(57)【要約】【課題】コイルの導線の遠心力起因の動きを抑制できる電機子、電機子の製造方法および回転電機を提供する。【解決手段】電機子１００は、スロット９内に収納されたコイル３の径方向外側Ｋ２を支持する複数の支持脚２０ａ、２１ａと、複数の支持脚２０ａ、２１ａの軸方向一端部２０ａ２、２１ａ２を周方向に環状に連結すると共に、軸方向一端のコイルエンド部６を、該コイルエンド部６の外周面に沿って支持するエンドカバー部２０ｂ、２１ｂとを有する支持部２０、２１を備え、鉄心１の軸方向両端のコイルエンド部６が、支持部２０、２１のエンドカバー部２０ｂ、２１ｂによりそれぞれ支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のコアバックから径方向外側に放射状に突出する複数のティース部を有し、前記ティース部間にスロットがそれぞれ形成される鉄心と、
前記ティース部に巻回されて前記スロット内に収納されるコイルとを備え、
前記コイルが前記鉄心の軸方向両端面から軸方向に突出するコイルエンド部を形成する電機子において、
前記スロット内に収納された前記コイルの径方向外側を支持する複数の支持脚と、複数の前記支持脚の軸方向一端部を周方向に環状に連結すると共に、軸方向一端の前記コイルエンド部を、該コイルエンド部の外周面に沿って支持するエンドカバー部とを有する支持部を２つ備え、
前記支持部の前記支持脚は、前記鉄心の軸方向の長さより短く形成され、
２つの前記支持部は、該支持部の前記支持脚の他端部が前記スロット内で互いに対向するように向かい合って配置され、前記鉄心の軸方向両端の前記コイルエンド部が、２つの前記支持部の前記エンドカバー部によりそれぞれ支持されている電機子。
【請求項２】
前記支持部の前記支持脚の他端部に、対向する２つの前記支持部の前記支持脚の他端部同士が重なり合って固定されるラップ嵌合部を設けた請求項１に記載の電機子。
【請求項３】
環状のコアバックから径方向外側に放射状に突出する複数のティース部を有し、前記ティース部間にスロットがそれぞれ形成される鉄心と、
前記ティース部に巻回されて前記スロット内に収納されるコイルとを備え、
前記コイルが前記鉄心の軸方向両端面から軸方向に突出するコイルエンド部を形成する電機子において、
前記スロット内に収納された前記コイルの径方向外側を支持する複数の支持脚と、複数の前記支持脚の軸方向一端部を周方向に環状に連結すると共に、前記鉄心の軸方向一端の前記コイルエンド部を、該コイルエンド部の外周面に沿って支持するエンドカバー部とを有する支持部を備える電機子。
【請求項４】
前記支持脚は、前記鉄心の軸方向の長さと同等以上の長さに形成された請求項３に記載の電機子。
【請求項５】
前記支持脚は、前記鉄心の軸方向の長さより長く形成されて前記鉄心から軸方向にはみ出す突出部を有し、前記鉄心の軸方向他端の前記コイルエンド部を前記突出部により支持する請求項４に記載の電機子。
【請求項６】
前記鉄心の軸方向他端側に整流子が取り付けられ、
前記支持部の前記エンドカバー部は、前記整流子が取り付けられた側とは軸方向反対側である前記鉄心の軸方向一端の前記コイルエンド部を、該コイルエンド部の外周面に沿って支持する請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項７】
前記支持脚の径方向外側の外周面と、前記ティース部の径方向外側の外周面とが面一となるように形成された請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項８】
前記支持脚は、前記スロット内に圧入される第１圧入部を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項９】
前記エンドカバー部は、少なくとも１つの調整穴を備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項１０】
前記エンドカバー部は、前記鉄心の回転軸を挿通する挿通孔が設けられた請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項１１】
前記エンドカバー部は、前記挿通孔の内壁が前記回転軸に圧入される第２圧入部を有する請求項１０に記載の電機子。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電機子を用いた回転子と、
前記回転子と同軸上に配置された固定子とを備えた回転電機。
【請求項１３】
請求項９に記載の電機子の製造方法であって、
前記電機子の偏芯量を測定する測定工程と、
前記偏芯量を抑制する位置、数、大きさに、前記調整穴を前記エンドカバー部に少なくとも１つ形成する形成工程とを備える電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機、電動工具等に用いられる電機子、電機子の製造方法および回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機、電動工具等の各機器に用いられる回転電機は、電機子の回転軸の両端がそれぞれ軸受で指示され、電機子が固定子の内側で回転するように構成される。この電機子の電機子鉄心は、回転軸に取付けられた円柱状のコアバック部と、このコアバック部の周方向に沿ってその外周面に等間隔に並ぶように配置された複数のティース部とで構成される。
【０００３】
各ティース部間に形成されるスロット内には、電機子巻線との絶縁を確保する目的で、電機子鉄心に当接するように絶縁部材が設けられている。そして、この絶縁部材を介して電機子巻線が巻回されている。また、各スロットの径方向外側のスロット開口部には、ウェッジ（楔）と呼ばれる絶縁成形物が挿入されている。
【０００４】
回転軸に近い範囲において整列すること無く巻回された電機子巻線は、回転電機の電機子の回転に伴った遠心力によって、径方向外側に膨むこと、積み重なった部分が崩れること等がある。上記のウェッジは、回転電機の高速運転の要求に伴い、コイルを径方向外側から支持することで、このような遠心力による電機子巻線の動きを抑制して、スロット内の電機子巻線がスロット内から飛び出さないようにしている。こうしてウェッジにより電機子巻線の動きが抑制され、電機子の回転時の不釣り合い（偏心量）増加による回転電機の騒音や振動の増加が抑制される。
このような電機子巻線の保持機能を有するウェッジを備えた以下のような電機子が開示されている。
【０００５】
ウェッジは、薄肉絶縁材を略山形に折り曲げ成形し、折り曲げ部両端を略山形の底辺部にしてスロット内のコイル側に、略山形の山頂部をスロットオープン部側に配置して装着されており、略山形のウェッジの山頂部は、スロットオープン部形状に適応してかつ電機子コアの外周面と合致する凸形状となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
回転子は、回転子鉄心と、この回転子鉄心に形成した巻線溝（スロット）に直巻された回転子巻線と、巻線溝を塞いで回転子巻線を固定するウェッジ（楔）と、これらウェッジの端部に形成した段差部に係合して一体に取り付けた筒状をなす環状カバーとを備えている。環状カバーの外周面は、ウェッジに形成した段差部に係合することで、ウェッジの表面と面一にしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７６４７号公報（段落［００１９］、図１）
【特許文献２】特開２０１０−１０４１３４号公報（段落［００１４］〜［００１６］、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１のような電機子では、個々に独立した複数のウェッジを各スロット開口部にそれぞれ挿入する必要があるため、部品点数、組立工数が多くなり、生産効率が低下する。
また、例えば電機子鉄心の両端面側にコイルエンド部が形成された電機子の場合では、上記のウェッジはスロット内の電機子巻線を支持するものの、コイルエンド部の電機子巻線を支持することができなかった。そのため、電機子の回転時における遠心力に起因するコイルエンド部における電機子巻線の動きを抑制することができなかった。
【０００９】
また、上記特許文献２のような電機子では、コイルエンド部の側面を覆う環状カバーは筒形状であり、コイルエンド部の外周面の形状に沿うように形成されているものではない。そのため、コイルエンド部における電機子巻線の動きを抑制できなかった。
このような遠心力起因の電機子巻線の動きにより、電機子の偏心量が増加し、回転電機の騒音、振動が増加するという問題点があった。
【００１０】
本発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、少ない部品点数で電機子の回転による遠心力起因のコイルの動きを抑制して、騒音、振動が少なく生産性の高い、電機子、電機子の製造方法、回転電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電機子は、
環状のコアバックから径方向外側に放射状に突出する複数のティース部を有し、前記ティース部間にスロットがそれぞれ形成される鉄心と、
前記ティース部に巻回されて前記スロット内に収納されるコイルとを備え、
前記コイルが前記鉄心の軸方向両端面から軸方向に突出するコイルエンド部を形成する電機子において、
前記スロット内に収納された前記コイルの径方向外側を支持する複数の支持脚と、複数の前記支持脚の軸方向一端部を周方向に環状に連結すると共に、軸方向一端の前記コイルエンド部を、該コイルエンド部の外周面に沿って支持するエンドカバー部とを有する支持部を２つ備え、
前記支持部の前記支持脚は、前記鉄心の軸方向の長さより短く形成され、
２つの前記支持部は、該支持部の前記支持脚の他端部が前記スロット内で互いに対向するように向かい合って配置され、前記鉄心の軸方向両端の前記コイルエンド部が、２つの前記支持部の前記エンドカバー部によりそれぞれ支持されているものである。
また、本発明に係る電機子は、
環状のコアバックから径方向外側に放射状に突出する複数のティース部を有し、前記ティース部間にスロットがそれぞれ形成される鉄心と、
前記ティース部に巻回されて前記スロット内に収納されるコイルとを備え、
前記コイルが前記鉄心の軸方向両端面から軸方向に突出するコイルエンド部を形成する電機子において、
前記スロット内に収納された前記コイルの径方向外側を支持する複数の支持脚と、複数の前記支持脚の軸方向一端部を周方向に環状に連結すると共に、前記鉄心の軸方向一端の前記コイルエンド部を、該コイルエンド部の外周面に沿って支持するエンドカバー部とを有する支持部を備えるものである。
また、本発明に係る回転電機は、上記のように構成された電機子を用いた回転子と、
前記回転子と同軸上に配置された固定子とを備えたものである。
また、本発明に係る電機子の製造方法は、
前記電機子の偏芯量を測定する測定工程と、
前記エンドカバー部に少なくとも１つの前記調整穴が、前記偏芯量を抑制する位置、数、大きさに設けられる形成工程とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る電機子、回転電機によれば、少ない部品点数で、コイルの動きを抑制して、騒音、振動を抑制するものなので、電機子、回転電機の信頼性を向上させると共に生産性を向上することができる。
また、この発明に係る電機子の製造方法によれば、騒音、振動を抑制するため、電機子、回転電機の信頼性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による電機子の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による電機子の組立構造を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による電機子の内部構造を示す横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による電機子の内部構造を拡大して示す横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１による整流子の軸方向反対側に配置される支持部の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態１による整流子側の支持部の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態１による回転電機の構成を示す縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１による電機子の内部構造を拡大して示す横断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による電機子の組立構造を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４による電機子の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５による電機子の内部構造を拡大して示す横断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６による電機子の内部構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による電機子、回転電機として、特に電気掃除機、電動工具などに用いられ、高速回転が要求される電機子、回転電機について図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による電機子１００の構成を示す斜視図である。
図２は、本発明の実施の形態１による電機子１００の組立構造を模式的に示す斜視図である。
図３は、本発明に実施の形態１による電機子１００の内部構造を示す縦断面図である。
図４は、本発明に実施の形態１による電機子１００の内部構造を示す横断面図である。
図５は、図４に示す電機子１００の一部を拡大して示す断面図である。
図６は、図２に示す２個の支持部の内、整流子７の軸方向反対側に配置される支持部２０の構成を示す側面図である。
図７は、図２に示す２個の支持部の内、整流子７側に配置される支持部２１の構成を示す側面図である。
図８は、図１に示す電機子１００を用いた回転電機１０１の構成を示す縦断面図である。
【００１５】
以下の説明において、環状の鉄心１における各方向を、周方向Ｓ、軸方向Ｇ、径方向Ｋ、径方向内側Ｋ１、径方向外側Ｋ２としてそれを示す。
図１、図２に示すように、本実施の形態の電機子１００は、環状の鉄心１と、この鉄心１に巻回されたコイル３と、コイル３を外側から支持する２つの支持部２０、２１とを備える。図２に示す２つの支持部２０、２１が軸方向Ｇに互いに向かい合うように電機子に組み合わされて、図１に示す電機子１００が形成される。
電機子１００は、中心に回転軸４が組み付けされている。また電機子１００の軸方向Ｇの一方には、整流子７が取り付けられている。この整流子７は、複数の短冊状の整流子片７ａが回転軸４の周りに等間隔に並ぶように配置されて構成されたものである。
【００１６】
図４に示すように、電機子１００の鉄心１は、環状のコアバック部１ａの外周から径方向外側Ｋ２に放射状に突出する複数のティース部１ｂを有する電磁鋼板を軸方向Ｇに複数枚積層して形成される。この電磁鋼板の厚さは例えば０．１〜１．０ｍｍ程度である。これら複数のティース部１ｂ間にコイル３の収納空間であるスロット９がそれぞれ形成される。また鉄心１の中心には、回転軸４を挿通するための穴１ｈが形成されている。
【００１７】
回転軸４には図示しないナール（ローレット）加工が施されており、加工された箇所が鉄心１の穴１ｈの径より大きくなるように構成されている。そして、鉄心１は、図３に示す位置で、回転軸４のナール（ローレット）加工部に対して強固に圧入、係り止め固定される。同様に整流子７も、回転軸４に対して強固に、圧入、係り止め固定されている。
【００１８】
電機子１００のコイル３は、所定のスロット数離れたティース部１ｂ間に導線が巻回された分布巻構成である。こうして各ティース部１ｂにコイル３が巻回され、各スロット９内にコイル３が収納された構成となる。
また、スロット９内から延び出た導線の渡り線の端部は、周方向Ｓに沿って這い回しされて、整流子７の整流子片フック７ｂに電気的に接続される。この整流子片フック７ｂに接続される導線の渡り線と、所定のスロット数離れたティース部１ｂ間を渡る導線の渡り線とが、巻線の過程で鉄心１の軸方向Ｇの端面上に配置される。こうして、鉄心１の軸方向Ｇの両端面上に、コイル３の導線により構成される、軸方向Ｇに突出するコイルエンド部６が形成される。
【００１９】
なお、図５に示すように、スロット９内のコイル３と鉄心１とは、スロットインシュレータ１１により絶縁されている。このスロットインシュレータ１１は、薄肉の絶縁フィルム等を鉄心１に沿うようにＵ字状に成形して、各スロット９に挿入したものである。
【００２０】
また、図３に示すように、鉄心１の軸方向Ｇの両端面には、回転軸４の外周面と鉄心１の軸方向Ｇの端面とに沿うように形成された絶縁部材であるエンドインシュレータ８が設けられている。このエンドインシュレータ８は回転軸４に対して係り止めされる円筒部８ａと、鉄心１のコアバック部１ａとティース部１ｂに沿うように形成された端面部８ｂとを有している。このエンドインシュレータ８の円筒部８ａによって回転軸４とコイルエンド部６のコイル３とが絶縁され、端面部８ｂによって鉄心１の軸方向Ｇの端面とコイルエンド部６のコイル３とが絶縁されている。
【００２１】
次に、電機子１００のコイル３を、外側から支持する支持部２０、２１について説明する。
支持部２０、２１は、例えば樹脂成形物などから形成される絶縁部材である。
図６に示すように、支持部２０は、支持脚としてのウェッジ２０ａを複数備える。さらに支持部２０は、これら複数のウェッジ２０ａの軸方向Ｇの一端部２０ａ２を周方向Ｓに環状に連結すると共に、コイルエンド部６の外周面の形状に沿うように形成されたエンドカバー部２０ｂを備える。
【００２２】
図２に示すように、このウェッジ２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１は、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２より短く形成されている（本実施の形態では、鉄心１の長さＸ２の２分の１の長さに形成されている）。
また、エンドカバー部２０ｂの中心には、回転軸４を挿通する挿通孔２０ｃが設けられている。このエンドカバー部２０ｂは、挿通孔２０ｃの内壁が回転軸４に圧入されるように形成された第２圧入部２０ｄを有する。
【００２３】
図７に示す支持部２１も支持部２０と同様に、支持脚としてのウェッジ２１ａを複数備える。そしてさらに支持部２１は、これら複数のウェッジ２１ａの軸方向Ｇの一端部２１ａ２を周方向Ｓに環状に連結すると共に、コイルエンド部６の外周面の形状に沿うように形成されたエンドカバー部２１ｂを備える。
また、図２に示すようにこのウェッジ２１ａの軸方向Ｇの長さＸ３は、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２より短く形成されている（本実施の形態では、鉄心１の長さＸ２の２分の１の長さに形成されている）。このエンドカバー部２１ｂの中心には、回転軸４と整流子７を挿通する挿通孔２１ｃが設けられている。
【００２４】
この支持部２０と支持部２１は、それぞれの挿通孔２０ｃ、挿通孔２１ｃの形状のみが異なり、その他の構成は同じである。支持部２１の挿通孔２１ｃは、整流子７を挿通可能なように、支持部２０の挿通孔２０ｃより大きな穴径を有する。
【００２５】
支持部２０、支持部２１は、図２に示すように、鉄心１の軸方向Ｇの一端側（整流子７の軸方向Ｇの反対側、以降、整流子７の反対側と称して用いる）に、支持部２０が、軸方向Ｇの他端側（整流子７側）に支持部２１が、互いに向かい合うように配置される。そして支持部２０の挿通孔２０ｃに回転軸４の一端が挿通され、支持部２１の挿通孔２１ｃに回転軸４の他端と整流子７が挿通され、電機子１００に組み付けられる。
また、前述したように支持部２０のエンドカバー部２０ｂの挿通孔２０ｃは、第２圧入部２０ｄにより回転軸４に圧入されるように形成されているため、支持部２０と回転軸４とは強固に圧入固定される。
【００２６】
支持部２０、２１のウェッジ２０ａ、２１ａは、スロット９内のスロット開口部側（径方向外側Ｋ２）の隙間にそれぞれ挿入されて、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２の２分の１まで挿入される。
図１に示すように、支持部２０のウェッジ２０ａの他端部２０ａ１と、支持部２１のウェッジ２１ａの他端部２１ａ１とが、スロット９内で互いに対向して当接している。
【００２７】
こうして、支持部２０のウェッジ２０ａは、図４、図５に示すようにスロット９内に収納されたコイル３の径方向外側Ｋ２を支持している。同様に、支持部２１のウェッジ２１ａも、スロット９内に収納されたコイル３の径方向外側Ｋ２を支持する。
【００２８】
また、支持部２０のエンドカバー部２０ｂは、図３に示すように、鉄心１の軸方向Ｇの一端側（整流子７の反対側）のコイルエンド部６の外周面に沿ってコイルエンド部６を支持している。同様に、エンドカバー部２１ｂは、軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６の外周面に沿ってコイルエンド部６を支持している。
このように、鉄心１の軸方向Ｇの両端のコイルエンド部６が、これら２つの支持部２０、２１のエンドカバー部２０ｂ、２１ｂによりそれぞれ支持された状態となる。
【００２９】
ここで、スロット９内およびコイルエンド部６内のコイル３を構成する導線の配列状態について説明する。
コイルエンド部６を構成する導線は、後で巻回される導線ほど、先に巻回された導線の渡り線の上に乗るか、または径方向外側Ｋ２へ迂回するように巻回される。そのため、コイルエンド部６におけるコイル３の導線の巻線位置および巻線長さにはばらつきが生じ、配列の乱れが生じる。
【００３０】
また、ティース部１ｂに巻回される導線は、フォーマと呼ばれる巻線ガイドに沿って、スロット９内にランダムに進入し、先に巻回されたコイルエンド部６の上に折り重なるように巻回される。この際、前述したコイルエンド部６における導線の巻線位置および巻線長さのばらつきの影響を受けて、スロット９内のコイル３において同様の導線の配列の乱れを生じる。導線は、スロット９内の回転軸４に近い範囲においてこのように整列すること無く巻回されるため、スロット９内の径方向外側Ｋ２において導線が巻回されていない隙間が生じる。
【００３１】
支持部２０、２１のウェッジ２０ａ、２１ａは、上記の導線が巻回されていないスロット９内の隙間に挿入されているものである。またこのように、スロット９内およびコイルエンド部６内のコイル３を構成する導線には配列の乱れが生じている状態となるが、これらの導線は前述したように支持部２０、２１により支持されている状態である。
【００３２】
なお、支持部２０、２１のウェッジ２０ａ、２１ａの径方向外側Ｋ２の面は、表面に凹凸の無い滑らかな面に形成されている。また同様に、エンドカバー部２０ｂ、２１ｂの、コイルエンド部６に対向しない面（外側の面）も表面に凹凸の無い滑らかな面に形成されている。
また、図５に示すようにウェッジ２０ａ、２１ａの厚みＹは、スロットインシュレータ１１と干渉せず、コイル３を径方向外側Ｋ２から支持可能な寸法に設定されている。また、ウェッジ２０ａ、２１ａの径方向Ｋの幅Ｗは、スロット９の周方向Ｓの両壁面間に対して第１圧入部２０ｅを有する寸法に設定されており、スロット９の周方向Ｓの両壁面（Ｄとして示す位置）に圧入されている。
またこの場合、スロットインシュレータ１１は、ウェッジ２０ａ、２１ａと干渉しないようにスロット９の径方向Ｋの長さより短く形成されている。
【００３３】
また、支持部２０、２１のウェッジ２０ａ、２１ａを挿入する際に、導線に当接するように挿入するため、導線を傷付けないよう、ウェッジ２０ａ、２１ａの端部２０ａ１、２１ａ１に、面取り加工を施すことが望ましい。
また、支持部２０、２１の材質は、剛性を有する絶縁材であれば特に制限はない。
【００３４】
図８は、本発明の実施の形態１による電機子１００を用いた回転電機１０１の構成を示す縦断面図である。
回転電機１０１は、固定子１５と、固定子１５の内周側に回転可能に配設された回転子としての電機子１００と、固定子１５の外周に配設されたハウジング１６とを備える。
ハウジング１６は、有底円筒状のフレーム１７と、フレーム１７の開口を塞口する端板１８とを有する。固定子１５は、このフレーム１７の内側に固着されている。また、電機子１００の回転軸４は、フレーム１７の端板１８にベアリング１９を介して回転可能に支持される。こうして構成された回転電機１０１は、５００００ｒｐｍ以上で高速回転する電気掃除機、電動工具に搭載可能である他、ジェットタオルなどの電動送風機、洗濯乾燥機に搭載することができる。
【００３５】
上記のように構成された本実施の形態の電機子１００、回転電機１０１によると、スロット９内のコイル３を構成する導線が、支持部２０、２１のウェッジ２０ａ、２１ａによって径方向外側Ｋ２から支持されている。また、コイルエンド部６のコイル３を構成する導線が、支持部２０、２１のエンドカバー部２０ｂ、２１ｂによって、コイルエンド部６の外周面に沿って支持されている。
【００３６】
これにより、電機子１００の回転時においても、スロット９内の導線の遠心力起因の動きを抑止すると共に、コイルエンド部６における導線の遠心力起因の動きを抑止することができる。そのため、スロット９内およびコイルエンド部６内の導線が動くことで生じる電機子１００の偏心量の増加が抑制され、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、複数あるウェッジ２０ａ、２１ａの軸方向Ｇの一端部２０ａ２、２１ａ２が、エンドカバー部２０ｂ、２１ｂにより環状に連結されている。そのため、導線を支持するための部品の点数は、２つの支持部２０、２１のみとなる。これにより、僅か２つの支持部２０、２１を電機子１００に組み付けるのみで、各スロット９内に複数のウェッジ２０ａ、２１ａを同時に挿入することができる。こうして、個々に独立したウェッジを各スロット内にそれぞれ挿入する工程を不要として、組み立て性がよく、生産性の高い電機子、回転電機を提供することができる。
【００３８】
また、従来技術のウェッジでは、各スロットごとに独立したウェッジが挿入されており、さらにスロット内において電機子鉄心と当接している箇所が少ない。そのため、電機子の回転時にウェッジがずれ、導線の動きを抑止できないことがある。
本実施の形態の電機子１００によると、各ウェッジ２０ａ、２１ａはエンドカバー部２０ｂ、２１ｂにより一体に連結されているため、スロット９内における各ウェッジ２０ａ、２１ａのずれを抑止することができる。
【００３９】
またウェッジ２０ａ、２１ａは、第１圧入部２０ｅを有し、スロット９内の壁面に圧入されており、鉄心１に対して強固に固定されている。そのため、電機子１００が高速で回転して大きな遠心力が付加される場合でも、スロット９内における各ウェッジ２０ａ、２１ａのずれを更に抑止できる。こうして、支持部２０、２１を電機子１００に安定して組み付けた状態とすることができる。
また、支持部２０、２１は、表面に凹凸の無い滑らかな面に形成されている。そのため、電機子１００の回転時において生じる回転抵抗の低減を図ることができる。
【００４０】
なお、上記では、支持部２０、２１は、挿通孔２０ｃ、挿通孔２１ｃの形状のみが異なりその他の構成は同じものを示したがこれに限定するものではない。例えば、支持部２０のウェッジ２０ａの長さを鉄心１の軸方向Ｇの長さの３分の１に形成し、支持部２１のウェッジ２１ａの長さを鉄心１の軸方向Ｇの長さの３分の２に形成するものでもよい。
【００４１】
また、支持部２０のウェッジ２０ａの他端部２０ａ１と、支持部２１のウェッジ２１ａの他端部２１ａ１とが、スロット９内で当接するものを示したが、これに限定するものではない。ウェッジ２０ａの長さとウェッジ２１ａの長さとを足した長さが、鉄心１の軸方向Ｇの長さ以下に形成されて、ウェッジ２０ａの他端部２０ａ１とウェッジ２１ａの他端部２１ａ１とが当接しないものでもよい。この場合、ウェッジ２０ａ、ウェッジ２１ａの長さを、スロット９内のコイル３を安定的に支持可能な寸法内で調節するものとする。
【００４２】
また、上記図５では、ウェッジ２０ａ、２１ａの厚みＹを、コイル３を径方向外側Ｋ２から支持可能な寸法に設定したが、例えば、導線を押し潰さない範囲内で導線を径方向内側Ｋ１に向かって押圧し、導線を径方向内側Ｋ１に押し集めるような厚みＹを設定するものでもよい。また例えば、エンドカバー部２０ｂ、２１ｂの直径（形状）を、コイルエンド部６およびスロット９内の導線を径方向内側Ｋ１に押圧するように設定するものでもよい。
従来技術においては、コイルを押圧するために、ウェッジを略山形に折り曲げ成形して弾性を持たせていたが、本実施の形態では上記のような構成でコイル３の導線を押圧できるので、従来技術において必要であった折り曲げ成形工程が不要となり、生産性を向上させることができる。
【００４３】
図９は、本発明の実施の形態１による電機子１００の内部構造の他の例を示す横断面図である。
上記図５では、ウェッジ２０ａ、２１ａとスロットインシュレータ１１とが互いに干渉しない構成のものを示したが、図９に示すように、スロットインシュレータ１１の径方向Ｋの長さを、スロット９の径方向Ｋの長さとほぼ同等にして、スロットインシュレータ１１内にウェッジ２０ａ、２１ａが配置される構成でもよい。
この場合においても、ウェッジ２０ａ、２１ａの径方向Ｋの幅Ｗは、スロット９の周方向Ｓの両壁面間に対してスロットインシュレータ１１を介して第１圧入部２０ｅを有する寸法に設定されており、スロット９の周方向Ｓの両壁面（Ｄとして示す位置）に圧入される。
【００４４】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１０は、本発明の実施の形態１による電機子２００の内部構造を示す縦断面図である。
上記実施の形態１と同様に、本実施の形態２の支持部２２０、２２１は、スロット９内のコイル３を支持する複数のウェッジ２２０ａ、２２１ａと、コイルエンド部６のコイル３を支持するエンドカバー部２０ｂ、２１ｂとをそれぞれ備える。
本実施の形態２では、ウェッジ２２０ａ、２２１ａの形状の一部が、実施の形態１と異なる。
【００４５】
図１０に示すように、ウェッジ２２０ａ、２２１ａの他端部２２０ａ１、２２１ａ１において、ウェッジ２２０ａ、２２１ａの一端部２２０ａ２、２２１ａ２の厚みより薄く形成されたラップ嵌合部２２５、２２６を備える。このラップ嵌合部２２５、２２６により、対向する２つの支持部２２０、２２１のウェッジ２２０ａ、２２１ａにおける他端部２２０ａ１、２２１ａ１同士を、重なり合わせて固定することができる。
【００４６】
上記のように構成された本実施の形態２の電機子２００、回転電機によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、支持部２２０、２２１によって、スロット９内の導線とコイルエンド部６内の導線の遠心力起因の動きを抑止することができる。
これにより、導線が動くことで生じる電機子２００の偏心量の増加を抑制し、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
また、コイル３を支持するための部品点数を削減して、生産性を向上させることができる。
【００４７】
さらに、支持部２２０、２２１のウェッジ２２０ａ、２２１ａが、ラップ嵌合部２２５、２２６により互いに重なり合って固定されている。これにより、整流子７側に配置される支持部２２１を、回転軸４と強固に圧入固定されている整流子７の反対側の支持部２０に固定することができる。これにより、電機子２００が高速で回転して遠心力が付加される場合でも、支持部２２１を安定して電機子２００に組み付けた状態とすることができる。
【００４８】
また、２つの支持部２２０、２２１が、ラップ嵌合部２２５により一体化されているため、支持部２２０、２２１の剛性を向上させることができる。これにより、支持部２２０、２２１のコイル３を支持する保持力を向上させることができる。
【００４９】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１１は、本発明の実施の形態３による電機子３００の組立構造を模式的に示す斜視図である。
図１２は、本発明の実施の形態３による電機子３００の内部構造を示す縦断面図である。
本実施の形態３では、電機子３００は、整流子７の反対側に配置された１つの支持部３２０のみを備える。図に示すように、支持部３２０のウェッジ３２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ａは、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２の長さより僅かに長く形成されている。
【００５０】
そしてこの支持部３２０のウェッジ３２０ａが、軸方向Ｇの一端（整流子７の反対側）からスロット９内に挿入されている。これによりスロット９内のコイル３は軸方向Ｇの全長に渡ってウェッジ３２０ａにより径方向外側Ｋ２を支持される。そして鉄心１の整流子７の反対側のコイルエンド部６の外周面は、エンドカバー部２０ｂによって支持される。
【００５１】
整流子７側のコイルエンド部６と、整流子７の反対側のコイルエンド部６は、同じ導線が巻回されて形成されたものである。そのため、整流子７側のコイルエンド部６がエンドカバー部によって支持されていない状態でも、導線は、整流子７の反対側のコイルエンド部６において支持部３２０によって支持されている。このように軸方向Ｇの一端において導線の動きを抑止することで、軸方向Ｇの他端における導線の動きを抑制することができる。
【００５２】
また、鉄心１の軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６は、導線の電気的絶縁と保持の目的で用いられる熱硬化性ワニスにより固定されている。この熱硬化性ワニスは、整流子７側のコイルエンド部６からスロット９内に渡ってコイル３を固定している。
【００５３】
上記のように構成された本実施の形態３の電機子３００、回転電機によると、支持部３２０によって、スロット９内のコイル３を構成する導線とコイルエンド部６内のコイル３を構成する導線の遠心力起因の動きを抑止することができる
これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、導線が動くことで生じる電機子３００の不釣合いの増加を抑制し、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、１つの支持部３２０のみを用いるため、コイル３を支持するための部品点数を削減して、生産性を向上させることができる。
さらに整流子７側のコイルエンド部６をワニスによって固定するため、整流子７側のコイルエンド部６における遠心力起因の導線の動きをさらに抑止することができる。
【００５５】
また、整流子７の反対側に支持部３２０を組み付けている。そのため、電機子に支持部３２０を組み付ける際に、支持部３２０の挿通孔２０ｃが整流子７と干渉しないように組み立てる必要がない。これにより組み立て性を向上させることができると共に、挿通孔２０ｃの形状に整流子７を挿通させるための形状の制約を設ける必要がなくなる。
【００５６】
また、支持部３２０のウェッジ３２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ａを、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２の長さより僅かに長く形成している。鉄心１の軸方向Ｇの端面近傍においてコイルエンド部６は、コイル３がスロット９内から延び出た状態であるため、その表面に凹凸が多い。このように、鉄心１より僅かに長く形成されたウェッジ３２０ａの端部により、鉄心１の端面におけるコイルエンド部６の凹凸を径方向外側Ｋ２から塞ぐことができる。これにより、電機子の回転時において生じる回転抵抗の低減を図ることができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態３では、整流子７の反対側に支持部３２０を設ける例を示したが、これに限定するものではなく、整流子７側に支持部３２０を設けるものでもよい。
なお、ウェッジ３２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ａは、スロット９内のコイル３を軸方向Ｇの全長に渡って支持可能なように、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２の長さと同等以上に形成されていればよい。そのため、支持部３２０のウェッジ３２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ａを、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２の長さと同等にしてもよい。
【００５８】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４を、上記実施の形態３と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態３と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１３は、本発明の実施の形態４による電機子４００の内部構造を示す縦断面図である。
図１４は、図１３に示す電機子４００の製造方法を説明するための縦断面図である。
上記実施の形態３に示した支持部３２０のウェッジ３２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ａは、鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２と略同じ長さに形成されていた。本実施の形態４の支持部４２０のウェッジ４２０ａの軸方向Ｇの長さＸ１ｂは、図１４に示すように鉄心１の軸方向Ｇの長さＸ２より長く形成され、鉄心１から軸方向Ｇにはみ出す部分（突出部４２７）を有している。
この軸方向Ｇにはみ出す突出部４２７は、図１４に示す矢印Ｊ方向に曲げられて、図１３に示すように軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６の外周面を支持するように塑性変形する。
【００５９】
上記のように構成された本実施の形態４の電機子４００、回転電機によると、支持部４２０のウェッジ４２０ａによって、スロット９内のコイル３を構成する導線の遠心力起因の動きを抑止することができる。また、軸方向Ｇの一端（整流子７の反対側）のコイルエンド部６をエンドカバー部２０ｂによって支持し、軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６を突出部４２７により支持する。
【００６０】
これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、導線が動くことで生じる電機子４００の偏心量の増加を抑制し、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
また、１つの支持部４２０のみを用いるため、コイル３を支持するための部品点数を削減して、生産性を向上させることができる。
【００６１】
実施の形態１では、軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６の径方向Ｋの幅が狭まる箇所（図３、Ｚ１として示す箇所）は、支持部２１のエンドカバー部２１ｂで支持されていなかった。これはエンドカバー部２１ｂの挿通孔２１ｃの形状を、整流子７を挿通させるための大きさに形成する必要があり、エンドカバー部２１ｂが、整流子７の径方向Ｋの幅より狭い箇所に位置するコイルエンド部６を支持できないからである。本実施の形態では、整流子７の反対側から支持部４２０を電機子に組み付けているため、整流子７の形状に左右されない。よって支持部４２０のウェッジ４２０ａの先端で、軸方向Ｇの他端（整流子７側）のコイルエンド部６の径方向Ｋの幅が狭まる箇所（図１３、Ｚ２として示す箇所）を支持することができる。これによりコイル３の導線の遠心力起因の動きをさらに抑止することができる。
【００６２】
なお、上記では、整流子７の反対側に支持部４２０を設ける例を示したが、これに限定するものではなく、整流子７側に設けるものでもよい。
【００６３】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１５は、本発明の実施の形態５による電機子５００の内部構造を拡大して示す横断面図である。
図１６は、本発明の実施の形態５による電機子５００の内部構造を示す縦断面図である。
上記実施の形態１と同様に、本実施の形態５の支持部５２０、５２１は、スロット９内のコイル３を支持する複数のウェッジ５２０ａ、５２１ａと、コイルエンド部６のコイル３を支持するエンドカバー部２０ｂ、２１ｂとをそれぞれ備える。
本実施の形態５では、ウェッジ５２０ａ、５２１ａの形状の一部が、実施の形態１と異なる。
【００６４】
図１５に示すように、本実施の形態５のウェッジ５２０ａ、５２１ａの径方向外側の外周面５２０ａＧ、５２１ａＧと、鉄心１のティース部１ｂの径方向外側Ｋ２の外周面１Ｇとが面一となっている。このような構成とすることで、電機子５００の径方向外側Ｋ２の側面における凹凸を無くし、電機子５００の回転時における回転抵抗を低減することができる。
【００６５】
上記のように構成された本実施の形態５の電機子５００、回転電機によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、支持部５２０、５２１によって、スロット９内のコイル３を構成する導線とコイルエンド部６内のコイル３を構成する導線の遠心力起因の動きを抑止することができる。
これにより、導線が動くことで生じる電機子５００の偏心量の増加を抑制し、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
また、コイル３を支持するための部品点数を削減して、生産性を向上させることができる。
【００６６】
また、ウェッジ５２０ａ、５２１ａの径方向外側の外周面５２０ａＧ、５２１ａＧと、鉄心１のティース部１ｂの径方向外側Ｋ２の外周面１Ｇとを面一となるように形成しているため、電機子５００の回転時における回転抵抗を低減し、電機子５００および回転電機の性能を向上させることができる。
【００６７】
実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１７は、本発明の実施の形態１による電機子６００の内部構造を示す縦断面図である。
上記実施の形態１と同様に、本実施の形態６の支持部６２０、２１は、スロット９内のコイル３を支持する複数のウェッジ２０ａ、２１ａと、コイルエンド部６のコイル３を支持するエンドカバー部６２０ｂ、２１ｂとをそれぞれ備える。
本実施の形態６では、整流子７の反対側の支持部６２０のエンドカバー部６２０ｂの形状が、実施の形態１と一部異なる。
【００６８】
図に示すように、支持部６２０は、エンドカバー部６２０ｂに３つの調整穴６２８を備える。
導線が整列すること無く巻回された電機子では、電機子鉄心上で質量が一様に分布しない状態となり、電機子の重心が回転軸から偏心する偏心量が多くなる。この調整穴６２８は、電機子６００の回転時における不釣合い（偏心量）を抑制する位置、数、大きさにエンドカバー部６２０ｂに形成されたものである。
【００６９】
以下、この調整穴６２８を有する電機子６００の製造方法について説明する。
まず、調整穴６２８が形成されていない状態のエンドカバー部６２０ｂ、２１ｂを組み付けた電機子を回転させる。そして回転する電機子の偏心量と偏心方向を加速度計等によって測定する（測定工程）。
【００７０】
次に、得られた偏心量、偏心方向の測定値に基づいて、ドリル等の切削工具でエンドカバー部６２０ｂに調整穴６２８を形成する。この調整穴は、偏芯量を抑制する位置、数、大きさに形成される（形成工程）。
こうして、回転時の偏心量が抑制された電機子６００を得ることができる。
【００７１】
また、以下のような方法で調整穴６２８を有する電機子６００を製造するものでもよい。
まず、エンドカバー部６２０ｂと、２１ｂを組み付けていない状態の電機子を回転させる。そして回転する電機子の偏心量と偏心方向を加速度計等によって測定する（測定工程）。
次に、得られた偏心量、偏心方向の測定値に基づいて、偏芯量を抑制する位置、数、大きさに調整穴６２８をエンドカバー部６２０ｂに形成する（形成工程）。
そして、調整穴６２８が偏心量を抑制する位置になるように、電機子に対する周方向Ｓの角度を合わせて、支持部６２０を電機子へ組み付け、また支持部２１を電機子へ組み付ける。
こうして、回転時の偏心量が抑制された電機子６００を得ることができる。
【００７２】
上記のように構成された本実施の形態６の電機子６００、電機子６００の製造方法、回転電機によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、支持部６２０、２１によって、スロット９内およびコイルエンド部６内のコイル３を構成する導線の遠心力起因の動きを抑止することができる。
これにより、導線が動くことで生じる電機子６００の不釣合いの増加を抑制し、騒音や振動の増加を抑制して、電機子、回転電機の信頼性を向上させることができる。
また、コイル３を支持するための部品点数を削減して、生産性を向上させることができる。
【００７３】
さらに、偏芯量を抑制する調整穴６２８を、エンドカバー部６２０ｂに形成して偏心量を抑制するものであり、従来技術のように電機子鉄心を削って偏心量を抑制するものではない。そのため、電機子鉄心を削ることにより生ずる回転子と固定子との間のエアギャップのバラツキが生じない。そのため、回転電機の特性に影響を与えずに偏心量を抑制することができる。
【００７４】
さらに、支持部６２０、２１を組み付けた電機子を回転させて、電機子の偏心量と偏心方向を測定する測定工程を用いる場合では、スロット９内、コイルエンド部６内の導線が支持部６２０、２１によって支持された状態で偏心量、偏心方向を測定することになる。そのため、測定工程における導線の遠心力起因の動きが抑制されるため、偏心量、偏心方向の測定精度が向上する。
このように制度良く偏心量、偏心方向を測定できるため、複数回の不釣合い修正が不要となり、または複数回修正する場合でも修正回数を減らすことができるため、修正時間の短縮が図れる。
【００７５】
なお、上記では、整流子７の反対側の支持部６２０にのみ調整穴６２８を設ける例を示したが、これに限定するものではない。整流子７側の支持部２１に設けるものでもよく、または両方に設けるものでもよい。
【００７６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  電機子鉄心、１ａ  コアバック部、１ｂ  ティース部、３  コイル、
６  コイルエンド部、９  スロット、
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，２１，２２１，５２１  支持部、
２０ａ，２２０ａ，３２０ａ，４２０ａ，５２０ａ，２１ａ，２２１ａ，５２１ａ  ウェッジ、
２０ｂ，２１ｂ，６２０ｂ  エンドカバー部、２２５，２２６  ラップ嵌合部、
４２７  突出部、６２８  調整穴、４  回転軸、２０ｃ，２１ｃ  挿通孔、
２０ｅ  第１圧入部、２０ｄ  第２圧入部、
１００，２００，３００，４００，５００，６００  電機子、１０１  回転電機。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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