(57)【要約】【課題】ステータコア（固定子）に的確に引張応力を付与して、鉄損の低減効果を得ることができる回転電機およびその製造方法を提供する。【解決手段】電磁鋼板６を積層して構成されたステータコア５と、ステータコア５を嵌入して装着するフレーム３と、ステータコア５と所定の空隙をもって同心的に配置されたローター８とを備えた回転電機１であって、ステータコア５の外周部とフレーム３の内周部の間に隙間１７を設け、その隙間１７に接着剤１９を充填してステータコア５をフレーム３に固定するものにおいて、ステータコア５をフレーム３に装着時の径方向の対向位置におけるフレーム３の内径寸法とステータコア５の外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とする。【選択図】      図１
2013062892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータコアを前記フレームに固定するものにおいて、前記ステータコアを前記フレームに装着時の径方向の対向位置における前記フレームの内径寸法と前記ステータコアの外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とすることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記ステータコアのネジ穴に前記フレームの外側から複数のボルトを各々取り付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトによりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
前記ステータコアを前記フレームに取り付け時の径方向の対向位置における前記フレームの内径寸法と前記ステータコアの外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアのネジ穴に対向する前記フレームの内周部と前記ステータコアの外周部の間に隙間箇所を設け、前記隙間箇所を通って前記フレームの外側から前記ステータコアのネジ穴に複数のボルトを各々取り付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトによりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
前記ネジ穴は前記ステータコアの外周部に取り付けられたネジ部材に設けられたことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のボルトをその径方向に向けて周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、複数の前記ボルトに前記フレームの外側からナットを締め付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のボルトをその径方向に向けて周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアに設けたボルト基部に対向する前記フレームの内周部と前記ステータコアの外周部の間に隙間箇所を設け、複数の前記ボルトに前記フレームの外側からナットを締め付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアを構成する前記電磁鋼板が、その外周部に径方向に沿って突出し、周方向に均等間隔に設けられた複数の突出部を備えることにより、前記ステータコアに複数の積層突出部を形成し、複数の前記積層突出部を前記フレーム側に引っ張りながら、前記ステータコアを前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記ステータコアのネジ穴に一方端側にネジ加工を施した引張部材を取り付け、前記引張部材を前記フレーム外側に向けて引っ張る引張手段を備え、前記ステータコアを複数の前記引張部材によりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
前記フレームの外側に前記ボルトを挿通するバネを備え、前記バネにより前記ボルトを前記フレームの外側に向けて引っ張ることにより、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張ることを特徴とする請求項２ないし請求項５の何れかに記載の回転電機。
【請求項１１】
前記引張手段は前記フレームの外側に突出する前記引張部材を挿通するバネと、前記引張部材の他方端部において前記バネを前記フレームとの間に挟み込むストッパー部材とを備え、前記バネにより前記引張部材を前記フレームの外側に向けて引っ張ることにより、前記ステータコアを複数の前記引張部材により前記フレーム側に引っ張ることを特徴とする請求項９に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記フレームの材質に前記ステータコアより熱膨張率の大きい材料を用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の回転電機。
【請求項１３】
前記フレームより前記ステータコアの温度が高くなるように温度差を保持した状態で、前記ステータコアを前記フレームに組み込むことを特徴とする請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の回転電機の製造方法。
【請求項１４】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機の製造方法であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータを前記フレームに固定するものにおいて、前記フレームより前記ステータコアの温度が高くなるように温度差を保持した状態で、前記ステータコアを前記フレームに組み込むことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項１５】
電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータを前記フレームに固定するものにおいて、前記フレームの材質に前記ステータコアより熱膨張率の大きい材料を用いたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子とその内側で回転する回転子とを備えた回転電機に関し、特にその固定子の鉄損を低減することができる回転電機、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転電機は、電気エネルギーを回転力に変換し、あるいは回転力を電気エネルギーに変換するものであるが、近年、エネルギーの効率利用の観点からこの変換効率を効果的に向上させることが望まれている。ここで、このような回転電機の効率は各種の要因に影響されるが、その固定子で発生する損失である鉄損は比較的大きな割合を占める。そして、この固定子で発生する鉄損を低減させるため、固定子に使用する材料に鉄損のより少ない特殊な電磁鋼板を用いるのが一般的であった。例えば、ＪＩＳＣ２５５５で規定される鉄芯用の５０Ａ１０００の電磁鋼板に替えて、５０Ａ４００等の５０Ａ１０００より鉄損の少ない電磁鋼板を用いることにより回転機自身の鉄損を低減することができる。しかし、鉄損の少ない電磁鋼板は一般に価格が高く、これを利用する回転機の価格が高くなる問題があった。
【０００３】
ところで、電磁鋼板に圧縮応力が働くと鉄損が増加するが、反対に引張応力が働くと鉄損が低減することが非特許文献1等により知られている。そして、この電磁鋼板の特性を利用するものとして、例えば特許文献１には、ステータコア（固定子）のヨーク部の外周部と内周部との温度差が１０〜３００℃となるようにヨーク部の外周部または内周部を加熱した後に冷却することにより、磁束の通る方向に所定の引張応力を付与して優れた磁気特性が得られるようにしたステータコアおよびその製造方法が開示されている。これによれば、高価な特殊電磁鋼板を用いないで固定子の鉄損を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】新日鉄技報第３７８号２００３  ５３頁、図１０
【特許文献１】特開２００３−３１９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたステータコアの製造方法においては、電磁鋼板を積層して成るステータコアを熱処理することで、その磁気特性を改善するものであるが、例えば、そのヨーク部の外周部または内周部を加熱する際に、それらの加熱状態にバラツキが生じると、それを構成する電磁鋼板に与えられる引張応力にバラツキが生じ、これに起因して磁気特性の改善特性が損なわれる場合が生じる虞があった。また、ステータコアの両端部に位置する電磁鋼板に反りが生じやすく、そのひずみによりステータコアの磁気特性が悪化することがあるという問題があった。すなわち、その引張応力の発生にバラツキが生じやすく磁気特性が安定し難い問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に対応するため、複数枚の電磁鋼板が積層されてなる固定子に的確に引張応力を付与して、鉄損の低減効果を得ることができる回転電機およびその製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータコアを前記フレームに固定するものにおいて、前記ステータコアを前記フレームに装着時の径方向の対向位置における前記フレームの内径寸法と前記ステータコアの外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とするものである。
【０００８】
これによれば、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に充填した接着剤が硬化して、その体積が縮小するから、前記フレーム内周は内側に、前記ステータコア外周は外側に引っ張られる。これにより前記ステータコアを構成する電磁鋼板に引っ張り応力が生じるので、その鉄損を低減することができる。そして、前記フレームの内径寸法と前記ステータコアの外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とすることで、前記フレーム内周と前記ステータコア外周の隙間に確実に接着剤の接着層を設けることができるので、前記ステータコア外周をばらつき無く確実に引っ張ることができる。すなわち、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記ステータコアのネジ穴に前記フレームの外側から複数のボルトを各々取り付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトによりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けるものである。
これによれば、前記ステータコア外周を複数の前記ボルトによりその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の回転電機において、前記ステータコアを前記フレームに取り付け時の径方向の対向位置における前記フレームの内径寸法と前記ステータコアの外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とするものである。
これによれば、前記フレーム内周と前記ステータコア外周の間に確実に隙間を設けることができるから、前記ステータコア外周をバラツキ無く確実に引っ張ることができる。すなわち、前記ステータコアを構成する電磁鋼板に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアのネジ穴に対向する前記フレームの内周部と前記ステータコアの外周部の間に隙間箇所を設け、前記隙間箇所を通って前記フレームの外側から前記ステータコアのネジ穴に複数のボルトを各々取り付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトによりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けるものである。
これによれば、前記隙間箇所を通る複数の前記ボルトにより、前記ステータコア外周をその外側に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、請求項２または請求項４に記載の回転電機において、前記ネジ穴は前記ステータコアの外周部に取り付けられたネジ部材に設けられたものである。
これによれば、前記ステータコアの外周部に前記ネジ穴を容易に形成することができる。
また、請求項６に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のボルトをその径方向に向けて周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、複数の前記ボルトに前記フレームの外側からナットを締め付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けるものである。
これによれば、前記ナットを締め付けることにより、前記ステータコア外周を複数の前記ボルトによりその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００１３】
また、請求項７に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のボルトをその径方向に向けて周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアに設けたボルト基部に対向する前記フレームの内周部と前記ステータコアの外周部の間に隙間箇所を設け、複数の前記ボルトに前記フレームの外側からナットを締め付け、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けるものである。
【００１４】
これによれば、前記ナットを締め付けることにより、前記隙間箇所にボルト基部を設ける複数の前記ボルトにより、前記ステータコア外周をその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
また、請求項８に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアを構成する前記電磁鋼板が、その外周部に径方向に沿って突出し、周方向に均等間隔に設けられた複数の突出部を備えることにより、前記ステータコアに複数の積層突出部を形成し、複数の前記積層突出部を前記フレーム側に引っ張りながら、前記ステータコアを前記フレームに取り付けるものである。
【００１５】
これによれば、前記ステータコア外周を複数の前記積層突出部によりその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
また、請求項９に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを内方に取り付けるフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周に複数のネジ穴をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記ステータコアのネジ穴に一方端側にネジ加工を施した引張部材を取り付け、前記引張部材を前記フレーム外側に向けて引っ張る引張手段を備え、前記ステータコアを複数の前記引張部材によりその径方向において前記フレーム側に引っ張りながら前記フレームに取り付けるものである。
これによれば、前記ステータコア外周を複数の前記引張部材によりその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明は、請求項２ないし請求項５の何れかに記載の回転電機において、前記フレームの外側に前記ボルトを挿通するバネを備え、前記バネにより前記ボルトを前記フレームの外側に向けて引っ張ることにより、前記ステータコアを複数の前記ボルトにより前記フレーム側に引っ張るものである。
これによれば、前記バネにより前記フレーム外側に向けて付勢される複数の前記ボルトにより、前記ステータコア外周をその外側にバラツキを少なくして引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
また、請求項１１に係る発明は、請求項８に記載の回転電機において、前記フレームの外側に突出する前記積層突出部を挿通するバネと、前記積層突出部の先端部において前記バネを前記フレームとの間に挟み込むバネ保持部材とを備え、前記バネにより前記積層突出部を前記フレームの外側に向けて引っ張ることにより、前記ステータコアを複数の前記積層突出部により前記フレーム側に引っ張るものである。
【００１７】
これによれば、前記バネにより前記フレームの外側に付勢された前記積層突出部により、前記ステータコア外周をその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
また、請求項１２に係る発明は、請求項９に記載の回転電機において、前記引張手段は前記フレームの外側に突出する前記引張部材を挿通するバネと、前記引張部材の他方端部において前記バネを前記フレームとの間に挟み込むストッパー部材とを備え、前記バネにより前記引張部材を前記フレームの外側に向けて引っ張ることにより、前記ステータコアを複数の前記引張部材により前記フレーム側に引っ張るものである。
これによれば、前記バネにより前記フレームの外側に付勢された前記引張部材により、前記ステータコア外周をその外側に的確に引っ張ることができるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００１８】
また、請求項１３に係る発明は、請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の回転電機において、前記フレームの材質に前記ステータコアより熱膨張率の大きい材料を用いたものである。
これによれば、前記回転電機の運転時の発熱により、前記フレームが前記ステータコアより大きく膨張して外側に広がるから、前記ステータコア外周を外側に引っ張る力が生じ、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
また、請求項１４に係る発明は、請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の回転電機の製造方法であって、前記フレームより前記ステータコアの温度が高くなるように温度差を保持した状態で、前記ステータコアを前記フレームに組み込むものである。
これによれば、製造時に前記フレームより前記ステータコアの温度が高くなるようにして、前記ステータコアを前記フレームに組み込むので、これらの温度が同じになったときに、前記フレームに比較して前記ステータコアの方が縮む事象が生じる。これにより、結果的に前記ステータコア外周を外側に引っ張る力が生じるから、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００１９】
また、請求項１５に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機の製造方法であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータを前記フレームに固定するものにおいて、前記フレームより前記ステータコアの温度が高くなるように温度差を保持した状態で、前記ステータコアを前記フレームに組み込むものである。
これによれば、請求項１４に係る発明と同様に、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【００２０】
また、請求項１６に係る発明は、電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、前記ステータコアを嵌入して装着するフレームと、前記ステータコアと所定の空隙をもって同心的に配置されたローターと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアの外周部と前記フレームの内周部の間に隙間を設け、前記隙間に接着剤を充填して前記ステータを前記フレームに固定するものにおいて、前記フレームの材質に前記ステータコアより熱膨張率の大きい材料を用いたものである。
これによれば、請求項１３に係る発明と同様に、前記ステータコアを構成する電磁鋼板の鉄損を的確に低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１ないし請求項１６の何れかに係る発明によれば、ステータコア外周をその外側に的確に引っ張ることにより、それを構成する電磁鋼板に引張応力を生じさせ、その鉄損を低減することができるから、ステータコアに発生する鉄損の低減効果を得ることができる回転電機およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する第１の実施形態（フレーム内周とステータコア外周の間に隙間を設け、この隙間に接着剤を塗布している）に係わる回転電機を示す図で、（ａ）は正面片側断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図２】本発明を適用する第２の実施形態（フレームとステータコアを、ボルトを使って固定したもの）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図３】本発明を適用する第３の実施形態（ステータコアの外周に複数のネジ穴を設けるとともに、そのネジ穴に対向するフレームの内周側に凹部を形成する）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図４】本発明を適用する第４の実施形態（ステータコア外周のネジ穴加工に替えてナットを取り付けたもの）に係る回転電機を示す側面断面図であるである。
【図５】本発明を適用する第５の実施形態（ステータコア外周にナットを取り付け易くするために凹状溝部を加工したもの）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図６】本発明を適用する第６の実施形態（ステータコア外周のネジ穴加工に替えてナットを取り付け、そのナットに対向するフレームの内周側に凹部を形成する）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図７】本発明を適用する第７の実施形態（ステータコアの外周に複数のボルトを周方向にわたって溶接して設ける）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図８】本発明を適用する第８の実施形態（ステータコアに設けたボルトの基部に対向するフレームの内周側に凹部を形成する）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図９】本発明を適用する第９の実施形態（ステータコアを構成する電磁鋼板が、その外周部に設けられた複数の突出部を備える）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図１０】本発明を適用する第１０の実施形態（フレーム外側にボルトが挿通されるバネを備え、このバネをフレームとボルト頭部により挟む）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図１１】本発明を適用する第１１の実施形態（フレーム外側にバネを備え、このバネをフレームとボルト頭部により挟むとともに、ボルトを捩じ込むナットに対向するフレームの内周側に凹部を形成する）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【図１２】本発明を適用する第１２の実施形態（ステータコア外周部のネジ穴に複数の引張部材が周方向に均等間隔に取り付けられているもの）に係る回転電機を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明を適用する回転電機の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用する第１の実施形態に係わる回転電機１を示す図で、（ａ）は正面（長手方向）片側断面図、（ｂ）は側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、回転軸１０と、回転軸１０の周りにこれと一体に回転するように設けられた筒形状のローター（回転子）８と、ローター８の外側にこれと所定の空隙を持って同心的に配置された円環状のステータコア（固定子）５と、ステータコア５を内側に装着する円筒状のフレーム３と、フレーム３の両端部をそれぞれ閉塞するブラケット４と、フレーム３両端の各々のブラケット４に装着され回転軸１０を回転自在に支持する軸受１２と、フレーム３の下側に設けられた取付台１５等を備えている。
【００２４】
そして、この回転電機１はフレーム３内周とステータコア５外周の間に隙間１７を設け、この隙間１７に接着剤１９を塗布している。接着剤１９は硬化すると体積が縮小するため、フレーム３内周とステータコア５外周の隙間１７に塗布された接着剤１９が硬化するとフレーム３内周はその内側に、ステータコア５外周は外側に引っ張られる。このためステータコア５外周部には引張応力が発生する。ここで、このステータコア５は電磁鋼板６を回転軸１０の長手方向に積層して構成されているので、ステータコア５外周が外側に引っ張られるとその電磁鋼板６に引張応力が働く。そして、この電磁鋼板６は引張応力がはたらくと鉄損が低減する特性を有するので、このように構成される回転電機１は、的確に鉄損を低減することができる。
【００２５】
さらに、ステータコア５をフレーム３に装着する場合の径方向の対向位置において、フレーム３の内径寸法とステータコア５の外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とすることにより、フレーム３内周とステータコア５外周の隙間１７に接着層を確実に設けることができるので、ステータコア５外周部に生じる引張応力のばらつきを少なくして的確に鉄損を低減することができる回転電機１を提供することができる。なお、フレーム３内周とステータコア５外周の隙間１７に接着剤１９が確実に塗布されないと、周方向に接着剤１９のある場所と無い場所が生じ、また接着剤１９のある場所と無い場所の比率が製品（個体）毎に異なる状況が生じるため、ステータコア５外周部に生じる引張応力が製品毎にばらつきを生じてしまう。そのため、回転電機１の鉄損そのものは低減するが、その特性が製品毎にばらつく問題が生じる。
【００２６】
図２は、本発明を適用する第２の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。（なお、正面図は第１の実施形態に示す図と略同様であるので、以下の説明では省略する。）図に示すように、この回転電機１はフレーム３とステータコア５を、ボルト２１を使って固定したものである。この回転電機１は、ステータコア５外周部にネジ穴２３加工がしてあり、フレーム３内周とステータコア５外周の間に隙間１７を生じさせたまま、ボルト２１の締め付け力でステータコア５外周部に引張応力を与えている。なお、ネジ穴２３加工はステータコア５外周部において、各々が他のネジ穴２３の反対側に位置するように均等間隔に設けられている。なお、各々のネジ穴２３が他のネジ穴の反対側に位置しない場合でも、ステータコア５外周部において均等間隔に配置されれば、各々のボルト２１による締め付け力を均等に保持して、ステータコア５外周部に与える引張応力を均一にし、その鉄損をばらつきなく低減することができる。
【００２７】
また、ステータコア５をフレーム３に取り付ける場合の径方向の対向位置において、フレーム３の内径寸法とステータコア５の外径寸法の差を０．１ｍｍ以上とすることにより、フレーム３内周とステータコア５外周の間に隙間１７を確実に設けることができるので、ステータコア５外周をばらつき無く確実に引っ張ることができる。すなわち、ステータコア５を構成する電磁鋼板６に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる回転電機１を提供することができる。
【００２８】
図３は、本発明を適用する第３の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、ステータコア５の外周に複数のネジ穴２３をその周方向にわたって均等間隔に設けるとともに、ステータコアのネジ穴２３に対向するフレーム３の内周側に凹部１８を形成することにより、ステータコア５の外周部との間に隙間箇所２０を設け、その隙間箇所２０を通ってステータコア５のネジ穴２３に複数のボルト２１を各々取り付け、ステータコア５を複数のボルト２１によりその径方向においてフレーム３側に引っ張りながらフレーム３に取り付けるものである。これによれば、隙間箇所２０を通る複数のボルト２１により、ステータコア５外周をその外側に引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる。
【００２９】
図４は、本発明を適用する第４の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は第２の実施形態に係る回転電機１のネジ穴２３加工に替えてナット（ネジ部材）２５を取り付けたものである。また、図５は、本発明を適用する第５の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図であって、本発明の第４の実施形態に係るナット２５を取り付け易くするためにステータコア５外周部に凹状溝部２６を加工したものである。これらによれば、ステータコア５の外周部にネジ穴部を容易に形成することができる。
【００３０】
図６は、本発明を適用する第６の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、本発明の第３の実施形態に係る回転電機１のネジ穴２３加工に替えてナット（ネジ部材）２５を取り付けたものである。これによれば、第３の実施形態と同様に、隙間箇所２０を通る複数のボルト２１により、ステータコア５外周をその外側に引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる。
【００３１】
図７は、本発明を適用する第７の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１はステータコア５の外周に複数のボルト２２を周方向にわたって溶接して設けるとともに、ステータコア５の外周部とフレーム３の内周部の間に隙間１７を設け、複数のボルト２２にフレーム３の外側からナット２７を締め付け、ステータコア５を複数のボルト２２によりフレーム３側に引っ張りながらフレーム３に取り付けるものである。なお、これらのボルト２２はステータコア５外周部において、各々が他のボルト２２の反対側に位置するように均等間隔に径方向に向けて設けられている。なお、各々のボルト２２が他のボルト２２の反対側に位置しない場合でも、ステータコア５外周部において均等間隔に配置されれば、各々のボルト２２に取り付けられるナット２７による締め付け力を均等に保持して、ステータコア５外周部に与える引張応力を均等にし、その鉄損をばらつきなく低減することができる。
【００３２】
図８は、本発明を適用する第８の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、前記第７の実施形態と同様にステータコア５の外周に複数のボルト２２を周方向にわたって設けるとともに、ステータコア５に設けたボルト２２の基部に対向するフレーム３の内周側に凹部１８を形成することにより、ステータコア５の外周部との間に隙間箇所２０を設け、その隙間箇所２０を通る複数のボルト２２にフレーム３の外側からナット２７を締め付け、ステータコア５を複数のボルト２２によりフレーム３側に引っ張りながらフレーム３に取り付けるものである。これによれば、隙間箇所２０を通る複数のボルト２２にフレーム３の外側からナット２７を締め付けることにより、ステータコア５外周を複数のボルト２２によりその外側に引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６に引張応力を生じさせ、その鉄損を的確に低減することができる。
【００３３】
図９は、本発明を適用する第９の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、ステータコア５を構成する電磁鋼板６が、その外周部に径方向に沿って突出し、周方向に均等間隔に設けられた複数の突出部６ａを備えることにより、ステータコア５に複数の積層突出部２９を形成し、複数の積層突出部２９をコイルバネ（バネ）３１等によりフレーム３側に引っ張りながら、ステータコア５をフレーム３に取り付けるものである。これによれば、ステータコア５外周を複数の積層突出部２９によりその外側に的確に引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。
【００３４】
なお、この実施形態のコイルバネ３１は、フレーム３外側に突出する積層突出部２９が挿通されるように設けられ、フレーム３と積層突出部２９の先端部に設けられたストッパー部材（バネ保持部材）３２により挟み込まれることで、積層突出部２９をフレーム３の外側に向けて引っ張り、ステータコア５外周部をフレーム３側に引っ張るものである。
【００３５】
図１０は、本発明を適用する第１０の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は本発明の第２の実施形態に係る回転電機１において、フレーム３外側にボルト２１が挿通されるバネ３５を備え、このバネ３５をフレーム３とボルト頭部２１ａにより挟み込むことで、ボルト２１をフレーム３の外側に向けて引っ張り、ステータコア５外周部を複数のボルト２１によりフレーム３側に引っ張るものである。これによれば、ボルト２１の締付力に代えてバネ３５の反発力により、ステータコア５外周をその外側にばらつきを少なくして引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。
【００３６】
図１１は、本発明を適用する第１１の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、本発明の第６の実施形態に係る回転電機１において、フレーム３外側にボルト２１が挿通されるバネ３５を備え、このバネ３５をフレーム３とボルト頭部２１ａにより挟み込むことで、ボルト２１をフレーム３の外側に向けて引っ張り、ステータコア５外周部を複数のボルト２１によりフレーム３側に引っ張るものである。これによれば、本発明の第１０の実施形態に係る回転電機１と同様に、ボルト２１の締付力に代えてバネ３５の反発力により、ステータコア５外周をその外側にばらつきを少なくして引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。
【００３７】
なお、本発明を適用する第３の実施形態に係わる回転電機１（図３参照）において、フレーム３外側にボルト２１が挿通されるバネ３５を備えることにより、本発明を適用する第１１の実施形態に係る回転電機１と同様の作用、効果を得ることができる。
図１２は、本発明を適用する第１２の実施形態に係る回転電機１を示す側面断面図である。図に示すように、この回転電機１は、ステータコア５外周部にネジ穴２３加工がしてあり、そのネジ穴２３に複数の棒状の引張部材２４が径方向に沿って周方向に均等間隔に取り付けられている。そして、フレーム３外側に引張部材２４が相通されるバネ（引張手段）３６を備え、このバネ３６をフレーム３と引張歩材２４の端部に装着されるストッパー部材（引張手段）３７により挟み込むことで、引張部材２４をフレーム３の外側に向けて引っ張り、ステータコア５外周部を複数の引張部材２４によりフレーム３側に引っ張るものである。これによれば、バネ３６の反発力により、ステータコア５外周をその外側にばらつきを少なくして引っ張ることができるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。なお、引張部材２４はステータコア５外周部において、各々が他の引張部材２４の反対側に位置するように均等間隔に設けられている。また、各々の引張部材２４が他の引張歩材２４の反対側に位置しない場合でも、ステータコア５外周部において均等間隔に配置されれば、各々のバネ３６による反発力を均等に保持して、ステータコア５外周部に与える引張応力を均一にし、その鉄損をばらつきなく低減することができる。
【００３８】
また、本発明を適用する第１ないし第１２の実施形態に係る各々の回転電機において、フレーム３の材質にステータコア５より熱膨張率の大きい材料を用いることが望ましい。これによれば、回転電機１の運転時の発熱により、フレーム３がステータコア５より大きく膨張して外側に広がるから、これによりステータコア３外周を外側に引っ張る力が生じ、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。
【００３９】
また、本発明を適用する第１ないし第１２の実施形態に係る各々の回転電機１の製造方法において、フレーム３よりステータコア５の温度が高くなるように温度差を保持した状態で、ステータコア５をフレーム３に組み込むことが望ましい。これによれば、製造時にフレーム３よりステータコア５の温度が高くなるようにしてステータコア５をフレーム３に組み込むので、これらの温度が同じになったときに、フレーム３に比較してステータコア５の方が縮む事象が生じる。これにより、結果的にステータコア５外周を外側に引っ張る力が生じるから、ステータコア５を構成する電磁鋼板６の鉄損を的確に低減することができる。
以上のように、本発明を適用する実施形態に係る回転電機およびその製造方法によれば、ステータコア外周をその外側に的確に引っ張ることにより、それを構成する電磁鋼板に引張応力を生じさせ、その鉄損を低減することができるから、ステータコアに発生する鉄損の低減効果を得ることができる回転電機およびその製造方法を提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は、言うまでもなく本実施の形態に示す回転電機１にのみ限定されず、その趣旨の包含する範囲で応用変更が可能である。例えば、複数の電磁鋼板６を積層して構成されるステータコア５、およびこれを装着するフレーム３、ステータコア５をフレーム３に取付けるボルト２１，２２または引張部材２４、ボルト２１，２２または引張部材２４をフレーム３側に付勢するバネ３１，３５等の配置構成、形状等は、個々の回転電機１の仕様等に応じて適宜に設定され、本実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１  回転電機
３  フレーム
５  ステータコア（固定子）
６  電磁鋼板
６ａ  突出部
８  ローター（回転子）
１７  隙間
１９  接着剤
２０  隙間箇所
２１  ボルト
２２  ボルト
２３  ネジ穴
２４  引張部材
２５  ナット（ネジ部材）
２７  ナット
２９  積層突出部
３１  コイルバネ（バネ）
３２  ストッパー部材（バネ保持部材）
３５  バネ
３６  バネ（引張手段）
３７  ストッパー部材（引張手段）
【図１】
2013062892.tif 000003
【図２】
2013062892.tif 000004
【図３】
2013062892.tif 000005
【図４】
2013062892.tif 000006
【図５】
2013062892.tif 000007
【図６】
2013062892.tif 000008
【図７】
2013062892.tif 000009
【図８】
2013062892.tif 000010
【図９】
2013062892.tif 000011
【図１０】
2013062892.tif 000012
【図１１】
2013062892.tif 000013
【図１２】
2013062892.tif 000014