(57)【要約】【課題】効率の低下を防止できる回転電機を得る。【解決手段】固定子１０は、界磁鉄心１１と金属フレーム１９とを有する。界磁鉄心１１は、電磁鋼板を所要枚数積層して形成され、４角形で環状の継鉄部１２と、継鉄部１２から中心方向に突設された界磁歯部１３と、電磁鋼板を相互に加締める加締め部１４と、継鉄部１２の外周部の４隅に設けられた嵌合部１５とを有し、嵌合部１５は隣接する嵌合部１５との間に加締め部１４があるようにして設けられ、嵌合部１５が金属フレーム１９の内周部に締まり嵌め状態で固定されている。磁気特性の低下をもたらす歪みが加締め部１４及び嵌合部１５に発生するが、加締め部１４と嵌合部１５とを離して配置することにより、簡易な構成で歪みが分散されとともに磁束の流れが円滑になり、鉄損も小さくなるので、効率の低下や加工費の増大を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を有する回転電機であって、
上記固定子は、固定子鉄心とフレームとを有し、
上記固定子鉄心は、磁性材料製の板材を複数枚積層して形成されたものであって、嵌合部と加締め部と固定子歯部と環状の継鉄部とを有し、上記嵌合部は上記継鉄部の外周部に複数設けられたものであり、上記加締め部は上記板材を相互に加締めるものであって上記継鉄部に上記嵌合部と隣接する嵌合部との間に位置するようにして設けられたものであり、上記固定子歯部は上記継鉄部から内側方向に突出して複数設けられ上記継鉄部により磁気的に連結されたものであり、
上記嵌合部が上記フレームの内周部に締まり嵌め状態で固定されたものである
回転電機。
【請求項２】
上記固定子鉄心は、複数の隅部を有する多角形の形状に上記継鉄部が形成されたものであって、上記隅部が上記嵌合部とされたものである
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
上記継鉄部は、上記加締め部において外側に拡大された外側拡大部及び内側に拡大された内側拡大部の少なくとも一方を有するものである
請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
上記継鉄部は、上記加締め部において外側に拡大された外側拡大部及び内側に突設された補極の少なくとも一方を有するものである
請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子鉄心がフレームに締まり嵌めされた固定子を有する回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固定子鉄心を金属製フレームに焼き嵌め固定または、圧入固定する回転電機としての電動機では、固定子鉄心の積層された鉄板の加締め部を固定子外周の金属製フレームとの嵌め合い部分に近い場所に配置し、加締めることで加締め部周辺の固定子鉄心の外径寸法が拡大され、その寸法の拡大により固定子が金属製フレームに密着固定されることになるが、外形寸法拡大を考慮し、焼き嵌めの嵌め合い代を設定し、嵌め合いによる部分を最小化し、固定子鉄心の変形に伴う歪みを軽減しようとする電動機が示されている（例えば、特許文献１参照）。また、固定子コアを固定子用外枠に焼き嵌め、冷やし嵌め、圧入などにより締まり嵌めにより固定する別の回転機では、固定子コアが嵌合される固定子用外枠の内周面に沿って周方向に切り欠き部を設け、固定子コアに発生する圧縮応力を低減して鉄損を増加を抑制しようとするものが示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８７２２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転電機としての電動機では、固定子鉄心の積層された鉄板の加締め部を固定子外周の金属製フレームとの嵌め合い部分に近い場所に配置しているため、加締め部やその周辺に、加締め部形成による加工歪が残留し、また金属製フレームとの嵌め合い固定による圧縮応力が集中し、固定子鉄心に磁束が流れにくい部分が発生する。そのため、鉄損が増加し効率低下を招くという問題点があった。
また、上記別の電動機では、固定子用外枠の内周面に切り欠き部を設けることにより、固定子コアの固定子用外枠への固定にともなう圧縮応力発生を緩和できるが、固定子用外枠に切り欠き部を加工しなければならず加工費が増大するという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、効率の低下を防止できる回転電機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機においては、
固定子を有する回転電機であって、
上記固定子は、固定子鉄心とフレームとを有し、
上記固定子鉄心は、磁性材料製の板材を複数枚積層して形成されたものであって、嵌合部と加締め部と固定子歯部と環状の継鉄部とを有し、上記嵌合部は上記継鉄部の外周部に複数設けられたものであり、上記加締め部は上記板材を相互に加締めるものであって上記継鉄部に上記嵌合部と隣接する嵌合部との間に位置するようにして設けられたものであり、上記固定子歯部は上記継鉄部から内側方向に突出して複数設けられ上記継鉄部により磁気的に連結されたものであり、
上記嵌合部が上記フレームの内周部に締まり嵌め状態で固定されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、
固定子を有する回転電機であって、
上記固定子は、固定子鉄心とフレームとを有し、
上記固定子鉄心は、磁性材料製の板材を複数枚積層して形成されたものであって、嵌合部と加締め部と固定子歯部と環状の継鉄部とを有し、上記嵌合部は上記継鉄部の外周部に複数設けられたものであり、上記加締め部は上記板材を相互に加締めるものであって上記継鉄部に上記嵌合部と隣接する嵌合部との間に位置するようにして設けられたものであり、上記固定子歯部は上記継鉄部から内側方向に突出して複数設けられ上記継鉄部により磁気的に連結されたものであり、
上記嵌合部が上記フレームの内周部に締まり嵌め状態で固定されたものであるので、
効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である電動機の構成を示す断面図である。
【図２】図１の電動機の縦断面図である。
【図３】実施の形態２である電動機の断面図である。
【図４】実施の形態３である電動機の断面図である。
【図５】実施の形態４である電動機の断面図である。
【図６】実施の形態５である電動機の断面図である。
【図７】実施の形態６である電動機の断面図である。
【図８】実施の形態７である電動機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１及び図２は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は電動機の断面図、図２は縦断面図である。なお、図１は、図２における切断面Ａ−Ａにおける断面図である。これらの図において、回転電機としての電動機１００は次のように構成されている。固定子１０は、界磁鉄心１１と金属フレーム１９とを有する。固定子鉄心としての界磁鉄心１１は、板材としての電磁鋼板が所要枚数積層されて形成され、環状四角形の継鉄部１２と、この継鉄部１２から中心軸に向かって突設された一対の固定子歯部としての界磁歯部１３と、継鉄部１２に設けられ上記電磁鋼板同士を相互に固着する加締め部１４を有する。
【００１０】
そして、四角形の継鉄部１２の外周部の４隅が嵌合部１５とされている。嵌合部１５とこれに隣接する他の嵌合部１５との中間位置に加締め部１４があるようにして、すなわち嵌合部１５と加締め部１４とが所定距離離れた位置に位置するようにして、４箇所設けられている。なお、加締め部１４は継鉄部１２の周方向に４箇所設けられており、いずれも嵌合部１５同士の中間位置に位置している。界磁歯部１３には、界磁巻線１７が施されており、界磁鉄心１１の外周部に設けられた嵌合部１５は金属フレーム１９の内周面に締まり嵌め状態にて嵌合され、固定されている。金属フレーム１９の内周面は加工されておらず平滑な円筒面となっている。なお、嵌合部１５と金属フレーム１９との締まり嵌めは、焼き嵌め、冷やし嵌め、圧入などの方法により行われる。
【００１１】
界磁鉄心１１の内側には、空隙を介して回転子としての電機子３が収容されている。電機子３は、電磁鋼板が所定枚数積層された回転子鉄心としての円筒状の電機子鉄心４とこの電機子鉄心４のスロットに施された回転子巻線としての電機子巻線５と電機子鉄心４の中心部に嵌合された出力軸６とを有し、図示しない軸受により回転自在に支持されている。電動機１００は、以上のように構成されている。
【００１２】
ところで、図１のように、界磁鉄心１１が金属フレーム１９に焼き嵌めや圧入により固定される電動機１００において、界磁鉄心１１の加締め部１４の周辺は、加締め成形時、加工歪による残留応力が発生し磁気特性が低下する。さらに、加締め部は、電磁鋼板を変形させており、磁気的に不連続なため磁束が流れ難い場所である。また、界磁鉄心１１は金属フレーム１９に締まり嵌め状態にて嵌合され固定されるため、界磁鉄心１１の嵌合部１５は、圧縮応力を受け、電磁鋼板の磁気特性が低下する。
【００１３】
一方、界磁鉄心１１の加締め部１４及び嵌合部１５に磁気特性の低下をもたらす歪みが発生するが、本実施の形態における電動機１００によれば、加締め部１４と嵌合部１５とを離れて配置することで、界磁鉄心１１のサイズすなわち断面積を大きくすることなく、かつ簡易な構成で界磁鉄心１１の磁気特性の低下を招く歪みを分散させることができ、磁束の流れを円滑にし、磁束密度の集中を軽減して、鉄損を小さくでき、効率の低下や加工費の増大を招くことを防止できる。また、界磁鉄心１１は、一般的に鉄損を低減するため、電磁鋼板を複数枚積層して構成するが、金属フレーム１９は、電磁鋼板に比べて鉄損が大きい通常の構造用鋼板などが使用されており、界磁鉄心１１の嵌合部１５における磁束の流れが円滑になることにより、鉄損の多い金属フレーム１９への磁束の漏れが防止でき、鉄損が低減され、小型で高効率な電動機を得ることができる。
【００１４】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２である電動機を示す断面図である。図３において、電動機２００の固定子２０は界磁鉄心２１を備えている。界磁鉄心２１は、継鉄部２２を有する。継鉄部２２は、加締め部１４の外側に拡大された外側拡大部２２ａを有する。すなわち、界磁鉄心２１の継鉄部２２における加締め部１４付近の幅を拡げ断面積を大きくしている。継鉄部２２に設けられた加締め部１４付近には、界磁鉄心２１の外周部と金属フレーム１９との間に外側スペースが存在する。この実施の形態では、上記外側スペースを利用して外側拡大部２２ａを設け磁路面積を拡大し加締め部１４による電磁鋼板の磁気特性低下分を補い、磁束の集中を緩和することにより、一層鉄損を低減でき、高効率な電動機を得ることができる。
【００１５】
実施の形態３．
図４は、実施の形態３である電動機を示す断面図である。図４において、電動機３００の固定子３０は界磁鉄心３１を備えている。界磁鉄心３１は、継鉄部３２を有する。継鉄部３２は、加締め部１４の内側に拡大された内側拡大部３２ｂを有する。すなわち、界磁鉄心３１の継鉄部３２における加締め部１４付近の幅を拡げ断面積を大きくしている。継鉄部３２に設けられた加締め部１４付近には、界磁鉄心３１の内周部と電機子鉄心４との間に内側スペースが存在する。この実施の形態では、上記内側スペースを利用して内側拡大部３２ｂを設け磁路面積を拡大し加締め部１４による電磁鋼板の磁気特性低下分を補い、磁束の集中を緩和することにより、一層鉄損を低減でき、高効率な電動機を得ることができる。
【００１６】
実施の形態４．
図５は、実施の形態４である電動機を示す断面図である。図５において、電動機４００の固定子４０は界磁鉄心４１を備えている。界磁鉄心４１は、継鉄部４２を有する。継鉄部４２は、加締め部１４の外側に拡大された外側拡大部４２ａ及び加締め部１４の内側に拡大された内側拡大部４２ｂを有する。すなわち、界磁鉄心４１の継鉄部４２における加締め部１４付近の幅を内外両方向に広くしている。継鉄部５２に設けられた加締め部１４付近には、界磁鉄心４１の外周部と金属フレーム１９との間に外側スペースが、界磁鉄心５１の内周部と電機子鉄心４との間に内側スペースが存在する。この実施の形態では、上記外側及び内側スペースを利用して外側拡大部４２ａ及び内側拡大部４２ｂを設け磁路面積を拡大し加締め部１４による電磁鋼板の磁気特性低下分を補い、磁束の集中を緩和することにより、一層鉄損を低減でき、高効率な電動機を得ることができる。
【００１７】
実施の形態５．
図６は、実施の形態５である電動機を示す断面図である。図６において、電動機５００の固定子５０は界磁鉄心５１を備えている。界磁鉄心５１は、継鉄部５２を有する。継鉄部５２は、加締め部１４の内側に突設された補極５２ｃを有する。補極５２ｃを設けることにより、回転電機が整流子電動機の場合、整流時の回転子巻線への誘導起電力を小さくすることができるため、整流時の火花の抑制も合わせて行うことができ、より高効率な回転電機としての整流子電動機を得ることができる。
【００１８】
実施の形態６．
図７は、実施の形態６である電動機を示す断面図である。図７において、電動機６００の固定子６０は界磁鉄心６１を備えている。界磁鉄心６１は、継鉄部６２を有する。継鉄部６２は、加締め部１４の外側に拡大された外側拡大部６２ａ及び加締め部１４の内側に突設された補極６２ｃを有する。
【００１９】
実施の形態７．
図８は、実施の形態７である電動機を示す断面図である。図８において、電動機７００の固定子７０は界磁鉄心７１を備えている。界磁鉄心７１は、継鉄部７２を有する。継鉄部７２は、加締め部１４の外側に拡大された外側拡大部７２ａ及び加締め部１４の内側に突設された補極７２ｃを有し、補極７２ｃに補極巻線７２ｅが巻回されている。
【符号の説明】
【００２０】
１０  固定子、１１  界磁鉄心、１２  継鉄部、１３  界磁歯部、１４  加締め部、
１５  嵌合部、１９  金属フレーム、２０  固定子、２１  界磁鉄心、２２  継鉄部、
２２ａ  外側拡大部、３０  固定子、３１  界磁鉄心、３２  継鉄部、
３２ｂ  内側拡大部、４０  固定子、４１  界磁鉄心、４２  継鉄部、
４２ａ  外側拡大部、４２ｂ  内側拡大部、５  電機子巻線、５０  固定子、
５１  界磁鉄心、５２  継鉄部、５２ａ  外側拡大部、５２ｃ  補極、６０  固定子、
６１  界磁鉄心、６２  継鉄部、６２ａ  外側拡大部、６２ｃ  補極、７０  固定子、
７１  界磁鉄心、７２  継鉄部、７２ａ  外側拡大部、７２ｃ  補極、
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００  電動機。
【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】
2012235616.tif 000009
【図８】
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