(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子を回転可能に支持するハウジングと、
前記回転子の周囲に配置された状態で前記ハウジングに固定される円環状の電機子鉄心を有する電機子と、
を備え、
前記電機子鉄心は、複数の構成単位の連結体であり、
前記ハウジングの上面には、複数の凸部が形成され、
前記電機子鉄心は、個々の前記凸部の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、前記凸部と面接触する構成単位に留め具が取り付けられることで前記ハウジングに固定される回転電機において、
前記電機子鉄心の構成単位は、１つの分割鉄心であり、
前記凸部の上面は、前記分割鉄心の下面よりも小さく形成され、
前記電機子鉄心は、複数の前記分割鉄心が連結されることで円環状に形成され、前記ハウジングに形成された凸部と面接触した分割鉄心の両側の分割鉄心は前記ハウジングに形成された別の凸部と接触せず、分割鉄心における前記凸部と面接触する部分に留め具が取り付けられることで前記ハウジングに固定される回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、例えば、回転子および回転子の周囲に配置される電機子鉄心を備える。電機子鉄心は、例えば、複数の分割鉄心を円環状に連結して形成される。特許文献１には、回転電機の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特許第５８８９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電機子鉄心が分割鉄心の連結体である場合、回転子の軸方向における分割鉄心の相対的な位置に微小なずれが生じ得る。このため、電機子鉄心がボルトなどの留め具でハウジングに固定された場合、留め具が取り付けられているがハウジングと接触していない状態の分割鉄心が存在し得る。ハウジングと接触していない分割鉄心は、回転電機の動作で生じる振動により、ハウジングと分離した状態で振動する。この場合、留め具の緩み又は外れが発生し得る。【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされた。その目的は、電機子鉄心をハウジングに固定する留め具の緩み又は外れを防止できる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、回転子を回転可能に支持するハウジングと、回転子の周囲に配置された状態でハウジングに固定される円環状の電機子鉄心を有する電機子と、を備え、電機子鉄心は、複数の構成単位の連結体であり、ハウジングの上面には、複数の凸部が形成され、電機子鉄心は、個々の凸部の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、凸部と面接触する構成単位に留め具が取り付けられることでハウジングに固定されるものにおいて、電機子鉄心の構成単位は、１つの分割鉄心であり、凸部の上面は、分割鉄心の下面よりも小さく形成され、電機子鉄心は、複数の分割鉄心が連結されることで円環状に形成され、ハウジングに形成された凸部と面接触した分割鉄心の両側の分割鉄心はハウジングに形成された別の凸部と接触せず、分割鉄心における凸部と面接触する部分に留め具が取り付けられることでハウジングに固定されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ハウジングの上面には、複数の凸部が形成される。電機子鉄心は、個々の凸部の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、凸部と面接触する構成単位に留め具が取り付けられることでハウジングに固定される。このため、電機子鉄心をハウジングに固定する留め具の緩み又は外れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における回転電機の斜視図である。
【図２】実施の形態１における回転電機のハウジングの斜視図である。
【図３】実施の形態１における回転電機の電機子鉄心の側面図である。
【図４】実施の形態２における回転電機の斜視図である。
【図５】実施の形態２における回転電機の分割鉄心ユニットの斜視図である。
【図６】実施の形態２における回転電機の電機子鉄心の斜視図である。
【図７】実施の形態２における回転電機のハウジングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して実施の形態について説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号が付される。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における回転電機の斜視図である。
【００１１】
回転電機１は、ハウジング１０、回転子２０および電機子３０を備える。ハウジング１０は、回転子２０を回転可能に支持する。電機子３０は、回転子２０との間に一定の空隙を介して回転子２０を取り囲むようにハウジング１０に保持される。電機子３０は、ハウジング１０に対して上側に位置する。
【００１２】
回転子２０は、回転軸２１、回転子鉄心２２および複数の磁石２３を備える。
【００１３】
回転軸２１は、回転子鉄心２２の軸心位置に挿入されている。回転子鉄心２２は、回転軸２１に固着されている。磁石２３は、回転子鉄心２２の外周面において、周方向に沿って等間隔で配置されている。回転軸２１は、回転可能にハウジング１０に支持される。
【００１４】
電機子３０は、電機子鉄心４０および複数の電機子コイル５０を備える。
【００１５】
電機子鉄心４０は、円環状に形成される。電機子鉄心４０は、例えば、複数の構成単位が周方向に連結されて形成された連結体である。
【００１６】
実施の形態１における電機子鉄心４０の構成単位は、分割鉄心４１である。電機子鉄心４０は、複数の分割鉄心４１が連結されることで円環状に形成される。分割鉄心４１は、例えば、溶接などにより他の分割鉄心４１と連結される。図１には、３６個の分割鉄心４１から構成される電機子鉄心４０が例示されている。
【００１７】
個々の分割鉄心４１は、例えば、１つのバックヨーク４２および１つの磁極ティース４３を有する。磁極ティース４３は、バックヨーク４２から突出して形成されている。
【００１８】
分割鉄心４１のバックヨーク４２は、他の分割鉄心４１のバックヨーク４２と連結される。円環状の電機子鉄心４０において、バックヨーク４２の部分は、円筒形を呈する。磁極ティース４３は、バックヨーク４２で形成された円筒形部分の内周壁面から径方向における内側に向かって突出する。磁極ティース４３は、この内周壁面において、周方向に沿って等間隔で配置される。例えば、３６個の分割鉄心４１から構成される電機子鉄心４０は、３６本の磁極ティース４３を有する。
【００１９】
電機子コイル５０は、図示しないインシュレータを介して磁極ティース４３に導体線を巻回して作製されたコイルである。電機子鉄心４０において、隣接する磁極ティース４３の間には、スロット４４と呼ばれる空間が形成される。つまり、電機子３０の電機子コイル５０は、電機子鉄心４０のスロット４４に収められている。
【００２０】
個々の分割鉄心４１には、穴４５が形成されている。穴４５は、例えば、バックヨーク４２の中央に形成されている。穴４５は、分割鉄心４１の上面から下面まで貫通している。電機子鉄心４０は、例えば、複数の分割鉄心４１の穴４５に留め具４６が通されることでハウジング１０に固定される。留め具４６は、例えば、ボルト又はピン等である。
【００２１】
図２は、実施の形態１における回転電機のハウジングの斜視図である。
【００２２】
ハウジング１０は、ベース部１１および複数の凸部１２を有する。ベース部１１は、例えば、円盤状に形成されている。ベース部１１には、回転軸２１を通すための穴１３が形成されている。複数の凸部１２は、ベース部１１の上面に形成されている。
【００２３】
複数の凸部１２は、例えば、一定の間隔を空けて円状に配列されている。個々の凸部１２の上面は、１個の分割鉄心４１の下面よりも小さい。凸部１２の数は、分割鉄心４１の数よりも少ない。凸部１２同士の間隔は、例えば、１個の分割鉄心４１の幅よりも大きい。
【００２４】
複数の凸部１２の少なくとも一部には、ボルト穴１４が形成されている。図２は、１８個の凸部１２のうち９個の凸部１２にそれぞれ１個のボルト穴１４が設けられた場合を例示している。図２は、円状に配列された複数の凸部１２に、一つおきにボルト穴１４が設けられた場合を例示している。なお、全ての凸部１２にボルト穴１４が設けられてもよい。
【００２５】
図３は、実施の形態１における回転電機の電機子鉄心の側面図である。
【００２６】
電機子鉄心４０は、円筒形下面４７を有する。円筒形下面４７は、隣接する構成要素の下面が連なることで形成されている。円筒形下面４７は、円環状に連結された分割鉄心４１のバックヨーク４２で形成された円筒形部分の下面である。組み立てられた回転電機１において、電機子鉄心４０の円筒形下面４７は、ハウジング１０に接触又は対向する。
【００２７】
図３では、回転電機１の回転子２０の軸方向に対応した方向における分割鉄心４１同士のずれが表されている。図３では、符号にアルファベットを付すことで一部の分割鉄心４１が区別されている。例えば、分割鉄心４１ｃは、分割鉄心４１ａに対してずれていない。例えば、分割鉄心４１ｂは、分割鉄心４１ａおよび分割鉄心４１ｃに比べて円筒形下面４７の側に突出するようにずれている。例えば、分割鉄心４１ｄは、分割鉄心４１ａおよび分割鉄心４１ｃに比べて円筒形下面４７とは反対側に突出するようにずれている。
【００２８】
図３では、分割鉄心４１同士のずれ量が強調して表されている。実際には、より微小なずれ量で分割鉄心４１同士を連結することは可能である。ただし、ずれ量を０にすることは難しい。また、分割鉄心４１同士のずれは、電機子鉄心４０の組立作業のばらつきによって生じる。よって、個々の分割鉄心４１が軸方向のどちらにずれるかを予測することも難しい。
【００２９】
電機子３０は、電機子鉄心４０の円筒形下面４７と複数の凸部１２の上面とが面接触した状態で、分割鉄心４１の穴４５および凸部１２のボルト穴１４を介して留め具４６でハウジング１０に固定される。
【００３０】
１個の凸部１２に対しては、１個の分割鉄心４１しか接触しない。個々の凸部１２は、それぞれ異なる分割鉄心４１と接触する。ハウジング１０の上面には、凸部１２が接触した分割鉄心４１に隣接する他の分割鉄心４１には凸部１２が接触しないように、複数の凸部１２が配置されている。図１は、円環状に連結された分割鉄心４１が一つおきに凸部１２と接触する場合を例示している。
【００３１】
留め具４６は、凸部１２と接触しない分割鉄心４１には取り付けられない。留め具４６は、例えば、凸部１２と接触する複数の分割鉄心４１のうち少なくとも一部に取り付けられる。図１は、図２に示すボルト穴１４が設けられた凸部１２と接触している分割鉄心４１だけに留め具４６が取り付けられる場合を例示している。なお、全ての凸部１２にボルト穴１４が設けられている場合は、凸部１２と接触する全ての分割鉄心４１に留め具４６が取り付けられてもよい。
【００３２】
例えば、図３に示す分割鉄心４１ａおよび分割鉄心４１ｃがそれぞれ別の凸部１２と接触する場合、分割鉄心４１ｂおよび分割鉄心４１ｄはハウジング１０と接触しない。この場合、組み立てられた回転電機１は、分割鉄心４１ｂおよび分割鉄心４１ｄが分割鉄心４１ａおよび分割鉄心４１ｃに対してずれていることによる影響を受けない。
【００３３】
以上で説明した実施の形態１によれば、円環状の電機子鉄心４０は、回転子２０の周囲に配置された状態でハウジング１０に固定される。電機子鉄心４０は、複数の構成単位が周方向に連結されて形成された連結体である。ハウジング１０の上面には、複数の凸部１２が形成されている。電機子鉄心４０は、個々の凸部１２の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、凸部１２と面接触する複数の構成単位のうち少なくとも一部の構成単位に留め具４６が取り付けられることでハウジング１０に固定される。つまり、電機子鉄心４０の円筒形下面４７が均一な平面でなくとも、留め具４６が取り付けられた構成要素は確実に凸部１２と接触できる。このため、留め具４６が取り付けられた構成要素は、回転電機１の動作振動などを受けても、ハウジング１０と分離した状態で振動することがない。その結果、電機子鉄心４０をハウジング１０に固定する留め具４６の緩み又は外れを防止できる。
【００３４】
また、電機子鉄心４０の構成単位は、例えば、１つのバックヨーク４２および当該バックヨーク４２から突出した１つの磁極ティース４３を有する１つの分割鉄心４１である。凸部１２の上面は、例えば、分割鉄心４１の下面よりも小さく形成される。電機子鉄心４０は、例えば、複数の分割鉄心４１のバックヨーク４２同士が連結されることで円環状に形成され、凸部１２と面接触する複数の分割鉄心４１のうち少なくとも一部の分割鉄心４１に留め具４６が取り付けられることでハウジング１０に固定される。このため、連結された分割鉄心４１同士の下面がずれていても、留め具４６が取り付けられた分割鉄心４１は確実に凸部１２と接触できる。その結果、電機子鉄心４０をハウジング１０に固定する留め具４６の緩み又は外れを防止できる。
【００３５】
実施の形態２．
以下、実施の形態２について説明する。実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。
【００３６】
図４は、実施の形態２における回転電機の斜視図である。図５は、実施の形態２における回転電機の分割鉄心ユニットの斜視図である。図６は、実施の形態２における回転電機の電機子鉄心の斜視図である。
【００３７】
実施の形態２における回転電機１は、電機子鉄心４０の構造およびハウジング１０の凸部１２が異なる点を除いて、実施の形態１における回転電機１と同様である。
【００３８】
実施の形態２において、電機子鉄心４０の構成単位は、分割鉄心ユニット６０である。電機子鉄心４０は、複数の分割鉄心ユニット６０が連結されることで円環状に形成される。分割鉄心ユニット６０は、例えば、溶接などにより他の分割鉄心ユニット６０と連結される。図４および図６には、６個の分割鉄心ユニット６０から構成される電機子鉄心４０が例示されている。
【００３９】
分割鉄心ユニット６０は、より小さい複数の分割鉄心６１が連結された円弧状の部材である。分割鉄心６１の形状および大きさは、例えば、分割鉄心４１と同様である。図５には、６個の分割鉄心６１から構成される分割鉄心ユニット６０が例示されている。
【００４０】
個々の分割鉄心６１は、例えば、板状のコア片を積み重ねて形成された積層体である。コア片は、例えば、薄板からプレス加工等により作製される。積層されたコア片は、例えば、カシメ６２で固着されている。隣接する分割鉄心６１は、例えば、カシメ６３で連結されている。
【００４１】
図５では、符号にアルファベットを付すことで６個の分割鉄心６１が区別されている。分割鉄心６１ａから分割鉄心６１ｆを形成する全てのコア片は、同じ薄板からプレス加工で同時に打ち抜かれたものである。分割鉄心６１ａから分割鉄心６１ｆは、同じ薄板から得られた同じ枚数のコア片の積層体である。このため、回転電機１の回転子２０の軸方向に対応した方向において、分割鉄心６１ａから分割鉄心６１ｆの下面同士のずれは生じない。つまり、個々の分割鉄心ユニット６０の円弧状の下面６４は、均一な平面となる。
【００４２】
分割鉄心ユニット６０の一端を形成する分割鉄心６１ａは、他の分割鉄心ユニット６０の他端を形成する分割鉄心６１ｆと連結される。このため、実施の形態２における電機子鉄心４０の円筒形下面４７には、隣接する分割鉄心ユニット６０の境界にのみ段差が生じ得る。
【００４３】
図７は、実施の形態２における回転電機のハウジングの斜視図である。
【００４４】
実施の形態２において、凸部１２の上面は、１個の分割鉄心ユニット６０の円弧状の下面６４よりも小さい。凸部１２の上面は、例えば、１個の分割鉄心６１の下面よりも大きくてもよい。図７は、９個の凸部１２の全てにそれぞれ１個のボルト穴１４が設けられた場合を例示している。
【００４５】
実施の形態２において、１個の凸部１２は、同一の分割鉄心ユニット６０に含まれる複数の分割鉄心６１と接触してもよい。ただし、１個の凸部１２に対しては、１個の分割鉄心ユニット６０しか接触しない。ハウジング１０の上面には、隣接する分割鉄心ユニット６０の境界と重ならないように複数の凸部１２が配置されている。つまり、ハウジング１０の上面には、隣接する分割鉄心ユニット６０の一方に含まれる分割鉄心６１ａおよび他方に含まれる分割鉄心６１ｆの両方と同時に接触する凸部１２が無いように、複数の凸部１２が配置されている。なお、１個の分割鉄心ユニット６０に対しては、複数の凸部１２が同時に接触してもよい。
【００４６】
留め具４６は、例えば、凸部１２と接触する分割鉄心ユニット６０に含まれる１個の分割鉄心６１に取り付けられる。なお、１個の凸部１２に複数のボルト穴１４が設けられている場合は、当該凸部１２と接触する分割鉄心ユニット６０に含まれる複数の分割鉄心６１に留め具４６が取り付けられてもよい。
【００４７】
以上で説明した実施の形態２によれば、電機子鉄心４０は、個々の凸部１２の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、凸部１２と面接触する複数の構成単位のうち少なくとも一部の構成単位に留め具４６が取り付けられることでハウジング１０に固定される。このため、実施の形態１と同様に、電機子鉄心４０をハウジング１０に固定する留め具４６の緩み又は外れを防止するという効果が得られる。
【００４８】
また、電機子鉄心４０の構成単位は、例えば、複数の分割鉄心６１が連結された円弧状の分割鉄心ユニット６０である。凸部１２の上面は、例えば、分割鉄心ユニット６０の下面６４よりも小さく形成される。電機子鉄心４０は、例えば、複数の分割鉄心ユニット６０の端部のバックヨーク４２同士が連結されることで円環状に形成され、隣接する２つの分割鉄心ユニット６０の境界と凸部１２とが重ならない状態で、凸部１２と面接触する分割鉄心ユニット６０に含まれる少なくとも１つの分割鉄心６１に留め具４６が取り付けられることでハウジング１０に固定される。このため、連結された分割鉄心ユニット６０同士の下面６４がずれていても、留め具４６が取り付けられた分割鉄心６１は確実に凸部１２と接触できる。その結果、電機子鉄心４０をハウジング１０に固定する留め具４６の緩み又は外れを防止できる。また、電機子鉄心４０の構成単位が分割鉄心ユニット６０であるため、回転電機１の組立作業の効率を向上させることができる。
【００４９】
また、１つの分割鉄心ユニット６０に含まれる全ての分割鉄心４１は、例えば、同じ薄板から得られたコア片の積層体である。このため、分割鉄心ユニット６０の下面６４を均一な平面とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、この発明は、電機子鉄心をハウジングに固定する留め具の緩み又は外れを防止できる回転電機に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転電機
１０  ハウジング
１１  ベース部
１２  凸部
１３  穴
１４  ボルト穴
２０  回転子
２１  回転軸
２２  回転子鉄心
２３  磁石
３０  電機子
４０  電機子鉄心
４１  分割鉄心
４１ａ  分割鉄心
４１ｂ  分割鉄心
４１ｃ  分割鉄心
４１ｄ  分割鉄心
４２  バックヨーク
４３  磁極ティース
４４  スロット
４５  穴
４６  留め具
４７  円筒形下面
５０  電機子コイル
６０  分割鉄心ユニット
６１  分割鉄心
６１ａ  分割鉄心
６１ｂ  分割鉄心
６１ｃ  分割鉄心
６１ｄ  分割鉄心
６１ｅ  分割鉄心
６１ｆ  分割鉄心
６２  カシメ
６３  カシメ
６４  下面
【要約】
電機子鉄心をハウジングに固定する留め具の緩み又は外れを防止できる回転電機を提供する。この発明に係る回転電機（１）は、回転子（２０）を回転可能に支持するハウジング（１０）と、回転子（２０）の周囲に配置された状態でハウジング（１０）に固定される円環状の電機子鉄心（４０）を有する電機子（３０）と、を備え、電機子鉄心（４０）は、複数の構成単位の連結体であり、ハウジング（１０）の上面には、複数の凸部（１２）が形成され、電機子鉄心（４０）は、個々の凸部（１２）の上面が複数の構成単位の下面のうち１つだけと面接触した状態で、凸部（１２）と面接触する構成単位に留め具（４６）が取り付けられることでハウジング（１０）に固定されるものである。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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