(57)【要約】【課題】分布巻線を行う回転電機の固定子において、巻線作業の作業性を改善させた固定子等を得る。【解決手段】固定子鉄心の回転方向に連なって形成された複数の磁極ティースの隣接する磁極ティース間のスロット部に対し固定子巻線の分布巻が施される回転電機の固定子であって、固定子鉄心の各磁極ティースに当たる部分の回転軸方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側のスロット部で共有する、固定子巻線の分布巻を施す際に予めスロット部の内壁に沿うように挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙の、スロット部の回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分を構成する延長部と延長部端から外側に折り返された折返し部の、折返し部の先端と係合して内側に押さえ付けて支持することで、折返し付絶縁紙の位置およびはみ出し部分の形状を維持するための折返し部先端支持部を設けた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心の回転方向に連なって形成された複数の磁極ティースの隣接する前記磁極ティース間のスロット部に対し固定子巻線の分布巻が施される回転電機の固定子であって、
前記固定子鉄心の前記各磁極ティースに当たる部分の回転軸方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側の前記スロット部で共有する、前記固定子巻線の分布巻を施す際に予め前記スロット部の内壁に沿うように挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙の、前記スロット部の前記回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分を構成する延長部と前記延長部端から外側に折り返された折返し部の、前記折返し部の先端と係合して内側に押さえ付けるように支持することで、前記折返し付絶縁紙の位置および前記はみ出し部分の形状を維持するための折返し部先端支持部を設けたことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記折返し部先端支持部が、前記磁極ティース幅よりも幅狭であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記折返し部先端支持部が、分布巻される前記固定子巻線のコイルエンドと前記固定子鉄心の隙間に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記折返し部先端支持部が、非磁性体からなることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記折返し部先端支持部が、前記固定子鉄心と同じ材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記回転電機の固定子が、永久磁石を設けた回転子と組み合わされたエレベータ用巻上モータの固定子であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
固定子鉄心の回転方向に連なって形成された複数の磁極ティースの隣接する前記磁極ティース間のスロット部に対し固定子巻線の分布巻を施す回転電機の固定子の製造方法であって、
前記固定子鉄心の前記各磁極ティースに当たる部分の回転軸方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側の前記スロット部で共有する、前記スロット部に挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙の折返し部の先端を掛ける折返し部先端支持部を形成する工程と、
前記スロット部に挿入された際に前記スロット部の前記回転軸方向の両端からはみ出すように前記スロット部の内壁に沿って延び、前記回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分が、前記折返し付絶縁紙のずれ防止および巻線のための、延長部と前記延長部端から外側に折り返された折返し部からなる前記折返し付絶縁紙を形成する工程と、
それぞれの前記スロット部に前記折返し付絶縁紙を挿入する工程と、
前記各折返し付絶縁紙の折返し部の先端をそれぞれ両側の前記折返し部先端支持部に係合させて内側に押さえ付けるようにして固定する工程と、
前記折返し部が固定された折返し付絶縁紙が挿入された前記スロット部に対して前記固定子巻線の分布巻を施す工程と、
を備えたことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータ用巻上モータ等で使用されている回転電機の固定子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータ用巻上モータでは、各ティース間のスロット部に巻線を格納して一周に亘る固定子鉄心を形成する。一周に亘る固定子鉄心は複数(例えば４つ)の分割鉄心を組み合わせて構成されており、巻線形成時には、それぞれの分割鉄心毎に、分割鉄心の各ティース間の連結部を稼動させて分割鉄心を開いてスロット部に巻線を施した後、分割鉄心を閉じて部分固定子を形成し、さらに巻線を施した複数の部分固定子を繋げて一周に亘る固定子鉄心としている(例えば下記特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のモータの固定子では、固定子鉄心を構成する各分割鉄心毎に、分割鉄心を開いてスロット部を広くした状態で集中巻線を施すことで巻線作業時間短縮と巻線占積率向上を実現している。しかしながら、従来技術のような鉄心を開いた状態で巻線を施すコアでは、複数のティースにまたがってコイル線を巻回する分布巻を行うことは、鉄心を開いたり閉じたりするとティース間の距離が変化してしまうこと等から不可能であった。
【０００５】
この発明は、広義には、分布巻線を行う回転電機の固定子に関し、巻線作業の作業性を改善させた回転電機の固定子等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、固定子鉄心の回転方向に連なって形成された複数の磁極ティースの隣接する前記磁極ティース間のスロット部に対し固定子巻線の分布巻が施される回転電機の固定子であって、前記固定子鉄心の前記各磁極ティースに当たる部分の回転軸方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側の前記スロット部で共有する、前記固定子巻線の分布巻を施す際に予め前記スロット部の内壁に沿うように挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙の、前記スロット部の前記回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分を構成する延長部と前記延長部端から外側に折り返された折返し部の、前記折返し部の先端と係合して内側に押さえ付けるように支持することで、前記折返し付絶縁紙の位置および前記はみ出し部分の形状を維持するための折返し部先端支持部を設けたことを特徴とする回転電機の固定子等にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、分布巻線を行う回転電機の固定子において、巻線作業の作業性を改善させた固定子等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の一実施の形態によるエレベータ用巻上モータの半周分の回転軸に平行な断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態によるエレベータ用巻上モータの半周分の回転軸に垂直な断面図である。
【図３】図１の右側または左側方向から見た回転子と固定子の全周に亘る側面図である。
【図４】この発明による固定子の部分拡大斜視図である。
【図５】図４の矢視Ａから見た図である。
【図６】図４の矢視Ａから見た固定子に折返し付絶縁紙を配置した状態を示す図である。
【図７】図４の矢視Ａから見た折返し付絶縁紙の折返し部の先端を折返し部先端支持部に引っ掛けた状態を示す図である。
【図８】図４の矢視Ａから見た分布巻の固定子巻線を各スロット部に挿入配置した状態を示す図である。
【図９】この発明に係わる分布巻線の一例を示す概略図である。
【図１０】この発明に係わる分布巻の固定子の概略的な形成方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初にこの発明に係わる固定子の分布巻線の概要について説明する。図９に分布巻線の一例の概略図を示す。図９では、固定子３の固定子鉄心３ａの積厚方向(回転軸方向)と直交する回転方向に連なる磁極ティース４の隣接する磁極ティース４間に設けられたスロット部５に固定子巻線７が分布巻されている。１つの磁極ティース４に固定子巻線７を巻き回すことでコイルを形成する集中巻とは異なり、分布巻では固定子巻線７が複数の磁極ティース４にまたがって巻き回される。従来技術のような一周に亘る鉄心を複数に分割した各分割鉄心で、分割鉄心を開いた状態で巻線を施す巻線方法は、複数の磁極ティース４にまたがって固定子巻線７を巻き回す必要がある分布巻の場合、分割鉄心を開いたり閉じたりすると磁極ティース４間の距離が変化してしまうため適用不可能である。
【００１０】
図１０は分布巻の固定子の概略的な形成方法を示す。始めに図１０の(ａ)に示すような固定子巻線７を複数回巻き回した型巻コイル７ａを形成する。型巻コイル７ａの片側を図１０の(ｂ)に示すように絶縁紙９または折返し付絶縁紙１０が配置されたスロット部５内へ磁極ティース４の先端部から型巻コイル７ａをばらしながらティース根元側すなわちスロット部５奥側に数本ずつ挿入していく。なお、図１０の(ｂ)では代表して絶縁紙９または折返し付絶縁紙１０を１つの磁極ティース４のみに配置しているが、実際はどちらか１種類の絶縁紙を全スロット部５に配置する。また折返し付絶縁紙１０において、固定子鉄心３ａの積厚方向(回転軸方向)の両端からはみ出したはみ出し部分１０ａはそれぞれ、絶縁紙のずれ防止および巻線のための、延長部１０ａａとこの延長部１０ａａ端から外側に折り返された折返し部１０ａｂからなる。
【００１１】
全スロット部５へ型巻コイル７ａの一方側が挿入された後、型巻コイル７ａの他方側を図９のような巻線配置となるように、上記と同様な方法で磁極ティース４の先端部から型巻コイル７ａをばらしながらティース根元側に数本ずつ複数の磁極ティース４にまたがるように挿入することで分布巻の固定子３を形成する。
【００１２】
ここで、折返し部の無い絶縁紙９を用いた場合には、コイル挿入時にスロット部５内に配置された絶縁紙９が特に回転軸方向にずれるため、スロット部５へのコイル挿入作業に時間が掛かる。また、ずれ防止を目的とした延長部１０ａａと折返し部１０ａｂを含むはみ出し部分１０ａを有する折返し付絶縁紙１０を用いた場合には、複数の磁極ティース４にまたがるように型巻コイル７ａを挿入する際、カフスと称されるはみ出し部分１０ａがコイルによって潰されてしまうため、ずれ防止の効果が少なく作業性が改善できない。
【００１３】
以下、この発明による回転電機の固定子およびその製造方法を実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一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。また以下では回転電機の一例として永久磁石式のエレベータ用巻上モータについて説明するが、この発明はエレベータ用巻上モータに限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態によるエレベータ用巻上モータの半周分の回転軸に平行な断面図、図２は同エレベータ用巻上モータの半周分の回転軸に垂直な断面図である。なお、以下で説明するエレベータ用巻上モータでは固定子３の内側に永久磁石２を有した回転子１が設けられた構成になっているが、固定子３の外側に永久磁石２を有した回転子１が設けられている構成であってもよく、この場合、固定子３の各磁極ティース４は外周側を向き、外側の回転子１の内周側に磁極ティース４と対向するように永久磁石２が設けられる構成となる。
【００１５】
図１において、エレベータ用巻上モータは一端側の側面(図面左側)が開口された椀状の外枠１１を有する。外枠１１の閉塞された他端側壁面の中央部から回転軸１２が立設されており、回転子１が回転軸１２に軸受１３を介して回転自在に支持されている。回転子１は外枠１１とは逆に上記他端側(図面右側)の側面が開口された椀状をなし、開口面が外枠１１の閉塞された壁面に対向して配置されている。回転子１の上記一端側には、綱車１４が一体に設けられ、外枠１１の内周面には回転子１と対向するように固定子３が設けられている。
【００１６】
永久磁石２は固定子３に対向して回転子１の外周面に設けられており、固定子３、永久磁石２とで電動機を構成している。電動機を駆動することにより、回転子１及び綱車１４が回転する。回転子１は図２に示す通り、内周面に制動面１５を有し、制動面１５に対応したブレーキ１６が回転子１の内側に設けられている。ブレーキ１６を駆動することにより、回転子１及び綱車１４が停止する。また、外枠１１の上記一端側の開口縁部にはカバー１７が取り付けられている。
【００１７】
このエレベータ用巻上モータの綱車１４にはロープが巻きかけられ、ロープにかご及び釣合いおもりが懸架される(図示は省略)。モータを駆動し、ブレーキ１６の制動が解除されると、電動機が駆動されて回転子１及び綱車１４が回転し、かご及び釣り合いおもりがつるべ式に昇降する。また、電動機の通電を遮断し、ブレーキ１６を制動することにより、かご及び釣り合いおもりが停止保持される。
【００１８】
図３は図１の右側または左側方向から見た回転子１と固定子３の全周に亘る側面図である。固定子３の隣り合う磁極ティース４間のスロット部５には固定子巻線７による分布巻線が施されている。また、図４に固定子３の部分拡大斜視図、図５に図４の矢視Ａから見た図を示す。なお、図４，５は固定子３のみを図示しており、固定子巻線７、後述する折返し付絶縁紙１０(図６〜８参照)は省略されている。
【００１９】
固定子３は回転軸１２の方向である積厚方向の両端側に、折返し付絶縁紙１０のずれ防止のために設けられた折返し部１０ａｂを保持する折返し部先端支持部１８が配置されている。また、図６に図４の矢視Ａから見た固定子３に折返し付絶縁紙１０を配置した状態の図、図７に同じく図４の矢視Ａから見た折返し付絶縁紙１０の折返し部１０ａｂの先端を折返し部先端支持部１８に引っ掛けた状態の図を示す。折返し部先端支持部１８は固定子３の磁極ティース４の幅よりも幅狭に構成されており、図７に示す通り、折返し付絶縁紙１０が各スロット部５に挿入された後に、固定子鉄心３ａの回転軸方向の両端側においてそれぞれに、各折返し部先端支持部１８の両側の折返し付絶縁紙１０の折返し部１０ａｂの先端がそれぞれに折返し部先端支持部１８に引っ掛けられるように構成される。
【００２０】
図８に図４の矢視Ａから見た分布巻の固定子巻線７を各スロット部５に挿入、配置した状態の図を示す。折返し部先端支持部１８は、固定子巻線７のコイルエンド(回転軸方向の両端部分)と固定子３の固定子鉄心３ａの隙間に配置されており、折返し部先端支持部１８の材料は非磁性体であるか、または折返し部先端支持部１８は固定子鉄心３ａと同じ材料で一体に形成されて構成されている。
【００２１】
分布巻を行う時に固定子巻線７をスロット部５に挿入する際、例えば図１０の(ｂ)に示す折返し部のない絶縁紙９の場合、コイルすなわち固定子巻線７挿入時にスロット部５内に配置された絶縁紙９がずれてしまい、また、ずれ防止を目的とした折返し部１０ａｂを有する折返し付絶縁紙１０であっても折返し部先端支持部１８を設けていない場合には、複数の磁極ティース４にまたがるようにしてコイル(固定子巻線７)を挿入する際に、折返し付絶縁紙１０のカフス(折返し付絶縁紙１０の延長部１０ａａと折返し部１０ａｂからなるはみ出し部分１０ａ)がコイルによって潰されてしまう。
【００２２】
しかしながら固定子３の積厚方向(回転軸方向)の両端側に固定子３の磁極ティース４の幅よりも幅狭な折返し部先端支持部１８を配置し、スロット部５に配置した折返し付絶縁紙１０の両側の折返し部１０ａｂを折返し部先端支持部１８に引っ掛けることにより、折返し付絶縁紙１０のずれ防止効果の向上やコイル挿入作業性改善、並びに、作業時間短縮が実現できる。
【００２３】
また、折返し部先端支持部１８を固定子巻線７のコイルエンドと固定子鉄心３ａの隙間に配置することにより、巻上用モータの回転軸方向を大型化すること無く絶縁紙ずれ防止機構の付与が実現できる。更に、折返し部先端支持部１８を固定子鉄心３ａと同部材すなわち同じ材料で一体に形成した場合には、巻上用モータを回転軸方向に大型化すること無くして回転軸方向の鉄心長を長くすることができるため、巻上用モータの性能を向上させることが可能となる。
【００２４】
以上のようにこの発明は、リング形状の固定子鉄心３ａの回転軸１２と直交する回転方向に連なって形成された複数の磁極ティース４の隣接する磁極ティース４間のスロット部５に対し固定子巻線７の分布巻が施されるモータ等からなる回転電機の固定子に関するものである。
【００２５】
固定子鉄心３ａの各磁極ティース４に当たる部分の回転軸１２の方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側のスロット部５で共有する、固定子巻線７の分布巻を施す際に予めスロット部５の内壁に沿うように挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙１０の、スロット部５の回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分１０ａを構成する延長部１０ａａと延長部１０ａａの先端から外側に折り返された折返し部１０ａｂの、折返し部１０ａｂの先端と係合して内側に押さえ付けるように支持することで、折返し付絶縁紙１０の位置およびはみ出し部分１０ａの形状を維持するための折返し部先端支持部１８を設けた。
【００２６】
なお、折返し部先端支持部１８は、磁極ティース４の幅よりも幅狭でありうる。また、折返し部先端支持部１８は、分布巻された固定子巻線７が上を通るように固定子巻線７のコイルエンドと固定子鉄心３ａの隙間に配置されうる。また、折返し部先端支持部１８は、非磁性体からなりうる。また、折返し部先端支持部１８は、固定子鉄心３ａと同じ材料で一体に形成されうる。
【００２７】
またこの発明の回転電機の固定子３は、永久磁石２を設けた回転子１と組み合わされたエレベータ用巻上モータの固定子でありうる。
【００２８】
またこの発明の回転電機の固定子３を製造する際には、最初に図４，５に示すように、固定子鉄心３ａの各磁極ティース４に当たる部分の回転軸方向の両端側にそれぞれ、隣接する両側のスロット部５で共有する、スロット部５に挿入される弾性を有する折返し付絶縁紙１０の折返し部１０ａｂの先端を掛ける折返し部先端支持部１８が形成される。
【００２９】
次に図６に示すように、スロット部５に挿入された際にスロット部５の回転軸方向の両端からはみ出すようにスロット部５の内壁に沿って延び、回転軸方向の両端からはみ出したはみ出し部分１０ａが、折返し付絶縁紙１０のずれ防止および巻線のための、延長部１０ａａと延長部１０ａａ端から外側に折り返された折返し部１０ａｂからなる折返し付絶縁紙１０を形成する(図１０の折返し付絶縁紙１０も参照)。そしてそれぞれのスロット部５に折返し付絶縁紙１０を挿入する。
【００３０】
次に図７に示すように、各折返し付絶縁紙１０の折返し部１０ａｂの先端をそれぞれ両側の折返し部先端支持部１８に係合させて内側に押さえ付けるようにして固定する。そして、図８に示すように、折返し部１０ａｂが固定された折返し付絶縁紙１０が挿入されたスロット部５に対して固定子巻線７の分布巻を施す。
【００３１】
なお、各折返し付絶縁紙１０のはみ出し部分１０ａにおいて、延長部１０ａａの回転軸方向の長さ(はみ出し方向の長さ)を折返し部１０ａｂより長くすることで、図７に示すように折返し部先端支持部１８に折返し部１０ａｂの先端が係合して固定された状態で、折返し付絶縁紙１０の弾性によりスロット部５側の延長部１０ａａがアール(曲面)がついたテーパー形状になるため、固定子巻線７のコイルエンド部分でのスロット部５への挿入が容易になる。
【００３２】
さらに各折返し付絶縁紙１０のはみ出し部分１０ａは、図６〜８に示すように各スロット部５の少なくとも回転軸方向と直交する回転方向の両端側にあればよいが、図１０の(ｂ)の折返し付絶縁紙１０のように、回転軸方向のスロット部５の挿入スリット５ａ側を除く部分に連続して設けることで、はみ出し部分１０ａの強度を強化することができる。
【００３３】
さらに上述のようにこの発明は、エレベータ用巻上モータの固定子に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１  回転子、２  永久磁石、３  固定子、３ａ  固定子鉄心、４  磁極ティース、５  スロット部、５ａ  挿入スリット、７  固定子巻線、７ａ  型巻コイル、９  絶縁紙、１０  折返し付絶縁紙、１０ａ  はみ出し部分、１０ａａ  延長部、１０ａｂ  折返し部、１１  外枠、１２  回転軸、１３  軸受、１４  綱車、１５  制動面、１６  ブレーキ、１７  カバー、１８  折返し部先端支持部。
【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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【図９】
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【図１０】
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