JP2008312319A - 電機子製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アキシャルギャップ型回転電機用の電機子について、占積率を高め、機械的強度を高める。
【解決手段】ヨーク101上に設けられたティース及び電機子巻線201に対して、圧粉磁芯をインサート成型することにより、ヨーク101とは反対側に磁性体板301を、電機子巻線201同士の間にコイル間磁性体303を、それぞれ形成する。圧粉磁芯の成型時において電機子巻線201は圧迫され、ヨーク101並びに磁性体板及びティースとの密着性が向上する。
【選択図】図5
【解決手段】ヨーク101上に設けられたティース及び電機子巻線201に対して、圧粉磁芯をインサート成型することにより、ヨーク101とは反対側に磁性体板301を、電機子巻線201同士の間にコイル間磁性体303を、それぞれ形成する。圧粉磁芯の成型時において電機子巻線201は圧迫され、ヨーク101並びに磁性体板及びティースとの密着性が向上する。
【選択図】図5
Description
この発明は、アキシャルギャップ型の回転電機に採用される電機子に関する。
従来から、アキシャルギャップ型と通称される回転電機が提案されている。アキシャルギャップ型の回転電機では、通常は回転子として機能する界磁子と、通常は固定子として機能する電機子とが、その回転軸に沿った方向においてエアギャップと通称される間隙を介して対向している。アキシャルギャップ型の回転電機は、薄型化できる点や、磁極面積を大きくすることによりトルク密度を向上できる点で、望ましい。アキシャルギャップ型の回転電機は、例えば後掲する特許文献1、2に紹介されている。
アキシャルギャップ型の回転電機の電機子巻線として集中巻を採用する場合、所定の形に成形したティースの周りに同じ幅、同じ太さで電機子巻線を配置することが可能である。よって電機子巻線の断面形状として長方形を採用し易い。そしてかかる断面形状の採用は、電機子巻線と電機子コアとを高密度に配置することを可能とする。
しかし、電機子巻線をティースに対して巻回するときには、両者の間に隙間が開き、いわゆる「巻き太り」が発生し易い。また、電機子巻線の巻き始めの部分が他の部分の整列を乱し、例えばバックヨークと電機子巻線との間に隙間ができる場合もある。このような隙間の存在は占積率の低下を招来する。
他方、電機子巻線がティースに対して密着して巻回されていれば、電機子巻線は電機子コアの変形を阻み、実質的に電機子コアの剛性を向上させる。これは、アキシャルギャップ型の回転電機において、電機子と界磁子との間に働く磁気吸引力に起因する変形や、共振に起因する電磁振動を低減する。
後掲する特許文献3には、電機子コアを圧粉鉄心で成形し、電機子巻線を埋め込む構造が紹介されている。また後掲する特許文献4には耐熱性絶縁コイルについて記載がある。また後掲する特許文献5〜8には電機子巻線が巻回されないティースについての記載がある。その他、本願に関する先行技術文献として、特許文献9及び非特許文献1を挙げる。
特許文献3,5〜8で紹介された回転電機は、アキシャルギャップ型ではなく、ラジアルギャップ型である。ラジアルギャップ型においては、電機子巻線がティースから回転軸方向に突出する部分(いわゆるコイルエンド)の高さが、径方向の位置に依存して異なる。
例えば、界磁子が電機子の内周側に配置されるインナーロータ型である場合を想定する。この場合、電機子巻線が巻回される領域の、回転軸に垂直な面は、径方向外側ほど広くなる。よってコイルエンドが電機子コアから突出する高さは、内径側ほど低く、外径側ほど高くなる。また界磁子が電機子の外周側に配置されるアウターロータ型である場合には、上述の高さは内径側ほど高く、外径側ほど低くなる。
そしてコイルエンドの高さが低い位置では、当然、電機子巻線が巻回されておらず、回転電機にとっては冗長な領域となる。
コイルエンドの高さを径方向の位置に依らずに一定とするためには、例えばインナーロータ型では、ティースの回転軸方向の寸法を外周側ほど小さくすることが考えられる。しかしこの場合には、電機子巻線が囲む断面積(ティースの延在方向に対する断面積)が外周側ほど小さくなってしまって好ましくない。
他方、アキシャルギャップ型回転電機でのコイルエンドは、電機子巻線がティースから回転軸についての径方向に突出する部分として把握される。よって電機子巻線が囲む断面積を、ティースの延在方向に対して一定にすることが、占積率を改善する上で望ましい。つまりアキシャルギャップ型回転電機では、コイルエンドによる占積率の悪化が小さい。
そこで本発明は、本質的に占積率が良好なアキシャルギャップ型回転電機用の電機子について、更に占積率を高め、機械的強度を高める技術を提供することを目的とする。
この発明にかかる電機子製造方法の第1の態様は、アキシャルギャップ型モータに用いられ、前記アキシャルギャップ型モータの回転軸(Q)に平行な方向たる軸方向において界磁子(9)と対向し、前記回転軸の周囲で環状に配置される複数のティース(102;33)と、前記ティースに設けられる電機子巻線(201;201,201A,201B;201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wb;201U,201V,201W)と、前記電機子巻線の前記軸方向側の端に設けられた磁性体(301;301,305;301,301A,301B;31)とを備える電機子(1A〜1H)を製造する方法である。当該方法において、少なくとも前記磁性体が圧粉磁芯で構成され、磁性粉を前記軸方向に圧縮して前記圧粉磁芯を形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第2の態様は、その第1の態様であって、前記電機子巻線は、前記回転軸に平行な方向を軸として巻回されて前記ティースに設けられる。
この発明にかかる電機子製造方法の第3の態様は、その第2及び第3の態様のいずれかであって、前記電機子巻線同士の間にも前記圧粉磁芯(303;308)を形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第4の態様は、その第1乃至第3の態様のいずれかであって、前記電機子巻線は整列巻で巻回され、前記圧粉磁芯の形成に先だって前記電機子巻線が圧縮される。
この発明にかかる電機子製造方法の第5の態様は、その第4の態様であって、前記電機子巻線を前記ティースに設けることに先だって前記電機子巻線が所定の圧縮方向に圧縮され、前記圧縮方向は、前記電機子巻線が前記ティースに設けられたときには前記回転軸に垂直な方向に相当する。
この発明にかかる電機子製造方法の第6の態様は、その第1乃至第5の態様のいずれかであって、前記電機子巻線が前記電機子の内周側及び外周側の少なくとも一方において設けられる壁(412,422)によって位置決めされつつ、前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第7の態様は、第1乃至第5の請求項のいずれかであって、前記圧粉磁芯の形成に先立って、(a)前記軸方向に突出した突起(103)を有するヨーク(101)を形成し、(b)前記突起に対して前記電機子巻線(201)を位置決めし、前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第8の態様は、その第1乃至第7の請求項のいずれかであって、前記磁性体は、前記ティースに対応して設けられて相互に磁気的に分離された磁性体板(301;301,305)の複数を有する。
この発明にかかる電機子製造方法の第9の態様は、その第8の態様であって、前記磁性体板同士の間には前記圧粉磁芯が存在しないか、もしくは前記回転軸に沿った厚みが前記磁性体板よりも薄い前記圧粉磁芯(304)が存在する。
この発明にかかる電機子製造方法の第10の態様は、その第1乃至第5の態様のいずれかであって、前記電機子は、前記磁性体とは反対側で前記電機子巻線の前記軸方向側の端に前記ティースに対応して設けられ、相互に磁気的に分離された磁性体板(301)の複数を更に備える。そして当該製造方法は、前記圧粉磁芯の形成に先立って、(a)前記磁性体板が形成され、(b)前記磁性体板に対して前記電機子巻線(201)が位置決めされ、前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第11の態様は、第6及び第10の態様のいずれかであって、前記圧粉磁芯によって、前記ティースを相互に少なくとも前記回転軸の周囲で連結するヨークをも形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第12の態様は、その第1乃至第5の態様のいずれかであって、前記圧粉磁芯の形成に先立って、前記ティースに前記電機子巻線が設けられる。
この発明にかかる電機子製造方法の第13の態様は、その第12の態様であって、前記電機子巻線が巻回される位置において前記ティースの表面には絶縁処理が施される。
この発明にかかる電機子製造方法の第14の態様は、その第12の態様であって、前記電機子巻線と前記ティースとの間にも前記圧粉磁芯が形成される。
この発明にかかる電機子製造方法の第15の態様は、前記磁性体は、前記ティースに対応して前記電機子巻線の前記軸方向側の両端に設けられ、相互に磁気的に分離された磁性体板(301,305)の複数である。
この発明にかかる電機子製造方法の第16の態様は、その第15の態様であって、前記磁性体板(301,305)の複数とは磁気的に分離して、前記電機子巻線の外周側に設けられる外周コア(307)も、前記圧粉磁芯で形成する。
この発明にかかる電機子製造方法の第17の態様は、その第1乃至第3の態様のいずれかであって、前記電機子巻線は集中巻で巻回されて前記ティースに設けられる。
この発明にかかる電機子製造方法の第18の態様は、その第17の態様であって、前記電機子巻線のクロスポイントは前記磁性体よりも外周側もしくは内周側に配置される。
この発明にかかる電機子製造方法の第19の態様は、その第3の態様であって、前記電機子巻線は集中巻で前記ティースに設けられ、前記電機子巻線同士の間の前記圧粉磁芯(308)は、前記電機子巻線(201,201A,201B)に多相電流が供給されて前記ティースと共に磁極として機能する。
この発明にかかる電機子製造方法の第20の態様は、その第19の態様であって、前記電機子(1E)が一対設けられ、一方の前記電機子の前記電機子巻線が巻回された前記ティースと、他方の前記電機子の前記電機子巻線同士の間の前記圧粉磁芯とが前記軸方向において対向する。
この発明にかかる電機子製造方法の第21の態様は、その第1乃至第3のいずれかであって、前記電機子巻線は分布巻で巻回され、前記ティースの少なくとも一つには、他の少なくとも一つの前記ティースに設けられた前記電機子巻線が設けられ、前記電機子巻線は前記圧粉磁芯に埋め込まれる。
この発明にかかる電機子製造方法の第1の態様によれば、圧粉磁芯の形成時において、磁性粉が電機子巻線を圧迫する。また、電機子巻線を構成する導線間の隙間にも磁性粉が入り込む。これにより電機子巻線と磁性体とは密着することとなり、占積率及び構造的強度が向上する。
この発明にかかる電機子製造方法の第2の態様によれば、圧粉磁芯の形成時において、電機子巻線が圧迫される方向は、その巻回の軸となる方向と平行である。よって電機子巻線は圧迫されても崩れにくい。
この発明にかかる電機子製造方法の第3の態様によれば、電機子巻線同士の間にも圧粉磁芯が介在することにより、回転軸についての周方向にも電機子巻線が圧迫されるので、巻崩れがより低減する。
この発明にかかる電機子製造方法の第4の態様によれば、圧粉磁芯の形成時に電機子巻線の圧縮が伴う場合と比較して、電機子巻線が磁性体へとより密着する。
この発明にかかる電機子製造方法の第5の態様によれば、電機子巻線をティースに設けてから圧縮する場合と比較して、電機子巻線の圧縮が容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第6の態様によれば、圧粉磁芯によってティースと磁性体とを形成するので、電機子の製造が容易である。しかも電機子巻線は圧迫されても、位置決め用の壁によって、崩れにくい。
この発明にかかる電機子製造方法の第7の態様によれば、圧粉磁芯の形成の際の電機子巻線の位置決めが容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第8の態様によれば、圧粉磁芯によってティース及び磁性体板を形成するので、電機子の製造が容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第9の態様によれば、磁性体板は圧粉磁芯で形成されつつも、相互に磁気的に分離される。
この発明にかかる電機子製造方法の第10の態様によれば、圧粉磁芯によってティース及び磁性体を形成するので、電機子の製造が容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第11の態様によれば、圧粉磁芯によってティース及びヨークを形成するので、電機子の製造が容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第12の態様によれば、圧粉磁芯の形成の際の、電機子巻線の位置決めが容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第13の態様によれば、電機子巻線とティースとの絶縁が良好となる。
この発明にかかる電機子製造方法の第14の態様によれば、ティースの磁気抵抗が低減される。
この発明にかかる電機子製造方法の第15の態様によれば、電機子に対して軸方向の両側に界磁子を設ける構造の回転電機に用いる電機子が製造される。
この発明にかかる電機子製造方法の第16の態様によれば、電機子巻線の外周側の圧粉磁芯を用いて、電機子の外枠への保持が容易である。
この発明にかかる電機子製造方法の第17の態様によれば、集中巻で巻回された電機子巻線は、ティースの周囲に同じ幅、同じ太さで配置し易く、占積率が高まる。
この発明にかかる電機子製造方法の第18の態様によれば、クロスポイントへの圧迫を回避して、電機子巻線の崩れが防止される。
この発明にかかる電機子製造方法の第19の態様によれば、ティース当たりの電機子巻線の巻回数を高めることができる。
この発明にかかる電機子製造方法の第20の態様によれば、電機子の発生する磁界が界磁子を透過する制御において好適である。
この発明にかかる電機子製造方法の第21の態様によれば、電機子巻線の、いわゆるコイルエンドも圧迫され、占積率及び構造的強度が向上する。
第1の実施の形態.
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる電機子製造方法に用いる電機子コアの構成を示す平面図である。図2は図1の位置II−IIにおける断面を示す断面図である。
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる電機子製造方法に用いる電機子コアの構成を示す平面図である。図2は図1の位置II−IIにおける断面を示す断面図である。
当該電機子コアは、磁性体からなるバックヨーク101と、ティース102とを有している。当該電機子コアは、図1において図示が省略された界磁子に対して、回転軸Qに平行な方向(以下「軸方向」とも称す)において対向する。
バックヨーク101は回転軸Qの周囲で開口する孔100を有している。孔100は界磁子に連結される回転シャフト(図示省略)を貫通させる機能を担っている。回転シャフトはバックヨーク101を貫通することで、電機子コアに対して界磁子とは反対側の軸受(図示省略)に到達する。
ティース102は孔100の周囲で、即ち回転軸Qの周囲で、バックヨーク101の一方側で環状に配置される。これにより、ヨーク101は、ティース102を相互に少なくとも回転軸Qの周囲で連結する。
図3は電機子巻線201の形状の概要を示す斜視図である。本願で特に断らない限り、電機子巻線は、これを構成する導線の一本一本を指すのではなく、導線が一纏まりに巻回された態様を指す。これは図面においても同様である。また、巻き始め及び巻き終わりの引き出し線、及びそれらの結線も図面においては省略した。
電機子巻線201は内周面200を有して環状に成型される。具体的には整列巻で空芯状に巻回され、圧縮成型される。なお、電機子巻線201の導線同士は、固着されていることが望ましい。当該固着のためには、例えば当該導線として自己融着する皮膜が施されたものを採用したり、導線にワニスを塗布したりする手法を採用できる。
図4は電機子巻線201を電機子コアに組み合わせた構成を示す斜視図である。電機子巻線201の内周面200に、ティース102が貫挿される。このように集中巻を採用する場合、所定の形に成形したティース102の周りに同じ幅、同じ太さの導線を用いて電機子巻線201を配置することができる。
電機子巻線201をティース102に設けることに先だって、電機子巻線201が所定の圧縮方向に圧縮されることが望ましい。当該圧縮方向とは、電機子巻線201がティース102に設けられたときには軸方向に対して垂直となる方向である。例えば、電機子巻線201の内部に芯を挿入し、巻回方向の外側から内側に向って電機子巻線201を圧縮する。
このように予め電機子巻線201を圧縮することにより、これをティース102に設けてから圧縮する場合と比較すると、電機子巻線201の圧縮が容易である。
電機子巻線201が巻回される位置においてティース102の表面には絶縁処理が施されることが望ましい。電機子巻線とティースとの絶縁が良好となるからである。ティース102と電機子巻線201との間に磁性粉が入ってもいい。ティース102を圧粉鉄心で形成している場合、当該磁性粉がティース102と焼結結合すればティースの断面積が増し、磁気抵抗が低減して好適である。
電機子巻線201をティース102に設けた後、電機子巻線201の軸方向側の端に、例えばインサート成型によって磁性体を設ける。当該磁性体は、磁性粉を軸方向に圧縮して形成された圧粉磁芯である。
図5は図4に示された構成に対して、当該磁性体を設けて得られる電機子1Aを示す斜視図である。具体的には、当該磁性体は磁性体板301とコイル間磁性体303とであり、バックヨーク101と反対側から設けられている。
磁性体板301は、ティース102に対して少なくとも回転軸Qについての周方向において拡がることにより、電機子巻線201の少なくとも軸方向端部の一部を覆う。
磁性体板301は、磁気的には、バックヨーク101と反対側から電機子巻線201に対向する界磁子(図示省略)からの界磁磁束を、電機子巻線201に鎖交させ易くする機能を有している。
また磁性体板301の形成に際して、軸方向に圧縮される磁性粉が電機子巻線201を圧迫することにより、電機子巻線201が磁性体板301及びバックヨーク101と密着する。これは占積率及び構造的強度の向上を招来する。具体的には電機子巻線201は電機子コアの変形を阻み、実質的に電機子コアの剛性を向上させる。これは、アキシャルギャップ型の回転電機において、電機子と界磁子との間に働く磁気吸引力に起因する変形や、共振に起因する電磁振動を低減する。
電機子巻線201は、軸方向に平行な方向を軸として巻回されてティース102に設けられる。これにより、圧粉磁芯の形成時において電機子巻線201が圧迫される方向は、その巻回の軸となる方向と平行である。よって電機子巻線201は、圧粉磁芯の形成のときに圧迫されても崩れにくい。
コイル間磁性体303は、周方向に隣接する電機子巻線201同士の間に設けられる。この位置にも圧粉磁芯が介在することにより、周方向にも電機子巻線が圧迫されるので、巻崩れがより低減する。
上述のように磁性体板301はティース102に対して周方向に拡がって電機子巻線201を覆い、コイル間磁性体303は、周方向に隣接する電機子巻線201同士の間に設けられる。よって両者は連続体として形成されても良い。但し、磁性体板301が担うべき磁気的な機能に鑑みると、周方向に隣接する電機子巻線201を覆う磁性体板301同士は磁気的に分離されていることが望ましい。そこで、磁性体板301同士の間には溝302が設けられている。
図6は図5の描画領域VIを拡大して示す図である。磁性体板301同士は圧粉磁芯304を介して周方向において連結する。圧粉磁芯304はコイル間磁性体303のバックヨーク101と反対側に設けられている。溝302を設けることにより圧粉磁芯304の軸方向の厚さを磁性体板301よりも小さくする。
圧粉磁芯304は、磁性体板301同士の間を周方向に磁束が流れる経路となる。よって圧粉磁芯304の軸方向の厚さを小さくして磁気飽和しやすくすることで、磁性体板301同士を機構的には連結しつつも磁気的に分離する。
もちろん、圧粉磁芯304を形成することなく、磁性体板301あるいは更にコイル間磁性体303を形成することが望ましい。
電機子巻線201は、整列巻された部分が圧粉鉄心と接することが望ましい。図7は整列巻において例外的に整列巻から外れる部位を示す断面図である。導線21は整列巻きされて電機子巻線201を構成している。具体的にはバックヨーク101上で1段目の導線21が密着して配置される。そして1段目の導線21の隣接位置の上に、2段目の導線21が配置される。
このように、整列巻は、導線21が丸線の場合に、最も占積率の高くなる巻き方である。なお、導線21が平角線であれば、導線21の上に導線21が配置される形態が最も占積率が高い。
整列巻を採用することにより、その巻回の軸となる方向から電機子巻線201が圧迫されたり、電機子巻線201がその外周側から圧迫されたときに、電機子巻線201の特定の部分に応力が集中することがない。
特に、例えばコイル間磁性体303を形成して電機子巻線201の外周を押さえたり、電機子巻線201を固着したりすることにより、上記圧迫に起因する電機子巻線201の変形も防止できる。
但し、導線21の一端は、電機子巻線201からその巻回方向とは逆に引き出されなければならない。この引き出しの位置において、巻回の軸となる方向から見て導線21同士が交差する。かかる位置はクロスポイントと通称される。
図7では1段目の導線21であって端に位置した導線21aが、2段目の導線21であって端に位置した導線21bよりも内周側に位置している状態が示されている。しかし導線21aを電機子巻線201から引き出すためには、鎖線で示されるように、導線21aを導線21bよりも外周側に引き出すことになる。
図8はクロスポイントにおける導線21a,21bの位置を巻回の軸となる方向から見た平面図である。導線21a,21bがクロスポイントにおいて立体交差するので、この位置を巻回の軸となる方向から圧迫するとここに応力が集中し、導線21がつぶれ、または、導線21の皮膜が破壊される等の影響がある。あるいは導線21a,21bがすべってクロスポイントが移動し、これが巻崩れの発端ともなる。
そこで、圧粉磁芯の形成に際しては、クロスポイントを圧迫しないことが望ましい。具体的には、コイル間磁性体303が形成されない位置、例えば図4を参照して、ティース102の外周側、もしくは内周側にクロスポイントが位置するように、電機子巻線201を設けることが望ましい。
整列巻で巻回された電機子巻線201は、圧粉磁芯の形成に先だって圧縮されることが望ましい。圧粉磁芯の形成時に電機子巻線201の圧縮が伴う場合と比較して、電機子巻線201が圧粉磁芯へとより密着するからである。
図9及び図10は磁性体板301、コイル間磁性体303を形成するための金型を示す斜視図である。図9において、金型41は蓋411と壁412とを有している。また金型42は蓋421と壁422とを有している。図10において、金型45は円盤451と突起452とを有している。
蓋411は、電機子巻線201の外周側に圧粉磁芯が形成されないように保護する。蓋421は、電機子巻線201の内周側に圧粉磁芯が形成されないように保護する。壁412は、隣接する電機子巻線201同士の間に外周側から入り込む。壁422は、隣接する電機子巻線201同士の間に内周側から入り込む。
図4に示された構成に対し、金型41,42をヨーク101とは反対側から被せる。これにより、ティース102及び電機子巻線201の上方(ヨーク101とは反対側)は、環状に露出しつつ蓋411,421によって覆われる。
このように露出した環状の位置に対して磁性粉を導入し、軸方向に沿ってヨーク101とは反対側から金型45で圧迫する。
金型45は、その内周450を金型42の外周423に対して隙間を空けて、その外周453を金型41の内周413に対して隙間を空けて、配置される。また突起452は隣接する電機子巻線201同士の間に配置される。
上記圧迫により、磁性体板301、コイル間磁性体303が形成される。但し突起452により溝302(図5、図6参照)が形成される。
但し、磁性体板301とコイル間磁性体303とは圧縮方向に対する長さが異なるため、圧縮のストロークを相互に異ならせて成型することが望ましい。その場合に採用される金型45では、その突起453が圧縮方向に可動である。このような圧縮成型の技術は例えば上述の非特許文献1によって公知である。
本実施の形態において、ティース102とバックヨーク101は、圧粉磁芯で構成されても良いし、積層鋼板で構成されてもよい。
なお、圧粉磁芯の成形温度は、材質や条件等にもよるが、100〜200°程度である。電機子巻線201あるいはティース102には、上記温度に耐えうる絶縁が施されていることが望ましい。電機子巻線201の絶縁には、高耐熱誘起被膜を施すか、セラミックなどの無機被膜を採用することができる。
圧粉磁芯の形成に先立って、ティース102に電機子巻線201が設けられることは、圧粉磁芯の形成の際に電機子巻線201の位置決めが容易である点で好適である。
第2の実施の形態.
図11は本発明の第2の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。ヨーク101には、ティース102が設けられていない状態で、電機子巻線201が環状に配置される。そして本実施の形態ではティースをも圧粉磁芯によって形成する。
図11は本発明の第2の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。ヨーク101には、ティース102が設けられていない状態で、電機子巻線201が環状に配置される。そして本実施の形態ではティースをも圧粉磁芯によって形成する。
図11において、ヨーク101上には金型43,44が設けられる。金型43は金型41から蓋411を除いた構造を有している。金型44は金型42から蓋421を除いた構造を有している。そして壁412,422によってティース102がそれぞれ外周側及び内周側から位置決めされている。
もちろん、本実施の形態においても第1の実施の形態で示されたように、ティース102は予め圧縮されていることが望ましい。図11では電機子巻線201の一つを壁412,422から浮かせた状態で図示し、電機子巻線201と金型43,44との配置関係を理解しやすくしている。
図12は本実施の形態にかかる電機子製造方法に用いられる蓋411,421を示す斜視図である。図11に示された構成に対して蓋411,421をヨーク101とは反対側から被せる。これにより、ヨーク101及び電機子巻線201の上方は、第1の実施の形態と同様に、環状に露出しつつ蓋411,421によって覆われる。
但し、本実施の形態では圧粉磁芯によりティースをも形成するので、蓋411,421を設けた状態であっても、内周面200を完全に露出させる。
このように露出した環状の位置に対して磁性粉を導入し、軸方向に沿ってヨーク101とは反対側から金型45(図10)で圧迫する。これにより、圧粉磁芯によって磁性体(例えば磁性体板301、コイル間磁性体303)と共にティースも形成される。かかる製造方法によれば電機子の製造が容易である。
電機子巻線201を位置決めする観点からは、壁412,422のいずれか一方があれば足りる。但し電機子巻線201が圧粉磁芯の形成時に圧迫されても崩れにくいためには、位置決め用の壁412,422の両方が存在することが望ましい。
圧粉磁芯が形成された後、金型43,44及び蓋411,421を外し、図5に示された電機子1Aと同じ外観を呈する構成が得られる。図5ではティースは隠れており図示されていないが、本実施の形態において電機子巻線201の内周面200(図11)に囲まれて形成される圧粉磁芯がティースとして機能する。
なお、金型42,43が、ヨーク101を包む形状の外郭を有しているか、あるいはかかる外郭を有する別個の金型を用いる場合、圧粉磁芯によってヨーク101を形成することも可能である。
図13は本実施の形態の変形にかかる電機子製造方法を説明する斜視図である。当該変形では、第2ヨーク103がヨーク101上に設けられている。第2ヨーク103は金型43,44の、軸方向の高さ(厚さ)を小さくした形状を呈している。従って、電機子巻線201は第2ヨーク103による位置決めを伴って配置される。第2ヨーク103は、ヨーク101が有する、軸方向へ突出した突起として把握することもできる。
その後、図11に示された金型43,44よりも第2ヨーク103の厚さだけ薄い金型、及び蓋411,421を用いて圧粉磁芯を形成する。これにより、ティースも圧粉磁芯で形成される。
図14は当該変形にかかる電機子製造方法によって得られる電機子1Bを示す斜視図である。電機子巻線201の内周面200(図13)に囲まれて形成される圧粉磁芯がティースとして機能するが、図14では隠れているため図示されていない。
上記の金型及び蓋411,421を外しても、第2ヨーク103は残る。よってその厚さは電機子巻線201の厚さよりも低くして、磁性体板301同士の磁気的短絡を回避する。
第2ヨーク103はバックヨーク101の孔100と合致する孔104を有している。孔104は回転シャフトを貫通させる機能を果たすが、当該機能を果たすためには、必ずしも孔100と合致する必要はない。
本実施の形態においてもヨーク101は、圧粉磁芯で構成されても良いし、積層鋼板で構成されてもよい。圧粉磁芯を用いれば、ヨーク101と第2ヨーク103を一体に得ることができる。ヨーク101と第2ヨーク103とのいずれをも積層鋼板で構成するためには、複数種の形状で鋼板を打ち抜く必要がある。
また、圧粉鉄心の成形温度や電機子巻線201の絶縁皮膜、固着の態様についても第1の実施の形態と同様に選定することができる。
なお、磁性体板301は、コイル間磁性体303やティースと比較して、圧縮方向の長さが短い。よって第1の実施の形態と同様に、磁性体板301と、コイル間磁性体303やティースとは、ストロークを相互に異ならせて成型することが望ましい。
第3の実施の形態.
本実施の形態では、いわゆるダブルロータ型モータに採用される電機子の製造方法を説明する。
本実施の形態では、いわゆるダブルロータ型モータに採用される電機子の製造方法を説明する。
図15は本実施の形態にかかる電機子製造方法を説明する斜視図である。予めティース102が用意されており、ティース102の周囲に電機子巻線201を設ける。電機子巻線201が巻回される位置においてティース102の表面には絶縁処理が施されることが望ましい。電機子巻線とティースとの絶縁が良好となるからである。
ここでは複数個のティース102が環状に配列されている状態を示したが、環状の配列を行うためには、金型43,44(図11)を採用して位置決めすることが望ましい。
もちろん、本実施の形態においても第1の実施の形態で示されたように、ティース102は予め圧縮されていることが望ましい。またティース102は、その形状に鑑みて、圧粉鉄心で形成することが望ましい。
その後、蓋411,421(図12)を一対用い、ティース102及び電機子巻線201をその軸方向の両側から部分的に覆う。更に金型45(図10)を一対用いて、例えばインサート成型を行って磁性粉を軸方向に圧縮し、圧粉鉄心を形成する。
図16は上述の工程によって得られる電機子1Cを示す斜視図である。また図17は電機子1Cの側面図である。
第1乃至第2の実施の形態と同様に、圧粉磁芯によって磁性体板301及びコイル間磁性体303が形成されている。本実施の形態では更に、磁性体板301に対して反対側にも、磁性体板305が圧粉磁芯で形成される。磁性体板305は磁性体板301と同様に、ティース102に対して少なくとも回転軸Qについての周方向において拡がることにより、電機子巻線201の周方向を覆う。つまりティース102の、軸方向についての両端に、圧粉磁芯で形成された磁性体板が設けられることになる。
当該電機子に対しては、磁性体板301側、磁性体板305側の両方から、界磁子(図示省略)が対向する。磁性体板301と同様に磁性体板305も、界磁磁束を電機子巻線201に鎖交させ易くする機能を有している。よって磁性体板305同士は磁気的に分離されていることが望ましく、溝306が設けられている。
本実施の形態によれば、電機子巻線201の周囲を圧粉磁芯が覆う。これは占積率を向上させる観点で有利である。
ティース102と電機子巻線201との間に磁性粉が入ってもいい。ティース102を圧粉鉄心で形成している場合、当該磁性粉がティース102と焼結結合すれば磁気抵抗が低減して好適である。
圧粉磁芯の形成に先立って、ティース102に電機子巻線201が設けられることは、圧粉磁芯の形成の際に電機子巻線201の位置決めが容易である点で好適である。
また、磁性体板301,305のいずれもが圧粉磁芯で形成されるので、電機子の製造が容易である。
図18は本実施の形態の変形にかかる電機子製造方法で製造される電機子1Dを示す斜視図である。電機子1Dは、電機子1Cに対して外周コア307が設けられる。
圧粉磁芯の形成により、磁性体板301,305とは磁気的に分離して、電機子巻線201の外周側にも外周コア307を設ける。
外周コア307は、圧粉鉄心で形成されるので、電機子巻線201の外周側で電機子巻線201に入り込む。よって外周コア307は、電機子巻線201を含めた電機子を外枠(図示省略)への強固な保持を容易にする。
なお、このとき、クロスポイントは内周側に持ってくるのが望ましいが、必須ではない。
外周コア307は、ティース102及び磁性体板301,305とは所定の距離以上離れていることが望ましい。所定の距離とは、具体的には、界磁子と電機子との間のエアギャップの長さを指す。なお、外周コア307と磁性体板301,305とは容易に飽和する程度の薄肉部で連結されていてもよい。
また、界磁磁束が有効にティース102に鎖交するためには、界磁子は外周コア307と対向しないように設計する方が望ましい。同じ目的のため、外周コア307を界磁子から軸方向に沿って離すことも好適である。
本実施の形態の第2の変形として、圧粉磁芯の形成に先立って、ティース102を設けることなく、金型43,44(図11)を採用して電機子巻線201を位置決めしてもよい。その後、上述の処理を行えば、磁性体板301,305,コイル間磁性体303のみならず、ティースをも圧粉磁芯で形成することができる。このような構成を採用することにより、電機子コアに密着した電機子巻線201を有する電機子が得られる。
第4の実施の形態.
図19及び図20は本発明の第4の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態では、予め磁性体板301が用意されており、これに対して電機子巻線201を位置決めして環状に配置する。図19は磁性体板301側から、図20は電機子巻線201側から、それぞれ見た斜視図である。
図19及び図20は本発明の第4の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態では、予め磁性体板301が用意されており、これに対して電機子巻線201を位置決めして環状に配置する。図19は磁性体板301側から、図20は電機子巻線201側から、それぞれ見た斜視図である。
本実施の形態においては磁性体板301の複数を環状に連結するため、圧粉磁芯304が設けられている。磁性体板301に対する電機子巻線201の位置決めは、金型43,44を用いてもよい。
このように配置された磁性体板301及び電機子巻線201に対して、例えばインサート成型によって磁性体を設ける。当該磁性体は、磁性粉を軸方向に圧縮して形成された圧粉磁芯であり、ティースとヨークとを含む。かかるインサート成型に採用される金型は、上記金型43,44に通常の設計上の変更を行って得ることが容易である。
このようにして本実施の形態でも、図5に示された電機子1Aと同じ外観を呈する構成を得ることができる。本実施の形態によれば、ティースとヨークのいずれもが圧粉磁芯で形成されるので、電機子の製造が容易である。
また、本実施の形態によれば、電機子巻線201の周囲のうち、磁性体板301側以外を圧粉磁芯が覆う。これは占積率を向上させる観点で有利である。また電機子巻線201から引き出す導線をバックヨーク内に埋め込むこともできる。
あるいはインサート成型された圧粉磁芯が、ヨークではなく磁性体板を、ティースと共に形成してもよい。図16に示された電機子1Cと同じ外観を呈する構成を得ることができる。上述のように電機子1Cはダブルロータ型モータに適用できる。
磁性体板301は、その形状に鑑みて、圧粉鉄心で形成することが望ましい。
第5の実施の形態.
図21は本発明の第5の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまずヨーク101上に電機子巻線201を環状に配置する。かかる配置は、例えば第2の実施の形態の変形で示されたように、突起を有するヨーク101を用いて行えば、電機子巻線201の位置決めが容易である。
図21は本発明の第5の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまずヨーク101上に電機子巻線201を環状に配置する。かかる配置は、例えば第2の実施の形態の変形で示されたように、突起を有するヨーク101を用いて行えば、電機子巻線201の位置決めが容易である。
但し、本実施の形態では電機子巻線201の配置は、第1乃至第4実施の形態と比較して、周方向に大きく間隔を空ける。
その後、第2の実施の形態と同様にして圧粉磁芯を形成することにより、磁性体板301及びティースを形成する。図22はこのようにして得られる電機子1Eを示す斜視図である。電機子巻線201の内周面200(図21)に囲まれて形成される圧粉磁芯がティースとして機能するが、図22では隠れているため図示されていない。
本実施の形態では、上述のコイル間磁性体303と同様に、周方向に隣接する電機子巻線201同士の間には、コイル間磁性体308が圧粉磁芯によって形成される。よって周方向にも電機子巻線201が圧迫されるので、巻崩れがより低減する。
但し、コイル間磁性体308は電機子の磁極としても機能する。つまり当該電機子において、電機子巻線201が集中巻で設けられたティースと、コイル間磁性体308とが、共に磁極として機能する。よってティース当たりの電機子巻線の巻回数を高めることができる。
但し電機子巻線201には多相電流が供給されることが前提となる。
+U相電流が流れる電機子巻線201が設けられたティースと、+V相電流が流れる電機子巻線201が設けられたティースとが、一つのコイル間磁性体308を介して隣接している場合、当該コイル間磁性体308には、実質的には+W相電流が流れる電機子巻線201が設けられた仮想的なティースとして機能する。ヨーク101によって上記二つのティースとコイル間磁性体308とが磁気的に結合するからである。
従って例えば、図22に示された電機子では、電機子巻線201が6個しか設けられていないが、三相で12個の磁極を有する電機子として機能する。この場合、当該電機子と共にアキシャルギャップ型モータに用いられる界磁子としては、その極数が8であることが望ましい。
ティースとコイル間磁性体308とは、その軸方向についての断面積を略同一とすることが、両者を効率よく配置できる観点から望ましい。
コイル間磁性体308が電機子巻線201の外側から、ティースが電機子巻線201の内側から、それぞれ電機子巻線201と密着するので、当該電機子の強度は高い。
図23は界磁子9を二つの電機子1Eで挟んだ、ダブルステータ型のアキシャルギャップ型モータを例示する斜視図である。符号の末尾のA,Bは、それぞれ図23において界磁子9の下側、上側に配置された電機子1Eに属する構成要素であることを示す。また電機子巻線201A,201Bは上述の電機子巻線201に、磁性体板301A,301Bは上述の磁性体板301に、コイル間磁性体308A,308Bは上述のコイル間磁性体308に、それぞれ対応した構成要素である。
界磁子9を貫通して磁束が流れるとき、界磁子9を介して、コイル間磁性体308A,308Bは、それぞれ電機子巻線201B,201Aと対向して配置される。そしてコイル間磁性体308Aが対向する電機子巻線201Bが設けられるティースと、当該コイル間磁性体308Aを挟む一対の電機子巻線201Aが設けられるそれぞれのティースとは、互いに異なる三相の磁極として機能することが望ましい。
例えば当該コイル間磁性体308Aが対向する電機子巻線201Bが設けられるティースが+U相の磁極として機能するとき、当該コイル間磁性体308Aも+U相の磁極として機能することが望ましい。そして当該コイル間磁性体308Aが+U相の磁極として機能するためには、当該コイル間磁性体308Aを挟む一対の電機子巻線201Aが設けられるそれぞれのティースは、+V相、+W相の磁極として機能することが望ましい。ここで磁極の極性+、−は、回転電機の回転軸の一方向からみて、同じ方向に電機子電流が流れて得られる磁極同士において一致し、異なる方向に電機子電流が流れて得られる磁極同士において相違する。
このように、一対の電機子1Eの発生する磁界が界磁子9を透過する制御において、上記の電機子1Eの配置が好適である。
なお、コイル間磁性体308の形成は、磁性体を設け図21に示された構成に対して圧粉磁芯を形成することに限定はされない。例えば、予めティースがヨーク101上に設けられており、当該ティースに電機子巻線201が設けられている構成に対してインサート成型を行って圧粉磁芯によって磁性体を形成しても良い。例えば図4に示された構成からティース102及びこれに設けられた電機子巻線201を一つおきに省略した構成を準備する。その後、第1の実施の形態と同様にして圧粉磁芯を形成する。
この場合、当該磁性体は磁性体板301及びコイル間磁性体308を構成する。またコイル間磁性体308が電機子巻線201の外側から電機子巻線201と密着するので、当該電機子の強度は高い。
あるいは例えばヨークをも圧粉磁芯で形成してもよい。例えば図15に示された構成からティース102及びこれに設けられた電機子巻線201を一つおきに省略した構成を準備する。その後、第3の実施の形態と同様にして圧粉磁芯を形成する。
あるいは例えば図19、図20に示された構成から電機子巻線201を一つおきに省略した構成を準備する。その後、第3の実施の形態と同様にして圧粉磁芯を形成する。これによりティースと磁性体板305(図16参照)とが圧粉磁芯で形成される。
第6の実施の形態.
図24は本発明の第6の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまず、二層構造に配置された電機子巻線群を準備する。具体的には第1層(図24では上層側)において、電機子巻線201Ua,201Va,201Waが周方向に交互に現れてそれぞれ一対設けられる。また第2層(図24では下層側)において、電機子巻線201Ub,201Vb,201Wbが周方向に交互に現れてそれぞれ一対設けられる。
図24は本発明の第6の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまず、二層構造に配置された電機子巻線群を準備する。具体的には第1層(図24では上層側)において、電機子巻線201Ua,201Va,201Waが周方向に交互に現れてそれぞれ一対設けられる。また第2層(図24では下層側)において、電機子巻線201Ub,201Vb,201Wbが周方向に交互に現れてそれぞれ一対設けられる。
軸方向から見て、電機子巻線201Uaはその両端で電機子巻線201Vb,201Wbと部分的に重複する。同様にして、電機子巻線201Vaはその両端で電機子巻線201Wb,201Ubと部分的に重複し、電機子巻線201Waはその両端で電機子巻線201Ub,201Vbと部分的に重複する。
電機子巻線201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wbのうち、回転軸Qに対する径方向に延びる部分を径方向延在部と仮称する。電機子巻線201Ub,201Vb,201Wbの径方向延在部分は、第1層側へと屈曲し、電機子巻線201Ua,201Va,201Waとほぼ同一平面に位置する。
このような電機子巻線群を、例えばその内周側と外周側から金型を用いて位置決めし、第3の実施の形態の第3の変形で例示された技術を用いて圧粉磁芯を形成する。図25は上述のようにして圧粉磁芯を形成して得られる電機子1Gを示す斜視図である。
周方向において他の径方向延在部が介在せずに隣接し、かつ異なる電機子巻線に属する径方向延在部に挟まれた領域には、圧粉磁芯によってティースが形成される。
例えば、領域A1は、他の径方向延在部が介在せずに相互に周方向に隣接する電機子巻線201Ua,201Vaの径方向延在部TU,TVに挟まれる。そして領域A1にはティースが形成される。当該ティースの周囲には電機子巻線201Wbが巻回されている。
同様に、領域A2は、他の径方向延在部が介在せずに相互に周方向に隣接する電機子巻線201Ua,201Wbの径方向延在部TU,TWに挟まれる。そして領域A2にはティースが形成される。当該ティースの周囲には電機子巻線201Wb,201Uaが巻回されている。
このようにして、各電機子巻線は分布巻で巻回され、ティースの少なくとも一つには、他の少なくとも一つのティースに設けられた電機子巻線が設けられる。
径方向延在部はほぼ同一平面に位置し、その位置において磁性体板301は分離されるので、ティースも電機子巻線よりも磁性体板301側では磁気的に分離される。
これに対して、第2層においては径方向延在部TUが存在しないので、圧粉磁芯は、周方向に連続して形成される。よって第2層に設けられる圧粉磁芯は回転軸Qの周りでティースを連結するヨーク101となる。
本実施の形態によれば、磁性体板、ティース、ヨークを圧粉磁芯で形成できるので、これらと電機子巻線との密着を高め、電機子コアの変形を阻み、実質的に電機子コアの剛性を向上させる。
しかも三相で24個の磁極を、分布巻を採用した二層の電機子巻線で実現することができる。もちろん、磁極数は24個に限定する必要はない。
ここで例示された構成では、電機子巻線201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wbに、それぞれU相電流、V相電流、W相電流、U相電流、V相電流、W相電流を供給する。これにより、磁性体板301側から見て、領域A1に形成されたティースから反時計回り方向に領域A2に形成されたティースまでの各ティースは、次の相の磁極として機能する:+W相、−U相、+V相、−W相、+U相、−V相、+W相、−U相、+V相、−W相、+U相、−V相、+W相、−U相、+V相、−W相、+U相、−V相、+W相、−U相、+V相、−W相、+U相、−V相。
もちろん、本実施の形態においても、上述のように、電機子巻線201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wbは予め圧縮されていることが望ましい。
第7の実施の形態.
図26は本発明の第7の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまず、三層構造に配置された電機子巻線群を準備する。具体的には第1層(図26では最下層側)において、電機子巻線201Uが回転軸Qの周囲に(周方向に)4組設けられる。第1層の上側として図示された第2層において、電機子巻線201Vが周方向に4組設けられる。第1層と共に第2層を挟む第3層において、電機子巻線201Wが周方向に4組設けられる。
図26は本発明の第7の実施の形態にかかる電機子製造方法を示す斜視図である。本実施の形態ではまず、三層構造に配置された電機子巻線群を準備する。具体的には第1層(図26では最下層側)において、電機子巻線201Uが回転軸Qの周囲に(周方向に)4組設けられる。第1層の上側として図示された第2層において、電機子巻線201Vが周方向に4組設けられる。第1層と共に第2層を挟む第3層において、電機子巻線201Wが周方向に4組設けられる。
図27は、構成を理解しやすくするため、電機子巻線201U,201V,201Wを軸方向に分離して示す斜視図である。
電機子巻線201U,201V,201Wのうち、回転軸Qに対する径方向に延びる部分を径方向延在部と仮称する。電機子巻線201U,201Wの径方向延在部分は、第2層側へと屈曲し、電機子巻線201Vとほぼ同一平面に位置する。
このような電機子巻線群を、例えばその内周側と外周側から金型を用いて位置決めし、第3の実施の形態の第3の変形で例示された技術を用いて圧粉磁芯3を形成し、電機子巻線201U,201V,201Wを埋め込む。図28は上述のようにして圧粉磁芯を形成して得られる電機子1Hを示す斜視図である。
第6の実施の形態と同様に、周方向において他の径方向延在部が介在せずに隣接し、かつ異なる電機子巻線に属する径方向延在部に挟まれた領域には、圧粉磁芯によってティースが形成される。但し本実施の形態では、同じ層に配置された電機子巻線に属する径方向延在部に挟まれた領域であっても、圧粉磁芯によってティースが形成される。よって電機子1Gと同様に、各電機子巻線は分布巻で巻回され、ティースの少なくとも一つには、他の少なくとも一つのティースに設けられた電機子巻線が設けられる。
図29は電機子1Hの、電機子巻線201U,201V近傍の径方向延在部の周方向に沿った断面を展開して示す断面図である。電機子1Hにおいて圧粉磁芯3は、ティース33として形成される他、径方向延在部及びコイルエンドをも覆う薄肉部31,32としても形成される。
薄肉部31,32は、磁気飽和し易くし、以てティース同士33を磁気的に分離するために薄く形成される。いずれの電機子巻線201U,201V,201Wの径方向延在部分もほぼ同一面内に存在するので、ティース33の表面と薄肉部31,32の表面とは平坦にでき、インサート成型に用いる金型の形状を単純にできる。
本実施の形態によれば、ティース33を圧粉磁芯で形成できるので、コイルエンドを含めた電機子巻線201u,201V,201Wと、電機子コアとの密着がよい。これにより、電機子コアの変形を阻み、実質的に電機子コアの剛性を向上させる。しかも三相で24個の磁極を、分布巻を採用した三層の電機子巻線201u,201V,201Wで実現することができる。もちろん、磁極数は24個に限定する必要はない。
図28では界磁子9が第3層側から電機子1Hに対向する配置を例示したが、第1層側から電機子1Hに対向して配置してもよい。あるいは一対の界磁子9を第1層側及び第3層側の両方から対向させて、ダブルロータ型モータを構成してもよい。
界磁子9を電機子1Hの一方側からのみ、例えば第3層側のみから対向させるときには、他方側となる第1層側に形成される薄肉部31を厚く形成し、ヨークとして機能させてもよい。
上述のように複数の実施の形態について説明したが、一つの実施の形態において特徴的な構成は、他の実施の形態の機能を阻害しないかぎり、当然に当該他の実施の形態に採用することができる。
1A〜1H 電機子
102,33 ティース
201,201,201A,201B,201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wb,201U,201V,201W 電機子巻線
301,301A,301B,305,磁性体板
303,308 コイル間圧粉磁芯
31,32 薄肉部
412,422 壁
9 界磁子
102,33 ティース
201,201,201A,201B,201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wb,201U,201V,201W 電機子巻線
301,301A,301B,305,磁性体板
303,308 コイル間圧粉磁芯
31,32 薄肉部
412,422 壁
9 界磁子
Claims (21)
- アキシャルギャップ型モータに用いられ、前記アキシャルギャップ型モータの回転軸(Q)に平行な方向たる軸方向において界磁子(9)と対向し、
前記回転軸の周囲で環状に配置される複数のティース(102;33)と、
前記ティースに設けられる電機子巻線(201;201,201A,201B;201Ua,201Va,201Wa,201Ub,201Vb,201Wb;201U,201V,201W)と、
前記電機子巻線の前記軸方向側の端に設けられた磁性体(301;301,305;301,301A,301B;31)と
を備える電機子(1A〜1H)を製造する方法であって、
少なくとも前記磁性体が圧粉磁芯で構成され、
磁性粉を前記軸方向に圧縮して前記圧粉磁芯を形成する電機子製造方法。 - 前記電機子巻線は、前記回転軸に平行な方向を軸として巻回されて前記ティースに設けられる、請求項1記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線同士の間にも前記圧粉磁芯(303;308)を形成する、請求項1及び請求項2のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線は整列巻で巻回され、前記圧粉磁芯の形成に先だって前記電機子巻線が圧縮される、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線を前記ティースに設けることに先だって前記電機子巻線が所定の圧縮方向に圧縮され、
前記圧縮方向は、前記電機子巻線が前記ティースに設けられたときには前記回転軸に垂直な方向に相当する、請求項4記載の電機子製造方法。 - 前記電機子巻線が前記電機子の内周側及び外周側の少なくとも一方において設けられる壁(412,422)によって位置決めされつつ、前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記圧粉磁芯の形成に先立って、
(a)前記軸方向に突出した突起(103)を有するヨーク(101)を形成し、
(b)前記突起に対して前記電機子巻線(201)を位置決めし、
前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電機子製造方法。 - 前記磁性体は、前記ティースに対応して設けられて相互に磁気的に分離された磁性体板(301;301,305)の複数を有する、請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記磁性体板同士の間には前記圧粉磁芯が存在しないか、もしくは前記回転軸に沿った厚みが前記磁性体板よりも薄い前記圧粉磁芯(304)が存在する、請求項8記載の電機子製造方法。
- 前記電機子は、
前記磁性体とは反対側で前記電機子巻線の前記軸方向側の端に前記ティースに対応して設けられ、相互に磁気的に分離された磁性体板(301)の複数
を更に備え、
前記圧粉磁芯の形成に先立って、
(a)前記磁性体板が形成され、
(b)前記磁性体板に対して前記電機子巻線(201)が位置決めされ、
前記ティースも前記圧粉磁芯によって形成する、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電機子製造方法。 - 前記圧粉磁芯によって、前記ティースを相互に少なくとも前記回転軸の周囲で連結するヨークをも形成する、請求項6及び請求項10のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記圧粉磁芯の形成に先立って、前記ティースに前記電機子巻線が設けられる、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線が巻回される位置において前記ティースの表面には絶縁処理が施される、請求項12記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線と前記ティースとの間にも前記圧粉磁芯が形成される、請求項12記載の電機子製造方法。
- 前記磁性体は、前記ティースに対応して前記電機子巻線の前記軸方向側の両端に設けられ、相互に磁気的に分離された磁性体板(301,305)の複数である、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記磁性体板(301,305)の複数とは磁気的に分離して、前記電機子巻線の外周側に設けられる外周コア(307)も、前記圧粉磁芯で形成する、請求項15記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線は集中巻で巻回されて前記ティースに設けられる、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線のクロスポイントは前記磁性体よりも外周側もしくは内周側に配置される、請求項17記載の電機子製造方法。
- 前記電機子巻線は集中巻で前記ティースに設けられ、
前記電機子巻線同士の間の前記圧粉磁芯(308)は、前記電機子巻線(201,201A,201B)に多相電流が供給されて前記ティースと共に磁極として機能する、請求項3記載の電機子製造方法。 - 前記電機子(1E)が一対設けられ、
一方の前記電機子の前記電機子巻線が巻回された前記ティースと、他方の前記電機子の前記電機子巻線同士の間の前記圧粉磁芯とが前記軸方向において対向する、請求項19記載の電機子製造方法。 - 前記電機子巻線は分布巻で巻回され、
前記ティースの少なくとも一つには、他の少なくとも一つの前記ティースに設けられた前記電機子巻線が設けられ、
前記電機子巻線は前記圧粉磁芯に埋め込まれる、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の電機子製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007156429A JP2008312319A (ja) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | 電機子製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007156429A JP2008312319A (ja) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | 電機子製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008312319A true JP2008312319A (ja) | 2008-12-25 |
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ID=40239407
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JP2007156429A Pending JP2008312319A (ja) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | 電機子製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008312319A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012022974A1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | Oxford Yasa Motors Limited | Electric machine - over-moulding construction |
KR101842827B1 (ko) * | 2017-02-07 | 2018-03-28 | 경성대학교 산학협력단 | 이중 고정자 Axial Field형 스위치드 릴럭턴스 전동기 |
-
2007
- 2007-06-13 JP JP2007156429A patent/JP2008312319A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012022974A1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | Oxford Yasa Motors Limited | Electric machine - over-moulding construction |
US9287755B2 (en) | 2010-08-19 | 2016-03-15 | Yasa Motors Limited | Electric machine—over-moulding construction |
KR101842827B1 (ko) * | 2017-02-07 | 2018-03-28 | 경성대학교 산학협력단 | 이중 고정자 Axial Field형 스위치드 릴럭턴스 전동기 |
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