JP2015082894A - 電機子、電機子の巻線巻回方法及び直流モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1〜第8短絡線L1〜L8の非端末部を引っ掛けた第2、第5、第8、第11、第14、第17、第20、第23セグメントS2,S5,S8,S11,S14,S17,S20,S23のライザRに、巻線の巻端部が掛け止めされて巻線が巻回されるようにした。また、第2、第5、第8、第11、第14、第17、第20、第23セグメントS2,S5,S8,S11,S14,S17,S20,S23のライザRを周方向において互いに隣接しないように配置した。さらに、第2、第5、第8、第11、第14、第17、第20、第23セグメントS2,S5,S8,S11,S14,S17,S20,S23を除くセグメントのライザRを折り曲げた後に、巻線を巻回するようにした。
【選択図】図3
Description
また、巻線の数及びその巻線を結線するセグメントの数が多くなるに伴って、隣接するセグメントのライザ間の距離が短くなり、巻線の巻端部をセグメントのライザに巻き止めする際に隣接するセグメントのライザが邪魔になる。そのため、容易で精度の高い巻回作業を短時間で行うことができなくなっていた。
上記電機子の巻線巻回方法において、前記巻線巻回工程の後に、巻線の巻回に使った前記非端末部を引っ掛けたセグメントのライザと前記短絡線の非端末部及び巻線の巻端部とをヒュージングにて接合したことが好ましい。
上記課題を解決するための直流モータは、上記各電機子の巻線巻回方法にて製造した電機子を有した。
図1に示すように、直流モータ1は、固定子2と、該固定子2の内側に配置された電機子3とを備えている。
固定子2を構成する略円筒状のヨークハウジング2aの内周面には、磁極としての3個の第1永久磁石MG1と3個の第2永久磁石MG2が、周方向に交互に等ピッチ(本実施形態では60°間隔)となるように固着されている。
図1に示すように、電機子3は、回転軸4と、該回転軸4に固定された略円筒状の整流子5と、同じく回転軸4に固定された電機子コア6とを備えている。この電機子3は、回転軸4が固定子2によって軸支されることにより、固定子2に対して回転可能に支持されている。そして、整流子5及び電機子コア6は、共に回転軸4に固定されることにより、回転軸4の回転に伴って一体回転される。
また、第10、第2、第18セグメントS10,S2,S18の組が第2短絡線L2によって互いに短絡されて同電位となる。
また、第4、第20、第12セグメントS4,S20,S12の組が第4短絡線L4によって互いに短絡されて同電位となる。
また、第22、第14、第6セグメントS22,S14,S6の組が第6短絡線L6によって互いに短絡されて同電位となる。
また、第16、第8、第24セグメントS16,S8,S24の組が第8短絡線L8によって互いに短絡されて同電位となる。
ここで、各ティースにおいて、それぞれ一対の第1及び第2分岐部T1a,T1b〜T12a,T12bが形成する間隔(スロットSL)の中間位置は、その中間位置と回転軸4の中心軸線を結ぶ線上に、相対配置された2個のセグメントとの間隔の中間位置が位置するようになっている。
ここで、説明の便宜上、第1〜第12ティースT1〜T12の内側巻回部T1c〜T12cに巻回されている電機子巻線ついて、第1ティースT1の内側巻回部T1cから時計回り方向に第12ティースT12の内側巻回部T12cまでそれぞれ巻回されている各巻線を、順番に第1〜第12巻線C1〜C12を呼ぶ。
次に、第1〜第8短絡線L1〜L8の結線方法について、以下の表1に示す短絡線結線工程表と図4〜図7に示す短絡線結線図に従って説明する。
短絡線結線工程1(セグメント:S1→S17→S9、S13→S5→S21)
図4に示すように、Aフライヤーは、絶縁被膜された第1導線W1の始端部を、第1セグメントS1のライザRに引っ掛けて掛け止めした後、反時計回り方向に120°離間した第17セグメントS17まで反時計回り方向に引き回し、同第17セグメントS17のライザRにクロスさせて引っ掛ける。Aフライヤーは、同第17セグメントS17のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、反時計回り方向に120°離間した第9セグメントS9まで反時計回り方向に引き回し同第9セグメントS9のライザRに引っ掛けて掛け止めする。
Aフライヤーは、第9セグメントS9のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。これによって、その中間部(非端末部)が第17セグメントS17のライザRに引っ掛けられた第1導線W1は、その始端部が第1セグメントS1のライザRに掛け止めされ、その終端部が第9セグメントS9のライザRに掛け止めされてなる第1短絡線L1となる。
図5に示すように、Aフライヤーは、切断した第1導線W1の始端部を、第10セグメントS10のライザRに引っ掛けて掛け止めした後、反時計回り方向に120°離間した第2セグメントS2まで反時計回り方向に引き回し、同第2セグメントS2のライザRにクロスさせて引っ掛ける。Aフライヤーは、同第2セグメントS2のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、反時計回り方向に120°離間した第18セグメントS18まで反時計回り方向に引き回し同第18セグメントS18のライザRに引っ掛けて掛け止めする。
Aフライヤーは、第18セグメントS18のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。これによって、その中間部(非端末部)が第2セグメントS2のライザRに引っ掛けられた第1導線W1は、その始端部が第10セグメントS10のライザRに掛け止めされ、その終端部が第18セグメントS18のライザRに掛け止めされてなる第2短絡線L2となる。
図6に示すように、Aフライヤーは、切断した第1導線W1の始端部を、第19セグメントS19のライザRに引っ掛けて掛け止めした後、反時計回り方向に120°離間した第11セグメントS11まで反時計回り方向に引き回し、同第11セグメントS11のライザRにクロスさせて引っ掛ける。Aフライヤーは、同第11セグメントS11のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、反時計回り方向に120°離間した第3セグメントS3まで反時計回り方向に引き回し同第3セグメントS3のライザRに引っ掛けて掛け止めする。
Aフライヤーは、第3セグメントS3のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。これによって、その中間部(非端末部)が第11セグメントS11のライザRに引っ掛けられた第1導線W1は、その始端部が第19セグメントS19のライザRに掛け止めされ、その終端部が第3セグメントS3のライザRに掛け止めされてなる第3短絡線L3となる。
図7に示すように、Aフライヤーは、切断した第1導線W1の始端部を、第4セグメントS4のライザRに引っ掛けて掛け止めした後、反時計回り方向に120°離間した第20セグメントS20まで反時計回り方向に引き回し、同第20セグメントS20のライザRにクロスさせて引っ掛ける。Aフライヤーは、同第20セグメントS20のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、反時計回り方向に120°離間した第12セグメントS12まで反時計回り方向に引き回し同第12セグメントS12のライザRに引っ掛けて掛け止めする。
Aフライヤーは、第12セグメントS12のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。これによって、その中間部(非端末部)が第20セグメントS20のライザRに引っ掛けられた第1導線W1は、その始端部が第2セグメントS2のライザRに掛け止めされ、その終端部が第12セグメントS12のライザRに掛け止めされてなる第4短絡線L4となる。
このとき、AフライヤーとBフライヤーを備えたダブルフライヤー巻線機は、短絡線結線工程1〜短絡線結線工程8の短絡線結線作業において、AフライヤーとBフライヤーが180°対峙して結線作業を行う。そのため、短絡線結線工程1〜短絡線結線工程8において、結線作業途中で、AフライヤーとBフライヤーが衝突することなく、それぞれ分担の結線作業が行われる。
次に、短絡線結線工程において結線された第1〜第8短絡線L1〜L8を掛け止めしたセグメントのライザを折り曲げるライザ折り曲げ工程を行う。
詳述すると、第17セグメントS17のライザRを除く第1及び第9セグメントS1,S9のライザRについて、第1短絡線L1の始端部及び終端部の掛け止めた部分が保持される方向に折り曲げる。
ライザ折り曲げ工程が完了すると、第1〜第24巻線C1〜C24の巻回作業に移る。
ここで、第1〜第24巻線C1〜C24の巻回を、以下の表2に示す巻線巻回工程表と図8〜図19に示す巻回図に従って説明する。
巻線巻回工程1(セグメント:S17、S5)
図8に示すように、Aフライヤーは、第1導線W1の始端部を第17セグメントS17のライザRに掛け止めする。
巻線巻回工程2(スロット:第1巻線C1、第7巻線C7)
図8に示すように、Aフライヤーは、第17セグメントS17のライザRに引っ掛け掛け止めした第1導線W1を、スロット番号「3」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「3」と「1」のスロットSLとの間おいて、引き回した第1導線W1を第1ティースT1の内側巻回部T1cに順巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T1cには、集中巻きで順巻きの第1巻線C1が巻回される。
図8に示すように、Aフライヤーは、第1巻線C1を巻回した第1導線W1を、スロット番号「1」のスロットSLから第2セグメントS2まで時計回り方向に引き回し、同第2セグメントS2のライザRに引っ掛ける。
図9に示すように、Aフライヤーは、第2セグメントS2のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「9」のスロットSLまで時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「9」と「11」のスロットSLとの間おいて、引き回した第1導線W1を第5ティースT5の内側巻回部T5cに逆巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T5cには、集中巻きで逆巻きの第5巻線C5が巻回される。
図9に示すように、Aフライヤーは、第5巻線C5を巻回した第1導線W1を、スロット番号「11」のスロットSLから第17セグメントS17まで時計回り方向に引き回し、同第17セグメントS17のライザRに引っ掛ける。
図10に示すように、Aフライヤーは、第17セグメントS17のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「19」のスロットSLまで時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「19」と「17」のスロットSLとの間おいて、引き回した第1導線W1を第9ティースT9の内側巻回部T9cに順巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T9cには、集中巻きで順巻きの第9巻線C9が巻回される。
図10に示すように、Aフライヤーは、第9巻線C9を巻回した第1導線W1を、スロット番号「17」のスロットSLから第2セグメントS2まで時計回り方向に引き回し、同第2セグメントS2のライザRに引っ掛け、掛け止めする。
Aフライヤーは、第2セグメントS2のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。
巻線巻回工程9(セグメント:S11、S23)
図11に示すように、Aフライヤーは、切断した第1導線W1を新たに第11セグメントS11のライザRに掛け止めする。
巻線巻回工程10(スロット:第2巻線C2、第8巻線C8)
図11に示すように、Aフライヤーは、第11セグメントS11のライザRに掛け止めした第1導線W1を、スロット番号「5」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「5」と「3」のスロットSLとの間おいて、その引き回した第1導線W1を第2ティースT2の内側巻回部T2cに順巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T2cには、集中巻きで順巻きの第2巻線C2が巻回される。
図11に示すように、Aフライヤーは、第2巻線C2を巻回した第1導線W1を、スロット番号「3」のスロットSLから第20セグメントS20まで反時計回り方向に引き回し、同第20セグメントS20のライザRに引っ掛ける。
図12に示すように、Aフライヤーは、第20セグメントS20のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「11」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「11」と「13」のスロットSLとの間おいて、その引き回した第1導線W1を第6ティースT6の内側巻回部T6cに逆巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T6cには、集中巻きで逆巻きの第6巻線C6が巻回される。
図12に示すように、Aフライヤーは、第6巻線C6を巻回した第1導線W1を、スロット番号「13」のスロットSLから第11セグメントS11まで反時計回り方向に引き回し、同第11セグメントS11のライザRに引っ掛ける。
図13に示すように、Aフライヤーは、第11セグメントS11のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「21」のスロットSLまで時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「21」と「19」のスロットSLとの間おいて、引き回した第1導線W1を第10ティースT10の内側巻回部T10cに順巻きにて巻回する。これによって、内側巻回部T10cには、集中巻きで順巻きの第10巻線C10が巻回される。
巻線巻回工程15(セグメント:S20、S8)
図13に示すように、Aフライヤーは、第10巻線C10を巻回した第1導線W1を、スロット番号「19」のスロットSLから第20セグメントS20まで時計回り方向に引き回し、同第20セグメントS20のライザRに引っ掛ける。
図14に示すように、Aフライヤーは、第20セグメントS20のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「14」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「14」と「12」のスロットSLとの間おいて、即ち、第7ティースT7の第2分岐部T7b及び第6ティースT6の第1分岐部T6a間に、その引き回した第1導線W1を順巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T7bと第1分岐部T6aの間には、分布巻きで順巻きの第18巻線C18が巻回される。
図14に示すように、Aフライヤーは、第18巻線C18を巻回した第1導線W1を、スロット番号「12」のスロットSLから第5セグメントS5まで反時計回り方向に引き回し、同第5セグメントS5のライザRに引っ掛ける。
図15に示すように、Aフライヤーは、第5セグメントS5のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「20」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「20」と「22」のスロットSLとの間おいて、即ち、第11ティースT11の第2分岐部T11b及び第10ティースT10の第1分岐部T10a間に、引き回した第1導線W1を逆巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T11bと第1分岐部T10aの間には、分布巻きで逆巻きの第22巻線C22が巻回される。
図15に示すように、Aフライヤーは、第22巻線C22を巻回した第1導線W1を、スロット番号「22」のスロットSLから第20セグメントS20まで反時計回り方向に引き回し、同第20セグメントS20のライザRに引っ掛ける。
図16に示すように、Aフライヤーは、第20セグメントS20のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「6」のスロットSLまで時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「6」と「4」のスロットSLとの間おいて、即ち、第3ティースT3の第2分岐部T3b及び第2ティースT2の第1分岐部T2a間に、その引き回した第1導線W1を順巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T3bと第1分岐部T2aの間には、分布巻きで順巻きの第14巻線C14が巻回される。
図16に示すように、Aフライヤーは、第14巻線C14を巻回した第1導線W1を、スロット番号「4」のスロットSLから第5セグメントS5まで時計回り方向に引き回し、同第5セグメントS5のライザRに引っ掛け、掛け止めする。
Aフライヤーは、第5セグメントS5のライザRに掛け止めした第1導線W1を切断(断線)する。
巻線巻回工程23(セグメント:S14、S2)
図17に示すように、Aフライヤーは、切断した第1導線W1を新たに第14セグメントS14のライザRに掛け止めする。
巻線巻回工程24(スロット:第19巻線C19、第13巻線C13)
図17に示すように、Aフライヤーは、第14セグメントS14のライザRに掛け止めした第1導線W1を、スロット番号「16」のスロットSLまで時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「16」と「14」のスロットSLとの間おいて、即ち、第8ティースT8の第2分岐部T8b及び第7ティースT7の第1分岐部T7a間に、その引き回した第1導線W1を順巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T8bと第1分岐部T7aの間には、分布巻きで順巻きの第19巻線C19が巻回される。
図17に示すように、Aフライヤーは、第19巻線C19を巻回した第1導線W1を、スロット番号「14」のスロットSLから第23セグメントS23まで時計回り方向に引き回し、同第23セグメントS23のライザRに引っ掛ける。
図18に示すように、Aフライヤーは、第23セグメントS23のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「22」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「22」と「24」のスロットSLとの間おいて、即ち、第12ティースT12の第2分岐部T12b及び第11ティースT11の第1分岐部T11a間に、その引き回した第1導線W1を逆巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T12bと第1分岐部T11aの間に、分布巻きで逆巻きの第23巻線C23が巻回される。
図18に示すように、Aフライヤーは、第23巻線C23を巻回した第1導線W1を、スロット番号「24」のスロットSLから第14セグメントS14まで反時計回り方向に引き回し、同第14セグメントS14のライザRに引っ掛ける。
図19に示すように、Aフライヤーは、第14セグメントS14のライザRに引っ掛けた第1導線W1を、スロット番号「8」のスロットSLまで反時計回り方向に引き回す。そして、Aフライヤーは、スロット番号「8」と「6」のスロットSLとの間おいて、即ち、第4ティースT4の第2分岐部T4b及び第3ティースT3の第1分岐部T3a間に、その引き回した第1導線W1を順巻きにて巻回する。これによって、第2分岐部T4bと第1分岐部T3aの間には、分布巻きで順巻きの第15巻線C15が巻回される。
図19に示すように、Aフライヤーは、第15巻線C15を巻回した第1導線W1を、スロット番号「6」のスロットSLから第23セグメントS23まで反時計回り方向に引き回し、同第23セグメントS23のライザRに引っ掛けて掛け止める。
最後に、第1〜第24巻線C1〜C24の始端部(巻端部)及び終端部(巻端部)を掛け止めしているセグメントのライザRを折り曲げ、ヒュージング工程を実行する。
次に、上記実施形態の作用を記載する。
第1〜第8短絡線L1〜L8は、始端部を掛け止めしたセグメントのライザRから反時計回り方向に引き回して240°離間したそれぞれ対応するセグメントのライザRに終端部を掛け止める。このとき、第1〜第8短絡線L1〜L8は、反時計回り方向に引き回す際に始端部を掛け止めしたセグメントから反時計回り方向に120°離間したセグメントのライザRに対して非端末部を引っ掛けた後に、反時計回り方向に120°離間した終端部を掛け止めするセグメントまで引き回して掛け止めした。
(1)本実施形態によれば、第1〜第8短絡線L1〜L8の非端末部を引っ掛けた第2、第5、第8、第11、第14、第17、第20、及び、第23セグメントS2,S5,S8,S11,S14,S17,S20,S23のライザRに、巻線の巻端部が掛け止めされて巻線が巻回されるようにした。従って、第1〜第8短絡線L1〜L8の始端部及び終端部の掛け止め部分が巻線の巻端部の掛け止め際に影響を受けることはない。その結果、第1〜第8短絡線L1〜L8の始端部及び終端部の掛け止め部分が緩む虞はない。
○上記実施形態では、固定子2に備えられる磁極(マグネット)の極数を6とし、スロットの数24、セグメントの数を24としたが、これを適宜変更してもよい。例えば、磁極の数が4であって、スロットの数が18,セグメントの数が18となる電機子を有する直流モータに応用してもよい。
なお、第1〜第9短絡線L1〜L9を配線する時、第1〜第9短絡線L1〜L9の非端末部をクロスさせて引っ掛けているセグメント間は、1つのセグメントをおいて離間するように配置されている。
Claims (5)
- 複数個のセグメントを組としその組を複数組有し、各組毎に同電位とする前記複数個のセグメント間を電気的に導通状態とする短絡線を備え、各組の短絡線の始端部と終端部との間の非端末部が、その始端部と終端部が結線されるセグメントと同じ組であって異なるセグメントのライザに引っ掛けられた整流子を有する電機子であって、
前記各組の非端末部は、他の組の非端末部と周方向において隣接しないように、前記セグメントのライザに掛け止めされ、それら各非端末部が掛け止めされた前記各セグメントのライザを使って巻線が巻回されていることを特徴とする電機子。 - 複数個のセグメントを組としその組を複数組有し、各組毎に同電位とする前記複数個のセグメント間を電気的に導通状態とする短絡線を備え、各組の短絡線の始端部と終端部との間の非端末部が、その始端部と終端部が結線されるセグメントと同じ組であって異なるセグメントのライザに引っ掛けられた整流子を有する電機子の巻線巻回方法であって、
各短絡線について、前記同じ組の異なるセグメントのライザに引っ掛けられる非端末部が、他の組の非端末部と周方向において隣接しないように、短絡線の始端部と終端部を同じ組のセグメントに結線する短絡線結線工程と、
各組のセグメントについて、前記非端末部を引っ掛けたセグメントのライザを除いたセグメントのライザを前記短絡線の始端部及び終端部が保持される方向へ折り曲げるライザ折り曲げ工程と、
各組の前記非端末部を引っ掛け折り曲げられてないセグメントのライザを使って巻線を巻回する巻線巻回工程と
を備えることを特徴とする電機子の巻線巻回方法。 - 請求項2に記載の電機子の巻線巻回方法において、
前記ライザ折り曲げ工程、またはライザと短絡線の始端部及び終端部とをヒュージングにて接合するヒュージング工程のいずれかの工程の後、前記巻線巻回工程に移ることを特徴とする電機子の巻線巻回方法。 - 請求項2又は3に記載の電機子の巻線巻回方法において、
前記巻線巻回工程の後に、巻線の巻回に使った前記非端末部を引っ掛けたセグメントのライザと、前記短絡線の非端末部及び巻線の巻端部とをヒュージングにて接合したことを特徴とする電機子の巻線巻回方法。 - 請求項2〜4のいずれか1つに記載の電機子の巻線巻回方法にて製造した電機子を有したことを特徴とする直流モータ。
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