JP2010193607A - 回転電機及びその製造方法並びに巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価なステータ固定構造およびステータを固定する基台を得ることにより、安価な回転電機を得ることを目的としている。
【解決手段】円筒状のステータ１と、ステータ１が固定される基台３と、ステータ１の内周を回転自在に取り付けられたロータとを有する回転電機であって、基台１が平板状のステータ固定板を有し、ステータ１の軸方向の端面がステータ固定板の板面と対向し、ステータ１の外周部にリブ部材２が固定され、リブ部材２がステータ固定板の板面に固定されてステータ１がリブ部材２を介して基台３に固定されるものとする。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機及びその製造方法並びにそれを用いた巻上機に関するものであり、特にステータを固定する構造及びステータを固定する基台に関するものである。

従来のステータを固定する構造においては、ステータを固定するハウジングの内径部がステータの外径部を嵌合するために円筒形状をしており、かつ鋳物で形成された構造が一般的である。また、ステータをハウジングに対して緩まないように固定するため、内径部を切削加工や研削加工により形成し、ステータ外径を焼き嵌め又は圧入して固定することが行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００６−８７２２２号公報（第４頁、図１） 特開２００８−１４１９４２号公報（第４頁〜第５頁、図２）

上記特許文献１及び特許文献２のような従来のステータ固定構造においては、焼き嵌め又は圧入に必要なハウジングの内径寸法を高精度に切削加工や研削加工で形成する必要があるため、回転電機が高価になるという問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、安価なステータ固定構造及びステータを固定する基台を得ることにより、安価な回転電機を得ることを目的としている。

本発明に係る回転電機は、円筒状のステータと、上記ステータが固定される基台と、上記ステータの内周を回転自在に取り付けられたロータとを有する回転電機であって、
上記基台が平板状部を有し、
上記ステータの軸方向の端面が上記平板状部と対向し、
上記ステータの外周部にリブ部材が固定され、
上記リブ部材が上記平板状部に固定され、上記ステータが上記リブ部材を介して上記基台に固定されているものである。

本発明に係る回転電機の製造方法は、基台を構成するステータ固定板、補強板、取付座及びリブ部材を一枚の鋼板から切り出すものである。

また、リブ部材とステータ外周及び上記リブ部材と平板状部とを溶接により固定するものである。

本発明に係る巻上機は、本発明に係る回転電機を使用し、基台にはロータの回転を制動するブレーキが取り付けられており、上記ロータには昇降かごを吊るロープを巻き付ける綱車が設けられているものである。

本発明に係る回転電機によれば、円筒状のステータと、上記ステータが固定される基台と、上記ステータの内周を回転自在に取り付けられたロータとを有する回転電機であって、
上記基台が平板状部を有し、
上記ステータの軸方向の端面が上記平板状部と対向し、
上記ステータの外周部にリブ部材が固定され、
上記リブ部材が上記平板状部に固定され、上記ステータが上記リブ部材を介して上記基台に固定されているものであるので、従来のハウジング内周部の高精度な機械加工が不要となり、安価なステータ固定構造を有する回転電機が得られる。

本発明に係る回転電機の製造方法によれば、基台を構成するステータ固定板、補強板、取付座及びリブ部材を一枚の鋼板から切り出すものであるので、鋼板を歩留まりよく使用することができ、各部品を安価に得ることができる。また、各部品を溶接で固定する場合、溶接個所の信頼性や強度が良好になる。

また、リブ部材とステータ外周及び上記リブ部材と平板状部とを溶接により固定するものであるので、ネジなどの締結部品が不要となり、安価なステータ固定構造を得ることができる。

本発明に係る巻上機によれば、本発明に係る回転電機を使用し、基台にはロータの回転を制動するブレーキが取り付けられており、上記ロータには昇降かごを吊るロープを巻き付ける綱車が設けられているものであるので、安価なステータ固定構造の巻上機が得られる。

本発明に係る回転電機の実施の形態１を示す正面図である。 本発明に係る回転電機の実施の形態１を示す背面図である。 本発明に係る回転電機の実施の形態１を示す側面図である。 本発明の実施の形態１によるリブ部材と基台の各部品を鋼板から切り出すレイアウトを示す平面図である。 本発明に係る回転電機の実施の形態２を示す正面図である。 本発明に係る巻上機を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１乃至図４は、本発明に係る回転電機の実施の形態１を説明する図である。図１は、ステータ１がリブ部材２により基台３に取り付けられた状態を示す正面図、図２は、ステータ１がリブ部材２により基台３に取り付けられた状態を示す背面図、図３は、ステータ１がリブ部材２により基台３に取り付けられた状態を示す側面図でありＡ−Ａ線の上半分を断面で示している。図４は、基台３を構成する各部品とリブ部材２を１枚の鋼板８から切り出す際の各部品とリブ部材２のレイアウトを示した図である。なお、図を見やすくするため、図１乃至図３では、本発明の回転電機の構成部品のうち、ステータ１と基台３及びリブ部材２以外の回転子等の構成部品を省略しており、図１及び図２では、ステータ１に装着されたコイル１５を省略している。

図１乃至図３に示したように、基台３は、ステータ固定板（平板状部）４と、ステータ固定板４の一方の面に垂直に設けられた補強板５と、ステータ固定板４及び補強板５と垂直に設けられた取付座７と、ステータ固定板４及び取付座７に垂直に設けられた補強板６とから成る。ステータ固定板４と補強板５、取付座７とステータ固定板４及び補強板５並びに補強板Ｂ６とステータ固定板４及び取付座７は、いずれも溶接で固定されている。なお、取付座７は基台３を図示しない台座に取り付けるためのものである。

ステータ固定板４の補強板５が取り付けられている面と反対側の面に対してステータ１の軸方向の端面が対向するように、ステータ１が配置される。複数のリブ部材２がステータ１の外周部を取り囲む位置に所定の間隔でステータ１の外周部及びステータ固定板４に接して配設される。それぞれのリブ部材２はステータ１の外周部と溶接で固定され、かつ、リブ部材２はステータ固定板４とも溶接で固定され、ステータ１はリブ部材２を介してステータ固定板４に固定される。

リブ部材２とステータ固定板４と補強板５と補強板６と取付座７の各部品はいずれも同一の鋼板から成り、リブ部材２の板厚ｔ２と、ステータ固定板４の板厚ｔ４と、補強板５の板厚ｔ５と、補強板６の板厚ｔ６と、取付座７の板厚ｔ７との間には、下記式（１）の関係が成り立っている。
ｔ２＝ｔ４＝ｔ５＝ｔ６＝ｔ７・・・式（１）

本実施の形態１によれば、ステータ１をリブ部材２を介して基台３に固定したため、従来のハウジング内周部にステータを焼き嵌め固定又は圧入固定する場合に必要であった、ハウジング内周形状に必要な寸法精度を得るための高精度の切削加工や研削加工が不要となり、安価なステータ固定構造の回転電機が得られる。

また、リブ部材２と、基台３を構成するステータ固定板４、補強板５、補強板６及び取付座７とを鋼板で構成し、かつ、ステータ１をリブ部材２を介して基台３に溶接で固定したため、従来の焼き嵌めや圧入によるステータ固定構造と同等の強度のステータ固定構造を安価に得ることができる。

また、従来の焼き嵌めあるいは圧入によるステータ固定では、ステータ１の軸方向の寸法が大きくなるにつれて、焼き嵌めあるいは圧入の作業の難度が上がり、作業性が悪化する。本実施の形態１ではリブ部材２を鋼板で構成し、かつ、ステータ１をリブ部材２を介して基台３に溶接で固定する構造としたので、ステータ１の軸方向の寸法が変化した場合でも、ステータ１の軸方向の寸法に応じてリブ部材２の寸法を変更することにより対応することができ、ステータ１の軸方向の寸法が大きくなっても作業性が悪化することがない。

また、リブ部材２、ステータ固定板４、補強板５、補強板６及び取付座７の各部品を同一材質かつ同一厚さの鋼板で構成したので、溶接個所の信頼性や強度が良好になる。また、図４に示したように一枚の鋼板８から各部品を切り出すことによって、鋼板８の捨てる部分が少なく、材料歩留まりが向上し、各部品を安価に得ることができる。

また、ステータ固定板４と補強板５、取付座７とステータ固定板４及び補強板５，６とステータ固定板４及び取付座７を、いずれも溶接で相互に固定することにより、各部品間を締結するためのねじ等の締結部品が不要となり、基台３の各部品に締結部品を取り付けるための機械加工の必要もなくなり、安価に基台３を組み立てることができる。

また、リブ部材２の板厚ｔ２と、ステータ固定板４の板厚ｔ４と、補強板５の板厚ｔ５と、補強板６の板厚ｔ６と、取付座７の板厚ｔ７との間に、下記式（２）
ｔ２＝ｔ４＝ｔ５＝ｔ６＝ｔ７≦２１ｍｍ・・・式（２）
が成り立つように構成することにより、各部品をレーザ加工で鋼板８から切り出すことができる。レーザ加工で切断した各部品の切断面は、各部品の組み立てに必要な面粗度を満たしているため、切り出した後に切削加工を行う必要がなく組み立てができるので、安価に基台３を得ることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明に係る回転電機の実施の形態２を示す正面図であり、固定子１がリブ部材２により基台３に取り付けられた状態を示している。なお、図を見やすくするため、本発明の回転電機の構成部品のうち、ステータ１と基台３以外のロータ等の部品を省略し、ステータ１に装着されているコイルも省略している。

図５においては、リブ部材２と基台３とは、上記実施の形態１の場合と同じく溶接で固定する場合であるが、ネジ９による固定も可能な構造としている。

このような構成によれば、ステータ１を基台３の所定の位置に配置し、リブ部材２でステータ１の外周部を保持し、ネジ９によりリブ部材２を基台３に仮固定した後、リブ部材２とステータ１の外周部及びリブ部材２と基台３とを溶接して固定できるので、リブ部材２とステータ１と基台３との位置関係を保持する別の手段を用いることなく溶接を実施でき、組み立て作業性がよくなる。

実施の形態３．
図６は、本発明に係る巻上機の実施の形態を示す断面図であり、上記実施の形態１または実施の形態２の回転電機を使用したものである。

図６に示したように、基台３には軸１０が嵌め合いにより固定され、軸１０にはベアリング１１を介して回転自在にロータ１２が取り付けられている。ロータ１２の外周部には所定の隙間を介してステータ１が配置されている。また、ロータ１２には、綱車１３がロータ１２と一体に回転するように取り付けられている。綱車１３にはロープ（図示せず）が巻き付けられており、ロータ１２の回転方向に応じて上記ロープの先端に取り付けられた昇降かご（図示せず）が移動する構造になっている。また、基台３には、ブレーキ１４が取り付けられており、ブレーキ１４の作動によりロータ１２の回転を制動することができる構造になっている。

このように、上記実施の形態１または実施の形態２の安価な回転電機を使用することによって、巻上機自体も安価とすることができる。

本発明の回転電機及びその製造方法並びに巻上機は、エレベータ等に有効に利用することができる。

１ ステータ、２ リブ部材、３ 基台、４ ステータ固定板、５，６ 補強板、
７ 取付座、８ 材料鋼板、９ ネジ、１０ 軸、１１ ベアリング、１２ ロータ、
１３ 綱車、１４ ブレーキ、１５ コイル。

Claims (8)

1. 円筒状のステータと、上記ステータが固定される基台と、上記ステータの内周を回転自在に取り付けられたロータとを有する回転電機であって、
   上記基台が平板状部を有し、
   上記ステータの軸方向の端面が上記平板状部と対向し、
   上記ステータの外周部にリブ部材が固定され、
   上記リブ部材が上記平板状部に固定され、上記ステータが上記リブ部材を介して上記基台に固定されていることを特徴とする回転電機。
2. 上記基台は、上記平板状部となるステータ固定板と、上記ステータ固定板に固定され上記ステータ固定板を補強する補強板と、上記ステータ固定板及び上記補強板に固定され上記基台を台座に取り付ける取付座とを備え、上記ステータ固定板、上記補強板、上記取付座及び上記リブ部材はいずれも鋼板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 上記基台を構成する上記ステータ固定板と、上記補強板と、上記取付座とは、相互に溶接により固定されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 上記リブ部材と、上記基台を構成する上記ステータ固定板、上記補強板及び上記取付座とは、すべて同一材質で同一厚さの鋼板から成ることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 上記請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法であって、
   上記ステータ固定板、上記補強板、上記取付座及び上記リブ部材を一枚の鋼板から切り出すことを特徴とする回転電機の製造方法。
6. 上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法であって、
   上記リブ部材と上記ステータの外周部及び上記リブ部材と上記平板状部とを溶接により固定することを特徴とする回転電機の製造方法。
7. 上記平板状部に上記リブ部材をネジで固定する構成として、
   上記ステータを上記平板状部の所定位置に配置し、上記リブ部材で上記ステータの外周部を保持して、上記ネジ締めにより上記リブ部材を固定した後、
   上記溶接を実施することを特徴とする請求項６に記載の回転電機の製造方法。
8. 上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機を使用し、上記基台には上記ロータの回転を制動するブレーキが取り付けられており、上記ロータには昇降かごを吊るロープを巻き付ける綱車が設けられていることを特徴とする巻上機。

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