(57)【要約】【課題】回転電機の電磁鋼板の積層、締め付け時に、内側クランパと各電磁鋼板の相互の位置ずれの発生を防止する。【解決手段】回転電機は、回転子と、固定子と、２つの軸受とを備える。固定子は、固定子鉄心と固定子巻線とを有する。固定子鉄心は、径方向内側に複数の歯部を有する開口が形成された複数の電磁鋼板と、複数の歯部を軸方向両側から抑える２組の内側クランパ１３０と、２組の内側クランパ１３０の軸方向外側に配され２組の内側クランパ１３０を介して複数の電磁鋼板を軸方向に抑える２枚の外側クランパ１４０を具備する。２組の内側クランパ１３０のそれぞれは、周方向に互いに隣接して配列された複数の内側クランパピース１３０ａを有する。２枚の外側クランパ１４０と、２組の内側クランパ１３０のそれぞれと、複数の電磁鋼板には、周方向に互いに間隔をおいた複数の共通の位置に組み立てピンを貫通させるための組み立てピン孔が形成されている。【選択図】図３
2019083606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、
空隙を介して前記回転子鉄心の径方向外側を取り囲むように設けられ、径方向内側に複数の歯部を有する開口が形成された複数の電磁鋼板と、前記複数の歯部を軸方向両側から抑える２組の内側クランパと、前記２組の内側クランパの軸方向外側に配され前記２組の内側クランパを介して前記複数の電磁鋼板を軸方向に抑える２枚の外側クランパを具備する円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、
を備える回転電機であって、
前記２組の内側クランパのそれぞれは、周方向に互いに隣接して配列された複数の内側クランパピースを有し、
前記２枚の外側クランパと、前記２組の内側クランパのそれぞれと、前記複数の電磁鋼板には、軸方向に見て周方向に互いに間隔をおいた複数の共通の位置に組み立てピンを貫通させるための組み立てピン孔が形成されている、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
回転子と、空隙を介して前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、２つの軸受とを備える回転電機の固定子鉄心であって、
径方向内側に複数の歯部を有する開口が形成された複数の電磁鋼板と、
前記複数の歯部を軸方向両側から抑える２組の内側クランパと、前記２組の内側クランパの軸方向外側に配され前記２組の内側クランパを介して前記複数の電磁鋼板を軸方向に抑える外側クランパと、
を具備し、
前記２組の内側クランパのそれぞれは、周方向に互いに隣接して配列された複数の内側クランパピースを有し、
前記２組の内側クランパのそれぞれと、前記複数の電磁鋼板には、軸方向に見て周方向に互いに間隔をおいた複数の共通の位置に組み立てピンを貫通させるための組み立てピン孔が形成されている、
ことを特徴とする回転電機の固定子鉄心。
【請求項３】
回転電機の固定子の組み立て方法であって、
第１の外側クランパに複数の組み立てピンを貫通させ、第１の外側クランパを設置するステップと、
第１の内側クランパを構成するそれぞれの内側クランパピースを、当該内側クランパピースの組み立てピン孔に前記組み立てピンを通すようにして、前記第１の外側クランパ上に設置する第１の内側クランパ設置ステップと、
前記第１の内側クランパ設置ステップの後に、前記第１の内側クランパ上に、電磁鋼板を、当該電磁鋼板の組み立てピン孔に前記組み立てピンを通すようにして、前記電磁鋼板を順次搭載する電磁鋼板搭載ステップと、
前記電磁鋼板搭載ステップの後に、第２の内側クランパおよび第２の外側クランパを搭載するステップと、
複数の締め付けロッドにより前記第１の外側クランパと前記第２の外側クランパの両側から締め付けて固定子鉄心を一体化するステップと、
一体化した固定子鉄心をフレーム内に取り付けるステップと、
を有することを特徴とする固定子の組み立て方法。
【請求項４】
前記電磁鋼板搭載ステップは、
前記電磁鋼板の全体から一部の複数枚の電磁鋼板を除いた残りの電磁鋼板を、前記第１の内側クランパ上に搭載することなく、一括積層して電磁鋼板の積層構造を形成する電磁鋼板積層ステップと、
前記第１の内側クランパ設置ステップの後に、前記一部の複数枚の電磁鋼板についてそれぞれ１枚ずつ前記第１の内側クランパ上に搭載する電磁鋼板個別搭載ステップと、
前記電磁鋼板積層ステップおよび前記電磁鋼板個別搭載ステップの後に、前記積層構造を搭載するステップと、
を有することを特徴とする請求項３に記載の固定子の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機、固定子鉄心、および固定子の組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機において、回転子鉄心および固定子鉄心においては、渦電流による鉄損が発熱の一因となり、効率の低下の要因となる。
【０００３】
このため、回転電機における回転子鉄心および固定子鉄心には、強磁性体製で中央に開口を有する円板状の積層用の鋼板が軸方向に積層された積層鉄心構造が一般的であり、これによって、軸方向への電流の流れを抑制している。
【０００４】
固定子鉄心は、回転子鉄心の径方向の外側に、空隙を介して配され、全体として円筒状に形成されている。また、固定子鉄心の径方向の内側表面には、周方向に互いに間隔をおいて軸方向に延びた複数のスロットが形成されている。それぞれのスロットには、固定子巻線の導体が収納される。
【０００５】
このような、固定子鉄心を形成するために、各積層用の電磁鋼板には、中心の開口に沿って、各スロットに対応する凹部が形成される。この結果、固定子鉄心には、互いに隣接するスロットに挟まれた歯部が形成される。軸方向に積層された電磁鋼板は、軸方向の両端に配された厚肉の内側クランパ等により挟まれて、一体形状を維持している（特許文献１参照）。
【０００６】
内側クランパは、電磁鋼板に形成された歯部を軸方向に抑えている。また、外側クランパは、内側クランパを介して軸方向に積層された積層用鋼板を、軸方向の両側から締め付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５００２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
内側クランパおよび外側クランパは、いずれも厚肉であるため、通常、ガスカット等で製作される。
【０００９】
一方、従来は実施していないが、仮に、各スロットに固定子巻線用の導体を収納した後に、内側クランパを含めて各スロットに楔を挿入した後に、全ての楔の端部を一括して切断するようなことをするような要求がある場合にも、従来の内側クランパの製作精度では困難である。すなわち、大形の回転電機においては、設備の制約上、内側クランパの全体を一括してレーザカット等により成形加工することは困難である。
【００１０】
楔を考慮しなければ、歯部押さえのそれぞれの幅は、固定子鉄心の歯部のそれぞれの幅よりも狭く、また、全体としては一円構造なので、通常は、内側クランパと電磁鋼板との相対位置については、それほど精度を考慮して配置する必要はない。しかしながら、前記のように電磁鋼板の軸方向外側の内側クランパも含めて、楔を貫通させるような場合には、内側クランパの扇形の各部を精度よく配置する必要がある。
【００１１】
また、電磁鋼板を、積層し、軸方向両側から締め付ける場合に、固定子鉄心の内部で互いに位置ずれが発生する可能性にも留意する必要がある。
【００１２】
そこで、本発明は、回転電機の電磁鋼板の積層、締め付け時に、内側クランパと各電磁鋼板の相互の位置ずれの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、空隙を介して前記回転子鉄心の径方向外側を取り囲むように設けられ、径方向内側に複数の歯部を有する開口が形成された複数の電磁鋼板と、前記複数の歯部を軸方向両側から抑える２組の内側クランパと、前記２組の内側クランパの軸方向外側に配され前記２組の内側クランパを介して前記複数の電磁鋼板を軸方向に抑える２枚の外側クランパを具備する円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、を備える回転電機であって、前記２組の内側クランパのそれぞれは、周方向に互いに隣接して配列された複数の内側クランパピースを有し、前記２枚の外側クランパと、前記２組の内側クランパのそれぞれと、前記複数の電磁鋼板には、軸方向に見て周方向に互いに間隔をおいた複数の共通の位置に組み立てピンを貫通させるための組み立てピン孔が形成されている、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、回転子と、空隙を介して回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、２つの軸受とを備える回転電機の固定子鉄心であって、径方向内側に複数の歯部を有する開口が形成された複数の電磁鋼板と、前記複数の歯部を軸方向両側から抑える２組の内側クランパと、前記２組の内側クランパの軸方向外側に配され前記２組の内側クランパを介して前記複数の電磁鋼板を軸方向に抑える外側クランパと、を具備し、前記２組の内側クランパのそれぞれは、周方向に互いに隣接して配列された複数の内側クランパピースを有し、前記２組の内側クランパのそれぞれと、前記複数の電磁鋼板には、軸方向に見て周方向に互いに間隔をおいた複数の共通の位置に組み立てピンを貫通させるための組み立てピン孔が形成されている、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、回転電機の固定子の組み立て方法であって、第１の外側クランパに複数の組み立てピンを貫通させ、第１の外側クランパを設置するステップと、第１の内側クランパを構成するそれぞれの内側クランパピースを、当該内側クランパピースの組み立てピン孔に前記組み立てピンを通すようにして、前記第１の外側クランパ上に設置するステップと、前記第１の内側クランパ上に、電磁鋼板を、当該電磁鋼板の組み立てピン孔に前記組み立てピンを通すようにして、前記電磁鋼板を順次搭載するステップと、第２の内側クランパおよび第２の外側クランパを搭載するステップと、複数の締め付けロッドにより前記第１の外側クランパと前記第２の外側クランパの両側から締め付けて固定子鉄心を一体化するステップと、一体化した固定子鉄心をフレーム内に取り付けるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転電機の電磁鋼板の積層、締め付け時に、内側クランパと各電磁鋼板の相互の位置ずれの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の電磁鋼板の積層構造を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心を軸方向の一方の端部から見た側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の構成を示す部分側面図である。
【図５】第１の実施形態に係る回転電機の固定子歯部周辺の詳細を示す図４の部分側面図である。
【図６】第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心において、外側クランパの変形例を用いた場合の、固定子鉄心を軸方向の一方の端部から見た側面図である。
【図７】第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の組み立て方法の手順を示すフロー図である。
【図８】第１の実施形態に係る回転電機の固定子の組み立て方法における固定子鉄心の組み立て状況を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の組み立て方法の手順を示すフロー図である。
【図１０】第２の実施形態に係る回転電機の固定子の組み立て方法における固定子鉄心の組み立て状況を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る回転電機、固定子、および固定子の組み立て方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。回転電機２００は、回転子１０、固定子２０、フレーム６０、２つの軸受６３、および２つの軸受ブラケット６５を有する。
【００２０】
回転子１０は、軸方向に延びて２つの軸受６３によって回転可能に支持されたロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の径方向外側で、軸方向には２つの軸受６３に挟まれた位置に取付けられた回転子鉄心１２とを有する。
【００２１】
固定子２０は、円筒状の固定子鉄心１００と固定子巻線２２とを有する。固定子鉄心１００は、回転子鉄心１２と空隙１８を介して回転子鉄心１２の径方向外側を取り囲むように設けられている。固定子鉄心１００の径方向内側表面には、軸方向に延びて周方向に互いに間隔をあけて配された複数の溝状の固定子スロット１０２（図４）が形成されている。固定子巻線２２は、複数の固定子巻線導体２２ａ（図５）を有する。複数の固定子巻線導体２２は、これらの固定子スロット１０２内を貫通し軸方向の両側に延びて、互いに接続され、あるいは外部配線と接続される。
【００２２】
固定子鉄心１００は、積層構造１１０、複数の内側クランパピース１３０ａ（図３）をそれぞれ有する２組の内側クランパ１３０、および２枚の外側クランパ１４０を有する。
【００２３】
積層構造１１０は、軸方向に積層されている複数の電磁鋼板１２０を有する。積層構造１１０には、径方向の流路である複数のダクト（図示せず）が、軸方向に間隔をあけて形成されている。積層構造１１０は、その軸方向の両外側に配された２組の内側クランパ１３０に挟まれ、２組の内側クランパ１３０のそれぞれは、その軸方向外側に配された２枚の外側クランパ１４０のそれぞれに挟まれている。
【００２４】
複数の締め付けロッド１７０が、２枚の外側クランパ１４０および２組の内側クランパ１３０、ならびに複数の電磁鋼板１２０が積層された積層構造１１０を、軸方向に貫通し、締め付けている。締め付けロッド１７０は、断面が矩形であり、締め付けロッド１７０が貫通する外側クランパ１４０に形成された締め付けロッド貫通孔１４６の形状も矩形（図４参照）である。締め付けロッド１７０は、両端が溶接部１７１により外側クランパ１４０にそれぞれ固定されている。なお、締め付けロッド１７０は、軸方向両側に設けられた外側クランパ１４０のそれぞれの外側に突出した範囲におねじが形成された長尺のロッドと両側のナットの組合せ、あるいは、一端にはボルトの頭を有し、反対側にはおねじが形成されているボルトとナットの組合せなどでもよい。締め付けロッド１７０は、周方向に互いに間隔をおいて配されている（締め付けロッド１７０が貫通する外側クランパ１４０に形成された締め付けロッド貫通孔１４６の配置について図３を参照）。
【００２５】
フレーム６０は、固定子２０の径方向外側に配されて、回転子鉄心１２および固定子２０を収納している。固定子２０は、フレーム６０に固定されている。２つの軸受ブラケット６５のそれぞれは、フレーム６０の軸方向の両端に取り付けられている。２つの軸受ブラケット６５のそれぞれは、２つの軸受６３のそれぞれを固定支持している。
【００２６】
図２は、第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の電磁鋼板の積層構造を示す平面図である。複数の電磁鋼板１２０は、たとえば、同一の型のプレスにより打ち抜かれ、全て、同一の形状、寸法である。それぞれの電磁鋼板１２０は、中央に円形の開口を有する強磁性体の円板である。
【００２７】
電磁鋼板１２０のそれぞれの径方向内側には、複数の切欠きが形成され、電磁鋼板１２０が積層された積層構造１１０には、複数の固定子スロット１０２が形成される。複数の固定子スロット１０２は、互いに周方向に間隔をおいて配され、軸方向に固定子鉄心１００を貫通している。周方向に互いに隣接する固定子スロット１０２により、固定子歯部１０３が形成されている。
【００２８】
また、電磁鋼板１２０のそれぞれの径方向外側には、複数の溝が形成され、電磁鋼板１２０が積層された積層構造１１０には、複数の締め付けロッド用切欠き１１６が形成される。複数の締め付けロッド用切欠き１１６は、互いに周方向に間隔をおいて配され、軸方向に固定子鉄心１００を貫通している。
【００２９】
また、電磁鋼板１２０のそれぞれには、互いに周方向に間隔をおいて配された複数の孔が形成され、電磁鋼板１２０が積層された積層構造１１０には、軸方向に固定子鉄心１００を貫通する複数の組み立てピン孔１１５が形成される。
【００３０】
図３は、固定子鉄心を軸方向の一方の端部から見た側面図である。外側クランパ１４０の奥に内側クランパ１３０が配されている。
【００３１】
外側クランパ１４０は、積層構造１１０と同軸に配され、中央に円形の開口１４１を有する環状の厚板の円板である。径方向の内側部分は、開口１４１に向かって径方向に薄くなるようなテーパが形成されている。
【００３２】
内側クランパ１３０は、積層構造１１０と同軸に配された厚肉の円板である。内側クランパ１３０は、図３に示すように、周方向に互いに隣接する６つの内側クランパピース１３０ａに分割されている。
【００３３】
内側クランパ１３０の中央には、円形の開口が形成され、その開口には、周方向に互いに間隔をおいて、径方向に延びた複数の歯部押さえ１３２が形成されている。歯部押さえ１３２の周方向角度位置は、固定子歯部１０３の周方向角度位置と実質的に一致しており、また、歯部押さえ１３２の形状、寸法は固定子歯部１０３の形状、寸法と実質的に一致している。それぞれの歯部押さえ１３２は、固定子歯部１０３の軸方向外側にあって、固定子歯部１０３を軸方向、すなわち両外側の歯部押さえ１３２に挟まれた電磁鋼板１２０を軸方向に圧縮するように抑えている。
【００３４】
内側クランパピース１３０ａのそれぞれの歯部押さえ１３２等は、レーザ等を使用した加工により形成される。なお、図３では、内側クランパ１３０が６つの内側クランパピース１３０ａに分割されている場合を示したが、分割数は、内側クランパ１３０全体の大きさと、レーザ等を用いた加工装置の寸法的な受容能力等を勘案して決定すればよい。
【００３５】
固定子鉄心１００の軸方向の両外側に配された２組の内側クランパ１３０のそれぞれは、固定子鉄心１００と同軸に配された厚肉の円板である。外側クランパ１４０は、内側クランパ１３０と同心で、かつ、内側クランパ１３０より径方向外側に拡がっている。具体的には、外側クランパ１４０の外径は、内側クランパ１３０の外径より大きい。外側クランパ１４０の開口１４１は、内側クランパ１３０の外径より小さい。また、外側クランパ１４０の開口１４１は、内側クランパ１３０の切欠き１３１の径方向の最外部１３１ａ（図４）の包絡円より大きい。外側クランパ１４０の開口１４１の縁部は、開口に向かって、すなわち径方向内側になるに従って肉厚が減ずるようにテーパが形成されている。
【００３６】
外側クランパ１４０の、内側クランパ１３０の外周に対応する径方向の位置に、周方向に互いに間隔をおいて、締め付けロッド１７０（図１）の貫通用の複数の締め付けロッド貫通孔１４６が形成されている。また、内側クランパ１３０の、外側クランパ１４０の締め付けロッド貫通孔１４６と重なる部分には、締め付けロッド１７０貫通用の複数の締め付けロッド用切欠き１３６が形成されている。また、内側クランパ１３０と同様に、積層構造１１０にも、締め付けロッド１７０貫通用の締め付けロッド用切欠き１１６が形成されている。
【００３７】
また、外側クランパ１４０と内側クランパ１３０とが径方向に重なる環状の範囲の外側クランパ１４０には、締め付けロッド貫通孔１４６より径方向内側の位置に、周方向に互いに間隔をおいて、組み立てピン１６０（図８）の貫通用の複数の組み立てピン孔１４５が形成されている。内側クランパ１３０の、外側クランパ１４０の組み立てピン孔１４５と重なる部分には、同様に組み立てピン１６０の貫通用の複数の組み立てピン孔１３５が形成されている。
【００３８】
図３では、締め付けロッド１７０が矩形断面の場合として、締め付けロッド貫通孔１４６が矩形の場合を示している。なお、締め付けロッドは、矩形断面に限らず、円形断面や多角形の断面であってもよい。
【００３９】
締め付けロッド貫通孔１４６に対応して、内側クランパ１３０の外縁には、複数の締め付けロッド用切欠き１３６が形成されている。
【００４０】
外側クランパ１４０には、内側クランパ１３０と外側クランパ１４０とが重なる範囲に、円周状に互いに間隔をあけて複数の組み立てピン孔１４５が形成されている。また、内側クランパ１３０には、外側クランパ１４０の組み立てピン孔１４５にそれぞれ対応する位置に、複数の組み立てピン孔１３５が形成されている。
【００４１】
図４は、固定子鉄心の構成を示す部分側面図である。固定子２０の組立て状態において、固定子２０の軸方向外側からみた外観の周方向の一部を示している。すなわち、手前から、外側クランパ１４０、内側クランパ１３０、および最も奥に電磁鋼板１２０が積層された積層構造１１０が重なっている状況を示している。
【００４２】
図４に示すように、積層構造１１０を構成するそれぞれの電磁鋼板１２０と、内側クランパ１３０は、形状、寸法が実質的に同一である。ここで、実質的に同一とは、設計上、同一であり、製作および組立精度の分、互いに異なっていることを言うものとする。したがって、積層構造１１０の固定子歯部１０３と内側クランパ１３０の歯部押さえ１３２は軸方向に見ると重なっている。同様に、内側クランパ１３０の複数の組み立てピン孔１３５および複数の締め付けロッド用切欠き１３６は、それぞれ、各電磁鋼板１２０に形成された組み立てピン孔１１５および締め付けロッド用切欠き１１６と軸方向に見て重なっている。
【００４３】
なお、図４では、説明の都合上、破線で示す組み立てピン孔１３５および組み立てピン孔１１５を、実線で示す組み立てピン孔１４５より大きく表示しているが、実質的に、すなわち製作誤差の範囲で、同一の径である。組み立てピン１６０の径は、この製作誤差を考慮して設定する。
【００４４】
図５は、固定子歯部周辺の詳細を示す図４の部分側面図である。図５の手前側が、内側クランパ１３０であり、その奥が、電磁鋼板１２０の積層構造１１０である。
【００４５】
積層構造１１０に形成された固定子スロット１０２および内側クランパ１３０に形成された切欠き１３１には、固定子巻線２２の固定子巻線導体２２ａが軸方向に貫通して設置されている。
【００４６】
固定子巻線導体２２ａの径方向内側には、固定子巻線導体２２ａを保持するために、軸方向に延びた板状の楔１５０が設けられている。楔１５０を固定するために、積層構造１１０の固定子歯部１０３には、スロット開口１０２ａ近くの周方向の両側に凹部１０２ｂが形成されている。楔１５０は、その両側の縁部を、互いに対向する凹部１０２ｂに配することにより支持されている。
【００４７】
なお、図５は、内側クランパ１３０の歯部押さえ１３２の大きさが、積層構造１１０の固定子歯部１０３より、製作、組み立て精度の範囲で、小さい場合を示している。すなわち、周方向の幅の差ｄ１，および径方向の長さの差ｄ２が正の場合を示している。積層構造１１０および内側クランパ１３０は、差ｄ１、差ｄ２が、正の場合、あるいは負の場合のいずれの場合においても、固定子巻線導体２２ａおよび楔１５０を収納可能なように形成されている。すなわち、製作、組み立て精度上の差ｄ１、差ｄ２の絶対値の最大値を考慮して、固定子巻線導体２２ａおよび楔１５０との取り合い寸法を設定している。
【００４８】
また、積層構造１１０の組み立てピン孔１１５、内側クランパ１３０の組み立てピン孔１３５、および外側クランパ１４０の組み立てピン孔１４５のそれぞれの内径と、締め付けロッド１７０（図１）の外径との差、すなわち偏りした場合のずれを生ずるギャップの値は、内側クランパ１３０の歯部押さえ１３２と固定子スロット１０２とのずれ（差ｄ１、ｄ２の絶対値）よりも十分に小さな値とする。
【００４９】
図６は、第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心において、外側クランパの変形例を用いた場合の、固定子鉄心を軸方向の一方の端部から見た側面図である。
【００５０】
図６に示す変形例の場合は、外側クランパ１４０ａは、全体がほぼ矩形で、脚部（図示せず）が設けられている箇所に対応する２つの隅でへこんだ形状となっている。外側クランパ１４０ａは、その外縁がフレーム６０に接続されるため、外形は、フレーム６０の内面の形状に対応したものとなる。
【００５１】
外側クランパ１４０の本変形例においては、締め付けロッド貫通孔１４６ａが形成されている径方向位置が、内側クランパ１３０の径方向の外縁よりも外側にある。このため、内側クランパ１３０および積層構造１１０には、締め付けロッド１７０が貫通するための切欠きは形成されていない。その他の点では、外側クランパ１４０の場合と同様である。
【００５２】
大型の回転電機の場合、外側クランパ１４０、１４０ａも寸法が大きくなるが、外側クランパ１４０、１４０ａの開口１４１の加工は、前述のような内側クランパ１３０の歯部押さえ１３２の場合の加工のような精度が要求されないため、通常のガスカット等で加工可能である。また、外側クランパ１４０の複数の組み立てピン孔１４５（図４）についても、たとえば、図６に示すようなコーナー部Ｐを基準としたＸ座標およびＹ座標での位置決めを行った上でのドリル加工が可能である。
【００５３】
図７は、第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の組み立て方法の手順を示すフロー図である。以下、２枚の外側クランパ１４０のうちの、一方の外側クランパ１４０を第１の外側クランパ１４０、他方の外側クランパ１４０を第２の外側クランパ１４０と呼ぶ。同様に、２組の内側クランパ１３０のうちの、一方の内側クランパ１３０を第１の内側クランパ１３０、他方の内側クランパ１３０を第２の内側クランパ１３０と呼び、内側クランパピース１３０ａも同様に、第１および第２の内側クランパピース１３０ａと呼ぶ。
【００５４】
手順の最初として、準備段階のステップを進める（ステップＳ１０）。ステップＳ１０は、ステップＳ１１ないしステップＳ１３を有する。
【００５５】
すなわち、第１および第２の外側クランパ１４０に中央の開口１４１、複数の組み立てピン孔１４５および締め付けロッド貫通孔１４６を形成する（ステップＳ１１）。また、第１および第２の内側クランパ１３０の構成要素である複数の第１および第２の内側クランパピース１３０ａに複数の歯部押さえ１３２、複数の組み立てピン孔１３５および複数の締め付けロッド用切欠き１３６を形成する（ステップＳ１２）。さらに、積層構造１１０の固定子スロット１０２、組み立てピン孔１１５および締め付けロッド用切欠き１１６、さらには固定子スロット１０２の凹部１０２ｂを形成するための加工を、複数の電磁鋼板１２０のそれぞれに施す（ステップＳ１３）。ここで、ステップＳ１１ないしステップＳ１３は、互いに前後関係を問わない。
【００５６】
図８は、第１の実施形態に係る回転電機の固定子の組み立て方法における固定子鉄心の組み立て状況を示す斜視図である。次のステップＳ２０からステップＳ４０の説明のためのものであり、図８は、ステップＳ４０における状態を示している。
【００５７】
ステップＳ１０の準備ステップが終了した後に、第１の外側クランパ１４０に、複数の組み立てピン１６０を貫通させた状態で、第１の外側クランパ１４０を軸方向外側の面を下にして、第１の外側クランパ１４０を定盤などの平面上に設置する（ステップＳ２０）。外側クランパ１４０の組み立てピン孔１４５および内側クランパ１３０の組み立てピン孔１３５のうちの図８では４か所に、組み立てピン１６０が貫通している。図８では、見やすくするために、周方向に間隔をあけて４か所に締め付けロッド１７０を通している場合を示しており、それ以外の締め付けロッド１７０の図示を省略しているが、すべての内側クランパピース１３０ａについてそれぞれ少なくとも２箇所ずつ締め付けロッド１７０貫通させる。
【００５８】
なお、組み立てピン１６０がたとえばボルト形状の時に、ボルトの頭が外側クランパ１４０の下方に突出するので、これを吸収するために、外側クランパ１４０と定盤との間にスペーサ（図示せず）などを設置してもよい。ここで、第１の外側クランパ１４０を貫通する組み立てピン１６０は、鉛直上方に直立している。
【００５９】
次に、第１の内側クランパ１３０を構成する複数の第１の内側クランパピース１３０ａをそれぞれ、組み立てピン孔１３５に組み立てピン１６０を通しながら、第１の外側クランパ１４０上に重ねる（ステップＳ３０）。
【００６０】
次に、電磁鋼板１２０を順次搭載する（ステップＳ４０）。すなわち、電磁鋼板１２０に形成された組み立てピン孔１１５を、鉛直方向に立てられた複数の組み立てピン１６０に合わせて組み立てピン１６０を通過させ、順次、電磁鋼板１２０を積み上げていく。電磁鋼板１２０も組み立てピン孔１１５に組み立てピン１６０を通しながら、第１の内側クランパ１３０あるいはその後第１の内側クランパ１３０に搭載された電磁鋼板１２０の上に積層する。ここで、１回に積層する電磁鋼板１２０は、１枚単位でも複数枚単位でもよい。
【００６１】
なお、図８では、説明の便宜のために、複数の電磁鋼板１２０を内側クランパ１３０の上方にあるように図示しているが、実際は、内側クランパ１３０の上に直接積み上げていく。また、図８では、説明の便宜上、組み立てピン１６０が軸方向に長く表示しているが、組み立て作業上で必要な長さがあればよい。
【００６２】
その後、電磁鋼板１２０の全数を搭載したか否かを判定する（ステップＳ５０）。電磁鋼板１２０の全数を搭載していないと判定（ステップＳ５０  ＮＯ）された場合には、ステップＳ４０以下を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ５０において電磁鋼板１２０の全数を搭載したと判定（ステップＳ５０  ＹＥＳ）した場合は、第２の内側クランパピース１３０ａを全数搭載することにより第２の内側クランパ１３０を搭載し、その後、第２の外側クランパ１４０を搭載する（ステップＳ６０）。
【００６４】
次に、複数の締め付けロッド１７０をそれぞれ挿入し、締め付けて、両端をたとえば溶接により固定子、固定子鉄心１００を一体化する（ステップＳ７０）。一体化した後は、組み立てピン１６０は、第１および第２の外側クランパ１４０の外面の位置で切断して、そのまま固定子鉄心１００内に残してもよい。あるいは、除去してもよい。
【００６５】
締め付けロッド１７０により一体化された固定子鉄心１００、すなわち一体となった電磁鋼板１２０、第１および第２の内側クランパ１３０、および第１および第２の外側クランパ１４０を、フレーム６０内に取り付ける（ステップＳ８０）。
【００６６】
以上のような構成および組立手順により、たとえば、互いに隣接する内側クランパピース１３０ａの間にギャップがある場合でも、内側クランパピース１３０ａのそれぞれは、正規の場所に位置決めされる。この結果、内側クランパ１３０の歯部押さえ１３２（図６）と固定子歯部１０３とのズレ（図２における差ｄ１、ｄ２）の絶対値を極力小さくできる。これにより、固定子鉄心１００、内側クランパ１３０および外側クランパ１４０を組み立てた後の状態において、固定子巻線導体２２ａの固定子スロット１０２内への挿入、および楔１５０の凹部１０２ｂへの挿入が阻害されることがない。
【００６７】
楔１５０が凹部１０２ｂに挿入されている状態にあっては、固定子歯部１０３同士が周方向に機械的に連結するため、楔１５０の切断時にも、固定子歯部１０３の振動を生じにくくする。したがって、楔１５０の内側クランパ１３０からの軸方向の突出部の処理、すなわち切断は、楔１５０をすべて挿入した後に行う。
【００６８】
以上のように構成され、本第１の実施形態に係る回転電機においては、大形機であっても、内側クランパ１３０を精度よく製作、加工し、かつ精度良く、所定の位置に組み立てることができる。この結果、回転電機２００の積層用の電磁鋼板１２０の積層、締め付け時に、内側クランパと各電磁鋼板の相互のずれの発生を最小限に止めることができる。
【００６９】
また、各スロットに固定子巻線用の導体を収納した後に、各スロットの径方向内側の開口を閉止するために設ける楔の端部の処理の方法として、内側クランパ１３０および積層構造１１０を通して、軸方向外側から各スロットに楔を挿入した後に、全ての楔の端部を一括して切断するということが可能となる。すなわち、楔の端部を切断する際には、固定子歯部１０３に曲げ力等の荷重が付加されることになるが、内側クランパ１３０にも楔が存在することから、剛性が増加し、切断時の変形が減少するため、精度確保上、有利となる。
【００７０】
［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の組み立て方法の手順を示すフロー図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態においては、第１の実施形態において、電磁鋼板１２０を順次搭載するステップＳ４０、および電磁鋼板１２０を全数搭載したか否かを判定するステップＳ５０に代えて、異なるステップを有する。
【００７１】
すなわち、ステップＳ３０の後に、まず、一部の電磁鋼板１２０を搭載する（ステップＳ１１０）。また、残りの電磁鋼板１２０をまとめて、積層構造１１０を形成する（ステップＳ１２０）。ここで、ステップＳ１２０は、準備ステップＳ１０のステップＳ１３（図７）の後であれば、ステップＳ１０（ステップＳ１３以外）ないしステップＳ１１０との前後関係は問わない。ステップＳ１１０およびステップＳ１２０の後に、積層構造１１０を搭載する（ステップＳ１３０）。ステップＳ６０以降は、第１の実施形態と同様である。
【００７２】
なお、ステップＳ１２０における積層構造１１０の形成は、積層構造１１０の中心軸側から、固定子スロット１０２に対応する各電磁鋼板１２０の切欠き部を、治具を挿入して軸方向に揃える方法などを用いることができる。
【００７３】
図１０は、第２の実施形態に係る回転電機の固定子の組み立て方法における固定子鉄心の組み立て状況を示す斜視図である。ステップＳ１３０における状態を示している。
【００７４】
以上のような本第２の実施形態における固定子の組み立て方法では、電磁鋼板１２０の全数について、いちいち、順番の搭載する必要が無いため、第１の実施形態における固定子の組み立て方法に比べて、組み立て時間を短縮することができる。
【００７５】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、ロータシャフト１１が水平な横型の回転電機の場合を例にとって示したが、立形の回転電機であってもよい。
【００７６】
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、１８…空隙、２０…固定子、２２…固定子巻線、２２ａ…固定子巻線導体、６０…フレーム、６３…軸受、６５…軸受ブラケット、１００…固定子鉄心、１０２…固定子スロット、１０２ａ…スロット開口、１０２ｂ…凹部、１０３…固定子歯部、１０４…固定子内面、１１０…積層構造、１１５…組み立てピン孔、１１６…締め付けロッド用切欠き、１２０…電磁鋼板、１３０…内側クランパ、１３０ａ…内側クランパピース、１３１…切欠き、１３２…歯部押さえ、１３２ａ…付け根部、１３５…組み立てピン孔、１３６…締め付けロッド用切欠き、１４０、１４０ａ…外側クランパ、１４１…開口、１４５…組み立てピン孔、１４６、１４６ａ…締め付けロッド貫通孔、１５０…楔、１６０…組み立てピン、１７０…締め付けロッド、１７１…溶接部、２００…回転電機
【図１】
2019083606.tif 000003
【図２】
2019083606.tif 000004
【図３】
2019083606.tif 000005
【図４】
2019083606.tif 000006
【図５】
2019083606.tif 000007
【図６】
2019083606.tif 000008
【図７】
2019083606.tif 000009
【図８】
2019083606.tif 000010
【図９】
2019083606.tif 000011
【図１０】
2019083606.tif 000012