JP2020535778A - 固定子積層固定具 - Google Patents

Abstract

本開示の実施例では、固定子を形成する方法及び装置が提示される。例示的な装置は、内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを含み、内周縁部は、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する。装置は、複数の垂直バーをさらに含み、複数の垂直バーのそれぞれは、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられる。装置は、複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられた少なくとも１つの支持リングをさらに含み、少なくとも１つの支持リングは、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる。

Description

本開示の例示的な実施例は、固定子の積層固定具（積層治具）についての方法及び装置に関する。より詳細には、本開示の実施例は、固定子を形成するように機能できる固定子積層固定具についての方法及び装置に関する。

固定子は、一般には静止要素であり、又は回転システムの一部である。固定子の実例は一般に電気モータ及び発電機において見られる。固定子の主な使用目的は、モータ又は発電機からの電界を整列した状態に保つことである。

上述したことに鑑みて、本開示の一目的は、固定子を形成する方法及び装置を提供することである。

本開示の第１の例示的な実施例では、装置が提供される。装置は、内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングであって、内周縁部は、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する、平坦なリングと、複数の垂直バーであって、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられている、複数の垂直バーとを含む。装置は、複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられた少なくとも１つの支持リングをさらに含み、少なくとも１つの支持リングは、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる。

本開示の第２の例示的な実施例では、形成方法が提供される。方法は、内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、内周縁部が、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する、ステップと、複数の垂直バーを提供するステップであって、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップとを含む。方法は、複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられる少なくとも１つの支持リングを提供するステップをさらに提供し、少なくとも１つの支持リングは、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる。

本開示の第３の例示的な実施例では、製造方法が提供される。方法は、内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、内周縁部が、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する、ステップと、間隔を空けられた複数のトラックのそれぞれに複数の垂直バーを摺動可能に取り付けるステップであって、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップとを含む。方法は、少なくとも１つの支持リングを複数の垂直バーに取外し可能に取り付けるステップであって、少なくとも１つの支持リングが、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられるステップをさらに含む。方法は、複数の垂直バーの周りで平坦なリング上に固定子を形成するステップと、複数の垂直バーを平坦なリングから摺動可能に取り外すステップとをさらに含む。

以下では本開示の実施例を記載するが、本開示は記載された実施例に限定されず、基本的原理から逸脱しない限り、本発明の種々の変更形態が考えられることを理解されたい。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって決定されることになる。

本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具の上面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具の底面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した別の構成の例示的な固定具の上面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具の別の上面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した固定具の例示的なリングの側面図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した固定具の例示的なリングの上面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具と固定子が分離された図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具及び固定子の側面斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具の側方断面図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具の拡大側方断面図である。 本開示の例示的な実施例を実施するのに適した例示的な固定具のリング及び垂直バーの拡大斜視図である。 本開示の例示的な実施例を実施するための方法及び装置による論理流れ図である。 本開示の例示的な実施例を実施するための方法及び装置による別の論理流れ図である。

磁電気モータのための種々の幾何形状が存在する。幾何形状の１つは、リニア磁気モータである。リニア磁気モータでは、シャフトが固定子に対してリニアに（つまり直線的な並進として）動くように駆動される。別の幾何形状は回転磁気モータである。回転磁気モータでは、回転子が、固定子に対して回転するように駆動される。従来の回転電磁気モータは、一般に、固定子組立体と、固定子組立体に対して回転するように駆動される回転子とを含む。通常、回転子は固定子によって少なくとも部分的に囲まれており、回転子は、組込み型の一連の永久磁石を有することにより、磁界を発生させる。固定子は、一連のコイル又は巻線によって磁界を発生させる。回転子の位置及び／又は運動量を基準にしてコイルに電流を流すタイミングを合わせることにより、回転子からの磁力と固定子からの磁力の相互作用で回転子が回転することになる。このように、磁気モータでは、回転子と固定子の両方で磁界が形成される。これらの２つの磁界の積により力が発生し、したがってモータの回転子又はシャフトにトルクが発生する。それにより、回転子は、固定子の通電コイルによって発生する磁力により、固定子の磁界を通って動く。このように、従来の電気モータは、概して円筒形の外側固定子コアと、固定子コアに巻き付けられた固定子コイルと、永久磁石を有し、固定子の磁界との相互作用によって運動を行うように固定子コアに対して動く内側回転子とを含む。

固定子は、従来、少なくとも１つの固定子コアに巻き付けられた少なくとも１つのコイルを含む。固定子コイルの目的は、回転子の永久磁石と相互に作用する磁束を発生させることである。固定子組立体の種々の構成が知られている。固定子は、モジュール部品を積み重ねることによって構築されてもよく、又は半径方向に延在する積層体（ｌａｍｉｎａｔｅｓ）から、また他の方法によって形成されてもよい。固定子コアは、通常、層状体（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓ）と呼ばれる多くの薄い金属シートで作製される。層状体は、一体型コアを使用した場合に生じるはずのエネルギー損失を軽減するために使用される。

本開示の複数の実施例では固定子固定具が提供され、この固定子固定具は、固定子を形成することを可能にし、次いで固定子が損傷するリスクを軽減しながら固定子固定具から取り外される取外し可能な垂直バーを含む。本開示の複数の実施例では、垂直バーを有する固定子固定具が提供され、垂直バーは、１つの構成において平坦なリングに固定させることができ、平坦なリング上に、また垂直バーの周りに固定子コアが形成された後に、平坦なリングから半径方向内向きに摺動可能に取り外すことができる。

図１を参照すると、固定子固定具１００の側面斜視図が示してある。固定子固定具１００は、トラック１１２のところで摺動可能に取外し可能にリング１０４に取り付けられる複数の垂直バー１０２を含む。垂直バー１０２のそれぞれは、（図１、図２、及び図８に示すように）リング１０４に固定されると、（図７及び図８に示す）固定子積層体１０６を周りに構築又は構成するための型（テンプレート）を形成する。言い換えれば、固定子積層体１０６は、リング１０４上に、また垂直バー１０２の周りに構築、構成、又は形成されて、固定子コア１０８を形成することができる。垂直バー１０２は、トラック１１２に沿って取外し可能且つ摺動可能にリング１０４に取り付けられ、それにより、（例えばねじ／ボルト１１０を使用することによって）ある位置で固定的にリング１０４に取り付けることができる。垂直バー１０２は、（例えばねじ／ボルト１１０が取り外されたときに）リング１０４に対して半径方向内向きに摺動させることにより、第２の位置においてリング１０４から摺動可能に取り外すこともできる。垂直バー１０２は、ねじ及び／又はボルト１１０などの任意の知られている取外し可能手段によってリング１０４に固定的に取り付けることができる。

リング１０４は、内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングである。内周縁部は、リング１０４の片面に沿って半径方向外向きに延在する複数のトラック１１２を含む。垂直バー１０２を固定的に取り付け、リング１０４から摺動可能に取り外すことができるように、トラック１１２により、垂直バー１０２が半径方向に摺動して通るための谷部又は領域が提供される。トラック１１２は、垂直バー１０２を取外し可能にリング１０４に固着させるためのねじ／ボルト１１０と相互作用するように機能できる複数の穴１２４を含む。

また、固定子固定具１００は、（図１及び図２に示された）１つ又は複数の支持リング１１４と、（図１及び図２に示された）上部支持リング１１６とを含むことができる。支持リング１１４は、ねじ／ボルト１１０及びリング装具１２０を使用することにより、垂直バー１０２に取外し可能に固着される。リング装具１２０は、ねじ／ボルト１１０を使用することにより、垂直バー１０２の内側表面に取外し可能に固着される。リング装具１２０により、支持リング１１４の位置を保つように機能できる平坦面が提供される。リング装具１２０は垂直バー１０２に取外し可能に固着されており、したがって、リング装具１２０により、支持リング１１４がリング１０４に向かって動くことが実質的に防止される。支持リング１１４は、垂直バー１０２が湾曲又は屈曲するのを防止する助けとなり、したがって、それぞれの垂直バー１０２同士の間の相対的距離を保つ助けとなる。上部支持リング１１６は、ねじ／ボルト１１０、及び垂直バー１０２の端部から延在する上部ピン１１８を使用することにより、取外し可能に垂直バー１０２に取り付けられる。支持リング１１４と同様に、上部支持リング１１６は垂直バー１０２が湾曲又は屈曲するのを防止する助けとなり、それぞれの垂直バー１０２同士の間の相対的距離を保つ助けとなる。言い換えれば、支持リング１１４及び上部支持リング１１４により、垂直バー１０２とリング１０４との間の接触点において見られるのと同じ相対的距離が、垂直バー１０２同士の間で実質的に保たれる。

垂直バー１０２、リング１０４、支持リング１１４、及び上部支持リング１１６の組合せは、所与の積層体のスタック１０６内で固定子コア１０８の各固定子積層体１０６の位置を保つように機能でき、したがって、固定子積層体１０６は互いに対して動かない。また、垂直バー１０２、リング１０４、支持リング１１４、及び上部支持リング１１６により、積層固定子コア１０８の構成中に各積層体１０６の位置が保持される。

図２を参照すると、例示的な固定子固定具１００の底面斜視図が示されている。図２には、トラック１１２に沿って垂直バー１０２を取外し可能にリング１０４に固着させるためのねじ／ボルト１１０と相互作用するように機能できる穴１２４が示してある。図２に示された穴１２４により、リング１０４の上端部からリング１０４の下端部への通路が提供され、複数の実施例は、リング１０４の上端部からの通路のみを提供し、したがってリング１０４の全体を貫通しない穴１２４を含むことを理解されたい。

図３を参照すると、支持リング１１４及び上部支持リング１１６がない固定子固定具１００が示されている。理解され得るように、垂直バー１０２の上端部は上部支持リング１１６の対応する穴と交わるように機能できる上部ピン１１８を含む。上部ピン１１８の実施例は、上部支持リング１１６を垂直バーに簡単に位置決めする手段を提供し、それにより、上部支持リング１１６がボルト／ねじ１１０によって固着されている間、垂直バー１０２上での上部支持リング１１６の位置は、取外し可能に保持される。

図４を参照すると、支持リング１１４及び上部支持リング１１６がない固定子固定具１００の上面斜視図が示されている。図４には、垂直バー１０２の半径方向内側表面に沿って垂直バー１０２に固定的に取り付けられたリング装具１２０が示されている。各リング装具１２０は、上部平坦面、並びに支持リング１１４をリング装具１２０に取外し可能に固着させるように機能できる少なくとも１つのねじ／ボルト１１０及び対応するねじ／ボルト穴を有する。また、図４には、ねじ／ボルト１１０が、ねじ／ボルト穴とともに垂直バー１１０の上端部に示されている。

図５には、リング１０４の側面図が示してある。図６には、リング１０４の上面斜視図が示してある。図５に示されているように、リング１０４はトラック１１２を含み、トラック１１２は、リング１０４の上部平坦面において、内側縁部６０２から半径方向外向きに外側縁部６０４に向かって延在する。各トラック１１２の内部には、垂直バー１０２を取外し可能にリング１０４に固着させるためにねじ／ボルト１１０と連結するように機能できる穴１２４も示されている。

図７を参照すると、固定子固定具１００と積層体コア１０８が分離された図が示されている。図７に示すように、固定子コア１０８が固定子固定具１００上に構成されると、垂直バー１０２は、リング１０４及びトラック１１２から半径方向内向きに、摺動可能に外れるように動くことができる。（支持リング１１４及び上部支持リング１１６とともに）垂直バー１０２が取り外された後、固定子コア１０８はリング１０４から取り外される。図８を参照すると、リング１０４上で垂直バー１０２を囲む積層体コア１０８を備えた固定子固定具１００が示されている。

次に、固定子固定具１００の側方断面図を示す図９を参照する。図示のように、リング１０４は、垂直バー１０２をリング１０４に保持して取外し可能に固着させるためのトラック１１２を含む。図示のトラック１１２により谷部又は凹みが提供され、それにより、垂直バー１０２はトラック１１２を通って摺動可能に動くことができる。このことは、垂直バー１０２及びリング１０４の拡大側面図を示した図１０に示されている。図示のように、垂直バー１０２は、矢印１００２によって示された方向において、トラック１１２を通って動くことができる。垂直バー１０２をトラック１１２から部分的に取り外した図が図１１に示してある。垂直バー１０２、リング１０４、及びトラック１１２の実施例により、垂直バー１０２が半径方向内向きの任意の方向に動くことが可能になり、半径方向内向きに直に摺動する必要がなくなることを理解されたい。

次に、固定子固定具１００を提供するための例示的なプロセスによる論理流れ図を提示する図１２を参照する。プロセスはブロック１２０２で開始し、ブロック１２０２には、（ａ）内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、内周縁部が、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する、ステップと、（ｂ）複数の垂直バーを提供するステップであって、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップと、（ｃ）複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられる少なくとも１つの支持リングを提供するステップであって、少なくとも１つの支持リングが、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる、ステップとが示されている。次に、ブロック１２０４ではプロセスが継続し、少なくとも１つの支持リングは２つの支持リングを有し、第１の支持リングは、内周表面において複数の垂直バーのそれぞれに取外し可能に取り付けられ、第２の支持リングは、上部表面において複数の垂直バーのうちのそれぞれに取外し可能に取り付けられる。

ブロック１２０４に続いて、ブロック１２０６では、複数の垂直バーが、間隔を空けられた複数のトラックにおいて、平坦なリングに摺動可能に取り付けられることが規定されている。次いで、ブロック１２０８は、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックにおいて、ねじボルトによって平坦なリングに取外し可能に取り付けられることに関係する。ブロック１２１０には、平坦なリング、複数の垂直バー、及び少なくとも１つの支持リングが、固定子を取外し可能に保持するように機能できることが示されている。

図１３を参照すると、固定子固定具１００を提供するための例示的なプロセスによる別の論理流れ図が示してある。ブロック１３０２には、（ａ）内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、内周縁部が、平坦なリングの片面に沿って内周縁部から半径方向外向きに延在する、間隔を空けられた複数のトラックを有する、ステップと、（ｂ）間隔を空けられた複数のトラックのそれぞれに複数の垂直バーを摺動可能に取り付けるステップであって、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップと、（ｃ）少なくとも１つの支持リングを複数の垂直バーに取外し可能に取り付けるステップであって、少なくとも１つの支持リングが、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる、ステップと、（ｄ）複数の垂直バーの周りで平坦なリング上に固定子を形成するステップと、（ｅ）複数の垂直バーを平坦なリングから摺動可能に取り外すステップとが規定されている。ブロック１３０２に続いて、ブロック１３０４では、複数の垂直バーのそれぞれが、間隔を空けられた複数のトラックにおいて、ねじボルトによって平坦なリングに取外し可能に取り付けられることが示されている。

任意の一実施例に関連して記載した任意の特徴は、単独で、又は記載された他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、また単独で、又は任意の他の実施例の１つ若しくは複数の特徴と組み合わせて、又は任意の他の実施例との任意の組合せで使用されてもよいことを理解されたい。したがって、ここで開示された実施例は、あらゆる点において例示的なものであると考えられる。さらに、添付の特許請求の範囲において定義される本開示の範囲から逸脱しない限り、上に記載されていない等価物及び変更形態も利用することができる。

Claims (13)

1. 固定子を形成するための装置であって、
   内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングであって、前記内周縁部は間隔を空けられた複数のトラックを有し、前記複数のトラックは、前記平坦なリングの面に沿って前記内周縁部から半径方向外向きに延びている、平坦なリングと、
   複数の垂直バーであって、それぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられた複数の垂直バーと、
   前記複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられた少なくとも１つの支持リングであって、前記少なくとも１つの支持リングが、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って前記複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられている、少なくとも１つの支持リングと
   を有する、装置。
2. 前記少なくとも１つの支持リングが２つの支持リングを有し、第１の支持リングが、前記内周表面において前記複数の垂直バーのそれぞれに取外し可能に取り付けられ、前記第２の支持リングが、前記上部表面において前記複数の垂直バーのそれぞれに取外し可能に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
3. 前記複数の垂直バーが、前記間隔を空けられた複数のトラックにおいて、前記平坦なリングに摺動可能に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
4. 前記複数の垂直バーのそれぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックにおいて、ねじボルトによって前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
5. 前記平坦なリング、前記複数の垂直バー、及び前記少なくとも１つの支持リングが、固定子を取外し可能に維持するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
6. 前記複数の垂直バーのそれぞれは、固定子が前記平坦なリング上に、且つ前記複数の垂直バーの周りに維持されている間に前記平坦なリングから取り外されるように動作可能である、請求項１に記載の装置。
7. （ａ）内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、前記内周縁部は間隔を空けられた複数のトラックを有し、前記複数のトラックは前記平坦なリングの面に沿って前記内周縁部から半径方向外向きに延びている、ステップと、
   （ｂ）複数の垂直バーを提供するステップであって、前記複数の垂直バーのそれぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて、前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップと、
   （ｃ）前記複数の垂直バーに取外し可能に取り付けられる少なくとも１つの支持リングを提供するステップであって、前記少なくとも１つの支持リングは、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って前記複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる、ステップと
   を含む、形成方法。
8. 前記少なくとも１つの支持リングが２つの支持リングを有し、第１の支持リングが、前記内周表面において前記複数の垂直バーのそれぞれに取外し可能に取り付けられ、前記第２の支持リングが、前記上部表面において前記複数の垂直バーのそれぞれに取外し可能に取り付けられる、請求項７に記載の方法。
9. 前記複数の垂直バーが、前記間隔を空けられた複数のトラックにおいて前記平坦なリングに摺動可能に取り付けられる、請求項７に記載の方法。
10. 前記複数の垂直バーのそれぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックにおいて、ねじボルトによって前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、請求項７に記載の方法。
11. 前記平坦なリング、前記複数の垂直バー、及び前記少なくとも１つの支持リングが、固定子を取外し可能に維持するように動作可能である、請求項７に記載の方法。
12. （ａ）内周縁部に隣接した中空中央部分を画定する平坦なリングを提供するステップであって、前記内周縁部は間隔を空けられた複数のトラックを有し、前記複数のトラックは、前記平坦なリングの面に沿って前記内周縁部から半径方向外向きに延びている、ステップと、
    （ｂ）前記間隔を空けられた複数のトラックのそれぞれに複数の垂直バーを摺動可能に取り付けるステップであって、前記複数の垂直バーのそれぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックのうちの１つにおいて前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、ステップと、
    （ｃ）少なくとも１つの支持リングを前記複数の垂直バーに取外し可能に取り付けるステップであって、前記少なくとも１つの支持リングは、内周表面及び上部表面のいずれかに沿って前記複数の垂直バーのそれぞれに取り付けられる、ステップと、
    （ｄ）前記複数の垂直バーの周りで平坦なリング上に固定子を形成するステップと、
    （ｅ）前記複数の垂直バーを前記平坦なリングから摺動可能に取り外すステップと
    を含む、製造方法。
13. 前記複数の垂直バーのそれぞれが、前記間隔を空けられた複数のトラックにおいて、ねじボルトによって前記平坦なリングに取外し可能に取り付けられる、請求項１２に記載の方法。