(57)【要約】【課題】突極の小形化に応えつつ、導線が急激に曲げられて損傷することを防止するとともに、導線を巻く作業を容易にした回転子を構成する回転機を提供する。【解決手段】回転機１は、径方向に突出する突極２２を有する回転子コア２０と突極２２に巻回される導線２１とにより回転子２を構成しており、突極２２のうち導線２１が巻回されるべき複数の角部２２ａのうち各々対をなす二つの角部２２ａの間から反突極側へ突出する位置に導線２１をガイドするガイド部２７を設け、ガイド部２７の反突極側を曲面にした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に突出する突極を有する回転子コアと当該突極に巻回される導線とにより回転子を構成する回転機であって、
前記突極のうち前記導線が巻回されるべき複数の角部のうち各々対をなす二つの角部の間から反突極側へ突出する位置に前記導線をガイドするガイド部を設け、前記ガイド部の反突極側を曲面にしたことを特徴とする回転機。
【請求項２】
前記角部同士を結ぶ方向における前記ガイド部の幅を前記角部の間の幅より小さくしている請求項１に記載の回転機。
【請求項３】
前記角部に曲面が形成され、
前記角部および前記ガイド部の双方の曲面により前記導線をガイドするように構成されている請求項１又は２に記載の回転機。
【請求項４】
前記ガイド部が前記突極とは別部材で構成され、前記突極と前記ガイド部との間にくさび状部材が挿入されている請求項１〜３のいずれかに記載の回転機。
【請求項５】
回転子コアのうち径方向に突出する突極にガイド部を利用して導線を巻いた回転子を含む回転機の製造方法であって、
前記ガイド部を前記突極のうち前記導線が巻かれるべき角部の間から反突極側へ突出する位置に仮固定する仮置工程と、
前記導線を前記ガイド部の反突極側の曲面でガイドしながら前記突極及び前記ガイド部に巻き付ける巻回工程と、
前記ガイド部と前記突極との間にくさび状部材を挿入する導線伸張工程とを含むことを特徴とする回転機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転自在に支持した回転子を磁界の相互作用により回転させる回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機や電動機等の回転機は、固定子と、この固定子に対して回転自在に支持された回転子とを含んで構成され、固定子および回転子で発生させた磁界を通じて固定子および回転子の間に反発力や吸引力等を作用させて回転子を回転させるものである。
【０００３】
従来の回転機には、特許文献１に例示されるように、回転子コアの径方向へ突出した複数の突極にエナメル丸線などの導線を整列させながら直巻し、突極と導線とで電磁石を回転子に形成したものが知られている。なお、導線は、導線と突極とを的確に固定するためにテンションを加えながら巻き付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９９１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の回転子の具体的な一例を図８及び図９を用いて説明する。回転子は、回転軸Ｃｎの径方向に突出する突極１０２２が複数形成され回転軸方向が長手方向となる略円柱形状の回転子コア１０２０と、この回転子コア１０２０の突極１０２２の側部に巻回される導線１０２１とを含んで構成されている。
【０００６】
回転子コア１０２０は、回転軸方向に沿って積層配置したコア板１０２３を短絡板１０２４、押さえ部１０２５で順に挟んで固定しこれらを一体化させて磁気回路として用いる鉄心であり、回転径方向へ突出する複数の突極１０２２を備えたものである。
【０００７】
導線１０２１は、図９に示すように、突極１０２２の回転方向両端側面１０２２ｂおよび突極１０２２の回転軸方向両端面１０２２ｃに沿って巻回される。回転方向両端側面１０２２ｂと回転軸方向両端面１０２２ｃとの交叉部である四つの角部１０２２ａには、導線１０２１が急激に曲げられて損傷することを低減する目的で曲面が形成され、導線１０２１を整列させるために曲面上に導線を整列させる溝が形成されている。
【０００８】
しかしながら、角部１０２２ａに形成された曲面では、導線１０２１がテンションを加えられながら巻回されるうえ、その曲面の径に上限があることから、曲げによる導線１０２１の損傷を十分に防止することができないという問題がある。また、導線１０２１と十分に接触する曲面が角部１０２２ａのみであるので、導線１０２１との接触面積が小さくなって導線１０２１が緩みやすく作業性が悪化しやすい。特に回転子コア１０２０に設ける突極１０２２の数が増加すると隣接する突極１０２２同士の距離が短くなって、テンションを加えながら巻回させる作業が難しくなる。なお、突極１０２２の角部１０２２ａの曲面の径を単純に大きくすると、突極１０２２の寸法が大幅に増大してしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、突極の小形化に応えつつ、導線が急激に曲げられて損傷することを防止するとともに、導線を巻く作業を容易にした回転子を構成する回転機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１１】
すなわち、本発明に係る回転機は、径方向に突出する突極を有する回転子コアと当該突極に巻回される導線とにより回転子を構成する回転機であって、前記突極のうち前記導線が巻回されるべき複数の角部のうち各々対をなす二つの角部の間から反突極側へ突出する位置に前記導線をガイドするガイド部を設け、前記ガイド部の反突極側を曲面にしたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ガイド部の突出寸法とガイド部の反突極側に形成した曲面の形状とにより導線を所望の曲げ具合にコントロールするため、導線が急激に曲げられて損傷することを防止することができる。
【００１３】
突極の小形化に応えつつ、導線を巻く作業を容易にするためには、前記角部同士を結ぶ方向における前記ガイド部の幅を前記角部の間の幅より小さくしていることが好ましい。
【００１４】
導線の曲げ具合の自由度を高めて、導線を適切な具合で曲げるためには、前記角部に曲面が形成され、前記角部および前記ガイド部の双方の曲面により前記導線をガイドするように構成されていることが望ましい。
【００１５】
従来の導線にテンションを加えながら行っていた導線を巻く作業を平易化するためには、前記ガイド部が前記突極とは別部材で構成され、前記突極と前記ガイド部との間にくさび状部材が挿入されていることが効果的である。
【００１６】
上記の本発明に係る回転機の製造方法としては、回転子コアのうち径方向に突出する突極にガイド部を利用して導線を巻いた回転子を含む回転機の製造方法であって、前記ガイド部を前記突極のうち前記導線が巻かれるべき角部の間から反突極側へ突出する位置に仮固定する仮置工程と、前記導線を前記ガイド部の反突極側の曲面でガイドしながら前記突極及び前記ガイド部に巻き付ける巻回工程と、前記ガイド部と前記突極との間にくさび状部材を挿入する導線伸張工程とを含むものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上説明した構成であるから、新たに設けたガイド部により導線の曲率をコントロールし、導線が急激に曲げられて損傷することを防止できるとともに、さらにガイド部を利用して突極の小形化と導線を巻く作業の容易化とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転機を示す概略模式図。
【図２】同回転機の回転子を回転軸方向から見た概略模式図。
【図３】同回転子の突極を斜め上から見た斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】本発明の一実施形態及び他の実施形態に係る回転子を含む回転機の製造方法を示す模式図。
【図６】他の実施形態に係る回転子の断面図。
【図７】さらに他の実施形態に係る回転子の断面図。
【図８】従来の回転機に係る突極を備えた回転子を示す斜視図。
【図９】図８に示すＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る回転機を、図面を参照して説明する。
【００２０】
発電機や電動機等の回転機１は、図１に示すように、ケーシング４と、ケーシング４に固定され磁界を発生させる固定子３と、固定子３に対して回転可能な状態でケーシング４に支持され磁界を発生させる回転子２とを有しており、固定子３および回転子２の少なくとも一方に設けた電磁石への通電制御により磁界を変化させ、固定子３と回転子２との間に反発力や吸引力等を作用させて回転子２を回転させ、電気エネルギーから回転動力を得る若しくはその逆を行う装置である。
【００２１】
本実施形態の回転機１も上記従来例と同様に、図２、図３及び図４に示すように、回転子２が、回転軸Ｃｎの径方向に突出する突極２２が複数形成され回転軸方向が長手方向となる略円柱形状の回転子コア２０と、この回転子コア２０の突極２２の側部に巻回される断面が円形の導線２１とを含んで構成されている。
【００２２】
回転子コア２０は、径方向に突出する凸部を有する複数のコア板２３を回転軸方向に沿って積層配置し、突極２２に相当するコア板の凸部の回転軸方向両端部を短絡板２４、押さえ部２５で順に挟み、コア板２３の凸部を回転軸方向に貫通する図示しない貫通部と押さえ部２５とを固定してこれらを一体化させ、回転径方向へ突出する複数の突極２２を備えたものである。押さえ部２５には、反突極側へ向かって延在するコイル支持上部２５ａが設けられており、このコイル支持上部２５ａにより突極２２に巻回された導線２１が径方向外側へ変位することを防止している。
【００２３】
この回転子コア２０に対し、図４に示すように、突極２２のうち導線２１が巻かれるべき四つの角部２２ａには曲面が形成されていることに加え、本実施形態ではさらに突極２２の２つの回転軸方向両端部のうち同じ回転軸方向端部に位置する２つの角部２２ａ（対をなす角部）の間、すなわち突極２２の回転軸方向両端面２２ｃに、この両端面２２ｃから反突極側へ突出する位置にガイド部２７が設けられている。ガイド部２７は、回転子コア２０とは別部材で且つ導線２１をガイドするものであって、その反突極側に曲面２７ａが形成されているとともに、その曲面２７ａに導線２１を整列させる溝が形成されている。また、ガイド部２７には、図３に示すように、反突極側へ向かって延在するコイル支持下部２７ｂが設けられており、このコイル支持下部２７ｂにより突極２２に巻回された導線２１が径方向内側へ変位することを防止している。すなわち、上記のコイル支持上部２５ａおよびコイル支持下部２７ｂにより、突極２２の回転軸方向両端に巻回された導線２１が回転径方向に変位することを防止している。
【００２４】
上記の突極およびガイド部に導線を当接させながら巻回すると、図４に示すように、導線２１は突極２２の回転方向両端側面２２ｂおよびガイド部２７の反突極側の曲面２７ａに巻回され、角部２２ａおよびガイド部２７の双方の曲面により導線２１がガイドされて、全体として緩やかに曲がるようになる。ガイド部２７の突出寸法に応じて導線２１の曲がり径が変化するので、ガイド部２７の突出寸法とガイド部２７の曲面２７ａの形状とにより導線２１の曲げ具合を予めコントロールしている。
【００２５】
また、対をなす角部２２ａを結ぶ方向において、図４に示すように、ガイド部２７の幅Ｗ１を角部２２ａ間の幅Ｗ２よりも小さく設定して、突出寸法を小さくしつつ、突極２２の回転軸方向両端面２２ｃのうちガイド部２７が設けられていない部位を表出させている。
【００２６】
ここで、この回転機を製造する方法を説明する。
【００２７】
まず、図５（ａ）に示すように、コア用意工程を行う。この工程では、上述のように複数のコア板２３を積層して押さえ部２５と固定し回転子コア２０を生成する。なお、回転子コア２０は一体成型されるものであってもよい。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、仮置工程を行う。この工程では、突極２２の角部２２ａの間にガイド部２７を仮固定する。仮固定は、導線２１を巻く際に、突極２２とガイド部２７との位置関係が変位しない程度にガイド部２７を接着剤等で固定する意味である。
【００２９】
次に、図５（ｃ）に示すように、巻回工程を行う。この工程では、導線２１にテンションを加えつつ突極２２とガイド部２７とに亘って導線２１を当接させながら巻き付ける。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る回転機１は、径方向に突出する突極２２を有する回転子コア２０と突極２２に巻回される導線２１とにより回転子２を構成する回転機１であって、突極２２のうち導線２１が巻回されるべき複数の角部２２ａのうち各々対をなす二つの角部２２ａの間から反突極側へ突出する位置に導線２１をガイドするガイド部２７を設け、ガイド部２７の反突極側を曲面２７ａにしたことを特徴とする。
【００３１】
すなわち、図４において、従来と同様にガイド部２７を用いずに角部２２ａの曲面のみで導線２１の曲げをガイドすると、角部２２ａの曲面のＲ（径）をそのまま導線２１の曲がり径とするため、角部２２ａの曲面のＲが小さいと、導線２１の曲率が大きくなって導線２１の損傷を招くことになるが、本実施形態では、ガイド部２７を採用して、その曲面２７ａの形状で導線２１を滑らかにガイドしつつ、ガイド部２７の突出寸法に応じて導線２１の曲がり径を変化させているので、ガイド部２７の突出寸法とガイド部２７の反突極側に形成した曲面２７ａとにより導線２１を所望の曲げ具合にコントロールし、導線２１が急激に曲げられて損傷することを防止することが可能となる。
【００３２】
特に、角部２２ａ同士を結ぶ方向におけるガイド部２７の幅Ｗ１を角部２２ａの間の幅Ｗ２より小さくしているので、角部２２ａの間からガイド部２７が突出する突出寸法を小さくすることができるとともに、これに伴って突極２２の回転軸方向両端面２２ｃのうちガイド部２７が設けられていない部位が表出するので、この部位を指や治具で固定でき、導線２１を巻く作業を容易にすることができる。
【００３３】
さらに、図８及び図９に示した従来の角部１０２２ａの曲面のみではコントロール可能な導線２１の曲げ具合に限度があるが、本実施形態では、角部２２ａに曲面が形成され角部２２ａおよびガイド部２７の双方の曲面により導線２１をガイドするように構成しているので、導線２１の曲げ具合の自由度を高めて、導線２１を適切な具合で曲げることが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３５】
例えば、図５（ｄ）に示すように、巻回工程の後に導線伸張工程を加えても良い。導線伸張工程は、突極２２（押さえ部２５）とガイド部２７との間隙にくさび状部材２８を打ち込み等により挿入する工程である。このように、突極２２とガイド部２７との間にくさび状部材２８を挿入すると、導線２１に張りを与えて巻き工程で生じ易い導線２１の緩みを取ることができる。したがって、導線２１の巻き工程でテンションを加えながら作業を行う必要がなくなり、作業の平易化を図ることが可能になる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、突極２２の角部２２ａに曲面を形成しているが、図６に示すように、突極１２２の角部１２２ａに曲面を形成しなくてもよい。この場合は、角部１２２ａの鋭角によって導線１２１が損傷しない程度に、ガイド部１２７の幅Ｗ３を角部１２２ａ間の幅Ｗ４に近似させれば足りる。
【００３７】
さらに、図７に示すように、対をなす角部２２２ａを結ぶ方向においてガイド部２２７の幅Ｗ５を角部２２２ａの幅Ｗ５に一致させても良い。この場合は、ガイド部２２７の突出寸法が大きくなりがちであるが、これが問題とならない適用例では有効である。
【００３８】
また、本実施形態では、ガイド部２７と突極２２とが別部材で構成されているが、くさび状部材２８を挿入しないものでは、ガイド部２７と突極２２とを一体成形してもよい。
【００３９】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１………回転機
２………回転子
２０……回転子コア
２１……導線
２２……突極
２３……コア板
２２ａ…角部
２７……ガイド部
２８……くさび状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010279142.tif 000009
【図８】
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【図９】
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