JP2011176902A - Armature and method of manufacturing the same - Google Patents
Armature and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011176902A JP2011176902A JP2010036993A JP2010036993A JP2011176902A JP 2011176902 A JP2011176902 A JP 2011176902A JP 2010036993 A JP2010036993 A JP 2010036993A JP 2010036993 A JP2010036993 A JP 2010036993A JP 2011176902 A JP2011176902 A JP 2011176902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- armature
- split
- cores
- divided
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転駆動型の電動機または発電機に用いられる電機子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an armature used in a rotary drive type motor or generator and a method for manufacturing the same.
一般的に、電動旋回ショベル等のハイブリッドタイプの建設機械は、上部旋回体を駆動するための電動機や、電動機への動力源となる発電機を備えている。 In general, a hybrid type construction machine such as an electric swing excavator is provided with an electric motor for driving an upper rotating body and a generator as a power source for the electric motor.
発電機および電動機には、ステータおよびロータを備えた回転駆動型のものが多く用いられ、ステータおよびロータのうちの何れか一方は、コイルが巻装されて電機子を構成する。このような電動機または発電機の電機子として、分割式のステータコアを有する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Many generators and motors are of a rotational drive type including a stator and a rotor, and either one of the stator and the rotor is wound with a coil to constitute an armature. As an armature of such an electric motor or generator, a configuration having a split stator core is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の電機子は、環状のステータコアを構成する複数の分割コアを備え、各分割コアは、円弧状のヨーク部と、ヨーク部から径方向の内側に延設されたティース部とを備えている。ヨーク部の一端側には、先端が円盤状の係合凸部が設けられ、他端側には、係合凸部に対応した形状の係合凹部が設けられている。分割コアは、係合凸部および係合凹部により係合可能であり、かつ互いに連結した状態で係合凸部および係合凹部を中心として回動可能となっている。このため、ティース部にコイルを巻装する際に、分割コアを連結した状態で直線状に配列できるので、コイルの巻装作業を容易にできる。 The armature of Patent Document 1 includes a plurality of divided cores that constitute an annular stator core, and each divided core includes an arcuate yoke portion and a tooth portion extending radially inward from the yoke portion. ing. One end of the yoke portion is provided with an engagement convex portion having a disk-like tip, and an engagement concave portion having a shape corresponding to the engagement convex portion is provided on the other end side. The split core can be engaged by the engaging convex portion and the engaging concave portion, and can be rotated around the engaging convex portion and the engaging concave portion while being connected to each other. For this reason, when the coil is wound around the tooth portion, the coil can be easily wound since it can be arranged in a straight line with the divided cores connected.
しかしながら、特許文献1のステータコアでは、係合凸部および係合凹部を係合した状態で分割コアを直線状に配列するため、隣接する分割コア同士の干渉を防ぐ目的で、分割コアの外周縁の角部を切り欠いてテーパ状に形成している。従って、分割コアを連結してステータコアを形成しようとすると、外周部に切り欠きが存在することになり、その分だけ磁路(磁束の通り路)が減少して、ステータコアを通る磁束が集中するという問題が起きる。磁束が集中すると、いわゆる鉄損が発生し磁束が集中した部分で熱が発生する。鉄損とは、ヒステリシス損と渦電流損で構成されるが、磁束の集中により、磁束密度が高まることによって、ヒステリシス損あるいは渦電流損が大きくなってしまう。その結果、発電機あるいは電動機の効率が低下する。 However, in the stator core of Patent Document 1, since the split cores are linearly arranged in a state where the engaging convex portions and the engaging concave portions are engaged, the outer peripheral edge of the split core is used for the purpose of preventing interference between adjacent split cores. The corners are cut out to be tapered. Therefore, when the stator core is formed by connecting the split cores, notches are present in the outer peripheral portion, and the magnetic path (flux path) is reduced by that amount, and the magnetic flux passing through the stator core is concentrated. The problem occurs. When the magnetic flux is concentrated, so-called iron loss occurs, and heat is generated at the portion where the magnetic flux is concentrated. The iron loss is composed of hysteresis loss and eddy current loss. However, hysteresis loss or eddy current loss is increased by increasing the magnetic flux density due to concentration of magnetic flux. As a result, the efficiency of the generator or motor decreases.
また、特許文献1において、係合凸部および係合凹部は、円盤状に形成されていることからその径寸法が小さくなり、製造時に十分な加工精度を確保するのが困難である。円盤状の電磁鋼板を積層してステータコアを形成する場合、各々の電磁鋼板はプレス打ち抜き加工によって作られるが、その打ち抜きの金型の加工時に直径が小さなエンドミルを用いる必要がある。このため、打ち抜きの金型の加工に高い精度が求められるとともに、金型の加工時間が多大となり、結果的にコストアップを招いてしまう。また、電磁鋼材からブロック上のステータコアを形成する場合も、同様に高い加工精度が必要となる。従って、分割コアを連結した場合に、係合凸部および係合凹部間に隙間が生じてしまうおそれがあり、この隙間があることにより、磁束が集中してしまう部分が発生するという問題がある。 Moreover, in patent document 1, since the engagement convex part and the engagement recessed part are formed in disk shape, the diameter dimension becomes small and it is difficult to ensure sufficient processing accuracy at the time of manufacture. When a stator core is formed by stacking disk-shaped electromagnetic steel sheets, each electromagnetic steel sheet is produced by press punching, but it is necessary to use an end mill having a small diameter when processing the punching die. For this reason, high precision is required for the punching die processing, and the die processing time is increased, resulting in an increase in cost. Moreover, when forming the stator core on a block from electromagnetic steel materials, high processing precision is required similarly. Therefore, when the split cores are connected, there is a possibility that a gap is generated between the engaging convex part and the engaging concave part, and there is a problem that a part where the magnetic flux is concentrated occurs due to this gap. .
さらに、特許文献1において、係合凸部および係合凹部は、互いの係合の解除を抑制するような形状とはなっていない。また、ステータコアの形成にあたり最後に連結する分割コアには、係合凸部および係合凹部は設けられていない。このため、分割コアが環状に連結された状態を維持するためには、最後に分割コアを溶接により接続した上で、環状に連結された分割コアを円筒形状の収容体内に圧入する必要がある。従って、電機子の製造に時間を要するため、電機子の製造効率が低下するという問題がある。 Furthermore, in patent document 1, the engagement convex part and the engagement concave part are not in the shape which suppresses cancellation | release of mutual engagement. In addition, the engaging core and the engaging recess are not provided in the split core that is finally connected when forming the stator core. For this reason, in order to maintain the state where the split cores are connected in an annular shape, it is necessary to press-fit the split cores connected in an annular shape into the cylindrical container after the split cores are finally connected by welding. . Therefore, since it takes time to manufacture the armature, there is a problem that the manufacturing efficiency of the armature is lowered.
本発明の目的は、磁束の集中を回避させて磁気特性を向上できるとともに、製造効率を向上させることができる電機子およびその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an armature capable of improving magnetic characteristics while avoiding concentration of magnetic flux and improving a manufacturing efficiency, and a manufacturing method thereof.
本発明の電動機または発電機の電機子は、回転駆動型の電動機または発電機の電機子であって、互いに連結されて環状のステータコアを構成する複数の分割コアと、各分割コアに巻装されたコイルとを備え、前記各分割コアの周方向の各々の端部には、互いに嵌合して前記各分割コアを連結する連結凸部または連結凹部が設けられ、前記連結凸部および前記連結凹部は、前記ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とした仮想円の円周に沿って形成されていることを特徴とする。 The armature of the electric motor or generator of the present invention is an armature of a rotary drive type electric motor or generator, and is wound around each of the divided cores connected to each other to form an annular stator core. A connecting convex portion or a connecting concave portion that fits each other and connects the respective divided cores is provided at each end in the circumferential direction of each of the divided cores. The recess is formed along the circumference of a virtual circle centered on a virtual point outside the radial direction of the stator core.
本発明の電動機または発電機の電機子において、前記連結凸部および前記連結凹部は、前記仮想点を中心とした第1曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面と、前記仮想点を中心とし前記第1曲率半径より大きな第2曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面とを有していることを特徴とする。 In the motor or generator armature of the present invention, the connection convex portion and the connection concave portion have a fitting surface formed along the circumference having a first radius of curvature centered on the virtual point, and And a fitting surface formed along the circumference having a second radius of curvature larger than the first radius of curvature with a virtual point as a center.
本発明の電動機または発電機の電機子において、前記各分割コアの周方向の一方の端部には前記連結凸部が、他端の端部には連結凹部が、それぞれ設けられ、前記各分割コアは、全て同一形状を有して形成されていることが望ましい。 In the motor or generator armature of the present invention, each of the divided cores is provided with the connecting convex portion at one end in the circumferential direction and the connecting concave portion at the other end, It is desirable that all the cores have the same shape.
本発明の電動機または発電機の電機子の製造方法は、回転駆動型の電動機または発電機の電機子の製造方法であって、互いに連結されて環状のステータコアを構成する複数の分割コアであって、前記ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とする仮想円の円周に沿って形成された連結凸部または連結凹部を周方向の各々の端部に有する複数の分割コアを形成し、前記複数の分割コアを直線状に配列し、各分割コアにコイルを巻装し、前記連結凸部と前記連結凹部とを嵌合して、少なくとも1つの分割コアを除く前記複数の分割コアを円弧状に連結し、前記少なくとも1つの分割コアを、前記円弧状に連結された分割コアの前記周方向の両端部間に嵌め込み、かつ前記ステータコアの軸方向に沿ってスライドして前記連結凸部と前記連結凹部とを嵌合させ、全ての分割コアを連結することを特徴とする。 A method for manufacturing an armature for an electric motor or a generator according to the present invention is a method for manufacturing an armature for a rotary drive type electric motor or a generator, and includes a plurality of divided cores that are connected to each other to form an annular stator core. Forming a plurality of split cores having connection convex portions or connection concave portions formed along the circumference of a virtual circle centered on a virtual point outside the radial direction of the stator core at each end in the circumferential direction; The plurality of divided cores are arranged in a straight line, a coil is wound around each of the divided cores, the coupling convex portion and the coupling concave portion are fitted, and the plurality of divided cores excluding at least one divided core The connecting projections are connected in an arc shape, and the at least one split core is fitted between both ends in the circumferential direction of the split cores connected in the arc shape, and slides along the axial direction of the stator core. And the connecting recess DOO Mate, characterized by connecting all the divided cores.
本発明の電動機または発電機の電機子の製造方法において、前記電動機または前記発電機は多相交流型であり、前記各分割コア単独で、または隣接する他の分割コアとともに、前記コイルに流れる交流電流の位相に応じたコアセグメントを形成し、前記少なくとも1つの分割コアとして、前記コアセグメントを前記円弧状に連結された分割コアの前記周方向の両端部間に嵌め込んで全ての分割コアを連結することが望ましい。 In the motor or generator armature manufacturing method according to the present invention, the motor or the generator is a multiphase AC type, and each of the split cores alone or together with other adjacent split cores, the AC flowing in the coil A core segment corresponding to the phase of the current is formed, and as the at least one divided core, the core segment is fitted between both ends in the circumferential direction of the divided cores connected in the arc shape, and all the divided cores are fitted. It is desirable to connect.
本発明の電機子によれば、電機子のステータコアを構成する各分割コアの周方向の各々の端部には、互いに嵌合して各分割コアを連結する連結凸部または連結凹部が設けられ、連結凸部および連結凹部は、ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とした仮想円の円周に沿って形成されている。このような構成によれば、分割コアを直線状に配列した状態から、仮想点を中心として分割コアを回動させることにより、隣り合う分割コアとの間で連結凸部および連結凹部を嵌合させて、分割コアを連結する。 According to the armature of the present invention, at each end in the circumferential direction of each divided core constituting the stator core of the armature, there is provided a connecting convex portion or a connecting concave portion that fits each other and connects each divided core. The connecting convex portion and the connecting concave portion are formed along the circumference of a virtual circle centered on a virtual point on the outer side in the radial direction of the stator core. According to such a configuration, from the state in which the split cores are arranged in a straight line, the split cores are rotated around the virtual point, thereby fitting the connecting convex portions and the connecting concave portions between the adjacent split cores. And connect the split cores.
言い換えれば、直線状に配列された分割コアは、仮想点を中心とした分割コアの回動によりステータコアを展開したのと同じ状態で位置している。つまり、分割コアが直線状に配列された状態において、隣り合う分割コア同士の間隔は径方向の内側に向かうにつれて広くなり、最も間隔の狭い分割コアの外周縁の角部でも、分割コアの回動により分割コア同士が円弧状に連結されるまで、隣り合う分割コアの外周縁の角部と接触しない。 In other words, the divided cores arranged in a straight line are positioned in the same state as when the stator core is developed by the rotation of the divided core around the virtual point. In other words, in a state where the split cores are arranged in a straight line, the interval between adjacent split cores becomes wider toward the inner side in the radial direction, and the split cores can be rotated even at the corners of the outer peripheral edge of the narrowest split core. Until the divided cores are connected in a circular arc shape by movement, they do not contact the corners of the outer peripheral edges of the adjacent divided cores.
このため、分割コアを直列に配列した際の分割コア同士の干渉を防ぐ目的で、分割コアの外周縁の角部を切り欠く必要がない。従って、分割コアを連結してステータコアを形成した際に、ステータコアに切り欠きが生じるのを回避することができるので、切り欠きによる磁路の減少を防ぐことができ、ステータコアを通る磁束の集中を回避することができる。 For this reason, it is not necessary to cut out the corners of the outer peripheral edge of the split core for the purpose of preventing interference between the split cores when the split cores are arranged in series. Therefore, when the stator core is formed by connecting the split cores, it is possible to avoid the occurrence of notches in the stator core, so it is possible to prevent the magnetic path from being reduced due to the notches, and to concentrate the magnetic flux through the stator core. It can be avoided.
また、連結凸部および連結凹部は、ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とする仮想円の円周に沿って形成されているため、例えば、連結凸部および連結凹部を円盤状に形成する場合や、仮想点を分割コア上に設定した場合の仮想円の円周に沿って連結凸部および連結凹部を形成する場合に比べ、連結凸部および連結凹部がなだらかな曲線で構成されることになる。電磁鋼板を積層してステータコアを形成する場合、各々の電磁鋼板はプレス打ち抜き加工によって作られるが、本発明の電磁鋼板の連結凸部および連結凹部を構成する曲線がなだらかであれば、打ち抜きの金型の加工が容易となる。つまり、小さな曲率を有する形状をもつ金型を加工するために、直径が小さなエンドミルを用いる必要がない。このため、金型に対し、高い加工精度が必要でなく、多くの金型加工時間を必要としない。従って、結果的にステータコアの製造コストを抑制することができる。 In addition, since the connecting convex portion and the connecting concave portion are formed along the circumference of an imaginary circle centered on a virtual point outside the radial direction of the stator core, for example, the connecting convex portion and the connecting concave portion are formed in a disk shape. Compared to the case where the connecting convex portion and the connecting concave portion are formed along the circumference of the virtual circle when the virtual point is set on the split core, the connecting convex portion and the connecting concave portion are configured with gentle curves. It will be. When forming a stator core by laminating electromagnetic steel sheets, each electromagnetic steel sheet is made by press punching. However, if the curved lines constituting the connecting convex part and the connecting concave part of the electromagnetic steel sheet of the present invention are gentle, punching gold Mold processing is easy. That is, it is not necessary to use an end mill having a small diameter in order to process a mold having a shape having a small curvature. For this reason, high machining accuracy is not required for the mold, and much mold machining time is not required. Therefore, as a result, the manufacturing cost of the stator core can be suppressed.
また、電磁鋼材からブロック状のステータコアを形成する場合も、電磁鋼板からステータコアを形成する場合と同様に高い加工精度を必要としない。このため、連結凸部および連結凹部の形成に際して、必要な加工精度を容易に確保することができるようになるので、分割コアを連結した際に、連結凸部および連結凹部間に隙間が生じることを防ぐことができる。従って、磁路が十分に確保できるので、磁束が集中することを回避することができ、ステータコアの鉄損増加を防ぐことができる。 Moreover, when forming a block-shaped stator core from an electromagnetic steel material, the high processing precision is not required similarly to the case where a stator core is formed from an electromagnetic steel plate. For this reason, since it becomes possible to easily secure the required processing accuracy when forming the connecting convex portion and the connecting concave portion, a gap is generated between the connecting convex portion and the connecting concave portion when the split cores are connected. Can be prevented. Therefore, since a sufficient magnetic path can be secured, it is possible to avoid concentration of magnetic flux, and to prevent an increase in iron loss of the stator core.
加えて、連結凸部および連結凹部が、分割コアの連結方向とは異なる方向に湾曲しているので、分割コアを連結してステータコアを組み上げた後は、連結凸部および連結凹部が分割コアの連結状態の解除を抑制するように作用する。従って、分割コアを溶接により連結したり、収容体内に圧入したりする必要がなく、ステータコアの製造にかかる時間を短縮することができるので、電機子の製造効率を向上させることができる。 In addition, since the connecting convex portion and the connecting concave portion are curved in a direction different from the connecting direction of the split core, after connecting the split core and assembling the stator core, the connecting convex portion and the connecting concave portion of the split core are It acts to suppress the release of the connected state. Therefore, it is not necessary to connect the split cores by welding or press-fit them into the housing, and the time required for manufacturing the stator core can be shortened, so that the armature manufacturing efficiency can be improved.
本発明の電機子において、前記連結凸部および前記連結凹部は、前記仮想点を中心とした第1曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面と、前記仮想点を中心とし前記第1曲率半径より大きな第2曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面とを有している場合、連結凸部および連結凹部の互いに対向する嵌合面は、共通の仮想点を中心とした同一の曲率半径を有する円周に沿って形成される。従って、連結凸部および連結凹部が嵌合した状態で、連結凸部および連結凹部間に隙間が生じるのを防ぐことができるので、連結凸部および連結凹部の嵌合部分に磁束が集中することを回避することができる。 In the armature of the present invention, the connection convex portion and the connection concave portion are formed with a fitting surface formed along the circumference having a first radius of curvature centered on the virtual point, and the virtual point as the center. A fitting surface formed along the circumference having a second radius of curvature larger than the first radius of curvature, and the fitting surfaces of the connecting convex portion and the connecting concave portion facing each other are common. It is formed along a circumference having the same radius of curvature with a virtual point as the center. Accordingly, since it is possible to prevent a gap from being generated between the connecting convex portion and the connecting concave portion in a state where the connecting convex portion and the connecting concave portion are fitted, the magnetic flux is concentrated on the fitting portion of the connecting convex portion and the connecting concave portion. Can be avoided.
本発明の電機子において、各分割コアの周方向の一方の端部には前記連結凸部が、他方の端部には連結凹部がそれぞれ設けられ、各分割コアが全て同一形状を有して形成されている場合、分割コアの形成のために、金型を交換したり、製造ラインを別途設けたりする必要がない。従って、ステータコアの製造時間をさらに短縮することができるので、電機子の製造効率を一層向上させることができる。 In the armature of the present invention, the connecting convex portion is provided at one end portion in the circumferential direction of each divided core, the connecting concave portion is provided at the other end portion, and each divided core has the same shape. If formed, it is not necessary to replace the mold or provide a separate production line for forming the split core. Therefore, since the manufacturing time of the stator core can be further shortened, the manufacturing efficiency of the armature can be further improved.
本発明の電機子の製造方法によれば、前述した効果を奏する本発明の電機子を得ることができる。
ここで、連結凸部および連結凹部を有する分割コアを円弧状に連結していくと、それまでの分割コアの連結の場合とは異なり、少なくとも1つの分割コアは、ステータコアの軸方向に直交する面の面内方向に連結することができなくなる。
According to the armature manufacturing method of the present invention, the armature of the present invention having the above-described effects can be obtained.
Here, when the divided cores having the connecting convex portions and the connecting concave portions are connected in an arc shape, at least one divided core is orthogonal to the axial direction of the stator core, unlike the case of connecting the divided cores so far. It becomes impossible to connect in the in-plane direction of the surface.
本発明の電機子の製造方法によれば、円弧状に連結された分割コアの周方向の両端部間に、少なくとも1つの分割コアをステータコアの軸方向に沿って嵌め込むだけで、コイルが巻装された全ての分割コアが連結できる。このため、溶接等の手間のかかる方法によらず、容易に分割コアを連結することができるので、電機子の製造にかかる時間を短縮することができる。 According to the armature manufacturing method of the present invention, the coil can be wound only by fitting at least one split core along the axial direction of the stator core between both ends in the circumferential direction of the split cores connected in an arc shape. All mounted cores can be connected. For this reason, since it is possible to easily connect the split cores regardless of a time-consuming method such as welding, it is possible to reduce the time required for manufacturing the armature.
本発明の電機子の製造方法において、各分割コアは、単独で、または隣接する他の分割コアとともに、コイルに流れる交流電流の位相に応じたコアセグメントを構成し、前記少なくとも1つの分割コアとして、前記コアセグメントを前記円弧状に連結された分割コアの前記周方向の両端部間に嵌め込んで全ての分割コアを連結する場合、コアセグメントにおけるコイル同士を結線した上で、円弧状に連結された分割コアの周方向の両端部間に、コアセグメントを嵌め込みんで、ステータコアを形成することができる。 In the armature manufacturing method of the present invention, each of the split cores constitutes a core segment according to the phase of the alternating current flowing through the coil, alone or together with another adjacent split core, and the at least one split core When connecting all the split cores by fitting the core segments between the circumferential ends of the split cores connected in the arc shape, the coils in the core segments are connected to each other and connected in an arc shape. A stator core can be formed by fitting a core segment between both ends of the divided core.
この場合、先に分割コアを環状に連結してからコアセグメントの分割コアのコイル同士を結線するのとは異なり、隣接する分割コアのティース間の間隔を広くした状態で、コアセグメントにおけるコイル同士の結線を行うことができるので、コアセグメントにおけるコイルの巻装作業を効率的に行うことができる。従って、電機子の製造効率を向上させることができる。 In this case, the coils in the core segment are connected with each other in a state where the interval between the teeth of the adjacent divided cores is wide, unlike the case where the coils of the cores of the core segment are connected to each other after connecting the divided cores in a ring shape first. Therefore, the coil winding operation in the core segment can be efficiently performed. Therefore, the manufacturing efficiency of the armature can be improved.
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第2実施形態において、以下に説明する第1実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment to be described later, the same components as those in the first embodiment described below and components having similar functions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.
〔第1実施形態〕
図1において、電動旋回ショベル10は、下部走行体11を構成するトラックフレーム上に、スイングサークル12を介して設置された旋回体13と、図示しない発電機およびキャパシタとを備えている。旋回体13には、作業機14を構成し、それぞれ図示しない油圧シリンダによって動作されるブーム15、アーム16、およびバケット17が設けられている。このような旋回体13は、スイングサークル12と噛合する三相交流型の電動機18によって旋回駆動される。電動機18によって回生エネルギーとして生じた電力は、発電機で発電された電力とともに、キャパシタに蓄電される。キャパシタは、発電機の出力を補う、いわゆるアシスト動作をするために放電するとともに、電動機18を力行するために放電を行う。
[First Embodiment]
In FIG. 1, an
図2には、電動機18の電機子1が示されている。電機子1は、ステータコア2を構成する複数の分割コア3と、分割コア3に装着されたインシュレータ4と、インシュレータ4を介して分割コア3に巻装されたコイル5とを備え、図示しないロータとともに電動機18を構成する。
FIG. 2 shows the armature 1 of the
図3に示すように、分割コア3は、電磁鋼板からなる所定枚数のコアシート6を積層して形成されている。コアシート6の一方の面には、面外方向に突出する嵌合凸部61が設けられている。コアシート6の他方の面には、嵌合凸部61に対応する位置に、図示しない嵌合凹部が形成されており、この嵌合凹部に嵌合凸部61が嵌合することで、コアシート6が互いに固定される。このようなコアシート6は、電機子1の中心軸に対する周方向に沿った円弧状のヨーク部62と、ヨーク部62から径方向の内側に延設されたティース部63とにより、平面視でT字状に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、ヨーク部62の周方向の一方の端部には、連結凸部621が形成されている。ヨーク部62の他方の端部には、連結凸部621に対応する形状の連結凹部622が形成され、連結凸部621が連結凹部622に嵌合することで、分割コア3同士が連結可能となっている。これら連結凸部621および連結凹部622は、ステータコア2(図2参照)の径方向の外側の仮想点Pを中心とした仮想円Cの円周に沿って形成されている。
As shown in FIG. 4, a connecting
具体的に、連結凸部621における仮想円Cの内側の嵌合面621Aは、仮想点Pを曲率中心とした一定の曲率半径R1を有する曲線に沿って形成され、外周側の嵌合面621Bは、仮想点Pを曲率中心とした一定の、かつ嵌合面621Aの曲率半径R1よりも大きな曲率半径R2を有する曲線に沿って形成されている。同様に、連結凹部622における内周側および外周側の嵌合面622A,622Bは、それぞれ仮想点Pを曲率中心とし、連結凸部621の曲率半径R1,R2とほぼ同一の曲率半径R3,R4を有する曲線に沿って形成されている。
Specifically, the
ここで、仮想点Pという空間上の点を用いずに、ヨーク部62の外周側の角部を中心とした円で連結凸部621および連結凹部622を形成すると、連結凸部621の内周側および外周側の嵌合面621A,621Bの曲率と、連結凹部622の内周側および外周側の嵌合面622A,622Bの曲率とが小さくなるので、ステータコア2を打ち抜き加工するための金型に高い加工精度が求められる。よって、ステータコア2の径方向の外側に仮想点Pを設定し、連結凸部621の内周側および外周側の嵌合面621A,621Bの曲率と、連結凹部622の内周側および外周側の嵌合面622A,622Bの曲率とを大きくしている。
Here, if the connecting
図4において、インシュレータ4は、分割コア3のティース部63(図3参照)に装着されて、ティース部63を覆っている。図5に示すように、インシュレータ4は、コアシート6の積層方向に分割された断面U字状の分割インシュレータ41で構成される。このようなインシュレータ4は、樹脂等の絶縁材で形成され、ステータコア2とコイル5とを電気的に絶縁する。
In FIG. 4, the
図2に戻り、コイル5は、隣接する複数の分割コア3間で互いに結線され、コイル5が結線された分割コア3は、3相のうちの同一相の交流電流が流れるコアセグメント7を構成する。さらに、コアセグメント7のコイル5は、図示しない渡り線により、電機子1の中心軸をはさんで対向するコアセグメント7のコイル5と結線されている。これにより、互いに対向する2つのコアセグメント7には、同一相の交流電流が流れるように構成されている。
Returning to FIG. 2, the
次に、電機子1の製造方法について説明する。
先ず、図3に示すように、コアシート6を積層して分割コア3を形成する。
次に、図5に示すように、連結凸部621と連結凹部622とが対向した状態で、分割コア3を直列に配列する。そして、コアシート6の積層方向の両側から分割コア3のティース部63に分割インシュレータ41を電機子1の中心軸に沿った上下方向から被せて、ティース部63をインシュレータ4で覆う。
Next, a method for manufacturing the armature 1 will be described.
First, as shown in FIG. 3, the core sheet 6 is laminated | stacked and the division |
Next, as shown in FIG. 5, the
続いて、図6に示すように、インシュレータ4を介してコイル5をティース部63に巻装する。そして、図7に示すように、直線状に配列された分割コア3を、ティース部63側に向けて巻き取るように分割コア3を移動させて、分割コア3を円弧状に連結していく。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
この作業は、各分割コア3に対応する連結ピースを備えた図示しないジグにより行われる。ジグの各連結ピースは、隣り合う連結ピースと連結され、かつ仮想点Pを中心として回動自在に構成されている。図8に示すように、このような連結ピースは先ず、分割コア3が固定され直線状に配列された状態のままで、図の矢印Aに示す並び方向に直線移動される。そして、矢印Bに示すように、先頭側の連結ピースから順番にティース部63側に回り込み始め、そのまま曲率半径が徐々に小さくなるように移動していく。すると、連結ピースに固定された分割コア3は、連結ピースの動きに伴って移動し、隣り合う分割コア3との間隔を徐々に狭めていく。
This operation is performed by a jig (not shown) provided with a connecting piece corresponding to each divided
ここで、連結凸部621および連結凹部622は、ステータコア2の径方向の外側の仮想点Pを中心とした仮想円Cの円周に沿って形成されており、それぞれステータコア2の周方向とは異なる方向に湾曲している。すなわち、連結凸部621の内周側および外周側の嵌合面621A,621Bと、連結凹部622の内周側および外周側の嵌合面622A,622Bとは、曲率中心を同一とする曲率半径の曲線に沿って形成されている。このため、仮想点Pを中心として分割コア3を回動させることにより、隣り合う分割コア3との間で連結凸部621および連結凹部622が嵌り合って、分割コア3が連結されていく。これにより、図9に示すように、例えば、1相分のコアセグメント7の形成に必要な分割コア3を残して、分割コア3が円弧状に連結される。
Here, the connecting
一方、残りの分割コア3にコイル5を巻き付けた後、残りの分割コア3を同様に連結して、コアセグメント7を別途準備しておく。ここでのコアセグメント7の形成は、分割コア3を円弧状に連結する作業の前工程、後工程、および並行した工程のうちの何れのタイミングで行ってもよい。
On the other hand, after the
その後、図9に示すように、円弧状に連結された分割コア3の両端部間に、別途準備したコアセグメント7を差し込み、コアセグメント7を軸方向に沿ってスライドさせる。これにより、互いの連結凸部621を相手側の連結凹部622に嵌合させて、環状のステータコア2を形成する。そして、ステータコア2における各コアセグメント7のコイル5を、対向するコアセグメント7のコイル5と渡り線で結線する。
Thereafter, as shown in FIG. 9, separately
以上のような構成の電機子1では、分割コア3を直線状に配列した状態から、仮想点Pを中心として分割コア3を回動させるだけで、隣り合う分割コア3との間で連結凸部621および連結凹部622を嵌合させ、分割コア3を連結することができるので、電機子1の製造効率を向上させることができる。この際、隣り合う分割コア3の外周縁の角部は、分割コア3の回動により分割コア3が円弧状に連結されるまで、隣り合う分割コア3の外周縁の角部と接触しない。このため、分割コア3の外周縁の角部を切り欠かなくても分割コア3を直線状に配列することができるので、切り欠きによる磁路の減少を防ぐことができる。従って、ステータコア2を通る磁束の集中を回避し、ステータコア2の鉄損増加を防ぐことができるので、ステータコア2の磁気特性を向上できる。
In the armature 1 having the above-described configuration, it is possible to connect the divided
また、ステータコア2を分割コア3による分割構造としたことにより、電磁鋼板をプレス機械で環状に打ち抜いたコアシート6を積層してステータコア2を構成する場合に比べ、電磁鋼板を有効に利用することができ、歩留りを向上させることができる。
In addition, the stator core 2 is divided by the divided
さらに、コイル5が巻装された分割コア3を連結してステータコア2を形成するにあたり、各分割コア3に対応する連結ピースを備えたジグを用いているので、分割コア3の連結を効率的に行うことができる。これにより、電機子1の製造時間を短縮することができる。
Further, when the
〔第2実施形態〕
次に、図10に基づき、本発明の第2実施形態について説明する。
前述した第1実施形態において、ステータコア2は、全て同一形状の分割コア3で構成され、分割コア3のヨーク部62の周方向の一端側には連結凸部621が、他端側には連結凹部622が、それぞれ形成されていた。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG.
In the first embodiment described above, the stator core 2 is composed of the
これに対し、第2実施形態では、図10に示すように、ステータコア2は、形状の異なる二種類の分割コア3A,3Bで構成され、一方の形状の分割コア3Aでは、ヨーク部62の両端部に連結凸部621が形成され、他方の形状の分割コア3Bでは、ヨーク部62の両端部に連結凹部622が形成されている点が相違する。
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, the stator core 2 is composed of two types of divided
このような分割コア3A,3Bにおいても、連結凸部621および連結凹部622は、ステータコア2の径方向の外側の仮想点Pを中心とした仮想円Cの円周に沿って形成されている。従って、本実施形態の電機子1においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Also in such divided
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、電機子1は三相交流型の電動機18に用いられていたがこれに限られず、単相交流型の電動機18や三相以外の多相交流型の電動機18に用いてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in each of the embodiments described above, the armature 1 is used in the three-
また、前記各実施形態では、電機子1は、電動旋回ショベル10の電動機18に用いられていたがこれに限らない。電機子1は、如何なる電動機に対しても用いることができ、例えば、ホイールローダーの走行体に適用される電動機といった、電動旋回ショベル10以外の建設機械の電動機に用いてもよい。また、フォークリフトなどの産業車両の走行体に適用される電動機に用いてもよい。
さらに、前記各実施形態では、本発明の電機子1は電動機18に用いられていたがこれに限られず、ステータおよびロータを備えた回転駆動型のものであれば、発電機に用いてもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the armature 1 was used for the
Furthermore, in each of the embodiments described above, the armature 1 of the present invention is used in the
前記各実施形態では、電磁鋼板からなるコアシート6を積層して分割コア3を形成していたがこれに限られず、分割コア3を電磁鋼材からブロック状に直接形成してもよい。
In each said embodiment, although the core sheet 6 which consists of an electromagnetic steel plate was laminated | stacked and the division |
前記各実施形態では、分割インシュレータ41は、コアシート6の積層方向に分割されていたがこれに限られず、分割コア3のティース部63を覆うことができる形態であれば、例えば、分割コア3の連結方向に分割されてもよい。
また、前記各実施形態では、インシュレータ4を介してコイル5を分割コア3に巻装していたがこれに限られない。要は分割コア3とコイル5とを電気的に絶縁できればよく、例えば、インシュレータ4を用いるかわりに、分割コア3に絶縁材を塗布して絶縁被膜層を形成してもよい。
In each said embodiment, although the division |
Moreover, in each said embodiment, although the
前記各実施形態では、円弧状に連結した分割コア3に、別途準備した1相分のコアセグメント7を差し込んでステータコア2を形成していたがこれに限られず、2相分以上のコアセグメント7を差し込んでステータコア2を形成してもよい。
In each of the above embodiments, the stator core 2 is formed by inserting the
本発明は、回転駆動型の電動機に利用できる他、回転駆動型の発電機にも利用することができる。 The present invention can be used not only for a rotary drive type electric motor but also for a rotary drive type generator.
1…電機子、2…ステータコア、3,3A,3B…分割コア、5…コイル、621…連結凸部、622…連結凹部、C…仮想円、P…仮想点。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Armature, 2 ... Stator core, 3, 3A, 3B ... Split core, 5 ... Coil, 621 ... Connection convex part, 622 ... Connection concave part, C ... Virtual circle, P ... Virtual point.
Claims (5)
互いに連結されて環状のステータコアを構成する複数の分割コアと、
各分割コアに巻装されたコイルとを備え、
前記各分割コアの周方向の各々の端部には、互いに嵌合して前記各分割コアを連結する連結凸部または連結凹部が設けられ、
前記連結凸部および前記連結凹部は、前記ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とした仮想円の円周に沿って形成されている
ことを特徴とする電機子。 A rotary drive type motor or generator armature,
A plurality of split cores connected to each other to form an annular stator core;
A coil wound around each split core,
At each end in the circumferential direction of each of the divided cores, a connecting convex portion or a connecting concave portion that fits each other and connects the divided cores is provided,
The armature, wherein the connection convex portion and the connection concave portion are formed along a circumference of a virtual circle centering on a virtual point outside the radial direction of the stator core.
前記連結凸部および前記連結凹部は、前記仮想点を中心とした第1曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面と、前記仮想点を中心とし前記第1曲率半径より大きな第2曲率半径を有する前記円周に沿って形成された嵌合面とを有している
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 1,
The connection convex part and the connection concave part are larger than the first curvature radius with the fitting surface formed along the circumference having the first curvature radius centered on the virtual point and the virtual point as the center. An armature having a fitting surface formed along the circumference having a second radius of curvature.
前記各分割コアの周方向の一方の端部には前記連結凸部が、他端の端部には前記連結凹部が、それぞれ設けられ、
前記各分割コアは、全て同一形状を有して形成されている
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 1 or 2,
The connection convex portion is provided at one end portion in the circumferential direction of each divided core, and the connection concave portion is provided at the other end portion, respectively.
Each of the divided cores is formed to have the same shape.
互いに連結されて環状のステータコアを構成する複数の分割コアであって、前記ステータコアの径方向の外側の仮想点を中心とする仮想円の円周に沿って形成された連結凸部または連結凹部を周方向の各々の端部に有する複数の分割コアを形成し、
前記複数の分割コアを直線状に配列し、
各分割コアにコイルを巻装し、
前記連結凸部と前記連結凹部とを嵌合して、少なくとも1つの分割コアを除く前記複数の分割コアを円弧状に連結し、
前記少なくとも1つの分割コアを、前記円弧状に連結された分割コアの前記周方向の両端部間に嵌め込み、かつ前記ステータコアの軸方向に沿ってスライドして前記連結凸部と前記連結凹部とを嵌合させ、全ての分割コアを連結する
ことを特徴とする電機子の製造方法。 A method of manufacturing a rotary drive type motor or generator armature,
A plurality of split cores that are connected to each other to form an annular stator core, the connecting convex portions or connecting concave portions formed along the circumference of a virtual circle centered on a virtual point on the radially outer side of the stator core. Forming a plurality of split cores at each end in the circumferential direction;
Arranging the plurality of divided cores in a straight line;
A coil is wound around each divided core,
Fitting the connecting convex part and the connecting concave part, connecting the plurality of divided cores excluding at least one split core in an arc shape;
The at least one split core is fitted between the circumferential ends of the split cores connected in the arc shape, and is slid along the axial direction of the stator core to connect the connecting convex portion and the connecting concave portion. A method for manufacturing an armature, characterized by fitting and connecting all divided cores.
前記電動機または前記発電機は多相交流型であり、
前記各分割コア単独で、または隣接する他の分割コアとともに、前記コイルに流れる交流電流の位相に応じたコアセグメントを形成し、
前記少なくとも1つの分割コアとして、前記コアセグメントを前記円弧状に連結された分割コアの前記周方向の両端部間に嵌め込んで全ての分割コアを連結する
ことを特徴とする電機子の製造方法。 In the manufacturing method of the armature of Claim 4,
The electric motor or the generator is a polyphase AC type,
Each of the split cores alone or together with other adjacent split cores form a core segment according to the phase of the alternating current flowing through the coil,
A method of manufacturing an armature, characterized in that, as the at least one split core, the core segment is fitted between both ends in the circumferential direction of the split core connected in the arc shape to connect all the split cores. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010036993A JP2011176902A (en) | 2010-02-23 | 2010-02-23 | Armature and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010036993A JP2011176902A (en) | 2010-02-23 | 2010-02-23 | Armature and method of manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011176902A true JP2011176902A (en) | 2011-09-08 |
Family
ID=44689230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010036993A Pending JP2011176902A (en) | 2010-02-23 | 2010-02-23 | Armature and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011176902A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014204518A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | Split stator core, stator comprising the same split stator core, rotary electric machine comprising the same stator, and method for manufacturing split stator core |
JP7479230B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-05-08 | 三菱電機株式会社 | Stator core, stator for rotating electric machine, rotating electric machine, method for manufacturing stator for rotating electric machine, and method for manufacturing rotating electric machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09191588A (en) * | 1995-11-02 | 1997-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | Rotating electric apparatus |
JP2002095192A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-29 | Sony Corp | Servomotor and stator core therefor |
JP2003102136A (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of rotary electric machine, and method for manufacturing the same |
JP2007060877A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Mitsui High Tec Inc | Annular laminated core and manufacturing method therefor |
-
2010
- 2010-02-23 JP JP2010036993A patent/JP2011176902A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09191588A (en) * | 1995-11-02 | 1997-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | Rotating electric apparatus |
JP2002095192A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-29 | Sony Corp | Servomotor and stator core therefor |
JP2003102136A (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of rotary electric machine, and method for manufacturing the same |
JP2007060877A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Mitsui High Tec Inc | Annular laminated core and manufacturing method therefor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014204518A (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | Split stator core, stator comprising the same split stator core, rotary electric machine comprising the same stator, and method for manufacturing split stator core |
JP7479230B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-05-08 | 三菱電機株式会社 | Stator core, stator for rotating electric machine, rotating electric machine, method for manufacturing stator for rotating electric machine, and method for manufacturing rotating electric machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7355311B2 (en) | Rotor of axial gap motor and method of producing same | |
EP2557660B1 (en) | Layered iron core of rotary electrical machine | |
JP4781706B2 (en) | Permanent magnet type rotating electrical machine and method for manufacturing the rotor | |
JP5736861B2 (en) | Rotating electrical machine rotor | |
JP2014072988A (en) | Stator core, split core block, method for manufacturing stator, and rotary electric machine | |
JP6385588B2 (en) | Rotor and rotating electric machine | |
JP2009189163A (en) | Electric motor | |
JP2011217444A (en) | Rotating electric machine | |
JP2013062969A (en) | Coil back yoke, coreless electromechanical device, mobile object, robot, and method for manufacturing coil back yoke | |
JP2013198261A (en) | Exciting apparatus for rotary electric machine | |
JP2011223704A (en) | Stator core for rotary electric machine | |
JP2013158156A (en) | Core block, stator, rotary electric machine, and method for manufacturing core block | |
JP5248591B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
JP2011176902A (en) | Armature and method of manufacturing the same | |
WO2018180344A1 (en) | Stator for electric motor, and electric motor | |
WO2022168708A1 (en) | Field magneton | |
WO2018180345A1 (en) | Electric motor stator and electric motor | |
JP2012249389A (en) | Rotor for rotary electric machine, and rotary electric machine using the same | |
JP2007259676A (en) | Stator | |
JP4305978B2 (en) | Rotating electric machine stator and rotating electric machine | |
WO2018180343A1 (en) | Electric motor stator and electric motor | |
JP5256835B2 (en) | Rotating electric machine stator and rotating electric machine | |
WO2004004092A1 (en) | Dynamo-electric machine | |
CN108512321A (en) | A kind of motor and its stator core | |
CN220022419U (en) | Split type servo motor stator and servo motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20130903 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20130910 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140121 |