JP2009118573A - 固定子取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの振動を低減する。
【解決手段】固定子２の円筒部３の外周面に３個のフランジ部４を一体に設け、フランジ部４間に隙間を設け、フランジ部４の中央の結合部６において固定子２をハウジング１に取り付け、固定子２の中心と隣り合う結合部６とを結ぶ線がなす角度を１２０°とし、フランジ部４の円筒部３に対する取付部をブリッジ部とすると、固定子２の中心およびブリッジ部を結ぶ線と固定子２の中心および結合部６を結ぶ線とがなす角度を３０°とする。
【選択図】図１

Description

本発明は回転電機の固定子取付構造に関するものである。

従来の永久磁石式回転電機の固定子取付構造においては、特許文献１に示されるように、固定子に複数のスリットを有するフランジ部を設け、フランジ部をハウジングに結合部であるスプリング棒によって固定している。この場合、スプリング棒を固定子鉄心の円環振動モードの節となる部位に集中的に配設することにより、固定子鉄心の磁気振動がハウジングに伝達されないようにしている。
特開平５−３０４７４２号公報

しかし、このような固定子取付構造においては、回転電機が振動すると結合部にモーメントが発生し、固定子の隣り合う結合部間が大きく振動するから、ハウジングが振動する。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、ハウジングの振動を低減することができる固定子取付構造を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、接続部間の少なくとも一部に隙間を設け、固定子にＮ個の結合部を設けたとき、上記固定子の中心と隣り合う上記結合部とを結ぶ線がなす角度を３６０／Ｎ°とし、上記固定子の中心および上記接続部を結ぶ線と上記固定子の中心および上記結合部を結ぶ線とがなす角度を３６０／４Ｎ°とする。

本発明に係る固定子取付構造においては、回転電機が振動したときの結合部で発生するモーメントの向きが同一方向となるから、ハウジングの振動を低減することができる。

（第１の実施の形態）
図１は本発明に係る固定子取付構造を示す図で、図１(ａ)は固定子取付構造を示す斜視図、図１(ｂ)は図１(ａ)に示した固定子取付構造に用いる固定子を示す斜視図、図１(ｃ)は同じく正面図、図１(ｄ)は同じく側面図である。図に示すように、ハウジング１に固定子２を取り付ける。この場合、固定子２の円筒部３の外周面にフランジ部４を一体に設ける。そして、フランジ部４間に隙間を設け、フランジ部４の中央の結合部６を円筒部３の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部６においてボルト等を使用して固定子２をハウジング１に取り付ける。また、固定子２の中心と隣り合う結合部６とを結ぶ線がなす角度は１２０°であり、フランジ部４の円筒部３に対する２つの取付部をブリッジ部（円筒部３と結合部６とを接続する接続部）とすると、固定子２の中心およびブリッジ部を結ぶ線と固定子２の中心および結合部６を結ぶ線とがなす角度は３０°である。また、固定子２の中心と隣接するブリッジ部とを結ぶ線がなす角度は６０°である。また、フランジ部４に円弧状のスリット５を設ける。このスリット５の長手方向の中心線の中心は固定子２の中心と同一である。

なお、本実施の形態においては３個のフランジ部４を設けたが、固定子にＮ個（Ｎ≧２）のフランジ部を設けたときには、固定子の中心と隣り合う結合部とを結ぶ線がなす角度を３６０／Ｎ°とし、固定子の中心およびブリッジ部を結ぶ線と固定子の中心および結合部を結ぶ線とがなす角度を３６０／４Ｎ°とする。

本実施の形態においては、図２に示すように、回転電機が振動したときの結合部６で発生するモーメントの向きが同一方向となるから、ハウジング１の半径方向の振動を低減することができる。また、図３に示すように、フランジ部４のたわみの向きが同一方向となるから、ハウジング１の軸方向の振動を低減することができる。さらに、結合部６が設けられた各フランジ部４は独立しており、図４に示すように、各フランジ部４が独立して変形するから、ハウジング１の振動が抑えられる。以上のことから、図５、図６に示すように、ハウジング１の表面振動が半径方向、軸方向ともに１５ｄＢ低下する。なお、図５、図６において、曲線ａは本実施の形態の場合を示し、曲線ｂは従来の固定子取付構造の場合を示す。

（第２の実施の形態）
図７は本発明に係る他の固定子取付構造を示す図である。本実施の形態においては、図７(ａ)に示す電磁鋼板からなる本体薄板２ａ（フランジ部４を有しない部分）と、図７(ｂ)に示す電磁鋼板からなりかつ外周面にフランジ部４を有するフランジ薄板２ｂ（フランジ部４を有する部分）とを接着またはかしめによって積層して一体化することにより、図７(ｃ)に示す固定子２を作製している。換言すれば、円筒部３を軸方向に分離し、積層して一体化している。

この固定子取付構造においては、本体薄板２ａとフランジ薄板２ｂとを積層して一体化することにより固定子２を作製しているから、固定子２を容易に作製することができるとともに、固定子２を構成するフランジ薄板２ｂに一体にフランジ部４が設けられているから、外形寸法を小型化することができる。

（第３の実施の形態）
図８は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図で、図８(ａ)は正面図、図８(ｂ)は斜視図であり、また図９は図８に示した保持スリーブを使用した固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、固定子分割コア２ｃ（フランジ部４を有しない部分）の外周面にフランジ部４を有する保持スリーブ２ｄ（フランジ部４を有する部分）を固定して一体化することにより、固定子２を作製している。換言すれば、円筒部３を半径方向に分離し、固定して一体化している。

この固定子取付構造においては、固定子分割コア２ｃと保持スリーブ２ｄとを固定して一体化することにより、固定子２を作製しているから、固定子２を容易に作製することができる。

（第４の実施の形態）
図１０は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図で、図１０(ａ)は正面図、図１０(ｂ)は斜視図であり、また図１１は図１０に示した保持スリーブを使用した固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、保持スリーブ１２ｂの側面にフランジ部１４を一体に設け、保持スリーブ１２ｂ（フランジ部１４を有する部分）を固定子分割コア１２ａ（フランジ部１４を有しない部分）の外周面に固定して一体化することにより、固定子を作製する。そして、フランジ部１４間に隙間を設け、ハウジング１１に底部１１ａを設け、フランジ部１４の中央の結合部１６を円筒部の外周面よりも半径方向内側に位置させ、結合部１６においてボルト等を使用して固定子をハウジング１１の底部１１ａに取り付ける。

この固定子取付構造においては、固定子分割コア１２ａと保持スリーブ１２ｂとを固定して一体化することにより、固定子を作製するから、固定子を容易に作製することができる。

（第５の実施の形態）
図１２は本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、固定子の円筒部２３の孔（図示省略）を貫通したボルト２７とナット２８とを使用して、円筒部２３の側面に別体のフランジ部２４を取り付けることにより、固定子を作製する。そして、フランジ部２４間に隙間を設け、フランジ部２４の中央の結合部２６を円筒部２３の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部２６においてボルト等を使用して固定子をハウジング２１に取り付ける。

この固定子取付構造においては、円筒部２３とフランジ部２４とを別体で作製したのちに、円筒部２３にフランジ部２４を取り付けることにより固定子を作製しているから、部品の形状を簡略化することができるので、部品の加工精度が向上する。

（第６の実施の形態）
図１３は本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、保持スリーブ３２ｂの孔（図示省略）を貫通したボルト３７とナット（図示せず）とを使用して、保持スリーブ３２ｂの側面に別体のフランジ部３４を取り付け、固定子分割コア３２ａの外周面に保持スリーブ３２ｂを固定して一体化することにより、固定子を作製している。そして、フランジ部３４間に隙間を設け、フランジ部３４の中央の結合部３６を円筒部の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部３６においてボルト等を使用して固定子をハウジング３１に取り付ける。

この固定子取付構造においては、保持スリーブ３２ｂとフランジ部３４とを別体で作製したのちに、保持スリーブ３２ｂにフランジ部３４を取り付け、固定子分割コア３２ａと保持スリーブ３２ｂとを固定して一体化することにより、固定子を作製するから、部品の形状を簡略化することができるので、部品の加工精度が向上するとともに、材料取りの無駄を少なくすることができるから、材料費を低減することができる。

（第７の実施の形態）
図１４は本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、固定子の円筒部４３の孔（図示省略）を貫通したボルト４７を使用して、円筒部４３の側面に別体のフランジ部４４を取り付けることにより、固定子を作製する。そして、フランジ部４４間に隙間を設け、ハウジング４１に底部４１ａを設け、フランジ部４４の中央の結合部４６を円筒部４３の外周面よりも半径方向内側に位置させ、結合部４６においてボルト等を使用して固定子をハウジング４１の底部４１ａに取り付ける。

この固定子取付構造においては、円筒部４３とフランジ部４４とを別体で作製したのちに、円筒部４３にフランジ部４４を取り付けることにより固定子を作製するから、部品の形状を簡略化することができるので、部品の加工精度が向上する。

（第８の実施の形態）
図１５は本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、保持スリーブ５２ｂの孔（図示省略）を貫通したボルト（図示せず）を使用して、保持スリーブ５２ｂの側面に別体のフランジ部５４を取り付け、固定子分割コア５２ａの外周面に保持スリーブ５２ｂを固定して一体化することにより、固定子を作製している。そして、フランジ部５４間に隙間を設け、ハウジング５１に底部５１ａを設け、フランジ部５４の中央の結合部５６を円筒部の外周面よりも半径方向内側に位置させ、結合部５６においてボルト等を使用して固定子をハウジング５１の底部５１ａに取り付ける。

この固定子取付構造においては、保持スリーブ５２ｂとフランジ部５４とを別体で作製したのちに、保持スリーブ５２ｂにフランジ部５４を取り付け、固定子分割コア５２ａと保持スリーブ５２ｂとを固定して一体化することにより、固定子を作製するから、部品の形状を簡略化することができるので、部品の加工精度が向上するとともに、材料取りの無駄を少なくすることができるから、材料費を低減することができる。

（第９の実施の形態）
図１６は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する固定子を示す図で、図１６(ａ)は斜視図、図１６(ｂ)は側面図である。本実施の形態においては、固定子６２の円筒部６３の外周面に一体にフランジ部６４を設け、フランジ部６４に円弧状のスリット６５を設ける。そして、フランジ部６４間に隙間を設け、フランジ部６４の中央の結合部６６を円筒部６３の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部６６においてボルト等を使用して固定子６２をハウジング（図示せず）に取り付ける。また、フランジ部６４の厚さ（軸方向寸法）は円筒部６３の厚さ（軸方向寸法）よりも小さく、フランジ部６４は円筒部６３の外周面の軸方向中央に設けられている。

この固定子取付構造においては、フランジ部６４の軸方向中央面に対して固定子が対称的な形状となるから、振動もフランジ部６４の軸方向中央面に対して均一に生ずるため、フランジ部６４を軸方向にたわませる力が発生しないので、ハウジングの軸方向の振動を低減することができる。また、固定子６２に軸方向に位相が反転した振動が発生したときにも、振動がフランジ部６４の軸方向中央面に対し均一に生ずるから、フランジ部６４が振動の節となるので、ハウジングが固定子６２の半径方向の振動の影響をほとんど受けないため、ハウジングの半径方向の振動を低減することができる。

（第１０の実施の形態）
図１７は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図で、図１７(ａ)は斜視図、図１７(ｂ)は側面図である。本実施の形態においては、保持スリーブ７０の外周面に一体にフランジ部７４を設け、フランジ部７４に円弧状のスリット７５を設ける。また、保持スリーブ７０を固定子分割コア（図示せず）の外周面に固定して一体化することにより、固定子を作製する。そして、フランジ部７４間に隙間を設け、フランジ部７４の中央の結合部７６を円筒部の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部７６においてボルト等を使用して固定子をハウジング（図示せず）に取り付ける。また、フランジ部７４の厚さ（軸方向寸法）は保持スリーブ７０（円筒部）の厚さ（軸方向寸法）よりも小さく、フランジ部７４は保持スリーブ７０（円筒部）の外周面の軸方向中央に設けられている。

この固定子取付構造においては、フランジ部７４の軸方向中央面に対して固定子が対称的な形状となるから、振動もフランジ部７４の軸方向中央面に対して均一に生ずるため、フランジ部７４を軸方向にたわませる力が発生しないので、ハウジングの軸方向の振動を低減することができる。また、固定子に軸方向に位相が反転した振動が発生したときにも、振動がフランジ部７４の軸方向中央面に対し均一に生ずるから、フランジ部７４が振動の節となるので、ハウジングが固定子の半径方向の振動の影響を受けないため、ハウジングの半径方向の振動を低減することができる。

（第１１の実施の形態）
図１８は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する固定子を示す斜視図である。本実施の形態においては、固定子８２の円筒部８３の外周面に一体にフランジ部８４を設け、フランジ部８４に円弧状のスリット８５を設ける。そして、フランジ部８４間に隙間を設け、フランジ部８４の中央の結合部８６を円筒部８３の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部８６においてボルト等を使用して固定子８２をハウジング（図示せず）に取り付ける。また、フランジ部８４の厚さ（軸方向寸法）は円筒部８３の厚さ（軸方向寸法）と等しい。

この固定子取付構造においては、フランジ部の厚さを円筒部の厚さよりも小さくした場合と比較して、同一強度を保ちながら、ブリッジ部すなわちフランジ部８４の円筒部８３に対する取付部の厚さ（円周方向寸法）を小さくすることができるから、固定子８２に発生する振動の節が生ずる範囲を小さくすることができるので、ハウジングの半径方向の振動を低減することができる。また、固定子８２の軸方向の形状が均一になるから、振動する際の軸方向の剛性の不均一による軸方向のたわみが発生しなくなり、ハウジングの軸方向の振動を低減することができる。

（第１２の実施の形態）
図１９は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す斜視図である。本実施の形態においては、保持スリーブ９０の外周面に一体にフランジ部９４を設け、フランジ部９４に円弧状のスリット９５を設ける。また、保持スリーブ９０を固定子分割コア（図示せず）の外周面に固定して一体化することにより、固定子を作製する。そして、フランジ部９４間に隙間を設け、フランジ部９４の中央の結合部９６を円筒部の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部９６においてボルト等を使用して固定子をハウジング（図示せず）に取り付ける。また、フランジ部９４の厚さ（軸方向寸法）は保持スリーブ９０（円筒部）の厚さ（軸方向寸法）と等しい。

この固定子取付構造においては、フランジ部の厚さを円筒部の厚さよりも小さくした場合と比較して、同一強度を保ちながら、ブリッジ部すなわちフランジ部９４の保持スリーブ９０（円筒部）に対する取付部の厚さ（円周方向寸法）を小さくすることができるから、固定子に発生する振動の節が生ずる範囲を小さくすることができるので、ハウジングの半径方向の振動を低減することができる。また、固定子の軸方向の形状が均一になるから、振動する際の軸方向の剛性の不均一による軸方向のたわみが発生しなくなり、ハウジングの軸方向の振動を低減することができる。

（第１３の実施の形態）
図２０は本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図で、図２０(ａ)は正面図、図２０(ｂ)は斜視図である。本実施の形態においては、保持スリーブ１００の外周面に一体にフランジ部１０４を設け、フランジ部１０４に円弧状のスリット１０５を設ける。また、軸方向の中心面がフランジ部１０４の軸方向の中心面と同一であり、かつ厚さ（軸方向寸法）がフランジ部１０４の厚さと同一である突出部１０８を保持スリーブ１００の外周面に設ける。すなわち、フランジ部１０４と突出部１０８との周方向の間にスリット１０９を設け、フランジ部１０４間の一部に隙間を設ける。また、保持スリーブ１００を固定子分割コア（図示せず）の外周面に固定して一体化することにより、固定子を作製する。そして、フランジ部１０４の中央の結合部１０６を円筒部の外周面よりも半径方向外側に位置させ、結合部１０６においてボルト等を使用して固定子をハウジングに取り付ける。

この固定子取付構造においては、スリット１０９を加工すれば、突出部１０８を除去しなくともフランジ部１０４を設けることができるので、加工費が安くなる。

（その他の実施の形態）
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、以上の実施の形態のいずれかを組み合わせてもよい。

また、上述実施の形態においては、フランジ部の数が３個の場合について説明したが、フランジ部の数が２個の場合、４個以上の場合にも本発明を適用することができる。

本発明に係る固定子取付構造を示す図である。 図１に示した固定子取付構造の効果の説明図である。 図１に示した固定子取付構造の効果の説明図である。 図１に示した固定子取付構造の効果の説明図である。 ハウジングの振動レベルを示すグラフである。 ハウジングの振動レベルを示すグラフである。 本発明に係る他の固定子取付構造を示す図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図である。 図８に示した保持スリーブを使用した固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図である。 図１０に示した保持スリーブを使用した固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する固定子を示す図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する固定子を示す斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す斜視図である。 本発明に係る他の固定子取付構造に使用する保持スリーブを示す図である。

符号の説明

１…ハウジング ２…固定子
２ａ…本体薄板 ２ｂ…フランジ薄板
２ｃ…固定子分割コア ２ｄ…保持スリーブ
３…円筒部 ４…フランジ部
５…スリット ６…結合部
１１…ハウジング １２ａ…固定子分割コア
１２ｂ…保持スリーブ １４…フランジ部
１６…結合部
２１…ハウジング ２３…円筒部
２４…フランジ部 ２６…結合部
３１…ハウジング ３２ａ…固定子分割コア
３２ｂ…保持スリーブ ３４…フランジ部
３６…結合部
４１…ハウジング ４３…円筒部
４４…フランジ部 ４６…結合部
５１…ハウジング ５２ａ…固定子分割コア
５２ｂ…保持スリーブ ５４…フランジ部
５６…結合部
６２…固定子 ６３…円筒部
６４…フランジ部 ６５…スリット
６６…結合部
７０…保持スリーブ ７４…フランジ部
７５…スリット ７６…結合部
８２…固定子 ８３…円筒部
８４…フランジ部 ８５…スリット
８６…結合部
９０…保持スリーブ ９４…フランジ部
９５…スリット ９６…結合部
１００…保持スリーブ １０４…フランジ部
１０５…スリット １０６…結合部
１０８…突出部

Claims (15)

1. 回転電機のハウジングに固定子を取り付ける固定子取付構造において、上記固定子と上記ハウジングとを複数の結合部で結合し、上記固定子の円筒部と上記結合部とを接続部で接続し、上記接続部間の少なくとも一部に隙間を設け、上記固定子にＮ個の上記結合部を設けたとき、上記固定子の中心と隣り合う上記結合部とを結ぶ線がなす角度を３６０／Ｎ°とし、上記固定子の中心および上記接続部を結ぶ線と上記固定子の中心および上記結合部を結ぶ線とがなす角度を３６０／４Ｎ°としたことを特徴とする固定子取付構造。
2. 上記固定子の円筒部に複数のフランジ部を設け、上記フランジ部の周方向の中央の上記結合部において上記固定子を上記ハウジングに取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の固定子取付構造。
3. 上記フランジ部を有しない部分と上記フランジ部を有する部分とを一体化することにより上記固定子を作製したことを特徴とする請求項２に記載の固定子取付構造。
4. 本体薄板と上記フランジ部を有するフランジ薄板とを積層して一体化することにより上記固定子を作製したことを特徴とする請求項３に記載の固定子取付構造。
5. 固定子分割コアに上記フランジ部を有する保持スリーブを固定して一体化することにより上記固定子を作製したことを特徴とする請求項３に記載の固定子取付構造。
6. 上記円筒部に上記フランジ部を一体に設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の固定子取付構造。
7. 上記円筒部の外周面に上記フランジ部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の固定子取付構造。
8. 上記円筒部の側面に上記フランジ部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の固定子取付構造。
9. 上記円筒部に別体の上記フランジ部を取り付けたことを特徴とする請求項２または３に記載の固定子取付構造。
10. 上記結合部が上記円筒部の外周面より半径方向外側に位置していることを特徴とする請求項１、２または３に記載の固定子取付構造。
11. 上記フランジ部に円弧状のスリットを設けたことを特徴とする請求項１０に記載の固定子取付構造。
12. 上記結合部が上記円筒部の外周面より半径方向外側に位置し、上記フランジ部の厚さが上記円筒部の厚さよりも小さく、上記フランジ部が上記円筒部の上記外周面の軸方向中央に位置していることを特徴とする請求項２に記載の固定子取付構造。
13. 上記結合部が上記円筒部の外周面より半径方向外側に位置し、上記フランジ部の厚さが上記円筒部の厚さと同一であることを特徴とする請求項２に記載の固定子取付構造。
14. 上記結合部が上記円筒部の外周面より半径方向内側に位置していることを特徴とする請求項１、２または３に記載の固定子取付構造。
15. 上記結合部が上記円筒部の外周面より半径方向外側に位置し、軸方向の中心面が上記フランジ部の軸方向の中心面と同一であり、かつ厚さが上記フランジ部の厚さと同一である突出部を上記保持スリーブの外周面に設けたことを特徴とする請求項２に記載の固定子取付構造。

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