JP2013021834A

JP2013021834A - 回転電機およびその製造方法

Info

Publication number: JP2013021834A
Application number: JP2011154024A
Authority: JP
Inventors: Koji Kajimoto; 浩二梶本; Akihiko Mishima; 昭彦三嶋; Kenji Matsuura; 賢司松浦
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】コストを低減することが可能な回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機は、永久磁石を有する回転子と絶縁を施したティース部に整列巻した固定子を備える回転電機であって、当該固定子は、固定子ヨークと、巻線端部が固定子ヨークの軸方向の端面から当該軸方向に突出するように固定子ヨークに設けられた固定子巻線と、絶縁被膜が外周に形成された電線で構成され、巻線端部が接続される円環状の接続部材２３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機およびその製造方法に関する。

永久磁石を有する回転子と、絶縁を施したティース部に整列巻した固定子巻線を有する固定子とを備える永久磁石式同期電動機である回転電機において、固定子巻線の結線を行う従来の方法として、結線用基板を用いて結線する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平７−２４５８９７号公報

しかしながら、上記結線用基板を用いて結線する方法では、結線用基板を使用するため、コストアップになるという課題があった。

そこで、本発明は、コストを低減することが可能な回転電機およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転子および固定子を備える回転電機であって、前記固定子は、固定子ヨークと、巻線端部が前記固定子ヨークの軸方向の端面から当該軸方向に突出するように前記固定子ヨークに設けられた固定子巻線と、絶縁被膜が外周に形成された電線で構成され、前記巻線端部が接続される円環状の接続部材と、を備える回転電機が適用される。

本発明の別の観点によれば、回転子と、固定子ヨークを有する固定子と、を備える回転電機の製造方法であって、巻線端部が前記固定子ヨークの軸方向の端面から当該軸方向に突出するように前記固定子ヨークに固定子巻線を巻回する工程と、絶縁被膜が外周に形成された電線で構成された円環状の接続部材を、前記巻線端部に接続する工程と、を含む回転電機の製造方法が適用される。

本発明によれば、コストを低減することが可能な回転電機およびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る回転電機の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る回転電機の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る接続部材の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る接続部材の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る回転電機の他例を示す図である。本発明の実施形態に係る回転電機の他例を示す図である。本発明の実施形態に係る回転電機の他例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。

図１〜図３は、本実施形態に係る回転電機の一例を示す図である。図１および図２では、固定子巻線の配置例が示されており、一例として１０極１２スロットの回転電機が示されている。図１では、固定子巻線の結線を行う前のものが示されており、固定子巻線の巻き始め部や巻き終わり部にて、固定子巻線は切断されている。図２では、固定子巻線の結線を行った後のものが示されている。図３では、固定子巻線の結線関係が示されている。図４および図５は、本実施形態に係る接続部材の一例を示す図である。図４は、接続部材が結束される前の状態を示し、図５は、接続部材が結束された後の状態を示している。

図１に示すように、回転電機は、回転子１と固定子２とを備える。回転子１は、回転子ヨーク１１と、回転子ヨーク１１の外周に設けられた永久磁石１２とを備える。

図１および図２に示すように、固定子２は、固定子ヨーク２１、固定子巻線２２、および接続部材２３を備える。固定子ヨーク２１には、回転子１の外周側に対向し、回転子１の回転方向に並ぶように、複数のティース部２１１が設けられている。

固定子巻線２２は、絶縁が施された複数のティース部２１１それぞれに整列巻線方式にて巻回されている。図１に示すように、固定子巻線２２は、巻き始め部や巻き終わり部にて切断されている。このため、固定子巻線２２のそれぞれにおいて、巻き始め部に相当する巻線端部と巻き終わり部に相当する巻線端部とが、固定子ヨーク２１の軸方向の端面２１２から当該軸方向に突出している。

また、固定子巻線２２は、回転子１の回転方向に同相の固定子巻線が隣り合うように設けられている。図１では、（＋Ｕ）相の固定子巻線２２と、これと同相の（−Ｕ）相の固定子巻線とが回転方向に隣り合っている。同様に、（＋Ｖ）相の固定子巻線２２と、これと同相の（−Ｖ）相の固定子巻線とが回転方向に隣り合い、（＋Ｗ）相の固定子巻線２２と、これと同相の（−Ｗ）相の固定子巻線とが回転方向に隣り合っている。

接続部材２３は、図２に示すように、円環状に成形されており、固定子ヨーク２１の端面２１２側に設けられる。接続部材２３は、図３に示すように、絶縁被膜が外周に形成された電線（以下、絶縁電線とも称す）で構成され、固定子巻線２２の巻線端部と接続される。電線は、径の小さい多数の電線で構成され、カシメ・半田等で巻線端部と電気的に接続される。これにより、固定子巻線２２間が電気的に接続される。図３では、一例として、固定子巻線２２を２スター結線方式にて結線した様子を示している。絶縁電線の種類としては、Ｕ相用電線Ｌｕ（図３の実線）、Ｖ相用電線Ｌｖ（図３の二点鎖線）、Ｗ相用電線Ｌｗ（図３の点線）、中性点用電線Ｌｎ（図３の一点鎖線）がある。Ｕ相用電線Ｌｕ、Ｖ相用電線Ｌｖ、Ｗ相用電線Ｌｗ、中性点用電線Ｌｎは、図２に示すように、ひも等の複数の結束部材２３１により、接続部材２３の形状が円環状となるように結束されている。結束部材２３１は、多くの絶縁電線が重なる部位や、絶縁電線の引き出し部に設けられることで、接続部材２３の結束をより強いものにすることができる。

次に、本実施形態に係る回転電機の製造方法の一部について説明する。まず、図５に示すような円環状の接続部材２３を予め準備する。具体的には、図４に示すように、Ｕ相用電線Ｌｕ、Ｖ相用電線Ｌｖ、Ｗ相用電線Ｌｗ、中性点用電線Ｌｎを準備し、これらを円環状に配置する。その際、各絶縁電線の長さは、電気的に接続すべき巻線端部間に対応する長さとする。また、各絶縁電線は、電気的に接続すべき巻線端部の位置に各絶縁電線の両端が来るように配置される。この状態において各絶縁電線をひも等の結束部材２３１により結束し、図５に示すように、接続部材２３を円環状に成形する。これにより、円環状の接続部材２３が完成する。

次に、絶縁が施された複数のティース部２１１それぞれに、固定子巻線２２が整列巻線方式にて巻回される。次に、巻回された固定子巻線２２が巻き始め部や巻き終わり部にて切断され、これにより固定子ヨーク２１の軸方向の端面２１２から当該軸方向に突出するように巻線端部が形成される。次に、予め準備しておいた円環状の接続部材２３を、巻線端部が突出した固定子巻線２２上に配置する。次に、巻線端部と接続部材２３とをカシメや半田等で電気的に接続する。以上より、固定子巻線２２の接続工程が完了する。

以上のように、結線用基板を用いずに、絶縁電線からなる接続部材２３を用いることで、コストを低減することが可能になる。

また、接続部材２３は、結束部材２３１を用いて絶縁電線を円環状に結束することにより、予め円環状に形成されるので、作業性が向上する。

また、固定子巻線２２は、固定子ヨーク２１のティース部２１１に整列巻線方式にて巻回される。整列巻線方式の場合、固定子巻線２２の単線の径が比較的大きくなる傾向にある。このため、固定子巻線２２の口出し線を結線する場合、口出し線が固くて結線の作業性が悪くなる。これに対し、本実施形態に係る絶縁電線は、径の小さい多数の電線で構成されるので、屈曲性に優れており、柔らかく、作業性が良い。

なお、上述では、固定子巻線２２のそれぞれに存在する、巻き始め部に相当する巻線端部と巻き終わり部に相当する巻線端部とを、接続部材２３に接続していたが、これに限られない。図１では、（＋Ｕ、−Ｕ）、（＋Ｖ、−Ｖ）、（＋Ｗ、−Ｗ）のように回転子１の回転方向に隣り合った位置に同相の固定子巻線２２が設けられている。このため、図６に示すように、隣り合う同相の固定子巻線２２（＋Ｕの固定子巻線２２と−Ｕの固定子巻線２２、＋Ｖの固定子巻線２２と−Ｖの固定子巻線２２、＋Ｗの固定子巻線２２と−Ｗの固定子巻線２２）を切断せずに、連続巻線としてもよい。そうすると、接続部材２３は、図７および図８に示すように、電線数が減り、より簡略化される。

以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変更例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

例えば、上述では、固定子ヨーク２１のティース部２１１それぞれに固定子巻線２２を巻回する集中巻線方式について説明したが、分布巻線方式においても、本実施形態に係る接続部材２３を適用することができる。

１回転子
２固定子
１１回転子ヨーク
１２永久磁石
２１固定子ヨーク
２２固定子巻線
２３接続部材
２１１ティース部
２３１結束部材

Claims

回転子および固定子を備える回転電機であって、
前記固定子は、
固定子ヨークと、
巻線端部が前記固定子ヨークの軸方向の端面から当該軸方向に突出するように前記固定子ヨークに設けられた固定子巻線と、
絶縁被膜が外周に形成された電線で構成され、前記巻線端部が接続される円環状の接続部材と、を備える、回転電機。
前記接続部材は、結束部材を用いて前記電線を円環状に結束することにより、円環状に形成される、請求項１に記載の回転電機。
前記電線は、Ｕ相用電線、Ｖ相用電線、Ｗ相用電線、および中性点用電線で構成される、請求項１または２のいずれか１項に記載の回転電機。
前記固定子ヨークは、前記回転子の回転方向に並び、かつ、各々に前記固定子巻線が設けられた複数のティース部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記固定子巻線は、前記回転方向に同相の固定子巻線が隣り合うように設けられており、
前記隣り合う同相の固定子巻線は、連続巻線で構成される、請求項４に記載の回転電機。
前記固定子巻線は、前記ティース部に整列巻線方式にて巻回される、請求項４または５に記載の回転電機。
回転子と、固定子ヨークを有する固定子と、を備える回転電機の製造方法であって、
巻線端部が前記固定子ヨークの軸方向の端面から当該軸方向に突出するように前記固定子ヨークに固定子巻線を巻回する工程と、
絶縁被膜が外周に形成された電線で構成された円環状の接続部材を、前記巻線端部に接続する工程と、を含む、回転電機の製造方法。