JP5988955B2 - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents
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図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す縦断面図、図2は図1のII−II矢視断面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子を示す斜視図である。図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における外周鉄心を示す分解斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における外周鉄心アッセンブリを縮小した状態を模式的に示す要部平面図、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外周鉄心アッセンブリを展開した状態を示す要部斜視図、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外周鉄心アッセンブリを展開した状態を模式的に示す要部平面図、図8はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における外周鉄心アッセンブリを展開した状態を示す要部斜視図であり、図5および図6は周方向伸展部の縮小状態を示し、図7および図8は周方向伸展部の伸展状態を示している。
鉄心ブロック6は、円弧状のヨーク部6aと、ヨーク部6aの内周壁面の周方向中央位置から径方向内方に突出するティース部6bと、を備え、電磁鋼板を積層、一体化して作製される。この鉄心ブロック6は、固定子鉄心5を周方向に9等分割したものと等価である。このように作製された鉄心ブロック6が、ヨーク部6aの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列されて、円筒部1a内に圧入、あるいは焼きばめなどにより収納、固着される。これにより、固定子鉄心5がハウジング1に保持される。
また、固定子巻線7を構成する集中巻コイル8が、導体線をインシュレータ9を介してティース部6bに多数回巻回して鉄心ブロック6のそれぞれに装着される。
ついで、図9に示されるように、各周方向伸展部15を伸展させて、外周鉄心アッセンブリ23を直線状に展開する。ついで、図10および図11に示されるように、鉄心本体部14を第1および第2突起部21,22周りに回動させて、8個の鉄心本体部14を環状に曲げる。ついで、環状に曲げられた外周鉄心アッセンブリ23の一側の鉄心本体部14から伸展された周方向伸展部15の第2突起部22を、外周鉄心アッセンブリ23の他側の鉄心本体部14の溝部20に外径側から圧入して、円形穴19に嵌合させる。これにより、図12に示されるように、外周鉄心アッセンブリ23を構成する8個の鉄心本体部14が周方向伸展部15により環状に連結される。
また、隣り合う永久磁石12の外周面上に配設された鉄心本体部14が周方向伸展部15のみでブリッジされているので、周方向への漏れ磁束が低減され、モータ特性の低下を抑制できる。
外周鉄心13が電磁鋼板の積層体で構成されているので、渦電流の発生が抑制され、モータ効率を向上させることができる。
また、第2の従来の回転子の製造方法では、外周鉄心取り付け治具31が永久磁石12の個数分必要となるとともに、外周鉄心取り付け治具を回転子鉄心11の外周に環状に配列し、かつ径方向に往復移動可能に構成する必要があるので、大掛かりな製造設備が必要となり、製造コストが増加する。
図22はこの発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子を示す斜視図、図23はこの発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子を模式的に示す端面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態2によれば、隣り合う鉄心本体部14間の周方向伸展部15による接続が解除されている。そこで、隣り合う外周鉄心13が磁気的に絶縁状態となり、磁束の漏れる経路が存在しないので、周方向への漏れ磁束が無くなり、モータ特性を向上させることができる。
図24はこの発明の実施の形態3に係る回転電機における外周鉄心を示す分解斜視図、図25はこの発明の実施の形態3に係る回転電機における外周鉄心の周方向伸展部接続凹部周りを示す要部斜視図である。
また、隣り合う鉄心本体部41が周方向伸展部42により第1から第3突起部52,50,53の3箇所で回動可能に連結されているので、隣り合う鉄心本体部41の角度を簡易に調整でき、外周鉄心アッセンブリ55の取り付け作業性が高められる。
図31はこの発明の実施の形態4に係る回転電機における外周鉄心を示す要部分解斜視図である。
図34はこの発明の実施の形態5に係る回転電機における外周鉄心の周方向伸展部接続凹部周りを示す要部斜視図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図35はこの発明の実施の形態6に係る回転電機における外周鉄心の周方向伸展部接続凹部周りを示す要部斜視図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
また、溝部62が永久磁石12により塞口されているので、第2突起部22の抜けを確実に防止できる。
また、上記各実施の形態では、モータについて説明しているが、本発明は、発電機に適用しても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、回転子が固定子の内周側に配置されたインアーロータ型のモータについて説明しているが、本発明は、回転子が固定子の外周側に配置されるアウターロータ型のモータに適用しても、同様の効果が得られる。
Claims (8)
- 環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、
上記固定子鉄心の内周側、又は外周側に磁気的空隙を介して同軸に配設された回転子鉄心、上記回転子鉄心の上記固定子鉄心側の表面に固着されて周方向に配列された複数の永久磁石、およびそれぞれ、磁性鋼板を積層して形成されており、上記複数の永久磁石のそれぞれの上記固定子鉄心側の表面に固着された複数の外周鉄心を有する回転子と、を備え、
上記外周鉄心は、
上記回転子鉄心と磁気的に絶縁されて、かつ上記永久磁石の上記固定子鉄心側の表面を覆うように上記永久磁石に固着されており、周方向伸展部収納凹部が周方向一側に凹設され、周方向伸展部接続凹部が上記周方向伸展部収納凹部と軸方向位置を同じくして周方向他側に凹設されている鉄心本体部と、
上記周方向伸展部収納凹部内に収納されている状態で、軸心を軸方向とする第1軸周りに回動可能に、かつ周方向に伸展/縮小可能に上記鉄心本体部に装着されており、上記周方向伸展部収納凹部から突出する一端部が周方向の一側に位置する上記鉄心本体部の上記周方向伸展部接続凹部に軸心を軸方向とする第2軸周りに回動可能に、着脱可能に、かつ接続可能に構成されている周方向伸展部と、を有することを特徴とする回転電機。 - 上記第1軸が、上記周方向伸展部の他端部の軸方向両面に同軸に突設された第1突起部により構成され、
第1長穴部が、穴方向を周方向として、上記周方向伸展部収納凹部の軸方向に相対する両内壁面に相対して凹設され、
上記周方向伸展部が、上記第1突起部が上記第1長穴部に遊嵌状態に嵌合されている状態で、上記第1突起部周りに回動可能に、かつ上記第1長穴部の穴方向に往復移動可能に上記鉄心本体部に装着されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 上記周方向伸展部が、第3嵌合穴が他端部の軸方向両面に同軸に凹設されている伸展本体部と、それぞれ、一端部の軸方向の一面に同軸に突設された第3突起部を有し、上記伸展本体部の軸方向両側に配置され、かつ上記第3突起部が上記第3嵌合穴に遊嵌状態に嵌合されている状態で、上記第3突起部周りに回動可能に上記伸展本体部に連結されている一対の鉄心保持部と、を備え、
上記第1軸が、上記一対の鉄心保持部のそれぞれの他端部の軸方向の他面に同軸に突設された第1突起部により構成され、
第1嵌合穴が、上記周方向伸展部収納凹部の軸方向に相対する両内壁面の周方向一端部に相対して凹設され、
上記周方向伸展部が、上記第1突起部が上記第1嵌合穴に遊嵌状態に嵌合されている状態で、上記第1突起部周りに回動可能に上記鉄心本体部に装着されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 上記周方向伸展部が、第3長穴部が穴方向を長さ方向として他端部の軸方向両面に同軸に凹設されている伸展本体部と、それぞれ、一端部の軸方向の一面に同軸に突設された第3突起部を有し、上記伸展本体部の軸方向両側に配置され、かつ上記第3突起部が上記第3長穴部に遊嵌状態に嵌合されている状態で、上記第3突起部周りに回動可能に、かつ上記第3長穴部の穴方向に往復移動可能に上記伸展本体部に連結されている一対の鉄心保持部と、を備え、
上記第1軸が、上記一対の鉄心保持部のそれぞれの他端部の軸方向の他面に同軸に突設された第1突起部により構成され、
第2長穴部が、穴方向を周方向として、上記周方向伸展部収納凹部の軸方向に相対する両内壁面の周方向一端部に相対して凹設され、
上記周方向伸展部が、上記第1突起部が上記第2長穴部に遊嵌状態に嵌合されている状態で、上記第1突起部周りに回動可能に、かつ上記第2長穴部の穴方向に往復移動可能に上記鉄心本体部に装着されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 上記第2軸が、上記周方向伸展部収納凹部から突出する上記周方向伸展部の一端部の軸方向両面に同軸に突設された第2突起部により構成され、
上記第2突起部が遊嵌状態に嵌合される第2嵌合穴が、上記周方向伸展部接続凹部の軸方向に相対する両内壁面に同軸に凹設され、
溝部が、上記周方向伸展部接続凹部の軸方向に相対する両内壁面に、上記第2嵌合穴から上記周方向伸展部接続凹部の縁部に至るように相対して凹設され、
上記第2突起部が上記溝部を通って上記第2嵌合穴に嵌合/嵌合解除可能に構成されていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。 - 上記周方向伸展部は、周方向一側に位置する上記鉄心本体部との接続が解除され、かつ縮小状態で上記周方向伸展部収納凹部内に収納されている状態で、上記鉄心本体部に固着されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機の製造方法において、
上記永久磁石を上記回転子鉄心の上記固定子鉄心側の表面に固着する工程と、
上記周方向伸展部の一端部を上記周方向伸展部接続凹部に接続して、上記永久磁石の個数と同数の上記外周鉄心を一続きに連結して外周鉄心アッセンブリを組み立てる工程と、
上記周方向伸展部を上記第1軸および上記第2軸周りに回動させて、上記外周鉄心アッセンブリを環状に曲げる工程と、
上記外周鉄心アッセンブリの一端に位置する上記外周鉄心の上記周方向伸展部を、上記外周鉄心アッセンブリの他端に位置する上記外周鉄心の上記周方向伸展部接続凹部に接続して上記外周鉄心アッセンブリの環状体を作製する工程と、
上記周方向伸展部を伸展、又は縮小させて上記外周鉄心アッセンブリの環状体の径を拡大、又は縮小させ、軸方向から上記回転子鉄心に外嵌状態、又は内嵌状態に装着する工程と、
上記鉄心本体部が上記永久磁石の表面に接するように上記周方向伸展部を縮小、又は伸展させて上記外周鉄心アッセンブリの環状体の径を縮小、又は拡大させ、上記鉄心本体部を上記永久磁石に接着固定する工程と、を備えることを特徴とする回転電機の製造方法。 - 上記鉄心本体部を上記永久磁石に接着固定する工程に引き続いて、上記周方向伸展部と上記周方向伸展部接続凹部との接続を解除し、上記周方向伸展部を縮小させて上記周方向伸展部収納凹部に収納させ、上記周方向伸展部を上記鉄心本体部に接着固定する工程を備えていることを特徴とする請求項7記載の回転電機の製造方法。
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