JPH0213540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は例えば電動機又は発電機等の電気機械
内に導電体を収容する磁性コアに関するものであ
り、該磁性コアにはその一方の面に上記導電体を
収容するための歯状突起及び中間溝が設けられて
いる。本発明はまたこのような磁性コアを製造す
る方法に関する。

従来技術 電動機又は発電機の回転子、及び／又は、固定
子内に組込れているそのようなコアは通常、電気
機械の回転軸に対して直角に延びているプレート
の外面又は平面がパツケージとして形成されるよ
うに、帯磁性材料で作られ且つ相互に押圧された
数多くの平板を具備している。その平板面は薄い
ワニスの電気絶縁層で被覆され、又は紙の絶縁層
が設けられている。

例えば回転子はシート状帯磁性材料の数多くの
同一で導電体、例えばアルミニウムロツド、銅ロ
ツド又はコイル束の形状をしたものを収容する歯
状突起及び溝を有している、円形状回転子板を打
ち抜いて製造され、その後で回転子板は完全な回
転子コアを形成するように相互に配置される。

この製造方法の１つの欠点は、帯磁性材料金属
シートを打ち抜く際に多量の高価な帯磁性材料金
属シートが無駄になることにある。場合によつて
は無駄になつた材料の量がコアの製造に用いられ
る量よりも多くなることがある。他の問題として
は小形のコアを製造する場合、打抜道具の価格が
非常に高く、その結果として組立てられた電動機
又は発電機の価格が高くなることにある。

発明の目的 本発明の主な目的は従つて、殆んど無視できる
程度の無駄しか生せずに製造され、コアの製造寸
法に関りなく特に安価であるコアを提供すること
にある。

発明の構成 上記目的は、前記歯状突起及び溝を規定するよ
うに起伏方法により屈曲され又は折り曲げられ且
つ円形リングを形成するように屈曲された少くと
も１つの帯磁性材料の条帯を具備する本発明に基
いたコアにより実質的に達成される。

本発明によれば上記起伏方法により折り曲げら
れた複数の条帯が相互に突出する条帯各個の歯を
有する他の条帯の上に配設されることができ、そ
れにより多量の帯磁性材料が存在するようにな
る。帯磁性材料を多量に存在させることはさら
に、溝の底部に１つ又は複数巻回された帯磁性材
料条帯を具備するリングを押圧することにより増
加させることができる。

発明の実施例 本発明について添付図面に関連づけた下記の記
述によりより詳細に述べる。

第１図は本発明に基くコアの製造に関する折り
曲げた又は折りたたんだ金属条帯部を図解してお
り、 第２図は本発明に基くコアを設けた回転子の円
筒状表面の一部を図解しており、 第３図は半径方向磁束を有する本発明に基く誘
導電導機の概略構造を図解しており、 第４図は第３図に図示の電動機の固定子の詳細
を図解しており、 第５図は第３図に図示の回転子の一部を図解し
ており、 第６図は軸方向磁束を有する機械について本発
明に基く概略的な固定子を図解しており、 第７図は第６図における線−において得ら
れる断面図を示しており、 第８図は協働する回転子を有する第６図に図示
の固定子の簡略図を示している。

第１図は初期状態は平坦であつた帯磁性材料条
帯の斜視図であり、帯磁性材料としては好適に
は、電動機、発電機、変圧器の磁心（コア）の製
造に通常用いられる種類の材料である。しかしな
がら機械の効率が特に要求されない場合には軟銅
薄板等の材料を用いることができる。第１図から
明らかなように初期状態において平坦シート状金
属条帯は起伏が形成されるように曲げられ又は折
りたたまれ、それによりそれぞれ隣接する溝３，
４，５を規定する歯状突起１，２が得られる。各
溝３，４，５は導電体又はコイル束の部分を収容
するように設けられ、一方歯状突起１，２は通常
の方法において磁極を形成している。折り曲げら
れた条帯の区分は第１図に図示されており、所定
の長さで切断され、第２図に図示の如く円筒状心
軸２８の外周に沿つて曲げられ、その後条帯の対
向端の相互が溶接、接着又は他の適切な手段によ
つて相互に結合される。

第２図は単一の第１図に図示の如く折り曲げら
れたシート状金属条帯で製造された円筒状回転子
６の一部を簡略的に図解している。第１図に図示
のシート状金属条帯は所定の長さ、すなわちπ・
Ｄに等しい長さに切断され、但しＤは回転子の直
径である、ドラム状の円形コアを形成するように
折り曲げられ、その溝３，５の内部に導電体、例
えば導電体７及び８が介設される。これらの導電
体はコイル束又は固体ロツドを具備することがで
き、それらの端部はリングを介して短絡される。
図解の実施例において第１図に図解の条帯は、第
１図において条帯の下部にある中心の周囲に折り
曲げられている。固定子を製造する場合、換言す
ればコアに円形状コアの内表面に導電体を設ける
場合、第１図の条帯は第１図において条帯の上部
にある中心の周囲に折り曲げられる。例えば固定
子と回転子のポール間隔の差異に依存して、折り
曲げられたシート状金属条帯を用いて通常製造さ
れるべき固定子がシート状金属条帯を用いて製造
されるべき回転子とは異なる寸法を有しているこ
とに注目すべきである。

第３図は特に本発明に基いて構成されたコアが
設けられた三相電動機の簡略化した図であり、一
方第４図及び第５図はそれぞれ固定子９及び回転
子１０の詳細を図解している。固定子９は図示し
ない方法により定常的に装着され、回転子１０は
シヤフト３８を軸として回転するように装置１４
に締付手段１１，１２及び１３により固定的に取
付けられ、上記シヤフトは図示のベアリング手段
内に回動的に軸支されている。電動機により駆動
されるべき装置の例示が回動可能な洗濯機のドラ
ムとして述べることができ、符号１４はドラムの
円筒端壁に固定である。

以下の記述において、電動機が洗濯機を駆動す
るように意図されており、洗濯機のドラム１４が
異なるスピードで回転することができ、その回転
運動方向が反転できるようになつていると仮定す
る。洗濯機が６〜８Kgの洗濯負荷を処理するよう
に意図されている場合、適切な出発点として、全
スピードにおいて最大トルク約35Nmを有する三
相電動機を用いることが適切である。このトルク
はスピード1000rpmにおける電力約3500Wに相当
している。可能な限り薄い電動機を製造するこが
望まれている場合、条帯幅Ａ（第１図）は25mmに
選択され、条帯寸法としては0.5mm（コア用の往
来のシート状金属条帯）が選択され、電動機の基
本的データとして下記が得られる。

固定子外側直径 Dsy332mm 間隙直径 D_L300mm 回転子内側直径 D_Rｉ274mm 極 数 50 溝 数 １（１溝／（極及び位相）） ここでは間隙幅を無視しているが、0.6mm以下
にすべきでない。

固定子には150個の溝が設けられ、溝の各個の
幅Ｂは（第４図）3.7mmであり、溝の深さＣは10
mmであり、150個の歯の幅Ｅは3.6mmである。図解
の例示において、回転子１０には165個の溝が設
けられ、歯状突起は歯幅Ｅが３mmであり、溝幅Ｂ
が3.7mmであり、溝の深さＣが８mmである。所望
のトルクを得るため、固定子は第４図に詳細を図
示したように構成されている。第１図に図解のよ
うに第１の起伏条帯１５に圧入されたものが第２
の起伏条帯１６であり、該条帯１６の外側寸法は
条帯１５における歯状突起の内側寸法に適合し、
また条帯１における溝の外側寸法に適合してい
る。条帯１６に圧入又は嵌入されたものが第３の
起伏条帯１７であり、実際に観た場合固定子９の
歯状突起は均一な磁気材料を具備しているように
みなすことができる。各々の歯状突起は実際に均
一になるように組立てられねばならず、他方の中
の一方に嵌合されている屈曲条帯の数は歯状突起
の幅Ｅとシート状金属の厚さに依存せず当然変化
し得る。第４図において条帯１５，１６と１６，
１７の間にそれぞれ間隙が図示されており、該間
隙はワニスの絶縁層、紙又はその他類似の絶縁材
料が占めている。各歯における鉄の量を可能な限
り多量にするため、歯状突起には相互に巣状を成
す条帯１５，１６，１７上の各歯にそのような幅
が設けられ、外側歯の内面と隣に続く歯の外面と
の間に接近した接触部が得られる。好適には、第
４図に図示の実施例においては条帯１７により形
成されている最も内側の歯が第４図に図示の如く
絶縁の厚さによつてのみ規定される内部空間又は
間隙を有するものとして非常に多くの条帯が用い
られている。第４図に示した固定子導電体又は導
電体束１８及び１９は起伏条帯１５，１６，１７
を折り曲げる前に円形断面の円筒形状の所定の位
置に配置されることができるが、上記導電体は当
然上記円筒を形成させるため上記条帯を折り曲げ
た後所定の位置に配置され得る。しかしながら上
記円筒形状内に上記条帯を折り曲げるのに先立つ
て導電体又は導電体束を所定の位置に配置するこ
とが好適であり、その理由としては条帯を折り曲
げている間溝が僅かに閉じるからであり、それに
より導電体又は導電体束の締付が堅固になる。続
けて、円筒形状に対して、例えば円筒状心軸２８
の周囲にシート状金属条帯が折り曲げられ、条帯
２０が起伏条帯の外部側周囲に巻かれ、それによ
り上記条帯が外側溝底部２１に緊密に接触する。
図解の実施例においては条帯２０は８巻回されて
いる。而して実質的に均一なリングが得られ、そ
のリングの高さＦはそれぞれの溝の底部から計算
して溝の上に巻回された平坦条帯２０の外面まで
約６mmである。条帯２０の幅は屈曲条帯１５〜１
７の幅と同じであることが好ましい。若し自由に
したならば条帯２０の外側端部は下側に置かれて
いる条帯巻回ターンに溶接又は結合することがで
きず、固定子９の全体が例えば、電動機が据付け
られるべき機械におけるフレーム構造内に一体化
され得る円筒状ホルダ又は類似の装置内に圧入さ
れ得るようになる。

回転子１０はこの実施例においては、その詳細
が第５図に図解されている、第４図における固定
子と対応する方法で構築されており、３個の屈曲
条帯、及び数巻回された内部、平坦条帯を有して
いる。また回転子及び固定子における起伏条帯と
同じ幅を持つこの平坦条帯は図解の実施例におい
て単に７巻回されており、回転子の溝底部と内側
直径との間の距離は約５mmである。上述の寸法を
持つ電動機は最大トルクにおいて約20000A／ｍ
のリニア電流密度及び間隙における最大磁束密度
Bmedとして約0.6Tが得られている。

第５図は短絡形回転子１０を図解しており、該
回転子はその溝の内部に従来知られている方法で
圧入された例えば、アルミニウム導電体２３及び
２４を有しており、該導電体の端部は回転子の両
端上の短絡用リング２５により相互に導電的に接
続されている。短絡用リング２５は上記再端部に
押圧され、それと同時に導電体２３及び２４が溝
内に圧入される。

負荷に依存されず、所定のスピードで電動機が
作動できるようにするため、スイス特許第8097／
81号に記述の如き制御手段２２（第３図）を用い
ることが適切である。

上述のコアは、極形成用歯状突起が設けられた
固定子、及び／又は、回転子を有するものならば
全てについての任意の種類の電動機又は発電機、
例えば直流電動機、非同期発電機、さらに上述の
短絡形誘導電動機等に用いることができる。

条帯、例えば条帯１５の折り曲げられた緑のク
ラツキングを回避するため、２つの相互接続サイ
ド、例えばサイド２６と２７（第４図）の間のジ
ヤンクシヨンはゆるやかに、換言すれば急激にで
はなく形成されることが適切である。

上述の記述においては屈曲条帯面が相互に直角
に対をなすように形成される場合を仮定して述べ
たが、或る場合においては、円筒を形成するため
に上記条帯を屈曲させる前に溝が、条帯が上記円
筒形状について曲げられる際矩形状に変化される
フラストコニカルな断面形状を有するように条帯
を折り曲げることができることが理解されよう。

上記記述は半径方向磁束形電動機に関連づけて
行つたが、本発明が軸方向磁束形電動機、すなわ
ち機械における磁束が回転軸方向に延びでるもの
用の固定子、及び／又は、回転子の製造に適用で
きることが理解される。

第６図はこの形式の固定子を概略的に図解して
おり、第６図において１又は複数の起伏条帯が機
械の回転中心３９の円周に折り曲げられている。
第６図は導電体束２９を図解しており、該導電体
束は条帯３１において中間歯３０を有する相互に
隣接する２つの溝内に配置されている。第７図に
図示の部分図に図示の如く、３つの起伏づけられ
た屈曲条帯３１，３２及び３３が用いられ、これ
らの条帯は第４図に関連づけた上述の方法により
配置されている。平坦条帯３４が螺旋状に巻回さ
れて第７図に図示の如くリングを形成し図解した
実施例におけるリングの巻回数は該リングが条帯
３１〜３３と互いに同じ幅になるような値であ
る。

条帯３４で形成され且つ適切な磁性材料で製造
されたリングは、前記起伏している屈曲された条
帯を具備するリングに、例えば前記起伏条帯及び
上記リングを貫通しているボルトにより図示しな
い方法で固定され、前記リングの溝及び歯状突起
は軸３７に対して直角に延びている平面に置かれ
ている。

第８図は軸方向磁束形機械を概略的に図示して
おり、該軸方向磁束形機械は第６図に基く円板状
固定子３５及び出力シヤフト３７を有する円板状
回転子３６を具備している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基くコアの製造に関する折り
曲げた又は折りたたんだ金属条帯部を図解する
図、第２図は本発明に基くコアを設けた回転子の
円筒状表面の一部を図解する図、第３図は半径方
向磁束を有する本発明に基く誘導電動機の概略構
造を図解する図、第４図は第３図に図示の電動機
の固定子の詳細を図解する図、第５図は第３図に
図示の回転子の一部を図解する図、第６図は軸方
向磁束を有する機械について本発明に基く概略的
な固定子を図解する図、第７図は第６図における
線−において得られる断面図、第８図は協働
する回転子を有する第６図に図示の固定子の簡略
図、である。 （符号の説明）、１，２……歯状突起、３，４，
５……溝、６……回転子、７，８……導電体、９
……固定子、１０……回転子、１１，１２，１３
……締付手段、１４……ドラム、３８……シヤフ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気機械に導電体７，８を収容するため一方
   の面に歯状突起１，２及び中間溝３，４，５を有
   する帯磁性コアにおいて、該帯磁性コアが少くと
   も１つの帯磁性材料の条帯１５，１６，１７；３
   １，３２，３３を具備し、該条帯が前記歯状突起
   及び前記溝を規定するように起伏状に屈曲され又
   は折り曲げられ、また前記条帯は円形リングを形
   成するように折り曲げられていることを特徴とす
   る、帯磁性コア。 ２ 複数の前記屈曲された又は折り曲げられた条
   帯１５，１６，１７；３１，３２，３３が他方内
   に一方が延びている条帯のそれぞれの歯状突起と
   共に他方の面に配設されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の帯磁性コア。 ３ 前記条帯のそれぞれの歯状突起は、前記歯状
   突起のそれぞれの自由空間が実質的に帯磁性条帯
   材料で充満されるように形成されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の帯磁性
   コア。 ４ １つ又は複数の屈曲された又は折り曲げられ
   た条帯を具備する前記リングに接続されたものが
   少くとも１つの平坦条帯２０；３４を具備し、前
   記溝の底部２１に接触しているリングであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれかに記載の帯磁性コア。 ５ 前記起伏条帯１５，１６，１７が円筒を形成
   するように屈曲され、該円筒がその円筒面上に歯
   状突起及び溝を有することを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の帯磁
   性コア。 ６ 前記起伏条帯３１，３２，３３が前記電気機
   械の回転軸に対して実質的に軸方向に設けられた
   歯状突起及び溝を有する平坦リングを形成するよ
   うに屈曲されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の帯磁性
   コア。 ７ 電気機械に導電体を収容するため一方の面に
   歯状突起及び中間溝を有する帯磁性コアを製造す
   る方法において、該製造方法が、前記帯磁性コア
   内に前記歯状突起及び前記溝を規定するため起伏
   方法により帯磁性材料の平坦条帯を屈曲させ又は
   折り曲げる段階、及び前記条帯の端部を相互に接
   続する段階、を具備することを特徴とする、帯磁
   性コアを製造する方法。 ８ 第１の起伏条帯の上に該第１の起伏条帯と同
   様であるが狭い他の起伏条帯を少くとも１つ配設
   する段階、前記第１の起伏条帯の歯状突起内の空
   間に前記第１の起伏条帯を挿入する段階、及び上
   記により得られた条帯状物を前記リングに形成す
   る段階、を具備することを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の方法。 ９ 円筒面の内側又は外側に対向して歯状突起及
   び溝が前記円筒に設けられるように前記起伏条帯
   が円筒を形成するように屈曲させることを特徴と
   する、特許請求の範囲第７項又は第８項に記載の
   方法。 １０ 前記電気機械の回転軸に対して実質的に軸
   方向に延びている歯状突起及び溝を有するように
   前記起伏条帯が円形平坦リングを形成することを
   特徴とする、特許請求の範囲第７項又は第８項に
   記載の方法。 １１ 帯磁性材料で巻回された１つの条帯を前記
   円筒の外面に接触している少くとも１つの巻回体
   を有するリング形状にすることを特徴とする、特
   許請求の範囲第９項に記載の方法。 １２ 円形リング内に前記起伏条帯を屈曲させる
   前に導電体７，８；２９を前記溝内に配設するこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第７項〜第１１
   項のいずれかに記載の方法。