JP2021168531A - Iron core and coil assembly and manufacturing method thereof, rotary electric machine using iron core and coil assembly and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】コイル端末の接続点数を減らし、インシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる回転電機を提供する。【解決手段】複数のティース34を備える内側鉄心33と、その外周側に配置される外側鉄心とを備える固定子鉄心と、ティース34に挿入されるインシュレータ51と、インシュレータに連続して巻回されたコイル42間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、コイルが巻回されたインシュレータが中心軸方向に回転し、ティースに挿入される機構を備えた固定子と、この固定子の内周部に設置される回転子とを備える。【選択図】図7[Problem] To provide a rotating electric machine that can reduce the number of connection points of coil terminals and prevent loosening of jumper wires due to insulator installation. [Solution] The present invention includes a stator core including an inner core 33 with multiple teeth 34 and an outer core arranged on the outer periphery thereof, an insulator 51 inserted into the teeth 34, and a jumper wire holding part that holds the jumper wire between coils 42 wound continuously around the insulator, and includes a stator equipped with a mechanism in which the insulator around which the coil is wound rotates in the central axis direction and is inserted into the teeth, and a rotor installed on the inner periphery of the stator. [Selected Figure] Figure 7
Description
本願は、鉄心およびコイル組立体とその製造方法、および鉄心およびコイル組立体を用いた回転電機とその製造方法に関するものである。 The present application relates to an iron core and a coil assembly and a method for manufacturing the same, and a rotary electric machine using the iron core and the coil assembly and a method for manufacturing the same.
回転電機として、固定子鉄心を、内周端が互いに連結されたティースとティースの外径側の円筒状のバックヨークとに分割したものがある。巻線を施したインシュレータを外径側からティースに挿入し、その後、ティースの外周部にバックヨークを圧入して固定子を組み立てる。この構造では、周方向に隣接する巻線間に巻線作業スペースが不要となり、コイルの占積率が向上する。その結果、回転電機の出力を向上させ、小型化できる。 As a rotary electric machine, there is a stator core divided into a tooth whose inner peripheral end is connected to each other and a cylindrical back yoke on the outer diameter side of the tooth. The wound insulator is inserted into the tooth from the outer diameter side, and then the back yoke is press-fitted into the outer peripheral portion of the tooth to assemble the stator. In this structure, a winding work space is not required between windings adjacent in the circumferential direction, and the space factor of the coil is improved. As a result, the output of the rotary electric machine can be improved and the size can be reduced.
一方、各ティースに個別に巻線されたインシュレータを組付けるため、コイルの端末数が多くなり、組付け後のコイル端末の接続作業が煩雑になる。 On the other hand, since an insulator wound individually wound is assembled to each tooth, the number of coil terminals increases, and the connection work of the coil terminals after assembly becomes complicated.
この問題に対して、インシュレータ間に連続して巻線を施すことで、端末の接続点数を削減する構造の固定子が開示されている(例えば、特許文献1)。 To solve this problem, a stator having a structure that reduces the number of connection points of terminals by continuously winding windings between insulators is disclosed (for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1の固定子では、各インシュレータはティースの外径側から挿入するため、連続して巻線されたコイル群はそれぞれティースへの挿入方向が異なり、挿入後は各コイル間の渡り線に緩みが生じる。渡り線に緩みがあると、回転電機の駆動時振動によって渡り線が断線する可能性がある。このため、インシュレータを組付けた後に緩みの生じた渡り線を固定する作業が必要となる。
However, in the stator of
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、複数のコイルを連続で巻回することでコイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる鉄心およびコイル組立体とその製造方法、および鉄心およびコイル組立体を用いた回転電機とその製造方法を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, in which the number of connection points of coil terminals is reduced by continuously winding a plurality of coils, and the crossover is loosened due to the incorporation of an insulator. It is an object of the present invention to provide an iron core and coil assembly and a method for manufacturing the same, and a rotary electric machine using the iron core and the coil assembly and a method for manufacturing the same.
本願に開示される鉄心およびコイル組立体は、放射状に配置された複数のティースを備える内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える円筒形の固定子鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、複数のインシュレータに連続して巻回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、インシュレータおよび渡り線保持部品は、渡り線保持部品の端部を中心としてコイルが巻回されたインシュレータが内側鉄心の中心軸方向に回転し、ティースに挿入される機構を備えたものである。
本願に開示される回転電機は、上記鉄心およびコイル組立体である固定子と固定子の内周部にギャップを挟んで設置される永久磁石を備えた回転子を備えたものである。
The core and coil assemblies disclosed in the present application include a cylindrical stator core having an inner core having a plurality of teeth arranged radially and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core. The insulator and the crossover holding component for holding the crossover between the coils wound continuously on the plurality of insulators are provided, and the insulator and the crossover holding component are of the crossover holding component. It is equipped with a mechanism in which an insulator around which a coil is wound around an end rotates in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into a tooth.
The rotary electric machine disclosed in the present application includes a stator which is the iron core and a coil assembly, and a rotor having a permanent magnet installed with a gap in the inner peripheral portion of the stator.
本願に開示される鉄心およびコイル組立体の製造方法は、放射状に配置された複数のティースを備える内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える円筒形の固定子鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、インシュレータに巻回されるコイルの渡り線を保持する渡り線保持部品と、を用いて、渡り線保持部品を中心として複数のインシュレータを放射状に並べる整列工程と、複数のインシュレータに連続して巻線を巻回してコイルとする巻線工程と、コイル間の渡り線を渡り線保持部品に固定する渡り線固定工程と、内側鉄心を渡り線保持部品の上部に配置し、渡り線保持部品の端部を中心として巻回されたインシュレータを内側鉄心の中心軸方向に回転させて、ティースに挿入する挿入工程と、巻回されたインシュレータがティースに挿入された内側鉄心に、外側鉄心を挿入する鉄心組立工程と、を備えたものである。
本願に開示される回転電機の製造方法は、上記鉄心およびコイル組立体の製造方法によって製造された鉄心およびコイル組立体である固定子を用いて、さらに、固定子の内周部にギャップを挟んで、永久磁石を備えた回転子を組み込む回転子組込工程を備えたものである。
The method of manufacturing an iron core and a coil assembly disclosed in the present application is a cylindrical fixing including an inner core having a plurality of radially arranged teeth and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core. Alignment of a plurality of insulators radially arranged around the crossover holding component using a child core, an insulator inserted into the tooth, and a crossing wire holding component that holds the crossover wire of the coil wound around the insulator. A process, a winding process in which windings are continuously wound around multiple insulators to form a coil, a crossing wire fixing process in which a crossing wire between coils is fixed to a crossing wire holding component, and a crossing wire holding component across an inner iron core. An insertion process in which the insulator placed on the upper part of the wire and wound around the end of the crossover holding part is rotated in the direction of the central axis of the inner iron core and inserted into the tooth, and the wound insulator is inserted into the tooth. It is provided with an iron core assembly process of inserting the outer core into the inner core.
The method for manufacturing a rotary electric machine disclosed in the present application uses a stator which is an iron core and a coil assembly manufactured by the above method for manufacturing an iron core and a coil assembly, and further sandwiches a gap in an inner peripheral portion of the stator. It is equipped with a rotor incorporating process for incorporating a rotor equipped with a permanent magnet.
本願に開示される鉄心およびコイル組立体は、放射状に配置された複数のティースを備え、回転軸に固定された内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える回転子鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、複数のインシュレータに連続して巻回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、インシュレータおよび渡り線保持部品は、渡り線保持部品の端部を中心としてコイルが巻回されたインシュレータが内側鉄心の中心軸方向に回転し、ティースに挿入される機構を備えたものである。
本願に開示される回転電機は、上記鉄心およびコイル組立体である回転子と、回転子の外周部にギャップを挟んで設置される固定子巻線を備えた固定子を備えたものである。
The iron core and coil assembly disclosed in the present application include a plurality of teeth arranged radially, and includes an inner core fixed to a rotating shaft and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core. A rotor core, an insulator inserted into a tooth, and a crossover holding component for holding a crossover between coils wound continuously on a plurality of insulators are provided, and the insulator and the crossover holding component include a crossover. It is equipped with a mechanism in which an insulator around which a coil is wound around the end of a wire holding component rotates in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into a tooth.
The rotary electric machine disclosed in the present application includes a rotor which is an iron core and a coil assembly, and a stator having a stator winding which is installed on the outer peripheral portion of the rotor with a gap in between.
本願に開示される鉄心およびコイル組立体の製造方法は、放射状に配置された複数のティースを備え、回転軸に固定された内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える回転子鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、インシュレータに巻回されるコイルの渡り線を保持する渡り線保持部品と、を用いて、渡り線保持部品を中心として複数のインシュレータを放射状に並べる整列工程と、複数のインシュレータに連続して巻線を巻回してコイルとする巻線工程と、コイル間の渡り線を渡り線保持部品に固定する渡り線固定工程と、内側鉄心を渡り線保持部品の上部に配置し、渡り線保持部品の端部を中心として巻回されたインシュレータを内側鉄心の中心軸方向に回転させて、ティースに挿入する挿入工程と、巻回されたインシュレータがティースに挿入された内側鉄心に、外側鉄心を挿入する鉄心およびコイル組立工程と、を備えたものである。
本願に開示される回転電機の製造方法は、上記鉄心およびコイル組立体の製造方法によって製造された鉄心およびコイル組立体である回転子を用いて、さらに、回転子の外周部にギャップを挟んで、固定子巻線を備えた固定子を組み込む固定子組込工程を備えた
ものである。
The method of manufacturing an iron core and a coil assembly disclosed in the present application includes a plurality of teeth arranged radially, an inner core fixed to a rotating shaft, and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core. A plurality of insulators centered on the crossover holding component are provided by using a rotor core including The alignment process of arranging in a radial pattern, the winding process of winding windings continuously around multiple insulators to make a coil, the crossing wire fixing process of fixing the crossover wire between the coils to the crossover wire holding component, and the inner iron core. An insertion process in which an insulator placed above the crossover holding component and wound around the end of the crossover holding component is rotated in the direction of the central axis of the inner iron core and inserted into the teeth, and a wound insulator. The inner core inserted into the tooth is provided with an iron core and a coil assembly process for inserting the outer core.
The method for manufacturing a rotary electric machine disclosed in the present application uses a rotor which is an iron core and a coil assembly manufactured by the above method for manufacturing an iron core and a coil assembly, and further sandwiches a gap in an outer peripheral portion of the rotor. , It is provided with a stator assembling process for incorporating a stator with a stator winding.
本願に開示される鉄心およびコイル組立体および回転電機によれば、コイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる鉄心およびコイル組立体、および回転電機が得られる。 According to the iron core and coil assembly and the rotary electric machine disclosed in the present application, the iron core and coil assembly and the rotary electric machine capable of reducing the number of connection points of the coil terminal and preventing the crossover from loosening due to the incorporation of the insulator can be obtained. ..
本願に開示される鉄心およびコイル組立体の製造方法および回転電機の製造方法によれば、コイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる鉄心およびコイル組立体の製造方法、および回転電機の製造方法が得られる。 According to the method for manufacturing the iron core and the coil assembly and the method for manufacturing the rotary electric machine disclosed in the present application, the number of connection points of the coil terminal can be reduced and the loosening of the cross wire due to the incorporation of the insulator can be prevented. A manufacturing method and a manufacturing method of a rotary electric machine can be obtained.
実施の形態1.
実施の形態1は、放射状に配置された複数のティースを備える内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える円筒形の固定子鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、複数のインシュレータに連続して巻き回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、インシュレータおよび渡り線保持部品は、渡り線保持部品の端部を中心としてコイルが巻回されたインシュレータが内側鉄心の中心軸方向に回転し、ティースに挿入される機構を備えた固定子と、この固定子の内周部にギャップを挟んで設置される回転子を備えた回転電機およびその製造方法に関するものである。
The first embodiment has a cylindrical stator core having an inner core having a plurality of radially arranged teeth and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core, and being inserted into the teeth. The insulator and the crossover holding component for holding the crossover between the coils wound continuously around the plurality of insulators are provided, and the insulator and the crossover holding component are coiled around the end of the crossing wire holding component. A stator with a mechanism in which an insulator wound around the coil rotates in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into the teeth, and a rotor installed with a gap in the inner circumference of the stator. It relates to a rotary electric machine and its manufacturing method.
以下、実施の形態1に係る鉄心およびコイル組立体とその製造方法、および回転電機とその製造方法について、回転電機の断面図である図1、固定子の断面図である図2、インシュレータの斜視図である図3、渡り線保持部品の斜視図である図4、インシュレータと渡り線保持部品の配置図である図5、鉄心およびコイル組立体の組立要領の説明図である図6A、図6B、図7A、図7B、図8A、図8B、図13A、図13B、コイル組立体の説明図である図9、鉄心およびコイル組立体の組立要領を説明するインシュレータの断面図である図10、コイル間の渡り線の処理説明図である図11、コイルの接続図である図12、回転機構を説明するインシュレータの斜視図である図14、回転機構を説明する渡り線保持部品の要部斜視図である図15、鉄心およびコイル組立体の製造方法のフローチャートである図16、および回転電機の製造方法のフローチャートである図17に基づいて説明する。
なお、各図において、同一部分もしくは相当部分は、同一符号で示し、重複する説明は、省略する。
また、説明において、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」というときは、それぞれ、回転電機の回転子の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」をいうものとする。
Hereinafter, regarding the iron core and coil assembly and its manufacturing method, and the rotary electric machine and its manufacturing method according to the first embodiment, FIG. 1 is a cross-sectional view of the rotary electric machine, FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator, and a perspective view of the insulator. FIG. 3, FIG. 3, a perspective view of the crossover holding component, FIG. 5, a layout diagram of the insulator and the crossing wire holding component, and FIGS. 6A and 6B which are explanatory views of the assembly procedure of the iron core and the coil assembly. 7A, 7B, 8A, 8B, 13A, 13B, FIG. 9, which is an explanatory view of the coil assembly, FIG. 10, which is a cross-sectional view of an insulator for explaining an assembly procedure of the iron core and the coil assembly. FIG. 11 which is an explanatory view of processing of the crossover wire between the coils, FIG. 12 which is a connection diagram of the coils, FIG. It will be described with reference to FIG. 15, FIG. 15, which is a flowchart of a method for manufacturing an iron core and a coil assembly, and FIG. 17, which is a flowchart of a method for manufacturing a rotary electric machine.
In each figure, the same portion or the corresponding portion is indicated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
In the description, the terms "axial direction", "circumferential direction", "diameter direction", "inner peripheral side", "outer peripheral side", "inner peripheral surface", and "outer peripheral surface" are used without particular notice. It refers to the "axial direction", "circumferential direction", "diameter direction", "inner peripheral side", "outer peripheral side", "inner peripheral surface", and "outer peripheral surface" of the rotor of the rotary electric machine.
まず、実施の形態1の回転電機100の全体構造を回転電機100の軸方向に垂直な切断面である図1に基づいて説明する。
回転電機100は、固定子3と回転子6と、これらを内部に保持するモータフレーム2とで構成される
First, the overall structure of the rotary
The rotary
固定子3は略円筒形であり、固定子鉄心31と、固定子鉄心31に組付けられるインシュレータ51と、インシュレータ51に巻回される固定子巻線41とを備える。固定子鉄心31は、一般的には鉄系の材料からなる薄板の磁性板を複数枚積層して構成されている。
固定子3は、略円筒形のモータフレーム2の内側に嵌合、固定され、モータフレーム2に対して図示しない軸受によって回転可能に支持された回転子6と組み合わされて回転電機100を構成する。
The
The
モータフレーム2は、固定子3および回転子6を機械的に保持し、かつ固定子3の放熱経路となるものである。このため、モータフレーム2には、一般的に鉄およびアルミニウム等の金属素材が用いられる。
The
回転子6は、回転軸65に固定された略円筒形の回転子鉄心60と、回転子鉄心60の外周面に取り付けられた永久磁石8を備えている。
The
なお一般的に、回転電機は巻線を備えた鉄心を固定子に用いる場合と回転子に用いる場合があるが、実施の形態1では巻線を備えた鉄心を固定子に適用した例で説明する。 In general, a rotary electric machine may use an iron core having a winding as a stator or a rotor, but in the first embodiment, an example in which an iron core having a winding is applied to a stator will be described. do.
さらに、固定子3の構造について、固定子3の軸方向に垂直な断面図である図2に基づいて説明する。
固定子鉄心31は、バックヨークとなる略円筒状の外側鉄心32と、放射状に配置された複数のティース34が内周側で連結されて一体化された内側鉄心33とで構成される。
外側鉄心32を内側鉄心33に軸方向から圧入することでティース34の外周端とバックヨークが磁気的に連結され、一体で固定子鉄心31となる。
Further, the structure of the
The
By press-fitting the
外側鉄心32と内側鉄心33との組立は圧入に限定されるものではなく、焼き嵌め、接着、または溶接でもよい。
外側鉄心32および内側鉄心33は一般的には鉄系の材料からなる薄板の磁性板を複数枚積層して構成されている。積層された薄板同士はカシメあるいは接着などの手段で固定される。
The assembly of the
The
次に、コイル42、インシュレータ51について、固定子3の断面図である図2およびインシュレータ51の斜視図である図3に基づいて説明する。
Next, the
周方向に隣接するティース34の間に構成されるスロット35にはコイル42が配置される。インシュレータ51に固定子巻線41を所定回数巻回して、各スロット35に配置されるコイル42を構成する。
コイル42は、固定子鉄心31との電気的な絶縁を保持される必要があり、また所定の断面形状になるように保持される必要がある。このため、コイル42はインシュレータ51に巻回されている。
コイル42が巻回されたインシュレータ51を後で説明する方法で内側鉄心33の各ティース34に挿入する。
A
The
The
インシュレータ51はティース34に挿入するための中空部52を備えた樹脂成型品である。インシュレータ51はティース34の周方向側面と軸方向上下面を覆う胴部53、巻回したコイル42の径方向の壁となる固定子内周側の内側鍔部54、および外周側の外側鍔部55を備え、これらの間の空間にコイル42を巻回する
The
次に、固定子3の製造手順を順次説明するが、まず概要を列挙する。
(1)インシュレータ51と渡り線保持部品71を巻線治具に装着して配置する。
(2)インシュレータ51に巻線を施す。
(3)渡り線押さえ部品76を組み付けて、渡り線を固定する。
(4)固定子鉄心31の内側鉄心33にインシュレータ51を組み込む。
(5)外側鉄心32を圧入する。
なお、以下の説明では、(4)の内側鉄心33にインシュレータ51を組み込んで製造した構造体をコイル組立体90としている。また、(5)のコイル組立体90に外側鉄心32を圧入して製造した構造体を鉄心およびコイル組立体91としている。
Next, the manufacturing procedure of the
(1) The
(2) Winding is applied to the
(3) Assemble the
(4) The
(5) The
In the following description, the structure manufactured by incorporating the
実施の形態1の固定子3は、あらかじめコイル42を巻回したインシュレータ51をティース34に嵌め込む方法で製造するものであり、ここでは12個のティース34を備えた固定子を例として説明する。
The
まず、第1段階(インシュレータ51と渡り線保持部品71とを巻線治具に装着する)について、渡り線保持部品71の斜視図である図4、インシュレータ51と渡り線保持部品71の配置図である図5および鉄心およびコイル組立体の組立要領の説明図である図6Aに基づいて説明する。
図4において、渡り線保持部品71は、収納溝72と固定子巻線端子73を備えている。収納溝72と固定子巻線端子73の機能については、後で説明する。
図5はインシュレータ51と渡り線保持部品71の巻線時の配置を、固定子3の軸方向から見た模式図である。図5において治具類は省略している。
First, regarding the first stage (mounting the
In FIG. 4, the
FIG. 5 is a schematic view of the arrangement of the
12個のインシュレータ51は内側鍔部54を上に向け、インシュレータ51の軸方向が平面内で放射状に等ピッチで配置される。インシュレータ51は12個であるから、30度ピッチで放射状に並べられている。
放射状に配置されたインシュレータ51の中心に渡り線保持部品71を配置する。
The twelve
The
図6Aは、保持治具81にインシュレータ51と渡り線保持部品71を配置した状態の軸に平行な断面図である。
渡り線保持部品71は保持治具81に固定され、その径方向両側にインシュレータ保持治具82が配置され、インシュレータ保持治具82にそれぞれインシュレータ51が装着されている。
FIG. 6A is a cross-sectional view parallel to the axis in a state where the
The
インシュレータ保持治具82は、インシュレータ51の外側鍔部55を支持する枠体83とインシュレータ51の中空部52に装着される芯部84からなる。
芯部84は図の上方にバネ85で押し上げられており、図の上方から枠体83に向けて押し込むことができるようになっている。
枠体83はインシュレータ51の軸方向の端部のうち、放射状に配置された内側の端部近傍の紙面に垂直な方向の軸心75を中心に回転動作する構造となっている。
この回転動作の詳細は後で説明する。また、放射状に配置されたインシュレータ51の中心にはインシュレータ51間の渡り線43を保持するための渡り線保持部品71が配置されている。
The
The
The
The details of this rotation operation will be described later. Further, a
ここで渡り線保持部品71について説明する。
渡り線保持部品71は、例えば樹脂成型で形成され、各インシュレータ51のコイル42間を繋ぐ渡り線43の配置に合わせた収納溝72を備えている。この収納溝72には巻線時に渡り線43が配置され、渡り線43を径方向および周方向に保持することにより回転電機100の作動時に渡り線43が遠心力および振動によって損傷することを防止する。
また、渡り線保持部品71はコイル端末を固定、接合する固定子巻線端子73を備えている。固定子巻線端子73はコイル端子と接合する部分が渡り線保持部品71の収納溝側に突出しており、巻線時には、ノズル74を各固定子巻線端子73の周りに回動させて巻線を巻き付ける。
固定子巻線端子73は、導電性がある銅あるいは銅合金、鉄など金属製であり棒状の形状を有する。
巻線後に、固定子巻線端子73と巻き付けられたコイル線とをハンダ付け、ロウ付け、あるいは溶接などの手段で電気的に接合する。
Here, the
The
Further, the
The
After winding, the
なお、ここでは棒状の端子にコイル線を巻き付ける例を示したが、端子をフック状にして巻線を引っ掛ける形状でもよい。
固定子巻線端子73の他端は図6Aに示すように渡り線保持部品71を貫通して反対面に突出しており、固定子巻線を外部に接続するために用いられる。
Although the example in which the coil wire is wound around the rod-shaped terminal is shown here, the terminal may be hooked and the winding may be hooked.
As shown in FIG. 6A, the other end of the
ここで、インシュレータ51にコイル42を巻回するにあたり、枠体83にインシュレータ51を保持する方法について、インシュレータ51および枠体83等の断面図である図10に基づいて説明する。
図10は、図5においてインシュレータ51の中間部であるX―X部での断面図である。インシュレータ51の外側鍔部55の周方向端部が径方向に対して斜めに形成されている。ここに、枠体83の周方向両側から押さえ部材86を配置し、外側鍔部55の斜めの部分を保持するように押さえ部材86を枠体83に固定する。これにより、インシュレータ51はインシュレータ保持治具82に対して径方向に固定される。インシュレータ51の周方向、軸方向には芯部84で保持される。
Here, a method of holding the
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX, which is an intermediate portion of the
次に、第2段階(インシュレータ51に巻線を施す)について、鉄心およびコイル組立体の組立要領の説明図である図6B、コイル42の接続図である図12、およびコイル42間の渡り線の処理説明図である図11に基づいて説明する。
Next, regarding the second stage (winding the insulator 51), FIG. 6B which is an explanatory view of the assembly procedure of the iron core and the coil assembly, FIG. 12 which is a connection diagram of the
図6Bは巻線作業の模式図である。インシュレータ保持治具82に取り付けられたインシュレータ51の周囲にノズル74を回転動作させてコイル42を巻回する。
インシュレータ51への巻線を完了すると、コイル42間を接続する渡り線43を連続してノズル74で引き回し、次のインシュレータ51にコイル42を巻回する。渡り線43は、渡り線保持部品71に設けられた収納溝72に沿わせて引き回し、渡り線43を収納溝72に収める。
図11は巻線完了後のインシュレータ51および渡り線保持部品71をノズル74側から見た図である。
FIG. 6B is a schematic view of the winding operation. The
When the winding to the
FIG. 11 is a view of the
図12は実施の形態1で説明に用いている12個のティース34、コイル42を備えた固定子3のコイル接続図である。
U、V、Wの各相4個ずつのコイル42で構成され、各相のコイル42を直列にしたうえで3相をΔ結線としている。図11に示した渡り線保持部品71は図12の結線を反映したものであり、インシュレータ51の外側に記載したU、V、Wのラベルはそれぞれのインシュレータ51に巻回されるコイル42の相を示している。なお、下線付きのコイル42(U、V、W)は下線なしのものに対して同じ方向の電流がコイル42に流れる時にティース34の内周部に発生する磁界の方向が反対となるように、例えば巻回方向が反対となっている。
なお、コイル42の各相間を接続する線を相間接続線と記載する。
FIG. 12 is a coil connection diagram of a
It is composed of four
The line connecting each phase of the
図11に示した各コイル42間の渡り線43の状況は、12個のコイル42をすべて連続して巻線する形態を示しており、図12の接続図のU端子から始め、反時計回りにU相、V相、W相と連続で巻線してU端子で巻線を完了する。ここでは12個の全インシュレータ51のコイル42を連続して巻線する場合で説明する。渡り線保持部品71には図12のU、V、W端子となる固定子巻線端子73が設けられており、そのうちコイル42の巻始めと巻き終わりとなるU端子73uにはコイル42の固定部分が2つ、それ以外のV端子73v、W端子73wにはコイル42の固定部分が1か所備えてある。
図6Bは固定子巻線端子73を含む断面を示している。
The situation of the
FIG. 6B shows a cross section including the
次に、第3段階(渡り線押さえ部品76を組み付けて、渡り線43を固定する)について、鉄心およびコイル組立体の組立要領の説明図である図7Aに基づいて説明する。
各インシュレータ51へのコイル42の巻回および渡り線保持部品71への渡り線43の配置が完了すると、渡り線保持部品71に引き回した渡り線43の上に渡り線押さえ部品76を被せて固定する。図7Aは、渡り線43を渡り線保持部品71に固定した後の状態を示す。
渡り線押さえ部品76は、渡り線保持部品71の収納溝72に配置された渡り線43が収納溝72の外に脱落しないようにするものである。渡り線押さえ部品76は、渡り線保持部品71と同様に例えば樹脂成型により形成する。
渡り線押さえ部品76は渡り線保持部品71に接着および嵌め込み、スナップフィット等の手段で固定する。また、渡り線押さえ部品76を用いず、渡り線保持部品71の溝部に接着剤を塗布することで渡り線43を固定することも可能である。
Next, the third step (assembling the
When the winding of the
The
The
次に、第4段階(固定子鉄心31の内側鉄心33にインシュレータ51を組み込む)について、鉄心およびコイル組立体91の組立要領の説明図である図7B、図8A、図8Bおよびコイル組立体90の説明図である図9に基づいて説明する。
Next, with respect to the fourth stage (incorporating the
インシュレータ51へのコイル42の巻回、および渡り線保持部品71への渡り線43の保持を完了した後、インシュレータ51を内側鉄心33の各ティース34に挿入する。 このとき、略円筒状である内側鉄心33の内側の空間に鉄心を保持する内側鉄心保持治具(図示なし)を挿入し、これを介して内側鉄心保持治具に内側鉄心33を固定する。内側鉄心33の内周部を利用して内側鉄心33を保持することにより、内側鉄心33の外側からインシュレータ51を挿入する際に内側鉄心保持治具がこれを阻害することがない。
After completing the winding of the
図7B、図8Aは、コイル42を巻回したインシュレータ51を内側鉄心33の各ティース34に挿入する模式図である。各インシュレータ51と渡り線保持部品71との間の渡り線43の位置を回転の軸心75として、インシュレータ保持治具82をそれぞれ図の矢印の方向に回転させる。
なお、回転の駆動機構等は省略している。これによりインシュレータ51に巻回したコイル42から渡り線保持部品71につながる渡り線43を緩ませることなく、各インシュレータ51を、傘を閉じる要領でティース34に組み込むことができる。
7B and 8A are schematic views in which the
The rotation drive mechanism and the like are omitted. As a result, each
インシュレータ保持治具82を回転させていくと、芯部84がティース34の外周部に当接する。しかし、図7B、図8Aに示すように芯部84を支持するバネ85が撓んで芯部84が退避しつつ、枠体83によってインシュレータ51がティース34に押し込まれる。
図8Bは、コイル42を巻回したインシュレータ51の内側鉄心33のティース34への挿入が完了した状態を示す。
As the
FIG. 8B shows a state in which the
インシュレータ51の挿入完了後、渡り線保持部品71は渡り線43のみで支持されている状態になるので、回転電機100の使用条件によっては別途インシュレータ51と機械的に固定する必要がある。この場合は、例えば図9に示すように渡り線保持部品71あるいは渡り線押さえ部品76に係合部77を設けてインシュレータ51に保持することが可能である。また、機械的な係合ではなく接着、溶着などの手段で固定してもよい。
After the insertion of the
次に、第5段階(外側鉄心32を圧入する)について、鉄心およびコイル組立体91の組立要領の説明図である図13A、図13Bに基づいて説明する。
Next, the fifth step (press-fitting the outer iron core 32) will be described with reference to FIGS. 13A and 13B, which are explanatory views of the assembly procedure of the iron core and the
ティース34にコイル42を巻回したインシュレータ51を挿入して、コイル組立体90を形成した後、そのコイル組立体90の外周に外側鉄心32を圧入する。図13Aに示すように略円筒状の外側鉄心32を軸方向から圧入してコイル組立体90と外側鉄心32を固定する。外側鉄心32を加熱して嵌め込む、焼き嵌めでもよい。
図13Bは、コイル組立体90に外側鉄心32を圧入して、鉄心およびコイル組立体91を形成した後の状態を示している。ここで、鉄心およびコイル組立体91は図1および図2で説明した固定子3である。
After inserting the
FIG. 13B shows a state after the
以上の説明では内側鉄心33にインシュレータ51を組み込むための可動式の巻線治具にインシュレータ51を配置し、コイル42を巻回後にそのまま内側鉄心33に組み込む例を示した。しかし、あらかじめコイル42を巻回しておいたインシュレータ51をインシュレータ保持治具82に配置し、内側鉄心33にインシュレータ51を組み込んでもよい。
In the above description, an example is shown in which the
次に、渡り線保持部品71の端部を中心として、コイル42を巻回したインシュレータ51を90度回転させて、ティース34に挿入する機構の例を図14、図15に基づいて説明する。図14はインシュレータ51挿入時の回転機構を説明するインシュレータ51の斜視図である。図15は回転機構を説明する渡り線保持部品71の要部斜視図である。
Next, an example of a mechanism in which the
具体的には、インシュレータ51を内側鉄心33に組み込む際の回転中心をインシュレータ51と渡り線保持部品71によって構成する例を説明する。
図14に示すように、インシュレータ51の樹脂成型時に外側鍔部55の端部に回転中心の軸となる回転軸部56を設ける。回転軸部56の中心軸は外側鍔部55の径方向に垂直な向きで、コイル42の巻回時にノズル74の軌道を遮らない位置とする。
Specifically, an example will be described in which the center of rotation when the
As shown in FIG. 14, when the
一方、図15に示すように、渡り線保持部品71の端部に、インシュレータ51の回転軸部56が挿入される穴部である軸受け部78を設ける。インシュレータ51と同様に渡り線保持部品71の樹脂成型時に合わせて成型する。この軸受け部78にインシュレータ51の回転軸部56を嵌め込むことによって、回転軸部56を中心に相対的に回転可能になる。
この回転機構を設けることで、コイル42を巻回したインシュレータ51を回転軸部56を中心に回転させながら内側鉄心33に組み込むことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 15, a bearing
By providing this rotation mechanism, the
なお、樹脂成型時に回転軸部56を一体で構成する例を示したが、インシュレータ51と渡り線保持部品71の双方に穴部を設け、別途用意した樹脂および金属からなる回転軸を穴部に嵌め込んでインシュレータ51と渡り線保持部品71が相対的に回転するように構成してもよい。
Although an example in which the
次に上記で説明した本実施の形態1の鉄心およびコイル組立体91の製造方法について、図16のフローチャートに基づいて説明する。
なお、本実施の形態1の鉄心およびコイル組立体91の製造方法は、以下のステップ1(S01)からステップ5(S05)の工程から成るものである。
Next, the method of manufacturing the iron core and
The method for manufacturing the iron core and
ステップ1(S01)の整列工程では、渡り線保持部品71を中心にして、インシュレータ51を内側鍔部54を上に向けて、インシュレータ51の軸方向が平面内で放射状に等ピッチで配置する。図5および図6Aが対応する。
In the alignment step of step 1 (S01), the
ステップ2(S02)の巻線工程では、インシュレータ51にコイル42を巻回する。このとき、インシュレータ51間の渡り線43を渡り線保持部品71の収納溝72上に配置する。図6Bおよび図11が対応する。
In the winding step of step 2 (S02), the
ステップ3(S03)の渡り線固定工程では、渡り線保持部品71の収納溝72上の渡り線43を渡り線押さえ部品76で固定する。図7Aが対応する。
In the crossover fixing step of step 3 (S03), the
ステップ4(S04)のインシュレータ挿入工程では、コイル42を巻回したインシュレータ51を、インシュレータ51と渡り線保持部品71との間の位置を回転中心として90度回転させて内側鉄心33のティース34に挿入して、コイル組立体90を形成する。図7B、図8A、および図8Bが対応する。
In the insulator insertion step of step 4 (S04), the
ステップ5(S05)の鉄心組立工程では、コイル組立体90の外周部に外側鉄心32を挿入して、鉄心およびコイル組立体91を形成する。図13Aおよび図13Bが対応する。
In the iron core assembly step of step 5 (S05), the
次に回転電機100の製造について説明する。
回転電機100は、先に説明した鉄心およびコイル組立体91である固定子3の内周部にギャップを挟んで、永久磁石8を備えた回転子6を設置することで製造される。
Next, the manufacture of the rotary
The rotary
回転電機100の製造方法について、図17のフローチャートに基づいて説明する。
なお、本実施の形態1の回転電機100の製造方法は、以下のステップ11(S11)、ステップ12(S12)の工程から成るものである。
The manufacturing method of the rotary
The method for manufacturing the rotary
ステップ11(S11)の鉄心およびコイル組立体製造工程は、図16のフローチャートのステップ1(S01)〜ステップ5(S05)に対応する。 The iron core and coil assembly manufacturing process of step 11 (S11) corresponds to steps 1 (S01) to 5 (S05) of the flowchart of FIG.
ステップ12(S12)の回転子組込工程では、固定子3の内周部にギャップを挟んで、永久磁石8を備えた回転子6を設置する。
In the rotor incorporating step of step 12 (S12), the
ここで、本実施の形態1の回転電機およびその製造方法の特徴について説明する。
実施の形態1の回転電機およびその製造方法では、内側鉄心33のティース34にコイル42を巻回する際に渡り線43が緩むことがない。
あらかじめ渡り線43を渡り線保持部品71に固定しておくことにより、コイル42を巻回したインシュレータ51を回転軸部56を中心に回転させながら内側鉄心33に組み込んだ後においても渡り線43に緩みのない状態を維持できる。その結果、回転電機100に振動が加わった場合でも渡り線43が損傷することがない。
Here, the features of the rotary electric machine of the first embodiment and the manufacturing method thereof will be described.
In the rotary electric machine of the first embodiment and the manufacturing method thereof, the
By fixing the
従来の方法でコイルを組み込んで、渡り線が緩んだ場合でも、各渡り線の緩みを解消することは可能である。しかし、多数の渡り線の1本ずつの緩みを巻き取って固定することは多大な工数が必要である。一方、本実施の形態1のように巻線工程中に渡り線43を渡り線保持部品71の所定の位置に配置することは容易である。
Even if the crossovers are loosened by incorporating the coil by the conventional method, it is possible to eliminate the looseness of each crossover. However, it takes a lot of man-hours to wind up and fix the looseness of each of a large number of crossovers. On the other hand, it is easy to arrange the
また、従来の方法の場合、インシュレータ間を連続してコイルを巻回したものを鉄心に組み込むと渡り線に緩みが生じる。すなわち渡り線の長さが必要最小限の値より必ず長くなってしまうことを意味する。
本実施の形態1では渡り線43を必要最小限の長さに抑えることが可能であり、それによりコイル42の巻き数を減ずることなく固定子巻線41の抵抗値を低減できるため、回転電機100の損失を低減できる。
Further, in the case of the conventional method, if a coil wound continuously between insulators is incorporated into the iron core, the crossover wire becomes loose. That is, it means that the length of the crossover is always longer than the minimum required value.
In the first embodiment, the
上記説明のように、実施の形態1は、放射状に配置された複数のティースを備える内側鉄心と、内側鉄心の外周側に配置される円筒形の外側鉄心とを備える円筒形の鉄心と、ティースに挿入されるインシュレータと、複数のインシュレータに連続して巻き回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、インシュレータおよび渡り線保持部品は、渡り線保持部品の端部を中心としてコイルが巻回されたインシュレータが内側鉄心の中心軸方向に回転し、ティースに挿入される機構を備えた固定子と、この固定子の内周部にギャップを挟んで設置される回転子を備えたものである回転電機およびその製造方法に関するものである
このため、実施の形態1の回転電機およびその製造方法は、コイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる。
As described above, the first embodiment has a cylindrical iron core having a plurality of radially arranged teeth, a cylindrical outer core having a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core, and the teeth. The insulator and the crossover holding component for holding the crossover between the coils wound continuously on the plurality of insulators are provided, and the insulator and the crossing wire holding component are the ends of the crossover holding component. A stator with a mechanism in which an insulator around which a coil is wound rotates in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into the teeth, and a rotor installed with a gap in the inner circumference of this stator. The present invention relates to a rotary electric machine provided with a child and a method for manufacturing the same. Can prevent loosening.
実施の形態2.
実施の形態2の回転電機は、インシュレータの内周側高さを外周側高さよりも大きくしたものである。
In the rotary electric machine of the second embodiment, the height on the inner peripheral side of the insulator is made larger than the height on the outer peripheral side.
実施の形態2の回転電機について、コイル組立体の説明図である図18A、図18B、およびコイル組立体の対比説明図である図19A、図19Bに基づいて、実施の形態1との差異を中心に説明する。
実施の形態2の構成図において、実施の形態1と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1と区別するため、実施の形態2では、インシュレータ251、コイル組立体290としている。
The difference between the rotary electric machine of the second embodiment and the first embodiment is based on FIGS. 18A and 18B which are explanatory views of the coil assembly and FIGS. 19A and 19B which are comparative explanatory views of the coil assembly. I will explain mainly.
In the configuration diagram of the second embodiment, the same or corresponding parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals.
In order to distinguish it from the first embodiment, the
実施の形態2のインシュレータ251と実施の形態1のインシュレータ51との違いは、インシュレータの形状の一部である。インシュレータ251へのコイル42の巻回の方法、および後のティース34への挿入方法は実施の形態1と同じである。
The difference between the
図18Aは、実施の形態2における内側鉄心33にインシュレータ251を組み込んだ状態であるコイル組立体290の軸方向に平行な面での断面図である。渡り線43が図の下方に配置され、渡り線43側がティース34への組み込み時にインシュレータ251の回転軌道の中心となる。
ここで、実施の形態2では内側鉄心33に接するインシュレータ251の内壁のうち、回転中心と反対側、渡り線43と反対側の内壁が内側鉄心33の積層面に対して平行ではなく、内径側の方が広がった斜面となっている。
すなわち、内側鉄心33の積層高さAよりもインシュレータ251の内壁間隔Bを広くしている。この構造により、ティース34への組み込み途中で干渉することがない。
組み込み途中の状態を図1118Bに示しており、インシュレータ251の内壁の内径側の軸方向寸法を少なくともB以上確保しておけば組み込み時にティース34と干渉しない。
FIG. 18A is a cross-sectional view of the
Here, in the second embodiment, among the inner walls of the
That is, the inner wall spacing B of the
The state during assembly is shown in FIG. 1118B, and if the axial dimension on the inner wall side of the inner wall of the
実施の形態2の構造の特徴を明確にするために、対比として、実施の形態1の場合について、図19A、図19Bで説明する。
インシュレータ51を円軌道でティース34に挿入するため、挿入途中で図19Aの状態となり、内側鉄心33の積層高さAよりもインシュレータ51の内壁間隔Bを広くしておかなければならない。このため、インシュレータ51は、従来の径方向から挿入する場合より軸方向の高さが増加する。図19Bに示すように、組み込み完了後には内側鉄心33とインシュレータ51内壁の間に軸方向にAとBとの差分であるC=A−Bの隙間が生じる。
In order to clarify the structural features of the second embodiment, the case of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 19A and 19B as a comparison.
Since the
次に実施の形態2において、インシュレータ251の内壁間隔を広くした影響について説明する。
コイル42に関してはインシュレータ251の内径側の方が外径側より層数が少ないため、インシュレータ251の内壁の内径側を広げても、インシュレータ251の内径側鍔部の高さDが外径側鍔部の高さEより高くならない。したがって、軸方向に垂直な向きでインシュレータ251をティース34に挿入する従来方法とインシュレータ251の頂部の高さを等しくすることができる。
Next, in the second embodiment, the effect of widening the inner wall spacing of the
Since the inner diameter side of the
また、実施の形態1では、インシュレータ51の内壁の間隔を広げておく必要があるため、回転電機100の使用条件によってはインシュレータ51をティース34に組み込んだ後にインシュレータ51が軸方向に動かないように別途固定しなければならない場合がある。
Further, in the first embodiment, since it is necessary to widen the interval between the inner walls of the
一方、実施の形態2でのインシュレータ251の外径側は内径側より狭くなっており、図18Aに示すように組み込み完了後にはインシュレータ251の内壁の外径側を内側鉄心33と接する状態にすることが可能である。その結果、組み込み後にインシュレータ251が軸方向に動くことを防止できる。
On the other hand, the outer diameter side of the
以上説明したように、実施の形態2の回転電機は、インシュレータの内周側高さを外周側高さよりも大きくしたものである。
したがって、実施の形態2の回転電機は、コイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる。さらにインシュレータの内側鉄心への挿入が容易になる。
As described above, in the rotary electric machine of the second embodiment, the height on the inner peripheral side of the insulator is made larger than the height on the outer peripheral side.
Therefore, the rotary electric machine of the second embodiment can reduce the number of connection points of the coil terminal and prevent loosening of the crossover wire due to the incorporation of the insulator. Furthermore, the insulator can be easily inserted into the inner iron core.
実施の形態3.
実施の形態3の回転電機は、コイルの相間接続線を外部に引き出す固定子巻線端子を渡り線保持部品に対して固定子鉄心の軸方向反対側に設けたものである。
In the rotary electric machine of the third embodiment, a stator winding terminal for pulling out the interphase connection wire of the coil to the outside is provided on the side opposite to the crossover wire holding component in the axial direction of the stator core.
実施の形態3の回転電機について、コイルが巻回されたインシュレータと渡り線保持部品の断面図である図20、インシュレータの断面図である図21、図22、および固定子の説明図である図23に基づいて、実施の形態1との差異を中心に説明する。
実施の形態3の構成図において、実施の形態1と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1と区別するために、固定子303、インシュレータ351、鉄心およびコイル組立体391としている。
Regarding the rotary electric machine of the third embodiment, FIG. 20 is a cross-sectional view of an insulator in which a coil is wound and a crossover holding component, FIGS. 21 and 22 are cross-sectional views of the insulator, and is an explanatory view of a stator. Based on 23, the difference from the first embodiment will be mainly described.
In the configuration diagram of the third embodiment, the same or corresponding parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals.
In order to distinguish it from the first embodiment, the stator 303, the
実施の形態3では、各ティース34に配置されたコイル42間を結ぶ渡り線43と、コイル42から固定子303の外部に引き出される固定子巻線端子73を軸方向の両側、すなわち渡り線保持部品71の反対側に分離して配置している。
In the third embodiment, the
図20はインシュレータ351にコイル42を巻回した状態を示す断面図である。実施の形態1の図7Aにおいて、保持治具81等を省略した状態に対応する。
放射状に配置されたインシュレータ351の内側に渡り線43および渡り線保持部品71を配置し、インシュレータ351の外側に固定子巻線端子73を配置している。
固定子巻線端子73はインシュレータ351の鍔部に固定されているが、すべてのインシュレータ351に設ける必要はない。固定子巻線端子73を固定子303から外部に接続する必要のあるコイル42が巻回されたインシュレータ351のみに設けることでよい。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which the
The
Although the
固定子巻線端子73をインシュレータ351の鍔部に配置した状態を図21に示す。図21は固定子巻線端子73の箇所における軸方向に平行な断面図である。
固定子巻線端子73をインシュレータ351の外側鍔部55にあらかじめ成型された穴部57に軸方向から圧入して固定する。
またはインシュレータ351の加工時にインサート成型により固定子巻線端子73を固定してもよい。なお、ここでは端子形状を棒状とし、固定子巻線端子73にコイル端末を巻き付ける形態で説明したが、図22に示すように固定子巻線端子73の先端部をフック状とし、コイル端末を引っ掛けて固定する形状でもよい。
FIG. 21 shows a state in which the
The
Alternatively, the
内側鉄心33へのコイル42を巻回したインシュレータ351の組み込み方法、および外側鉄心32の挿入方法は実施の形態1と同じである。
図23に鉄心およびコイル組立体391すなわち固定子303の製造完了後の状態を示す。渡り線43および渡り線保持部品71が図の下方に、固定子303から外部に引き出される固定子巻線端子73はそれと反対側の図の上方に配置されている。
The method of incorporating the
FIG. 23 shows the state of the iron core and
ここで、実施の形態3の特徴について説明する。
各コイル42間の渡り線43を固定子303の片方の端面側に配置し、反対の端面に固定子303から外部へと接続するための固定子巻線端子73を配置した場合、以下のような効果が得られる。
Here, the features of the third embodiment will be described.
When the
固定子巻線端子73は外部に接続するための端子であり、ここにリード線を接続したり駆動回路を搭載した基板を直接接続したりする。
このとき、固定子巻線端子73とリード線および基板との接続にはハンダ付けおよび溶接が用いられる。その際、接合箇所の周囲には熱的な損傷が生じる恐れがあり、周囲を遮蔽するなどの対策が必要となることがある。したがって、渡り線43と固定子巻線端子73を異なる面に配置することで、渡り線43の損傷を回避でき、周囲の遮蔽が容易になるという効果が得られる。
The
At this time, soldering and welding are used to connect the
以上説明したように、実施の形態3の回転電機は、コイルの相間接続線を外部に引き出す固定子巻線端子を渡り線保持部品に対して固定子鉄心の軸方向反対側に設けたものである。
したがって、実施の形態3の回転電機は、コイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる。さらに渡り線の損傷を回避できる。
As described above, in the rotary electric machine of the third embodiment, the stator winding terminal for pulling out the interphase connection wire of the coil to the outside is provided on the opposite side of the stator core in the axial direction with respect to the crossover wire holding component. be.
Therefore, the rotary electric machine of the third embodiment can reduce the number of connection points of the coil terminal and prevent loosening of the crossover wire due to the incorporation of the insulator. Furthermore, damage to the crossover can be avoided.
実施の形態4.
実施の形態4の回転電機およびその製造方法は、実施の形態1のインシュレータの内側鉄心への組み込み方法を回転子に適用したものである。
Embodiment 4.
The rotary electric machine of the fourth embodiment and the manufacturing method thereof are applied to the rotor by the method of incorporating the insulator of the first embodiment into the inner iron core.
実施の形態4の回転電機およびその製造方法について、回転電機の断面図である図24および回転子の軸方向断面図である図25に基づいて、実施の形態1との差異を中心に説明する。
実施の形態4の構成図において、実施の形態1と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1と区別するために回転電機400、回転子406、ティース434、固定子巻線441、コイル442、インシュレータ451、回転子巻線端子473、コイル組立体490、鉄心およびコイル組立体491としている。
The rotary electric machine of the fourth embodiment and a method for manufacturing the same will be described focusing on the difference from the first embodiment based on FIG. 24 which is a cross-sectional view of the rotary electric machine and FIG. 25 which is a sectional view of the rotor in the axial direction. ..
In the configuration diagram of the fourth embodiment, the same or corresponding parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals.
In order to distinguish it from the first embodiment, the rotary
図24は回転電機400の軸方向に垂直な断面図である。
モータフレーム2の内側に略円筒形の固定子3が固定され、その内周側に所定のギャップを挟んで回転子406が配置される。回転子406はモータフレーム2に対して図示しない軸受けによって回転可能に支持されている。
FIG. 24 is a cross-sectional view of the rotary
A substantially
固定子3は略円筒形の固定子鉄心31に固定子巻線441が巻回されたものであり、周方向に並べて配置されたティース34の間に形成されたスロットに固定子巻線441を配置する。ここでは全周が一体となった固定子鉄心31の例を示しているが、周方向あるいは径方向に複数に分割された分割タイプの固定子鉄心を組み立てたものでもよい。
The
回転子鉄心60はティース434含む内側鉄心63と外側鉄心62で構成される。回転子406には、回転軸65に固定された回転子鉄心60の内側鉄心63にコイル442を巻回したインシュレータ451が組み込まれている。
内側鉄心63に実施の形態1で説明した方法でコイル442を巻回したインシュレータ451を組み込み、その外周側に外側鉄心62を圧入して鉄心およびコイル組立体491、すなわち回転子406を製造する。
The
An
図25は回転子406の軸方向に垂直な断面図である。
回転軸65の端部には軸受66が配置され、図示しないモータフレームに対して回転可能に支持されている。回転軸65の一端には回転子406内のコイル442に通電するためのスリップリング64が組み込まれている。スリップリング64に摺動させて通電経路を構成するブラシ67が回転子406の外部からスリップリング64に押し付けられている。スリップリング64の導体の一端は回転子巻線端子473に接続されており、回転子巻線の端末が回転子巻線端子473に接合されて回転子406のコイル442への通電経路を構成する。
なお、三相回路の場合、スリップリング64、ブラシ67は各3個必要であるが、図25では2相分のみ記載している。
FIG. 25 is a cross-sectional view of the
A
In the case of a three-phase circuit, three
ここでは渡り線保持部品71と反対側にスリップリング64を配置した例を示している。そのため、回転子巻線端子473が渡り線43と反対側の面に配置されている。これは、実施の形態3で説明した構成であるが、渡り線43とスリップリング64が同じ側に配置された構成も可能である。
Here, an example in which the
次に実施の形態4の回転電機400の特徴について説明する。
実施の形態4の回転子406においては、スリップリング64を経由してコイル442への通電電流を制御することで界磁を可変にすることができる。
その効果として、回転電機400の高速回転化が可能である。実施の形態4の回転子406を適用するとコイル442同士の接合点数が少なくなり、さらに渡り線43の緩みも回避することができる。その結果、回転子406の高速回転時の振動および遠心力によってコイル442の接合部および渡り線43に損傷が生じる恐れが少なくなるという効果が得られる。
Next, the features of the rotary
In the
As an effect, the rotary
次に実施の形態4の回転子406および回転電機400の製造方法について、実施の形態1のフローチャートを参照して、実施の形態1との差異部分のみ説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、図16のフローチャートについて説明する。
ステップ1(S01)の整列工程では、インシュレータ51をインシュレータ451に読み替える。
ステップ2(S02)の巻線工程では、インシュレータ51をインシュレータ451に、コイル42をコイル442に読み替える。
ステップ4(S04)のインシュレータ挿入工程では、インシュレータ51をインシュレータ451に、コイル42をコイル442、ティース34をティース434に、内側鉄心33を内側鉄心63に読み替える。
ステップ5(S05)の鉄心組立工程では、コイル組立体90をコイル組立体490に、鉄心およびコイル組立体91を鉄心およびコイル組立体491に、外側鉄心32を外側鉄心62に読み替える。
また、図17のフローチャートについては、ステップ12(S12)は、「固定子組込工程」となり、その内容は「回転子406の外周部にギャップを挟んで、固定子巻線441を備えた固定子3を組み込む」となる。
First, the flowchart of FIG. 16 will be described.
In the alignment step of step 1 (S01), the
In the winding step of step 2 (S02), the
In the insulator insertion step of step 4 (S04), the
In the iron core assembly step of step 5 (S05), the
Further, regarding the flowchart of FIG. 17, step 12 (S12) is a "stator assembling step", and the content thereof is "fixing with a stator winding 441 with a gap sandwiched in the outer peripheral portion of the
以上説明したように、実施の形態4の回転電機およびその製造方法は、実施の形態1のインシュレータの内側鉄心への組み込み方法を回転子に適用したものである。
したがって、実施の形態4の回転電機およびその製造方法は、回転子についてコイル端末の接続点数を減らし、かつインシュレータの組込みに伴う渡り線の緩みを防止できる。
As described above, the rotary electric machine of the fourth embodiment and the manufacturing method thereof are applied to the rotor by the method of incorporating the insulator of the first embodiment into the inner iron core.
Therefore, the rotary electric machine of the fourth embodiment and the manufacturing method thereof can reduce the number of connection points of the coil terminal for the rotor and prevent the crossover from loosening due to the incorporation of the insulator.
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるものではなく、単独で、または様々な組合せで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組合せる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to the above, and can be applied to the embodiment alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments. ..
2 モータフレーム、3,303 固定子、6 回転子、8 永久磁石、
31 固定子鉄心、32 外側鉄心、33 内側鉄心、34 ティース、
35 スロット、41 固定子巻線、42 コイル、43 渡り線、
51,251,351 インシュレータ、52 中空部、53 胴部、54 内側鍔部、55 外側鍔部、56 回転軸部、57 穴部、60 回転子鉄心、62 外側鉄心、
63 内側鉄心、64 スリップリング、65 回転軸、66 軸受、67 ブラシ、
71 渡り線保持部品、72 収納溝、73 固定子巻線端子、74 ノズル、
75 軸心、76 渡り線押さえ部品、77 係合部、78 軸受け部、
81 保持治具、82 インシュレータ保持治具、83 枠体、84 芯部、
85 バネ、86 押さえ部材、90,290 コイル組立体、
91,391 鉄心およびコイル組立体、100,400 回転電機、406 回転子、434 ティース、441 固定子巻線、442 コイル、451 インシュレータ、
473 回転子巻線端子、491 鉄心およびコイル組立体。
2 motor frame, 3,303 stator, 6 rotor, 8 permanent magnet,
31 Stator core, 32 Outer core, 33 Inner core, 34 Teeth,
35 slots, 41 stator windings, 42 coils, 43 crossovers,
51,251,351 Insulator, 52 Hollow part, 53 Body part, 54 Inner collar part, 55 Outer collar part, 56 Rotating shaft part, 57 hole part, 60 Rotor iron core, 62 Outer iron core,
63 Inner core, 64 Slip ring, 65 Rotating shaft, 66 Bearing, 67 Brush,
71 Crossover holding parts, 72 storage grooves, 73 stator winding terminals, 74 nozzles,
75 Axis center, 76 Crossover wire holding parts, 77 Engagement part, 78 Bearing part,
81 holding jig, 82 insulator holding jig, 83 frame, 84 core,
85 springs, 86 retainers, 90,290 coil assemblies,
91,391 Iron core and coil assembly, 100,400 rotary electric machine, 406 rotor, 434 teeth, 441 stator winding, 442 coil, 451 insulator,
473 rotor winding terminals, 491 core and coil assemblies.
Claims (14)
前記ティースに挿入されるインシュレータと、
複数の前記インシュレータに連続して巻回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、
前記インシュレータおよび前記渡り線保持部品は、前記渡り線保持部品の端部を中心として前記コイルが巻回された前記インシュレータが前記内側鉄心の中心軸方向に回転し、前記ティースに挿入される機構を備えた鉄心およびコイル組立体。 A cylindrical stator core having an inner core having a plurality of radially arranged teeth and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core.
The insulator inserted into the tooth and
A crossover holding component for holding a crossover between coils wound continuously on the plurality of insulators is provided.
The insulator and the crossover holding component have a mechanism in which the insulator around which the coil is wound rotates around the end of the crossover holding component in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into the tooth. Equipped with iron core and coil assembly.
前記ティースに挿入されるインシュレータと、
前記インシュレータに巻回されるコイルの渡り線を保持する渡り線保持部品と、を用いて、
前記渡り線保持部品を中心として複数の前記インシュレータを放射状に並べる整列工程と、
複数の前記インシュレータに連続して巻線を巻回して前記コイルとする巻線工程と、
前記コイル間の渡り線を前記渡り線保持部品に固定する渡り線固定工程と、
前記内側鉄心を前記渡り線保持部品の上部に配置し、前記渡り線保持部品の端部を中心として巻回された前記インシュレータを前記内側鉄心の中心軸方向に回転させて、前記ティースに挿入する挿入工程と、
前記巻回された前記インシュレータが前記ティースに挿入された前記内側鉄心に、前記外側鉄心を挿入する鉄心組立工程と、
を備える鉄心およびコイル組立体の製造方法。 A cylindrical stator core having an inner core having a plurality of radially arranged teeth and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core.
The insulator inserted into the tooth and
Using a crossover holding component that holds the crossover of the coil wound around the insulator,
An alignment step of arranging a plurality of the insulators radially around the crossover holding component, and
A winding process in which a winding is continuously wound around a plurality of the insulators to form the coil, and
A crossover fixing step of fixing the crossover between the coils to the crossover holding component,
The inner core is placed above the crossover holding component, and the insulator wound around the end of the crossover holding component is rotated in the direction of the central axis of the inner core and inserted into the tooth. Insertion process and
An iron core assembly step of inserting the outer core into the inner core into which the wound insulator is inserted into the tooth.
A method of manufacturing an iron core and coil assembly comprising.
さらに、前記固定子の内周部にギャップを挟んで、永久磁石を備えた回転子を組み込む回転子組込工程を備えた回転電機の製造方法。 Using a stator that is an iron core and coil assembly manufactured by the method for manufacturing an iron core and coil assembly according to any one of claims 6 to 9.
Further, a method for manufacturing a rotary electric machine including a rotor incorporating step of incorporating a rotor equipped with a permanent magnet with a gap sandwiched between the inner peripheral portions of the stator.
前記ティースに挿入されるインシュレータと、
複数の前記インシュレータに連続して巻回されたコイル間の渡り線を保持する渡り線保持部品と、を備え、
前記インシュレータおよび前記渡り線保持部品は、前記渡り線保持部品の端部を中心として前記コイルが巻回された前記インシュレータが前記内側鉄心の中心軸方向に回転し、前記ティースに挿入される機構を備えた鉄心およびコイル組立体。 A rotor core having a plurality of radially arranged teeth, an inner core fixed to a rotating shaft, and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core.
The insulator inserted into the tooth and
A crossover holding component for holding a crossover between coils wound continuously on the plurality of insulators is provided.
The insulator and the crossover holding component have a mechanism in which the insulator around which the coil is wound rotates around the end of the crossover holding component in the direction of the central axis of the inner iron core and is inserted into the tooth. Equipped with iron core and coil assembly.
前記ティースに挿入されるインシュレータと、
前記インシュレータに巻回されるコイルの渡り線を保持する渡り線保持部品と、を用いて、
前記渡り線保持部品を中心として複数の前記インシュレータを放射状に並べる整列工程と、
複数の前記インシュレータに連続して巻線を巻回して前記コイルとする巻線工程と、
前記コイル間の渡り線を前記渡り線保持部品に固定する渡り線固定工程と、
前記内側鉄心を前記渡り線保持部品の上部に配置し、前記渡り線保持部品の端部を中心として巻回された前記インシュレータを前記内側鉄心の中心軸方向に回転させて、前記ティースに挿入する挿入工程と、
前記巻回された前記インシュレータが前記ティースに挿入された前記内側鉄心に、前記外側鉄心を挿入する鉄心およびコイル組立工程と、
を備える鉄心およびコイル組立体の製造方法。 A rotor core having a plurality of radially arranged teeth, an inner core fixed to a rotating shaft, and a cylindrical outer core arranged on the outer peripheral side of the inner core.
The insulator inserted into the tooth and
Using a crossover holding component that holds the crossover of the coil wound around the insulator,
An alignment step of arranging a plurality of the insulators radially around the crossover holding component, and
A winding process in which a winding is continuously wound around a plurality of the insulators to form the coil, and
A crossover fixing step of fixing the crossover between the coils to the crossover holding component,
The inner core is placed above the crossover holding component, and the insulator wound around the end of the crossover holding component is rotated in the direction of the central axis of the inner core and inserted into the tooth. Insertion process and
An iron core and coil assembly step of inserting the outer core into the inner core into which the wound insulator is inserted into the tooth.
A method of manufacturing an iron core and coil assembly comprising.
さらに、前記回転子の外周部にギャップを挟んで、固定子巻線を備えた固定子を組み込む固定子組込工程を備えた回転電機の製造方法。 Using a rotor that is an iron core and coil assembly manufactured by the method for manufacturing an iron core and coil assembly according to claim 13.
Further, a method for manufacturing a rotary electric machine including a stator incorporating step of incorporating a stator having a stator winding with a gap sandwiched between the outer peripheral portions of the rotor.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020070177A JP2021168531A (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Iron core and coil assembly and manufacturing method thereof, rotary electric machine using iron core and coil assembly and manufacturing method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021168531A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023199370A1 (en) * | 2022-04-11 | 2023-10-19 | 日立Astemo株式会社 | Electronic control device |
| WO2023228563A1 (en) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 株式会社デンソー | Stator |
-
2020
- 2020-04-09 JP JP2020070177A patent/JP2021168531A/en active Pending
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