JPH10225025A - 電動機構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 別部材からなるフットバーを必要とせず、し
かも、組み立てが簡単で機械への取り付けに際しても十
分な取り付け精度が保証され得る電動機構造を提供する
こと。 【解決手段】 ケイ素鋼板の薄板２０ａ，２０ｂを接
着，溶接，ワニス含浸等の接合手段で多数積層してステ
ータ本体１９を構成し、薄板２０ａ，２０ｂのフットバ
ー構成部２１ａ，２１ｂによりフットバー２９を形成す
る。薄板２０ａのフットバー構成部２１ａよりも幅の狭
いフットバー構成部２１ｂを有する薄板２０ｂの積層部
両側に形成される切欠２２をボルト締結用の切欠として
利用し、フットバー２９に対する穴明け加工を省略して
生産効率を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機構造の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄板をモータ軸方向に積層してステータ
本体を形成した電動機が既に公知である。

【０００３】図５および図６に、薄板４を積層して形成
したステータ本体３を有する従来の電動機１の構成の一
例を示す。なお、図５は従来の電動機１を側方から示す
図、また、図６（ａ）は電動機１をロータ軸２の方向か
ら示す図であり、更に、図６（ｂ）においては、ステー
タ本体３を形成する薄板４を図５の断面Ｃ−Ｃに沿って
示している。

【０００４】図５に示す通り、電動機１の主要部は、ス
テータ本体３と、該ステータ本体３の両端を塞ぐハウジ
ングヘッド５およびハウジングボトム６と、ステータ本
体３の内部に回転自在に取り付けられたロータ（図示せ
ず）、および、前記ロータの軸心に固着されてハウジン
グヘッド５から突出するロータ軸２によって構成され
る。

【０００５】また、ハウジングボトム６の後ろには、空
冷用のファンを内装したフード７が取り付けられ、更
に、フード７の上には電動機１およびファンの駆動モー
タのための端子箱８が固設されている。ハウジングヘッ
ド５およびハウジングボトム６の上面側に取り付けられ
たアイボルト９は、クレーン等による電動機１の吊り上
げ作業等のときに吊りボルトとして使用されるものであ
る。

【０００６】ステータ本体３は、図６（ｂ）に示すよう
な略矩形状のケイ素鋼板の薄板４を接着，溶接，ワニス
含浸等の手段で多数積層して形成され、ステータ本体３
を構成する各々の薄板４の中央部には、ロータを配備す
るための空間を形成する貫通孔１０が穿設されている。
また、薄板４の四隅に設けられた長穴状の貫通孔１１
は、フード７のファンから送り込まれた冷却用の空気を
ステータ本体３の壁に沿って流すためのもので、ハウジ
ングヘッド５の四隅にも、図６（ａ）に示すように、空
気を排出するための貫通孔１２が多数穿設されている。
無論、ハウジングボトム６の四隅にもハウジングヘッド
６の貫通孔１２に相当する孔が設けられており、冷却用
の空気の流れを妨げないようになっている（図示せ
ず）。

【０００７】電動機１を機械側のマウントに取り付ける
ための２本のフットバー１３は、図５および図６（ａ）
に示すような偏平角柱材によって形成され、その長手方
向の両端には、各々２か所ずつ座グリ付きのネジ通し穴
１４が穿設されている。

【０００８】更に、ハウジングヘッド５およびハウジン
グボトム６の下面の両側には、フットバー１３を取り付
けるための雌ネジ１６が図６（ａ）に示されるように片
側２か所ずつ刻設されており、各々のフットバー１３の
ネジ通し穴１４に通されたボルト１５を締結すること
で、電動機１の下面両側にフットバー１３を一体的に固
着するようになっている。

【０００９】そして、フットバー１３にはその長手方向
に沿って図５および図６（ｂ）に示されるような複数の
ネジ通し穴１７が穿設されており、最終的に、このネジ
通し穴１７に通したボルトによってフットバー１３を機
械側のマウントに固定することにより電動機１を機械側
のマウントに取り付ける。

【００１０】しかし、このような構成では仕上げ精度の
高いフットバー１３と複数のボルト１５が部品として必
要となり、また、加工上においても、フットバー１３と
ハウジングヘッド５およびハウジングボトム６との当接
面において高い精度が要求される。更に、ハウジングヘ
ッド５とハウジングボトム６との間に捩じれが生じてい
ると２本のフットバー１３を正常に取り付けることがで
きなくなるので、ハウジングヘッド５やハウジングボト
ム６およびステータ本体３の組み立てに際しても、捩じ
れを許さない高精度の組み立て技術が要求されるといっ
た問題がある。

【００１１】無論、フットバー１３等を省略し、機械側
のマウントの裏側からボルトを通してハウジングヘッド
５およびハウジングボトム６の雌ネジ１６に直に螺合さ
せることで電動機１を機械側のマウントに取り付けるこ
とは理論的に可能であるが、実際には機械側のマウント
の裏側にレンチ等を差し込むことは困難であり、このよ
うな作業は行えない。

【００１２】また、ハウジングヘッド５およびハウジン
グボトム６の下面両側に突起状のフランジ部を一体的に
鋳造成形し、フランジ部の下面に研削仕上げ等を施して
平面性を確保した上でこのフランジ部にネジ通し穴を穿
設し、ボルトを上から通して機械側のマウントに締結す
るということも可能であるが、ステータ本体３とハウジ
ングヘッド５およびハウジングボトム６とを一体化する
組み立てに際してハウジングヘッド５とハウジングボト
ム６との間に捩じれが生じると、この捩じれによってマ
ウントに対するフランジ部底面の密着性に問題が生じる
場合があり、しかも、無理な締結作業を行うと、電動機
１の構成要素自体に歪みが生じるといった問題がある。

【００１３】更に、ハウジングヘッド５およびハウジン
グボトム６の下面両側にフランジ部を一体的に鋳造成形
し、このハウジングヘッド５およびハウジングボトム６
をステータ本体３に組み付けてから全てのフランジ部の
下面に一括して平面研削を施すということも不可能では
ないが、組み上げた電動機１を転倒させて保持するため
のジグや大型の研削盤が必要となるため、手間や設備の
面で実現性が乏しく、また、仮に、このような製造工程
を踏んだとしても、メンテナンス等のためにハウジング
ヘッド５やハウジングボトム６およびステータ本体３の
分解再組み立てを行った後では、前述した捩じれ等の問
題によって初期の精度が保証されなくなるといった問題
が残る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、別部材からなるフットバー等
を必要とせず、しかも、組み立てが簡単で機械への取り
付けに際しても十分な取り付け精度が保証され得る電動
機構造を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、多数の薄板を
モータ軸方向に積層してステータ本体を形成した電動機
において、少なくとも、前記電動機に設けるべきフット
バーの位置に相当する部分の薄板を、前記フットバーを
含めた電動機の断面形状に合わせて形成し、該薄板の積
層部を以て電動機のフットバーを形成したことを特徴と
する構成によって前記課題を達成した。

【００１６】フットバーがステータ本体と同じ構成要素
によって形成されるので、別部材のフットバーやその取
り付け手段を設ける必要がなく、部品点数の削減および
組み立て作業の簡素化が達成される。

【００１７】また、フットバーがステータ本体と一体的
に形成されるので、部品の加工や組み立ておよび積み重
ねによる累積誤差の発生が解消されて十分な取り付け精
度が保証され、電動機の分解や再組み立て作業を行った
場合でも初期の取り付け精度が確保される。

【００１８】更に、前記フットバーを含めて形成された
薄板の重合部のフットバーの部分にボルトを通すための
切欠を形成することにより、フットバーに対する穴明け
加工等を行わなくても電動機を機械側に取り付けられる
ようにした。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態の電動機
１８を側方から示す図、また、図２（ａ）は電動機１８
をロータ軸２の方向から示す図であり、更に、図２
（ｂ）においては、ステータ本体１９を形成する薄板２
０ａ，２０ｂを図１の断面Ａ−Ａに沿って示している。
図３は電動機１８を下面（図１における矢視Ｂ）から示
す図である。

【００２０】図１に示す通り、電動機１の主要部は、ス
テータ本体１９と、該ステータ本体１９の両端を塞ぐハ
ウジングヘッド５およびハウジングボトム６と、ステー
タ本体１９の内部に回転自在に取り付けられたロータ
（図示せず）、および、前記ロータの軸心に固着されて
ハウジングヘッド５から突出するロータ軸２によって構
成される。

【００２１】また、ハウジングボトム６の後ろには、空
冷用のファンを内装したフード７が取り付けられ、更
に、フード７の上には電動機１８およびファンの駆動モ
ータのための端子箱８が固設されている。ハウジングヘ
ッド５およびハウジングボトム６の上面側に取り付けら
れたアイボルト９は、クレーン等による電動機１８の吊
り上げ作業等のときに吊りボルトとして使用されるもの
である。

【００２２】なお、この実施形態の電動機１８は間欠駆
動されたり低速回転で使用されたりする機会の比較的多
い電動サーボモータであるため、空冷用のファンを回す
ための駆動モータをフード７の内部に別途配置するよう
にしているが、常時高速回転するスピントルモータ等に
おいては、ロータ軸２の後端に直にファンを固設し、電
動機１８自体を駆動源としてファンを回転させる場合も
ある。

【００２３】ステータ本体１９は、図２（ｂ）に示すよ
うな略矩形状のケイ素鋼板の薄板２０ａ，２０ｂを接
着，溶接，ワニス含浸等の接合手段で多数積層して形成
され、ステータ本体１９を構成する各々の薄板２０ａ，
２０ｂの中央部には、ロータを配備するための空間を形
成する貫通孔１０が穿設されている。また、薄板２０
ａ，２０ｂの四隅に設けられた長穴状の貫通孔１１は、
フード７のファンから送り込まれた冷却用の空気をステ
ータ本体１９の壁に沿って流すためのもので、ハウジン
グヘッド５の四隅にも、図２（ａ）に示すように、空気
を排出するための貫通孔１２が多数穿設されている。

【００２４】無論、ハウジングボトム６の四隅にもハウ
ジングヘッド６の貫通孔１２に相当する孔が設けられて
おり、冷却用の空気の流れを妨げないようになっている
（図示せず）。また、電動機１８のハウジングヘッド５
から排気される暖気等の影響で機械の特定部分に熱膨脹
等の悪影響が生じるのを防止するため、フード７のファ
ンからハウジングヘッド５に向けて空気を送り込む代わ
りに、ファンでハウジングヘッド５の側から空気を吸引
して電動機１８の後方に暖気を排気する場合もある。

【００２５】次に、本実施形態のステータ本体１９の構
造に関して各図を参照して詳細に説明する。

【００２６】まず、図１の切断面Ａ−Ａを示す図２
（ｂ）において、手前に見える方が薄板２０ｂ、また、
奥手に見える方が薄板２０ａであり、両者は、下部両側
に突出して一体的に形成されたフットバー構成部２１
ａ，２１ｂの張り出し量において相違し、薄板２０ａの
フットバー構成部２１ａの張り出し量の方が薄板２０ｂ
のフットバー構成部２１ｂの張り出し量に比べて大き
い。その他の部分に関しては薄板２０ａ，２０ｂとも同
一形状である。

【００２７】図２（ｂ）と図６（ｂ）とを比較すれば分
かるように、図２（ｂ）における薄板２０ａ，２０ｂの
外形は、図６（ｂ）における薄板４およびその下部両側
に位置するフットバー１３，１３とを一体的に接合した
形と概ね一致する。つまり、薄板２０ａ，２０ｂは電動
機に設けるべきフットバーを含めた電動機の断面形状に
合わせて形成されているということである。

【００２８】また、より厳密に言えば、図２（ｂ）に開
示した実施形態に関する限り、薄板２０ａのフットバー
構成部２１ａの形状は図６（ｂ）のフットバー１３のネ
ジ通し穴１７のない部分の断面形状と完全に一致し、ま
た、薄板２０ｂのフットバー構成部２１ｂの形状は、図
６（ｂ）のフットバー１３の断面形状からネジ通し穴１
７よりも先の部分を切り飛ばした形状と完全に一致して
いる。

【００２９】ステータ本体１９における薄板２０ａ，２
０ｂの積層状態は、図３の下面図によって詳細に示され
る通りである。

【００３０】まず、図３に示す通り、ステータ本体１９
の軸方向の両端部には何枚かの薄板２０ａが一体的に積
層され、更に、これらの薄板２０ａの積層部の隣には、
各々ステータ本体１９の軸方向中央部に向けて、何枚か
の薄板２０ｂが一体的に積層されている。これら薄板２
０ｂの積層部は、電動機１８を機械側のマウントに取り
付ける際にボルトを通す切欠を形成する部分であるの
で、少なくとも、ボルトのネジ部の直径と同一の厚さ
か、もしくは、それよれも僅かに厚くなるように積層す
る必要がある。更に、これら２か所の薄板２０ｂの積層
部の間を補間するようにして、ステータ本体１９の軸方
向の中央部には、図３に示す通り、多数の薄板２０ａが
積層され、これら薄板２０ａ，２０ｂの全体的な積層構
造によってステータ本体１９が一体的に形成されてい
る。

【００３１】電動機１８のフットバー２９は、薄板２０
ｂのフットバー構成部２１ｂと薄板２０ａのフットバー
構成部２１ａとの積層部によって一体的に構成される。
電動機を機械側のマウントに取り付けるボルトを通すた
めの貫通孔が矩形状の切欠２２によって代替されている
ことを除けば、全体的な形状は図５および図６に示され
るフットバー１３と概ね同一である。

【００３２】なお、図１および図３で明示した実施形態
においては固定用のボルトを通すための切欠２２を４か
所に設けるようにしているが、ステータ本体１９の中央
部に位置する薄板２０ａの積層部の中間部にボルト径に
見合う何枚かの薄板２０ｂを連続的に配備することによ
り、固定用のボルトを通すための切欠２２を６か所，８
か所，・・・とすることもできる。

【００３３】無論、薄板加工用のパンチ＆ダイセットを
何種類か準備して、薄板２０ａ，２０ｂの他にフットバ
ー構成部の張り出し量を段階的に異ならせた何種類かの
薄板を製造して積層するようにすれば、切欠２２の形状
をボルトとの密着性のよい略Ｕ字型のものにすることも
可能である。

【００３４】このように、加工段階からフットバー２９
（フットバー構成部２１ａ，２１ｂ）をステータ本体１
９（薄板２０ａ，２０ｂ）と一体的に構成しているた
め、フットバー２９とステータ本体１９との間には、部
品の重合による累積誤差や組み立て誤差というものは全
く生じず、また、薄板２０ａ，２０ｂ自体はプレスによ
る打ち抜き加工等によって全く同じ条件下で製造される
ので、これらを積層して形成されるフットバー２９の真
直性もよく、最終的な仕上げ加工（平面研削等）を施さ
なくても、十分な実用精度を確保することができる。ま
た、部材の接合や合わせに必要とされる角出しやコーナ
ー出し（または面取り）の作業を行わずに済むといった
面でもメリットは大きい。

【００３５】しかも、フットバー２９がステータ本体１
９と完全に一体化されているため、電動機１８のメンテ
ナンス等のためにハウジングヘッド５やハウジングボト
ム６およびステータ本体１９の分解組み立て作業を何度
行ったとしても、電動機１８の主要部であるステータ本
体１９を基準としてみる限り、電動機１８の再組み立て
や再取り付けに際し、常に製造直後の初期精度を確保す
ることができる。

【００３６】また、フットバー２９の部分を別途製造し
たり取り付けたりする必要がなく、更に、フットバー２
９に対する穴明け作業も不要となるので、加工工程や組
み立て工程を大幅に簡略化することができ、製造コスト
の削減にも役立つ。

【００３７】従来技術の項でも述べた通り、図５および
図６に示したような従来の電動機１の場合、フットバー
１３をステータ本体３に取り付けるためにハウジングヘ
ッド５やハウジングボトム６を介在させていたので、フ
ットバー１３とステータ本体３との間には、部品の重合
による累積誤差が生じ易く、また、ステータ本体３に対
するハウジングヘッド５とハウジングボトム６の取り付
け誤差によってハウジングヘッド５とハウジングボトム
６との間に捩じれが生じ、フットバー１３の取り付けや
その真直性に問題を生じる恐れもあったが、本実施形態
によれば、これらの問題は全て解消される。

【００３８】また、これらの問題が解消されることによ
り、機械側のマウントに対するフットバー２９の密着性
もよくなり、全体的な取り付け精度を一層向上させるこ
とができる。

【００３９】図４（ａ）および図４（ｂ）は別の形状の
薄板２４ａ，２４ｂを使用して構成した他の実施形態の
電動機２３の要部を示す図である。ハウジングヘッド５
やハウジングボトム６等の構成に関しては前述の実施形
態と全く同様であるので、ここでは説明しない。

【００４０】この実施形態の薄板２４ａ，２４ｂが前述
の実施形態の薄板２０ａ，２０ｂと相違するのは片側の
フットバー構成部２６ａ，２６ｂの形状である。

【００４１】前述の実施形態においては電動機１８を十
分なスペースのあるマウント上に取り付けることを前提
として、薄板２０ａ，２０ｂのフットバー構成部２１
ａ，２１ｂの各々を左右対象に張り出させ、フットバー
構成部２１ａと２１ｂとの段差部で形成される切欠２２
に上側からボルトを通して電動機１８をマウント上に固
定するようにしていたが、図４の実施形態ではマウント
２８の片端にぎりぎりまで電動機２３を寄せて取り付け
るようにしているので、図２の実施形態と同様にして電
動機２３を取り付けようとすると、ボルトを螺合させる
雌ネジを刻設するマウント２８の右端に破れが生じる可
能性がある。

【００４２】そこで、図４に示す例では薄板２４ａ，２
４ｂにおける片側のフットバー構成部２６ａ，２６ｂを
Ｌ字型に形成してマウント２８の側面に当て、フットバ
ー構成部２６ａと２６ｂとの段差部で形成される切欠２
７の位置、要するに、ボルトを通す位置とマウント２８
の上端面との間に十分な肉厚を残して、ボルトを螺合さ
せるための雌ネジをマウント２８の側方から刻設するよ
うにしている。

【００４３】なお、電動機２３の外周部を覆うカバーを
装着する場合には、下面全域に亘る開口部を有するカバ
ー３０を予め準備しておき、このカバー３０をステータ
本体、または、ステータ本体とハウジングヘッド５およ
びハウジングボトム６を覆うようにして被せればよい。

【００４４】無論、図４に示すのはステータ本体を形成
する薄板の形状のほんの一例であり、電動機を取り付け
るマウントの形状または取り付け条件等に応じて、フッ
トバー構成部の形状は任意に設計することができる。必
要とされるフットバーの断面形状が複雑な場合であって
も、ステータ本体を形成する薄板自体はプレスによる打
ち抜き作業等によって簡単に生産することができるの
で、製造コストの増大といった問題はあまり生じない。

【００４５】なお、薄板のフットバー構成部を積層して
形成されるフットバーそれ自体にボルトを通すための切
欠を設けるためには、張り出し量の異なるフットバー構
成部の段差部によって切欠を形成する必要があるので、
最低２種類の形状の薄板が必要となるが、断面Ｌ字型に
形成されたクランプ等でフットバーを上から押さえ付け
て電動機をマウントに取り付けるといった固定方法もあ
るので、フットバーそれ自体にボルトを通すための切欠
を設けるといったことは必ずしも必須の要件とはならな
い。

【００４６】つまり、１種類の形状の薄板のみでフット
バーを形成してもよい場合があるということで、例え
ば、図１乃至図３に示した例では、薄板２０ａのフット
バー構成部２１ａのみで偏平角柱状のフットバーを形成
し、これを従来公知のクランプ等で挟んでマウント上に
固定するといったことも可能である。

【００４７】また、単一形状の薄板（例えば、図１乃至
図３の薄板２０ａ）のみでフットバーを形成し、切欠に
代え、後加工でフットバーに穴を穿設してボルトを通す
ようにすることも可能ではあるが、薄板の厚みがボルト
径よりも薄いような場合、薄板の積層に用いる接合方法
によっては、穴明け加工の段階で穿孔部よりも外側のフ
ットバー構成部が千切れ飛ぶといった可能性がある。ま
た、２枚の薄板の重合部に跨がって穿孔作業を行えばフ
ットバー構成部自体が千切れ飛ぶということはないであ
ろうが、薄板の積層に用いる接合方法によっては、穿孔
部を挟む薄板の接合部に破断が生じるといった可能性が
ある。

【００４８】また、薄板を厚めに構成すれば穿孔作業に
関連する問題を解消することはできるが、薄板の製造を
プレス加工等で行う場合に支障が生じる場合がある。

【００４９】以上の点からみて、ボルトを通すための手
段をフットバーそれ自体に設ける場合は、図１乃至図４
に示した実施形態のごとく、貫通孔ではなくフットバー
構成部の重合によって生成される切欠（形状は問わな
い）を適用することが最適であるが、当然、後加工でフ
ットバーにボルト通しのための貫通孔を穿設するといっ
た行為自体が本発明の要旨から外れるというものではな
い。

【００５０】

【発明の効果】本発明の電動機構造によれば、電動機を
取り付けるためのフットバーをステータ本体と別に設け
る必要がないので、部品点数の削減および組み立て作業
の簡素化が達成され、電動機の製造コストが低減され
る。また、部品の積み重ねや組み立てによる累積誤差が
生じないので、電動機の取り付け精度を確保することが
できる。更に、フットバーとステータとが一体化してい
るため、電動機のメンテナンス等に際して分解組み立て
作業を繰り返し行っても、初期の組み立て精度と取り付
け精度を維持することができる。

【００５１】また、薄板を積層することによって電動機
を取り付けるボルト穴に代わる切欠を形成するようにし
ているので、フットバーに対する穴明け加工が不要とな
り、加工工程を簡略化して電動機の生産効率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電動機を側方から示す図
である。

【図２】同実施形態の電動機をロータ軸の方向から示す
図である。

【図３】同実施形態の電動機を下面から示す図である。

【図４】他の実施形態の電動機をロータ軸の方向から示
す図である。

【図５】薄板を積層して形成したステータ本体を有する
従来の電動機を側方から示す図である。

【図６】薄板を積層して形成したステータ本体を有する
従来の電動機をロータ軸の方向から示す図である。

【符号の説明】

１ 電動機（従来例） ２ ロータ軸 ３ ステータ本体 ４ 薄板 ５ ハウジングヘッド ６ ハウジングボトム ７ フード ８ 端子箱 ９ アイボルト １０ 貫通孔 １１ 貫通孔 １２ 貫通孔 １３ フットバー １４ ネジ通し穴 １５ ボルト １６ 雌ネジ １７ ネジ通し穴 １８ 電動機（実施形態） １９ ステータ本体 ２０ａ 薄板 ２０ｂ 薄板 ２１ａ フットバー構成部 ２１ｂ フットバー構成部 ２２ 切欠 ２３ 電動機（他の実施形態） ２４ａ 薄板 ２４ｂ 薄板 ２５ａ フットバー構成部 ２５ｂ フットバー構成部 ２６ａ フットバー構成部 ２６ｂ フットバー構成部 ２７ 切欠 ２８ マウント ２９ フットバー ３０ カバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の薄板をモータ軸方向に積層してス
   テータ本体を形成した電動機において、 少なくとも、前記電動機に設けるべきフットバーの位置
   に相当する部分の薄板を、前記フットバーを含めた電動
   機の断面形状に合わせて形成し、該薄板の積層部を以て
   電動機のフットバーを形成したことを特徴とする電動機
   構造。
2. 【請求項２】 前記フットバーを含めて形成された薄板
   の重合部のフットバーの部分に、ボルトを通すための切
   欠が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電
   動機構造。