JP3198811B2 - 回転電機 - Google Patents

回転電機

Info

Publication number
JP3198811B2
JP3198811B2 JP18109594A JP18109594A JP3198811B2 JP 3198811 B2 JP3198811 B2 JP 3198811B2 JP 18109594 A JP18109594 A JP 18109594A JP 18109594 A JP18109594 A JP 18109594A JP 3198811 B2 JP3198811 B2 JP 3198811B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
electric machine
rotating electric
thickness
output shaft
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP18109594A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0847197A (ja
Inventor
忠彦 進士
道秋 井田
謙一郎 松原
研二 高橋
基八郎 田中
剛 小俣
政英 山崎
弘 朝吹
高広 竹田
尚史 小谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP18109594A priority Critical patent/JP3198811B2/ja
Priority to TW084102471A priority patent/TW262610B/zh
Publication of JPH0847197A publication Critical patent/JPH0847197A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3198811B2 publication Critical patent/JP3198811B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイカスト製法によっ
て製作されるアルミ合金フレームを用いた電動機、発電
機等の回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】回転電機に働く静的な外力の一つとし
て、ベルト掛けによる動力伝達時に、シャフトの先端に
働く横引き力がある。前記の横引き力によって、ロ−
タ、ステ−タが変形し、この変形に伴い発生する電磁力
のアンバランスが回転電機の振動、騒音を増大させる。
【0003】これらの解決方法として、従来の回転電機
では、弾性定数が高い鋼板や、板厚の十分とれる鋳鉄で
回転電機のフレームを製作していた。また、前記の横引
き力に対する鋼板製のフレーム、脚の構造に関して、特
開平6-38431号公報に記載さものがある。
【0004】上記公報に記載されている従来技術では、
脚部を構成する鋼板のフレ−ム取り付け角度を、横引き
力に対して剛になるように決定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
鋼板フレ−ムを用いた回転電機において、横引き力に対
する高剛性化は達成される。しかしながら、上記の構造
は、ダイカスト製法によりフレ−ム、脚が一体に成型さ
せるアルミ合金フレ−ムには適用できない。
【0006】ダイカスト製法によって製作されるアルミ
合金フレームは、回転電機の軽量化、冷却性能の向上、
加工精度、生産性の点から、従来の鋼板、鋳鉄のフレー
ムと比較し多くの優れた点を有している。しかしなが
ら、その反面、アルミ合金の弾性定数が低いため、従来
の鋳鉄や鋼板のフレームと同様な板厚、構造では、上記
に示した横引き力に対する十分な機械的剛性を達成でき
ないといった問題を有している。
【0007】これに対して、フレーム・脚全体の板厚を
一律増加すれば、機械的剛性の不足といった面での問題
は解決される。しかしながら、回転電機の質量、容積の
増加は、他の装置に組み込む場合、大きな問題となる。
さらに肉厚の増加は、フレームの熱伝達率の低下を招
き、冷却性能が低下する。しかも、ダイカスト製法で
は、一定以上にフレ−ムの板厚を増加すると、フレーム
材に気泡が入る割合が高くなり、強度信頼性の観点から
も問題がある。
【0008】本発明の目的は、必要以上にフレームの
厚増加を行うことなく、回転電機の軽量化、高剛性化に
適したダイカスト製法で製作されたアルミ合金フレーム
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ダイカスト
製法によるアルミ合金フレームと、このアルミ合金フレ
ーム内にステータ及びロータと、出力軸を成すシャフト
とを備えた回転電機において、フレームの内周面にステ
ータの外周面を接触させてステータをシャフトの軸方向
におけるフレームの中央部に固定し、シャフトの軸方向
において、フレームがステータと接触する中央部から両
端部に向かって、フレームの板厚を滑らかに増加させ、
シャフトの軸方向におけるフレームの両端部の板厚を中
央部分の板厚よりも厚くすることによって達成される。
【0010】
【作用】上述の横引き力は、回転電機のフレ−ムの端部
や脚部の付け根に大きく発生し、フレ−ム端部や脚部に
大きな変形や応力を生じさせることが、実験から明らか
になった。
【0011】このため、横引き力の大きく発生するフレ
−ム端部の板厚を増加すれば、横引き力によるフレ−ム
の変形を抑えるための機械的剛性を確保できる。また、
ステ−タによる発熱の大きいフレ−ム中央部の板厚を薄
くできるため、熱抵抗が低減し、回転電機の冷却性能も
向上できる。さらに、全体のフレ−ム重量は、大きく増
加しない。
【0012】また、フレ−ムを補強する補助的な脚をフ
レ−ム端部から出ている構造にすることによって、フレ
−ム端に発生する力を回転電機の固定部に直接伝達する
ことができる。これによってフレ−ムの変形量を低減す
ることができ、電磁力のアンバランスによる振動、騒音
の発生を低減出来る。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の誘導電動機の一実施例を一
部断面を示すもので、横引き力が働いている状態を上部
から見た図である。誘導電動機1は、シャフト2、エン
ドブラケット7、ベアリング8、ロ−タ9、ステ−タ1
0、フレ−ム11、脚12によって構成される。誘導電動機
1は、固定部13にて装置にボルト締結される。誘導電動
機1のシャフト2にはプ−リ3が取り付けられている。
誘導電動機1の動力は、プ−リ3を介して、ベルト4に
よって負荷側5に伝達される。
【0014】シャフト2にプ−リ3を介して働く横引き
力6は、シャフト2、ロータ9から、出力軸側・反出力
軸側のベアリング8、エンドブラケット7を通じて、フ
レーム11と脚12の端部を大きく変形させる。
【0015】図2に、図1のフレ−ム11周辺を拡大し、
板厚分布を詳細に示した断面図を示す。誘導電動機1の
ほぼ円筒状のフレーム11には、冷却用のフィン15が一体
に成型されている。フレーム11の中央部分には、ステー
タ10が焼きばめ、もしくは、圧入されている。ステータ
10からは、コイルエンド16がでている。フレーム11の端
部の板厚t1と中央部の板厚t2の関係は、t2<0.6×t1とな
っている。また、フレーム11の中央部からフレーム11の
端部までは板厚は滑らかに変化している。
【0016】上記の構造をとることによって、横引き力
が大きく働くフレーム11の端部は、板厚が十分あるた
め、機械的剛性が十分に確保される。フレーム11の中央
部は、横引き力によって発生する力も小さく、さらにス
テータ10が剛性を分担するため板厚が薄くても機械的剛
性は十分確保される。また、フレーム11の中央部から両
端部までの板厚は滑らかに変化するため、応力の急激な
変動がなく、強度上好ましい。
【0017】また、板厚は滑らかに変化しているため、
冷却風はフレーム11の表面上に沿って流れやすい。この
ため誘導電動機1の冷却性能も向上する。さらに、フレ
−ム11の中央部の板厚が薄いため、発熱の大きいステ−
タ接触部分のフィン16の表面積を、フレームの外径を大
きくすることなく増加することができる。よってさら
に、冷却性能は向上する。また、フレーム11は、中央部
の板厚が薄いため、ステータ10からフレ−ム11までの熱
抵抗が低下し、ステ−タから発生する熱を外部に良好に
伝達する。また、強度的に必要な範囲のみ板厚を増加し
ているため、フレームの全体の重量を最低限に抑えるこ
とができる。上記のような複雑な板厚分布は、鋼板で製
作する場合とは異なり、ダイカスト製法ではたやすく実
現可能である。
【0018】図3に、図2で示した一実施例の反出力軸
側の板厚を出力軸側より薄くしたフレ−ム構造の一実施
例を示す。出力軸側の板厚t5、反出力軸側の板厚t3、中
央部の板厚t4とすると、t4<t3<t5の関係がある。
【0019】出力軸側と反出力軸側に働く力は、シャフ
ト先端の横引き力の力点とベアリングまでの距離に依存
する。発生する力は、ベアリングの位置とシャフト・ロ
ータの形状によって異なるが、100kW以下の定格出力を
持つ汎用誘導電動機では、反出力側に対して、出力側の
横引き力は、3〜4倍程度大きくなる。このため、反出力
軸側に比較して、出力軸側のフレーム・脚の変形が大き
くなる。よって、図2で示した実施例と同様な出力軸側
の板厚は必要であるが、反出力軸側に発生する横引き力
は出力側と比較し小さいため、出力軸側と比較し反出力
側の板厚を薄くすることが可能である。これによってフ
レ−ム重量のさらなる軽量化が可能となる。
【0020】また、本実施例においても、図2の実施例
同様フレーム中央部から、フレーム端部までの板厚は滑
らかに変化させている。このため、図3と同様な冷却効
果の向上は、本実施例にても可能となる。
【0021】図4は、ダイカスト製法によるアルミ合金
フレ−ムの横引き力に対して十分な剛性をもつ脚構造の
一実施例を示す。箱構造17の両端部の脚部に、1本以上
の補強リブ18を配置する。図5は図4の正面図である。
図5が示しているように、脚の補強リブ18a,18bは、脚
の裏側にも配置されている。上記の構造は、横引き力が
生じた場合にフレーム11の脚12の付け根の部分に発生す
る力を速やかに誘導電動機の固定部13に伝達し、フレー
ム11・脚12の変形を低減させる。
【0022】また、フレーム11、脚12ならび補強リブ18
はダイカスト製法によって一体成型されているため熱を
伝達しやすい。このため、図4に示した補強リブ18は、
誘導電動機1の表面積を増加させ、冷却性能の向上にも
寄与する。
【0023】図6は、横引き力に対して、さらに剛な脚
構造の一実施例を示した斜視図である。図4に示した従
来の箱構造17の補強構造をなくすか、または、設けたま
まフレームの両端部に補強用の脚19を取り付ける構造を
とる。この構造では、フレーム11端部の脚12の付根にシ
ャフト先端の横引き力によって発生した力を、フレーム
11の中央部に伝えることなく誘導電動機の固定部13に直
接伝達できる。このため、薄い板厚で有効にフレーム11
と脚12の変形を抑えることができる。このような脚構造
により、従来以上に大型な50kW以上の定格出力をもつ誘
導電動機に、脚がフレ−ムに一体成型されたダイカスト
製法によって製造されたアルミ合金フレームを採用する
ことが可能となる。
【0024】図7は、図6に示した一実施例を更に軽量
化するための脚構造の一実施例である。図6の脚中央部
は、フレームの冷却面積を増加するには効果があるが、
横引き力に対する剛性増加にはあまり寄与していない。
このため、図6の脚中心部の板厚を減少させるか、図7
に示すように、前後の脚部を分割することにより更に軽
量化が可能となる。
【0025】図8は、図7を更に軽量化するための脚構
造の一実施例である。出力軸側の補強用の補助的な脚20
の板厚みt7と、反出力軸側の補強用の補助的な脚21の板
厚t6の関係は、t7>t6となっている。出力軸側に比較し
て反出力軸側の横引き力は、1/3〜1/4程度のため、反出
力軸側の補強用の脚21の板厚は出力軸側より薄くとも機
械的剛性としては十分である。上記の構造を採用するこ
とによって、誘導電動機の更なる軽量化が可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、必
要なフレーム剛性を満たした状態で、フレームの軽量
化、材料の省資源化が可能となる。また、発熱が最も大
きいステータとの接触部のフレーム肉厚を薄くできるた
め、冷却性能も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を備えた一部断面を示す誘導
電動機に横引き力が働いている状態を上部から見た図で
ある。
【図2】図1に示した本発明の一実施例を備えた誘導電
動機の一部を拡大して断面にて示す側面図である。
【図3】図2に示した誘導電動機の反出力軸側のフレー
ムの板厚を出力軸側より薄くした一実施例を断面にて示
す側面図である。
【図4】本発明の一実施例を備えた誘導電動機の脚構造
を示す斜視図である。
【図5】図4に示す本発明の回転電機の一部を断面にて
示す正面図である。
【図6】本発明の一実施例を備えた誘導電動機のフレー
ムの端部から出ている補助的な脚構造を示す斜視図であ
る。
【図7】図6に示す脚を出力軸側と反出力軸側で分離し
たものを示す斜視図である。
【図8】図7に示す脚の出力軸側と反出力軸側の板厚を
異なるようにしたものを示す斜視図である。
【符号の説明】
1…誘導電動機、2…シャフト、3…プーリ、4…ベル
ト、5…負荷部分、6…横引き力、7…エンドブラケッ
ト、8…ベアリング、9…ロータ、10…ステータ、1
1…フレーム、12…脚、13…固定部分、14…エア
ギャップ、15…フィン、16…コイルエンド、17…
箱補強部分、18…補強用リブ、18a…脚表面の補強
用のリブ、18b…脚裏面の補強用のリブ、19…フレ
ーム端に設置された補強用の補助的な脚部、20…出力
軸側に設置された補強用の補助的な脚部、21…反出力
軸側に設置された補強用の補助的な脚部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 研二 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 田中 基八郎 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 小俣 剛 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 山崎 政英 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 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 竹田 高広 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 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 昭62−260540(JP,A) 実開 昭63−202148(JP,U) 実開 昭55−145856(JP,U) 特公 昭52−9801(JP,B2) 特公 昭49−33484(JP,B1) 特公 昭41−13532(JP,B1) 実公 平2−42052(JP,Y2) 実公 昭15−4472(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 5/00 - 5/06 H02K 9/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイカスト製法によるアルミ合金フレーム
    と、このアルミ合金フレーム内にステータ及びロータ
    と、出力軸を成すシャフトとを備えた回転電機におい
    て、 前記フレームの内周面前記ステータの外周面接触さ
    せて前記ステータを前記シャフトの軸方向における前記
    フレームの中央部に固定し、 前記シャフトの軸方向において前記フレームが前記ス
    テータと接触する中央部から両端部に向かって、前記フ
    レームの板厚を滑らかに増加させ、前記軸方向における
    前記フレームの両端部の板厚を中央部分の板厚よりも厚
    くしたことを特徴とする回転電機。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の回転電機において、前記
    フレームを支持する脚を、ダイカスト製法によるアルミ
    合金で、前記フレームとともに一体成型し、前記脚に、
    出力軸側及び反出力軸側のフレーム両端部から出ている
    補助的な脚を加えたことを特徴とする回転電機。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の回転電機において、前記
    フレームの両端部のうち、前記シャフトの負荷が接続さ
    れる出力側に位置する端部の板厚を、反対側の端部の板
    厚よりも厚くしたことを特徴とする回転電機。
JP18109594A 1994-08-02 1994-08-02 回転電機 Expired - Lifetime JP3198811B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18109594A JP3198811B2 (ja) 1994-08-02 1994-08-02 回転電機
TW084102471A TW262610B (en) 1994-08-02 1995-03-15 Rotary electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18109594A JP3198811B2 (ja) 1994-08-02 1994-08-02 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0847197A JPH0847197A (ja) 1996-02-16
JP3198811B2 true JP3198811B2 (ja) 2001-08-13

Family

ID=16094750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18109594A Expired - Lifetime JP3198811B2 (ja) 1994-08-02 1994-08-02 回転電機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3198811B2 (ja)
TW (1) TW262610B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7155981B2 (ja) * 2018-12-12 2022-10-19 株式会社デンソー 駆動装置
JP7324172B2 (ja) * 2020-04-30 2023-08-09 東芝三菱電機産業システム株式会社 回転電機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55145856U (ja) * 1979-04-06 1980-10-20
EP0243800A1 (de) * 1986-04-23 1987-11-04 Zwag AG Gehäuse für elektrische Maschinen
JP2537380Y2 (ja) * 1987-06-15 1997-05-28 三菱電機株式会社 回転電機のアルミダイカストフレーム
JPH0242052U (ja) * 1988-09-14 1990-03-23

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0847197A (ja) 1996-02-16
TW262610B (en) 1995-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08140309A (ja) 空冷式電動機
US5696415A (en) Electric rotary machine
JP2007104783A (ja) 車両用回転電機
JP2013090447A (ja) 誘導電動機および誘導電動機の回転子
JP2002315245A (ja) 永久磁石式発電機のロータ
JP3198811B2 (ja) 回転電機
JPH0586142B2 (ja)
JPH09103041A (ja) 回転電機
JPH104658A (ja) 誘導電動機
JP3237647B2 (ja) 車両用交流発電機
JP3506165B2 (ja) ブラシレスモータ
JP3132273B2 (ja) 回転電機
JP3526176B2 (ja) 電動機の回転子
JP2001309595A (ja) Acサーボモータの冷却装置
JPH0823660A (ja) 車両用交流発電機
JPH09247885A (ja) 足取付け型電動機
JP3267419B2 (ja) 回転電機
JP4592050B2 (ja) Acサーボモータ
JPH0759292A (ja) 回転電機
JPH11299166A (ja) 外扇形回転電機
JPH08205457A (ja) 回転電機
JP2002247806A (ja) 車両用回転電機
JP2000236648A (ja) 回転電機
JPH08251857A (ja) 回転電機
JP2000262004A (ja) スピンドルモータ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080615

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090615

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term