JP2017153197A - Rotary machine - Google Patents
Rotary machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017153197A JP2017153197A JP2016031550A JP2016031550A JP2017153197A JP 2017153197 A JP2017153197 A JP 2017153197A JP 2016031550 A JP2016031550 A JP 2016031550A JP 2016031550 A JP2016031550 A JP 2016031550A JP 2017153197 A JP2017153197 A JP 2017153197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- back yoke
- stator
- rotor
- rotating machine
- circumferential direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ステータとロータとを含む回転機に関する。 The present invention relates to a rotating machine including a stator and a rotor.
円筒状の外形を有するステータが、円筒状のケース内に収納される。ケース内にステータを焼嵌めすることにより、ステータをケースに固定することができる。焼嵌めによる固定方法を採用する場合、ステータの一部である環状のバックヨークに周方向の圧縮応力が付与される。バックヨークには、周方向の磁束が発生している。バックヨークに磁束と平行な圧縮応力が付与されていると、鉄損が増加する。その結果、回転機の効率が低下してしまう。 A stator having a cylindrical outer shape is accommodated in a cylindrical case. The stator can be fixed to the case by shrink-fitting the stator in the case. When the fixing method by shrink fitting is adopted, a circumferential compressive stress is applied to the annular back yoke that is a part of the stator. A circumferential magnetic flux is generated in the back yoke. When a compressive stress parallel to the magnetic flux is applied to the back yoke, the iron loss increases. As a result, the efficiency of the rotating machine is reduced.
下記の特許文献1に、圧縮応力に起因する磁気特性の劣化を緩和する回転機が開示されている。特許文献1に開示された回転機では、ステータの外周面が、ハウジングに接触する領域(接触領域)と、接触しない領域(非接触領域)とに区分されている。接触領域と非接触領域とは、周方向に交互に配置されている。この構造により、ステータのバックヨークに付与される圧縮応力が緩和される。 Patent Document 1 listed below discloses a rotating machine that alleviates deterioration of magnetic properties caused by compressive stress. In the rotating machine disclosed in Patent Document 1, the outer peripheral surface of the stator is divided into a region that contacts the housing (contact region) and a region that does not contact (non-contact region). The contact area and the non-contact area are alternately arranged in the circumferential direction. With this structure, the compressive stress applied to the stator back yoke is relieved.
本発明の目的は、ステータのバックヨークに圧縮応力を付与することなく、ステータを支持することが可能な新たな構造を有する回転機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rotating machine having a new structure capable of supporting a stator without applying compressive stress to the back yoke of the stator.
本発明の一観点によると、
環状のバックヨーク、及び前記バックヨークから内側に突出する複数のティースを含むステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと、
前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
前記バックヨークの内側に配置され、前記バックヨークに対して周方向の引っ張り応力を付与している付勢部材と
を有する回転機が提供される。
According to one aspect of the invention,
A stator including an annular back yoke and a plurality of teeth projecting inwardly from the back yoke;
A rotor disposed inside the stator;
A bearing that rotatably supports the rotor;
There is provided a rotating machine having an urging member disposed inside the back yoke and imparting a tensile stress in the circumferential direction to the back yoke.
本発明の他の観点によると、
ロータと、
前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
前記ロータを周方向に取り囲み、周方向の伸び歪が生じているバックヨーク、及び前記バックヨークから前記ロータに向かって突出する複数のティースを含むステータと、
前記バックヨークに周方向の伸び歪を生じさせている付勢部材と
を有する回転機が提供される。
According to another aspect of the invention,
A rotor,
A bearing that rotatably supports the rotor;
A stator that surrounds the rotor in the circumferential direction and includes a back yoke in which circumferential strain is generated, and a plurality of teeth protruding from the back yoke toward the rotor;
There is provided a rotating machine having an urging member that causes an elongation strain in a circumferential direction on the back yoke.
付勢部材によって、バックヨークに周方向の引っ張り応力が付与され、または周方向の伸び歪が生じる。その結果、バックヨークの磁気特性が改善され、回転機の効率を高めることができる。 By the biasing member, circumferential tensile stress is applied to the back yoke, or circumferential elongation strain occurs. As a result, the magnetic properties of the back yoke are improved, and the efficiency of the rotating machine can be increased.
図1A、図1B〜図3を参照して、実施例による回転機について説明する。
図1Aに、本実施例による回転機の中心軸を含む断面図を示す。回転機は、ステータ10、ロータ20、及び回転軸30を含む。
With reference to FIG. 1A and FIG. 1B-FIG. 3, the rotary machine by an Example is demonstrated.
FIG. 1A is a cross-sectional view including the central axis of the rotating machine according to the present embodiment. The rotating machine includes a
ステータ10は、同一形状に型抜きされた多数の薄板状の電磁鋼板を積層して形成される。電磁鋼板の厚さは、例えば約0.5mmである。ステータ10は、環状のバックヨーク11及び複数のティース12を含む。複数のティース12は、バックヨーク11から内側に向かって突出している。図1Aの断面図では、ティース12が配置されていない部分が示されており、ティース12の側面が現れている。ティース12の各々に導線からなるコイル(図1Aには示されていない。)が巻き付けられている。
The
ロータ20がステータ10の内側に配置されている。ロータ20も、同一形状に型抜きされた多数の薄板状の電磁鋼板を積層して形成される。ロータ20には、中央に回転軸30を挿入するための円形の穴が形成されている。回転軸30は、締まり嵌めによってロータ20に固定される。
The
ロータ20として、例えばかご型ロータが用いられる。かご型ロータは、複数の導体バー21と一対のエンドリング22とを含む。導体バー21の各々は、回転軸30の軸方向と平行な方向に長く、周方向に等間隔に配置される。エンドリング22はロータ20の両端面に配置され、複数の導体バー21の端部に接続されて、導体バー21の間を短絡する。
As the
回転軸30は、一対の軸受31、32により、それぞれ端板33、34に対して回転可能に支持されている。軸受31、32の内輪が、一般的な支持構造によって回転軸30に支持されている。軸受31、32の外輪が、それぞれ一般的な支持構造によって端板33、34に支持されている。回転軸30の一方の端部にファン36が取り付けられている。ファン36は、ファンカバー37で覆われている。
The rotating
複数の付勢部材40が、一方の端板33から他方の端板34まで延びる。付勢部材40は、その両端が、それぞれ端板33、34に形成された溝33A、34Aに挿入されることにより、端板33、34に支持される。付勢部材40の各々は、バックヨーク11の内側に配置され、バックヨーク11に対して外方に向かう径方向の力を付与している。この力により、バックヨーク11に、周方向の引っ張り応力が付与される。
A plurality of biasing
端板33、34は、複数の通しボルト35Aとナット35Bからなる締結具35によって相互に固定されている。締結具35を締め付けると、端板33、34が相互に近づく向きに変位する。付勢部材40には、弾性部材、例えば板ばねが用いられる。端板33、34が近づく向きに変位すると、付勢部材40が外側に向かって膨らむように弾性変形する。付勢部材40が外側に向かって膨らむことにより、付勢部材40からバックヨーク11に、外方に向かう径方向の力が付与される。付勢部材40とバックヨーク11との接触面に生じる摩擦力によって、ロータ20、回転軸30、軸受31、32、及び端板33、34に対してステータ10が支持される。言い換えると、ロータ20が、付勢部材40及び端板33、34からなる支持構造、及び軸受31、32により、ステータ10に対して回転可能に指示される。
The
図1Bに、組み立て途中段階における回転機の断面図を示す。下側の端板33に軸受31を介して回転軸30が支持されている。端板33の溝33Aに付勢部材40の下端が挿入されている。ステータ10は、組立治具等により端板33に対して正規の位置に保持されている。上側の端板34に支持された軸受32が回転軸30の上端近傍にはめ込まれている。付勢部材40の上端は上側の端板34まで達しておらず、弾性変形していない。この状態で、付勢部材40はバックヨーク11に力を付与していない。
FIG. 1B shows a cross-sectional view of the rotating machine in the middle of assembly. The
上側の端板34を下側の端板33に近づけながら、付勢部材40の上端を端板34に形成されている溝34Aに挿入する。締結具35を締め付けて上側の端板34を下側の端板33に近づけると、付勢部材40が弾性変形して、バックヨーク11に力が付与されるとともに、ステータ10が付勢部材40を介して端板33、34に支持される。
While the
図2に、実施例による回転機の回転軸30に垂直な断面図を示す。ステータ10が、環状のバックヨーク11と、複数のティース12とを含む。ティース12は、バックヨーク11から内側に向かって突出している。図2では、6個のティース12が設けられている例が示されているが、ティース12の個数は6個に限らない。例えば、ティース12の個数を36個、48個等としてもよい。各ティース12にコイル13が巻き付けられている。ステータ10の内側にロータ20が配置されている。ロータ20の中心に回転軸30が固定されている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view perpendicular to the
周方向に隣り合う2つのティース12の間に、それぞれ付勢部材40が配置されている。バックヨーク11の内周面の形状は円筒形状である。付勢部材40の、バックヨーク11に対向する表面は、バックヨーク11の内周面に追随する形状を有する。すなわち、付勢部材40の外側を向く表面の形状は、バックヨーク11の内周面と同一の曲率を持つ円筒形状である。このため、付勢部材40の外側を向く表面は、バックヨーク11の内周面に均一に密着する。これにより、バックヨーク11に対して、外方に向かう径方向の力を効率的に付与することができる。
The biasing
図3に、付勢部材40の斜視図を示す。付勢部材40は、上下方向に長い形状を有し、中央部分41が、付勢部材40の両端42、43を含む仮想的な平面から一方向に突出している。中央部分41の表面は円筒形状にされており、バックヨーク11(図1A)の内周面に接触する。
FIG. 3 shows a perspective view of the urging
付勢部材40の両端42、43から、中央部分41までの領域は、それぞれ傾斜部分44、45を含む。付勢部材40の両端42、43を近づける方向に変位させると、両端42、43を含む仮想的な平面に対する傾斜部分44、45の斜度が急峻になることにより、中央部分41の突出量が大きくなる。
The area | region from the both ends 42 and 43 of the biasing
図3では、傾斜部分44、45と中央部分41との接続箇所、及び傾斜部分44、45と、傾斜部分44、45から両端42、43まで延びる部分との接続箇所において、付勢部材40が折れ曲がっている例を示した。その他の構成例として、これらの接続箇所において、付勢部材40を滑らかに湾曲させてもよい。
In FIG. 3, the urging
付勢部材40には、例えばステンレス鋼が用いられる。ステンレス鋼からなる平板をプレス加工することにより、付勢部材40を作製することができる。
For example, stainless steel is used for the urging
次に、図1A、図1B〜図3に示した実施例の効果について説明する。
図2に示したように、付勢部材40がバックヨーク11に、外方を向く径方向の力を付与している。この力により、バックヨーク11に対して周方向の引っ張り応力が付与され、周方向の伸び歪が発生する。コイル13に励起電流が流れると、バックヨーク11に周方向の磁束が発生する。バックヨーク11に、磁束と平行な方向の引っ張り応力が付与されることにより、バックヨーク11の磁気特性が改善される。具体的には、バックヨーク11の透磁率が大きくなる。これにより、回転機の効率向上を図ることができる。
Next, effects of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3 will be described.
As shown in FIG. 2, the urging
図1A、図1B〜図3に示した実施例では、付勢部材40が、ステータ10に対してロータ20を支持する支持構造の一部である。その他の構成として、付勢部材40を含まない支持構造によって、ロータ20を支持してもよい。この場合、付勢部材40は、ステータ10に周方向の引っ張り応力を印加する機能のみを有すればよい。
In the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3, the urging
次に、図4及び図5を参照して、他の実施例による回転機について説明する。以下、図1A、図1B〜図3に示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。 Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the rotary machine by another Example is demonstrated. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3 will be described, and description of common configurations will be omitted.
図4に、本実施例による回転機の回転軸に垂直な断面図を示す。図2に示した実施例では、バックヨーク11の内周面、及び付勢部材40の外側を向く表面が円筒形状であった。本実施例では、バックヨーク11の内周面に、複数の平面領域14が設けられている。複数の平面領域14は、それぞれ周方向に隣り合うティース12の間に配置されている。付勢部材40の外側を向く表面は平面であり、バックヨーク11の平面領域14に接触する。
FIG. 4 shows a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis of the rotating machine according to this embodiment. In the embodiment shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the
図5に、本実施例による回転機に用いられる付勢部材40の斜視図を示す。本実施例においては、中央部分41の外側を向く表面が平面である。この中央部分41の外側を向く表面が、バックヨーク11の平面領域14(図4)に密着することにより、付勢部材40からバックヨーク11に、外方を向く径方向の力が付与される。
FIG. 5 is a perspective view of the urging
本実施例においても、図1A、図1B〜図3に示した実施例と同一の効果が得られる。さらに、付勢部材40の中央部分41が平板状であるため、中央部分41の表面が円筒形状の付勢部材40(図3)に比べて容易に製造することができる。さらに、本実施例では、付勢部材40とバックヨーク11との平面同士が密着するため、密着度の面内均一性を容易に高めることができる。
Also in this embodiment, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3 can be obtained. Furthermore, since the
次に、図6〜図7を参照して、さらに他の実施例による回転機について説明する。以下、図1A、図1B〜図3に示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。 Next, a rotating machine according to still another embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3 will be described, and description of common configurations will be omitted.
図6に、本実施例による回転機の回転軸に垂直な断面図を示す。周方向に隣り合う2つのティース12の間に、それぞれ付勢部材40が配置されている。各付勢部材40は、バックヨーク11の内周面に接触するとともに、一方のティース12から他方のティース12まで達する。すなわち、付勢部材40の周方向の両端の端面がティース12に接触している。
FIG. 6 shows a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis of the rotating machine according to this embodiment. The biasing
付勢部材40は、例えば冷やし嵌めにより、ティース12の間に挿入される。冷やし嵌め後に付勢部材40が熱膨張することにより、ステータ10に対して付勢部材40が強固に固定されるとともに、ティース12の間のバックヨーク11に対して周方向の引っ張り応力が付与される。
The urging
図7に、本実施例による回転機の中心軸を含む断面図を示す。付勢部材40が下側の端板33から上側の端板34まで達する。回転軸30の軸方向に沿う断面において、付勢部材40が直線状である。付勢部材40の下端及び上端が、それぞれ端板33、34に形成された溝33A、34Aに挿入されることにより、付勢部材40が端板33、34に対して固定される。
FIG. 7 shows a cross-sectional view including the central axis of the rotating machine according to this embodiment. The biasing
本実施例においても、バックヨーク11(図6)に周方向の引っ張り応力が付与されるため、図1A、図1B〜図3に示した実施例と同様に、バックヨーク11の磁気特性を改善することができる。
Also in this embodiment, since the tensile stress in the circumferential direction is applied to the back yoke 11 (FIG. 6), the magnetic properties of the
本実施例においては、付勢部材40が熱膨張することにより、付勢部材40に挟まれたティース12の基部に、周方向の圧縮力が印加される。ただし、ティース12には、径方向の磁束が発生するため、圧縮力の方向と磁束の方向とがほぼ直交する。このため、ティース12の基部に付与される圧縮力は、ティース12の磁気特性に悪影響を与えない。
In the present embodiment, when the biasing
次に、図8を参照して、さらに他の実施例による回転機について説明する。以下、図1A、図1B〜図3に示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。 Next, a rotating machine according to still another embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B to 3 will be described, and description of common configurations will be omitted.
図8に、本実施例による回転機の中心軸を含む断面図を示す。本実施例においては、端板33と34との間に側面ケース38が配置されている。側面ケース38はステータ10を取り囲む円筒状の形状を有し、端板33、34に固定されている。ステータ10は付勢部材40によって端板33、34に支持されているため、側面ケース38は、ステータ10を支持する機能を持つ必要がない。側面ケース38の内周面とステータ10の外側の表面との間に間隙を確保してもよいし、両者を接触させてもよい。
FIG. 8 is a cross-sectional view including the central axis of the rotating machine according to the present embodiment. In the present embodiment, a
従来は、ステータ10を側面ケース38に焼き嵌めして固定する場合があった。この焼き嵌めによって、ステータ10のバックヨーク11に周方向の圧縮応力が付与される。本実施例においては、ステータ10を側面ケース38に焼き嵌めする必要がないため、ステータ10のバックヨーク11に周方向の圧縮応力が付与されることを防止できる。
Conventionally, the
さらに、本実施例においては、側面ケース38を配置することにより、ステータ10の内部の密閉性を高めることができる。
Furthermore, in the present embodiment, by arranging the
なお、側面ケース38にステータ10を焼き嵌めしてもよい。この場合、ステータ10のバックヨーク11に、側面ケース38から周方向の圧縮応力が付与されるが、付勢部材40から周方向の引っ張り応力も付与される。このため、圧縮応力の影響を軽減することができる。また、ステータ10が側面ケース38によって支持されるため、付勢部材40によるステータ10の支持機能を弱めることができる。例えば、付勢部材40を、バックヨーク11に周方向の引っ張り応力を付与する機能に最適化することも可能である。
Note that the
上記実施例では、かご型ロータを用いた回転機、例えば電動機、発電機について説明したが、上記実施例による回転機の付勢部材40は、その他の誘導電動機、同期電動機、直流電動機等に適用することも可能である。 In the above embodiment, a rotating machine using a squirrel-cage rotor, such as an electric motor and a generator, has been described. It is also possible to do.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 ステータ
11 バックヨーク
12 ティース
13 コイル
14 平面領域
20 ロータ
21 導体バー
22 エンドリング
30 回転軸
31、32 軸受
33、34 端板
33A、34A 溝
35 締結具
35A 通しボルト
35B ナット
36 ファン
37 ファンカバー
38 側面ケース
40 付勢部材
41 中央部分
42、43 付勢部材の両端
44、45 傾斜部分
10
Claims (7)
前記ステータの内側に配置されたロータと、
前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
前記バックヨークの内側に配置され、前記バックヨークに対して周方向の引っ張り応力を付与している付勢部材と
を有する回転機。 A stator including an annular back yoke and a plurality of teeth projecting inwardly from the back yoke;
A rotor disposed inside the stator;
A bearing that rotatably supports the rotor;
A rotating machine having an urging member disposed inside the back yoke and imparting a tensile stress in the circumferential direction to the back yoke.
前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
前記ロータを周方向に取り囲み、周方向の伸び歪が生じているバックヨーク、及び前記バックヨークから前記ロータに向かって突出する複数のティースを含むステータと、
前記バックヨークに周方向の伸び歪を生じさせている付勢部材と
を有する回転機。 A rotor,
A bearing that rotatably supports the rotor;
A stator that surrounds the rotor in the circumferential direction and includes a back yoke in which circumferential strain is generated, and a plurality of teeth protruding from the back yoke toward the rotor;
A rotating machine having an urging member causing circumferential strain in the back yoke.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016031550A JP2017153197A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016031550A JP2017153197A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Rotary machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017153197A true JP2017153197A (en) | 2017-08-31 |
Family
ID=59742133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016031550A Pending JP2017153197A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Rotary machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017153197A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11362551B2 (en) | 2018-11-23 | 2022-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Stator core of motor |
-
2016
- 2016-02-23 JP JP2016031550A patent/JP2017153197A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11362551B2 (en) | 2018-11-23 | 2022-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Stator core of motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2762630C2 (en) | Pre-deformed rotors for controlling the gap between the magnet and the stator in axial flow machines | |
US9143014B2 (en) | Rotor, dynamo-electric machine having the rotor and rotor manufacturing method | |
JP6075539B2 (en) | motor | |
US9621002B2 (en) | Permanent magnet rotor for an electronically commutated DC motor | |
US11005322B2 (en) | Rotor assemblies for axial flux machines | |
US20150380995A1 (en) | Embedded permanent magnet type rotating electric machine | |
JP6670863B2 (en) | Rotating electric machine | |
US20160352172A1 (en) | Stator of motor, stator unit and manufacturing method thereof | |
JP6997697B2 (en) | How to assemble a rotary machine, stator and stator | |
JP2015163038A (en) | inner rotor type brushless motor | |
JP2014064471A (en) | Rotary electric machine | |
US20190103781A1 (en) | Motor | |
US11502589B2 (en) | Rotor of an induction machine and a method for assembling a cage winding of the rotor | |
JP2017153197A (en) | Rotary machine | |
JP6752159B2 (en) | Axial gap type rotary electric machine | |
JP2020078099A (en) | Rotary electric machine | |
JP2007116869A (en) | Rotary electric machine | |
JP5915096B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2018107839A (en) | Stator core for rotary electric machine, stator and rotary electric machine | |
JP7203639B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2019176665A (en) | Split type stator and rotary electric machine | |
JP7122831B2 (en) | Outer rotor type rotary electric machine | |
JP5988951B2 (en) | Permanent magnet type rotating electrical machine and method for manufacturing permanent magnet type rotating electrical machine | |
JP6898886B2 (en) | Rotating machine and stator damping structure | |
JP2018014807A (en) | Coil end presser |