JP5911018B2 - Armature and rotating electric machine equipped with the armature - Google Patents
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Description
この発明は、電動機や発電機などの回転電機およびそれに用いられる電機子に関し、特に電機子の鉄心構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine such as an electric motor or a generator and an armature used therefor, and particularly to an iron core structure of the armature.
一般に、回転電機の電機子は、ティースがそれぞれ円筒状のヨーク部の内周面から内方に突出して周方向に所定のピッチで配列してなる電機子鉄心と、隣り合うティース間に形成されるスロット内に配置されて電機子鉄心に装着された環状の電機子巻線と、を備えている。そこで、電機子巻線を電機子鉄心に装着する作業が煩雑となるとともに、電機子巻線の導体線をスロット内に高密度に配置することが困難であった。 Generally, an armature of a rotating electric machine is formed between an armature core and teeth adjacent to each other with teeth protruding inward from the inner peripheral surface of a cylindrical yoke portion and arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. And an annular armature winding disposed in the armature core and mounted on the armature core. Therefore, the work of mounting the armature winding on the armature core becomes complicated, and it is difficult to arrange the conductor wires of the armature winding in the slot at high density.
このため、直方体の積層鉄心に電機子巻線を装着し、その積層鉄心の電機子巻線が装着された側を内側にして円環状に曲げ、円環状に曲げられた積層鉄心の端部同士を突き合わせて接合一体化して、電機子巻線の装着作業を容易とするとともに、スロット内に導体線を高密度に配置できる従来の回転電機の電機子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, armature windings are mounted on a rectangular parallelepiped laminated core, and the ends of the laminated cores bent into an annular shape are bent with the side where the armature winding of the laminated core is attached inside A conventional armature for a rotating electric machine has been proposed in which the armature windings can be easily integrated and the conductor wire can be arranged with high density in the slot (for example, Patent Document 1). reference).
近年、回転電機においては、高出力化が望まれており、電機子巻線に大きな電流を流す必要があり、電機子巻線の導体線に太い径の導体線が用いられる。しかしながら、特許文献1に記載の従来の回転電機の電機子においては、太い径の導体線により構成された電機子巻線が装着された直方体の積層鉄心を円環状に曲げることになり、円環状の電機子鉄心の成形が困難になるとともに、電機子巻線の形状が崩れ、性能低下をもたらすという不具合が生じる。 In recent years, in a rotating electrical machine, high output is desired, and it is necessary to flow a large current through the armature winding, and a conductor wire having a large diameter is used as a conductor wire of the armature winding. However, in the armature of the conventional rotating electric machine described in Patent Document 1, a rectangular parallelepiped laminated iron core on which armature windings composed of thick conductor wires are mounted is bent into an annular shape. It becomes difficult to form the armature core of the armature, and the shape of the armature winding collapses, resulting in a problem that the performance deteriorates.
このような状況を鑑み、弧状のヨーク部およびヨーク部の内周面から内方に突出する1つのティースからなる鉄心ブロックを、予め環状に巻回して作製された電機子巻線に対して外周側からティースを挿入するようにして、円環状に配列して回転電機の電機子を作製することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In view of such a situation, the outer circumference of the armature winding formed by winding the iron core block composed of the arc-shaped yoke portion and one tooth projecting inwardly from the inner peripheral surface of the yoke portion in a ring shape in advance. It has been proposed to produce an armature of a rotating electrical machine by inserting teeth from the side and arranging them in an annular shape (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2に記載の従来の回転電機の電機子においては、電機子巻線が装着された直方体の積層鉄心を円環状に曲げる工程を省略することができるが、スロット数が多くなるほど、鉄心ブロックの個数が増えるので、部品点数が増大し、製造時の運搬や取り扱いに手間がかかり、製造コストが増大するという課題があった。 However, in the armature of the conventional rotating electrical machine described in Patent Document 2, the step of bending the rectangular parallelepiped laminated iron core with the armature windings attached thereto can be omitted, but as the number of slots increases, Since the number of iron core blocks increases, the number of parts increases, and there is a problem that the manufacturing cost increases because it takes time and labor during transportation and handling.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、鉄心ブロックの構成を工夫して、スロット数の増加にともなう鉄心ブロックの個数の増加を抑え、製造時の運搬や取り扱いの手間を省き、製造コストの増大を抑制できる電機子およびその電機子を備えた回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and devised the structure of the iron core block to suppress the increase in the number of iron core blocks accompanying the increase in the number of slots, thereby saving the labor of transportation and handling during manufacturing. An object of the present invention is to obtain an armature capable of suppressing an increase in manufacturing cost and a rotating electric machine including the armature.
この発明による電機子は、ティースがそれぞれ円環状の鉄心バックヨークの内周壁面から径方向内方に延出して周方向に所定のピッチで配列され、スロットが隣り合うティース間に形成された電機子鉄心と、上記電機子鉄心のスロットに挿入されて該電機子鉄心に装着される巻線アッセンブリと、を備えている。上記電機子鉄心は、複数の鉄心ブロックを周方向に配列して構成され、上記鉄心ブロックは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部、および該大鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された2本の上記ティースを有する1つの2ティース鉄心と、上記2ティース鉄心の周方向両側に1つずつ配設され、それぞれ、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部、および該小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された1本の上記ティースを有する1ティース鉄心と、を備え、上記2ティース鉄心と2つの上記1ティース鉄心とは、上記大鉄心バックヨーク部と上記小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれている。 An armature according to the present invention is an electric machine in which teeth extend radially inward from an inner peripheral wall surface of an annular iron core back yoke and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction, and slots are formed between adjacent teeth. And a winding assembly that is inserted into a slot of the armature core and attached to the armature core. The armature core is configured by arranging a plurality of core blocks in the circumferential direction, and the core block includes a large core back yoke portion having an arcuate cross section and a radial direction from an inner peripheral wall surface of the large core back yoke portion. One two-tooth iron core having two teeth extending inwardly, one on each side in the circumferential direction of the two-tooth iron core, and a small iron core back yoke portion having an arc-shaped cross section, And 1 teeth iron core having one tooth extending radially inward from the inner peripheral wall surface of the small iron core back yoke portion, the 2 teeth iron core and the two 1 teeth iron cores, The outer peripheral portions of the large iron core back yoke portion and the small iron core back yoke portion are connected by a thin-walled portion that can be bent, and are continuously connected.
この発明によれば、鉄心ブロックを構成する2ティース鉄心と2つの1ティース鉄心とが、大鉄心バックヨーク部と小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれているので、2ティース鉄心に対して1ティース鉄心を開閉できる。これにより、予め環状に巻回して作製された巻線アッセンブリに対して、1ティース鉄心と巻線アッセンブリとの干渉を回避しつつ、鉄心ブロックを外周側から装着できる。そこで、スロット数の増加にともなう鉄心ブロックの個数の増加が抑えられ、製造時の運搬や取り扱いの手間を省くことができ、製造コストを低減できる。 According to this invention, the two teeth iron core and the two one teeth iron cores constituting the iron core block are connected by the thin-walled portion that can bend the outer peripheral portions of the large iron core back yoke portion and the small iron core back yoke portion. Since it is connected to, 1 teeth iron core can be opened and closed for 2 teeth iron core. As a result, the iron core block can be mounted from the outer peripheral side while avoiding interference between the one-tooth iron core and the winding assembly with respect to the winding assembly that is previously wound in an annular shape. Therefore, an increase in the number of iron core blocks accompanying an increase in the number of slots can be suppressed, and labor and time for transportation and handling during manufacturing can be saved, and manufacturing costs can be reduced.
以下、本発明による電機子および回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an armature and a rotating electric machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す片側断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の構成を説明する斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子の巻線アッセンブリを示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図7はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を第1および第2直線部の長さ方向と直交する平面で切った断面図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a side sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a stator block applied to the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing an iron core block constituting the stator core applied to the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing a stator winding assembly applied to the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 6 shows windings constituting the winding assembly in the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of the winding body constituting the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention, taken along a plane orthogonal to the length direction of the first and second linear portions. FIG.
図1および図2において、回転電機100は、有底円筒状のフレーム2およびフレーム2の開口を塞ぐ端板3を有するハウジング1と、フレーム2内に収納されてフレーム2の円筒部に固着された電機子としての固定子10と、フレーム2の底部および端板3にベアリング4を介して回転可能に支持された回転軸6に固着されて、固定子10の内周側に回転可能に配設された回転子5と、を備え、8極48スロットのインナーロータ型の電動機或いは発電機として動作する。
1 and 2, the rotating
回転子5は、軸心位置を貫通する回転軸6に固着された回転子鉄心7と、回転子鉄心7の外周面側に埋め込まれて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石8と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子5は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
The
つぎに、固定子10の構成について、図3から図7を参照して具体的に説明する。
Next, the configuration of the
固定子10は、図3に示されるように、電機子鉄心としての固定子鉄心11と、固定子鉄心11に装着された巻線アッセンブリ21と、スロット16内に装着されて固定子鉄心11と巻線アッセンブリ21とを絶縁するスロットセル25と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
鉄心ブロック12は、図4に示されるように、それぞれ、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部13a、および大鉄心バックヨーク部13aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された2本のティース13bを備えた2ティース鉄心13と、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部14a、および小鉄心バックヨーク部14aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された1本のティース14bを備え、2ティース鉄心13の周方向両側に配置される2つの1ティース鉄心14とを有している。そして、2つの1ティース鉄心14は、それぞれ、小鉄心バックヨーク部14aの外周部を大鉄心バックヨーク部13aの外周部に屈曲可能な薄肉部15により連結され、2ティース鉄心13の周方向両側に薄肉部15を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
As shown in FIG. 4, each of the
そして、固定子鉄心11は、ティース13b,14bを径方向内方に向けて、大鉄心バックヨーク部13aおよび小鉄心バックヨーク部14aの周方向側面同士を突き合わせて、12個の鉄心ブロック12を周方向に配列して、円環状に構成されている。小鉄心バックヨーク部14aは大鉄心バックヨーク部13aを周方向に2等分した形状となっており、ティース13b、14bは、同一形状に形成されている。そこで、周方向に隣り合うティース13b、14b間に構成されるスロット16が、内周側に開口して、周方向に等角ピッチで48個配列されている。また、ティース13b、14bは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット16の断面は長方形となっている。なお、大鉄心バックヨーク部13aおよび小鉄心バックヨーク部14aの周方向側面同士を突き合わせた状態の鉄心ブロック12は、円環状の固定子鉄心11を周方向に12等分割した形状となっている。
Then, the
巻線体22は、図6および図7に示されるように、6スロット角度間隔θ離れて2列となった、各列に互いに接して4本ずつ配列された第1および第2直線部22a,22bと、第1および第2直線部22a,22bの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第1および第2コイルエンド22c,22dと、第1および第2コイルエンド22c,22dの長さ方向中央部に形成され、連結される第1および第2直線部22a,22bの配列方向の位置を配列方向に所定量変位させる第1および第2ノーズ部22e,22fと、を備えている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the winding
ここでは、第1および第2ノーズ部22e,22fは、1列に配列された4本の第1直線部22aの列が連続する6つのティース13b,14bの一側のスロット16の径方向内方に挿入され、1列に配列された4本の第2直線部22bの列が連続する6つのティース13b,14bの他側のスロット16の径方向外方に挿入されるように、連結される第1および第2直線部22a,22bを配列方向に変位させている。なお、6スロット角度間隔θとは、連続する6つのティース13b,14bの両側のスロット16のスロット中心間の間隔であり、1磁極ピッチに相当する。
Here, the first and
巻線体22を作製するには、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線23を、第1直線部22aと第2直線部22bとの端部同士を円弧状の第1および第2コイルエンド22c,22dでつないだトラック状に4回巻き回してコイル体を作製する。ついで、第1および第2直線部22a,22bの各列をチャックし、さらに第1および第2コイルエンド22c,22dの各列の長さ方向中央部分(第1および第2ノーズ部22e,22f)をチャックして、第1および第2直線部22a,22bの各列が1磁極ピッチ離れたスロット16の対に挿入できる形状にコイル体を変形し、巻線体22が作製される。
In order to fabricate the winding
巻線アッセンブリ21は、図5に示されるように、48個の巻線体22を1スロットピッチで周方向に配列して構成される。このように構成された巻線アッセンブリ21では、径方向に1列に配列された8本の第1および第2直線部22a,22bの列が、1スロットピッチで周方向に48個配列されている。そして、絶縁性シートをコ字状に曲げ成形されたスロットセル25が、第1および第2直線部22a,22bの列に外径側から装着され、接着剤などにより第1および第2直線部22a,22bに固着されている。これにより、巻線アッセンブリ21を構成する48個の巻線体22が連結一体化される。なお、図示していないが、巻線体22を固定する治具を用いて、48個の巻線体22を巻線アッセンブリ21の形となるように固定してもよい。
As shown in FIG. 5, the winding
つぎに、固定子10の組み立て方法について図8から図11を参照しつつ説明する。図8から図11はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図であり、図8は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する前の状態を示し、図9および図10はそれぞれ鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する途中の状態を示し、図11は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着した状態を示している。なお、図8から図11では、便宜上、巻線アッセンブリ21は第1および第2直線部22a,22bのみで表されている。
Next, a method for assembling the
まず、図8に示されるように、2つの1ティース鉄心14を2ティース鉄心13に対して薄肉部15を中心に開き、2ティース鉄心13のティース13bが第1および第2直線部22a,22bの列間の径方向外方に位置するように鉄心ブロック12を巻線アッセンブリ21の外周側に配置する。これにより、2ティース鉄心13のスロット16は第1および第2直線部22a,22bの列の径方向外方に位置する。さらに、図示していないが、一対のガイド部材24が、巻線アッセンブリ21の外周側、かつ鉄心ブロック12の周方向両側にセットされる。一対のガイド部材24の周方向に相対する内周壁面は、固定子鉄心11における連続する6つのティース13b,14bの両側のスロット16のスロット中心を通る平面形状に形成されている。
First, as shown in FIG. 8, two one-
ついで、2ティース鉄心13のスロット16内に第1および第2直線部22a,22bの列を挿入するように、鉄心ブロック12を径方向内方に移動させる。このとき、両側の1ティース鉄心14は2ティース鉄心13に対して薄肉部15を中心に開いているので、ティース14bが第1および第2直線部22a,22bに当たることなく、第1および第2直線部22a,22bの列が2ティース鉄心13のスロット16内に挿入される。
Next, the
そして、鉄心ブロック12が径方向内方に移動するにつれ、2つの1ティース鉄心14は、図9および図10に示されるように、一対のガイド部材24の相対する内周壁面にガイドされて、ティース14bの先端側がティース13bに向かうように、2ティース鉄心13に対して薄肉部15を中心に閉じられる。これにより、ティース14bは、長さ方向の角度を変えながら、外径側の4本の第2直線部22bとの干渉を回避し、ついで内径側の4本の第1直線部22aとの干渉を回避して、第1および第2直線部22a,22bの列間に挿入される。
Then, as the
そして、2つの1ティース鉄心14の周方向外側の側面が、それぞれ一対のガイド部材24の相対する内周壁面に面接触すると、2つの1ティース鉄心14の周方向内側の側面が2ティース鉄心13の周方向の両側面に突き合わされ、鉄心ブロック12のそれ以上の径方向内方への移動が阻止される。これにより、図11に示されるように、ティース13b,14bがそれぞれ第1および第2直線部22a,22bの列間に完全に挿入され、1つの鉄心ブロック12が巻線アッセンブリ21に装着される。この操作を繰り返し、固定子鉄心11の1周分の12個の鉄心ブロック12を巻線アッセンブリ21に順次装着し、固定子10が組み立てられる。
When the side surfaces on the outer circumferential side of the two one-
ついで、固定子10をフレーム2の円筒部に圧入あるいは焼き嵌めにより固着して、周方向に配列された12個の鉄心ブロック12が一体化され、円筒状の固定子鉄心11が構成される。巻線アッセンブリ21は、第1および第2直線部22a,22bをスロット16のそれぞれに径方向に1列に整列されて並んで収納されて、固定子鉄心11に装着されている。
Next, the
このように組み立てられた固定子10では、巻線体22の第1および第2直線部22a,22bは、固定子鉄心11における連続する6つのティース13b,14bの両側のスロット16に収納されるので、巻線アッセンブリ21は、分布巻きの巻線となる。また、8本の第1および第2直線部22a,22bが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、互いに接して、径方向に1列に並んで、スロット16のそれぞれに収納されているので、占積率が高められる。4本の第1直線部22aがスロット16内の内径側に収納され、4本の第2直線部22bがスロット16内の外径側に収納されている。スロットセル25が、スロット16内に装着され、1列に配列された第1および第2直線部22a,22bをスロット16の内周面から隔離し、固定子鉄心11と巻線アッセンブリ21との間の電気絶縁性を確保している。
In the
この実施の形態1によれば、2つの1ティース鉄心14を1つの2ティース鉄心13の両側に薄肉部15を中心に開閉可能に連結して鉄心ブロック12を構成しているので、予め環状に作製された巻線アッセンブリ21に対して外周側から鉄心ブロック12を装着して、巻線アッセンブリ21が円環状の固定子鉄心11に装着された固定子10を組み立てることができる。そこで、導体線23の断面積が大きくなっても、円環状の固定子鉄心11を簡易に作製できるとともに、巻線アッセンブリ21の形状の崩れの発生が抑制され、性能低下を抑えることができ、回転電機の高出力化に対応できる。また、特許文献2では、48個の鉄心ブロックが必要であったが、この実施の形態1では、鉄心ブロック12の個数が12個となり、部品点数が削減され、製造時の運搬や取り扱いが容易となり、製造コストを低減することができる。
According to the first embodiment, two one-
また、鉄心ブロック12の中心を2ティース鉄心13としているので、鉄心ブロック12を巻線アッセンブリ21に挿入する際に、巻線体22の第1および第2直線部22a,22bが2ティース鉄心13に構成されたスロット16のガイドとなり、鉄心ブロック12の挿入時の傾きや位置を安定させて鉄心ブロック12を挿入することができる。そこで、鉄心ブロック12の巻線アセンブリ21への挿入が容易となり、固定子10の組立性が向上されるとともに、巻線アッセンブリ21の導体線に被覆されている絶縁被膜の損傷発生が抑制される。
Further, since the center of the
なお、上記実施の形態1では、12個の鉄心ブロック12を巻線アッセンブリ21に外周側から順次装着して組み立てられた固定子10をフレーム2の円筒部に圧入あるいは焼き嵌めにより、固着して、周方向に配列された12個の鉄心ブロック12を一体化して円環状の固定子鉄心11を作製しているが、12個の鉄心ブロック12を巻線アッセンブリ21に外周側から順次装着した後、隣り合う鉄心ブロック12を溶接などにより接合一体化して、円環状の固定子鉄心11を作製してもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
図12はこの発明の実施の形態2に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図13から図15はそれぞれこの発明の実施の形態2に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。なお、図13から図15では、便宜上、巻線アッセンブリ21は第1および第2直線部22a,22bのみで表され、スロットセルが省略されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 12 is a plan view showing an iron core block constituting a stator core applied to a rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 13 to 15 are diagrams of the rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention. It is a figure explaining the assembly method of a stator. In FIGS. 13 to 15, for convenience, the winding
図12から図15において、巻線アッセンブリ21Aは、導体線を2回巻き回して作製された巻線体を1スロットピッチで周方向に配列して構成されている。そして、径方向に1列に配列された4本の第1および第2直線部22a,22bの列が、1スロットピッチで周方向に48個配列されている。
12 to 15, the winding
鉄心ブロック12Aは、1つの2ティース鉄心13Aと、2ティース鉄心13Aの周方向両側に2つずつ配設された4つの1ティース鉄心14Aとから構成されている。そして、1つの2ティース鉄心13Aおよび4つの1ティース鉄心14Aが、それぞれ、大鉄心バックヨーク部13aの外周部と小鉄心バックヨーク部14aの外周部とを薄肉部15により連結され、さらに小鉄心バックヨーク部14aの外周部同士を薄肉部15により連結されて、互いに、薄肉部15を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。鉄心ブロック12Aにおけるティース13b,14bの長さは、鉄心ブロック12に比べて、第1および第2直線部22a,22bの列の配列長さに合わせて短くなっている。
The
なお、この実施の形態2では、鉄心ブロック12および巻線アッセンブリ21に替えて鉄心ブロック12Aおよび巻線アッセンブリ21Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
The second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment except that the
ここで、実施の形態2による固定子の組み立て方法について図13から図15を参照しつつ説明する。 Here, a method for assembling the stator according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図13に示されるように、内側の2つの1ティース鉄心14Aを2ティース鉄心13Aに対して薄肉部15を中心に開き、さらに外側の2つの1ティース鉄心14Aを内側の1ティース鉄心14Aに対して薄肉部15を中心に開き、ティース13bが第1および第2直線部22a,22bの列間の径方向外方に位置するように鉄心ブロック12Aを巻線アッセンブリ21Aの外周側に配置する。このとき、2ティース鉄心13Aのスロット16は第1および第2直線部22a,22bの列の径方向外方に位置する。さらに、図示していないが、一対のガイド部材が、巻線アッセンブリ21Aの外周側、かつ鉄心ブロック12Aの周方向の両側にセットされる。
First, as shown in FIG. 13, the two
ついで、2ティース鉄心13Aのスロット16内に第1および第2直線部22a,22bの列を挿入するように、鉄心ブロック12Aを径方向内方に移動させる。このとき、4つの1ティース鉄心14Aは薄肉部15を中心に開いているので、4つの1ティース鉄心14Aのティース14bが第1および第2直線部22a,22bに当たることなく、第1および第2直線部22a,22bの列が2ティース鉄心13Aのスロット16内に挿入される。
Next, the
そして、鉄心ブロック12Aが径方向内方に移動するにつれ、外側の2つの1ティース鉄心14Aは、一対のガイド部材の相対する内周壁面にガイドされて、ティース14bの先端側がティース13bに向かうように、内側の1ティース鉄心14Aに対して薄肉部15を中心に閉じられる。さらに、外側の2つの1ティース鉄心14Aの動きに応じて、内側の2つの1ティース鉄心14Aが2ティース鉄心13Aに対して薄肉部15を中心に閉じられる。これにより、図14に示されるように、ティース14bは、それぞれ、長さ方向の角度を変えながら、外径側の2本の第2直線部22bとの干渉を回避し、ついで内径側の2本の第1直線部22aとの干渉を回避して、第1および第2直線部22a,22bの列間に挿入される。
Then, as the
そして、外側の2つの1ティース鉄心14Aの周方向外側の側面が、それぞれ一対のガイド部材の相対する内周壁面に面接触すると、隣り合う1ティース鉄心14Aの周方向の相対する側面同士が突き合わされ、内側の2つの1ティース鉄心14Aの周方向内側の側面が2ティース鉄心13Aの周方向の両側面に突き合わされ、鉄心ブロック12Aのそれ以上の径方向内方への移動が阻止される。これにより、図15に示されるように、ティース13b,14bがそれぞれ第1および第2直線部22a,22bの列間に完全に挿入され、鉄心ブロック12Aが巻線アッセンブリ21Aに装着される。この操作を繰り返し、固定子鉄心の1周分の8個の鉄心ブロック12Aを巻線アッセンブリ21Aに順次装着し、固定子が組み立てられる。
Then, when the outer side surfaces of the two
したがって、この実施の形態2においても、導体線23の断面積が大きくなっても、円環状の固定子鉄心を簡易に作製できるとともに、巻線アッセンブリ21Aの形状の崩れの発生が抑制され、性能低下を抑えることができ、回転電機の高出力化に対応できる。
この実施の形態2においては、鉄心ブロック12Aの個数が8個となり、部品点数が削減され、製造時の運搬や取り扱いがより容易となり、製造コストを一層低減することができる。
Therefore, also in the second embodiment, even if the cross-sectional area of the
In the second embodiment, the number of iron core blocks 12A is eight, the number of parts is reduced, transportation and handling at the time of manufacture becomes easier, and the manufacturing cost can be further reduced.
実施の形態3.
図16はこの発明の実施の形態3に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの2ティース鉄心を構成する前の状態を示す平面図、図17はこの発明の実施の形態3に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図18はこの発明の実施の形態3に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの製造方法を説明する平面図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 16 is a plan view showing a state before constituting a two-core iron core of an iron core block constituting a stator iron core applied to a rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 17 is an embodiment of the present invention. FIG. 18 is a plan view showing an iron core block constituting a stator iron core applied to a rotating electric machine according to FIG. 3, and FIG. 18 is a diagram of manufacturing an iron core block constituting a stator iron core applied to a rotating electric machine according to Embodiment 3 of the present invention. It is a top view explaining a method.
図16において、鉄心ブロック12Bは、周方向に並んで配設された第1および第2の1ティース鉄心30A,30Bと、第1および第2の1ティース鉄心30A,30Bの周方向両側に1つずつ配設された2つの1ティース鉄心14とから構成されている。第1の1ティース鉄心30Aは、それぞれ、断面円弧形の第1小鉄心バックヨーク部30aと、第1小鉄心バックヨーク部30aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された1本のティース13bと、第1小鉄心バックヨーク部30aの周方向の一側の側面に形成された嵌合部31aとを備えている。第2の1ティース鉄心30Bは、それぞれ、断面円弧形の第2小鉄心バックヨーク部30bと、第2小鉄心バックヨーク部30bの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された1本のティース13bと、第2小鉄心バックヨーク部30bの周方向の他側の側面に形成された嵌合部31bとを備えている。
In FIG. 16, the
第1および第2の1ティース鉄心30A,30Bおよび2つの1ティース鉄心14が、それぞれ、第1小鉄心バックヨーク部30aの外周部と小鉄心バックヨーク部14aの外周部とを薄肉部15により連結され、第1および第2小鉄心バックヨーク部30a,30bの外周部同士を薄肉部15により連結され、さらに、第2小鉄心バックヨーク部30bの外周部と小鉄心バックヨーク部14aの外周部とを薄肉部15により連結されて、互いに、薄肉部15を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
The first and second one-
そして、薄肉部15を中心として第1および第2の1ティース鉄心30A,30Bを閉じて、第1小鉄心バックヨーク部30aの周方向の一側の側面と第2小鉄心バックヨーク部30bの周方向の他側の側面とを突き合わせ、第1および第2小鉄心バックヨーク部30a,30bの嵌合部31a,31b同士を嵌合させる。これにより、第1および第2の1ティース鉄心30A,30Bが一体化されて2ティース鉄心を構成する。そこで、鉄心ブロック12Bは、図17に示されるように、実施の形態1における鉄心ブロック12と実質的に同じ構成となる。
したがって、実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
Then, the first and second one-
Therefore, also in Embodiment 3, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained.
このように構成された鉄心ブロック12Bは、プレス加工機により電磁鋼板シート40から打ち抜かれた電磁鋼板片35を所定枚積層し、カシメなどにより一体化して作製される。電磁鋼板片35は、鉄心バックヨーク部36a,37a,38aとティース部36b,37b,38bとからなる4つの鉄心片36,37,38を、鉄心バックヨーク部38a,36aの外周端同士を薄肉片39で連結され、鉄心バックヨーク部36a,37aの外周端同士を薄肉片39で連結され、さらに鉄心バックヨーク部37a,38aの外周端同士を薄肉片39で連結されて1列に一続きに並んで構成される。このとき、4つの鉄心片36,37,38が薄肉片39により開閉可能に連結されているので、4つの鉄心片36,37,38をティース部36b,37b,38bの長さ方向が互いに平行となるように展開できる。そこで、図18に示されるように、ティース部36b,37b,38bの長さ方向を電磁鋼板シート40の長さ方向に一致させて、かつティース部36b,37b,38bが噛み合うように、電磁鋼板片35を打ち抜くことができるので、歩留まりを高めることができる。
The
ここで、所定枚の鉄心片36を積層・一体化して第1の1ティース鉄心30Aが構成される。そして、鉄心バックヨーク部36aの積層部が第1小鉄心バックヨーク部30aを構成し、ティース部36bの積層部がティース13bを構成する。また、鉄心バックヨーク部36aの周方向の一側の側面に形成された嵌合部36cの積層部が嵌合部31aを構成する。
Here, a predetermined number of
所定枚の鉄心片37を積層・一体化して第2の1ティース鉄心30Bが構成される。そして、鉄心バックヨーク部37aの積層部が第2小鉄心バックヨーク部30bを構成し、ティース部37bの積層部がティース13bを構成する。また、鉄心バックヨーク部37aの周方向の他側の側面に形成された嵌合部37cの積層部が嵌合部31bを構成する。
A predetermined number of
所定枚の鉄心片38を積層・一体化して1ティース鉄心14が構成される。そして、鉄心バックヨーク部38aの積層部が小鉄心バックヨーク部14aを構成し、ティース部38bの積層部がティース14bを構成する。さらに、薄肉片39の積層部がそれぞれ薄肉部15を構成する。
A predetermined number of
実施の形態4.
図19はこの発明の実施の形態4に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図20はこの発明の実施の形態4に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図、図21はこの発明の実施の形態4に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。なお、図20および図21では、便宜上、スロットセルが省略されている。
Embodiment 4 FIG.
19 is a plan view showing an iron core block constituting a stator core applied to a rotary electric machine according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 20 is an assembly of the stator in the rotary electric machine according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 21 is a diagram for explaining a method, and FIG. 21 is a diagram for explaining a method for assembling a stator in a rotary electric machine according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 20 and FIG. 21, slot cells are omitted for convenience.
図19において、鉄心ブロック12Cは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部13a、大鉄心バックヨーク部13aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された2本のティース13b、およびティース13bの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出された突起部13cを備えた2ティース鉄心13Cと、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部14a、小鉄心バックヨーク部14aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された1本のティース14b、およびティース14bの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出された突起部14cを備え、2ティース鉄心13Cの周方向両側に配置される2つの1ティース鉄心14Cとを有している。そして、2つの1ティース鉄心14Cは、それぞれ、小鉄心バックヨーク部14aの外周部を大鉄心バックヨーク部13aの外周部に屈曲可能な薄肉部15を介して連結され、2ティース鉄心13Cの周方向両側に薄肉部15を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
In FIG. 19, an
鉄心ブロック12Cは、突起部13c,14cがティース13b,14bの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出されている点を除いて、実施の形態1における鉄心ブロック12と同様に構成されている。したがって、鉄心ブロック12Cは、上記実施の形態1と同様にして、巻線アッセンブリ21に装着される。このとき、突起部13c,14cは、ティース13b,14bの先端面から径方向内方に延出し、ティース13b,14bから周方向外方に延出していないので、鉄心ブロック12Cを巻線アッセンブリ21に装着する際に、突起部13c,14cは、第1および第2直線部22a,22bの列と干渉せず、鉄心ブロック12Cをスムーズに巻線アッセンブリ21に装着できる。
The
巻線アッセンブリ21に装着された鉄心ブロック12Cでは、図20に示されるように、ティース13b,14bが、第1および第2直線部22a,22bの列間のそれぞれに挿入され、その先端面が径方向内方に延出している。そして、ティース13b,14bの先端面から径方向内方に延出している突起部13c,14cが、図21に示されるように、周方向外方に折り曲げられ、スロット16の開口幅を狭めている。
In the
この実施の形態4によれば、スロット16の開口幅がティース13b,14bの先端面に形成された突起部13c,14cにより狭められているので、巻線アッセンブリ21の第1直線部22aの飛び出しを防止することができる。さらに、固定子からの磁束が、スロット16の開口側に延出する突起部13c,14cを介して回転子5に効率的に伝達されるので、回転電機の高出力化が図られる。
According to the fourth embodiment, since the opening width of the
なお、上記各実施の形態では、2ティース鉄心の両側に1個又は2個の1ティース鉄心を一続きに連結しているが、2ティース鉄心13の両側に連結される1ティース鉄心の個数は1個又は2個に限定されない。つまり、2ティース鉄心の両側に連結される1ティース鉄心の個数は、鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する際に、1ティース鉄心のティースと第1および第2直線部の列との干渉を回避できるように、固定子鉄心の径やティース長さに応じて、適宜設定される。
また、上記各実施の形態では、2ティース鉄心の両側に同数の1ティース鉄心を連結しているが、2ティース鉄心の両側に連結される1ティース鉄心の個数は異なってもよい。
In each of the above embodiments, one or two 1-tooth cores are continuously connected to both sides of the 2-tooth core, but the number of 1-tooth cores connected to both sides of the 2-
In the above-described embodiments, the same number of one-core iron cores are connected to both sides of the two-tooth iron core, but the number of one-tooth cores connected to both sides of the two-tooth iron core may be different.
また、上記各実施の形態では、長方形断面の導体線を用いて巻線体を作製しているが、円形断面の導体線を用いて巻線体を作製してもよい。この場合、導体線の曲げ加工が容易となる。
また、上記各実施の形態では、巻線アッセンブリが導体線をトラック状に複数回巻いて構成された巻線体を周方向に1スロットピッチで配列して構成されているが、巻線アッセンブリはこの構成に限定されず、環状に構成されていればよく、例えば導体線を波巻きに巻いて構成された波巻き巻線でもよい。
In each of the above embodiments, the winding body is manufactured using a conductor wire having a rectangular cross section, but the winding body may be manufactured using a conductor wire having a circular cross section. In this case, bending of the conductor wire is facilitated.
Further, in each of the above embodiments, the winding assembly is configured by arranging a winding body formed by winding a conductor wire in a track shape a plurality of times in a circumferential direction at a one-slot pitch. The configuration is not limited to this, and it may be configured in a ring shape. For example, a wave winding formed by winding a conductor wire in a wave winding may be used.
また、上記各実施の形態では、8極48スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、8極48スロットに限定されない。
また、上記各実施の形態では、電機子として固定子について説明しているが、アウターロータ型の巻線形回転子に適用しても、同様の効果を奏する。
In each of the above embodiments, an 8-pole 48-slot rotary electric machine has been described. However, the number of poles and the number of slots are not limited to 8 poles and 48 slots.
In each of the above embodiments, the stator is described as the armature. However, the same effect can be obtained even when applied to an outer rotor type winding rotor.
10 固定子(電機子)、11 固定子鉄心(電機子鉄心)、12,12A,12B,12C 鉄心ブロック、13,13A,13C 2ティース鉄心、13a 大鉄心バックヨーク部、13b ティース、13c 突起部、14,14A,14C 1ティース鉄心、14a 大鉄心バックヨーク部、14b ティース、14c 突起部、15 薄肉部、16 スロット、21,21A 巻線アッセンブリ、30A 第1の1ティース鉄心、30a 第1小鉄心バックヨーク部、30B 第2の1ティース鉄心、30b 第2小鉄心バックヨーク部、31a,31b 嵌合部。 10 Stator (armature), 11 Stator core (armature core), 12, 12A, 12B, 12C Iron core block, 13, 13A, 13C 2 teeth iron core, 13a Large iron core back yoke, 13b Teeth, 13c Projection , 14, 14A, 14C 1 teeth iron core, 14a large iron core back yoke part, 14b teeth, 14c protrusion, 15 thin wall part, 16 slots, 21, 21A winding assembly, 30A first 1 teeth iron core, 30a first small Iron core back yoke part, 30B 2nd 1 teeth iron core, 30b 2nd small iron core back yoke part, 31a, 31b Fitting part.
Claims (5)
上記電機子鉄心のスロットに挿入されて該電機子鉄心に装着される巻線アッセンブリと、を備えた電機子において、
上記電機子鉄心は、複数の鉄心ブロックを周方向に配列して構成され、
上記鉄心ブロックは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部、および該大鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された2本の上記ティースを有する1つの2ティース鉄心と、上記2ティース鉄心の周方向両側に1つずつ配設され、それぞれ、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部、および該小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された1本の上記ティースを有する1ティース鉄心と、を備え、
上記2ティース鉄心と2つの上記1ティース鉄心とは、上記大鉄心バックヨーク部と上記小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれていることを特徴とする電機子。 An armature core in which teeth extend radially inward from the inner circumferential wall surface of the annular core back yoke and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction, and slots are formed between adjacent teeth;
A winding assembly that is inserted into a slot of the armature core and attached to the armature core;
The armature core is configured by arranging a plurality of core blocks in the circumferential direction,
The iron core block includes a large iron core back yoke portion having an arc-shaped cross section, and one two teeth iron core having two teeth extending radially inward from an inner peripheral wall surface of the large iron core back yoke portion; One of the two teeth cores is disposed on both sides in the circumferential direction, and extends inward in the radial direction from a small iron core back yoke portion having an arc cross section and an inner peripheral wall surface of the small iron core back yoke portion. 1 tooth iron core having only one of the above teeth,
The two teeth iron core and the two one teeth iron cores are connected to each other by connecting the outer peripheral portions of the large iron core back yoke portion and the small iron core back yoke portion with a thin-walled portion that can be bent. Characteristic armature.
上記第1の1ティース鉄心は、上記第1小鉄心バックヨーク部の側面に嵌合部を有し、
上記第2の1ティース鉄心は、上記嵌合部を有する上記第1小鉄心バックヨーク部の側面に相対する上記第2小鉄心バックヨーク部の側面に上記嵌合部に相対する被嵌合部を有し、
上記第1の1ティース鉄心と上記第2の1ティース鉄心とが、上記第1小鉄心バックヨーク部および上記第2小鉄心バックヨーク部の外周部同士を薄肉部で連結されて一続きに繋がれ、
上記第1小鉄心バックヨーク部および上記第2小鉄心バックヨーク部の相対する側面同士が上記嵌合部を上記被嵌合部に嵌合させて突き合わされていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電機子。 The two teeth iron core includes a first small iron core having a first small iron core back yoke portion and one of the teeth extending radially inward from an inner peripheral wall surface of the first small iron core back yoke portion; A second small iron core back yoke portion, and a second one teeth iron core having one of the above teeth extending radially inward from the inner peripheral wall surface of the second small iron core back yoke portion,
The first one-tooth iron core has a fitting portion on a side surface of the first small iron core back yoke portion ,
The second one tooth iron core, opposite a fitted in the fitting portion on the side surface opposing the second small core back yoke portion to the side surface of the first small core back yoke portion having the fitting portion Part
And the first first teeth core and the second one tooth iron core, the first small core back yoke part and the outer peripheral portions of the second small core back yoke portion bout are connected by a thin-walled portion Connected,
Wherein the opposed side surfaces of the first small core back yoke portion above SL and the second small core back yoke portion is on SL fitting portion is match-by fitting to the fitted portion The armature according to claim 1 or claim 2.
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