(57)【要約】【課題】固定子鉄心支持装置には、構造の簡素化を図りつつ、剛構造および柔構造の両方の構造を同時に満たすように構成されたものが要望されている。【解決手段】鉄心支持部材４を固定子鉄心３外周部の複数個所に形成した嵌合溝３１にそれぞれ嵌合される嵌合突条部４１１を有する複数本のキーバー４１と、両端部に取付け脚４２１、４２２を有し、中間部に弾発力を持たせてバネ板部４２３として機能させ、キーバー４１の嵌合突条部４１１とは反対側の面に長手方向に適宜な間隔をおいて固定されたコ字型のバネ部材４２と、コ字型のバネ部材４２の両端部に形成した前記取付け脚４２１、４２２を固定子枠２の棚板２１にボルト４２５、４２６で固定するようにした。【選択図】図２
2007166726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子鉄心を、その固定子鉄心外周部の複数個所に形成した嵌合溝にそれぞれ嵌合される嵌合突条部を有する複数個の鉄心支持部材を介して固定子枠に支持するようにした回転電機の固定子鉄心支持装置において、
前記鉄心支持部材を、固定子鉄心外周部の複数個所に形成した嵌合溝にそれぞれ嵌合される嵌合突条部を有する複数本のキーバーと、両端部に取付け脚を有し、中間部に弾発力を持たせてバネ板として機能させ、前記キーバーの前記嵌合突条部とは反対側の面に長手方向に適宜な間隔をおいて固定されたコ字型のバネ部材と、前記コ字型のバネ部材の両端部の前記取付け脚を前記固定子枠に固定する固定手段とから構成したことを特徴とする回転電機の固定子鉄心支持装置。
【請求項２】
前記バネ板部と前記取付け脚とを一つの部材から加工して前記コ字型のバネ部材を構成したことを特徴とする回転電機の固定子鉄心支持装置。
【請求項３】
前記バネ板部と前記取付け脚とを別体に構成し、当該バネ板部および取付け脚を、ボルトにより固定して前記コ字型のバネ部材を構成したことを特徴とする回転電機の固定子鉄心支持装置。
【請求項４】
前記バネ板部と前記取付け脚とを別体に構成し、当該バネ板部および取付け脚を、溶接により固定して前記コ字型のバネ部材を構成したことを特徴とする回転電機の固定子鉄心支持装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の回転電機の固定子鉄心支持装置を備えた回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子鉄心を固定子枠に支持する固定子鉄心支持装置および回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子鉄心支持装置は、固定子鉄心を固定子枠で支えるための装置であるため、固定子鉄心の重量や短絡事故時に固定子巻線に発生する短絡トルク等に十分耐え得る強度を有するだけではなく、固定子鉄心に発生した電磁振動が固定子枠に伝達しないように振動絶縁構造にすることも重要である。強度に対しては、固定子鉄心支持装置を剛構造にすることが有効であり、また、振動絶縁に対しては、振動伝達を吸収し緩和するために固定子鉄心支持装置を柔構造にすることが有効である。
【０００３】
ところで、近年、電気機器を製造する際に競争力強化の観点から、全体構造のコンパクト化や、製造開始から完成までの製造リードタイムを短縮させる傾向にあり、回転電機においても例外ではない。このため、本発明の対象である回転電機の固定子鉄心支持装置には、過去、構造の簡素化を図ったもの（例えば、特許文献１参照）や、振動絶縁や熱伸び緩和を図ったもの（例えば、特許文献２、３参照）等が種々発明されている。
【特許文献１】特開平9-285045号公報
【特許文献２】特開平6-113492号公報
【特許文献３】特開2003-23738号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１ないし３には、構造の簡素化を図りつつ、剛構造および柔構造の両方の構造を同時に満たすようにした固定子鉄心支持装置は見当たらない。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、構造を簡素化したうえで、十分な強度と振動絶縁を同時に満足させることができる回転電機の固定子鉄心支持装置および回転電機の固定子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転電機の固定子鉄心を、その固定子鉄心外周部の複数個所に形成した嵌合溝にそれぞれ嵌合される嵌合突条部を有する複数個の鉄心支持部材を介して固定子枠に支持するようにした回転電機の鉄心支持部材において、前記鉄心支持部材を固定子鉄心外周部の複数個所に形成した嵌合溝にそれぞれ嵌合される嵌合突条部を有する複数本のキーバーと、両端部に取付け脚を有し、中間部に弾発力を持たせてバネ板として機能させ、前記キーバーの前記嵌合突条部とは反対側の面に長手方向に適宜な間隔をおいて固定されたコ字型のバネ部材と、前記コ字型のバネ部材の両端部の前記取付け脚を前記固定子枠に固定する固定手段とから構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、構造が簡単でしかも強度および絶縁振動を同時に満足することが可能な回転電機の固定子鉄心支持装置および回転電機の固定子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る回転電機の固定子鉄心支持装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による回転電機の固定子鉄心支持装置を備えた固定子の概略断面図であり、固定子巻線は省略してある。図２は図１の固定子鉄心支持装置の詳細構成図であり、そして図３は図２のＡ矢視図である。
【００１０】
先ず図１から説明する。図１において、１は固定子であり、２は円筒状に形成された固定子枠であり、後述するように内周部にリング状の固定子枠棚板を長手方向に複数段設けている。そして固定子枠２は、その内部に扇形状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層して環状に形成してなる固定子鉄心３を配置し、この固定子鉄心３の外周部を円周方向にほぼ等間隔に配置した複数個の鉄心支持部材４を介して支持するようにしている。
【００１１】
図２および図３において、鉄心支持部材４は、四角棒状に形成されたキーバー４１と、このキーバー４１に固定されたコ字型のバネ部材４２とを構成部品として組み立てられている。
【００１２】
四角棒状のキーバー４１は、固定子枠２の軸方向長さとほぼ同等の長さに作られており、一側面に長手方向に伸びるダブテール状の嵌合突条部（以下、ダブテールキーと称する）４１１を設けている。このダブテールキー４１１は固定子鉄心３の外周部に形成してあるダブテール状の嵌合溝（以下、ダブテール溝と称する）３１に嵌合することによって、電磁鋼板積層時のガイドとしての機能も果たすようになっている。
【００１３】
一方、コ字型のバネ部材４２は、両端部にそれぞれ取付け脚４２１、４２２を突出させており、その中間部に弾発力を持たせてバネ板部４２３として機能させている。そして、このバネ部材４２は、バネ板部４２３のほぼ中央部をボルト４２４によって前記キーバー４１に固定されるようになっている。なお、このバネ部材４２は図３で示すように、前記キーバー４１の長手方向に固定子枠棚板２１の設置間隔と一致した間隔を空けて複数個取り付けられている。
【００１４】
このように構成された鉄心支持部材４は、図１の場合、固定子枠の固定子枠棚板２１の内周面の円周方向に１２個配置され、前記取付け脚４２１、４２２を固定手段としてのボルト４２５、４２６を介して固定子枠棚板２１に固定されるようになっている。
【００１５】
次に、鉄心支持部材４の各構成部品の製作過程を踏まえながら、鉄心支持部材４の組み立て順序について説明する。なお、次の工程のうち（ｉ）と（ii）とはどちらを先にしてもよい。
【００１６】
（ｉ）；所定長さの厚板状鋼材の一側面に対して、両端に取付け脚４２１、４２２を残すように切削加工を施し、ほぼコ字型のバネ部材４２を製作する。
【００１７】
（ii）；固定子枠２の軸方向長さとほぼ同等の長さを有する四角棒状の鋼材の一側面を切削加工して長手方向に伸びるダブテールキー４１１を形成することにより、キーバー４１を製作する。
【００１８】
（iii）；キーバー４１の背面すなわちダブテールキー４１１形成面の反対側の面に、キーバー４１と直交するようにコ字型のバネ部材４２を長手方向に固定子枠棚板２１の設置間隔と一致する間隔を空けた状態で配置し、そしてバネ板部４２３をボルト４２４によってキーバー４１に固定する。これにより、キーバー４１の両側には、バネ板部４２３を介して取付け脚４２１および４２２が長手方向に所定の間隔を空けて配列されるようになる。
【００１９】
（iv）；このバネ部材４２の取付け脚４２１および４２２を、ボルト４２５および４２６により固定子枠２の固定子枠棚板２１に固定することで鉄心支持部材４が完成する。
【００２０】
このようにして組み立てられた鉄心支持部材４に対し、キーバー４１のダブテールキー４１１をガイドとして扇形に打ち抜かれた電磁鋼板を環状になるように積層していくことにより、固定子鉄心３が完成する。
【００２１】
以上述べたように本実施形態は、固定子鉄心の外周部をキーバーにより嵌合支持し、このキーバーを円周方向に２点の取付け脚を有するコ字型のバネ部材で固定し、更にコ字型のバネ部材の取付け脚を固定子枠に固定するように構成したので、半径方向に現れる固定子鉄心の磁気振動を、バネ部材のバネ効果によって緩和することができる。また、鉄心支持部材は、固定子鉄心の円周方向に複数個設置されているので鉄心重量を剛性で支持することができ、更に短絡事故時に発生する円周方向トルクに対しても固定子枠に２点の取付け脚で支持されているため、十分な強度を保有している。そして、本実施形態の鉄心支持部材は、構成部品が少なく、しかも構造が単純であるため、容易に製作できるという長所を有している。
【００２２】
（実施形態２）
次に、本発明に係る回転電機の固定子鉄心支持装置の実施形態２について図４を参照して説明する。なお、実施形態１と共通する部分には同一符号を付与して説明は省略する。
【００２３】
本実施形態は、コ字型のバネ部材４２をバネ板部４２３となる中間部と、取付け脚４２１、４２２とを予め別体に製作し、かつ、バネ板部４２３と取付け脚４２１、４２２とをボルト４２５、４２６で固定子枠２の固定子枠棚板２１に固定する構成を採用している。キーバー４１、バネ部材４２とキーバー４１との固定関係は実施形態１と同じなので説明を省略する。
【００２４】
次に、鉄心支持部材４の各構成部品の製作過程を踏まえながら、鉄心支持部材４の組み立て順序について説明する。なお、次の工程のうち（ii）と（iii）とはどちらを先にしてもよい。
【００２５】
（ｉ）；固定子枠２の軸方向長さとほぼ同等の長さを有する四角棒状の鋼材の一側面を切削加工して長手方向に伸びるダブテールキー４１１を形成することにより、キーバー４１を製作する。
【００２６】
（ii）；キーバー４１の背面すなわちダブテールキー４１１形成面の反対側の面に、キーバーと直交するようにバネ板部４２３となる所定の長さの厚板状鋼材を複数個長手方向に固定子枠棚板２１の設置間隔と一致する間隔を空けた状態で配置し、そしてバネ板部４２３をボルト４２４によってキーバー４１に固定する。これにより、キーバーの両側には、バネ板部の端部が所定の間隔を空けて配列されるようになる。
【００２７】
（iii）；バネ板部４２３の両端部に、しかもキーバー４１取付け面の反対側の面に取付け脚４２１および４２２を当てがい、その状態でボルト４２５および４２６によりバネ板部４２３および取付け脚４２１、４２２を固定子枠２の固定子枠棚板２１に固定することで鉄心支持部材４が完成する。
【００２８】
このようにして組み立てられた鉄心支持部材４に対し、キーバー４１のダブテールキー４１１をガイドとして扇形に打ち抜かれた電磁鋼板を環状になるように積層していくことにより、固定子鉄心３が完成する。
【００２９】
以上述べたように本実施形態は、コ字型のバネ部材をバネ板部と、取付け脚とを予め別体に製作し、かつ、バネ板部と取付け脚とをボルトで固定子枠に固定するように構成したので、実施形態１と同様に構造が簡単で、しかも強度に十分耐えることができ、磁気振動を十分に緩和することができる。また、実施形態１に比べて、厚板状鋼材をコ字型に切削加工する工数を削減することができるという長所も備えている。
【００３０】
（実施形態３）
次に、本発明に係る回転電機の固定子鉄心支持装置の実施形態３について図５を参照して説明する。なお、実施形態１、２と共通する部分には同一符号を付与して説明は省略する。
【００３１】
本実施形態は、コ字型のバネ部材４２の構造がバネ板部４２３と、取付け脚４２１、４２２とを別体に製作している点が実施形態２と同様であるが、実施形態２とは、バネ板部４２３と取付け脚４２１、４２２とを予め溶接により固定している点で異なる。取付け脚４２１および４２２はバネ板部４２３との当接面の内側および外側をそれぞれ溶接Ｗ１、Ｗ２されてバネ板部４２３に固定されるようになっている。
【００３２】
次に、鉄心支持部材４の各構成部品の製作過程を踏まえながら、鉄心支持部材４の組み立て順序について説明する。なお、次の工程のうち（ｉ）と（ii）とはどちらを先にしてもよい。
【００３３】
（ｉ）；バネ板部４２３となる所定長さの厚板状鋼材の一側面の両端部に、溶接Ｗ１、Ｗ２によって取付け脚４２１、４２２を固定し、ほぼコ字型のバネ部材４２を製作する。
【００３４】
（ii）；固定子枠２の軸方向長さとほぼ同等の長さを有する四角棒状の鋼材の一側面を切削加工して長手方向に伸びるダブテールキー４１１を形成することにより、キーバー４１を製作する。
【００３５】
（iii）；キーバー４１の背面すなわちダブテールキー４１１形成面の反対側の面に、キーバー４１と直交するようにコ字型のバネ部材４２を長手方向に固定子枠棚板２１の設置間隔と一致する間隔を空けた状態で配置し、そしてバネ板部４２３をボルト４２４によってキーバー４１に固定する。これにより、キーバー４１の両側には、バネ板部４２３を介して取付け脚４２１および４２２が長手方向に所定の間隔を空けて配列されるようになる。
【００３６】
（iv）；このバネ部材４２の取付け脚４２１および４２２を、ボルト４２５および４２６により固定子枠２の固定子枠棚板２１に固定することで鉄心支持部材４が完成する。
【００３７】
このようにして組み立てられた鉄心支持部材４に対し、キーバー４１のダブテールキー４１１をガイドとして扇形に打ち抜かれた電磁鋼板を環状になるように積層していくことにより、固定子鉄心３が完成する。
【００３８】
以上述べたように、本実施形態は、予め別体に製作したバネ板部と取付け脚とを溶接で固定してバネ部材として一体化構成するようにしたので、強度および振動絶縁に対しても、実施形態１の一体構成の場合と比較して同等な強度および振動絶縁を得ることができる。しかも、取付け脚間の距離を実施形態１および２と同一値とした場合、取付け脚外側の溶接部Ｗ２の分だけバネ板面積を実施形態１および２よりも大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１による鉄心支持部材を備えた固定子鉄心の概略断面図。
【図２】図１の鉄心支持部材の詳細図。
【図３】図２をＡ矢視方向から見た断面図。
【図４】本発明の実施形態２による鉄心支持部材の詳細図。
【図５】本発明の実施形態３による鉄心支持部材の詳細図。
【符号の説明】
【００４０】
１…固定子、２…固定子枠、２１…固定子枠棚板、３…固定子鉄心、３１…ダブテール状の嵌合溝（ダブテール溝）、４…鉄心支持部材、４１…キーバー、４２…バネ部材、４１１…ダブテール状の嵌合突条部（ダブテールキー）、４２１，４２２…取付け脚部、４２３…バネ板部（中間部）、４２４…ボルト、４２５，４２６…ボルト（固定手段）、Ｗ１（Ｗ２）…溶接部。
【図１】
2007166726.tif 000003
【図２】
2007166726.tif 000004
【図３】
2007166726.tif 000005
【図４】
2007166726.tif 000006
【図５】
2007166726.tif 000007