JP2015220847A - Split coil unit and armature - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分割コイルユニット及びこの分割コイルユニットを備えた電機子に関する。 The present invention relates to a split coil unit and an armature including the split coil unit.
建設機械、その他の機械では、回転駆動型の電動機又は発電機が利用されている。電動機等は、電機子とロータとを備えている。電機子は、複数枚の鋼板を積層してなるステータコアを有する。ステータコアは、環状に並んで配置された複数のティース部を有する。
これらのティース部には、インシュレータが設けられ、このインシュレータにコイルが巻回されている。
In construction machines and other machines, a rotary drive type electric motor or generator is used. An electric motor or the like includes an armature and a rotor. The armature has a stator core formed by laminating a plurality of steel plates. The stator core has a plurality of teeth portions arranged in a ring.
These teeth portions are provided with an insulator, and a coil is wound around the insulator.
電機子の従来例として、複数のティース部を有する円環状のステータコアと、複数のティース部にそれぞれ装着された複数のインシュレータと、これらのインシュレータの外周にそれぞれ巻回されたステータコイルと、複数のステータコイルを電気的に接続する複数本のバスバーとを備えた技術(特許文献1)がある。
特許文献1で示される従来例では、インシュレータにステータコイルを巻回して端子部を有するカセットコイルを形成し、このカセットコイルをステータコアのティース部に嵌合する。そして、U相、V祖、W相の3種類のバスバーを1つのバスバー収容体に嵌合し、このバスバー収容体をインシュレータに装着する。3種類のバスバーは、風車状に並ぶように、つまり、その一端と他端とでステータコアの円環の中心からの距離が異なるように配置されている。
As a conventional example of an armature, an annular stator core having a plurality of tooth portions, a plurality of insulators respectively attached to the plurality of tooth portions, a stator coil wound around the outer periphery of these insulators, and a plurality of There exists a technique (patent document 1) provided with the several bus bar which electrically connects a stator coil.
In the conventional example shown in
電機子の他の従来例として、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、これらの分割コアに取り付けられたインシュレータと、インシュレータを介して分割コアに巻回されたコイルとを備えた技術(特許文献2)がある。
特許文献2で示される従来例では、隣接する複数の分割コアの間で互いに結線される。コイルが結線された分割コアは、3相のうち同一相の交流電流が流れるコアセグメントを構成する。コアセグメントのコイルは、渡り線により、電機子の中心軸を挟んで対向するコアセグメントのコイルと結線される。
As another conventional example of an armature, a plurality of split cores connected to each other to form an annular stator core, an insulator attached to these split cores, and a coil wound around the split core via the insulator There is a technology provided (Patent Document 2).
In the conventional example shown in
特許文献1で示される従来例では、複数のカセットコイルをそれぞれステータコアのティース部に嵌合しなければならず、その作業が繁雑である。そして、1つのバスバー収容体に3種類のバスバーを嵌合しなければならず、しかも、その配置位置も複雑である。そのため、個々のバスバーの両端部とコイルの端部とを結線する作業が煩雑となる。
In the conventional example shown in
特許文献2で示される従来例では、同一コアセグメントの複数のコイルを互いに結線する必要がある。その上、電機子の中心軸を挟んで互いに反対側に位置するコアセグメントのコイルも、渡り線によって結線しなければならない。
以上の特許文献1,2で示される従来例では、コイルの巻回作業やコイル同士の結線作業が煩雑となるので、電機子の組立作業を容易に行うことができない。
In the conventional example shown in
In the conventional examples shown in
本発明の目的は、コイルの巻回作業やコイル同士の結線作業が容易に行える分割コイルユニット及び電機子を提供することにある。 The objective of this invention is providing the division | segmentation coil unit and armature which can perform the winding operation | work of a coil and the connection operation | work of coils easily.
本発明の分割コイルユニットは、回転駆動型の電動機又は発電機の電機子に用いられ環状となるように複数が並んで配置される分割コイルユニットであって、環状のステータコアの一部を構成し前記ステータコアの径方向外方にコアヨーク部が位置する分割コア本体と、前記分割コア本体に装着されるインシュレータと、前記インシュレータに巻回され両端部がそれぞれ互いに並んで配置された一対のコイル端子に接続されたコイルと、を備え、前記インシュレータは、前記コイルが巻回される被巻回部と前記コイル端子がそれぞれ取り付けられる一対の被取付部とを有し、前記被取付部は、前記コアヨーク部に隣接した端部に配置されていることを特徴とする。 A split coil unit according to the present invention is a split coil unit that is used in a rotary drive type motor or an armature of a generator and is arranged in a plurality so as to be annular, and constitutes a part of an annular stator core. A split core main body having a core yoke portion positioned radially outward of the stator core; an insulator mounted on the split core main body; and a pair of coil terminals wound around the insulator and arranged at both ends thereof side by side. The insulator includes a wound portion around which the coil is wound and a pair of attached portions to which the coil terminals are respectively attached. The attached portion includes the core yoke. It arrange | positions at the edge part adjacent to a part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明では、前記被取付部には、軸方向が前記ステータコアの軸方向に沿って雌ねじ部材が設けられていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the attached portion is provided with a female screw member whose axial direction is along the axial direction of the stator core.
本発明の電機子は、前述の構成の分割コイルユニットを環状となるように複数配置し、これらの分割コイルユニットに前記コイル端子が接続するように環状のバス用板部を配置し、前記バス用板部を取付部材で前記コイル端子に取り付けることを特徴とする。 In the armature of the present invention, a plurality of divided coil units having the above-described configuration are arranged in an annular shape, an annular bus plate portion is arranged so that the coil terminals are connected to these divided coil units, and the bus The plate portion is attached to the coil terminal with an attachment member.
本発明では、前記取付部材は、前記被取付部に一体に設けられた雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部材とを備えることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said attachment member is provided with the internal thread member integrally provided in the said to-be-attached part, and the external thread member screwed together in the said internal thread member.
本発明では、前記雌ねじ部材は、軸方向が前記ステータコアの軸方向に沿って前記被取付部に設けられていることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said internal thread member is provided in the said to-be-attached part in the axial direction along the axial direction of the said stator core.
本発明では、前記バス用板部は、前記コイル端子と重ねられる接続部を有することが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said board part for buses has a connection part overlapped with the said coil terminal.
本発明では、前記複数配置された分割コイルユニットは、位相の異なる2以上の交流を一組にした多相交流がそれぞれ流れる複数のセグメントを構成し、前記バス用板部は、前記複数のセグメントのうちそれぞれ同一相の交流を流すセグメントに対応して配置された複数のリング板を備え、これらのリング板は、間に絶縁シートを介して積層されることが好ましい。 In the present invention, the plurality of divided coil units constitute a plurality of segments each of which a multiphase alternating current, which is a set of two or more alternating currents having different phases, flows, and the bus plate portion includes the plurality of segments. It is preferable that a plurality of ring plates are provided corresponding to segments through which alternating current of the same phase flows, and these ring plates are laminated with an insulating sheet interposed therebetween.
本発明では、前記複数配置された分割コイルユニットは、U相、V相、W相の3つの交流を一組にした三相交流がそれぞれ流れる第一セグメント、第二セグメント及び第三セグメントを構成し、前記第一セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がU相用と中性点用であり、前記第二セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がV相用と中性点用であり、前記第三セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がW相用と中性点用であり、前記バス用板部は、前記中性点用のコイル端子同士を接続する中性点用リング板と、前記U相用のコイル端子同士を接続するU相用リング板と、前記V相用のコイル端子同士を接続するV相用リング板と、前記W相用のコイル端子同士を接続するW相用リング板とを備えることが好ましい。 In the present invention, the plurality of divided coil units constitute a first segment, a second segment, and a third segment through which a three-phase alternating current, in which three alternating currents of a U phase, a V phase, and a W phase are combined, flows, respectively. In the split coil unit constituting the first segment, the coil terminal is for U-phase and neutral point, and in the split coil unit constituting the second segment, the coil terminal is for V-phase and medium The split coil unit constituting the third segment is for the sex point, and the coil terminals are for the W phase and the neutral point, and the bus plate portion is configured to connect the coil terminals for the neutral point to each other. A neutral point ring plate to be connected, a U phase ring plate for connecting the U phase coil terminals, a V phase ring plate for connecting the V phase coil terminals, and the W phase W to connect the coil terminals of It is preferable to provide a use ring plate.
本発明では、前記接続部は、前記バス用板部の外周縁から径方向外方に突出して形成されることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said connection part protrudes in the radial direction outward from the outer periphery of the said board part for buses.
本発明では、前記バス用板部は、外部に接続される外部用端子部を有し、前記外部用端子部は、前記バス用板部の内周縁から径方向内方に突出して形成されることが好ましい。 In the present invention, the bus plate portion has an external terminal portion connected to the outside, and the external terminal portion is formed to project radially inward from an inner peripheral edge of the bus plate portion. It is preferable.
本発明では、前記U相用リング板、前記V相用リング板及び前記W相用リング板は、同一形状であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the U-phase ring plate, the V-phase ring plate, and the W-phase ring plate have the same shape.
本発明では、前記複数のリング板のうち少なくとも一枚と前記コイル端子との間にはスペーサが設けられることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a spacer is provided between at least one of the plurality of ring plates and the coil terminal.
本発明の分割コイルユニットでは、分割コア本体にインシュレータを装着し、このインシュレータの被巻回部にコイルを巻回する。インシュレータの一対の被取付部に一対のコイル端子を取り付けるとともに、一対のコイル端子とコイルの両端部とをそれぞれ接続する。
このように組み立てられた分割コイルユニットを円筒のケーシングの内部に環状に並べ、所定のコイル端子同士を接続する。
本発明では、一対の被取付部が前記コアヨーク部に隣接した端部に配置されているため、一対のコイル端子も前記コアヨーク部に隣接した端部に並んで配置されることになり、異なるコイル間での結線作業が容易となる。しかも、複数の分割コア本体にインシュレータを介してそれぞれコイルを巻回するので、環状のステータコアの複数箇所に直接コイルを巻回する場合に比べて、コイルの巻回作業が容易となる。
さらに、分割コイルユニットとして完成した状態では、コイル端部がはみ出した状態とならないので、取り扱いが容易となる。これに対して、コイル端部がはみ出していると、取り扱い時にコイルが変形するおそれがあり、そのため、後工程での接続作業に支障を来すことになる。
In the split coil unit of the present invention, an insulator is attached to the split core body, and the coil is wound around the wound portion of the insulator. While attaching a pair of coil terminals to a pair of attachment parts of an insulator, a pair of coil terminals and both ends of a coil are connected, respectively.
The divided coil units assembled in this way are arranged in an annular shape inside a cylindrical casing, and predetermined coil terminals are connected to each other.
In the present invention, since the pair of attached portions are arranged at the end portions adjacent to the core yoke portion, the pair of coil terminals are also arranged side by side at the end portions adjacent to the core yoke portion. Wiring work between them becomes easy. In addition, since the coils are wound around the plurality of split core bodies via insulators, the coil winding operation is facilitated as compared with the case where the coils are directly wound around a plurality of locations of the annular stator core.
Furthermore, in the state completed as a split coil unit, the coil end portion does not protrude, and handling becomes easy. On the other hand, if the end of the coil protrudes, the coil may be deformed during handling, which hinders connection work in a later process.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1及び図2は本実施形態の電機子の全体が示されている。
図1は本実施形態の電機子の断面を示し、図2は電機子の平面を示す。
[電機子の全体構成]
図1及び図2において、本実施形態の電機子1は、ロータLとともに電動機を構成する。電動機は、例えば、電動旋回ショベル
の上部旋回体に縦置きに装着され旋回動作の駆動源として利用されるものである。電動機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。ロータLは、上部と下部とを図示しない軸受で支持される軸L2と、軸L2の中間部に装着されるロータコアL1とを有する。なお、図では、両側に出力される例が示されるが、上下のいずれか一方が出力される構成でもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show the entire armature of the present embodiment.
FIG. 1 shows a cross section of the armature of the present embodiment, and FIG. 2 shows a plane of the armature.
[Overall structure of armature]
1 and 2, the
電機子1は、円筒状の金属製ケース10と、ケース10の内部に環状に並んで配置される複数の分割コイルユニット2と、これらの分割コイルユニット2に配置される環状のバス用板部3とを備えて構成される。
ケース10の下部は、その内周下部に段差部10Aが周方向に沿って形成されている。段差部10Aには金属製の下面固定リング11が固定されている。ケース10の上端部と下端部とは、それぞれ軸L2を挿通する孔部を有する蓋部材(図示せず)が設けられている。
本実施形態では、複数の分割コイルユニット2は、U相、V相、W相の3つの交流を一組にした三相交流がそれぞれ流れる第一セグメント21、第二セグメント22及び第三セグメント23を構成する。
The
In the lower part of the
In the present embodiment, the plurality of divided
第一セグメント21を構成する分割コイルユニット2は、U相用のコイル端子21Uと中性点用のコイル端子21Nとを有する。
第二セグメント22を構成する分割コイルユニット2は、V相用のコイル端子22Vと中性点用のコイル端子22Nとを有する。
第三セグメント23を構成する分割コイルユニット2は、W相用のコイル端子23Wと中性点用のコイル端子23Nとを有する。
これらのコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wが接続するように環状のバス用板部3が配置される。そのため、環状のバス用板部3を配置することで、複数の分割コイルユニット2同士の電気的な接続をとることができるので、複数のバスバーを風車状に配置する場合に比べて、コイル同士の結線作業が容易となる。
The divided
The divided
The divided
An annular
[分割コイルユニットの全体構成]
図3から図5には、分割コイルユニット2が示されている。
図1から図5において、分割コイルユニット2は、電磁鋼板からなる所定枚数のコアシート40を積層して形成される分割コア本体4と、分割コア本体4に装着されるインシュレータ5と、インシュレータ5に巻回され両端部がそれぞれ互いに並んで配置されたコイル6とを有する。なお、図4では、コイル6の断面を示すハッチングが省略されている。
分割コア本体4は、ケース10の内周に並べられた状態で、ケース10と同心円上に配置されたステータコアを構成する。つまり、各分割コア本体4は、環状のステータコアの一部を構成することになる。
分割コア本体4は、ステータコアの径方向外方に位置するコアヨーク部4Aと中央部から径方向内方にかけて位置するティース部4Bとを有する。ティース部4Bの先端側の端縁が円弧状とされる。
[Overall configuration of split coil unit]
3 to 5 show the
1 to 5, the
The split core
The
[インシュレータの構成]
インシュレータ5の構成が図6及び図7に示されている。
図3から図7において、インシュレータ5は、分割コア本体4のティース部4Bに装着されて、先端を除くティース部4Bを覆っている。
このようなインシュレータ5は、合成樹脂等の絶縁材で形成され、分割コア本体4とコイル6とを電気的に絶縁する。
インシュレータ5は、コイル6が巻回される被巻回部51と、被巻回部51に一体に設けられたボックス部52とを有し、これらは、コアシート40の積層方向に2分割されている(図6及び図7参照)。
ボックス部52は、分割コア本体4のコアヨーク部4Aに隣接した端部、つまり、被巻回部51の背面側端部に配置されている。また、ボックス部52は、平面視でコアヨーク部4Aに重なる位置に配置されている(図4参照)。
被巻回部51は角筒状に形成されている。
被巻回部51の外周面は、コイル6が巻回される領域とされる。被巻回部51の内部空間は、ティース部4Bを挿入する領域とされる。
[Configuration of insulator]
The structure of the
3 to 7, the
Such an
The
The
The
The outer peripheral surface of the
図5において、分割コイルユニット2が第一セグメント21を構成する場合にあっては、ボックス部52は、コイル6の一端部6Aを係止するコイル係止部52Aと、コイル6の他端部6Bを係止するコイル係止部52Bと、一対のコイル端子21N,21Uが取り付けられる一対の被取付部52C,52Dとを有する。被取付部52Cは、コイル端子21Nを取り付けるためにボックス部52に形成された凹部である。被取付部52Dは、コイル端子21Uを取り付けるためにボックス部52に形成された凹部である。これらの被取付部52C,52Dは、コアヨーク部4Aに隣接した位置にある(図4参照)。換言すると、被取付部52C,52Dは、平面視でコアヨーク部4Aに重なる位置に配置されている。
コイル係止部52Aは、ボックス部52のうち被巻回部51側の壁面であって図3及び図5の上側に開口する凹部である。この凹部の深さは、コイル6の外周側の端部6Aを係止するためにコイル6の外周部の位置に対応する。被取付部52Cは、コイル係止部52Aに隣接している。被取付部52Cに取り付けられるコイル端子21Nとコイル6の一端部6Aとは、溶接で接合されている。
コイル係止部52Bは、ボックス部52のうち被巻回部51側の壁面であって図3及び図5の上側に開口する凹部である。この凹部の深さは、コイル6の内周側の端部6Bを係止するためにコイル6の内周部の位置に対応する。被取付部52Dに取り付けられるコイル端子21Uとコイル6の他端部6Bとは溶接で接合されている。
In FIG. 5, when the divided
The
The
コイル端子21Nは、L型状の金具であり、その一辺部21Aでバス用板部3を支持する。一辺部21Aの中央には挿通孔210が形成されている。コイル端子21Nの挿通孔210と内周が対応するように雌ねじ部材71が一辺部21Aの裏面に一体に設けられている。雌ねじ部材71はボックス部52に埋設されている。
コイル端子21Uは、コイル端子21Nと同様に、挿通孔210が中心に形成された一辺部21Aを有するL型状の金具である。挿通孔210に内周が対応するように雌ねじ部材71が一辺部21Aの裏面に設けられている。雌ねじ部材71はボックス部52に埋設されている。
The
Similarly to the
図4及び図5において、分割コイルユニット2が第二セグメント22を構成する場合にあっては、ボックス部52は、前述のコイル係止部52A,52Bと、一対のコイル端子22N,22Vが取り付けられる一対の被取付部52C,52Dと、を有する。
コイル端子22Nは、コイル端子21Nと同様の構造であり、コイル端子22Vはコイル端子21Uと同様の構造である。
分割コイルユニット2が第三セグメント23を構成する場合にあっては、ボックス部52は、前述のコイル係止部52A,52Bと、一対のコイル端子23N,23Wが取り付けられる一対の被取付部52C,52Dと、を有する。
コイル端子23Nは、コイル端子21Nと同様の構造であり、コイル端子23Wはコイル端子21Uと同様の構造である。
4 and 5, when the
The
When the
The
[バス用板部の構成]
バス用板部3の具体的な構成が図8から図11に示されている。
図2、図8及び図9には、バス用板部3の全体構成が示されている。
これらの図において、バス用板部3は、中性点用のコイル端子21N,22N,23N同士を接続する金属製の中性点用リング板3Nと、U相用のコイル端子21U同士を接続する金属製のU相用リング板3Uと、V相用のコイル端子22V同士を接続する金属製のV相用リング板3Vと、W相用のコイル端子23W同士を接続する金属製のW相用リング板3Wとを備える。U相用リング板3U、V相用リング板3V及びW相用リング板3Wは同一形状であり、これにより、部品点数を減少させることができて、電機子の製造コストを低くすることができる。
[Configuration of bus plate]
A specific configuration of the
2, 8, and 9 show the overall configuration of the
In these drawings, the
中性点用リング板3Nは、最も分割コイルユニット2に近接して配置されている。中性点用リング板3Nと分割コイルユニット2との間には絶縁シート3Sが配置されている。
中性点用リング板3Nの上にリング状の絶縁シート3Sを介してU相用リング板3Uが配置されている。U相用リング板3Uの上にリング状の絶縁シート3Sを介してV相用リング板3Vが配置されている。V相用リング板3Vの上にリング状の絶縁シート3Sを介してW相用リング板3Wが配置されている。このように、バス用板部3は、複数のセグメントのうちそれぞれ同一相の交流を流すセグメントに対応して配置された複数のリング板を備え、これらのリング板の間に絶縁シート3Sが介装されているので、多相交流に利用される電機子の組立作業を容易に行うことができる。特に、本実施形態では、バス用板部3を、中性点用リング板3N、U相用リング板3U、V相用リング板3V及びW相用リング板3Wを備え、これらの間に絶縁シート3Sを介して積層して構成しているので、U相、V相、W相の3つの交流を一組にした三相交流に利用される電機子の組立作業を容易に行うことができる。
The neutral
A
図10には中性点用リング板3Nが示されている。
図8及び図10において、中性点用リング板3Nは、リング本体3N1と、リング本体3N1の外周縁から径方向外方に突出して形成される複数の接続部3N2とを有する。
これらの接続部3N2は、それぞれリング本体3N1の径方向に対して所定角度傾いて形成されている。
接続部3N2は、複数の分割コイルユニット2のコイル端子21N,22N,23Nと重ねられるものである。これらの接続部3N2の中心部分には挿通孔300が形成されている。この挿通孔300とコイル端子21N,22N,23Nの挿通孔210とが一致するようになっており、雄ねじ部材72が挿通孔300,210を通ってコイル端子21N,22N,23Nの裏面に設けられた雌ねじ部材71に螺合される(図5参照)。
FIG. 10 shows a neutral
8 and 10, the neutral
These connecting portions 3N2 are formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction of the ring body 3N1.
The connecting portion 3N2 is overlapped with the
図11には、U相用リング板3Uが示されている。
図2、図8及び図11において、U相用リング板3Uは、リング本体3M1と、リング本体3M1の外周縁から径方向外方に突出して形成される複数の接続部3M2と、リング本体3M1の内周縁から径方向内方に突出して形成される1つの外部用端子部3M3と、を有する。このように、接続部3M2,3N2を、バス用板部3の外周縁から径方向外方に突出して形成したから、接続部3M2,3N2とコイルとが干渉しにくくなり、バス用板部3と一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,2V,23Wとの接続作業が容易となる。そして、バス用板部3の内周縁から径方向内方に突出して外部用端子部3M3を形成したので、接続部3M2,3N2と外部用端子部3M3とが径方向において離れた位置となるため、結線作業において、間違いが少なくなる。しかも、同一平面上でバス用板部3が形成されることになるので、バス用板部3の加工を容易に行える。
FIG. 11 shows a
2, 8, and 11, the
これらの接続部3M2は、それぞれリング本体3M1の径方向に対して、中性点用リング板3Nにおける接続部3N2の傾き方向とは逆に所定角度傾いて形成されている。
接続部3M2は、複数の分割コイルユニット2のコイル端子21Uと重ねられるものである。これらの接続部3M2の中心部分には挿通孔300が形成されている。この挿通孔300とコイル端子21Uの挿通孔210とが一致するようになっており、雄ねじ部材72が挿通孔300,210を通ってコイル端子21Uの裏面に設けられた雌ねじ部材71に螺合される(図5参照)。
外部用端子部3M3は、中心部に取付孔301が形成され、この取付孔301に結線された電線Cを通じて外部に接続される(図1及び図8参照)。
These connecting portions 3M2 are formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction of the ring main body 3M1, opposite to the inclination direction of the connecting portion 3N2 in the neutral
The connecting portion 3M2 is overlapped with the
The external terminal portion 3M3 has an
V相用リング板3Vは、リング本体3M1、接続部3M2及び外部用端子部3M3を有する。
ケース10の内部に配置するにあたり、V相用リング板3VはU相用リング板3Uに対して中心角が所定角度ずれるように配置される(図2及び図8参照)。
V相用リング板3Vの接続部3M2は、複数の分割コイルユニット2のコイル端子22Vと重ねられた状態で雄ねじ部材72によって取り付けられる(図5参照)。
The V-
When arranged inside the
The connection portion 3M2 of the V-
W相用リング板3Wは、リング本体3M1、接続部3M2及び外部用端子部3M3を有する。
ケース10の内部に配置するにあたり、W相用リング板3WはU相用リング板3U及びV相用リング板3Vに対して中心角が所定角度ずれるように配置される(図2及び図8参照)。
W相用リング板3Wの接続部3M2は、複数の分割コイルユニット2のコイル端子23Wと重ねられた状態で雄ねじ部材72によって取り付けられる(図5参照)。
このように、バス用板部3は、コイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wと重ねられる接続部3M2,3N2を有するので、バス用板部3が一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wに対して多少ずれて配置されても、両者の接続を確保することができる。
The W-
When arranged inside the
The connecting portion 3M2 of the W-
As described above, the
ここで、本実施形態では、雌ねじ部材71及び雄ねじ部材72を備えてバス用板部3を一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wに取り付けるための取付部材70が構成される。そのため、環状のバス用板部3を環状に並んだ一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wの上に配置した後、雄ねじ部材72を被取付部52C,52Dに設けられた雌ねじ部材71に螺合すると、雄ねじ部材72と雌ねじ部材71との間にバス用板部3が挟持されることになり、バス用板部3が一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wから外れることがない。従って、バス用板部3の一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wへの接続作業が容易となる。
雄ねじ部材72は、軸方向が環状のステータコアの軸方向、つまり、ロータLの軸方向に沿って被取付部52C,52Dに設けられている。そのため、インシュレータ5の上方からアプローチして雄ねじ部材72を被取付部52C,52Dにねじ込む作業を行うことができ、作業性が良い。これに対して、特許文献1の従来例では、コイル端子とバスバー端子とをステータコアの径方向に沿って連結しているため、この連結作業にあたり、ステータコアの内外からアプローチしなければならず、作業性が悪い。
Here, in the present embodiment, an
The
絶縁シート3Sは、その外周位置が接続部3M2の挿通孔300の位置より内側にあり、その内周位置が取付孔301の位置より外側にある。
なお、本実施形態では、間に絶縁シート3Sを介してU相用リング板3U、V相用リング板3V及びW相用リング板3Wが積層されるため、分割コイルユニット2に最も近いU相用リング板3Uと最も遠いW相用リング板3Wとの間にモータ軸方向の段差が生じる。この段差を解消するために、コイル端子21U,22V,23Wの取付位置を変えた複数種類の分割コイルユニット2を用意してもよいが、これでは、分割コイルユニット2の部品点数が増加することになる。そのため、本実施形態では、全ての分割コイルユニット2においてコイル端子21U,22V,23Wの取付位置を同じにし、段差を解消するための金属製のスペーサ302をU相用リング板3U、V相用リング板3V、W相用リング板3Wの間に用いてもよい(図8及び図9参照)。スペーサ302を設けることで、複数のリング板を積層した際に、一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wとリング板との間に隙間がなくなるので、リング板をコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wに取り付ける際に、モータ軸方向における段差がなくなり、バス用板部3の一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wへの取付作業が容易となる。
The outer peripheral position of the insulating
In the present embodiment, the
[電機子を製造する方法]
次に、本実施形態の電機子1を製造する方法について、図12から図16に基づいて説明する。
まず、分割コイルユニット2をケース10に取り付ける工程を図12に基づいて説明する。
図12(A)において、まず、内径位置決め治具13を組み立てる。内径位置決め治具13は、2個の半円柱状部材13Aと、これらの半円柱状部材13Aの上端部同士と下端部同士とを連結する上下一対の円板13Bとを有する。2個の半円柱状部材13Aは、それぞれ蒲鉾状に形成されており、その外周面が分割コイルユニット2のティース部4Bの円弧状先端部に当接し(図12(D)参照)、平板面同士が対向する。円板13Bは、半円柱状部材13Aの上端面と下端面とにボルトで固定される。
半円柱状部材13Aの周囲に、予め製造された分割コイルユニット2を環状になるように複数配置する。
[Method of manufacturing armature]
Next, a method for manufacturing the
First, the process of attaching the
In FIG. 12A, first, the inner
A plurality of pre-manufactured divided
図12(B)に示される通り、内径位置決め治具13の外周面に複数の分割コイルユニット2を配置したら、その下端面に下面固定リング11を配置し、その上端面に上面固定リング12を配置し、下面固定リング11と上面固定リング12とを長尺ボルトBで仮止してアッセンブリーAを組み立てる。長尺ボルトBは、上面固定リング12に形成された孔に挿通されるとともに、下面固定リング11に設けられた雌ねじに螺合される。
下面固定リング11、上面固定リング12及び長尺ボルトBで仮止されたアッセンブリーAの外周を図示しないロール板で覆い、図示しないクランプボルトで締め上げる。クランプボルトで締め上げた後、長尺ボルトBをより締め付けて複数の分割コイルユニット2を下面固定リング11と上面固定リング12とでしっかり固定する。その後、ロール板を取り外す。
図12(C)に示される通り、予め加熱したケース10の内部にアッセンブリーAを収納する。図12(D)にはケース10の内部にアッセンブリーAが収納された状態の平面が示されている。図12(D)では、上面固定リング12及び長尺ボルトBの図示は省略されている。
その後、円板13Bを半円柱状部材13Aから取り外し、半円柱状部材13Aを環状に配列された複数の分割コイルユニット2から取り外す。
As shown in FIG. 12B, when a plurality of divided
The outer periphery of the assembly A temporarily fixed by the lower
As shown in FIG. 12C, the assembly A is housed in the
Thereafter, the
ケース10を図示しない冷却装置で冷却する。冷却装置としては、内部に冷媒が流通する流路が形成された冷却リングを例示できる。
その後、上面固定リング12をケース10から取り外す。なお、下面固定リング11はケース10の内部に残されたままとなる。
The
Thereafter, the upper
次に、複数の分割コイルユニット2の上にバス用板部3を設置する方法を図2、図13から図16に基づいて説明する。なお、図13から図16においては、コイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wにおいて、その一辺部21Aの図示が省略されている。
まず、図13には、内径位置決め治具13と上面固定リング12とがケース10から取り外された状態が示されている。この状態では、複数の分割コイルユニット2の先端部がケース10の中心を円中心とする連続した仮想円の上に位置することになる。
その後、図14に示される通り、複数の分割コイルユニット2のコイル端子21N,22N,23Nに中性点用リング板3Nの接続部3N2を取り付ける。そのため、雄ねじ部材72をコイル端子21N,22N,23Nに一体に設けられた雌ねじ部材71(図13参照)に螺合する。なお、中性点用リング板3Nと分割コイルユニット2との間にはコイル6と中性点用リング板3Nとの電気的接触を防止するために、図示しない絶縁シートが介装されている。
Next, a method of installing the
First, FIG. 13 shows a state where the inner
Thereafter, as shown in FIG. 14, the connection portion 3N2 of the neutral
さらに、図15に示される通り、中性点用リング板3Nの上に、絶縁シート3Sを配置し、この絶縁シート3Sの上に、U相用リング板3Uを配置する。そして、U相用リング板3Uの接続部3M2をコイル端子21Uに雄ねじ部材72で取り付ける。
次に、図16に示される通り、U相用リング板3Uの上に、絶縁シート3Sを配置し、この絶縁シート3Sの上に、V相用リング板3Vを配置する。そして、V相用リング板3Vの接続部3M2をコイル端子22Vに雄ねじ部材72で取り付ける。
さらに、図2に示される通り、V相用リング板3Vの上に、絶縁シート3Sを配置し、この絶縁シート3Sの上に、W相用リング板3Wを配置する。そして、W相用リング板3Wの接続部3M2をコイル端子23Wに雄ねじ部材72で取り付ける。
このように、製造された電機子1に、ロータLを装着し、蓋部材をケース10に取り付けて電動機を製造する。
Further, as shown in FIG. 15, an insulating
Next, as shown in FIG. 16, the insulating
Further, as shown in FIG. 2, an insulating
Thus, the rotor L is mounted on the manufactured
以上の構成の分割コイルユニット2は、ステータコアの径方向外方にコアヨーク部4Aが位置する分割コア本体4と、分割コア本体4に装着されるインシュレータ5と、インシュレータ5に巻回され両端部がそれぞれ互いに並んで配置された一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wに接続されたコイル6と、を備え、インシュレータ5は、コイル6が巻回される被巻回部51と一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wがそれぞれ取り付けられる一対の被取付部52C,52Dを有し、このインシュレータ5を、一対の被取付部52C,52Dをコアヨーク部4Aに隣接した端部に配置した。そのため、一対のコイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wもコアヨーク部4Aに隣接した端部に並んで配置されることになり、異なるコイル間での結線作業が容易となる。
The
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、前記実施形態では、リング本体3M1、接続部3M2及び外部用端子部3M3は同一平面上で一体形成した構成としたが、本発明では、図17及び図18で示される通り、リング本体3M1及び接続部3M2を一体形成し、外部用端子部3M4を別部材としてもよい。
図17及び図18において、外部用端子部3M4はL型金具であり、その一片は取付孔301が形成され、その他片は1つの接続部3M2に取り付けられる。ここで、W相用リング板3Wでは外部用端子部3M4が直接接合されるが、V相用リング板3VやU相用リング板3Uでは、絶縁シート3Sを避けるようにして外部用端子部3M4が接合される。そして、W相用リング板3W、V相用リング板3V及びU相用リング板3Uを取り付ける際に、雄ねじ部材72により接続部3M2が共締めされる。
この構成では、外部用端子部3M4がリング本体3M1の内周に突出して形成されるものではないので、コイル6との干渉を防止できる。なお、V相用リング板3VやU相用リング板3Uでは、リング本体3M1と外部用端子部3M4とが電気的に接続される。
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 the above embodiment, the ring body 3M1, the connection portion 3M2, and the external terminal portion 3M3 are integrally formed on the same plane. However, in the present invention, as shown in FIGS. 17 and 18, the ring body 3M1 is formed. The connecting portion 3M2 may be integrally formed, and the external terminal portion 3M4 may be a separate member.
17 and 18, the external terminal portion 3M4 is an L-shaped metal fitting, one piece of which is provided with a mounting
In this configuration, since the external terminal portion 3M4 is not formed so as to protrude from the inner periphery of the ring body 3M1, interference with the
前記実施形態では、コイル端子21N,22N,23N,21U,22V,23Wの一辺部21Aの裏面に雌ねじ部材71を一体に取り付けたが、本発明では、インシュレータ5が硬質材料から形成されるものであれば、雌ねじ部材71を省略するために、一対の被取付部52C,52Dに直接雌ねじ部を形成するものでもよい。
また、前記実施形態では、バス用板部3は、中性点用リング板3N、U相用リング板3U、V相用リング板3V、W相用リング板3W及びこれらの間に介装された絶縁シート3Sを別々に構成したが、本発明では、これらを予め一体に形成した構成としてもよい。
In the above embodiment, the
In the embodiment, the
さらに、本発明では、複数配置された分割コイルユニット2を、2つの交流を一組にした二相交流がそれぞれ流れる第一セグメント及び第二セグメントで構成したものであってもよい。
また、本発明では、分割コイルユニット2を並列接続するものに限定されるものではなく、直列接続するものにも適用できる。
Furthermore, in the present invention, a plurality of divided
Moreover, in this invention, it is not limited to what connects the
本発明は、建設機械、その他の機械における回転駆動型の電動機又は発電機に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a rotary drive type motor or generator in construction machines and other machines.
1…電機子、2…分割コイルユニット、3…バス用板部、3N…中性点用リング板、3U…U相用リング板、3V…V相用リング板、3W…W相用リング板、3S…絶縁シート、4…分割コア本体、4A…コアヨーク部、5…インシュレータ、6…コイル、10…ケース、21…第一セグメント、22…第二セグメント、23…第三セグメント、21N,22N,23N,21U,22V,23W…コイル端子、51…被巻回部、52…ボックス部、52C,52D…被取付部、70…取付部材、71…雌ねじ部材、72…雄ねじ部材、302…スペーサ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
環状のステータコアの一部を構成し前記ステータコアの径方向外方にコアヨーク部が位置する分割コア本体と、
前記分割コア本体に装着されるインシュレータと、
前記インシュレータに巻回され両端部がそれぞれ互いに並んで配置された一対のコイル端子に接続されたコイルと、を備え、
前記インシュレータは、前記コイルが巻回される被巻回部と前記コイル端子がそれぞれ取り付けられる一対の被取付部とを有し、前記被取付部は、前記コアヨーク部に隣接した端部に配置されている
ことを特徴とする分割コイルユニット。 A split coil unit in which a plurality of coils are arranged side by side to be used in a rotary drive type motor or an armature of a generator,
A split core body that constitutes a part of an annular stator core and in which a core yoke portion is positioned radially outward of the stator core;
An insulator attached to the split core body;
A coil wound around the insulator and connected to a pair of coil terminals arranged at both ends thereof, and
The insulator has a wound portion around which the coil is wound and a pair of attached portions to which the coil terminals are respectively attached, and the attached portion is disposed at an end adjacent to the core yoke portion. A split coil unit characterized by
前記被取付部には、軸方向が前記ステータコアの軸方向に沿って雌ねじ部材が設けられている
ことを特徴とする分割コイルユニット。 The split coil unit according to claim 1,
The split coil unit according to claim 1, wherein a female screw member is provided in the attached portion along an axial direction of the stator core.
ことを特徴とする電機子。 A plurality of the split coil units according to claim 1 are arranged so as to form an annular shape, an annular bus plate portion is arranged so that the coil terminals are connected to these divided coil units, and the bus plate portion is attached. An armature that is attached to the coil terminal with a member.
前記取付部材は、前記被取付部に一体に設けられた雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部材とを備える
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 3,
The armature, wherein the mounting member includes a female screw member provided integrally with the mounted portion, and a male screw member screwed into the female screw member.
前記雌ねじ部材は、軸方向が前記ステータコアの軸方向に沿って前記被取付部に設けられている
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 4,
The armature, wherein the female screw member is provided in the mounted portion in an axial direction along the axial direction of the stator core.
前記バス用板部は、前記コイル端子と重ねられる接続部を有する
ことを特徴とする電機子。 The armature according to any one of claims 3 to 5,
The said board part for buses has a connection part overlapped with the said coil terminal. The armature characterized by the above-mentioned.
前記複数配置された分割コイルユニットは、位相の異なる2以上の交流を一組にした多相交流がそれぞれ流れる複数のセグメントを構成し、
前記バス用板部は、前記複数のセグメントのうちそれぞれ同一相の交流を流すセグメントに対応して配置された複数のリング板を備え、
これらのリング板は、間に絶縁シートを介して積層される
ことを特徴とする電機子。 The armature according to any one of claims 3 to 6,
The plurality of split coil units arranged constitute a plurality of segments each of which a multi-phase alternating current that is a set of two or more alternating currents with different phases flows,
The bus plate portion includes a plurality of ring plates arranged corresponding to the segments through which the same phase alternating current flows among the plurality of segments,
These ring plates are laminated via an insulating sheet between them.
前記複数配置された分割コイルユニットは、U相、V相、W相の3つの交流を一組にした三相交流がそれぞれ流れる第一セグメント、第二セグメント及び第三セグメントを構成し、前記第一セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がU相用と中性点用であり、前記第二セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がV相用と中性点用であり、前記第三セグメントを構成する分割コイルユニットは、前記コイル端子がW相用と中性点用であり、
前記バス用板部は、前記中性点用のコイル端子同士を接続する中性点用リング板と、前記U相用のコイル端子同士を接続するU相用リング板と、前記V相用のコイル端子同士を接続するV相用リング板と、前記W相用のコイル端子同士を接続するW相用リング板とを備える
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 7,
The plurality of divided coil units constitute a first segment, a second segment, and a third segment through which a three-phase alternating current, in which three alternating currents of a U phase, a V phase, and a W phase are combined, flows. In the divided coil unit constituting one segment, the coil terminal is for U phase and neutral point, and in the divided coil unit constituting the second segment, the coil terminal is for V phase and neutral point. Yes, in the split coil unit constituting the third segment, the coil terminals are for W phase and neutral point,
The bus plate portion includes a neutral point ring plate for connecting the neutral point coil terminals, a U phase ring plate for connecting the U phase coil terminals, and the V phase use. An armature, comprising: a V-phase ring plate that connects coil terminals; and a W-phase ring plate that connects the W-phase coil terminals.
前記接続部は、前記バス用板部の外周縁から径方向外方に突出して形成される
ことを特徴とする電機子。 The armature according to any one of claims 6 to 8,
The connecting portion is formed to protrude radially outward from an outer peripheral edge of the bus plate portion.
前記バス用板部は、外部に接続される外部用端子部を有し、前記外部用端子部は、前記バス用板部の内周縁から径方向内方に突出して形成される
ことを特徴とする電機子。 The armature according to claim 9, wherein
The bus plate portion has an external terminal portion connected to the outside, and the external terminal portion is formed to project radially inward from an inner peripheral edge of the bus plate portion. Armature to do.
前記U相用リング板、前記V相用リング板及び前記W相用リング板は、同一形状である
ことを特徴とする電機子。 The armature according to any one of claims 8 to 10,
The U-phase ring plate, the V-phase ring plate, and the W-phase ring plate have the same shape.
前記複数のリング板のうち少なくとも一枚と前記コイル端子との間にはスペーサが設けられる
ことを特徴とする電機子。 The armature according to any one of claims 7 to 11, wherein a spacer is provided between at least one of the plurality of ring plates and the coil terminal.
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