JP5365476B2 - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5365476B2 JP5365476B2 JP2009257967A JP2009257967A JP5365476B2 JP 5365476 B2 JP5365476 B2 JP 5365476B2 JP 2009257967 A JP2009257967 A JP 2009257967A JP 2009257967 A JP2009257967 A JP 2009257967A JP 5365476 B2 JP5365476 B2 JP 5365476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- coil
- load side
- stator coil
- rotating electrical
- 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.)
- Active
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば、ＡＣサーボモータのような回転電機に関するもので、特に固定子コイルの冷却に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as an AC servo motor, and more particularly to cooling of a stator coil.
従来の回転電機は、駆動により固定子コイルの温度が損失熱によって上がり、回転電機の温度が上昇する。特にＡＣサーボモータなどにおいては、モータの反負荷側に備えたエンコーダなどの回転検出器が高温に弱いため、回転電機の温度上昇を極力抑える必要がある。
従来の、円筒形の回転子と、固定子コイルを装着した固定子とを有する回転電機は、固定子鉄心のティース部に装着された固定子コイルにおいて発生した熱が、固定子の外周に設けたフレームを経て、回転電機の外部へと放熱されるものが多い（例えば、特許文献１参照）。
図２２は、従来の回転電機の軸方向断面図であり、円筒形の回転子と、固定子鉄心のティース部に装着された固定子コイルを有する固定子を備えた回転電機、例えば誘導電動機の構造例である。
In the conventional rotating electric machine, the temperature of the stator coil rises due to loss heat by driving, and the temperature of the rotating electric machine rises. In particular, in an AC servo motor or the like, since a rotation detector such as an encoder provided on the non-load side of the motor is vulnerable to high temperatures, it is necessary to suppress the temperature rise of the rotating electrical machine as much as possible.
In a conventional rotating electric machine having a cylindrical rotor and a stator on which a stator coil is mounted, heat generated in the stator coil mounted on the teeth of the stator core is provided on the outer periphery of the stator. In many cases, heat is radiated to the outside of the rotating electrical machine through the frame (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 22 is a sectional view in the axial direction of a conventional rotating electric machine, and is a rotating electric machine having a stator having a cylindrical rotor and a stator coil mounted on a teeth portion of the stator core, for example, an induction motor. It is a structural example.
図において、回転電機１は、固定子２と、固定子の外周面に嵌合固着したフレーム９と、前記フレームの軸方向の両端に取り付けられた負荷側ブラケット１１および反負荷側ブラケット１１１と、負荷側ブラケットおよび反負荷側ブラケットに軸受１０，１０１を介して回転自在に支持された回転軸８を有し、かつ前記固定子２の内部に空隙を介して配置された回転子３とを備えて構成されている。
In the figure, the rotating
前記固定子２は、ヨーク部とティース部とを有する固定子鉄心４と、前記ティース部に装着された固定子コイル５とを有している。
The
前記回転電機は、負荷側ブラケット１１で、図示しない外部装置に取付けられるため、前記固定子コイル５で発生した熱は、固定子鉄心４からフレーム９を経て、負荷側ブラケット１１より外部装置へと放熱される。
Since the rotating electrical machine is attached to an external device (not shown) with a
本例では、放熱性を向上させるため、固定子鉄心４に巻回された固定子コイルのコイルエンド５a，５b を曲げて、固定子鉄心４に密着させることで、コイルで発生した熱の固定子鉄心への伝熱性を向上させている。
In this example, in order to improve heat dissipation, the
従来の回転電機には、固定子鉄心に装着された固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットへ伝熱し、冷却効果を向上させるものもある（例えば、特許文献２参照）。 Some conventional rotating electrical machines transfer heat generated by a stator coil mounted on a stator iron core directly to a load side bracket to improve the cooling effect (see, for example, Patent Document 2).
図２３は、従来の別の回転電機の軸方向断面図である。
図において、固定子鉄心２２に装着された板状導体よりなる固定子コイル２１の負荷側コイルエンド２１ｅを、内周面と外周面を各々一円筒面上に形成するとともに、端面を一平面上に形成して、負荷側ブラケット２５の溝部２５ｅに、絶縁体２４を介して密着させている。これにより、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱させる。
固定子鉄心やフレームを経ず、直接負荷側ブラケットへ伝熱するため、冷却効果を向上させることができ、回転電機の許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上させることができる。
このように、従来の回転電機は、固定子鉄心に装着された固定子コイルで発生した熱を、より効果的に、負荷側ブラケットより外部装置へと、放熱させる工夫がなされてきたのである。
FIG. 23 is an axial sectional view of another conventional rotating electrical machine.
In the figure, a load
Heat is transferred directly to the load side bracket without going through the stator core or frame, so the cooling effect can be improved, allowing greater energization with respect to the allowable temperature of the rotating electrical machine and improving the rated output. Can do.
Thus, the conventional rotary electric machine has been devised to dissipate the heat generated by the stator coil mounted on the stator core more effectively from the load side bracket to the external device.
特許文献１に示した、従来の回転電機は、固定子コイルで発生した熱が、固定子鉄心やフレームを経て、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱されるため、放熱効果が小さい。
特許文献２に示した、従来の別の回転電機は、固定子コイルにおいて発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱させるため、冷却効果を向上できるが、固定子コイルを負荷側ブラケットに密着させる構造の実現が困難である。
何故ならば、固定子コイルは固定子鉄心に装着され、固定子鉄心をもって負荷側ブラケットに、或いは、さらにフレームを介して負荷側ブラケットに取り付けられる場合もあるため、現実的な設計として、積み上げ寸法公差分の空隙が、固定子コイルと負荷側ブラケットの間に生じるからである。空隙は熱伝導係数が小さいため、例えば０．１ｍｍの空隙でも、放熱効果を大きく損ねる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、固定子コイルにおいて発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱する具体的な方法を示し、回転電機の温度上昇を抑え、許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上する回転電機を提供することを目的とする。
The conventional rotating electrical machine shown in
Another conventional rotating electrical machine shown in
This is because the stator coil is mounted on the stator core, and may be attached to the load side bracket with the stator core, or to the load side bracket via a frame. This is because a tolerance gap is generated between the stator coil and the load side bracket. Since the gap has a small thermal conductivity coefficient, for example, even with a gap of 0.1 mm, the heat dissipation effect is greatly impaired.
The present invention has been made in view of such problems, and shows a specific method for transferring heat generated in a stator coil directly to a load side bracket, suppressing an increase in the temperature of a rotating electrical machine, and allowing An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can increase energization with respect to temperature and improve rated output.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、
回転自在に支持された概円筒形の回転子と、固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットを備えた回転電機において、
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイルを有し、
固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに装着されたことを特徴とする回転電機とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention described in
In a rotating electrical machine comprising a substantially cylindrical rotor that is rotatably supported, a stator, and a bracket that supports the rotor and the stator,
The stator has a stator core divided for each tooth and a stator coil wound around concentrated winding and compression-molded on the outer shape.
The stator coil is a rotating electrical machine that is mounted on a load-side bracket without using a stator core.
また、請求項２に記載の発明は、
前記固定子鉄心のティース部の巾は、径方向に対し一定、または、内径側が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項３に記載の発明は、
前記固定子鉄心は、固定子コイルと別個に、フレームに固定されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to claim 3
2. The rotating electric machine according to
また、請求項４に記載の発明は、
固定子コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回してなり、固定子鉄心のスロット部、および、負荷側ブラケットに装着されるコイルエンド部は、完全整列巻きに巻回され、丸銅線の交差は全て、反負荷側コイルエンド部で行われ、
固定子コイルの端部は、反負荷側コイルエンド部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to
The stator coil is formed by winding a round copper wire with an insulation film, and the slot portion of the stator core and the coil end portion to be mounted on the load side bracket are wound in a completely aligned winding. All of the intersections are performed at the coil end on the anti-load side,
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項５に記載の発明は、
固定子コイルは、反負荷側コイルエンド側面部を除き、外形上を加圧成形された空芯コイルであることを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項６に記載の発明は、
固定子コイルは、固定子の径方向内側より巻回され、
内側の第１層より順次外側の層に巻回され、巻き終わりの一端は、コイルの最も外側の層より取り出され、
巻き始めの一端は、固定子の径方向内側より取り出されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to
The stator coil is wound from the radially inner side of the stator,
It is wound around the outer layer sequentially from the inner first layer, and one end of the winding end is taken out from the outermost layer of the coil,
The rotating electrical machine according to
また、請求項７に記載の発明は、
固定子コイルは、絶縁体を介し、負荷側ブラケットと密着するように装着されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to claim 7
2. The rotating electric machine according to
また、請求項８に記載の発明は、
固定子コイルと負荷側ブラケットを介する絶縁体は、リング状であり、固定子コイルのコイルエンド部とブラケットの間に装着されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
Further, the invention according to
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項９に記載の発明は、
固定子コイルと負荷側ブラケットを介する絶縁体は、負荷側ブラケットの表面に処理されたセラミック皮膜であることを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to claim 9 is
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項１０に記載の発明は、
固定子コイルと負荷側ブラケットを介する絶縁体は、固定子コイルの表面に処理された粉体塗装であることを特徴とする請求項１記載の回転電機とするものである。
The invention according to
2. The rotating electrical machine according to
また、請求項１１に記載の発明は、
回転自在に支持された概円筒形の回転子と、固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットを備えた回転電機の固定子の製造方法において、
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイルを有し、
固定子コイルは、空芯コイルの状態でブラケットに装着して固定され、固定子鉄心を後工程で装着することを特徴とする回転電機の固定子の製造方法とするものである。
The invention according to
In a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine including a substantially cylindrical rotor rotatably supported, a stator, and the rotor and a bracket that supports the stator,
The stator has a stator core divided for each tooth and a stator coil wound around concentrated winding and compression-molded on the outer shape.
The stator coil is mounted on a bracket in the state of an air-core coil and fixed, and a stator iron core is mounted in a subsequent process.
請求項１に記載の発明によると、
固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに密着して装着されるため、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、回転電機の温度上昇を抑え、許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上する回転電機を提供できる。
また、請求項２に記載の発明によると、
固定子鉄心のティース部の巾は、径方向に対し一定、または、内径側が小さくなっているため、固定子コイルを負荷側ブラケットに装着固定した後、固定子鉄心を固定子コイルの外側より装着することできる。
According to the invention of
Because the stator coil is mounted in close contact with the load side bracket without going through the stator core, the heat generated in the stator coil is directly transferred to the load side bracket, suppressing the temperature rise of the rotating electrical machine, It is possible to provide a rotating electrical machine that can increase energization with respect to the allowable temperature and improve the rated output.
According to the invention of
Since the width of the teeth part of the stator core is constant in the radial direction or smaller on the inner diameter side, after fixing the stator coil to the load side bracket, attach the stator core from the outside of the stator coil. Can do.
また、請求項３に記載の発明によると、
固定子鉄心は、固定子コイルと別個に、フレームに固定されるため、固定子コイルの負荷側ブラケットとの密着状態は、固定子鉄心の取り付けによらず維持できる。
また、請求項４に記載の発明によると、
固定子コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回してなるため、特別に高価な素材が必要なことはなく、廉価な回転電機を提供できる。
また、請求項５に記載の発明によると、
固定子コイルは、外形上を加圧成形された空芯コイルであるため、負荷側ブラケットに密着して装着することができる。
また、請求項６に記載の発明によると、
巻き始めの一端に近い巻線部と巻き終わりの一端に近い巻線部は近づくことがなく、耐レアショート性の高い固定子コイルとなり、より大きな通電を行っても安全な回転電機を提供できる。
また、請求項７に記載の発明によると、
固定子コイルは、絶縁体を介し、負荷側ブラケットと密着するため、適切な厚みの絶縁体を用いることで、固定子コイルと負荷側ブラケット間に必要な絶縁抵抗と耐圧を確保できる。
また、請求項８に記載の発明によると、
絶縁体は、リング状であるため、固定子コイルと負荷側ブラケットに装着し易く、廉価である。
また、請求項９に記載の発明によると、
絶縁体は、負荷側ブラケットの表面に処理されたセラミック皮膜であるため、固定子コイルから負荷側ブラケットへの熱伝導性が高く、部品数の少ない構造の回転電機を提供できる。 また、請求項１０に記載の発明によると、
絶縁体は、固定子コイルの表面に処理された粉体塗装であるため、廉価で部品数の少ない構造の回転電機を提供できる。
また、請求項１１に記載の発明によると、
固定子コイルは、空芯コイルの状態でブラケットに装着して固定され、固定子鉄心を後工程で装着するため、固定子コイルを確実に負荷側ブラケットに密着させ固定できる。
According to the invention of claim 3,
Since the stator core is fixed to the frame separately from the stator coil, the close contact state of the stator coil with the load side bracket can be maintained regardless of the attachment of the stator core.
According to the invention of
Since the stator coil is formed by winding a round copper wire having an insulating film, a specially expensive material is not required, and an inexpensive rotating electrical machine can be provided.
According to the invention of
Since the stator coil is an air-core coil whose outer shape is pressure-molded, it can be attached in close contact with the load-side bracket.
According to the invention of
The winding part close to one end of winding and the winding part close to one end of winding do not approach each other, so that it becomes a stator coil with high resistance to rare shorts, and a safe rotating electric machine can be provided even when a larger amount of current is applied. .
According to the invention of claim 7,
Since the stator coil is in close contact with the load-side bracket via the insulator, the insulation resistance and withstand voltage required between the stator coil and the load-side bracket can be ensured by using an insulator having an appropriate thickness.
According to the invention of
Since the insulator is ring-shaped, it is easy to attach to the stator coil and the load side bracket, and is inexpensive.
According to the invention of claim 9,
Since the insulator is a ceramic film processed on the surface of the load side bracket, it is possible to provide a rotating electrical machine having a high thermal conductivity from the stator coil to the load side bracket and having a small number of components. According to the invention of
Since the insulator is a powder coating processed on the surface of the stator coil, it is possible to provide an inexpensive rotating electrical machine with a small number of parts.
According to the invention of
Since the stator coil is mounted and fixed to the bracket in the state of an air-core coil, and the stator core is mounted in a subsequent process, the stator coil can be securely attached and fixed to the load side bracket.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、ＡＣサーボモータに供する、本発明の第１実施例を示す回転電機の軸方向断面図である。
図において、前記回転電機の回転子３１の回転子鉄心３３は、負荷側側板３５と反負荷側側板３６とでシャフト３４に固定され、負荷側軸受３７と反負荷側軸受３８を介して、負荷側ブラケット４３と反負荷側ブラケット４４に回転自在に支持されている。
シャフトの反負荷側端部には、回転子の回転位置を検出するためのエンコーダ部４１が設置されている。
固定子コイル４６は、絶縁体４７を介し、負荷側ブラケットと密着するように装着されている。そのため、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱させ、冷却効果を向上させて、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上させている。
固定子コイルへの通電は、外部より、図示しないリード線を介して、固定子コイルの結線部４２より供給される。
反負荷側ブラケットは、フレーム５１とともに、図示しないボルトで、負荷側ブラケットに締結されている。
図２は、前記回転電機の径方向断面図である。
図において、前記回転電機の回転子３１は、永久磁石３２が１極毎にＶ字状に回転子鉄心３３に設置され、１０極の磁極を構成した埋込磁石型構造である。
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心４５と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイル４６を有する。
分割された固定子鉄心のティース部４５aの巾は、径方向に対し一定であり、いわゆるオープンスロットであるため、固定子コイルは固定子鉄心と同じ内周まで、占有面積を大きく設けることができ、その分太い丸銅線を用いて抵抗を下げ、発熱を減らすことができる。
固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに装着される。
図３は、固定子コイルの装着前説明図である。
図において、固定子コイル４６は、絶縁体４７を介し、負荷側ブラケット４３と密着するように装着される。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a rotating electrical machine showing a first embodiment of the present invention for use in an AC servomotor.
In the figure, a
An
The
Energization to the stator coil is supplied from the outside through a lead wire (not shown) from the
The anti-load side bracket is fastened to the load side bracket by a bolt (not shown) together with the
FIG. 2 is a radial sectional view of the rotating electrical machine.
In the figure, the
The stator includes a
The width of the
The stator coil is attached to the load side bracket without passing through the stator core.
FIG. 3 is an explanatory diagram before mounting the stator coil.
In the figure, the
また、図４の固定子コイルの絶縁構造説明図に示すように、固定子コイルは、外側インシュレータ４８aと内側インシュレータ４８bをもって、固定子鉄心と絶縁され、周方向に貼付された絶縁テープ５０によって、隣りあう固定子コイルと絶縁されている。インシュレータは、薄い成型が可能な流動性の良い樹脂材による射出成形部品である。
また、図５の固定子コイルの装着後説明図に示すように、固定子コイルの負荷側コイルエンド部４６cは、内周面と外周面を各々一円筒面上に形成するとともに、端面を一円錐面上に加圧成形された空芯コイルであるため、絶縁体４７を介し、リング状に負荷側ブラケットに密着して装着される。
絶縁体４７は、高熱伝導性樹脂の射出成形部品であり、固定子コイルと負荷側ブラケットに挟まれる部分は、固定子コイルと負荷側ブラケット間に必要な絶縁抵抗と耐圧を確保できる最小な厚みとすることで、固定子コイルから負荷側ブラケットへの熱伝導性を良好にしている。
本実施例においては、固定子コイルと固定子鉄心間の絶縁は、図４に示した、外側インシュレータ４８a，内側インシュレータ４８及び絶縁テープ５０を用いたが、図６に示す、固定子コイルの別の絶縁方法説明図に示すように、固定子コイルの巻始めコイル端４６aと巻終わりコイル端４６bがある反負荷側コイルエンド端面を除く全ての表面に、粉体塗装ノズル５３より粉体塗料を付着させ、絶縁皮膜を生成しても良い。また、図４に示した絶縁体４７を用いずに、粉体塗装５４をもって、固定子コイルと負荷側ブラケットを介する絶縁体としても良い。
また、図７に示す、固定子コイルの別の絶縁方法説明図に示すように、図４に示した絶縁体４７を用いずに、負荷側ブラケット５５に溶融セラミックを直接溶射し、負荷側ブラケットの表面に処理されたセラミック皮膜５６を、固定子コイルと負荷側ブラケットを介する絶縁体としても良い。比較的高価な絶縁方法となるが、固定子コイルから負荷側ブラケットへの熱伝導性を、さらに良好にできる。
負荷側ブラケットにセラミック皮膜を溶射する場合、固定子コイルと負荷側ブラケット間に必要な絶縁抵抗と耐圧を確保できる最小な厚みとすることは、樹脂成形品を用いた絶縁体の場合と同じであるが、負荷側ブラケットの溝部５５bのみならず、溝部内側周辺５５a，溝部外側周辺５５cにも、沿面放電を防ぐため、固定子コイルから５ｍｍ以内の範囲全てに、セラミック皮膜処理を行う。
図８は、固定子鉄心の装着状態説明図である。
図において、固定子コイル４６は、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケット４３に装着され、一体に固定されている。固定子コイルには、固定子鉄心のティース部４５aが装着される固定子コイルの内側の空隙４６dがあり、ティース毎に分割された固定子鉄心４５を、外側より絶縁体４７に接して装着する。
固定子コイルの内側の空隙は、固定子鉄心のティース部に対し、軸方向に隙間があるため、互いに位置を規制されない。
4, the stator coil has an
Further, as shown in the explanatory view after mounting the stator coil in FIG. 5, the load side
The
In the present embodiment, the
Further, as shown in an explanatory diagram of another method of insulating the stator coil shown in FIG. 7, without using the
When spraying a ceramic coating on the load side bracket, the minimum thickness that can ensure the necessary insulation resistance and withstand voltage between the stator coil and the load side bracket is the same as in the case of an insulator using a resin molded product. However, in order to prevent creeping discharge not only in the
FIG. 8 is an explanatory diagram of a mounting state of the stator core.
In the figure, the
Since the gap inside the stator coil has a gap in the axial direction with respect to the teeth portion of the stator core, the positions of the gaps are not regulated.
結線基板５２は、図４に示した固定子コイルの反負荷側コイルエンドの巻始めコイル端４６aと巻終わりコイル端４６bに装着する。
図９は、フレームの装着状態説明図である。
図において、固定子鉄心４５を装着した状態で、加熱したフレーム５１を固定子鉄心に焼き嵌め装着する。
図１０は、固定子鉄心の形状説明図である。
図において、分割された固定子鉄心４５のティース部４５aの巾は、径方向に対し一定であるため、固定子コイル４６を負荷側ブラケットに装着して固定後、固定子鉄心は外側からの装着が可能である。
図１１は、固定子コイルの外形状を圧縮成型するプレス治具の構成説明図である。
図において、固定子コイルの外形状を圧縮成形するプレス治具は、上パンチ６１、下パンチ６２、ダイ６３とコアピン６４よりなり、コイルの装着スペース６３aに丸銅線を巻回し、上パンチを下方に加圧して外形状を圧縮成形する。
図１２は、丸銅線を巻回する治具の構成説明図である。
図において、丸銅線巻回時には、コアピン６４に上パンチ６１と下パンチ６２を取り付けた状態に、分割された負荷側の外側スペーサ６５aと反負荷側の外側スペーサ６５b、負荷側の内側スペーサ６６aと反負荷側の内側スペーサ６６bを、それぞれ負荷側と反負荷側から取付け、外側スペーサ６５と内側スペーサ６６の間に、反負荷側の内側スペーサの逃げ部６６c より、丸銅線を巻き始める。
図１３は、固定子コイルの１層目を巻回する手順を示す説明図である。
図において、固定子コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回してなり、固定子鉄心のティース部に挟まれる部分、および、負荷側ブラケットに装着されるコイルエンド部は、完全整列巻きに巻回され、丸銅線の交差は全て、図に示す反負荷側コイルエンド部４６eで行われ、コイルの端部も、反負荷側コイルエンド部に設けられる。
反負荷側の内側スペーサの逃げ部６６c より丸銅線を巻き始め、巻始めコイル端４６aとし、１層目巻終わりコイル端４６fで１層目を巻終わる。
１層目を巻回した状態で、２層目以上のコイルの巻崩れを防ぐために、巻線スペーサ６７を負荷側コイルエンド部より装着する。
図１４は、固定子コイルの２層目と３層目を巻回する手順を示す説明図である。
図の（ a ）に示すように、巻線スペーサ６７に接して２層目を巻き始め、２層目巻終わりコイル端４６gで２層目を巻終わる。図の（ b ）に示すように、３層目巻終わりコイル端４６hで３層目を巻終わる。
図１５は、固定子コイルの４層目以上を巻回する手順を示す説明図である。
図の（ a ）に示すように、巻線スペーサ６７に接して４層目を巻き始め、４層目巻終わりコイル端４６jで２層目を巻終わる。５層目以上を同様に巻回し、図の（ b ）に示すように、６層目の巻終わりコイル端４６bで固定子コイルを巻終わる。
図１６は、外形状を圧縮成型する前の固定子コイル説明図である
図の（ a ）に示すように、固定子の径方向内側の巻始めコイル端４６aより巻回され、固定子コイルの最も外側の層より取り出された巻終わりコイル端４６bを有する固定子コイルは、巻き始めの一端に近い巻線部と巻き終わりの一端に近い巻線部は近づくことがなく、耐レアショート性の高い固定子コイルとなり、より大きな通電を行っても安全な回転電機を提供できる。
その後、（ b ）に示すように、巻線スペーサ６７を取り外し、プレス治具に装着し、図１７の固定子コイル外形状の圧縮成型説明図の（ a ）に示す、上パンチ６１を、（b ）に示すように、荷重Ｆで下方に加圧し、固定子コイル４６の外形状を圧縮成型する。
図１８は、周方向より見た固定子コイル外形状の圧縮成型説明図である
図において、固定子コイル４６は、反負荷側コイルエンド部端面を除き、全ての外形状を圧縮成形され、その後加熱して絶縁皮膜を融着し、空芯コイルが完成する。
図１９は、本実施例の回転電機の、固定子の製造方法を示す工程図である
図において、固定子コイルは、空芯コイルの状態で絶縁体を介して負荷側ブラケットに装着し、固定子鉄心を後工程で装着することを特徴とする。
以上のように、本実施例の回転電機によれば、固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに密着して装着されるため、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、回転電機の温度上昇を抑え、許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上する回転電機を提供できる。
本発明が特許文献１と異なる部分は、固定子コイルで発生した熱は、固定子鉄心やフレームを経ずに、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱される部分である。
本発明が特許文献２と異なる部分は、固定子コイルは固定子鉄心に装着されるのではなく、負荷側ブラケットに装着される部分である。
The
FIG. 9 is an explanatory diagram of the mounting state of the frame.
In the figure, with the
FIG. 10 is an explanatory diagram of the shape of the stator core.
In the figure, since the width of the
FIG. 11 is a configuration explanatory view of a press jig for compression molding the outer shape of the stator coil.
In the figure, a press jig for compressing and molding the outer shape of the stator coil is composed of an
FIG. 12 is a configuration explanatory view of a jig for winding a round copper wire.
In the figure, when winding a round copper wire, the load-side
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a procedure for winding the first layer of the stator coil.
In the figure, the stator coil is formed by winding a round copper wire with an insulating film, and the coil end portion that is sandwiched between the teeth of the stator core and the coil end portion that is attached to the load side bracket is completely aligned. All the intersections of the wound and round copper wires are performed at the anti-load side
The winding of the round copper wire is started from the
In order to prevent the coils of the second and higher layers from being collapsed in a state where the first layer is wound, a winding
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a procedure for winding the second and third layers of the stator coil.
As shown in (a) of the figure, the second layer starts to be wound in contact with the winding
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a procedure for winding the fourth and higher layers of the stator coil.
As shown in (a) of the figure, the fourth layer starts to be in contact with the winding
FIG. 16 is an explanatory diagram of the stator coil before compression molding of the outer shape. As shown in FIG. 16A, the stator coil is wound from the winding
Thereafter, as shown in (b), the winding
FIG. 18 is an explanatory view of compression molding of the outer shape of the stator coil as viewed from the circumferential direction. In the figure, the
FIG. 19 is a process diagram showing a method of manufacturing the stator of the rotating electrical machine of the present embodiment. In the figure, the stator coil is attached to the load side bracket via an insulator in the state of an air-core coil and fixed. A child iron core is mounted in a later process.
As described above, according to the rotating electric machine of the present embodiment, the stator coil is mounted in close contact with the load-side bracket without using the stator core, so that the heat generated in the stator coil is directly It is possible to provide a rotating electrical machine that conducts heat to the load side bracket, suppresses the temperature increase of the rotating electrical machine, enables larger energization with respect to the allowable temperature, and improves the rated output.
The part in which the present invention is different from
The portion where the present invention is different from
図２０は、本発明の第２実施例を示す回転電機の軸方向断面図である。
図において、前記回転電機の回転子７１の回転子鉄心７３はシャフト７４に固定され、負荷側軸受７７と反負荷側軸受７８を介して、負荷側ブラケット８３と反負荷側ブラケット８４に回転自在に支持されている。
シャフトの反負荷側端部には、回転子の回転位置を検出するためのエンコーダ部８１が設置されている。
固定子コイル８６は、絶縁体８７を介し、負荷側ブラケットと密着するように装着されている。そのため、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、負荷側ブラケットより外部装置へと放熱させ、冷却効果を向上させて、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上させている。
固定子コイルへの通電は、外部より、図示しないリード線を介して、固定子コイルの結線部８２より供給される。
反負荷側ブラケットは、フレーム９１とともに、図示しないボルトで、負荷側ブラケットに締結されている。
固定子鉄心８５は、固定子コイルとは別個に、負荷側ブラケットにボルト９３で固定されている。
図２１は、本発明の第２実施例を示す回転電機の径方向断面図である。
図において、前記回転電機の回転子７１は、永久磁石７２が１極毎にＶ字状に回転子鉄心７３に設置され、１０極の磁極を構成した埋込磁石型構造である。
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心８５と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイル８６を有する。
分割された固定子鉄心のティース部８５aの巾は、径方向に対し内径側が小さくなっていて、オープンスロットであるため、固定子コイルは固定子鉄心と同じ内周まで、占有面積を大きく設けることができ、その分太い丸銅線を用いて抵抗を下げ、発熱を減らすことができる。
固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに装着され、分割された固定子鉄心は、各々ボルト９３によって負荷側ブラケット８３に固定される。
以上のように、本実施例の回転電機によれば、固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに密着して装着されるため、固定子コイルで発生した熱を、直接負荷側ブラケットに伝熱し、回転電機の温度上昇を抑え、許容温度に対してより大きな通電を可能にして、定格出力を向上する回転電機を提供できることは、本発明の第１実施例の回転電機と同じである。
本実施例が、本発明の第１実施例と異なる部分は、固定子鉄心がフレームでなく、負荷側ブラケットに装着される部分である。
FIG. 20 is a cross-sectional view in the axial direction of a rotating electrical machine showing a second embodiment of the present invention.
In the figure, a
An
The
Energization to the stator coil is supplied from the outside through a lead wire (not shown) from the stator
The anti-load side bracket is fastened to the load side bracket by a bolt (not shown) together with the
The
FIG. 21 is a radial cross-sectional view of a rotating electrical machine showing a second embodiment of the present invention.
In the figure, the
The stator includes a
The width of the
The stator coil is attached to the load side bracket without passing through the stator core, and the divided stator cores are fixed to the
As described above, according to the rotating electric machine of the present embodiment, the stator coil is mounted in close contact with the load-side bracket without using the stator core, so that the heat generated in the stator coil is directly The rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention can provide a rotating electrical machine that transfers heat to the load side bracket, suppresses the temperature increase of the rotating electrical machine, enables greater energization with respect to the allowable temperature, and improves the rated output. Is the same.
This embodiment is different from the first embodiment of the present invention in that the stator core is attached to the load side bracket instead of the frame.
本発明の回転電機は、温度上昇を抑え、従来よりも定格出力を向上する回転電機を提供できるため、高工作機用主軸モータや、ＥＶモータ等の回転電機にも適用できる。 The rotating electrical machine of the present invention can be applied to rotating electrical machines such as a spindle motor for high machine tools and an EV motor because it can provide a rotating electrical machine that suppresses temperature rise and improves the rated output as compared with the conventional rotating electrical machine.
３１ 回転子
３２ 永久磁石
３３ 回転子鉄心
３４ シャフト
３５ 負荷側側板
３６ 反負荷側側板
３７ 負荷側軸受け
３８ 反負荷側軸受け
４１ エンコーダ部
４２ 結線部
４３ 負荷側ブラケット
４４ 反負荷側ブラケット
４５ 固定子鉄心
４６ 固定子コイル
４７ 絶縁体
４８ インシュレータ
４９ オイルシール
５０ 絶縁テープ
５１ フレーム
５２ 結線基板
31
Claims (11)
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイルを有し、
固定子コイルは、固定子鉄心を介さずに、負荷側ブラケットに装着されたことを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine comprising a substantially cylindrical rotor that is rotatably supported, a stator, and a bracket that supports the rotor and the stator,
The stator has a stator core divided for each tooth and a stator coil wound around concentrated winding and compression-molded on the outer shape.
A rotating electrical machine wherein a stator coil is mounted on a load side bracket without a stator core.
固定子コイルの端部は、反負荷側コイルエンド部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。 The stator coil is formed by winding a round copper wire with an insulation film, and the slot portion of the stator core and the coil end portion to be mounted on the load side bracket are wound in a completely aligned winding. All of the intersections are performed at the coil end on the anti-load side,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein an end portion of the stator coil is provided at a non-load side coil end portion.
内側の第１層より順次外側の層に巻回され、巻き終わりの一端は、コイルの最も外側の層より取り出され、
巻き始めの一端は、固定子の径方向内側より取り出されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。 The stator coil is wound from the radially inner side of the stator,
It is wound around the outer layer sequentially from the inner first layer, and one end of the winding end is taken out from the outermost layer of the coil,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein one end of the winding is taken out from a radially inner side of the stator.
固定子は、ティース毎に分割された固定子鉄心と、集中巻に巻回され、外形状を圧縮成形された固定子コイルを有し、
固定子コイルは、空芯コイルの状態でブラケットに装着して固定され、固定子鉄心を後工程で装着することを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
In a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine including a substantially cylindrical rotor rotatably supported, a stator, and the rotor and a bracket that supports the stator,
The stator has a stator core divided for each tooth and a stator coil wound around concentrated winding and compression-molded on the outer shape.
A stator coil is mounted and fixed to a bracket in the state of an air-core coil, and a stator iron core is mounted in a subsequent process.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009257967A JP5365476B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009257967A JP5365476B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Rotating electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011103733A JP2011103733A (en) | 2011-05-26 |
| JP5365476B2 true JP5365476B2 (en) | 2013-12-11 |
Family
ID=44193820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009257967A Active JP5365476B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Rotating electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5365476B2 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITBO20070576A1 (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-08 | Spal Automotive Srl | ELECTRIC MACHINE. |
| JP5282780B2 (en) | 2010-12-09 | 2013-09-04 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine |
| JP5434962B2 (en) * | 2011-05-27 | 2014-03-05 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine, method for manufacturing rotating electric machine, and apparatus provided with rotating electric machine |
| US9985488B2 (en) * | 2011-07-22 | 2018-05-29 | RWXT Nuclear Operations Group, Inc. | Environmentally robust electromagnets and electric motors employing same for use in nuclear reactors |
| JP5718764B2 (en) * | 2011-08-09 | 2015-05-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Valve timing control device for internal combustion engine |
| WO2014030214A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | 株式会社安川電機 | Coil, rotating electrical machine, and method of manufacturing coil |
| JP6511444B2 (en) * | 2013-08-02 | 2019-05-15 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | Electrically driven compressor coil and method of manufacturing the same |
| WO2017141360A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine, rotating electric machine manufacturing method, and coil unit |
| CN107492966B (en) * | 2017-09-06 | 2019-12-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Block iron core assembly, iron core and motor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002369449A (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | Motor |
| JP5600938B2 (en) * | 2007-06-06 | 2014-10-08 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine and manufacturing method thereof |
| JP2009153287A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Molded coil for split stator, and method of manufacturing molded coil for stator, and molding device for molding molded coil for stator |
| JP2009254172A (en) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Stator and assembling method thereof |
-
2009
- 2009-11-11 JP JP2009257967A patent/JP5365476B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011103733A (en) | 2011-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5365476B2 (en) | Rotating electric machine | |
| EP2463990B1 (en) | Rotary electric machine | |
| JP5600938B2 (en) | Rotating electric machine and manufacturing method thereof | |
| JP5470768B2 (en) | Rotating electric machine and manufacturing method thereof | |
| US9824806B2 (en) | Coil, rotating electrical machine, and method of manufacturing coil | |
| JP2009022088A (en) | Rotary electric machine and its manufacturing method | |
| JP2015106944A (en) | Motor, and method for manufacturing the same | |
| JP6372562B2 (en) | Rotating electric machine | |
| US11205935B2 (en) | Axial gap dynamo-electric machine | |
| US7843092B2 (en) | Core and method for producing core | |
| JP6331219B2 (en) | Movable electric machine, coil manufacturing method | |
| JP5359463B2 (en) | Stator and rotating electric machine | |
| WO2011092928A1 (en) | Rotating electric machine | |
| JP6402231B2 (en) | Motor and motor manufacturing method | |
| JP5375074B2 (en) | Rotating electric machine and method of manufacturing rotating electric machine | |
| JP5271991B2 (en) | Rotating electric machine stator | |
| JPWO2019049761A1 (en) | Stator for rotating electrical machine and method for manufacturing stator | |
| JP5434316B2 (en) | Rotating electric machine | |
| JP6733682B2 (en) | Rotating electric machine, manufacturing method of rotating electric machine, coil unit | |
| JP5629987B2 (en) | Coil and rotating electric machine equipped with this coil | |
| JPS60128838A (en) | Axial air gap type induction motor | |
| JPS5937859A (en) | Stator for ac servo motor and manufacture thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120307 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130813 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130826 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5365476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |