JPH0847204A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固定子と回転子鉄心の空隙の周方向並びに軸方
向での不均一に起因する振動及び騒音を低減することに
ある。 【構成】軸受保持部９の端板１０を境として回転軸２の
突出側にある部分の径方向厚さを固定子５側にある部分
の径方向厚さに比べて厚くし、端板１０の回転軸方向中
心位置が軸受３の回転軸方向中心位置から軸受保持部９
底面位置までの範囲の中に入るように端板１０を配置
し、端板１０の外周に径方向外側に凸なる形状のチャッ
ク座１６を備え、端板１０の固定子５側の面でチャック
座１６を備えた位置から回転軸２のほぼ中心に向かって
軸受保持部９の外周まで回転軸方向に凸なる形状のリブ
１７を少なくともチャック座１６と同数だけ備えた回転
電機１により達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転電機に係り、さらに
詳しくは、固定子と回転子鉄心の空隙の周方向並びに回
転軸方向での不均一に起因する振動及び騒音を低減する
ことができる回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機としては、固定子をハウジング
の内側に備え、その両端にエンドブラケットを嵌合し、
中央部に回転子鉄心を有する回転軸の両端を軸受を介し
てエンドブラケットで支持した構造が一般的である。
尚、上記エンドブラケットの構造としては、例えば実開
昭６２−１４９２５５号公報に示されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のような
回転電機において、振動及び騒音の発生が問題となる。
その原因の一つに、回転子鉄心の固定子に対する偏心が
挙げられる。回転子鉄心の偏心に伴う周方向或いは回転
軸方向での磁束密度分布の不均一により、電磁加振力に
不平衡が発生することがその大きな理由である。発生す
る振動及び騒音は偏心の大きさに依存しており、静粛な
回転電機を得るためにはその設計及び製造段階、さらに
は運転状態で回転子鉄心の偏心を小さく抑えることが必
要である。

【０００４】回転子鉄心が偏心する主な理由としては次
の二つが挙げられる。一つは、エンドブラケットの加工
誤差に起因するエンドブラケット中心位置のハウジング
中心位置からのずれであり、もう一つは、運転時に回転
軸に作用する荷重によるエンドブラケット、特に軸受を
保持する軸受保持部の変形に起因する上述と同様のずれ
である。しかしながら、上記従来構造のエンドブラケッ
トはこれらを回避する構造とはなっておらず、従って回
転子鉄心の偏心が大きく振動及び騒音に対する配慮が充
分になされているとは言えない。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、固定子と回転子鉄心の空隙の周方
向並びに軸方向での不均一に起因する振動及び騒音を低
減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、軸受保持部
の端板を境として回転軸の突出側にある部分の径方向厚
さを固定子側にある部分の径方向厚さに比べて厚くし、
端板の回転軸方向中心位置が軸受の回転軸方向中心位置
から軸受保持部底面位置までの範囲の中に入るように端
板を配置し、端板の外周に径方向外側に凸なる形状のチ
ャック座を備え、端板の固定子側の面でチャック座を備
えた位置から回転軸のほぼ中心に向かって軸受保持部の
外周まで回転軸方向に凸なる形状のリブを少なくともチ
ャック座と同数だけ備えたことを特徴とする回転電機に
より、達成される。

【０００７】

【作用】上記の回転電機においては、軸受保持部の端板
を境として回転軸の突出側にある部分の径方向厚さを固
定子側にある部分の径方向厚さに比べて厚くし、さらに
端板の回転軸方向中心位置が軸受の回転軸方向中心位置
から軸受保持部底面位置までの範囲の中に入るように端
板を配置し、軸受保持部の径方向の剛性を大きくしてい
るため、軸受保持部の内側に荷重が作用した場合でもそ
の径方向外側への変形は最小限に抑えられる。また、端
板の外周に径方向外側に凸なる形状のチャック座を備
え、端板の固定子側の面でチャック座を備えた位置から
回転軸のほぼ中心に向かって軸受保持部の外周まで回転
軸方向に凸なる形状のリブを少なくともチャック座と同
数だけ備え、この近傍での端板の径方向剛性を他の部分
のそれに比べて高くしているため、チャック座に径方向
内側に向かう荷重が作用した場合でも端板の部分的な変
形は最小限に抑えられ、さらには径方向のうねりは最小
限に抑えられる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図１０を
参照して説明する。

【０００９】図１は本発明の回転電機１の上半分縦断面
図である。ほぼ円筒形状のハウジング６の内側には圧入
或いは焼嵌め等により固定子５を嵌合しており、ハウジ
ング６の両端にはエンドブラケット８を嵌合している。

【００１０】エンドブラケット８の外周には回転軸方向
の貫通穴１２を有するエンドブラケット側締結座１１
を、ハウジング６両端の外周でエンドブラケット側締結
座１１に相対する位置には回転軸方向の貫通穴１２を有
するハウジング側締結座７をそれぞれ備えており、それ
らを締結ボルト１３及び締結ナット１４を用いて挟み込
むことでエンドブラケット８をハウジング６に固定して
いる。

【００１１】回転軸２の固定子５に相対する位置には回
転子鉄心４を、軸受保持部９に相対する位置には軸受３
をそれぞれ上記嵌合手段を用いて嵌合しており、軸受３
を軸受保持部９の内側に保持することで回転軸２を支持
し、固定子５と回転子鉄心４の空隙２５が回転軸方向並
びに周方向でほぼ均一となるようにそれぞれを配置して
いる。

【００１２】図１中のエンドブラケット８の正面図を図
２に示す。前述の通り、エンドブラケット８の外周には
エンドブラケット側締結座１１を三個備えている。

【００１３】図１中のＡ部詳細図を図３に示す。軸受保
持部９について、端板１０を境として回転軸２の突出側
にある部分の径方向厚さｔ２を、固定子側にある部分の
径方向厚さｔ１に比べて大きくしている。

【００１４】また本実施例においては、端板１０の回転
軸方向中心位置が軸受３の回転軸方向中心位置から軸受
保持部９底面位置までの範囲Ｌの中に入るように端板１
０を配置している。但し、可能な限り軸受３の回転軸方
向中心位置の近傍であることが望ましい。

【００１５】図１中のエンドブラケット８の背面図を図
４に示す。また、図４のＢ−Ｂ断面図を図５に示す。エ
ンドブラケット８の外周には周方向をほぼ三等分する位
置に径方向に凸なる形状のチャック座１６を備えてお
り、さらに端板１０の固定子５側でチャック座１６を備
えた位置から回転軸２中心に向かって軸受保持部９の外
周部まで回転軸方向に凸なる形状のリブ１７を備えてい
る。

【００１６】チャック座１６は、エンドブラケット８の
インロー部１８或いは軸受保持部９の内側等を加工する
際に図示しないチャックに固定される部分であり、チャ
ックの種類によってはチャック座１６の個数並びに配置
を適宜に決定することが可能である。尚、リブ１７の個
数並びに配置についてもチャック座１６の場合と同様に
適宜に決定することが可能である。

【００１７】また、図６に示すようにリブ１７を端板１
０の回転軸２の突出側に上述と同様に備えることも可能
である。

【００１８】本実施例の動作について説明する。前述の
通り、エンドブラケット８のインロー部１８を加工する
場合には、外周に備えたチャック座１６をチャックに固
定する等の方法を採る。この時、図７に示すようにチャ
ック座１６には大きさＰ１なる荷重が径方向内側に向か
って作用するため、インロー部１８は部分的に変形する
ことになる。

【００１９】この状態でインロー部１８に加工を施した
場合、チャックから取り外した後インロー部１８には上
述の変形量に応じた径方向のうねりが生ずることにな
る。本実施例ではチャック座１６を備えた位置にリブ１
７を備えており、この近傍でのインロー部１８の径方向
剛性を他の部分のそれに比べて高くしているため、変形
量さらにはうねりは最小限に抑えられることになる。

【００２０】また、軸受保持部９の内側を加工する場合
には、上述と同様の方法でチャック座を固定し、バイト
等を用いて切削することが一般的である。しかしなが
ら、切削時には図８に示すように図示しないバイト等の
先端から軸受保持部９の内側に大きさＰ２なる荷重が作
用することになる。

【００２１】この荷重により軸受保持部９は径方向外側
に変形し加工誤差が生じてしまうが、本実施例では軸受
保持部９について端板１０を境として回転軸２の突出側
にある部分の径方向厚さを、同じく反突出側にある部分
の径方向厚さに比べて大きくし、軸受保持部９の径方向
の剛性を大きくしているため、変形による軸受保持部９
の加工誤差は最小限に抑えられることになる。

【００２２】以上により、ハウジング６の中心位置とエ
ンドブラケット８の中心位置とのずれは最小限に抑えら
れ、また、回転子鉄心４の固定子５に対する偏心は最小
限に抑えられ、最終的には固定子５と回転子鉄心４の空
隙２５は周方向並びに回転軸方向でほぼ均一に保たれる
ことになる。この結果、空隙２５に発生する磁束密度の
分布さらには電磁加振力の分布はほぼ均一となり、振動
及び騒音は小さく抑えられることになる。

【００２３】引き続き本実施例の動作を図９を用いて説
明する。一般に、回転電機１で発生した動力は回転軸２
を介して図示しない負荷に伝達される。この場合、回転
軸２の先端付近には図示しないプーリ等を嵌合してお
り、さらにプーリには図示しないゴムベルト等を系合し
ており、最終的にはこのゴムベルトを介して動力が伝達
されることになる。

【００２４】従って、ゴムベルトには回転電機１の出力
に応じた張力を予め加えており、これに相当する大きさ
Ｐ３なる荷重が回転軸２に作用することになる。例えば
負荷を回転電機１の上方に配置した場合には、図に示す
ような上方向の荷重が作用することになる。

【００２５】この荷重は軸受３を介して軸受保持部９に
作用し、これを受けて軸受保持部９は径方向外側に変形
することになるが、本実施例では軸受保持部９について
端板１０を境として回転軸２の突出側にある部分の径方
向厚さを、同じく反突出側にある部分の径方向厚さに比
べて大きくし、軸受保持部９の径方向の剛性を大きくし
ているため、変形量は最小限に抑えられることになる。

【００２６】これにより、回転子鉄心４の固定子５に対
する偏心は僅かに抑えられ、最終的に固定子５と回転子
鉄心４の空隙２５は周方向でほぼ均一に保たれることに
なる。この結果、空隙２５に発生する磁束密度の分布さ
らには電磁加振力の分布はほぼ均一となり、振動及び騒
音は小さく抑えられることになる。

【００２７】尚、負荷の位置は上述の通りに常に上方で
あるとは限らず、ゴムベルトを系合できる範囲でこれを
任意に決定することができる。よって、回転軸２に作用
する荷重の方向も一定ではなく、負荷の配置によっては
例えば横方向、下方向に作用することが考えられる。

【００２８】しかしながら、回転電機１は回転軸方向視
に対象形状ではなく、また固定面２２への脚部２０の固
定等によるハウジング６の剛性の違いにより、荷重の作
用方向によってハウジング６の変形形態並びに変形量に
差が生じることになる。

【００２９】但し、本実施例ではハウジング６への荷重
の伝達がその作用方向によらず均一となるように、また
荷重の作用方向に対応するハウジング６の剛性が均一と
なるようにエンドブラケット側締結座１１並びにハウジ
ング側締結座７を前述の通りに配置しているため、荷重
の作用方向の違いによるハウジング６の変形形態並びに
変形量の差は僅かに抑えられ、最終的に固定子５と回転
子鉄心４の空隙２５は周方向でほぼ均一に保たれること
になる。この結果、空隙２５に発生する磁束密度の分布
さらには電磁加振力の分布はほぼ均一となり、振動及び
騒音は小さく抑えられることになる。

【００３０】また、図３及び図４に示すようにエンドブ
ラケット側締結座１１には段差１９を備えており、これ
によりエンドブラケット８をハウジング６に嵌合した状
態では図１０に示すようにエンドブラケット側締結座１
１とハウジング側締結座７との間に凹部２３が形成され
ることになる。

【００３１】分解等を行う場合、例えばねじ廻し等の先
端が凸なる形状の器具２４を凹部２３に挿入し、矢印Ｃ
の方向に器具２４を傾け、大きさＰ４なる荷重をエンド
ブラケット側締結座１１に作用させることでエンドブラ
ケット８をハウジング６から容易に取り外すことが可能
となる。尚、段差１９をハウジング側締結座７に備え、
上述と同様の凹部２３を構成しても構わない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、軸受保持部の端板を境
として回転軸の突出側にある部分の径方向厚さを固定子
側にある部分の径方向厚さに比べて厚くし、端板の回転
軸方向中心位置が軸受の回転軸方向中心位置から軸受保
持部底面位置までの範囲の中に入るように端板を配置
し、端板の外周に径方向外側に凸なる形状のチャック座
を備え、端板の固定子側の面でチャック座を備えた位置
から回転軸のほぼ中心に向かって軸受保持部の外周まで
回転軸方向に凸なる形状のリブを少なくともチャック座
と同数だけ備えたので、空隙に発生する磁束密度の分布
さらには電磁加振力の分布はほぼ均一となり、振動及び
騒音を小さく抑えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転電機の一実施例を示す上半分縦断
面図である。

【図２】本発明の回転電機を構成するエンドブラケット
の正面図である。

【図３】図１中のＡ部詳細図である。

【図４】本発明の回転電機を構成するエンドブラケット
の背面図である。

【図５】図４に示すエンドブラケットのＢ−Ｂ断面図で
ある。

【図６】本発明の回転電機を構成するエンドブラケット
の正面図である。

【図７】本発明の回転電機を構成するエンドブラケット
の背面図である。

【図８】本発明の回転電機を構成するエンドブラケット
の縦断面図である。

【図９】本発明の回転電機の運転状態を表す斜視図であ
る。

【図１０】本発明の回転電機を構成するエンドブラケッ
トとハウジングとの嵌合状態を表す斜視図である。

【符号の説明】

１…回転電機、２…回転軸、３…軸受、４…回転子鉄
心、５…固定子、６…ハウジング、７…ハウジング側締
結座、８…エンドブラケット、９…軸受保持部、１０…
端板、１１…エンドブラケット側締結座、１２…貫通
穴、１３…締結ボルト、１４…締結ナット、１５…切欠
き、１６…チャック座、１７…リブ、１８…インロー
部、１９…段差、２０…脚部、２１…脚部固定ボルト、
２２…固定面、２３…凹部、２４…器具、２５…空隙。

───────────────────────────────────────────────────── 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 進士 忠彦 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 奥 利光 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 (72)発明者 妹尾 正治 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側に固定子を嵌合したハウジングと、軸
   受を保持する軸受保持部、軸受保持部の外周に位置する
   端板、及び端板の外周に位置し締結手段を用いてハウジ
   ングに締結できる締結部等を構成するが如くに例えばプ
   レス、鋳造、ダイカスト等の製造手段を用いて成形し、
   ハウジングの両端に嵌合したエンドブラケットと、それ
   らによって両端を軸受を介して支持され、中央部に回転
   子鉄心を有する回転軸とから構成された回転電機におい
   て、軸受保持部の端板を境として回転軸の突出側にある
   部分の径方向厚さを固定子側にある部分の径方向厚さに
   比べて厚くし、端板の回転軸方向中心位置が軸受の回転
   軸方向中心位置から軸受保持部底面位置までの範囲の中
   に入るように端板を配置し、端板の外周に径方向外側に
   凸なる形状のチャック座を備え、端板の固定子側の面で
   チャック座を備えた位置から回転軸のほぼ中心に向かっ
   て軸受保持部の外周まで回転軸方向に凸なる形状のリブ
   を少なくともチャック座と同数だけ備えたことを特徴と
   する回転電機。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転電機において、端板の
   回転軸方向中心位置を軸受の回転軸方向中心位置にほぼ
   一致させたことを特徴とする回転電機。