JP5388904B2 - Rotating motor - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、自動車用電動式過給器の電動機に適応されるのに好適な磁気誘導子型回転電動機に関し、特にその界磁コイルの固定構造に関するものである。 The present invention relates to a magnetic inductor type rotary electric motor suitable for being applied to, for example, an electric motor for an automobile electric supercharger, and more particularly to a structure for fixing a field coil thereof.
従来の磁気誘導子型回転機は、その磁極ピッチが互いに半ピッチ相違するように回転軸に装着された第1磁性体と第2磁性体とからなる回転子と、第1磁性体を囲繞する第1固定子鉄心、第2磁性体を囲繞する第2固定子鉄心、第1固定子鉄心と第2固定子鉄心との間に介装され、界磁起磁力を発生させる界磁起磁力発生手段、および第1固定子鉄心と第2固定子鉄心とに巻装されて回転子にトルクを発生させるトルク発生用巻線からなる固定子と、を備えている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional magnetic inductor type rotating machine surrounds a first magnetic body with a rotor composed of a first magnetic body and a second magnetic body mounted on a rotary shaft so that the magnetic pole pitches are different from each other by a half pitch. The first stator core, the second stator core surrounding the second magnetic body, and the field magnetomotive force generated between the first stator core and the second stator core to generate the field magnetomotive force. And a stator comprising a winding for torque generation wound around the first stator core and the second stator core to generate torque on the rotor (see, for example, Patent Document 1). .
このように構成された従来の磁気誘導子型回転機では、界磁起磁力発生手段としての界磁コイルが、絶縁被覆銅線をボビンに所定回巻回した円筒状コイルに作製され、第1および第2固定子鉄心に両側から加圧挟持されてハウジング内に配設されている。そこで、従来の磁気誘導子型回転機が自動車用電動過給器の電動機として適用された場合、高温の環境下に曝され、界磁コイル(銅材)と固定子鉄心(鉄材)との熱膨張差に起因して発生する加圧力が軸方向両側から界磁コイルに作用する。これにより、界磁コイルの銅線同士が互いに擦れ合い、銅線の絶縁被膜が損傷して、電気絶縁性が悪化するという不具合があった。 In the conventional magnetic inductor type rotating machine configured as described above, the field coil as the field magnetomotive force generating means is manufactured as a cylindrical coil in which an insulation-coated copper wire is wound around a bobbin a predetermined number of times. The second stator iron core is pressed and clamped from both sides and disposed in the housing. Therefore, when a conventional magnetic inductor type rotating machine is applied as an electric motor for an electric supercharger for automobiles, it is exposed to a high temperature environment, and heat is generated between the field coil (copper material) and the stator core (iron material). The applied pressure generated due to the expansion difference acts on the field coil from both sides in the axial direction. As a result, the copper wires of the field coil rub against each other, and the insulation film of the copper wires is damaged, resulting in a problem that electrical insulation is deteriorated.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、第1固定子鉄心および第2固定子鉄心の少なくとも一方と界磁コイルとの間にばね部材を弾性変形可能に配設して、界磁コイルと固定子鉄心との熱膨張差により発生する軸方向の加圧力が界磁コイルに直接作用しないようにし、かつ界磁コイルを弾性支持し、界磁コイルの電気絶縁性の悪化を抑制でき、かつ振動に起因する界磁コイルのガタツキを抑制できる回転電動機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a spring member is arranged between at least one of the first stator core and the second stator core and the field coil so as to be elastically deformable. So that the axial force generated by the difference in thermal expansion between the field coil and the stator core does not directly act on the field coil, and the field coil is elastically supported to electrically insulate the field coil. It is an object of the present invention to obtain a rotary electric motor that can suppress deterioration of property and can prevent field coil rattle caused by vibration.
この発明に係る回転電動機は、ハウジングと、それぞれ、内周側に開口するスロットを画成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突設されて周方向に所定のピッチで複数配設されてなる内形形状に作製され、軸方向に所定距離離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置されて、上記ハウジング内に収納保持された第1固定子鉄心と第2固定子鉄心とを有する固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された多相コイルを有する固定子と、突極が周方向に等角ピッチで配設されてなる外形形状に作製された第1回転子鉄心と第2回転子鉄心とを、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心との内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転自在に収納された回転子と、円筒状の巻胴部、および該巻胴部の軸方向両端から径方向外方に延設された一対の鍔部を有するボビンと、上記ボビンの巻胴部に巻回されて円筒状に作製され、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心とのコアバック間に配設され、上記第1回転子鉄心の突極と上記第2回転子鉄心の突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁コイルと、上記第1固定子鉄心と上記ボビンとの間、および上記第2固定子鉄心と上記ボビンとの間の少なくとも一方のスロットの径方向外方の位置に弾性変形可能に介装され、該ボビンを軸方向に付勢するばね部材と、を備えている。 In the rotary electric motor according to the present invention, teeth that define a housing and a slot that opens to the inner peripheral side protrude radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical core back, and are predetermined in the circumferential direction. Produced into an inner shape with a plurality of pitches arranged, spaced apart by a predetermined distance in the axial direction, and arranged coaxially with the circumferential positions of the teeth aligned, and stored and held in the housing. A stator core having a first stator core and a second stator core, a stator having a multiphase coil wound around the stator core, and salient poles arranged at equiangular pitches in the circumferential direction; The first rotor core and the second rotor core manufactured in the outer shape are positioned on the inner peripheral side of the first stator core and the second stator core and are half-projected in the circumferential direction. The above-mentioned housing A bobbin having a rotor housed rotatably therein, a cylindrical winding drum, and a pair of flanges extending radially outward from both axial ends of the winding drum, It is wound around a winding drum and made into a cylindrical shape, disposed between core backs of the first stator core and the second stator core, and the salient poles of the first rotor core and the second A field coil for generating a field magnetic flux so that the salient poles of the rotor core have different polarities, and between the first stator core and the bobbin, and between the second stator core and the bobbin. A spring member interposed between the at least one slot in a radially outward position so as to be elastically deformable and biasing the bobbin in the axial direction.
この発明によれば、ばね部材が、第1固定子鉄心とボビンとの間、および第2固定子鉄心とボビンとの間の少なくとも一方に弾性変形可能に介装され、ボビンを軸方向に付勢している。そこで、界磁コイルと固定子鉄心との熱膨張差により軸方向の加圧力が発生しても、当該加圧力がボビンに直接作用しない。そこで、界磁コイルの巻回状態を変えるような加圧力がボビンに作用せず、界磁コイルの銅線同士が擦れ合って絶縁被膜を損傷させるような不具合が発生せず、電気絶縁性の悪化が抑制される。
また、弾性変形したばね部材の復元力がボビンを軸方向に付勢し、ボビンが弾性支持されているので、振動などに起因する界磁コイルが巻装されたボビンのガタツキが抑えられる。
According to this invention, the spring member is interposed between at least one of the first stator core and the bobbin and between the second stator core and the bobbin so as to be elastically deformable, and attaches the bobbin in the axial direction. It is fast. Therefore, even if an axial pressing force is generated due to a difference in thermal expansion between the field coil and the stator core, the pressing force does not directly act on the bobbin. Therefore, the pressurizing force that changes the winding state of the field coil does not act on the bobbin, the copper wire of the field coil rubs against each other, and the trouble that damages the insulating coating does not occur. Deterioration is suppressed.
Further, since the restoring force of the elastically deformed spring member urges the bobbin in the axial direction and the bobbin is elastically supported, backlash of the bobbin around which the field coil is wound due to vibration or the like is suppressed.
以下、本発明の磁気誘導子型回転機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a magnetic inductor type rotating machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電動機を示す断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電動機を示す要部断面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電動機の主要構成を示す一部破断斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電動機の構成を説明する分解斜視図である。
1 is a cross-sectional view showing a rotary electric motor according to
図1乃至図4において、回転電動機1は、磁気誘導子型同期回転機であり、鉄などの塊状磁性体で作製された回転軸2に同軸に固着された回転子3と、回転子3を囲繞するように配設された固定子鉄心8にトルク発生用駆動コイルとしての多相コイル11を巻装して構成された固定子7と、界磁手段としての界磁コイル12と、回転子3、固定子7および界磁コイル12を収納する有底円筒状の鉄製のフレーム14と、フレーム14の開口を塞口する端板19と、ボビン13を弾性支持するばね部材としての板ばね22と、を備えている。
1 to 4, a
回転子3は、例えば所定形状に成形された多数枚の磁性薄板としての磁性鋼板を積層一体化して作製された第1および第2回転子鉄心4,5と、所定枚の磁性鋼板を積層一体化して作製され、軸心位置に回転軸挿入孔(図示せず)が穿設された円盤状の隔壁6と、を備える。第1および第2回転子鉄心4,5は、同一形状に作製され、軸心位置に回転軸挿入孔(図示せず)が穿設された円筒状の基部4b,5bと、基部4b,5bの外周面から径方向外方に突設され、かつ軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで4つ設けられた突極4a,5aと、から構成されている。また、隔壁6の外径が第1および第2回転子鉄心4,5の外径に概略一致している。
For example, the
そして、第1および第2回転子鉄心4,5は、周方向に半突極ピッチずらして、隔壁6を介して互いに密接して配置され、それらの回転軸挿入孔に挿通された回転軸2に固着されて構成されている。
The first and
固定子鉄心8は、所定形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第1および第2固定子鉄心9,10を備える。第1および第2固定子鉄心9,10は、円筒状のコアバック9a,10aと、コアバック9a,10aの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで6つ設けられたティース9b,10bと、を備える。そして、内周側に開口するスロット9c,10cが、コアバック9a,10aと隣り合うティース9b,10bとにより画成されている。さらに、位置決め溝23,24が、溝方向を軸方向として、第1および第2固定子鉄心9,10の外周面に例えば等角ピッチで4つ凹設されている。なお、第1および第2固定子鉄心9,10は、コアバック10aがコアバック9aより僅かに大径に形成されている点を除いて、同じ形状に形成されている。
The
そして、第1および第2固定子鉄心9,10は、ティース9b、10bの周方向位置を一致させて、かつ隔壁6の軸方向厚み分離間して、後述するフレーム14の円筒部15内に軸方向に並んで配設される。
And the 1st and
多相コイル11は、絶縁被覆された導体線をスロット9c,10cを跨がないで軸方向に相対して対をなすティース9b,10bに巻回した、いわゆる集中巻き方式に巻回された3相の相コイルを有する。つまり、多相コイル11は、軸方向に相対する6対のティース9b、10bに対して順次U,V,Wの3相を2回繰り返して集中巻きに巻回して構成されている。なお、図3では、説明の便宜上、1相の相コイルのみを示している。
The
ボビン13は、絶縁性樹脂により隔壁6の軸方向厚みと同等の軸方向長さの概略糸巻き状に作製され、円筒状の巻胴部13aと、巻胴部13aの軸方向両端から径方向外方に延設された円盤状の一対の鍔部13bと、を備えている。さらに、位置決め溝25が、一対の鍔部13bの外周部に等角ピッチで4つ凹設されている。そして、界磁コイル12は、絶縁被覆された銅線をボビン13の巻胴部13aに所定回巻回して円筒状コイルに作製されている。界磁コイル12は、ボビン13に巻装された状態で、第1および第2固定子鉄心9,10のコアバック9a,10a間に介装されている。
The
フレーム14は、鉄等の塊状磁性体を用いて有底円筒状に作製され、円筒部15と、円筒部15の軸方向他端を塞口する底部16と、を備えている。円筒部15は、第1固定子鉄心9および界磁コイル12を囲繞する第1円筒部15aと第2固定子鉄心10を囲繞する第2円筒部15bとを軸方向に連設した段付き円筒状に作製されている。案内溝27が、溝方向を軸方向として、円筒部15の内周面に等角ピッチで4つ凹設されている。また、底部16の軸心位置には、ベアリングボックス17が放射状リブ18により支持されて配設されている。なお、第1円筒部15aは、第1固定子鉄心9の外径と同等の内径を有し、第1固定子鉄心9の軸方向厚みとボビン13の軸方向厚みとの総和より僅かに大きい軸方向長さに形成されている。第2円筒部15bは、第2固定子鉄心10の外径と同等の内径を有し、第2固定子鉄心10の軸方向厚みと板ばね22の軸方向厚みとの総和と同等の軸方向長さに形成されている。
The
端板19は、円盤状に作製され、円筒部15の軸方向一端にねじ30により締着固定され、フレーム14と協働してハウジングを構成する。端板19の軸心位置には、ベアリングボックス20が放射状リブ21により支持されて配設されている。
The
板ばね22は、例えば平板状の磁性鋼板をプレス成形して作製され、円環状のコアバック部22a、コアバック部22aの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで6つ設けられたティース部22b、コアバック部22aと隣り合うティース部22bとにより画成されたスロット部22cを備え、第2固定子鉄心10を構成する磁性鋼板と同じ形状に形成された基部と、コアバック部22aの一部を切り曲げて、即ち切り起こしてへの字状に折り曲げられたばね部22dと、を有する。ばね部22dは、スロット部22cの径方向外方に位置するように、周方向に等角ピッチで3つ形成されている。さらにまた、位置決め溝26が、コアバック部22aの外周部に等角ピッチで4つ凹設されている。
The
つぎに、回転電動機1の組み立て方法について説明する。
まず、フレーム14の円筒部15の内周面に凹設されて軸方向に延在する案内溝27に案内ピン(図示せず)を装着する。ついで、位置決め溝23を案内ピンに合わせ、案内ピンを案内にして、底部16に接するまで第1固定子鉄心9を第1円筒部15a内に圧入する。ついで、位置決め溝25を案内ピンに合わせ、案内ピンを案内にして、界磁コイル12の引き出し線部12aを貫通穴32から引き出しつつ、第1固定子鉄心9に接するまでボビン13に巻装された界磁コイル12を第1円筒部15a内に挿入する。さらに、第2固定子鉄心10と板ばね22とを重ね合わせ、位置決め溝24,26を案内ピンに合わせ、案内ピンを案内にして、第1円筒部15aと第2円筒部15bとの段差部15cに接するまで第2固定子鉄心10と板ばね22とを第2円筒部15b内に圧入する。
Next, a method for assembling the
First, a guide pin (not shown) is mounted in a
ついで、案内ピンを引き抜き、導体線を所定回巻回してなる相コイルを、軸方向に相対するティース9b、10cの各対に内径側から装着して、多相コイル11を固定子鉄心8に巻装する。
ついで、軸受28をフレーム14のベアリングボックス17に嵌め込み、軸受29を端板19のベアリングボックス20に嵌め込む。そして、回転軸2の一端側を軸受28に圧入する。ついで、軸受29に回転軸2の他端側を圧入させるように、端板19をフレーム14の軸方向一端に押付け、ねじ30をフレーム14の円筒部15に形成されたねじ穴31に締着して、回転電動機1が組み立てられる。
Next, a phase coil formed by pulling out the guide pin and winding the conductor wire a predetermined number of times is attached to each pair of
Next, the
このように組み立てられた回転電動機1では、第1固定子鉄心9が、底部16に接して軸方向の位置決めがなされて、第1円筒部15a内に圧入保持され、第2固定子鉄心10が、板ばね22を段差部15cに押圧して軸方向の位置決めがなされて、第2円筒部15b内に圧入保持されている。ボビン13に巻装された界磁コイル12が、第1固定子鉄心9に接して軸方向の位置決めがなされて、第1円筒部15a内に収納されている。板ばね22が、第2固定子鉄心10と段差部15cとの間に加圧挟持されて、板ばね22のコアバック部22aとボビン13との間に隙間が確保されている。そして、ばね部22dが弾性変形してボビン13を第1固定子鉄心9に押圧し、ボビン13を弾性支持している。また、第1および第2固定子鉄心9,10が、ティース9b、10bの周方向位置を一致させて、かつ軸方向に所定距離離れてフレーム14内に配設されている。多相コイル11を構成する相コイルが軸方向に相対するティース9b、10bの各対に装着されている。さらに、回転子3が、回転軸2を軸受28,29に支持されて、固定子鉄心8の内側に、かつ同軸に、フレーム14と端板19とからなるハウジング内に回転自在に配設されている。
In the rotary
ここで、回転電動機1が許容上限温度の環境下に置かれ、固定子鉄心8などの鉄部品と界磁コイル12などの銅部品との熱膨張差が生じても、板ばね22の基部とボビン13との間に微小な隙間が確保されるように、円筒部15における第1円筒部15aの軸方向長さが設定されている。
Here, even if the rotary
つぎに、このように構成された回転電動機1の動作について説明する。
Next, the operation of the rotary
界磁コイル12に通電されることにより発生した磁束は、図3中矢印で示されるように、第1固定子鉄心9内を径方向内方に流れ、ティース9bから空隙部を介して第1回転子鉄心4の突極4aに入る。第1回転子鉄心4に入った磁束は、第1回転子鉄心4内を径方向内方に流れ、回転軸2に流れ込む。回転軸2に流れ込んだ磁束は、回転軸2内を軸方向に流れ、第2回転子鉄心5に入る。第2回転子鉄心5に入った磁束は、第2回転子鉄心5内を径方向外方に流れ、突極5aから空隙部を介して第2固定子鉄心10のティース10bに入る。第2固定子鉄心10に入った磁束は、第2固定子鉄心10内を径方向外方に流れ、フレーム14の円筒部15に流れ込む。円筒部15に流れ込んだ磁束は、円筒部15内を軸方向に流れ、第1固定子鉄心9に戻る。
The magnetic flux generated by energizing the
この時、第1および第2回転子鉄心4,5の突極4a,5aが周方向に半突極ピッチずれているので、磁束は、軸方向から見ると、N極とS極とが周方向に交互に配置されたように作用する。そして、多相コイル11に回転子3の位置に応じて交流電流を流すことにより、トルクを発生させる。これにより、回転電動機1は、無整流子モータとして動作し、磁気的には、8極6スロットの集中巻き方式の永久磁石式回転機と同様に動作する。
At this time, since the
なお、界磁コイル12により磁束を発生させているので、界磁コイル12への通電を停止することで、逆起電力を取り去ることができる。この回転電動機1も、界磁制御式の回転機である。
In addition, since the magnetic flux is generated by the
この実施の形態1によれば、第1円筒部15aは、第1固定子鉄心9の軸方向厚みとボビン13の軸方向厚みとの総和より僅かに大きい軸方向長さに形成されているので、板ばね22は、ばね部22dが弾性変形可能な状態で、界磁コイル12が巻装されたボビン13と第2固定子鉄心10との間に介装されている。そして、板ばね22のコアバック部22a(基部)とボビン13との間に隙間が確保されている。
According to the first embodiment, the first
そこで、第1および第2固定子鉄心9,10などの鉄部材と界磁コイル12の銅部材との間の熱膨張差に起因する軸方向の加圧力が発生しても、板ばね22の基部とボビン13のとの間の隙間が確保されるので、当該加圧力が板ばね22の基部を介してボビン13に直接作用することがなく、界磁コイル12の巻回状態を変えるような事態が回避される。これにより、界磁コイル12の銅線同士が擦れ合って絶縁被膜を損傷させるような不具合が発生せず、電気絶縁性の悪化が抑制される。
Therefore, even if an axial pressure caused by a thermal expansion difference between the iron members such as the first and
また、エンジンなどの振動が回転電動機1に伝達されても、ボビン13に巻装された界磁コイル12の振動が、ばね部22の付勢力により抑えられるので、振動に起因するボビン13のガタツキが抑えられ、界磁コイル12の断線や絶縁不良などの発生が抑制される。
Even if the vibration of the engine or the like is transmitted to the rotary
また、板ばね22が、磁性材料で、第2固定子鉄心10を構成する磁性鋼板と同じ形状に作製されているので、板ばね22が第2固定子鉄心5から第2円筒部15bへの磁路の一部を構成し、第2固定子鉄心5から第2円筒部15bへの磁路における磁気飽和を緩和できる。さらに、ばね部22dがスロット部22cの径方向外方に位置しているので、板ばね22を通る磁路における磁気飽和を緩和できる。さらにまた、第2固定子鉄心10を構成する磁性鋼板に後加工を施してばね部22dを有する板ばね22を作製できるので、生産ラインの設備の削減が可能となり、低コスト化が図られる。
Further, since the
また、界磁コイル12が巻回されたボビン13と第2固定子鉄心10との間に隙間が形成されているので、ボビン13と第2固定子鉄心10との間に空気層が存在し、第2固定子鉄心10での鉄損や多相コイル11の銅損により発生する熱が界磁コイル12に伝達されにくくなる。なお、この回転電動機1を自動車用電動式過給器の電動機に適用する場合、界磁コイル12の温度上昇を抑える観点から、エンジンの排気系統に配設されるタービンから界磁コイル12への伝熱経路に当該隙間を位置させるように回転電動機1を配置することが好ましい。
In addition, since a gap is formed between the
また、フレーム14が、第1円筒部15aと第2円筒部15bとを軸方向に連設した段付き円筒状に作製された円筒部15と、円筒部15の軸方向他端を塞口する底部16と、を備えている。そこで、第1固定子鉄心9を底部16に接するように押圧し、板ばね22が段差部15cに接するように第2固定子鉄心10を押圧することにより、第1固定子鉄心9および第2固定子鉄心10の軸方向の位置決めが行われる。このように、第1固定子鉄心9と第2固定子鉄心10との軸方向の位置決めが容易となり、固定子7を簡易に組み立てることができる。これにより、フレーム14の第1円筒部15aを設定された軸方向長さに作製すれば、第1固定子鉄心9、ボビン13、板ばね22、第2固定子鉄心10を順次フレーム14の円筒部15に挿入するだけで、回転電動機1が許容上限温度の環境下に置かれ、固定子鉄心8などの鉄部品と界磁コイル12などの銅部品との熱膨張差が生じても、板ばね22の基部とボビン13との間に隙間を確保でき、ばね部22dが弾性変形可能な状態となっている固定子7が組み立てられる。そこで、固定子7の組み立て時に、第1固定子鉄心9、ボビン13、第2固定子鉄心10などの煩雑な軸方向位置の調整作業が不要となる。
Further, the
なお、上記実施の形態1では、基部からのばね部の突出部をボビンに接するようにボビンと第2固定子鉄心との間に板ばねを介装するものとしているが、基部からのばね部の突出部を第2固定子鉄心に接するようにボビンと第2固定子鉄心との間に板ばねを介装してもよい。この場合、板ばねを第1円筒部内に位置させるように配置することになる。そして、第1円筒部の軸方向長さを、第1固定子鉄心の軸方向長さ、ボビンの軸方向長さ、および板ばねの基部の厚みの総和より長くして、回転電動機が許容上限温度の環境下に置かれ、固定子鉄心などの鉄部品と界磁コイルなどの銅部品との熱膨張差が生じても、板ばねの基部と第2固定子鉄心との間に微小な隙間が確保されるようにすればよい。 In the first embodiment, the leaf spring is interposed between the bobbin and the second stator core so that the protruding portion of the spring portion from the base is in contact with the bobbin. A leaf spring may be interposed between the bobbin and the second stator core so that the protruding portion of the first and second stator cores are in contact with each other. In this case, it arrange | positions so that a leaf | plate spring may be located in a 1st cylindrical part. The axial length of the first cylindrical portion is longer than the sum of the axial length of the first stator core, the axial length of the bobbin, and the thickness of the base portion of the leaf spring. Even if there is a difference in thermal expansion between the iron parts such as the stator core and the copper parts such as the field coil when placed in a temperature environment, there is a minute gap between the leaf spring base and the second stator core. Should be ensured.
また、上記実施の形態1では、板ばねを第2固定子鉄心とボビンとの間にのみ介装するものとしているが、板ばねは、ボビンと第1固定子鉄心との間、およびボビンと第2固定子鉄心との間の少なくとも一方に介装すればよい。この場合、固定子鉄心などの鉄部品と界磁コイルなどの銅部品との熱膨張差に起因する軸方向の加圧力がボビン(界磁コイル)に直接作用しないように、即ち板ばねのばね部が弾性変形可能な状態を維持するように、各部品の軸方向位置を設定することになる。
また、上記実施の形態1では、ばね部がスロット部の径方向外方に位置するようにコアバック部に形成されているものとしているが、ばね部をティース部の径方向外方に位置するようにコアバック部に形成してもよい。この場合、ばね部をスロット部の径方向外方に位置するようにコアバック部に形成した場合に比べ、板ばねを通る磁路が磁気飽和しやすくなる。
In the first embodiment, the leaf spring is interposed only between the second stator core and the bobbin. However, the leaf spring is disposed between the bobbin and the first stator iron core and the bobbin. What is necessary is just to interpose at least one between 2nd stator cores. In this case, the axial force caused by the difference in thermal expansion between the iron component such as the stator core and the copper component such as the field coil does not directly act on the bobbin (field coil), that is, the spring of the leaf spring. The position in the axial direction of each component is set so that the portion can be elastically deformed.
Moreover, in the said
また、上記実施の形態1では、板ばねが磁性鋼板で作製されているものとしているが、板ばねは磁性材料に限定されるものではなく、ばね性を有する金属材料であればよい。
また、上記実施の形態1では、ばね部が磁性鋼板の一部を切り起こし、への字状に曲げて作製されているものとしているが、基部の一部を切り曲げて作製されるばね部の形状はこれに限定されるものではない。
また、上記実施の形態1では、板ばねの基部の一部を切り曲げてばね部を形成するものとしているが、コイルばねや皿ばねのばね部材を第2固定子鉄心のコアバック部に溶接などにより直接固着してもよい。
In the first embodiment, the leaf spring is made of a magnetic steel plate. However, the leaf spring is not limited to a magnetic material, and any metal material having spring properties may be used.
Moreover, in the said
In the first embodiment, a part of the base portion of the leaf spring is cut and bent to form the spring portion. However, a spring member of a coil spring or a disc spring is welded to the core back portion of the second stator core. It may be directly fixed by, for example.
また、上記実施の形態1では、円筒部を第1円筒部と第2円筒部とを軸方向に連接した段付き円筒状に形成し、第1円筒部と第2円筒部との間の段差部により第2固定子鉄心の軸方向の位置決めを行うものとしているが、円筒部の段差部を省略してもよい。この場合、回転電動機が許容上限温度の環境下に置かれ、固定子鉄心などの鉄部品と界磁コイルなどの銅部品との熱膨張差が生じても、板ばねの基部とボビンとの間に微小な隙間が確保されるように、第2固定子鉄心の円筒部内への押し込み量を制御すればよい。 In the first embodiment, the cylindrical portion is formed in a stepped cylindrical shape in which the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are connected in the axial direction, and the step between the first cylindrical portion and the second cylindrical portion is formed. The second stator core is positioned in the axial direction by the portion, but the step portion of the cylindrical portion may be omitted. In this case, even if the rotary motor is placed in an environment with an allowable upper limit temperature and there is a difference in thermal expansion between the iron parts such as the stator core and the copper parts such as the field coil, there is no difference between the base of the leaf spring and the bobbin. The amount of pushing the second stator core into the cylindrical portion may be controlled so that a very small gap is secured.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2に係る回転電動機に適用されるボビンの構成を説明する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of a bobbin applied to a rotary electric motor according to
図5において、ボビン13Aの一方の鍔部13bの外周面には、3つのばね部収納凹部33が板ばね22のばね部22dのそれぞれに対応するように周方向に等角ピッチで凹設されている。
なお、実施の形態2では、ボビン13に代えてボビン13Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
In FIG. 5, on the outer peripheral surface of one
The second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment except that a bobbin 13A is used instead of the
この実施の形態2では、第1固定子鉄心9を第1円筒部15a内に圧入した後、界磁コイルが巻回されたボビン13Aが、位置決め溝25を案内ピンに合わせ、案内ピンを案内にして、界磁コイル12の引き出し線部12aを貫通穴32から引き出しつつ、第1固定子鉄心9に接するまで第1円筒部15a内に挿入される。さらに、第2固定子鉄心10と板ばね22とを重ね合わせ、位置決め溝24,26を案内ピンに合わせ、案内ピンを案内にして、第1円筒部15aと第2円筒部15bとの段差部15cに接するまで第2固定子鉄心10と板ばね22とを第2円筒部15b内に圧入する。これにより、板ばね22のばね部22dが、ばね部収納凹部33内に収納され、弾性変形してボビン13Aを第1固定子鉄心9に押圧する。
In the second embodiment, after the
したがって、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
この実施の形態2によれば、板ばね22のばね部22dが、ばね部収納凹部33内に収納されているので、回転電動機の振動に起因するボビン13Aの回動が阻止される。そこで、ボビン13Aの回動に起因して引き出し線部12aの貫通穴32の挿入部に作用する応力が少なくなり、引き出し線部12aの絶縁不良や断線の発生が抑えられる。
Therefore, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
According to the second embodiment, since the
ここで、板ばね22をボビン13Aの軸方向両側に配置する構成において、ばね部収納凹部33をボビン13Aの両鍔部13bの外周面に凹設すれば、ばね部22dを両鍔部13bの外周面に凹設されたばね部収納凹部33内に収納することにより、第1固定子鉄心9と第2固定子鉄心10との周方向の位置決めが行われる。そこで、第1固定子鉄心9と第2固定子鉄心10との周方向の位置決めが容易となり、固定子7を簡易に組み立てることができる。
Here, in the configuration in which the
なお、上記各実施の形態では、界磁極数とスロット数との比が8:6、すなわち極スロット比が4:3であるが、極スロット比は4:3に限定されるものではなく、例えば2:3でもよい。
また、上記各実施の形態では、回転子の回転軸の両端がフレームの底部および端板に支持されているものとしているが、端板を省略し、回転子の回転軸をフレームの底部に片持ち支持させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the ratio of the number of field poles to the number of slots is 8: 6, that is, the pole slot ratio is 4: 3. However, the pole slot ratio is not limited to 4: 3. For example, it may be 2: 3.
In each of the above embodiments, both ends of the rotating shaft of the rotor are supported by the bottom and end plates of the frame. However, the end plate is omitted and the rotating shaft of the rotor is separated from the bottom of the frame. You may make it carry.
また、上記各実施の形態では、多相コイルが集中巻き方式で第1および第2固定子鉄心に巻回されているものとしているが、多相コイルは分布巻き方式で第1および第2固定子鉄心に巻回されていてもよい。
また、上記各実施の形態では、隔壁の外径が第1および第2回転子鉄心の外径に一致しているものとしているが、隔壁の外径は必ずしも第1および第2回転子鉄心の外径に一致する必要はない。
In each of the above embodiments, the multiphase coil is wound around the first and second stator cores by the concentrated winding method, but the multiphase coil is distributed by the first and second fixed winding methods. It may be wound around the child iron core.
Further, in each of the above embodiments, the outer diameter of the partition is assumed to match the outer diameter of the first and second rotor cores, but the outer diameter of the partition is not necessarily the same as that of the first and second rotor cores. It is not necessary to match the outer diameter.
また、上記各実施の形態では、第1および第2固定子鉄心、および第1および第2回転子鉄心が磁性薄板として磁性鋼板を積層して作製されているものとしているが、磁性薄板は磁性鋼板に限定されるものではなく、例えば電磁鋼板を用いてもよい。また、第1および第2固定子鉄心、および第1および第2回転子鉄心は塊状の磁性体で作製されてもよく、例えばパーマロイ粉末を絶縁した後、加圧成形し、熱処理して作製された圧粉鉄心を用いることができる。 In each of the above embodiments, the first and second stator cores and the first and second rotor cores are made by laminating magnetic steel plates as magnetic thin plates, but the magnetic thin plates are magnetic. For example, an electromagnetic steel plate may be used. In addition, the first and second stator cores and the first and second rotor cores may be made of a blocky magnetic material, for example, made by insulating a permalloy powder, pressing and heat-treating it. A compacted iron core can be used.
また、上記各実施の形態では、フレームを磁性材料で作製するものとしているが、フレームを非磁性のステンレスやアルミニウムなどで作製してもよい。この場合、磁性材料からなる軸方向磁路形成部材を第1固定子鉄心のコアバック外周面と第2固定子鉄心のコアバック外周面とを連結するように軸方向に延設する必要がある。 In each of the above embodiments, the frame is made of a magnetic material, but the frame may be made of nonmagnetic stainless steel or aluminum. In this case, it is necessary to extend the axial magnetic path forming member made of a magnetic material in the axial direction so as to connect the core back outer peripheral surface of the first stator core and the core back outer peripheral surface of the second stator core. .
1 回転電動機、2 回転軸、3 回転子、4 第1回転子鉄心、4a 突極、5 第2回転子鉄心、5a 突極、7 固定子、8 固定子鉄心、9 第1固定子鉄心、9a コアバック、9b ティース、9c スロット、10 第2固定子鉄心、10a コアバック、10b ティース、10c スロット、11 多相コイル、12 界磁コイル、13,13A ボビン、13a 巻胴部、13b 鍔部、14 フレーム(ハウジング)、19 端板(ハウジング)、22 板ばね(ばね部材)、22a コアバック部(基部)、22b ティース部(基部)、22c スロット部(基部)、22d ばね部、33 ばね部収納凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
それぞれ、内周側に開口するスロットを画成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突設されて周方向に所定のピッチで複数配設されてなる内形形状に作製され、軸方向に所定距離離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置されて、上記ハウジング内に収納保持された第1固定子鉄心と第2固定子鉄心とを有する固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された多相コイルを有する固定子と、
突極が周方向に等角ピッチで配設されてなる外形形状に作製された第1回転子鉄心と第2回転子鉄心とを、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心との内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転自在に収納された回転子と、
円筒状の巻胴部、および該巻胴部の軸方向両端から径方向外方に延設された一対の鍔部を有するボビンと、
上記ボビンの巻胴部に巻回されて円筒状に作製され、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心とのコアバック間に配設され、上記第1回転子鉄心の突極と上記第2回転子鉄心の突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁コイルと、
上記第1固定子鉄心と上記ボビンとの間、および上記第2固定子鉄心と上記ボビンとの間の少なくとも一方のスロットの径方向外方の位置に弾性変形可能に介装され、該ボビンを軸方向に付勢するばね部材と、を備えていることを特徴とする回転電動機。 A housing;
An inner shape in which teeth that define slots that open to the inner peripheral side protrude radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical core back and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. The first stator core and the second stator core, which are manufactured in the above-described manner and are coaxially arranged with a predetermined distance apart in the axial direction and with the circumferential positions of the teeth aligned with each other. And a stator having a multiphase coil wound around the stator core, and
A first rotor core and a second rotor core, which are manufactured in an outer shape in which salient poles are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction, are connected to the first stator core and the second stator core. A rotor that is positioned on the inner peripheral side and is coaxially fixed to the rotation shaft with a half salient pole pitch shifted from each other in the circumferential direction, and is rotatably accommodated in the housing;
A bobbin having a cylindrical winding drum and a pair of flanges extending radially outward from both axial ends of the winding drum;
Wound around a bobbin body of the bobbin and made in a cylindrical shape, disposed between core backs of the first stator core and the second stator core, and salient poles of the first rotor core; A field coil that generates a field flux so that the salient poles of the second rotor core have different polarities;
The bobbin is elastically deformably interposed between at least one slot between the first stator core and the bobbin and between at least one slot between the second stator core and the bobbin. And a spring member biased in the axial direction.
それぞれ、内周側に開口するスロットを画成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突設されて周方向に所定のピッチで複数配設されてなる内形形状に作製され、軸方向に所定距離離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置されて、上記ハウジング内に収納保持された第1固定子鉄心と第2固定子鉄心とを有する固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された多相コイルを有する固定子と、
突極が周方向に等角ピッチで配設されてなる外形形状に作製された第1回転子鉄心と第2回転子鉄心とを、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心との内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転自在に収納された回転子と、
円筒状の巻胴部、および該巻胴部の軸方向両端から径方向外方に延設された一対の鍔部を有するボビンと、
上記ボビンの巻胴部に巻回されて円筒状に作製され、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心とのコアバック間に配設され、上記第1回転子鉄心の突極と上記第2回転子鉄心の突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁コイルと、
上記第1固定子鉄心と上記ボビンとの間、および上記第2固定子鉄心と上記ボビンとの間の少なくとも一方に弾性変形可能に介装され、該ボビンを軸方向に付勢するばね部材と、を備え、
上記ばね部材は、上記第1固定子鉄心、および上記第2固定子鉄心と同一の内形形状を有する磁性材料の平板からなる環状の基部と、該基部の一部を切り曲げて作製されたばね部と、を有し、該ばね部は、上記基部のコアバックに、スロットの径方向外方に位置するように形成され、弾性変形して上記ボビンを軸方向に付勢することを特徴とする回転電動機。 A housing;
An inner shape in which teeth that define slots that open to the inner peripheral side protrude radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical core back and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. The first stator core and the second stator core, which are manufactured in the above-described manner and are coaxially arranged with a predetermined distance apart in the axial direction and with the circumferential positions of the teeth aligned with each other. And a stator having a multiphase coil wound around the stator core, and
A first rotor core and a second rotor core, which are manufactured in an outer shape in which salient poles are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction, are connected to the first stator core and the second stator core. A rotor that is positioned on the inner peripheral side and is coaxially fixed to the rotation shaft with a half salient pole pitch shifted from each other in the circumferential direction, and is rotatably accommodated in the housing;
A bobbin having a cylindrical winding drum and a pair of flanges extending radially outward from both axial ends of the winding drum;
Wound around a bobbin body of the bobbin and made in a cylindrical shape, disposed between core backs of the first stator core and the second stator core, and salient poles of the first rotor core; A field coil that generates a field flux so that the salient poles of the second rotor core have different polarities;
A spring member interposed between the first stator core and the bobbin and between at least one of the second stator core and the bobbin so as to be elastically deformable and biasing the bobbin in the axial direction; , Bei to give a,
The spring member is a spring produced by cutting and bending a part of the base made of a flat plate made of a magnetic material having the same inner shape as the first stator core and the second stator core. The spring portion is formed on the core back of the base portion so as to be positioned radially outward of the slot, and elastically deforms to urge the bobbin in the axial direction. Rotating electric motor.
それぞれ、内周側に開口するスロットを画成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突設されて周方向に所定のピッチで複数配設されてなる内形形状に作製され、軸方向に所定距離離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置されて、上記ハウジング内に収納保持された第1固定子鉄心と第2固定子鉄心とを有する固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された多相コイルを有する固定子と、
突極が周方向に等角ピッチで配設されてなる外形形状に作製された第1回転子鉄心と第2回転子鉄心とを、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心との内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転自在に収納された回転子と、
円筒状の巻胴部、および該巻胴部の軸方向両端から径方向外方に延設された一対の鍔部を有するボビンと、
上記ボビンの巻胴部に巻回されて円筒状に作製され、上記第1固定子鉄心と上記第2固定子鉄心とのコアバック間に配設され、上記第1回転子鉄心の突極と上記第2回転子鉄心の突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁コイルと、
上記第1固定子鉄心と上記ボビンとの間、および上記第2固定子鉄心と上記ボビンとの間の少なくとも一方に弾性変形可能に介装され、該ボビンを軸方向に付勢するばね部材と、を備え、
上記ばね部材は、上記第1固定子鉄心、および上記第2固定子鉄心と同一の内形形状を有する磁性材料の平板からなる環状の基部と、該基部の一部を切り曲げて作製されたばね部と、を有し、該ばね部が弾性変形して上記ボビンを軸方向に付勢するように構成され、
ばね部収納凹部が上記ボビンの鍔部の外周面に凹設され、上記ばね部が弾性変形状態に該ばね部収納凹部内に収納されていることを特徴とする回転電動機。 A housing;
An inner shape in which teeth that define slots that open to the inner peripheral side protrude radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical core back and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. The first stator core and the second stator core, which are manufactured in the above-described manner and are coaxially arranged with a predetermined distance apart in the axial direction and with the circumferential positions of the teeth aligned with each other. And a stator having a multiphase coil wound around the stator core, and
A first rotor core and a second rotor core, which are manufactured in an outer shape in which salient poles are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction, are connected to the first stator core and the second stator core. A rotor that is positioned on the inner peripheral side and is coaxially fixed to the rotation shaft with a half salient pole pitch shifted from each other in the circumferential direction, and is rotatably accommodated in the housing;
A bobbin having a cylindrical winding drum and a pair of flanges extending radially outward from both axial ends of the winding drum;
Wound around a bobbin body of the bobbin and made in a cylindrical shape, disposed between core backs of the first stator core and the second stator core, and salient poles of the first rotor core; A field coil that generates a field flux so that the salient poles of the second rotor core have different polarities;
A spring member interposed between the first stator core and the bobbin and between at least one of the second stator core and the bobbin so as to be elastically deformable and biasing the bobbin in the axial direction; , Bei to give a,
The spring member is a spring produced by cutting and bending a part of the base made of a flat plate made of a magnetic material having the same inner shape as the first stator core and the second stator core. And the spring portion is elastically deformed to urge the bobbin in the axial direction.
A rotary electric motor characterized in that a spring portion storage recess is formed in the outer peripheral surface of the flange portion of the bobbin, and the spring portion is stored in the spring portion storage recess in an elastically deformed state .
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