JP5736771B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は回転電機（電動機又は発電機）の固定子に関する。

図６は従来の回転電機における固定子の一部を示す正面図、図７は図６のＡ−Ａ線矢視断面図である。図６及び図７に示す回転電機は、固定子１と、固定子１の外周側に配設された回転子５とを有して成るアウターロータ型のものであり、例えばエレベータ用のモータなどに適用されるものである。

図６及び図７に示すように、固定子１は、複数の分割鉄心３を、固定子１の周方向（矢印Ｂ方向：回転子５の回転方向）に円環状に配設し（図６には円環状の分割鉄心３の一部を示している）、且つ、分割鉄心３の軸方向（矢印Ｃ方向：回転子の回転軸方向）の一方側に設けた円板状のベース４に固定して成るものである。

分割鉄心３は１溝（スロット）に１個設けられている。分割鉄心３は珪素鋼板３ｄを軸方向に積層して成るものであり、固定子１の径方向（矢印Ｄ方向）における一端側の巻線部３ａと、固定子１の径方向における他端側の固定部３ｂとを有している。巻線部３ａにはコイル２が巻回（集中巻き）されている。そして、固定部３ｂは２本のボルト６Ａ，６Ｂによってベース４に締結されている。

図８は他の従来の回転電機における固定子の正面図である（特許文献１）。図８に示す回転電機は、固定子１１と、固定子１１の内周側に配設された回転子１４とを有して成るインナーロータ型のものである。

図８に示すように、固定子１１は、複数の分割鉄心１３を、固定子１１の周方向（矢印Ｅ方向：回転子１４の回転方向）に円環状に配設して成るものである。分割鉄心１３は１溝（スロット）に１個設けられている。分割鉄心１３は珪素鋼板を積層して成るものであり、固定子１１の径方向（矢印Ｆ方向）における一端側の巻線部１３ａと、固定子１１の径方向における他端側の固定部１３ｂとを有している。巻線部１３ａにはコイル１２が巻回（集中巻き）されている。そして、固定部１３ｂにおける周方向の両側面（鉄心結合部）には略Ｎ字形状の凹凸１３ｃが形成されており、周方向において隣接する分割鉄心１３の凹凸１３ｃ同士が互いに係合している。

特開２００６−３０４４９５号公報 特開２００３−２９９３２９号公報 特開２００７−３３６７３２号公報 実開平０５−８７１２８号公報

しかしながら、図６のような従来例の固定子１では、各分割鉄心３の固定部３ｂごとに個別に２個のボルト６Ａ，６Ｂでベース４に固定しているため、分割鉄心３の数が多い場合にはボルト６Ａ，６Ｂの本数も非常に多くなってしまう。

なお、１本のボルト６Ａだけで分割鉄心３の固定部３ａをベース４に固定した場合には、回転子５にトルクが発生して、その反力が固定子１に図６の矢印Ｇ方向に発生したとき、分割鉄心３が前記反力によりボルト６Ａを中心にして、隣接する分割鉄心３同士の結合部３ｃのガタ分だけ動くため、ボルト６Ａが緩み易い（分割鉄心３は珪素鋼板３ｄを積層して整形されており、隣接する分割鉄心３同士の結合部３ｃには０．２ｍｍほどの隙間を必要とする）。

また、図８と同様の凹凸を鉄心接合部３ｃに形成する方法との併用も考えられるが、この場合には、分割鉄心３を円環状に配置する際に軸方向からしか分割鉄心３を並べることができないため、作業性が悪い（鉄心長が長い場合に特に作業性が悪い）。分割鉄心３は、珪素鋼板３ｄが軸方向に積層されているため、径方向からの方が容易に並べることができる。

従って、本発明は上記の事情に鑑み、締結用のボルトの緩みを招くことなく前記ボルトの本数を低減することができ、且つ、円環状に配設する際に径方向から並べることも可能な構成の分割鉄心を備えた回転電機の固定子を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の回転電機の固定子は、径方向一端側の巻線部と径方向他端側の固定部とを有する複数の分割鉄心を、周方向に円環状に配設し且つ前記分割鉄心の軸方向の一方側に設けたベースに固定して成る回転電機の固定子において、
前記分割鉄心の前記固定部における周方向の両側面には、半円形状で且つ軸方向に延びた第１の溝と、半円形状で且つ軸方向に延びた第２の溝とを、径方向の２箇所にそれぞれ形成し、
周方向において隣接する前記分割鉄心の前記第１の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第１の穴を形成し、且つ、周方向において隣接する前記分割鉄心の第２の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第２の穴を形成しており、
前記第１の穴に対しては周方向において１つおきに第１のボルトを挿通し、前記第２の穴に対しては周方向において１つおきに第２のボルトを挿通し、しかも前記第１のボルトと前記第２のボルトを周方向においてずれて配置し、これらの第１のボルト及び第２のボルトによって前記分割鉄心の前記固定部を前記ベースに締結した構成であることを特徴とする。

本発明の回転電機の固定子によれば、径方向一端側の巻線部と径方向他端側の固定部とを有する複数の分割鉄心を、周方向に円環状に配設し且つ前記分割鉄心の軸方向の一方側に設けたベースに固定して成る回転電機の固定子において、前記分割鉄心の前記固定部における周方向の両側面には、半円形状で且つ軸方向に延びた第１の溝と、半円形状で且つ軸方向に延びた第２の溝とを、径方向の２箇所にそれぞれ形成し、周方向において隣接する前記分割鉄心の前記第１の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第１の穴を形成し、且つ、周方向において隣接する前記分割鉄心の第２の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第２の穴を形成しており、前記第１の穴と前記第２の穴とに周方向において交互に第１のボルトと第２のボルトとを挿通し、これらの第１のボルト及び第２のボルトによって前記分割鉄心の前記固定部を前記ベースに締結した構成であることを特徴としているため、回転子に発生するトルクの反力によって第１のボルト及び第２のボルトが緩むことはない。
即ち、分割鉄心の固定部は、周方向の両側面において第１のボルトと第２のボルトにより固定されているため、鉄心結合部にガタがあっても、回転子に発生するトルクの反力が固定子に発生したとき、第２のボルトを中心に回ろうとするのを第１のボルトで抑えることができ、第１のボルトを中心に回ろうとするのを第２のボルトで抑えることができるため、第１のボルト及び第２のボルトが緩むことはない。
そして、従来の回転子と比較して、分割鉄心の固定に要する第１のボルト及び第２のボルトの本数が半分になる。
また、分割鉄心を円環状に配設する際、分割鉄心を径方向から並べることも可能になるため、作業性がよい（鉄心長が長い場合に特に作業性がよい）。

本発明の実施の形態例に係る回転電機の固定子の正面図である。 図１のＨ部を拡大して示す正面図である。 図１のＨ部を拡大し且つボルトを外した状態で示す正面図である。 図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。 図２のＪ−Ｊ線矢視断面図である。 従来の回転電機における固定子の一部を示す正面図である。 図６のＡ−Ａ線矢視断面図である。 他の従来の回転電機における固定子の正面図である。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。

図１〜図５に示す回転電機（電動機又は発電機）は、固定子２１と、固定子２１の外周側に配設された回転子２２とを有して成るアウターロータ型のものであり、例えばエレベータ用のモータなどに適用されるものである。

図１〜図５に示すように、固定子２１は、複数の分割鉄心２４を、固定子２１の周方向（矢印Ｋ方向：回転子２２の回転方向）に円環状に配設し、且つ、分割鉄心２４の軸方向（矢印Ｌ方向：回転子の回転軸方向）の一方側に設けた円板状のベース２５に固定して成るものである。

分割鉄心２４は１溝（スロット）に１個設けられている。分割鉄心２４は珪素鋼板２４ｊを軸方向に積層して成るものであり、固定子２１の径方向（矢印Ｍ方向）における一端側の巻線部２４ａと、固定子２１の径方向における他端側の固定部２４ｂとを有している。巻線部２４ａにはコイル２３が巻回（集中巻き）され、固定部２４ｂは２本のボルト２６Ａ，２６Ｂによってベース２５に固定されている。

そして、固定部２４ｂにおける周方向の一端側の側面２４ｃ（即ち周方向において隣接する分割鉄心２４同士の結合部２４ｉの面）には、半円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て半円形状）で且つ軸方向に延びた第１の溝２４ｄと、半円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て半円形状）で且つ軸方向に延びた第２の溝２４ｅとが、径方向の２箇所にそれぞれ形成されている。同様に、固定部２４ｂにおける周方向の他端側の側面２４ｆ（即ち鉄心結合部２４ｉの面）には、半円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て半円形状）で且つ軸方向に延びた第１の溝２４ｄと、半円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て半円形状）で且つ軸方向に延びた第２の溝２４ｅとが、径方向の２箇所にそれぞれ形成されている。

このため、周方向において隣接する分割鉄心２４の第１の溝２４ｄ同士が突き合わされることより、円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て円形状）で且つ軸方向に延びた第１の穴２４ｇが形成されている。同様に、周方向において隣接する分割鉄心２４の第２の溝２４ｅ同士が突き合わされることにより、円形状（即ち固定部２４ｂを軸方向から見て円形状）で且つ軸方向に延びた第２の穴２４ｈが形成されている。即ち、鉄心結合部２４ｉにおいて第１の穴２４ｇと第２の穴２４ｈとが、径方向の２箇所にそれぞれ形成されている。

また、第１の穴２４ｇと第２の穴２４ｈには、周方向において交互に第１のボルト２６Ａと第２のボルト２６Ｂとが挿通されている。換言すると、径方向の外側に形成されている第１の穴２４ｇに対しては、周方向において１つ置きに第１のボルト２６Ａが挿通されている。径方向の内側に形成されている第２の穴２４ｈに対しては、周方向において１つ置きに第２のボルト２６Ｂが挿通されている。しかも、第１のボルト２６Ａと第２のボルト２６Ｂは、周方向にずれて配置されることにより、径方向の外側と内側に交互に設けられている。このため、各分割鉄心２４に対して、一方の側面２４ｃには第１のボルト２６Ａ又は第２のボルト２６Ｂの何れか一方だけが１本配置され、他方の側面２４ｆには第１のボルト２６Ａ又は第２のボルト２６Ｂの何れか他方だけが１本配置された状態になっている。

また、第１のボルト２６Ａは、ベース２５に形成された第１のネジ穴２５ａに螺合し、第２のボルト２６Ｂは、ベース２５に形成された第２のネジ穴２５ｂに螺合している。従って、これらの第１及び第２のボルト２６Ａ，２６Ｂにより、各分割鉄心２４の固定部２４ａがベース２５に締結されている。なお、図示例の第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂは頭部に座金２６ａを有するものであるが、これに限定するものではなく、第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂと座金２６ａが別体のものであってもよく、また、必ずしも座金を用いなくてもよい。

以上のように、本実施の形態例の回転電機の固定子２１によれば、径方向一端側の巻線部２４ａと径方向他端側の固定部２４ｂとを有する複数の分割鉄心２４を、周方向に円環状に配設し且つ分割鉄心２４の軸方向の一方側に設けたベース２５に固定して成る回転電機の固定子２１において、分割鉄心２４の固定部２４ｂにおける周方向の両側面２４ｃ，２４ｆには、半円形状で且つ軸方向に延びた第１の溝２４ｄと、半円形状で且つ軸方向に延びた第２の溝２４ｅとを、径方向の２箇所にそれぞれ形成し、周方向において隣接する分割鉄心２４の第１の溝２４ｄ同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第１の穴２４ｇを形成し、且つ、周方向において隣接する分割鉄心２４の第２の溝２４ｅ同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第２の穴２４ｈを形成しており、第１の穴２４ｇと第２の穴２４ｈとに周方向において交互に第１のボルト２６Ａと第２のボルト２６Ｂとを挿通し、これらの第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂによって分割鉄心２４の固定部２４ｂをベース２５に締結した構成であることを特徴としているため、回転子２２に発生するトルクの反力によって第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂが緩むことはない。

即ち、分割鉄心２４の固定部２４ｂは、周方向の両側面２４ｃ，２４ｆにおいて第１のボルト２６Ａと第２のボルト２６Ｂにより固定されているため、鉄心結合部２４ｉにガタがあっても、回転子２２に発生するトルクの反力が固定子２１に図２の矢印Ｎ方向に発生したとき、第２のボルト２６Ｂを中心に回ろうとするのを第１のボルト２６Ａで抑えることができ、第１のボルト２６Ａを中心に回ろうとするのを第２のボルト２６Ｂで抑えることができるため、第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂが緩むことはない。
そして、従来の回転子と比較して、分割鉄心２４の固定に要する第１のボルト２６Ａ及び第２のボルト２６Ｂの本数が半分になる。
また、分割鉄心２４を円環状に配設する際、分割鉄心２４を径方向から並べることも可能になるため、作業性がよい（鉄心長が長い場合に特に作業性がよい）。

なお、上記ではアウターロータ型の回転電機における回転子について説明したが、これに限定するものではなく、固定子の内周側に回転子が配設されたインナーロータ型の回転電機（例えば図８参照）にも適用することができる。

本発明は回転電機（電動機又は発電機）の固定子に関するものであり、複数の分割鉄心を円環状に配設して成る回転子に適用して有用なものである。

２１ 固定子
２２ 回転子
２３ コイル
２４ 分割鉄心
２４ａ 巻線部
２４ｂ 固定部
２４ｃ 側面
２４ｄ 第１の溝
２４ｅ 第２の溝
２４ｆ 側面
２４ｇ 第１の穴
２４ｈ 第２の穴
２４ｉ 鉄心結合部
２４ｊ 珪素鋼板
２５ ベース
２５ａ 第１のネジ穴
２５ｂ 第２のネジ穴
２６Ａ 第１のボルト
２６Ｂ 第２のボルト

Claims (1)

1. 径方向一端側の巻線部と径方向他端側の固定部とを有する複数の分割鉄心を、周方向に円環状に配設し且つ前記分割鉄心の軸方向の一方側に設けたベースに固定して成る回転電機の固定子において、
   前記分割鉄心の前記固定部における周方向の両側面には、半円形状で且つ軸方向に延びた第１の溝と、半円形状で且つ軸方向に延びた第２の溝とを、径方向の２箇所にそれぞれ形成し、
   周方向において隣接する前記分割鉄心の前記第１の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第１の穴を形成し、且つ、周方向において隣接する前記分割鉄心の第２の溝同士を突き合わせることにより、円形状で且つ軸方向に延びた第２の穴を形成しており、
   前記第１の穴に対しては周方向において１つおきに第１のボルトを挿通し、前記第２の穴に対しては周方向において１つおきに第２のボルトを挿通し、しかも前記第１のボルトと前記第２のボルトを周方向においてずれて配置し、これらの第１のボルト及び第２のボルトによって前記分割鉄心の前記固定部を前記ベースに締結した構成であることを特徴とする回転電機の固定子。

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