JP5850431B2 - 電動機用固定子の製造方法 - Google Patents
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そして、複数ある同相の巻線は電気的に接続されており、この接続に圧着端子が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
本発明に係わる第3の電動機用固定子の製造方法は、上記のように構成されているため、余分な接続部材を用いることなく複数ある同相の巻線間の電気的接続を容易に行うことができ、接続コストを低減できるとともに、巻線にアルミ線を適用できる。
図1は、本発明の実施の形態1に係わる電動機用固定子を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施の形態の電動機用固定子(固定子と記す)1は、9個の巻線が巻回された分割鉄心2aを環状に配設して形成されている。
分割鉄心は、ヨーク部とヨーク部から突出したティース部とでなり、ティース部には、絶縁部材であるインシュレータ3が設置されており、且つインシュレータ3を介して巻線4が巻回されている。
また、各分割鉄心は、ヨーク部の周方向の両端にある連結部で、隣の分割鉄心と回動可能に連結されている。
すなわち、本実施の形態の固定子1の鉄心2は、連結部で回動可能に連結された分割鉄心を、環状に配設して形成している。
図2に示すように、本実施の形態の固定子1は、その円周方向で、u相巻線が巻回された分割鉄心2au、v相巻線が巻回された分割鉄心2av、w相巻線が巻回された分割鉄心2awの順の並びが、3回繰り返されている。
そして、u相巻線の間、v相巻線の間、w相巻線の間の各々、すなわち、同相の巻線間は、渡り線5(図示せず)で接続されている。
図3に示すように、インシュレータの一端部3aには、固定子軸方向に延在する2個の延在部3b,3cがある。第1の延在部3bの固定子径方向における外側の面と第2の延在部3cの固定子径方向における外側の面とには、固定子周方向の溝(延在部溝と記す)6が複数、形成されている。
また、第1の延在部3bの延在部間の間隙の反対側の角部には、固定子軸方向の切込み形状溝3eが形成されており、この切込み形状溝3eから、後述する巻終り端末線が引き出される。
そして、各延在部溝6は、渡り線5を収納する部分となる。
この場合は、インシュレータの一端部3aの、引き出しやすい適正な部分から、後述する、巻始め端末線と巻終り端末線とが引き出される。
そして、渡り線5には、冷間圧接部10がある。
例えば、磁性鋼板でなる分割鉄心及びインシュレータ3の製造工程、分割鉄心への巻線4の巻回工程は、従来と同様な方法で行なわれる。
図4は、本発明の実施の形態1に係わる電動機用固定子における、巻線が巻回された分割鉄心の状態を示す平面図である。
図4に示すように、各巻線が巻回された分割鉄心2aは、連結されて連結体(分割鉄心連結体と記す)20を形成しており、各巻線4から、巻始め端末線7と巻終り端末線8とが引き出されている。
図5は、本発明の実施の形態1に係わる電動機用固定子における、各巻線が巻回された分割鉄心の、巻終り端末線と巻始め端末線とを、冷間圧接で接合する状態を示す平面図である。
図5に示すように、本実施の形態では、分割鉄心連結体20を逆反り状態にした状態で、各同相の異なる巻線の、一方の巻線の巻終り端末線8と他方の巻線の巻始め端末線7とを、冷間圧接で接合する。
分割鉄心連結体20を逆反り状態にした状態で、各渡り線5が形成されているので、分割鉄心連結体20をティース部側に曲げると、固定子1の径方向であって、インシュレータの第1の延在部3bと第2の延在部3cとに近づける力が、各渡り線5に作用する。
そして、分割鉄心連結体20を環状体にすると、第1の延在部3bと第2の延在部3cとに近づける力により、各延在部溝6に、各渡り線5が押し付けられて収納される。
延在部が2個でない場合でも同様である。
それ故、1つの巻線の巻終り端末線8と同相の別の1つの巻線の巻始め端末線7とを足し合わせた長さ(端末線の合計長さと記す)Lは、固定子1における、延在部溝6を通る、1つの巻線の巻終り部から接続される同相の別の1つの巻線の巻始め部までの距離(渡り距離と記す)Dと同じで良い。あるいは、冷間圧接部が縮む条件の冷間圧接に対応した、端末線の合計長さLは、渡り距離Dより数mm長い程度で良い。
上記の端末線の合計長さLとは、例えば、第1のu相巻線4u1の巻終り端末線8と第2のu相巻線4u2の巻始め端末線7とを足し合わせた長さ、及び、第2のu相巻線4u2の巻終り端末線8と第3のu相巻線4u3の巻始め端末線7とを足し合わせた長さ、である。v相の巻線及びw相の巻線も同様である。
特に、冷間圧接部10が、延在部溝内に収まっている場合は、冷間圧接部がインシュレータによって保持された状態になるため、冷間圧接部に外力や振動が加わって破断することを防止できる。
それと、冷間圧接は応力に依らない接合方法であるので、常温で応力緩和が発生するアルミ線を巻線として使用することが可能になる。
また、固定子1は分割鉄心に連結部を有しているが、インシュレータに連結部を有している固定子、または磁性鋼板でなる一体となった鉄心が用いられ、この鉄心の薄肉部が連結部となり繋がっている固定子であっても良い。
また、分割鉄心及び一体の鉄心が、バルク状の磁性鋼であっても良い。
図6は、本発明の実施の形態2に係わる電動機用固定子の製造方法における、別個の、巻線が巻回された分割鉄心の、一方の巻線の巻終り端末線と他方の巻線の巻始め端末線とを冷間圧接で接合する状態を示す平面図である。
本実施の形態の固定子の製造方法では、まず、ティース部にインシュレータを介して巻線が巻回された分割鉄心を形成する。
図7に示すように、巻線4が渡り線5でつながっている、複数の、巻線が巻回された分割鉄心2bで形成される組を、3組作製する。渡り線5は、図6に示す方法で形成されている。
すなわち、3組の巻線が巻回された分割鉄心の組とは、u相巻線が巻回された分割鉄心2buの組とv相巻線が巻回された分割鉄心2bvの組とw相巻線が巻回された分割鉄心2bwの組とである。
また、3個の、v相巻線が巻回された分割鉄心2bvの組では、第1のv相巻線4v1の巻終り端末線8と第2のv相巻線4v2の巻始め端末線7とを、及び、第2のv相巻線4v2の巻終り端末線8と第3のv相巻線4v3の巻始め端末線7とを、冷間圧接で接合して、各渡り線5を形成している。
また、3個の、w相巻線が巻回された分割鉄心2bwの組では、第1のw相巻線4w1の巻終り端末線8と第2のw相巻線4w2の巻始め端末線7とを、及び、第2のw相巻線4w2の巻終り端末線8と第3のw相巻線4w3の巻始め端末線7とを、冷間圧接で接合して、各渡り線5を形成している。
この時、3個の、u相巻線が巻回された分割鉄心2buと、3個の、v相巻線が巻回された分割鉄心2bvと、3個の、w相巻線が巻回された分割鉄心2bwとが環状に配列することにより、各渡り線5は、延在部溝に押し付けられて収納される。
また、環状に配列した分割鉄心連結体は、固定子となる。
それ故、端末線の合計長さLを、実施の形態1と同様にすることができ、分割鉄心連結体を環状化して固定子とした時に、渡り線に弛みの発生がなく、渡り線が、はみ出すことなしに延在部溝に収納される。
本実施の形態では、分割鉄心の数を9個としているが、9個でなくても良い。
また、固定子は分割鉄心に連結部を有しているが、インシュレータに連結部を有している固定子であっても良い。
また、分割鉄心が、バルク状の磁性鋼であっても良い。
図8は、本発明の実施の形態3に係わる電動機用固定子を示す斜視図である。
図8に示すように、本実施の形態の固定子11は、冗長な渡り線15が、隣接する、インシュレータの一端部3a間にある間隙(インシュレータ間の間隙と記す)14へ押し込まれた部分(押込まれ部と記す)16を有する以外、実施の形態1の固定子1と同様である。
図9に示すように、冗長になった渡り線15のインシュレータ間の間隙14の位置にある部分を、先が凸曲面になっている棒状押し治具13で押すことにより、インシュレータ間の間隙14に押し込む。
図8では、各冗長な渡り線15は、1箇所のインシュレータ間の間隙14の位置にある部分がインシュレータ間の間隙14へ押込まれ、押込まれ部16は1個であるが、複数個所のインシュレータ間の間隙14の位置で押し込まれ、複数個所に押込まれ部を有していても良い。
また、渡り線が、同相の異なる巻線の、一方の巻線の巻終り端末線と他方も巻線の巻始め端末線とを冷間圧接で接合することにより形成されているので、圧着端子等の追加の部材が不要であり、コスト削減ができる。
それと、冷間圧接は応力に依らない接合方法であるので、常温で応力緩和が発生するアルミ線を巻線として使用することが可能になる。
図10は、本発明の実施の形態4に係わる電動機用固定子を示す斜視図である。
図10に示すように、本実施の形態の固定子21は、全ての渡り線が、冗長な渡り線15であり、全ての冗長な渡り線15に、インシュレータ間の間隙14への、押込まれ部16があり、全てのインシュレータ間の間隙14に、押込まれ部16が配置されている以外、実施の形態3の固定子11と同様である。
図11に示すように、平行に並んでいる複数の冗長になった渡り線15の、インシュレータ間の間隙14の位置にある部分の全てを、先が凸曲面になっている板状押し治具23で同時に押すことにより、インシュレータ間の間隙14に押し込む。
本実施の形態の、冗長になった渡り線を押し込む手段は、複数の冗長になった渡り線15をインシュレータ間の間隙14へ、同時に押し込むことができるので、固定子の製造効率を向上できる。
本実施の形態の固定子21は、実施の形態3の冗長になった渡り線を押し込む手段を用い、冗長になった渡り線15の、インシュレータ間の間隙14の位置にある部分を、1本ずつインシュレータ間の間隙14に押し込んでも、実現できる。
本実施の形態の固定子21は、実施の形態3の固定子11と同様に、鉄心2が、連結部で連結された分割鉄心を環状体にして形成しているが、鉄心を、分割されていない一体の環状鉄心で形成した固定子あっても良い。
しかし、全ての冗長な渡り線15の、インシュレータ間の間隙14の位置にある部分が、インシュレータ間の間隙14に押し込められているので、弛みが解消され、全ての冗長な渡り線15が延在部溝に押し付けられて収納される。
図12は、本発明の実施の形態5に係わる電動機用固定子を示す斜視図である。
図12に示すように、本実施の形態の固定子31は、全ての、インシュレータの一端部3aの回りを囲む、円筒状のカバーリング17が設けられている以外、実施の形態1の固定子1と同様である。
本実施の形態の固定子31は、樹脂製であるカバーリング17で、全ての渡り線が覆われるので、耐地絡性が向上する。
本実施の形態のカバーリング17は、実施の形態3の固定子11及び実施の形態4の固定子21に設置しても良く、同様の効果を奏する。
図13は、本発明の実施の形態6に係わる電動機用固定子に用いられるカバーリング(a)と、カバーリングの突起部(b)とを示す斜視図である。
図13に示すように、本実施の形態の固定子に用いられるカバーリングは、円筒状であり、長さ方向に延在する複数の突起18aが、内壁面に形成されている突起付きカバーリング18である。この突起付きカバーリング18も樹脂製である。
突起付きカバーリング18を固定子に設置した時、突起18aは、インシュレータ間の間隙14の位置に配置されるように、設けられている。また、突起付きカバーリング18を固定子に設置した時に、突起18aの鉄心側になる端部は、テーパ部18bになっている。
図14に示すように、本実施の形態では、突起付きカバーリング18を突起のテーパ部18bを先頭にして、矢印Aの方向から、固定子におけるインシュレータの一端部3aの部分に覆設するとともに、突起18aをインシュレータ間の間隙14の位置に配置する。
このようにすることにより、インシュレータ間の間隙14の位置にある渡り線の部分が、突起18aで矢印B方向に押されて、インシュレータ間の間隙14に押し込まれる。
すなわち、本実施の形態の固定子も、全ての渡り線が冗長であっても、突起付きカバーリング18の突起18aによって、インシュレータ間の間隙14の位置にある渡り線15の部分が、インシュレータ間の間隙14に押し込まれるので、全ての冗長な渡り線15の弛みが解消され、全ての冗長な渡り線15が延在部溝に押し付けられて収納される。
また、全ての冗長な渡り線15の、インシュレータ間の間隙14への押し込みが一括してできるので、固定子の製造効率が向上する。
また、突起18aにテーパ部18bがあるので、突起18aによる、渡り線15のインシュレータ間の間隙14への押し込みが容易である。
また、カバーリング18で、全ての渡り線が覆われるので、耐地絡性が向上する。
2au,2bu u相巻線が巻回された分割鉄心、
2av,2bv v相巻線が巻回された分割鉄心、
2aw,2bw w相巻線が巻回された分割鉄心、3 インシュレータ、
3a インシュレータの一端部、3b 第1の延在部、3c 第2の延在部、
3d 間隙、3e 切込み溝、4 巻線、5 渡り線、6 延在部溝、
7 巻始め端末線、8 巻終り端末線、9 ダイス、10 冷間圧接部、
11 固定子、13 棒状押し治具、14 インシュレータ間の間隙、
15 渡り線、16 押込まれ部、17 カバーリング、18 突起付きカバーリング、
18a 突起、18b テーパ部、20 分割鉄心連結体、21 固定子、
23 板状押し治具、31 固定子。
Claims (9)
- 内周側に突出したティース部を複数有する環状の鉄心と、上記ティース部に設置された絶縁材でなるインシュレータと、上記インシュレータを介して、上記ティース部に巻回された巻線とを備えた電動機用固定子の製造方法であって、
上記巻線を、u相の巻線とv相の巻線とw相の巻線とで形成し、上記u相の巻線が巻回されたティース部と上記v相の巻線が巻回されたティース部と上記w相の巻線が巻回されたティース部との順の並びを、複数回繰り返しており、
上記インシュレータの一端部にある固定子軸方向に延在する延在部の、固定子径方向における外側の面に、複数の固定子周方向の延在部溝を形成しており、
上記インシュレータの一端部から、上記巻線の巻始め端末線と上記巻線の巻終り端末線とを引き出しており、
同相の異なる上記巻線の、一方の巻線の上記巻終り端末線と他方の巻線の上記巻始め端末線とを冷間圧接して接合することにより、渡り線を形成しており、
上記渡り線を、上記延在部溝に、押し付けて収納する電動機用固定子の製造方法。 - 上記鉄心を、連結部で回動可能に連結された複数の分割鉄心で形成しており、上記巻線が巻回された上記分割鉄心を環状体にすることにより、上記渡り線を、上記延在部溝に、押し付けて収納することを特徴とする請求項1に記載の電動機用固定子の製造方法。
- 複数の上記インシュレータにおける、隣接する上記インシュレータの一端部の間にある間隙である、インシュレータ間の間隙に、上記渡り線の上記インシュレータ間の間隙の位置にある部分を、押し込むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機用固定子の製造方法。
- 全ての上記渡り線の、上記インシュレータ間の間隙の位置にある部分を、上記インシュレータ間の間隙へ押し込むとともに、上記インシュレータ間の間隙の全てに、上記渡り線の押し込まれた部分を配置することを特徴とする請求項3に記載の電動機用固定子の製造方法。
- 円筒状の樹脂製カバーリングを、全ての上記インシュレータの一端部を囲んで、設けることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動機用固定子の製造方法。
- 長さ方向に延在する複数の突起を内壁面に形成しており、上記突起の上記鉄心側の端部が、テーパ部となっている、突起付きの円筒状の樹脂製カバーリングを、全ての上記インシュレータの一端部を囲んで、設けており、
上記突起を、上記インシュレータ間の間隙の位置に配置し、且つ、上記渡り線を上記インシュレータ間の間隙に押し込み、上記渡り線に、上記押し込まれた部分を形成することを特徴とする請求項4に記載の電動機用固定子の製造方法。 - 上記渡り線の冷間圧接部を、上記延在部溝内に収めることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機用固定子の製造方法。
- ティース部にインシュレータを介して巻線が巻回された分割鉄心を連結部で連結した分割鉄心連結体を形成する工程と、
上記分割鉄心連結体を逆反り状態にした状態で、各同相の異なる上記巻線の、一方の巻線の巻終り端末線と他方の巻線の巻始め端末線とを、冷間圧接で接合して渡り線を形成する工程と、
上記分割鉄心連結体を、上記ティース部を内側にして環状体にすることにより、固定子軸方向のインシュレータの一端部における固定子径方向の外側の面に形成された、固定子周方向の複数の溝に、上記渡り線を押し付けて収納する工程とを備え、
上記各工程を順番に行う電動機用固定子の製造方法。 - ティース部にインシュレータを介して巻線が巻回された分割鉄心を形成する工程と、
1つの分割鉄心の巻線の巻終り端末線と別の1つの分割鉄心の巻線の巻始め端末線とを、冷間圧接で接合して渡り線を形成し、上記渡り線で上記巻線同士がつながっている、u相巻線が巻回された分割鉄心の組とv相巻線が巻回された分割鉄心の組とw相巻線が巻回された分割鉄心の組とを作製する工程と、
上記u相巻線が巻回された分割鉄心の組の分割鉄心と上記v相巻線が巻回された分割鉄心の組の分割鉄心と上記w相巻線が巻回された分割鉄心の組の分割鉄心との順の並びを、複数回繰り返す配列を形成するとともに、上記各巻線が巻回された分割鉄心を、連結部で連結して環状体にする工程と、
上記環状体を形成することにより、固定子軸方向のインシュレータの一端部における固定子径方向の外側の面に形成された、固定子周方向の複数の溝に、上記渡り線を押し付けて収納する工程とを備え、
上記各工程を順番に行う電動機用固定子の製造方法。
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