説明

電動機

【課題】 アウターロータ型の電動機において、より簡単な構造・方法で渡り線を設置し、さらに電動機の薄型化を行う電動機構造を提供する。
【解決手段】 前記当板を中心方向に延長して渡り線の設置スペースを確保し、延長した部分に渡り線を設置することにより、電動機の薄型化が実現できる。さらに、オイルシールから漏れたグリスのモータ内部への進入を防止することができる。また、当板形状を工夫することで、製造管理において効果を持たせることができ、さらに渡り線への損傷を防止することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の渡り線や中性線の設置としては、固定子巻線の端面を這わせ、固定子巻線と一緒に糸縛りする方法が一般的である。また、特許文献1のように、固定子ヨーク部の外周部に複数の切欠部を設け、切欠部を通して渡り線部と固定子を絶縁糸にて固定する構成が開示されている。また、特許文献2のように、固定子コアを覆う絶縁カバーに複数の溝と複数のガイドポストを設け、渡り線の配線経路を軸方向に距離をとることで、固定子巻線と渡り線の間の絶縁距離を確保する方法も示されている。
【0003】
しかし、上記特許文献1および特許文献2に記載の従来技術では、固定子巻線の端面に渡り線および渡り線を固定する部材を設置するため、電動機の軸方向の厚みが渡り線および渡り線を固定する部材の厚み分だけ増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平 11−89152号公報
【特許文献2】WO2007/138923
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電動機に対して薄型化の要求が近年目だってきている。例えば,エレベータ巻上機等に用いられる電動機においては、機械室を設けないエレベータの場合、昇降路内に全てのエレベータ機器を設置する必要があるため、乗りかごと昇降路壁の隙間に巻上機を設置せねばならず、巻上機に組み込まれる電動機には薄型化が求められている。
【0006】
電動機のトルクを確保しつつ薄型化を実現するには、アウターロータ型の電動機とするのが有力である。アウターロータ型の電動機はギャップの位置をより外側に移動できるため、ギャップ面積を確保でき、所望のトルクを得ることができる。また,同時に固定子自体を薄くするために固定子巻線にコイルエンドの小さな集中巻を用いることも有力である。
【0007】
先の従来技術においては,固定子巻線の端部(電動機回転軸方向)に渡り線や渡り線の固定する部材を設ける構造であるので,上記の薄型化を達成するためにアウターロータや,集中巻を用いても,従来技術を踏襲した渡り線配置では電動機の薄型化を実現することは困難である。
【0008】
そこで、本発明は、アウターロータ型で集中巻の電動機において、電動機の薄型化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的は、アウターロータ型永久磁石電動機と、当板にて補強される集中巻きの固定子を有し、該固定子の内径方向に該当板が延長され、該固定子の各相のコイルを結ぶ渡り線、および中性線を該当板の延長部分に設置する電動機とすることにより達成される。すなわち、本発明は、集中巻き方式の固定子と、この固定子より外周側に位置し永久磁石を有する回転子とを備えたアウターロータ型の電動機において、前記固定子の一側の面には内径方向に延伸する当板が設けられ、この当板に前記固定子の各相のコイルを結ぶ渡り線及び中性線が取り付けられることを特徴としている。
【0010】
上記の本発明の構成おいて、より好ましい態様は下記のとおりである。
(1)アウターロータ型の回転子は半開放形状の円筒を成し,固定側フレームに前記回転子を回転支持するシャフトが設けられ,該シャフトと前記回転子を摺動するベアリングと,該ベアリングのグリスが固定側に遺漏防止するためのオイルシールを有し,該オイルシールより外径方向に前記当板が配置され,これら当板,シャフト,固定側フレーム,回転子のベアリング近傍の部位により,概略閉空間を構成すること。
(2)前記固定子鉄心が分割され、前記当板も固定子鉄心に合わせて分割されており、前記当板の周方向の他の当板と隣接する部位を折り曲げたこと。
(3)前記分割された複数の当板の中で最下部に位置する当板において,当板の中央部が前記固定子の最下部に概略一致するように組み込まれたこと。
(4)グリス抜き穴が固定側フレームに設けられ,前記最下部に位置する当板の端部の最下端が,前記グリス抜き穴よりも,上に位置すること。
(5)上記の電動機をエレベータ用巻上機に組み込むこと。
【発明の効果】
【0011】
本発明の電動機によれば、固定子の当板を延長した部分に渡り線および中性線を設置することで、固定子コイルの外表面高さと同程度の高さ(厚さ)にすることが可能となる。これにより、電動機本体の薄型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は本発明の一実施例の電動機の断面構造図である。
【図2】図2は図1の渡り線付近の詳細図である。
【図3】図3は本発明の他の実施例の当板形状である。
【図4】図4は本発明の一実施例のシャフト近傍の断面図である。
【図5】図5は図1における矢視図aである。
【図6】図6は本発明の一実施例の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1〜6は、本発明による電動機の一実施形態を示す図である。
【0014】
図1に本発明の一実施例の電動機の断面構造図を示す。図1において、固定子鉄心1に設けられたティース部(固定子鉄心1と同一部位)は、絶縁材2で覆われており、絶縁材2を固定子巻線3が券回され,いわゆる集中巻のコイルを構成している。また、固定子鉄心1の内径面がフレーム4にボルト22にて固定され、さらにシャフト5はフレーム4の内径面で圧入等により固定されている。
【0015】
本実施形態の電動機は、エレベータ巻上機に特に好適なものであり、後述するように、アウターロータ型であるが、シャフト5は固定子鉄心1よりも内径側においてフレーム4に固定されている。
【0016】
固定子鉄心1は周方向の分割の無い積層鋼板でも構わないが、本実施の形態では材料使用率の向上のため、周方向に複数分割された積層鋼板(分割コア)としている。
【0017】
回転子鉄心6は固定子鉄心1の外径よりも外側に配置され、回転子鉄心6の内側表面には永久磁石7が周方向に複数個固定されている。これら永久磁石7はS極とN極との永久磁石であって、回転子鉄心6の内側表面にS極の永久磁石とN極の永久磁石が交互に配列されており、配列されるS極の永久磁石とN極の永久磁石との総数が電動機極数となる。
【0018】
回転子鉄心6の外側表面がドラム8の内周面に,図示していないボルトにより固定される。このドラム8は、片側が開放された円筒とより小さな円柱が連結された形状を成し,開放された円筒の内周面に先の回転子鉄心6が設けられている。この構成により、固定子鉄心1の外周側に回転子鉄心6が対向して配置されるようになっている。小さな円柱の外周面にはロープを懸垂する綱車23が設けられている。このドラム8の最内周は,ベアリング9によってシャフト5に回転自在に支持されている。このように,この実施の形態では,モータはエレベータに用いられる巻上機の一部を構成している。
【0019】
固定子鉄心1のドラム8に対向する面は当板10により軸長方向に抑えられている。当板10は固定子鉄心1の内周面よりも内周方向に延長されている。ドラム8のベアリング9に面する部位はフレーム4方向(図1中の左方向)に延伸されており、当板10の内周面先端よりもフレーム4に近接している。
【0020】
渡り線11は当板10が延長された部位に配置される。その渡り線11は固定子巻線3よりも内径側に設置されている。
【0021】
ベアリング9用のグリス注入口12、第一グリス排出口13はシャフト5に設けられており、グリスの補充が可能な構造となっている。また、第二グリス排出口15はシャフト5、またはフレーム4に設けられている。さらにオイルシール14はシャフト5とドラム8との間に設けられている。オイルシール14は、フレーム4と当板10により概略囲まれた空間へのグリス侵入を防ぐように設置されている。すなわち、本実施形態では、グリス注入口12、ベアリング9、第一グリス排出口13又は第二グリス排出口を連絡する流路が形成され、ベアリング9を潤滑するグリスが鉄心やコイル側へ侵入しないようにオイルシール14を設けた構成となっている(詳細後述)。
【0022】
また、本実施形態の電動機は、渡り線11を保護するためにカバー21を備えている。このカバー21は当板10または固定子鉄心1にて固定されており、固定子のコイルと接続された渡り線11を覆っている。なお、このカバー21は、グリスが侵入しやすいベアリング9よりも下方の渡り線11のみを覆ってもよく、また、渡り線11の全周に回って覆っても良い。
【0023】
本実施の形態において,渡り線11はコイル3の内径側に配置され,渡り線11およびカバー21の厚さだけドラム8に近づくので,その近接の度合いはコイル3の幅に依存せず,モータ,ひいては巻上機の薄型化を図ることができる。
【0024】
また,当板10とフレーム4とシャフト5により概略閉ざされた空間を設けているので,オイルシール14により封止しているグリスが万が一漏れた場合でも,グリスはこの空間にとどまり,モータのコイルや,渡り線に飛散することがない。
【0025】
当板10は周方向の分割の無い1枚板でも構わないが、固定子鉄心1の分割に合わせて当板10も分割してもよい。その場合,隣り合う積層鋼板において積厚に差異が生じた場合でも締付トルクを一定に保つことができ確実にコアを固定できるという効果がある。
【0026】
図2に図1の渡り線付近の詳細図を示す。渡り線11は図2に示すように、当板を基準として固定子巻線3や絶縁材2の軸方向高さbと渡り線11の軸方向高さcにおいて、b≧cの関係が成り立つように設置されている。
【0027】
前記のbおよびcの関係を満足すれば、従来の渡り線設置方法と比較して、電動機の薄型化が可能となる。特に、渡り線11の存在によって電動機の薄型化を阻害することがない。また、渡り線11をコイル3から独立して配置させているため、放熱も良好となる。さらに、当板10に放熱性の高い部材を用いることで放熱性のさらなる向上が可能となる。
【0028】
図3に当板10についての他の実施の形態を示す。図3で,折り曲げ部を有する当板10aが設けられている。図には,フレーム4側に折り曲げられた部分が示されている。すなわち,当板10aは、固定子コアと同様に周方向に分割された構造を成しており,両端部がフレーム4側に折り曲げられている。
【0029】
折り曲げられているので,隣り合う固定子鉄心1の積厚に差が生じた場合でも、その積厚差による段差部分には,当板10aの折り曲げ面が現れるだけなので渡り線11への損傷を防止することができる。特に折り曲げ面にRを設けることで、渡り線11が位置する側にエッジ部が現れず、信頼性の向上が可能である。さらに、折り曲げにより当板自身の剛性が向上する。
【0030】
図4に実施の形態のシャフト近傍の断面図を示す。図4におけるF〜Fはオイルシール14からグリスが漏れた場合の,グリスの侵入経路を示したものである。グリス注入口12から注入したグリスはFを通ってベアリング9に補充され、余分なグリスはFを通って第一グリス排出口13から排出される。
【0031】
また、ベアリング9から漏れたグリスが電動機内部に侵入しないように、シャフト5とドラム8との間にオイルシール14を設けている。また、F〜Fのようにグリスがオイルシール14を通過した場合でも、グリス受け溝16をオイルシール14から当板10の間のグリス侵入経路途中に設けることでドラム8の壁面から伝って侵入するのを防止し、さらにフレーム4に図1の第二グリス排出口15を設けることでオイルシール14から漏れたグリスを排出できる構造となっている。
【0032】
また、ドラム8は回転子であるため、電動機が駆動されたときに、図4のFのように遠心力によりグリスが飛散した場合でも、当板10を延長することにより防壁効果を持たせ、固定子や回転子部分へのグリス侵入を防ぐことが可能となる。なお、第二グリス排出口15の位置は、図1に示す位置に限らず、グリス受け溝16よりも低い位置であればよい。
【0033】
図5に図1におけるa矢視図を示す。当板10が分割構造の場合、オイルシールからグリスが漏れた場合に,分割された当板10の間からグリスが電動機内部に侵入する可能性があるが、当板10の分割角度や分割位置、第二グリス排出口15、フレーム4の内面位置関係を適切にすることにより、侵入を防止することができる。図5において、分割された複数の当板10のうち、最下にある当板10における分割面10bとフレーム4の内径面4aとの交点する場所の高さを17、第二グリス排出口15の上面高さを18、第二グリス排出口15の下面高さを19、フレーム4の内径面4aにおける最下位置の高さを20とする。
【0034】
図5のように、17に比べ18を低くし、さらに20に比べ19を高くすることで、グリスが高さ17以上になり電動機内部に侵入する前に、第二グリス排出口15から排出でき、分割された当板10の間からのグリス侵入を防止できる。
【0035】
図6に本発明の一実施例の外観図を示す。図6における当板10は円周上で複数に分割された形状であり、図3で示した当板10aの折り曲げ位置とは違い、内径側を折り曲げた形状である。
【0036】
当板10を図6の当板形状にすることにより、剛性が向上できるという効果がある。なお、当板10は図6に示す当板形状に限らず、折り曲げ箇所を増やしても良い。
【0037】
本発明は,特に薄型化の効果が期待できるエレベータ用巻上機に組み込まれた電動機の構成を実施の形態として示したが,他の製品でも薄型化の必要がある電動機については同様に適用し,同様な効果を得られるものである。
【0038】
グリスの進入防止の効果についても,他の製品でも同様な要求のある電動機については同様に適用し,同様な効果を得られるものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0039】
1 固定子鉄心 2 絶縁材
3 固定子巻線 4 フレーム
4a フレーム4の内径面 5 シャフト
6 回転子鉄心 7 永久磁石
8 ドラム 9 ベアリング
10 当板 10a 当板形状案
10b 当板10の分割面 11 渡り線
12 グリス注入口 13 第一グリス排出口
14 オイルシール 15 第二グリス排出口
16 グリス受け溝 17 4aと10bの交点する場所の高さ
18 第二グリス排出口15の上面高さ 19 第二グリス排出口15の上面高さ
20 4aにおける最下位置の高さ 21 カバー
22 ボルト 23 綱車
a 矢視図 b 固定子巻線3や絶縁材2の軸方向高さ
c 渡り線11の軸方向高さ
〜F グリスの経路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
集中巻き方式の固定子と、この固定子より外周側に位置し永久磁石を有する回転子とを備えたアウターロータ型の電動機において、
前記固定子の一側の面には内径方向に延伸する当板が設けられ、この当板に前記固定子の各相のコイルを結ぶ渡り線及び中性線が取り付けられることを特徴とする電動機。
【請求項2】
請求項1記載の電動機において、
アウターロータ型の回転子は半開放形状の円筒を成し,固定側フレームに前記回転子を回転支持するシャフトが設けられ,該シャフトと前記回転子を摺動するベアリングと,該ベアリングのグリスが固定側に遺漏防止するためのオイルシールを有し,該オイルシールより外径方向に前記当板が配置され,これら当板,シャフト,固定側フレーム,回転子のベアリング近傍の部位により,概略閉空間を構成することを特徴とする電動機。
【請求項3】
請求項2記載の電動機において、
前記固定子鉄心が分割され、前記当板も固定子鉄心に合わせて分割されており、
前記当板の周方向の他の当板と隣接する部位を折り曲げたことを特徴とする電動機。
【請求項4】
請求項3記載の電動機において、
前記分割された複数の当板の中で最下部に位置する当板において,当板の中央部が前記固定子の最下部に概略一致するように組み込まれたことを特徴とする電動機。
【請求項5】
請求項4記載の電動機において、
グリス抜き穴が固定側フレームに設けられ,前記最下部に位置する当板の端部の最下端が,前記グリス抜き穴よりも,上に位置することを特徴とする電動機。
【請求項6】
請求項1から5記載の電動機がエレベータ用巻上機に組み込まれたことを特徴とする電動機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−217425(P2011−217425A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−80115(P2010−80115)
【出願日】平成22年3月31日(2010.3.31)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】