JPS5915263B2 - 電気機装置用回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 電気装置に使用される新規な稀土類磁石は電気機装置を
より有効にかつより強力にするのにより多くの銅が回転
子の巻線に使用されることができるような安定性及び強
さを示す。

小直径回転子に特に起こる問題は回転子スロットを電線
で完全に満たすこと、または端巻線にあって−スロット
から他のスロットへ延びている多過ぎる電線が介在スロ
ットヲ覆って突出しかつ同介在スロ７）（７）一部をふ
さぎかつ介在スロットに巻かれたら回転子の断面直径を
越える膨らみを作る故に大きいロータスロットを利用す
ることができないことである。

その結果として、最適な設計が制限され、少い電線が使
用されなければならないかまたは回転子を太きくしなけ
ればならなくなるかまたは回転子と固定子との間に異常
なすき間が必要になる。

回転子と固定子との間の最小すき間と釣合った最小の実
用的寸法の回転子に最大量の電線の使用されるのを可能
ならしめることによって、上に指摘された制限を排除す
るのが本発明の目的である。

この望ましい目的は回転子の端巻線に対して補足支えを
設けることによって達成される。

こうした補足支えは、端巻線をスロットに過度に巻き重
ねて一部ふさがれたスロットにその後に巻かれる巻線が
端巻線の所で第５図に示したように回転子断面輪郭を越
えて突出するのを防止するように設計される。

こうした補足支えは、どのスロットからも突出すること
のない端巻線の一部分を収容するに充分なだけ回転子の
端部から距てられており、端巻線の残υの部分は補足支
え上を通って延びている。

巻線案内円板と呼ばれるこうした補足支えは回転子と実
質的に同じ断面を、回転子のスロットと整合させられた
開口と併せて有している。

回転子のスロツトヲ一部ふさぐことになる過剰の端巻線
は巻線案内円板にある対応開口に通される。

巻線案内円板の開口を一部ふさぐのに十分な端巻線があ
る場合には、この可能性を無くするのに補助巻線案内円
板が必要に応じて使用されても構わない。

好適構造では、回転子を省いてその代りに巻線案内円板
及びこれらの円板を回転子上の長さに相当する距離に相
互てる装置を用いることができる。

好適構造では、巻線案内円板は端巻線が介在スロットヲ
覆って通る時に同スロットの一部ふさがることになるの
を償なうのに特別に大きい開口を有するように構成され
る。

補助巻線案内円板は回転子の外径を越えて端巻線が望ま
しくなくはみ出すのを防ぐのに必要に応じて使用されて
も構わない。

添付図面の第１図には以下に説明されるように本発明に
従って電線を完全に巻かれた好適実施例の回転子１０が
示されている。

回転子１０は鉄ではなくて好１しくはプラスチックの回
転子上１２．１対の鉄ではなくて好ましくはプラスチッ
クの巻線案内円板１３、整流子１４及び電線１５を支え
る軸１１を有している。

電線１５は回転子上１２にあるスロット１７〜２３（第
２図及び第４図参照）の中に担持されかつ−スロットか
ら他のスロットへ回転子上の端及び端巻線２５に於ける
巻線案内円板１３を越えて順次に巻かれている。

巻線案内円板１３は回転子上１２と実質的に同じ断面を
有する円板部分２７から成っている。

巻線案内円板１３０片面上の一体スリーブ２８が端巻線
２５の一部分の通過を可能ならしめるのに十分な距離に
円板部分２７を回転子上１２から距てるのに、かつ軸１
１から電線を絶縁する二重絶線を設けるのにも役立つ。

円板部分２７のスリーブ２８とは反対の面上の同形のス
リーブ２９は端巻線２５の残りの部分に対して二重絶縁
を設ける。

上に指摘されたように、この円板部分は回転子上１２と
実質的に同じ断面を有しており、かつそれ故に開口３７
〜４３を回転子上１２のスロット１７〜２３と対応させ
て有している。

下に説明されるように、端巻線の一部分しか巻線案内円
板１３にあるこれらの開口を通らず、かつそれ故に、こ
れらの開口３７〜４３はスロットと同形にされる必要が
なくてもつと浅くされても構わないけれども図示の如く
同形にされても構わない。

回転子１０に対して図示されている典型的な端巻線配置
は次表の通りである（第４図参照）。

スロット１７からスロット２０へ通っている１束の巻線
、〃１７ −〃−２１−〃 〃１８ −〃−２１−□１ｌ−− 〃１８ −〃−２２−〃− 〃１９ −１ｌ−２２−〃− 〃１９ −〃−２３−〃− 〃２０ −１ｌ−２３−〃− 〃２０ −１ｌ−１７−〃−− スロット２１からスロット１７へ通っている１束の巻線
、〃２１ −〃−１８−〃− 〃 ２２ −／ｌ−１８−〃 − 〃２２ −＝−１９−〃−− 〃２３ −〃−１９−〃− 〃２３ −〃−１９−〃− 第４図は簡単にするために、一部巻かれた回転子部分を
示して、回転子上１２及び巻線案内円板１３のスリーブ
２８を示すけれども円板部分２７を示していない。

従って、スロット１７からスロット２０及び２１へ通っ
ている電線束は両スロット間の可能な最短通路を通るよ
うにスリーブ２８の両側をそれぞれ通っている。

上表から明らかなツバ、スロット１７またはその他の何
九のスロットを埋める電線も個別であるが同大の４束に
なっていることである。

注目されるのは２束がスロット１７からスロット２０及
び２１へ通っていること及び１束がスロット２０からス
ロット１７へかつ１束がスロット２１からスロット１７
へ通っていることである。

示されることができるのは、第４図に各スロットの最小
半径方向寸法とスリーブ２８の外径との間に示されてい
るスロット形態即ち第４図の径間“ ｓｔに対して、４
束の電線すなわち１つのスロットを埋める電線がスロッ
トの範囲内へ突出することなく通らなければならないこ
とである。

例えば、上表から注目されるのは、スロット１８が全部
で４束すなわち１スロット全体を埋めるのに充分な量に
対して次のスロットから、即チスロット１７からスロッ
ト２０ヘ スロツト２０からスロット１７ヘ スロット２３からスロット１９ヘ スロット１９からスロツ）２３へ の巻線の１束によってバイパスされることである。

ソノ上、スロット１８は同スロットとスロット２１及び
２２との間に通る４束の電線を有している。

使用される電線量が最大限にされかつ回転子直径が電線
を収容するのに必要なスロットの大きさに較べて不十分
である在来方法を使用すれば、第５図に示されている如
き状態はスロットヲバイパスする電線によってスロット
が一部ふさがれる結果をもたらして、スロットからスロ
ットをバイパスする電線を越えて通る電線が回転子の外
径よりも大きい膨らみを作る結果になる。

第３図には、巻線案内円板１３が利用された時の回転子
の端巻線の断面が示されている。

電機子に巻く際には、−スロットから他のスロットへ通
って介在スロットの径間＝ｌａ”（第４図参照）を埋め
ることになる量の電線しか回転子上に隣接して巻かれず
、その時電線の残りの部分は巻線案内円板１３に巻かれ
る。

このようにして、余分のスペースを端巻線の巻き重なる
のに対して設けることによって、介在スロットの一部の
ふさがるのは防がれる。

更に大きいスペースが必要な場合には第２巻線案内円板
が使用されても構わないけれどもこの第２円板は第１巻
線案内円板のスリーブ２９に衝接しても構わないからス
リーブ２８を必要としない。

この種の巻線案内円板は端巻線に必要なスペースを設け
るのに必要な量だけ加えられても構わない。

注目されるべきは巻線案内円板１３のスリーブ２８及び
２９が本発明に絶対に不可欠ではないことである。

これらのスリーブは巻線案内円板部分２７を回転子上か
ら距でるのと鋼製軸から巻線を絶縁する補足絶縁または
二重絶縁を設けるのと二重の目的を果たす。

これらのスリーブは省かれても構わない。

円板部分２７は接着剤、または軸１１上の段の如きその
他の装置によって位置決めされても構わない。

回転子心１２はプラスチック材料から製造された時に、
低慣性の二重絶縁を付与する。

明らかに、回転子は巻線案内円板の効用に影響を及ぼす
ことなしに所望される如何なる材料から構成されても構
わない。

更にまた、明らかなのは、７条の回転子スロットに使用
されるのに特殊な巻線案内が図示されているけれども、
同様な問題は特に回転子直径の減らされるに従って、最
大量の巻線を利用しようとするその他の回転子に就いて
も存在するものであり本発明がそれに就いても有用なこ
とである。

はぼ添付図面に示されているように７条のスロットヲ有
する回転子に於いて、各スロットを通る電線の量は巻線
案内円板を利用することによって２４０回巻きから３０
０回巻きに増大され、こうすることによって、固定子に
希土類磁石の使用される小直径モータの強さ及び効率が
実質的に高められた。

回転子心１２を不要にし、かつ大きい開口５７〜６３及
び６７〜７３によって主として特徴づけられる形態の巻
線案内円板５５．６５を利する改変された回転子組立体
４９が第６図、第７図及び第８図に示されている。

円板５５及び６５は異なる形を有しても構わないけれど
も、製造を簡単にするのには同形にされる。

第７図を参照すれば、円板５５．６５は、回転子組立体
４９０所要巻線７８を形成するのに適轟な距離に最内方
両円板５５を相互てるのに、両端部に段７６を機械加工
されても構わない軸７５上に装架されている。

巻線７８は普通の態様に回転子組立体４９の整流子５０
に接続されている。

容易に明らかなのは、円板６５が最内方円板５５から適
轟な距離に距てられるのを可能ならしめるのに、第２段
（図示せず）が軸７５０両端部に設けられても構わない
ことである。

然し、好適な方法は最内方両円板５５を相互てるのに、
絶縁スリーブ７７によって形成された段７６を有するこ
と、及び自己保障可能にかつ第１図乃至第５図に示され
た回転子軸に於ける如く軸７５から巻線７８を絶縁する
ための二重絶縁を設けるのに、個別一体絶縁スリーブ６
６を有し同形にされた円板５５及び６５を有することで
ある。

第８図から明らかになるように、絶縁スリーブ７７０両
端に於ける巻線案内円板５５は巻線７８を案内するのに
回転子心１２にとって代っている。

第１図の回転子に対して与えられた巻線表は参照数字５
７乃至６３を参照数字１７乃至２３０代りにして第６図
の回転子組立体に適用されても構わない。

然し、改変された回転子組立体４９の場合には、第４図
に示されているような最小半径方向寸法″ａ”は無い。

従って、第８図に見られるように、５７から６０へ及び
５７から６１への第１巻線が完成された後に、５８から
６１へ及び５８から６２への巻線は開口５７乃至６０及
び６３を一部ふさいでいる電線束を覆って通る。

介在開口が→ふさがるのは開口５７乃至６３及び６７乃
至７３がこのふさがれた寸法よりわ大きい寸法を有して
いることによって償なわれる。

第９図を参照すれば、開口５７乃至６３（及び６７乃至
７３）は円板５５（及び６５）に半径方向アーム８０に
よって形成されている。

アーム８０はスロット８２を有するシリンダをアーム８
０のまわりに形成するキャップ８１によって先端を覆わ
れている。

スロット８２を通して電線が巻かれて巻線が作られても
構わない。

巻線案内円板５５には軸７５を受けるための孔８３が形
成されている。

明らかなのは、円板５５及び６５にあって第８図に見ら
れることのできる交差端巻線８５が、開口５７乃至６３
に於いてこれらの巻線がこれらの開口を最も少くふさぐ
ことになる部分に隣接して絶縁スリーブ６６の上に配置
されることである。

第９図から明らかなように、開口５７乃至６３０面積は
第１図乃至第５図の回転子の開口１７乃至２３０面積に
較べて大きく、開口５７乃至６３が一部ふさがれた後で
も開口１７乃至２３よりも広い利用面積が開口５７乃至
６３にある。

この事態は円板５５に端巻線を形成する束数及び円板６
５にある対応開口６７乃至７３へ通る数を前掲巻線案内
表から賢明に選択することによって得られても構わない
。

従って、前掲巻線案内表所掲の１４束のうちの、例えば
、６束は円板５５に通りかつ８束は更に延びて円板６５
に通って構わない。

改変された回転子組立体４９に巻線７８を支えるために
、同回転子組立体全体が任意の在来方法によって透明プ
ラスチック樹脂９０または類似物質の中に納められても
構わない。

この構成は巻線７８を遠心力に抗して支持することのほ
かに、回転子の各構成部品が個々に動くのを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転子のスロットが電線で完全にふさがるのを
可能ならしめるのに本発明の趣旨に従って電線を巻かれ
た完成回転子の透視図、第２図は第１図に示されている
回転子の構成部品の一部の分解部品配列透視図、第３図
は回転子の第１図の線３−３に沿った軸線に沿って端巻
線を示す断面図、第４図は第３図の実質的に線４−４に
沿って端巻線のうち同巻線がふさがない介在回転子スロ
ット間にある部分を示す横断面図、第５図は第３図と同
様であるが在来方法を使用して巻かれたとしたら得られ
ることになるのと同じ回転子を示す断面図、第６図は改
変された回転子組立体のボッティング前の透視図、第７
図は第６図の回転子組立体を一部解体して、巻線なしに
構造細部を示す透視図、第８図は第６図の改変回転子組
立体の一部の巻線及びボッティングを示す断面図、そし
て第９図は第６図乃至第８図の回転子組立体に使用され
る巻線案内円板の立面図である。 １０・・・回転子、１１・・・回転子軸、１３・・・巻
線案内装置、１５・・・導電線、２５・・・端巻線、２
７・・・巻線案内円板、３７〜４３・・・開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転子軸、 前記回転子軸の両端にそれぞれ隣接して前記回転子軸上
   に装架された２つの巻線案内装置、及び前記回転子軸の
   長手方向に巻かれかつ前記２つの巻線案内装置を包囲し
   て、前記回転子軸上に該回転子軸の各端に端巻線を有す
   る巻線を形成する絶縁された導電線を有し、 前記２つの巻線案内装置の各々が周囲方向に相互てられ
   て外方へ開放された複数の開口を有する少なくとも１つ
   の巻線案内円板から成り、かつ前記絶縁された導電線が
   前記開口を通過しており、かつ前記端巻線が前記巻線案
   内円板の各々の外面に形成されている、 ことを特徴とする電気機装置用回転子。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の機械・電気両エネル
   ギー相互転換機用回転子軸にして、同回転子軸に於いて
   前記巻線案内装置は複数の巻線案内円板を有し、これら
   の円板が相互てて配置され、かつ各前記端巻線の諸部分
   が巻線案内円板の外面にそれぞれ形成されていることを
   特徴とする回転子軸。 ３ 支持軸、 前記支持軸によって支えられて、各々に複数の半径方向
   開口の形成されている第１及び第２の実質的に円形の巻
   線案内円板、 前記軸上にあって前記第１円板を前記第２円板から距で
   ている装置、及び 前記第１円板から第２円板へ両者間の間隔をまたいで巻
   かれて、端巻線を形成する際に前記円板の一つの前記半
   径方向開口から他の前記半径方向開口へ順次に通される
   導電線、 を有することを特徴とする電気機装置用回転子。 ４ 支持軸、 前記支持軸によって支えられて、各々に複数の半径方向
   開口の設けられている第１及び第２の複数個の実質的に
   円形の巻線案内円板、 前記軸上で前記第１の複数個の円板を前記第２の複数個
   の円板から距てる装置、 前記第１の複数個の円板の間及び前記第２の複数個の円
   板の間にそれぞれあって円板間を離隔する装置、及び 前記第１の複数個の円板及び前記第２の複数個の円板の
   間で最も近くにある両円板の前記半径方向開口に巻かれ
   た導電線を有すること、及び前記線の一部分が端巻線を
   形成する際に前記最も近くにある両口板上で一つの半径
   方向開口から他の半径方向開口へ通り、前記端巻線が前
   記第４及び第２の複数個の円板のうちの前記最も近くに
   ある両円板と次に近くにある両円板との間の間隔内に収
   容され、かつ前記線の残余の部分が前記第１及び第２の
   複数個の円板の円板間間隔内に端巻線として収容される
   ように前記次に近くにある両円板の対応半径方向開口を
   通っていること、を特徴とする電気機装置用回転子。 ５ 特許請求の範囲第４項の回転子において、前記第１
   の複数個の円板の間及び前記第２の複数個の円板の間に
   それぞれあって円板間を離隔する装置が前記巻線案内円
   板と一体のスリーブを有することを特徴とする回転子。 ６ 特許請求の範囲第５項の回転子において、前記軸上
   で前記第１の複数個の円板を前記第２の複数個の円板か
   ら距でる装置が前記軸によって支えられたスリーブを有
   するこ（！：を特徴とする回転子。 ７ 特許請求の範囲第６項の回転子において、前記離隔
   装置及び前記距で装置が実質的に導電性でない材料で作
   られ、前記導電線が前記軸から二重に絶縁されているこ
   とを特徴とする回転子。 ８ 特許請求の範囲第４項の回転子において、前記第１
   及び第２の複数個の実質的に円形の巻線案内円板、前記
   距で装置、前記離隔′装置及び前記導電線が不導電性材
   料で包まれていることを特徴とする回転子。