JPS5936497B2 - 回転電気機械の固定複合構造体および固定子機構 - Google Patents
回転電気機械の固定複合構造体および固定子機構Info
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- JPS5936497B2 JPS5936497B2 JP53024928A JP2492878A JPS5936497B2 JP S5936497 B2 JPS5936497 B2 JP S5936497B2 JP 53024928 A JP53024928 A JP 53024928A JP 2492878 A JP2492878 A JP 2492878A JP S5936497 B2 JPS5936497 B2 JP S5936497B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に優れた構造的一体性を有する回転電気機
械用固定子複合体に関するものである。
械用固定子複合体に関するものである。
運転能率および信頼度が高(、しかも製造コストの安い
回転電気機械を得ようとすれば、さまざまな時には矛盾
する条件を満たさなければならないことが知られている
。
回転電気機械を得ようとすれば、さまざまな時には矛盾
する条件を満たさなければならないことが知られている
。
たとえば、固定子枠、固定子ケース、固定子ハウジング
等の静止ないしは固定構造物は固定子に取付けである巻
線を製造、輸送、あるいは正規の運転中に受けることの
ある衝撃から守るにたる構造的一体性を備えていなけれ
ばならない。
等の静止ないしは固定構造物は固定子に取付けである巻
線を製造、輸送、あるいは正規の運転中に受けることの
ある衝撃から守るにたる構造的一体性を備えていなけれ
ばならない。
なお、用語の混乱を避けるために、以下においては、「
固定子複合構造体」という言葉を、巻線支持部材(たと
えば、固定子鉄心)、巻線支持部材に支持されている巻
線、およびこの巻線および/または巻線支持部材を物理
的に包囲して保護するためのハウジングのごときものを
含めた意味で使用する。
固定子複合構造体」という言葉を、巻線支持部材(たと
えば、固定子鉄心)、巻線支持部材に支持されている巻
線、およびこの巻線および/または巻線支持部材を物理
的に包囲して保護するためのハウジングのごときものを
含めた意味で使用する。
回転子(これも一種の「複合構造体」である)を包囲す
る固定子複合構造体は遮音効果、すなわち回転電気機械
の運転中に発生する雑音を抑える性質を有するものであ
るのが望ましい。
る固定子複合構造体は遮音効果、すなわち回転電気機械
の運転中に発生する雑音を抑える性質を有するものであ
るのが望ましい。
この複合構造体は軸受機構を正確かつ確実に支えること
ができ、それにより該構造体の特定表面と該構造体に関
して運動可能に支持される他の複合構造体、たとえば回
転子の特定表面とのあいだにあらかじめ定められたすき
間を確保するのを可能ならしめることのできるものでな
ければならない。
ができ、それにより該構造体の特定表面と該構造体に関
して運動可能に支持される他の複合構造体、たとえば回
転子の特定表面とのあいだにあらかじめ定められたすき
間を確保するのを可能ならしめることのできるものでな
ければならない。
回転電気機械には、たとえば、交流誘導電動機において
不可避的にみられるように、熱サイクルあるいは脈動ト
ルクに帰因するさまざまなストレスが繰返し加えられる
。
不可避的にみられるように、熱サイクルあるいは脈動ト
ルクに帰因するさまざまなストレスが繰返し加えられる
。
従って、固定複合構造体は、これらのストレスに耐え得
るものである必要がある。
るものである必要がある。
さらに、巻線や端子装置を運転中に生じる機械的衝撃、
高湿度、腐蝕性雰囲気 その他のさまざまな環境条件か
ら積極的、確実に保護するための手段を備えているのが
望ましい。
高湿度、腐蝕性雰囲気 その他のさまざまな環境条件か
ら積極的、確実に保護するための手段を備えているのが
望ましい。
上に述べた好ましい条件を備えているほかに、固定子複
合構造体は、少なくともそのハウジング部分において、
巻線、軸受装置および回転子の発する熱を迅速、能率的
に放散できるものであれば非常に好都合である。
合構造体は、少なくともそのハウジング部分において、
巻線、軸受装置および回転子の発する熱を迅速、能率的
に放散できるものであれば非常に好都合である。
長年にわたる研究開発活動の結果一般に到達した結論は
、上に述べたような回転電気機械に関するさまざまな問
題点を満足に解決できる方法はごくわずかしか存在しな
いということである。
、上に述べたような回転電気機械に関するさまざまな問
題点を満足に解決できる方法はごくわずかしか存在しな
いということである。
そして、一般に実用化されている方法は、固定子鉄心に
精確に組み合せることのできる寸法に作られた成形ない
しは鋳造金属部品を使用することであるが、このような
金属部品を用いて組み立てた回転電気機械は、取扱上の
ミスによりおどろくほど容易に損傷されることが欠点で
ある。
精確に組み合せることのできる寸法に作られた成形ない
しは鋳造金属部品を使用することであるが、このような
金属部品を用いて組み立てた回転電気機械は、取扱上の
ミスによりおどろくほど容易に損傷されることが欠点で
ある。
本発明の対象となる回転電気機械は、成層板を一体に積
み重ねてなり、中心開口と巻線収容スロットを有する巻
線支持部材、即ち、固定磁気鉄心およびその固定磁気鉄
心のスロットに収容された複数の巻線とからなる固定子
機構と、この固定子機構を収容するハウジングとで構成
される固定子複合構造体を備えている。
み重ねてなり、中心開口と巻線収容スロットを有する巻
線支持部材、即ち、固定磁気鉄心およびその固定磁気鉄
心のスロットに収容された複数の巻線とからなる固定子
機構と、この固定子機構を収容するハウジングとで構成
される固定子複合構造体を備えている。
固定子複合構造体のハウジング部分に、無数の粒状物質
、たとえば砂を感熱性接着剤を用いて固定子機構を取り
囲むようにして一体に接着固結してなる粒状物質の塊り
である。
、たとえば砂を感熱性接着剤を用いて固定子機構を取り
囲むようにして一体に接着固結してなる粒状物質の塊り
である。
粒状物質は巻線、巻線支持部材の周囲に押し固められる
とともに、相互に一体に固結さね。
とともに、相互に一体に固結さね。
一個の強固な有隙性固形体を形成する。
固形体内部の無数のすき間は接着剤で占められている。
このようにして作られる固定子複合構造体の場合には、
従来の回転機において必要であったように、ハウジング
と固定子機構とのあいだに厳密な寸法上の公差を設ける
ことを考える必要がなくなる。
従来の回転機において必要であったように、ハウジング
と固定子機構とのあいだに厳密な寸法上の公差を設ける
ことを考える必要がなくなる。
また、その構造的一体性および耐腐蝕性は、従来の成形
鋼や鋳鉄を用いて作った固定子ハウジングにくらべては
るかにすぐれている。
鋼や鋳鉄を用いて作った固定子ハウジングにくらべては
るかにすぐれている。
しかも、このような優れた特徴のために、雑音解消効果
や放熱効果が犠牲にされることはなく、場合によっては
従来の鋼ないしは鋳鉄製の固定子ハウジングよりも優れ
た雑音解消効果を発揮することがある。
や放熱効果が犠牲にされることはなく、場合によっては
従来の鋼ないしは鋳鉄製の固定子ハウジングよりも優れ
た雑音解消効果を発揮することがある。
本発明では特に粒状物質を詰め固める、あるいは押し固
めるに際し、粒状物質の少なくとも50重量%を粒子サ
イズ40メツシユ〜100メツシユの範囲のものとする
。
めるに際し、粒状物質の少なくとも50重量%を粒子サ
イズ40メツシユ〜100メツシユの範囲のものとする
。
このように使用する粒状物質の半分以上を40メツシユ
〜100メツシユのものとすることにより粒状物質を実
質1互いに接触させるように詰め固めて形成した空隙性
固形体は緻密な組織のものとなり空隙部に接着剤(樹脂
物質)を充填して固結せしめて得られるものは実質上剛
性の中実な部材を形成し、金属外被容器なしでそれ自体
十分な自己保形性を備えており、あたかも岩石のような
十分な機械的強度を有し、しかも粒状物質が細粒あるい
は破片となって欠落して内部の回転子を損傷することも
なく、更に十分な熱放散性を備えることができるもので
ある。
〜100メツシユのものとすることにより粒状物質を実
質1互いに接触させるように詰め固めて形成した空隙性
固形体は緻密な組織のものとなり空隙部に接着剤(樹脂
物質)を充填して固結せしめて得られるものは実質上剛
性の中実な部材を形成し、金属外被容器なしでそれ自体
十分な自己保形性を備えており、あたかも岩石のような
十分な機械的強度を有し、しかも粒状物質が細粒あるい
は破片となって欠落して内部の回転子を損傷することも
なく、更に十分な熱放散性を備えることができるもので
ある。
以下添附の図面を参照して、本発明の実施例について詳
しく説明する。
しく説明する。
なお、以下ではモータを例にとって説明するが、本発明
はあらゆる種類の回転電気機械に適用可能であり、モー
タに限定されるものではない。
はあらゆる種類の回転電気機械に適用可能であり、モー
タに限定されるものではない。
まず、第1,2図に示すのは本発明の実施例になる回転
電気機械、特に、回転機構と一体化された軸受を有する
モータ20である。
電気機械、特に、回転機構と一体化された軸受を有する
モータ20である。
このモータ220は固定子複合構造体22と軸受機構2
3とを有し、軸受機構は上記固定子複合構造体22に取
付けた軸受支持部材24、この支持部材にはめ入れて固
定したスリーブベアリング26および給油芯27とオイ
ルカバー28とからなる潤滑装置より構成される。
3とを有し、軸受機構は上記固定子複合構造体22に取
付けた軸受支持部材24、この支持部材にはめ入れて固
定したスリーブベアリング26および給油芯27とオイ
ルカバー28とからなる潤滑装置より構成される。
モータ21は、さらに、回転子29とシャフト30吉か
らなる回転機構を備えている。
らなる回転機構を備えている。
回転子29は磁気成層板から作られており、周知のかご
彫工次巻線を備えている。
彫工次巻線を備えている。
軸受支持部材24には植込ボルト31,32,33が点
溶接等の方法により固着してあり、これらのボルトはモ
ータを所定の支持部材に取付けるのに利用される。
溶接等の方法により固着してあり、これらのボルトはモ
ータを所定の支持部材に取付けるのに利用される。
潤滑装置のカバー28内に形成される油溜めにはウール
のフェルトのごとき周知の含油材料が入れてあり、ここ
から給油芯27を通じてモータオイル等の潤滑油かシャ
フト30および軸受機構23に給油される。
のフェルトのごとき周知の含油材料が入れてあり、ここ
から給油芯27を通じてモータオイル等の潤滑油かシャ
フト30および軸受機構23に給油される。
カバー28は、このカバーに設けたファスナ36と軸受
支持部材24にあけた開口34との鎖錠作用によって軸
受支持部材24に固着される。
支持部材24にあけた開口34との鎖錠作用によって軸
受支持部材24に固着される。
固定子複合構造体22は、固定子巻線と成層固定子鉄心
37とからなる固定子機構を含んでいる。
37とからなる固定子機構を含んでいる。
固定子鉄心37はくま取り磁極形であり、環状の継鉄部
と、この継鉄部の内側に相互に間隔をおいて形成された
歯ないしは突極磁極部38を有し、これらの突極磁極部
のあいだには巻線を収めるための巻線スロットが作られ
る。
と、この継鉄部の内側に相互に間隔をおいて形成された
歯ないしは突極磁極部38を有し、これらの突極磁極部
のあいだには巻線を収めるための巻線スロットが作られ
る。
また、突極部38の先端は弓状面になっており、これら
によって回転子収納用の開口39が形成される。
によって回転子収納用の開口39が形成される。
巻線スロットは鉄心37の全ての成層板を軸方向に貫通
してのびており、巻線41のコイル辺部分を収容する。
してのびており、巻線41のコイル辺部分を収容する。
図示の例においては、巻線41は4つの磁極を形成する
コイルからなり、これらのコイルは絶縁線を各磁極部の
まわりに所定数だけ巻回することによって作られている
。
コイルからなり、これらのコイルは絶縁線を各磁極部の
まわりに所定数だけ巻回することによって作られている
。
この4極巻線41の両端は端子部材42に接続される。
成形プラスチックその他の材料で作った細長いピン40
が鉄心37を貫通し、かつ各突出磁極部ないしは突極部
38を軸方向に越えてのびており、巻線スロットに収容
された巻線コイルをそのスロットから回転子用中心開口
39に逃げ出ることのないように保留している。
が鉄心37を貫通し、かつ各突出磁極部ないしは突極部
38を軸方向に越えてのびており、巻線スロットに収容
された巻線コイルをそのスロットから回転子用中心開口
39に逃げ出ることのないように保留している。
端子装置42は固定複合構造体22の内部に動かないよ
うにしっかりと埋込まれている。
うにしっかりと埋込まれている。
すなわち、端子装置42は導電性端子43.44と繊維
板、熱硬化性プラスチック、マイカ等の電気絶縁材料で
作ったほど平担な絶縁性端子支持板46とからなり、端
子43.44の一部分はリベット等により支持板46に
固着され、他の部分は複合構造体22の外部に突出して
いる。
板、熱硬化性プラスチック、マイカ等の電気絶縁材料で
作ったほど平担な絶縁性端子支持板46とからなり、端
子43.44の一部分はリベット等により支持板46に
固着され、他の部分は複合構造体22の外部に突出して
いる。
こうして、端子43.44は、電源に容易かつ迅速に接
続することのできる速結(クイックコネクト)形端子装
置を構成する。
続することのできる速結(クイックコネクト)形端子装
置を構成する。
端子装置42は実質上完全に固定子複合構造体22の内
部に埋込み固定されているので、端子43.44をこの
複合構造体から取り外すことは不可能ではないとしても
極めて困難である。
部に埋込み固定されているので、端子43.44をこの
複合構造体から取り外すことは不可能ではないとしても
極めて困難である。
逆にいえば、巻線41と端子装置のあいだの電気接続が
断線することは実質上越り得ないのであり、このこ吉が
より重要である。
断線することは実質上越り得ないのであり、このこ吉が
より重要である。
従来のモータにおける磁界障害すなわち磁界に関する故
障の約50%(大端子装置の故障、特に、端子がゆるん
だり、端子と巻線との接続が切れたりすることに帰因す
るものであることが知られている。
障の約50%(大端子装置の故障、特に、端子がゆるん
だり、端子と巻線との接続が切れたりすることに帰因す
るものであることが知られている。
従って、上に述べたモータの端子装置の構成は従来の端
子装置にくらべて著るしい長所を有するものである。
子装置にくらべて著るしい長所を有するものである。
モータの運転中には、回転子が固定子鉄心の中心開口内
で機械的運動をするために、雑音が発生する。
で機械的運動をするために、雑音が発生する。
また、従来の構造のモータにおいては、巻線に励磁電流
が流れると、巻線や成層板が振動したりうなり音を発し
たりする傾向がある。
が流れると、巻線や成層板が振動したりうなり音を発し
たりする傾向がある。
さらに、運転中にモータの静止部分や軸受機構が発熱す
る。
る。
図示の実施例になるモータはこれらの問題点を解消し、
運転中の放熱ないしは放熱効果および雑音解消効果が非
常に優れている。
運転中の放熱ないしは放熱効果および雑音解消効果が非
常に優れている。
固定子複合構造体22は、巻線支持材すなわち固定子3
0、巻線41および端子装置42の周囲に一体に詰め固
めた不活性粒状物質の集結体あるいは塊りからなる空隙
性ハウジングを有する。
0、巻線41および端子装置42の周囲に一体に詰め固
めた不活性粒状物質の集結体あるいは塊りからなる空隙
性ハウジングを有する。
なおここで「空隙性」とは、その内部にすき間、割れ目
等を有することを意味するものとする。
等を有することを意味するものとする。
不活性粒状物質の塊りの無数のすき間には接着剤が注入
さね、この接着剤が不活性粒状物質を相互に一体に結合
して1個の強固な集結体ないしは固形体に作りあげる。
さね、この接着剤が不活性粒状物質を相互に一体に結合
して1個の強固な集結体ないしは固形体に作りあげる。
そして、集結体ないしは固形体は固定子複合構造体22
の主要な構成部材たるハウジングを形成する。
の主要な構成部材たるハウジングを形成する。
なお、空隙性固形体に注入された接着剤は、この固形体
と、巻線支持材(固定子鉄心)、巻線および端子装置と
を一体に接着する働きもする。
と、巻線支持材(固定子鉄心)、巻線および端子装置と
を一体に接着する働きもする。
上述の集結固形体を作るのには、さまざまな不活性粒状
物質を利用することができる。
物質を利用することができる。
ただし、必要な条件としては、製造工程中に生じる温度
に耐え得ること、巻線支持部材、巻線端子装置、ならび
に巻線および巻線支持部材に用いられている絶縁物に有
害な影響をおよぼさないこと、および磁性体ならびに導
電体であってはならないことである。
に耐え得ること、巻線支持部材、巻線端子装置、ならび
に巻線および巻線支持部材に用いられている絶縁物に有
害な影響をおよぼさないこと、および磁性体ならびに導
電体であってはならないことである。
そして、これらの要件は、不活性粒状物質を固結するの
に用いる接着剤を選ぶ場合にもそのままあてはまる。
に用いる接着剤を選ぶ場合にもそのままあてはまる。
一般に容易に入手できる安価な不活性粒状物質としては
、粒状耐火材が特に適している。
、粒状耐火材が特に適している。
その例としては、各種の鉱石、岩石、砂等がある。
第3図は、普通の砂を任意に集結して第1図の複合構造
体22のハウジングを作った場合の当該ハウジングの構
造組織を示すもので、これはそのハウジングの表面の顕
微鏡写真から再現したものである。
体22のハウジングを作った場合の当該ハウジングの構
造組織を示すもので、これはそのハウジングの表面の顕
微鏡写真から再現したものである。
砂の集結固形体内の無数のすき間に注入された感熱性接
着剤は実質上透明であった。
着剤は実質上透明であった。
第3図かられかるように、隣接する砂の粒子、たとえば
、粒子47,48,49,50のあいだのすき間は接着
剤で占められており、この接着剤が粒状砂に一体に接着
結合するとともに、固定子鉄心37および巻線41(第
2図参照)にも一体に接着する。
、粒子47,48,49,50のあいだのすき間は接着
剤で占められており、この接着剤が粒状砂に一体に接着
結合するとともに、固定子鉄心37および巻線41(第
2図参照)にも一体に接着する。
微小な粒子51の存在が観察されたが、これらは砂の微
細粒ないしは砂に含まれていた不純物であると思われる
。
細粒ないしは砂に含まれていた不純物であると思われる
。
第3図は前述した空隙性ハウジングすなわち不活性粒状
物質の集結固形体の表面を70倍の倍率を有する顕微鏡
で拡大した顕微鏡写真の等率再現図であり、これを肉眼
で見れば粒状砂、たとえ(ず、粒状砂47.48.49
.50等の物理的な相互関係が一目瞭然である。
物質の集結固形体の表面を70倍の倍率を有する顕微鏡
で拡大した顕微鏡写真の等率再現図であり、これを肉眼
で見れば粒状砂、たとえ(ず、粒状砂47.48.49
.50等の物理的な相互関係が一目瞭然である。
そして、透明なために図では良くわからないが、それら
無数の砂は砂のあいだのすき間を埋め尽した接着剤によ
り強固に一体に結合されている。
無数の砂は砂のあいだのすき間を埋め尽した接着剤によ
り強固に一体に結合されている。
本発明によれば、使用する粒状物質の約50重量係以E
が40〜100メツシユの粒子サイズを有することが必
要とされる。
が40〜100メツシユの粒子サイズを有することが必
要とされる。
さらに、粒状物質はアメリカ鋳造業者協会(Ameri
xan Foundrymens 5ociety)規
格の細粒度数(AFSGrain Finess Nu
mber と呼ばれるもので平均粒子サイズ(メツシュ
)を意味する)で45〜55範囲内の細かさを有するも
のであるのが望ましい。
xan Foundrymens 5ociety)規
格の細粒度数(AFSGrain Finess Nu
mber と呼ばれるもので平均粒子サイズ(メツシュ
)を意味する)で45〜55範囲内の細かさを有するも
のであるのが望ましい。
この程度の細かさを有する粒状物質を用いると、できあ
がった集結固形体の表面組織は鋳鉄の表面組織とほとん
ど見分けがつかない。
がった集結固形体の表面組織は鋳鉄の表面組織とほとん
ど見分けがつかない。
第1図の実施例のモータを作るのに使用した粒状物質は
、90〜98重量%のシリカ(S102)と、約2重関
係の粘土と、その細微少量の各種成分を含んだ川砂であ
って、金属塩や銅は実質上全く含まれていなかった。
、90〜98重量%のシリカ(S102)と、約2重関
係の粘土と、その細微少量の各種成分を含んだ川砂であ
って、金属塩や銅は実質上全く含まれていなかった。
このような天然砂を使用する場合には、あらかじめ十分
に乾燥させるとともに、極端に粗らい砂は除去しておい
て不規則な表面組織ができるのを防ぐのがよい。
に乾燥させるとともに、極端に粗らい砂は除去しておい
て不規則な表面組織ができるのを防ぐのがよい。
そのため、周知のフエリス車(Ferris whee
l)強制乾燥機を用いて砂を約205℃(400下)の
温度で加熱乾燥した。
l)強制乾燥機を用いて砂を約205℃(400下)の
温度で加熱乾燥した。
この処理のあと砂に含まれていた水分は0.03重量%
、塵埃は0.3重量係であった。
、塵埃は0.3重量係であった。
そのあと、砂をメツシュサイズ300のスクリーンでふ
るいにかけ、これを通過したものだけ使用した。
るいにかけ、これを通過したものだけ使用した。
使用した砂のサンプルによるふるい分は試験の結果を参
考のために第1表にかかげである。
考のために第1表にかかげである。
この試験を行うにあたっては標準化されている方法を採
用した。
用した。
なお、30メツシユより大きい砂は試験に先立ってすで
に除去されているので、供試したサンプルの砂は全て3
0メツシユのスクリーンを通過した。
に除去されているので、供試したサンプルの砂は全て3
0メツシユのスクリーンを通過した。
第1表には2つのサンプルの試験結果が列挙してあり、
それとともにこれら2つのサンプルの試験結果の平均屓
もあげである。
それとともにこれら2つのサンプルの試験結果の平均屓
もあげである。
図示の本発明実施例においては砂を用いたが、他の不活
性粒状物質を用いることも可能である。
性粒状物質を用いることも可能である。
もつとも、その場合には経済性の点で差異が生じるかも
知れない。
知れない。
スレート、チョーク、ジルコニア、アルミナ、炭酸カル
シウム、マイカ、酸化ベリラム、酸化マグネシウム、あ
るいはこれらの組み合せ、自然に存在する鉱物、たとえ
ば鉱石類の組み合せ等も利用できないことはない。
シウム、マイカ、酸化ベリラム、酸化マグネシウム、あ
るいはこれらの組み合せ、自然に存在する鉱物、たとえ
ば鉱石類の組み合せ等も利用できないことはない。
たとえば、砂のかわりに実際にクロマイト鉱を使ってみ
たが、でさあかったハウジングは黒色で、その表面組織
は鋳鉄の表面組織と非常に似かよっていた。
たが、でさあかったハウジングは黒色で、その表面組織
は鋳鉄の表面組織と非常に似かよっていた。
また、その鋳造上の諸特徴も上記の砂で作った実施例に
匹適するものであった。
匹適するものであった。
図示の実施例のモータを作るのには経済性の観点から上
に述べた範囲の種々の犬ぎさのものを含んだ砂を使用し
たのであるが、実質上同一の大きさを有する粒状物質を
用いても満足できる結果が得られる。
に述べた範囲の種々の犬ぎさのものを含んだ砂を使用し
たのであるが、実質上同一の大きさを有する粒状物質を
用いても満足できる結果が得られる。
粒状物質を選らぶ場合に考慮すべき主な要因は、経済的
要因の他に、その物質を用いて作った構造物の構造的一
体性および外観である。
要因の他に、その物質を用いて作った構造物の構造的一
体性および外観である。
たとえば、30メツシユより大きな粒状物質のみ使用し
た場合には、これらの粒状物質を一体に結合し、かつで
きあがる集結固形体の表面部分における粒子間のすき間
を完全に埋め尽すに足る大量の接着剤を使用するのでな
けれ・ば、当該集結固形体の表面がめざわりなほど粗ら
くざらざらしたものとなる。
た場合には、これらの粒状物質を一体に結合し、かつで
きあがる集結固形体の表面部分における粒子間のすき間
を完全に埋め尽すに足る大量の接着剤を使用するのでな
けれ・ば、当該集結固形体の表面がめざわりなほど粗ら
くざらざらしたものとなる。
しかし、大量の接着剤を使用すると不経済であるのみな
らず、集結固形体の表面が後に詳しく説明する「樹脂過
剰面」となる。
らず、集結固形体の表面が後に詳しく説明する「樹脂過
剰面」となる。
他方、上記のサンプルテストから考えると、粒状物質の
大きさが全て100メツシユよりかなり小さいと、でき
あがった集結固形体の構造的一体性あるいは強度が著る
しく低下する。
大きさが全て100メツシユよりかなり小さいと、でき
あがった集結固形体の構造的一体性あるいは強度が著る
しく低下する。
その明らかな証拠は、接着剤が硬化したあと集結固形体
にひびや表面割れが生じることである。
にひびや表面割れが生じることである。
ただし、粒状物質のサイズが実質上100メツシユであ
る場合には、十分な構造的一体性を有するものが得られ
た。
る場合には、十分な構造的一体性を有するものが得られ
た。
従って、使用する粒状物質のかなりの部分が100メツ
シユより細かい場合には、できあがる集結固形体にひび
や割れ目が生じないような措置を施しておく必要がある
。
シユより細かい場合には、できあがる集結固形体にひび
や割れ目が生じないような措置を施しておく必要がある
。
そのためには、たとえば、米国特許第2,820,91
4号に開示されているようなガラス繊維を利用すればよ
い。
4号に開示されているようなガラス繊維を利用すればよ
い。
本発明において、粒状物質を相互に一体に結合し、かつ
これらを巻線や巻線支持材とも一体に接着するための接
着剤としては、いろいろなものを使用することができる
。
これらを巻線や巻線支持材とも一体に接着するための接
着剤としては、いろいろなものを使用することができる
。
しかし、接着剤としてはその組成に関係なく次のような
性質を備えたものであるのが望ましい。
性質を備えたものであるのが望ましい。
不活性粒状物質を一個の固形体に経済的に集結結合でき
ること、不活性粒状物質を複合体の他の構成部品に一体
に接着できること、複合体の他の構成部品、たとえば、
巻線、鉄心、絶縁物等と両立し得ることができ、かつこ
れらに有害な影響をおよぼさないこと(いいかえれば複
合体中の他の構成部品に関して不活性であること)、製
造工程、テスト工程および運転中に生じる温度に耐え得
ることなどである。
ること、不活性粒状物質を複合体の他の構成部品に一体
に接着できること、複合体の他の構成部品、たとえば、
巻線、鉄心、絶縁物等と両立し得ることができ、かつこ
れらに有害な影響をおよぼさないこと(いいかえれば複
合体中の他の構成部品に関して不活性であること)、製
造工程、テスト工程および運転中に生じる温度に耐え得
ることなどである。
さらに、接着剤は粒状物質間のすき間に完全に入り込め
る程度の粘着性を有し、硬化の後は実質上無孔質の集結
固形体を形成できることが望まれる。
る程度の粘着性を有し、硬化の後は実質上無孔質の集結
固形体を形成できることが望まれる。
熱硬化性合成樹脂タイプの二成分形感賊接着剤が上記の
性質を備えていることをみいだした。
性質を備えていることをみいだした。
二成分型熱硬化性樹脂接着剤を使用する場合には、基材
としてフタル酸または非フタル酸タイプのポリエステル
類、エポキシ類(たとえば、ビスフェノール人1 ノ
ボラック、シフロアリファチック)、ある種のフェノー
ル樹脂、ポリブタジェン横風 エポキシアクリル樹月賦
エポキシポリエステル樹脂等が使える。
としてフタル酸または非フタル酸タイプのポリエステル
類、エポキシ類(たとえば、ビスフェノール人1 ノ
ボラック、シフロアリファチック)、ある種のフェノー
ル樹脂、ポリブタジェン横風 エポキシアクリル樹月賦
エポキシポリエステル樹脂等が使える。
さらに、上記の基材に、接着剤が硬化したときのたわみ
強度を増大させるための成分、接着剤を硬化ないしは固
化させるに必要な時間を短縮させるための触媒、および
できあがった固形体をモールド(型)から離脱させるの
を容易ならしめるための離脱剤を加えると効果的である
。
強度を増大させるための成分、接着剤を硬化ないしは固
化させるに必要な時間を短縮させるための触媒、および
できあがった固形体をモールド(型)から離脱させるの
を容易ならしめるための離脱剤を加えると効果的である
。
実施例モータを作るのに用いた接着剤は、次のようなも
のであった。
のであった。
基材としてのポリエステル樹脂55重量%に、たわみ強
度を増大させるための成分として45重量%のスチレン
を混合し、この混合物99重量%に対して触媒として1
重量%の第三ブルチ・過酸化ベンゾアートを加えた。
度を増大させるための成分として45重量%のスチレン
を混合し、この混合物99重量%に対して触媒として1
重量%の第三ブルチ・過酸化ベンゾアートを加えた。
さらに、上記混合物99.45重量%に対して0.55
重量%の離型剤を混ぜ合わせた。
重量%の離型剤を混ぜ合わせた。
離型剤としては、デュポン社の有機化学薬品事業部から
「ZelecJの名で市販されているものが入手可能で
ある。
「ZelecJの名で市販されているものが入手可能で
ある。
モールド(型)としてテフロン加工したものあるいはし
ていないもののいずれを用いる場合でも、離型剤を使用
しないでも所定の集結固形体を作ることができる。
ていないもののいずれを用いる場合でも、離型剤を使用
しないでも所定の集結固形体を作ることができる。
本発明の実施例において使用したポリエステル樹脂は、
モノ塩基性およびポリ塩基性酸類と多価アルコール類と
からなる非フタルポリエステルであり、アメリカ合衆国
、メリランド州、バルチモアのコン ケムコ社(Con
Chemco )からポリエステル成形剤4519
C111の名で市販されているものであった。
モノ塩基性およびポリ塩基性酸類と多価アルコール類と
からなる非フタルポリエステルであり、アメリカ合衆国
、メリランド州、バルチモアのコン ケムコ社(Con
Chemco )からポリエステル成形剤4519
C111の名で市販されているものであった。
樹脂性基材としては、ほかにミシガン州のダウケミカル
社から[DerakaneJの名で市販されている。
社から[DerakaneJの名で市販されている。
これについては米国特許第3,367,992号に詳し
く開示しである。
く開示しである。
固定子複合構造体22の主要構成部材たるハウジングは
、約71.2重量係の砂と、28.8重量係の接着剤と
を用いて作った。
、約71.2重量係の砂と、28.8重量係の接着剤と
を用いて作った。
砂の塊り内部のすき間や孔に接着剤を注入したあと、こ
れを190℃の温度で25分間加熱して接着剤を硬化さ
せた。
れを190℃の温度で25分間加熱して接着剤を硬化さ
せた。
硬化時間を必要に応じて短縮したり引き延ばしたりする
ために、加熱温度や触媒使用量を適当に変えてもよい。
ために、加熱温度や触媒使用量を適当に変えてもよい。
実際に使用する粒状物質と接着剤の重量%は必要に応じ
て適宜変えることができ、図示の実施例の場合には両者
の間の比率をさまざまに変えて試験的にいくつかの固形
複合体を形成し、それらの物理特性の比較に基づいて適
当な比率を決定した。
て適宜変えることができ、図示の実施例の場合には両者
の間の比率をさまざまに変えて試験的にいくつかの固形
複合体を形成し、それらの物理特性の比較に基づいて適
当な比率を決定した。
接着へ粒状物質、固定子鉄心、巻線は互いに共存可能で
あり、使用する粒状物質と接着剤の望ましい量的相互関
係はできあがった固形体の物理的検査および構造テスト
によって定めることができる。
あり、使用する粒状物質と接着剤の望ましい量的相互関
係はできあがった固形体の物理的検査および構造テスト
によって定めることができる。
一般的にいえば、粒状物質の量が多く、接着剤の量が少
ないほど、できあがった固形体の放熱性および構造的一
体性(すなわち、表面のひび割れがなく、表面組織が均
一で比較的なめらかで、かつ打凧粉砕、破壊に対する抵
抗が強いこと)が良くなる。
ないほど、できあがった固形体の放熱性および構造的一
体性(すなわち、表面のひび割れがなく、表面組織が均
一で比較的なめらかで、かつ打凧粉砕、破壊に対する抵
抗が強いこと)が良くなる。
必要最少限の接着剤を使用すれば、固形体中の隣接する
粒状物質相互間のすき間ないしは孔を埋めるに必要な以
上の接着剤が該固形体内に存在しないことになる。
粒状物質相互間のすき間ないしは孔を埋めるに必要な以
上の接着剤が該固形体内に存在しないことになる。
この接着剤の量が多いと、できあがる固形体が全体的に
多孔質となり表面の粒状物質がはがれやすくなり、極端
な場合には落したとき固形体がこなごなにくだける。
多孔質となり表面の粒状物質がはがれやすくなり、極端
な場合には落したとき固形体がこなごなにくだける。
他方、モータの中心開口と回転子とのあいだのすき間な
いしは遊びが時にはわずか0.2794mしかないこと
を考えると、モータに使用する構造体においてはその表
面から1粒の粒状物質も剥れ落ちることのないようにし
なければならない。
いしは遊びが時にはわずか0.2794mしかないこと
を考えると、モータに使用する構造体においてはその表
面から1粒の粒状物質も剥れ落ちることのないようにし
なければならない。
粒状物質、特に研磨性を有する耐火材の粒子がモータの
回転中止に述べたすき間に入り込むと、モータが破壊さ
れることはないが大きな故障が生じる可能性がある。
回転中止に述べたすき間に入り込むと、モータが破壊さ
れることはないが大きな故障が生じる可能性がある。
たとえば、雑音が発生したり、モータシャフトが軸受で
拘束され、回転子が動かなくなる恐れがある。
拘束され、回転子が動かなくなる恐れがある。
また、接着剤を余り多く使いすぎると、できあがった固
形構造体の外表面「樹脂過剰」となってガラス面のよう
にすべすべする。
形構造体の外表面「樹脂過剰」となってガラス面のよう
にすべすべする。
この状態は、他の部品装置を接着しようとする場合など
に支障となる。
に支障となる。
粒状物質を上述のように集結して得られる空隙性固形体
の体積は、主に粒状物質の占める見掛けの体積によって
定まる。
の体積は、主に粒状物質の占める見掛けの体積によって
定まる。
従って、接着剤を含浸した空隙性固形体の密度ないしは
比重は粒状物質の単位容量重量よりも犬ぎくなる。
比重は粒状物質の単位容量重量よりも犬ぎくなる。
たとえば、図示の実施例のモータを作るに際して使用し
た乾燥砂の単位容量重量は約161であったが、この砂
を集結して作った固定子複合構造体22の接着剤を硬化
させたあとの単位容積当りの密度は約1.9′i?であ
った。
た乾燥砂の単位容量重量は約161であったが、この砂
を集結して作った固定子複合構造体22の接着剤を硬化
させたあとの単位容積当りの密度は約1.9′i?であ
った。
また、上記の砂の集結する前のバラバラな状態での空隙
容積すなわち有孔率は約34係であった。
容積すなわち有孔率は約34係であった。
そして、砂を集結して作った固形体内部のすき間ないし
は孔は全て接着剤によって占められるはずであるので、
この接着剤を硬化させたあとの固形体は、容積を基準に
していえば、約34係の接着剤と約66%の砂とから成
ることになる。
は孔は全て接着剤によって占められるはずであるので、
この接着剤を硬化させたあとの固形体は、容積を基準に
していえば、約34係の接着剤と約66%の砂とから成
ることになる。
本発明になる複合構造体を備えたモータの長所は、この
モータの特性ど鋳鉄および引抜鋼の部品で形成されたハ
ウジングを有する従来のモータの特性とを比較すれば明
らかになる。
モータの特性ど鋳鉄および引抜鋼の部品で形成されたハ
ウジングを有する従来のモータの特性とを比較すれば明
らかになる。
たとえば、モータの構造的一体性、すなわち機械的、電
気的部品に損傷をきたすことなく物理的酷使に耐え得る
能力を例にとってみる。
気的部品に損傷をきたすことなく物理的酷使に耐え得る
能力を例にとってみる。
そのような酷使の例としては製造中ないしは輸送中の取
扱いミスがあり、その際モータには過酷な衝撃負荷が加
わる。
扱いミスがあり、その際モータには過酷な衝撃負荷が加
わる。
衝撃負荷の影響を調べるために、本発明の実施例に沿っ
て作った25個の固定子複合構造体と、鋳鉄枠を固定子
鉄心にはめ入れて成る従来の固定子25個とを約1.2
om (4ft)の高さから鉄ブロックのうえに落し
てみた。
て作った25個の固定子複合構造体と、鋳鉄枠を固定子
鉄心にはめ入れて成る従来の固定子25個とを約1.2
om (4ft)の高さから鉄ブロックのうえに落し
てみた。
11回落下させてみると、従来の固定子の約半数が完全
に分解され、鋳鉄枠が固定子鉄心から外れてしまった。
に分解され、鋳鉄枠が固定子鉄心から外れてしまった。
さらに、全ての固定子巻線が切断してしまった。
これに反して、本発明の複合構造体は耐衝撃性を有し、
70回落下させても固定子巻線が切れるようなことはな
かった。
70回落下させても固定子巻線が切れるようなことはな
かった。
さらに加えて、外表面に点状に傷がつき、若干削られた
以外には何の構造上の損傷も受けなかった。
以外には何の構造上の損傷も受けなかった。
本発明の複合構造体を組込んだモータは、さらに、雑音
抑止ないしは解消の点でも、少なくとも従来のモータと
同等の効果を発揮する。
抑止ないしは解消の点でも、少なくとも従来のモータと
同等の効果を発揮する。
雑音試験はいくつかのモータを無音響室内で柔軟な弾力
性のあるひもでつるして行った。
性のあるひもでつるして行った。
各モータの雑音試験中にはモータを無負荷で運転し、モ
ータの雑音の最も大きな部分から約15cm(6インチ
)の所にマイクロフォンを立てた。
ータの雑音の最も大きな部分から約15cm(6インチ
)の所にマイクロフォンを立てた。
そして、各モータの発する雑音の音圧レベルをデシベル
単位で記録した。
単位で記録した。
なお、試験したのは本発明になる複合構造体を備えたモ
ータ20台と、従来の鋳鉄枠を有するモータ15台であ
る。
ータ20台と、従来の鋳鉄枠を有するモータ15台であ
る。
これらの試験中に記録されたデータおよび計算値から、
従来のモータの雑音レベルは本発明のモータのそれより
も犬ぎいばかりではなく不規則であることがわかった。
従来のモータの雑音レベルは本発明のモータのそれより
も犬ぎいばかりではなく不規則であることがわかった。
同じ供試モータを使って相対的な放熱特性を測定してみ
た。
た。
その結果は、本発明モータでは固定複合構造体に粒状物
質(砂)が使用してあり、この砂は良好な断熱材である
にもかかわらず、これらのモータにおける一定の入力に
対する温度上昇は従来のモータにおける温度上昇よりも
低かった。
質(砂)が使用してあり、この砂は良好な断熱材である
にもかかわらず、これらのモータにおける一定の入力に
対する温度上昇は従来のモータにおける温度上昇よりも
低かった。
さらに詳しく説明すると、本発明モータは巻線温度が周
囲温度より約30℃高くなるあいだ1℃上昇する毎に0
.879W費消し、他方従来のモータは巻線温度が1℃
上昇する毎に0.763W費消した。
囲温度より約30℃高くなるあいだ1℃上昇する毎に0
.879W費消し、他方従来のモータは巻線温度が1℃
上昇する毎に0.763W費消した。
このデータは、25℃〜40℃の周囲温度に対して巻線
を30℃の定常温度に保つためにモータに供給しなけれ
ばならない定常電力を測定することによって得られた。
を30℃の定常温度に保つためにモータに供給しなけれ
ばならない定常電力を測定することによって得られた。
巻線温度の他に、回転子の回転を拘束した状態の固定複
合構造体の外表面の定常温度を迎淀したが、これは本発
明モータでは150℃、従来のモータでは130℃であ
った。
合構造体の外表面の定常温度を迎淀したが、これは本発
明モータでは150℃、従来のモータでは130℃であ
った。
本発明モータの場合には一定の巻線温度上昇に対して従
来のモータにくらべて15係も多くの電力を供給できる
ことからして明らかなように、本発明モータにおける固
定子鉄心の放熱効果は従来のモータよりも15係も高い
。
来のモータにくらべて15係も多くの電力を供給できる
ことからして明らかなように、本発明モータにおける固
定子鉄心の放熱効果は従来のモータよりも15係も高い
。
このように本発明モータにおいて放熱効果が優れている
理由の少なくとも一部は固定子および固定子巻線と粒状
物質で作られた空隙性固形体たるハウジ?グとが広い範
囲にわたって緊密に機械的に接触しているためであると
考えられる。
理由の少なくとも一部は固定子および固定子巻線と粒状
物質で作られた空隙性固形体たるハウジ?グとが広い範
囲にわたって緊密に機械的に接触しているためであると
考えられる。
さらに、本発明のモータがさびその他の腐蝕で侵される
可能性は著るしく少い。
可能性は著るしく少い。
次に、第4図から第8図を参照して、本発明の複合構造
体を組込んだモータを製造する方法の一つについて詳述
する。
体を組込んだモータを製造する方法の一つについて詳述
する。
まず、固定子61と固定子巻線62とからなる固定子装
置をバネ66により弾力的に支持されているモールド6
4の空所63内に配置する。
置をバネ66により弾力的に支持されているモールド6
4の空所63内に配置する。
バネ66は支持台67にはめ入れてあり、かつフレーム
69に取付けである位置決ボス68を取り巻いている。
69に取付けである位置決ボス68を取り巻いている。
フレーム69はモールド64に固着されている。
固定子装置をモールドの空所63に入れたとき、巻線6
2と空所63の底とのあいだに空間ができるようにする
ために、固定子鉄心61はモールド内に作られた係止肩
71のうえに乗るようになっている。
2と空所63の底とのあいだに空間ができるようにする
ために、固定子鉄心61はモールド内に作られた係止肩
71のうえに乗るようになっている。
次に、第8図に示す複合構造体の中心開口に対応する外
形面を有するプラグ72を固定子鉄心61の中心開口に
挿入する。
形面を有するプラグ72を固定子鉄心61の中心開口に
挿入する。
プラグ72には三角形の板73が固着してあり、この板
73により完成した複合構造体の表面に後述する目的に
使用する凹所部分が形成される。
73により完成した複合構造体の表面に後述する目的に
使用する凹所部分が形成される。
中心開口に巻線ピンが突き出る場合には、プラグ72の
テーパ部分72bをピンを開口外に移動保持するために
利用する。
テーパ部分72bをピンを開口外に移動保持するために
利用する。
鉄心と巻線とをモールド内に収めたあと、一定量の粒状
耐火材、たとえば砂をモールド64と鉄心61および巻
線62とのあいだに計量分配する。
耐火材、たとえば砂をモールド64と鉄心61および巻
線62とのあいだに計量分配する。
計量手段はホッパー74と、あらかじめ定められた量の
砂がホッパー74からシュート77に送られたことを示
す計量ダイヤルとからなる。
砂がホッパー74からシュート77に送られたことを示
す計量ダイヤルとからなる。
モールド空所63を埋めるにたる一定量の砂78が3本
の供給管79a、79b、79cを通じて空所63に供
給され鉄心61の周囲を埋め尽すと、モールド64はパ
イブレーク80a、80bによって励振され、砂が隣接
する巻線コイル間のすき間や巻線と鉄心のあいだのすき
間に積極的に分配導入される。
の供給管79a、79b、79cを通じて空所63に供
給され鉄心61の周囲を埋め尽すと、モールド64はパ
イブレーク80a、80bによって励振され、砂が隣接
する巻線コイル間のすき間や巻線と鉄心のあいだのすき
間に積極的に分配導入される。
パイブレークには市販されている適当なものを使用すれ
ばよい。
ばよい。
なお、モールド64は垂直方向のみならず水平方向にも
振動させる。
振動させる。
バイブレータ80aはモールド64を水平に振動させ、
パイブレーク80bはモールドに取付けた溝板81a、
81bを通じてこれを垂直に振動させる。
パイブレーク80bはモールドに取付けた溝板81a、
81bを通じてこれを垂直に振動させる。
モールド64に振動が付与されると、モールド内の係止
肩71と固定子鉄心61とのあいだにも砂が入り込み薄
い砂の層を作る。
肩71と固定子鉄心61とのあいだにも砂が入り込み薄
い砂の層を作る。
こうして、固定子鉄心61は砂の集まりによって完全に
包囲される。
包囲される。
砂を充填したあと、モールド64を第6図に示す注入場
へ移す。
へ移す。
そこで、空気供給孔83と接着剤供給孔84を有するカ
バープレート82を止めネジ88その他によってモール
ド64に取付ける。
バープレート82を止めネジ88その他によってモール
ド64に取付ける。
そのあと、まず一定量の接着剤を接着剤溜め88から供
給管87を通じてモールド内に注入する。
給管87を通じてモールド内に注入する。
接着剤89は砂の表面上にたまってモールド空所63の
頂部をシールする。
頂部をシールする。
モールド内に注入された接着剤89がその自重によって
自然に砂78の間のすき間に浸透するにまかせておいて
もよいが、できれば充填された砂78の内部における圧
力差を増大させることによって接着剤89が砂のあいだ
に浸透するのを促進させるのがよい。
自然に砂78の間のすき間に浸透するにまかせておいて
もよいが、できれば充填された砂78の内部における圧
力差を増大させることによって接着剤89が砂のあいだ
に浸透するのを促進させるのがよい。
そのため、接着剤89がモールド内の砂78の表面上に
たまった時点において、圧力調整器91を通じてモール
ドの内部に圧力28〜42kq/crit (4〜6
pS ig )の空気を供給する。
たまった時点において、圧力調整器91を通じてモール
ドの内部に圧力28〜42kq/crit (4〜6
pS ig )の空気を供給する。
この空気圧により接着剤89は砂78のあいだのすき間
に強制的に注入さへ砂と接着剤とが一体に固められる。
に強制的に注入さへ砂と接着剤とが一体に固められる。
砂のあいだのすき間にもともと存在していた空気は、プ
ラグ72の終端72aとモールド64(!l:のあいだ
の空隙92から外部に漏れ出る。
ラグ72の終端72aとモールド64(!l:のあいだ
の空隙92から外部に漏れ出る。
空気出口として利用するこの空隙92の大きさは、モー
ルドの入口側と出口側とのあいだに28〜42kg/c
rAの圧力差が維持されている場合であっても内部の砂
や接着剤が多量に流出することのない程度に十分に狭く
しておくのが望ましい。
ルドの入口側と出口側とのあいだに28〜42kg/c
rAの圧力差が維持されている場合であっても内部の砂
や接着剤が多量に流出することのない程度に十分に狭く
しておくのが望ましい。
第1図の実施例に関して述べた上記の砂や接着剤を使用
する場合には、この空隙は約0.0635問とする。
する場合には、この空隙は約0.0635問とする。
モールド64の内部に所定の圧力差を引き起すのには、
モールドの入口側に正の圧力を付加するのが望ましいが
、その出口側に負の圧力を加える、すなわち真空状態を
引き起すことによっても所定の圧力差を作り出すことが
できる。
モールドの入口側に正の圧力を付加するのが望ましいが
、その出口側に負の圧力を加える、すなわち真空状態を
引き起すことによっても所定の圧力差を作り出すことが
できる。
接着剤89がモールド内の砂の内部に浸透したら、これ
を硬化ないしは固化させて第8図に示すような強固で、
耐衝撃性および放熱性の優れた複合構造体93を成形す
る。
を硬化ないしは固化させて第8図に示すような強固で、
耐衝撃性および放熱性の優れた複合構造体93を成形す
る。
そのためには、カバー82を取りはずしてモールド64
を第7図に示すオープン94の中に入れ、ここで25分
間にわたって190℃に加熱する。
を第7図に示すオープン94の中に入れ、ここで25分
間にわたって190℃に加熱する。
25分経過するとモールド内部の砂が接着剤によって一
体に固結さね、第8図に示すような形を有する1個の固
形複合構造体93をモールド64から取り出すことがで
きる。
体に固結さね、第8図に示すような形を有する1個の固
形複合構造体93をモールド64から取り出すことがで
きる。
上にあげた加熱温度および加熱時間はほんの一例であり
、これらは必要に応じて適当に変えればよい。
、これらは必要に応じて適当に変えればよい。
固形複合構造体93における凹所95は三角形板73に
よって作られたものであり、次に述べるように、この凹
所95内に軸受支持材が配置される。
よって作られたものであり、次に述べるように、この凹
所95内に軸受支持材が配置される。
従って、凹所95の形状は三角形に限るものではなく、
取付けようとする軸受支持材の形に対応する形に作れが
よい。
取付けようとする軸受支持材の形に対応する形に作れが
よい。
以上のようにして固形複合構造体93を成形したら、次
に、これに他の構成部品を組み合せてモータを完成する
。
に、これに他の構成部品を組み合せてモータを完成する
。
第1,2図を参照して説明すると、粒状物質を集結して
モータのハウジングたる固形複合構造体22を成形した
ら、まず、止めワッシャー96,97を介して回転子2
9を軸受機構に組み合せる。
モータのハウジングたる固形複合構造体22を成形した
ら、まず、止めワッシャー96,97を介して回転子2
9を軸受機構に組み合せる。
次に、エポキシ樹脂98その他の適当な接着剤を軸受支
持板24力入 これと接する複合構造体22の面99に
塗布する。
持板24力入 これと接する複合構造体22の面99に
塗布する。
そのあと、シム(図示せず)によって回転子29を中心
開口39の中心に保持した状態のままで、軸受支持板2
4を表面99に固着する。
開口39の中心に保持した状態のままで、軸受支持板2
4を表面99に固着する。
エポキシ樹脂98が完全に硬化したら、シムを軸受支持
板24にあけた開口34を通じて取り出す。
板24にあけた開口34を通じて取り出す。
このため、開口34は回転子29の周囲の空隙と軸方向
に整合するようにあけておく。
に整合するようにあけておく。
最後に、潤滑装置を取り付はカバー28でおおう。
このカバー28は、既に述べたように、ファスナー36
を開口34にはめ入れることによって軸受支持板24に
固着する。
を開口34にはめ入れることによって軸受支持板24に
固着する。
このようにしてモータ20の組立てが終ったら、モータ
の外表面に洗浄、エツチング、下塗り等の処理を施して
彩色のための準備をする。
の外表面に洗浄、エツチング、下塗り等の処理を施して
彩色のための準備をする。
そのあとペイント等を塗って乾燥させる。
モータ20のハウジングたる複合構造体22は腐蝕剤に
対する耐性を有し、水によっても悪影響を受けないので
、これに保護被膜をかぶせることは必ずしも必要ではな
い。
対する耐性を有し、水によっても悪影響を受けないので
、これに保護被膜をかぶせることは必ずしも必要ではな
い。
従って、場合によっては上の彩色およびそのための準備
処理はいっさい省いてもよい。
処理はいっさい省いてもよい。
使用する粒状耐火材および/または接着剤の選択如何に
よって1.完全モータ20に好みの色を付与することも
できる。
よって1.完全モータ20に好みの色を付与することも
できる。
たとえば、クロマイト鉱を用いればハウジングないしは
複合構造体22の色は黒となり、白砂を用いればほぼ白
色となり、褐色の川砂を用いればベージュ色となる。
複合構造体22の色は黒となり、白砂を用いればほぼ白
色となり、褐色の川砂を用いればベージュ色となる。
使用する接着剤に染料、顔料等を添加すれば、それが色
彩決定要素となって好みの白のモータができあがる。
彩決定要素となって好みの白のモータができあがる。
第9図にモータハウジングたる固形複合構造体を作る別
の方法が図示しである。
の方法が図示しである。
同図において、モールド121は上部モールド122と
下部モールド123とからなり、これらがクランプ12
4により一体に保持される。
下部モールド123とからなり、これらがクランプ12
4により一体に保持される。
モールド121はモータ127のシャフト126に取付
ける。
ける。
すなわち、モールド121はネジ128によりシャフト
126に取り外し自在に取付けら札 モータ127によ
り回転駆動される。
126に取り外し自在に取付けら札 モータ127によ
り回転駆動される。
まず、巻線131と端子装置132を一体に取付けた固
定子鉄心129を下部モールド123内に配置し、次に
、上部モールド122を下部モールド123の上にのせ
てクランプ124により両者を一体に固着する。
定子鉄心129を下部モールド123内に配置し、次に
、上部モールド122を下部モールド123の上にのせ
てクランプ124により両者を一体に固着する。
上部モールドを下部モールド上にのせるときには、端子
装置132を上部モールド122にあけた開口133か
ら外部に突出させる。
装置132を上部モールド122にあけた開口133か
ら外部に突出させる。
モータ127を始動させたモールド121が所定の速度
で回転するようになったら、可動式の粒状物質供給ノズ
ル134を第9図に示す位置まで。
で回転するようになったら、可動式の粒状物質供給ノズ
ル134を第9図に示す位置まで。
降ろして、所定量の粒状物質をモールド121内に放出
する。
する。
さらに、可動式の接着剤供給管136も第9図に示す位
置まで降下させてモールド121の内部に接着剤を放出
する。
置まで降下させてモールド121の内部に接着剤を放出
する。
モールド121の回転速度は使用する粒状物質および接
着剤の種類に応じて適当に変えればよい。
着剤の種類に応じて適当に変えればよい。
第1図の実施例に関して述べた材料を用いる場合には、
モールド121を160Orpmの速度で回転させると
良好な結果が得られる。
モールド121を160Orpmの速度で回転させると
良好な結果が得られる。
砂138および接着剤137が回転中のモールド121
に同時もしくは実質上同時に放出されているあいだ、送
風機139によって加温空気をモールド121にあてて
モールドを加熱する。
に同時もしくは実質上同時に放出されているあいだ、送
風機139によって加温空気をモールド121にあてて
モールドを加熱する。
モールドの回転運動によってモールド内の砂および接着
剤に遠心力が加わり、砂および接着剤はモールド121
の壁、固定子鉄心129、巻線131および端子装置1
32に向って押しつけられる。
剤に遠心力が加わり、砂および接着剤はモールド121
の壁、固定子鉄心129、巻線131および端子装置1
32に向って押しつけられる。
あらかじめ定められた量の砂および接着剤がモールド1
21内に供給されたら、供給ノズル134および供給管
136は上に引きあげられる。
21内に供給されたら、供給ノズル134および供給管
136は上に引きあげられる。
モールドの回転中に接着剤137は砂138のあいだの
すき間に浸透する。
すき間に浸透する。
モールドの回転は、接着剤が十分に硬化し、砂が一体に
集結されてモールドから取り外し可能な程度に固まるま
で続ける。
集結されてモールドから取り外し可能な程度に固まるま
で続ける。
このようにして成形される多数の砂からなる固形体は、
第8図に示す固形体と同じ形のものとなる。
第8図に示す固形体と同じ形のものとなる。
第9図では、砂138と接着剤137とが同時にモール
ド121の内部に供給されるようになっているが、まず
最初に砂を人ね、そのあとに接着剤を入れるようにして
もよい。
ド121の内部に供給されるようになっているが、まず
最初に砂を人ね、そのあとに接着剤を入れるようにして
もよい。
いずれの場合でも、砂と接着剤が所定のごとく投入され
て接着剤を硬化させるあいだは、モールドの回転数を6
0Orpm程度にまで低下させる。
て接着剤を硬化させるあいだは、モールドの回転数を6
0Orpm程度にまで低下させる。
第10〜13図は本発明の別の実施例になる固定子複合
構造体を備えたモータで、このモータ140は、固定子
鉄心142、巻線143、端子144゜146、および
粒状物質を一体に集結してなるハウジングとからなる固
定複合構造体141を有している。
構造体を備えたモータで、このモータ140は、固定子
鉄心142、巻線143、端子144゜146、および
粒状物質を一体に集結してなるハウジングとからなる固
定複合構造体141を有している。
周知の構造の回転子147がシャフト148に取付けて
あり、シャフト148は一対の軸受149,151によ
り回転可能に支承されている。
あり、シャフト148は一対の軸受149,151によ
り回転可能に支承されている。
モータの回転中に生じる軸端スラストを吸収するために
、スラストリング152,153がシャフト148に取
付けてあり、このスラストリングは軸受149,151
と共働して軸端スラストを解消する。
、スラストリング152,153がシャフト148に取
付けてあり、このスラストリングは軸受149,151
と共働して軸端スラストを解消する。
外部オイルカバー159,161、軸受支持板162,
163、および内部オイルカバー164,166とのあ
いだに油室151゜158が形成さへ その油室157
、158に入れたフェルト芯154にオイル等の軸受
潤滑剤かたくわえられる。
163、および内部オイルカバー164,166とのあ
いだに油室151゜158が形成さへ その油室157
、158に入れたフェルト芯154にオイル等の軸受
潤滑剤かたくわえられる。
内部オイルカバー164,166には供給管167.1
68がそれぞれ取付けである。
68がそれぞれ取付けである。
また、潤滑油の損失を防ぐために、シャフト148に周
知のオイルスリンガ169,170゜171aが取付け
である。
知のオイルスリンガ169,170゜171aが取付け
である。
第10図、第12図を見ればわかるように、軸受支持材
162,163は板であり、この軸受支持板162 、
163が、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤によつ
ηモータの主要構成部材たるハウジング174の端面1
72,173に固着されている。
162,163は板であり、この軸受支持板162 、
163が、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤によつ
ηモータの主要構成部材たるハウジング174の端面1
72,173に固着されている。
ハウジング174は、上述の方法により、粒状物質や鉄
心や巻線と一体に集結固着してなる空隙性固形体である
。
心や巻線と一体に集結固着してなる空隙性固形体である
。
第12図、第13図に示すように、固定複合構造体14
1の正面では、軸受支持板163が該正面の突出部17
6に固着さ払従って、支持板163が正面部分177か
ら隔って支持されるようにしである。
1の正面では、軸受支持板163が該正面の突出部17
6に固着さ払従って、支持板163が正面部分177か
ら隔って支持されるようにしである。
このようにすると、給油管168を通じて油室158に
到る空間が確保されるのみならず、空気等の冷却流体を
モータに送り込むための流路も確保される。
到る空間が確保されるのみならず、空気等の冷却流体を
モータに送り込むための流路も確保される。
モータ内への冷却空気の流通、および回転子の位置決め
に使用したシムの取り外しを容易にするために、軸受支
持板162,163に複数の開口179.181が相互
に間隔をおき、かつ回転子周囲の空間と軸方向に整合す
るようにあけである。
に使用したシムの取り外しを容易にするために、軸受支
持板162,163に複数の開口179.181が相互
に間隔をおき、かつ回転子周囲の空間と軸方向に整合す
るようにあけである。
これらの開口179,181はシムを通すにたる大きさ
を有し、第1図のモータにおける開口34と同様に回転
子147の周囲の空間に到る通路を形成する。
を有し、第1図のモータにおける開口34と同様に回転
子147の周囲の空間に到る通路を形成する。
複合構造体174の背面も、参照符号182で示す部分
において給油管167に到達できるような形に作っであ
る。
において給油管167に到達できるような形に作っであ
る。
第10.11図には、モータ140を他の適当な部分に
取付ける手段として植込ボルト183が図示しであるが
、これ以外の取付具も使用できることはもちろんである
。
取付ける手段として植込ボルト183が図示しであるが
、これ以外の取付具も使用できることはもちろんである
。
第14.15図は本発明のさらに別の実施例であって、
この実施例においては軸受支持板201゜202が固定
複合構造体206のハウジング部分に接着剤を用いて固
着しである。
この実施例においては軸受支持板201゜202が固定
複合構造体206のハウジング部分に接着剤を用いて固
着しである。
複合構造体206は粒状物質を上述のように一体に集結
固定してなり、固定子鉄心208、巻線209、油溜め
211゜212、オイルカバー213,214等の機能
は全て上に述べたものと同じである。
固定してなり、固定子鉄心208、巻線209、油溜め
211゜212、オイルカバー213,214等の機能
は全て上に述べたものと同じである。
第15図に示すように、複合構造体206の端面204
は参照符号205で示す部分においてへこませてあり、
この部分に取付ボルト217の変形頭部216がはまり
込む。
は参照符号205で示す部分においてへこませてあり、
この部分に取付ボルト217の変形頭部216がはまり
込む。
取付ボルト217は、リベットまたは溶接によって軸受
支持板2θ2に固着してもよい。
支持板2θ2に固着してもよい。
また、既に述べた実施例におけると同じように、モータ
の組立中に回転子219を中心開口221内に配置する
のに使用したシムを取り出すための開口218が設けで
ある(第14図参照)。
の組立中に回転子219を中心開口221内に配置する
のに使用したシムを取り出すための開口218が設けで
ある(第14図参照)。
以上の実施例においては、軸受がモータの端枠ないしは
端枠を兼ねる軸受支持部材に取付けてあったが、そのよ
うな別個に独立した軸受を用いないで、端枠そのものを
軸受として利用してもよい。
端枠を兼ねる軸受支持部材に取付けてあったが、そのよ
うな別個に独立した軸受を用いないで、端枠そのものを
軸受として利用してもよい。
また、粒状物質として細粒状のものを使用するのであれ
ば、上に述べた実施例における砂のように形の不規則な
ものであっても、あるいは同一の形を有するものであっ
てもさしつかえない。
ば、上に述べた実施例における砂のように形の不規則な
ものであっても、あるいは同一の形を有するものであっ
てもさしつかえない。
以上に詳述したように、本発明の回転電気機械で哄粒状
物質を樹脂物質で一体に固め、かつ固定子機構に直接固
着して成る空隙性固形体によりハウジングを構成した。
物質を樹脂物質で一体に固め、かつ固定子機構に直接固
着して成る空隙性固形体によりハウジングを構成した。
このようにハウジングを構成する固形体はそれ自体が実
質上剛性であるのみならず、耐衝m、放射性および自己
保形性を有している。
質上剛性であるのみならず、耐衝m、放射性および自己
保形性を有している。
本発明の回転電気機械では、このように粒状物質を固め
て成る空隙性固形体を固定子機構に直接固着したので、
ハウジングと固定子機構とは一体構造をなしており、機
械的に安定しており強度も優れている。
て成る空隙性固形体を固定子機構に直接固着したので、
ハウジングと固定子機構とは一体構造をなしており、機
械的に安定しており強度も優れている。
また粒状物質の固形体ハウジングは固定子機構に直接一
体的に固着しているので、運転中に固定子機構の発する
熱はハウジングを通じて外部に急速に放熱される。
体的に固着しているので、運転中に固定子機構の発する
熱はハウジングを通じて外部に急速に放熱される。
特に、固定子機構と直接かつ一体的に固着しているハウ
ジング全体がいわば放熱体(ヒートシンク)として作用
するので、本発明の回転電気機械は放熱性が極めて良好
で運転中にもほとんど温度があがらない。
ジング全体がいわば放熱体(ヒートシンク)として作用
するので、本発明の回転電気機械は放熱性が極めて良好
で運転中にもほとんど温度があがらない。
回転子が収まっている内部空間に熱がこもることもない
。
。
さらに固定子機構とハウジングが一体構造になっている
ので、運転中に振動が生じにくいばかりではなく、ハウ
ジングが粒状物質を樹脂で一体に固めて成る構造である
ので1回転子およびこれを支える軸受装置の運転時の振
動を吸収して騒音の発生を抑える効果もある。
ので、運転中に振動が生じにくいばかりではなく、ハウ
ジングが粒状物質を樹脂で一体に固めて成る構造である
ので1回転子およびこれを支える軸受装置の運転時の振
動を吸収して騒音の発生を抑える効果もある。
このため本発明の回転電気機械の運転音は、従来の金属
製のハウジングを備えた同種の回転電気機械に比べて非
常に静かで、静けさが要求される用途に幅広く使用でき
る。
製のハウジングを備えた同種の回転電気機械に比べて非
常に静かで、静けさが要求される用途に幅広く使用でき
る。
ハウジングを構成する粒状物質の固形体と固定子機構と
を直接一体的に固着して、ハウジングと固定子機構とを
構造的に一体化したので、従来のように固定子の外側に
別個のハウジングや金属製の枠を取付ける必要はなく、
構造が簡単であるだけでなく、外形がコンパクトになる
。
を直接一体的に固着して、ハウジングと固定子機構とを
構造的に一体化したので、従来のように固定子の外側に
別個のハウジングや金属製の枠を取付ける必要はなく、
構造が簡単であるだけでなく、外形がコンパクトになる
。
特に本発明では粒状物質を詰め固めて空隙性の固形体を
形成するに際し、粒状物質の少なくとも50重量%を粒
子サイズ40メツシユ〜100メツシユのものを選択し
て使用する。
形成するに際し、粒状物質の少なくとも50重量%を粒
子サイズ40メツシユ〜100メツシユのものを選択し
て使用する。
好ましくは粒状物質の少なくとも59重量%をAFS規
格の細粒度数で45〜55のものとするものである。
格の細粒度数で45〜55のものとするものである。
粒状物質の大部分が40メツシユより大きい(例えば3
0メツシユより犬ぎい)と粒状物質を詰め固めて形成さ
れる空隙性固形体は空隙部分が犬ぎく、その空隙部に樹
脂を充填して固形体を形成しても、出来上がったものは
樹脂過剰で十分な機械的強度が得られず、また自己保形
性が十分でなく、金属外被容器の使用が必要であって、
更に粒状物質が細粒あるいは破片となり欠落しやすい欠
点を有する。
0メツシユより犬ぎい)と粒状物質を詰め固めて形成さ
れる空隙性固形体は空隙部分が犬ぎく、その空隙部に樹
脂を充填して固形体を形成しても、出来上がったものは
樹脂過剰で十分な機械的強度が得られず、また自己保形
性が十分でなく、金属外被容器の使用が必要であって、
更に粒状物質が細粒あるいは破片となり欠落しやすい欠
点を有する。
一方、粒状物質の大部分が100メツシユより小さいと
粒状物質を詰め固めて形成される空隙性固形体の空隙部
分が著しく小さくなり、この空隙部に樹脂を充填するこ
とができず、本発明の目的とする構造的一体性のある集
結固形体を形成することができない。
粒状物質を詰め固めて形成される空隙性固形体の空隙部
分が著しく小さくなり、この空隙部に樹脂を充填するこ
とができず、本発明の目的とする構造的一体性のある集
結固形体を形成することができない。
あるいは集結固形体が形成されたとしても樹脂接着剤が
硬化した後集結固形体にひびや表面割れが生じ、機械的
強度は著しく低下したものとならざるを得ない。
硬化した後集結固形体にひびや表面割れが生じ、機械的
強度は著しく低下したものとならざるを得ない。
これに対し、本発明の特定の粒子サイズのものを使用す
ると粒状物質を実質1互いに接触させるように詰め固め
て得られる空隙性固形体は緻密な組織のものとなり、空
隙部に樹脂接着剤を充填して固結せしめたとき実質上剛
性の中実な部材が形成さ払全く金属外被容器なしでもそ
れ自体で十分な自己保形性を備え、かつ十分な機械的強
度を有し、しかも粒状物質が欠落して回転子の運転に支
障を与えるおそれもなく、更に十分な熱放散性を備える
ことができるものである。
ると粒状物質を実質1互いに接触させるように詰め固め
て得られる空隙性固形体は緻密な組織のものとなり、空
隙部に樹脂接着剤を充填して固結せしめたとき実質上剛
性の中実な部材が形成さ払全く金属外被容器なしでもそ
れ自体で十分な自己保形性を備え、かつ十分な機械的強
度を有し、しかも粒状物質が欠落して回転子の運転に支
障を与えるおそれもなく、更に十分な熱放散性を備える
ことができるものである。
第1図は本発明の一実施例になる固定子複合構造体を組
込んだモータの背面図、第2図は第1図の2−2線で切
断した断面図、第3図は第1図に図示のモータの固定複
合構造体部分の表面組織を示す顕微鏡写真の再現図、第
4.5,6.7図は第1図のモータを製造するのに用い
られる方法を示す図、第8図は第4〜7図に図示の方法
により製造された固定子複合構造体の斜視図、第9図は
固定子複合構造体の他の製造法を示す図、第10図は本
発明の他の実施例になる固定子複合構造体を備えたモー
タの背面図、第11図は第10図の11−11線に沿っ
て切断した断面図、第12図は第10図のモータの部分
正面図、第13図は第12図の13−13線に沿って切
断した断面図、第14図は本発明のさらに別の実施例に
なる固定子複合構造体を備えたモータの背面図、第15
図は第14図の15−15線に沿って切断した断面図で
ある。 20・・・・・・モータ、22・・・・・・複合構造体
、24・・・・・・軸受支持体、28・・・・・・カバ
ー、29・・・・・・回駄虱37・・・・・・固定子、
41・・・・・・巻線、43・・・・・・導電性端子、
96,97・・・・・・止めワッシャー。
込んだモータの背面図、第2図は第1図の2−2線で切
断した断面図、第3図は第1図に図示のモータの固定複
合構造体部分の表面組織を示す顕微鏡写真の再現図、第
4.5,6.7図は第1図のモータを製造するのに用い
られる方法を示す図、第8図は第4〜7図に図示の方法
により製造された固定子複合構造体の斜視図、第9図は
固定子複合構造体の他の製造法を示す図、第10図は本
発明の他の実施例になる固定子複合構造体を備えたモー
タの背面図、第11図は第10図の11−11線に沿っ
て切断した断面図、第12図は第10図のモータの部分
正面図、第13図は第12図の13−13線に沿って切
断した断面図、第14図は本発明のさらに別の実施例に
なる固定子複合構造体を備えたモータの背面図、第15
図は第14図の15−15線に沿って切断した断面図で
ある。 20・・・・・・モータ、22・・・・・・複合構造体
、24・・・・・・軸受支持体、28・・・・・・カバ
ー、29・・・・・・回駄虱37・・・・・・固定子、
41・・・・・・巻線、43・・・・・・導電性端子、
96,97・・・・・・止めワッシャー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 固定磁気鉄心および固定磁気鉄心に配設された電気
巻線とからなる固定子機構と、 前記固定子機構の少なくとも一部分を収容し、かつ回転
子を支持するハウジングとからなり、前記ハウジングが
外被金属容器を持たない実質上剛性で耐衝撃性、放熱性
かつ自己保形性のある中実固形体で構成さへ 前記固形体は、非磁性、非導電性で化学的に不活性の粒
状物質を主成分とし、これを樹脂物質で一体に固め、か
つ前記固定子機構tこ対して固着したものであって、前
記粒状物質は詰め固められて実質上互いに接触して空隙
性固形体を構成し、その空隙性固形体の空隙部分に前記
樹脂物質が充填されている構成となっており、 前記固形体を構成する前記粒状物質の少なくとも50重
量係を粒子サイズ40メツシユ〜100メツシユの範囲
のものとしたことを特徴とする固定子機構を機械的損傷
から保護し、電気巻線の励磁中に発する熱を効果的に放
散せしめると共に、固定子機構に対して回転子の回転自
在な支持を支障なく行う回転電気機械の固定子複合構造
体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US666670A | 1970-01-29 | 1970-01-29 | |
US000000006666 | 1970-01-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5453202A JPS5453202A (en) | 1979-04-26 |
JPS5936497B2 true JPS5936497B2 (ja) | 1984-09-04 |
Family
ID=21722016
Family Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP323071A Pending JPS542365B1 (ja) | 1970-01-29 | 1971-01-29 | |
JP52109395A Expired JPS6018180B2 (ja) | 1970-01-29 | 1977-09-08 | 回転電気機械 |
JP53024928A Expired JPS5936497B2 (ja) | 1970-01-29 | 1978-03-03 | 回転電気機械の固定複合構造体および固定子機構 |
JP53024929A Expired JPS6012857B2 (ja) | 1970-01-29 | 1978-03-03 | 電動機の固定子機構 |
JP3401878A Pending JPS5416603A (en) | 1970-01-29 | 1978-03-23 | Method of manufacturing housing for roating electric machine and apparatus for manufacturing thereof |
JP56216079A Pending JPS57132742A (en) | 1970-01-29 | 1981-12-29 | Rotary electric machine |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP323071A Pending JPS542365B1 (ja) | 1970-01-29 | 1971-01-29 | |
JP52109395A Expired JPS6018180B2 (ja) | 1970-01-29 | 1977-09-08 | 回転電気機械 |
Family Applications After (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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