JP5889235B2 - 回転電機の電機子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す片側断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の要部を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する長鉄心を示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する短鉄心を示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図7はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線体を示す断面図である。なお、図2では、永久磁石が省略されている。
短鉄心112は、図5に示されるように、円弧状のヨーク112aと、ヨーク112aから径方向内方に延びる2本の磁極ティース112bと、から構成されている。短鉄心112は、例えば、一定の形状に打ち抜かれた複数枚の電磁鋼板片を積層、一体化して作製される。
図14はこの発明の実施の形態2に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する長鉄心を直線状に展開した状態を示す斜視図、図15および図16はそれぞれこの発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の製造方法における長鉄心に巻線体を装着する方法を説明する斜視図、図17はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の製造方法における長鉄心に巻線体を装着した状態を示す斜視図、図18はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の製造方法における短鉄心を装着する方法を説明する端面図、図19はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立後の状態を示す端面図、図20はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の製造方法における長鉄心を構成する電磁鋼板片の打ち抜き工程を説明する平面図である。なお、図18および図19は、便宜上、巻線体22は第1および第2直線部22a,22bのみで表されている。
なお、実施の形態2では、長鉄心111に替えて長鉄心113を用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図21はこの発明の実施の形態3に係る回転電機の固定子の製造方法における短鉄心を装着する方法を説明する端面図、図22はこの発明の実施の形態3に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立後の状態を示す端面図である。なお、図21および図22は、便宜上、巻線体22は第1および第2直線部22a,22bのみで表されている。
短鉄心112Aは、円弧状のヨーク112aと、ヨーク112aから径方向内方に延びる1本の磁極ティース112bと、から構成されている。
ついで、図21に示されるように、2つの短鉄心112と1つの短鉄心112Aを長鉄心114の切り欠き部の径方向外方に位置させ、その後短鉄心112,112Aを径方向内方に移動させて、径方向に1列に並んだ第1および第2直線部22a,22bの列を短鉄心112,112Aのスロット12内に収納する。これにより、図22に示されるように、3つの短鉄心112,112Aが長鉄心114の切り欠き部に挿入され、円環状の固定子鉄心11Bが作製される。そして、48個の巻線体22からなる固定子巻線20が固定子鉄心11Bに装着され、固定子10Bが作製される。
図23はこの発明の実施の形態4に係る回転電機に適用される固定子巻線を示す斜視図、図24から図26はそれぞれこの発明の実施の形態4に係る回転電機の固定子の製造方法における長鉄心に固定子巻線を装着する方法を説明する斜視図、図27はこの発明の実施の形態4に係る回転電機の固定子の製造方法における短鉄心を装着する方法を説明する端面図、図28はこの発明の実施の形態4に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立後の状態を示す端面図である。なお、図24から図28は、便宜上、固定子巻線は直線部のみで表されている。
ついで、連結部113cで折り曲げて、第3巻線アッセンブリ33が組み込まれた長鉄心113の径をさらに縮小する。そして、第2巻線アッセンブリ32をC字状に丸め、図25に示されるように、径が縮小された長鉄心113の各スロット12に、直線部35の対を挿入する。このとき、第2巻線アッセンブリ32の直線部35が円弧状に曲げられた長鉄心113の両端から6本ずつ突き出ている。
ついで、連結部113cで折り曲げて、第2および第3巻線アッセンブリ32,33が組み込まれた長鉄心113の径を最小径に縮小する。これにより、第2および第3巻線アッセンブリ32,33の長鉄心113の両端から突き出ていた直線部35がそれぞれ径方向に1列に配列する。つまり、径方向に1列に配列された4本の直線部35が、長鉄心113の切り欠き部に、1スロットピッチで6列配列される。そして、第1巻線アッセンブリ31をC字状に丸め、図26に示されるように、最小径に縮小された長鉄心113の各スロット12に、直線部35の対を挿入する。
ついで、図27に示されるように、3つの短鉄心112を長鉄心113の切り欠き部の径方向外方に位置させ、その後短鉄心112を径方向内方に移動させて、径方向に1列に並んだ直線部35の列を短鉄心112のスロット12内に収納する。これにより、図28に示されるように、3つの短鉄心112が長鉄心113の切り欠き部に挿入され、円環状の固定子鉄心11Aが作製される。そして、第1、第2および第3巻線アッセンブリ31,32,32からなる固定子巻線30が固定子鉄心11Aに装着され、固定子10Cが作製される。
図29はこの発明の実施の形態5に係る回転電機に適用される固定子鉄心を示す端面図、図30はこの発明の実施の形態5に係る回転電機の固定子の製造方法における巻線体を長鉄心に装着した状態を示す斜視図、図31および図32はそれぞれこの発明の実施の形態5に係る回転電機の固定子の製造方法における巻線体を長鉄心に装着する方法を説明する端面図、図33はこの発明の実施の形態5に係る回転電機の固定子の製造方法における短鉄心を装着する方法を説明する端面図、図34はこの発明の実施の形態5に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立後の状態を示す端面図である。なお、図31から図34は、便宜上、巻線体22は第1および第2直線部22a,22bのみで表されている。
実施の形態5によれば、長鉄心115が2つであるので、長鉄心111が1つである上記実施の形態1に比べて、組立性が改善される。また、長鉄心115の周方向長さが短くなるので、長鉄心115を構成する電磁鋼板片を打ち抜く金型が小さくなり、生産性が高められる。
また、上記各実施の形態では、固定子を用いて説明しているが、電機子は固定子に限定されず、回転子が巻線形回転子の場合には、本願を回転子に適用しても、同様の効果を奏する。
したがって、巻線体の第1および第2直線部間の間隔が短節巻きのスロットピッチの場合においても、当該領域は、(短節巻きのスロットピッチ−1磁極ティースピッチ)以上、短節巻きのスロットピッチ以下の範囲にすることが望ましい。
したがって、巻線体の第1および第2直線部間の間隔が長節巻きのスロットピッチの場合、当該領域は、(長節巻きのスロットピッチ−1磁極ティースピッチ)以上、長節巻きのスロットピッチ以下の範囲にすることが望ましい。
また、第1直線部と第2直線部との間を7スロット角度間隔(長節巻きのスロットピッチ)とする長節巻きの巻線体を用いる場合には、当該領域は電気角で180度以上、210度以下の範囲とすることが望ましい。
また、第1直線部と第2直線部との間を5スロット角度間隔(短節巻きのスロットピッチ)とする短節巻きの巻線体を用いる場合には、当該領域は電気角で120度以上、150度以下の範囲とすることが望ましい。
Claims (8)
- 円環状のヨーク、およびそれぞれ上記ヨークから径方向内方に突出して周方向に配列された多数の磁極ティースからなる電機子鉄心と、上記電機子鉄心に装着された複数の分布巻の巻線からなる電機子巻線と、を備えた回転電機の電機子において、
上記電機子鉄心は、少なくとも一つの周方向に連続する領域が1個又は2個の上記磁極ティースを有する複数個の短鉄心により構成され、上記領域の間の周方向の区間が上記短鉄心より長い一つの長鉄心により構成されており、
上記短鉄心と上記長鉄心は、分離していることを特徴とする回転電機の電機子。 - 上記巻線は、nスロット角度間隔(但し、nは2以上の自然数)離れたスロット対に複周回巻き回されている導体線により構成された巻線体であり、
上記領域が、(nスロット角度間隔−1磁極ティースピッチ)以上、nスロット角度間隔以下であることを特徴とする請求項1記載の回転電機の電機子。 - 上記領域が一つであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転電機の電機子。
- 上記領域が二つであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転電機の電機子。
- 上記長鉄心は、1つの上記磁極ティースを有する円弧状のヨーク部が、該ヨーク部の外周部同士を屈曲可能な連結部で連結されて、周方向に一続きに構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機の電機子。
- 円環状のヨーク、およびそれぞれ上記ヨークから径方向内方に突出して周方向に配列された多数の磁極ティースからなる電機子鉄心と、上記電機子鉄心に装着された複数の分布巻の巻線からなる電機子巻線と、を備え、上記電機子鉄心は、少なくとも一つの周方向に連続する領域が1個又は2個の上記磁極ティースを有する複数個の短鉄心により構成され、上記領域の間の周方向の区間が上記短鉄心より長い一つの長鉄心により構成されており、上記短鉄心と上記長鉄心は、分離している回転電機の電機子の製造方法において、
上記長鉄心に上記複数の分布巻の巻線を装着する工程と、
上記複数の分布巻の巻線が装着された上記長鉄心間の上記領域に径方向外方から上記複数個の短鉄心を挿入する工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の電機子の製造方法。 - それぞれ、導体線を複数回巻き回して複数の巻線体を作製する工程と、
1つの上記磁極ティースを有する円弧状のヨーク部が、該ヨーク部の外周部同士を屈曲可能な連結部で連結して、一続きに構成された上記長鉄心を作製する工程と、をさらに備え、
上記長鉄心に上記複数の分布巻の巻線を装着する工程において、上記長鉄心を直線状に伸ばした後、上記長鉄心の長さ方向の一端から他端側に向かって上記連結部を順次屈曲させて上記長鉄心を円弧状に曲げながら、上記複数の巻線体を上記長鉄心の長さ方向の一端から他端側に順次装着することを特徴とする請求項6記載の回転電機の電機子の製造方法。 - それぞれ、幅方向に重ねられた直線部の対が1スロットピッチで配列され、かつ対応する直線部の端部同士がターン部で連結されて構成された複数本の波巻き巻線を有する複数の巻線アッセンブリを作製する工程と、
1つの上記磁極ティースを有する円弧状のヨーク部が、該ヨーク部の外周部同士を屈曲可能な連結部で連結して、一続きに構成された上記長鉄心を作製する工程と、をさらに備え、
上記長鉄心に上記複数の分布巻の巻線を装着する工程において、上記連結部で屈曲させて上記長鉄心を円弧状に曲げる曲げ工程と、複数の上記巻線アッセンブリの一つを環状に丸めて、円弧状に曲げられた上記長鉄心に内径側から装着する装着工程と、を繰り返し、かつ、繰返す毎に、上記曲げ工程で、上記長鉄心の円弧状の径を小さくして、複数の上記巻線アッセンブリを上記長鉄心に径方向に重ねて複数層に装着することを特徴とする請求項6記載の回転電機の電機子の製造方法。
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