JP2012151947A - アウターロータ型のモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータベースの円筒部の内径を大きくして、フレームの軸部の軸径を大きくし、軸部の強度を向上する。
【解決手段】フレーム１１０の軸部１１０ａにはロータ１２０が回転自在に備えられ、ステータベース１３２はボルトｂｏにより固定部１１０ｂに固定されている。ステータ鉄心１３１はボルトＢｏによりステータベース１３２に固定されている。ステータ鉄心１３１には切欠１３１ｂが形成されている。ボルトｂｏは、切欠１３１ｂに挿入され鍔部１３２ｂを挿通して固定部１１０ｂにねじ込まれている。ステータベース１３２の円筒部１３２ａにはボルトが挿通されず薄肉となり、円筒部１３２ａの内径を大きくでき、これにより軸部１１０ａの軸径を大きくして強度向上ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アウターロータ型のモータに関し、組み付け構造に工夫をすることにより、強度の向上を可能としたものである。

エレベータ装置の巻上機には、アウターロータ型のモータが採用されている。
ここで、エレベータ装置の巻上機に採用している、従来のアウターロータ型のモータを、断面図である図５を参照して説明する。

このモータ１のフレーム１０は、円筒状の軸部１０ａと、この軸部１０ａの一端部（図５では右端部）から径方向に面状に広がった固定部１０ｂと、この固定部１０ｂの底辺に連結しつつ固定部１０ｂに直交する底部１０ｃにより構成されている。

ロータ２０は軸部１０ａの外周側に配置され、ロータ２０の回転軸と軸部１０ａの軸心が同心状になっている。このロータ２０は、軸受１１，１２により、回転自在に軸部１０ａに支持されている。
ロータ２０には、シーブ２１と磁石取付部２２が一体的に備えられており、円筒状の磁石取付部２２の内周面には永久磁石２３が配置されている。

ステータ３０は、ステータ鉄心３１と、ステータベース３２と、ステータ鉄心３１に巻回された固定子巻線３３を有している。
このステータ３０の外周面に、磁石取付部２２に配置した永久磁石２３の内周面が対面する状態となって、アウターロータ型のモータ１が構成されている。

ここで、図５のみならず、ステータ鉄心３１とステータベース３２を組み付けた状態で示す斜視図である図６と、ステータベースを示す斜視図である図７を参照して、ステータ３０の組み付け構造を説明する。

これらの図に示すように、ステータ鉄心３１は、分割鉄心を周方向に連結して環状に形成されている。また、周方向に沿って、複数の巻線溝３１ａが形成されている。ステータ鉄心３１の外周面側に開口した巻線溝３１ａには、固定子巻線３３が巻回される。

一方、ステータベース３２は、円筒部３２ａと、この円筒部３２ａの一端部（図５では右端部、図７では奥側部）から径方向に面状に広がった鍔部３２ｂにより形成されている。鍔部３２ｂの他端面（図５では左端面、図７では手前側の面）にはステータ鉄心固定用のネジ穴ｈが、周方向に沿い複数形成されている。

ステータベース固定用のボルトｂｏは、円筒部３２ａの他端面（図５では左端面、図７では手前側の面）から軸方向に挿通して、フレーム１０の固定部１０ｂにねじ込まれている。これにより、ステータベース３２は固定部１０ｂに固定されている。

ステータ鉄心３１はその内周面に、ステータベース３２の円筒部３２ａが嵌入する状態で配置されている。そして、ステータ鉄心固定用のボルトＢが、ステータ鉄心３１の他端面から軸方向に挿通して、ステータベース３２のネジ穴ｈにねじ込まれている。これにより、ステータ鉄心３１がステータベース３２に固定されている。
なお、円筒部３２ａの「厚さ」は、ボルトｂｏが軸方法に挿通できる程度に、「肉厚」になっている。

なお、アウターロータ型のモータを採用した巻上機としては、特許文献１（特開２００３−１３４７６８号公報）及び特許文献２（特開２００３−１０４６６６号公報）に示すものも存在する。

特開２００３−１３４７６８号公報 特開２００３−１０４６６６号公報

前述したモータ１では、ロータ２０に軸荷重がかかるため、フレーム１０の軸部１０ａには応力が発生する。
軸部１０ａの強度を上げるためには、その軸径を大きくすることが効果的である。しかし、軸部１０ａは、ステータベース３２の内径を通るため、軸部１０ａの軸径は、ステータベース３２（円筒部３２ａ）の内径以下に規制されてしまう。
しかも、ステータベース３２では、円筒部３２ａにステータベース固定用のボルトｂｏを挿通しているため、円筒部３２ａはボルトｂｏが挿通できる程度に肉厚となり、これに伴い円筒部３２ａの内径が狭くなっている。
このように、軸部１０ａは、内径が狭くなっている円筒部３２ａの内側に配置されているため、軸部１０ａの軸径を大きくすることができず、軸部１０ａの軸強度を向上させることができないのが、現状であった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、ステータ鉄心やステータベースの組み付け状態に工夫をすることにより、フレームの軸部の軸径を大きくすることができる、アウターロータ型のモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の構成は、
軸部と、この軸部の一端部から面状に広がった固定部と、固定部の底辺に連結された底部とからなるフレームと、
前記軸部の外周側に配置されて、前記軸部に回転自在に支持されたロータと、
内周側に前記軸部が挿入・配置される円筒部と、この円筒部の一端部から面状に広がった鍔部とからなり、ステータベース固定用のボルトが挿通して前記固定部にねじ込まれることにより前記固定部に固定されるステータベースと、
前記円筒部の外周面に環装されると共に、外周面側に開口した鉄心溝が形成されており、ステータ鉄心固定用のボルトが挿通して前記鍔部にねじ込まれることにより前記鍔部に固定されるステータ鉄心と、
を備えたアウターロータ型のモータにおいて、
前記ステータ鉄心には、周方向に関して前記鉄心溝とは異なる位置で且つ内周面側に開口する切欠が形成され、
前記ステータベース固定用のボルトは、前記切欠に挿入され前記鍔部を挿通して前記固定部にねじ込まれていることを特徴とする。

本発明によれば、ステータベース固定用のボルトを、ステータ鉄心に形成した切欠に挿入し、ステータベースの円筒部ではなく鍔部を挿通してフレームの固定部にねじ込むことにより、ステータベースをフレームに固定している。
このため、ステータベースの円筒部を薄肉にして円筒部の内径を大きくすることができ、これに伴い、フレームの軸部の軸径を大きくして強度を向上させることができる。

また、ステータ鉄心の内周側に形成した切欠と、ステータ鉄心の外周側に形成した鉄心溝は、周方向に関して位置ズレしているため、切欠の位置には殆ど磁束は通らず、ステータ鉄心の鉄心量が切欠の分だけ減少しているにも関わらず、磁束の最大保持を可能とすることができる。

本発明の実施例にかかる、アウターロータ型のモータを示す断面図。 実施例で用いる、ステータ鉄心とステータベースを組み付けた状態で示す斜視図。 実施例で用いる、ステータベースを示す斜視図。 実施例で用いる、ステータ鉄心とステータベースを組み付けた状態で示す平面図。 従来のアウターロータ型のモータを示す断面図。 従来技術における、ステータ鉄心とステータベースを組み付けた状態で示す斜視図。 従来技術における、ステータベースを示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。

本発明の実施例にかかるモータ１０１を、図１〜図４を参照して説明する。なお、図１は、図２におけるα−β線断面で示している。
本実施例に係るモータ１０１は、エレベータ装置の巻上機に用いるモータである。

図１に示すように、モータ１０１のフレーム１１０は、円筒状の軸部１１０ａと、この軸部１１０ａの一端部（図１では右端部）から径方向に面状に広がった固定部１１０ｂと、この固定部１１０ｂの底辺に連結しつつ固定部１１０ｂに直交する底部１１０ｃにより構成されている。

ロータ１２０は軸部１１０ａの外周側に配置され、ロータ１２０の回転軸と軸部１１０ａの軸心が同心状になっている。このロータ１２０は、軸受１１１，１１２により、回転自在に軸部１１０ａに支持されている。
ロータ１２０には、シーブ１２１と磁石取付部１２２が一体的に備えられており、円筒状の磁石取付部１２２の内周面には永久磁石１２３が配置されている。

ステータ１３０は、ステータ鉄心１３１と、ステータベース１３２と、ステータ鉄心１３１に巻回された固定子巻線１３３を有している。
このステータ１３０の外周面に、磁石取付部１２２に配置した永久磁石１２３の内周面が対面する状態となって、アウターロータ型のモータ１０１が構成されている。
また、ステータ１３０は、フレーム１１０の軸部１１０ａの外周側に配置されている。このため、ステータベース１３２の円筒部１３２ａの内周側に、フレーム１１０の軸部１１０ａが挿入・配置される構成となっている。

ここで、図１のみならず、ステータ鉄心１３１とステータベース１３２を組み付けた状態で示す斜視図である図２と、ステータベース１３２を示す斜視図である図３と、ステータ鉄心１３１とステータベース１３２を組み付けた状態で示す平面図である図４を参照して、ステータ１３０の組み付け構造を説明する。

これらの図に示すように、ステータ鉄心１３１は、分割鉄心を周方向に連結して環状に形成されている。また、周方向に沿って、複数の巻線溝１３１ａが形成されている。ステータ鉄心１３１の外周面側に開口した巻線溝１３１ａには、固定子巻線１３３が巻回される。

更に本実施例では、積層鉄心であるステータ鉄心１３１には、内周面側に開口した切欠１３１ｂが、周方向に沿う複数個所に形成されている。この切欠１３１ｂは、ステータベース取付用のボルトｂｏを通すものであり、ステータ鉄心１３１の厚さ方向（鉄心の積層方向：図４では紙面に直交する方向）に関して貫通した状態となっている。
しかも、切欠１３１ｂと鉄心溝１３１ａとは、周方向に関して位置ズレしている。つまり、切欠１３１ｂの配置位置から径方向外側に進んだ位置には鉄心溝１３１ａはなく、鉄心溝１３１ａの配置位置から径方向内側に進んだ位置には切欠１３１ｂはない。
このような位置に切欠１３１ｂを形成したため、切欠１３１ｂの位置には殆ど磁束は通らず、ステータ鉄心１３１の鉄心量が切欠１３１ｂの分だけ減少しているにも関わらず、磁束の最大保持を可能としている。

一方、ステータベース１３２は、薄厚な円筒部１３２ａと、この円筒部１３２ａの一端部（図１では右端部、図３では奥側部）から径方向に面状に広がった鍔部１３２ｂにより形成されている。鍔部１３２ｂの他端面（図１では左端面、図３では手前側の面）にはステータ鉄心固定用のネジ穴ｈが、周方向に沿い複数形成されている。
前述したように、ステータベース１３２の円筒部１３２ａの内周側に、フレーム１１０の軸部１１０ａが挿入・配置される構成となっている。

ステータベース固定用のボルトｂｏは、ステータ鉄心１３１に形成した切欠１３１ｂに挿入され、鍔部１３２ｂを挿通して、フレーム１０の固定部１１０ｂにねじ込まれている。これにより、ステータベース１３２は固定部１０ｂに固定されている。
このように、ボルトｂｏは、円筒部１３２ａではなく鍔部１３２ｂを挿通しているため、円筒部１３２ａを薄肉とすることができる。つまり、円筒部１３２ａにボルトｂｏを挿通する必要がないので、円筒部１３２ａの厚さを、ボルトｂｏの直径寸法よりも薄くすることができるのである。このように、円筒部１３２ａを薄肉にすることができる分だけ、ステータベース１３２（円筒部１３２ａ）の内径を大きくすることができる。

ステータ鉄心１３１はその内周面に、ステータベース１３２の円筒部１３２ａが嵌入する状態で配置されている。換言すると、ステータ鉄心１３１は、ステータベース１３２の円筒部１３２ａの外周面に環装されている。そして、ステータ鉄心固定用のボルトＢが、ステータ鉄心１３１の他端面から軸方向に挿通して、ステータベース１３２のネジ穴ｈにねじ込まれている。これにより、ステータ鉄心１３１がステータベース１３２に固定されている。

本実施例では、前述したように、ボルトｂｏが、ステータベース１３２の円筒部１３２ａではなく鍔部１３２ｂを貫通しているため、円筒部１３２ａを薄肉とすることができ、円筒部１３２ａを薄肉にすることができる分だけ、円筒部１３２ａの内径を大きくすることができる。
このようにして、ステータベース１３２の円筒部１３２ａの内径を大きくすることができることに合わせて、円筒部１３２ａの内周側に挿入・配置されている軸部１１０ａの軸径を大きくすることができる。この結果、軸部１１０ａの軸径を大きくすることにより、応力が作用する軸部１１０ａの強度を向上させることができる。

１、１０ モータ
１０、１１０ フレーム
１０ａ、１１０ａ 軸部
１０ｂ、１１０ｂ 固定部
１０ｃ、１１０ｃ 底部
１１、１２、１１１、１１２ 軸受
２０、１２０ ロータ
２１、１２１ シーブ
２２、１２２ 磁石取付部
２３、１２３ 永久磁石
３０、１３０ ステータ
３１、１３１ ステータ鉄心
３１ａ、１３１ａ 巻線溝
１３１ｂ 切欠
３２、１３２ ステータベース
３２ａ、１３２ａ 円筒部
３２ｂ、１３２ｂ 鍔部
３３、１３３ 固定子鉄心
Ｂｏ ステータ鉄心固定用のボルト
ｂｏ ステータベース固定用のボルト
ｈ ステータ鉄心固定用のネジ穴

Claims (1)

1. 軸部と、この軸部の一端部から面状に広がった固定部と、固定部の底辺に連結された底部とからなるフレームと、
   前記軸部の外周側に配置されて、前記軸部に回転自在に支持されたロータと、
   内周側に前記軸部が挿入・配置される円筒部と、この円筒部の一端部から面状に広がった鍔部とからなり、ステータベース固定用のボルトが挿通して前記固定部にねじ込まれることにより前記固定部に固定されるステータベースと、
   前記円筒部の外周面に環装されると共に、外周面側に開口した鉄心溝が形成されており、ステータ鉄心固定用のボルトが挿通して前記鍔部にねじ込まれることにより前記鍔部に固定されるステータ鉄心と、
   を備えたアウターロータ型のモータにおいて、
   前記ステータ鉄心には、周方向に関して前記鉄心溝とは異なる位置で且つ内周面側に開口する切欠が形成され、
   前記ステータベース固定用のボルトは、前記切欠に挿入され前記鍔部を挿通して前記固定部にねじ込まれていることを特徴とするアウターロータ型のモータ。

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