JP6103531B2 - 電気機械の電機子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、特許文献2に記載された従来の回転電機では、高電圧で使用する場合、電位差が高くなる他相と接触する箇所が層分だけ倍増するため、絶縁破壊のリスクが増大するという課題もあった。
また、第1巻線ブロックと第2巻線ブロックが一続きに構成されているので、巻線を固定子鉄心に装着する工程の増大が抑えられ、生産性が高められるとともに、絶縁破壊のリスクが低減される。
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に係る回転電機の電機子を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子における電機子鉄心を示す斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子におけるスロットセルを示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図、図7はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向他端側から見た模式図、図8はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体が電機子鉄心に装着されている状態を径方向外方から見た模式図である。
第1巻線ブロック22と第2巻線ブロック23が渡り線24により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心11に装着する巻線体21の数が増加せず、巻線体21を電機子鉄心11に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に2層に配置されている特許文献2に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
巻線体21の第1斜辺部22cおよび第2斜辺部23cが、径方向からみて重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体21の第1および第2斜辺部22c,23cとの間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
図15はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図16はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す正面図、図17はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図、図18はこの発明の実施の形態2に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を他端側から見た模式図、図19および図20はそれぞれこの発明の実施の形態2に係る回転電機の電機子の組立て方法を説明する図であり、図19は4番目の巻線体を電機子鉄心に装着する状態を示し、図20は全ての巻線体を電機子鉄心に装着した状態を示している。なお、図19では、便宜上、直線部のみを示している。また、便宜上、直線部の収納位置をスロットの底部側からスロット開口に向かって第1層、第2層・・・第7層、第8層とする。
巻線体31の軸方向一端側では、図17に示される、それぞれ、軸方向に2層に重なった第1頂部32d1と第2頂部33d1が、周方向に隣接して平行に配列している。また、第1および第2斜辺部32c1,33c1は、第1から第4直線部32a,32b,33a,33bに対する曲げ角度がほぼ等しく、図16に示されるように、径方向から見て重なるように形成されている。
巻線体31の軸方向他端側では、図18に示されるように、第3頂部32d2と第4頂部33d2が、周方向に隣接して平行に配列し、中間頂部34aが第3頂部32d2と第4頂部33d2の内径側に配置している。また、第3および第4斜辺部32c2,33c2および斜辺部34bは、第1から第4直線部32a,32b,33a,33bに対する曲げ角度がほぼ等しく、図16に示されるように、径方向から見て重なるように形成されている。
第1巻線ブロック32と第2巻線ブロック33が渡り線34により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心11に装着する巻線体31の数が増加せず、巻線体31を電機子鉄心11に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に2層に配置されている特許文献2に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
図24はこの発明の実施の形態3に係るリニアモータを示す平面図、図25はこの発明の実施の形態3に係るリニアモータにおける電機子を示す斜視図、図26はこの発明の実施の形態3に係るリニアモータにおける電機子を示す分解斜視図である。
電機子巻線53は、巻線体31Aを6スロット角度間隔離れたスロット52の対に装着して、1スロットピッチで配列して構成されている。そして、スロットセル13がスロット52のそれぞれに装着されている。
第1巻線ブロック32と第2巻線ブロック33が渡り線34により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心11に装着する巻線体31の数が増加せず、巻線体31を電機子鉄心11に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に2層に配置されている特許文献2に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
Claims (5)
- ティースが等ピッチで配列された電機子鉄心、および電機子鉄心に装着された電機子巻線を有する電気機械の電機子において、
上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を、(m+n)回(但し、m,nは1以上の整数、かつ(m+n)は3以上)巻いて作製され、連続する複数個の上記ティースの両側に位置するスロット対に装着されて1スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
上記複数の巻線体のそれぞれは、
上記スロット対の一方のスロットの底部側から第(m+2n+1)層と第(2m+2n)層との間に収納される第1直線部、他方のスロットの底部側から第(n+1)層と第(m+n)層との間に収納される第2直線部、上記一方のスロットの第(m+2n+x1)層に収納される上記第1直線部の一端と上記他方のスロットの第(m+n+1−x1)層に収納される上記第2直線部の一端を連結する第1コイルエンド部、および上記一方のスロットの第(m+2n+x2)層に収納される上記第1直線部の他端と上記他方のスロットの第(m+n−x2)層に収納される上記第2直線部の他端を連結する第3コイルエンド部を有するmターンの第1巻線ブロック(但し、x1は1以上、m以下の整数、x2=x1−1)と、
上記スロット対の一方のスロットの底部側から第(m+n+1)層と第(m+2n)層との間に収納される第3直線部、他方のスロットの底部側から第1層と第n層との間に収納される第4直線部、上記一方のスロットの第(m+n+y1)層に収納される上記第3直線部の一端と上記他方のスロットの第(n+1−y1)層に収納される上記第4直線部の一端を連結する第2コイルエンド部、および上記一方のスロットの第(m+n+1+y2)層に収納される上記第3直線部の他端と上記他方のスロットの第(n+1−y2)層に収納される上記第4直線部の他端を連結する第4コイルエンド部を有するnターンの第2巻線ブロック(但し、y1は1以上、n以下の整数、y2=y1−1)と、
上記一方のスロットの第(m+n+1)層に収納される第3直線部の他端と上記他方のスロットの第(m+n)層に収納される第2直線部の他端を連結する渡り線と、
上記一方のスロットの第(2m+2n)層に収納される第1直線部の他端および上記他方のスロットの第(m+n)層に収納される第2直線部の他端から延び出る端子部と、を備えていることを特徴とする電気機械の電機子。 - 上記第1コイルエンド部は、一対の第1斜辺部、および上記一対の第1斜辺部間を連結する第1頂部を有するクランク形状に形成され、上記第1頂部は、x1が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってm層に配列されており、
上記第3コイルエンド部は、一対の第3斜辺部、および上記一対の第3斜辺部間を連結する第3頂部を有するクランク形状に形成され、上記第3頂部は、x2が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なって(m−1)層に配列されており、
上記第2コイルエンド部は、一対の第2斜辺部、および上記一対の第2斜辺部間を連結する第2頂部を有するクランク形状に形成され、上記第2頂部は、y1が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってn層に配列されており、
上記第4コイルエンド部は、一対の第4斜辺部、および上記一対の第4斜辺部間を連結する第4頂部を有するクランク形状に形成され、上記第4頂部は、y2が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なって(n−1)層に配列されていることを特徴とする請求項1記載の電気機械の電機子。 - 上記m層に配列された第1頂部と上記n層に配列された第2頂部が、スロット配列方向に隣接して平行に配列され、上記(m−1)層に配列された第3頂部と上記(n−1)層に配列された第4頂部が、スロット配列方向に隣接して平行に配列されていることを特徴とする請求項2記載の電気機械の電機子。
- 上記第1斜辺部と上記第2斜辺部が径方向から見て重なって配設され、上記第3斜辺部と上記第4斜辺部が径方向から見て重なって配設されていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の電気機械の電機子。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電気機械の電機子の製造方法であって、
上記導体線をU字状に曲げてU字状の第1曲げ部を形成する工程と、
上記第1曲げ部を含む平面に直交し、かつ上記第1曲げ部の一側から延び出る直線状の延長部を含む第1平面内で上記導体線をU字状にp回(但し、pは1以上の奇数)折り曲げてU字状又は楕円状の第1巻線部を作製し、上記第1曲げ部を含む平面に直交し、かつ上記第1曲げ部の他側から延び出る直線状の延長部を含む第2平面内で、上記第1巻線部と逆回りに、上記導体線をU字状にp回折り曲げてU字状又は楕円状の第2巻線部を作製する工程と、
上記第1巻線部の一側の直線部および上記第2巻線部の一側の直線部を把持し、上記第1巻線部の他側の直線部および上記第2巻線部の他側の直線部を把持して、上記第1巻線部の一側の直線部および上記第2巻線部の一側の直線部と上記第1巻線部の他側の直線部および上記第2巻線部の他側の直線部との間の上記第1平面と直交する方向の距離を広げる工程と、を備えたことを特徴とする電気機械の電機子の製造方法。
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