(57)【要約】【課題】固定子からの磁力がより効率的に回転子に作用させることで、誘導型電動機としての力率の向上を図る。【解決手段】固定子内周面および回転子外周面にはそれぞれ凹凸の連続した形状を有し、それらを噛み合わせることで、磁力の作用する面積を増大させる。磁力の作用は、溶接機用変圧器でもわかるように、作用する面積によって変化することに注目する。磁力の作用する距離（円周方向間隙）については、従来型を踏襲する。【選択図】図１
2010154751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を積層して成る誘導型電動機の固定子であって、その内周面の断面が凹凸の連続した形状を有し、凹部を形成する鋼板は、１枚もしくは数枚を束として、固定子鋼板束凹部と仮称し、凸部を形成する鋼板は、１枚もしくは数枚を束として、固定子鋼板束凸部と仮称し、固定子鋼板束凹部、固定子鋼板束凸部が、交互に積層してなることを特徴とする誘導型電動機の固定子。
【請求項２】
鋼板を積層して成る誘導型電動機の回転子であって、その外周面の断面が凹凸の連続した形状を有し、凹部を形成する鋼板は、１枚もしくは数枚を束として、回転子鋼板束凹部と仮称し、凸部を形成する鋼板は、１枚もしくは数枚を束として、回転子鋼板束凸部と仮称し、回転子鋼板束凹部、回転子鋼板束凸部が、交互に積層してなることを特徴とする誘導型電動機の回転子。
【請求項３】
固定子内周面の凹部が、回転子外周面の凸部に、固定子内周面の凸部が、回転子外周面の凹部に、連続して交互に噛み合うことを特徴とする請求項1記載の固定子、請求項２記載の回転子を有する誘導型電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導型電動機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来型電動機の断面を示す。固定子２０及び回転子２１との間には、円周方向間隙１８が存在するが、断面の形状は直線状である。円周方向間隙１８の数値を小さくすると、力率が向上することは周知の事実である。しかし、現状の数値は、製造、管理、保守などを勘案すると最適といえる数値である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「力率値・GAP一覧」（2010年3月、日本電産（株）所有データ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べたように、円周方向間隙１８を小さくすることには限界がある。しかし、誘導型電動機の力率を勘案する上では、この円周方向間隙１８は重要である。
【０００５】
【表１】
2010154751.tif 000003
【０００６】
上記、表１に示すように、誘導型電動機の力率は、６０．４％から８９．７％の範囲にある。特に、低出力になるにつれ力率が下がる傾向にある。
表１が示すように、０．１ｋｗを下回ると、力率はもっと低くなることは容易に予想できる。本発明が解決しようとする問題点は、低出力での力率が低い点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図２において、従来の一般的な誘導型電動機における固定子２０及び、回転子２１との間にある円周方向間隙１８の数値（０．２５から０．５５ｍｍ）は、前記した理由により、本発明においても踏襲する。
【０００８】
本発明における課題を解決する手段として、磁力の作用する面積を大きくすることで、磁力の作用が増大することに着目する。
【０００９】
磁力が作用する面積との関係を、溶接用変圧器を例として図８に示す。溶接電流を調整する機構は、変圧器の可動鉄心を移動することで行っている。可動鉄心の移動は、磁力が作用する間隙は一定であって、その面積を変えていることを意味する。
【００１０】
課題を解決するための手段の詳細を図５に示す。図５において、固定子９の内周面の凹部が、回転子１０の外周面の凸部に、固定子９の内周面の凸部が、回転子１０の外周面の凹部に連続して交互に噛み合うことを特徴とし、磁力の作用する面積の増大を図る。
【００１１】
【数１】
2010154751.tif 000004
【００１２】
磁力の作用する面積を図５、図６で比較してみる。図６は、従来型誘導型電動機の一部分の断面を示しており、磁力の作用する面積をS1とする。面積S1は、数１によって求められる。基準径φDa15は、固定子２０の内径φD5と、回転子２１の外径φD6の平均値とする。
【００１３】
図５における磁力の作用する面積をSとする。面積Sは、S1＋S２で求めることができる。面積S２は、凹凸部の噛み合う面積を表し、数１によって求められる。基準径φDa15は、固定子鋼板束凹部9aの内径φD3と、回転子鋼板束凸部10bの外径φD4の平均値とする。
【００１４】
ｎは、固定子鋼板束凸部9bの数を表し、２倍する意味は、両面に存在する軸方向間隙１９による。尚、各鋼板束9a、9b、10a、10bは、鋼板が１枚もしくは数枚であってもよい。尚、１枚であっても束という表現を本文では適用することを明記する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による誘導型電動機は、磁力の作用する面積の増大が、磁力の作用をより有効に働かせ、その結果、力率向上が期待できるところにある。特に、低出力の誘導型電動機での力率向上が期待できる。
【００１６】
このことは、一般産業用機械の動力源は誘導型電動機であることを考えると、大幅な省エネが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施例を示した説明図である。
【図２】図２は、従来型の誘導型電動機例を示した説明図である。
【図３】図３は、固定子鋼板束の積層状態を示した説明図である。
【図４】図４は、回転子鋼板束の積層状態を示した説明図である。
【図５】図５は、磁力作用面の増大を示した説明図である
【図６】図６は、従来型の磁力作用面積を示した説明図である。
【図７】図７は、巻き線できる状態例を示した説明図である。
【図８】図８は、溶接用変圧器を例にした説明である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明による誘導型電動機の断面を示す。固定子９の内周面及び回転子１０の外周面には、磁力の作用する面積の増大を図るために、凹凸が連続して交互に噛み合うことを特徴とし、固定子鋼板束凹部9aには、回転子鋼板束凸部10bが噛み合い、固定子鋼板束凸部9bには、回転子鋼板束凹部10aが噛み合う。
【００１９】
固定子９、回転子１０の詳細を図３、図４に示す。図３は固定子を、図４は回転子をそれぞれ示している。外径及び、内径の異なる各鋼板束9a、9b、10a、10bを交互に積層させることで、固定子内周面、回転子外周面に凹凸を交互に連続して形成する。図３、図４では、各鋼板束9a、9b、10a、10bは、各々1枚1枚交互に積層しているが、前記したように、数枚であってもよい。
【００２０】
固定子９の内周面及び、回転子１０の外周面の各凹凸が、軸方向間隙１９を維持しながら噛み合うために各凹凸の厚さを調整する。
【００２１】
例えば、回転子１０を例に説明すると、回転子鋼板束凸部10b及び、回転子鋼板束凹部10aの各鋼板の厚さは、軸方向間隙１９を勘案して決める。また、同時に枚数も勘案して厚さを決めてもよい。
円周方向間隙１８は、各鋼板製作時に決定するので、組み付け時での調整はない。
【００２２】
図１に示す軸方向間隙１９と円周方向間隙１８は、ほぼ同じ値がよい。つまり、回転子鋼板束凹部10aの幅は、固定子鋼板束凸部9bの幅に加え、軸方向間隙１９の２倍分にするとよい。
【００２３】
軸方向間隙１９が狭いと、各鋼板束の僅かの変形などで接触してしまう危険があるが、どちらの間隙もできる限り狭く設定することが、本発明の効果をより大きく得ることができる。逆に広くすると、本発明の効果が縮小してしまう。
【実施例】
【００２４】
図７は、巻き線８を施す前の一例を示す。固定子９と回転子１０は、その構造上同時に形成されなければならないことを明記する。この状態では固定子９及び、回転子１０との間には、円周方向間隙１８及び、軸方向間隙１９が存在するためガタが生じる。
【００２５】
治具などを用い、固定子９、回転子１０を固定すると、外枠1への圧入までの組み付け工程における打痕等による損傷を防止することができる。
【００２６】
図１において、固定子９の位置に対する回転子１０の、軸方向の位置決めが重要となる。
固定子９の位置決めは、外枠１内に固定子位置決め段差１１を設ける。打ち込み後は、固定子止め輪１２で固定する。
【００２７】
回転子１０は、出力軸７に設けた回転子位置決め段差２５まで打ち込み、回転子１０の末端に回転子止め輪１４で固定する。これで、出力軸７と回転子１０は固定される。  
【００２８】
固定子９及び、回転子１０の位置関係は、固定子鋼板束凹部9aの中心と回転子鋼板束凹部10aの中心を一致させる必要がある。出力側ベアリング５には、複列アンギュラベアリングを使用し、ベアリングケース４に、ベアリングナット１３及びベアリング押さえ２４にて出力軸７を固定する。
【００２９】
固定が完了した状態での軸方向の調整は、ベアリングケース４にある調整ボルト２４にて行う。また、調整ボルト２３の変わりに、出力側ブラケット２と、ベアリングケース４との間にシム２６を入れることで、より確実に軸方向の固定ができる。
【００３０】
また、各部品の加工精度が十分に維持、確保できるのであれば、ベアリング位置調整機構はなくてもよい。
尚、本発明による誘導型電動機では、巻き線８は外枠１への打ち込み前に済ませることを明記する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明による誘導型電動機自体の大きさについては、全長で調整機構の分僅かに長くなる程度であるため、従来型電動機との互換性に優れる点がある。
【００３２】
また、同じ出力であれば、電動機自体の小型化も期待できる。尚、焼損による巻き線８の交換は、本発明による誘導型電動機であっても可能であることを明記する。
【符号の説明】
【００３３】
1  外枠
2  出力側ブラケット
3  ファン側ブラケット
4  ベアリングケース
5  出力側ベアリング
6  ファン側ベアリング
7  出力軸
8  巻き線
9  固定子
9a  固定子鋼板束凹部
9b  固定子鋼板束 凸部
10  回転子
10a  回転子鋼板束凹部
10b  回転子鋼板束凸部
11  固定子位置決め段差
12  固定子止め輪
13  ベアリングナット
14  回転子止め輪
15  基準径φDa
16  基準径φDb
17  基準径φDc
18  円周方向間隙
19  軸方向間隙
20  固定子
21  回転子
22  ベアリング押さえ
23  調整ボルト
24  締め付けボルト
25  回転子位置決め段差
26  シム
【図１】
2010154751.tif 000005
【図２】
2010154751.tif 000006
【図３】
2010154751.tif 000007
【図４】
2010154751.tif 000008
【図５】
2010154751.tif 000009
【図６】
2010154751.tif 000010
【図７】
2010154751.tif 000011
【図８】
2010154751.tif 000012