JPWO2013111803A1 - 回転電機、回転電機の製造方法、送風機 - Google Patents
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Abstract
Description
このような電動機では、分割鉄心体に絶縁体を取り付けた物を補助巻線巻装体とし、この補助巻線巻装体に対して、補助コイルと速調コイルを巻き付け、補助コイルと速調コイルの端末線は、絶縁体に組み付けられたピン端子にそれぞれ係り止めされている。
表1は、特許文献1で示されている速調段数が4段(補助コイル+速調コイル3層)の場合に各ティースに設けたピン端子の数と、必要な絡げ動作の合計回数を示している。
この回転電機では、補助コイルと速調コイルの端末線は、絶縁体に組み付けられたピン端子にそれぞれ絡げ(以下、係り止めも同様意味として使用する)られているため、速調コイルの数が増えると、これに対応した数のピン端子が必要となり、部品点数が増加してしまうという課題があった。
つまり、係り止め動作は速調コイル1個で2回ずつ必要となり、生産性を向上し難い。
さらに、絶縁体にピン端子を挿入する穴が数多く必要となり、本来であれば巻線が巻かれる領域を使ってこの穴を配置させる必要があり、所定の回数コイルを巻くことができず、所望のトルクがでないという課題があった。
また、所定のトルクを得るために、回転電機の固定子鉄心を長くする対策をとると、材料の使用量が増加し、回転電機が大型化するという課題があった。
磁性体で構成される第1ティース群に、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、基準コイルに重ねて更に集中巻きした速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される第2ティース群に、導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
第1コイル群に属するコイルと第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
第1コイル群の基準コイルの巻き始め端部及び第1コイル群の基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
基準コイルの巻き終わり端部は、連続して速調コイルの巻き始め端部となり、最後に基準コイルを巻装するティースと、最初に速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなるものである。
それぞれ磁性体で構成されるティース群に、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした3相の相コイル群を有し、
3相の内、一の相コイル群は、基準相コイルに重ねて更に導線を集中巻きした速調相コイルを有し、
一の相コイル群の基準相コイルの巻き始め端部及び一の相コイル群の基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に基準相コイルを巻装したティースと、最初に速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなるものである。
磁性体で構成される第1ティース群を環状に配置する、第1ティース群配置工程と、
最初に、第1ティース群の基準コイルの巻装に使用する導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
第1ティース群の全てのティースに基準コイルを連続して集中巻きする第1基準コイル巻装工程と、
第1基準コイル巻装工程の後、導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
第2係止工程の後、第1ティース群の最後に基準コイルを巻装したティースから巻装し始めて、第1ティース群のその他の各ティースに、第1基準コイルを巻装した順序と同じ順序で、導線を切断せずに使用して速調コイルを巻装する速調コイル巻装工程と、
速調コイル巻装工程の後、導線を導電体に係り止めする第3係止工程とを有し、全ての工程を連続する1本の導線で実施するものである。
磁性体で構成される3相の各ティース群を所定の順序で配置する、相ティース群配置工程と、
最初に、一の相ティース群の基準相コイルの巻装に使用する1本の導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
一の相ティース群にそれぞれ基準相コイルを連続して集中巻きする基準相コイル巻装工程と、
基準相コイル巻装工程の後、導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
第2係止工程の後、一の相ティース群の最後に基準相コイルを巻装したティースから巻装し始めて、一の相ティース群のその他の各ティースに、基準相コイルを巻装した順序と同じ順序で速調相コイルを巻装する速調相コイル巻装工程と、
速調相コイル巻装工程の後、導線を導電体に係り止めする第3係止工程とを有し、全ての工程を連続する1本の導線で実施するものである。
磁性体で構成される第1ティース群に、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、基準コイルに重ねて更に集中巻きした速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される第2ティース群に、導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
第1コイル群に属するコイルと第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
第1コイル群の基準コイルの巻き始め端部及び第1コイル群の基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
基準コイルの巻き終わり端部は、連続して速調コイルの巻き始め端部となり、最後に基準コイルを巻装するティースと、最初に速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載したものである。
それぞれ磁性体で構成されるティース群に、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした三相の相コイル群を有し、
三相の内、一の相コイル群は、基準相コイルに重ねて更に導線を集中巻きした速調相コイルを有し、
一の相コイル群の基準相コイルの巻き始め端部及び一の相コイル群の基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に基準相コイルを巻装したティースと、最初に速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載したものである。
さらにピンの増加も抑制できるため、部品点数を抑制でき、広い巻線スペースを確保できる。
さらにピンの増加も抑制できるため、部品点数を抑制でき、広い巻線スペースを確保できる。
さらにピンの増加も抑制できるため、部品点数を抑制でき、広い巻線スペースを確保できる。
さらにピンの増加も抑制できるため、部品点数を抑制でき、広い巻線スペースを確保できる。
以下、この発明の実施の形態1を図を用いて説明する。
本実施の形態では、回転電機である電動機について、特に、固定子を複数の磁極に分割した分割鉄心構造の電動機(コンデンサ駆動電動機)について説明する。
回転電機100の固定子を構成する磁極の数は全部で8個である。
回転電機100の固定子は、4個の主巻線巻装体11a〜11d(第1ティース群、コイル巻装後は、第1コイル群)と、4個の補助巻線巻装体12a〜12d(第2ティース群、コイル巻装後は、第2コイル群)に各種のコイルを巻装して構成されている。
図1は、回転電機100の磁極1の斜視図である。
磁極1は、円弧面を有したヨーク1aとヨーク1aから内周方向に突出したティース1bで構成される。
図2(a)は、磁極1に装着するインシュレータ2の平面図であり、図2(b)は、その斜視図である。
さらに、インシュレータ2は、内側に磁極1のティース1bが挿入されるティース挿入部22を備えている。
また、インシュレータ2の、上面端部には、渡り線保持部23と導電体圧入穴24がある。
この導電体圧入穴24は、コイルの導線を係り止めする導電性のピンを圧入するために利用する。
渡り線保持部23は、磁極1の軸方向に突出し、渡り線の引き回し時に渡り線を係止するために使用する。
図に示すように、巻線巻装体10は、磁極1と、2個のインシュレータ2から構成されている。
2個のインシュレータ2のティース挿入部22に、磁極1のティース1bが挟み込まれるようにインシュレータ2を磁極1に装着する。
1個のティースに対して基準コイル(主コイル又は補助コイル)とは別のコイルを巻装する場合、この別のコイルを速調コイルと定義する。
また、速調コイルは複数層でも良く、ティース1bに巻装される順に第1速調コイル、第2速調コイル、第3…と表記する。
図4は、各コイルの巻装を開始する前の主巻線巻装体11a〜11dの状態を示す平面図である。
第1ティース群配置工程として、主巻線巻装体11a〜11dを円環状に4個、一つずつ、90度回転した位置関係に配置する。
ノズル7は、中空円筒となっており、ノズル7内を導線71が通っている。
また、ノズル7は、4個の主巻線巻装体11a〜11dの内周側の中心に、周方向に回転可能に構成されている。
なお、図5以降では、説明の簡略化のためノズル7は省略する。
主巻線巻装体11a〜11dのインシュレータ2の導電体圧入穴24には、導電性のピン26a〜26dを圧入し固定している。
まず、第1係止工程として、基準コイル6の巻き始め線(導線71)の端部を、主巻線巻装体11aのピン26aに係り止めする。
主巻線巻装体11aにノズル7を対向させて基準コイル6aを巻装する。
基準コイル6aの巻装を終了すると、ノズル7を周方向に回転させ、主巻線巻装体11aの渡り線保持部23に渡り線αを引っ掛けた後、主巻線巻装体11bの渡り線保持部23に渡り線αを引っ掛け、主巻線巻装体11bに基準コイル6bを巻装する。
このとき、渡り線αは切断せずに連続して巻装する。
同様に、主巻線巻装体11c、主巻線巻装体11dの順に基準コイル6c、基準コイル6dを巻装する。
基準コイル6dの巻装を終えると、第2係止工程として、基準コイル6dの巻き終わり線を、主巻線巻装体11dのピン26dに係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図6は、4個の主巻線巻装体11a〜11dに、第1速調コイルを巻装した直後の状態を示す平面図である。
第1速調コイルの巻装は、最後に基準コイル6dを巻装した主巻線巻装体11dから始める。
ノズル7は、主巻線巻装体11dに対して現在対向しているので、そのまま第1速調コイル61dを巻装する。
第1速調コイル61dの巻装を終了すると、ノズル7を周方向に回転させ、主巻線巻装体11dの渡り線保持部23に渡り線βを引っ掛けた後、主巻線巻装体11aの渡り線保持部23に渡り線βを引っ掛け、その後、主巻線巻装体11aにノズル7を対向させて第1速調コイル61aを巻装する。
同様に、主巻線巻装体11b、主巻線巻装体11cの順に第1速調コイル61b、第1速調コイル61cを巻装する。
第1速調コイル61cの巻装を終えると、第3係止工程として、第1速調コイル61cの巻き終わり線を、主巻線巻装体11cのピン26cに係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図7は、4個の主巻線巻装体11a〜11dに、第2速調コイルを巻装した直後の状態を示す平面図である。
第2速調コイル(2層目の速調コイル)の巻装は、最後に第1速調コイルを巻装した主巻線巻装体11cから始める。
ノズル7は、主巻線巻装体11cに現在対向しているので、そのまま第2速調コイル62cを巻装する。
第2速調コイル62cの巻装を終了すると、主巻線巻装体11cの渡り線保持部23に渡り線γを引っ掛けた後、主巻線巻装体11dの渡り線保持部23に渡り線γを引っ掛け、その後、主巻線巻装体11dにノズル7を対向させて第2速調コイル62dを巻装する。
同様に、主巻線巻装体11a、主巻線巻装体11bの順に第2速調コイル62a、第2速調コイル62bを巻装する。
第2速調コイル62bの巻装を終えると、第4係止工程として、第2速調コイル62bの巻き終わり線を、主巻線巻装体11bのピン26bに係り止めする。
以上、主巻線巻装体11a〜11dに対するすべてのコイルの巻装作業を終了してから導線71を切断する。
固定子の内周側には、シャフト91を備えた回転子9を有する。
これまで、「第1ティース群配置工程」等と表記したのは、補助巻線巻装体12a〜12dに補助コイル(基準コイル)を巻装する工程が別途必要だからである。
補助巻線巻装体12a〜12dへの巻装作業は、コイルの巻数や巻き方向、巻き順番が異なるだけで、他は主巻線巻装体11a〜11dの基準コイルの巻装方法と同じであるため省略する。
図では、インシュレータ2の渡り線保持部23や、端末線は省略しており、渡り線も1本としている。
図に示すように、主巻線巻装体11a〜11dの渡り線を全て固定子の軸方向の一端面に配置し、補助巻線巻装体12a〜12dの渡り線を全て軸方向の他端面に配置している。
このように配置することで、各渡り線と、各ピンとの接触を防止している。
また、補助巻線巻装体12a〜12dの端末線を係り止めするピンも、主巻線巻装体11a〜11bの端末線を係り止めするピンとは軸方向の反対面に配置している。
まず、基準コイルの巻き終わり線をピンに係り止めした後、巻き終わり線を切断することなく、第1速調コイルの巻装を行うようにし、速調コイルの層数が増加してもピンの数を抑制することができるので、部品点数の増加を抑制できる。
また、基準コイルの巻き終わり線の係り止め動作と第1速調コイルの巻き始め線の係り止め動作を1回に集約したため、回転電機の生産性を向上することができる。
また、基準コイルの巻き終わり磁極と、第1速調コイルの巻き始め磁極が同一であるため、ノズルを対向させる動作を二度行う必要が無い。
これにより、更に回転電機の生産性を向上することができる。
また、主巻線巻装体の端末線位置と、補助巻線巻装体の端末線の配置場所を固定子の軸方向の別々の面とすることで、端末線を係り止めするピンを、一個飛ばしの磁極に配置できるためハンダ付け等の作業スペースを十分確保することができる。
更に、各渡り線と、各ピンとの接触を防止している。
特に、固定子の外径が小さい小型回転電機において有効である。
また、速調段数が3段(基準コイル+速調コイル2層)の例を述べたが、この段数が変化しても同様の効果が得られる。
例えば、速調段数が2段の場合、図6の状態で主巻線巻装体11cのピン26cに係り止めした導線71を切断して主巻線巻装体11a〜11dを構成し、補助巻線巻装体はこの主巻線巻装体の巻数に適した巻数を巻装することで構成できる。
また、第2基準コイルは、第1基準コイルが主コイルであるときは補助コイルであり、第1基準コイルが補助コイルであるときは主コイルである。
以下、この発明の実施の形態2を図を用いて説明する。
本実施の形態では、回転電機である電動機について、特に、固定子の各磁極をティースとヨークに分割した分割鉄心構造の電動機(コンデンサ駆動電動機)について説明する。
回転電機の固定子を構成する磁極の数は全部で8個である。
図15(b)は、主巻線巻装体211(第1ティース群、第1巻装体)と補助巻線巻装体212(第2ティース群、第2巻装体)を組み合わせてヨークコア3に嵌合し、当該固定子を組み立てる様子を示す概念図である。
主巻線巻装体211は、4個の主巻線巻装部211a〜211dを有し、補助巻線巻装体212は、4個の補助巻線巻装部212e〜212hを有する。
図9(b)は、回転電機200のティースコア201の斜視図である。
ティースコア201は、磁性体より構成されており、ヨーク部に圧入される圧入部209を有している。ここで、ティースコア201の軸方向の長さをL3とする。
図10は、回転電機200の固定子のヨークコア3の斜視図である。
磁極のヨークのみを環状に有するヨークコア3は、磁性体より構成されており、内周側に圧入部31を8個有している。この圧入部31にティースコア201の圧入部209が圧入されることで、固定子を構成する。
また、ヨークコア3の軸方向の長さはL3であり、ティースコア201の軸方向の長さと同一である。
図11(a)は正面図、図11(b)は、側面図、図11(c)は、平面図である。
インシュレータ202は、外周側に導電体のピンを圧入するための導電体圧入穴224を2箇所有しており、ティース挿入部222にティースコア201が嵌め込み可能に構成されている。
また、外周鍔227と内周鍔228とに挟まれた領域に巻線が巻装されるスペースがある。
図12(b)は、インシュレータ4の斜視図である。
インシュレータ4は、ティース挿入部43にティースコア201が嵌め込まれるように構成されており、4個のティースコア201が90度の位相差で挿入可能な形状となっている。
また、外周鍔47と内周鍔48とに挟まれた領域に巻線が巻装されるスペースがある。
さらに、内周鍔1個に対して固定子の軸方向に突出する渡り線保持部44を2個ずつ設けている。
渡り線保持部44の根元は、固定子の周方向に環状の連結部41に接続されており、各ティース挿入部43をこの連結部41で連結している。
連結部41の最も内側には、軸方向に突出する円環状のフランジ部42を備えている。
連結部41の裏側から、ティースコア201が挿入される軸方向上端部までの距離をL1とする。
図13(b)は、インシュレータ5の斜視図である。
インシュレータ5は、ティース挿入部53にティースコア201が嵌め込まれるように構成されており、4個のティースコア201が90度の位相差で挿入可能な形状となっている。
また、外周鍔57と内周鍔58とに挟まれた領域に巻線が巻装されるスペースがある。
さらに、内周鍔1個に対して固定子の軸方向に突出する渡り線保持部54を2個ずつ設けている。
渡り線保持部54の根元は、固定子の周方向に環状の連結部51に接続されており、各ティース挿入部53をこの連結部51で連結している。
連結部51の各ティース挿入部53の中間部にあたる部分の外周縁には、固定子の径方向に突出する渡り線係止部59を備えている。
図14(a)は、主巻線巻装体211(第1巻装体)の斜視図である。
主巻線巻装体211は、インシュレータ4の4箇所に設けたティース挿入部43にそれぞれティースコア201を半分嵌め込み、残りの半分にインシュレータ202を被せて、導電体圧入穴224に導電体であるピン226を圧入することで構成される。(図14ではピン226は未装着、図15参照)
図14(b)は、補助巻線巻装体212(第2巻装体)の斜視図である。
補助巻線巻装体212は、インシュレータ5の4箇所に設けたティース挿入部53にそれぞれティースコア201を半分嵌め込み、残りの半分にインシュレータ202を被せて構成する。
図15は、固定子の斜視図と分解図である。
この主巻線巻装体211及び補助巻線巻装体212の巻線が巻装されるスペースに巻線を巻装することで、図15(a)のような固定子を構成する。
固定子の組み立ては、ヨークコア3を配置し、その軸方向上側から主巻線巻装体211を配置し、さらにその軸方向上側に補助巻線巻装体212を配置し、ヨークコア3に主巻線巻装体211と、補助巻線巻装体212を圧入することで構成できる。
さらに、インシュレータ4の寸法L1とインシュレータ5の寸法L2の関係を、L1<L2としているので、インシュレータ4の連結部41とインシュレータ5の連結部51が干渉することは無い。
これによって、主巻線巻装体211と補助巻線巻装体212の全てのティースコア201とヨークコア3の軸方向上端面と下端面をそれぞれ揃えることができる。
図16〜図19は、主巻線巻装体211の4個の主巻線巻装部211a〜211dに主コイル(基準コイル・第1速調コイル・第2速調コイル)を巻装する各工程における各主巻線巻装部211a〜211dの平面図である。
図16は、各コイルの巻装を開始する前の主巻線巻装部211a〜211dの状態を示す平面図である。
図に示すように、主巻線巻装体211を、完成した固定子の配置とほぼ同じ外径及び位置と成るように環状に配置する。
実施の形態1では、ノズルが固定子の周方向に回転することにより、各主巻線巻装体に正対して各コイルの巻装を実施していた。
本実施の形態では、主巻線巻装体211及び補助巻線巻装体212を、それぞれの中心軸を中心として回転させることにより、外周側に固定されているフライヤ208に、それぞれの巻装部を正対させてコイルを巻装する。
そして、供給される導線71は、フライヤ208のアーム部282の基端側からアーム部282の内部を通って先端部分まで繋がっている。主巻線巻装体211は、矢印Y軸方向に回転可能に設置されている。このときインシュレータ202の導電体圧入穴224には導電性のピン226をそれぞれ2本、計8本圧入し固定している(図16〜19では裏側にあるので直接は見えない図15参照)。
なお、図17以降は説明の簡略化のためフライヤ208は省略する。
まず、第1係止工程として、基準コイル206の巻き始め線(本図の方向からは隠れて見えない)の端部を、主巻線巻装部211aのピン226a1(実際には裏側にある。以下同様)に係り止めする。
主巻線巻装体211の主巻線巻装部211aにフライヤ208を対向させて基準コイル206aを巻装する。
基準コイル206aの巻装を終了すると、主巻線巻装部211aの渡り線保持部44に渡り線αを引っ掛けた後、主巻線巻装体211を矢印Yの向きに90度回転させる。
次に、主巻線巻装部211bの渡り線保持部44に渡り線αを引っ掛け、主巻線巻装部211bに基準コイル206bを巻装する。
このとき、渡り線αは切断せずに連続して巻装する。
同様に、主巻線巻装部211c、主巻線巻装部211dの順に基準コイル206c、基準コイル206dを巻装する。
基準コイル206dの巻装を終えると、第2係止工程として、基準コイル206dの巻き終わり線(本図の方向からは隠れて見えない)を、主巻線巻装部211dのピン226d1に係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図18は、主巻線巻装体211の4個の主巻線巻装部211a〜211dに、第1速調コイル261を巻装した直後の状態を示す平面図である。
第1速調コイル261の巻装は、最後に基準コイル206dを巻装した主巻線巻装部211dから始める。
第1速調コイル261dの巻装を終了すると、主巻線巻装部211dの渡り線保持部44に渡り線βを引っ掛けた後、主巻線巻装体211を矢印Yの向きに90度回転させる。
次に、主巻線巻装部211aの渡り線保持部44に渡り線βを引っ掛け、主巻線巻装部211aに第1速調コイル261aを巻装する。
このとき、渡り線βは切断せずに連続して巻装する。
同様に、主巻線巻装部211b、主巻線巻装部211cの順に第1速調コイル261b、第1速調コイル261cを巻装する。
第1速調コイル261cの巻装を終えると、第3係止工程として、第1速調コイル261cの巻き終わり線(本図の方向からは隠れて見えない)を、主巻線巻装部211cのピン226c1に係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図19は、主巻線巻装体211の4個の主巻線巻装部211a〜211dに、第2速調コイル262を巻装した直後の状態を示す平面図である。
第2速調コイル262の巻装は、最後に第1速調コイル261cを巻装した主巻線巻装部211cから始める。
第2速調コイル262cの巻装を終了すると、主巻線巻装部211cの渡り線保持部44に渡り線γを引っ掛けた後、主巻線巻装体211を矢印Yの向きに90度回転させる。
次に、主巻線巻装部211dの渡り線保持部44に渡り線γを引っ掛け、主巻線巻装部211dに第2速調コイル262dを巻装する。
このとき、渡り線γは切断せずに連続して巻装する。
同様に、主巻線巻装部211a、主巻線巻装部211bの順に第2速調コイル262a、第2速調コイル262bを巻装する。
第2速調コイル262bの巻装を終えると、第4係止工程として、第2速調コイル262bの巻き終わり線(本図の方向からは隠れて見えない)を、主巻線巻装部211bのピン226b1に係り止めする。
以上、主巻線巻装体211の主巻線巻装部211a〜211dに対するすべてのコイルの巻装作業を終了してから導線71を切断する。
補助巻線巻装体212への巻装作業は、主巻線巻装体211への各コイルの巻装に比べて、各渡り線はインシュレータ5の連結部51に配置される点、インシュレータ4に替えてインシュレータ5を使用する点、コイルの巻数や巻き方向、巻き順番等が異なるだけで、他は主巻線巻装体211の基準コイル(主コイル)の巻装方法と同じであるため省略する。
更に、この固定子の内周側に、シャフトを有する円筒の回転子を入れることで回転電機を構成することができる。
本実施の形態の場合は、表2に示すように、速調段数が7段(基準コイル+速調コイル6層)までは、各巻線巻装体に2本のピンで良い。
ピンの数が少ないということは、インシュレータにピンを圧入するための導電体圧入穴が少なくて良いため、巻線を巻くスペースに導電体圧入穴を設けずに済む。
これにより、回転電機の内径が小さい製品の場合でも、巻装装置を小型化する必要が無く、通常の巻装装置を使用できる。
また、基準コイルの巻き終わり線の係り止め動作と、第1速調コイルの巻き始め線の係り止め動作を1回に集約できるため、回転電機の生産性を向上することができる。
さらに、使用するピンの数が少ないということは、インシュレータにピンを圧入するための導電体圧入穴を削減でき、巻線スペースを拡大できる。
これにより、少ないスペースで所望のトルクを得ることができ、回転電機の大型化、使用材料の増加を抑制できる。
また、主巻線巻装体211と補助巻線巻装体212をティース挿入部が連結されたインシュレータ4及びインシュレータ5で保持したため、実施の形態1のようにバラバラの状態で主巻線巻装体や補助巻線巻装体を複数個運ぶ場合に比べ、ハンドリング性が良くなり、製造時の搬送が簡易となる。
更に、連結部の内径を回転子の外径より大きくしているので、固定子に対する回転子の抜き差しが、固定子の軸方向の両側から可能となる。
これにより、回転電機の製造工程での自由度が増大する。
以下、この発明の実施の形態3を図を用いて説明する。
本実施の形態は、実施の形態2で説明した各速調コイルを巻装する対象が主巻線巻装体211から補助巻線巻装体212に変わるだけで、その他の構造は実施の形態2とほぼ同様である。
このため、本実施の形態では、補助巻線巻装体212に速調コイルを巻く方法についてのみ説明する。
また、速調段数は3段の例とする。
図24は、回転電機300の平面模式図である。
図20〜図23は、補助巻線巻装体212の4個の補助巻線巻装部212e〜212hに補助コイル(基準コイル・第1速調コイル・第2速調コイル)を巻装する各工程における各補助巻線巻装部212e〜212hの平面図である。
図20は、各コイルの巻装を開始する前の補助巻線巻装部212e〜211hの状態を示す平面図である。
図に示すように、補助巻線巻装体212を、完成した固定子の配置とほぼ同じ外径及び位置と成るように環状に配置する。
実施の形態2と同様に、本実施の形態でも、補助巻線巻装体212を、補助巻線巻装体212の中心軸を中心として回転させることにより、補助巻線巻装体212の外周側に固定されているフライヤ208に、それぞれの補助巻線巻装部212e〜212hを正対させて各コイルを巻装する。
補助巻線巻装体212への各コイルの巻装時には、補助巻線巻装体212は、矢印Z軸方向に回転させる。
このときインシュレータ202の導電体圧入穴224には導電性のピン226をそれぞれ2本、計8本圧入し固定している。
図21以降は説明の簡略化のためフライヤは省略している。
まず、第1係止工程として、基準コイル206の巻き始め線の端部を、補助巻線巻装部212e(実際には、本図の方向からは隠れて見えない。以下同様。)の導電体圧入穴のピン226e1に係り止めする。
補助巻線巻装体212の補助巻線巻装部212eにフライヤ208を対向させて基準コイル206eを巻装する。
基準コイル206eの巻装を終了すると、補助巻線巻装部212eの渡り線保持部54に渡り線α2を引っ掛けた後、補助巻線巻装体212を矢印Zの向きに90度回転させる。
回転の途中で、補助巻線巻装部212eと補助巻線巻装部212fとの間の連結部51に設けた渡り線係止部59に渡り線α2を引っ掛ける。
渡り線係止部59は、連結部51から補助巻線巻装体212の径方向に突出している。
渡り線α2は、突出している渡り線係止部59の下側を通るように引っ掛ける。
次に、補助巻線巻装部212fの渡り線保持部54に渡り線α2を引っ掛け、補助巻線巻装部212fに基準コイル206fを巻装する。
このとき、渡り線α2は切断せずに連続して巻装する。
同様に、補助巻線巻装部212g、補助巻線巻装部212hの順に基準コイル206g、基準コイル206hを巻装する。
基準コイル206hの巻装を終えると、第2係止工程として、基準コイル206hの巻き終わり線(本図の方向からは隠れて見えない)を、補助巻線巻装部212hのピン226h1に係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図22は、補助巻線巻装体212の4個の補助巻線巻装部212e〜212hに、第1速調コイル261を巻装した直後の状態を示す平面図である。
第1速調コイル261の巻装は、最後に基準コイル206hを巻装した補助巻線巻装部212hから始める。
第1速調コイル261hの巻装を終了すると、補助巻線巻装部212hの渡り線保持部54に渡り線β2を引っ掛けた後、補助巻線巻装体212を矢印Zの向きに90度回転させる。
回転の途中で、補助巻線巻装部212hと補助巻線巻装部212eとの間の連結部51に設けた渡り線係止部59に渡り線β2を引っ掛ける。
次に、補助巻線巻装部212eの渡り線保持部54に渡り線β2を引っ掛け、補助巻線巻装部212eに第1速調コイル261eを巻装する。
このとき、渡り線β2は切断せずに連続して巻装する。
同様に、補助巻線巻装部212f、補助巻線巻装部212gの順に第1速調コイル261f、第1速調コイル261gを巻装する。
ここでも導線71は切断しない。
したがって、図22に示すように、図からは最後に巻装した第1速調コイル261e〜261hの渡り線β2と、基準コイルの渡り線α2の一部だけが見えている。
図23は、補助巻線巻装体212の4個の補助巻線巻装部212e〜212hに、第2速調コイル262を巻装した直後の状態を示す平面図である。
第2速調コイル262の巻装は、最後に第1速調コイル261gを巻装した補助巻線巻装部212gから始める。
第2速調コイル262gの巻装を終了すると、補助巻線巻装部212gの渡り線保持部54に渡り線γ2を引っ掛けた後、補助巻線巻装体212を矢印Zの向きに90度回転させる。
回転の途中で、補助巻線巻装部212gと補助巻線巻装部212hとの間の連結部51に設けた渡り線係止部59に渡り線γ2を引っ掛ける。
次に、補助巻線巻装部212hの渡り線保持部54に渡り線γ2引っ掛け、補助巻線巻装部212hに第2速調コイル262hを巻装する。
このとき、渡り線γ2は切断せずに連続して巻装する。
同様に、補助巻線巻装部212e、補助巻線巻装部212fの順に第2速調コイル262e、第2速調コイル262fを巻装する。
補助巻線巻装体212の巻装を終了すると、渡り線α2、渡り線β2、渡り線γ2はインシュレータ5の連結部51に略四角形状となるように配置される。
上述のようにして製作した主巻線巻装体211と、補助巻線巻装体212とを、図24に示すように交互に環状に配置させ、ティースコアの圧入部とヨークコアの圧入部を圧入することで回転電機の固定子を構成することができる。
更に、この固定子の内周側に、シャフトを有する円筒の回転子を入れることで回転電機300を構成する。
なお、主巻線巻装体211の渡り線は実際には見えない状態となるため、図では点線で記載している。
補助巻線巻装体212の渡り線配置位置をインシュレータ5の突出部の下側(補助巻線巻装体212の軸方向)に配置したことで、主巻線巻装体211の渡り線と固定子の径方向に位置をずらした状態で配置することができ、それぞれの渡り線の間の絶縁距離を確保することができる。
また、本実施の形式では、速調段数は3であったが、磁極8個の時、3+4×Nの段数(Nは0以上の整数)の場合に同様の効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態4を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
本実施の形態は、インシュレータの構造とコイルの巻装場所が異なるだけで、他は実施の形態1と同様である。
図25(a)は、インシュレータ302の平面図である。
図25(b)は、インシュレータ302の斜視図である。
図26は、速調コイルを巻装した主巻線巻装体311の平面図である。
主巻線巻装体311は、中壁と外壁との間に基準コイル(主コイル)を巻装し、中壁と内壁との間に第1速調コイルを巻装している。
本実施の形態では、主巻線巻装体311に基準コイルを巻装した後、第1速調コイルを巻装することで主巻線巻装体311を構成することができる。また、補助巻線巻装体のインシュレータは実施の形態1で示した(図2)インシュレータ2で構成する。
インシュレータ302のコイル巻装領域に中壁305を設けることで、主巻線巻装体311を構成する基準コイル(主コイル)と第1速調コイルの距離を離すことができる。基準コイルと第1速調コイルの電位差が大きい場合、これらの距離が離れていると絶縁性能が向上する。
なお、本実施の形態では中壁305を1個としたが、この数に限定されるものではない。また、基準コイルと第1速調コイルが巻装される領域を入れ替えても良い。
以下、この発明の実施の形態5を図を用いて説明する。
本実施の形態では、回転電機である電動機について、特に、固定子を各磁極に分割した分割鉄心構造の電動機(ブラシレス直流電動機)について説明する。
図33は、コイルを除いた回転電機500の平面模式図である。
回転電機500の固定子を構成する磁極の数は全部で9個である。
U相、V相、W相の各相を構成する磁極の数はそれぞれ3個である。また速調段数は2段(基準相コイル+第1速調相コイル)の例を説明する。
これらの部品を図33に示すように配置することで回転電機500を構成することができる。
ただし、この図では、U相、V相、W相に巻かれる巻線や渡り線は省略してある。
磁極1は、円弧面を有したヨーク1aとヨーク1aから内周方向に突出したティース1bで構成される。
図27(b)は、回転電機500の磁極1の斜視図である。
磁極1は、円弧面を有したヨーク1aとヨーク1aから内周方向に突出したティース1bで構成される。
図28(a)は、磁極1に装着するインシュレータ502の平面図である。
図28(b)は、磁極1に装着するインシュレータ502の斜視図である。
インシュレータ502は絶縁性の樹脂で成形されており、内壁と外壁があり、外壁には渡り線収納部528を複数有する。さらに外壁には2つのスリット529を設けてある。 また外壁の軸方向上側端部には導電体であるピン526が一体に成形されている。
3相分の部品を図33に示すように配置することで、回転電機500の固定子を構成することができる。
図30は、U相巻線巻装体511U1〜511U3に、U相の巻線(基準相コイル・第1速調コイル)の巻装を開始する前の状態を示す平面図である。
図30に示すように、U相巻線巻装体511U1〜511U3を円環状に配置し、U相巻線巻装体511U1対してノズル7を対向させ巻線を行う。ノズル7は中空円筒となっており、ノズル7内を導線71が通っている。
また、ノズル7は、3個のU相巻線巻装体511U1〜511U3の内周側の中心に、周方向に回転可能に挿入されている。
なお、同図31以降は、説明の簡略化のためノズル7は省略している。
まず、第1係止工程として、基準相コイル506の巻き始め線(導線71)の端部を、U相巻線巻装体511U1のピン526U1に係り止めする。
U相巻線巻装体511U1にノズル7を対向させて基準相コイル506U1を巻装する。
基準相コイル506U1の巻装を終了すると、渡り線α4をスリット529に引っ掛けて、U相巻線巻装体511U1の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に収容する。
その後、U相巻線巻装体511U2の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に渡り線α4を収納し、スリット29に引っ掛けてから引き続いてU相巻線巻装体511U2に基準相コイル506U2を巻装する。
このとき、渡り線α4は切断せず、連続して巻装する。同様に、U相巻線巻装体511U3に基準相コイル506U3を巻装する。
基準相コイル506U3の巻装を終えると、第2係止工程として、基準相コイル506U3の巻き終わり線をU相巻線巻装体511U3のピン526U3に係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図32は、U相巻線巻装体511U1〜511U3の上から速調相コイル561U1〜561U3を巻装した後の状態を示す平面図である。
第1速調相コイルの巻装は、最後に基準相コイル506U3を巻装したU相巻線巻装体511U3から始める。
ノズル7は、U相巻線巻装体511U3に対して現在対向しているので、そのまま第1速調相コイル561U3を巻装する。
第1速調相コイル561U3の巻装を終了すると、渡り線β4をスリット529に引っ掛けて、U相巻線巻装体511U3の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に収容する。
その後、U相巻線巻装体511U1の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に渡り線β4を収納し、スリット29に引っ掛けてから引き続いてU相巻線巻装体511U1に第1速調相コイル561U1を巻装する。
このとき、渡り線β4は切断せず、連続して巻装する。同様に、U相巻線巻装体511U2に第1速調相コイル561U2を巻装する。
第1速調相コイル561U2の巻装を終えると、第3係止工程として、第1速調相コイル561U2の巻き終わり線を、U相巻線巻装体U2のピン526U2に係り止めする。
ここで導線71を切断し、U相巻線巻装体511U1〜511U3への巻装作業が完了する。
なお、V相の基準相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から3番目の位置にある溝に収納する。V相の第1速調相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から4番目の位置にある溝に収納する。
W相の基準相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から5番目の位置にある溝に収納する。W相の第1速調相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から6番目の位置にある溝に収納する。
図33(a)は、回転電機500の平面模式図である。
このような方法で製作したU相巻線巻装体511U1〜511U3と、V相巻線巻装体511V1〜511V3と、W相巻線巻装体511W1〜511W3を、図33に示すように、時計回りに、W相巻線巻装体511W1、V相巻線巻装体511V1、U相巻線巻装体511U1、W相巻線巻装体511W2、V相巻線巻装体511V2、U相巻線巻装体511U2、W相巻線巻装体511W3、V相巻線巻装体511V3、U相巻線巻装体511U3という順番で環状に配置させることで回転電機500の固定子を構成することができる。
図15(b)は回転電機500の回転子509の斜視図である。
回転子509は回転子鉄心592の内径側中央部にシャフト591が貫通していて、回転子鉄心592の外周側にはリング状の永久磁石593が配置されている。
基準相コイルの巻き終わり線をピンに係り止めした後、巻き終わり線を切断することなく、第1速調相コイルの巻装を行うようにしたので、速調相コイルの数が増加してもピンの数を抑制することができ、部品点数の増加を抑制できる。
また、基準相コイルの巻き終わり線の係り止め動作と第1速調相コイルの巻き始め線の係り止め動作を1回に集約したため、生産性を向上することができる。
また、基準相コイルの巻き終わりの磁極と、第1速調相コイルの巻き始めの磁極が同じであるため、再度ノズルを対向させる動作を行う必要が無い。これによりさらに生産性を向上することができる。
さらに、ピンの数が少ないということは、インシュレータにピンを一体に成形するための導電体圧入穴が少なくて良いため、巻線を巻くスペースに導電体圧入穴を設けずにすむ。
これにより、少ないスペースで所望のトルクを得ることができ、回転電機の大型化を防止し、使用する永久磁石等の材料の増加を抑制できる。
図34は、本実施の形態の送風機の1種である換気扇35の断面図である。
換気扇35は電動機36、羽根37、ケース38とから構成されている。
電動機36としては、実施の形態1〜5までの回転電機が使用可能である。電動機36のシャフトが羽根37に接続されており、電動機36が回転すると羽根37も回転する構造となっている。
このような構成とすることで、次の効果がある。
速度調整が必要な換気扇35に、本発明の電動機を使用することで、速度調整が可能な換気扇35の生産性を高めることができる。
図35は、本実施の形態の送風機の1種である扇風機75の斜視図である。
扇風機75は、電動機78、羽根カバー76、ベース77、羽根(図示なし)とから構成されている。電動機78としては実施の形態1〜5までの回転電機が使用可能である。
電動機78のシャフトが羽根に接続されており、電動機78が回転すると羽根も回転する構造となっている。
このような構成とすることで、次の効果がある。
速度調整が必要な扇風機75に、本発明の回転電機を使用することで、速度調整が可能な扇風機の生産性を高めることができる。
磁性体で構成される複数のティースからなる第1ティース群の各前記ティースに、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、前記導線により前記基準コイルに重ねて更に集中巻きした複数層の速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される複数のティースからなる第2ティース群の各前記ティースに、前記導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
前記第1コイル群に属するコイルと前記第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き始め端部及び前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準コイルを巻装するティースと、最初に前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースであり、
前記複数層の前記速調コイルの、一の層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調コイルを巻装するティースと、最初に次層の前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなるものである。
それぞれ磁性体で構成される複数のティースからなるティース群の各前記ティースに、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした三相の相コイル群を有し、
前記三相の内、一の相コイル群は、前記基準相コイルに重ねて更に前記導線を集中巻きした複数層の速調相コイルを有し、
前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き始め端部及び前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準相コイルを巻装したティースと、最初に前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースであり、
前記複数層の前記速調相コイルの、一の層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調相コイルを巻装したティースと、最初に次層の前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなるものである。
磁性体で構成される複数のティースからなる第1ティース群を環状に配置する、第1ティース群配置工程と、
最初に、前記第1ティース群の基準コイルの巻装に使用する導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
前記第1ティース群の全ての前記ティースに基準コイルを連続して集中巻きする第1基準コイル巻装工程と、
前記第1基準コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
前記第2係止工程の後、前記第1ティース群の最後に前記基準コイルを巻装したティースから巻装し始めて、前記第1ティース群のその他の各ティースに、前記第1基準コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して速調コイルを巻装する速調コイル巻装工程と、
前記速調コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第3係止工程と、
前記第3係止工程の後、
引き続き前記速調コイル巻装工程で最後に前記速調コイルを巻装したティースから始めて、その他の前記第1ティース群に属する各ティースに対しては、1つ下層の前記速調コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調コイルを更に巻装する重層速調コイル巻装工程と、
前記重層速調コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第4係止工程とを有し、
前記重層速調コイル巻装工程と前記第4係止工程を交互に所定の回数繰り返し、
全ての工程を連続する1本の前記導線で実施するものである。
磁性体で構成される三相の各相ティース群を所定の順序で配置する、相ティース群配置工程と、
最初に、一の相ティース群の基準相コイルの巻装に使用する1本の導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
前記一の相ティース群にそれぞれ前記基準相コイルを連続して集中巻きする基準相コイル巻装工程と、
前記基準相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
前記第2係止工程の後、前記一の相ティース群の最後に前記基準相コイルを巻装したティースから巻装し始めて、前記一の相ティース群のその他の各ティースに、前記基準相コイルを巻装した順序と同じ順序で速調相コイルを巻装する速調相コイル巻装工程と、
前記速調相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第3係止工程と、
前記第3係止工程の後、
引き続き前記速調相コイル巻装工程で最後に前記速調相コイルを巻装したティースから始めて、その他の前記一の相ティース群に属するティースに対しては、1つ下層の前記速調相コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調相コイルを更に巻装する重層速調相コイル巻装工程と、
前記重層速調相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第4係止工程とを有し、
前記重層速調相コイル巻装工程と前記第4係止工程を交互に所定の回数繰り返し、全ての工程を連続する1本の前記導線で実施するものである。
磁性体で構成される複数のティースからなる第1ティース群の各前記ティースに、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、前記基準コイルに重ねて更に集中巻きした複数層の速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される複数のティースからなる第2ティース群の各前記ティースに、前記導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
前記第1コイル群に属するコイルと前記第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き始め端部及び前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準コイルを巻装するティースと、最初に前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースであり、
前記複数層の前記速調コイルの、一の層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調コイルを巻装するティースと、最初に次層の前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載したものである。
それぞれ磁性体で構成される複数のティースからなるティース群の各前記ティースに、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした三相の相コイル群を有し、
前記三相の内、一の相コイル群は、前記基準相コイルに重ねて更に前記導線を集中巻きした複数層の速調相コイルを有し、
前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き始め端部及び前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準相コイルを巻装したティースと、最初に前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースであり、
前記複数層の前記速調相コイルの、一の層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調相コイルを巻装したティースと、最初に次層の前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載したものである。
図20〜図23は、補助巻線巻装体212の4個の補助巻線巻装部212e〜212hに補助コイル(基準コイル・第1速調コイル・第2速調コイル)を巻装する各工程における各補助巻線巻装部212e〜212hの平面図である。
図20は、各コイルの巻装を開始する前の補助巻線巻装部212e〜212hの状態を示す平面図である。
図に示すように、補助巻線巻装体212を、完成した固定子の配置とほぼ同じ外径及び位置と成るように環状に配置する。
実施の形態2と同様に、本実施の形態でも、補助巻線巻装体212を、補助巻線巻装体212の中心軸を中心として回転させることにより、補助巻線巻装体212の外周側に固定されているフライヤ208に、それぞれの補助巻線巻装部212e〜212hを正対させて各コイルを巻装する。
補助巻線巻装体212への各コイルの巻装時には、補助巻線巻装体212は、矢印Z軸方向に回転させる。
このときインシュレータ202の導電体圧入穴224には導電性のピン226をそれぞれ2本、計8本圧入し固定している。
図21以降は説明の簡略化のためフライヤは省略している。
U相巻線巻装体511U1にノズル7を対向させて基準相コイル506U1を巻装する。
基準相コイル506U1の巻装を終了すると、渡り線α4をスリット529に引っ掛けて、U相巻線巻装体511U1の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に収容する。
その後、U相巻線巻装体511U2の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に渡り線α4を収納し、スリット529に引っ掛けてから引き続いてU相巻線巻装体511U2に基準相コイル506U2を巻装する。
このとき、渡り線α4は切断せず、連続して巻装する。同様に、U相巻線巻装体511U3に基準相コイル506U3を巻装する。
基準相コイル506U3の巻装を終えると、第2係止工程として、基準相コイル506U3の巻き終わり線をU相巻線巻装体511U3のピン526U3に係り止めする。
ここでも導線71は切断しない。
図32は、U相巻線巻装体511U1〜511U3の上から速調相コイル561U1〜561U3を巻装した後の状態を示す平面図である。
第1速調相コイルの巻装は、最後に基準相コイル506U3を巻装したU相巻線巻装体511U3から始める。
ノズル7は、U相巻線巻装体511U3に対して現在対向しているので、そのまま第1速調相コイル561U3を巻装する。
第1速調相コイル561U3の巻装を終了すると、渡り線β4をスリット529に引っ掛けて、U相巻線巻装体511U3の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に収容する。
その後、U相巻線巻装体511U1の渡り線収納部528の、軸方向に下から2番目の位置にある溝に渡り線β4を収納し、スリット29に引っ掛けてから引き続いてU相巻線巻装体511U1に第1速調相コイル561U1を巻装する。
このとき、渡り線β4は切断せず、連続して巻装する。同様に、U相巻線巻装体511U2に第1速調相コイル561U2を巻装する。
第1速調相コイル561U2の巻装を終えると、第3係止工程として、第1速調相コイル561U2の巻き終わり線を、U相巻線巻装体511U2のピン526U2に係り止めする。
ここで導線71を切断し、U相巻線巻装体511U1〜511U3への巻装作業が完了する。
なお、V相の基準相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から3番目の位置にある溝に収納する。V相の第1速調相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から4番目の位置にある溝に収納する。
W相の基準相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から5番目の位置にある溝に収納する。W相の第1速調相コイルの渡り線は、渡り線収納部528の軸方向に下から6番目の位置にある溝に収納する。
図33(a)は、回転電機500の平面模式図である。
このような方法で製作したU相巻線巻装体511U1〜511U3と、V相巻線巻装体511V1〜511V3と、W相巻線巻装体511W1〜511W3を、図33に示すように、時計回りに、W相巻線巻装体511W1、V相巻線巻装体511V1、U相巻線巻装体511U1、W相巻線巻装体511W2、V相巻線巻装体511V2、U相巻線巻装体511U2、W相巻線巻装体511W3、V相巻線巻装体511V3、U相巻線巻装体511U3という順番で環状に配置させることで回転電機500の固定子を構成することができる。
図33(b)は回転電機500の回転子509の斜視図である。
回転子509は回転子鉄心592の内径側中央部にシャフト591が貫通していて、回転子鉄心592の外周側にはリング状の永久磁石593が配置されている。
Claims (32)
- 磁性体で構成される第1ティース群に、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、前記基準コイルに重ねて更に集中巻きした速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される第2ティース群に、前記導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
前記第1コイル群に属するコイルと前記第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き始め端部及び前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準コイルを巻装するティースと、最初に前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機。 - 前記第1ティース群の内、最初に前記速調コイルを巻装したティース以外の各ティースに、前記第1基準コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調コイルを巻装する請求項1に記載の回転電機。
- 前記第1コイル群は集中巻きした複数層の前記速調コイルを有し、
前記複数層の前記速調コイルの内、最上層以外の一の層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調コイルを巻装するティースと、最初に次層の前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースである請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 - 前記第1ティース群を形成する複数のティースの先端側を環状に連結して取り付ける連結部を有する第1インシュレータと、
前記第2ティース群を形成する複数のティースの先端側を環状に連結して取り付ける連結部を有する第2インシュレータと、
前記第1インシュレータを取り付けた前記第1ティース群及び前記第2インシュレータを取り付けた前記第2ティース群を内周面に取り付ける環状のヨークコアとを有する請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 各前記コイル間の渡り線は前記連結部に配置する請求項4に記載の回転電機。
- 前記第1インシュレータ及び前記第2インシュレータの少なくとも一方の前記連結部は、環状に形成されている請求項4又は請求項5に記載の回転電機。
- 環状の前記連結部の内周縁には、前記固定子の軸方向に立設するフランジ部を備える請求項6に記載の回転電機。
- 前記連結部の内径は、前記回転子の外径より大である請求項7に記載の回転電機。
- 前記第2インシュレータの前記連結部は、前記固定子を軸方向から見たときに前記速調コイルとオーバーラップする位置に、前記固定子の径方向外側向きに突出する渡り線係止部を有する請求項4乃至請求項8のいずれか一項に記載の回転電機。
- 前記第1インシュレータは、前記基準コイルを巻装する領域と、前記速調コイルを巻装する領域を分ける仕切を有する請求項4乃至請求項9のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記第1インシュレータ及び前記第2インシュレータは、ティース先端部の軸方向端部から前記固定子の軸方向に突出する2本の渡り線保持部を有する請求項4乃至請求項10のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記第1コイル群は主コイル群であり、前記第2コイル群は補助コイル群である、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記第1コイル群は補助コイル群であり、前記第2コイル群は主コイル群である、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の回転電機。
- それぞれ磁性体で構成されるティース群に、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした三相の相コイル群を有し、
前記三相の内、一の相コイル群は、前記基準相コイルに重ねて更に前記導線を集中巻きした速調相コイルを有し、
前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き始め端部及び前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準相コイルを巻装したティースと、最初に前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機。 - 前記一の相のティース群の内、最初に前記速調相コイルを巻装したティース以外の各ティースに、前記基準相コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調相コイルを巻装する請求項14に記載の回転電機。
- 前記一の相コイル群は前記導線を集中巻きした複数層の前記速調相コイルを有し、
前記複数層の速調相コイルの内、最上層以外の一の層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、導電体に接続され、
当該層の前記速調相コイルの巻き終わり端部は、連続して次層の前記速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記一の層の前記速調相コイルを巻装したティースと、最初に次層の前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである請求項14又は請求項15に記載の回転電機。 - 磁性体で構成される第1ティース群に、1本の導線により連続して基準コイルを集中巻きし、前記基準コイルに重ねて更に集中巻きした速調コイルを有する第1コイル群と、
磁性体で構成される第2ティース群に、前記導線により基準コイルを集中巻きした第2コイル群とを備え、
前記第1コイル群に属するコイルと前記第2コイル群に属するコイルが交互に配置されるように組み合わせて構成され、
前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き始め端部及び前記第1コイル群の前記基準コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準コイルの巻き終わり端部は、連続して前記速調コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準コイルを巻装するティースと、最初に前記速調コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載した送風機。 - それぞれ磁性体で構成されるティース群に、それぞれ1本の導線により連続して基準相コイルを集中巻きした三相の相コイル群を有し、
前記三相の内、一の相コイル群は、前記基準相コイルに重ねて更に前記導線を集中巻きした速調相コイルを有し、
前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き始め端部及び前記一の相コイル群の前記基準相コイルの巻き終わり端部は、それぞれ導電体に接続され、
前記基準相コイルの巻き終わり端部は、連続して速調相コイルの巻き始め端部となり、最後に前記基準相コイルを巻装したティースと、最初に前記速調相コイルを巻装するティースが同一のティースである固定子と、
回転子とからなる回転電機を搭載した送風機。 - 磁性体で構成される第1ティース群を環状に配置する、第1ティース群配置工程と、
最初に、前記第1ティース群の基準コイルの巻装に使用する導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
前記第1ティース群の全てのティースに基準コイルを連続して集中巻きする第1基準コイル巻装工程と、
前記第1基準コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
前記第2係止工程の後、前記第1ティース群の最後に前記基準コイルを巻装したティースから巻装し始めて、前記第1ティース群のその他の各ティースに、前記第1基準コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して速調コイルを巻装する速調コイル巻装工程と、
前記速調コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第3係止工程とを有し、全ての工程を連続する1本の前記導線で実施する回転電機の製造方法。 - 前記第3係止工程の後、
引き続き前記速調コイル巻装工程で最後に前記速調コイルを巻装したティースから始めて、その他の前記第1ティース群に属する各ティースに対しては、1つ下層の前記速調コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調コイルを更に巻装する重層速調コイル巻装工程と、
前記重層速調コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第4係止工程とを有し、
前記重層速調コイル巻装工程と前記第4係止工程を交互に所定の回数繰り返し、
全ての工程を連続する1本の前記導線で実施する請求項19に記載の回転電機の製造方法。 - 磁性体で構成される第2ティース群を環状に配置する、第2ティース群配置工程と、
最初に、前記第2ティース群の基準コイルの巻装に使用する1本の導線を導電体に係り止めする第4係止工程と、
前記第2ティース群の全てのティースに第2基準コイルを連続して集中巻きする第2基準コイル巻装工程と、
前記第2基準コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第5係止工程とを有する請求項19又は請求項20に記載の回転電機の製造方法。 - 前記第1ティース群配置工程及び前記第2ティース群配置工程は、固定子の製造終了時における前記第1ティース群及び前記第2ティース群の配置と同じように各前記ティース群を配置し、
前記第1基準コイル巻装工程と前記速調コイル巻装工程と前記第2基準コイル巻装工程は、前記固定子の製造終了時における前記第1ティース群及び前記第2ティース群の配置と同じ配置を維持して実施する請求項21に記載の回転電機の製造方法。 - 前記第1基準コイル巻装工程と前記速調コイル巻装工程と前記第2基準コイル巻装工程は、各ティースの外周面を旋回するフライヤと対面する位置に、前記第1ティース群及び前記第2ティース群に属する全てのティースを順次回転して正対させて実施する請求項21又は請求項22に記載の回転電機の製造方法。
- 前記第1ティース群配置工程に替えて、
前記第1ティース群に、円環状の連結部で前記第1ティース群を連結する第1インシュレータを装着して第1巻装体を製造する第1巻装体製造工程と、
前記第2ティース群配置工程に替えて、
前記第2ティース群に、円環状の連結部で前記第2ティース群を連結する第2インシュレータを装着して第2巻装体を製造する第2巻装体製造工程とを有する請求項23に記載の回転電機の製造方法。 - 前記第1基準コイル巻装工程及び前記速調コイル巻装工程において、それぞれの各前記コイルを巻装する度に、
当該コイルを巻装したティースの先端部の軸方向端部から、固定子の軸方向に突出するように配置された2本の渡り線保持部の間に、前記導線を渡してから前記第1インシュレータを回転させる請求項24に記載の回転電機の製造方法。 - 前記第1巻装体製造工程と、前記第2巻装体製造工程とでは、前記第1巻装体と前記第2巻装体を回転させる向きが逆である請求項24又は請求項25に記載の回転電機の製造方法。
- 磁性体で構成される三相の各ティース群を所定の順序で配置する、相ティース群配置工程と、
最初に、一の相ティース群の基準相コイルの巻装に使用する1本の導線の端部を導電体に係り止めする第1係止工程と、
前記一の相ティース群にそれぞれ基準相コイルを連続して集中巻きする基準相コイル巻装工程と、
前記基準相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第2係止工程と、
第2係止工程の後、前記一の相ティース群の最後に前記基準相コイルを巻装したティースから巻装し始めて、前記一の相ティース群のその他の各ティースに、前記基準相コイルを巻装した順序と同じ順序で速調相コイルを巻装する速調相コイル巻装工程と、
前記速調相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第3係止工程とを有し、全ての工程を連続する1本の前記導線で実施する回転電機の製造方法。 - 前記第3係止工程の後、
引き続き前記速調相コイル巻装工程で最後に前記速調相コイルを巻装したティースから始めて、その他の前記一の相ティース群に属するティースに対しては、1つ下層の前記速調相コイルを巻装した順序と同じ順序で、前記導線を切断せずに使用して前記速調相コイルを更に巻装する重層速調相コイル巻装工程と、
前記重層速調相コイル巻装工程の後、前記導線を導電体に係り止めする第4係止工程とを有し、
前記重層速調相コイル巻装工程と前記第4係止工程を交互に所定の回数繰り返し、全ての工程を連続する1本の前記導線で実施する請求項27に記載の回転電機の製造方法。 - U相、V相、W相の前記三相を構成する各相ティース群を環状に配置して、基準相コイル巻装工程及び速調相コイル巻装工程を実施する請求項27又は請求項28に記載の回転電機の製造方法。
- U相、V相、W相の前記三相を構成する各相ティース群を各相ティース群毎に、固定子製造終了時の前記各相ティース群の配置と同じ配置になるように、それぞれ環状に配置して前記基準相コイル巻装工程又は、前記基準相コイル巻装工程及び前記速調相コイル巻装工程を実施する請求項27又は請求項28に記載の回転電機の製造方法。
- 全ての前記コイルを巻装後の各前記相ティース群を環状に組み合わせて固定子を構成する請求項27又は請求項28に記載の回転電機の製造方法。
- U相、V相、W相で前記三相を構成する各相ティース群を所定の順序で、全体として固定子製造終了時と同じ配置になるように環状に配置して、前記基準相コイル巻装工程又は、前記基準相コイル巻装工程及び前記速調相コイル巻装工程を実施する請求項27又は請求項28に記載の回転電機の製造方法。
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