JP7809602B2 - Assembly method for permanent magnet rotating electric machine - Google Patents
Assembly method for permanent magnet rotating electric machineInfo
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Description
本発明の実施形態は、永久磁石式回転電機の組立方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a method for assembling a permanent magnet rotating electric machine.
代表的な同期発電システムの励磁方式の一つにブラシレス励磁方式がある。ブラシレス交流励磁機(主励磁機)の励磁源として永久磁石式回転電機(副励磁機)を設けることで、他電源から独立し且つ安定した電源供給が可能になる利点があることが知られている。近年、同期発電機の発電出力の増強要請に伴い、その界磁巻線に供給する励磁電流の増加を目的として、この永久磁石式回転電機の大容量化が必要になっている。 One of the most common excitation methods for synchronous generator systems is the brushless excitation method. By using a permanent magnet rotating electric machine (auxiliary exciter) as the excitation source for the brushless AC exciter (main exciter), it is known to have the advantage of being able to provide a stable power supply independent of other power sources. In recent years, with the demand for increased power generation output from synchronous generators, there has been a need to increase the capacity of these permanent magnet rotating electric machines in order to increase the excitation current supplied to their field windings.
永久磁石を備えたロータとステータとを組み合わせて構成される永久磁石式回転電機は、従来、水平方向で組立を行っていた。これは、永久磁石式回転電機の容量が大きくないため、ロータにステータを水平方向で挿入する際にも、ステータ荷重と磁気吸引力とを調整しながら組み立てることが可能であったからである。 Permanent magnet rotating electric machines, which are made up of a rotor equipped with permanent magnets and a stator, have traditionally been assembled horizontally. This is because the capacity of permanent magnet rotating electric machines is not large, so even when inserting the stator into the rotor horizontally, it is possible to assemble them while adjusting the stator load and magnetic attractive force.
特許文献1には、永久磁石を備えたロータをステータに組み込んで構成される磁石モータの組立方法が開示されている。つまり、ロータに埋設された磁性体を予め着磁し、このロータを一方向に回転させながらステータの所定位置に挿入することで、ステータに形成される磁界が周方向に均一になり、ステータとロータ間の磁力も均一化されて、ロータをステータに容易に組み込める方法である。 Patent Document 1 discloses a method for assembling a magnet motor in which a rotor equipped with permanent magnets is incorporated into a stator. In other words, by pre-magnetizing the magnetic material embedded in the rotor and then inserting the rotor into a predetermined position in the stator while rotating it in one direction, the magnetic field formed in the stator becomes uniform in the circumferential direction, and the magnetic force between the stator and rotor is also uniform, making it easy to assemble the rotor into the stator.
ところで、永久磁石式回転電機における前述の水平方向での組立では、永久磁石式回転電機の大容量化に伴い、ロータ側に設置する磁石の数が増加すると共に、ステータにおいては、鉄心の内径及び鉄心長の増大により重量が大きくなるという課題がある。従って、水平方向でステータをロータに挿入する際に、小容量の回転電機に比べて、磁石の数により増大した磁気吸引力と増大したステータの重量とによる傾きを調整しながら、ステータをロータに水平方向に挿入することが困難になってしまう。 However, with the aforementioned horizontal assembly of permanent magnet rotating electric machines, as the capacity of permanent magnet rotating electric machines increases, the number of magnets installed on the rotor side increases, and the weight of the stator increases due to the increased inner diameter and length of the iron core. Therefore, when inserting the stator into the rotor horizontally, it becomes more difficult than with small-capacity rotating electric machines to insert the stator horizontally into the rotor while adjusting the tilt caused by the increased magnetic attractive force due to the number of magnets and the increased weight of the stator.
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、永久磁石を備えたロータとステータとを、永久磁石の磁気吸引力に拘らず容易に組み付けることができる永久磁石式回転電機の組立方法を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention have been made in consideration of the above circumstances, and aim to provide a method for assembling a permanent magnet rotating electric machine that allows for easy assembly of a rotor and a stator equipped with permanent magnets, regardless of the magnetic attractive force of the permanent magnets.
本発明の実施形態における永久磁石式回転電機の組立方法は、永久磁石を備えたロータとステータとを組み付けて永久磁石式回転電機を組み立てる永久磁石式回転電機の組立方法であって、前記ロータまたは前記ステータの一方と組立治具とを、互いの中心軸を一致させて一体化した後、前記ロータまたは前記ステータの他方を、前記組立治具に対し互いの中心軸を一致させた状態で、この中心軸に沿って鉛直方向に、前記組立治具をガイドとして前記一方に向かって接近移動させて、前記ロータと前記ステータとを組み付け、前記ロータと前記ステータとを組み付けた後に、これらのロータとステータ間にスペーサを配置し、更に、前記ロータ及び前記ステータを抑え治具を用いて一体化し、次に、前記組立治具を取り外し、次に、一体化された前記ロータ及び前記ステータを吊り上げて所定箇所に設置した後、前記抑え治具及び前記スペーサを取り外して、永久磁石式回転電機の組立を完了することを特徴とするものである。 A method for assembling a permanent magnet type rotating electric machine in an embodiment of the present invention is a method for assembling a permanent magnet type rotating electric machine by assembling a rotor and a stator having permanent magnets, and is characterized in that one of the rotor or the stator and an assembly jig are integrated by aligning their central axes, and then the other of the rotor or the stator is moved vertically along this central axis toward the one of the rotors using the assembly jig as a guide, with their central axes aligned with the assembly jig, to assemble the rotor and the stator , and after assembling the rotor and the stator, a spacer is placed between the rotor and the stator, and the rotor and the stator are further integrated using a holding jig, the assembly jig is then removed, and the integrated rotor and stator are then lifted and installed in a predetermined location, after which the holding jig and the spacer are removed, thereby completing the assembly of the permanent magnet type rotating electric machine .
本発明の実施形態によれば、永久磁石を備えたロータとステータとを、永久磁石の磁気吸引力に拘らず容易に組み付けることができる。 According to an embodiment of the present invention, a rotor and a stator equipped with permanent magnets can be easily assembled regardless of the magnetic attraction force of the permanent magnets.
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
[A]第1実施形態(図1~図6)
図6は、本第1実施形態の永久磁石式回転電機10を示す。この図6に示す永久磁石式回転電機10は、永久磁石13を備えたロータ11がステータ12の外側に回転可能に取り付けられ、ロータ11がロータ取付板20を介してシャフト14に連結され、ステータ12が支持架台15に支持されて組み立てられる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[A] First embodiment (FIGS. 1 to 6)
Fig. 6 shows a permanent magnet type rotating electric machine 10 according to the first embodiment. The permanent magnet type rotating electric machine 10 shown in Fig. 6 is assembled by rotatably attaching a rotor 11 equipped with permanent magnets 13 to the outside of a stator 12, connecting the rotor 11 to a shaft 14 via a rotor mounting plate 20, and supporting the stator 12 on a support frame 15.
ロータ11は、磁性材料から構成された円筒部16の内周面に、複数の永久磁石13が固着されてなる。また、ステータ12は、磁性材料の薄板が積層されたリング形状のコア17の外周側に巻線18が設けられてなる。この永久磁石式回転電機10は、例えばシャフト14の駆動によりロータ11が回転することで、ステータ12から電力が出力される発電機として機能する。 The rotor 11 has a cylindrical portion 16 made of a magnetic material, with multiple permanent magnets 13 fixed to the inner surface. The stator 12 has a ring-shaped core 17 made of laminated thin plates of magnetic material, with windings 18 provided on the outer periphery. This permanent magnet rotating electric machine 10 functions as a generator, outputting electric power from the stator 12, when the rotor 11 is rotated, for example, by driving the shaft 14.
次に、上述の永久磁石式回転電機10の組立方法を、図1~図6を参照して説明する。
図1に示す第1工程では、まず、組立治具としてのステータ挿入治具21を準備する。このステータ挿入治具21は、基板21Bに挿入ガイド21Aが立設されて構成される。この挿入ガイド21Aの中心軸21Pを鉛直方向に設定してステータ挿入治具21を設置する。次に、ロータ11の中心軸11Pをステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aの中心軸21Pと一致させて、クレーン等を用いてロータ11を吊り下ろす。図2に示すように、この吊り下ろされたロータ11の一端部(図2における下端部)をステータ挿入治具21の基板21Bにボルト22等により固定して、ロータ11をステータ挿入治具21に取り付けて一体化する。
Next, a method for assembling the permanent magnet type rotating electric machine 10 will be described with reference to FIGS.
In the first step shown in FIG. 1 , first, a stator insertion jig 21 is prepared as an assembly jig. This stator insertion jig 21 is configured by erecting an insertion guide 21A on a base plate 21B. The stator insertion jig 21 is installed with the central axis 21P of this insertion guide 21A set vertically. Next, the central axis 11P of the rotor 11 is aligned with the central axis 21P of the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21, and the rotor 11 is suspended using a crane or the like. As shown in FIG. 2 , one end (the lower end in FIG. 2 ) of the suspended rotor 11 is fixed to the base plate 21B of the stator insertion jig 21 with bolts 22 or the like, and the rotor 11 is attached to the stator insertion jig 21 for integration.
図2に示す第2工程では、ステータ12の中心軸12Pとステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aの中心軸21Pとを一致させた状態で、クレーン等を用いてステータ12を、中心軸12P及び21Pに沿って鉛直方向に吊り下ろし、ロータ11に向かって接近移動させる。ここで、ステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aの外径Roは、ステータ12のコア17の内径Riと略一致して構成されている。従って、ステータ12の上述の接近移動中に、ステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aは、ステータ12のコア17の内周面に摺接して、ステータ12がロータ11の内側に挿入されて組み付けられる際のガイドとして機能する。 In the second step shown in Figure 2, the central axis 12P of the stator 12 is aligned with the central axis 21P of the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21. The stator 12 is then vertically suspended along the central axes 12P and 21P using a crane or similar device, and moved toward the rotor 11. Here, the outer diameter Ro of the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21 is configured to approximately match the inner diameter Ri of the core 17 of the stator 12. Therefore, during the aforementioned approaching movement of the stator 12, the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21 slides against the inner peripheral surface of the core 17 of the stator 12, functioning as a guide when the stator 12 is inserted and assembled inside the rotor 11.
図3に示す第3工程では、ステータ12をロータ11の内側に組み付けた後に、ロータ11とステータ12との間における周方向複数の適宜箇所にスペーサ23を配置する。次に、これらのスペーサ23のそれぞれを、ロータ11に螺合されたスペーサ固定ボルト24によりステータ12の外周面に押圧して、ロータ11及びステータ12に固定保持する。このスペーサ23の配置により、ロータ11とスペーサ間のギャップが、これらのロータ11及びステータ12の周方向に均等に保持される。 In the third step shown in Figure 3, after assembling the stator 12 inside the rotor 11, spacers 23 are placed at multiple appropriate locations circumferentially between the rotor 11 and stator 12. Next, each of these spacers 23 is pressed against the outer circumferential surface of the stator 12 by a spacer fixing bolt 24 threaded into the rotor 11, thereby fixing and holding the spacers to the rotor 11 and stator 12. By placing the spacers 23 in this manner, the gap between the rotor 11 and the spacers is maintained uniformly circumferentially around the rotor 11 and stator 12.
図4に示す第4工程では、ロータ11の他端部(図4における上端部)とステータ12の端部(図4における上端部)とを、抑え治具25を用いて例えばボルト固定し、ロータ11及びステータ12を一体化する。次に、この一体化されたロータ11及びステータ12を、クレーン等を用いて吊り上げ、ステータ挿入治具21を取り外す。 In the fourth step shown in Figure 4, the other end of the rotor 11 (the upper end in Figure 4) and the end of the stator 12 (the upper end in Figure 4) are fixed together using a holding jig 25, for example with bolts, to integrate the rotor 11 and stator 12. Next, the integrated rotor 11 and stator 12 are lifted using a crane or the like, and the stator insertion jig 21 is removed.
図5に示す第5工程では、まず、クレーン等により吊り上げられた一体状態のロータ11及びステータ12を、それらの中心軸11P及び12Pが水平になるように姿勢を変更する。次に、吊り上げられた一体状態のロータ11及びステータ12を水平方向に移動して、ロータ11の一端部(図5における左端部)を、所定箇所であるロータ取付板20にボルト27(図6)を固定して取り付ける。これにより、ロータ11がロータ取付板20を介してシャフト14に連結される。その後、ロータ11及びステータ12から抑え治具25を取り外す。 In the fifth step shown in Figure 5, first, the rotor 11 and stator 12, which have been lifted together using a crane or similar device, are repositioned so that their central axes 11P and 12P are horizontal. Next, the lifted rotor 11 and stator 12 are moved horizontally, and one end of the rotor 11 (the left end in Figure 5) is attached to the rotor mounting plate 20 at a predetermined location using bolts 27 (Figure 6). This connects the rotor 11 to the shaft 14 via the rotor mounting plate 20. The holding jig 25 is then removed from the rotor 11 and stator 12.
図6に示す第6工程では、ステータ12の端部(図6における右端部)を支持架台15に、ボルト28により固定して支持させる。このステータ12の支持架台15による支持の後に、ロータ11及びステータ12間からスペーサ23(図5)を取り外して、永久磁石式回転電機10の組立を完了する。 In the sixth step shown in Figure 6, the end of the stator 12 (the right end in Figure 6) is fixed and supported by the support frame 15 with bolts 28. After the stator 12 is supported by the support frame 15, the spacer 23 (Figure 5) is removed from between the rotor 11 and stator 12, completing the assembly of the permanent magnet rotating electric machine 10.
以上のように構成されたことから、本第1実施形態によれば、次の効果(1)を奏する。
(1)図2に示すように、ロータ11をステータ挿入治具21に、互いの中心軸11P、21Pを一致させて取り付けて一体化した後、ステータ12を、ステータ挿入治具21に対し互いの中心軸12P、21Pを一致させた状態で、その中心軸12P、21Pに沿って鉛直方向にロータ11に向かって接近移動(ステータ12のロータ11への挿入を含む)させる。この際、ステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aがステータ12のコア17の内周面を案内(ガイド)することで、ロータ11の永久磁石13における磁気吸引力の影響を回避できる。このため、上記接近移動中におけるロータ11とステータ12間のギャップを周方向に均等に保持できる。従って、ステータ12をロータ11に向かって鉛直方向に接近移動させる際に、永久磁石13の磁気吸引力を考慮せず、ステータ12の荷重のみを考慮すればよいので、永久磁石13を備えたロータ11とステータ12とを、永久磁石13の磁気吸引力に拘わらず容易に組み付けることができる。
As configured as above, the first embodiment provides the following effect (1).
(1) As shown in Fig. 2, the rotor 11 is attached to the stator insertion jig 21 with their central axes 11P and 21P aligned and integrated, and then the stator 12 is moved vertically along the central axes 12P and 21P toward the rotor 11 with their central axes 12P and 21P aligned relative to the stator insertion jig 21 (including the insertion of the stator 12 into the rotor 11). At this time, the insertion guides 21A of the stator insertion jig 21 guide the inner circumferential surface of the core 17 of the stator 12, thereby avoiding the influence of the magnetic attractive force of the permanent magnets 13 of the rotor 11. Therefore, the gap between the rotor 11 and the stator 12 can be maintained uniform in the circumferential direction during the approaching movement. Therefore, when the stator 12 is moved vertically toward the rotor 11, only the load of the stator 12 needs to be considered, without taking into account the magnetic attractive force of the permanent magnet 13. Therefore, the rotor 11 equipped with the permanent magnet 13 and the stator 12 can be easily assembled regardless of the magnetic attractive force of the permanent magnet 13.
なお、上述の第1実施形態では、ステータ挿入治具21に一体化されたロータ11に対してステータ12が吊り下げられる場合を述べたが、ステータ12を固定状態としてもよい。つまり、この固定状態のステータ12に対し、ロータ11がステータ挿入治具21と共にリフト26(図2)により上昇したり、ロータ11がステータ挿入治具21と共にクレーン等により吊り下げられたりして、ロータ11とステータ12とを組み付けてもよい。 In the first embodiment described above, the stator 12 is suspended from the rotor 11 integrated with the stator insertion jig 21, but the stator 12 may also be fixed. That is, the rotor 11 and stator 12 may be assembled by lifting the rotor 11 together with the stator insertion jig 21 using a lift 26 (Figure 2) relative to this fixed stator 12, or by suspending the rotor 11 together with the stator insertion jig 21 using a crane or the like.
また、ステータ挿入治具21を削除し、ステータ12にロータ挿入治具(不図示)を取り付けて一体化し、固定状態のステータ12にロータ11を接近移動させてもよい。この場合には、ロータ挿入治具においてステータ12の外周の外側でその中心軸12P方向に延びる挿入ガイドが、ステータ12に対し接近して移動するロータ11の内周側を案内するようにして、ロータ11とステータ12とを組み付けてもよい。 Alternatively, the stator insertion jig 21 may be eliminated, and a rotor insertion jig (not shown) may be attached to the stator 12 to form an integrated unit, allowing the rotor 11 to move toward the fixed stator 12. In this case, the rotor 11 and stator 12 may be assembled by assembling an insertion guide that extends in the direction of the central axis 12P on the outside of the outer periphery of the stator 12. This guide guides the inner periphery of the rotor 11 as it moves toward the stator 12.
[B]第2実施形態(図7)
図7は、第2実施形態に係る永久磁石式回転電機の組立方法における第2工程を示すロータの断面図、ステータの側面図、及び第1ステータ挿入治具の半断面図である。この第2実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (FIG. 7)
7 is a cross-sectional view of the rotor, a side view of the stator, and a half cross-sectional view of the first stator insertion jig, showing a second step in the assembly method for a permanent magnet type rotating electric machine according to the second embodiment. In this second embodiment, parts that are similar to those in the first embodiment are assigned the same reference numerals as in the first embodiment, and descriptions thereof will be simplified or omitted.
本第2実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法が第1実施形態と異なる点は、ロータ11に一体化される第1の組立治具としての第1ステータ挿入治具31と、ステータ12に一体化される第2の組立治具としての第2ステータ挿入治具32とを用いて、ロータ11とステータ12とを組み付ける点である。 The assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 in this second embodiment differs from the first embodiment in that the rotor 11 and stator 12 are assembled using a first stator insertion jig 31 as a first assembly jig integrated with the rotor 11, and a second stator insertion jig 32 as a second assembly jig integrated with the stator 12.
ここで、第2ステータ挿入治具32は、円筒形状に形成され、その外径Ro2がステータ12のコア17の内径Riと一致して構成される。また、第1ステータ挿入治具31は、第1実施形態のステータ挿入治具21と略同一形状であり、ステータ挿入治具21と同様に、基板31Bに挿入ガイド31Aが立設されて構成される。この第1ステータ挿入治具31では、挿入ガイド31Aの外径Ro1が第2ステータ挿入治具32の内径Ri2と略一致して構成される。 Here, the second stator insertion jig 32 is formed in a cylindrical shape, and its outer diameter Ro2 is configured to match the inner diameter Ri of the core 17 of the stator 12. The first stator insertion jig 31 has substantially the same shape as the stator insertion jig 21 of the first embodiment, and, like the stator insertion jig 21, is configured with an insertion guide 31A erected on a base plate 31B. In this first stator insertion jig 31, the outer diameter Ro1 of the insertion guide 31A is configured to substantially match the inner diameter Ri2 of the second stator insertion jig 32.
第2実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第1工程では、ロータ11の中心軸11Pを第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aの中心軸31Pに一致させて、クレーン等を用いてロータ11を吊り下ろし、このロータ11の一端部(図7における下端部)を第1ステータ挿入治具31の基板31Bにボルト22等により固定して、ロータ11を第1ステータ挿入治具31に取り付けて一体化する。また、第2ステータ挿入治具32の中心軸32Pをステータ12の中心軸12Pと一致させて、第2ステータ挿入治具32をステータ12内に挿入し、この第2ステータ挿入治具32をステータ12のコア17の内周面に取り付けて一体化する。 In the first step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 of the second embodiment, the center axis 11P of the rotor 11 is aligned with the center axis 31P of the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31, and the rotor 11 is suspended using a crane or the like. One end of the rotor 11 (the lower end in FIG. 7) is fixed to the base plate 31B of the first stator insertion jig 31 with bolts 22 or the like, and the rotor 11 is attached to and integrated with the first stator insertion jig 31. Furthermore, the center axis 32P of the second stator insertion jig 32 is aligned with the center axis 12P of the stator 12, and the second stator insertion jig 32 is inserted into the stator 12. The second stator insertion jig 32 is then attached to the inner surface of the core 17 of the stator 12 and integrated.
第2実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第2工程では、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aの中心軸31Pと第2ステータ挿入治具32の中心軸32Pとを一致させた状態で、クレーン等を用いてステータ12を、中心軸31P及び32Pに沿って鉛直方向に吊り下ろし、ロータ11に向かって接近移動させる。この接近移動時に、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aの外径Ro1と第2ステータ挿入治具32の内径Ri2とが略一致していることで、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aは、第2ステータ挿入治具32の内周面に摺接してガイドとして機能し、ステータ12をロータ11の内側に挿入して組み付ける。 In the second step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 of the second embodiment, the center axis 31P of the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 and the center axis 32P of the second stator insertion jig 32 are aligned, and the stator 12 is then vertically suspended along the center axes 31P and 32P using a crane or the like and moved toward the rotor 11. During this approach, the outer diameter Ro1 of the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 and the inner diameter Ri2 of the second stator insertion jig 32 approximately match, so that the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 slides against the inner surface of the second stator insertion jig 32 and functions as a guide, allowing the stator 12 to be inserted and assembled inside the rotor 11.
第2実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第3~第6工程は、第1実施形態の場合と同様である。
以上のように構成されたことから、本第2実施形態によれば、次の効果(2)及び(3)を奏する。
The third to sixth steps of the method for assembling the permanent magnet type rotating electric machine 10 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
As configured as above, the second embodiment provides the following effects (2) and (3).
(2)ロータ11が取り付けられて一体化された第1ステータ挿入治具31と、ステータ12に取り付けられて一体化された第2ステータ挿入治具32とを、これらの中心軸31P、32Pを一致させた状態で、この中心軸31P、32Pに沿って鉛直方向に接近移動(ステータ12のロータ11への挿入を含む)させる。この際、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aが第2ステータ挿入治具32の内周面に摺接してガイドとして機能することで、ロータ11の永久磁石13の磁気吸引力の影響を回避できる。このため、上記接近移動時におけるロータ11とステータ12間の周方向のギャップを均等に保持できる。従って、ステータ12をロータ11に向かって接近移動させる際に、永久磁石13の磁気吸引力を考慮せず、ステータ12の荷重のみを考慮すればよいので、永久磁石13を備えたロータ11とステータ12とを、永久磁石13の磁気吸引力に拘わらず容易に組み付けることができる。 (2) The first stator insertion jig 31, to which the rotor 11 is attached and integrated, and the second stator insertion jig 32, to which the stator 12 is attached and integrated, are moved vertically toward each other along the central axes 31P and 32P (including the insertion of the stator 12 into the rotor 11) with their central axes 31P and 32P aligned. During this movement, the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 slides against the inner circumferential surface of the second stator insertion jig 32, functioning as a guide, thereby avoiding the influence of the magnetic attractive force of the permanent magnets 13 of the rotor 11. This allows the circumferential gap between the rotor 11 and the stator 12 to be maintained uniform during the aforementioned approaching movement. Therefore, when moving the stator 12 toward the rotor 11, the magnetic attractive force of the permanent magnets 13 need not be taken into consideration, and only the load of the stator 12 needs to be considered. Therefore, the rotor 11 and stator 12 equipped with the permanent magnets 13 can be easily assembled regardless of the magnetic attractive force of the permanent magnets 13.
(3)ロータ11が取り付けられて一体化された第1ステータ挿入治具31と、ステータ12に取り付けられて一体化された第2ステータ挿入治具32とを、これらの中心軸31P、32Pを一致させた状態で、この中心軸31P、32Pに沿って鉛直方向に接近移動させて、ステータ12をロータ11に挿入させる際に、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aが第2ステータ挿入治具32の内周面に摺接する。このため、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aがステータ12の内周面に摺接しないので、ステータ12の内周面に傷の発生を防止できるばかりか、この傷の発生を防止するための表面加工をステータ12の内周面に施す必要がない。 (3) When the first stator insertion jig 31, to which the rotor 11 is attached and integrated, and the second stator insertion jig 32, to which the stator 12 is attached and integrated, are moved vertically toward each other along the central axes 31P, 32P with their central axes 31P, 32P aligned to insert the stator 12 into the rotor 11, the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 slides against the inner surface of the second stator insertion jig 32. Therefore, since the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 does not slide against the inner surface of the stator 12, not only is it possible to prevent scratches on the inner surface of the stator 12, but it is also unnecessary to perform surface treatment on the inner surface of the stator 12 to prevent scratches.
なお、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aにおける外周面と第2ステータ挿入治具32の内周面に、互いに噛み合い可能なねじが形成されてもよい。この場合には、ロータ11に一体化された第1ステータ挿入治具31に向かって、第2ステータ挿入治具32に一体化されたステータ12を接近移動させ、第1ステータ挿入治具31を第2ステータ挿入治具32に挿入させる際に、上記ねじの噛み合せによって、第2ステータ挿入治具32及びステータ12が第1ステータ挿入治具31及びロータ11に対し回転する。これにより、ロータ11の永久磁石13の磁気吸引力の影響をより低減させることができる。 In addition, meshable threads may be formed on the outer peripheral surface of the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 and the inner peripheral surface of the second stator insertion jig 32. In this case, when the stator 12 integrated with the second stator insertion jig 32 is moved toward the first stator insertion jig 31 integrated with the rotor 11 and the first stator insertion jig 31 is inserted into the second stator insertion jig 32, the meshing of the threads causes the second stator insertion jig 32 and the stator 12 to rotate relative to the first stator insertion jig 31 and rotor 11. This further reduces the effect of the magnetic attraction force of the permanent magnets 13 of the rotor 11.
また、第2ステータ挿入治具32が一体化されたステータ12を吊り下げず固定状態とし、このステータ12及び第2ステータ挿入治具32に対して、ロータ11が第1ステータ挿入治具31と共にリフト26(図2)により上昇したり、ロータ11が第1ステータ挿入治具31と共にクレーン等により吊り下げられたりして、ロータ11とステータ12とを組み付けてもよい。 Alternatively, the stator 12 integrated with the second stator insertion jig 32 may be fixed rather than suspended, and the rotor 11 may be lifted together with the first stator insertion jig 31 relative to the stator 12 and second stator insertion jig 32 by a lift 26 (Figure 2), or the rotor 11 may be suspended together with the first stator insertion jig 31 by a crane or the like, and the rotor 11 and stator 12 may then be assembled.
[C]第3実施形態(図8~図10)
図8は、第3実施形態に係る永久磁石式回転電機の組立方法における第2工程を示すロータの断面図、ステータの半断面図、並びにステータ挿入治具及び支持部材等の側面図である。この第3実施形態において第1及び第2実施形態と同様な部分については、第1及び第2実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[C] Third embodiment (FIGS. 8 to 10)
8 is a cross-sectional view of the rotor, a half cross-sectional view of the stator, and a side view of the stator insertion jig, support members, etc., showing a second step in the assembly method for a permanent magnet type rotating electric machine according to the third embodiment. In this third embodiment, parts that are similar to those in the first and second embodiments are given the same reference numerals as in the first and second embodiments, and descriptions thereof will be simplified or omitted.
本第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法が第1実施形態と異なる点は、ロータ11に一体化されたステータ挿入治具21の基板21Bに複数本のスタッドボルト41が立設され、ステータ12を支持する支持部材43に回転自在に設けられた複数のナット42がスタッドボルト41に螺合され、これらのナット42の回転量を調整することで、ロータ11とステータ12とを組み付ける点である。ここで、支持部材43には、ナット42と同軸に複数の貫通孔44が形成されている。 The assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 in this third embodiment differs from the first embodiment in that multiple stud bolts 41 are erected on the base plate 21B of the stator insertion jig 21 integrated with the rotor 11, multiple nuts 42 rotatably mounted on a support member 43 that supports the stator 12 are threaded onto the stud bolts 41, and the rotor 11 and stator 12 are assembled by adjusting the amount of rotation of these nuts 42. Here, multiple through holes 44 are formed in the support member 43 coaxially with the nuts 42.
本第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第1工程では、ステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aの中心軸21Pとロータ11の中心軸11Pとを一致させて、クレーン等を用いてロータ11を吊り下ろし、ロータ11の一端部(図8の下端部)をステータ挿入治具21の基板21Bにボルト22等により固定する。これにより、ロータ11をステータ挿入治具21に取り付けてステータ挿入治具21と一体化する。次に、ステータ挿入治具21の基板21Bにスタッドボルト41を立設させる。また、ナット42が回転自在に設けられた支持部材43を、ステータ12の端部(図8の上端部)にボルト45等を用いて取り付ける。 In the first step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 of this third embodiment, the central axis 21P of the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21 is aligned with the central axis 11P of the rotor 11, and the rotor 11 is hung down using a crane or the like. One end of the rotor 11 (the lower end in Figure 8) is then fixed to the base plate 21B of the stator insertion jig 21 with bolts 22 or the like. This attaches the rotor 11 to the stator insertion jig 21 and integrates it with the stator insertion jig 21. Next, stud bolts 41 are erected on the base plate 21B of the stator insertion jig 21. Furthermore, a support member 43 with a rotatable nut 42 is attached to the end of the stator 12 (the upper end in Figure 8) using bolts 45 or the like.
本第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第2工程では、ステータ12の中心軸12Pとステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aの中心軸21Pとを一致させた状態で、クレーン等を用いてステータ12を、中心軸12P及び21Pに沿って鉛直方向に吊り下ろし、ロータ11に接近移動させる。この接近移動に際しては、ステータ挿入治具21の挿入ガイド21Aをステータ12に対してガイドとして機能させると共に、図9に示すように、複数のナット42の回転量を均等に調整してナット42をスタッドボルト41に螺合させ、スタッドボルト41を支持部材43の貫通孔44に貫通させる。これにより、ステータ12をロータ11の内側に挿入して、ロータ11とステータ12とを組み付ける。 In the second step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 according to the third embodiment, the central axis 12P of the stator 12 is aligned with the central axis 21P of the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21. The stator 12 is then vertically lowered along the central axes 12P and 21P using a crane or similar device, and moved toward the rotor 11. During this movement, the insertion guide 21A of the stator insertion jig 21 functions as a guide for the stator 12, and as shown in FIG. 9 , the rotational amounts of multiple nuts 42 are uniformly adjusted to thread the nuts 42 onto the stud bolts 41, and the stud bolts 41 are inserted through the through holes 44 of the support member 43. This inserts the stator 12 into the rotor 11, and the rotor 11 and stator 12 are assembled.
本第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第3工程では、ロータ11とステータ12との間における周方向複数の適宜箇所にスペーサ23を配置し、これらのスペーサ23を、スペーサ固定ボルト24を用いてロータ11及びステータ12に固定保持する。本第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の第4~第6工程は、第1実施形態の場合と同様である。 In the third step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 of this third embodiment, spacers 23 are placed at multiple appropriate locations circumferentially between the rotor 11 and the stator 12, and these spacers 23 are fixed and held to the rotor 11 and the stator 12 using spacer fixing bolts 24. Steps 4 to 6 of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 of this third embodiment are the same as those of the first embodiment.
以上のように構成されたことから、本第3実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)と同様な効果を奏するほか、次の効果(4)を奏する。 As configured as described above, the third embodiment achieves the same effect as effect (1) of the first embodiment, as well as the following effect (4).
(4)図8及び図9に示すように、永久磁石式回転電機10の組立方法の第2工程では、ステータ12をロータ11に対し接近移動させる際に、ロータ11と一体化されたステータ挿入治具21に立設される複数本のスタッドボルト41に、ステータ12を支持する支持部材43に設けられた複数のナット42が螺合され、このとき、複数のナット42の回転量を均等に調整する。これにより、ロータ11に対するステータ12の傾きを修正してロータ11とステータ12との周方向のギャップを均一に設定できると共に、ロータ11に対するステータ12の挿入速度を微調整することができる。 (4) As shown in Figures 8 and 9, in the second step of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10, when the stator 12 is moved closer to the rotor 11, multiple nuts 42 attached to a support member 43 supporting the stator 12 are threaded onto multiple stud bolts 41 erected on a stator insertion jig 21 integrated with the rotor 11, and the amount of rotation of the multiple nuts 42 is adjusted evenly. This allows the inclination of the stator 12 relative to the rotor 11 to be corrected, the circumferential gap between the rotor 11 and stator 12 to be set evenly, and the insertion speed of the stator 12 relative to the rotor 11 to be finely adjusted.
なお、支持部材43により支持されたステータ12を固定状態とし、ロータ11をステータ挿入治具21と共に、リフトで上昇またはクレーン等で吊り下ろしてステータ12に接近移動させてもよい。この場合には、支持部材43に設けられたナット42を、ステータ挿入治具21に立設されたスタッドボルト41に螺合させ、これら複数のナット42の回転量を均等に調整して、ロータ11とステータ12とを組み付けてもよい。 The stator 12 supported by the support member 43 may be fixed, and the rotor 11, together with the stator insertion jig 21, may be raised by a lift or lowered by a crane or the like and moved closer to the stator 12. In this case, the nuts 42 provided on the support member 43 may be threaded onto the stud bolts 41 provided on the stator insertion jig 21, and the amount of rotation of these multiple nuts 42 may be adjusted evenly to assemble the rotor 11 and stator 12.
また、ロータ11に一体化されたステータ挿入治具21を削除してロータ11を支持部材43に支持させ、ステータ12の外周の外側で中心軸12P方向に延びる挿入ガイドを備えたロータ挿入治具(不図示)をステータ12に取り付けて一体化し、ロータ11をステータ12に対し接近移動させてもよい。この場合には、支持部材43に設けられた複数のナット42のそれぞれをロータ挿入治具に立設された複数本のスタッドボルト41のそれぞれに螺合させ、これら複数のナット42の回転量を均等に調整して、ロータ11とステータ12とを組み付けてもよい。 Alternatively, the stator insertion jig 21 integrated with the rotor 11 may be removed, and the rotor 11 may be supported by a support member 43. A rotor insertion jig (not shown) equipped with an insertion guide extending in the direction of the central axis 12P outside the outer periphery of the stator 12 may be attached to the stator 12 and integrated therewith, and the rotor 11 may be moved closer to the stator 12. In this case, each of the multiple nuts 42 provided on the support member 43 may be threaded onto each of the multiple stud bolts 41 erected on the rotor insertion jig, and the amount of rotation of these multiple nuts 42 may be adjusted evenly to assemble the rotor 11 and stator 12.
図10は、第3実施形態における永久磁石式回転電機10の組立方法の変形形態における第2工程を示すものであり、第2実施形態に第3実施形態を適用するものである。 Figure 10 shows the second step in a modified embodiment of the assembly method for the permanent magnet rotating electric machine 10 in the third embodiment, in which the third embodiment is applied to the second embodiment.
本変形形態においても、ロータ11に一体化された第1ステータ挿入治具31の基板31Bに複数本のスタッドボルト41が立設され、ステータ12を支持する支持部材43に回転自在に設けられた複数のナット42のそれぞれが、複数本のスタッドボルト41のそれぞれに螺合され、これら複数のナット42の回転量を調整して、ロータ11とステータ12とを組み付けるものである。 In this modified embodiment, multiple stud bolts 41 are erected on the base plate 31B of the first stator insertion jig 31, which is integrated with the rotor 11. Multiple nuts 42 are rotatably mounted on a support member 43 that supports the stator 12. Each of the multiple nuts 42 is threaded onto each of the multiple stud bolts 41, and the amount of rotation of these multiple nuts 42 is adjusted to assemble the rotor 11 and stator 12.
つまり、この変形形態の第2工程では、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aの中心軸31Pと第2ステータ挿入治具32の中心軸32Pとを一致させた状態でステータ12を、中心軸31P及び32Pに沿って鉛直方向に吊り下ろし、ロータ11に向かって接近移動させる。この接近移動に際して、第1ステータ挿入治具31の挿入ガイド31Aを第2ステータ挿入治具32の内周面に摺接させてガイドとして機能させると共に、複数のナット42の回転量を均等に調整してナット42をスタッドボルト41に螺合させ、スタッドボルト41を支持部材43の貫通孔44に貫通させる。これにより、ステータ12をロータ11の内側に挿入して、ロータ11とステータ12とを組み付ける。 In other words, in the second step of this modified embodiment, the center axis 31P of the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 is aligned with the center axis 32P of the second stator insertion jig 32, and the stator 12 is then suspended vertically along the center axes 31P and 32P and moved toward the rotor 11. During this movement, the insertion guide 31A of the first stator insertion jig 31 slides against the inner surface of the second stator insertion jig 32 to function as a guide, and the rotation amounts of the multiple nuts 42 are adjusted evenly to thread the nuts 42 onto the stud bolts 41 and pass the stud bolts 41 through the through holes 44 of the support member 43. This inserts the stator 12 inside the rotor 11, and the rotor 11 and stator 12 are assembled.
上記変形形態における第1工程及び第3~第6工程は、第3実施形態と同様である。また、本変形形態においても、第3実施形態と同様な効果(1)及び(4)を奏する。 Steps 1 and 3 to 6 in the above modified embodiment are the same as those in the third embodiment. Furthermore, this modified embodiment also achieves the same effects (1) and (4) as the third embodiment.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができ、また、それらの置き換えや変更、組み合わせは、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention. Furthermore, such substitutions, changes, and combinations are included within the scope and spirit of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
10…永久磁石式回転電機、11…ロータ、11P…中心軸、12…ステータ、12P…中心軸、13…永久磁石、21…ステータ挿入治具(組立治具)、21P…中心軸、23…スペーサ、25…抑え治具、31…第1ステータ挿入治具(第1の組立治具)、31P…中心軸、32…第2ステータ挿入治具(第2の組立治具)、41…スタッドボルト、42…ナット、43…支持部材 10...Permanent magnet rotating electric machine, 11...Rotor, 11P...Center shaft, 12...Stator, 12P...Center shaft, 13...Permanent magnet, 21...Stator insertion jig (assembly jig), 21P...Center shaft, 23...Spacer, 25...Retaining jig, 31...First stator insertion jig (first assembly jig), 31P...Center shaft, 32...Second stator insertion jig (second assembly jig), 41...Stud bolt, 42...Nut, 43...Support member
Claims (4)
前記ロータまたは前記ステータの一方と組立治具とを、互いの中心軸を一致させて一体化した後、
前記ロータまたは前記ステータの他方を、前記組立治具に対し互いの中心軸を一致させた状態で、この中心軸に沿って鉛直方向に、前記組立治具をガイドとして前記一方に向かって接近移動させて、前記ロータと前記ステータとを組み付け、
前記ロータと前記ステータとを組み付けた後に、これらのロータとステータ間にスペーサを配置し、更に、前記ロータ及び前記ステータを抑え治具を用いて一体化し、
次に、前記組立治具を取り外し、
次に、一体化された前記ロータ及び前記ステータを吊り上げて所定箇所に設置した後、前記抑え治具及び前記スペーサを取り外して、永久磁石式回転電機の組立を完了することを特徴とする永久磁石式回転電機の組立方法。 A method for assembling a permanent magnet type rotating electric machine by assembling a rotor having permanent magnets and a stator, comprising the steps of:
After integrating one of the rotor or the stator and the assembly jig by aligning their central axes,
the other of the rotor and the stator is moved toward the other of the rotor and the stator in a vertical direction along the central axis using the assembly jig as a guide, with the central axes of the rotor and the stator aligned with each other relative to the assembly jig, to assemble the rotor and the stator ;
After assembling the rotor and the stator, a spacer is disposed between the rotor and the stator, and the rotor and the stator are integrated using a holding jig.
Next, the assembly jig is removed,
Next, the integrated rotor and stator are lifted and installed in a predetermined location, and then the holding jig and the spacer are removed to complete the assembly of the permanent magnet rotating electric machine .
前記ロータと第1の組立治具とを互いの中心軸を一致させて一体化し、
前記ステータと第2の組立治具とを互いの中心軸を一致させて一体化し、
その後、前記第1の組立治具と前記第2の組立治具とを、これらの中心軸を一致させた状態で、この中心軸に沿って鉛直方向に摺接させ且つガイドとして機能させて接近移動させて、前記ロータと前記ステータとを組み付け、
前記ロータと前記ステータとを組み付けた後に、これらのロータとステータ間にスペーサを配置し、更に、前記ロータ及び前記ステータを抑え治具を用いて一体化し、
次に、前記第1の組立治具及び前記第2の組立治具を取り外し、
次に、一体化された前記ロータ及び前記ステータを吊り上げて所定箇所に設置した後、前記抑え治具及び前記スペーサを取り外して、永久磁石式回転電機の組立を完了することを特徴とする永久磁石式回転電機の組立方法。 A method for assembling a permanent magnet type rotating electric machine by assembling a rotor having permanent magnets and a stator, comprising the steps of:
the rotor and the first assembly jig are integrated together with their central axes aligned;
The stator and the second assembly jig are integrated by aligning their central axes with each other,
Thereafter, the first assembly jig and the second assembly jig are brought into sliding contact with each other in the vertical direction along the central axis with their central axes aligned, and are moved toward each other while functioning as a guide, thereby assembling the rotor and the stator ;
After assembling the rotor and the stator, a spacer is disposed between the rotor and the stator, and the rotor and the stator are integrated using a holding jig.
Next, the first assembly jig and the second assembly jig are removed,
Next, the integrated rotor and stator are lifted and installed in a predetermined location, and then the holding jig and the spacer are removed to complete the assembly of the permanent magnet rotating electric machine .
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