JP2009033829A

JP2009033829A - 電機子積層鉄心の製造方法

Info

Publication number: JP2009033829A
Application number: JP2007193575A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Hasuo; 裕介蓮尾
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】平板導体片を組み合わせたコイルを、手間を要さず容易に形成すると共に、コイル形成に際して平板導体片の溶接又は蝋付け接続による一部溶融が電機子積層鉄心の磁極に弊害を及ぼさず、平板導体コイルを磁極に装着する電機子積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】電機子積層鉄心の磁極１９に、平板導体コイル１８をその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法において、複数の平板導体片１４、１５が連結部１２、１３で回動可能に連結された平板条材１０を、連結部１２、１３で折り曲げて磁極１９のサイズに相応した巻回治具２１に、層間に絶縁物２０を介在させた状態で隙間をあけて螺旋状に巻回し、平板導体片１４、１５の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続して平板導体コイル１８を形成し、平板導体コイル１８の層間を狭めた後、平板導体コイル１８を巻回治具２１から磁極１９に移して装着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電機子積層鉄心の磁極に、平板条材から得た平板導体コイルをその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法に関する。

回転電機の電機子積層鉄心、例えば固定子積層鉄心にはその磁極にコイルが装着されている。磁極のコイルは当該磁極に巻線を巻回することにより形成されている。
最近、コイルの占積率をより高めて銅損を低減し、モータを高効率化あるいは小型化等するために、前記巻線に替えて平板導体にて磁極に巻回してコイルを形成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術は、図５に示すように、素材銅板からL字状、コ字状、又は一部に分断部を形成したロ字状の板片（平板導体片）５０を打抜き形成し、これら板片５０を磁極５１の両側のスロットに入れて組み立て、片側当接部分５２を順次溶接にて接続し螺旋状の平板導体コイル５３を形成している。なお、図５にはＬ字状の板片５０のみを示している。

特開２００１−１７８０５２号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、コイルの形成に際しての組み立て等に手間がかかり、特に磁極に装着した状態で溶接を行うので、溶接接続に高度の熟練を要し、さらに溶接溶融により磁極が損傷する恐れがある。

本発明は、平板導体片を組み合わせたコイルを、手間を要さず容易に形成すると共に、コイル形成に際して平板導体片の溶接又は蝋付け接続による一部溶融が電機子積層鉄心の磁極に弊害を及ぼさず、平板導体コイルを磁極に装着する電機子積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法は、電機子積層鉄心の磁極に、平板導体コイルをその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法において、
複数の平板導体片が連結部で回動可能に連結された平板条材を、前記連結部で折り曲げて前記磁極のサイズに相応した巻回治具に、層間に絶縁物を介在させた状態で隙間をあけて螺旋状に巻回し、前記平板導体片の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続して前記平板導体コイルを形成し、該平板導体コイルの層間を狭めた後、該平板導体コイルを前記巻回治具から前記磁極に移して装着する。

また、第２の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法は、電機子積層鉄心の磁極に、平板導体コイルをその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法において、
複数の平板導体片が連結部で回動可能に連結され、かつ絶縁皮膜が設けられた平板条材を、前記連結部で折り曲げて前記磁極のサイズに相応した巻回治具に、隙間をあけて螺旋状に巻回し、前記平板導体片の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続して前記平板導体コイルを形成し、該平板導体コイルの層間を狭めた後、該平板導体コイルを前記巻回治具から前記磁極に移して装着する。

なお、第１、第２の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片は、それぞれの斜辺が底辺に対して４５度の台形からなって、前記底辺両側に前記連結部が形成されていてもよい。
また、第１、第２の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片の両側部に隣り合う前記平板導体片に係合する係合凹部と係合凸部が形成されていてもよい。
そして、第１、第２の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片は、Ｌ字状となっていてもよい。

請求項１及びこれに従属する請求項３〜５記載の電機子積層鉄心の製造方法は、複数の平板導体片が連結部で回動可能に連結された平板条材を、巻回治具に絶縁物を介在し層間に隙間をあけて螺旋状に巻回し、平板導体片の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続するので、一部溶融する接続で生じる熱あるいは溶融で磁極が損傷されるのは皆無である。また、平板導体片は回動可能に連結していて平板導体コイルの巻回は手間を要することなくなされる。
さらに、巻回治具に形成された平板導体コイルは層間を狭められ、巻回治具から磁極に容易に移し変えられ装着される。

請求項２及びこれに従属する請求項３〜５記載の電機子積層鉄心の製造方法においては、請求項１と同様な効果が得られる外に、絶縁物を巻回する必要がなく、作業性がさらに優れる効果がある。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の工程説明図、図２は同説明補足図、図３、図４はそれぞれ本発明の他の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法は、厚みが０．１〜２ｍｍの範囲にある銅板からなる帯状の平板条材１０に、直角２等辺三角形状の切り込み１１を入れて、連結部１２、１３でそれぞれ連結された平板導体片１４、１５を造る。このとき平板導体片１４、１５は斜辺が一方側辺（底辺）に対して４５度の等脚台形となって一方側辺両側に連結部１２、１３が形成され、それぞれの他方側辺（上辺）１６、１７の長さは、最終的に平板導体コイル１８が巻回された電機子積層鉄心の磁極１９（断面矩形）の縦横の長さａ、ｂに絶縁用材（具体的にはボビン）１９ａの厚みｃの２〜２．２倍を加えた長さとする。

次に、例えば、耐熱性合成樹脂、雲母、厚紙等からなる絶縁物の一例である螺旋状の絶縁シート２０と、磁極１９のサイズに相応した断面矩形の巻回治具２１を用意する。なお、巻回治具２１の寸法については後述する。絶縁シート２０の幅は平板条材１０の幅ｅと同一かその幅ｅの例えば１倍超から１．２倍の範囲であってもよい。厚みは０．１〜１ｍｍ程度あれば十分である。図１（Ａ）に示すように、最初に、巻回治具２１にこの螺旋状の絶縁シート２０を隣り合う絶縁シート２０間に十分な隙間を設けて（即ち、ピッチ角θで）巻く。

そして、図１（Ｂ）に示すように、隣り合う絶縁シート２０の隙間に前記した平板導体片１４、１５を順次連結部１２、１３で直角に曲げながら入れ込む。この場合、隣り合う平板導体片１４、１５の切り込み１１は無くなりその端面が当接するので、その当接部分（突き合う箇所）を溶接する。溶接はレーザー溶接が好ましいが、例えば、電子ビーム溶接やＴＩＧ溶接であっても適用可能である。なお、図１においては、理解を容易にするため、平板導体コイル１８の厚みを拡大して記載している。
この平板導体片１４、１５を順次絶縁シート２０の隙間に入れ込むことによって、平板導体コイル１８が形成される。なお、巻回治具２１に巻いた平板導体コイル１８のピッチ角もθとなる。

次に、図１（Ｃ）に示すように、それぞれ螺旋状の平板導体コイル１８及び絶縁シート２０を軸方向に押し寄せて、平板導体コイル１８と絶縁シート２０の隙間をゼロ又はゼロ近傍にする。これによって、平板導体コイル１８と絶縁シート２０の内幅が拡大するので、図１（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、巻回治具２１から引き抜いて、磁極１９に装着する。なお、平板導体コイル１８と絶縁シート２０は、押し寄せられた状態で樹脂によって固定されるので、巻回治具２１に密巻きされた状態又は磁極１９に装着された状態で樹脂固定される。

巻回治具２１の寸法について以下に詳細に説明する。
以上のような工程を経て、磁極１９に平板導体コイル１８がその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回されるので、ピッチ角θで螺旋状に巻かれた平板導体コイル１８及び絶縁シート２０を押し縮めると、その内幅が約（１／ｃｏｓθ）拡大する。この拡大した寸法が磁極１９の縦横の寸法ａ、ｂに絶縁用材１９ａの厚みｃを加えた寸法となるので、結局、巻回治具２１の縦横の断面は、平板導体コイル１８及び絶縁シート２０のピッチ角θに対して、それぞれ（ａ＋２ｃ）ｃｏｓθ、（ｂ＋２ｃ）ｃｏｓθ程度となる。ピッチ角θは平板導体片１４、１５の切りこみ１１端部の溶接を考慮して決めることになるが、例えば１０〜３０度で選定する。

なお、図２に示すように、連結部１３（１２も同様）の幅ｄは、板幅ｅの１／３００〜１／５０程度が好ましいが、例えば、０．２〜２ｍｍ程度となる。また、図２のように、外側を平坦にして内側だけに切り込み１１を入れると、連結部１２、１３を折り曲げた場合、外側に膨出するので、図３（Ａ）に示すように連結部１２、１３の外側にも小切り込み２３を形成してもよい。これによって、図３（Ｂ）に示すように、角部が円滑に曲がる。

また、図４（Ａ）に示すように、切り込み２５の対向する斜辺に係合凹部２６と係合凸部２７を設けてもよい。これによって、平板導体片１４、１５を折り曲げた場合、隣り合う平板導体片１４、１５の位置が正確に決まる。また、この切り込みの対向する斜辺全体に凹部と凸部を形成することもできる。

この実施の形態においては、連結部は隣り合う平板導体片が繋がっていたが、分離可能に繋がっている場合であっても本発明は適用される。この場合、連結部が隣り合う平板導体片を回動自在に連結するものであってもよい。
そして、この実施の形態においては、隣り合う平板導体片は溶接によって接合されていたが、鑞付けによって接合されていてもよい。
更に、この実施の形態においては、各平板導体片は直線状となっていたが、Ｌ字状に形成した場合も本発明は適用される。この場合、各Ｌ字状の平板導体片は連結部で折り曲げ可能に連結される。
なお、前記実施の形態においては、絶縁シートと平板導体片（平板条材）とを別体にしたが、予め平板導体片（平板条材）の片側に絶縁皮膜を形成したものを使用することによって、絶縁シートを省略することもできる。

（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の工程説明図である。同説明補足図である。本発明の他の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。本発明の他の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。従来例に係る平板導体コイルの説明図である。

符号の説明

１０：平板条材、１１：切り込み、１２、１３：連結部、１４、１５：平板導体片、１６、１７：他方側辺、１８：平板導体コイル、１９：磁極、１９ａ：絶縁用材、２０：絶縁シート、２１：巻回治具、２３：小切り込み、２５：切り込み、２６：係合凹部、２７：係合凸部

Claims

電機子積層鉄心の磁極に、平板導体コイルをその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法において、
複数の平板導体片が連結部で回動可能に連結された平板条材を、前記連結部で折り曲げて前記磁極のサイズに相応した巻回治具に、層間に絶縁物を介在させた状態で隙間をあけて螺旋状に巻回し、前記平板導体片の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続して前記平板導体コイルを形成し、該平板導体コイルの層間を狭めた後、該平板導体コイルを前記巻回治具から前記磁極に移して装着することを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
電機子積層鉄心の磁極に、平板導体コイルをその幅方向を巻心に対して垂直にした状態で螺旋状に巻回する電機子積層鉄心の製造方法において、
複数の平板導体片が連結部で回動可能に連結され、かつ絶縁皮膜が設けられた平板条材を、前記連結部で折り曲げて前記磁極のサイズに相応した巻回治具に、隙間をあけて螺旋状に巻回し、前記平板導体片の突き合う箇所を溶接又は蝋付け接続して前記平板導体コイルを形成し、該平板導体コイルの層間を狭めた後、該平板導体コイルを前記巻回治具から前記磁極に移して装着することを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
請求項１又は２記載の電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片は、それぞれの斜辺が底辺に対して４５度の台形からなって、前記底辺両側に前記連結部が形成されていることを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
請求項１又は２記載の電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片の両側部に隣り合う前記平板導体片に係合する係合凹部と係合凸部が形成されていることを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
請求項１又は２記載の電機子積層鉄心の製造方法において、前記平板導体片は、Ｌ字状となっていることを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。