JPS6018180B2 - 回転電気機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転電気機械に関するものである。

本発明は、特に優れた構造的一体性および運転性能を有
する回転電気機械に関するものである。運転能率および
信頼度が高く、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。たとえば、固
定子枠、固０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てある巻線を製造、
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）、巻線支持部村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
運転中に発生する騒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。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。

従って、固定子複合構造体は、これらのストレスに耐え
得るものである必要がある。さらに、巻線や端子装置を
運転中に生じる機械的衝撃、高温度、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。

また、回転電気機械を製造する方法およびそれに用いる
材料は経済的であるのみならず、むらがなく全てにわた
って高い品質を有する製品を作り出すことのできるもの
でなければならない。そして、特に、製造法としては最
少の製造工程しか必要としないものであるのが望ましい
。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。

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
いま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。本発明の回転電気機械は、成層板を一体に積み重
ねてなり、中心閉口と巻線収容スロットを有す０る巻線
支持部村および巻線支持部材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複合構造体を備え
ている。

固定複合構造体のハウジング部分は、無数の不活性粒状
物質、夕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れ、一個
の強固な有隙性剛性固形体を形０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
夕なくなる。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。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０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５の重５塁％を粒子サイズ４０メッシュ〜１００メッ
シュの範囲のものとする。

好ましくは粒状物質の少なくとも５の重量％を米国ＡＦ
Ｓ規格の紬粒度数で４５以上とする。このように使用す
る粒状物質の半分以上を４０メッシュ〜１００メッシュ
のものとすることに０より粒状物質を実質上互いに接触
させるように詰め固めて形成した空隙性固形体は繊密な
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。更に、本
発明の回転電気機械においては、巻線の終端およびこれ
と接続される端子装置も粒状物質を固めて作った固形体
の内部に埋め込まれ、該固形体により一体に支持される
。

従って、巻線と端子装置との接続は実質上絶対に破壊さ
れることがない。本発明では、端子部材は剛直性のもの
であって、前記のハウジング内に埋め込まれた第一の部
分と、前記ハウジングから直接外部へ突出していてハウ
ジングの外部で電気的接続が可能になっている第二の部
分とを有している。このようにすることにより、導電路
が固定子機構の一部とハウジングの外部との間に形成さ
れることになると共に、剛直性の端子部材を直接ハウジ
ングに確固に固着保持することができるので、端子部材
を例えばハウジング外部の電源コンセントに直接接続で
きるものである。以下添は付の図面を参照して、本発明
の実施例について詳しく説明する。

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。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。

このモータ２０は固定複合構造体２２と軸受機構２３と
を有し、軸受機構は上記固定複合構造体２２に取付けた
軸受支持部材２４、この支持部村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２川
ま、さらに、回転子２９とシャフト３０とからなる回転
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、周知のかご形二次巻線を備えている。軸受支持
部材２４には楢込ボルト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。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２
７を通じてモータオィ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
ーに設けたフアスナ３６と軸受支持部材２４にあげた関
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。

固定複合構造体２２は、固定子巻線と成層固定子鉄心３
７とからなる固定子機構を含んでいる。固定子鉄０３７
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。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
転子収納用の閉口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万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。

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箱劇線を各磁極部
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の両端は端子部村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を軸万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。

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、マィカ等の電気絶縁材料で
作ったほど平坦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遠結（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
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。逆にいえば、巻
線４１と端子装置のあいだの電気接続か断線することは
実質上起り得ないのであり、このことがより重要である
。従来のモー外こおける磁界障害すなわち磁界に関する
故障の約５０％は、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
た本発明になるモータの端子装置の構成は従釆の様子装
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○内で機械
的運動をするために、雑音が発生する。

また、従来の構造のモー外こおいては、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
たりする頭向がある。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。図示の実施例になるモー外ま
これらの問題点を解消し、運転中の放熱ないいま散熱効
果および雑音解消効果が非常に優れている。固定複合構
造体２２は、巻線支持材すなわち固定子３７、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。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れ、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
で高い剛性を有する集結体ないいま固形体に作りあげる
。そして、この剛性集結体ないいま固形体は固定複合構
造体２２の主要な構成部材たるハウジングを形成する。
なお、空隙性剛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。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。

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村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。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。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。

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。第３図からわかるように、
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。微小な粒子５１の存在が観察されたが、これらは
砂の微細粒ないいま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７の音の倍率を有す
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、たとえば、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−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％以上が４０〜１００メッシ
ュ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（ＡｍｅＭ滋ｎ
Ｆｏ皿ｄｒｙ ｍｅｎｓＳｏｃｉｅ匁）規格の紬粒度
数（ＡＦＳＧｗｉｎＦｉｎｅｓｓＮｍｍ戊ｒと呼ばれる
もので平均粒子サイズ（メッシュ）を意味する）で４５
〜５頚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。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〜聡重量％のシリカ（Ｓ
ｉ０２）と、約２重量％の粘土と、その他微少量の各種
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、極端に粗らし、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（Ｆｅｎｉｓｗｈｅｅｌ）強制
乾燥機を用いて砂を約２０５℃（４０００Ｆ）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
０．０箱重量％、塵挨は０．３重量％であった。そのあ
と、砂をメッシュサイズ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。使用した砂の
サンプルによるふるい分け試験の結果を参考のために第
１表にかかげてある。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。なお、３０メッシュより
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３０メッシュのスクリーン
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
結果の平均値もあげてある。第１表 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。

もっとも、その場合には経済性の点で差異が生じるかも
知れない。スレート、チョーク、ジルコニァ、アルミナ
、炭酸カルシウム、マィカ、酸化べＩＪゥム、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ィト鉱を
使ってみたが、できあが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、その構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。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大きさのも
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。たとえば３０メッシュより大き
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さらさらしたものとなる。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。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メッシュよりかなり小さい
と、できあがった集結固形体の構造的一体性あるいは強
度が箸るしく低下する。

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。ただし、粒状物
質のサイズが実質上１００メッシュである場合には、十
分な構造的一体性を有するものが得られた。従って、使
用する粒状物質のかなりの部分が１００メッシュより細
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２８２０９１４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。

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。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。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。熱硬化性合成
樹脂タイプの二成分型感熱性接着剤が上記の性質を備え
ていることをみし、だした。二成分形熱硬化性樹脂接着
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、ェポキシ類（たとえば
、ビスフエノールＡ、ノポラツク、シクロアリフアチツ
タ）、ある種のフェノール樹脂、ポリブタジェン樹脂、
ェポキシアクリル樹脂、ェポキシポリェステル樹脂等が
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、接着剤を硬化ないいま固
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型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。

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９の重量％に対して触媒として１
重量％の第三ブチル・過酸化ペンゾアートを加えた。さ
らに、上青己混合物９９．４５重量％に対して０．５５
重量％の雛型剤を混ぜ合わせた。雛型剤としては、デュ
ポン社の有機化学薬品事業部から「Ｚｅｌｅｃ」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、磯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
リェステルであり、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（Ｃｏｎｃｈｅｍｃｏ）から
ポリエステル成形剤Ｍ．５１９一Ｃ−１１１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ゥケミカル
社から「戊ｒａｋａｎｅ」の名で市販されている。これ
については米国特許第３３６７９９２号‘こ詳しく開示
してある。固定複合構造体２２の主要構成部材たるハウ
ジングは、約７１．２重量％の砂と、２８．８重量％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。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。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。

接着剤、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。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
、かつ打撃、粉砕、破壊に対する抵抗が強いこと）が良
くなる。必要最少眼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。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
。他方、モータの中心開口と回転子とのあいだのすき間
ないいま遊びが時にはわずか０．２７９４側しかないこ
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
回転中上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。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
外表面が「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。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。

従って、接着剤を合浸した空隙性固形体の密度ないいま
比重は粒状物質の単位容量重量よりも大きくなる。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１．６夕であったが、この砂を
集結して作った固定複合構造体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夕であった。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％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いま孔は全て接着
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％の接着剤と約６６％の砂とから成ることになる。
本発明になるモータの長所は、このモータの特性と鋳鉄
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
来のモー夕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。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。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２劫固の固定複合構造
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１．２０の（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。

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
。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。本発明の
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。

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。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１５仇（６インチ）の所にマイク。フオン
を立てた。そして「各モータの発する雑音の音圧しベル
をデシベル単位で記録した。なお、試験したのは本発明
になるモータ２０台と、従来の鋳鉄枠を有するモータ１
５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
タのそれよりも大き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。

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。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３０ｑＣ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℃〜４ぴ○の周囲温度に対して巻線を３
０ｑＣの定常温度に保つためにモー外こ供給しなければ
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での固定複
合構造体の外表面の定常温度を測定したが、これは本発
明モータでは１５ぴ０、従来のモータでは１３び０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％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釆のモータよりも１５％
も高い。このように本発明モー夕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ングと
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箸るしく少い。

次に、第４図から第８図の参照して、本発明のモータを
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。バネ６６は支持台６７には
め入れてなり、かつフレーム６９に取付けてある位置決
ボス６８を取り巻いている。フレーム６９はモールド６
４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６２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関口に対応す
る外表面を有するプラグ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。中心閉
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をピンを閉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。

計量手段はホッパー７４と、あらかじめ定められた量の
砂がホツパー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はパイプレータ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。パイプレー夕には市販されている適当なものを使用
すればよい。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。パイプレータ８０ａはモール
ド６４を水平に振動させ、パイプレータ８０ｂはモール
ド‘こ取付けた溝板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。こうして、固定子鉄Ｄ
６１は砂の集まりによって完全に包囲される。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。

そこで、空気供Ｖ給孔８３と接着剤供Ｖ給孔８４を有す
るカバープレート８２を止めネジ８６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から供発給管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
ド空現所６３の頂部をシールする。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。

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２８〜４２ｋ９／係（４〜６ｐｓｊｇ）
の空気を供給する。この空気圧により接着剤８９は砂７
８のあいだのすき間に強制的に注入され、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７８の終端７２ａとモールド
６４とのあいだの空隙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２８〜４２ｋ９／地の圧力
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
接着剤を便０門する場合には、この空隙は約０．０６３
５肋とする。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タ所定の圧力差を
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、これを硬化ないいま固化させて第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８３を成形する。

そのためには、カバー０８２を取りはずしてモールド簿
４を第７図に示すオーブン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れ、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。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。

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ば
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。

第１，２図を参照して説明すると、粒状物質を集結して
モー夕のハウジングたる固形複合構造体２２を成形した
ら、まず、止めワッシヤー９６，９７を介して回転子２
９を軸受機構に組み合せる。次に、ェポキシ樹脂９８そ
の他の適当な接着剤を軸受支持板２４か、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□３９の中心に
保持した状態のままで、軸受支持板２４を表面９９に固
着する。ェポキシ樹脂９８が完全に硬化したら、シムを
軸受支持板２４にあげた閉口３４を通じて取り出す。二
のため、関口３４は回転子２９の周囲の空隙と鞠方向に
整合するようにあげておく。最後に、潤滑装置を取り付
けカバー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を閉口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
夕２０の組立てが終ったら、モータの外表面に洗浄、エ
ッチング、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。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。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、完成モータ２０に好みの
色を付与することもできる。たとえば、クロマィト鉱を
用いればハウジングないいま複合構造体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色
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てある。

同図において、モールド１２１は上部モールド１２２と
下部モ−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１
２７のシャフト１２６に取付ける。すなわち、モールド
１２１はネジ１２８によりシヤフト１２６に取り外し自
在に取付けられ、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。上部モ
ールドを下部モールド上にのせるときには、端子装鷹１
３２を上部モールド１２２にあげた関口１３３から外部
に突出させる。モーター２７を始動させモールド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図こ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。

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。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。‐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１６０仇ｐｍ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。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Ｄ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１
３１および端子装置１３２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１２
１内に供給されたら、供給ノズル１３４および供給管１
３６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。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。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９図
では、砂１３８と接着剤１３７とが同時にモールド１２
１の内部に供給されるようになっているが、まず最初に
砂を入れ、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
０位ｐｍ程度にまで低下させる。第１０〜１３図は本発
明の８Ｕの実施例になるモータで、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１４Ｍこ取付けて
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。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と共働して鞄端スラスト
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１５７，１５８が形成され、そ
の油室１５７，１５８に入れたフェルト芯１５４にオイ
ル等の軸受潤滑剤がたくわえられる。内部オイルカバー
１６４，１６６には供孫舎管１６７，１６８がそれぞれ
取付けてある。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グ１６９，１７０，１
７１ａが取付けてある。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、ェポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂接着剤によって、モータの主要構成部村たるハ
ウジング１７４の端面１７２，１７３に固着されている
。

ハウジング１７４は、上述の方法により、粒状物質を鉄
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
。第１２図、第１３図に示すように、固定複合構造体１
４１の正面では、軸受支持板１６３が該正面の突出部１
７６に固着され、従って、支持板１６３が正面部分１７
７から隔つて支持されるようにしてある。

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磯も確保される。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に複数の関口０ １７９，１８１が相互に間隔
をおき、かつ回転子周囲の空間と鞠方向に整合するよう
にあげてある。

これらの閉口１７９，１８１はシムを通すにたる大きさ
を有し、第１図のモー夕における関口３４と同様に回転
子１４７の周囲の空間に到る通タ路を形成する。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てある。

第１０，１１図には、モーター４０を他の適当な部分に
取付ける手段として植０込ボルト１８３が図示してある
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のハウジングタ部分に接着剤を用
いて固着してある。

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。０ 第１５図に示
すように、複合構造体２０６の端面２０４は参照符号２
０５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。

敬付ボルト２１７は、リベットまたは溶接によって軸受
支持板２０５２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２
１９を中心関口２２１内に配置するのに使用したシムを
取り出すための閉口２１８が設けてある（第１４図参照
）。０ 以上の実施例においては、軸受がモータの端枠
ないいま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。以上詳述したところから明らかな
ように、本発明の回転電気機械は、磁気鉄心と巻線を備
えた固定子機構と、回転子機構と前記固定子機構と回転
子機構とを相対的に運動可能に支えるための少なくとも
一個の軸受と、固定子保護ハウジングとからなるもので
、この固定子保護ハウジングは回転電気機械に加わる衝
撃負荷によって固定子機構に悪影響が及ぶのを減少せし
めると共に、その運転中に固定子機構から発する熱の放
散を促進する機能を有するものである。そして本発明は
この固定子保護ハウジングを外被金属容器をもたない実
質上剛性で耐衝撃性、放熱性、かつ自己保形性の固形体
で構成し、この固形体をその重量の大部分（５０％以上
）が非磁性、非導電性で化学的に不活性な４０メッシュ
〜１００メッシュの粒状物質と実質上隣接粒子間の空隙
を占めるに必要な量だけの樹脂物質とで構成されている
ことを第１の特徴とするものである。すなわち本発明に
よれば、ハウジングを構成する固形体が粒状物質を押し
固め、樹脂物質で相互に一体に固結して形成されるもの
で、固形体の主体は粒状物質であって、接着剤として使
用される樹脂物質は押し固められた粒状物質の隣接粒子
間の空隙を占めるに必要な量だけ使用されるにすぎず、
また使用する粒状物質の５の重量％以上が４０メッシュ
〜１００メッシュの大きさのものが使用されるものであ
る。従来樹脂物質だけでハウジングを作ること、および
、樹脂物質に充填剤として粒状物質を混入したものでハ
ウジングを作ることが試みられているが、そのような樹
脂物質を主体とするものでは自己保形性が十分でなく金
属外被容器の使用を必要とし、また機械的強度に劣るた
め固形体が欠落したり、また、樹脂物質の固形体内に含
まれている粒状物質が脱離するおそれがあった。これに
対し、本発明では固形体のハウジングを形成するに際し
、４０メッシュ〜１００メッシュの寸法の粒状物質を５
０重量％以上使用し、固形体の主体を粒状物質で構成し
、樹脂物質の接着剤は粒状物質の粒子間の間隙を充填す
るに必要な量だけの使用とするものであった、このよう
にすることにより全く外被金属容器なしでそれ自体非常
に機械的強度に優れ、耐衝撃性のある自己保形性のある
組織が繊密な固形体ハウジングを得ることができ、しか
も固形体から粒状物質が実質上脱離したり欠落したりす
るおそれが全くない特長を有するものである。本発明の
第２の特徴は埋め込まれた剛性の端子部材の利用である
。

従来回転電気機械のハウジング内部から導電線を引き出
すにあたっては、その取付支持に特別な工夫が必要であ
り、それに関して導電線を損傷しないように、しかもシ
ール状態で支持するためには特殊な構造が必要とされて
いた。これに対し本発明によれば剛直性の導電端子部材
の一端をハウジング内に直接埋め込むものであるので、
これによって必要な絶縁性と必要な固着効果ならびに必
要な封開効果が一挙に得られ、しかも固定子保護ハウジ
ングは別に外被金属容器を必要としないそれ自体でハウ
ジングを形成しているものであるので、ハウジング内部
とハウジング外部との電気的接続をきわめて簡単な方法
で、しかも必要な絶縁性と必要な組立強度をもって行な
うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になるモータの背面図、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複合構
造体の斜視図、第９図は固定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
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・・・・・・軸受支持板、２８…・・・カバー、
２９・・・・・・回転子、３７・・・・・・固定子、４
１・・・・・・巻線、４３・・・・・・導電性端子、９
６，９７・・・・・・止めヮッシャー。 Ｆ′６．９ＦＩＧ．′４ Ｆ’６．１５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気鉄心と巻線を備えた固定子機構と、回転子機構
   と、前記固定子機構と回転子機構とを相対的に運動可能
   に支えるための少なくとも一個の軸受装置と、回転電気
   機械に加わる衝撃負荷によつて固定子機構に悪影響が及
   ぶのを減少せしめると共に、その運転中に固定子機構か
   ら発する熱の放散を促進するための固定子保護ハウジン
   グからなり、 前記ハウジングを外被金属容器をもたな
   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し、 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に対して固
   着したものであつて、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
   となつており、 前記固形体を構成する前記粒状物質の
   少くとも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したことを特徴とすると共に、
   更に剛直性の端子部材が、前記固定子機構の少なくと
   も一部に電気的に接続されると共に、前記ハウジング内
   に埋め込まれた第一の部分と、前記ハウジングから直接
   外部へ突出していてハウジングの外部で電気的接続が可
   能になつている第二の部分とを有し、これによつて導電
   路が固定子機構の一部とハウジングの外部との間に設け
   られ、かつ端子部材がハウジングに確固に固着保持され
   ていることを特徴とする回転電気機械。