(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極単位毎に出力軸方向に分割された複数の積層鉄心のそれぞれにコイルを巻き付けて巻線部を形成するとともに、前記複数の積層鉄心を円筒状に結合したリラクタンスモータの固定子において、
前記巻線部は、積層鉄心の外周側から内周側に向かって巻線数が減少するようにコイルを巻き付けて形成するとともに、巻線数が減少した側の巻線張力を他側と比較して強くしたことを特徴とするリラクタンスモータの固定子。
【請求項２】
前記各積層鉄心の外周部に、少なくともその角部を覆うスペーサを取り付けたことを特徴とする請求項１記載のリラクタンスモータの固定子。
【請求項３】
前記スペーサは、高剛性材料により形成されていることを特徴とする請求項２記載のリラクタンスモータの固定子。
【請求項４】
前記スペーサは、積層鉄心の外周側から内周側に向かって厚みを増すように形成されていることを特徴とする請求項２記載のリラクタンスモータの固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リラクタンスモータの固定子に関し、特に、電極単位毎に出力軸方向に分割された積層鉄心を円筒状に結合した固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、リラクタンスモータの固定子として、電極単位毎に出力軸方向に分割された複数の積層鉄心のそれぞれにコイルを巻き付けて巻線部を形成し、前記複数の積層鉄心を円筒状に結合したものが知られている。
【０００３】
このように、固定子を電極単位毎に分割することにより、各積層鉄心に対するコイルの巻線作業を容易に行うことができ、リラクタンスモータの製造効率が向上するとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のリラクタンスモータの固定子は、薄板状の鋼板を積層して電極を形成しているため、電極がばらけないようにするためには、電極の先端部をかしめたり溶接する必要がある。このため、かしめ位置や溶接位置における電磁気性能に影響を及ぼし、リラクタンスモータの性能が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、電極の先端部をかしめたり溶接することなく積層鉄心からなる電極を形成することにより、電磁気性能に優れたリラクタンスモータの固定子を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、本発明は、電極がばらけることを防止するために巻線部におけるコイルの張力を高めた場合であっても、巻線絶縁破壊を生じることがないリラクタンスモータの固定子を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
さらに、本発明は、電極がばらけることを防止するために巻線部におけるコイルの張力を必要以上に高めなくともよいリラクタンスモータの固定子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電極単位毎に出力軸方向に分割された複数の積層鉄心のそれぞれにコイルを巻き付けて巻線部を形成するとともに、前記複数の積層鉄心を円筒状に結合したリラクタンスモータの固定子において、前記巻線部は、積層鉄心の外周側から内周側に向かって巻線数が減少するようにコイルを巻き付けて形成するとともに、巻線数が減少した側の巻線張力を他側と比較して強くしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように構成することによって、巻線部を形成する際に、コイル巻線数の減少側において、コイルの巻き付け張力を他側より強くすることにより、積層鉄心の先端側をかしめたり溶接することなく積層鉄心を一体にまとめて、電極がばらけることを防止することができる。このため、かしめ位置や溶接位置において電磁気性能が低下することがない。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明の特徴点に加えて、前記各積層鉄心の外周部に、少なくともその角部を覆うスペーサを取り付けたことを特徴とするものである。
【００１１】
このように構成することによって、巻線部を形成する際に、積層鉄心の外周部にスペーサを被せることにより、積層鉄心の角部にコイルが直接当接しない。このため、巻線張力を強くした場合であっても、積層鉄心の角部において巻線絶縁破壊が生じることがない。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、前記請求項２記載の発明の特徴点に加えて、前記スペーサは、高剛性材料により形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成することによって、スペーサを高剛性材料により形成することにより、積層鉄心を一体に押さえることができる。このため、巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心を一体にまとめることができる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、前記請求項２記載の発明の特徴点に加えて、前記スペーサは、積層鉄心の外周側から内周側に向かって厚みを増すように形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このように構成することによって、スペーサの厚みを積層鉄心の外周側と内周側とで相違させ、内周側でスペーサが厚くなっている。このため、スペーサを高剛性材料で形成しなくとも、積層鉄心の内周側に位置するスペーサの剛性が高まり、積層鉄心を一体に押さえることができる。このため、スペーサを高剛性材料で形成した場合と同様に、巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心を一体にまとめることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成を有するので、以下に示すような効果を奏することができる。
【００１７】
請求項１記載の発明に係るリラクタンスモータの固定子によれば、コイル巻線数の減少側において、コイル巻き付け力を他側よりも強くして巻線部を形成している。
【００１８】
したがって、積層鉄心の先端側をかしめたり溶接することなく積層鉄心を一体にまとめて、電極がばらけることを防止することができる。このため、かしめ位置や溶接位置において電磁気性能が低下することがなく、リラクタンスモータの性能を高めることができる。
【００１９】
また、コイル全体に強い張力をかける必要がないので、コイルの延びを最小限に抑えることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明に係るリラクタンスモータの固定子によれば、積層鉄心の外周部にスペーサを被せて巻線部を形成している。
【００２１】
したがって、積層鉄心の角部とコイルとの間にスペーサが介在するので、巻線張力を強くした場合であっても、積層鉄心の角部において巻線絶縁破壊が生じることがない。
【００２２】
請求項３記載の発明に係るリラクタンスモータの固定子によれば、スペーサを高剛性材料により形成している。
【００２３】
したがって、スペーサによって積層鉄心を一体に押さえることができる。このため、巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心を一体にまとめることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明に係るリラクタンスモータの固定子によれば、積層鉄心の内周側でスペーサが厚くなっている。
【００２５】
したがって、スペーサを高剛性材料で形成することなく、積層鉄心の内周側に位置するスペーサの剛性を高めて、積層鉄心を一体に押さえることができる。このため、スペーサを高剛性材料で形成した場合と同様に、巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心を一体にまとめることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
【００２７】
図１ないし図４は、本発明に係るリラクタンスモータの固定子を示すもので、図１は、電極単位毎に分割した固定子の横断面図、図２は、電極単位毎に分割した固定子の縦断面図、図３は、図１におけるＡ−Ａ矢視図、図４は、全体構造を示す横断面図である。なお、図３では、コイルを省略して示している。
【００２８】
本発明に係るリラクタンスモータの固定子１０は、図４に示すように、電極単位毎に出力軸方向に分割された複数の積層鉄心２０のそれぞれにコイル３０を巻き付けて巻線部４０を形成し、これら複数の積層鉄心２０を円筒状に結合して形成されている。
【００２９】
コイル３０は、固定子１０に巻線機１００を用いて巻き付けられている。
図７は、巻線機１００について説明する図である。
巻線機１００は、２つの回転可能なガイド部１２０を有する本体５５と、本体５５でＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動するよう操作される巻線ロッド５６とを有している。コイル束３００から送り出された巻線は、ガイド部１２０を通って巻線ロッド５６に導かれる。
【００３０】
ステータ１０は、巻線ロッド５６のＸ方向と平行な軸を回転軸にして回転し、巻線ロッド５６から送られてくる巻線を巻き付けている。巻線のターン位置および巻線の張力は、巻線ロッド５６のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の移動によって調整される。すなわち、本実施の形態では、ターン位置が図８に示す巻線ロッド５６のＸ軸のＩ側（ステータ１０の内側）に向かうほど、ステータ１０に巻線が強く巻き付けられるように巻線ロッド５６を操作している。
【００３１】
各電極を構成する積層鉄芯２０は、図１ないし図３に示すように、薄板状の鋼板を積層することにより形成されている。また、積層鉄心２０には、積層鉄心２０の外周部を上下から挟み込むように、非磁性かつ絶縁体である合成樹脂等を成型した上下一対のスペーサ５０が被せられている。このスペーサ５０は、図１、図２に示すように、積層鉄心２０の外周側および内周側に位置する両端部に、それぞれ外方に向かうフランジ５１を有するとともに、図３に示すように、その中央部では、積層鉄心２０に被さるような断面略コ字状をなしている。
【００３２】
なお、このスペーサ５０は、高剛性材料により形成することが好ましい。すなわち、スペーサ５０を高剛性材料により形成することにより、薄板状の鋼板からなる積層鉄心２０を一体に押さえる力を高めることができる。
【００３３】
また、図１、図２に示すように、積層鉄心２０にコイル３０を巻き付ける際には、積層鉄心２０およびスペーサ５０を固定するために、上下各一対の固定治具６０が使用される。すなわち、上下各一対の固定治具６０により、スペーサ５０の両フランジ５１を挟み込むとともに、積層鉄芯２０を上下に挟み込むことにより、積層鉄心２０およびスペーサ５０を固定し、積層鉄心２０およびスペーサ２０を回転させて巻線を行う。この固定治具６０は、巻線終了後に取り外される。
【００３４】
上記巻線部４０は、積層鉄心２０の外周側から内周側に向かって巻線数が減少するようにコイル３０を巻き付けて形成されている。積層鉄心２０の外周側の巻線数が内周側よりも多くなっているのは、積層鉄心２０からなる電極を円筒状に結合させて固定子１０を形成した際に、積層鉄心２０の外周側のスペースが内周側に比較して大きいためであり、このような巻線構造とすることにより、電極形成に必要な巻線数を確保することができる。
【００３５】
また、積層鉄心２０にコイル３０を巻き付けて巻線部４０を形成する際には、巻線数が減少した側（積層鉄心２０の内周側）の巻線張力が他側（積層鉄心２０の外周側）と比較して強くなるようにする。すなわち、巻線のターン位置を検出して、巻線数が減少した側（積層鉄心２０の内周側）に向かうほど巻線の張力を高めることにより、巻線部４０を形成する。
【００３６】
次に、図５、図６に基づいて、スペーサの他の実施形態を説明する。
【００３７】
図５、図６は、他の実施形態に係るスペーサ７０を示すもので、図５は、電極単位毎に分割した固定子の横断面図、図６は、電極単位毎に分割した固定子の縦断面図である。
【００３８】
他の実施形態に係るスペーサ７０は、図５、図６に示すように、積層鉄心２０の外周側から内周側に向かって厚みを増すように形成されている。すなわち、このスペーサ７０は、コイル３０の巻付面が、積層鉄心２０の内周側から外周側に向かって拡径するように傾斜している。スペーサ７０をこのような構造とすることにより、スペーサ７０を高剛性材料で形成することなく、積層鉄心２０の内周側に位置するスペーサ７０の剛性を高めることができ、積層鉄心２０を一体に押さえる力を強めることができる。
【００３９】
以上述べた本実施の形態では、巻線部４０において巻線数の減少側の巻き付け張力を他側より強くすることにより、積層鉄心２０の先端側をかしめたり溶接することなく積層鉄心２０を一体にまとめて、電極がばらけることを防止することができる。このため、かしめ位置や溶接位置において電磁気性能が低下することがない。
【００４０】
また、本実施の形態では、積層鉄心２０の外周部にスペーサ５０を被せることにより、積層鉄心２０の角部にコイル３０が直接当接しない。このため、コイル３０の巻線張力を強くした場合であっても、積層鉄心２０の角部において巻線絶縁破壊が生じることがない。
【００４１】
また、本実施の形態では、スペーサ５０を高剛性材料により形成することにより、積層鉄心２０を一体に押さえることができる。このため、コイル３０の巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心２０を一体にまとめることができる。
【００４２】
さらに本実施の形態は、スペーサ７０の厚みを積層鉄心２０の外周側と内周側とで相違させ、内周側で厚くなるよう構成している。このため、スペーサ７０を高剛性材料で形成しなくとも、積層鉄心２０の内周側に位置するスペーサ７０の剛性が高まり、積層鉄心２０を一体に押さえることができる。このため、スペーサ７０を高剛性材料で形成した場合と同様に、コイル３０の巻線張力を必要以上に高めることなく、積層鉄心２０を一体にまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリラクタンスモータの固定子を電極単位毎に分割した状態の横断面図である。
【図２】本発明に係るリラクタンスモータの固定子を電極単位毎に分割した状態の縦断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図４】本発明に係るリラクタンスモータの固定子の全体構造を示す横断面図である。
【図５】他の実施形態に係るスペーサを示すもので、電極単位毎に分割した固定子の横断面図である。
【図６】他の実施形態に係るスペーサを示すもので、電極単位毎に分割した固定子の縦断面図である。
【図７】一般的な巻線機について説明する図である。
【図８】本発明に係るコイルの巻回方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０…固定子
２０…積層鉄心
３０…コイル
４０…巻線部
５０，７０…スペーサ
５１…フランジ
５６…巻線ロッド
６０…固定治具
１００…巻線機
【図１】
0003580127.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003580127.tif 000005
【図５】
0003580127.tif 000006
【図６】
0003580127.tif 000007
【図７】
0003580127.tif 000008
【図８】
0003580127.tif 000009