereinstimmt, der vom anderen Ende des Statorkerns freigelegt ist, wobei der Spannstab in eine Richtung um seine Längsachse durch Eingriff mit einem Werkzeug an dem Eingriffsteil gedreht wird, wobei ein Anziehen bzw. Spannen durch die Außengewinde auf entsprechenden Enden des Spannstabes ausgeführt wird, die gleichzeitig mit Innengewinden des Paares von Gehäusen zusammenpassen.
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Dementsprechend kann das Gehäusepaar durch einfaches Drehen des Spannstabes in eine Richtung in Stapelrichtung so fixiert werden, dass der Statorkern von beiden Seiten in Stapelrichtung zusammengedrückt wird.
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In diesem Fall wird die Spannkraft des Spannstabs durch das Anziehen der Außengewinde an den beiden Enden und den Schraubenlöchern der Gehäuse erzeugt, so dass keine Bolzensitzfläche in den Gehäusen vorgesehen werden muss, wobei der Platzbedarf durch Wegfall des Platzes für die Bildung einer Bolzensitzfläche eingespart und eine Vergrößerung der Gehäusegröße verhindert und somit der Elektromotor verkleinert werden kann.
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Nach dem oben beschriebenen Aspekt können die Außengewinde an den beiden Enden des Spannstabes unterschiedliche Steigungen haben.
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Dadurch können die Anzuglängen der Außengewinde an den beiden Enden des Spannstabes in den Schraubenlöchern zum Zeitpunkt des Drehens des Spannstabes um die Längsachse voneinander verschieden sein.
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Bei der Befestigung der beiden Gehäuse an den jeweiligen Enden des Statorkerns durch mehrere Spannstäbe müssen diese mehreren Spannstäbe gleichzeitig angezogen werden, oder das Anziehen muss nacheinander in kleinen Schritten erfolgen. Im letzteren Fall kann, wenn das Anziehen eines Außengewindes mit größerer Steigung in das Schraubenloch eines Gehäuses in einem Zustand begonnen wird, in dem ein Außengewinde mit kleinerer Steigung vorübergehend in das Schraubenloch des anderen Gehäuses eingeschraubt wird, die Bewegung des Spannstabes in Längsachsenrichtung gering gehalten werden, und das Auftreten einer Verschiebung zwischen den Spannstäben kann in axialer Richtung unterdrückt werden, wodurch die Anzugskraft erhöht werden kann.
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Nach dem oben beschriebenen Aspekt kann auch das Außengewinde, dessen Steigung kleiner ist, das Rechtsgewinde sein, wobei der Eingriffsteil in der Endfläche auf einer Seite des Außengewindes, dessen Steigung größer ist, vorgesehen werden kann.
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Dies ermöglicht es, bei beidseitigem Anziehen der Außengewinde aus einem Zustand heraus, bei dem das Außengewinde mit der kleineren Steigung vorübergehend in das Schraubenloch des einen Gehäuses eingeschraubt wird, die Außengewinde an beiden Enden des Spannstabes durch normales Anziehen des Rechtsgewindes in die Schraubenlöcher einzuschrauben, indem ein Werkzeug mit dem auf der Seite des Außengewindes vorgesehenen Eingriffsteil mit der größeren Steigung in Eingriff gebracht wird.
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Außerdem können die Außengewinde an den beiden Enden des Spannstabes nach dem oben beschriebenen Aspekt unterschiedliche Windungszahlen haben.
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Dadurch wird verhindert, dass, bei beidseitigem Anziehen der Außengewinde aus einem Zustand heraus, bei dem das Außengewinde mit einer größeren Windungszahl vorübergehend in das Schraubenloch eines Gehäuses eingeschraubt wird, der Fall eintritt, dass am Ende des Anziehens auf der vorübergehend angezogenen Seite nicht genügend Außengewinde vorhanden ist.
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Außerdem kann nach dem obigen Aspekt das Außengewinde mit einer größeren Windungszahl das Rechtsgewinde sein, und der Eingriffsteil kann in der Endfläche auf einer Seite des Außengewindes vorgesehen sein, dessen Windungszahl kleiner ist.
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Dies ermöglicht es, bei beidseitigem Anziehen der Außengewinde aus einem Zustand heraus, bei dem das Außengewinde mit der größeren Anzahl von Umdrehungen vorübergehend in das Schraubenloch des einen Gehäuses eingeschraubt wird, das Außengewinde an beiden Enden des Spannstabes durch normales Anziehen des Rechtsgewindes in die Schraubenlöcher einzuschrauben, indem das Werkzeug mit dem auf der Seite des Außengewindes vorgesehenen Eingriffsteil mit der kleineren Windungszahl in Eingriff gebracht wird.
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Des Weiteren kann nach dem oben beschriebenen Aspekt in jeder der in den Gehäusen vorgesehenen Schraubenlöcher ein Führungslochabschnitt mit einem Innendurchmesser, der etwas größer ist als ein Außendurchmesser des Außengewindes, vorgesehen sein, wobei jeder Führungslochabschnitt an einer Statorkern-Seite in dem Schraubenloch vorgesehen ist.
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Dadurch können der Statorkern und das Paar von Gehäusen leicht zueinander positioniert werden, indem in den in jedem Gehäuse vorgesehenen Führungslochabschnitt jeder Endabschnitt des Spannstabes, der im Zustand des Durchdringens des Durchgangsloches des Statorkerns angeordnet ist, teilweise eingeschoben wird.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Elektromotor, der einen der oben beschriebenen Statoren enthält.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die vorliegende Erfindung kann eine Miniaturisierung erreicht werden, indem eine Vergrößerung der Gehäuse, welche die elektromagnetischen Stahlbleche einschließen, verhindert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Explosionsdarstellung im Längsschnitt, die einen Stator nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Längsschnittdarstellung, die einen Zustand vor Beginn eines Spannvorgangs eines Spannstabes des Stators in 1 zeigt.
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3 ist eine Längsschnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Spannvorgang des Spannstabes durch ein Werkzeug aus dem Zustand der 2 gestartet wurde.
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4 ist eine Längsschnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Stator in 1 zusammengesetzt ist.
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5 ist eine Längsschnittdarstellung mit einem ersten modifizierten Beispiel des in 1 dargestellten Stators, wobei Außengewinde mit unterschiedlichen Steigungen an den jeweiligen Enden des Spannstabes vorgesehen sind.
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6 ist eine Längsschnittdarstellung mit einem zweiten modifizierten Beispiel des in 1 dargestellten Stators, wobei Außengewinde mit unterschiedlichen Windungszahlen an den jeweiligen Enden des Spannstabes vorgesehen sind.
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7 ist eine Längsschnittdarstellung mit einem dritten modifizierten Beispiel des in 1 dargestellten Stators, und zeigt einen Fall, in dem Führungslochabschnitte in Gehäusen vorgesehen sind.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden ein Stator 1 und ein Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Der Stator 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Elektromotor vorgesehen, und umfasst, wie in 1 gezeigt ist, einen Statorkern 2, der durch Stapeln mehrerer elektromagnetischer Stahlbleche gebildet wird, ein Paar von Gehäusen 3, 4, die an jeweiligen Enden des Statorkerns 2 in einer Stapelrichtung angeordnet sind, und eine oder mehrere Spannstäbe 5, die so angezogen werden, um die Gehäuse 3, 4 miteinander zu koppeln.
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Jedes elektromagnetische Stahlblech, das den Statorkern 2 bildet, enthält in der Mitte ein relativ großes Mittelloch 7, das in eine Dickenrichtung eindringt, und enthält an einem Umfang des Statorkerns mehrere Durchgangslöcher 8 mit einem kleineren Durchmessermaß als das Mittelloch 7, wobei die Durchgangslöcher 8 mit Abständen voneinander in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und in der Dickenrichtung eindringen.
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Der Statorkern 2 wird durch Stapeln mehrerer elektromagnetischer Stahlbleche mit den Mittellöchern 7 und den Durchgangslöchern 8 gebildet, die zueinander fluchten.
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Im Statorkern 2 sind Nuten gebildet, welche Zahnkerne bilden (nicht dargestellt), die sich in einer Radialrichtung nach innen erstrecken, wobei eine Erregerwicklung (nicht dargestellt) auf jeden Zahnkern unter Verwendung der Nut aufgewickelt ist. Weiterhin ist in dem Mittelloch 7 des Statorkerns 2 ein nicht dargestellter, um eine Mittelachse des Mittellochs 7 drehbar gelagerter Rotor angeordnet.
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In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel sind die Gehäusepaare 3, 4 flache Plattenelemente mit einer vorbestimmten Dicke, wobei die Gehäuse 3, 4 jeweils mit einem Mittelloch 9, 10 und mehreren Schraubenlöchern 11, 12 versehen sind, die an Positionen ausgebildet sind, die jeweils mit dem Mittelloch 7 und der Mehrzahl von Durchgangslöchern 8 fluchten, wenn die Gehäuse 3, 4 an Endabschnitten des Statorkerns 2 angeordnet sind. Innengewinde der Schraubenlöcher 11 des einen Gehäuses 3 sind Rechtsgewinde, und Innengewinde der Schraubenlöcher 12 des anderen Gehäuses 4 sind Linksgewinde. In der vorliegenden Ausführungsform durchdringen die Schraubenlöcher 11, 12 der Gehäuse 3, 4 die Gehäuse 3, 4 in Dickenrichtung. Die Form der Gehäuse 3, 4 ist nicht auf eine flache Plattenform beschränkt.
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Der Spannstab 5 ist ein Stab mit rundem Stabprofil, der an den jeweiligen Enden mit einem Außengewinde 13, 14 versehen ist, und im Beispiel in 1 ist ein Ende mit einem Schlitz (Eingriffsteil) 15 versehen, in den z. B. die Klinge eines Flachkopfschraubendrehers (Werkzeug) 6 eingesteckt werden kann. Das Außengewinde 13 am Endabschnitt, in dem der Schlitz 15 vorgesehen ist, ist ein Linksgewinde, und das Außengewinde 14 an einem Endabschnitt, in dem der Schlitz 15 nicht vorgesehen ist, ist ein Rechtsgewinde. Im Beispiel in 1 haben die Außengewinde 13, 14 an den jeweiligen Enden des Spannstabs 5 die gleiche Steigung.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist, um den Stator 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, zu montieren, das Gehäuse 3 mit den Schraubenlöchern 11 mit Rechtsgewinde horizontal angeordnet, wobei die rechtsgängigen Außengewinde 14 des Spannstabs 5 in allen Schraubenlöchern 11 des Gehäuses 3 vorübergehend angezogen sind. In diesem Zustand ist der Statorkern 2 so angeordnet, dass die Durchgangslöcher 8 mit den oberen Enden aller senkrecht über dem Gehäuse 3 stehenden Spannstäbe 5 fluchten, wobei der Statorkern 2 mit den Spannstäben 5 als Führungen abgesenkt wird. Die Phasenausrichtung erfolgt dabei so, dass das Mittelloch 7 und die Durchgangslöcher 8 des Statorkerns 2 mit dem Mittelloch 9 und den Schraubenlöchern 11 des Gehäuses 3 übereinstimmen.
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In diesem Zustand sind die oberen Enden der Spannstäbe 5 oberhalb des Statorkerns 2 angeordnet, nachdem sie durch die Durchgangslöcher 8 des Statorkerns 2 geführt wurden, wobei das Gehäuse 4 mit den Schraubenlöchern 12 mit Linksgewinde mit den Schraubenlöchern 12 in Flucht zu den oberen Enden der jeweiligen Spannstäbe 5 angeordnet wird.
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Darüber hinaus wird, wie in 3 dargestellt ist, das Spitzenende (die Klinge) des Flachkopfschraubendrehers 6 von oben über dem Gehäuse 4 auf der Oberseite in das Schraubenloch 12 eingeführt, wobei der Flachkopfschraubendreher 6 mit dem am oberen Ende des Spannstabs 5 angeordneten Schlitz 15 in Eingriff gebracht wird, und wobei der Flachkopfschraubendreher 6 im Uhrzeigersinn gedreht wird, was einer normalen Anzugsrichtung entspricht.
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Dabei wird der Spannstab 5 um seine Längsachse gedreht, wobei das rechtsgängige Außengewinde 14, das an einem unteren Ende des Spannstabs 5 angeordnet ist, und das rechtsgängige Schraubenloch 11 des Gehäuses 3 an der Unterseite angezogen werden, und außerdem wird mit dem Anziehen des linksgängigen Außengewindes 13, das am oberen Ende des Spannstabs 5 angeordnet ist, und des Schraubenloches 12 mit linksgängigem Gewinde des Gehäuses 4 auf der oberen Seite begonnen. Durch Drehen aller Spannstäbe 5 Stück für Stück, einer nach dem anderen, um die Längsachsen der Spannstäbe 5 herum, wird das Anziehen der Außengewinde 13, 14 an den jeweiligen Enden der Spannstäbe 5 und der Schraubenlöcher 11, 12 der Gehäuse 3, 4 gleichmäßig ausgeführt, und schließlich wird, wie in 4 dargestellt ist, der Statorkern 2 in einem komprimierten Zustand befestigt, indem er zwischen dem Paar von oberen und unteren Gehäusen 3, 4 in einer Stapelrichtung angeordnet ist.
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Wie oben beschrieben wurde, ist der Statorkern 2 gemäß dem Stator 1 der vorliegenden Ausführungsform zwischen den Gehäusen 3, 4 durch Anziehen der Außengewinde 13, 14 an den jeweiligen Enden des Spannstabs 5 und den Schraubenlöchern 11, 12 der jeweiligen Gehäuse 3, 4 eingeklemmt und fixiert, und daher muss in keinem der Gehäuse 3, 4 eine Bolzensitzfläche vorgesehen werden, weshalb ein Raum für die Bildung einer Bolzensitzfläche um den Spannstab 5 herum nicht vorgesehen werden muss. Das heißt, es genügt, wenn um die Schraubenlöcher 11, 12 der Gehäuse 3, 4 ein Raum für die Sicherung einer für die Festigkeit erforderlichen Minimaldicke vorgesehen ist, was insofern vorteilhaft ist, dass Platz eingespart werden kann, der Stator 1 miniaturisiert werden kann, und auch der Elektromotor inklusive Stator 1 miniaturisiert werden kann.
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Auch die Außengewinde 13, 14 an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 können in die Schraubenlöcher 11, 12 eingedreht werden, indem man einfach die Klinge des Flachkopfschraubendrehers 6 in den Schlitz 15 an einem Ende des Spannstabes 5 einsteckt und den Flachkopfschraubendreher 6 im Uhrzeigersinn dreht. Dementsprechend ergeben sich Vorteile, die gegenüber einem Fall von separatem Anziehen von Bolzen an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 eine Vereinfachung des Anziehvorganges und eine Reduzierung der Anzahl der für die Montage erforderlichen Arbeitsschritte ermöglichen.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Schlitz 15 auf einer Stirnseite an der Seite, an der das linke Außengewinde 13 vorgesehen ist, vorgesehen, und somit können die Außengewinde 13, 14 an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 gleichzeitig mit den Schraubenlöchern 11, 12 des Gehäusepaares 3, 4 durch einfaches Drehen im Uhrzeigersinn, d. h. in normaler Anzugsrichtung des Flachschraubenziehers 6, der mit der Klinge in Eingriff ist, angezogen werden, wodurch die Montage auf einfache Art und Weise durchgeführt werden kann.
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Zusätzlich ist in der vorliegenden Ausführungsform an einem Ende der Spannstabes 5 der Schlitz 15 vorgesehen, wobei der Schlitz 15 alternativ auch an beiden Enden vorgesehen werden kann. Außerdem ist der Schlitz 15 als Eingriffsteil ausgebildet, jedoch kann stattdessen ein beliebiger Eingriffsteil verwendet werden, der das Eingreifen eines Spitzenendes eines Kreuzschlitz-Schraubendrehers (Werkzeug), wie z. B. eines kreuzförmigen konkaven Teils, eines Innensechskantes, eines Torx-Schlüssels oder eines Außensechskantes, ermöglicht.
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In der vorliegenden Ausführungsform können, wie in 5 dargestellt ist, die Steigung des Außengewindes 16 und die Steigung des Außengewindes 17, die sich an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 befinden, unterschiedlich sein, und die Steigung des Schraubenloches 18 und die Steigung des Schraubenloches 19, mit denen die Außengewinde 16, 17 in Eingriff kommen, können unterschiedlich sein.
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Im Beispiel in 5 ist das Außengewinde 17 mit einer kleineren Steigung ein Rechtsgewinde, das Außengewinde 16 mit einer größeren Steigung ist ein Linksgewinde, und der Schlitz 15 ist an der Seite des Außengewindes 16 mit der größeren Steigung vorgesehen.
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Dementsprechend ergeben sich bei der gleichen Montage, wie oben beschrieben, durch vorübergehendes Anziehen des Außengewindes 17 mit der kleineren Steigung in dem Schraubenloch 19 des Gehäuses 3, mit einer kleinen Steigung, Vorteile, die es ermöglichen, die durch den Fortschritt des Anziehens verursachte Absenkung des Spannstabes 5 durch die geringe Höhe des Anziehens zu verringern, das Ausmaß an Verschiebung von einem anderen Spannstab 5 auf ein niedriges Niveau zu unterdrücken und die Anziehbarkeit zu erhöhen. Das heißt, wenn das Anziehen in das Schraubenloch 19 des Außengewindes 17 nur eines Spannstabes 5 stark fortschreitet, kann das Anziehen nicht aufgrund anderer herausstehender Spannstäbe 5 erfolgen, aber wenn die Steigung verringert wird, kann das Ausmaß an Bewegung in Längsrichtung des Spannstabes 5 verringert werden, und andere Spannstäbe 5 können leicht angezogen werden.
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Des Weiteren können, wie in 6 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform die Windungszahl des Außengewindes 20 und die Windungszahl des Außengewindes 21, die an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 vorgesehen sind, abweichend festgelegt werden. Das heißt, die Windungszahl des Außengewindes 21, das zunächst vorübergehend mit dem Gehäuse 3 angezogen wird, wird erhöht, um den Vorteil zu erreichen, dass die Montagefreundlichkeit durch Verhinderung einer Situation erhöht wird, in der beim endgültigen Anziehen des Gewindes das Außengewinde 21 nicht ausreichend ist.
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Wie in 6 gezeigt ist, ergeben sich bei gleicher Steigung für die Außengewinde 20, 21 an den jeweiligen Enden des Spannstabes 5 aufgrund der unterschiedlichen Windungszahlen unterschiedliche Gewindelängen, aber bei unterschiedlicher Steigung der Außengewinde 20, 21 ergeben sich durch die unterschiedlichen Windungszahlen jedoch nicht notwendigerweise unterschiedliche Gewindelängen. Indem die Windungszahlen unterschiedlich gemacht werden, kann verhindert werden, dass beim endgültigen Anziehen des Gewindes das Außengewinde 21 nicht mehr ausreichend ist, wenn das temporäre Anziehen mit dem Außengewinde 21 mit einer größeren Windungszahl durchgeführt wird.
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Des Weiteren können, wie in 7 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform Führungslochabschnitte 22, 23 mit einem bestimmten Innendurchmessermaß, das geringfügig größer ist als ein Außendurchmessermaß der Außengewinde 13, 14, in Teilen der jeweiligen Gehäuse 3, 4 auf den Statorkern 2-Seiten der Schraubenlöcher 11, 12 vorgesehen werden, um so ein vorbestimmtes Tiefenmaß zu haben. Durch teilweise Aufnahme beider Enden des Spannstabes 5 in den Führungslochabschnitten 22, 23 ergibt sich, wie in 7 dargestellt ist, der Vorteil, dass der Statorkern 2 und das Gehäusepaar 3, 4 einfach und leicht in Position gebracht werden können, wobei der Spannstab 5 als Führung dient.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Statorkern
- 3, 4
- Gehäuse
- 5
- Spannstab
- 6
- Flachschraubenzieher (Werkzeug)
- 8
- Durchgangsloch
- 11, 12, 18, 19
- Schraubenloch
- 13, 14, 16, 17, 20, 20 21
- Außengewinde
- 15
- Schlitz (Eingriffsteil)
- 22, 23
- Führungslochabschnitt
