КРЕПЕЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ СТАТОРА Российский патент 2016 года по МПК H02K1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к крепежной конструкции статора для крепления статора к станине роторной машины.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Крепежная конструкция статора для крепления статора к станине роторной машины была известна до настоящего времени.

Например, патентный документ 1 раскрывает на фиг. 4 и в абзацах [0009]-[0014] то, что выступающие части, выступающие в радиальном направлении, обеспечены на внешнем периферийном участке статора, образованном укладкой множества элементов в форме пластин (электромагнитных стальных листов), статор прикреплен к станине (также называемой основанием) путем вставки крепежных элементов в отверстия для вставки крепежных элементов, образованных в этих выступающих частях, и внутренняя периферийная поверхность станины, обращенная к противоположным концам основания каждой выступающей части статора (концевые участки краев выступающей части в периферийном направлении), плотно прикреплена к внешней периферийной поверхности статора. Таким образом, предотвращается вход закрепляющего вещества через зазор между множеством элементов в форме пластин.

ДОКУМЕНТЫ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: патент Японии № 4775020.

Патентный документ 2: публикация заявки на патент Японии № 2006-87222.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Фиг. 2 и абзац [0009] патентного документа 1 описывают способ, в котором статор прикрепляют к станине крепежными элементами. Однако только с креплением крепежными элементами может быть невозможно полностью принимать вращательную силу, прикладываемую в периферийном направлении статора с вращающимся магнитным полем электромагнитной силой, производимой после подачи напряжения на обмотки статора. В результате статор может быть деформирован или вращаем.

Более того, имеется способ крепления, использующий посадку с натягом, чтобы прикреплять станину и статор, в дополнение к указанному выше способу крепления, использующему крепежные элементы. В этом способе крепления, дополнительно использующем крепление с помощью посадки с натягом, если статор включает выступающие части, выступающие в радиальном направлении, как на фиг. 4 патентного документа 1, пространства между изогнутых участков каждой выступающей части статора, по направлению к которой края в основании выступающей части продолжаются, и участками станины, обращенными к этим изогнутым участкам, не могут использоваться в качестве натяга для посадки с натягом из-за результатов погрешности размеров и т.п. По этой причине статор и станина прикреплены в целом, не позволяя контакт и оставляя зазор между внешней периферийной поверхностью выступающей части статора и внутренней периферийной поверхностью станины, обращенной к выступающей части.

Конкретно, как показано на фиг. 2, зубчатые части 1a, на которые наматываются обмотки (не показаны), образованы на внутренней периферийной стороне статора 1, при этом выступающие части 2, выступающие в радиальном направлении, обеспечены на внешней периферии статора 1. Статор 1 прикреплен к станине 8 путем вставки крепежных элементов (не показаны; например, болтов) в отверстия 3 для вставки крепежных элементов, образованные в этих выступающих частях 2. На внешней периферии статора 1 внешняя периферийная поверхность его участка, исключая выступающие части 2, и внутренняя периферийная поверхность станины 8 прикреплены друг к другу с помощью посадки с натягом. Контактирующие участки статора 1 и внутренняя периферийная поверхность станины 8, прикрепленные с помощью посадки с натягом, как описано выше, будут называться участками 7 посадки с натягом (проиллюстрированы наклонными линиями на чертежах). На фиг. 2, как на фиг. 4 патентного документа 1, каждая выступающая часть 2 образована по существу в треугольной форме. Таким образом, чем шире край выступающей части 2, тем больше доля выступающей части 2 на внешней периферии статора 1 и тем уже участки 7 посадки с натягом. По этой причине площадь для крепления статора 1 и станины 8 на участках 7 посадки с натягом уменьшена, т.е. площадь соединения между внешней периферийной поверхностью статора 1 и внутренней периферийной поверхностью станины 8 уменьшена. Это приводит к проблеме неэффективного обеспечения крепления против вращательной силы ротора.

Дополнительно, в случае, когда статор 1 прикреплен к станине 8 с помощью посадки с натягом, внешняя периферийная поверхность статора 1 подвергается силе сжатия, производимой из-за крепления к станине 8 с помощью посадки с натягом.

Если эта сила сжатия слишком большая, может возникнуть такая проблема, как деформация статора 1, в случае с конструкцией как на фиг. 4 патентного документа 1, так как отсутствует участок для вывода силы сжатия, и напряжение из-за сжатия концентрируется у основания выступающей части 2 статора 1.

Отметим, что абзацы [0006]-[0007] патентного документа 2 раскрывают конструкцию, в которой для крепления статора к металлической станине с помощью посадки с натягом обжимные участки расположены вблизи положений на внешней периферии статора, где статор установлен на металлическую станину. Когда крепление при помощи ковки выполнено, внешние периферийные участки статора расширяются в радиальном направлении, таким образом, плотно прикрепляемые к станине и предотвращающие деформацию статора. Однако необходимо соответственно регулировать усилие обжатия, которое определяется заранее на основании конструкции, и силу плотного крепления, соответствующую величине расширения. Сложно соответственно регулировать усилие обжатия и силу плотного крепления одновременно. Таким образом, имеется проблема в том, что изготовление является сложным.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЭТИХ ПРОБЛЕМ

Крепежная конструкция статора согласно первому аспекту изобретения для решения указанных выше проблем обеспечивает крепежную конструкцию статора, в которой выступающая часть, выступающая в радиальном направлении, обеспечена на внешней периферии статора, образованного укладкой множества элементов в форме пластин; крепежный элемент вставлен в отверстие для вставки крепежного элемента, образованное в выступающей части, чтобы прикреплять статор к станине; и внешняя периферийная поверхность статора, исключая выступающую часть, прикреплена с помощью посадки с натягом к внутренней периферийной поверхности станины, при этом крепежная конструкция статора отличается тем, что выемка образована в основании выступающей части.

Крепежная конструкция статора согласно второму аспекту изобретения для решения указанных выше проблем представляет собой первый аспект, отличающийся тем, что выемка сформирована продолжающейся по направлению к центру выступающей части в периферийном направлении от концевого участка выступающей части в периферийном направлении, и внутренняя периферийная поверхность выемки образована в виде продолжения контура внешней периферии статора.

Крепежная конструкция статора согласно третьему аспекту изобретения для решения указанных выше проблем представляет собой первый аспект, отличающийся тем, что выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внутренней стороне статора в радиальном направлении от концевого участка выступающий части в периферийном направлении, и внутренняя периферийная поверхность выемки образована внутрь внешней периферии статора в радиальном направлении.

Крепежная конструкция статора согласно четвертому аспекту изобретения для решения указанных выше проблем представляет собой первой аспект, отличающийся тем, что выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внешней периферии выступающей части от концевого участка выступающей части в периферийном направлении.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В первом аспекте изобретения выемка обеспечена в основании выступающей части. Таким образом, доля выступающей части на внешней периферии статора уменьшена, тем самым увеличивая площадь соприкосновения между внешней периферийной поверхностью станины и внутренней периферийной поверхностью статора. Соответственно, сила прикрепления статора к станине может быть увеличена. В дополнение, так как выемка обеспечена в основании выступающей части, деформация статора силой сжатия может быть подавлена.

Также, так как отсутствует необходимость определять условия для крепления статора, принимая усилие обжатия и силу плотного крепления во внимание, не должно возникнуть проблем в изготовлении.

Более того, во втором аспекте изобретения контур внутренней периферийной поверхности выемки и контур внешней периферии статора, исключая выступающую часть, являются одинаковыми. Таким образом, площадь соприкосновения между внутренней периферийной поверхностью станины и внешней периферийной поверхностью статора дополнительно увеличена. Это позволяет увеличивать силу прикрепления с помощью посадки с натягом.

Дополнительно, в третьем аспекте изобретения выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внутренней периферии статора от концевого участка выступающей части в периферийном направлении. Таким образом, большее пространство может быть обеспечено для поглощения силы сжатия.

Более того, в четвертом аспекте изобретения выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внешней периферии выступающей части от концевого участка выступающей части в периферийном направлении. Таким образом, прочность у основания выступающей части может поддерживаться.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении крепежной конструкции статора внутри общего двигателя.

Фиг. 2 представляет собой пояснительный вид крепежной конструкции статора, использующей крепежные элементы согласно традиционной технологии.

Фиг. 3 представляет собой пояснительный вид крепежной конструкции статора согласно варианту выполнения 1 настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет собой пояснительный вид крепежной конструкции статора согласно варианту выполнения 2 настоящего изобретения.

Фиг. 5 представляет собой пояснительный вид крепежной конструкции статора согласно варианту выполнения 3 настоящего изобретения.

ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг. 1, в двигателе, который представляет собой общую роторную машину, статор 1, образованный укладкой множества элементов в форме пластин (электромагнитных стальных листов), размещен внутри станины 8, ротор 6 расположен внутри статора 1 с заданным зазором между ними, и вал 5, поддерживающий этот ротор 6, проникает с возможностью вращения через станину 8 с подшипниками 10, помещенными между ними.

Более того, зубчатые части 1а, на которые наматывают обмотки 9, образованы на внутренней периферийной стороне статора 1, при этом выступающие части 2, выступающие в радиальном направлении, обеспечены на внешней периферии статора 1. Статор 1 крепится к станине 8 путем вставки крепежных элементов (например, болтов) в отверстия 3 для вставки крепежных элементов, образованные в этих выступающих частях 2. На внешней периферии статора 1 внешняя периферийная поверхность статора 1, исключая выступающие части 2, и внутренняя периферийная поверхность станины 8 прикреплены друг к другу с помощью посадки с натягом, с заданным натягом. Соприкасающиеся участки внешней периферийной поверхности статора 1 и внутренней периферийной поверхности станины 8, прикрепленные с помощью посадки с натягом, как описано выше, называются участками 7 посадки с натягом.

Здесь, как показано на фиг. 1, крепежная конструкция статора настоящего изобретения представляет собой крепежную конструкцию статора, использующую и крепление с крепежными элементами, как на фиг. 2 патентного документа 1, и посадку с натягом, как на фиг. 1 патентного документа 2, и в особенности отличается обеспечением выемок в основании каждой выступающей части 2. В итоге, каждая выступающая часть 2 имеет форму выемки в периферийном направлении в основании так, что края выступающей части 2 заужены. Конкретные примеры будут описаны со ссылкой на варианты выполнения, показанные на чертежах.

Отметим, что следующий способ представляет собой способ крепления статора 1 и станины 8.

(1) Нагревают станину 8 до заданной температуры.

(2) Вставляют статор 1 в нагретую станину 8 и скрепляют их крепежными элементами 11.

(3) Охлаждают станину 8 и статор 1.

ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ 1

Фиг. 3 показывает крепежную конструкцию статора согласно варианту выполнения 1 настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, этот вариант выполнения включает обеспечение выемок 4 на противоположных концевых участках основания каждой выступающей части 2.

Каждая выемка 4 сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к центру выступающей части 2 от концевого участка выступающей части 2 в периферийном направлении. Дополнительно, внутренняя периферийная поверхность выемки 4 образована вдоль внешней периферии статора 1.

Согласно этому варианту выполнения выемки 4, обеспеченные к каждой выступающей части 2 статора 1, исключают изогнутые участки, которые иначе образуются из основания выступающей части 2 вдоль внешней периферии статора, исключая выступающую часть. По этой причине доля выступающей части 2 на внешней периферии статора 1 уменьшена, таким образом делая возможным использование уменьшенного участка в качестве натяга посадки с натягом. Таким образом, участки 7 посадки с натягом становятся больше, тем самым увеличивая площадь, используемую в качестве натяга для крепления станины 8 и статора 1 на участках 7 посадки с натягом, другими словами, увеличивая площади соприкосновения между внешней периферийной поверхностью станины 8 и внутренней периферийной поверхностью статора 1, как показано на фиг. 3. Соответственно, возможно увеличение силы прикрепления статора 1 к станине 8.

При этом, если сила прикрепления с помощью посадки с натягом достаточно большая, напряжение, производимое сжатием, выходит в остальные участки (выступающие части 2), кроме участков 7 посадки с натягом. Даже если сила прикрепления с помощью посадки с натягом слишком большая, выемки 4, обеспеченные в основании каждой выступающей части 2, служат в качестве участков для выхода силы сжатия, тем самым делая возможным поглощение и рассеивание такой силы сжатия, прикладываемой к статору 1. Соответственно, возможно подавление деформации статора 1 силой сжатия.

В дополнение, диаметр для контура внутренней периферийной поверхности каждой выемки 4 и диаметр для контура внешней периферии статора, исключая выступающую часть 2, являются одинаковыми. Таким образом, доля выступающей части 2 на внешней периферии статора 1 дополнительно уменьшена, тем самым увеличивая используемые области в виде участков 7 посадки с натягом. Соответственно, площадь соприкосновения между внутренней периферийной поверхностью станины 8 и внешней периферийной поверхностью статора 1 дополнительно увеличена. Это позволяет улучшить силу прикрепления с помощью посадки с натягом.

Как описано выше, согласно этому варианту выполнения, выемки 4, обеспеченные к каждой выступающей части 2, увеличивают площадь соприкосновения между внутренней периферийной поверхностью станины 8 и внешней периферийной поверхностью статора 1, тем самым улучшая силу прикрепления с помощью посадки с натягом. Более того, выемки 4 выступающей части 2 поглощают и рассеивают силу сжатия от станины 8. Это позволяет предотвращать деформацию статора 1.

ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ 2

Фиг. 4 показывает крепежную конструкцию статора согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения. Как показано на фиг. 4, этот вариант выполнения включает обеспечение выемок 4а на противоположных концевых участках основания каждой выступающей части 2.

Каждая выемка 4а сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внутренней периферии статора 1 в радиальном направлении от концевого участка выступающей части 2 в периферийном направлении. Дополнительно, внутренняя периферийная поверхность выемки 4а образована внутрь внешней периферии статора 1 в радиальном направлении.

По варианту выполнения 1, так как выемки 4а обеспечены на противоположных концевых участках основания каждой выступающей части 2 в этом варианте выполнения, площадь соприкосновения между внешней периферийной поверхностью станины 8 и внутренней периферийной поверхностью статора 1 на участках 7 посадки с натягом увеличивается, другими словами, площадь соприкосновения между внутренней периферийной поверхностью станины 8 и внешней периферийной поверхностью статора 1 увеличивается. Это позволяет увеличить силу прикрепления статора 1 к станине 8, а также поглощение и рассеивание напряжения, производимого силой сжатия станины 8, что, в свою очередь, предотвращает деформацию статора.

Этот вариант выполнения позволяет большее пространство, обеспеченное для поглощения силы сжатия, полученной от посадки с натягом, в особенности, так как внутренняя периферийная поверхность каждой выемки 4а образована внутрь внешней периферии статора 1 в радиальном направлении.

ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ 3

Фиг. 5 показывает крепежную конструкцию статора согласно варианту выполнения 3 настоящего изобретения. Как показано на фиг. 5, этот вариант выполнения включает обеспечение выемок 4b на противоположных концевых участках основания каждой выступающей части 2.

Каждая выемка 4b сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внешней периферии выступающей части 2 от концевого участка выступающей части 2 в периферийном направлении.

По варианту выполнения 1, так как выемки 4b обеспечены на противоположных концевых участках основания каждой выступающей части 2 в этом варианте выполнения, используемая площадь в качестве натяга для крепления станины 8 и статора 1 на участках 7 посадки с натягом увеличивается, другими словами, площадь соприкосновения между внешней периферийной поверхностью станины 8 и внутренней периферийной поверхностью статора 1 увеличивается. Это позволяет увеличение силы прикрепления статора 1 к станине 8, а также поглощение и рассеивание напряжения, получаемого от силы сжатия станины 8, что, в свою очередь, предотвращает деформацию статора 1.

Этот вариант выполнения позволяет поддержание прочности у основания выступающей части 2, так как каждая выемка 4b сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внешней периферии выступающей части 2.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Крепежная конструкция статора настоящего изобретения широко применима в промышленности в качестве крепежной конструкции, использующей как прикрепление крепежными элементами, так и прикрепление с помощью посадки с натягом.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 статор

2 выступающая часть

3 отверстие для вставки крепежного элемента

4, 4a, 4b выемка

5 вал

6 ротор

7 участок посадки с натягом

8 станина

9 обмотка

10 подшипник

11 крепежный элемент

Настоящее изобретение относится к крепежной конструкции статора для крепления статора к станине роторной машины. Технический результат - повышение прочности крепления статора. Крепежная конструкция статора, в которой выступающая часть, выступающая в радиальном направлении, обеспечена на внешней периферии статора, образованного укладкой множества элементов в форме пластин. Крепежный элемент вставлен в отверстие для вставки крепежного элемента, образованное в выступающей части, чтобы прикреплять статор к станине. Внешняя периферийная поверхность статора, исключая выступающую часть, прикреплена с помощью посадки с натягом к внутренней периферийной поверхности станины. При этом в основании выступающей части крепежной конструкции статора образована выемка. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Крепежная конструкция статора, в которой выступающая часть, выступающая в радиальном направлении, обеспечена на внешней периферии статора, образованного укладкой множества элементов в форме пластин; крепежный элемент вставлен в отверстие для вставки крепежного элемента, образованное в выступающей части, чтобы прикреплять статор к станине; и внешняя периферийная поверхность статора, исключая выступающую часть, прикреплена с помощью посадки с натягом к внутренней периферийной поверхности станины, причем крепежная конструкция статора отличается тем, что выемка образована в основании выступающей части.

2. Крепежная конструкция статора по п. 1, отличающаяся тем, что
выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к центру выступающей части в периферийном направлении от концевого участка выступающей части в периферийном направлении, и
внутренняя периферийная поверхность выемки образована в виде продолжения контура внешней периферии статора.

3. Крепежная конструкция статора по п. 1, отличающаяся тем, что
выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внутренней стороне статора в радиальном направлении от концевого участка выступающей части в периферийном направлении, и
внутренняя периферийная поверхность выемки образована внутрь от внешней периферии статора в радиальном направлении.

4. Крепежная конструкция статора по п. 1, отличающаяся тем, что выемка сформирована таким образом, чтобы продолжаться по направлению к внешней периферии выступающей части от концевого участка выступающей части в периферийном направлении.