JP2010148170A

JP2010148170A - ギャップワインディングモータ

Info

Publication number: JP2010148170A
Application number: JP2008319414A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Watanabe; 和也渡邉
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】巻線作業時間の短縮、信頼性の向上、また、コストの削減等が可能なギャップワインディングモータを提供する。
【解決手段】モータ軸方向に２分割した固定子コア1の両分割コア１ａ、１ｂ間に、一筆巻きした空芯コイル１０の渡り線１１を収納できるスペーサ１４を配置するとともの、スペーサ１４に空芯コイル１０の渡り線１１を収納可能な保持穴１５を設け、巻線後に渡り線１１にスペーサ１４を挿入できるように、保持穴１５から端部に向かって広がる切込み１６を設ける。スペーサ１４は、多相コイルにおいては軸方向に相分だけ重ね、円周方向にオフセットさせて配置することで、重なり合う渡り線１１の位置決め、絶縁とスペーサとしての機能を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一筆巻きコイルと絶縁用スペーサを用いた固定子コイルを有するギャップワインディングモータに関するものである。特にコイル端末の処理構造に関するものである。

近年、コイル巻線の結線作業を不要にし、モータの組立て作業効率を向上させるために、コイルの巻線作業を一筆巻きで行なうことが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
従来の、一筆巻きコイルを用いたギャップワインディングモータの端末処理構造は、図８、図９、および図１０に示すようになっている。なお、図８は、従来のコイル端末処理をしたギャップワインディングモータの固定子の形状を示す側断面図、図９は、そのコイル端末処理部の部分拡大図、図１０は、一筆巻きを施した空芯コイルの展開図である。
図８ないし図１０において、１ａ、１ｂは軸方向に分割された固定子コア、２ａ、２ｂはコイル端末、１０は一筆巻きされた空芯コイル、１１は前記空芯コイルの渡り線、１４はスペーサ、１７は固定子コア１ａ、１ｂ間の空隙である。
固定子Ｓは、珪素鋼板を積層して円筒状に成形された固定子コア１ａ、１ｂと、前記固定子コア１ａ、１ｂの内周面に所要の絶縁耐圧を確保するために設けた薄い絶縁層を介して回転磁界形成用の前記空芯コイル１０を等間隔に巻装してなる電機子巻線を有して構成されている。前記電機子巻線は、樹脂でモールドまたは含浸され、前記固定子コア１ａ、１ｂと一体に固着されている。
また、回転子Ｒは、前記固定子Ｓと磁気的空隙を介して同心円状に配置され、かつ、シャフト４と、前記シャフト４の外周面に設けられると共に、交互に極性が異なる複数の磁極を有し、かつ、円弧状に分割された例えば希土類の永久磁石３を備えて構成されている。前記
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回転子Ｒは、前記固定子Ｓとの間で、負荷側および反負荷側軸受７、８を介して回転自在に支承されている。
前記固定子Ｓの空芯コイル１０の端末処理は、モータ軸方向に２分割された固定子コアの両分割コア１ａ、１ｂ間にスペーサ１４を配置し、所定の固定子コア間空隙１７を設け、前記固定子コア間空隙１７内に前記空芯コイル１０の渡り線１１を配置し、同時に中性点結線を行っている。
このとき前記渡り線１１および中性点結線部には絶縁性チューブ１２が挿入され、各コイル間の絶縁を得ている。また前記固定子コア間空隙１７に充填されるようモールドを施し、両分割コイル１ａ、１ｂの固定強度を向上させ、コイル絶縁の向上と電流によるコイルの振動を抑えている。
特開２００７−１５９３３１号公報

従来の、一筆巻きされた空芯コイルの端末処理構造では、渡り線に絶縁性のチューブを挿入し、各コイル間の絶縁を得ていたが、Ｏ形のチューブを用いた場合、絶縁性のチューブは巻線工程において挿入しなければならず、巻線作業時間が増加し、コスト増になるという問題があった。また、Ｃ形のチューブを用いた場合には、円周方向に対して３６０°連続して繋がっていないため、場合によってはコイルがむき出しの状態となり、コイル間での短絡やコイルと構造物との短絡が発生するなど信頼性に関わる問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、巻線作業時間の短縮、信頼性の向上、また、コストの削減等が可能なギャップワインディングモータを提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、固定子コアと、前記固定子コアの内周面または外周面の何れか一方に、回転磁界形成用の複数の空芯形状コイルを配設してなる電機子巻線とを備えた固定子と、前記固定子と磁気的空隙を介して対向する回転子と、を備え、前記固定子コアが前記空芯形状コイルの空芯部長さの範囲内で高さ方向に分割され、これら分割された前記固定子コアの間の空隙部に、複数の前記空芯形状コイルを各相で一筆巻きの巻線を形成したものを配設してなり、各々の端末が、各相ごとに互いに渡り線によって接続され、スペーサによって前記空隙部の距離を一定に維持しているギャップワインディングモータにおいて、前記空隙部に配置されたスペーサは、前記渡り線と平行な方向に続く渡り線用の保持穴を有し、前記保持穴から端部にむかって広がる切込み部を有し、前記切込み部内に前記渡り線を配置したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記スペーサを、前記コイル数と同数に円周方向に分割したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記スペーサを、軸方向に相分だけ重ねたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記スペーサの各相に対するスペーサ位置を、渡り線の方向に対し円周方向にオフセットしたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によると、スペーサに一筆巻きコイルの渡り線の絶縁効果を与えることで絶縁性のチューブを廃止することができる。これにより、巻線作業時間の短縮、信頼性の向上、また、コストの削減等が可能なギャップワインディングモータを提供することができる。
請求項２から請求項４に記載の発明によると、連続し、かつ重なり合う一筆巻きコイルにおいても各相ともに、コイルとコイルまたコイルと構造物の絶縁を得ることができ、信頼性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施例におけるギャップワインディングモータを示す側断面図である。図２が、図１のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した側面図である。図３は、本発明の第１実施例におけるスペーサを示す側面図である。図４は、本発明の第１実施例におけるスペーサを示す正面図である。図５は、本発明の第１実施例におけるスペーサの組体を示す斜視図であり、一筆巻きの空芯コイルの渡り線の絶縁を目的に配置されたスペーサについて図示したものである。本実施例では、２０極、１５コイルのインナーロータ形ギャップワインディングモータの一例を示している。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じ点についてはその説明を省略し、異なる点のみ説明する。

本発明が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、モータの軸方向に２分割された固定子コアの両分割コア１ａ、１ｂ間に、一筆巻きの空芯コイル１０の渡り線１１の絶縁をかねたスペーサ１４を配置した点である。前記スペーサ１４は、円周方向にコイルと同数に分割され、さらに、円周方向に渡り線１１の保持穴１５を有し、前記渡り線１１を前記保持穴１５内に配置することで、絶縁構造を得ている。また、前記保持穴１５には端部に向かって広がる、渡り線挿入用の切込み１６を有しているため、前記渡り線１１の挿入を容易に行うことができる。各スペーサ１４は、図６に示すように軸方向に３相分重ねられ、円周方向には一定量分だけオフセットされており、図５に示すような形を複数個形成している。このとき、オフセットにより、スペーサ間空隙１８を設けている。これを連結することで、３相コイルのように連続して重なり合う場合においても、一筆巻きコイルの渡り線１１は絶縁が確保される構造となる。
また、前記両分割コア１ａ、１ｂ間の空隙１７にコイル中性点１３を配置する場合には、中性点付近において、スペーサ長を調整することで、結線用の空隙が生まれるため、中性点結線処理が可能となる。さらに、コイル絶縁の向上等の目的で樹脂等によるモールドを施す場合には、スペーサ間空隙１８を設けたことで前記スペーサ間空隙１８からスペーサ１４に設けた渡り線１１用の前記保持穴１５、渡り線挿入用の切込み部１６へ樹脂が充填されるためより安定した絶縁構造を得ることが可能となる。

本発明の第１実施例におけるギャップワインディングモータを示す側断面図である。図１のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した側面図である。本発明の第１実施例におけるスペーサを示す側面図である。本発明の第１実施例におけるスペーサを示す正面図である。本発明の第１実施例におけるスペーサの組体を示す斜視図である。本発明の第１実施例におけるスペーサ組体を示す展開図である。本発明の第１実施例におけるコイル端末処理を示す展開図である。従来技術におけるギャップワインディングモータを示す側断面図である。図８ギャップワインディングモータの電磁部を拡大した側面図である。従来技術におけるコイル端末処理を示す展開図である。

符号の説明

１ａ分割コア
１ｂ分割コア
２ａコイル端末
２ｂコイル端末
３永久磁石
４シャフト
５負荷側ブラケット
６反負荷側ブラケット
７負荷側軸受
８反負荷側軸受
９フレーム
１０空芯コイル
１１渡り線
１２絶縁性チューブ
１３コイル中性点
１４スペーサ
１５保持穴
１６切込み部
１７空隙
１８スペーサ間空隙
Ｓ固定子
Ｒ回転子

Claims

固定子コアと、前記固定子コアの内周面または外周面の何れか一方に、回転磁界形成用の複数の空芯形状コイルを配設してなる電機子巻線とを備えた固定子と、
前記固定子と磁気的空隙を介して対向する回転子と、を備え、前記固定子コアが前記空芯形状コイルの空芯部長さの範囲内で高さ方向に分割され、これら分割された前記固定子コアの間の空隙部に、複数の前記空芯形状コイルを各相で一筆巻きの巻線を形成したものを配設してなり、各々の端末が、各相ごとに互いに渡り線によって接続され、スペーサによって前記空隙部の距離を一定に維持しているギャップワインディングモータにおいて、
前記空隙部に配置されたスペーサは、前記渡り線と平行な方向に続く渡り線用の保持穴を有し、前記保持穴から端部にむかって広がる切込み部を有し、前記切込み部内に前記渡り線を配置したことを特徴とするギャップワインディングモータ。
前記スペーサは、前記コイル数と同数に円周方向に分割したことを特徴とする請求項１記載のギャップワインディングモータ。
前記スペーサは、軸方向に相分だけ重ねたことを特徴とする請求項１記載のギャップワインディングモータ。
前記スペーサの各相に対するスペーサ位置を、渡り線の方向に対し円周方向にオフセットしたことを特徴とする請求項１記載のギャップワインディングモータ。