JP4509088B2 - 回転電機の製造法 - Google Patents
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Description
この発明による実施の形態1を図1から図4までについて説明する。図1は、この発明の実施の形態1に関わる回転電機の構成を示す縦断面図である。図2は固定子の構成を示す斜視図である。図3は固定子へのコイルアセンブリの挿入状況を示す主要部斜視図である。図4は固定子内に装着されるコイルアセンブリの形状を示す斜視図である。
電機子巻線:固定子の各相を構成するコイルである。コイルアセンブリ12を複数個接続して構成される。
コイルアセンブリ:複数回巻き回しをされたコイルである。コイルアセンブリ12の接続点を固定子コア11の固定子スロット14に挿入した後または挿入する前に接続して電機子巻線を構成する。
コイルセグメント:一列に複数回巻き回されたコイルである。複数のコイルセグメント15を接続してコイルアセンブリ12を構成する。
すなわち、分布巻の固定子1において固定子スロット14の内外層に略同一形状でティース13に電機子巻線のコイルを巻線する回転電機において、予め略同一形状に成形したコイルアセンブリ12を作り、前記コイルアセンブリ12を一方の固定子スロット14では外周側に、他方の固定子スロット14では内周側に挿入することで製作する。予め複数回巻き回されたコイルアセンブリ12を固定子コア11に挿入することで1固定子スロットに巻き回されるターン数を増やすことができるとともに、固定子スロット14内の占積率が向上することができる。また、内外層に挿入される場合、略同一形状になり各コイルアセンブリ12の抵抗,インダクタンス,冷却性等が同じになる。また、同一形状のコイルアセンブリ12を作ることは容易であり、さらに固定子コア11を製造する工程とコイルアセンブリ12を製造する工程を別々に行い、後でコイルアセンブリ12を固定子コア11に挿入する工程とすることで生産に掛かる時間を短縮することができ、製造コストを削減できる。
すなわち、分布巻の固定子1において固定子スロット14の内外層に略同一形状でティース13に電機子巻線のコイルを巻線するときに、予め略同一形状に成形したコイルアセンブリ12を作り、前記コイルアセンブリ12を一方の固定子スロット14では外周側に、他方の固定子スロット14では内周側に挿入することで製作する。予め複数回巻きまわしたコイルアセンブリ12を固定子コア11に挿入することで1固定子スロットに巻きまわされるターン数を増やすことができるとともに、固定子スロット14内の占積率が向上することができる。また、内外層に挿入される場合、略同一形状になり各コイルアセンブリ12の抵抗,インダクタンス,冷却性等が同じになる。また、同一形状のコイルアセンブリ12を作ることは容易であり、さらに固定子コア11を製造する工程とコイルアセンブリ12を製造する工程を別々に行い、後でコイルアセンブリ12を固定子コア11に挿入する工程とすることで生産に掛かる時間を短縮することができ、製造コストを削減できる。
この発明による実施の形態2を図5および図6について説明する。図5はこの発明の実施の形態2の固定子の主要部斜視図、図6はコイルアセンブリ12の斜視図である。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
その後、実施の形態1と同様に、図5に示すように、固定子スロット14にコイルアセンブリ12を挿入し、挿入する1対の固定子スロット14において外層側に挿入される固定子スロット14と内層側に挿入される固定子スロット14を持つようにする。すなわち、コイルアセンブリ12は、片側の固定子スロット14ではコイルアセンブリ12の垂直に延在する図示左側の直線状延在部分12aが固定子スロット14の外周側を通るように収納され、片側の固定子スロット14ではコイルアセンブリ12の垂直に延在する図示右側の直線状延在部分12bが固定子スロット14の内周側を通るように収納される。
すなわち、コイルアセンブリ12を複数のコイルセグメント15で構成することにより、コイルアセンブリ12をより多層に巻くことができる。また、同じ巻数にするために固定子スロット14に挿入するコイルアセンブリ12の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ12同士を接続する必要がなくなるため、コイルエンドをコンパクトにすることができる。
すなわち、コイルセグメント15を1列にコイルを巻いて製作すると片方の端部がコイルセグメント15内側に来る。このため2個のコイルセグメント15を組みにして内側の端部を接続することで、コイルアセンブリ12の外周側に他のコイルアセンブリと12の接続部を構成することができるため、コイルアセンブリ12間の接続が容易になり、固定子の組立性が向上する。また、2個のコイルセグメント15の接続体を複数個接続することで、コイルアセンブリ15は固定子スロット14に挿入後に接続しやすいコイルエンドの外部に必ず接続点をもつため、固定子の工作性が向上する。
すなわち、コイルアセンブリ12を製作する際に、各コイルセグメント15を接続する接続部16が平坦になっていると、コイルセグメント15を接続するための工作条件が安定し、容易に接続することができ、工作性が向上する。
すなわち、コイルアセンブリ12を複数のコイルセグメント15で構成することにより、コイルアセンブリ12をより多層に巻くことができる。また、同じ巻数にするために固定子スロット14に挿入するコイルアセンブリ12の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ12同士を接続する必要がなくなるため、コイルアセンブリ12の相互接続作業を容易にすることができる。
すなわち、コイルセグメント15の内周側にある端点を用いてコイルアセンブリ12を構成することでコイルアセンブリ12間を接続するための接続点が外周に出てくるため、コイルアセンブリ12同士の接続が簡単になり、工作性が向上する。
すなわち、コイルアセンブリ12を構成するためのコイルセグメント15の接続部16が同じ位置にくるようにコイルセグメント15を巻き回すことで、接続時の位置合わせが容易となり、工作性が向上する。
この発明による実施の形態3を図7について説明する。図7はこの発明の実施の形態3のコイルアセンブリ12の斜視図である。
この実施の形態3において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1または実施の形態2における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
すなわち、平角線のコイルを用いることで容易にコイルアセンブリ12やコイルセグメント15を製作することができ、工作性が向上する。また、固定子1における固定子スロット14の形状に合った平角コイルを使用することで固定子1の占積率が向上し、回転電機の性能を向上することができる。
この発明による実施の形態4を図8について説明する。図8は実施の形態4におけるコイルアセンブリ12の主要部斜視図である。
この実施の形態4において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態3までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
すなわち、固定子スロット14に挿入する前に予め複数のコイルアセンブリ12を接続して電機子巻線を構成しておくことで、固定子1のコイルエンド付近でコイルアセンブリ12を結線するよりも安定して結線することができ、工程を簡略化することができる。
この発明による実施の形態5を図9について説明する。図9はこの発明の実施の形態5のコイルアセンブリの製作手順を示す斜視図である。
この実施の形態5において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態4までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
すなわち、予めコイルアセンブリ12を固定子スロット14への挿入後の形状に変形しておくことで挿入時のコイルアセンブリ12におけるコイルの被膜破損などの不具合を減少させることができる。
すなわち、コイルアセンブリ12を複数個のコイルセグメント15で構成することでコイルアセンブリ12の製作工程を単純化することができ、信頼性を向上できる。また、コイルセグメント15を接続しコイルアセンブリ12とした後に、固定子スロット14への挿入形状に変形することで挿入時のコイルアセンブリ12におけるコイルの被膜破損などの不具合を減少させることができる。
この発明による実施の形態6を図10について説明する。図10は実施の形態6におけるコイルアセンブリまたはコイルセグメントを製作するための巻治具の構成を示す斜視図である。
この実施の形態6において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態5までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
このような巻治具30を用いてコイルアセンブリ12またはコイルセグメント15を巻くことにより、ノズルで巻き回すよりも簡単に製作することができる。また、図9に示す実施の形態5の構成では巻き回す部分が1個所であるが、巻治具シャフト31に複数のガイド等を設置することで1度に複数個のコイルアセンブリ12またはコイルセグメント15を製作することができる。また、完成したコイルアセンブリ12またはコイルセグメント15が抜け易いように巻治具シャフト31の先端付近をテーパーを付け徐々に細くしても良い。
すなわち、巻治具30でコイルアセンブリ12またはコイルセグメント15を製作することで、安価に同一形状のコイルアセンブリ12またはコイルセグメントが得られる。
この発明による実施の形態7を説明する。
この実施の形態7において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態6までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
このように、固定子1を製作すると直線状の固定子コア構成体では、円筒形状の固定子コア11よりもスロットオープニングが広くなっているため、直線形状の固定子コア構成体にコイルアセンブリ12を挿入することで、コイルアセンブリ12を固定子スロット14の幅に合ったものにでき、この結果、固定子1の占積率を向上させることができる。また、コイルアセンブリ12の挿入時に、コイルアセンブリ12とティース13との接触によるコイルアセンブリ12のコイル被膜の破損等を回避することができ、固定子1の不良を減らすことができる。
すなわち、直線形状の固定子コア構成体では、円筒形状の固定子コア11よりもスロットオープニングが広くなっているため、直線形状の固定子コア構成体にコイルアセンブリ12を挿入し固定子コア11を製造することで、コイルアセンブリ12を固定子スロット14の幅に合ったものにでき、この結果、固定子1の占積率を向上させることができる。
Claims (2)
- 複数のティースと前記ティース間に形成され電機子巻線が巻回されるスロットを有するコアと、前記ティースを跨って対をなすスロットに巻回され前記電機子巻線を構成する複数個のコイルアセンブリを備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機を製造するにあたり、前記コイルアセンブリが略同一形状とされ、挿入される対をなすスロットにおいて、各コイルアセンブリが一方のスロットでは外層側に挿入され他方のスロットでは内層側に挿入されるものであって、1列に複数回の巻回をされたコイルセグメントを形成した後、このコイルセグメントを複数個接続して前記コイルアセンブリを構成するものであり、前記コイルアセンブリは、所定の回数を巻回され、挿入される対をなすスロットにおいて内層側と外層側となるように捻られた後、所定のスロットに挿入され、巻回される前記コイルアセンブリまたは前記コイルセグメントは専用の巻治具を用いて製造されることを特徴とする回転電機の製造法。
- 前記コアを有する固定子は前記コイルアセンブリが前記固定子コアを構成するための直線形状の固定子コア構成体のスロットへ挿入された後に丸め加工されて製造されることを特徴とする請求項1に記載の回転電機の製造法。
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