WO2020137589A1 - 回転機の構造体及びそれを搭載する装置 - Google Patents

回転機の構造体及びそれを搭載する装置 Download PDF

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WO2020137589A1
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stator core
rotating machine
stator
outer peripheral
convex portions
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PCT/JP2019/048745
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French (fr)
Inventor
慶一郎 額田
幸弘 岡田
元 宇賀治
猛 前川
祐一 吉川
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures

Definitions

  • the present invention relates to a structure including a stator core included in a rotating machine and a stator core exterior body, and a device equipped with the structure.
  • Patent Document 1 a convex portion is provided on the outer peripheral portion of the stator, and a gap is formed between the stator and a frame that supports the stator, so that vibration is transmitted from the stator to the frame.
  • the technical idea of suppressing noise by reducing the noise is described.
  • forming a gap between the stator and the frame that supports the stator only moderates the propagation of vibration, and does not suppress the generation of vibration itself in the rotating machine.
  • an outer body called a stator frame, a stator frame, or a stator housing annular body and a stator are integrated by a method called shrink fitting.
  • shrink fitting a method of increasing rigidity and making it rigid to increase resonance frequency.
  • the addition of a process of shrink fitting, or the equipment required for this process may cause a problem from a management point of view, for example, because new investment is required.
  • An object of the present invention is to provide a structure composed of a stator core and a stator core exterior body of a rotating machine capable of suppressing vibration of the rotating machine.
  • a first aspect of the present invention is directed to a stator core including a yoke portion having a cylindrical shape including a cylindrical outer peripheral surface and a tooth portion protruding from an inner surface of the yoke portion, and a stator core.
  • the rotating machine which has a cylindrical inner surface in contact with the cylindrical outer surface, and having a tubular shape having both end surfaces, and a plurality of convex portions projecting from the cylindrical outer peripheral surface
  • the cylindrical shape of the stator core is provided with an insertion hole penetrating each of the plurality of convex portions in the same direction as the axial direction of the central axis, and the axial dimension of each of the plurality of convex portions is the stator core outer casing. It is a structure of a rotating machine, which is shorter than the dimension between the two end faces of the tubular shape in.
  • a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, each of the plurality of convex portions is located on one end face side of both end faces of the stator core outer casing on the cylindrical outer peripheral surface. It is the structure of the machine.
  • a third aspect of the present invention is the first aspect, wherein each of the plurality of convex portions has one end face of both end faces of the stator core outer casing on the outer peripheral surface of the cylinder, and the stator core outer casing. Is a structure of a rotating machine, which is located between the other end surface of the both end surfaces of the rotating machine.
  • one of the plurality of convex portions is located on a side of one end face of both end faces of the stator core outer casing on the cylindrical outer peripheral face.
  • another one of the plurality of protrusions is the structure of the rotating machine, which is located on the side of the other end face of both end faces of the stator core outer casing on the outer peripheral surface of the cylinder.
  • the fifth aspect of the present invention is the structure of the rotating machine according to the first aspect, wherein the plurality of convex portions are separated from each other in the axial direction.
  • the sixth form of the present invention is the structure of the rotating machine according to the first form, wherein the plurality of convex portions are separated from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the cylinder.
  • a seventh form of the present invention is a device mounting the stator section of the rotating machine according to the first to sixth forms.
  • the present invention it is possible to greatly differ the resonance frequency of the structure included in the rotating machine and the drive frequency of the rotating machine. Further, according to the present invention, it is possible to suppress noise or vibration when the rotating machine is operated.
  • FIG. 1 a graph showing the results of structural analysis showing the relationship between the ratio of the outer peripheral surface of the cylinder to the axial length of the stator core exterior body and the lowest resonance frequency.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an apparatus that mounts a structure included in the rotating machine in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a structure 14 included in a rotating machine for the first example of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an outline of structure 14 included in the rotating machine for the second example of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the structure 14 included in the rotating machine for the third example of the first embodiment.
  • the central axis 7d and the axial direction 13 are illustrated.
  • illustration of the central axis 7d and the axial direction 13 is omitted.
  • the stator portion 3 in the present embodiment includes a stator core 7, a stator winding, a stator core outer casing 1a, a plurality of protrusions 8 and an insertion hole 2.
  • the stator core 7 includes a yoke portion 7a having a cylindrical shape including the cylindrical outer peripheral surface 6 and a tooth portion 9 protruding from the inner surface of the yoke portion 7a.
  • the stator winding is wound around a part of the tooth portion 9.
  • the stator core outer casing 1a has a cylindrical inner surface 1b that is in contact with a cylindrical outer surface 7b of the stator core 7, and has a tubular shape having both end surfaces.
  • the plurality of protrusions 8 project from the outer peripheral surface 6 of the cylinder.
  • the insertion hole 2 penetrates each of the plurality of protrusions 8 in the axial direction 13 of the central axis 7d of the cylindrical shape of the stator core 7.
  • the dimension of each of the plurality of protrusions 8 in the axial direction 13 is shorter than the dimension between the end faces of the tubular shape of the stator core outer casing 1a.
  • the structure 14 includes a stator core 7 and a stator core exterior body 1a.
  • the specific shape of the teeth portion 9 is a shape suitable for the specifications of the stator winding (not shown) and can be changed without departing from the spirit of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram showing an outline of fixing the structure 14 included in the rotating machine of the first example in the first embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram showing an outline of fixing the structure 14 included in the rotating machine of the second example in the first embodiment.
  • FIG. 4C is a diagram showing an outline of fixing the structure 14 included in the rotating machine of the third example in the first embodiment.
  • the stator portion 3 including the structure 14 is housed in the insertion hole portion 10 of the fixed portion 4.
  • the cylindrical outer peripheral surface 6, which is a part of the outer surface of the stator core outer casing 1a, and the inner wall surface 12 of the insertion hole portion 10 of the fixed portion 4 are in contact with each other.
  • stator portion 3 and the fixed portion 4 of the rotating machine are fixed to each other. Stabilization is achieved.
  • the fastening bolts 5 are inserted into the insertion holes 2 provided in each of the convex portions 8 of the stator core outer casing 1 a, and the fastening bolts 5 are joined to the fixed portions 4. As a result, the stator portion 3 of the rotating machine and the fixed portion 4 are firmly fixed to each other.
  • stator 1 a configuration including the stator core 7, a tooth portion 9 protruding to the inner surface of the cylinder of the stator core 7, and a stator winding that winds a part of the tooth portion 9 may be referred to as a stator 1. It is common.
  • a configuration including the stator core outer casing 1a, the stator 1, and some additions (not shown) is referred to as a stator portion 3 of the rotating machine. The addition is not particularly limited as long as it does not depart from the gist of the present invention.
  • the rotating machine including the stator portion 3, by disposing a rotor (not shown) rotatably supported through a gap with the tips of the teeth portions 9 of the stator 1 included in the stator portion 3. Composed.
  • the rotary machine is also called a rotary electric machine, an electric motor element, an electric motor, or a motor.
  • one end surface side of the stator core exterior body 1 a is a cylindrical surface included in the cylindrical outer peripheral surface 6. Only the plurality of convex portions 8 are not arranged.
  • the plurality of protrusions 8 are arranged on the other end face side of the stator core outer casing 1a such that the centers of the plurality of protrusions 8 are located.
  • the dimension of the central axis 7d in each of the plurality of protrusions 8 in the axial direction 13 is shorter than the dimension between both end surfaces of the tubular shape of the stator core exterior body 1a.
  • the center of each of the plurality of protrusions 8 is located on one end surface side of the stator core outer casing 1a in the cylindrical outer peripheral surface 6 of the stator core outer casing 1a.
  • the cylindrical surface included in the cylindrical outer peripheral surface 6 is provided on each of both end sides of the stator core outer case 1a. Only the protrusions 8 are arranged and the plurality of protrusions 8 are not arranged. A plurality of protrusions 8 are arranged in the central portion of the stator core outer casing 1a excluding both ends. In other words, the axial dimension of the central axis of each of the plurality of protrusions 8 is shorter than the dimension between the end faces of the tubular shape of the stator core outer casing 1a. Further, each of the plurality of convex portions 8 is provided on the cylindrical outer peripheral surface 6 of the stator core exterior body 1a between one end surface of the stator core exterior body 1a and the other end surface of the stator core exterior body 1a. To position.
  • a plurality of convex portions 8 are arranged on both end sides of the stator core outer casing 1a, Only the cylindrical surface included in the cylindrical outer peripheral surface 6 is arranged in the central portion of the stator core outer casing 1a excluding both ends. Specifically, the length in the cylinder axis direction of each of the plurality of convex portions 8 is shorter than the length in the cylinder axis direction of the stator core exterior body 1a. The plurality of convex portions 8 are located apart from each other in the cylinder axis direction of the stator core outer casing 1a. The central axes of the insertion holes 2 of the protrusions 8 adjacent to each other in the cylinder axis direction are arranged on the same virtual straight line.
  • the axial dimension of the central axis of each of the plurality of protrusions 8 is shorter than the dimension between the two end surfaces of the tubular shape of the stator core outer casing 1a. Further, one of the plurality of protrusions 8 is located on one end surface side of the stator core outer casing 1a on the cylindrical outer peripheral surface of the stator core outer casing 1a. The other of the plurality of protrusions 8 is located on the other end surface side of the stator core outer casing 1a on the cylindrical outer peripheral surface of the stator core outer casing 1a.
  • the stator core 7 is a laminated body formed by laminating a plurality of annular stator core sheets obtained by punching electromagnetic steel plates.
  • a method of welding the laminated surface of the laminated body, a method of applying an adhesive or the like to the laminated surface of the laminated body, or a recess on one surface of the stator core sheet at the other side On the back side, a convex bulging so-called "Karamase" protrusion is provided, and a convex bulge is engaged with this concave to integrate the stator core sheets with each other.
  • annular stator core sheet may include the first type stator core sheet and the second type stator core sheet in addition to the first type stator core sheet, without departing from the scope of the present invention.
  • a plurality of types of stator core sheets such as a third type stator core sheet having a different shape from the child core sheet and the second type stator core sheet may be further combined.
  • stator 1 is housed in the stator core exterior body 1a, and the stator core exterior body 1a is fixed (fixed) to the outer cylindrical surface of the stator core 7 included in the stator 1.
  • stator 1 and the stator core outer casing 1a are integrated to form the stator portion 3.
  • the specific formation and method for this fixing are not particularly limited.
  • the integrated stator portion 3 is fixed to the fixed portion 4 via the stator core outer casing 1a.
  • FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C respectively show an outline of the configuration relating to the stator part 3, the fixed part 4, and the fastening bolt 5 in the first example, the second example, and the third example of the present embodiment.
  • the fastening bolt 5 is inserted from one of the insertion holes 2 and screwed to the fixed part 4 to fix it.
  • the cylindrical outer peripheral surface 6 arranged on the outer peripheral surface of the stator core exterior body 1 a located on the outer peripheral portion of the stator portion 3 has the insertion hole portion provided in the fixed portion 4. It is in contact with the inner wall surface 12 of 10 and is firmly held by the insertion hole portion 10.
  • the plurality of convex portions 8 arranged on the outer peripheral surface of the stator core outer casing 1a come into contact with the inner wall surface 12 of the insertion hole portion 10 included in the fixed portion 4 to insert the insertion hole portion.
  • the inner wall surface 12 of the insertion hole portion 10 included in the fixed portion 4 may be formed, for example, in a circumferential shape so as to be in contact with only the plurality of convex portions, and also on the outer peripheral surface 6 of the cylinder. It may be formed so as to be in contact with the outer shape of the stator core outer casing 1a.
  • the stator portion 3 including the structure 14 has the cylindrical outer peripheral surface 6 in the arrangement of each of the plurality of protrusions 8 in the stator core outer casing 1a. It includes an arrangement spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • the resonance frequency by increasing the rigidity of the stator portion 3 including the structure 14, and the resonance of the stator portion 3 itself including the structure 14 is achieved.
  • the frequency and the drive frequency of the rotating machine can be greatly different. As a result, it is possible to suppress sound vibration during operation of the rotating machine.
  • FIG. 5 is a structure showing the relationship between the ratio of the cylindrical outer peripheral surface to the length of the stator core outer casing 1a in the cylinder axial direction and the lowest resonance frequency (hereinafter referred to as the primary resonance frequency) in the configuration of FIG. It is a graph which shows the result of analysis.
  • the ratio of the cylindrical outer peripheral surface 6 to the value of zero is the structure of the comparative example (FIGS. 6 and 7) described later.
  • the vertical axis of FIG. 5 shows the value of the resonance frequency obtained from the result of the structural analysis relatively, and does not show the absolute value of the resonance frequency.
  • the cylindrical outer peripheral surface 6 arranged on the outer peripheral surface of the stator core outer casing 1a and the fixed portion 4 constitute a holding surface, and the holding surface includes the structure 14. Since the stator portion 3 is firmly held, the rigidity of the entire stator portion 3 is increased. As a result, the resonance frequency is increased. It is considered that, by increasing the resonance frequency, a primary resonance frequency higher than that of the rotating machine of the comparative example can be obtained. Due to the structure of the stator core exterior body 1a included in the stator part 3 and the fixed part, rigidity is increased and resonance frequency is increased, and the resonance frequency of the stator part 3 and the drive frequency of the rotating machine are largely different. It becomes possible. Furthermore, it is possible to suppress sound and vibration during operation of the rotating machine.
  • stator portion of the rotating machine is a device that includes a resin component having low heat resistance or a gear or the like that is likely to be distorted due to thermal history, and is a shrink fitting method. It is also possible to contribute to the quietness of the device by mounting it on a device or the like that is difficult to adopt.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an apparatus 20 on which the stator unit 3 including the structure 14 according to the first embodiment is mounted. As shown in FIG. 8, the stator portion 3 of the rotating machine according to the present embodiment can be mounted on a device 20 such as a ventilation fan.
  • the structure 14 included in the stator portion 3 of the rotating machine has the yoke portion 7a having a cylindrical shape including the cylindrical outer peripheral surface 6 and the tooth portion 9 protruding from the inner surface of the yoke portion 7a.
  • a stator core 7 including a stator core 7 and a cylindrical inner surface 1b that contacts the cylindrical outer surface 7b of the stator core 7;
  • a plurality of protrusions 8 and an insertion hole 2 penetrating each of the plurality of protrusions 8 in the axial direction of the central axis of the cylindrical shape of the stator core 7 are provided, and the axial direction of each of the plurality of protrusions 8 is increased.
  • the dimension is shorter than the dimension between the end faces of the tubular shape of the stator core outer casing 1a.
  • centers of the plurality of convex portions 8 may be located on one end face side of the both end faces of the stator core exterior body 1a on the cylindrical outer peripheral face 6.
  • the plurality of protrusions 8 are provided between one end face of both end faces of the stator core outer casing 1a and the other end face of both end faces of the stator core outer casing 1a on the cylindrical outer peripheral face 6. Just locate it.
  • one of the plurality of protrusions 8 is located on one end face side of both end faces of the stator core exterior body 1 a on the cylindrical outer peripheral surface 6, and another one of the plurality of protrusions 8 is disposed. One may be located on the side of the other end surface of the both ends of the stator core outer casing 1a on the cylindrical outer peripheral surface 6.
  • the plurality of convex portions 8 may be separated from each other in the axial direction 13.
  • the plurality of convex portions 8 may be separated from each other in the circumferential direction of the cylindrical outer peripheral surface 6.
  • the device 20 can be equipped with the stator portion 3 of the rotating machine according to the present embodiment.
  • the present embodiment is an example, and the present invention is not limited to this, and may be modified as appropriate. Further, the configuration not mentioned in the present embodiment is arbitrary, and a known configuration may be appropriately selected, for example.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an outline of the stator part 3 including the structure 14 in the comparative example.
  • the stator 1 includes a stator core 7 which is a laminated body in which a plurality of annular stator core sheets obtained by punching electromagnetic steel plates are laminated and integrated.
  • the stator 1 including the stator core 7 is housed in the stator core exterior body 1a, and the stator core exterior body 1a is fixed to the cylindrical outer surface of the stator core 7. By this fixing, the stator 1 and the stator core outer casing 1a are integrated to form the stator portion 3.
  • the stator portion 3 includes a plurality of convex portions 8 protruding outward in the cylinder radial direction of the stator core outer casing 1a from the cylindrical outer peripheral surface 6 of the stator core outer casing 1a, and the stator portion 3 to the fixed portion 4.
  • the fastening bolts 5 for fixing are included in the through holes 2 that are inserted into each of the plurality of convex portions 8.
  • the stator 1 of this comparative example includes a stator winding (not shown) having a part of the tooth portion 9 of the stator core 7 as a magnetic core, as in the above-described embodiment.
  • a configuration including the stator 1 and some additions (not shown) is referred to as a stator portion 3 of the rotating machine.
  • FIG. 7 is a diagram showing an outline of a configuration regarding the stator portion 3, the fixed portion 4, and the fastening bolt 5 in the comparative example.
  • the fastening bolt 5 is inserted through one of the insertion holes 2 of the stator portion 3 and screwed into the fixed portion 4.
  • the end surface of the stator portion 3 which is in contact with the fixed portion 4 and the contact surface on the fixed portion 4 side form the fixed portion 11.
  • the configuration including the fixing portion 11 is so-called cantilever, and has a structure that is more likely to vibrate than the embodiment.
  • the present invention is applicable, for example, to a configuration in which a stator part included in a rotating machine is fixed to a fixed part by a fastening bolt, which includes a resin part having low heat resistance or a gear or the like which is likely to be distorted due to thermal history Is.
  • Stator 1 a Stator iron core exterior body 1b Cylindrical inner surface 2 Insertion hole 3 Stator part 4 Fixed part 5 Fastening bolt 6 Cylindrical outer surface 7 Stator iron core 7a Yoke part 7b Cylinder outer surface 7d Center shaft 8 Convex part 9 Teeth part 10 Insertion hole part 11 Fixed part 12 Inner wall surface 13 Axial direction 14 Structure 20 Device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

回転機の構造体は、円筒外周面を含む円筒状形状を有するヨーク部とヨーク部の内面から突出するティース部とを含む固定子鉄心と、固定子鉄心の円筒外面と接する円筒内面を有し、且つ、両端面を有する筒状形状を有する固定子鉄心外装体と、を含み、更に、円筒外周面から突出する複数の凸部と、固定子鉄心の円筒状形状における中心軸のアキシャル方向と同じ方向に複数の凸部の各々を貫通する挿通孔とを備え、複数の凸部の各々におけるアキシャル方向の寸法は、固定子鉄心外装体における筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。

Description

回転機の構造体及びそれを搭載する装置
　本発明は、回転機に含む固定子鉄心と固定子鉄心外装体とから成る構造体及びそれを搭載する装置に関する。
　近年、機器の静粛化が希求され、回転機等の部品の低騒音化の要求が顕著になってきた。例えば、特許文献１等には、固定子の外周部に凸部を設け、固定子と固定子を支持するフレームとの間に隙間を形成することで、固定子からフレームへの振動の伝達を低減することにより騒音を抑制する技術思想が記載されている。しかし、固定子を支持するフレームとの間に隙間を形成することは、振動の伝播を緩和しているに過ぎず、回転機における振動の発生自体を抑制するものではない。
　固定子部の共振周波数と回転機の駆動周波数との差が少ない場合、又は、固定子部の共振周波数と回転機の駆動周波数とがほぼ等しい場合は、振動の伝達を抑制するだけでは、回転機の静粛化は不十分であった。
　静粛化を図るための技術としては、固定子フレーム、固定子枠体又は固定子収容環状体などと呼称される外装体と固定子とを、焼きばめ、と呼称される工法によって、一体化すると共に剛性を高めて剛体化し、共振周波数を高める等の手法が知られている。しかしながら、焼きばめ、という工程の追加、又は、この工程に要する設備については、新規な投資が必要になる等の理由で、経営的観点の問題を招くことがある。
特開２００２－２３３１０３号公報
　本発明は、回転機の振動を抑制可能な回転機における固定子鉄心と固定子鉄心外装体とから構成される構造体を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の第１の形態は、円筒外周面を含む円筒状形状を有するヨーク部とヨーク部の内面から突出するティース部とを含む固定子鉄心と、固定子鉄心の円筒外面と接する円筒内面を有し、且つ、両端面を有する筒状形状を有する固定子鉄心外装体と、を含む回転機の構造体において、円筒外周面から突出する複数の凸部と、固定子鉄心の円筒状形状における中心軸のアキシャル方向と同じ方向に複数の凸部の各々を貫通する挿通孔とを備え、複数の凸部の各々におけるアキシャル方向の寸法が、固定子鉄心外装体における筒状形状の両端面間の寸法よりも短い、回転機の構造体である。
　また、本発明の第２の形態は、第１の形態において、複数の凸部の各々は、円筒外周面において固定子鉄心外装体の両端面のうちの一方の端面の側に位置する、回転機の構造体である。
　また、本発明の第３の形態は、第１の形態において、複数の凸部の各々は、円筒外周面において固定子鉄心外装体の両端面のうちの一方の端面と、固定子鉄心外装体の両端面のうちの他方の端面との間に位置する、回転機の構造体である。
　また、本発明の第４の形態は、第１の形態において、複数の凸部のうちの一つは、円筒外周面において固定子鉄心外装体の両端面のうちの一方の端面の側に位置し、複数の凸部のうちの別の一つは、円筒外周面において固定子鉄心外装体の両端面のうちの他方の端面の側に位置する、回転機の構造体である。
　また、本発明の第５の形態は、第１の形態において、複数の凸部は、アキシャル方向に互いに離間する、回転機の構造体である。
　また、本発明の第６の形態は、第１の形態において、複数の凸部は、円筒外周面の周方向に互いに離間する、回転機の構造体である。
　また、本発明の第７の形態は、第１から第６の形態における回転機の固定子部を搭載する装置である。
　本発明によれば、回転機に含む構造体の共振周波数と回転機の駆動周波数とを大きく相違させることが可能である。また、本発明によれば、回転機を運転した際の騒音又は振動を抑制することが可能である。
実施の形態１における第１例について回転機に含む構造体の概要を示す斜視図 実施の形態１における第２例について回転機に含む構造体の概要を示す斜視図 実施の形態１における第３例について回転機に含む構造体の概要を示す斜視図 実施の形態１における第１例の回転機に含む構造体の固定の概要を示す図 実施の形態１における第２例の回転機に含む構造体の固定の概要を示す図 実施の形態１における第３例の回転機に含む構造体の固定の概要を示す図 図１の構成において、固定子鉄心外装体の筒軸方向長さに対する円筒外周面の割合と、最も低い共振周波数との関係を示す構造解析の結果を示すグラフ 比較例における回転機に含む構造体の概要を示す斜視図 比較例における回転機に含む構造体と被固定部と締結ボルトとに関する構成の概要を示す図 実施の形態１における回転機に含む構造体を搭載する装置を示す模式図
　以下、本発明における一実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって、本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態１）
　図１、図２及び図３には、本実施の形態における回転機に含む構造体１４の構成例を示す。図１は、実施の形態１における第１例について回転機に含む構造体１４の概要を示す斜視図である。図２は、実施の形態１における第２例について回転機に含む構造体１４の概要を示す斜視図である。図３は、実施の形態１における第３例について回転機に含む構造体１４の概要を示す斜視図である。なお、図１においては、中心軸７ｄ及びアキシャル方向１３を図示している。しかし、図２及び図３においては、中心軸７ｄ及びアキシャル方向１３の図示を省略している。
　本実施の形態における固定子部３は、固定子鉄心７と、固定子巻線と、固定子鉄心外装体１ａと、複数の凸部８と、挿通孔２と、を含む。固定子鉄心７は、円筒外周面６を含む円筒状形状を有するヨーク部７ａとヨーク部７ａの内面から突出するティース部９とを含む。固定子巻線は、ティース部９の一部分に巻回される。固定子鉄心外装体１ａは、固定子鉄心７の円筒外面７ｂと接する円筒内面１ｂを有し、両端面を有する筒状形状を有する。複数の凸部８は、円筒外周面６から突出する。挿通孔２は、固定子鉄心７の円筒状形状における中心軸７ｄのアキシャル方向１３に複数の凸部８の各々を貫通する。複数の凸部８の各々におけるアキシャル方向１３の寸法が、固定子鉄心外装体１ａにおける筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。構造体１４は、固定子鉄心７と固定子鉄心外装体１ａとから構成される。なお、ティース部９の具体的形状は、図示していない固定子巻線の仕様に対して好適な形状であり、且つ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　図４Ａは、実施の形態１における第１例の回転機に含む構造体１４の固定の概要を示す図である。図４Ｂは、実施の形態１における第２例の回転機に含む構造体１４の固定の概要を示す図である。図４Ｃは、実施の形態１における第３例の回転機に含む構造体１４の固定の概要を示す図である。構造体１４を含む固定子部３は、被固定部４が具備する挿嵌穴部１０へ収容される。固定子鉄心外装体１ａの外表面の一部分である円筒外周面６と、被固定部４が具備する挿嵌穴部１０の内壁面１２とが接する。固定子鉄心外装体１ａの外表面の一部分である円筒外周面６と挿嵌穴部１０の内壁面１２とが接する構成によって、回転機の固定子部３と被固定部４との固定は、安定化が図られる。固定子鉄心外装体１ａの凸部８の各々が具備する挿通孔２へ締結ボルト５が挿通され、締結ボルト５を被固定部４へ羅合する。これによって、回転機の固定子部３と、被固定部４とは、強固に固定される。
　なお、固定子鉄心７と、固定子鉄心７の筒内面へ突出するティース部９と、ティース部９の一部分を巻回する固定子巻線と、を含む構成を、固定子１と記すことが一般的である。また、本実施の形態においては、固定子鉄心外装体１ａと、固定子１と、図示していない何らかの付加物と、を含む構成を、回転機の固定子部３と記す。なお、この付加物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲のものである限り、特に限定はしない。
　固定子部３を含む回転機は、固定子部３に含まれる固定子１が具備するティース部９の先端と空隙を介して回転自在に支承される回転子（図示なし）を配置することによって構成される。ちなみに、回転機は、回転電機、電動機要素、電動機又はモータとも呼称される。
　図１に示す第１例では、固定子部３に含まれる固定子鉄心外装体１ａの外周面のうち、固定子鉄心外装体１ａの一方の端面側に、円筒外周面６に含まれる円筒面のみを配置し、複数の凸部８を配置しない。固定子鉄心外装体１ａの外周面のうち、固定子鉄心外装体１ａの他方の端面側に、複数の凸部８の各々の中心が位置するように、複数の凸部８を配置する。換言すれば、第１例は、複数の凸部８の各々における中心軸７ｄのアキシャル方向１３の寸法が、固定子鉄心外装体１ａにおける筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。複数の凸部８の各々は、複数の凸部８の各々の中心が固定子鉄心外装体１ａの円筒外周面６において固定子鉄心外装体１ａの一方の端面の側に位置する。
　図２に示す第２例では、固定子部３に含まれる固定子鉄心外装体１ａの外周面のうち、固定子鉄心外装体１ａの両端側のそれぞれに、円筒外周面６に含まれる円筒面のみを配置し、複数の凸部８は配置しない。固定子鉄心外装体１ａの両端側を除く中央部に複数の凸部８を配置する。換言すれば、複数の凸部８の各々における中心軸のアキシャル方向の寸法が、固定子鉄心外装体１ａにおける筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。更に、複数の凸部８の各々は、固定子鉄心外装体１ａの円筒外周面６において、固定子鉄心外装体１ａの一方の端面と、固定子鉄心外装体１ａの他方の端面との間に位置する。
　図３に示す第３例では、固定子部３に含まれる固定子鉄心外装体１ａの外周面のうち、固定子鉄心外装体１ａの両端側のそれぞれに、複数の凸部８を配置し、固定子鉄心外装体１ａの両端側を除く中央部に円筒外周面６に含まれる円筒面のみを配置する。具体的には、複数の凸部８の各々の筒軸方向の長さが、固定子鉄心外装体１ａの筒軸方向の長さよりも短い。複数の凸部８が、固定子鉄心外装体１ａの筒軸方向に互いに離間して位置する。筒軸方向に互いに隣接する凸部８の挿通孔２の各々の中心軸を同一の仮想直線上に配置する。
　第３例では、複数の凸部８の各々における中心軸のアキシャル方向の寸法が、固定子鉄心外装体１ａにおける筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。更に、複数の凸部８のうちの一つは、固定子鉄心外装体１ａの円筒外周面において固定子鉄心外装体１ａの一方の端面の側に位置する。複数の凸部８のうちのもう一つは、固定子鉄心外装体１ａの円筒外周面において固定子鉄心外装体１ａの他方の端面の側に位置する。
　固定子鉄心７は、電磁鋼板を打ち抜き加工して得られる円環状の固定子コアシートを複数積層して構成する積層体である。積層体の一体化を図るには、積層体の積層面に溶接を施す工法、積層体の積層面に接着剤等を塗布する工法、又は、固定子コアシートの複数個所に一方面では凹み他方裏面側では凸状の膨らむ所謂「カラマセ」と呼称される突起を設けて、この凹みに対して凸状の膨らみを係合させることで固定子コアシート同士を一体化する等の工法が採用される。
　なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、円環状の固定子コアシートには、上述した第１種の固定子コアシート及び第２種の固定子コアシートに加えて、第１種の固定子コアシート及び第２種の固定子コアシートと、とは異なる形状の第３種の固定子コアシート等の複数種の固定子コアシートを、更に組み合わせても良い。
　そして、固定子１を固定子鉄心外装体１ａへ収容して、固定子１に含まれる固定子鉄心７の外筒面に固定子鉄心外装体１ａを固定（固接）する。この固定によって、固定子１と固定子鉄心外装体１ａとは一体化されて固定子部３が形成される。なお、この固定についての具体的な形成及び方法は、特に限定されない。一体化した固定子部３は、固定子鉄心外装体１ａを介して、被固定部４への固定が図られる。
　図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、それぞれ、本実施の形態の第１例、第２例、第３例における固定子部３と被固定部４と締結ボルト５とに関する構成の概要を示す。構造体１４を含む固定子部３を被固定部４に固定するには、挿通孔２の一方から締結ボルト５を挿通して被固定部４へ螺合することによって固定する。第１例と第２例においては、固定子部３の外周部に位置する固定子鉄心外装体１ａの外周面に配置された円筒外周面６が、被固定部４が具備する挿嵌穴部１０の内壁面１２と接して、挿嵌穴部１０によって強固に保持される。
　第３例においては、固定子鉄心外装体１ａの外周面に配置された複数の凸部８が、被固定部４が具備する挿嵌穴部１０の内壁面１２と接して、挿嵌穴部１０によって強固に保持される。被固定部４が具備する挿嵌穴部１０の内壁面１２は、複数の凸部にだけ接するような、例えば円周形状で形成されていてもよいし、外周方向の円筒外周面６にも接するように、固定子鉄心外装体１ａの外形に沿うような形状で形成されていても良い。このように挿嵌穴部１０によって強固に保持されることにより、固定子鉄心外装体１ａを含む固定子部３の全体に亘って剛性が高められる。したがって、固定子部３自体の共振周波数を高めることが可能となる。
　第１例、第２例及び第３例のいずれにおいても、構造体１４を含む固定子部３は、固定子鉄心外装体１ａにおける複数の凸部８の各々の配置において、円筒外周面６の周方向に互いに離間する配置を含む。
　上述のとおり、本実施の形態の構成によって、構造体１４を含む固定子部３の剛性を高めることによって共振周波数を高めることが可能となるとともに、構造体１４を含む固定子部３自体の共振周波数と、回転機の駆動周波数とを、大きく相違させることが可能となる。これにより、回転機の運転時の音振動を抑制することができる。
　本実施の形態の構成の有効性を確認するために、構造体１４について有限要素法を用いた構造解析を行った。図５は、図１の構成において、固定子鉄心外装体１ａの筒軸方向長さに対する円筒外周面の割合と、最も低い共振周波数（以下、１次共振周波数と呼ぶ）との関係を示す構造解析の結果を示すグラフである。なお、図５の横軸において、円筒外周面６の割合が零の値に相当するものは、後述する比較例（図６、図７）の構造である。また、図５の縦軸は、構造解析の結果によって得られた共振周波数の値を相対的に示すものであり、共振周波数の絶対値を示すものではない。
　図５に示す構造解析の結果によれば、固定子鉄心外装体１ａの外周面に配置した円筒外周面６と被固定部４とで保持面を構成し、この保持面によって構造体１４を含む固定子部３が強固に保持されることにより、固定子部３全体に亘って剛性が高められる。これにより、共振周波数が高められる。共振周波数が高められることによって、比較例の回転機よりも高い１次共振周波数が得られると考察する。固定子部３に含む固定子鉄心外装体１ａと被固定部との構成によって、剛性を高めると共に共振周波数を高め、固定子部３の共振周波数と、回転機の駆動周波数とを、大きく相違させることが可能となる。さらに、回転機の運転時の音振動の抑制も可能である。
　また、本実施の形態による回転機の固定子部を、耐熱性の低い樹脂部品又は熱履歴による歪等が生じ易い歯車等が含まれる装置であり、且つ、焼きばめ、と呼称される工法を採用することが困難な装置等へ搭載することで、装置の静穏化に寄与することも可能である。
　図８は、実施の形態１における構造体１４を含む固定子部３を搭載する装置２０を示す模式図である。図８に示すように、本実施の形態の回転機の固定子部３は、例えば換気扇などの装置２０に搭載することができる。
　以上のように、本実施の形態の回転機の固定子部３に含む構造体１４は、円筒外周面６を含む円筒状形状を有するヨーク部７ａとヨーク部７ａの内面から突出するティース部９とを含む固定子鉄心７と、固定子鉄心７の円筒外面７ｂと接する円筒内面１ｂを有し、両端面を有する筒状形状を有する固定子鉄心外装体１ａと、円筒外周面６から突出する複数の凸部８と、固定子鉄心７の円筒状形状における中心軸のアキシャル方向に複数の凸部８の各々を貫通する挿通孔２とを備え、複数の凸部８の各々におけるアキシャル方向の寸法が、固定子鉄心外装体１ａにおける筒状形状の両端面間の寸法よりも短い。
　これにより、固定子部の共振周波数と回転機の駆動周波数とを大きく相違させることが可能である。また、回転機を運転した際の騒音又は振動を抑制することが可能である。
　また、複数の凸部８の中心は、円筒外周面６において固定子鉄心外装体１ａの両端面のうちの一方の端面の側に位置してもよい。
　また、複数の凸部８は、円筒外周面６において固定子鉄心外装体１ａの両端面のうちの一方の端面と、固定子鉄心外装体１ａの両端面のうちの他方の端面との間に位置すればよい。
　また、複数の凸部８のうちの一つは、円筒外周面６において固定子鉄心外装体１ａの両端面のうちの一方の端面の側に位置し、複数の凸部８のうちの別の一つは、円筒外周面６において固定子鉄心外装体１ａの両端面のうちの他方の端面の側に位置してもよい。
　また、複数の凸部８は、アキシャル方向１３に互いに離間してもよい。
　また、複数の凸部８は、円筒外周面６の周方向に互いに離間してもよい。
　また、装置２０は、本実施の形態の回転機の固定子部３を搭載することができる。
　なお、本実施の形態は一例であり、本発明はこれに限定されず、適宜変更しても良い。また、本実施の形態で言及されていない構成は任意であり、例えば公知の構成を適宜選択しても良い。
　（比較例）
　図６は、比較例における構造体１４を含む固定子部３の概要を示す斜視図である。固定子１は、電磁鋼板を打ち抜き加工して得られる円環状の固定子コアシートを複数積層し且つ一体化した積層体である固定子鉄心７を含む。固定子鉄心７を含む固定子１を固定子鉄心外装体１ａへ収容して、固定子鉄心７の円筒外面に固定子鉄心外装体１ａを固定する。この固定によって、固定子１と固定子鉄心外装体１ａとは一体化されて固定子部３が形成される。固定子部３は、固定子鉄心外装体１ａの円筒外周面６よりも固定子鉄心外装体１ａの筒径方向の外側へ突出する複数の凸部８と、被固定部４へ固定子部３を固定する締結ボルト５が複数の凸部８のそれぞれに挿通される挿通孔２を含む。なお、本比較例の固定子１は、上述の実施の形態と同様に、固定子鉄心７が具備するティース部９の一部分を磁心とする固定子巻線（図示せず）を含む。また、固定子１と、図示していない何らかの付加物とを含む構成を、回転機の固定子部３と記す。
　図７は、比較例における固定子部３と被固定部４と締結ボルト５とに関する構成の概要を示す図である。固定子部３を被固定部４に固定するには、固定子部３の挿通孔２の一方から締結ボルト５を挿通して、被固定部４へ螺合する。固定子部３の被固定部４に当接している端面と、被固定部４の側の当接面とで固定部１１が構成される。しかし、この固定部１１を含む構成は、所謂、片持ち、と呼称されるものであり、実施の形態に比べて、振動し易い構造である。
　本発明は、例えば、耐熱性の低い樹脂部品又は熱履歴による歪等が生じ易い歯車等を含み、且つ回転機に含まれる固定子部を締結ボルトによって被固定部に固定する構成に、適用可能である。
　１　固定子
　１ａ　固定子鉄心外装体
　１ｂ　円筒内面
　２　挿通孔
　３　固定子部
　４　被固定部
　５　締結ボルト
　６　円筒外周面
　７　固定子鉄心
　７ａ　ヨーク部
　７ｂ　円筒外面
　７ｄ　中心軸
　８　凸部
　９　ティース部
　１０　挿嵌穴部
　１１　固定部
　１２　内壁面
　１３　アキシャル方向
　１４　構造体
　２０　装置

Claims (7)

  1. 円筒状形状を有するヨーク部と前記ヨーク部の内面から突出するティース部とを含む固定子鉄心と、
    前記固定子鉄心の円筒外面と接する円筒内面と、両端面を有し筒状形状である円筒外周面とを有する固定子鉄心外装体と、を含む回転機の構造体において、
    前記円筒外周面から突出する複数の凸部と、
    前記固定子鉄心の前記円筒状形状における中心軸が延びるアキシャル方向と同じ方向に前記複数の凸部の各々を貫通する挿通孔と、を備え、
    前記複数の凸部の各々における前記アキシャル方向の寸法が、前記固定子鉄心外装体における前記筒状形状の前記両端面間の寸法よりも短い、回転機の構造体。
  2. 前記複数の凸部の各々は、前記円筒外周面において前記固定子鉄心外装体の前記両端面のうちの他方の端面よりも一方の端面に近い側に位置する、請求項１に記載の回転機の構造体。
  3. 前記複数の凸部は、前記円筒外周面において前記固定子鉄心外装体の前記両端面のうちの一方の端面と、前記固定子鉄心外装体の前記両端面のうちの他方の端面との間に位置する、請求項１に記載の回転機の構造体。
  4. 前記複数の凸部のうちの一つは、前記円筒外周面において前記固定子鉄心外装体の前記両端面のうちの一方の端面の側に位置し、
    前記複数の凸部のうちの別の一つは、前記円筒外周面において前記固定子鉄心外装体の前記両端面のうちの他方の端面の側に位置する請求項１に記載の回転機の構造体。
  5. 前記複数の凸部は、前記アキシャル方向に互いに離間する、請求項１に記載の回転機の構造体。
  6. 前記複数の凸部は、前記円筒外周面の周方向に互いに離間する、請求項１に記載の回転機の構造体。
  7. 請求項１～６のいずれかに記載の回転機の構造体を搭載する装置。
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