JP3128416B2

JP3128416B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP3128416B2
Application number: JP05324435A
Authority: JP
Inventors: 高広竹田; 剛小俣; 弘朝吹; 隆渡部; 芳壽石川; 正治妹尾; 操與那嶺; 忠彦進士; 尚史小谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH07177697A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハウジングフレームの
内周面に、固定子を嵌合して組み立てた回転電機に係
り、特に、汎用の誘導電動機に好適な回転電機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】汎用の誘導電動機などの回転電機におけ
る固定子のハウジングフレームへの取付け方法として
は、従来から、図６に示すように、ハウジングフレーム
の中に固定子を嵌合させることにより位置決め固定する
方法が知られている。

【０００３】この図６において、１はハウジングフレー
ムで、内部に固定子２が取付けられている。そして、こ
のハウジングフレーム１の両端にはエンドブラケット３
Ａ、３Ｂが係合され、それぞれボルトなどにより固定さ
れている。

【０００４】各エンドブラケット３Ａ、３Ｂには、それ
ぞれ軸受４Ａ、４Ｂが設けてあり、これらによって回転
軸５が支持されている。回転軸５の中央付近には、回転
子６の鉄心が嵌合などにより固定され、これにより固定
子２の鉄心と共に磁路が形成される。そして、この回転
子６には、図示してないが、かご形巻線がエンドリング
７と一体に、ダイキャストなどにより施され、さらに、
このエンドリング７には、内部冷却用のファンを形成し
ている羽根９が設けてある。

【０００５】そこで、固定子２に施されている固定子コ
イル８に所定の交流電流が供給されると回転磁界が作ら
れ、回転子６のかご形巻線に交流の二次電流が流れ、ト
ルクが発生し、回転子６と共に回転軸５が回転されるこ
とになる。

【０００６】そして、この従来例では、ハウジングフレ
ーム１は、この図６からは明らかではないが、その円筒
形の内周面が僅かにテーパー状(円錐状)に作られてお
り、固定子２は、このハウジングフレーム１の中に圧入
などの方法により挿入され、テーパーに嵌合させること
により所定の位置に固定されており、従って、ハウジン
グフレーム１内での固定子２の軸方向での嵌合位置を規
定することにより、嵌合に必要な所定の締代(しめしろ)
が与えられるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、固定
子鉄心(及び回転子鉄心)の積厚変更についての配慮がさ
れておらず、同一ハウジングフレームによる定格容量の
変更が困難であるという問題があった。

【０００８】すなわち、上記従来技術では、このハウジ
ングフレームの内周面に形成してあるテーパーの形状と
固定子の直径との兼ね合いで、ハウジングフレーム内で
の固定子の嵌合位置を規定することにより、所定の締代
が得られるようにしてあり、このため、同一締代を保持
するためには、ハウジングフレームに挿入したときの固
定子の先端部の位置を同一の位置に保つ必要がある。

【０００９】これは、次の理由による。すなわち、固定
子をハウジングフレームに嵌合する手段としては、圧入
や焼嵌めなどの方法が使用されるが、いづれの場合も、
固定子嵌合後、ハウジングフレームに応力が残り、変形
が生じるので、締代がまちまちになったのでは、ハウジ
ングフレームの変形量を均一に管理できなくなってしま
うからである。

【００１０】一方、同一ハウジングフレームを用いて定
格容量の異なる回転電機を得るためには、鉄心の積厚、
つまり、固定子鉄心(及び回転子鉄心)の軸方向の長さを
変える必要がある。そこで、この結果、固定子の長さを
変えると、その軸方向での中心位置がハウジングフレー
ムに対して変化し、固定子全体がハウジングフレーム内
で軸方向にずれてしまうことになり、従って、定格容量
の変更が困難になるのである。特に、固定子を長くした
場合には、固定子に巻かれているコイルのコイルエンド
がエンドブラケットに干渉する虞れがあるので、定格容
量の増加に大きな制限が生じてしまうことになる。

【００１１】これを図６で説明すると、まず、ハウジン
グフレーム１は、その内周面に、図の右側から左側に向
かって内径が小さくなるようなテーパーが形成されてい
るものとする。そこで、いま、固定子２が、ハウジング
フレーム１に対して図の右側から、矢印ａで示すように
挿入され、この結果、その先方の端部(図では左端にな
る)が、矢印Ｆで示した位置に達したとき、嵌合に必要
な所定の締代が得られるように、ハウジングフレーム１
のテーパーの形状と固定子１の直径が規定されていたと
する。

【００１２】そうすると、同一の締代を保つためには、
たとえ固定子１の長さが変ったとしても、とにかく固定
子１の一方の端部は、矢印Ｆで示す位置に位置決めしな
ければならないことになり、この結果、従来例では、長
さが短い固定子１を用いたときには、その他方の端部部
は、矢印Ｘ方向にずれ、長い固定子１の場合は、反対
に、矢印Ｙ方向にずれることになるのである。

【００１３】この結果、従来技術では、固定子の長さを
変更するのが困難になり、定格容量の変更が難しく、特
に、その増加が困難になってしまうのである。

【００１４】本発明の目的は、固定子嵌合位置及び固定
子長に左右されずに、常に適正な嵌合のための締代を規
定することができ、定格容量の変更に柔軟に対応するこ
とができる回転電機を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、円筒形の内周面を有するハウジングフレ
ームと、このハウジングフレームの内周面に嵌合させた
固定子鉄心とを備えた回転電機において、上記ハウジン
グフレームの内周面に上記固定子鉄心の嵌合位置での両
端面の間に位置するようにして、この固定子鉄心の最大
外径寸法より小さい内径寸法を有する最小内径部を少な
くとも２箇所に設け、これら２箇所に設けてある最小内
径部により、上記固定子鉄心が所定の締代をもって嵌合
されているようにしたものである。

【００１６】

【００１７】

【作用】ハウジングフレーム内周における最小内径部
は、常に固定子の端面間に位置するようにされ、この最
小内径部で締代が決められることになるので、固定子の
長さが変ったときには、それに応じて、その先端部の位
置を変えることができ、このため、固定子の長さが変っ
ても、固定子の中心位置がずれる虞れはなくなり、従っ
て、固定子の長さの変更に柔軟に対応することができ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による回転電機について、図示
の幾つかの実施例により詳細に説明する。なお、以下の
実施例は、回転電機としての全体の構成は、図６で説明
した従来技術と同じなので、何れも、ハウジングフレー
ムと固定子だけを取り出して図示し、これらにより説明
する。

【００１９】まず、図１は、本発明の第１の実施例で、
この実施例は、ハウジングフレーム１の内周面に、その
固定子２の嵌合位置での両側の端面２Ａ、２Ｂの間に位
置する中心線Ｃ−Ｃに一致させて、固定子２の鉄心の最
大外径寸法Ｄ_MAXより小さい最小内径寸法Ｄ_MINを有する
最小内径部１Ｓを形成し、この最小内径部１Ｓに固定子
２鉄心を嵌合させるようにしたものである。

【００２０】このため、ハウジングフレーム１は、その
内周面に、最小内径部１Ｓを境に両側に向かって、傾斜
方向を異にするテーパーが形成され、それぞれの端面１
Ａ、１Ｂで入口径寸法Ｄ_INになるように作られており、
そして、このとき、これらの最大外径寸法Ｄ_MAXと最小
内径寸法Ｄ_MIN、それに入口径寸法Ｄ_INについて、次の
関係が成立するようにしてある。

【００２１】Ｄ_MIN ＜Ｄ_MAX ≦Ｄ_IN そこで、いま、図１(a)に示すように、長さ(鉄心積厚寸
法)Ｌ₁ を有する固定子２を、このハウジングフレーム
１内に挿入し、圧入、焼き嵌めなどの方法により図示の
位置に嵌合させたとすると、このときの締代(嵌合締代)
はＳとなり、嵌合長さはＳ_L となる。

【００２２】なお、このときの締代Ｓは、上記した最大
外径寸法Ｄ_MAXと最小内径寸法Ｄ_MINにより決まり、以下
のようになる。Ｓ＝(Ｄ_MAX−Ｄ_MIN)／２また、嵌合長さＳ_L は、締代Ｓとテーパーの角度(勾配)
で決まり、さらに、嵌合により得られる固定力と、ハウ
ジングフレーム１に現われる変形量は、これら締代Ｓと
嵌合長さＳ_L から一意に決まることになる。

【００２３】次に、図１(b)に示すように、今度は、長
さＬ₂ (Ｌ₂＜Ｌ₁)を有する固定子２をハウジングフレー
ム１内に挿入したとする。しかして、このときも、ハウ
ジングフレーム１の形状と寸法が同じなので、この図１
(b)から明らかなように、締代Ｓも、嵌合長さＳ_L も、
図１(a)の場合と同じで、全く同じで全然変らない。そ
して、このとき、固定子２の長さが変っても、ハウジン
グフレーム１に対する固定子２の中心位置を変える必要
は無く、従って、固定子２の位置がずれることもない。

【００２４】従って、この実施例によれば、固定子２の
長さを変えても、嵌合により得られる固定力を一定に保
つことができる上、ハウジングフレーム１内での固定子
２の位置も一定に保つことができるので、定格容量の変
更に容易に対応でき、且つ、定格容量を増加させたとき
でも、固定子コイルエンドとエンドブラケットの干渉の
虞れを最小限に抑えることができ、充分に定格容量の増
加に対応することができる。

【００２５】次に、図２は、本発明の第２の実施例で、
図２の(a)は長さＬ₁ の固定子２をハウジングフレーム
１に嵌合させた場合で、同じく(b)は、長さＬ₂ の固定
子２をハウジングフレーム１に嵌合させた場合であり、
これは、図１の実施例と同じである。

【００２６】しかして、この図２の実施例が、上記した
図１の実施例と異なる点は、ハウジングフレーム１の内
周面に形成してあるテーパーの面の形状が、図１の実施
例では直線になっているのに対して、この図２の実施例
では、円弧になっている点だけである。

【００２７】しかしながら、この図２の実施例でも、そ
れぞれの図(a)と図(b)から明らかなように、図１の実施
例の場合と同じく、固定子２の長さが変っても、締代Ｓ
も、嵌合長さＳ_L も全く同一で、全然変りはなく、従っ
て、この実施例によっても、固定子コイルエンドとエン
ドブラケットの干渉の虞れを最小限に抑えることがで
き、充分に定格容量の増加に対応することができる。

【００２８】次に、図３は、本発明の第３の実施例で、
この実施例が、上記した図１の実施例と異なる点は、ハ
ウジングフレーム１の内周面に形成してある最小内径部
１Ｓを、中心線Ｃ−Ｃを挾んで複数個所に設け、それぞ
れ最小内径部１Ｓ₁ と、最小内径部１Ｓ₂ とにし、これ
により、固定子２は、それぞれが嵌合長さＳ_L をもっ
て、これら最小内径部１Ｓ₁ と、最小内径部１Ｓ₂ の２
個所でハウジングフレーム１に嵌合されるようにした点
であり、その他は、図１の実施例と同じで、図３(a)が
長さＬ₁ の固定子２をハウジングフレーム１に嵌合させ
た場合で、同じく(b)は、長さＬ₂ の固定子２をハウジ
ングフレーム１に嵌合させた場合を示している点も、図
１の場合と同じである。

【００２９】そして、この図３の実施例でも、それぞれ
の図(a)と図(b)を比較してみれば明らかなように、図１
の実施例の場合と同じく、固定子２の長さが変っても、
締代Ｓも、嵌合長さＳ_L も全く同一で、全然変りはな
く、従って、この実施例によっても、固定子コイルエン
ドとエンドブラケットの干渉の虞れを最小限に抑えるこ
とができ、充分に定格容量の増加に対応することができ
る。

【００３０】そして、この図３の実施例では、中心線Ｃ
−Ｃの両側に設けてある最小内径部１Ｓ₁ と最小内径部
１Ｓ₂ により、固定子２が嵌合されており、この結果、
嵌合面を固定子２の両端面付近に位置させることができ
るので、極めて安定した嵌合が得られる。

【００３１】次に、図４は、本発明の第４の実施例で、
この実施例が、図１の実施例とは異なる点は、ハウジン
グフレーム１に形成されているテーパーの頂点に相当す
る最小内径部１Ｓの軸方向での位置を中心線Ｃ−Ｃか
ら、図において、左側に移した点であり、その他は、図
１の実施例と同じで、図４(a)が長さＬ₁ の固定子２を
ハウジングフレーム１に嵌合させた場合で、同じく(b)
は、長さＬ₂ の固定子２をハウジングフレーム１に嵌合
させた場合を示している点も、図１の場合と同じであ
る。

【００３２】従って、この図４の実施例でも、それぞれ
の図(a)と図(b)を比較してみれば明らかなように、図１
の実施例の場合と同じく、固定子２の長さが変っても、
締代Ｓも、嵌合長さＳ_L も全く同一で、全然変りはな
く、従って、この実施例によっても、固定子コイルエン
ドとエンドブラケットの干渉の虞れを最小限に抑えるこ
とができ、充分に定格容量の増加に対応することができ
る。

【００３３】ところで、以上の実施例では、何れも、ハ
ウジングフレーム内周面でのテーパーの傾斜の方向が、
最小内径部を境にして反対になっているが、傾斜方向は
一方だけで、テーパーを設けた部分の長さを限定するよ
うにしてもよく、以下、この考えに基づいた実施例につ
いて、図５により説明する。

【００３４】この図５は、本発明の第５の実施例で、ハ
ウジングフレームの内周面でのテーパーをなしている部
分のハウジングフレームの軸方向での長さを、固定子鉄
心の軸方向の長さより短い寸法に限定したもので、図５
(a)は長さＬ₁ の固定子２をハウジングフレーム１に嵌
合させた場合で、同じく図５(b)は、長さＬ₂ の固定子
２をハウジングフレーム１に嵌合させた場合を示してい
る。

【００３５】図５において、１Ｃはテーパー部で、ハウ
ジングフレーム１の内周面に段差をもって形成してあ
り、且つ、段差の一方(図では左側)の位置に一致させて
最小内径部１Ｓが形成されている。そして、このテーパ
ー部１Ｃは、中心線Ｃ−Ｃを中心として対称の長さに形
成してあり、その長さＬ_S は、このハウジングフレーム
１に嵌合される固定子２の内で、長さが最も短いものを
想定し、その寸法をＬ_MIN とした上で、それ未満の長さ
となるように、すなわち、以下のように定めてある。Ｌ_S ＜Ｌ_MIN ≦Ｌ₁＜Ｌ₂ そこで、まず、長さが長さＬ₁ の固定子２をハウジング
フレーム１に挿入し、中心線Ｃ−Ｃを中心として対称に
位置決め嵌合させたとすると、図５(a)に示すように、
固定子２の、挿入時に前方になる方の端面２Ｂは、必ず
最小内径部１Ｓよりも外側に位置するようになる。

【００３６】次に、図５(b)に示すように、長さＬ₂ の
固定子２をハウジングフレーム１に、同じようにして嵌
合させたとすると、このときも、当然、固定子２の、挿
入時に前方になる方の端面２Ｂは、必ず最小内径部１Ｓ
よりも外側に位置するようになる。

【００３７】そして、これら図５の、それぞれの図(a)
と図(b)を比較してみれば明らかなように、固定子２の
長さが変っても、締代Ｓも、嵌合長さＳ_L も全く同一
で、全然変りはなく、従って、この実施例によっても、
固定子コイルエンドとエンドブラケットの干渉の虞れを
最小限に抑えることができ、充分に定格容量の増加に対
応することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、嵌合締代と嵌合長さが
固定子の長さに依存せず、ハウジングフレームの最小内
径とテーパー勾配及び固定子外形から定まるので、固定
子の長さを変え、定格容量の変更に容易に対応すること
ができる上、嵌合位置を固定子の両端面付近に位置させ
ることができるので、極めて安定した嵌合が得られると
いう効果がある。

【００３９】また、本発明によれば、固定子の嵌合によ
るハウジングフレームの変形量が、固定子の長さに左右
されないので、ハウジングフレームの設計が容易になる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の第１の実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明による回転電機の第２の実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明による回転電機の第３の実施例を示す断
面図である。

【図４】本発明による回転電機の第４の実施例を示す断
面図である。

【図５】本発明による回転電機の第５の実施例を示す断
面図である。

【図６】回転電機の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ハウジングフレーム１Ａ、１Ｂハウジングフレームの端面１Ｃテーパー部１Ｓ最小内径部２固定子２Ａ、２Ｂ固定子の端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝吹弘千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者渡部隆千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者石川芳壽千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者妹尾正治千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者與那嶺操千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者進士忠彦茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者小谷尚史千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (56)参考文献特開平５−95651（ＪＰ，Ａ) 特開平５−227685（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−178276（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/04 H02K 1/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形の内周面を有するハウジングフレ
ームと、このハウジングフレームの内周面に嵌合させた
固定子鉄心とを備えた回転電機において、上記ハウジングフレームの内周面に、上記固定子鉄心の
嵌合位置での両端面の間に位置するようにして、この固
定子鉄心の最大外径寸法より小さい内径寸法を有する最
小内径部を２箇所に設け、これら２箇所に設けてある最小内径部により、上記固定
子鉄心が所定の締代をもって嵌合されていることを特徴
とする回転電機。