JP7135786B2 - Stator, magnetic bearing, rotating machine - Google Patents

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Description

本発明は、固定子、磁気軸受、回転機械に関するものである。 The present invention relates to stators, magnetic bearings, and rotating machines.

モータや発電機等の固定子においては、巻線コアをハウジングに対して固定する手法として、ハウジングに対して巻線コアを焼嵌めすることで固定する手法が挙げられる。
しかしながら、上記手法においては、焼嵌め時にハウジングと巻線コアとの間に隙間が生じ、巻線コアが回転子に対して同軸上に設置できない可能性がある。このため、特許文献1に記載されているように、巻線コアをハウジングに対して圧入しつつ、樹脂等によりモールドすることで、巻線コアの位置を固定している。
2. Description of the Related Art As a method for fixing a winding core to a housing in a stator of a motor, generator, or the like, there is a method of fixing the winding core to the housing by shrink fitting.
However, in the above method, a gap is generated between the housing and the winding core during shrink fitting, and the winding core may not be coaxially installed with respect to the rotor. Therefore, as described in Patent Document 1, the position of the winding core is fixed by molding with resin or the like while press-fitting the winding core into the housing.

実開平6-29364号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-29364

上述した手法においては、樹脂製のモールドが用いられている。しかしながら、モータ等において、流体状の冷媒が用いられている場合に、モールド材と冷媒の種類によっては、モールド材が冷媒と接触し、冷媒と反応する可能性がある。さらに、モールド材が冷媒と接触することで、モールド材が膨張し、ロータシャフトと干渉する場合がある。また、冷媒の性質によっては、モールド材に吸収され、十分な冷媒としての性能を発揮できない場合がある。 In the method described above, a resin mold is used. However, when a fluid coolant is used in a motor or the like, depending on the types of the mold material and the coolant, the mold material may come into contact with the coolant and react with the coolant. Furthermore, when the molding material comes into contact with the coolant, the molding material expands and may interfere with the rotor shaft. In addition, depending on the properties of the coolant, it may be absorbed by the mold material and fail to exhibit sufficient performance as a coolant.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、流体状の冷媒を用いる場合においても、巻線コアをハウジングに取り付け可能とすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, and an object of the present invention is to enable a winding core to be attached to a housing even when a fluid coolant is used.

本発明は、上記課題を解決するための固定子に係る第1の手段として、ハウジングと、上記ハウジングに収容されるシャフトが挿通される環状の巻線コアとを備える固定子であって、上記環状の巻線コアの外周に取付けられる保持リングを備え、上記ハウジングには、上記巻線コアと上記保持リングとが嵌合される嵌合孔が形成され、上記環状の巻線コアには、上記保持リングより径方向内側に向けて予圧が作用しているという構成を採用する。 The present invention provides, as a first means relating to a stator for solving the above problems, a stator comprising a housing and an annular winding core through which a shaft accommodated in the housing is inserted, A retaining ring is attached to the outer periphery of the annular winding core, the housing is formed with a fitting hole into which the winding core and the retaining ring are fitted, and the annular winding core is: A configuration is employed in which a preload is applied radially inward from the retaining ring.

固定子に係る第2の手段として、上記第1の手段において、上記巻線コアの線膨張係数は、上記保持リングの線膨張係数以下であり、上記保持リングの線膨張係数は、上記ハウジングの線膨張係数以上であるという構成を採用する。 As second means relating to the stator, in the first means, the coefficient of linear expansion of the winding core is equal to or less than the coefficient of linear expansion of the retaining ring, and the coefficient of linear expansion of the retaining ring is equal to or greater than the coefficient of linear expansion of the housing. A structure having a linear expansion coefficient or higher is adopted.

固定子に係る第3の手段として、上記第1または第2の手段において、上記保持リングは、上記ハウジングと同一材料により形成されるという構成を採用する。 As a third means relating to the stator, in the first or second means, a configuration is adopted in which the retaining ring is made of the same material as the housing.

固定子に係る第4の手段として、上記第1~3のいずれかの手段において、上記保持リングは、上記巻線コアよりもヤング率が小さいという構成を採用する。 As a fourth means relating to the stator, in any one of the first to third means, the retainer ring has a smaller Young's modulus than the winding core.

固定子に係る第5の手段として、上記保持リングは、上記ハウジングとボルトにより締結されることを特徴とするという構成を採用する。 As a fifth means relating to the stator, a configuration is adopted in which the retaining ring is fastened to the housing with bolts.

固定子に係る第6の手段として、上記保持リングに形成されるボルト孔は、周方向において、上記巻線コアの極と重なる位置に形成されるという構成を採用する。 As a sixth means relating to the stator, a configuration is adopted in which the bolt holes formed in the retaining ring are formed at positions overlapping the poles of the winding core in the circumferential direction.

磁気軸受に係る第1の手段として、請求項1~6のいずれか一項に記載の固定子を備えるという構成を採用する。 A configuration comprising the stator according to any one of claims 1 to 6 is adopted as a first means relating to the magnetic bearing.

回転機械に係る第1の手段として、請求項1~6のいずれか一項に記載の固定子と、上記固定子の内側に設けられる回転子とを備えるという構成を採用する。 As a first means relating to a rotary machine, a configuration comprising the stator according to any one of claims 1 to 6 and a rotor provided inside the stator is employed.

本発明によれば、保持リングにより巻線コアを保持し、さらに保持リングをハウジングに固定している。これにより、巻線コアをハウジングに対して焼嵌めする必要がなく、保持リングをハウジングに固定することにより、正確な位置においてハウジングに対して巻線コアを固定することができる。したがって、巻線コアをモールドする必要がなく、冷媒にモールド材が影響を与えることがない。 According to the invention, a retaining ring retains the winding core, and the retaining ring is secured to the housing. This eliminates the need for shrink-fitting the winding core to the housing, and the securing of the retaining ring to the housing allows the winding core to be secured to the housing at a precise position. Therefore, there is no need to mold the winding core, and the cooling medium is not affected by the molding material.

本実施形態における発電機の全体を示す断面図である。It is a sectional view showing the whole generator in this embodiment. 本実施形態に係る磁気軸受の軸方向に沿う断面図である。2 is a cross-sectional view along the axial direction of the magnetic bearing according to the embodiment; FIG. 本実施形態に係る磁気軸受の軸方向から見た平面図である。It is the top view seen from the axial direction of the magnetic bearing which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照して、本発明に係る回転機械の一実施形態について説明する。 An embodiment of a rotating machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る磁気軸受1が用いられるモータ100について説明する。
モータ100は、図1に示すように、略筒状とされるハウジング110と、ハウジング110の内側の空間内に配されたステータ120と、ステータ120の内周側に配されるロータシャフト130と、ハウジング110に取付けられ、ロータシャフト130を支持する磁気軸受1とを備えている。
なお、以下の説明においては、ロータシャフト130の回転方向を周方向、ロータシャフト130の回転軸に沿う方向を軸方向、ロータシャフト130の径方向に沿う方向を径方向として説明する。
First, a motor 100 using the magnetic bearing 1 according to this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1 , the motor 100 includes a substantially cylindrical housing 110 , a stator 120 arranged in a space inside the housing 110 , and a rotor shaft 130 arranged inside the stator 120 . , and a magnetic bearing 1 that is attached to the housing 110 and supports the rotor shaft 130 .
In the following description, the direction of rotation of rotor shaft 130 is defined as the circumferential direction, the direction along the rotation axis of rotor shaft 130 is defined as the axial direction, and the direction along the radial direction of rotor shaft 130 is defined as the radial direction.

ステータ120は、巻線コア121と、巻線122とを備えている。巻線コア121は、磁性体により構成された略円筒形状の部材であり、複数の円環状の部材が積層されることにより形成されている。巻線122は、巻線コア121に巻回されており、端部が外部の送電ケーブルと電気的に接続されている。 Stator 120 includes winding core 121 and winding 122 . The winding core 121 is a substantially cylindrical member made of a magnetic material, and is formed by laminating a plurality of annular members. The winding 122 is wound around the winding core 121 and has an end electrically connected to an external power transmission cable.

ロータシャフト130は、長尺状の部材であり、端部にタービン翼等が設けられている。また、ロータシャフト130には、不図示の磁石が内設されている。このロータシャフト130は、ステータ120の内側に収容されており、ステータ120を挟んで軸方向両側の位置において、磁気軸受1によりハウジング110に対して回転可能に支持されている。 The rotor shaft 130 is an elongated member, and turbine blades and the like are provided at the ends thereof. Further, a magnet (not shown) is installed in the rotor shaft 130 . The rotor shaft 130 is housed inside the stator 120 and is rotatably supported by the magnetic bearings 1 on both axial sides of the stator 120 with respect to the housing 110 .

磁気軸受1は、図1及び図2に示すように、磁気軸受ハウジング2と、軸受巻線コア3と、保持リング4と、軸受巻線5と、ボルト6とを備えている。なお、本実施形態において、磁気軸受1は、本発明に係る固定子に相当する。また、軸受巻線コア3及び保持リング4は、非磁性部材により構成されている。 The magnetic bearing 1 includes a magnetic bearing housing 2, a bearing winding core 3, a retaining ring 4, bearing windings 5, and bolts 6, as shown in FIGS. In addition, in this embodiment, the magnetic bearing 1 corresponds to the stator according to the present invention. Moreover, the bearing winding core 3 and the retaining ring 4 are made of a non-magnetic member.

磁気軸受ハウジング2は、ステータ120を挟んで軸方向両側の位置に設けられた、ステータ120の内周面から内周側に延伸する略円環状の部材である。磁気軸受ハウジング2はステータ120と対向する面に、当該対向するステータ120とは逆側に凹む凹部を備える。当該凹部には、軸方向に延伸する嵌合孔2aが形成されロータシャフト130が挿入される。また、凹部には保持リング4が嵌入され保持されている。つまり、本実施形態において保持リング4はステータ120に対向している。また、保持リング4の内周側には、磁気軸受1が取付けられている。これらの磁気軸受ハウジング2には、複数のボルト孔2b(本実施形態においては8か所)が形成され、保持リング4を挟みボルト6が螺合され、保持リング4が取り付けられている。 The magnetic bearing housing 2 is a substantially annular member extending from the inner peripheral surface of the stator 120 to the inner peripheral side, provided on both sides in the axial direction with the stator 120 interposed therebetween. The magnetic bearing housing 2 has a concave portion on the surface facing the stator 120 that is concaved in the opposite direction to the facing stator 120 . A fitting hole 2a extending in the axial direction is formed in the concave portion, and the rotor shaft 130 is inserted therein. A retaining ring 4 is fitted and retained in the recess. That is, the retaining ring 4 faces the stator 120 in this embodiment. A magnetic bearing 1 is attached to the inner peripheral side of the retaining ring 4 . A plurality of bolt holes 2b (eight holes in this embodiment) are formed in these magnetic bearing housings 2, and bolts 6 are screwed to clamp a retaining ring 4, thereby attaching the retaining ring 4. As shown in FIG.

軸受巻線コア3は、中央に開口を有する円筒状の金属部材である。この軸受巻線コア3は、径方向内側に向けて突出した8本のティース3a(極)を有している。ティース3aには、軸受巻線5が巻回されている。また、軸受巻線コア3は、保持リング4に対して焼嵌めされることにより、保持リング4の内周に隙間なく当接した状態で保持されている。また、軸受巻線コア3の中央の開口には、ロータシャフト130が挿入されている。 The bearing winding core 3 is a cylindrical metal member having an opening in the center. The bearing winding core 3 has eight teeth 3a (poles) projecting radially inward. Bearing windings 5 are wound around the teeth 3a. Moreover, the bearing winding core 3 is held in contact with the inner circumference of the retaining ring 4 without any gap by being shrink-fitted to the retaining ring 4 . A rotor shaft 130 is inserted into the center opening of the bearing winding core 3 .

本実施形態の保持リング4は、図3に示すように、円環状の部材であり、軸方向に分断する切断面を備えていない。つまり、保持リング4は周方向に1周分連続した部位を含む。また、本実施形態では磁気軸受ハウジング2と同一の材質により構成されている。保持リング4の径方向における大きさは、軸受巻線コア3の径方向における大きさ(厚さ)よりも小さく形状設定されている。本実施形態の保持リング4は、軸受巻線コア3よりも十分に体積が小さく設定されている。このような保持リング4は、軸受巻線コア3の外周に設けられており、複数の開口4a(本実施形態においては8か所)が周方向において等間隔で形成されている。本実施形態の開口4aは、嵌装されるボルトのネジ部の径より大きく形成されている(所謂通し穴となっている)。この開口4aは、組み立て時において、軸受巻線コア3のティース3aと径方向において重なる位置に配置される。また、開口4aは、磁気軸受ハウジング2のボルト孔2bと軸方向において重なるように設置され、ボルト6が挿入される(つまり、ボルト孔2bはらせん状の溝が形成された所謂タップ穴である)。これにより、保持リング4は、磁気軸受ハウジング2と締結されている。
また、本実施形態の保持リング4は、周方向に隣接する開口4a同士の間の位置にも貫通孔が形成されている。当該貫通孔は開口4aより周方向に広い範囲にわたり延在している。保持リング4は、当該貫通孔がある周方向位置において、径方向の厚みが薄くなった薄肉部が形成されている。他方、保持リング4は、貫通孔と開口4aの間に、上記薄肉部より径方向の厚みが厚くなった厚肉部を備える。つまり、保持リング4は、周方向において、複数の薄肉部と厚肉部とが交互に形成されている。保持リング4を薄肉とすることにより、軸受巻線コア3にかかる予圧の大きさを調整している。
なお、保持リング4は、磁気軸受ハウジング2と同一材料により構成されているため線膨張係数が等しく、軸受巻線コア3の線膨張係数よりも線膨張係数が大きく、かつ軸受巻線コア3よりもヤング率が小さい。また、保持リング4は、焼嵌め前の状態において、軸受巻線コア3の外径よりも径が小さく設定されており、焼嵌め時に保持リング4が膨張し、焼嵌め後に温度が下がり収縮することで軸受巻線コア3と当接した状態となる。
As shown in FIG. 3, the retaining ring 4 of this embodiment is an annular member and does not have a cut surface that divides in the axial direction. In other words, the retaining ring 4 includes a portion that continues for one round in the circumferential direction. In addition, in this embodiment, it is made of the same material as the magnetic bearing housing 2 . The radial dimension of the retaining ring 4 is smaller than the radial dimension (thickness) of the bearing winding core 3 . The retaining ring 4 of this embodiment is set to be sufficiently smaller in volume than the bearing winding core 3 . Such a retaining ring 4 is provided on the outer circumference of the bearing winding core 3, and has a plurality of openings 4a (eight locations in this embodiment) formed at regular intervals in the circumferential direction. The opening 4a of this embodiment is formed to be larger than the diameter of the threaded portion of the bolt to be fitted (it is a so-called through hole). The openings 4a are arranged at positions overlapping the teeth 3a of the bearing winding core 3 in the radial direction during assembly. Further, the opening 4a is provided so as to overlap the bolt hole 2b of the magnetic bearing housing 2 in the axial direction, and the bolt 6 is inserted (that is, the bolt hole 2b is a so-called tapped hole in which a spiral groove is formed). ). The retaining ring 4 is thereby fastened to the magnetic bearing housing 2 .
Further, the retaining ring 4 of the present embodiment also has through holes formed at positions between the circumferentially adjacent openings 4a. The through hole extends over a wider range in the circumferential direction than the opening 4a. The retaining ring 4 is formed with a thin portion having a reduced thickness in the radial direction at the circumferential position where the through hole is located. On the other hand, the retaining ring 4 has a thick portion that is thicker in the radial direction than the thin portion between the through hole and the opening 4a. That is, the retaining ring 4 has a plurality of thin-walled portions and thick-walled portions alternately formed in the circumferential direction. By making the holding ring 4 thin, the magnitude of the preload applied to the bearing winding core 3 is adjusted.
Since the retaining ring 4 is made of the same material as the magnetic bearing housing 2 , the coefficient of linear expansion is the same as that of the bearing winding core 3 . Young's modulus is also small. In addition, the retaining ring 4 is set to have a smaller diameter than the outer diameter of the bearing winding core 3 before shrink-fitting. As a result, a state of contact with the bearing winding core 3 is achieved.

軸受巻線5は、軸受巻線コア3のティース3aに対して巻回されている金属の細線である。軸受巻線5は、不図示の電源と接続され、電流が流されることにより、磁界を変化させる。これにより、軸受巻線コア3の内側に配置されるロータシャフト130は、非接触状態で保持される。 The bearing winding 5 is a thin metal wire wound around the teeth 3 a of the bearing winding core 3 . The bearing windings 5 are connected to a power source (not shown), and change the magnetic field when a current is passed through them. Thereby, the rotor shaft 130 arranged inside the bearing winding core 3 is held in a non-contact state.

本実施形態におけるモータ100は、ステータ120からの磁力が作用することで、ロータシャフト130が回転される。 The rotor shaft 130 of the motor 100 in this embodiment is rotated by the magnetic force from the stator 120 .

このようなモータ100が備える磁気軸受1の取り付け方法について説明する。
まず、保持リング4が加熱された状態で、軸受巻線コア3が嵌入される。このとき保持リング4は、加熱されることで膨張し、径方向外側へと広がった状態となる。このような状態で保持リング4は、軸受巻線コア3が嵌入されると、温度が低下することにより体積が縮小し、軸受巻線コア3が径方向内側に向けて力(予圧)を受けた状態となり、軸受巻線コア3との密着性が向上する。そして、軸受巻線コア3が取り付けられた保持リング4は、常温状態で磁気軸受ハウジング2の嵌合孔2aに嵌合され、磁気軸受ハウジング2に対してボルト6により取り付けられている。このとき、保持リング4は、外周が磁気軸受ハウジング2に当接した状態とされている。
A method of mounting the magnetic bearing 1 included in the motor 100 will be described.
First, the bearing winding core 3 is inserted while the retaining ring 4 is heated. At this time, the retaining ring 4 expands by being heated and expands radially outward. In this state, when the bearing winding core 3 is fitted into the retaining ring 4, the volume of the retaining ring 4 is reduced due to the decrease in temperature, and the bearing winding core 3 receives a force (preload) radially inward. As a result, the adhesion with the bearing winding core 3 is improved. The retaining ring 4 to which the bearing winding core 3 is attached is fitted into the fitting hole 2a of the magnetic bearing housing 2 at room temperature, and is attached to the magnetic bearing housing 2 with bolts 6. As shown in FIG. At this time, the outer periphery of the retaining ring 4 is in contact with the magnetic bearing housing 2 .

このような本実施形態に係る磁気軸受1によれば、磁気軸受ハウジング2と同材質の保持リング4に軸受巻線コア3を焼嵌めした後に、保持リング4を磁気軸受ハウジング2に取り付けている。これにより、流体状の冷媒を用いる場合においても、ロータシャフト130との同軸度を担保しつつ、磁気軸受ハウジング2に軸受巻線コア3を取り付けることができる。 According to the magnetic bearing 1 of this embodiment, the retaining ring 4 is attached to the magnetic bearing housing 2 after the bearing winding core 3 is shrink-fitted to the retaining ring 4 made of the same material as the magnetic bearing housing 2 . . As a result, even when a fluid coolant is used, the bearing winding core 3 can be attached to the magnetic bearing housing 2 while maintaining coaxiality with the rotor shaft 130 .

さらに、軸受巻線コア3の線膨張係数は、保持リング4の線膨張係数よりも大きい。このため、軸受巻線コア3が保持リング4に焼嵌めされた際に、保持リング4と軸受巻線コア3との間は隙間が生じる方向に広がるが、焼嵌による締代でこれを相殺するため、保持リング4の内周面に隙間なく密着した状態となり、軸受巻線コア3の形状を変形させることなく、軸受巻線コア3を保持リング4により保持することが可能である。 Furthermore, the linear expansion coefficient of the bearing winding core 3 is greater than that of the retaining ring 4 . Therefore, when the bearing winding core 3 is shrink-fitted to the retaining ring 4, the space between the retaining ring 4 and the bearing winding core 3 widens in the direction of creating a gap, but this is offset by the interference due to the shrink fitting. Therefore, it is possible to hold the bearing winding core 3 by the retaining ring 4 without deforming the shape of the bearing winding core 3 because the bearing winding core 3 is in close contact with the inner peripheral surface of the retaining ring 4 without a gap.

また、保持リング4と磁気軸受ハウジング2とが同材質であることにより、線膨張係数が等しい。したがって、モータ100の運転時において、温度変化が生じても、同一の線膨張係数で体積変形するため、保持リング4と磁気軸受ハウジング2との間に隙間が生じにくく、磁気軸受ハウジング2と軸受巻線コア3との相対的な位置関係が変化することが抑制され、保持リング4のロータシャフト130のへの同軸度を担保することができる。 Further, since the retaining ring 4 and the magnetic bearing housing 2 are made of the same material, they have the same coefficient of linear expansion. Therefore, even if the temperature changes during operation of the motor 100, the volume is deformed with the same coefficient of linear expansion. A change in the relative positional relationship with the winding core 3 is suppressed, and coaxiality of the retaining ring 4 with the rotor shaft 130 can be ensured.

また、本実施形態によれば、軸受巻線コア3よりも保持リング4のヤング率が小さい。このため、保持リング4は、軸受巻線コア3よりも柔らかく、軸受巻線コア3に対して予圧をかけるにあたり、軸受巻線コア3の強度の大幅な低下を抑制する。 Further, according to this embodiment, the Young's modulus of the retaining ring 4 is smaller than that of the bearing winding core 3 . Therefore, the retaining ring 4 is softer than the bearing winding core 3 , and suppresses a significant decrease in the strength of the bearing winding core 3 when preloading the bearing winding core 3 .

また、保持リング4に開口4aが形成されることで、軸受巻線コア3にボルト用の開口を形成する必要がない。 Further, since the retaining ring 4 is provided with the opening 4a, it is not necessary to form an opening for the bolt in the bearing winding core 3. FIG.

さらに、この開口4aは、軸受巻線コア3のティース3aと径方向において重なる位置に設けられている。これにより、保持リング4と一体とされる軸受巻線コア3の強度の大幅な低下が抑制される。 Further, the openings 4a are provided at positions overlapping the teeth 3a of the bearing winding core 3 in the radial direction. As a result, a large decrease in the strength of the bearing winding core 3 integrated with the retaining ring 4 is suppressed.

また、本実施形態においては、モールド材によるモールドを行わずに、保持リング4を磁気軸受ハウジング2に対して嵌合している。したがって、軸受巻線コア3の交換時等において、磁気軸受ハウジング2から保持リング4及び軸受巻線コア3を取り外すことが可能であり、保守交換が容易である。 Further, in this embodiment, the retaining ring 4 is fitted to the magnetic bearing housing 2 without molding with a molding material. Therefore, when replacing the bearing winding core 3, it is possible to remove the retaining ring 4 and the bearing winding core 3 from the magnetic bearing housing 2, facilitating maintenance and replacement.

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. The various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

上記実施形態においては、磁気軸受1に対して本発明を適用する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ100のステータ120に対して適用するものとしてもよい。この場合、ステータ120の巻線コア121を保持リング4に焼嵌めした後、ハウジング110へと嵌入して固定する。これにより、ステータ120をハウジング110に対して直接焼嵌めする必要がなく、モールド材を用いずに、ハウジング110に対して巻線コア121の位置を固定することができる。したがって、ロータシャフト130(回転子)との同軸度を担保し、巻線コア121を正確な位置に設置することが可能である。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the magnetic bearing 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to the stator 120 of the motor 100. In this case, the winding core 121 of the stator 120 is shrink-fitted to the retaining ring 4 and then fitted and fixed to the housing 110 . As a result, the stator 120 does not need to be shrink-fitted directly to the housing 110, and the position of the winding core 121 can be fixed to the housing 110 without using a molding material. Therefore, it is possible to secure coaxiality with the rotor shaft 130 (rotor) and install the winding core 121 at an accurate position.

また、同様に、固定子を有する発電機に対して本発明を適用することも可能である。この場合についても、モータの巻線コアに対して、保持リング4を焼嵌めし、さらに保持リング4をハウジングに対して嵌入して固定する。これにより、巻線コアをハウジングに対して直接焼嵌めする必要がなく、モールド材を用いずに、ハウジングに対して巻線コアの位置を固定することができる。したがって、巻線コアの回転子に対する同軸度を担保して正確な位置に設置することが可能である。 Similarly, the present invention can also be applied to a generator having a stator. In this case, too, the retaining ring 4 is shrink-fitted to the winding core of the motor, and the retaining ring 4 is fitted and fixed to the housing. This eliminates the need to directly shrink-fit the winding core to the housing, and the position of the winding core can be fixed to the housing without using a molding material. Therefore, it is possible to ensure the coaxiality of the winding core with respect to the rotor and install it at an accurate position.

また、上記実施形態においては、保持リング4と磁気軸受ハウジング2とが同材質とした。しかしながら、本発明はこれに限定されることなく、磁気軸受ハウジング2と保持リング4とを線膨張係数が近しい異なる素材により構成するものとしてもよい。なお、保持リング4の線膨張係数は、磁気軸受ハウジング2の線膨張係数以上であることが好ましい。 Further, in the above embodiment, the retaining ring 4 and the magnetic bearing housing 2 are made of the same material. However, the present invention is not limited to this, and the magnetic bearing housing 2 and the retaining ring 4 may be made of different materials having close coefficients of linear expansion. Note that the coefficient of linear expansion of the retaining ring 4 is preferably equal to or greater than the coefficient of linear expansion of the magnetic bearing housing 2 .

また、保持リング4を軸受巻線コア3よりも軸方向において薄く形状設定することも可能である。この場合、軸受巻線コア3を焼嵌めする際に、過大な応力が軸受巻線コア3にはたらき、軸受巻線コア3が変形することを抑制できる。 It is also possible to make the retaining ring 4 thinner in the axial direction than the bearing winding core 3 . In this case, when the bearing winding core 3 is shrink-fitted, excessive stress acting on the bearing winding core 3 and deformation of the bearing winding core 3 can be suppressed.

また、磁気軸受1の取り付け時において、軸受巻線コア3を冷却して体積を縮小させ、常温状態の保持リング4に対して嵌入することも可能である。この場合、軸受巻線コア3が常温状態となるにしたがって体積が膨張し、保持リング4と軸受巻線コア3とが当接し、軸受巻線コア3に圧縮方向の力が作用することとなる。 Further, when mounting the magnetic bearing 1, it is also possible to cool the bearing winding core 3 to reduce its volume and fit it into the retaining ring 4 at room temperature. In this case, the volume of the bearing winding core 3 expands as it reaches room temperature, and the retaining ring 4 and the bearing winding core 3 come into contact with each other, so that a compressive force acts on the bearing winding core 3 . .

また、上記実施形態においては保持リング4が加熱された状態で、軸受巻線コア3が嵌入される場合を説明したが、軸受巻線コア3を冷却して、縮小させてから保持リング4に嵌入してもよい。この場合は、軸受巻線コア3と保持リング4の温度差が小さくなることで軸受巻線コア3が膨張し、保持リング4から内周側への予圧が作用することとなる。 In the above embodiment, the case where the bearing winding core 3 is inserted while the retaining ring 4 is heated has been described. may be inserted. In this case, the temperature difference between the bearing winding core 3 and the retaining ring 4 becomes smaller, so that the bearing winding core 3 expands and a preload is applied from the retaining ring 4 to the inner peripheral side.

1 磁気軸受
2 磁気軸受ハウジング
2a 嵌合孔
2b ボルト孔
3 軸受巻線コア
3a ティース(極)
4 保持リング
4a 開口
5 軸受巻線
6 ボルト
100 モータ
110 ハウジング
120 ステータ
121 巻線コア
122 巻線
130 ロータシャフト
1 Magnetic bearing 2 Magnetic bearing housing 2a Fitting hole 2b Bolt hole 3 Bearing winding core 3a Teeth (pole)
4 retaining ring 4a opening 5 bearing winding 6 bolt 100 motor 110 housing 120 stator 121 winding core 122 winding 130 rotor shaft

Claims (7)

ハウジングと、前記ハウジングに収容されるシャフトが挿通される環状の巻線コアとを備える固定子であって、
前記環状の巻線コアの外周に取付けられる保持リングを備え、
前記ハウジングには、前記巻線コアと前記保持リングとが嵌合される嵌合孔が形成され、
前記環状の巻線コアには、前記保持リングより径方向内側に向けて予圧が作用しており、
前記保持リングは、前記巻線コアよりもヤング率が小さいことを特徴とする固定子。
A stator comprising a housing and an annular winding core through which a shaft housed in the housing is inserted,
A retaining ring attached to the outer periphery of the annular winding core,
The housing is formed with a fitting hole into which the winding core and the retaining ring are fitted,
A preload is applied to the annular winding core radially inward from the retaining ring ,
A stator, wherein the retaining ring has a Young's modulus smaller than that of the winding core .
前記巻線コアの線膨張係数は、前記保持リングの線膨張係数以下であり、
前記保持リングの線膨張係数は、前記ハウジングの線膨張係数以上である
ことを特徴とする請求項1記載の固定子。
a coefficient of linear expansion of the winding core is equal to or less than a coefficient of linear expansion of the retaining ring;
2. The stator according to claim 1, wherein a coefficient of linear expansion of said retaining ring is greater than or equal to a coefficient of linear expansion of said housing.
前記保持リングは、前記ハウジングと同一材料により形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の固定子。 3. A stator according to claim 1, wherein said retaining ring is made of the same material as said housing. 前記保持リングは、前記ハウジングとボルトにより締結されることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の固定子。 The stator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the retaining ring is fastened to the housing by bolts . 前記保持リングに形成されるボルト孔は、周方向において、前記巻線コアの極と重なる位置に形成されることを特徴とする請求項4記載の固定子。 5. The stator according to claim 4 , wherein the bolt holes formed in the retaining ring are formed at positions overlapping the poles of the winding core in the circumferential direction . 請求項1~5のいずれか一項に記載の固定子を備えることを特徴とする磁気軸受。A magnetic bearing comprising the stator according to any one of claims 1 to 5. 請求項1~5のいずれか一項に記載の固定子と、a stator according to any one of claims 1 to 5;
前記固定子の内側に設けられる回転子とa rotor provided inside the stator;
を備えることを特徴とする回転機械。A rotating machine comprising:
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