JPH0213541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は同期回転電機に関し、さらに詳しく
は、積層鉄心が回転電機の外被の一部をなす同期
回転電機に関する。

従来技術と問題点 一般に、同期回転電機、例えば、永久磁石界磁
型同期電動機を交流サーボモータとして用いる場
合、モータの外被には工作機械等のモータ取付け
部に正確に取り付けるためのインロー部や取付け
面が形成される。そして、インロー部とモータの
シヤフトとの間の同心度やモータの外被に形成さ
れる取付け面とシヤフトとの間の直角度等には高
い機械的寸法精度が要求される。

従来から、固定子の積層鉄心が回転電機の外被
の一部をなすように構成した同期回転電機が用い
られている。この種の同期回転電機の固定子は、
概略的に、巻線を備えた積層鉄心と、回転子のシ
ヤフトを軸受部材を介してそれぞれ回転可能に支
持するための一対のブラケツトとを備えており、
積層鉄心と一対のブラケツトは締付け部材により
締結固定されている。

しかしながら、積層鉄心自体は多数の鋼板を積
層したものであり、一定形状を保ちにくいため、
かかる構造の固定子を製造する場合には、機械的
寸法精度及び強度の低下を防止するための工夫が
必要になる。

積層鉄心が回転電機の外被の一部を構成する従
来の一般的な固定子の構造を第１図に示す。この
図を参照すると、固定子は、固定子巻線２を施し
た積層鉄心１を備えており、この積層鉄心１の両
端にはそれぞれ厚肉の端板３，４が設けられてい
る。積層鉄心１と端板３，４は、第２図にも示す
ように、積層鉄心１の外周に沿つて軸方向に延び
る複数個のタイロツド５により強固に固定されて
いる。タイロツド５は積層鉄心１及び端板３，４
に形成された嵌合溝に嵌め込まれた状態で積層鉄
心１及び端板３，４に強固に溶接されている。溶
接後に端板３，４と積層鉄心１との結合体には精
密な機械加工が施され、端板３，４の端部にはイ
ンロー部３ａ，４ａが形成される。一方、回転子
のシヤフトそれぞれ軸受部材を介して回転可能に
支持するための前ブラケツト６及び後ブラケツト
７には、軸受部材取付け部６ａ，７ａに予め精密
な機械加工が施される。シヤフトの出力端部側を
軸受部材を介して支持するための前ブラケツト６
には工作機械等の取付け部に正確に取り付けるた
めのインロー部６ｂ及び取付け面６ｃが形成され
る。前ブラケツト６及び後ブラケツト７は機械加
工を終えた後に端板３，４のインロー部３ａ，４
ａに嵌め込まれ、複数個の締付け部材（貫通ボル
ト）８によつて強固に締結固定される。

このような構造の固定子の場合、積層鉄心１と
端板３，４との結合体及びブラケツト６，７を
個々に機械加工した後に組み付けるため、精密加
工すべき個所が増えるという欠点がある。また、
機械加工時に生じる寸法誤差が該結合体とブラケ
ツトとの結合によつて累積され、前ブラケツト６
のインロー部６ｂと回転子のシヤフトとの同心度
や前ブラケツト６の取付け面６ｃと回転子のシヤ
フトとの直角度のずれが大きくなるという欠点が
ある。また、積層鉄心１と端板３，４とタイロツ
ド５とを強固に溶接するため、第２図において二
点鎖線で示すように、積層鉄心１には溶接による
大きな歪が生じ、同期回転電機の出力トルクむら
が大きくなる原因となる。

一方、第３図に示すように、固定子巻線２を施
した積層鉄心１の両端に前ブラケツト６及び後ブ
ラケツト７を設けて複数個の締付け部材（貫通ボ
ルト）８により積層鉄心１とブラケツト６，７と
を締結固定した後に、ブラケツト６，７の軸受部
材取付け部６ａ，７ａや前ブラケツト６のインロ
ー部６ｂ、取付け面６ｃ等の機械加工を施して同
期回転電機の固定子を形成する方法が考えられて
いる。この方法の場合、積層鉄心１及びブラケツ
ト６，７の組付け後に機械加工が施されるので、
機械加工による寸法誤差の累積という問題は生じ
ない。また、積層鉄心１には組付け前の機械加工
を施さないので、積層鉄心１を強固に固化してお
く必要はなく、形崩れ防止のための簡単な処理、
例えば、TIG溶接等を行えば十分となる。このた
め、積層鉄心１が大きく熱変形することもなくな
る。

しかしながら、この方法の場合、積層鉄心１が
十分な定形性を有していないため、締付けロツド
８を締め込んだ場合に、第４図に概略的に示すよ
うに、締付けロツド８の締付け量のばらつきによ
つて積層鉄心１及びブラケツト６，７の同心度が
大きくずれてしまうことがあり、このため、その
後の機械加工が困難になることがある。また、締
付けを行なつた後に積層鉄心１が変形し得るた
め、固定子の定形性を保ちにくく、その後の機械
加工が困難になつて高い機械的寸法精度を得るこ
とが出来なくなつたり、十分な強度が得られなく
なつたりする問題がある。

発明の目的 本発明は、積層鉄心が同期回転電機の外被の一
部をなす形式の従来の同期回転電機の問題点に鑑
み、高い機械的寸法精度と十分な強度が得られる
同期回転電機を提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的は、本発明によれば、同期回転電機の
外被の一部を構成する積層鉄心と、該積層鉄心に
設けられた固定子巻線と、前記積層鉄心を貫通し
て延びる複数個の締付け部材と、該締付け部材に
より前記積層鉄心の両端面に堅固に締結固定され
た一対のブラケツトと、前記ブラケツトに軸受部
材を介して回転可能に支持された回転子と、前記
積層鉄心を貫通して延び且つ両端面が前記ブラケ
ツトに当接する締付け量規制用のロツドとを備
え、前記ブラケツトの軸受部材取付け部、外部取
付け面等機械的寸法精度の必要な部分は前記積層
鉄心と前記一対のブラケツトとが前記締付け部材
により堅固に締結固定された状態で機械加工によ
り形成されていることを特徴とする同期回転電機
により達成される。

発明の実施例 以下、図面の第５図ないし第７図を参照して本
発明の好ましい実施例を説明する。

第５図は本発明を永久磁石界磁型同期電動機に
適用した一実施例を示すものである。これらの図
を参照すると、永久磁石界磁型同期電動機の固定
子２０は積層した多数の鋼板２２からなる積層鉄
心２１を備えており、この積層鉄心２１には固定
子巻線２３が一般的なやり方で設けられている。
積層鉄心２１の中央には積層鉄心２１の両端面２
１ａ，２１ｂ間に延びる円筒状の穴２１ｃが形成
されている。回転子２４は永久磁石と継鉄を組み
合わせた本体２５と、この本体２５に結合された
シヤフト２６とを備えている。

積層鉄心２１の両端面２１ａ，２１ｂには前ブ
ラケツト２７及び後ブラケツト２８の端面２７
ａ，２８ａがそれぞれ当接せしめられている。両
ブラケツト２７，２８の中央には軸受部材取付け
部２７ｂ，２８ｂがそれぞれ形成されている。前
ブラケツト２７の軸受部材取付け部２７ｂにはシ
ヤフト２６の出力端側を回転可能に支持するため
の軸受部材としてのベアリング２９が圧入等の手
段により取り付けられるようになつている。シヤ
フト２６の基端側を回転可能に支持するための軸
受部材３０はベアリング３１とこのベアリング３
１を保持するホルダ３２とを備えており、ホルダ
３２は後ブラケツト２８の軸受部材取付け部２８
ｂに嵌め込まれてボルト３３で固定されるように
なつている。

前ブラケツト２７及び後ブラケツト２８は、こ
こでは８本の締付け部材により積層鉄心２１の両
端面に締結固定されている。第６図及び第７図を
参照すると、ここでは、８本の締付け部材は４本
の第１締付け部材３４と４本の第２締付け部材３
５とからなつており、第１締付け部材３４と第２
締付け部材３５は周方向に交互に配列されてい
る。

第１締付け部材３４には両ブラケツト２７，２
８間の締付け量を一定量に規制するための支持ロ
ツド３６が一体に設けられている。この支持ロツ
ド３６は積層鉄心２１の両端面間に延びる穴２１
ｄに挿入されており、支持ロツド３６の両端面は
両ブラケツト２７，２８の端面２７ａ，２８ａに
当接している。支持ロツド３６の両端面にはねじ
穴（図示せず）が形成されており、第１締付け部
材３４は支持ロツド３６のねじ穴に螺合可能な一
対の締付けボルト３７，３８を有している。両ブ
ラケツト２７，２８には締付けボルト３７，３８
を挿通させるための穴２７ｃ，２８ｃがそれぞれ
積層鉄心２１の穴２１ｄと同軸に設けられてい
る。

各第２締付け部材３５は積層鉄心２１の穴２１
ｅを貫通して延びるロツド３９と、このロツド３
９の両端面に形成されたねじ穴（図示せず）に螺
合可能な一対の締付けボルト４０，４１とを備え
ている。ロツド３９は支持ロツド３６よりも長く
設定されており、両ブラケツト２７，２８の端面
２７ａ，２８ａにはそれぞれロツド３９の両端部
を挿通させるための穴２７ｄ，２８ｄが開口して
おり、穴２７ｄ，２８ｄの底部には締付けボルト
４０，４１を挿通させるための穴２７ｅ，２８ｅ
が開口している。前ブラケツト２７には工作機械
等の電動機取付け部に嵌合させるためのインロー
部２７ｆ及び取付け面２７ｇが形成されている。

上記構成の電動機において、固定子２０の両ブ
ラケツト２７，２８における軸受部材取付け部２
７ｂ，２８ｂや前ブラケツト２７のインロー部２
７ｆや取付け面２７ｇなどは、両ブラケツト２
７，２８と積層鉄心２１とを第１及び第２の締付
け部材３４，３５によつて締結固定した状態で軸
受部材取付け部、インロー部等のいずれかを基準
面として機械加工することにより形成される。も
しも、機械加工後に積層鉄心とブラケツトとを組
み付けた場合には、各加工部の寸法公差が累積さ
れることとなるが、本発明による上記構成の固定
子２０においては、そのような問題は生じない。
したがつて、高い寸法精度の固定子２０が得られ
ることとなる。

両ブラケツト２７，２８間に積層鉄心２１を挟
んで第１及び第２の締付け部材３４，３５を締め
込むと、積層鉄心２１が軸方向にられて圧縮され
るが、各第１締付け部材３４は、各第１締付け部
材３４の支持ロツド３６の両端面が両ブラケツト
２７，２８の端面に当接するまで締め込むことが
できる。したがつて、積層鉄心２１の締込み量は
円周方向の各位置において均等に保たれることと
なり、積層鉄心２１及びブラケツト２７，２８の
軸心が大きくずれるようなことはなくなる。した
がつて、締結後の上述した機械加工を支障なく行
なうことができるようになる。また、締付け荷重
のもとで両ブラケツト２７，２８は剛性を有する
支持ロツド３６と連結されるので、固定子２０の
定形性が保たれるとともに、固定子２０の剛性が
高まる。

回転子２４、ベアリング２９及び軸受部材３０
は予め機械加工された状態で機械加工が終了した
固定子２０に組み付けられる。

以上、一実施例につき説明したが、本発明によ
る同期回転電機は上記実施例の態様のみに限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に記載した発
明の範囲内で更に種々の変更を加えることができ
る。

例えば、積層鉄心２１の両端に前後のブラケツ
ト２７，２８を堅固に結合する前に、積層鉄心２
１自体の型崩れを防止するための仮止め処理を積
層鉄心２１に施こすことができる。この仮止め処
理としては、例えば、接着剤による接着、TIG溶
接、クリツプ等による締結等の手段を用いること
ができる。

また、上記実施例における第２締付け部材３５
はロツド３９と一対の締付けボルト４０，４１と
を有しているが、例えば第３図に示すような貫通
ボルトを一方のブラケツトに螺合させるように構
成してもよい。

さらに、上記実施例においては支持ロツド３６
が第１締付け部材３４と一体に形成されている
が、締付け部材とは別個に形成した複数個の支持
ロツドを複数個の締付け部材の間に単独状態で配
置するようにしてもよい。この場合、支持ロツド
の両端面にねじ穴を設ける必要はない。

支持ロツドは積層鉄心の偏つた締付けを防止す
るものであるから、少なくとも２本以上必要であ
るが、好ましくは、３本以上の支持ロツドを積層
鉄心の周方向に間隔を開けて配列するのがよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による
同期回転電機は、同期回転電機の外被の一部を構
成する積層鉄心と、該積層鉄心に設けられた固定
子巻線と、前記積層鉄心を貫通して延びる複数個
の締付け部材と、該締付け部材により前記積層鉄
心の両端に堅固に締結固定された一対のブラケツ
トと、前記ブラケツトに軸受部材を介して回転可
能に支持された回転子と、前記積層鉄心を貫通し
て延び且つ両端面が前記ブラケツトに当接する締
付け量規制用の支持ロツドとを備え、前記ブラケ
ツトの軸受部材取付け部、外部取付け面等機械的
寸法精度の必要な部分は前記積層鉄心と前記一対
のブラケツトとが前記締付け部材により堅固に締
結固定された状態で機械加工により形成されてい
ることを特徴とするものであるから、一対のブラ
ケツト間の間隔が支持ロツドによつて均等に一定
に保たれた状態で積層鉄心と一対のブラケツトと
が堅固に締結固定されることとなる。したがつ
て、積層鉄心とブラケツトとの軸心ずれを防止で
きるとともに固定子の定形性及び剛性を高めるこ
とができるようになる。また、ブラケツトの軸受
部材取付け部、外部取付け面等機械的寸法精度の
必要な部分は積層鉄心と一対のブラケツトとが締
付け部材により堅固に締結固定された状態で機械
加工により形成されるから、固定子の機械的寸法
精度を高めることができるようになり、機械的寸
法精度の高い同期回転電機を提供できることとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の同期回転電機の固定子の構造を
示す断面図、第２図は第１図に示す固定子の変形
状態を概略的に示す斜視図、第３図は従来の他の
同期回転電機の固定子の構造を示す断面図、第４
図は第３図に示す固定子の変形状態を概略的に示
す正面図、第５図は本発明の一実施例を示す永久
磁石界磁型同期電動機の第６図中−線に沿つ
た断面図、第６図は第５図に示す同期電動機の固
定子の第５図中−線に沿つた断面図、第７図
は第５図に示す同期電動機の固定子の第５図中
−線に沿つた断面図である。 ２１……積層鉄心、２３……固定子巻線、２
７，２８……ブラケツト、３４，３５……締付け
部材、３６……支持ロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同期回転電機の外被の一部を構成する積層鉄
   心と、該積層鉄心に設けられた固定子巻線と、前
   記積層鉄心を貫通して延びる複数個の締付け部材
   と、該締付け部材により前記積層鉄心の両端面に
   堅固に締結固定された一対のブラケツトと、前記
   ブラケツトに軸受部材を介して回転可能に支持さ
   れた回転子と、前記積層鉄心を貫通して延び且つ
   両端面が前記ブラケツトに当接する締付け量規制
   用のロツドとを備え、前記ブラケツトの軸受部材
   取付け部、外部取付け面等機械的寸法精度の必要
   な部分は前記積層鉄心と前記一対のブラケツトと
   が前記締付け部材により堅固に締結固定された状
   態で機械加工により形成されていることを特徴と
   する同期回転電機。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した同期回転電
   機において、前記複数個の締付け部材のうちの少
   なくとも一部の締付け部材が前記支持ロツドと一
   体に形成されていることを特徴とする同期回転電
   機。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載した同期回転電
   機において、前記支持ロツドの両端面にはそれぞ
   れねじ穴が形成されており、前記支持ロツドと一
   体の前記締付け部材は前記支持ロツドの両端面の
   ねじ穴に螺合する一対のボルトを備えていること
   を特徴とする同期回転電機。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載した同期回転電
   機の固定子において、前記積層鉄心には予め該積
   層鉄心自体の型崩れを防止するための仮止め処理
   が施されていることを特徴とする同期回転電機。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載した同期回転電
   機において、前記回転子は永久磁石界磁回転子で
   あることを特徴とする同期回転電機。