JP2000324734A

JP2000324734A - 回転系電気機器

Info

Publication number: JP2000324734A
Application number: JP11123530A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hida; 淳一飛田
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は発電機や電動機等の回転系の電気機
器に係り、特にステータの回り止め機構を簡単な作業で
確実に行え、材料費等のコストも低減できる回転系電気
機器の回り止め機構を提供するものである。【解決手段】電動機等の回転系電気機器において、ス
テータはフレーム枠に圧力され圧接固定されるが、回転
駆動力の反力を受け空回りする場合がある。このため、
ステータを構成するステータプレートを積層する際の位
置決め位相合せ切欠を使用し、この切欠部にフレーム枠
に形成した爪２８を折り曲げ、咬み込ませてフレーム１
３に対するステータ１２の回転方向への回り止めを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機等の回転系電
気機器に関し、特にステータの回り止め機構を有する回
転系電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機や発電機等の回転系の電気機器
は、回転軸に接続されるロータと、このロータの外周面
に対して僅かな隙間を有して取り付けられるステータで
構成されている。そして、上記ロータとステータには巻
線や永久磁石等が配設され、ステータ側に供給される励
磁電流、又はロータ側に供給される励磁電流に従ってロ
ータを回転駆動し、又は起電力を外部に取り出す。

【０００３】このような回転系電気機器において、回転
系電気機器の外枠であるフレームと上記ステータとの取
り付けは以下のように行われている。図１０は、従来の
フレームとステータの取り付け構成を説明する図であ
る。同図に示すように、従来の取り付け構成は、例えば
外径Φのフレーム１に対し、ステータ２を圧入すること
により取り付けている。すなわち、フレーム１の内径
Φ’と同じか、又は内径Φ’より若干大きい外径Φ”の
ステータ２を、フレーム１の一方の開口から挿入し、フ
レーム１の内周面とステータ２の外周面を圧接して固定
する。

【０００４】しかしながら、上述のような圧接固定の場
合、フレーム１に対してステータ２が周面方向にずれる
可能性がある。例えば、電動機が発生する回転駆動力の
反力がステータ２の周面方向にかかるため、ステータ２
が空回りする。このため、ステータ２の回り止めが必要
となる。そこで、従来以下の方法によってステータ２の
回り止めを行っている。（イ）先ず、図１１に示す方法は、ステータ２をフレー
ム１に圧入後、ドリル等を用いてフレーム１の周面から
ステータ２に達する穴３を開け、この孔３にピン４を打
ち込むものである。（ロ）一方、図１２に示す方法は、ステータ２をフレー
ム１に圧入後、フレーム１に形成された穴５にアーク溶
接６を行い、例えば鋼板製のフレーム１とステータ２を
溶接部７において溶融接合し、ステータ２の回り止めを
行うものである。この場合、フレーム１に設けられる穴
５は、例えばフレーム１の製造段階で予め形成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回り止め機
構においては以下の問題がある。先ず、図１１に示す上
記（イ）の方法では、ドリル等を用いた穴開け加工を行
い、更にピン４の打ち込み作業を行う必要である。した
がって、作業工数、及び部品点数の点で問題となる。

【０００６】また、図１２に示す上記（ロ）の方法にお
いても、穴５にアーク溶接６を行う必要があり、溶接装
置を必要とし、また溶接作業も大変である。本発明は、
上記課題を解決するため、回転系電気機器の回り止め機
構を簡単な作業で確実に行え、溶接設備や部品点数を削
減できる回転系電気機器の回り止め機構を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の態様
によれば、ステータと、該ステータの内周に所定の隙間
を有して配設されたロータと、前記ステータの外周に圧
接固定されたフレームとを有する回転系電気機器におい
て、前記ステータは、周面の一部に形成された位相合せ
用切欠を有するステータプレートを使用し、前記位相合
せ用切欠の位置を一致させて多数枚の前記ステータプレ
ートを積層して形成され、前記フレームには、前記ステ
ータの位相合せ用切欠の位置に対応して爪が設けられ、
前記フレームに設けられた爪は、前記ステータに形成さ
れた位相合せ用切欠に嵌入する回転系電気機器を提供す
ることによって達成される。

【０００８】ここで、ステータはケイ素鋼板等の磁性材
料の薄板であるステータプレートを多数枚積層して構成
され、各ステータプレートには位相合せ用切欠が形成さ
れ、この位相合せ用切欠の位置を基準にしてステータプ
レートを積層する。また、フレームはステータを覆う外
枠であり、フレームに上記構成のステータを圧入するこ
とによってステータをフレームに固定している。

【０００９】また、フレームには上記位相合せ用切欠に
対応する位置に爪が形成され、この爪が上記位相合せ用
切欠に嵌入されている。そして、この爪と位相合せ用切
欠の当接は、電動機等はロータの回転に従ってステータ
が同方向に回転することを阻止する。

【００１０】したがって、本発明の態様によれば、ステ
ータを組み立てる際に使用されるステータプレートの位
相合せ用切欠を利用し、ステータが組上がった後、上記
位相合せ用切欠によって形成される溝にフレームの爪を
嵌入し、ステータの回り止め機構とする構成である。

【００１１】請求項２の記載は、前記請求項１記載の発
明において、前記フレームに設けられた爪は、例えば前
記フレームに前記ステータを圧入後、前記爪を折り曲
げ、該爪を前記位相合せ用切欠に嵌入する構成である。

【００１２】本例は、上記フレームにステータを圧入し
た後、上記爪をステータ側に折り曲げ、当該爪を前記位
相合せ用切欠に嵌入し、ステータの回り止めとするもの
である。このように構成することにより、簡単にステー
タの回り止め機構を完成することができる。

【００１３】請求項３の記載は、前記請求項２の記載に
おいて、前記爪は、例えばＵ字形の切り込み部を有し、
該Ｕ字形の切り込み部を前記位相合せ用切欠内に折り曲
げる構成である。

【００１４】このように爪を構成することにより、上記
位相合せ用切欠への爪の嵌入が容易になり、より簡単に
ステータの回り止め機構を構成できる。但し、上記切り
込み部の形状はＵ字形に限らず、コの字形、Ｖ字形、Ｗ
字形等の折り曲げ可能な各種形状に形成することができ
る。

【００１５】請求項４の記載は、前記請求項３の記載に
おいて、前記Ｕ字形の切り込み部は、例えば回転軸の方
向に形成されている。本例は、Ｕ字形の切り込み部の形
成方向を特定するものであり、このように構成すること
により、Ｕ字形の切り込み部を位相合せ用切欠内に折り
込み、ステータの回転に伴って発生する空回りを防止す
る。この場合、ステータの空回りは爪の側面と位相合せ
用切欠が当接することによって阻止される。

【００１６】請求項５の記載は、前記請求項３の記載に
おいて、前記Ｕ字形の切り込み部は、例えば前記ロータ
の回転方向に形成されている。本例も、Ｕ字形の切り込
み部の形成方向を特定するものであり、本例の場合Ｕ字
形の切り込み部はロータの回転方向に形成されている。
したがって、Ｕ字形の切り込み部を位相合せ用切欠内に
折り込み、ステータの回転に伴って発生する空回りを防
止するが、この場合ステータの空回りは爪の先端と位相
合せ用切欠が当接することによって阻止される。

【００１７】したがって、この場合ステータの空回りを
阻止する際、爪の側部から回転力が加わるのではなく、
爪の先端から回転力が加わり、爪の先端下部はステータ
の側面に当接するため、より確実にステータの空回りを
阻止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明では、
回転系電気機器として電動機の例を説明する。

【００１９】図１は、本実施形態の電動機の断面図であ
り、ステータの回り止め機構を採用した電動機の例であ
る。電動機１０はロータ（回転子）１１とステータ（固
定子）１２で構成され、ステータ１１の外周を覆うフレ
ーム１３と、左右のエンドブラケット１４、１５で覆わ
れている。ロータ１１は回転軸１６に固設され、ロータ
１１の回転は回転軸１６を介して外部に出力される。

【００２０】また、回転軸１６は軸受け１８、１９を介
して、エンドブラケット１４及び１５に取り付けられて
いる。尚、軸受け１８側には、軸受け１８をエンドブラ
ケット１４に取り付けるための軸受けホルダ２０が介装
されている。

【００２１】ステータ１２は、例えばケイ素鋼板で構成
されるステータプレート２２を多数枚積層し、所定の長
さに形成されている。また、ステータ１２には後述する
スロットに巻線２４が巻装され、巻線２４の一部はステ
ータ１２の側面から突出しており、この突出した部分は
樹脂等によりモールドされている。

【００２２】また、ステータ１２の外周面はフレーム１
３に圧入されている。したがって、ステータ１２とフレ
ーム１３は圧接しており、この組立方法については後述
する。

【００２３】一方、ステータ１２の両側面には、エンド
ブラケット１４、１５が位置し、エンドブラケット１
４、１５は上述のフレーム１３にネジ２５で取り付けら
れている。ここで、エンドブラケット１４、１５は有底
筒状に形成されている。

【００２４】次に、上記構成の電動機１０の各構成要素
について具体的に説明する。図２は上述のステータ１２
の外観構成を示す図である。前述のように、ステータ１
２は多数枚のステータプレート（ケイ素鋼板）２２を積
層して形成され、ステータ１２内に形成された後述する
スロットに巻線２４が巻装されている。また、ステータ
１２の外周面の一部には回転軸の方向に長く延びた切欠
２６が形成されている。この切欠２６はステータ１２の
全長Ｌのほぼ半分の長さＬ／２に延設され、所定の深さ
を有する。

【００２５】図３は、上述のステータ１２を構成するス
テータプレート２２の具体的な構成を説明する図であ
る。ステータプレート２２は、例えば厚さ０．５ｍｍの
ケイ素鋼板で構成され、周面に上述の切欠２６を作成す
る為の位相合せ用切欠２７が形成されている。また、ス
テータプレート２２の内周面に形成された複数の溝は、
前述の巻線２４を設置するためのスロット２９である。

【００２６】上述のステータ１２は、位相合せ用切欠２
７の位置を合わせながらステータプレート２２を軸方向
に順次積層し、Ｌ／２で１８０度回転させてステータ１
２の鉄心部を作成する。その後、上述のスロット２９に
巻線２４を配設して組み立てる。

【００２７】一方、図４は上述のフレーム１３の外観構
成を示す。フレーム１３は鋼板で形成され、上述のステ
ータ１２に設けられた切欠２６（位相合せ用切欠２７）
に対応する位置に爪２８が形成されている。爪２８はＵ
字形であり、この爪２８のＵ字部２８ａには切り込みが
行われ、同図の点線２８ｂを折り曲げ線として、上記Ｕ
字部２８ａを下方に折り曲げ可能に構成している。

【００２８】次に、上述のように構成されたステータ１
２、フレーム１３、及びロータ１１等を用いて前述の図
１に示す電動機１０を作成する。先ず、前述のように位
相合せ用切欠２７を基準にして、多数枚のステータプレ
ート２２を積層して組立られたステータ１２をフレーム
１３に取り付ける。この取り付けは、前述のようにフレ
ーム１３にステータ１２を圧入する。この場合、先ず図
５に示すようにフレーム１３に形成した爪２８とステー
タ１２に形成した切欠２６の位置合わせを行い、例えば
フレーム１３の右方向からステータ１２を圧入する。
尚、上述の切欠２６は、前述のようにステータプレート
２２に形成された位相合せ用切欠２７を積層する際、同
時に形成されたものである。

【００２９】次に、上述のようにしてステータ１２の圧
入を行い、ステータ１２がフレーム１３の所定位置に達
すると圧入作業を終了する。図６はフレーム１３にステ
ータ１２を圧入し、圧入処理が完了した後の断面図であ
り、前述の切欠２６と爪２８の嵌合部分を中心に示す断
面図である。ステータ１２の圧入が完了すると、前述の
爪２８のＵ字部２８ａの切り込みを下方に折り曲げ、同
図に示すように、Ｕ字部２８ａを切欠２６に嵌入する。
このとき、Ｕ字部２８ａを切欠２６に咬み込ませるまで
折り曲げてもよい。

【００３０】上述のように爪２８を切欠２６に嵌入する
と、ステータ１２に反力が加わった場合でも、爪２８
（Ｕ字部２８ａ）が上述の切欠２６の側面に当接し、ス
テータ１２のから回りを阻止する。

【００３１】尚、ステータ１２の軸方向に対する固定
は、ステータ１２とフレーム１３間に存在する圧接力で
充分である。すなわち、ステータ１２の軸方向への変位
力は、上述の回転方向への反力に比べて小さく、上述の
圧接力で充分保持できる。

【００３２】次に、上述のようにしてステータ１２が圧
入され、フレーム１３に取り付けられたステータ１２
（及びフレーム１３）にエンドブラケット１４、１５を
取り付ける。この取り付けは、ネジ２５によって行い、
最後に回転軸１６に固設されたロータ１６を取り付けて
電動機１０の組立が終わる。

【００３３】次に、電動機１０を組立た後、例えば巻線
２４に三相交流を流し、回転磁界を発生し、ロータ１１
を回転駆動する。この場合、ステータ１２も同方向に回
転を行おうとするが、本例の爪２８（Ｕ字部２８ａ）の
側面と切欠２６が当接し、ステータ１２の回転が阻止さ
れる。

【００３４】以上のように、本実施形態はステータ１２
の外周に切欠２６を設け、フレーム１３に形成した爪２
８（Ｕ字部２８ａ）を上記切欠２６に押し込み、例えば
咬み込ませ、ステータ１２の回転止めを行うものであ
り、特に本実施形態の切欠２６はステータ１２を組み立
てる際（ステータプレート２２を積層する際）、各ステ
ータプレート２２の位相合せ用（位置合せ用）に使用す
る位相合せ用切欠２７を、組立後の回転止め用の切欠２
６に使用するものである。

【００３５】したがって、ステータ１２を作成する際、
単に位置合わせだけの目的であれば、例えば図７に示す
形状のステータプレート３０を使用することも考えられ
るが、ステータ１２の回り止めにも使用することができ
ないので、本実施形態に適用することはできない。すな
わち、この場合、ステータ１２（ステータプレート３
０）に形成される切欠３１は、爪２８を嵌入できない断
面形状であり、位相合わせ用には採用できるが、ステー
タ１２の回転止めには適用できない。

【００３６】以上のように、ステータ１２の回転止め機
構を構成することにより、ステータの回転止め機構の組
立工数を削減し、結果的に電動機１０の組立を容易にす
ると共に、特別なピンの打ち込み処理や溶接作業を行う
ことがなく、特殊設備を必要とすることもなく電動機１
０の組立を行うことができる。

【００３７】尚、上述の実施形態の説明では爪２８の形
状はＵ字形であったが、Ｕ字形に限るわけではなく、例
えばコの字形やＶ字形、又はＷ字形等の他の形状であっ
ても、折り曲げ処理によって切欠２６に嵌入できる構成
であればよい。

【００３８】また、フレーム１３に形成する爪２８は、
複数設ける構成としてもよい。この場合、対応する数の
切欠２６をフレーム１３に形成し、複数の爪２８を対応
する切欠２６に１個ずつ嵌入する構成としてもよく、又
は１つの切欠２６に複数の爪２８を嵌入する構成として
もよい。

【００３９】また、上述の実施形態の説明では、図４に
示すようにフレーム１３に形成する爪２８は、そのＵ字
部２８ａを回転軸方向に形成したが、図８に示すように
ステータ１２の空回り方向に形成してもよい。この場
合、Ｕ字部２８ａの先端がステータ１２の回転力（空回
り回転力）を受ける方向になるように、Ｕ字部２８ａを
形成する。このように構成することにより、ステータ１
２の空回りは爪２８（Ｕ字部２８ａ）の先端が切欠２６
の内側面に当接することになり、ステータ１２の空回り
が阻止される。尚、この場合、爪２８（Ｕ字部２８ａ）
の先端から回転力が加わり、爪２８（Ｕ字部２８ａ）の
先端下部はステータ１２に形成される切欠２６の底面に
当接し、より確実にステータ１２の空回りを阻止するこ
とができるまた、上述の実施形態においては、フレーム
１３とエンドブラケット１４及び１５の取り付けは、図
１に示すようにネジ２５で行った。しかし、図９に示す
ように、側方からネジ２５’を締着し、フレーム１３と
エンドブラケット１４（及び１５）の取り付けを行う構
成としてもよい。尚、この図９に示す構成の方が一般的
である。

【００４０】さらに、本発明のフレーム回り止め機構
は、直流（ＤＣ）モータ又は交流（ＡＣ）モータの別な
く適用でき、更には発電機や調相器等の他の回転系電気
機器にも適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ステータの組立の際使用する位相合せ用切欠を使用して
空回り阻止用の切欠を作成することができる。

【００４２】また、ステータの圧入後ドリル加工やピン
の打ち込み加工等の煩雑な作業を行う必要がなく、組立
時の工数を削減することができる。また、従来のような
溶接設備が不要であり、より小型の設備によって電動機
等の制作を行うことができる。

【００４３】さらに、ピンや溶接材料を使用しないた
め、部品点数を削減し、装置のコストダウンを図ること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のフレーム回り止め機構を採用した
電動機の断面図である。

【図２】ステータの外観構成を示す図である。

【図３】ステータプレートの構成を説明する図である。

【図４】フレームの外観構成を示す図である。

【図５】フレームとステータの取付構成を示す図であ
る。

【図６】フレームにステータを圧入した後の断面図であ
る。

【図７】本例に使用することができないステータプレー
トの例を示す図である。

【図８】爪（Ｕ字部）の形成方向をステータの回転方向
に合わせた場合の、フレームの外観図である。

【図９】本実施形態の変形例である。

【図１０】従来のフレームとステータの取り付け構成を
説明する図である。

【図１１】従来のフレームとステータの取り付けを、ピ
ンで行う構成を説明する図である。

【図１２】従来のフレームとステータの取り付けを、溶
接で行う構成を説明する図である。

【符号の説明】

１０電動機１１ロータ（回転子）１２ステータ（固定子）１３フレーム１４、１５エンドブラケット１６回転軸１８、１９軸受け２０軸受けホルダ２２ステータプレート２３切欠２４巻線２５、２５’ ネジ２６切欠２７位相合せ用切欠２８爪２８ａＵ字部２８ｂ点線２９スロット３０ステータプレート３１位相合せ用切欠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータと、該ステータの内周に所定の
隙間を有して配設されたロータと、前記ステータの外周
に圧接固定されたフレームとを有する回転系電気機器に
おいて、前記ステータは、周面の一部に形成された位相合せ用切
欠を有するステータプレートを使用し、前記位相合せ用
切欠の位置を一致させて多数枚の前記ステータプレート
を積層して形成され、前記フレームには、前記ステータの位相合せ用切欠の位
置に対応して爪が設けられ、前記フレームに設けられた爪は、前記ステータに形成さ
れた位相合せ用切欠に嵌入することを特徴とする回転系
電気機器。
【請求項２】前記フレームに設けられた爪は、前記フ
レームに前記ステータを圧入後、前記爪を折り曲げ、該
爪を前記位相合せ用切欠に嵌入することを特徴とする請
求項１記載の回転系電気機器。
【請求項３】前記爪は、Ｕ字形の切り込み部を有し、
該Ｕ字形の切り込み部を前記位相合せ用切欠内に折り曲
げることを特徴とする請求項２記載の回転系電気機器。
【請求項４】前記Ｕ字形の切り込み部は、回転軸の方
向に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回
転系電気機器。
【請求項５】前記Ｕ字形の切り込み部は、前記ロータ
の回転方向に形成されていることを特徴とする請求項３
記載の回転系電気機器。