(57)【要約】【課題】スロット内へのウェッジの挿入が困難となるような巻き乱れが発生した場合でも、その修正による生産性の低下を抑制することができる電動機の回転子を提供する。  【解決手段】複数のティース１１を有する回転子コア１０と、回転子コア１０の回転軸方向端面に配置される端面絶縁部材２０と、端面絶縁部材２０の配置後に巻回されるワイヤ３１と、ワイヤ３１の巻回後に配置されるウェッジ３３と、を備える電動機の回転子において、端面絶縁部材２０は、ティース１１の回転軸方向端面に配置される脚部２３を備え、脚部２３は、ティース１１の回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースを有する回転子コアと、前記回転子コアの回転軸方向端面に配置される端面絶縁部材と、前記端面絶縁部材の配置後に巻回されるワイヤと、前記ワイヤの巻回後に配置されるウェッジと、を備える電動機の回転子において、
前記端面絶縁部材は、前記ティースの回転軸方向端面に配置される脚部を備え、
前記脚部は、前記ティースの回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能であることを特徴とする電動機の回転子。
【請求項２】
複数のティースを有する回転子コアと、前記回転子コアの回転軸方向端面に配置される端面絶縁部材と、前記端面絶縁部材の配置後に巻回されるワイヤと、前記ワイヤの巻回後に配置されるウェッジと、を備える電動機の回転子の製造方法において、
前記端面絶縁部材は、前記ティースの回転軸方向端面に配置される脚部を備え、
前記脚部は、前記ティースの回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能であり、前記ワイヤの巻回後で前記ウェッジの配置前に前記脚部を開脚させる工程を備えることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転軸に対して放射状に伸びる複数のティースを有する回転子コアにワイヤが巻回された回転子が知られている。ワイヤは、回転子コアのティース間に形成されるスロットを通過させて多層に亘って巻回されコイル部を形成している。回転子コアの回転軸方向の端面には、ワイヤとの絶縁のため端面絶縁部材が予め配置されている。例えば、下記特許文献１においては、回転子の端面形状に対応する形状の紙製の端面絶縁部材が配置される構成が開示されている。
【０００３】
また、回転子は、その外周面と固定子内周面との間に隙間を設けて固定子内に回転自在に配置されているが、この隙間は、電動機の効率が低下しないように小さく設定されている。このため、回転子の回転による遠心力でスロット内から巻回されたワイヤが突出した場合、固定子内周面と干渉するおそれがある。この対策として、スロット内にスロット内のコイルの外層を覆うようにウェッジが配置されているものもある（例えば、下記特許文献２参照）。このウェッジは、ワイヤが巻回された後、回転子コアの回転軸方向の端面側からスロット内に挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第００／２８６４３号パンフレット
【特許文献２】特開平１１−８９２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ワイヤの巻回工程でワイヤに巻き乱れが発生した場合、ワイヤがスロット内の所定の領域内に収まらず、スロット内のウェッジを配置するための領域にワイヤが巻回され、スロット内へのウェッジの挿入が困難となる場合がある。特に、高出力化のためスロット内に多くのワイヤを通した場合、あるいは、小型化のためスロットの断面積を狭くした場合、わずかな巻き乱れの発生でも、スロット内へのウェッジの挿入が困難となる。このような巻き乱れが発生すると、その修正は手作業となり生産性が著しく低下することとなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みてなされたものであって、その目的は、スロット内へのウェッジの挿入が困難となるような巻き乱れが発生した場合でも、その修正による生産性の低下を抑制することができる電動機の回転子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動機の回転子は、複数のティースを有する回転子コアと、前記回転子コアの回転軸方向端面に配置される端面絶縁部材と、前記端面絶縁部材の配置後に巻回されるワイヤと、前記ワイヤの巻回後に配置されるウェッジと、を備え、前記端面絶縁部材は、前記ティースの回転軸方向端面に配置される脚部を備え、前記脚部は、前記ティースの回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電動機の回転子の製造方法は、複数のティースを有する回転子コアと、前記回転子コアの回転軸方向端面に配置される端面絶縁部材と、前記端面絶縁部材の配置後に巻回されるワイヤと、前記ワイヤの巻回後に配置されるウェッジと、を備える電動機の回転子の製造方法において、前記端面絶縁部材は、前記ティースの回転軸方向端面に配置される脚部を備え、前記脚部は、前記ティースの回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能であり、前記ワイヤの巻回後で前記ウェッジの配置前に前記脚部を開脚させる工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スロット内へのウェッジの挿入が困難となるような巻き乱れが発生した場合でも、その修正による生産性の低下を抑制することができる電動機の回転子を提供すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る回転子の要部斜視図であり、端面絶縁部材が配置された状態を示している。
【図２】本実施形態に係る回転子コアの断面図である。
【図３】本実施形態に係る端面絶縁部材の正面図である。
【図４】本実施形態に係る端面絶縁部材の側面図である。
【図５】本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された状態を示している。
【図６】本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された後、脚部が開脚された状態を示している。
【図７】本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された後、脚部が開脚された後の状態を示している。
【図８】本実施形態に係る回転子の正面図であり、ウェッジが配置された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は本実施形態に係る回転子の要部斜視図であり、端面絶縁部材が配置された状態を示している。図２は本実施形態に係る回転子コアの断面図である。図３は本実施形態に係る端面絶縁部材の正面図である。図４は本実施形態に係る端面絶縁部材の側面図である。図５は本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された状態を示している。図６は本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された後、脚部が開脚された状態を示している。図７は本実施形態に係る回転子の正面図であり、ワイヤが巻回された後、脚部が開脚された後の状態を示している。図８は本実施形態に係る回転子の正面図であり、ウェッジが配置された状態を示している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態における電動機の回転子は、回転軸１と、回転軸１に対して放射状に伸びる複数のティース１１を有し、回転軸１に固定される回転子コア１０と、回転子コア１０の回転軸方向両端面に配置される端面絶縁部材２０とを備えている。図２に示されるように、ティース１１の断面は、略Ｔ字状に形成されており、回転軸１の外部の円環部１２から一定の幅で外周側に伸びる腕部１３と、腕部１３の先端側から円周方向両側に伸びる傘部１４を備えている。ティース１１同士の間の領域は、ワイヤを通すためのスロット１５となる。なお、本実施形態においては、ティース１１は１２本形成されている。
【００１４】
図３および図４に示すように、端面絶縁部材２０は、側面視で板状の部材であり、回転子コア１０に対応した形状に形成されている。端面絶縁部材２０は、中心部に回転軸１が挿嵌される孔２１が形成された環状部２２と、環状部２２から一定の幅で外周側に伸びる脚部２３を備えている。脚部２３は、ティース１１の腕部１３の回転軸方向端面に配置され、その幅方向中央に外周側の先端部から中心側の基部に向かってスリット２５が形成されている。このスリット２５により脚部２３は、右脚部２３ａと左脚部２３ｂとに分岐されており、右脚部２３ａと左脚部２３ｂとを分離させる方向の負荷により先端側がティース１１の回転軸方向端面と平行な平面内において開脚可能となっている。また、スリット２５の外周側の始端には略Ｖ字状の逃がし部２６が形成されている。脚部２３の先端部には先端部から円周方向両側に伸びる延設部２４が形成されている。なお、端面絶縁部材２０は、弾性を有する材料で形成されている。
【００１５】
次に、回転子コア１０へのワイヤの巻回について図５を参酌して説明する。まず、回転軸１に固定された回転子コア１０の軸方向両端面に端面絶縁部材２０を配置する。次に、スロット１５内に不図示のスロット絶縁紙を装着した後、自動巻線機によりワイヤ３１を自動で巻回する。巻回工程では、ワイヤ３１に張力を付与した状態で所定の離間した２箇所のスロット１５間を複数回巻回させる工程を繰り返して行いコイル部３２を形成する。ワイヤ３１は、付与された張力により、スロット１５内の巻回位置がティース１１の腕部１３に沿って外周側に移動しやすく、そのため、設計上の巻回位置から外周側に離脱する巻き乱れが発生する場合がある。この場合、巻回回数やワイヤサイズ等によっては、ワイヤ３１の巻回位置は、ティース１１の傘部１４まで到達することになる（図５参照）。このようになると、傘部１４の内周側に必要なウェッジを挿入するための領域にワイヤ３１が巻回されているため、ウェッジを挿入することが困難となり、その修正のため生産効率が著しく低下することとなる。
【００１６】
次に、このような巻き乱れが発生した場合の修正方法について、図６を参酌して説明する。自動巻線機には回転軸１の軸線方向に対して垂直な平面において、端面絶縁部材２０と同一平面内に開脚治具５０が移動可能に配置されている。開脚治具５０は端面絶縁部材２０と同程度の厚みを持つ板状の部材で、その先端部５１は尖った形状に形成されている。開脚治具５０は、図中に想像線で示す退避位置と、実線で示す開脚位置とに移動可能であり、退避位置から開脚位置へ移動する過程において、先端部５１が端面絶縁部材２０の逃がし部２６に到達した後、さらなる開脚位置への移動によりスムースに脚部２３を開脚していく。この開脚により、脚部２３の周辺のワイヤ３１は、ティース１１の両側に押し広げられながら回転軸１の中心側に向かって巻回位置が修正されていく。その後、開脚治具５０は退避位置に移動し、開脚していた脚部２３はその弾性復元力により閉脚する。ワイヤ３１は、開脚時の巻回位置からスプリングバックにより、開脚前の巻回位置の方向に幾分戻ることにはなるが、開脚治具５０の開脚位置をこのスプリングバックによる戻り量を考慮して設定することで、適正な位置にワイヤ３１の巻回位置が修正される。
【００１７】
開脚治具５０が退避位置に移動した後、回転子１０は、次の脚部２３を開脚させる位置まで回転し、次の脚部２３が開脚される。この工程を繰り返し全ての脚部２３の開脚を行う。全ての脚部２３の開脚が終了すると、図７で示すように、脚部２３の延設部２４にまで巻回されていたワイヤ３１、言い換えると、ティース１１の傘部１４まで巻回されていたワイヤ３１は、その巻回位置が回転軸１の中心側に修正され、ウェッジを挿入するための領域が確保される。なお、本実施形態においては、開脚治具５０をひとつ配置し、脚部２３の開脚をひとつずつ行ったが、開脚治具５０を複数配置し、複数の脚部２３あるいは全ての脚部２３の開脚を同時に行うことも可能である。
【００１８】
次に、ウェッジの配置について図８を参酌して説明する。ウェッジ３３は、スロット１５内のコイル部３２の外層とティース１１の傘部１４との間に配置され、スロット１５の外周側開口部を塞ぐための部材である。ウェッジ３３は、通常の紙と比して高い剛性を有する薄板状の素材で形成されている。ウェッジ３３は、ワイヤ３１が巻回された後、回転子コア１０の回転軸方向の一方の端面からスロット１５に挿入されるが、回転子コア１０の回転軸方向の端部においてのみワイヤ３１の巻回位置が修正されてウェッジ３３の先端が回転子コア１０のスロット１５に挿入可能であれば、たとえ回転子コア１０の回転軸方向中央部において巻回位置が修正されていない状態でも、ウェッジ３３の挿入に伴いワイヤ３１の巻回位置が修正されるため、ウェッジ３３を挿入して配置すること可能となる。なお、本実施形態においては、ウェッジ３３の挿入後、絶縁性の強化と形状の維持等のためワニス処理を行う。
【００１９】
以上のように、本発明における電動機の回転子においては、ウェッジ３３の挿入が困難となるワイヤ３１の巻き乱れを端面絶縁部材２０の脚部２３を開脚することで修正できるようにしたことで、巻き乱れの修正による生産性の低下を抑制することができる。特に、自動巻線機の一連の工程の中に開脚工程を設けることで、生産性の低下を最小限に抑えることができる。
【００２０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の技術的範囲に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々なる形態に変更することが可能である。
【００２１】
たとえば、本実施形態においては、端面絶縁部材２０は単一の部材として形成したが、右脚部（２３ａ）を備える部材と左脚部（２３ｂ）を備える部材を別個に製作し、それらを組み合わせて使用することも可能である。また、本実施形態においては、脚部２３の開脚を自動巻線機の一連の工程の中で行ったが、別の工程として行うことも可能である。別の工程で行ったとしても、脚部２３の開脚のみでウェッジ３３の挿入が困難となるワイヤ３１の巻き乱れを修正できるため、巻き乱れの修正による生産性の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  回転軸、１０  回転子コア、１１  ティース、１２  円環部、１３  腕部、１４  傘部、１５  スロット、２０  端面絶縁部材、２１  孔、２２  環状部、２３  脚部、２３ａ  右脚部、２３ｂ  左脚部、２４  延設部、２５  スリット、２６  逃がし部、３１  ワイヤ、３２  コイル部、３３  ウェッジ、５０  開脚治具、５１  先端部
【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】
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【図８】
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