JP4628754B2 - 固定子鉄心の支持装置 - Google Patents

Description

この発明は、モータなどの回転電機の固定子鉄心の支持装置に関に係り、特に、固定子鉄心から発生する軸と直角方向の振動が固定子枠へ伝達するのを減らすことができる固定子鉄心の支持装置に関するものである。

図５は従来の回転電機の固定子鉄心の支持構造を軸方向から見た図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線矢視立断面図である（特許文献１参照）。固定子鉄心１の外周下部の固定子鉄心１の軸心を通る鉛直線２０に対して３０°ないし６５°の位置で、弾性支え板３が固定子鉄心の端部押え板２に固定されている。弾性支持座４は鋭角側を外向きにして設けられ、Ｖ字状の片側が固定子枠５の底部に取り付けられた固定座６に固定され、他側は弾性支え板３に固定されている。このように構成された回転電機においては、固定子鉄心１と回転子との間に働く電磁力により振動が発生した際に、軸と直角方向には可撓性があるので、固定子鉄心１の振動を吸収して固定子枠５に伝達する振動を吸収する。
特許第２６４５１８９号公報

上述の従来の回転電機の固定子鉄心の支持装置においては、軸と直交方向から見て弾性支え板３に対する弾性支持座４の取り付け位置によって決まる支持剛性と固有振動数の間に関係があり、場合によっては共振する可能性があった。

また、回転電機単体の固定子鉄心支持系の固有振動数が共振周波数成分から離調した状態であった場合でも、据付剛性の影響により固定子鉄心の支持剛性が変化して共振することがあり、このような場合は固定子鉄心の支持装置に補強を入れるなどの改造をしなければならない問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、弾性支え板に対する弾性支持座の取り付け位置によって決まる支持剛性を容易に変更できる構造とすることで、固定子鉄心の固有振動数を回転電機の主たる加振周波数成分から離調することができる固定子鉄心の支持装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、軸を水平とする固定子鉄心の両端部に固定され鉛直方向に延びて前記固定子鉄心を支持する１対の端部押え板と、前記固定子鉄心の下方位置に軸に平行に配置され、前記１対の端部押え板の間を相互に連絡して端部押え板を支える２本の弾性支え板と、前記弾性支え板のそれぞれを前記１対の端部押え板の間の位置の少なくとも２箇所で支持する弾性支持座と、前記弾性支持座を支持する固定座と、を有する固定子鉄心の支持装置であって、前記弾性支え板には軸方向に互いに間隔をあけて配列された複数のネジ孔が設けられ、前記弾性支持座には軸方向に延びる長孔の形状のネジ部通し孔が形成され、前記ネジ部通し孔を通したボルトを前記複数のネジ孔から適宜選択したネジ孔に通して前記弾性支え板と弾性支持座とを相互に結合することにより前記弾性支え板と弾性支持座との軸方向相対位置が調整可能に構成され、しかも、前記弾性支持座と固定座とを相互に結合する軸方向位置が調整可能に構成され、前記弾性支え板と固定座の軸方向相対位置関係を変えずに前記弾性支持座の軸方向位置が調整可能に構成されていること、を特徴とする。

また、本発明の他の態様は、回転電機の固定子枠に遊嵌された円筒状の固定子鉄心の外周下部の前記固定子鉄心の軸心を通る鉛直線に対して３０°ないし６５°に添設され前記固定子鉄心の端部押え板に固定される２本の弾性支え板と、前記固定子枠の底部の両側に鋭角側を外向きにして設けられたＶ字状の片側が前記固定子枠の底部に固定され他側が前記２本の弾性支え板を介して前記固定子鉄心を支持する弾性支持座であって、前記弾性支え板それぞれを少なくとも２箇所で支える弾性支持座と、前記弾性支持座を支える固定座と、を備え、前記弾性支え板には軸方向に互いに間隔をあけて配列された複数のネジ孔が設けられ、前記弾性支持座には軸方向に延びる長孔の形状のネジ部通し孔が形成され、前記ネジ部通し孔を通したボルトを前記複数のネジ孔から適宜選択したネジ孔に通して前記弾性支え板と弾性支持座とを相互に結合することにより前記弾性支え板と弾性支持座との軸方向相対位置が調整可能に構成され、しかも、前記弾性支持座と固定座とを相互に結合する軸方向位置が調整可能に構成され、前記弾性支え板と固定座の軸方向相対位置関係を変えずに前記弾性支持座の軸方向位置が調整可能に構成されていること、を特徴とする。

この発明によれば、弾性支え板の剛性が変更できるので、固定子鉄心の支持装置全体の固有振動数を変更できる。これにより、たとえば、回転同期周波数、回転周波数の２倍、電源周波数の２倍から固有振動数を±１０％以上離すことで、共振を防ぎ、振動の少ない回転電機を提供することができる。

以下、この発明に係る回転電機の固定子鉄心の支持装置の実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、本発明の固定子鉄心の支持構造を示す正面図、図２は断面図である。

この回転電機は回転軸を水平とするものである。固定子枠５の下端のベースには、上面に固定座６が溶接され、この固定座６の上面には３０°ないし６５°のＶ字状に折り曲げられたばね材料でなる板ばね状の弾性支持座４の片面がＶ字形の鋭角側を外側にして載置され、ボルト２２で固定座６に固定されている。

弾性支持座４の上面には、帯板状のばね材でなる弾性支え板３が、軸心を通る鉛直線２０に対して角度θ＝３０°ないし６５°の線上に軸方向に向けて載置され、裏面からボルト２１で固定されている。弾性支え板３の両端は、それぞれが端部押え板２に溶接で固定されている。端部押え板２は固定子鉄心１の軸方向両端に重ねられて鉛直に立つように支持される。

このように構成された固定子鉄心１の支持装置における固有振動数ｆは、図３のようなモデルを考え、次の式によって与えられる。

ここで、Ｍ：固定子鉄心の質量 ［ｋｇ］
ｋ_１：弾性支え板のバネ剛性（１本当り） ［Ｎ／ｍ］
Ｌ_１：弾性支え板における弾性支持座取り付け位置と端部押え板との距離 ［ｍ］
（弾性支え板３と端部押え板２との接合点から、弾性支持座４中央までの軸方向距離）
Ｉ_１：弾性支え板の断面二次モーメント ［ｍ^４］
ｋ_２：弾性支持座のバネ剛性（１ヶ当り） ［Ｎ／ｍ］
Ｌ_２：弾性支持座の支点間距離 ［ｍ］
（弾性支え板３と弾性支持座４との接合点から、弾性支持座４の頂点までの距離）
Ｉ_２：弾性支持座の断面二次モーメント ［ｍ^４］
弾性支え板３のバネ剛性ｋ_１は、図４のようなモデルにより次の式のようになる。

ただし、Ｉ_１＝ｂｈ^３／１２［ｍ^４］ Ｌ：弾性支え板の全長［ｍ］
したがって、弾性支え板３における弾性支持座４の取り付け位置と端部押え板の距離Ｌ_１を変更することによって弾性支え板３のバネ剛性を変更でき、固定子鉄心１の支持装置の固有振動数を調整することができる。なお、弾性支え板３の板厚または幅を変更することによっても断面二次モーメントが変わり、バネ剛性を変更することができるが、バネ剛性を上げるために板厚または幅を大きくすれば、質量が増加することになり、逆にバネ剛性を下げるために板厚または幅を小さくすれば、同時に軸方向の剛性も下がることになるので調整が煩雑である。これに対して、弾性支持座４の取り付け位置と端部押え板の距離Ｌ_１を変更する方法は質量の変化や軸方向の剛性の変化を伴わないので調整が容易である。

Ｌ_１を容易に変更するために弾性支え板３および固定子枠６それぞれに、弾性支持座４を固定するためのネジ孔２４、２５が複数個、軸方向に並んであけてあり、最適なネジ孔位置を選択することでＬ_１を容易に変更できる構造としている。なお、図１ではネジ孔２５については中心線のみを示す。また、ネジ孔位置の選択だけでは微調整が難しいため、弾性支持座４のネジ部通し孔２６は軸方向に長い長孔として、微調整も可能な構造としている。

以上説明した構造とすることにより、回転電機の据付剛性の影響があった場合でも容易に固定子鉄心支持系の剛性を変更できる。したがって、低振動化のための共振回避が容易に行なえる。また、上記構造では、弾性支え板３と固定子枠５などとの相対位置関係は不変のままで、これらに対する弾性支持座４の相対位置のみを変更することができる。そのため、固定子枠５に対して固定子鉄心１などの相対位置が変化せず、剛性調整に伴って弾性支持座４の位置以外の変更を考慮する必要がない。

なお、上記説明は固定子鉄心１個に対し、弾性支え板２個、弾性支持座４個の例についてのものであるが、弾性支え板および弾性支持座の数量を変更した場合でも同様の効果を得ることができる。

本発明に係る固定子鉄心の支持装置の実施形態を、軸に垂直な方向から見た図であって、軸から下方を示す部分立面図。 図１のＡ−Ａ線矢視断面の左半分を示す部分拡大立断面図。 本発明に係る固定子鉄心の支持装置のモデル図。 本発明に係る固定子鉄心の支持装置の弾性支え板の弾性作用を示すモデル図であって、（ａ）は軸に垂直な方向から見た図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視横断面図。 従来の固定子鉄心の支持装置を、軸に垂直な方向から見た図であって、軸から下方を示す部分立面図。 図５のＣ−Ｃ線矢視断面の左半分を示す部分拡大立断面図。

符号の説明

１…固定子鉄心、２…端部押え板、３…弾性支え板、４…弾性支持座、５…固定子枠、６…固定座、２１…ボルト、２２…ボルト、２４…ネジ孔、２５…ネジ孔、２６…ネジ部通し孔

Claims (2)

1. 軸を水平とする固定子鉄心の両端部に固定され鉛直方向に延びて前記固定子鉄心を支持する１対の端部押え板と、
   前記固定子鉄心の下方位置に軸に平行に配置され、前記１対の端部押え板の間を相互に連絡して端部押え板を支える２本の弾性支え板と、
   前記弾性支え板のそれぞれを前記１対の端部押え板の間の位置の少なくとも２箇所で支持する弾性支持座と、
   前記弾性支持座を支持する固定座と、
   を有する固定子鉄心の支持装置であって、
   前記弾性支え板には軸方向に互いに間隔をあけて配列された複数のネジ孔が設けられ、
   前記弾性支持座には軸方向に延びる長孔の形状のネジ部通し孔が形成され、
   前記ネジ部通し孔を通したボルトを前記複数のネジ孔から適宜選択したネジ孔に通して前記弾性支え板と弾性支持座とを相互に結合することにより前記弾性支え板と弾性支持座との軸方向相対位置が調整可能に構成され、
   しかも、前記弾性支持座と固定座とを相互に結合する軸方向位置が調整可能に構成され、前記弾性支え板と固定座の軸方向相対位置関係を変えずに前記弾性支持座の軸方向位置が調整可能に構成されていること、
   を特徴とする固定子鉄心の支持装置。
2. 回転電機の固定子枠に遊嵌された円筒状の固定子鉄心の外周下部の前記固定子鉄心の軸心を通る鉛直線に対して３０°ないし６５°に添設され前記固定子鉄心の端部押え板に固定される２本の弾性支え板と、
   前記固定子枠の底部の両側に鋭角側を外向きにして設けられたＶ字状の片側が前記固定子枠の底部に固定され他側が前記２本の弾性支え板を介して前記固定子鉄心を支持する弾性支持座であって、前記弾性支え板それぞれを少なくとも２箇所で支える弾性支持座と、
   前記弾性支持座を支える固定座と、
   を備え、
   前記弾性支え板には軸方向に互いに間隔をあけて配列された複数のネジ孔が設けられ、
   前記弾性支持座には軸方向に延びる長孔の形状のネジ部通し孔が形成され、
   前記ネジ部通し孔を通したボルトを前記複数のネジ孔から適宜選択したネジ孔に通して前記弾性支え板と弾性支持座とを相互に結合することにより前記弾性支え板と弾性支持座との軸方向相対位置が調整可能に構成され、
   しかも、前記弾性支持座と固定座とを相互に結合する軸方向位置が調整可能に構成され、前記弾性支え板と固定座の軸方向相対位置関係を変えずに前記弾性支持座の軸方向位置が調整可能に構成されていること、
   を特徴とする固定子鉄心の支持装置。

Images