JP5975939B2 - Rotating electric machine and method of manufacturing rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、発電機や電動機さらには電動発電機等の回転電機及び回転電機の製造方法に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as a generator, a motor, and a motor generator, and a method for manufacturing the rotating electrical machine.
従来の回転電機の固定子として、リング状のコアの内側に複数のティースがヨークより突出され、各ティース及びヨークに絶縁ボビンが成形され、絶縁ボビンを介して各ティースに電線が複数層巻回されてコイルが形成されるものにおいて、各コイルと接続する接続導体を、絶縁ボビンに嵌め込まれ固定される樹脂成形品により固定するものがある。そして、上記樹脂成形品は接続導体下支えと接続導体上支えとで構成され、接続導体下支えと接続導体上支え間に接続導体を保持し、接続導体下支えの孔に絶縁ボビンの突起部を嵌め込み、突起部に設けられた抜け止め用の角(鉤部)を掛止させ、抜け出ないように固定するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a stator of a conventional rotating electric machine, a plurality of teeth protrudes from a yoke inside a ring-shaped core, an insulating bobbin is formed on each tooth and yoke, and a plurality of wires are wound around each tooth via the insulating bobbin. In the case where the coil is formed, the connection conductor connected to each coil is fixed by a resin molded product that is fitted into an insulating bobbin and fixed. The resin molded product is composed of a connection conductor support and a connection conductor support, holds the connection conductor between the connection conductor support and the connection conductor support, and inserts the protruding portion of the insulating bobbin into the hole of the connection conductor support, There is one that latches a retaining corner (a collar portion) provided on the protruding portion and fixes it so as not to come off (for example, see Patent Document 1).
また、別の回転電機の固定子として、結線リングの絶縁支持部には、断面形状がU字形状である円形の溝が、同心円を成すように4本形成されており、中性線を含む三相の4本の導電部は、それらの溝に収められている。4本の導電部は、U相、V相、W相の各ターミナルに入力される電力を各コイルへ配電する。絶縁ボビンのコイルエンド部の外周側には、径方向に突出する突起が形成され、突起の下側には溝が形成されている。一方、絶縁支持部の上記突起に対向する部分には、弾性変形部が形成されている。弾性変形部の下端部分には鉤状部が形成されており、鉤状部は溝の縁に係合されている。絶縁ボビンの溝と弾性変形部との係合部分には、寸法公差上わずかに隙間が生じる。そのため、絶縁ボビンに対して結線リングを完全に固定することはできず、隙間の分だけ結線リングがずれる可能性がある。そこで、溝と弾性変形部との隙間に接着剤を充填し、結線リングが絶縁ボビンに対して完全に固定されるものがある(例えば、特許文献2参照)。 Further, as a stator of another rotating electrical machine, four circular grooves having a U-shaped cross section are formed in the insulating support portion of the connection ring so as to form a concentric circle, and include a neutral wire. Four three-phase conductive parts are housed in the grooves. The four conductive parts distribute the electric power input to the U-phase, V-phase, and W-phase terminals to each coil. A protrusion protruding in the radial direction is formed on the outer peripheral side of the coil end portion of the insulating bobbin, and a groove is formed below the protrusion. On the other hand, an elastic deformation portion is formed in a portion of the insulating support portion that faces the protrusion. A hook-shaped portion is formed at the lower end portion of the elastic deformation portion, and the hook-shaped portion is engaged with the edge of the groove. A slight gap is generated in the engagement portion between the groove of the insulating bobbin and the elastically deformable portion due to dimensional tolerance. Therefore, the connection ring cannot be completely fixed to the insulating bobbin, and there is a possibility that the connection ring is shifted by the gap. Therefore, there is a type in which an adhesive is filled in the gap between the groove and the elastically deforming portion, and the connection ring is completely fixed to the insulating bobbin (for example, see Patent Document 2).
従来の回転電機は以上のように構成され、特許文献1のように接続導体下支えの孔に絶縁ボビンの突起部を嵌め込み、突起部に設けられた抜け止め用の角(鉤部)を掛止させるものにおいては、寸法公差による僅かな隙間が嵌合部分に生じるおそれがあり、掛止の信頼性に不安がある。また、絶縁物同士の掛合によるため機械的強度の確保が難しいという問題点がある。特許文献2のように接着剤による固定では、温度や振動による経年劣化、塗布時の接着面のごみやボイドによる接着不良、薬品・油による接着力低下などが懸念される。特に車載用の回転電機は、広い温度範囲や激しい振動環境での使用が想定される。そのため、激しい振動環境下において結線リング全体が振動を受けると、コイルと結線リングの導電部との接続部に過大な応力が発生する可能性があり、耐久寿命の点で信頼性に欠けるという問題点がある。
この発明は前記のような問題点を解決するためになされたものであり、信頼性の高い回転電機を得ること及び信頼性の高い回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
The conventional rotating electrical machine is configured as described above, and the protrusion of the insulating bobbin is fitted into the hole of the connecting conductor support as in
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a highly reliable rotating electrical machine and to provide a highly reliable manufacturing method of a rotating electrical machine.
この発明に係る回転電機においては、
鉄心と固定部材と結線装置と絶縁ボビンとコイルとを有する固定子を備えた回転電機であって、
前記鉄心は、歯部と継鉄部とを有し、前記歯部は前記継鉄部から内径側に突出され端面が磁極面とされたものであり、前記磁極面が円筒状の内周面を形成するように前記歯部が複数個配設されたものであり、
前記固定部材は、金属材料で形成されたものであって、固定部と接合部とを有し、前記接合部が前記固定部から前記固定部と交差する方向に突出するようにして前記固定部と一体に形成されたものであり、
前記結線装置は、絶縁支持部と被接合部材と導電部とを有し、前記絶縁支持部は絶縁材料で形成されたものであり、前記被接合部材は金属で形成され前記絶縁支持部と一体にされたものであり、前記導電部は前記絶縁支持部に固定されたものであり、
前記絶縁ボビンは前記歯部に装着されたものであり、
前記コイルは、前記絶縁ボビンに電線を巻回することにより形成されたものであり、
前記絶縁ボビンと前記歯部との間に前記固定部材の前記固定部が前記接合部が前記歯部から遠ざかる方向に突出するようにして挟持固定され、
前記結線装置は、前記コイルの前記磁極面の軸方向外側に配置され、前記被接合部材が前記固定部材の前記接合部に接合されることにより前記固定部材を介して前記歯部に固定され、前記導電部が前記コイルに接続されたものである。
In the rotating electrical machine according to the present invention,
A rotating electrical machine including a stator having an iron core, a fixing member, a wiring device, an insulating bobbin, and a coil,
The iron core has a tooth portion and a yoke portion, the tooth portion protrudes from the yoke portion toward the inner diameter side and has an end surface as a magnetic pole surface, and the magnetic pole surface is a cylindrical inner peripheral surface. A plurality of the tooth portions are arranged so as to form
The fixing member is made of a metal material, and has a fixing portion and a joint portion, and the fixing portion protrudes in a direction intersecting the fixing portion from the fixing portion. Is formed integrally with
The wire connection device includes an insulating support portion, a member to be bonded, and a conductive portion. The insulating support portion is formed of an insulating material, and the member to be bonded is formed of metal and integrated with the insulating support portion. The conductive part is fixed to the insulating support part,
The insulating bobbin is attached to the tooth part,
The coil is formed by winding an electric wire around the insulating bobbin,
The fixing portion of the fixing member is sandwiched and fixed between the insulating bobbin and the tooth portion so that the joint portion protrudes in a direction away from the tooth portion,
The wire connection device is disposed on the outside in the axial direction of the magnetic pole surface of the coil, and the member to be joined is fixed to the tooth portion via the fixing member by being joined to the joint portion of the fixing member, The conductive part is connected to the coil.
この発明に係る回転電機の製造方法においては、次の工程を備えたものである。
ア.歯部と継鉄部とを有し、前記歯部は前記継鉄部から内径側に突出され端面が磁極面とされたものであり、前記磁極面が円筒状の内面を形成するように前記歯部が複数個配設された鉄心を製作する工程。
イ.固定部と接合部とを有し、前記接合部が前記固定部から前記固定部と交差する方向に突出するようにして前記固定部と一体に金属材料で形成された固定部材を製作する工程。
ウ.絶縁支持部と被接合部材と導電部とを有し、前記絶縁支持部は絶縁材料で形成されたものであり、前記被接合部材は金属で形成され前記絶縁支持部と一体にされたものであり、前記導電部が前記絶縁支持部に固定されたものである、結線装置を製作する工程。
エ.組み合わせたときに絶縁ボビンを構成するようにかつ前記歯部に装着されたときに前記磁極面の軸方向に移動可能に分割された複数の分割ボビン部材を製作する工程。
オ.前記分割ボビン部材を、前記歯部との間に前記固定部材の前記固定部を挟むようにして、前記歯部に装着して絶縁ボビンを形成する工程。
カ.前記絶縁ボビンに電線を巻回することにより前記固定部を前記分割ボビン部材を介して前記歯部に押圧し前記歯部との間に挟持固定するとともにコイルを形成する工程。
キ.前記コイルの前記磁極面の軸方向外側に前記結線装置を配置し、前記被接合部材と前記接合部とを接合させて前記固定部材を介して前記歯部に固定する工程。
The method for manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention includes the following steps.
A. A tooth portion and a yoke portion, and the tooth portion protrudes from the yoke portion toward the inner diameter side and has an end surface as a magnetic pole surface, and the magnetic pole surface forms a cylindrical inner surface. A process of manufacturing an iron core having a plurality of tooth portions.
A. A step of manufacturing a fixing member having a fixing part and a joining part, and made of a metal material integrally with the fixing part so that the joining part protrudes from the fixing part in a direction intersecting the fixing part;
C. An insulating support part, a member to be joined, and a conductive part, wherein the insulating support part is made of an insulating material, and the member to be joined is made of metal and integrated with the insulating support part. A step of manufacturing a wire connection device, wherein the conductive portion is fixed to the insulating support portion;
D. A step of producing a plurality of divided bobbin members which are divided so as to constitute an insulating bobbin when combined and movable in the axial direction of the magnetic pole surface when mounted on the tooth portion;
E. A step of attaching the divided bobbin member to the tooth portion so as to sandwich the fixing portion of the fixing member between the tooth portion and forming an insulating bobbin.
F. A step of winding an electric wire around the insulating bobbin to press the fixing portion against the tooth portion via the divided bobbin member so as to be clamped and fixed between the tooth portion and forming a coil.
G. A step of disposing the wire connection device outside the magnetic pole surface of the coil in the axial direction, bonding the member to be bonded and the bonding portion, and fixing the bonding member to the tooth portion via the fixing member;
この発明に係る回転電機は、以上のように構成されているので、信頼性の高い回転電機を得ることができる。 Since the rotating electrical machine according to the present invention is configured as described above, a highly reliable rotating electrical machine can be obtained.
この発明に係る回転電機の製造方法は、以上のような工程を有しているので、信頼性の高い回転電機の製造方法を提供することができる。 Since the manufacturing method of the rotating electrical machine according to the present invention includes the steps as described above, a highly reliable manufacturing method of the rotating electrical machine can be provided.
実施の形態1.
図1〜図7は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は回転電機の固定子を示す斜視図、図2は固定子の軸方向断面の一部を示す斜視図である。図3は本発明の実施の形態1である固定子の断面の一部を示す断面図、図4は図3の絶縁ボビンの正面図及び側面図である。図5は図3の金属板の斜視図である。図6は、金属板の変形例を示す斜視図、図7は金属板の別の変形例を示す斜視図である。
1 to 7 show a first embodiment for carrying out the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a stator of a rotating electric machine, and FIG. 2 is a part of an axial cross section of the stator. It is a perspective view shown. 3 is a cross-sectional view showing a part of the cross section of the stator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view and a side view of the insulating bobbin of FIG. FIG. 5 is a perspective view of the metal plate of FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a modification of the metal plate, and FIG. 7 is a perspective view showing another modification of the metal plate.
これらの図において、固定子10は、固定子鉄心20と絶縁ボビン30とコイル50とハウジング60と導電部70と結線リング140とを備えている。本実施の形態の回転電機では固定子鉄心20は分割コア構成が採用されており、複数の歯部21の外周側を磁気的機械的に連結するように環状の継鉄部22が設けられている。このような固定子鉄心20がハウジング60内に収められている。歯部21は、その内径側の面が円筒状の内周面としての磁極面を形成するようにして複数個配設されている。図2に示す例では、歯部21の個数は12個であり、中性点N、U相、V相、及びW相用の円環状の導体71、72,73,74にて構成された導電部70が結線リング140の絶縁支持部75(詳細後述)に形成された円環状で断面が矩形の溝を形成する溝部に収容され固定されている。なお、本発明は、分割コア構造に限らず適用することができる。
In these drawings, the
固定子鉄心20の歯部21及び継鉄部22は、それぞれ電磁鋼板を積層して形成され、積層された歯部21が継鉄部22の図示しない嵌合部に嵌合されて固定され固定子鉄心20が製作される。各歯部21には、その側面周囲を囲むようにして、樹脂成形品で形成された絶縁ボビン30が装着されている。絶縁ボビン30は、図4に示すように、断面コ状(角樋状)の半割胴部31の両端部に設けられた板状の突出部32,33を有する絶縁材料製の分割ボビン部材34が上下方向に2個組み合わされ、角形筒状の胴部36及びこの胴部36の両端部に位置する鍔部37を有するようにされたものである。
The
歯部21を2個の分割ボビン部材34にて図4の上下方向から挟むようにして分割ボビン部材34を歯部21に装着するが、上方の分割ボビン部材34の半割胴部31と歯部21との間に金属板100の固定部101(詳細後述)を挟み込んでから、絶縁ボビン30に電線51を所定回数巻回することによりコイル50を形成する。電線51を複数回巻回してコイル50を形成するときに、金属板100の固定部101が絶縁ボビン30の半割胴部31により歯部21に押圧され強固に挟まれた状態で固定される。この金属板100は、この実施の形態では全周の4箇所(歯部21が12個ある場合、2個おきに)に等間隔に設けられている。
The divided
図5は、金属板100の詳細を示す斜視図であり、金属板100は板状の固定部101、固定部101から固定部101と交差する方向としてのほぼ直角な方向に立ち上げられた板状の接合部としての直立部102を有する。直立部102には締結部材としての固定ねじ108(図3参照)が挿通される孔形成部103が設けられている。直立部102の幅は固定部101の幅よりも少し狭くされており、鋼板を予め短冊状に打ち抜くと同時に孔形成部103を形成し、しかる後、L状に曲げてすなわち固定部101からほぼ直角に直立部102を立ち上げる。
FIG. 5 is a perspective view showing details of the
結線リング140は、リング状の導体71,72,73,74と、樹脂製の円環状の絶縁支持部75と被接合部としての金属製の円柱部材141とを有する(図3)。円柱部材141は、円柱部材141の突出部142が絶縁支持部75から絶縁支持部75の径方向外側すなわち固定子の径方向外側に所定寸法突出するようにしてインサートモールドにより絶縁支持部75と一体に成型されている。円柱部材141には、図示していないが固定ねじ108が螺合されるねじ穴部が形成されている。絶縁支持部75の図3における上部には円環状で断面が矩形の溝を形成する溝部が設けられ、導体71,72,73,74が収容され、固定支持されている。結線リング140は、固定子10の軸方向外側である固定子10のコイルエンド近傍に配置され、各歯部21に巻回されたコイル50を電気的に接続する。コイル50と導体71,72,73,74とは、溶接により接合されている。導体71,72,73,74は、例えば回転電機が電動機である場合、U相、V相、W相の各端子(図示せず)に入力される電力を各コイル50に供給する。
The
前記のような結線リング140は、図2及び図3に示すように直立部102の孔形成部103(図5)に金属製の固定ねじ108を挿通して円柱部材141に螺合させ締め付けることにより、金属板100を介して歯部21に固定子の径方向(図3における左右方向)及び軸方向(図3における上下方向)に動かないように強固に固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図6は、金属板の変形例を示すものであり、図6において金属板110の固定部111には、孔形成部112が設けられている。その他の構成については、図5に示した金属板100と同様のものである。孔形成部112及び孔形成部103は、金属板110を製作するためにプレスで鋼板から短冊状に打ち抜くときに同時に形成され、その後L状に折り曲げられて直立部102が形成される。図示しないが、分割ボビン部材34の半割胴部31の内側に位置決め用の凸部を設けて、前記固定部111に設けられた孔形成部112を嵌合させれば電線51を複数回巻回して半割胴部(図4の半割胴部31を参照)にて金属板110の固定部111を押圧して歯部21に固定するときに位置がずれないので、作業が容易になる。
FIG. 6 shows a modification of the metal plate. In FIG. 6, a
図7は、金属板の他の変形例を示すものであり、図7において金属板120の固定部101には、直立部102と反対側に折曲部121が設けられている。その他の構成については、図5に示した金属板100と同様のものである。このような金属板120の直立部102と折曲部121との間に半割胴部31を挿入して固定子の径方向(図3の左右方向)に動かないようにして半割胴部31に電線51を複数回巻回して金属板120を固定すれば、固定するときに金属板120の位置がずれないので、作業が容易になる。
FIG. 7 shows another modification of the metal plate. In FIG. 7, the fixed
以上のように、絶縁ボビン30を二つの分割ボビン部材34を組み合わせて構成し、固定子鉄心20の歯部21との間に金属板100,110,120の固定部101,111,121を組付け、電線51を複数回巻回してコイル50を形成するとともに各金属板の固定部を歯部21と絶縁ボビン30の半割胴部31にて強固に挟み固定子鉄心20に固定する。電線51を複数回巻回してコイル50を形成することで固定できるため新たに固定する方法を必要としない。そして、固定された金属板100等を、結線リング140に一体に設けられた金属製の円柱部材141のねじ穴に固定ねじ108を螺合させて締め付け固定することで、結線リング140を固定子鉄心20に強固に固定する。
As described above, the insulating
絶縁支持部75と金属製の円柱部材141とはインサートモールドにより一体に成型され、金属製の円柱部材141と金属板100とを金属製の固定ねじ108にてねじ接合を行うので、強固に固定できる。これにより、広い温度範囲で使用でき、経年劣化や接着不良の心配がなく、激しい振動環境下において結線リング140全体が振動を受けても、コイル50と導体71〜74との接続部に過大な応力を発生することを防ぐことができ、信頼性の向上を図ることができる。金属板100の直立部102を結線リング140(絶縁支持部75)の外径側に配置することで、内径側にはスペースを確保でき、回転子を固定子の軸方向どちら側からでも組付けすることでき、組立が容易となる。また、回転子から発生する磁束が固定部101を通ってもコイルと鎖交するので漏れ磁束となる心配がなく、トルクの低下を防止できる。
The insulating
実施の形態2.
図8は、実施の形態2である固定子の構成を示す断面図である。図8において、固定子11の結線リング240は、被接合部としての金属製の円筒部材241を有する。絶縁支持部75と円筒部材241とは、円筒部材241の突出部242が絶縁支持部75から絶縁支持部75の径方向外側に所定寸法突出するようにしてインサートモールドにより一体に成型されている。円筒部材241の内径は締結部材及びリベット部材としての円柱状の固定ピン208の外径よりも所定寸法小さくされている。また、円筒部材241は固定ピン208が圧入されたときに変形して絶縁支持部75に大きな応力を発生させないように、充分な強度を有するものにされている。なお、圧入時の応力を緩和し圧入を容易にするために固定ピン208の外周に円環状の突起を複数個設けて、円筒部材241の内周部との接触面積を小さくしたり、アルミニュームなどの軟らかい材料で固定ピンを形成してもよい。なお、円筒部材241は、絶縁支持部75の円周方向に等間隔に4箇所設けられている。この実施の形態においては、結線リング240を固定子11のコイルエンド近傍に配置し、実施の形態1の図3における結線リング240と直立部102とを固定ねじ108により行う代わりに金属製の固定ピン208を直立部102の孔形成部103(図5参照)に挿通して円筒部材241と締まり嵌め状態にて嵌合させて固定する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stator according to the second embodiment. In FIG. 8, the
この実施の形態においても、金属製の円筒部材241に金属製の固定ピン208を緊嵌させて金属板100に結線リング240を固定するので、すなわち円筒部材241と金属板10とをリベット(ピン)接合により接合するので、結線リング240を固定子鉄心20に強固に固定できるし、固定ねじ108による固定に比べて固定ピン208の打ち込みによる固定の方が作業時間の短縮を図ることができる。
Also in this embodiment, since the
実施の形態3.
図9は、実施の形態3である固定子の構成を示す断面図である。図9において、固定子12の結線リング340は、被接合部としての金属製の円筒部材341を有する。絶縁支持部75と円筒部材341とは、円筒部材341の突出部342が絶縁支持部75から絶縁支持部75の径方向内側に所定寸法突出するようにしてインサートモールドにより一体に成型されている。円筒部材341は、絶縁支持部75の円周方向に等間隔に4箇所設けられている。円筒部材341の内径は円柱状の固定ピン208の外径よりも所定寸法小さくされており、結線リング340を固定子12のコイルエンド近傍に配置し、金属製の固定ピン208を直立部102の孔形成部103(図5参照)に挿通して円筒部材341と締まり嵌め状態にて嵌合させて固定する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stator according to the third embodiment. In FIG. 9, the
この実施の形態においても、金属製の円筒部材341に金属製の固定ピン208を緊嵌させて金属板100に結線リング340を固定するので、結線リング340を固定子鉄心20に強固に固定できるし、固定ねじ108による固定に比べて固定ピン208の打ち込みによる固定の方が作業時間の短縮を図ることができる。また、直立部102を結線リング340の内径側に配置することにより、結線リング340の重心に近い側で固定することができるため、結線リング340の振動が抑制され導電部70と溶接されているコイル50に過大な応力が作用するのを防止でき、信頼性の向上を図ることができる。
Also in this embodiment, since the
実施の形態4.
図10は、実施の形態4である固定子の構成を示す断面図である。図10において、固定子13の結線リング440は、後述の金属板400と同じ金属材料で形成された被接合部としての板材441を有する。絶縁支持部75と板材441とは、板材441の突出部442が絶縁支持部75から絶縁支持部75の径方向内側に所定寸法突出するようにしてインサートモールドにより一体に成型されている。板材441は、絶縁支持部75の円周方向に等間隔に4箇所設けられている。金属板400は図5の金属板100と同様の形状をしているが接合部としての直立部402に孔形成部が設けられていない点が異なる。前記のような結線リング440は、その板材441の端部が金属板400の直立部402の先端部の右側と当接するとともにその上端部同士が面一になるようにして固定子13のコイルエンド部に配設される。そして、板材441と直立部402とが例えば電子ビーム溶接により溶接部406において溶接され、強固に固定される。なお、溶接等の冶金的接合によらずロー付等他の接合によってもよい。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stator according to the fourth embodiment. In FIG. 10, the
この実施の形態においても、金属製の板材441が金属板400に冶金的接合としての溶接により固定されるので結線リング440を固定子鉄心20に強固に固定できる。
Also in this embodiment, since the
実施の形態5.
図11は、実施の形態5である固定子の構成を示す断面図である。図11において、固定子14の結線リング540は、被接合部としての金属製の角形筒部材541を有する。絶縁支持部75と角形筒部材541とは、角形筒部材541の軸方向が結線リング540(固定子14)の軸方向になるようにしてインサートモールドにより一体に成型されている。角形筒部材541は、絶縁支持部75の円周方向に等間隔に4箇所設けられている。金属板500は図5の金属板100と似た形状をしているが図11(b),図11(c)のように接合部としての直立部502の先端部の両側が切り欠かれているのと孔形成部103が設けられていない点が異なる。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stator according to the fifth embodiment. In FIG. 11, the
この場合も、まず金属板500の固定部101を固定子鉄心20の歯部21と半割胴部31とで挟み、外側から電線51を複数回巻回してコイル50を形成して強固に締め付け固定する。歯部21に固定された金属板500の直立部502の位置に結線リング540に設けられた角形筒部材541の位置を合わせ、結線リング540を固定子14の軸方向下方(図11における下方向)に移動させ、角形筒部材541と直立部502とを嵌合させ、角形筒部材541により直立部502を若干塑性変形させながら結線リング540を押し下げ、所定位置まで押し込み固定する。なお、角形筒部材541は、直立部502が塑性変形しながら押し込まれるとき変形しない充分な強度を有するものであり、絶縁支持部75に大きな応力を発生させるなどの悪影響を与えないようにされている。
Also in this case, first, the fixing
この実施の形態においても、金属製の角形筒部材541に金属板500の直立部502が塑性変形して緊嵌されるので、すなわち角形筒部材541と金属板500の直立部502とを圧入による機械的接合により接合するので、結線リング540を固定子鉄心20に強固に固定できる。
Also in this embodiment, the
実施の形態6.
図12は、実施の形態6である固定子の構成を示す断面図である。図12において、固定子15の結線リング640は、被接合部としての金属製の矩形筒部材641を有する。絶縁支持部75と矩形筒部材641とは、矩形筒部材641の軸方向が固定子の軸方向になるようにしてインサートモールドにより一体に成型されている。矩形筒部材641は、絶縁支持部75の円周方向に等間隔に4箇所設けられている。金属板600は図5の金属板100と似た形状をしているが図12(b),図12(c)のように接合部としての直立部602の端部両側に爪部604が設けられるとともに直立部602に直立部602の直立方向と逆向きにU状のスリットを形成するスリット形成部603が設けられている点が異なる。スリット形成部603を設けることによりスリット形成部603の弾性変形により爪部604が図12(b)における左右方向に所定の力で容易に移動できるようにされている。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a stator according to the sixth embodiment. In FIG. 12, the
この場合も、まず金属板600の固定部101を固定子鉄心20の歯部21と半割胴部31とで挟み、外側から電線51を複数回巻回してコイル50を形成するとともに強固に締め付け固定する。歯部21に固定された金属板600の直立部602の位置に結線リング640に設けられた矩形筒部材641の位置を合わせ、結線リング640を固定子の軸方向下方(図12における下方向)に移動させ、矩形筒部材641とスリット形成部603を嵌合させ、矩形筒部材641によりスリット形成部603を弾性変形させ爪部604をスリット内を移動させながら結線リング640を押し下げる。結線リング640が所定位置まで押し込まれると爪部604が矩形筒部材641を突き抜けて上方へ顔を出し、スリット形成部603は弾性変形していたのが解放され爪部604が図12(b)における左右方向に広がり、矩形筒部材641の端部と掛合し、矩形筒部材641から抜けないように接合させる。
Also in this case, first, the fixing
この実施の形態においても、金属製の矩形筒部材641が金属板600の爪部604に掛止されるので、すなわち矩形筒部材641と金属板600の爪部604とが掛止により接合されるので、結線リング640を固定子鉄心20に強固に固定できる。
Also in this embodiment, the metal rectangular tube member 641 is hooked on the
前記各実施の形態においては、絶縁ボビン30は二つ割の分割ボビン部材34を組み合わせて構成し、分割ボビン部材34の一方により金属板100の固定部101等を挟んで電線51を複数回巻回してコイル50を形成するときに固定部101を歯部21に押し付け強固に固定するものについて説明したが、絶縁ボビンを二つ割にしないで一体に角形筒状の胴部を有するものに形成し、歯部21とこの胴部との間に若干の間隙を設けて金属板の固定部を楔にして押し込んで緊嵌状態にして固定するものであってもよい。この場合は、絶縁ボビンと歯部との間に金属板の固定部が楔として押し込まれるので、破損したり過大な応力が発生したりしないように、絶縁ボビンの強度や絶縁ボビンの内周部と歯部との間隙寸法のばらつき等に充分な配慮をする。なお、前記実施の形態における機械的接合手段及び締結部材としての固定ねじや固定ピンは充分な強度が確保された絶縁材料製のものであってもよい。また、実施の形態1における円柱部材141の代わりにコイルばね状のヘリカルコイルを絶縁支持部75にインサートモールドしたものや絶縁支持部をモールドした後穴あけ加工をして埋め込んだヘリカル・コイル・インサート等他の金属製の被接合部材であってもよい。
In each of the embodiments described above, the insulating
なお、以上の各実施の形態においては、結線装置としての結線リングの例として、円環状の絶縁支持部75、絶縁支持部75に設けられた円環状で断面が矩形の溝を形成する溝部に円環状の導体71,72,73,74が収容固定されたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、コイル50との接続態様に応じて断面が矩形や円形の導体を円弧状やC状の形状等のものとし、これらを収容固定するために円弧状やC状の形状等で断面が矩形の溝を形成したものであってもよい。さらに、円環状や円弧状やC状の形状等の導体を絶縁支持部にインサートモールドして固定したものであってもよい。また、絶縁支持部は、円環状に限らず角形で環状にしたものや、中心角が90度の円弧状の4分割絶縁支持部を4個組み合わせて円環状にしたもの等であっても、同様の効果を奏する。
In each of the above embodiments, as an example of a connection ring as a connection device, an annular insulating
以上の実施の形態において、結線リング140,240,340,44,540,640の円柱部材141、円筒部材241、341、板材441、角形筒部材541、矩形筒部材641と、金属板の直立部102,402,502,602との接合は、固定ねじ108、固定ピン208による機械的接合及び締結部材による接合としてのねじ接合やピン(リベット)接合、冶金的接合としての溶接部406、角形筒部材541と直立部502との機械的接合としての圧入接合、矩形筒部材641と直立部602との掛合によるものを示したが、これらの各種接合を適宜選択しうるものである。よく知られているように、機械的接合としては、リベット接合、締め付けねじや固定ピンによる接合、部材同士を締まり嵌めにて嵌合させる圧入接合等の方法がある。冶金的接合としては、材料の溶融による溶接、抵抗溶接等の圧接、ろう付けなどの方法がある。これらの方法を適宜用いることができる。すなわち、本願発明においては、互いに接合される接合部及び被接合部とが金属材料製であれば、その目的を達成することができる。
また、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。
In the above embodiment, the
Further, in the present invention, within the scope of the invention, the above-described embodiments can be freely combined, and each embodiment can be appropriately changed or omitted.
10,11,12,13,14,15 固定子、20 固定子鉄心、21 歯部、
22 継鉄部、30 絶縁ボビン、31 半割胴部、34 分割ボビン部材、
36 胴部、37 鍔部、50 コイル、51 電線、70 導電部、71 導体、
75 絶縁支持部、100 金属板、101 固定部、102 直立部、
108 固定ねじ、110 金属板、111 固定部、120 金属板、
140 結線リング、141 円柱部材、208 固定ピン、240 結線リング、
241 円筒部材、340 結線リング、341 円筒部材、342 突出部、
400 金属板、402 直立部、406 溶接部、440 結線リング、
441 板材、500 金属板、502 直立部、600 金属板、602 直立部、
603 スリット形成部、604 爪部、640 結線リング、641 矩形筒部材。
10, 11, 12, 13, 14, 15 Stator, 20 Stator core, 21 Teeth,
22 yoke parts, 30 insulating bobbins, 31 half barrel parts, 34 divided bobbin members,
36 body part, 37 collar part, 50 coil, 51 electric wire, 70 conductive part, 71 conductor,
75 Insulating support part, 100 metal plate, 101 fixing part, 102 upright part,
108 fixing screw, 110 metal plate, 111 fixing part, 120 metal plate,
140 connection ring, 141 cylindrical member, 208 fixing pin, 240 connection ring,
241 cylindrical member, 340 connection ring, 341 cylindrical member, 342 protrusion,
400 Metal plate, 402 Upright part, 406 Welded part, 440 Connection ring,
441 plate material, 500 metal plate, 502 upright part, 600 metal plate, 602 upright part,
603 Slit formation part, 604 nail | claw part, 640 Connection ring, 641 Rectangular cylinder member.
Claims (8)
前記鉄心は、歯部と継鉄部とを有し、前記歯部は前記継鉄部から内径側に突出され端面が磁極面とされたものであり、前記磁極面が円筒状の内周面を形成するように前記歯部が複数個配設されたものであり、
前記固定部材は、金属材料で形成されたものであって、固定部と接合部とを有し、前記接合部が前記固定部から前記固定部と交差する方向に突出するようにして前記固定部と一体に形成されたものであり、
前記結線装置は、絶縁支持部と被接合部材と導電部とを有し、前記絶縁支持部は絶縁材料で形成されたものであり、前記被接合部材は金属で形成され前記絶縁支持部と一体にされたものであり、前記導電部は前記絶縁支持部に固定されたものであり、
前記絶縁ボビンは前記歯部に装着されたものであり、
前記コイルは、前記絶縁ボビンに電線を巻回することにより形成されたものであり、
前記絶縁ボビンと前記歯部との間に前記固定部材の前記固定部が前記接合部が前記歯部から遠ざかる方向に突出するようにして挟持固定され、
前記結線装置は、前記コイルの前記磁極面の軸方向外側に配置され、前記被接合部材が前記固定部材の前記接合部に接合されることにより前記固定部材を介して前記歯部に固定され、前記導電部が前記コイルに接続されたものである
回転電機。 A rotating electrical machine including a stator having an iron core, a fixing member, a wiring device, an insulating bobbin, and a coil,
The iron core has a tooth portion and a yoke portion, the tooth portion protrudes from the yoke portion toward the inner diameter side and has an end surface as a magnetic pole surface, and the magnetic pole surface is a cylindrical inner peripheral surface. A plurality of the tooth portions are arranged so as to form
The fixing member is made of a metal material, and has a fixing portion and a joint portion, and the fixing portion protrudes in a direction intersecting the fixing portion from the fixing portion. Is formed integrally with
The wire connection device includes an insulating support portion, a member to be bonded, and a conductive portion. The insulating support portion is formed of an insulating material, and the member to be bonded is formed of metal and integrated with the insulating support portion. The conductive part is fixed to the insulating support part,
The insulating bobbin is attached to the tooth part,
The coil is formed by winding an electric wire around the insulating bobbin,
The fixing portion of the fixing member is sandwiched and fixed between the insulating bobbin and the tooth portion so that the joint portion protrudes in a direction away from the tooth portion,
The wire connection device is disposed on the outside in the axial direction of the magnetic pole surface of the coil, and the member to be joined is fixed to the tooth portion via the fixing member by being joined to the joint portion of the fixing member, A rotating electrical machine in which the conductive portion is connected to the coil.
請求項1に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the fixing member is formed by pressing a metal plate to form the fixing portion and the joint portion.
請求項1または請求項2に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the wire connection device is obtained by insert molding the member to be joined to the insulating support portion.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining of the member to be joined and the joining portion is mechanical joining by a fastening member.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining of the member to be joined and the joining portion is metallurgical joining.
前記被接合部材と前記接合部との接合は、前記被嵌合部材に前記嵌合部が締まり嵌めにされた機械的接合である
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The joined member is a fitted member, and the joined portion is a fitted portion,
The rotation according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining between the member to be joined and the joining portion is a mechanical joining in which the fitting portion is interference-fitted to the member to be fitted. Electric.
前記被接合部材と前記接合部との接合は、前記筒状被嵌合部材に前記弾性部の前記爪部を挿入し前記弾性部を弾性変形させながら前記爪部を前記筒状被嵌合部材を突き抜けさせ前記弾性部が弾性変形から解放されることにより前記爪部が前記筒状被嵌合部材の端部と掛合する機械的接合である
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The joined portion is an elastic portion provided with a claw portion, and the joined member is a cylindrical fitted member,
The joined member and the joined portion are joined by inserting the claw portion of the elastic portion into the tubular fitted member and elastically deforming the elastic portion while the claw portion is elastically deformed. 4. The mechanical joint according to claim 1, wherein the claw portion engages with an end portion of the cylindrical mating member by penetrating the elastic member and releasing the elastic portion from elastic deformation. 5. The rotating electrical machine described.
ア.歯部と継鉄部とを有し、前記歯部は前記継鉄部から内径側に突出され端面が磁極面とされたものであり、前記磁極面が円筒状の内面を形成するように前記歯部が複数個配設された鉄心を製作する工程。
イ.固定部と接合部とを有し、前記接合部が前記固定部から前記固定部と交差する方向に突出するようにして前記固定部と一体に金属材料で形成された固定部材を製作する工程。ウ.絶縁支持部と被接合部材と導電部とを有し、前記絶縁支持部は絶縁材料で形成されたものであり、前記被接合部材は金属で形成され前記絶縁支持部と一体にされたものであり、前記導電部が前記絶縁支持部に固定されたものである、結線装置を製作する工程。
エ.組み合わせたときに絶縁ボビンを構成するようにかつ前記歯部に装着されたときに前記磁極面の軸方向に移動可能に分割された複数の分割ボビン部材を製作する工程。
オ.前記分割ボビン部材を、前記歯部との間に前記固定部材の前記固定部を挟むようにして、前記歯部に装着して絶縁ボビンを形成する工程。
カ.前記絶縁ボビンに電線を巻回することにより前記固定部を前記分割ボビン部材を介して前記歯部に押圧し前記歯部との間に挟持固定するとともにコイルを形成する工程。
キ.前記コイルの前記磁極面の軸方向外側に前記結線装置を配置し、前記被接合部材と前記接合部とを接合させて前記固定部材を介して前記歯部に固定する工程。 The manufacturing method of the rotary electric machine provided with the following process.
A. A tooth portion and a yoke portion, and the tooth portion protrudes from the yoke portion toward the inner diameter side and has an end surface as a magnetic pole surface, and the magnetic pole surface forms a cylindrical inner surface. A process of manufacturing an iron core having a plurality of tooth portions.
A. A step of manufacturing a fixing member having a fixing part and a joining part, and made of a metal material integrally with the fixing part so that the joining part protrudes from the fixing part in a direction intersecting the fixing part; C. An insulating support part, a member to be joined, and a conductive part, wherein the insulating support part is made of an insulating material, and the member to be joined is made of metal and integrated with the insulating support part. A step of manufacturing a wire connection device, wherein the conductive portion is fixed to the insulating support portion;
D. A step of producing a plurality of divided bobbin members which are divided so as to constitute an insulating bobbin when combined and movable in the axial direction of the magnetic pole surface when mounted on the tooth portion;
E. A step of attaching the divided bobbin member to the tooth portion so as to sandwich the fixing portion of the fixing member between the tooth portion and forming an insulating bobbin.
F. A step of winding an electric wire around the insulating bobbin to press the fixing portion against the tooth portion via the divided bobbin member so as to be clamped and fixed between the tooth portion and forming a coil.
G. A step of disposing the wire connection device outside the magnetic pole surface of the coil in the axial direction, bonding the member to be bonded and the bonding portion, and fixing the bonding member to the tooth portion via the fixing member;
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