(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に配列した多数のステータピースを軸線方向両側のブラケットにより挟み込んで成る１個のステータと、該ステータの内外周にそれぞれ同軸に配置したインナーロータおよびアウターロータとをハウジング内に収納して具える回転電機において、
前記ブラケットの一方を前記ハウジングに固定し、他方のブラケットを、ステータから遠い該他方のブラケットの側に配置したスラスト発生機構によりステータに向け付勢して、これら他方のブラケットおよびステータ間における面圧によりステータを支持するよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記他方のブラケットとステータとの間にスペーサを介在させ、ステータから遠い側において該スペーサに植設したスタッドボルトで前記他方のブラケットをスペーサに取着し、前記スラスト発生機構が該他方のブラケットを介しスペーサをステータに向け付勢して、これらスペーサおよびステータ間における面圧によりステータを支持するよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記他方のブラケットに沿うよう延在するフランジを前記アウターロータに設け、該フランジの内周部と前記他方のブラケットの内周部との間に、これらフランジおよびブラケットが相互に接近するのを阻止しつつ相対回転し得るようにするベアリングを介在させて前記スラスト発生機構を構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記スペーサに植設するスタッドボルトに代え前記スペーサに向け進出するよう前記他方のブラケットにねじ込んだねじ込みボルトを設け、該ボルトのねじ込みで進出するボルト先端によってもスペーサをステータに向け付勢するよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記スペーサから遠い前記他方のブラケットの側にブラケットカバーを配置し、該他方のブラケットの内周部に設けたスラスト台座と前記ブラケットカバーの内周部との間に前記ベアリングを挟んで軸線方向に位置決めし、該ベアリングを前記フランジの内周部においても軸線方向に位置決めしたことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記スペーサを弾性材で構成し、該スペーサの弾性変形差により前記ステータピースの軸線方向長さのアンバランスを吸収するよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の回転電機のステータ支持構造において、前記他方のブラケットから遠い前記フランジの側で該フランジを前記ハウジングに回転自在に支持するアウターロータ支持ベアリングを付加して設け、この付加したアウターロータ支持ベアリングを介しハウジングによっても前記フランジをステータから遠ざかる軸線方向に抑止し得るよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機（電動機や発電機）におけるステータの支持構造関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機としては従来、例えば特開２０００−１１２２２１号公報に記載のごとく、そして図１に示すように、１個のステータ１と、その内外周にそれぞれ同軸に配置したインナーロータ２およびアウターロータ３とよりなる三重構造の回転電機が知られている。
【０００３】
上記のステータ１、インナーロータ２およびアウターロータ３をハウジング４内に収納するに当たっては、アウターロータ３の両端をベアリング５，６によりハウジング４に回転自在に支持し、ベアリング６の側で中空のアウターロータシャフト７に連続させる。
インナーロータ２はインナーロータシャフト８に結合し、該シャフト８の一端をベアリング９によりハウジング４に、また他端をベアリング１０により中空のアウターロータシャフト７内に回転自在に支持する。
【０００４】
ステータ１は、アウターロータシャフト７が存在する側をハウジング４に支持することができないため、以下の支持構造とする。
ステータ１は円周方向に配列した多数のステータピースで構成されるが、各ステータピースに軸線方向貫通孔１ａを穿設し、これに挿通したボルト１１によりプレート１２を介して各ステータピースをハウジング４の対応端壁に緊締する。
【０００５】
なおステータ１の取り付け構造としてはその他に、円周方向に配列したステータピースを軸線方向両側のブラケットにより挟み込み、隣り合うステータピース間に配置したボルトで両ブラケットを介しステータピースを緊締することによりステータをハウジングに支持する構成も採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし何れのステータ支持構造にあっても、ステータの軸線方向全長に亘ってステータ支持ボルトが存在することとなり、多くの場合がそうであるようにこのボルトを鉄などの磁性材で造る場合ボルトがロータ磁界の通り道になることがあり、ボルトに渦電流が発生して鉄損を生じさせるという問題があった。
【０００７】
なお、この問題解決のためステータ支持ボルトをステンレスなどの非磁性材で造ることも考えられるが、この場合ボルトの強度を要求通りに確保するのが困難で、必要なステータ支持強度を確保し得るような軸力に耐えるようにするとボルト直径が大きくなって、軸線方向にみた時のステータ断面積が低減され回転電機の性能低下を生ずるという別の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記の問題がステータの軸線方向全長に亘ってステータ支持ボルトが延在する事実に起因するとの認識に基づき、かようなボルトを用いることなくステータを支持し得る構成とすることで上記の問題を解消した回転電機のステータ支持構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明においては、請求項１に記載のごとく、
円周方向に配列した多数のステータピースを軸線方向両側から挟み込んでステータを構成する一対のブラケットのうち、一方のブラケットは回転電機のハウジングに固定する。
そして他方のブラケットはこれを、ステータから遠い該他方のブラケットの側に配置したスラスト発生機構によりステータに向け付勢し、これにより当該他方のブラケットおよびステータ間に発生する面圧によりステータを支持する構成となす。
【００１０】
【発明の効果】
かかる本発明のステータ支持構造によれば、ステータの軸線方向全長に亘って延在するようなボルトを何ら必要とすることなしにステータをハウジングに支持し得ることから、
ステータ支持構造の構成部品がロータ磁界の通り道になることがなく、当該部品に渦電流が発生して鉄損を生じさせるという前記の問題を回避し得ると共に、ステータ支持構造の如何なる構成部品も、軸線方向にみた時のステータ断面積を低減させることがなくて、回転電機を性能低下させるという前記の問題も回避し得る。
【００１１】
なおステータ支持構造を請求項１に記載のように構成するに当たっては、請求項２に記載のごとく、
上記他方のブラケットとステータとの間にスペーサを介在させ、ステータから遠い側において当該スペーサに植設したスタッドボルトで上記他方のブラケットをスペーサに取着し、前記スラスト発生機構が当該他方のブラケットを介しスペーサをステータに向け付勢し、これによりスペーサおよびステータ間に発生する面圧でステータを支持するよう構成するのが良い。
この場合、スペーサの厚さにより上記の面圧を調整することができ、この面圧を必要最小限の値にすることができる。
【００１２】
またステータ支持構造を請求項２に記載のように構成する場合、請求項３に記載のごとく、
上記他方のブラケットに沿うよう延在するフランジをアウターロータに設け、当該フランジの内周部と上記他方のブラケットの内周部との間に、これらフランジおよびブラケットが相互に接近するのを阻止しつつ相対回転し得るようにするベアリングを介在させて前記のスラスト発生機構を構成するのが良い。
かかる構成によれば、アウターロータをスラスト発生機構に利用することができて大いに有利である。
【００１３】
更に請求項４に記載のごとく、請求項３におけるスタッドボルトに代えて前記スペーサに向け進出するよう前記他方のブラケットにねじ込んだねじ込みボルトを設け、当該ボルトのねじ込みで進出するボルト先端によってもスペーサをステータに向け付勢するよう構成するのが良い。
この場合、ねじ込みボルトのねじ込み量により前記の面圧を調整することができ、この面圧を最適値に調整することができる。
【００１４】
またステータ支持構造を請求項４に記載のように構成する場合、請求項５に記載のごとく、
前記スペーサから遠い前記他方のブラケットの側にブラケットカバーを配置し、該他方のブラケットの内周部に設けたスラスト台座と前記ブラケットカバーの内周部との間に前記ベアリングを挟んで軸線方向に位置決めし、該ベアリングを前記フランジの内周部においても軸線方向に位置決めするのが良い。
この場合、上記ベアリングの位置決めが確実になされて、前記ねじ込みボルトのねじ込み量による面圧調整を更に確実なものにすることができる。
【００１５】
なお請求項２乃至５に記載のステータ支持構造においては、請求項６に記載のごとく、
前記スペーサを弾性材で構成し、その弾性変形差により前記ステータピースの軸線方向長さのアンバランスを吸収するよう構成するのが良く、
この場合、ステータピースの軸線方向長さのアンバランスを気にする必要がなくて製造コストの低減を実現することができると共に、当該アンバランスによっても各ステータピースに作用する前記の面圧を一様なものにすることができてステータ支持に関する信頼性が向上する。
【００１６】
また請求項３乃至６に記載のステータ支持構造においては、請求項７に記載のごとく、
前記他方のブラケットから遠い前記フランジの側でこのフランジをハウジングに回転自在に支持するアウターロータ支持ベアリングを付加して設け、この付加したアウターロータ支持ベアリングを介しハウジングによってもフランジをステータから遠ざかる軸線方向に抑止し得るよう構成するのが良い。
この場合、フランジに作用するスラスト反力を、上記付加したアウターロータ支持ベアリングを介しハウジングによっても支えることができるため、前記の面圧管理が更に容易に、且つ確実になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の上半分を断面として示す。
この回転電機は１個のステータ２１を具え、その内周にインナーロータ２２を同軸に配置し、外周にアウターロータ２３を同軸に配置した三重構造となす。
【００１８】
なお２４は回転電機のハウジングを示し、このハウジング２４内に上記のステータ２１、インナーロータ２２およびアウターロータ２３を収納する。
アウターロータ２３は、図の左端をアウターロータ支持ベアリング２５によりハウジング２４の端蓋２６上に回転自在に支持し、図の右端をアウターロータ支持ベアリング２７によりハウジング２４の対応端壁２４ａに回転自在に支持する。
これがためアウターロータ２３の対応端部に径方向内方へ延在するフランジ２８を固設し、該フランジ２８の内周筒部２８ａ（アウターロータシャフトの一部を構成する）とハウジング端壁２４ａとの間に上記のベアリング２７を介在させる。
【００１９】
インナーロータ２２はインナーロータシャフト２９と共に回転するようこれに結合し、該インナーロータシャフト２９の左端をベアリング３０によりハウジング２４の端蓋２６に、また右端をベアリング３１によりフランジ２８の内周筒部２８ａ内に回転自在に支持する。
【００２０】
ステータ２１は、簡便のため図示を省略したが、円周方向に配列した多数のステータピースで構成し、これらステータピースを軸線方向両側のブラケット３２，３３により挟み込む。
ところでステータ２１は、アウターロータ２３と共に回転するフランジ２８が存在する側をハウジング２４に支持することができないため、以下のようにしてハウジング２４に片持ち梁形式に支持する。
【００２１】
つまり、ステータ２１を構成する円周方向配列のステータピースを軸線方向両側より挟み込むブラケット３２，３３のうち、フランジ２８から遠い側におけるブラケット３２をビス３４によりハウジング２４の端蓋２６に固定する。
そして、フランジ２８に近い側における他方のブラケット３３は、これとステータ２１との間に介在させたスペーサ３５に突き合わせ、ステータ２１から遠い側においてスペーサ３５に植設したスタッドボルト３６とこれに螺合するナット３７とでブラケット３３をスペーサ３５に取着する。
【００２２】
ブラケット３３の内周面とフランジ内周筒部２８ａの外周面との間には、両者の相対回転を許容するためのベアリング３８を介在させ、このベアリング３８は、ブラケット３３の内周に設けたスラスト台座３３ａと、フランジ内周筒部２８の外周に形成した段差部２８ｂとで、フランジ２８およびブラケット３３が相互に接近するのを阻止可能とする。
かくしてフランジ２８およびベアリング３８は、ブラケット３３およびスペーサ３５をステータ２１に向け付勢して、スペーサ３５およびステータ２１間に発生した面圧によりステータ２１を支持するスラスト発生機構を構成する。
【００２３】
上記のような本実施の形態になるステータ支持構造によれば、ステータ２１の軸線方向全長に亘って延在するようなボルトを何ら必要とすることなしにステータ２１をハウジング２４に支持し得ることから、
ステータ支持構造の構成部品がロータ磁界の通り道になることがなく、当該構成部品に渦電流が発生して鉄損を生じさせるという、図１につき前述した問題を回避し得ると共に、
ステータ支持構造の如何なる構成部品も、軸線方向にみた時のステータ２１の断面積を低減させることがなくて、回転電機を性能低下させるという問題をも回避し得る。
【００２４】
また上記のステータ支持構造によれば、ブラケット３３とステータ２１との間にスペーサ３５を介在させ、ステータ２１から遠いスペーサ３５の側に植設したスタッドボルト３６でブラケット３３をスペーサ３５に取着し、上記のスラスト発生機構２８，３８がブラケット３３を介しスペーサ３５をステータ２１に向け付勢してスペーサ３５およびステータ２１間に発生させた面圧でステータ２１を支持する構成のため、
上記の作用効果に加えて、スペーサ３５の厚さにより上記の面圧を調整することができ、この面圧を必要最小限の値にすることができる。
【００２５】
更に、ブラケット３３に沿うよう延在するフランジ２８をアウターロータ２３に設け、当該フランジ２８の内周部２８ａとブラケット３３の内周部との間に、これらフランジ２８およびブラケット３３が相互に接近するのを阻止しつつ相対回転し得るようにするベアリング２８を介在させて前記のスラスト発生機構を構成したから、アウターロータ２３をスラスト発生機構に利用することができて大いに有利である。
【００２６】
図３は、本発明の他の実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の上半分を断面として示すもので、本実施の形態においては、図２に示すスタッドボルト３６に代えてスペーサ３５に向け進出するようブラケット３３にねじ込みボルト４１をねじ込んで設ける。
この場合、当該ボルト４１のねじ込みで進出するボルト先端によってもスペーサ３５をステータ２１に向け付勢することとなり、ねじ込みボルト４１のねじ込み量によりスペーサ３５およびステータ２１間における面圧を最適値に調整することができる。
【００２７】
本実施の形態においては更に、スペーサ３５から遠いブラケット３３の側にブラケットカバー４２を配置し、ブラケット３３の内周部に設けたスラスト台座３３ａとブラケットカバー４２の内周部との間に前記のベアリング３８を挟んで軸線方向に位置決めし、ベアリング３８をフランジ内周筒部２８ａにおいても軸線方向に位置決めすべく、フランジ内周筒部２８ａに係着したスナップリング４３および前記段差部２８ｂとの間にベアリング３８を挟む。
この場合、ベアリング３８の軸線方向位置決めが確実になされて、ねじ込みボルト４１のねじ込み量による面圧調整を更に確実なものにすることができる。
【００２８】
ところで、図２または図３に示す何れの実施の形態を採用するにしても、スペーサ３５は弾性材で構成し、ステータ２１を構成するステータピースの軸線方向長さのアンバランスをスペーサ３５の弾性変形量の差により吸収するのが良い。かようにする場合、ステータピースの軸線方向長さのアンバランスを気にする必要がなくて製造コストの低減を実現することができると共に、当該アンバランスによっても各ステータピースに作用する前記の面圧を一様なものにすることができてステータ支持に関する信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、図２および図３に示す実施の形態においては、以下に説明する共通な作用効果をも奏することができる。
つまり、ブラケット３３から遠いフランジ２８の側でこのフランジ２８をアウターロータ支持ベアリング２７によりハウジング２４（詳しくは端壁２４ａ）に回転自在に支持したから、
このアウターロータ支持ベアリング２７を介しハウジング２４（端壁２４ａ）によってもフランジ２８をステータ２１から遠ざかる軸線方向に抑止し得ることとなり、フランジ２８に作用するスラスト反力をアウターロータ支持ベアリング２７を介しハウジング２４（端壁２４ａ）によっても支えることができ、前記の面圧管理を更に容易に、且つ確実なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のステータ支持構造を具えた回転電機の縦断側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の半部縦断側面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の半部縦断側面図である。
【符号の説明】
２１  ステータ
２２  インナーロータ
２３  アウターロータ
２４  ハウジング
２４ａ  ハウジング端壁
２５  アウターロータ支持ベアリング
２６  ハウジング端蓋
２７  アウターロータ支持ベアリング
２８  フランジ
２８ａ  フランジ内周筒部（アウターロータシャフトの一部）
２８ｂ  段差部
２９  インナーロータシャフト
３０  ベアリング
３１  ベアリング
３２  ブラケット
３３  ブラケット
３３ａ  スラスト台座
３４  ブラケット固定ビス
３５  スペーサ
３６  スタッドボルト
３７  ナット
３８  ベアリング
４１  ねじ込みボルト
４２  ブラケットカバー
４３  スナップリング
【図１】
0003622731.tif 000002
【図２】
0003622731.tif 000003
【図３】
0003622731.tif 000004