JPH0638431A

JPH0638431A - 回転電機のフレーム

Info

Publication number: JPH0638431A
Application number: JP19359292A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Noda; 伸一野田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【構成】脚部の座と２支柱の取付角度によって、ベ
ルト荷重によるラジアル方向荷重に対する機械的剛性を
向上させ、回転電機の軸端にどの方向に荷重がかかる場
合にも均等化される機械的剛性大の回転電機を提供する
にある。【効果】機械的剛性が大きくなることから、ラジア
ル方向のどの方向に対しても全体的に剛性が均一され機
械的剛性が大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の鋼板製フレ
ームの脚部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は一部を断面で示した通常の回転電
機の側面図、図７はその正面図、図８は脚部の構造図で
ある。図において、１は固定子、２は内周に固定子１を
装着したフレーム、３はその胴部、４は胴部３の下方に
取付けられた脚部で、胴部３と脚部４とはいずれも鋼板
によって製作されている。５は回転子、６はこの回転子
５が装着された回転軸で、軸受を介してブラケット７に
支持されている。８，９は脚部４を構成する座及び支柱
で、支柱９は外支柱９ａと内支柱９ｂで構成される。座
８と外支柱９ａ，内支柱９ｂは、ある角度θをもって胴
部３に溶接で固定されている。また、１１は座８に孔が
明けられていて相手機械に取り付けるための取付けボル
トである。

【０００３】上記のような従来の回転電機は、薄板鋼板
からなる円筒状の胴部３に厚板鋼板製の脚部４を構成す
る外支柱９ａ，内支柱９ｂの一端を溶接して成形してい
た。（例えば、特公昭６４−７０４０４０、特公昭６４
−８１６３８）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成において、
回転電機としては負荷運転時のベルト荷重によるラジア
ル方向荷重に対する機械的剛性が必要である。回転電機
の軸端に荷重が加わった場合、最大応力が生じる部分は
図９に示すように脚部４の座８と外支柱９ａ、内支柱９
ｂとの接合部Ａと、それに胴部３と外支柱９ａ、内支柱
９ｂの溶接部１０であるＢ部分である。

【０００５】荷重方向に対しての電動機の脚部４の座８
の最大応力と最大変位は、図１０に示すように軸端に上
下方向（Ａ，Ｅ）荷重が加わった時が最大である。次が
斜め方向（Ｂ，Ｄ）であり、最小は軸端に水平方向
（Ｃ）の荷重が加わったときであるという実験データが
得られている。このように上下方向の荷重に対して著し
く機械的剛性が劣るという問題がある。

【０００６】これは、上下方向の荷重に対しては、脚部
４を構成する外支柱９ａ，内支柱９ｂが座８及び胴部３
と或る角度をもって溶接部１０により接合されているた
め、上下方向の荷重に対しては図９に示すように、引張
り，圧縮，曲げモーメントの大半の荷重を内支柱９ｂが
受け、曲げ荷重とモーメント荷重が働く。

【０００７】また、水平方向（Ｃ）荷重に対しては図１
１に示すように外支柱９ａが大半の荷重を受けることに
なり、荷重を支えるのに対して引張り，圧縮，曲げモー
メントを受けることになる。

【０００８】また、側面方向から見ると図１２に示すよ
うにフレーム２の変形は小さく、脚部の変形のみである
ことが実験から得られた。上向きおよび下向き荷重に対
しては、夫々ＪとＭ部分が最大圧縮応力を受け、ＫとＬ
が最大引張り応力を受けていることが実験より得られ
た。

【０００９】更に回転電機の軸端に荷重が加わった場
合、最大応力が生じる部分は図２１に示すように、胴部
３と外支柱９ａ，内支柱９ｂの溶接部１０の周り部分３
１と、それに脚部４の座８と外支柱９ａ，内支柱９ｂの
コーナ部分３２である。

【００１０】このように負荷運転時の荷重に対して許容
応力および変形が著しく大きく、機械的剛性が劣るた
め、上記周り部分３１，コーナ部分３２に亀裂または塑
性変形が生じるという問題がある。

【００１１】これは、いずれも荷重が働いた時にフレー
ムの薄板鋼板で荷重を受けた時、曲げによる応力が許容
応力を越えるためである。また、座と支柱のコーナーに
は、応力集中が発生するために亀裂または塑性変形が生
じたものである。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、脚部の座と２支柱の取付角度によっ
て、ベルト荷重によるラジアル方向荷重に対する機械的
剛性を向上させ、回転電機の軸端にどの方向に荷重がか
かる場合にも均等化される機械的剛性大の回転電機を提
供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の回転
電機のフレームは、円筒状で鋼板製のフレーム胴部外周
の左右側面を鋼板製の座と２本の支柱で成る脚部を溶接
固定した回転電機のフレームにおいて、上記支柱で内支
柱は前記座と９０度の角度で配設し、外支柱は座と４５
度の角度で配設した構成の脚部を有することを特徴とす
る。

【００１４】請求項２乃至４の回転電機のフレームは、
上記フレーム胴部外周を左右側面にて各２本づつ支柱で
支える構造で、上記フレームの内部に装着された固定子
鉄心の積厚寸法に対して、上記の支柱幅方向に溶接した
部分の寸法が、同一寸法か、もしくは短いこと（請求項
２）。および支柱と座の接合するコーナ部分に支柱幅１
／６以上の寸法でＲ部を持たせたこと（請求項３）。さ
らにフレーム胴部を左右にて各２本づつの支柱の内側の
１本の支柱と座の接合する部分は座の端までとする台形
状としたものである（請求項４）。

【００１５】

【作用】請求項１では、負荷運転時のベルト荷重による
ラジアル方向荷重に対する機械的剛性は、回転電機の軸
端に荷重がかかる場合、軸端に上下方向（Ａ、Ｅ）荷重
が加わった時が最大であり、上下方向の荷重に対して脚
部の座と内支柱が９０度に位置するものと、水平方向の
荷重に対しては、脚部の座と外支柱が４５度に位置する
ことにより機械的剛性が大きくなる。このことからラジ
アル方向のどの方向に対しても全体的に剛性が均一され
機械的剛性が大きくなる。

【００１６】請求項２乃至４では、負荷運転時のベルト
荷重によるラジアル方向荷重に対する機械的剛性は、回
転電機の軸端に荷重がかかる場合、機械的剛性の大きい
固定子鉄心の積厚寸法以内に脚の支柱を溶接することに
より剛性の弱い薄板鋼板部分で荷重を受けることがない
ため、回転電機の支持剛性を大きくし得ることができる
（請求項２）。また、座と支柱のコーナ部に支柱板幅の
１／６以上のＲ部を設ることにより応力集中が緩和され
る（請求項３）。さらに、脚形状を台形状にすることに
より曲げに対する剛性の断面２次モーメントが大きくな
り、支持周わりの機械的剛性が向上する（請求項４）。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例につき図１乃至図
５参照して説明する。尚、従来の回転電機構成と符号が
一致するものについては説明を省略する。

【００１８】３は胴部、４は胴部３の下方に取付けられ
た脚部で、胴部３と脚部４とはいずれも鋼板によって製
作されている。８，９は脚部４を構成する座及び支柱
で、支柱９は外支柱９ａと内支柱９ｂで構成される。座
８と外支柱９ａは、角度４５度をもって胴部３に溶接部
１０によって接合されている。また、座８と内支柱９ｂ
は角度９０度をもって胴部３に溶接部１０によって接合
されている。

【００１９】上記実施例によれば、次の効果を奏する。
即ち、座８と内支柱９ｂが９０度の角度で取付けている
ため、図３に示すように上下方向（Ａ，Ｅ）の荷重が加
わった時、内支柱９ｂには曲げ荷重とモーメント荷重が
働かず、脚部４には曲げとモーメント応力は発生しな
い。応力は、荷重の大部分を内支柱９ｂが受け、単純な
引張りと圧縮荷重によるものであるから機械的剛性は大
きくなる。

【００２０】また、座８と外支柱９ａが４５度の角度で
配設のため、水平方向（Ｃ）の荷重が加わった時、支柱
９ａは図４に示すように真横から支柱９ａ′で支えるの
がベストである。しかし、実際の構造上の取付け寸法の
関係上、４５度の角度が荷重のベクトル配分から外支柱
９ａの長さｌが一番短くなり、機械的剛性は大きくな
る。（第２実施例）次に本発明の第２実施例につき図１３乃
至図２０を参照して説明する。尚、従来の回転電機構造
と符号が一致するものについては説明を省略する。

【００２１】３は胴部、４は胴部３の下方に取付けられ
た脚部で、胴部３と脚部４とはいずれも鋼板によって製
作されている。５８，５９は脚部５４を構成する座及び
支柱で、支柱５８は外支柱５８ａと内支柱５８ｂで構成
される。胴部３の内部に装着された固定子鉄心１の積厚
寸法Ｌと内支柱５９ｂ幅と溶接肉盛部を含む寸法Ｌは同
一か或いは短くして溶接によって接合されている。

【００２２】上記実施例によれば次の効果を奏する。即
ち、胴部３の内部に装着された固定子鉄心１の積厚寸法
Ｌと内支柱５９ｂ幅と溶接肉盛部を含むＬは同一か或い
は短い寸法でもって溶接によって接合されているため、
図１９に示すように、積厚寸法Ｌの長さと応力の関係の
測定データからｅ点になると応力が非常に小さくなるこ
とが得られた。これは、回転電機の軸端に荷重が加わっ
た時、フレーム５２が薄板鋼板製の剛性の小さい部分で
荷重を受けることがないため、集中応力が発生しない。
つまり、ｅ点の荷重は剛性の大きい固定子鉄心１で荷重
を受けることになるため応力が小さくなる。（第３実施例）

【００２３】図１５および図１６に示すように支柱５９
と座５８の接合するコーナ７１はＲ部を持たせている。
これは図２０に示したように、支柱５９板厚ｔに対する
Ｒ寸法と応力の関係から、支柱９板幅の１／６以上のＲ
寸法があると応力が小さくなる。つまり、応力集中が緩
和され大きな応力とはならないためである。図１７およ
び図１８に示すように、胴部３の左右にて各２本づつの
内支柱５９ｂと座５８の接合する部分は座５８の端まで
とする台形状としている。

【００２４】これは、内支柱５９ｂの曲げに対する断面
２次モーメントが大きくなり、機械的剛性が向上する。
ただし、外支柱５９ａについては外支柱５９ａと座５８
の接合する部分が座５８端までの台形状とすると、取付
ボルト５１が取付けられないため内支柱５９ｂのみとす
る。

【００２５】第３実施例の効果は、フレーム胴部外周を
左右側面にて各２本づつの支柱で支える構造で、上記フ
レームの内部に装着された固定子鉄心の積厚に対して、
上記の支柱幅方向に溶接した部分が、同一寸法か或いは
短くし、また、支柱と座の接合するコーナ部分は支柱板
幅の１／６以上のＲ部を持たせた。さらにフレーム胴部
を左右にて各２本づつの内支柱と座の接合する部分は座
端までとする台形状としたことにより、ベルト荷重によ
るラジアル方向荷重に対する薄板に加わる部分がないた
め、また集中応力が加わる部分がないため機械的剛性を
大きくなる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明のように本発明の回転電機
は、脚部を構成する座の一端と内支柱を９０度の角度に
すると共に座の他端と外支柱を４５度の角度に夫々固定
することにより、脚部の機械的剛性を向上させた。この
結果、回転電機の軸端にどの方向に荷重がかかる場合に
も均等化させる機械的剛性を大きくできる。また、機械
的剛性が大きいことから、負荷時のステータとロータの
偏心が小さくなり振動・騒音が低減させる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図、

【図２】脚部の構造図、

【図３】荷重の説明図、

【図４】荷重の説明図、

【図５】荷重の方向に対する説明図、

【図６】従来例の側面図、

【図７】従来例の図１相当図、

【図８】従来例の図２相当図、

【図９】従来例の図４相当図、

【図１０】従来例の図５相当図、

【図１１】従来例の脚構造図、

【図１２】従来例の応力の説明図、

【図１３】本発明の第２実施例を示す一部断面を含む側
面図、

【図１４】脚部の構造図、

【図１５】第３実施例の図１３相当図

【図１６】第３実施例の図１４相当図、

【図１７】第４実施例の図１３相当図、

【図１８】第４実施例の図１４相当図、

【図１９】支柱幅に対する応力の説明図、

【図２０】支柱幅に対するＲ寸法と応力の関係の説明
図、

【図２１】従来の応力例の説明図。

【符号の説明】

２，５２はフレーム、３は胴部、４，５４は脚部、
８，５８は座、９，５９は支柱、９ａ，５９ａは外
支柱、９ｂ，５９ｂは内支柱、１０は溶接を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状で鋼板製のフレーム胴部外周の左
右側面を鋼板製で座と２本の支柱で成る脚部を溶接固定
した回転電機のフレームにおいて、上記支柱で内支柱は
前記座の一端と９０度の角度で、外支柱は座の他端と４
５度の角度で夫々溶接固定して成る脚部としたことを特
徴とする回転電機のフレーム。
【請求項２】内部に固定子鉄心が装着され円筒状で鋼
板製のフレーム胴部外周の左右側面に、鋼板製で座と２
本の支柱で成る脚部を溶接固定した回転電機のフレーム
において、上記固定子鉄心の積厚寸法に対し上記支柱幅
方向に溶接した部分の寸法が、同一若しくは短いことを
特徴とする回転電機のフレーム。
【請求項３】支柱と座の接合するコーナ部分に支柱幅
の１／６以上の寸法でＲ部を持たせた請求項２記載の回
転電機のフレーム。
【請求項４】フレーム胴部外周の左右側面に夫々配設
の各２本の支柱で外支柱と座の接合は台形状とした請求
項２記載の回転電機のフレーム。