JP4165520B2 - 電動機の固定子構成部材の絶縁体 - Google Patents
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本発明は、電動機の固定子で、直列を成して連結している巻線各相を構成する複数のコアセグメントにコイルを巻装し、丸めて環状体を製作する固定子及びその固定子の製造方法に関するものである。
近年の電動機は、省エネルギー化の流れのなかで、高効率化を最重要課題として開発が取り組まれている。高効率モータへの取り組みで最大の難題とされるのは、ステータスロット内への高占積率巻線の実現である。
電動機の固定子は円筒状のステータコアに絶縁処理をして巻線が施されるが、円筒状のため、巻線作業が困難で、例えばノズルを使用した巻線ではノズル形状やノズル駆動軌跡により巻装形状や、スロット形状が制限され、巻線占積率が限定される。これについては、ステータを構成する複数のコアセグメントを直列体として連結して巻線を施すことで、巻装スロット周辺に巻線を制御しやすい空間を作り出す方法が開示されている（特開平８−１９１９６号公報）。
前記コアセグメントの直列体については、例えば図４に示すように、一体コアとして打ち抜かれ積層されたもので、各コアセグメント１１は容易に変形する細い繋ぎ１４により連結されているもの、また図５に示すように、各コアセグメント１１は単独で打ち抜かれたコアシート１０の積層されたもので、凹溝１５と凸片１６を有しており、各コアセグメント１１の凹溝１５と凸片１６が連結されて直列体を成し、連結部で回転自在となるものなどがある。
前記コアセグメント直列体１３に巻装して環状体を形成する場合、各コアセグメントのコイル間を連結している渡り線の長さが、環状体製造上の重要な要素となる。渡り線長さが長すぎるとだぶつきになり、モータ完成工程において渡り線かみ込みなど不良発生の要因となる。逆に短すぎると、環状体形成時に断線などの不良発生の要因となる。
また、前記コアセグメント直列体１３への巻線方法として、巻線各相のコイルを各コアセグメント１１に一つづつ順次巻装していく方法が通常である。図７（ａ）に３相仕様のコアセグメント直列体へ巻線する従来例を示す。巻初めの端末線２２を番号１のコアセグメントに配置した端子などに預け、番号１，４，７，１０のコアセグメントにＡ相コイルを巻装し、巻終りの端末線２２を番号１０のコアセグメントに配置した端子などに預けることでＡ相の巻装を完了する。同様な方法にて順次Ｂ相，Ｃ相を巻装する。このように各巻線相を順次直列式に巻装していくため、合計６回の端末線処理が必要となるなど巻線工数が長くなる。
特開平８−１９１９６号公報
以上のように、複数個のコアセグメントを連結してコアセグメント直列体を構成し、丸めて環状体を製作して固定子を製造する方法において、環状体に丸める際にコアセグメント間の渡り線が長すぎたり短すぎたりせず、最適の長さを確保できる固定子ならびに固定子製造方法、及び前記コアセグメント直列体への巻線工数を最短にする巻線方法を提供する。
本発明の電動機の固定子構成部材は可動可能に連結した複数のコアセグメントと、このコアセグメントを被覆し、渡り線が挿通する空間を有するヘッド部を備えた複数の絶縁体と、前記コアセグメントに巻装しコイル部を作り、且つ前記ヘッド部を挿通する渡り線となすコイル線とからなるので、最適長さの渡り線を得ることができるとともに、最短工数での巻線が可能となる。
以上のように本発明は絶縁体を設けたことにより、渡り線を最適な長さに確保することができる。また、本発明は、コアセグメント直列体を丸めて環状体を形成する時、渡り線を引張りもたわみもなく最適な長さにて環状体上に配線する固定子を提供できる。
また、本発明は、コアセグメント直列体への巻線工程を最短工数にて実現できる。
本発明の電動機固定子構成部材は可動可能に連結した複数のコアセグメントと、このコアセグメントを被覆し、渡り線が挿通する空間を有するヘッド部を備えた複数の絶縁体と、前記コアセグメントに巻装しコイル部を作り、且つ前記ヘッド部を挿通する渡り線となすコイル線とからなるので、最適長さの渡り線を得ることができるとともに、最短工数での巻線が可能になる。
さらに、渡り線をコアセグメントの屈曲繋ぎ部のピッチ線上に配置することにより、直列体から環状体に丸めても渡り線に適当な張りを持たせることができる。
さらに、後方に背板と、前方に外ガイドと、先端がコアセグメントの屈曲繋ぎ部付近に位置する渡り線ガイドとを絶縁体のヘッド部の底板に立て、渡り線が前記背板と外ガイドで形成される狭い空間に挿通させるとともに、前記渡り線ガイドの先端に接するように配線することにより、屈曲繋ぎ部への渡り線の位置を絶縁体の位置を絶縁体上に安定して確保でき、また以後の製造工程における渡り線の安定が確保でき、また以後の製造工程における渡り線の安定した配線状態を維持することができる。
さらに、この電動機の固定子構成部材を丸めて環状体とすることにより電動機の固定子を容易に作ることができる。
さらに、固定子の製造方法は、可動可能に連結した複数のコアセグメントと、このコアセグメントを被覆し、渡り線が挿通する空間を有するヘッド部を備えた複数の絶縁体とからなる連結体に、片端のコアセグメントからコイル線を１巻線相のコアセグメントを連続して巻装し、他端側にて端子にコイル線を巻き付け、他端側から別巻線相のコアセグメントを連続して巻装し、片側にて端子接続後、再び片側から他端側へ別巻線相のコアセグメントへコイルを巻装する工程を繰り返すので、各巻線相コイルの一方の端末がモータコイルにおいて中性点であることを利用し、ひとつの端子に複数相のコイル端末を結線することと、コアセグメント直列体の各コアセグメントへの巻線工程の移動が直線動作となることから、その往復移動動作をそのまま巻線工程に利用し無駄な動作を省くことで、コアセグメント直列体への巻線工程を最短工数にて行うことになる。
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、コアセグメント１１に取り付けられる絶縁体３０であり、前記コアセグメント１１にキャップのように挿入される。絶縁体３０は、コアセグメント１１をコイルが直接接しないよう被覆し、前記コアセグメント１１のヨーク部上にヘッド３１を配置して、前記底板３２の背後に背板３３が、前方に外ガイド３４がそれぞれ垂直に立てられ、前記底板３２の片端に渡り線ガイド３５が形成されている。
図２，図３は、絶縁体３０が挿入されたコアセグメント１１の直列体に巻装したものであり、前記絶縁体３０のヘッド３１には渡り線２１が配線されている。前記渡り線２１は、背板３３と外ガイド３４間に形成されている配線空間３７を挿通し、コアセグメント屈曲繋ぎ部４０上で渡り線ガイド先端３６によって位置決めされている。前記渡り線ガイド先端３６は、前記コアセグメント屈曲繋ぎ部４０の中心付近にあり、渡り線２１がコアセグメント屈曲繋ぎ部４０の中心を通って配線されるよう配置されている。これにより各コアセグメント１１がコアセグメント屈曲繋ぎ部４０を中心として屈曲して環状体を形成しても、渡り線２１は引張りもたわみもなく、最適な長さにて環状体上に配線できることになる。
図５は、コアセグメント直列体１３にコイル２０を巻装する工程であり、１２個のコアセグメントの直列体で３相仕様の巻線実施例を示している。同図のコアセグメント１１には絶縁体は挿入されていないが、実際には絶縁体３０が挿入されたコアセグメント１１にコイルが巻装される。
コアセグメント１１は片端から番号１、２、３…が付されている。まず巻線相Ａ相の巻線として、巻初め線がＡ相用端子１８−Ａに預けられた後、番号１，４，７，１０のコアセグメント１１−１，１１−４，１１−７，１１−１０にコイル２０が渡り線２１を介して順次巻装される。前記コアセグメント１１−１０にコイル２０が巻装された後、コイル端末線は中性点用端子１９に預けられ、連続して、巻線相Ｂ相の巻線として逆戻りに番号１１，８，５，２のコアセグメント１１−１１，１１−８，１１−５，１１−２にコイル２０が渡り線２１を介して順次巻装される。前記コアセグメント１１−２にコイル２０が巻装された後、コイル端末線がＢ相用端子１８−Ｂに預けられ、端末線は切断される。次に巻線相Ｃ相の巻線としてＣ相用端子１８−Ｃに巻初め線が預けられた後、番号３，６，９，１２のコアセグメント１１−３，１１−６，１１−９，１１−１２にコイル２０が渡り線２１を介して順次巻装される。前記コアセグメント１１−１２にコイル２０が巻装された後、コイル端末線は中性点用端子１９に預けられて、巻線工程が完了する。
１０ コアシート
１１ コアセグメント
１２ コアセグメント群
１３ コアセグメント直列体
１７ ヨーク部
２０ コイル
２１ 渡り線
３０ 絶縁体
１１ コアセグメント
１２ コアセグメント群
１３ コアセグメント直列体
１７ ヨーク部
２０ コイル
２１ 渡り線
３０ 絶縁体
Claims (1)
- 可動可能に連結した複数のコアセグメントと、このコアセグメントの各々を被覆し、かつ渡り線が挿通する空間を有するヘッド部を備えた複数の絶縁体と、前記コアセグメントに巻装されてコイル部を形成し、かつ前記ヘッド部を挿通する渡り線となすコイル線とからなる電動機の固定子構成部材の絶縁体において、前記渡り線を前記コアセグメントの屈曲繋ぎ部のピッチ線上に配置させるように前記絶縁体のヘッド部の底板に渡り線ガイドを形成し、この渡り線ガイドの先端が前記コアセグメントの屈曲繋ぎ部付近に位置する電動機の固定子構成部材の絶縁体。
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