JP5763291B2

JP5763291B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP5763291B2
Application number: JP2009169229A
Authority: JP
Inventors: 昭太佐藤; 松浦　賢司; 賢司松浦
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: JP2011024380A

Description

本発明は、回転電機に関し、より特定的には、固定子巻線と電気的に接続されたリード線を外部へ引き出すコネクタを備えた回転電機に関する。

従来において、回転電機に、固定子巻線と電気的に接続されたリード線を外部へ引き出すコネクタを設けることが一般的に知られている（例えば、特許文献１）。このようなコネクタを設けた従来の回転電機の一例として、図６および図７に示される回転電機が提案されている。図６は、従来の回転電機の平面図である。図７は、従来の回転電機を図６の線ＡＡで切断したときの側断面図である。

図６および図７において、回転電機は、フレーム１、固定子鉄心２、固定子巻線３、負荷側ブラケット４、反負荷側ブラケット５、シャフト６、負荷側軸受７、反負荷側軸受８、回転子鉄心９、永久磁石１０、エンコーダ１１、ボルト１３、ボルト１４、およびコネクタ１２を備える。フレーム１は、金属製であり、筒状である。固定子鉄心２は、フレーム１の内周面に嵌合固着される。固定子巻線３は、固定子鉄心２に巻装される。負荷側ブラケット４は、フレーム１の負荷側端部にボルト１３により取り付けられ、反負荷側ブラケット５は、フレーム１の反負荷側端部にボルト１４により取り付けられる。フレーム１、固定子鉄心２、固定子巻線３、負荷側ブラケット４、および反負荷側ブラケット５により、略円筒状の固定子が構成される。シャフト６は、負荷側ブラケット４に設けられた負荷側軸受７と、反負荷側ブラケット５に設けられた反負荷側軸受８とを介して、負荷側ブラケット４および反負荷側ブラケット５に対し回転自在に支持される。回転子鉄心９は、シャフト６の外周に取り付けられる。永久磁石１０は、回転子鉄心９の外周に設けられ、固定子鉄心２の内周と空隙を介して対向する。回転子鉄心９および永久磁石１０により、円筒状の回転子が構成される。エンコーダ１１は、シャフト６の反負荷側に設けられ、シャフト６の回転角度を検出する。

コネクタ１２は、図６および図８に示すように、主として、絶縁部材１２１、複数のコネクタピン１２２、複数のリード線１２３、および複数の熱収縮チューブ１２４を備え、複数のコネクタピン１２２に外部のＡＣサーボモータ駆動電源部１５が接続される。図８は、コネクタ１２を図６の線ＢＢで切断したときの側断面の一部を示す図である。
図８において、絶縁部材１２１は、筒状であり、絶縁部材１２１には、固定子の外周と内周との間を貫通する貫通孔１２１ａが形成される。コネクタピン１２２は、貫通孔１２１ａ内に配置され、コネクタピン１２２の端部１２２ａは固定子の外周側を向いている。リード線１２３の端部１２３ａは、コネクタピン１２２の端部１２２ｂと電気的に接続され、リード線１２３の端部１２３ａと反対側の端部（図示省略）は、固定子巻線３と電気的に接続される。具体的には、コネクタピン１２２の端部１２２ｂ内にリード線１２３の導体線１２３ｔが設けられることにより、コネクタピン１２２の端部１２２ｂとリード線１２３の端部１２３ａとが電気的に接続される。熱収縮チューブ１２４は、筒状であり、コネクタピン１２２の端部１２２ｂとリード線１２３の端部１２３ａとの接続部分を覆うように絶縁補助のために設けられる。熱収縮チューブ１２４の外周と貫通孔１２１ａとの間には、隙間１２１ｓが形成される。

以上に説明したコネクタ１２の製造は、次の手順で行われる。
まず、リード線１２３の端部１２３ａが熱収縮チューブ１２４の端部１２４ａから突出するまで、熱収縮チューブ１２４内にリード線１２３を通す。その後、コネクタピン１２２の端部１２２ｂ内にリード線１２３の導体線１２３ｔを挿入する。その後、コネクタピン１２２の端部１２２ｂとリード線１２３の導体線１２３ｔとをかしめる。つまり、コネクタピン１２２の端部１２２ｂの上から圧力を加えることにより、リード線１２３の端部１２３ａとコネクタピン１２２の端部１２２ｂとを接着する。その後、かしめたコネクタピン１２２とリード線１２３の接続部分を熱収縮チューブ１２４で覆い、熱収縮チューブ１２４をヒートガンで加熱し、収縮させる。これにより、コネクタピン１２２とリード線１２３の接続部分に熱収縮チューブ１２４が固定される。その後、収縮した熱収縮チューブ１２４で覆われたコネクタピン１２２とリード線１２３を、コネクタピン１２２の端部１２２ａが固定子の外周側を向くように貫通孔１２１ａ内に挿入する。

特開２００２−１１２４８２号公報

従来の回転電機では、熱収縮チューブ１２４をヒートガンで加熱し、収縮させる必要があるため、作業性が悪いという問題点があった。
そこで、本発明は、従来よりも作業効率を向上させた、コネクタを備える回転電機を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
請求項１に記載の発明は、円筒状の回転子と、回転子の外周側に設けられ、固定子巻線により回転磁界を発生させて内周側で回転子を回転させる円筒状の固定子と、固定子に設けられ、固定子の内周と外周の間を貫通する貫通孔が形成された絶縁部材と、貫通孔内に設けられたコネクタピンと、一方端部が固定子巻線と電気的に接続され、他方端部がコネクタピンの一方端部と接続されたリード線と、コネクタピンの一方端部とリード線の他方端部との接続部分を覆うように貫通孔内に設けられた弾性部材と、を備え、弾性部材は、コネクタピンの一方端部からリード線の他方端部にかけて延設され、コネクタピンの外径よりも小さくかつリード線の外径よりも小さい内径を備えるとともに、貫通孔の内径よりも小さい外径を備えた円筒部と、円筒部の外周部の軸方向中間部において、他の部位よりも径方向外側に突出するように軸方向に複数個設けられ、貫通孔の内径よりも大きい外径を備えた凸部と、円筒部の内周部の複数個の凸部に対応する軸方向位置において、他の部位よりも径方向外側に凹むように軸方向に複数個設けられた溝部と、を有し、複数個の凸部は、円筒部の外周部の軸方向中央部に配置された第１凸部と、第１凸部から一方の側及び他方の側にそれぞれ振り分け配置された第２凸部及び第３凸部と、からなり、複数個の溝部は、円筒部の内周部の軸方向中央部に、第１凸部と同一の軸方向位置にて配置された第１溝部と、第１溝部から一方の側及び他方の側に、第２凸部及び第３凸部と同一の軸方向位置にそれぞれ振り分け配置された第２溝部及び第３溝部と、からなり、第１溝部、第２溝部、及び第３溝部からなる複数個の溝部のそれぞれは、Ｖ字状の断面形状を備えたＶ字溝である回転電機に関するものである。

請求項１に記載の発明によれば、従来よりも作業効率を向上させた、コネクタを備える回転電機を提供することができる。
また、作業者は、弾性部材を絶縁部材の貫通孔に容易に挿入できるため、作業効率がさらに向上する。
また、コネクタピン及びリード線のがたつきを抑えることができる。
また、作業者は、弾性部材内にリード線を通す際、弾性部材の方向を気にすることなく作業することができるので、作業効率がさらに向上する。

本発明の実施例１に係る回転電機の平面図本発明の実施例１に係る回転電機の側断面図本発明の実施例１に係るコネクタの側断面の一部を示す図本発明の実施例１に係るゴムブッシュの側断面図本発明の実施例１に係るゴムブッシュの正断面図従来の回転電機の平面図従来の回転電機の側断面図従来のコネクタの側断面の一部を示す図

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。

図１および図２を参照して、本発明の回転電機の構成について説明する。図１は、本発明の実施例１に係る回転電機の平面図である。図２は、本発明の実施例１に係る回転電機を図１の線ＡＡで切断したときの側断面図である。なお、図１および図２において、図７に示した従来の回転電機と同じ構成部品については同じ符号を付している。

図１において、回転電機は、フレーム１、固定子鉄心２、固定子巻線３、負荷側ブラケット４、反負荷側ブラケット５、シャフト６、負荷側軸受７、反負荷側軸受８、回転子鉄心９、永久磁石１０、エンコーダ１１、ボルト１３、ボルト１４、およびコネクタ２２を備える。
フレーム１は、金属製であり、筒状である。固定子鉄心２は、フレーム１の内周面に嵌合固着される。固定子巻線３は、固定子鉄心２に巻装され、回転磁界を発生させる。負荷側ブラケット４は、フレーム１の負荷側端部にボルト１３により取り付けられ、反負荷側ブラケット５は、フレーム１の反負荷側端部にボルト１４により取り付けられる。フレーム１、固定子鉄心２、固定子巻線３、負荷側ブラケット４、および反負荷側ブラケット５により、略円筒状の固定子が構成される。シャフト６は、負荷側ブラケット４に設けられた負荷側軸受７と、反負荷側ブラケット５に設けられた反負荷側軸受８とを介して、負荷側ブラケット４および反負荷側ブラケット５に対し回転自在に支持される。回転子鉄心９は、シャフト６の外周に取り付けられる。永久磁石１０は、回転子鉄心９の外周に設けられ、固定子鉄心２の内周と空隙を介して対向する。回転子鉄心９および永久磁石１０により、円筒状の回転子が構成される。エンコーダ１１は、シャフト６の反負荷側に設けられ、シャフト６の回転角度を検出する。

コネクタ２２は、図１および図３に示すように、主として、絶縁部材２２１、複数のコネクタピン２２２、複数のリード線２２３、および複数のゴムブッシュ２２４を備え、複数のコネクタピン２２２に外部のＡＣサーボモータ駆動電源部１５が接続される。図３は、コネクタ２２を図１の線ＢＢで切断したときの側断面の一部を示す図である。
図３において、絶縁部材２２１は、筒状であり、絶縁部材２２１には、固定子の外周と内周との間を貫通する貫通孔２２１ａが形成される。コネクタピン２２２は、貫通孔２２１ａ内に配置され、コネクタピン２２２の端部２２２ａは固定子の外周側を向いている。リード線２２３の端部２２３ａは、コネクタピン２２２の端部２２２ｂと電気的に接続され、リード線２２３の端部２２３ａと反対側の端部（図示省略）は、固定子巻線３と電気的に接続される。具体的には、コネクタピン２２２の端部２２２ｂ内にリード線２２３の導体線２２３ｔが設けられることにより、コネクタピン２２２の端部２２２ｂとリード線２２３の端部２２３ａとが電気的に接続される。

ゴムブッシング２２４は、筒状の弾性部材であり、コネクタピン２２２の端部２２２ｂとリード線２２３の端部２２３ａとの接続部分を覆うように絶縁補助のために設けられる。図４は、本発明の実施例１に係るゴムブッシュの側断面図である。図５は、ゴムブッシュ２２４を図４の線ＣＣで切断したときの正断面図である。
ここで、図４および図５に示した、コネクタピン２２２の端部２２２ｂを覆うゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの内径Ｒ１は、コネクタピン２２２の端部２２２ｂの外径より小さくなっている。同様に、リード線２２３の端部２２３ａを覆うゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの内径Ｒ１は、リード線２２３の端部２２３ａの外径より小さくなっている。
また、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの外径Ｒ２は、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくなっている。同様に、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの外径Ｒ２は、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくなっている。
また、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａおよび端部２２４ｂ以外の部分には、リング状の凸部２２４ｃが３つ形成される。この凸部２２４ｃの外径Ｒ３は、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より大きくなっている。
また、ゴムブッシュ２２４の内周であって３つの凸部２２４ｃそれぞれに対応する位置に、リング状の溝２２４ｄが形成されている。溝２２４ｄは、Ｖ字状に形成される。

以上に説明したコネクタ２２の製造は、次の手順で行われる。
まず、リード線２２３の端部２２３ａがゴムブッシュ２２４の端部２２４ａから突出するまで、ゴムブッシュ２２４内にリード線２２３を通す。その後、コネクタピン２２２の端部２２２ｂ内にリード線２２３の導体線２２３ｔを挿入する。その後、コネクタピン２２２の端部２２２ｂとリード線２２３の導体線２２３ｔとをかしめる。つまり、コネクタピン２２２の端部２２２ｂの上から圧力を加えることにより、リード線２２３の端部２２３ａとコネクタピン２２２の端部２２２ｂとを接着する。その後、かしめたコネクタピン２２２とリード線２２３を、コネクタピン２２２の端部２２２ａが固定子の外周側を向くように貫通孔２２１ａ内に挿入する。その後、リード線２２３に通していたゴムブッシュ２２４を、貫通孔２２１ａ内に挿入する。

以上のように、本実施例では、コネクタピン２２２の端部２２２ｂを覆うゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの内径Ｒ１は、コネクタピン２２２の端部２２２ｂの外径より小さくなっている。同様に、リード線２２３の端部２２３ａを覆うゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの内径Ｒ１も、リード線２２３の端部２２３ａの外径より小さくなっている。
これにより、コネクタピン２２２の端部２２２ｂとリード線２２３の端部２２３ａとの接続部分にゴムブッシュ２２４を固定することができる。その結果、図８に示した従来の熱収縮チューブ１２４を用いずに済み、作業者は、ヒートガンなどを用いて熱収縮チューブ１２４を加熱収縮させずに済むため、作業効率が向上する。

また、本実施例では、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの外径Ｒ２は、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくなっている。
これにより、作業者は、ゴムブッシュ２２４を絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａに容易に挿入できるため、作業効率がさらに向上する。

また、本実施例では、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの外径Ｒ２は、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくなっている。
これにより、作業者は、ゴムブッシュ２２４内にリード線２２３を通す際、ゴムブッシュ２２４の方向を気にすることなく作業することができる。その結果、作業効率がさらに向上する。

また、本実施例では、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａおよび端部２２４ｂ以外の部分に、外径が絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より大きい凸部２２４ｃが形成されている。
ここで、図８に示した従来のコネクタ１２では、熱収縮チューブ１２４の外周と絶縁部材１２１の貫通孔１２１ａとの間に隙間１２１ｓが形成されるため、コネクタピン１２２及びリード線１２３が、がたつきを起こす。その際、隣り合うコネクタピン１２２間でレアショートを起こしてしまう危険性があった。また、コネクタピン１２２と絶縁部材１２１の勘合部が磨耗してしまうという問題があった。
これに対し、本実施例では、ゴムブッシュ２２４に、外径が絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より大きい凸部２２４ｃが形成されている。よって、図３に示すように、この凸部２２４ｃが絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの中でつぶれる形となり、コネクタピン２２２及びリード線２２３のがたつきを抑えることができる。

また、本実施例では、ゴムブッシュ２２４の内周であって３つの凸部２２４ｃそれぞれに対応する位置に、リング状の溝２２４ｄが形成されている。
これにより、凸部２２４ｃが絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの中でつぶれやすくなるので、溝２２４ｄが形成されないときと比べて、ゴムブッシュ２２４を貫通孔２２１ａ内に挿入しやすくなる。さらに、ゴムブッシュ２２４を貫通孔２２１ａ内に挿入した際、図３に示すように、凸部２２４ｃが絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの中でつぶれるのに応じて、溝２２４ｄの内面がリード線２２３の端部２２３ａとコネクタピン２２２の端部２２２ｂの外周に密着する。このため、コネクタピン２２２の端部２２２ｂとリード線２２３の端部２２３ａとの接続部分を均一な圧力をかけるようにして覆うことができるので、当該接続部分の接続をより確実に保護することができる。

なお、上述では、弾性部材として、ゴムからなるゴムブッシュ２２４を用いていたが、これに限定されない。弾性部材は、ゴムブッシュ２２４と同一形状であって、ゴム以外の他の弾性材料で構成された部材であってもよい。

また、上述では、コンタクトピン２２２、リード線２２３、およびゴムブッシュ２２４をそれぞれ複数備えていたが、これに限定されず、それぞれ１つであってもよい。

また、上述では、（１）ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの内径Ｒ１をコネクタピン２２２の端部２２２ｂの外径より小さくし、ゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの内径Ｒ１をリード線２２３の端部２２３ａの外径より小さくする点、（２）ゴムブッシュ２２４の端部２２４ａの外径Ｒ２を、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくする点、（３）ゴムブッシュ２２４の端部２２４ｂの外径Ｒ２を、絶縁部材２２１の貫通孔２２１ａの内径より小さくする点、（４）ゴムブッシュ２２４に凸部２２４ｃを３つ形成する点、（５）ゴムブッシュ２２４に溝２２４ｄを形成する点、の全てを具備する構成について説明したが、これに限定されない。少なくとも（１）を具備すれば、従来よりも作業効率を向上させることができる。なお、他の（２）〜（５）を任意に選択し、選択したものを（１）と組み合わせてもよい。

また、上述では、ゴムブッシュ２２４に凸部２２４ｃを３つ形成していたが、３つに限らず１つでもよい。この場合でも、コネクタピン２２２及びリード線２２３のがたつきを抑えることができる。

また、上述では、溝２２４ｄがＶ字状に形成されていたが、円弧状であってもよい。この場合でも、Ｖ字状の場合と同様の効果を得ることができる。

１フレーム
２固定子鉄心
３固定子巻線
４負荷側ブラケット
５反負荷側ブラケット
６シャフト
７負荷側軸受
８反負荷側軸受
９回転子鉄心
１０永久磁石
１１エンコーダ
１２、２２コネクタ
１３、１４ボルト
１５ＡＣサーボモータ駆動電源部
１２１、２２１絶縁部材
１２２、２２２コネクタピン
１２３、２２３リード線
１２４熱収縮チューブ
２２４ゴムブッシュ

Claims

円筒状の回転子と、
前記回転子の外周側に設けられ、固定子巻線により回転磁界を発生させて内周側で前記回転子を回転させる円筒状の固定子と、
前記固定子に設けられ、前記固定子の内周と外周の間を貫通する貫通孔が形成された絶縁部材と、
前記貫通孔内に設けられたコネクタピンと、
一方端部が前記固定子巻線と電気的に接続され、他方端部が前記コネクタピンの一方端部と接続されたリード線と、
前記コネクタピンの一方端部と前記リード線の他方端部との接続部分を覆うように前記貫通孔内に設けられた弾性部材と、
を備え、
前記弾性部材は、
前記コネクタピンの前記一方端部から前記リード線の前記他方端部にかけて延設され、前記コネクタピンの外径よりも小さくかつ前記リード線の外径よりも小さい内径を備えるとともに、前記貫通孔の内径よりも小さい外径を備えた円筒部と、
前記円筒部の外周部の軸方向中間部において、他の部位よりも径方向外側に突出するように軸方向に複数個設けられ、前記貫通孔の内径よりも大きい外径を備えた凸部と、
前記円筒部の内周部の前記複数個の凸部に対応する軸方向位置において、他の部位よりも径方向外側に凹むように軸方向に複数個設けられた溝部と、
を有し、
前記複数個の凸部は、
前記円筒部の前記外周部の軸方向中央部に配置された第１凸部と、前記第１凸部から前記一方の側及び前記他方の側にそれぞれ振り分け配置された第２凸部及び第３凸部と、からなり、
前記複数個の溝部は、
前記円筒部の前記内周部の軸方向中央部に、前記第１凸部と同一の軸方向位置にて配置された第１溝部と、前記第１溝部から前記一方の側及び前記他方の側に、前記第２凸部及び前記第３凸部と同一の軸方向位置にそれぞれ振り分け配置された第２溝部及び第３溝部と、からなり、
前記第１溝部、前記第２溝部、及び前記第３溝部からなる前記複数個の溝部のそれぞれは、Ｖ字状の断面形状を備えたＶ字溝である
ことを特徴とする、回転電機。