JP2007329990A - 固定子コア、固定子及び固定子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定子コア8が、電磁鋼板などの金属製で帯状の連結部材3と、円弧状ないし台形状の外面を有し、連結部材3の長寸方向に横列させられて前記外面の一個所以上が連結部材3と溶接された複数の分割ヨーク22、及び各分割ヨーク22の弦側の面より突出した複数のティース23とからなる、分割コアブロック2の群とを備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
巻き線密度を高めるために、ティース間スロットは、年々狭くなっている。そこで、この種の固定子においては、巻き線ノズルがティース間を容易に旋回できるようにするために、ヨークを円筒状に形成する前に円弧状の分割ヨーク及びそれに連なるティースからなる複数の分割コアブロックが直線状に横列させられた状態で、巻き線が施される。その後、分割コアブロックを周方向に配置し、互いに固定することにより、固定子として完成する。このように複数の分割コアブロックを直線状に横列させた状態で巻き線を施す工程は、特にインナーロータータイプの固定子においてティース間スロットがティース先端で著しく狭いことから、現状では不可欠である。
それ故、この発明の第一の課題は、複雑な金型を必要とせず、固定子の真円度に優れた固定子コア及び固定子を提供することにある。第二の課題は、巻き線工程において従来の固定子コアよりもティース間隔が広く巻き線のしやすい固定子コアを提供することにある。
金属製で帯状の連結部材と、
円弧状ないし台形状の外面を有し、連結部材の長寸方向に横列させられて前記外面の一個所以上が連結部材と接合された複数の分割ヨーク、及び各分割ヨークの弦側の面より突出した複数のティースとからなる、分割コアブロックの群と
を備えることを特徴とする。
この固定子コアは、
円弧状ないし台形状の外面を有する複数の分割ヨーク、及び各分割ヨークの弦側の面より突出した複数のティースとからなる分割コアブロックの群、並びに金属製で帯状の連結部材を準備する準備工程と、
分割コアブロックの群を連結部材の長寸方向に横列させるとともに、各分割ヨークの前記外面の1個所以上と連結部材を接合する接合工程とを備える方法により製造される。
各ティースを一対の絶縁体で挟む絶縁工程と、
絶縁体を介して各ティースにコイルを巻く巻き線工程と
全ティースが内向きになるように連結部材を湾曲させて固定する固定工程と
を備えることを特徴とする。
この発明によれば、分割コアブロックを帯状の連結部材で互いに連結しているので、連結のための金型を必要としない。そして、連結部材が金属製であるから、常温で柔軟であって分割コアブロックに対して密着性を有し、ほぼ設計通りの真円度を保つことができる。更に、組み合わせられて筒状の固定子コアとなる複数の分割コアブロックが、巻き線工程では直線状に展開された配置を採りうるので、筒状に組み合わせられた後よりもティース間隔が広く、巻き線が容易である。この容易さの程度は、従来の連結手段で分割コアブロックを連結する製造方法よりも勝っている。すなわち、従来の連結手段では分割コアブロックを直線状に展開しても分割コアブロック同士が直接連結されているか又は密接しているので、図1(a)に示すようにティース間隔L2はヨーク幅L3と等しくなる。これに対して、この発明ではヨーク外周面となる分割ヨーク外面を連結部材で連結しているので、図1(b)に示すようにティース間隔L1は、分割ヨークの外周長L4に等しく、ヨーク幅L2(=L3)よりも大きい。従って、隣り合う分割コアブロックの末端の間隔が外周長L4からヨーク幅L2を引いた長さだけ離れることとなり、巻き線ノズルの軌道半径を大きくとることができるからである。また、図2に示すように、全ティースが外向きになるように連結部材を湾曲させた状態でコイルを巻くことも可能であり、これにより巻き線が一層容易になる。
こうして製造されるこの発明の固定子は、
前記の固定子コアであって、全ティースが内向きになるように連結部材が曲げられたものと、
各ティースを軸方向もしくは周方向から挟む一対の絶縁体と、
絶縁体を介して各ティースに巻かれたコイルと
を備えることを特徴とする。
この発明の第一の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。図3は実施形態の分割コアブロックを示す分解斜視図、図4(a)及び(b)は実施形態の固定子製造方法における接合工程を示す斜視図、図5(a)及び(b)は同じく絶縁工程を示す斜視図、図6は巻き線工程を示す斜視図、図7は固定工程を示す斜視図、図8は固定子を示す平面図である。
図8に示す固定子1は、以下のようにして製造される。先ず、分割コアブロック2を6個と、図4(a)に示すように分割コアブロック2の高さとほぼ同程度の幅を有する電磁鋼板からなる帯状の連結部材3とを準備する。そして、6個の分割コアブロック2をティース23が上向きとなるように連結部材3の上に載せ、連結部材3の長寸方向に横列させる。このときの分割コアブロック2の配列ピッチは、分割ヨーク22の円弧長すなわち固定子1の円周長の1/6に設定される。図示しないが、ティース23が下向きになるように横列させて、その上に連結部材3を敷いてもよい。連結部材3は、0.2mm程度の厚さを有する。そして、各分割ヨーク22の外面22aにおける頂部と連結部材3とを図4(b)に示すようにレーザー溶接機Aにて溶接する。
これは、連結部材3として電磁鋼板からなるフープ材を用いた実施形態である。この実施形態では、連結部材3は、実施形態1におけるものと同形同質の分割コアブロック2の多数の群を横列させるのに十分な長さを有し、渦状に巻かれて保管されている。そして、必要に応じて引き出され、図9に示すように接合工程C、絶縁工程D、巻き線工程Eが順に実施される。各工程の条件は、連結部材3が実施形態1におけるよりもはるかに長いこと以外は実施形態1と同一であってよい。その後、6個一組の分割コアブロック2の群毎にカッターG、Hで連結部材3を切断する切断工程Fを経て固定工程に移る。図10に示すように、切断工程Fを絶縁工程Dと巻き線工程Eとの間に設けても良い。
図11は第三の実施形態に係る分割コアブロックを示す斜視図、図12はこの実施形態の接合工程を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図、図13はこの実施形態に係る固定子を示す平面図である。
分割コアブロック6は、分割ヨーク62とティース63とで平面視ほぼT字状をなし、分割ヨーク62の外面62aに平面部を有する点で実施形態1と異なる以外は、実施形態1におけるものと同形同質である。この分割コアブロック6から固定子を製造する場合は、各分割コアブロック6に対して連結部材3における長寸方向の異なる2以上の位置で接合することができ、接合強度を上げることができる。
図14は第四の実施形態の接合工程を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図である。この実施形態では実施形態3におけるものと同じ分割コアブロック6が用いられる。連結部材13は実施形態3と異なり、各分割ヨーク62の外面62aと対応する部分に長孔13aを有する。そして、連結部材13と外面62aを当接した状態で長孔13aに注入器Iより接着剤13bを充填することにより、両者が接合される。
図15は第五の実施形態に係る分割コアブロックを示し、(a)は斜視図、(b)は別の角度から眺めた分解斜視図、図16はこの実施形態の接合工程を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図である。
分割コアブロック7は、これまでの実施形態と同じく電磁鋼板を打ち抜いて形成された二種類のコア片71a、71bを多数枚積層してなる。コア片71aは積層体の上方の複数層と下方の複数層を構成し、中間層は全てコア片71bからなる。そして、コア片71aは実施形態3におけると同様にほぼT字状をなし、その積層体にて形成される分割ヨーク72の外面72aは平面部を有する。しかし、コア片71bは頭部中央が外面72aよりも突出している。従って、分割コアブロック7としては、外面72aの中央に方形の凸部72bが形成された形状となる。
一方、連結部材33には各分割コアブロック7の凸部72bと適合する凹部33aが形成されている。そして、この凹部33aに凸部72bを嵌合させた状態で溶接することにより、連結部材33と分割コアブロック7とが接合される。分割コアブロック7の位置を決めるジグが不要であり、接合強度も高い点で優れる。
図17は第六の実施形態に係る固定子コアを示し、(a)は平面図、(b)は(a)のB部拡大図である。
固定子コア8は、実施形態2におけるものと同形同質の連結部材3と、6個の分割コアブロック9とからなる。分割コアブロック9は、実施形態3におけるものと同じく平面視でほぼT字状をなすが、周方向の一端に凸部9a、他端にその凸部9aと相補する凹部9bが形成されている点で異なる。分割コアブロック9は、連結部材3を介して一応互いに固定されているが、連結部材3が薄くて柔軟性を有する場合でも、凹部9bと凸部9aとが係り合うことで、連結部材3よりも剛性の高い分割コアブロック9同士で位置を決め合うことが可能となり、より真円度が向上する。
図18は第七の実施形態に係る固定子を示し、(a)は固定子の斜視図、(b)はその固定子に用いられる連結部材の斜視図である。
この実施形態では、連結部材43の一端面に方形の凹部43a、他端面にこの凹部43aと相補する凸部43bが形成されている。その他の点では、実施形態1と同様である。これにより連結部材43を円筒状に折り曲げた際に端面同士を合わせやすくなり、一層真円度が向上する。
図19は第八の実施形態に係る固定子を示し、(a)は固定子の斜視図、(b)はその固定子に用いられる連結部材の斜視図である。
この実施形態では、連結部材53の一端面に台形の凹部53a、他端面にこの凹部53aと相補する凸部53bが形成されている。その他の点では、実施形態1と同様である。これにより連結部材53を円筒状に折り曲げた際に端面同士を合わせやすくなり、一層真円度が向上する。
2、6、7、9 分割コアブロック
21、71a、71b コア片
22、62、72 分割ヨーク
23、63 ティース
3、13、33、43、53 連結部材
4a、4b 絶縁体
5 コイル
8 固定子コア
Claims (12)
- 金属製で帯状の連結部材と、
円弧状ないし台形状の外面を有し、連結部材の長寸方向に横列させられて前記外面の一個所以上が連結部材と接合された複数の分割ヨーク、及び各分割ヨークの弦側の面より突出した複数のティースとからなる、分割コアブロックの群と
を備えることを特徴とする固定子コア。 - 前記接合が溶接である請求項1に記載の固定子コア。
- 各分割ヨークの前記外面に平面部が形成され、前記連結部材との接合が各平面部における横列方向の2個所以上でなされている請求項1又は2に記載の固定子コア。
- 前記連結部材に各分割ヨークと対応する位置に貫通孔が形成され、その貫通孔に充填された接着剤を介して前記接合がなされている請求項1〜3のいずれかに記載の固定子コア。
- 各分割ヨークの前記外面に凸部が形成され、前記連結部材にその凸部と適合する凹部が形成されている請求項1〜4のいずれかに記載の固定子コア。
- 各分割ヨークにおける周方向の一端面に凸部、他端面に凸部と相補する形状の凹部が形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の固定子コア。
- 前記連結部材における長寸方向の一端面に凸部、他端面に凸部と相補する形状の凹部が形成されている請求項1〜6のいずれかに記載の固定子コア。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の固定子コアであって、全ティースが内向きになるように連結部材が曲げられたものと、
各ティースを軸方向もしくは周方向から挟む一対の絶縁体と、
絶縁体を介して各ティースに巻かれたコイルと
を備えることを特徴とする固定子。 - 前記連結部材が、鋼板からなる請求項8に記載の固定子。
- 円弧状ないし台形状の外面を有する複数の分割ヨーク、及び各分割ヨークの弦側の面より突出した複数のティースとからなる、分割コアブロックの群、並びに金属製で帯状の連結部材を準備する準備工程と、
分割コアブロックの群を連結部材の長寸方向に横列させるとともに、各分割ヨークの前記外面の1個所以上と連結部材を接合する接合工程と、
各ティースを一対の絶縁体で挟む絶縁工程と、
絶縁体を介して各ティースにコイルを巻く巻き線工程と
全ティースが内向きになるように連結部材を湾曲させて固定する固定工程と
を備えることを特徴とする固定子の製造方法。 - 前記連結部材は、準備工程においては前記分割コアブロックの多数の群を横列させることのできる長さを有し、絶縁工程と巻き線工程との間、又は巻き線工程と固定工程との間に分割コアブロックの1つの群に対応する長さ毎に切断される請求項10に記載の製造方法。
- 前記巻き線工程において、全ティースが外向きになるように連結部材を湾曲させた状態でコイルが巻かれる請求項10に記載の製造方法。
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