(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステータ鉄板を積層した固定子鉄心を有するステータ、回転軸を有するロータ、前記ステータを収容するフレーム、前記ステータを保持し、通しボルト孔を有するエンドブラケット、を有して構成され、
前記ステータは通しボルトによってエンドブラケットに固定され、
前記エンドブラケットの少なくとも１つに設けられた外部取付ボルト孔を通して外部取付ボルトによって外部への取付可能な回転電機において、
前記ステータ鉄板は、対称線に対して左右対称、上下対称、及び前記ロータの回転軸に対して回転対称となる形状であって、外周が前記ロータ回転軸を中心とする円形である本体部と、前記円形の外周線よりも外側に部分的に突出した通しボルト孔を設けた角部と、を有しており、
前記通しボルト孔は、前記対称線上で、かつ、前記ロータ回転軸を中心とする円周上に等間隔に設けられ、
前記通しボルト孔と前記ロータ回転軸とを結ぶ線は、前記エンドブラケットに設けた外部取付ボルト孔と前記ロータ回転軸とを結ぶ線と所定角度を有してずれていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記所定角度は、１０度〜２０度である請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記角部は、通しボルト孔と前記ロータ回転軸とを結ぶ線を対称軸とする左右対称である請求項１記載の回転電機。
【請求項４】
前記フレームの材質は、樹脂である請求項１記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機であり、特に小型回転電機におけるステータ鉄板及びその通しボルト孔の配置を改良した回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機器として、電動機（モータ）が知られている。電動機では、電気系と機械系とが結合しており、磁界と導体との相対運動、磁界と電流との間の電磁力、磁気間の吸引力や反発力等を利用している。そして、電動機の一種として、回転運動を行う回転電機が知られており、直流モータや交流モータ等が使用されている。
【０００３】
回転電機、例えばＡＣサーボモータ等、は、図４に示すように、固定子鉄心１０１及び固定子コイル１０２からなるステータ、ロータ１０３、フレーム１０５、エンドブラケット１０６，１０７、等から構成される。ステータは、ステータ鉄板の積層体をかしめ、又は、レーザ溶接等の手段で固定して固定子鉄心１０１とし、この固定子鉄心１０１の溝部分に固定子コイル１０２を設けて形成される。ステータ鉄板は、例えば帯状鉄板を打抜いて形成されるが、この打抜き形状は、磁気回路として機能する本体部と、ステータをエンドブラケット１０６、１０７に固定するための通しボルト孔を設けた角部と、からなるのが一般的である。ロータ１０３は、回転軸１０４を有し、軸受１０８、１０９によりエンドブラケット１０６、１０７に回転可能に保持される。軸受１０８は、軸受保持カバー１３３で保護されている。負荷側エンドブラケット１０６は、通しボルト孔及び外部取付ボルト孔を有しており、通しボルト孔及び通しボルトによりステータを固定しており、また、外部取付ボルト孔及び外部取付ボルトにより外部に取付けられる。そして、回転電機を構成する部品等の形状は、なるべく回転対称となるよう設計されており、円形又は正方形等が好ましい。また、フランジ部材の外形は、回転電機の大きさに影響するため、容器外形程度とされていた。なお、エンコーダ１１０を備えており、位置や速度検出等が行われる。
【０００４】
従来の回転電機は、ステータ鉄板として、本体部の隅に通しボルト孔を設けていたが、通しボルトと外部取付ボルトの位置が重ならないようずらしていた。例えば、エンドブラケットの外形は略正方形であるが、ステータ鉄板を略長方形とし、その４隅に通しボルト孔を設けていた。また、ステータ鉄板の４隅に略正方形の切欠部を形成し、その切欠部の一方の横部分に通しボルト孔を設けることもなされていた。
【０００５】
しかしながら、ステータ鉄板を長方形とすると、回転対称性がくずれ、磁気特性が劣っていた。また、４隅に切欠部を設けると、切欠部の通しボルトを形成しない方の横部分が磁気特性に関与しないため、鉄板の使用量が必要以上でステータの重量が重くなるという問題が生じていた。また、磁気回路の対称性が低くなるという問題が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の問題を解決するものであり、ステータ鉄板の回転対称性並びに磁気回路の対称性を確保するとともに、ステータの重量が重くならない回転電機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のステータ鉄板を積層し固定した固定子鉄心及び固定子コイルからなるステータ、回転軸を有するロータ、ステータを収容するフレーム、ステータ及びロータを保持し、通しボルト孔を有するエンドブラケット、等から構成され、前記ステータは通しボルトによりエンドブラケットに固定され、そして、エンドブラケットの少なくとも１つに設けられた外部取付ボルト孔を通して外部取付ボルトにより外部への取付可能な回転電機において、前記ステータ鉄板は、対称線により左右、上下対称及び回転対称となる形状であって、本体部と、通しボルト孔を設けた角部と、からなり、そして、前記通しボルト孔は、前記対称線上で、かつ、ロータ回転軸を中心とする円周上に等間隔に設けられ、更に、通しボルト孔とロータ回転軸とを結ぶ線は、エンドブラケットに設けた外部取付ボルト孔とロータ回転軸とを結ぶ線と所定角度を有してずれている回転電機である。
【０００８】
また、本発明は、上記本体部は、外周がロータ回転軸を中心とする円形である回転電機である。
【０００９】
そして、本発明は、上記所定角度は、１０度〜２０度である回転電機である。
【００１０】
更に、本発明は、上記角部は、通しボルト孔とロータ回転軸とを結ぶ線を対称軸とする左右対称である回転電機である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の発明の実施の形態を説明する。
本発明の回転電機の一実施例について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、実施例の回転電機の断面説明図である。図２は、実施例の回転電機に使用するステータ鉄板のリング部材の説明図である。図３は、実施例の回転電機に使用するエンドブラケットの説明図である。図４は、回転電機の側断面説明図である。
【００１２】
実施例を説明する。本実施例の回転電機は、図４に示すように、固定子鉄心１０１及び固定子コイル１０２からなるステータ、ロータ１０３、フレーム１０４、エンドブラケット１０６、１０７、等から構成される。図４のＡ−Ａ断面矢視図を図１（ａ）に示すように、ステータは、ステータ鉄板１の積層鉄板からなる固定子鉄心１０１に設けた溝部１６に固定子コイル１６１を設けて形成される。ステータ鉄板１は、例えば帯状鉄板を打抜いて、リング部材１１と、ティース部材１５と、をそれぞれ形成した後、ティース部材１５をリング部材１１の溝部に挿入して構成する。ティース部材１５の一例を図１（ｃ）に示す。リング部材１１には、外周がロータ回転軸を中心とする円形である本体部と、通しボルト孔１３を設けるために部分的に突出した角部１２を有している。リング部材１１の本体部は、磁気回路となるため、図２に示すように、全周に渡って半径方向に一定の幅を有しており、また、角部１２は、図１（ｂ）に示ように、磁束に与える影響を小さくするため、通しボルト孔１３付近の強度を確保できる程度に最低限の面積となっている。また、角部１２は、通しボルト孔１３とロータ回転軸Ｏとを結ぶ線Ｂ１、Ｂ３を対称軸とする左右対称となっている。ロータ１０３は、回転軸１０４を有し、軸受１０８、１０９により、ブラケット１０６、１０７に回転可能に保持されている。軸受１０８は、軸受保持カバー１３３により保持されている。フレーム１０５は、ステータを収容しており、モールドされてフレーム部２１を形成し、そして、フランジ取付部３を有するエンドブラケット１０６と結合されている。負荷側エンドブラケット１０６は、図３に示すように、外部取付ボルト孔３１及び通しボルト孔３４を有するフランジ取付部３を備えている。そして、回転電機を構成する各部品の形状は、なるべく回転対称となるよう、円形又は正方形等となっている。なお、線Ａ１〜Ａ４は、フランジ４取付部における対称軸を示し、線Ｂ１〜Ｂ４は、ステータ鉄板１における対称軸、点Ｏは、回転軸であり、回転対称の軸でもある。なお、エンドブラケット１０６のフランジ取付部３の外形は、回転電機の大きさに影響するため、フレーム外形と同じである。また、エンコーダ１１０を備えており、位置や速度検出等が行われる。
【００１３】
実施例の回転電機のエンドブラケットについて、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、エンドブラケットのステータ側からの説明図であり、図３（ｂ）は、出力軸側からの説明図である。エンドブラケット１０６は、外部取付ボルト孔３１、通し取付ボルト孔３４及び軸受保持カバー取付孔３２を有している。外部取付ボルト孔３１に挿入する外部取付けボルト（図示せず）により、回転電機は、外部に取付け又は据付けられる。また、通しボルト孔３４に挿入する通しボルト１４により、フレーム１０５に収容されたステータがエンドブラケット１０６、１０７に取付けられる。エンドブラケット１０６，１０７の外形は、略正方形であり、そして、対称軸Ａ１〜Ａ４により、左右及び上下に対称となっている。対称軸Ａ１〜Ａ４は、それぞれ、隣の対称軸とは９０度の角度をなしている。そして、外部取付ボルト孔３１は、対称軸Ａ１又はＡ３上に設けている。なお、Ｂ１〜Ｂ４は、ステータ鉄板１における対称軸であり、詳細は、後述する。
【００１４】
実施例におけるステータ鉄板及び対称軸について、詳しく説明する。ステータ鉄板１のリング部材１１は、図２に示すように、角部（ハッチング部分）１２、通しボルト孔１３、を有しており、対称軸Ｂ１〜Ｂ４により左右及び上下対称であり、また、点Ｏにより回転対称となっている。対称軸Ｂ１〜Ｂ４は、それぞれ、隣の対称軸とは９０度の角度をなしている。通しボルト孔１３は、対称軸Ｂ１又はＢ３上にある。なお、Ａ１〜Ａ４は、フランジ取付部における対称軸であり、対称軸Ａ１〜Ａ４も、それぞれ、隣の対称軸とは９０度の角度をなしている。外部取付ボルト孔３１は、対称軸Ａ１又はＡ３上にある。そして、通しボルト孔１３、３４と点Ｏとを結ぶ線（対称軸Ｂ１又はＢ３）は、外部取付ボルト孔３１と点Ｏとを結ぶ線（対称軸Ａ１又はＡ３）と所定の角度α、例えば１０〜２０度、を有してずれている。１０度未満であると、通しボルト孔１３、３４と外部取付ボルト孔３１の位置が重なり、外部取付ボルトを使用して回転電機を取付ける作業が難しくなる。また、２０度を超えると、通しボルト孔１３の位置がエンドブラケットの外形より外に飛び出すようになって回転電機の寸法が大きくなり、好ましくない。
【００１５】
なお、実施例において使用したステータ鉄板について、リング部材とティース部材との２種類の部材からなると説明したが、１種類の部材からなる、又は３種類以上からなっていても、上記実施例と同様とすることは可能である。また、正方形や４個等で説明したが、それ以外の回転対称性となる形状や数字としても良い。そして、対称性や寸法等については、製造誤差や精度等を考慮して、少しずれる又はずらすことは可能である。
【００１６】
以上、実施例で説明したように、本実施例の回転電機においては、磁気特性に関与しない部分を通しボルト孔を設けた角部のみとすることができ、ステータ鉄板の回転対称性を確保するとともに、ステータの重量が重くなることはない。すなわち、従来技術では、フレーム寸法の大きさと同程度のステータ鉄板を使用していたが、本実施例では、フレーム外形とステータの外形の形状とが相違し、ステータ鉄板の大きさが小さくなり、その小さくなった分だけ、鉄板部分（密度７．９×１０３ｋｇ／ｍ３）を、軽比重物質、例えば樹脂（２．０×１０３ｋｇ／ｍ３前後）に置換え可能となり、回転電機の重量を大幅に軽くすることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ステータ鉄板の回転対称性並びに磁気回路の対称性を確保するとともに、ステータの重量が重くならない回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の回転電機の断面説明図。
【図２】実施例の回転電機に使用するエンドブラケットの説明図。
【図３】実施例の回転電機に使用するステータ鉄板のリング部材の説明図。
【図４】回転電機の側断面説明図。
【符号の説明】
１  ステータ鉄板
１１    リング部材
１２    角部
１３  通しボルト孔
１４  通しボルト
１５  ティース部材
１６  溝部
１６１  ステータコイル
２１  フレーム部
３  フランジ取付部
３１  外部取付ボルト孔
３２  軸受保持カバー取付孔
１０１  固定子鉄心ハウジング
１０２  固定子コイル
１０３  ロータ
１０４  回転軸
１０５  フレーム
１０６  負荷側ブラケット
１０７  非負荷側ブラケット
１０８、１０９  軸受
１１０  エンコーダ
１３３  軸受保持カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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