JP2001128394A

JP2001128394A - 回転電機

Info

Publication number: JP2001128394A
Application number: JP30278899A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sakai; 俊彦酒井; Tadao Shimozu; 忠夫下津; Koichiro Ohara; 光一郎大原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ステータ鉄板におけるリング部材の挿入溝及
びティース部材の凸部に要求される精度を高くする必要
がなく、作業効率を高め、そして、製造コストの低減を
可能とする回転電機を提供する。【解決手段】複数のステータ鉄板１を積層しモールド
固定したステータ１０１，１０２、回転軸を有するロー
タ１０３、ステータ及びロータを保持するエンドブラケ
ット１０６，１０７、等から構成される回転電機におい
て、ステータ鉄板１は、挿入溝１２を有するリング部材
１１と、挿入溝１２に挿入する凸部１４を有するティー
ス部材１３と、からなり、そして、リング部材の挿入溝
１２及びティース部材の凸部１４の形状は、それぞれ、
側面１２ａ、１４ａが溝奥又は凸部先端に向かって広が
る逆テーパであり、かつ、挿入溝奥面１２ｂにおいて、
溝と凸部との間に隙間が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機であり、
特にリング部材及びティース部材からなるステータ鉄板
におけるリング部材へのティース部材の挿入部分を改良
した回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気エネルギーを機械エネルギーに変換
する電気機器として、電動機（モータ）が知られてい
る。電動機では、電気系と機械系とが結合しており、磁
界と導体との相対運動、磁界と電流との間の電磁力、磁
気間の吸引力や反発力等を利用している。そして、電動
機の一種として、回転運動を行う回転電機が知られてお
り、直流モータや交流モータ等が使用されている。

【０００３】回転電機、例えばＡＣサーボモータ等、
は、図４に示すように、固定子鉄心１０１及び固定子コ
イル１０２からなるステータ、ロータ１０３、フレーム
１０５、エンドブラケット１０６，１０７、等から構成
される。ステータは、ステータ鉄板の積層体をかしめ又
はレーザ溶接等の手段で固定して固定子鉄心１０１と
し、この固定子鉄心１０１の溝部分に固定子コイル１０
２を設けて形成される。ステータ鉄板は、例えば帯状鉄
板を打抜いて形成されるが、この打抜き形状は、磁気回
路として機能する本体部と、ステータをエンドブラケッ
ト１０６に固定するための通しボルト孔を設けた角部
と、からなるのが一般的である。ロータ１０３は、回転
軸１０４を有し、軸受１０８、１０９によりエンドブラ
ケット１０６、１０７に回転可能に保持される。軸受１
０８は、軸受保持カバー１３３で保護されている。負荷
側エンドブラケット１０６は、通しボルト孔及び外部取
付ボルト孔を有しており、通しボルト孔及び通しボルト
によりステータを固定しており、また、外部取付ボルト
孔及び外部取付ボルトにより外部に取付けられる。な
お、エンコーダ１１０を備えており、位置や速度検出等
が行われる。

【０００４】従来、回転電機のステータ鉄板として、リ
ング部材とティース部材とを使用することが提案されて
いる（例えば特開昭６３−２９９７５２号公報参照）。
リング部材は、ドーナツ形状であり、挿入溝を有する。
また、ティース部材は、細長い板状であり、凸部を有す
る。リング部材とティース部材は、それぞれ積層した
後、コイルを取付け、リング部材の挿入溝にティース部
材の凸部を挿入して、固定し、最後にモールド樹脂を注
入していた。

【０００５】しかしながら、従来技術では、リング部材
の挿入溝とティース部材の凸部について、詳しく検討さ
れておらず、挿入すると挿入溝及び凸部の一部に密着部
分が生じ、その密着部分により両者が固定されるように
なっていた。そのため、挿入溝及び凸部の、特に密着部
分となる部分は、精度が要求され、作業効率の低下や製
造コスト高となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の問題
を解決するものであり、ステータ鉄板におけるリング部
材の挿入溝及びティース部材の凸部に要求される精度を
高くする必要がなく、作業効率を高め、そして、製造コ
ストの低減を可能とする回転電機を提供することを目的
としている。また、従来同様の精度を保つことにより、
更に高い結合精度を得ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のステー
タ鉄板を積層しモールド固定したステータ、回転軸を有
するロータ、ステータ及びロータを保持するエンドブラ
ケット、等から構成される回転電機において、前記ステ
ータ鉄板は、挿入溝を有するリング部材と、挿入溝に挿
入する凸部を有するティース部材と、からなり、そし
て、リング部材の挿入溝及びティース部材の凸部の形状
は、それぞれ、側面が溝奥又は凸部先端に向かって広が
る逆テーパであり、かつ、挿入溝奥面において、溝と凸
部との間に隙間が形成される回転電機である。

【０００８】また、本発明は、上記リング部材の挿入溝
とティース部材の凸部は、挿入溝の側面と凸部の側面と
が密着し、そして、挿入溝入口外側部分とティース部材
との間に、隙間が形成される回転電機である。

【０００９】そして、本発明は、リング部材の挿入溝の
角部分、挿入溝入口角部分、ティース部材の凸部の角部
分、及び付根角部分は、ほぼ同一の曲率半径となる丸み
となっている回転電機である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。本発明の回転電機及びその製造方法の一実施例に
ついて、図１〜図４を用いて説明する。図１は、実施例
の回転電機の断面説明図である。図２は、実施例の回転
電機におけるリング部材とティース部材の説明図であ
る。図３は、実施例の回転電機におけるティース部材の
挿入時の説明図である。図４は、回転電機の説明図であ
る。

【００１１】実施例を説明する。本実施例の回転電機
は、図４に示すように、固定子鉄心１０１及び固定子コ
イル１０２からなるステータ、ロータ１０３、フレーム
１０５、エンドブラケット１０６、１０７、等から構成
される。図４のＡ−Ａ断面矢視図を図１に示すように、
ステータは、ステータ鉄板１の積層鉄板からなる固定子
鉄心１０１に設けた溝部１６に固定子コイル１６１を設
けて形成される。ステータ鉄板１は、例えば帯状鉄板を
打抜いて、リング部材１１と、ティース部材１５と、を
それぞれ形成した後、図２に示すように、ティース部材
１５をリング部材１１の溝部に挿入して構成する。リン
グ部材１１は、図３に示すように、挿入溝部１２を有し
ている。ティース部材１３は、凸部１４、肩部１５、足
部１６、等を有し、周囲にコイル１７が設けられてい
る。ロータ１０３は、回転軸１０４を有し、軸受１０
８、１０９により、エンドブラケット１０６、１０７に
回転可能に保持されている。フレーム１０５は、ステー
タを収容しており、そして、エンドブラケット１０６と
結合されている。

【００１２】実施例の回転電機におけるステータ鉄板の
リング部材の挿入溝とティース部材の挿入部について、
図２及び図３を用いて詳しく説明する。リング部材１１
の挿入溝１２形状は、側面１２ａが溝奥に向かって広が
る逆テーパであり、また、ティース部材１３の凸部１４
の形状は、先端面１４ｂは挿入溝奥面１２ｂと隙間δ２
を形成し、かつ、側面１４ａが先端に向かって広がる逆
テーパとなっている。

【００１３】このため、挿入溝の側面１２ａと凸部の側
面１４ａとの間隔δ１の誤差Δ１は、図２（ｂ）に示す
ように、挿入溝の側面１２ａ及び凸部の側面１４ａに生
じるそれぞれの製作誤差ε１、ε２の和となるが、挿入
溝１２に凸部１４を挿入した後、ティース部材１３は、
回転軸中心方向への力を受けて移動するが、挿入溝の側
面１２ａ及び凸部の側面１４ａは、逆テーパの斜面（回
転軸中心方向となす角度をθとする。）であるため、移
動する距離δ３の誤差Δ３は、Δ１×（ｃｏｓ／ｓｉｎ
θ）となし、実質的に製作誤差ε１、ε２を小さくする
ことができる。なお、角度θは、４５度以下、特に１０
〜２０度が好ましい。また、凸部の先端面１４ｂと挿入
溝奥面１２ｂとの間隔δ２の誤差Δ２は、同様に、凸部
の先端面１４ｂ及び挿入溝奥面１２ｂに生じるそれぞれ
の製作誤差ε３、ε４となるが、間隔δ２は、間隔δ１
より大きいため、製作誤差ε３、ε４の与える影響の割
合（（ε３＋ε４）／δ２）は、実質的に小さいといえ
る。したがって、挿入溝の側面１２ａ、凸部の側面１４
ａ、凸部の先端面１４ｂ及び挿入溝奥面１２ｂの各製作
誤差ε１〜ε４が与える影響を小さくすることが可能と
なり、製造時における各部分の精度、誤差に厳しさが要
求されず、製造コストを低減することが可能である。

【００１４】更に、本実施例では、挿入溝の側面１２ａ
と凸部の側面１４ａとが密着し、そして、挿入溝入口外
側部分１１ｃとティース部材１３の肩部１３ｃとの間、
に、隙間δ４を有している。そのため、製造時に、積層
されたリング部材の挿入溝１２に積層されたティース部
材の凸部１４を挿入する際、隙間δ２とδ４のうちの狭
い方の間隙の分だけティース部材を移動させることが可
能となり、挿入作業が楽となり、また、その部分の精
度、誤差に厳しさが要求されず、製造コストを低減する
ことが可能である。

【００１５】次に、実施例の回転電機の製造方法につい
て、説明する。通常の方法でリング部材１１の積層体及
びティース部材１３の積層体をそれぞれ形成し、そし
て、リング部材の挿入溝１２にティース部材の凸部１４
を挿入する。次に、治具１８をティース部材の足部１６
に掛け、そして、ロータ回転軸となる中心の向きの力を
与えながらモールド樹脂を注入し、最後に治具１８を抜
き取ることにより、回転電機を製造する。これにより、
リング部材の挿入溝１２とティース部材の凸部１４の形
状は、挿入溝の側面１２ａと凸部の側面１４ａとが密着
し、かつ、挿入溝奥部分１２ｂと凸部先端部分１４ｂと
の間、及び、挿入溝入口外側部分１１ｃと肩部１３ｃと
の間、に、それぞれ隙間δ２、δ４を有する回転電機を
得ることができる。なお、リング部材の挿入溝の角部分
Ｒ１、挿入溝入口角部分Ｒ３、ティース部材の凸部の角
部分Ｒ２、及び付根角部分Ｒ４は、ほぼ同一の曲率半径
となる丸みを有しており、製造時の打抜き型の曲線形状
がほぼ同一とすることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ステータ鉄板における
リング部材の挿入孔及びティース部材の凸部に要求され
る精度を高くする必要がなく、作業効率を高め、そし
て、製造コストの低減を可能とする回転電機を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回転電機の断面説明図。

【図２】実施例の回転電機におけるリング部材とティー
ス部材の説明図。

【図３】実施例の回転電機におけるティース部材の挿入
時の説明図。

【図４】回転電機の説明図。

【符号の説明】

１ステータ鉄板１１リング部材１２挿入溝１３ティース部材１４凸部１５肩部１６足部１７コイル１８治具１０１固定子鉄心１０２固定子コイル１０３ロータ１０４回転軸１０５フレーム１０７エンドブラケット１０８、１０９軸受１１０エンコーダ１３３軸受保持カバー

フロントページの続き (72)発明者大原光一郎千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器グループ内Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB06 AB07 AC06 AC07 AC08 AE07 AE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のステータ鉄板を積層しモールド固
定したステータ、回転軸を有するロータ、ステータ及び
ロータを保持するエンドブラケット、等から構成される
回転電機において、前記ステータ鉄板は、挿入溝を有するリング部材と、挿
入溝に挿入する凸部を有するティース部材と、からな
り、そして、リング部材の挿入溝及びティース部材の凸
部の形状は、それぞれ、側面が溝奥又は凸部先端に向か
って広がる逆テーパであり、かつ、挿入溝奥面におい
て、溝と凸部との間に隙間が形成されることを特徴とす
る回転電機。
【請求項２】請求項１記載の回転電機において、上記リング部材の挿入溝とティース部材の凸部は、挿入
溝の側面と凸部の側面とが密着し、そして、挿入溝入口
外側部分とティース部材との間に、隙間が形成されるこ
とを特徴とする回転電機。
【請求項３】請求項１又は２に記載の回転電機におい
て、リング部材の挿入溝の角部分、挿入溝入口角部分、ティ
ース部材の凸部の角部分、及び付根角部分は、ほぼ同一
の曲率半径となる丸みとなっていることを特徴とする回
転電機。