JP2010051146A

JP2010051146A - 電動機

Info

Publication number: JP2010051146A
Application number: JP2008215168A
Authority: JP
Inventors: Takuya Kawashima; 琢也川島; Toshihiko Sakai; 俊彦酒井
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】分割された固定子を組上げて形成されるモータにおいて、特別な構成要素を必要とすることなく、また固定子と回転子が接触し損傷することなく、組立てることのできる方法が望まれる。
【解決手段】固定子をその半径方向の断面に沿い、４つ以上の要素に分割し取外しと組立てができるようにする。うち１つの要素を取外しまた組立てる際には、隣の固定子要素のハウジングに沿って移動することで、回転子との接触を防ぐ。固定子要素ごとに電源供給端子を設け、各々の駆動状態が略同一になるように駆動電流を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は電動機に係わり、特に半導体製造装置、工作機械、射出成形機をはじめとする産業用機械の回転する可動部を駆動するために、前記機械の回転軸に対して電動機の回転子を直接結合して使用するビルトイン型の電動機に関する。

従来のビルトイン型電動機（以下、電動機をモータと記す）においては、駆動する相手側機械に取付けるための位置決めをする際には、相手側機械の回転軸に対してその軸延長線上から、モータを前記軸延長線に沿って移動し接近させながら、締結する部分同士を対向させて位置決めする方法を用いていた。しかし、モータが移動する空間内に相手側機械の他の機械要素が先行して組立てられている場合は、これらの機械要素とモータとの間で干渉を生じてしまう。一度設置したモータを修理のために取外す場合も同様であり、やはりこれらの機械要素との干渉を生じる。一般に前記軸延長線方向には機械動作上重要な部分が配置されることが多く、その組立て、調整、動作確認においては必要な作業工数が多い。このためモータの取付けや取外しのために、相手側機械の要素の分解と組立てを行い、またその工程がモータの取付け、取外しの工程に支配されるために、作業効率が悪かった。

そこで特許文献１においては前記の干渉をおこさないために、モータの固定子を２つの部分に分割し、相手側機械の近くで１つのモータに組立てることが開示されている。

特開２００７−１７１４号公報

前記特許文献では、２つの部分に分割したモータの固定子を１つに組上げる際に、モータに対して着脱自在のガイド装置を使用している。固定子を同じ大きさの２つの部分に分割すると、組立てる際に固定子が誤って回転子に接触し、損傷する恐れがあるため、これを避けるようガイド装置で概略の位置と移動方向を決めるようにしている。しかしこのガイド装置のように、組立てる時だけに使用する構成要素があるのは不便であり、これを必要としない方法が望まれる。

本発明の目的は、特に分割された固定子を組上げて形成されるモータにおいて、特別な構成要素を必要とすることなく、また固定子と回転子が接触し損傷することなく、組立てることのできるモータを提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、ハウジング、固定子コアと固定子巻線を含み、円筒状空洞を有する固定子と、前記固定子の円筒状空洞内に配置された回転子を有する電動機であって、前記固定子は前記回転子の回転軸からみて半径方向の断面に沿って、４つ以上の略等しい大きさの固定子要素に分割可能としたことを特徴としている。

本発明によれば、分割した固定子を組上げて形成されるモータにおいて、これを組上げる際に前記したような特別な構成要素を準備しなくとも、固定子と回転子の接触による損傷をなくすことができ、産業用機械への取付け、取外し作業の効率を向上することができるという効果がある。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施例であるモータの主要部を示す図である。このうち図１（ａ）は回転軸に対して垂直な方向からの側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の破線における断面図である。図１（ａ）の一点破線は回転軸の中心を表す。ここで、固定子１は前記回転軸から半径方向の断面に沿って、４つ以上に分割可能なように構成されている。一例としてここでは６つに分割できる場合を示しており、固定子１は１ａ〜１ｆの６つの固定子要素を有する。また図１（ａ）に示すように、たとえば固定子要素１ｆはハウジング１１ｆ、固定子コア１２ｆ、および固定子巻線１３ｆを有する。固定子要素１ａ〜１ｅも同様である。すなわち固定子１を構成するハウジング１１は１１ａ〜１１ｆの、固定子コア１２は１２ａ〜１２ｆの、固定子巻線１３は１３ａ〜１３ｆの構成要素を有する。固定子１の内側の円筒状空洞には回転子２が配置される。回転子２は回転する際、相手側機械の回転軸（図示せず）に締結されて一緒に回転自在となるよう保持される。また回転子２の表面には永久磁石を有し、または回転子巻線を施して電磁石を構成し、たとえば固定子巻線１３ａ〜１３ｆの電流の起こす交流磁界による誘導作用で回転起動し、また磁石の吸引力により同期速度で定速回転する。固定子１はハウジング１１を、図示しないベース部に締結されて保持される。図１（ｂ）の角度θで示すように固定子１は、円周方向に６０度の角度ごとに略均等に６分割された各要素部を個別に製造し、これらを組み合わせた構造となっている。図１で要素部１ａ〜１ｅは所定の締結位置に位置しているが、要素部１ｆだけは他の要素部から離れて、取外した状態として図示されている。この要素部１ｆを所定の締結位置に位置決めする時には、図の矢印で示す方向に、接近させ位置決めを行うことができる。

なお図１（ａ）においては、その内部構成を示すためにハウジング１１のうち、図面手前側に位置するものを除去してある。また図面の煩雑化を避けるため、図１（ａ）においては、ハウジング１１、固定子コア１２、固定子巻線１３のうちａ，ｂ，ｄ，ｅに相当するものの部品番号を、図１（ｂ）においては、ハウジング１１ｂ〜１１ｄ、固定子コア１２ａ〜１２ｆの部品番号を省略している。

固定子巻線１３ａ〜１３ｆの各巻線部は、それぞれがたとえばＵ相、Ｖ相、Ｗ相巻線を備えた３相巻線を備えることで、モータの巻線を構成している。また図示はしていないが、固定子要素１ａ〜１ｆは各々がたとえば３個の外部端子を備え、３相の固定子巻線が各々接続されている。

このように１台のモータの巻線を空間的に分離して、前記したように固定子を分割できるようにするためには、固定子コアのスロットに巻回された巻線１３ａ〜１３ｆが、図１に模式的に示したコイルのように、お互い重ならないように配置すれば良い。

モータを相手側機械に取付け、また取外す際に、前記したように相手側機械の構成要素の一部などと干渉したとしても、実際にはモータの一部の構成要素を除去することで、干渉しないようにできる場合が多い。本実施例ではモータの固定子１を、略等しい大きさの４つ以上の着脱可能な構成要素に分割し、このうち任意のものを選んで除去できるようにしたことに特徴がある。これにより、固定子１の一部を除去ないし組立てる際に、これが回転子２に接触し損傷することを防ぐことができる。またそのために、特別な構成要素を必要とすることはない。

図１（ｂ）において固定子要素１ｆを矢印方向へ移動し組立てる際、固定子要素１ｆの向きを考慮せずに移動させると、その一端が回転子２に接触する恐れがある。そこで図２に示すようにハウジング１１ｆの一部を、まず隣の固定子要素１ａのハウジング１１ａに接触させ、これに沿って矢印方向へ移動すれば、回転子２に接触させることなく組立てることができる。もちろん、反対側の固定子要素１ｅのハウジング１１ｅに接触させて同様に移動して組立てても良い。このようにすれば、組立てのための特別な構成要素を用いなくとも、固定子要素１ｆが回転子２に接触し損傷することはなくなる。

固定子１を２つ、ないし３つに分割した場合は、前記した図１（ｂ）の角度θが１８０度ないし１２０度となるため、この方法でも移動の途中で固定子が回転子と接触するが、本実施例のように、４つ以上に分割した場合には角度θが９０度以下となるため、接触することはない。

次に図３を用いて本実施例における電源の供給方法を説明する。図３は三相の固定子巻線１３ａ〜１３ｆと、電源供給端子３ａ〜３ｆの間の結線図である。なお、図面の煩雑化を防ぐため、電源供給端子のうち３ｂ〜３ｅ、およびその固定子巻線１３ｂ〜１３ｅとの間の結線を省略しているが、他と同様である。モータとして稼動するときは、図示しない三相の駆動電源から各々３個の独立した端子を有する電源供給端子３ａ〜３ｆへ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の電源が供給される。ここでは固定子巻線１３ａ〜１３ｆは、各相の巻線の片方が内部で相互接続されており、残る一端が各々電源供給端子３ａ〜３ｆへ引出されている。もちろん電源供給端子３ａ〜３ｆに各々６個の独立した端子を設け、各相の巻線につき前記の相互接続をせずに、両端を引出すようにしても良い。

本実施例のように電機子である固定子を複数個に分割すると、各固定子要素の駆動特性の違いが問題になることがある。ここでは各固定子巻線１３ａ〜１３ｆの各々に対し電源供給端子３ａ〜３ｆを設けたため、各固定子要素１ａ〜１ｆで駆動特性が略同一になるよう、駆動電流の瞬時値を外部の電源側で制御することができる。

本発明の一実施例である電動機の構成図である。本発明の一実施例である電動機固定子の組立て方法を示す図である。本発明の一実施例である電動機の巻線と電源供給端子との結線図である。

符号の説明

１・・・・・固定子
１１・・・・ハウジング
１１ｃ・・・６分割された３番目の固定子のハウジング
１１ｆ・・・６分割された６番目の固定子のハウジング
１２・・・・固定子コア
１２ｃ・・・６分割された３番目の固定子の固定子コア
１２ｆ・・・６分割された６番目の固定子の固定子コア
１３・・・・固定子巻線
１３ａ〜１３ｆ・・６分割された１〜６番目の固定子巻線
２・・・・・回転子
３ａ〜３ｆ・・６分割された１〜６番目の固定子への電源供給端子。

Claims

ハウジング、固定子コアと固定子巻線を含み、円筒状空洞を有する固定子と、前記固定子の円筒状空洞内に配置された回転子を有する電動機であって、前記固定子は前記回転子の回転軸からみて半径方向の断面に沿って、４つ以上の略等しい大きさの固定子要素に分割可能としたことを特徴とする電動機。
請求項１に記載の電動機において、前記４つ以上に分割された固定子要素の各々に、前記電動機の外部から電源を供給するための電源供給端子を有することを特徴とする電動機。