KR100937294B1

KR100937294B1 - 회전 전동기의 전기자, 회전 전동기 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100937294B1
Application number: KR1020077029736A
Authority: KR
Inventors: 가즈유키 야마모토; 고이치 다오; 유키 후지오카
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2010-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: JP4486678B2; US7859162B2; KR20080021678A; US20090134736A1; CN101208849B; US20110094089A1; DE112005003615B4; CN101208849A; WO2006137125A1; TWI292649B; JPWO2006137125A1; US8108983B2; DE112005003615T5

Abstract

본 발명은 각 자극 치형부에 권회된 권선이 느슨해지는 일이 없이, 또한 상기 권선과 정류자의 안정된 전기적 접속을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어서는 자극 치형부 부재(2) 마다 분할 가능한 구성이며, 각 자극 치형부 부재(2)에 집중 권선(12)이 실시되어 있는 전기자 철심(10)과, 자극 치형부 부재(2)의 개수와 동일 개수의 세그먼트(21)를 갖고, 각 세그먼트(21)에 접속 단자(25)를 갖는 정류자(20)를 구비하고, 하나의 자극 치형부 부재(2)에 집중 권선된 권선(12)의 종단부는 상기 하나의 자극 치형부(2)로부터 원주방향으로 소정 각도 회전한 위치에 있는 세그먼트(21)의 접속 단자(25)에 대략 직선 형상으로 접속되어 있는 동시에, 세그먼트(21)의 접속 단자(25)에 접속된 접속선은 상기 하나의 자극 치형부 부재(2)에 인접하는 다른 자극 치형부 부재(2)에 집중 권선되어 있다.

Description

회전 전동기의 전기자, 회전 전동기 및 그 제조 방법{ARMATURE OF ROTARY MOTOR, ROTARY MOTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전기자 철심과 전기자 철심의 축방향 단부 근방에 부착된 정류자를 구비한 회전 전동기의 구조 및 제조 방법에 관한 것이다.

예컨대, 특허문헌 1에 개시된 회전 전동기의 전기자는 각 자극 치형부(magnetic pole tooth)에 집중 권선(concentrated winding)에 의해 권회된 철심과 정류자를 구비하고 있다. 각 자극 치형부에 집중 권선함으로써, 축방향 치수를 단축하고, 권선 저항을 감소시킬 수 있기 때문에, 분포 권선된 전기자와 비교하여, 소형, 저전류의 회전 전동기를 구성할 수 있다.

집중 권선의 권선 점적률(占積率)을 향상시키기 위해서는 철심을 분할하고, 인접하는 자극 치형부의 간섭을 없앤 상태에서 권선을 실행하는 방법이 이용되고 있다. 상기 특허문헌 1에서는 복수의 자극 치형부를 갖는 코어를 제 1 코어부와 제 2 코어부로 분할하는 방법이 사용되고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 코어부를 복수의 코일 코어와 중앙 코어의 별도의 부재로 구성하고, 코일 코어의 코일 권회부에 권선을 한 후, 코일 코어와 중앙 코어를 오목부 및 볼록부로 끼워맞춤하여 결합하는 방법이 사용되고 있다. 또한, 발명자들은 특허문헌 3에 있어서 각 자극 치형부를 인접하는 자극 치형부와 간섭하지 않는 범위에서 인출하여 권선 가능한 철심 형상을 발명하고 있다. 특허문헌 3의 구조는 전체 자극 치형부를 권선한 후 교대로 서로 중첩한 각 자극 치형부의 백 요크(back yoke)부의 구멍에 회전축을 압입(壓入)함으로써, 분할한 자극 치형부를 일체화할 수 있는 이점이 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 2004-88902 호 공보(단락번호 0024)

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제 2004-328987 호 공보(도 4)

특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제 2004-208359 호 공보(도 1 내지 도 8)

발명의 요약

정류자를 갖는 회전 전동기의 전기자의 경우, 정류자의 접속 단자와 자극 치형부에 감긴 권선의 단부를 전기적으로 접속할 필요가 있다. 예를 들면, 상기 특허문헌 1의 예에서는 각 자극 치형부에 권선을 권회한 후 권선 단부를 절연체(insulator)에 일단 보지 고정하고, 제 1 및 제 2 코어부를 연결한 후 상기 권선 단부를 정류자의 접속 단자에 접속하고 있다. 본 방법에서는, 특히 권선이 가늘어졌을 경우에는, 보지 고정한 권선의 위치가 정해지지 않아 정류자의 접속 단자와 안정된 접속이 어렵다는 과제가 있다.

또한, 상기 특허문헌 2와 같이, 절연체에 설치한 금속 단자에 권선을 퓨징(fusing) 등의 방법으로 도통 접속하고, 이 금속 단자와 정류자의 접속 단자를 별도로 접속하는 방법도 고려되지만, 부품 및 공정이 증가하는 만큼 비용이 상승한다. 또한, 각 자극 치형부 단위로 권선을 분할하고 있기 때문에 접속 개소가 많아져서 접속 단자 부품의 비용이나 접속 공정의 수고가 증가한다. 그 때문에, 권선의 접속에 필요한 비용이 상승하여 회전 전동기의 비용을 낮게 억제할 수 없다. 또한, 접속 단자의 구조만큼 전기자의 축방향 치수가 커진다는 과제가 있다.

발명자들이 제안한 특허문헌 3의 철심 구조에서는 철심 축방향의 근접 위치에 정류자를 배치해서 권선을 실시하고, 직경방향으로 인출한 자극 치형부에 집중 권선한 후, 정류자의 접속 단자에 권선을 일단 걸어두고[후킹(hooking)], 이어서 다음 자극 치형부의 집중 권선을 계속함으로써, 도중에 권선을 절단하지 않고 모든 자극 치형부에 고밀도로 집중 권선할 수 있다. 권선 후에, 접속 단자에 후킹(hooking)한 권선부를 퓨징으로 도통 접속함으로써, 정류자와 권선의 전기적 접속이 가능해진다.

그러나, 자극 치형부를 직경방향으로 인출하고 또한 원래대로 리턴시키는 동작에 의해, 권선에 느슨함이 발생한다. 그 결과, 느슨해진 권선이 회전 중에 슬롯 사이로부터 밀려 나오거나 정류자의 접속 단자에 걸어 둔 권선이 퓨징 전에 빠져, 정류자와 권선의 안정된 전기적 접속을 할 수 없다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것이며, 각 자극 치형부에 권회된 권선이 느슨해지는 일이 없이 또한 상기 권선과 정류자의 안정한 전기적 접속을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 회전 전동기의 전기자는 자극 치형부 부재마다 분할 가능한 구성이고, 각 자극 치형부 부재에 집중 권선이 실시되어 있는 전기자 철심과, 자극 치형부 부재의 수와 동일 개수의 세그먼트(segment)를 갖고, 각 세그먼트에 상기 자극 치형부 부재에 감긴 권선과 접속하는 접속 단자를 갖는 정류자를 구비하고 있다. 그리고, 하나의 자극 치형부 부재에 집중 권선된 권선의 종단부는 상기 하나의 자극 치형부로부터 둘레 방향으로 소정 각도 회전한 위치에 있는 세그먼트의 접속 단자에 대략 직선 형상으로 접속되어 있는 동시에, 세그먼트의 접속 단자에 접속된 접속선은, 상기 하나의 자극 치형부 부재에 인접하는 다른 자극 치형부 부재에 집중 권선되어 있다.

본 발명에 의한 회전 전동기의 제조 방법은, 자극 치형부 부재마다 분할 가능한 전기자 철심 중 하나의 자극 치형부 부재를 직경방향으로 인출하고, 하나의 자극 치형부 부재에 집중 권선을 실시하는 제 1 공정과, 하나의 자극 치형부 부재를 밀어서 리턴시키고, 집중 권선의 종단부를 자극 치형부 부재의 수와 동일 개수의 세그먼트를 갖는 정류자의 접속 단자에 접속하는 제 2 공정과, 세그먼트의 접속 단자에 접속된 접속선을 하나의 자극 치형부 부재에 인접하는 다른 자극 치형부 부재에 집중 권선을 실시하는 제 3 공정을 순차적으로 반복하여 전기자 철심에 권선을 실시하는 공정을 구비하고 있다. 그리고, 전기자 철심과 정류자를 상대적으로 소정 각도 회전시켜서, 각 자극 치형부 부재의 집중 권선의 단부와 각 세그먼트의 접속 단자를 연결하는 접속선을 대략 직선 형상으로 하고, 전기자 철심 및 정류자에 회전축을 고정하는 공정을 실시한다.

본 발명에 의하면, 각 자극 치형부 부재에 권회한 권선으로부터 정류자의 각 세그먼트의 접속 단자를 연결하는 권선이 느슨해지는 일이 없이, 회전 전동기의 회전 중에 권선이 슬롯 사이에서 밀려 나오는 일이 없다. 또한, 정류자의 접속 단자에 걸어 둔 권선이 고정하기 전에 빠지는 일이 없이, 정류자와 전기자 권선의 사이에서 안정된 전기적 접속이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기자 철심의 구성을 도시하는 사시도,

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기자 철심을 전개하여 도시하는 사시도,

도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기자 철심의 자극 치형부 부재를 1개 취출한 상태를 도시하는 사시도,

도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기자 철심을 도시하는 평면도,

도 6은 도 5에 있어서의 선 VI-VI에 따르는 단면을 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 9는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 11은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 12는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 13은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 14는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 15는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도시하는 도면으로서, (a)는 정면 단면도이고 (b)는 측면도,

도 16은 본 발명의 실시 형태 1의 전기자 철심 및 정류자에 접속된 권선의 접속 선도,

도 17은 본 발명의 실시 형태 1의 전기자 철심 및 정류자에 접속된 권선의 접속 회로도,

도 18은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기자 철심에 장착하는 절연체의 구조를 도시하는 사시도,

도 19는 절연체의 안내 홈에 통과시킨 권선이 느슨해지고, 자극 치형부 부재를 인출하여 노출한 철심부에 권선이 접촉한 상태를 도시하는 도면,

도 20은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기자 철심에 장착하는 절연체의 구조를 도시하는 사시도,

도 21은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기자 철심과 정류자의 감합 구조를 도시하는 측면 단면도,

도 22는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 전기자 철심의 권선 공정을 도시하는 측면 단면도,

도 23은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 전기자 철심의 구성을 도시하는 사시도.
부호의 설명
2 : 자극 치형부 부재 3 : 자극 치형부
4 : 단면 5 : 베이스부
6 : 제 1 판형상 부재 7 : 관통 구멍
8 : 제 2 판형상 부재 9 : 중첩부
10 : 전기자 철심 12 : 집중 권선
13 : 절연체 14 : 돌기부
15 : 안내 홈 16 : 경사
17 : 내주면 20 : 정류자
21 : 세그먼트 25 : 접속 단자
26 : 보스부 30 : 회전축
40 : 고정자 41 : 영구자석
50 : 브러쉬 60 : 권선 장치
80, 90 : 자극 치형부 부재

이하에 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

실시 형태 1

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자를 도시하는 도면으로서, 도 1의 (a)는 정면 단면도가며, (b)는 좌측면도이며, (c)는 우측면도이며, (d)는 (a)의 d-d선 단면도이다. 또한, 도 1의 (d)에만 전기자의 외주에 배치된 고정자가 도시되어 있다.

본 실시 형태의 회전 전동기는 회전축(30)에 부착된 전기자 철심(10)과, 전기자 철심(10)의 축방향의 단부 근방이며 동일하게 회전축(30)에 부착된 평평한 형태의 정류자(20)를 구비하고 있다. 이 전기자 철심(10)은 후술하는 바와 같이 자극 치형부 단위로 분할 가능한 자극 치형부 부재(2)로 구성되고, 각 자극 치형부 부재(2)에는 집중 권선(12)이 실시되어 있다. 평평한 형태의 정류자(20)는 전기자 철심(10)의 자극 치형부의 수와 동일 개수(본 예에서는 6개)의 구리 등의 도전 부재로 구성된 세그먼트(21)를 갖는다. 각 세그먼트(21)는 홈(22)에 의하여 서로 절연 분리되고, 또한 브러시(도시하지 않음)가 축방향으로부터 접촉하게 되어 있다. 또한, 각 세그먼트(21)는 자극 치형부 부재(2)에 감긴 권선(12)과 접속하기 위한 접속 단자(25)를 직경방향 외측에 구비하고 있다. 또한, 정류자(20)는 각 세그먼트(21)를 고정하는 동시에, 회전축(30)이 감합하는 구멍을 갖는 수지제의 보스부(26)를 구비하고 있다. 또한, 도 1의 (d)에 도시하는 바와 같이, 전기자 철심(10)의 외주에는 영구자석(41)이 원주방향의 소정 위치에 배치된 고정자(40)를 구비하고 있다.

도 2는 도 1의 전기자 철심의 구성을 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 2에 있어서의 전기자 철심을 전개하여 도시하는 사시도이며, 도 4는 도 2에 있어서의 전기자 철심의 자극 치형부 부재를 1개 취출한 상태를 도시하는 사시도이며, 도 5는 도 2에 있어서의 전기자 철심을 도시하는 평면도이며, 도 6은 도 5에 있어서의 VI-VI선을 따른 단면을 도시하는 단면도이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 실시 형태 1에 있어서의 전기자 철심(10)은, 복수 개(본 예에서는 6개)의 자극 치형부 부재(2)가, 관통 구멍(7)을 갖는 백 요크부(11)를 중심으로 하여 방사상으로 조합됨으로써 구성되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 자극 치형부 부재(2)는 제 1 판형상 부재(6)와, 제 1 판형상 부재(6)의 적층 방향으로서 다른 각 자극 치형부 부재(2)의 위치와는 각각 다른 위치에 적어도 한 장이 끼워지는 제 2 판형상 부재(8)로 구성되어 있다. 제 1 판형상 부재(6)에는 일단측에 자극 치형부(3)가, 타단측에 단면(4)이 소정의 외형 형상(도면에서는 원호 형상)을 가진 베이스부(5)가 형성되어 있다. 제 2 판형상 부재(8)에는 일단측에 자극 치형부(3)가, 타단측에, 소정의 위치에 관통 구멍(7)이 형성되어 제 1 판형상 부재(6)의 베이스부(5)와 함께 백 요크부(11)를 형성하는 중첩부(9)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 각 자극 치형부 부재(2)는 도 5 및 도 6 내에 ※ 표시로 나타내는 바와 같이 소정의 위치를 선정하여 코킹함으로써 고착 일체화된다. 이어서, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 중첩부(9)의 관통 구멍(7)이 각각 일치하도록 각 자극 치형부 부재(2)를 방사상으로 조합하고, 각 중첩부(9)의 단면을 다른 각 자극 치형부 부재(2)의 베이스부(5)의 단면(4)에 접촉시킨다.

이와 같이, 본 실시 형태의 전기자 철심(10)은 각 자극 치형부 부재(2)를 중첩부(9)가 형성되어 있는 쪽을 중심으로 하여 중첩부(9)의 각 관통 구멍(7)이 일치하도록 방사상으로 조합하고, 각 관통 구멍(7)에 회전축(30)을 압입함으로써 고착 일체화되어 있다. 그리고, 각 자극 치형부(3)에는 권선과 철심 사이의 절연을 위하여 절연체(13)가 장착되고, 전기자 철심(10)의 조립시에는 각 자극 치형부 부재(2)를 절연체(13)마다 직경방향으로 인출할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전동기의 전기자의 권선 및 조립 공정을 도 7 내지 도 15에 의하여 순차적으로 설명한다. 또한, 도 7 내지 도 15에 있어서 (a)는 정면 단면도이며, (b)는 측면도이다.

도 7 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 전기자 철심(10)의 권선 작업은 전기자 철심(10)의 축방향 근방에 정류자(20)를 배치한 상태에서, 또한 전기자 철심(10)의 축 중심과 정류자(20)의 축 중심을 동축으로 배치시킨 상태에서 실행된다. 먼저, 도 7에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2A)를 그 중첩부(9)가 다른 중첩부(9)와 적층방향으로 겹친 상태에서 직경방향으로 인출한다. 그리고, 자극 치형부 부재(2A)에 권선 장치(60)에 의하여 권선을 실시한다. 이 경우, 권선 장치(60)에 의한 권선 작업은 인접한 자극 치형부 부재(2)에 간섭하는 일이 없으므로 자극 치형부 부재(2A)에 고밀도로 집중 권선(12A)이 실시된다.

다음으로, 도 8에 도시하는 바와 같이, 인출된 자극 치형부 부재(2A)를 직경방향으로 밀어서 리턴시킨다. 이때, 자극 치형부 부재(2A)의 중첩부(9)가 다른 중첩부(9)와 겹쳐 있으므로 원활하게 밀어서 리턴시킬 수 있다. 그리고, 도 9에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2A)에 집중 권선된 권선(12A)의 권선 종결 단부를 자극 치형부 부재(2A)의 축방향 위치에 있는 정류자(20)의 접속 단자(25a)에 후킹(현가)한다.

다음으로, 도 10에 도시하는 바와 같이, 전기자 철심(10)과 정류자(20)를 축 중심으로 60도 회전시킨다. 그리고, 자극 치형부 부재(2A)에 인접하는 자극 치형부 부재(2B)를, 그 중첩부(9)가 다른 중첩부(9)와 적층방향으로 겹쳐진 상태에서 직경방향으로 인출한다. 또한, 접속 단자(25a)에 현가된 권선을 자극 치형부(2B)의 권선 개시 위치로 유도한다. 그리고, 도 11에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2B)에 권선 장치(60)에 의하여 집중 권선을 실시한다. 이 경우, 권선 장치(60)에 의한 권선 작업은 인접한 자극 치형부 부재(2)에 간섭하는 일이 없으므로 자극 치형부 부재(2B)에 고밀도로 집중 권선(12B)이 실시된다.

자극 치형부 부재(2B)에 집중 권선(12B)이 실시된 후에는 자극 치형부 부재(2B)를 직경방향으로 밀어서 리턴시킨다. 이때, 자극 치형부 부재(2B)의 중첩부(9)가 다른 중첩부(9)와 겹쳐져 있으므로 원활하게 밀어서 리턴시킬 수 있다. 그리고, 자극 치형부 부재(2B)에 집중 권선된 권선(12B)의 권선 종결 단부를 자극 치형부 부재(2B)의 축방향 위치에 있는 정류자(20)의 접속 단자(25b)에 후킹(현가)한다.

이후, 동일하게 하여, 인접하는 자극 치형부 부재(2)에 집중 권선(12)을 실시하는 동시에, 정류자(20)의 접속 단자(25)에의 후킹을 순차적으로 실시하여, 도 12에 도시하는 바와 같이, 모든 자극 치형부 부재(2)에의 권선을 완료한다.

모든 자극 치형부 부재(2)에의 권선을 실시한 후, 정류자(20)를 축 주위로 회전시켜서, 자극 치형부 부재(2)와 정류자(20)의 원주방향 위치를 어긋나게 한다. 예를 들어, 도 13에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2A)의 축방향에 정류자(20)의 접속 단자(25b)가 위치하도록 한다. 이 정류자(20)의 회전에 의하여, 자극 치형부 부재(2)에의 상기 권선 공정에 있어서 느슨해진 선을 직선 형상으로 늘일 수 있다.

그 후, 도 14에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2)의 관통 구멍(7) 및 정류자(20)의 보스부(26)에 회전축(30)을 압입 고정한다. 그리고, 도 15에 도시하는 바와 같이, 정류자(20)의 접속 단자(25)에 퓨징(Fusing Welder)을 실시하고, 정류자(20)의 접속 단자(25)와 권선을 도통 접속한다.

도 16은 본 발명의 실시 형태 1의 전기자 철심(10) 및 정류자(20)에 접속된 권선의 접속 선도를 도시한다. 도면에 있어서, 도면부호(2A 내지 2F)는 각 자극 치형부 부재이며, 도면부호(12A 내지 12F)는 각 자극 치형부 부재에 권회된 집중 권선이며, 도면부호(21a 내지 21f)는 정류자의 각 세그먼트이며, 도면부호(50)는 브러시이다. 대향하는 세그먼트(21b와 21e, 21c와 21f,및 21d와 21a)를 전기적으로 접속하는 결선을 정류자(20)의 내부에 구성한 경우, 브러시 개수는 2개가 된다. 그리고, 도 17에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 접속 선도는 대향하는 집중 권선(12A와 12D, 12B와 12E, 및 12C와 12F)을 병렬 접속한 병렬 델타 결선 회로이다.

상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 자극 치형부 부재(2A)에 집중 권선된 권선(12A)의 종단부가 자극 치형부 부재(2A)로부터 소정 각도 회전한 위치에 있는 세그먼트(21A)의 접속 단자(25A)에 대략 직선 형상으로 접속되어 있는 동시에, 상기 세그먼트(21A)의 접속 단자(25A)에 접속된 접속선이 자극 치형부 부재(2A)에 인접하는 자극 치형부 부재(2B)에 집중 권선되어 있으므로, 회전 전동기의 회전 중에 권선이 슬롯 사이로부터 밀려 나오거나, 또한 정류자(20)의 접속 단자(25)에 걸어 둔 권선이 퓨징 전에 빠지는 일이 없이, 정류자(20)와 전기자 권선 사이의 안정된 전기적 접속이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 자극 치형부 부재(2)마다 분할 가능한 전기자 철심(10) 중 하나의 자극 치형부 부재(2A)를 직경방향으로 인출하고, 하나의 자극 치형부 부재(2A)에 집중 권선(12A)을 실시하는 제 1 공정과, 하나의 자극 치형부 부재(2A)를 밀어서 리턴시키고, 집중 권선(12A)의 종단부를 정류자(20)의 세그먼트(21A)의 접속 단자(25A)에 접속하는 제 2 공정과, 세그먼트(21A)의 접속 단자(25A)에 접속된 접속선을 하나의 자극 치형부 부재(2A)에 인접하는 자극 치형부 부재(2B)에 집중 권선을 실시하는 제 3 공정을 순차적으로 반복하여 전기자 철심(10)에 권선을 실시하는 공정과, 전기자 철심(10)과 정류자(20)를 상대적으로 소정 각도 회전시켜서, 각 자극 치형부 부재(2)의 집중 권선(12)의 단부와 각 세그먼트(21)의 접속 단자(25)를 연결하는 접속선을 대략 직선 형상으로 하고, 전기자 철심(10) 및 정류자(20)에 회전축을 고정하는 공정을 구비하고 있으므로, 권선 공정 도중에 느슨해진 접속선을 늘일 수 있고, 회전 전동기의 회전 중에 권선이 슬롯 사이로부터 밀려 나오거나, 또한 정류자(20)의 접속 단자(25)에 걸어 둔 권선이 퓨징 전에 빠지는 일이 없이, 정류자(20)와 전기자 권선 사이의 안정된 전기적 접속이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 자극 치형부 부재(2)에 실시된 집중 권선(12)을 델타 결선에 의하여 접속함으로써, 권선을 도중에 절단하는 일이 없이, 스타 결선에 필요한 중점 간의 접속이 불필요하게 된다. 즉, 중점 간의 접속에 필요한 단자나, 권선의 절단 및 접속이라는 여분의 공정을 생략할 수 있어, 값싸고 또한 소형인 회전 전동기를 얻을 수 있다.

또한, 전기자 철심(10)에 권선을 실시할 경우, 정류자(20)의 축 중심과 전기자 철심(10)의 축 중심을 동축에 배치시킨 상태에서 행함으로써, 전기자 철심(10)의 권선 작업 및 정류자(20)의 접속 단자(25)의 접속 작업이 원활하게 실행된다.

실시 형태 2

상기 실시 형태 1의 전기자 철심의 권선 공정에 있어서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 권선 장치(60)에 의하여, 접속 단자(25a)에 후킹한 권선을 자극 치형부 부재(2B)의 권선 개시 위치로 유도하는 동작이 실행된다. 집중 권선에 있어서 권선의 흐트러짐이 없는 안정된 고점적률을 얻기 위해서는 확실하게 자극 치형부 부재의 권선 영역 단부의 권선 개시 위치에 1바퀴째의 권선을 유도하는 것이다.

본 실시 형태는, 각 자극 치형부 부재(2)에 장착되는 절연체(13)의 구조에 있어서, 각 자극 치형부 부재(2)의 내주측의 정류자측 단면에 권선을 유도하는 안내 홈(15)을 구비한 것을 특징으로 한다.

도 18은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기자 철심에 장착하는 절연체의 구조 및 권선 안내의 동작을 도시하는 사시도이다. 각 자극 치형부 부재(2)에는 절연체(13)가 장착되어 있고, 각 절연체(13)의 내주측의 정류자측 단부에는 직경방향으로 한쌍의 돌기부(14)가 형성되고, 한쌍의 돌기부(14) 사이에는 안내 홈(15)이 설치되어 있다. 그리고, 도 18의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 권선 장치(60)에 의하여 안내 홈(15)에 권선을 통과시키는 동작을 실시시킴으로써, 권선을 확실하게 각 자극 치형부 부재(2)의 권선 영역 단부의 권선 개시 위치로 유도하는 것이 가능하게 되고, 집중 권선에 있어서 권선의 흐트러짐이 없는 안정된 고점적률을 얻을 수 있다. 또한, 그 외의 구성 및 동작은 실시 형태 1에 설명한 것과 동일하므로 생략한다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부 부재(2)에 집중 권선(12)을 실시한 후 자극 치형부 부재(2)를 밀어서 리턴시키는 공정에 있어서, 절연체(13)의 안내 홈(15)에 통과시킨 권선이 느슨해져서, 자극 치형부 부재(2)를 인출하여 노출한 철심부에 권선이 접촉되어, 권선의 피막이 찢어져서, 철심과의 절연이 유지되지 않는 문제가 있다(도 19의 (a) 및 (b) 참조). 이러한 문제를 회피하기 위하여, 도 20에 도시하는 바와 같이, 절연체(13)의 안내 홈(16)에 외주측으로부터 내주측을 향하여 높아지는 경사가 형성되어 있다. 이 경사에 의하여, 자극 치형부 부재(2)를 원래의 위치로 밀어서 리턴시킬 때에, 정류자(20)의 접속 단자(25)와 권선 개시 위치를 연결하는 권선이 철심의 단면부에 접촉하는 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 21에 도시하는 바와 같이, 모든 자극 치형부 부재(2)가 밀어서 리턴된 상태에서, 절연체(13)의 내주면(17)이 정류자(20)의 보스부(26)의 외주와 감합하는 구조로 함으로써, 정류자의 접속 단자와 권선 개시 위치를 연결하는 권선이 철심의 단면부에 접촉하는 것을 완전히 방지할 수 있다.

실시 형태 3

보다 큰 직경의 정류자를 갖는 회전 전동기의 전기자 철심에 권선하는 경우, 상기 실시 형태에 나타내는 바와 같이 정류자(20)의 축 중심과 전기자 철심(10)의 축 중심을 동축에 배치시키면, 자극 치형부 부재(2)의 인출량의 제한에 의하여, 슬롯 바닥부까지 집중 권선할 때에 정류자(20)가 권선의 장해가 되는 경우가 있었다.

본 실시 형태에서는, 도 22에 도시하는 바와 같이, 전기자 철심(10)에 권선할 때에 정류자(20)의 축 중심을 전기자 철심(10)의 축 중심으로부터, 권선을 하고 있는 자극 치형부 부재(2)와는 반대방향을 향하여 어긋나게 하여, 인출한 자극 치형부 부재(2)의 슬롯 내주부까지 장해없이 집중 권선을 실행한다. 그리고, 모든 자극 치형부 부재(2)를 권선한 후, 정류자(20)의 축 중심과 전기자 철심(10)의 축 중심을 일치시킨 후에, 상기 실시 형태에서 설명한 바와 같이 정류자(20)를 소정 각도 회전시켜서 권선의 느슨함을 없애고, 회전축(30)을 압입 고정한다. 그 결과, 보다 큰 직경의 정류자를 구비하는 회전 전동기의 전기자 철심에 대해서도 집중 권선을 실시하는 것이 가능하게 된다.

실시 형태 4

상기 실시 형태에서는, 전기자 철심(10)의 자극 치형부 부재(2)로서, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 일단측에 자극 치형부(3)가, 타단측에 소정 형상의 베이스부(5)가 형성되어 있는 제 1 판형상 부재(6)와, 일단측에 자극 치형부(3)가, 타단측에 관통 구멍(7)이 형성되어 베이스부(5)와 함께 백 요크부(11)를 형성하는 중첩부(9)가 형성되어 있는 제 2 판형상 부재(8)를 적층하여 구성되어 있다. 그러나, 전기자 철심(10)의 자극 치형부 부재(2)로서 상기의 형상에 한정하지 않고, 자극 치형부 부재마다 분할 가능한 구성이면 된다. 예를 들어, 도 23의 (a)에 도시하는 바와 같이, 자극 치형부의 베이스부측에 서로 감합하는 오목부(81) 및 볼록부(82)를 형성한 판형상 부재를 복수 개 적층한 자극 치형부 부재(80)를 조합한 전기자 철심이더라도 상관없다. 또한, 내경측에 볼록부(91)를 갖는 복수 개의 자극 치형부 부재(90)와, 상기 볼록부(91)에 감합하는 오목부(96)를 갖는 백 요크부(95)를 조합한 전기자 철심(10)이더라도 상관없다. 도 23의 (a) 및 (b)의 각 자극 치형부 부재(80, 90)에 권선을 실시하는 경우, 도시하지 않은 지그 등에 의해 상기 자극 치형부 부재(80, 90)를 직경방향으로 인출하고 또한 그 상태를 유지한 채로 집중 권선을 행한다. 그리고, 권선이 종료되면 상기 자극 치형부 부재(80, 90)를 직경방향으로 밀어서 리턴시키고, 오목부(81)와 볼록부(82), 오목부(96)와 볼록부(91)를 감합하여 조합한다.

본 발명은 회전축에 부착된 전기자 철심과, 전기자 철심의 축방향의 단부 근방에 부착된 정류자를 구비한 회전 전동기 전반에 적용할 수 있고, 특히 각 자극 치형부 부재에 집중 권선이 실시되는 전기자의 구조, 및 그 권선 방법, 조립 방법에 적용할 수 있다.

Claims

자극 치형부 부재마다 분할 가능한 구성이며, 상기 각 자극 치형부 부재에 집중 권선이 실시되어 있는 전기자 철심과, 상기 자극 치형부 부재의 개수와 동일 개수의 세그먼트를 갖고, 상기 각 세그먼트에 상기 자극 치형부 부재에 감긴 권선과 접속하는 접속 단자를 갖는 정류자를 구비하고,

상기 하나의 자극 치형부 부재에 집중 권선된 권선의 종단부는 상기 하나의 자극 치형부로부터 원주방향으로 소정 각도 회전한 위치에 있는 상기 세그먼트의 접속 단자에 직선 형상으로 접속되어 있는 동시에, 상기 세그먼트의 접속 단자에 접속된 접속선은 상기 하나의 자극 치형부 부재에 인접하는 상기 다른 자극 치형부 부재에 집중 권선되어 있는 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 1 항에 있어서,

상기 자극 치형부 부재에 실시된 집중 권선은 델타 결선에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 1 항에 있어서,

상기 각 자극 치형부 부재는, 일단측에 자극 치형부가, 타단측에 소정 형상의 베이스부가 형성되어 있는 제 1 판형상 부재와, 일단측에 자극 치형부가, 타단측에 관통 구멍이 형성되어 상기 베이스부와 함께 백 요크부를 형성하는 중첩부가 형성되어 있는 제 2 판형상 부재를 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 1 항에 있어서,

상기 각 자극 치형부 부재에 장착되는 절연체의 구조에 있어서, 상기 각 자극 치형부 부재의 내주측의 정류자측 단면에, 권선을 유도하는 안내 홈을 구비한 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 4 항에 있어서,

상기 절연체에 마련된 안내 홈의 저면이 상기 자극 치형부의 외주측으로부터 내주부를 향하여 높아지는 경사를 갖게 한 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 1 항에 있어서,

상기 각 자극 치형부 부재에 장착되는 절연체의 내주면이 상기 정류자의 보스부의 외주와 감합하는 구조로 된 것을 특징으로 하는

회전 전동기용 전기자.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 전기자와,

상기 전기자의 전기자 철심의 외주에, 영구자석이 원주방향의 소정 위치에 배치된 고정자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

회전 전동기.
자극 치형부 부재마다 분할 가능한 전기자 철심 중 하나의 자극 치형부 부재를 직경방향으로 인출하고, 상기 하나의 자극 치형부 부재에 집중 권선을 실시하는 제 1 공정과, 상기 하나의 자극 치형부 부재를 밀어서 리턴시키고, 상기 집중 권선의 종단부를 상기 자극 치형부 부재의 개수와 동일 개수의 세그먼트를 갖는 정류자의 접속 단자에 접속하는 제 2 공정과, 상기 세그먼트의 접속 단자에 접속된 접속선을, 상기 하나의 자극 치형부 부재에 인접하는 상기 다른 자극 치형부 부재에 집중 권선을 실시하는 제 3 공정을 순차적으로 반복하여 상기 전기자 철심에 권선을 실시하는 공정과,

상기 전기자 철심과 상기 정류자를 상대적으로 소정 각도 회전시켜서, 상기 각 자극 치형부 부재의 집중 권선의 단부와 상기 각 세그먼트의 접속 단자를 연결하는 접속선을 직선 형상으로 하고, 상기 전기자 철심 및 상기 정류자에 회전축을 고정하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는

회전 전동기의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 전기자 철심에 권선을 실시하는 경우, 상기 정류자의 축 중심과 상기 전기자 철심의 축 중심을 동축으로 배치시키는 것을 특징으로 하는

회전 전동기의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 전기자 철심에 권선을 실시하는 경우, 상기 정류자의 축 중심을 상기 전기자 철심의 축 중심으로부터, 상기 권선을 하고 있는 상기 자극 치형부 부재와 반대방향을 향하여 어긋나게 하고 있는 것을 특징으로 하는

회전 전동기의 제조 방법.