JP2017189003A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図6を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、回転電機の第1の実施形態の断面図である。
回転電機1は、図1に示すように、筐体15内に収容された固定子13と、回転子2とを備えている。筐体15は、ハウジング11と、フロントブラケット14と、リアブラケット18とにより構成されている。ハウジング11には、ウォータージャケット16が取付けられている。ハウジング11とウォータージャケット16とは、回転電機1の冷却水の水路を構成している。
回転子2は、シャフト3と、シャフト3に焼嵌めまたは圧入(以下、両方の意味を持たせて嵌合ということもある)により固定された回転子鉄心4と、回転子鉄心4の軸方向の両端に設けられた抑え板5A、5Bを有する。回転子2の外周面と、固定子13の固定子コア12の内周面との間には隙間が設けられている。
上述したように、回転子2は、シャフト3と、シャフト3に嵌合されて固定され、磁気回路を構成する回転子鉄心4と、回転子鉄心4の軸方向の両端に設けられた抑え板5A、5Bを有する。回転子鉄心4は、ケイ素鋼板等の電磁鋼板20(図3参照)を軸方向に積層した状態で、シャフト3に固定されている。回転子鉄心4は、軸方向に分割された、第1〜第5の5つの分割回転子鉄心41〜45により構成されている。各分割回転子鉄心41〜45は、それぞれ、複数の電磁鋼板20を積層した状態で、シャフト3に嵌合されて固定されている。
なお、各分割回転子鉄心41〜45の区切り線は、実際には見えないが、図4、図5(A)、(B)には、理解を容易にする目的で、各分割回転子鉄心41〜45の区切り線を図示してある。
各分割回転子鉄心41〜45は、プレス等により打ち抜きして形成された電磁鋼板20を積層して構成されている。
電磁鋼板20には、中心部に、シャフト3に嵌合されるシャフト用貫通孔21が形成されている。シャフト用貫通孔21の外周側には、軸部用貫通孔22とナット用貫通孔23が、それぞれ、複数個形成されている。図示の例では、軸部用貫通孔22とナット用貫通孔23とは、交互に、4つずつ、等間隔に、すなわち、90°の間隔で配置されている。しかし、軸部用貫通孔22とナット用貫通孔23の員数や配置は、任意に設定することができる。また、電磁鋼板20には、永久磁石31が収納される収納空間となる複数の磁石用貫通孔24が形成されている。永久磁石31は、接着剤により各電磁鋼板20の磁石用貫通孔24に固定される。
なお、電磁鋼板20の軸部用貫通孔22は、後述するボルト80の軸部81(図4等参照)を遊挿する大きさの円盤形状を有する。また、電磁鋼板20のナット用貫通孔23は、ナット71(図4等参照)と同様に六角形状を有し、ナット71の回り止めがなされるサイズに形成されている。
図示はしないが、第3の分割回転子鉄心43を構成する電磁鋼板20には、シャフト用貫通孔21と磁石用貫通孔24とが形成され、軸部用貫通孔22とナット用貫通孔23とは形成されていない。但し、第3の分割回転子鉄心43を構成する各電磁鋼板20も、他の分割回転子鉄心41、42、44、45を構成する電磁鋼板20と同様に各貫通孔21〜24が形成された部材として、互換性を有するようにしてもよい。
第3の分割回転子鉄心43を構成する電磁鋼板20を積層してシャフト3に嵌合させて固定する。第4の分割回転子鉄心44を、第3の分割回転子鉄心43の一面側からシャフト3に嵌合させて固定する。第4の分割回転子鉄心44は、第3の分割回転子鉄心43の一面に密着するようにシャフト3に嵌合する。第5の分割回転子鉄心45を、第3の分割回転子鉄心43の他面側からシャフト3に嵌合させて固定する。第5の分割回転子鉄心45は、第3の分割回転子鉄心43の他面に密着するようにシャフト3に嵌合する。第5の分割回転子鉄心45は、軸部用貫通孔22およびナット用貫通孔23が、第4の分割回転子鉄心44とは、角度が90度異なるようにシャフト3に嵌合する。
さらに、抑え板5A、5Bおよび第1〜第5の分割固定子鉄心41〜45を、予め、ボルト80およびナット71を用いて固定しておき、この後、全体を、一度にシャフト3に嵌合するようにしてもよい。
(1)回転子鉄心4は、積層方向に分割された複数の分割回転子鉄心41〜45により構成され、一端側の抑え板5Aと、該抑え板5Aに隣接する第1の分割回転子鉄心41とを積層方向に貫通する軸部81を有する一端側のボルト80と、他端側の抑え板5Bと、該抑え板5Bに隣接する第2の分割回転子鉄心42とを積層方向に貫通する軸部81を有する他端側のボルト80と、を備える。この構造によれば、一端側の抑え板5Aと第1の分割回転子鉄心41とを固定するボルト80の軸部81の長さは、一端側の抑え板5Aと第1の分割回転子鉄心41を貫通するだけの長さを有しており、第3または第4の分割回転子鉄心43、44まで延在されていない。同様に、他端側の抑え板5Bと第2の分割回転子鉄心42とを固定するボルト80の軸部81の長さは、他端側の抑え板5Bと第2の分割回転子鉄心42を貫通するだけの長さを有しており、第3または第1の分割回転子鉄心43、41まで延在されていない。このため、一端側および他端側のボルト80の軸部81の長さを小さくすることができる。しかし、このようにボルト80の軸部81の長さが小さいにも拘わらず、回転子2は、軸方向に第1〜第5の分割回転子鉄心41〜45を有する長い長さに形成されている。すなわち、抑え板5A、5Bと回転子鉄心4とを固定するボルト80の長さを小さくできるにも拘わらず、回転子2の軸方向の長さが大きい回転電機1とすることができ、回転電機1の動力性能を大きいものとすることができる。つまり、抑え板5A、5Bと第1、第2の分割回転子用鉄心41、42とを固定するボルト80の軸部81には遠心力により曲げ応力が発生するが、ボルト80の軸部81の長さは小さいので曲げ応力が小さくなる。このため、回転子2の許容回転数を向上することができるのである。
図6は、本発明の回転電機に適用される回転子の第2の実施形態を示す断面図である。
第2の回転子2Aでは、一端側および他端側に設けられた固定部材、すなわち、ボルト80とナット71の軸方向における位置が、第1の実施形態とは、逆になっている。
すなわち、一端側の抑え板5Aと第1の分割回転子鉄心41とを固定するボルト80は、頭部82が第4の分割回転子鉄心44のナット用貫通孔23内に収容されており、ナット71は、抑え板5Aの外側面側から、抑え板5Aを押圧している。同様に、他端側の抑え板5Bと第2の分割回転子鉄心42とを固定するボルト80は、頭部82が第5の分割回転子鉄心45のナット用貫通孔23内に収容されており、ナット71は、抑え板5Bの外側面側から、抑え板5Aを押圧している。
第2の実施形態における回転子2Aの各ボルト80の長さと、第1の実施形態の回転子2の各ボルト80の長さとは同一である。
従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
図7は、本発明の回転電機に適用される回転子の第3の実施形態を示す断面図である。
第3の実施形態では、回転子2Bの回転子鉄心4は、2つの分割回転子鉄心のみで構成されている点で、回転子鉄心4が第1〜第5の5つの分割回転子鉄心41〜45で構成される第1、第2の実施形態と相違する。
図7に図示されるように、回転子2Bは、一端側および他端側の抑え板5A、5B、および第1、第2の分割回転子鉄心51、52により構成されている。第1、第2の分割固定子鉄心51、52は、軸部用貫通孔22とナット用貫通孔23とを対向して配置されている。一端側の抑え板5Aと第1の分割回転子鉄心51とを貫通するボルト80の軸部81の先端に締結されるナット71は、第2の分割回転子鉄心52のナット用貫通孔23内に収容されている。また、他端側の抑え板5Bと第2の分割回転子鉄心52とを貫通するボルト80の軸部81の先端に締結されるナット71は、第1の分割回転子鉄心51のナット用貫通孔23内に収容されている。
・第1の分割回転子鉄心51の軸部貫通用孔22と第2の分割回転子鉄心52のナット用貫通孔23とを位置合わせする。
・ナット71を第1、第2の分割回転子鉄心51、52内に収容する
・一端側の抑え板5Aの貫通孔を第1の分割回転子鉄心51の軸部用貫通孔22に位置合わせする。
・ボルト80の軸部81を、軸部81の先端側から一端側の抑え板5Aの貫通孔と第1の分割回転子鉄心51の軸部用貫通孔22に挿通し、ボルト80の軸部81を、ナット71のねじ部にねじ込む。
・同様に、他端側の抑え板5Bの貫通孔を第2の分割回転子鉄心52の軸部用貫通孔22に位置合わせする。ボルト80の軸部81を、軸部81の先端側から他端側の抑え板5Bの貫通孔と第2の分割回転子鉄心52の軸部用貫通孔22に挿通し、ボルト80の軸部81を、ナット71のねじ部にねじ込む。
従って、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
すなわち、この変形例の回転子は、図示はしないが下記の構成を有する。
一端側の抑え板5Aと第1の分割回転子鉄心51とを固定するボルト80は該ボルト80の軸部81の先端側から第1の分割回転子鉄心51の軸部用貫通孔22および一端側の抑え板5Aの貫通孔を挿通される。そして、一端側の抑え板5Aの外面側からナット71が、ボルト80の軸部81の先端に締結される。同様に、他端側の抑え板5Bと第2の分割回転子鉄心52とを固定するボルト80は、該ボルト80の軸部81の先端側から第2の分割回転子鉄心52の軸部用貫通孔22および他端側の抑え板5Bの貫通孔を挿通される。そして、他端側の抑え板5Bの外面側からナット71が、ボルト80の軸部81の先端に締結される。
2、2A、2B 回転子
3 シャフト
4 回転子鉄心
5A、5B 抑え板
13 固定子
20 電磁鋼板
21 シャフト用貫通孔
22 軸部用貫通孔
23 ナット用貫通孔(押し当て部挿通部)
24 磁石用貫通孔
31 永久磁石
41〜45 第1〜第5の分割回転子鉄心
51、52 第1、第2の分割回転子鉄心
71 ナット(押し当て部)
80 ボルト
81 軸部
82 頭部(押し当て部)
Claims (6)
- 固定子と、回転子と、巻線と、前記固定子、前記回転子および前記巻線を収容するケーシングと、を備え、
前記回転子は、
回転軸と、
永久磁石の収納空間を有し、複数の電磁鋼板が積層して構成され、前記回転軸に固定される回転子鉄心と、
前記回転子鉄心の前記収納空間に収納される磁石と、
前記回転子鉄心の積層方向の一端側および他端側に配置される抑え板と、を備え、
前記回転子鉄心は、積層方向に分割された複数の分割回転子鉄心により構成され、
さらに、前記一端側の前記抑え板と、前記一端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心とを積層方向に貫通する軸部を有する一端側固定部材と、
前記他端側の前記抑え板と、前記他端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心とを積層方向に貫通する軸部を有する他端側固定部材と、を備える、回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記一端側固定部材および前記他端側固定部材は、それぞれ、前記軸部の先端に、前記抑え板または前記電磁鋼板を積層方向に押し付ける押し当て部を有する、回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機において、
前記回転子鉄心は、前記一端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心と前記他端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心との間に中間分割回転子鉄心を有する、回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
前記回転子鉄心は、さらに、前記一端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心と前記中間分割回転子鉄心との間、および前記他端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心と前記中間分割回転子鉄心との間に、それぞれ、前記軸部の前記押し当て部を収容する押し当て部収容部が形成された分割回転子鉄心を有する、回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機において、
前記一端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心と、前記他端側の前記抑え板に隣接する前記分割回転子鉄心とは積層方向に隣接して配置され、それぞれ、相手方の前記固定部材の前記押し当て部を挿通する押し当て部挿通部を有する、回転電機。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の回転電機において、
前記一端側固定部材および前記他端側固定部材は、それぞれ、ボルトおよびナットを含む、回転電機。
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