JP2012231597A

JP2012231597A - 回転電機および回転電機の製造方法

Info

Publication number: JP2012231597A
Application number: JP2011098163A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimono; 博史下野
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-22
Also published as: CN102761180A

Abstract

【課題】剛性が高く組み立て作業性に優れたフレームを有する回転電機および回転電機の製造方法を提供する。
【解決手段】フレーム本体部４０とフィンカバー５０に焼きばめ押さえ面を２箇所と、フィンカバー中央部先端の半円形状当たり面を１箇所備え、焼きばめ押さえ面の２箇所で剛性が高い結合を、フィンカバー中央部先端の半円形状当たり面で自由度の高い結合を行い、全体として剛性と作業効率が高い焼きばめによるフレーム本体部４０とフィンカバー５０の結合を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法などに関する。

電動機の電磁部を構成するために、固定子の外周にフレームが配置される。フレームを安価に製造するために、アルミ押し出し材を採用したアルミフレームが用いられる。そのアルミフレームを用いたアルミフレーム構造の一例としては、特許文献１に記載のアルミフレーム構造が挙げられる。このアルミフレーム構造は、空冷モータの固定子を覆うフレーム本体と、通風穴を形成するフィンカバーとに分割して構成されている。この構成により、フレーム本体をアルミ押し出し成型で製造することができ、放熱面積を大きくとった放熱フィンを構成することができる。

特開平１１−２９９１７４号公報

上記アルミフレーム構造におけるフレーム本体とフィンカバーの固定方法には接着、圧入、ネジによる締結などが考えられる。
しかしながら、接着や圧入では高い剛性でそれらを結合することが難しく、後工程でフレームを加工追加するような場合に、フィンカバーが外れてしまい、歩留まりが悪いという課題がある。また、ネジによる締結では通風部の数が多いほどネジの本数が多くなり、作業効率が悪いという課題がある。

そこで、本発明は、剛性が高く組み立て作業性に優れたフレームを有する回転電機および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転子と、前記回転子に対して隙間を介して配置された固定子と、前記固定子の周りに配置されたフレームと、を備えた回転電機であって、前記フレームは、隅部を有し前記固定子を固定するフレーム本体部と、前記隅部に設けられた複数のフィンと、前記複数のフィンを覆うフィンカバーと、を備え、前記フレーム本体部は、前記固定子を取り囲む筒状部と、前記隅部に形成され前記筒状部から突出し前記筒状部側に傾斜面を有する突出部と、を備え、前記フィンカバーは、第１の板状部と、前記第１の板状部の両側に設けられた第２の板状部と、を備え、前記傾斜面に前記第２の板状部が押圧されることによって前記フィンカバーが前記フレーム本体部に固定されることを特徴とする回転電機が適用される。

本発明によれば、剛性が高く組み立て作業性に優れたフレームを有する回転電機および回転電機の製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る回転電機の断面図である。第１実施形態に係るフレーム本体部の部分断面図である。第１実施形態に係るフィンカバーの部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。

＜第１実施形態＞
まず、図１から図３を参照しつつ、第１実施形態に係る回転電機の構造について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る回転電機１は、回転子１０と、回転子１０に対して隙間を介して配置された電磁部としての固定子２０と、固定子２０の周りに配置されたフレーム３０を備える。フレーム３０は、固定子２０を固定するフレーム本体部４０と、フレーム本体部４０の隅部４１（図２参照）に設けられた複数のフィン４２と、複数のフィン４２を覆うフィンカバー５０と、フレーム本体部４０とフィンカバー５０とで囲まれる空間で形成される通風部６０とを備える。

図２に示すように、フレーム本体部４０は、固定子２０を取り囲む筒状部４３と、隅部４１に形成され筒状部４３から突出し筒状部４３側に傾斜面４４を有する突出部４５と、隅部４１の突出部４５で挟まれた部分に筒状部４３から突出して形成された複数のフィン４２と、を備える。フレーム本体部４０は、例えば、アルミニウムの押し出し材などで形成される。複数のフィン４２は、第１のフィン４２ａと第１のフィンよりも長さが短い第２のフィン４２ｂを含む。第１のフィン４２ａは第２のフィン４２ｂに挟まれて配置される。これにより、隅部４１に複数のフィン４２を効率的に配置することができる。

図３に示すように、フィンカバー５０は、第１の板状部５１と、第１の板状部５１の両側に設けられた第２の板状部５２と、を備える。フィンカバー５０は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの弾性を有する材料で形成される。第１の板状部５１側から見て、２つの第２の板状部５２は、互いに間隔が広がる方向に設けられる。傾斜面４４に第２の板状部５２が押圧されることによってフィンカバー５０がフレーム本体部４０に強固に固定される。これにより、フレーム３０の剛性が高くなる。また、ネジによる締結ではないため、組み立て作業性に優れている。

さらに、フィンカバー５０は、第１の板状部５１の中央近傍であって２つの第２の板状部５２に挟まれた位置に、第３の板状部５３を備える。第３の板状部５３の存在により、フレーム３０の剛性がさらに高くなる。また、第３の板状部５３は放熱フィンとしても機能するため、回転電機１の冷却効率がさらに向上する。
第３の板状部５３の先端には半円形状の当接部５３ａを備えるため、フィンカバー５０の姿勢の自由度を高めることができる。これにより、フィンカバー５０は、第２の板状部５２の外面を傾斜面４４にしっかり当てる姿勢をとることができ、フレーム３０の剛性をさらに高めることができる。

また、第２の板状部５２の先端部５２ａは、第２のフィン４２ｂと傾斜面４４とで挟まれた空間の中に配置される。隅部４１の中央部分に配置された第１のフィン４２ａの長さよりも、傾斜面４４の近傍に配置された第２のフィン４２ｂの長さが短く設定されているため、第２の板状部５２は、隅部４１に深く入り込むことができ、傾斜面４４に大きな面積で接している。これにより、フィンカバー５０とフレーム本体部４０との熱伝導効率が良好となり、回転電機１の冷却効率を高めることができる。

次に、本実施形態に係る回転電機１の製造工程を説明する。
まず、フレーム本体部４０を加熱し熱膨張させ、次に、筒状部４３の内径側に固定子２０を焼きばめすることによって固定する。また、焼きばめの余熱でフレーム本体部４０が高温状態の時に、さらに常温のフィンカバー５０を隅部４１の２つの突出部４５の間へ差し込み、通風部６０を形成する。

フレーム本体部４０の隅部４１の２つの傾斜面４４間の寸法は、フィンカバー５０の２つの第２の板状部５２で形成される外形寸法よりも若干小さい寸法とし、焼きばめによりフレーム本体部４０の傾斜面４４がフィンカバー５０の第２の板状部５２を押し込むように設定する。

フィンカバー５０の第１の板状部５１の中央近傍には、第３の板状部５３が設けられている。第３の板状部５３の端部には半円形状の当接部５３ａが形成されており、フレーム本体部４０とフィンカバー５０の中央部先端の当たり面は、曲面と面の線接触となる。フレーム本体部４０とフィンカバー５０は、フィンカバー５０両端の第２の板状部５２の外面で２箇所と、フィンカバー５０の第３の板状部５３の当接部５３ａで１箇所の計３箇所での固定となる。フィンカバー５０両端の第２の板状部５２の外面は面接触であるため、面と面をきれいに全面当てることによって高い剛性が得られる。このとき、フィンカバー５０の第３の板状部５３の当接部５３ａはフレーム本体部４０と線接触となっているため、フィンカバー５０の姿勢の自由度が高く、フィンカバー５０両端の第２の板状部５２の外面がきれいに面接触することに寄与する。

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機１のフレーム３０は、傾斜面４４と当接部５３ａを有することにより、簡単な構成で、フレーム本体部４０とフィンカバー５０とを高い剛性で結合することができる。したがって、剛性が高く組み立て作業性に優れたフレームを有する回転電機を提供することができる。
また、製造工程として前工程で電磁部としての固定子２０をフレーム本体部４０に焼きばめにより固定し、その余熱を利用してフレーム本体部４０とフィンカバー５０とを焼きばめにより固定することにより、工程の効率化をすることも可能である。
また、フィンカバー５０も通風部６０を形成する１部品であるため、冷却能力を期待できる。本実施形態ではフィンカバー５０とフレーム本体部４０の接触面積が大きく、また介在する接着剤などがないことから、フィンカバー５０とフレーム本体部４０間の熱通過が良化し、フィンカバー５０の冷却能力をより有効に活用できる。

３０フレーム
４０フレーム本体部
５０フィンカバー
６０通風部
２０固定子
４４傾斜面
５３ａ当接部

Claims

回転子と、前記回転子に対して隙間を介して配置された固定子と、前記固定子の周りに配置されたフレームと、を備えた回転電機であって、
前記フレームは、
隅部を有し前記固定子を固定するフレーム本体部と、
前記隅部に設けられた複数のフィンと、
前記複数のフィンを覆うフィンカバーと、
を備え、
前記フレーム本体部は、
前記固定子を取り囲む筒状部と、
前記隅部に形成され前記筒状部から突出し前記筒状部側に傾斜面を有する突出部と、
を備え、
前記フィンカバーは、
第１の板状部と、
前記第１の板状部の両側に設けられた第２の板状部と、
を備え、
前記傾斜面に前記第２の板状部が押圧されることによって前記フィンカバーが前記フレーム本体部に固定される
ことを特徴とする回転電機。
前記フィンカバーが、前記第２の板状部に挟まれた位置に第３の板状部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記第３の板状部の端部に半円形状の当接部を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
前記複数のフィンが、
第１のフィンと、
第１のフィンよりも長さが短い第２のフィンと、
を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。
請求項１記載の回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、
前記フレーム本体部を加熱して熱膨張させ、焼きばめによって、前記筒状部の内径側に前記固定子を固定し、前記焼きばめの余熱で前記フレーム本体部が熱膨張状態の間に、前記フィンカバーを前記隅部の２つの前記突出部の間へ差し込む
ことを特徴とする回転電機の製造方法。