JP6374449B2 - ステータおよび電動機 - Google Patents

Description

本発明は、ステータおよび電動機に関するものである。

従来、多数の電磁鋼板を積層したステータコアを積層方向に貫通するボルトの締結によって、ステータコアを積層方向に挟む位置に配置された一対のハウジングを相互に近接する方向に強制して、ステータコアを挟み込んで固定した構造のステータを備える電動機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特公平２−１３５４１号公報

しかしながら、特許文献１の電動機は、ボルトのネジ孔への締結に伴い、ボルトの頭部によってハウジングに設けられた座面を押すことにより締結力を発生させるものであるため、ネジ部外径よりも大きな座面形成用の空間をハウジングに設ける必要があり、ハウジングが大型化するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、電磁鋼板を挟むハウジングの大型化を防止して小型化を図ることができるステータおよび電動機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、板厚方向に貫通する貫通孔を有する複数枚の鋼板を積層してなるステータコアと、該ステータコアを積層方向に挟む位置に配置され、前記貫通孔に一致する位置に配置されるネジ孔をそれぞれ有する一対のハウジングと、前記ステータコアの前記貫通孔を貫通し、各前記ハウジングの前記ネジ孔に締結される雄ネジを両端に有する締結ロッドとを備え、該締結ロッドの一端の前記雄ネジが右ネジ、他端の前記雄ネジが左ネジであり、前記締結ロッドの少なくとも一方の端面に、該締結ロッドを長手軸回りに回転させるための工具を係合させる係合部を備えるステータを提供する。

本態様によれば、ステータコアの貫通孔にネジ孔を一致させて一方のハウジングをステータコアの積層方向の一端に配置し、ステータコアの貫通孔を貫通させて締結ロッドを配置し、さらに、ステータコアの他端から露出する締結ロッドの端部にネジ孔を一致させて他方のハウジングを配置し、係合部に工具を係合させて締結ロッドを長手軸回りに一方向に回転させることにより、締結ロッドの両端の雄ネジが一対のハウジングの雌ネジに同時に噛み合って締結されていく。

これにより、締結ロッドを一方向に回転させるだけの簡単な作業により、一対のハウジングによってステータコアを積層方向両端から圧縮するようにこれらを固定することができる。
この場合に、締結ロッドによる締結力は、両端の雄ネジとハウジングのネジ孔との締結により発生しているので、ハウジングに座面を設ける必要がなく、座面形成用の空間をなくして省スペースを図り、ハウジングの大型化を防止して電動機の小型化を図ることができる。

上記態様においては、前記締結ロッドの両端の前記雄ネジが異なるピッチを有していてもよい。
このようにすることで、締結ロッドを長手軸回りに回転させたときの締結ロッドの両端の雄ネジのネジ孔への締結長さを異ならせることができる。

複数の締結ロッドによってステータコアの両端に一対のハウジングを固定する場合に、複数の締結ロッドを同時に締結するか、順次少しずつ締結していく必要がある。後者の場合、ピッチの小さい側の雄ネジを一方のハウジングのネジ孔に仮締めした状態で他方のハウジングのネジ孔へのピッチの大きい側の雄ネジの締結を開始すれば、締結ロッドの長手軸方向への移動量を小さく抑えて、締結ロッド間の軸方向のズレの発生を軽減し、締結し易さを向上することができる。

また、上記態様においては、前記ピッチの小さい前記雄ネジが右ネジであり、前記係合部が、前記ピッチの大きな前記雄ネジ側の前記端面に設けられていてもよい。
このようにすることで、ピッチの小さい側の雄ネジを一方のハウジングのネジ孔に仮締めした状態から両端の雄ネジの締結を進行させていく場合に、ピッチの大きい雄ネジ側に設けられた係合部に工具を係合させて、右ネジを締結する通常の締結作業により、締結ロッドの両端の雄ネジをネジ孔に締結していくことができる。

また、上記態様においては、前記締結ロッドの両端の前記雄ネジが異なる巻き数を有していてもよい。
このようにすることで、巻き数の多い側の雄ネジを一方のハウジングのネジ孔に仮締めした状態から両端の雄ネジの締結を進行させていく場合に、締結完了時に仮締めされた側の雄ネジが足りなくなることを防止できる。

また、上記態様においては、前記巻き数の多い前記雄ネジが右ネジであり、前記係合部が、前記巻き数の少ない前記雄ネジ側の前記端面に設けられていてもよい。
このようにすることで、巻き数の多い側の雄ネジを一方のハウジングのネジ孔に仮締めした状態から両端の雄ネジの締結を進行させていく場合に、巻き数の少ない雄ネジ側に設けられた係合部に工具を係合させて、右ネジを締結する通常の締結作業により、締結ロッドの両端の雄ネジをネジ孔に締結していくことができる。

また、上記態様においては、前記ハウジングに設けられた前記ネジ孔の前記ステータコア側に、前記雄ネジの外径寸法より若干大きな内径寸法を有するガイド孔部が設けられていてもよい。
このようにすることで、各ハウジングに設けられたガイド孔部に、ステータコアの貫通孔を貫通した状態に配置された締結ロッドの端部をそれぞれ部分的に挿入することで、ステータコアと一対のハウジングとの位置決めを容易にすることができる。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかのステータを備える電動機を提供する。

本発明によれば、電磁鋼板を挟むハウジングの大型化を防止して小型化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るステータを示す分解縦断面図である。 図１のステータの締結ロッドの締結作業開始前の状態を示す縦断面図である。 図２の状態から工具による締結ロッドの締結作業を開始した状態を示す縦断面図である。 図１のステータが組み立てられた状態を示す縦断面図である。 図１のステータの第１の変形例であって、締結ロッドの両端に異なるピッチの雄ネジが設けられている場合を示す縦断面図である。 図１のステータの第２の変形例であって、締結ロッドの両端に異なる巻き数の雄ネジが設けられている場合を示す縦断面図である。 図１のステータの第３の変形例であって、ハウジングにガイド孔部が設けられている場合を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態に係るステータ１および電動機について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るステータ１は、電動機に備えられ、図１に示されるように、複数枚の電磁鋼板を積層してなるステータコア２と、該ステータコア２の積層方向の両端に配置される一対のハウジング３，４と、これらハウジング３，４を連結するように締結される１以上の締結ロッド５とを備えている。

ステータコア２を構成する各電磁鋼板は、例えば、中央に板厚方向に貫通する比較的大きな中央孔７を備えるとともに、周縁近傍に、周方向に間隔をあけて、板厚方向に貫通する中央孔７よりも小さい径寸法の複数の貫通孔８を備えている。
ステータコア２は、中央孔７および貫通孔８を一致させて複数枚の電磁鋼板を積層することにより構成されている。

ステータコア２には、径方向内方に向かう図示しないティースコアを形成する溝が形成され、該溝を利用して各ティースコアに図示しない励磁巻線が巻かれている。また、ステータコア２の中央孔７にはステータ１に対して中央孔７の中心軸回りに回転可能に支持される図示しないロータが配置されるようになっている。

一対のハウジング３，４は、図に示す例では、所定の厚さを有する平板状部材であり、両ハウジング３，４には、それぞれ、ステータコア２の端部に配置されたときに、ステータコア２の中央孔７および複数の貫通孔８に一致する位置に形成された中央孔９，１０および複数のネジ孔１１，１２が設けられている。一方のハウジング３のネジ孔１１の雌ネジは右ネジであり、他方のハウジング４のネジ孔１２の雌ネジは左ネジである。本実施形態においては、両ハウジング３，４のネジ孔１１，１２はハウジング３，４を厚さ方向に貫通している。ハウジング３，４の形状は平板状に限られるものではない。

締結ロッド５は、両端に雄ネジ１３，１４を有する丸棒状の部材であって、図１に示す例では、一端に、例えば、マイナスドライバ（工具）６の先端を係合させることができるスロット（係合部）１５が設けられている。スロット１５が設けられている側の端部の雄ネジ１３は左ネジであり、スロット１５が設けられていない側の端部の雄ネジ１４は右ネジである。図１に示す例では、締結ロッド５の両端に設けられた雄ネジ１３，１４のピッチは等しい。

このように構成された本実施形態に係るステータ１を組み立てるには、図２に示されるように、右ネジのネジ孔１１を有するハウジング３を水平に配置し、ハウジング３の全てのネジ孔１１に締結ロッド５の右ネジの雄ネジ１４を部分的に仮締めする。この状態で、ハウジング３の上方に垂直に立ち上がる全ての締結ロッド５の上端に、貫通孔８が一致するようにステータコア２を配置し、締結ロッド５をガイドとしてステータコア２を下降させる。これにより、ステータコア２の中央孔７と貫通孔８が、ハウジング３の中央孔９とネジ孔１１に一致するように位相合わせされる。

この状態で、締結ロッド５の上端は、ステータコア２の貫通孔８を貫通してステータコア２よりも上方に配置されるので、各締結ロッド５の上端にネジ孔１２を一致させるように、左ネジのネジ孔１２を有するハウジング４を被せる。
そして、図３に示されるように、上側のハウジング４の上方からネジ孔１２にマイナスドライバ６の先端を挿入して、締結ロッド５の上端に配置されているスロット１５にマイナスドライバ６を係合させ、マイナスドライバ６を通常の締結方向である右回りに回転させる。

これにより、締結ロッド５がその長手軸回りに回転させられるので、締結ロッド５の下端に配置されている右ネジの雄ネジ１４は、下側のハウジング３の右ネジのネジ孔１１との締結が進行させられる一方、締結ロッド５の上端に配置されている左ネジの雄ネジ１３も上側のハウジング４の左ネジのネジ孔１２との締結が開始される。全ての締結ロッド５を、順次該締結ロッド５の長手軸回りに少しずつ回転させることにより、各締結ロッド５の両端の雄ネジ１３，１４とハウジング３，４のネジ孔１１，１２との締結が満遍なく進行し、最終的に、図４に示されるように、上下一対のハウジング３，４の間に、ステータコア２が積層方向に挟まれて圧縮された状態に固定される。

このように、本実施形態に係るステータ１によれば、締結ロッド５の両端の雄ネジ１３，１４と各ハウジング３，４のネジ孔１１，１２との締結によって、ステータコア２が両ハウジング３，４に挟まれて固定されるので、いずれのハウジング３，４にも座面を設ける必要がなく、締結ロッド５の周囲に座面形成用の空間を設けずに済む。すなわち、ハウジング３，４のネジ孔１１，１２の周囲に強度上必要な最小限の肉厚を確保するスペースを用意すればよいので、省スペースを図り、ステータ１を小型化することができ、該ステータ１を有する電動機を小型化することができるという利点がある。

また、締結ロッド５の一端に設けたスロット１５にマイナスドライバ６の先端を係合させて右回りに回転させるだけで、締結ロッド５の両端の雄ネジ１３，１４をネジ孔１１，１２に締結させていくことができる。したがって、締結ロッド５の両端に別個にボルトを締結する場合と比較して、締結作業を簡略化し、組立作業に要する工数を削減することができるという利点もある。

また、本実施形態においては、左ネジの雄ネジ１３が設けられている側の端面にスロット１５を設けることにしたので、スロット１５に先端を係合させたマイナスドライバ６を通常の締結方向である右回りに回転させるだけで、締結ロッド５の両端の雄ネジ１３，１４を一対のハウジング３，４のネジ孔１１，１２に同時に締結させることができ、組立作業が容易である。

なお、本実施形態においては、締結ロッド５の一端にスロット１５を設けることとしたが、これに代えて、両端に設けてもよい。また、係合部としてスロット１５を採用したが、これに代えて、プラスドライバ（工具）の先端を係合させることができるプラス形状の凹部、六角孔、ヘックスローブあるいは六角頭等任意の係合部を採用してもよい。

また、本実施形態においては、図５に示されるように、締結ロッド５の両端の雄ネジ１６，１７のピッチを異ならせ、かつ、各雄ネジ１６，１７が締結される一対のハウジング３，４のネジ孔１８，１９のピッチも異ならせることにしてもよい。
図５に示す例では、ピッチの小さい側の雄ネジ１７を右ネジ、ピッチの大きい側の雄ネジ１６を左ネジとし、ピッチの大きい雄ネジ１６側にスロット１５を設けている。

このようにすることで、ピッチの小さい側の雄ネジ１７をピッチの小さい側のハウジング３のネジ孔１９に仮締めし、上記と同様の組立作業を行う場合に、締結の進行に伴う締結ロッド５の下降量が小さくて済むので、他の締結ロッド５とのズレ量を小さく抑えることができ、締結し易さを向上することができるという利点がある。すなわち、１つの締結ロッド５の雄ネジ１７のみのネジ孔１９への締結が大きく進行すると、他の締結ロッド５が突っ張ってしまって締結することができない状態となるが、ピッチを小さくすることで、締結ロッド５の長手軸方向の移動量を低減でき、他の締結ロッド５を締結し易くすることができる。

また、本実施形態においては、図６に示されるように、締結ロッド５の両端の雄ネジ２０，２１の巻き数が異なっていてもよい。すなわち、最初にハウジング３に仮締めされる側の雄ネジ２１の巻き数を多くしておくことにより、締結終了時において雄ネジ２１が足りなくなることを防止して組み立て易さを向上することができるという利点がある。
締結ロッド５の両端の雄ネジ２０，２１のピッチが等しい場合には、図６に示されるように、巻き数を異ならせることにより、ネジ長さが相違するが、雄ネジ２０，２１のピッチが異なる場合には、巻き数を異ならせてもネジ長さは必ずしも相違しない。巻き数を異ならせることで、巻き数が多い方の雄ネジ２１が仮締めされれば締結終了時に雄ネジ２１が足りなくなることを防止することができる。

また、本実施形態においては、図７に示されるように、各ハウジング３，４のネジ孔１１，１２のステータコア２側に配置される部分に所定の深さ寸法にわたって、雄ネジ１３，１４の外径寸法より若干大きな一定の内径寸法を有するガイド孔部２２，２３が設けられていてもよい。図７に示されるように、締結ロッド５の両端をガイド孔部２２，２３に部分的に収容させることで、ステータコア２と一対のハウジング３，４とを、締結ロッド５をガイドとして簡易かつ容易に位置決め状態に配置することができるという利点がある。

１ ステータ
２ ステータコア
３，４ ハウジング
５ 締結ロッド
６ マイナスドライバ（工具）
８ 貫通孔
１１，１２，１８，１９ ネジ孔
１３，１４，１６，１７，２０，２１ 雄ネジ
１５ スロット（係合部）
２２，２３ ガイド孔部

Claims (7)

1. 板厚方向に貫通する貫通孔を有する複数枚の鋼板を積層してなるステータコアと、
   該ステータコアを積層方向に挟む位置に配置され、前記貫通孔に一致する位置に配置されるネジ孔をそれぞれ有する一対のハウジングと、
   前記ステータコアの前記貫通孔を貫通し、各前記ハウジングの前記ネジ孔に締結される雄ネジを両端に有する締結ロッドとを備え、
   該締結ロッドの一端の前記雄ネジが右ネジ、他端の前記雄ネジが左ネジであり、
   前記締結ロッドの少なくとも一方の端面に、該締結ロッドを長手軸回りに回転させるための工具を係合させる係合部を備えるステータ。
2. 前記締結ロッドの両端の前記雄ネジが異なるピッチを有する請求項１に記載のステータ。
3. 前記ピッチの小さい前記雄ネジが右ネジであり、
   前記係合部が、前記ピッチの大きな前記雄ネジ側の前記端面に設けられている請求項２に記載のステータ。
4. 前記締結ロッドの両端の前記雄ネジが異なる巻き数を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載のステータ。
5. 前記巻き数の多い前記雄ネジが右ネジであり、
   前記係合部が、前記巻き数の少ない前記雄ネジ側の前記端面に設けられている請求項４に記載のステータ。
6. 前記ハウジングに設けられた前記ネジ孔の前記ステータコア側に、前記雄ネジの外径寸法より若干大きな内径寸法を有するガイド孔部が設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載のステータ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のステータを備える電動機。
   

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