JP5843657B2 - 回転電機の製造方法 - Google Patents
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Description
また、中間層で既に隙間部への巻崩れが発生している場合、巻崩れたワイヤはコアの間近に位置している。そのため、絶縁破壊を起こさないコアとワイヤとの間の距離が確保されない。それにより、絶縁耐圧試験時に絶縁破壊が生じ、耐圧不良品が発生する。
まず、本発明の実施の形態の電動機300(符号と図面との対応については後述する)の固定子100(符号と図面との対応については後述する)の概要について説明する。電動機300の固定子100は、例えば、永久磁石を用いる回転子38(符号と図面との対応については後述する)と組み合わされることでブラシレスDCモータ(以下、同期電動機と称する)を構成している。
本発明の実施の形態では、12スロット/8極の電動機300の固定子100について説明する。電動機300の固定子100は、以下に示す特徴がある。なお、各符号の図面との対応については、後述する。
(1)固定子鉄心1のスロット数が12である(固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する)。
(2)コイル2は、三相のシングルY結線であり、極数は8極である。コイル2は、12個のティース1aのそれぞれに巻回される集中巻方式である。
(3)固定子鉄心1は、厚さが0.1〜0.7程度の電磁鋼板を帯状に打ち抜き、これらをかしめ、溶接、溶着等で積層して形成される。帯状の固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する。
(4)帯状の固定子鉄心1に、コイル2と固定子鉄心1との間の絶縁となる絶縁部3が施される。絶縁部3は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心1と一体に成形される。絶縁部3は、ティース1a毎に設けられる。したがって、ここでは、12個の絶縁部3を備えることになる。
(5)帯状の固定子鉄心1に絶縁部3を施したら、次に絶縁部3の一方の軸方向端部(結線側)の所定の箇所に、3個の電源端子4と、1個の中性点端子5とを挿入する。
(6)帯状の固定子鉄心1を完成後の電動機300の固定子100と逆方向に曲げて、ティース1a同士の間の開口部が広くなるようにする。それにより、ティース1aにコイル2を巻回しやすくなる。
(7)巻線後の固定子鉄心1をティース1aが内側になるように正曲げにする(所定の方向に曲げられて略ドーナツ状となる)。
(8)固定子鉄心1の固定子鉄心突合せ63を溶接して、溶接部64で固定する。
(9)電源端子4、中性点端子5のヒュージングをする。
(10)電動機300の固定子100に外部と接続される結線部品41を組付け、機械的に、かつ、電気的に接合する。
後述する固定子100に結線部品41が組み付けられ、回転子38を内包した固定子100がモールドされたものがモールド固定子40となっている。
後述する固定子鉄心1に一体的に成形された絶縁部3の外壁の結線側(図2の軸方向上側)の所定の箇所に、3個の電源端子4が挿入されている。
また、後述する固定子鉄心1に一体的に成形された絶縁部3の外壁の結線側(図2の軸方向上側)の所定の箇所に、1個の中性点端子5が挿入されている。
また、中性点端子5が組み付けられる絶縁部3の外壁の結線側に、中性点端子5の引き回し用突起7が設けられる。なお、引き回し用突起7の詳細については後述する。
また、絶縁部3の外壁の結線側には、U相、V相、及びW相の各相の渡り線を所定の位置に保持する突起8が備えられている。ここでいう所定の位置は、後述する固定子鉄心1の軸方向の端面からの高さのことである。なお、突起8の詳細については後述する。
なお、図2は、電動機300の固定子100を結線側の斜め上方から俯瞰した図であり、コイル2の巻き始め端末、巻き終わり端末、及び渡り線等についての図示を省略している。
帯状の固定子鉄心1は、厚さが0.1〜0.7mm程度の電磁鋼板がプレス等で帯状に打ち抜かれた後、かしめ、溶接、及び接着等で積層されるものである。
ティース1aは、コアバック1bから略垂直に延伸して形成されており、各ティース1aの形状は、平面視では略T字で形成されている。
ティース1aを介してコアバック1bの反対側にあるティース1aの先端部1a−1は、正面視では略四角形で形成されている。ティース1aの先端部1a−1は、固定子鉄心1に絶縁部3を一体的に成形した後も露出した状態となっている。そして、図3に示すように、ティース1aと、先端部1a−1と、コアバック1bとからなる要素固定子鉄心10が形成され、後述するように各要素固定子鉄心10同士は、薄肉連結部1cで連結されている。また、ティース1aは、先端部1a−1と、コアバック1bとのそれぞれに対して立脚して形成された形状となっており、コアバック1bは、後述するように、所定の曲率で湾曲されて形成されている。
ここで、図1に示す回転子38と後述する図5に示す固定子100との間の距離は、径方向の寸法が1mm以下の空隙とする必要がある。そのため、ティース1aの先端部1a−1には絶縁部3を設けないこととする。
帯状の固定子鉄心1における両端のティース1aのコアバック1bの外側の端面には、コア端面1dが形成されている。
図4に示すように、ティース1aが内側になるように巻線後の固定子鉄心1が正曲げにされた後にコア端面1dは互いに当接される。その状態でコア端面1dから形成されている固定子鉄心突合わせ部63は溶接部64で溶接される。また、各コイル2の集合体を固定子巻線400と称することとする。つまり、固定子巻線400といったときには、固定子鉄心1に巻かれている各コイル2の全てを指すものとする。
固定子100のコイル2は、各相の巻線をU、V、Wの順番に並べて配置されるものであり、それぞれに120°位相のずれた交流の電流を流すことにより、同期電動機は駆動する。
各ティース1aに巻かれるコイル2の巻き方向は、全て同じ方向である。
V相のコイルは、コイルV1、コイルV2、コイルV3及びコイルV4で構成されている。コイルV1の巻き始めのワイヤ70は、電源端子4(図2参照)の一つであるV端子(図5参照)に接続される。コイルV4の巻き終わりのワイヤ70は、中性点端子5(中性点、図2、5参照)に接続される。V端子は、U端子が設けられているティース1aの隣のティース1aの絶縁部に設けられる。例えば、図5の一例では、U端子が設けられているティース1aの反時計方向の隣のティース1aの絶縁部にV端子は設けられる。
W相のコイルは、コイルW1、コイルW2、コイルW3及びコイルW4で構成されている。コイルW1の巻き始めのワイヤ70は、電源端子4(図2参照)の一つであるW端子(図5参照)に接続される。コイルW4の巻き終わりのワイヤ70は、中性点端子5(中性点、図2、5参照)に接続される。W端子は、V端子が設けられているティース1aの隣のティース1aの絶縁部に設けられる。例えば、図5の一例では、V端子が設けられているティース1aの反時計方向の隣のティース1aの絶縁部にW端子は設けられる。
このように、巻線機200は、フライヤ72とフォーマ73との回転方向の動作及び前後方向の動作を繰り返していくことにより、所定のコイル2を形成することができる。
なお、ここでは、各部材を曲面等で説明したが、構造はこれに限定されるものではない。
なお、隙間部79の発生箇所は、予めワイヤ70をティース1aに巻いてみてどこからどこまでが隙間部となるかを実測で確認しておく。
また、コイル頂部82と絶縁部3側のコイル端面84の位置も同様に実測で確認しておく。
また、ワイヤ70のターン数は予め決まっているため、隙間部79を埋めるのにワイヤ70以外は用いないこととする。すなわち、通常通りの巻線経路で巻かれたワイヤ70のターン数と、隙間部79を経由して巻線経路で巻かれたワイヤ70のターン数との合計ターン数が、固定子鉄心1に巻かれることになっているワイヤ70のターン数となるようにする。
なお、ワイヤ70は、本発明の巻線に相当する。
Claims (1)
- 回転子と、横断面が湾曲した形状をそれぞれ有し、前記回転子を囲むように環状に連結された複数のコアバック、及び前記コアバックの回転子側の面から立脚して形成されたティースを備えた固定子鉄心と、横断面が湾曲した形状を有し、前記コアバックの回転子側の面に設けられた絶縁部と、を備えた回転電機の前記ティースに、巻線を巻回してコイルを形成する回転電機の製造方法であって、
前記巻線を供給するノズルを装着したフライヤの回転動作及び前記巻線の位置決めを行うフォーマの前後方向の動作により、前記巻線の整列性を保ちながら巻回するステップと、
前記フライヤを回転させつつ、前記フォーマを、前記コアバック側への稼働限界であるフォーマ前進端の位置から、当該フォーマ前進端の位置よりも前記コアバック側とは反対側に前記巻線の太さの半分の距離だけ後進させた位置までのストロークで前後方向に複数回往復させて、前記絶縁部と、前記ティースと、前記フォーマが前記フォーマ前進端の位置にあるときに巻回される前記巻線の前記絶縁部側の端面とで囲まれる隙間部に前記巻線を巻回するステップと、
を有することを特徴とする回転電機の製造方法。
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