JPH0833255A

JPH0833255A - 回転電機

Info

Publication number: JPH0833255A
Application number: JP16412794A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yasuhara; 隆安原; Kengo Hasegawa; 健吾長谷川; Yoshiaki Noda; 嘉明野田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】ローコストで多機種に容易に対応でき、汎用
化が充分に得られるようにした回転電機を提供するこ
と。【構成】所定個数の同一形状と同一寸法のリング状部
材１１を積み重ねることにより、回転電機のハウジング
１Ａを形成するようにしたもの。【効果】リング状部材１１部材は、その積み重ね個数
を変えることにより、任意の長さのハウジング１Ａを構
成することができるので、回転子５の長さを変えて異な
った定格出力の回転電機を得る場合でも、同一の形状、
寸法のリング状部材１１で対応することができ、ローコ
ストで充分に汎用化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機などの回転
電機に係り、特に比較的小容量の汎用誘導電動機に好適
な回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的小容量の汎用誘導電動機などの回
転電機としては、図６に示すような構造のものが、従来
から一般的に使用されている。この図６において、１は
ハウジングで、枠体或いはフレームとも呼ばれ、鋳鉄な
ど鉄系材料の鋳造によりほぼ筒状に作られ、回転電機の
外被を構成している。１ａは放熱フィンで、軸方向に伸
びた短冊状をなし、ハウジング１と一体鋳造され、その
外周に放射状に形成されている。２Ａ、２Ｂはエンドブ
ラケットで、軸受ブラケットとも呼ばれ、軸受４Ａ、４
Ｂを備えており、ハウジング１の両端に、それぞれイン
ロー嵌合して取付けられるようになっている。

【０００３】３は固定子で、けい素鋼板の積層体でつく
られた固定子鉄心３ａと、この固定子鉄心３ａの内周部
に多数個設けられているスロット部に巻回された固定子
コイル３ｂとで構成されている。５は回転子で、回転軸
６を有し、この回転軸６がエンドブラケット２Ａ、２Ｂ
の軸受４Ａ、４Ｂにより回転自在に保持されることによ
り、固定子３内の所定の位置で、この固定子３に対抗し
た位置で回転するように構成されている。

【０００４】そして、このような従来の回転電機では、
予め固定子３をハウジング１の内側に挿入して、その内
周壁に取付けておき、その後、この固定子３内に回転子
５を挿入し、次いで回転軸６に軸受４Ａ、４Ｂが嵌合す
るようにして、ハウジング１の両端にそれぞれエンドブ
ラケット２Ａ、２Ｂをインロー嵌合させ、複数本のボル
ト(図示してない)により、ハウジング１に固着して取付
け、組立てるようになっている。

【０００５】回転軸６は、その一端側(図では右側)が、
エンドブラケット２Ａの軸受４Ｂを挿通して外部に突出
し、出力軸を形成しているが、他端側(同、左側)はエン
ドブラケット２Ａの軸受４Ａから突出した部分に外部冷
却扇９(以下、外ファンと称す)が取付けられている。

【０００６】１０はエンドカバーで、外ファン９を覆う
カバーを形成している。そして、このエンドカバー１０
には、外気を外ファン９で取り込むための開孔１０ａ
(以下、通風入口と称す)が設けられている。また、この
開孔１０ａの反対側は、開放した円筒形若しくは異形の
円筒形に形成され、これによりエンドブラケット２Ａ及
びハウジング１の外径部との間に径方向の隙間部１０ｂ
からなる通風出口が形成されるようになっている。

【０００７】従って、回転子５により外ファン９が回転
されると、エンドカバー１０の通風入口１０ａから外気
が吸い込まれ、隙間部１０ｂから吹き出されるようにな
り、これによりエンドブラケット２Ａと、ハウジング１
及びエンドブラケット２Ｂの外部表面に外気を通風し、
冷却作用が得られるようになっている。

【０００８】回転子５は、上記したように、回転軸６の
ハウジング１内で固定子２と対向する位置に取付けられ
ており、この回転子５には、図示してない二次導体バー
と、エンドリング７が設けられており、さらに、このエ
ンドリング７と一体に内部冷却扇８(以下、内ファンと
称す)が形成されている。

【０００９】この内ファン８は、エンドリング７の両端
面から軸方向に突設された複数の羽根ブレードからな
り、電動機内部での空気の循環を図り、冷却作用が得ら
れるようにしている。すなわち、内ファン８により起こ
された空気流は、回転子５、エンドリング７、固定子コ
イル３ｂ及び固定子鉄心３ａの両端面を冷却しながら通
過した後、ハウジング１に比して比較的温度上昇の低い
エンドブラケット２Ａ、２Ｂの内面に沿って通過すると
きに放熱が得られるようになっているのである。

【００１０】なお、この種の公知例としては、例えば特
開昭６１ー２５１４４０号公報がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、機種
の多様化について配慮がされているとは言えず、以下に
説明するように、回転電機の汎用化に際して、コスト面
で問題があった。すなわち、汎用の誘導電動機などの回
転電機では、多様化した顧客のニーズに応えるために
は、多数の異なった機種を揃えておく必要があり、例え
ば、定格出力などについても、種々の出力のものを予め
用意しておき、任意に提供できるようにしておく必要が
ある。

【００１２】ここで、誘導電動機などの回転電機の定格
出力は、大略、回転子の直径と軸方向の長さ(積層鉄板
の積厚寸法)で決まるので、定格出力を変えるために
は、回転子の直径と軸方向の長さの何れか、又は双方を
変える必要があり、このため、当然、固定子鉄心の外径
や積層鉄板の積厚寸法も変り、従って、ハウジングの形
状や寸法も、機種に応じて変える必要がある。

【００１３】ところで、誘導電動機などの回転電機のハ
ウジングは、通常、鋼板などの板材の加工により、或い
は鋳造により製作されているが、何れの方法でも、形
状、寸法が異なる多機種生産となれば、素材の切断幅や
加工用の工具、治具、或いは鋳型なども多種必要とな
り、且つ製作に多大の日数を要することになるので、コ
ストアップを免れない。従って、従来技術では、機種に
応じて、それぞれ形状や寸法が異なったハウジングが必
要になり、この結果、回転電機の汎用化にコストアップ
が伴ってしまうのである。

【００１４】本発明の目的は、機種の変更に際しても同
一形状と同一寸法の部材でハウジングを構成することが
でき、ローコストで多機種に容易に対応でき、汎用化が
充分に得られるようにした回転電機を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、順次、嵌合
により積み重ねが可能にしたリング状部材を用い、この
リング状部材の積み重ねにより回転電機のハウジングが
形成されるようにして達成される。

【００１６】

【作用】リング状部材は、その積み重ね個数により回転
電機の軸方向での長さを異にするハウジングの形成を可
能にする。従って、同一の形状、寸法のリング状部材を
複数個用意しておくだけで、幾く種類もの長さを異にす
るハウジングを得ることができ、この結果、回転子の長
さを変えて異なった定格出力の回転電機を得る場合で
も、同一の形状、寸法のリング状部材で対応することが
でき、ローコストで汎用化に対応することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による回転電機について、図示
の実施例により詳細に説明する。図１は、本発明を、外
部冷却扇を用いない形式の誘導電動機に適用した場合の
一実施例で、図において、１Ａはハウジングで、その他
は図６で説明した従来例と同じである。この実施例にお
けるハウジング１Ａは、図２に拡大して示してあるよう
に、同一寸法で同一形状の所定の個数のリング状部材１
１を積み重ねて、所定の長さに形成したもので、その内
部に固定子３が設けられている。

【００１８】そして、各リング状部材１１は、図３に詳
細に示されているように、放熱フィン部１１ａと胴部１
１ｂとで構成されている。まず、胴部１１ｂは、円筒を
短く輪切りにしたように短い円筒状をなし、その円周方
向と直角な面での断面形状は、図示のように、所定の肉
厚を有する短冊状に作られている。そして、この胴部１
１ｂの一方の端面には外側インロー部１ｃが、また、他
方の端面には内側インロー部１ｄが、それぞれ形成して
ある。次に、放熱フィン部１１ａは、円筒状の胴部１１
ｂから放射状に伸びた鍔状をなし、その外縁部の形状は
円板状に作られている。

【００１９】そして、これらを、所定個数、図２に示す
ように、外側インロー部１ｃと内側インロー部１ｄとが
順次インロー嵌合させた状態で、必要な個数積み重ねる
ことにより、所定の長さのハウジング１Ａを形成するよ
うになっているのである。

【００２０】そこで、この実施例では、まず、リング状
部材１１を所定の個数、積み重ねてハウジング１Ａと
し、その内側に固定子３を挿入して内周壁に位置決めす
る。ついで、回転子５を挿入し、その後、回転軸６に軸
受４Ａ、４Ｂが嵌合するようにしてハウジング１Ａの両
端に、エンドブラケット２Ａ、２Ｂをそれぞれインロー
嵌合させ、複数本のボルト(図示してない)を、一方のエ
ンドブラケット、例えば２Ａから、他方のエンドブラケ
ット、例えば２Ｂに向かって、ハウジング１Ａ内を挿通
させるようにして、差し通して取付けることにより、図
１に示すようにして誘導電動機を組立るようになってい
る。

【００２１】次に、この実施例による誘導電動機の定格
出力の変更について説明する。上記したように、誘導電
動機の定格出力は、大略、回転子の直径と軸方向の長さ
(積層鉄板の積厚寸法)で決まるので、定格出力を変える
ためには、回転子の直径と軸方向の長さの何れか、又は
双方を変える必要があるが、この実施例では、回転子の
軸方向の長さ、すなわち、回転子と固定子の積層鉄板の
積厚寸法を機種に応じて変更することにより対応するよ
うになっている。

【００２２】まず、予め所定の直径寸法を有する回転子
の使用を想定し、これを用いて或る定格出力Ｐ₀の誘導
電動機を得るようにした場合の本発明の一実施例が図２
で、このとき必要な固定子鉄心３ａの積厚寸法がＴ₀で
あったとする。なお、回転子５は省略して示してある
が、回転子５の鉄心の積厚寸法もＴ₀になることは、言
うまでも無い。そして、この固定子鉄心３ａの積厚寸法
Ｔ₀に対応して、この実施例では、図示のように、７個
のリング状部材１１の積み重ねによりハウジング１Ａを
構成する必要があったとする。

【００２３】次に、同じ直径の回転子を用いて、さらに
大きな定格出力Ｐ₁(Ｐ₁＞Ｐ₀)の誘導電動機を得ようと
すると、図４に示すように、積厚寸法Ｔ₁(Ｔ₁＞Ｔ₀)の
固定子鉄心３ａが必要になり、当然、ハウジング１Ａの
長さも増やさなければならない。しかして、この実施例
では、ハウジング１Ａがリング状部材１１の積み重ねで
構成されているので、単に、このリング状部材１１の積
み重ね個数を増やすだけで、ハウジングの長さの増加に
対応することができ、この場合は、図４に示すように、
９個のリング状部材１１を用いることにより、定格出力
Ｐ₁の誘導電動機を作ることができる。

【００２４】一方、同じ直径の回転子を用いて、今度
は、小容量の誘導電動機、すなわち、定格出力Ｐ₂(Ｐ₂
＜Ｐ₀)の誘導電動機を得ようとし、このためには、図５
に示すように、固定子鉄心３ａとして、積厚寸法Ｔ₂(Ｔ
₂＜Ｔ₀)を要するものとする。そうすると、今度は、ハ
ウジング１Ａの長さを短くしなければならないが、この
ときも、この実施例では、図５に示すように、単にリン
グ状部材１１の積み重ね個数を減らし、この場合は、図
５から明らかなように、４個のリング状部材１１を用い
ることにより、定格出力Ｐ₂という小容量の誘導電動機
を得ることができる。

【００２５】前記のように、誘導電動機の定格出力を変
更する場合、鉄心の積層寸法を変えて対応する方法は、
回転子同鉄心の径寸法を変えて対応した場合よりも簡単
なので、よく用いられる。

【００２６】しかして、この場合でも、従来技術では、
各々定格出力毎にハウジングの長さを変えなければなら
ないから、それぞれ別個に鋳型を製作しなければなら
ず、その結果、製作コストが増えたり、製作に多大の日
数を要してしまう。

【００２７】しかるに、この実施例によれば、ハウジン
グの長さを、リング状部材１１の積み重ね個数の増減に
よって簡単に変えることができるから、同一寸法で同一
形状のリング状部材１１を用いているにもかかわらず、
定格容量の異なる種々の誘導電動機を容易に得ることが
でき、この結果、コストアップを伴うことなく、容易に
汎用化に対応することができる。

【００２８】ところで、ハウジングをアルミニウム合金
材で構成すると、鉄系鋳物等の場合に比してハウジング
の重量を軽くすることができる。また、アルミニウム合
金は、鋼板や鉄系鋳物に比して軽く、且つ、熱伝導率が
よい(比重は鋼の約１／３、ヤング率も約１／３、非熱
は約２倍、熱伝導率は約３倍)。従って、リング状部材
１１として、アルミニウム合金を用いることにより、回
転電機内部で発生する熱がハウジングに効率良く伝達さ
れるようになるので、冷却効率も改善され、この結果、
回転電機の小形化を、さらに図ることができる。

【００２９】次に、軽合金としてはマグネシウム合金も
知られているが、これは、アルミニウム合金よりも軽く
(比重は、アルミ合金の２／３、鉄の１／４)、従って、
リング状部材１１を、このマグネシウム合金で形成する
ことにより、さらに軽量化された回転電機を提供するこ
とができる。

【００３０】また、マグネシウム合金は溶解点が約６０
０℃で、鉄(約１２００℃)やアルミニウム合金(約７０
０℃)より低く、しかも湯流れ性がよい。加えて２種類
のダイカスト法(コールド法とホットチャンバー法)を利
用できるという利点がある。そして、これらコールド法
とホットチャンバー法は生産性がよく、薄肉化や複雑な
形状などにも対応し易いので、リング状部材１１の断面
形状などを任意に選定することができ、この結果、剛性
を向上させ、さらに軽量化を図ることができる。

【００３１】さらに、マグネシウム合金は、その結晶構
造中に多くの転位線が存在するが、この転移線は、不純
物原子により、ところどころを止められている状態にあ
るので、外力に応じて非可逆的に滑り、この動きにより
内部摩擦が発生し、振動を吸収する能力をもつ。従っ
て、リング状部材１１をマグネシウム合金で形成してや
れば、振動が吸収されるので、低振動で低騒音の回転電
機を提供することができる。

【００３２】ところで、以上の実施例では、リング状部
材１１に鍔状に伸びた放熱フィン部１１ａを形成してい
るが、図６で説明した従来技術と同じく、放射状に伸び
た多数のヒレ状の放熱フィンを設けるようにしても良
い。なお、本発明は、リング状部材１１の積み重ね個数
が２個以上あれば、その枚数を問わずに実施可能なこと
は言うまでもないから、上記実施例でのリング状部材の
個数は例示に過ぎず、これに限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、リング状部材を積み重
ねてハウジングを形成するようにしているので、この結
果、回転子の長さを変えて異なった定格出力の回転電機
を得る場合でも、同一の形状、寸法のリング状部材で対
応することができ、ローコストで充分に汎用化に対応す
ることができる上、以下に列挙する効果を得ることがで
きる。

【００３４】１. ハウジングの全長が簡単な方法で変え
られるので、鋳型の制限を受けることがなく、この結
果、製造コストを充分に抑えることができる。

【００３５】２. リング状部材をアルミニウム合金材で
構成することにより、回転電機が小形軽量になる。３. リング状部材をマグネシウム合金材で構成すること
により、回転電機を更に軽量化でき、しかも、振動減衰
機能がえられるので、低振動で低騒音の回転電機を簡単
に得ることができる。５. リング状部材としてマグネシウム合金材を用いた場
合には、機械加工性が良いので、加工エネルギーが少な
くて済み、且つ、工具寿命を伸ばすことがでできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の一実施例を示す部分断
面による側面図である。

【図２】本発明の実施例におけるハウジングの部分断面
による側面図である。

【図３】本発明におけるリング状部材の一実施例を示す
部分断面による側面図である。

【図４】本発明の他の一実施例を示す部分断面による側
面図である。

【図５】本発明のさらに別の一実施例を示す部分断面に
よる側面図である。

【図６】従来技術による回転電機の一例を示す部分断面
による側面図である。

【符号の説明】

１Ａハウジング２Ａ、２Ｂエンドブラケット３固定子３ａ固定子鉄心３ｂ固定子コイル４Ａ、４Ｂ軸受５回転子６回転軸７エンドリング８内ファン１１リング状部材１１ａ放熱フィン部１１ｂ胴部１１ｃ外側インロー部１１ｄ内側インロー

フロントページの続き (72)発明者野田嘉明千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ円筒状のハウジングと、このハウジ
ングの内側に配置された固定子とを有する回転電機にお
いて、前記ハウジングが、同一形状を有する少なくとも２個の
リング状部材の積み重ねにより構成されていることを特
徴とする回転電機。
【請求項２】請求項１の発明において、上記リング状
部材が、アルミニウム合金材及びマグネシウム合金材の
少なくとも一方で作られていることを特徴とする回転電
機。