專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有定子鐵心的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
很多的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子、從半徑方向外側(cè)圍住該轉(zhuǎn)子的定子鐵心以及對該定子鐵心進(jìn)行收容的定子框。在轉(zhuǎn)子及定子上形成有用于對它們進(jìn)行冷卻的通風(fēng)路(例如專利文獻(xiàn)I)。例如當(dāng)在定子鐵心內(nèi)設(shè)置通風(fēng)路時，相應(yīng)地，定子鐵心會大型化。在定子鐵心的鐵心長度較長時，若僅是從轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙散熱和從鐵心外周面散熱，則有時很難對定子鐵心進(jìn)行冷卻。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2011 - 142735號公報若是鐵心長度較長的定子鐵心，則有時很難從形成于軸向規(guī)定位置的空隙向管道板內(nèi)的半徑方向通風(fēng)路流動足夠用于冷卻的空氣量。此時，定子鐵心的冷卻效果會因軸向位置的不同而有所不同。另外，在設(shè)置上述管道板時，鐵心長度變長，有時旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)計上的自由度也會降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而作，其目的在于高效地對定子鐵心等進(jìn)行冷卻。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子繞規(guī)定的軸自由旋轉(zhuǎn)；定子鐵心，該定子鐵心在軸向上層疊有多個鋼板，這些鋼板分別形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個固定用通孔，使層疊的各所述鋼板各自的所述固定用通孔在軸向上連通而形成多個固定用軸向通孔，所述轉(zhuǎn)子被配置成在所述中央通孔內(nèi)貫穿；以及定子框，該定子框構(gòu)成為從半徑方向外側(cè)圍住所述定子鐵心，其特征在于，形成有軸向貫穿的空心部的空心桿件被配置成貫穿至少一個所述固定用軸向通孔，該空心桿件從軸向上的兩個外側(cè)對層疊的各所述鋼板進(jìn)行按壓，空氣能在所述空心部內(nèi)沿軸向流通。另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子繞規(guī)定的軸自由旋轉(zhuǎn)；定子鐵心，該定子鐵心從半徑方向外側(cè)圍住所述轉(zhuǎn)子；以及定子框，該定子框構(gòu)成為從半徑方向外側(cè)圍住所述定子鐵心，其特征在于，所述定子鐵心具有鋼板組，該鋼板組在軸向上層疊有多個鋼板，這些鋼板分別形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個第一固定用通孔；以及管道板，該管道板形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個第二固定用通孔，該管道板配置在軸向相鄰的所述鋼板組之間，且形成有能使空氣沿半徑方向流通的半徑方向通風(fēng)路，以所述第一固定用通孔與所述第二固定用通孔在軸向上連通的方式，將所述鋼板組及所述管道板在軸向上配置，形成有軸向貫穿的空心部的空心桿件被配置成貫穿至少一個在所述軸向上連通的所述第一固定用通孔及所述第二固定用通孔，該空心桿件從軸向上的兩個外側(cè)對所述鋼板組及所述管道板進(jìn)行按壓，空氣能在所述空心部內(nèi)沿軸向流通。根據(jù)本發(fā)明，能高效地對定子鐵心等進(jìn)行冷卻。


圖1是本發(fā)明第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。
圖2是圖1的定子鐵心的局部側(cè)視圖。
圖3是圖1的空心螺栓的省略了一部分的示意主視圖。
圖4是本發(fā)明第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心的局部側(cè)剖視圖。
圖5是本發(fā)明第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心的局部側(cè)剖視圖。
圖6是本發(fā)明第四實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。
圖7是本發(fā)明第五實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。
(符號說明)
I旋轉(zhuǎn)中心軸
10軸構(gòu)件
20轉(zhuǎn)子
21a圓環(huán)構(gòu)件
21b支承構(gòu)件
22底座
23永磁體
30定子鐵心
31鋼板組
33鋼板
34內(nèi)側(cè)槽
34a中央通孔
35外側(cè)槽
36固定用通孔
37定子繞組
38 管道板(duct plate)
39固定用軸向通孔
40定子框
61軸向通風(fēng)路
61a第一通風(fēng)路
61b第二通風(fēng)路
62半徑方向通風(fēng)路
63空隙
70空心螺栓
75螺母
78實心螺栓
81圓環(huán)狀配管
82外側(cè)配管部
83吸氣風(fēng)扇裝置
84排氣用配管
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實施方式進(jìn)行說明。(第一實施方式)使用圖1 圖3對第一實施方式進(jìn)行說明。圖1是本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。圖2是圖1的定子鐵心30的局部側(cè)視圖。在圖2中，省略了定子繞組37，A部分表示為了說明固定用通孔36等而省略了空心螺栓70的狀態(tài)。圖3是圖1的空心螺栓70的省略了一部分的示意主視圖。首先，對本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有繞旋轉(zhuǎn)中心軸I旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子20、供該轉(zhuǎn)子20安裝的軸構(gòu)件10、定子鐵心30及對這些構(gòu)件進(jìn)行收容的定子框40 (圖1)。軸構(gòu)件10被未圖示的軸承支承成能旋轉(zhuǎn)，并同軸地繞旋轉(zhuǎn)中心軸I旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子20整體呈圓環(huán)狀，并圍住軸構(gòu)件10。定子鐵心30為圓環(huán)狀，在轉(zhuǎn)子20的半徑方向外側(cè)隔著規(guī)定的半徑方向間隔(空隙63)而從半徑方向外側(cè)圍住轉(zhuǎn)子20。以下對轉(zhuǎn)子20及定子鐵心30各自的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行說明。首先，對轉(zhuǎn)子20進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)子20具有圓環(huán)構(gòu)件21a、多個支承構(gòu)件21b、多個底座22及多個永磁體23。支承構(gòu)件21b在軸構(gòu)件10的四個軸向位置上分別固定有多個，并能與軸構(gòu)件10一起旋轉(zhuǎn)。固定在各軸向位置上的支承構(gòu)件21b從各自的軸向位置呈放射狀延伸至圓環(huán)構(gòu)件21a的內(nèi)周面，并對圓環(huán)構(gòu)件21a進(jìn)行支承。圓環(huán)構(gòu)件21a是受到支承構(gòu)件21b支承而能自由旋轉(zhuǎn)，并從半徑方向外側(cè)圍住軸構(gòu)件10的圓環(huán)狀構(gòu)件。在圓環(huán)構(gòu)件21a的外周面上，沿周向排列有多個底座22。各底座22是由軸向較長的長方形形成的板狀構(gòu)件，其在半徑方向外側(cè)形成有座面。永磁體23通過粘接等而安裝在各座面上。接著，對定子鐵心30進(jìn)行說明。如上所述，定子鐵心30是以從半徑方向外側(cè)圍住轉(zhuǎn)子20的方式構(gòu)成而整體呈圓環(huán)狀的構(gòu)件。定子鐵心30的內(nèi)周面以與轉(zhuǎn)子20的外周面(半徑方向外側(cè))隔著規(guī)定的半徑方向間隔(空隙63)的方式配置。上述空隙63是后述的軸向通風(fēng)路61中的一個。上述定子鐵心30是將多個鋼板33層疊，并將這些鋼板33利用空心螺栓(空心桿件)70固定而構(gòu)成的。這些鋼板33分別形成有貫穿中心的中央通孔34a，并在比該中央通孔34a靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個固定用通孔36。轉(zhuǎn)子20被配置成貫穿上述孔。在層疊各鋼板33時，使多個固定用通孔36分別在軸向上連通而形成固定用軸向通孔39。S卩，在層疊鋼板33時，形成有多個在周向上彼此空開間隔的固定用軸向通孔39。此外，在各鋼板33的半徑方向內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)側(cè)槽34。在周向上互相等間隔地形成有多個內(nèi)側(cè)槽34。在對鋼板33進(jìn)行層疊時，形成于各鋼板33上的內(nèi)側(cè)槽34在軸向上連通。在連通的內(nèi)側(cè)槽34中，卷繞定子繞組37?？招穆菟?0形成有在軸向上貫穿的空心部(圖3)。該空心部形成后述的軸向通風(fēng)路61。空心螺栓70被配置成分別貫穿所有的固定用軸向通孔39，并與螺母75 —起從軸向上的兩個外側(cè)將層疊的鋼板33在軸向上旋緊、固定。在該空心螺栓70內(nèi)的空心部分形成有空氣能流通的軸向通風(fēng)路61。在該軸向通風(fēng)路61中，空氣從圖1的右側(cè)向左側(cè)(沿圖1中的箭頭XI) 流通。定子框40以從半徑方向外側(cè)圍住定子鐵心30的方式構(gòu)成。在定子框40的外周面上安裝有多個軸向較長的翅片(未圖示)。這些翅片在周向上彼此空開間隔地安裝。雖未詳細(xì)圖示，但上述定子框40固定著軸承。另外，定子框40形成有排氣口(未圖示)，該排氣口將從規(guī)定的吸氣口(未圖示)吸入的空氣排出。若是冷卻用空氣的流動，則也可在定子框40內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇等。在本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在固定層疊的鋼板33時，使用空心螺栓70。由于在該空心螺栓70內(nèi)形成有軸向通風(fēng)路61，因此，不需在層疊規(guī)定塊數(shù)的鋼板33而形成的鋼板組之間設(shè)置隔板(管道板)等，就能對定子鐵心30進(jìn)行冷卻。另外，由于空心螺栓70的剛性比相同質(zhì)量的實心螺栓的剛性高，因此，定子鐵心30的剛性也得以提高。從上面的說明可知，采用本實施方式的話，能高效地進(jìn)行定子鐵心30運轉(zhuǎn)時的冷卻，且能提聞定子鐵心30的剛性。(第二實施方式)使用圖4對第二實施方式進(jìn)行說明。圖4是本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心30的局部側(cè)剖視圖。另外，本實施方式是第一實施方式(圖1 圖3)的變形例，對于與第一實施方式相同或相似的部分標(biāo)注相同的符號，省略其重復(fù)說明。另外，本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與在第一實施方式中說明的圖1相同。本實施方式的定子鐵心30具有空心螺栓70、內(nèi)部為實心的實心桿件即實心螺栓78。在該例子中，實心螺栓78及空心螺栓70在周向上交替地插入各固定用軸向通孔39中。該例子能適用于比較小型的、發(fā)熱量較少的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。(第三實施方式)使用圖5對第三實施方式進(jìn)行說明。圖5是本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心30的局部側(cè)剖視圖。另外，本實施方式是第一實施方式(圖1 圖3)的變形例，對于與第一實施方式相同或相似的部分標(biāo)注相同的符號，省略其重復(fù)說明。在本實施方式的鋼板33上形成有多個外側(cè)槽35。這些外側(cè)槽35在周向上互相等間隔地形成。在對鋼板33進(jìn)行層疊來構(gòu)成定子鐵心30時，形成于各鋼板33上的外側(cè)槽35在軸向上連通。并且，連通的外側(cè)槽35形成冷卻空氣的流路(軸向通風(fēng)路61)。該外側(cè)槽35的半徑方向外側(cè)的開口被定子框40的內(nèi)側(cè)堵塞。即，本實施方式的定子鐵心30形成有在第一實施方式中說明的空心螺栓70內(nèi)的軸向通風(fēng)路(第一通風(fēng)路61a);以及由各外側(cè)槽35連通而構(gòu)成的軸向通風(fēng)路(第二通風(fēng)路61b)。從上面的說明可知，采用本實施方式的話，與第一實施方式相比增加了通風(fēng)路的數(shù)量，從而能高效地進(jìn)行定子鐵心30運轉(zhuǎn)時的冷卻。(第四實施方式)使用圖6對第四實施方式進(jìn)行說明。圖6是本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。另外，在圖6中，吸氣風(fēng)扇裝置83等假想地用雙點劃線表示。本實施方式是第三實施方式(圖5)的變形例，對于與第三實施方式相同或相似的部分標(biāo)注相同的符號，省略其重復(fù)說明。另外，省略了第二通風(fēng)路61b的具體結(jié)構(gòu)，將在第二通風(fēng)路61b內(nèi)流動的空氣的方向用箭頭X2表不。本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)將下述兩個系統(tǒng)構(gòu)成為互相獨立的系統(tǒng)包含在第三實施方式中說明的空心螺栓70內(nèi)的第一通風(fēng)路61a在內(nèi)的系統(tǒng)；以及包含由外側(cè)槽35形成的第二通風(fēng)路6 Ib在內(nèi)的系統(tǒng)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)除了已經(jīng)在第二實施方式中說明的結(jié)構(gòu)以外，還具有兩個圓環(huán)狀配管81、外側(cè)配管部82、吸氣風(fēng)扇裝置83、排氣用配管84。各圓環(huán)狀配管81被配置成從半徑方向外側(cè)圍住旋轉(zhuǎn)中心軸，并與第一通風(fēng)路61a連通。另外，圖6中的左側(cè)圓環(huán)狀配管81與外側(cè)配管部82連通。吸氣風(fēng)扇裝置83安裝于外側(cè)配管部82，從外部取入空氣，并使空氣在第一通風(fēng)路61a內(nèi)從圖中的左側(cè)向右側(cè)(沿圖6的箭頭X3方向)流通。在第二通風(fēng)路61b內(nèi)流動的空氣從圖6中的右側(cè)排氣用配管84朝旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外側(cè)排出。如在第三實施方式中說明的那樣，當(dāng)空氣分別在第一通風(fēng)路61a及第二通風(fēng)路61b中向軸向上的一個方向流動時，定子鐵心30的軸向下游側(cè)(圖6中的左側(cè))的冷卻效果降低。這是由于在軸向上游進(jìn)行熱交換后，溫度變得比較高的空氣在下游流動。與此相對，采用本實施方式的話，構(gòu)成為使各通風(fēng)路各自的系統(tǒng)相互獨立，并使空氣的流通方向在軸向上互相相反。采用該構(gòu)成的話，即使在第二通風(fēng)路61b的下游側(cè)(圖6中的左側(cè))流動的空氣的溫度比上游側(cè)(圖6中的右側(cè))高，由于在第一通風(fēng)路61a內(nèi)流動著剛?cè)∪胪獠繗怏w之后的空氣，因此，也能高效地對第二通風(fēng)路61b的下游側(cè)(圖6中的左側(cè))進(jìn)行冷卻。(第五實施方式)使用圖7對第五實施方式進(jìn)行說明。圖7是本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意局部主剖視圖，其表示旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)半個部分。另外，本實施方式是第一實施方式(圖1 圖3)的變形例，對于與第一實施方式相同或相似的部分標(biāo)注相同的符號，省略其重復(fù)說明。本實施方式的定子鐵心30具有六個鋼板組31、五個管道板38。雖未詳細(xì)圖示，但鋼板組31在軸向上層疊有多個鋼板33。雖未詳細(xì)圖示，但管道板38形成有貫穿中心的中央通孔，并在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個固定用通孔36。轉(zhuǎn)子20被配置成貫穿上述孔。開孔圓板狀的管道板38在至少一個開孔圓板面上安裝有多個桿件。這些桿件呈放射狀安裝。在各桿件之間形成冷卻空氣的流路(半徑方向通風(fēng)路62)。雖未詳細(xì)圖示，但這些半徑方向通風(fēng)路62構(gòu)成為從半徑方向外側(cè)向外側(cè)排氣。管道板38分別配置于在軸向上排列的鋼板組31之間。S卩，鋼板組31與管道板38在軸向上交替排列。管道板38的各固定用通孔形成為與鋼板33的各固定用通孔的周向位置互相對齊。周向位置相同的固定用通孔形成在軸向上貫穿的固定用軸向通孔39。S卩，在將鋼板組31及管道板38在軸向上排列后，從軸向外側(cè)觀察時，這些固定用軸向通孔39在周向上彼此空開間隔地形成有多個。在這些固定用軸向通孔39中分別插入空心螺栓70。從上面的說明可知，采用本實施方式的話，由于在第一實施方式的定子鐵心30上形成有半徑方向通風(fēng)路62，因此，用于冷卻定子鐵心30的通風(fēng)路進(jìn)一步增多，能高效地對 定子鐵心30進(jìn)行冷卻。(其它實施方式)上述實施方式的說明僅是用于說明本發(fā)明的例示，并不對權(quán)利要求書記載的發(fā)明加以限定。此外，本發(fā)明的各部分結(jié)構(gòu)不局限于上述實施方式，其能在權(quán)利要求書記載的技術(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。此外，在上述實施方式中，軸構(gòu)件被軸承支承成能旋轉(zhuǎn)，但不局限于此。例如，也可以將軸構(gòu)件固定，在該軸構(gòu)件上安裝軸承，并在該軸承的外周上固定支承構(gòu)件2Ib。此時，也可將旋轉(zhuǎn)中心作為通風(fēng)路使用。此時的軸承構(gòu)成為與軸構(gòu)件接觸的一側(cè)被固定，半徑方向外側(cè)(外周面)旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子繞規(guī)定的軸自由旋轉(zhuǎn)；定子鐵心，該定子鐵心在軸向上層疊有多個鋼板，這些鋼板分別形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個固定用通孔，使層疊的各所述鋼板各自的所述固定用通孔在軸向上連通而形成多個固定用軸向通孔，所述轉(zhuǎn)子被配置成在所述中央通孔內(nèi)貫穿；以及定子框，該定子框構(gòu)成為從半徑方向外側(cè)圍住所述定子鐵心，其特征在于，形成有軸向貫穿的空心部的空心桿件被配置成貫穿至少一個所述固定用軸向通孔，該空心桿件從軸向上的兩個外側(cè)對層疊的各所述鋼板進(jìn)行按壓，空氣能在所述空心部內(nèi)沿軸向流通。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述鋼板沿周向彼此空開間隔地形成有多個外側(cè)槽，層疊的所述鋼板構(gòu)成為各所述鋼板的所述外側(cè)槽在軸向上連通而形成通風(fēng)路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有能插入多個所述固定用軸向通孔內(nèi)的實心桿件，利用所述實心桿件能從軸向上的兩個外側(cè)將所述定子鐵心固定，所述實心桿件和所述空心桿件在周向上交替地插入各所述固定用軸向通孔中。
4.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，由所述外側(cè)槽連通而構(gòu)成的所述通風(fēng)路內(nèi)的空氣向軸向上的一個方向流動，所述空心桿件的所述空心部內(nèi)的空氣向與所述軸向上的一個方向相反的軸向上的另一個方向流動。
5.—種旋轉(zhuǎn)電機(jī),具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子繞規(guī)定的軸自由旋轉(zhuǎn)；定子鐵心，該定子鐵心從半徑方向外側(cè)圍住所述轉(zhuǎn)子；以及定子框，該定子框構(gòu)成為從半徑方向外側(cè)圍住所述定子鐵心，其特征在于，所述定子鐵心具有鋼板組，該鋼板組在軸向上層疊有多個鋼板，這些鋼板分別形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個第一固定用通孔；以及管道板，該管道板形成有貫穿中心的中央通孔，且在比該中央通孔靠半徑方向外側(cè)的部位沿周向彼此空開間隔地形成有多個第二固定用通孔，該管道板配置在軸向相鄰的所述鋼板組之間，且形成有能使空氣沿半徑方向流通的半徑方向通風(fēng)路，以所述第一固定用通孔與所述第二固定用通孔在軸向上連通的方式，將所述鋼板組及所述管道板在軸向上配置，形成有軸向貫穿的空心部的空心桿件被配置成貫穿至少一個在所述軸向上連通的所述第一固定用通孔及所述第二固定用通孔，該空心桿件從軸向上的兩個外側(cè)對所述鋼板組及所述管道板進(jìn)行按壓，空氣能在所述空心部內(nèi)沿軸向流通。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能高效地對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心等進(jìn)行冷卻。旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子(20)、定子鐵心(30)及圍住定子鐵心(30)的定子框(40)。形成有多個通過使固定用通孔(36)在軸向上連通而形成的固定用軸向通孔(39)，形成有軸向貫穿的空心部的空心螺栓(70)被配置成貫穿固定用軸向通孔(39)，空心螺栓(70)按壓層疊的各鋼板，空氣能在空心部內(nèi)沿軸向流通。
文檔編號H02K1/20GK103023162SQ20121035273
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者藤川貴陽, 坪井雄一, 槌本英伸 申請人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社