JPH033457B2

JPH033457B2 -

Info

Publication number: JPH033457B2
Application number: JP55073642A
Authority: JP
Inventors: Debitsudo Haashubaagaa Dooran
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1991-01-18
Also published as: GB2063576B; FR2466124B1; FR2466124A1; JPS5646657A; US4327302A; CA1150962A; IT8019695A0; GB2063576A; JPH02179253A; IT1203817B

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、広くは回転電気機械、特定すれば
電子整流モータのためのコア構造に関するもので
ある。

一般に、電子整流モータは複数の磁極を有する
ロータ機構と、これに磁気結合する位置関係にお
かれたステータ機構とを有する。ステータ機構は
複数の巻線受けスロツトを有し、そのスロツト数
はロータ機構の極数を整数倍した数とは異つてお
り、さらにステータ機構の多段巻線機構は複数の
巻線ステージを有し、各ステージはスロツトに分
配された複数のコイルからなつている。

上記のようなロータ機構は、永久磁石からなる
磁極を、界磁鉄心となるロータコアに能率よく配
置及び固定すること、そのコア機構が磁石の両極
に対応する両極セクシヨンに効果的に隔てられる
こと、かくして組立てられたロータコアの寸法精
度が高く堅牢であること、さらに全組立工程が能
率で経済的であること等が、高品質の電動機を経
済的に製造する上できわめて重要である。

なお、電動機応用において例えば洗濯機等にお
いては、伝動機構と電動機とを一体化し、ロータ
シヤフトが機構固定部に固定され、外部系に対し
てはステータ側が回転し、従つて厳密には“ロー
タ”及び“ステータ”の呼称が不明瞭となる場合
があるため、前述した永久磁石極配置側アセンブ
リーを単に“コア機構”又は“コアアセンブリ
ー”としても概括することとする。

本発明の目的は前述したような従来の整流子電
動機のロータコアの製造における能率、精度及び
経済性の要求を満足するコア製造方法を提供する
ことである。

上記の目的は、基本的には本発明に特有の形状
を有する単体の打抜き磁性体を、積層コアの成層
体として用いることにより、磁極配置工程を簡略
化し、磁極を非磁性体−硬化性樹脂によつてコア
構造に固定し、効果的に磁性区分を行うことによ
り達せられる。

略述すれば、本発明のコア製造方法は、ａ薄い強磁性物質の単体からなり、円形外周縁と、前記外周縁と同心円をなす内周縁と、前記内外周縁間において前記単体を貫通し、
前記単体の円周方向に順次角度間隔をおいて形
成された複数のＶ型開口であつて、その各々が
前記外周縁から内周縁に向かつて互いに収歛す
る第一及び第二の脚部を有し、この第一及び第
二脚部はそれぞれの両側縁間において前記外周
縁に近接した第一及び第二の端縁と、前記両脚
部の各一方の側縁間において前記内周縁に近接
した共通端縁とを有するように構成されたもの
と、前記単体上において前記複数の開口のうち近
接した２個のものにおける前記第一及び第二の
脚部側縁の一方間に定められた前記内外周縁間
に延びる複数の第一極セクシヨンと、前記共通端縁と前記内周縁との間における前
記単体上に定められ、前記複数の第一極セクシ
ヨンのうち近接した２個の間を接続する複数の
内周ブリツジと、前記第一及び第二の脚部側縁の各他方間に定
められ、実質上前記内外周縁間に延びており、
前記各他方の側縁間において前記複数のブリツ
ジの各々に対向した自由端縁を有する複数の第
二極セクシヨン及び、前記単体上において前記外周縁と前記第一及
び第二脚部の各端縁との間に定められ、前記第
一及び第二の極セクシヨンを接続するための複
数対の外周ブリツジを備えてなる成層体を複数枚準備し、ｂ前記複数枚の成層体を整合的に積層すること
によりその積層方向に延びる複数のＶ型スロツ
トを形成してなる整列積層体を形成する工程
と、ｃ積層化された前記第二極セクシヨンの束と積
層化された２個の近接した第一極セクシヨンの
束との間に各一対の磁性体素子を対応する積層
化された前記一対の外周ブリツジの束から離し
て配置する工程と、ｄ少くとも前記Ｖ型スロツトの範囲内において
前記各一対の磁性体素子と対応する前記一対の
外周ブリツジ積層束との間、及び前記第二極セ
クシヨン積層束と対応する前記２個の第一極セ
クシヨン積層束との間に充填した硬化性非磁性
物質を固定する工程、及びｅ前記一対の外周ブリツジ積層束を部分的に除
去することにより前記第一極セクシヨン積層束
と第二極セクシヨン積層束とを切離し、前記固
定された硬化性非磁性物質により前記第二極セ
クシヨン積層束を前記Ｖ型スロツトの両脚部間
に維持するとともに切離された第一及び第二の
極セクシヨン積層束間の磁気極性を区分する工
程、を実行することを特徴とする回転電気機械用コア
の製造方法である。

すなわち、第１極セクシヨンと、第２極セクシ
ヨンの位置関係は、後に切断されることを前提と
して単体の成層板内で一定の関係にあるため、両
者間の位置ぎめは不要であり、工程の簡略化と併
せて最終的なコア各部間の寸法精度を高めるもの
であり、対応する第１及び第２の量極セクシヨン
は、磁極と非磁性硬化性物質により完全に分離さ
れるため、磁気極性が互いに完全に区分されるこ
とになる。

本発明のコア製造方法の一形態においては、強
磁性コアと、複数の強磁性極部及びコア中に極部
を受入れるための複数の手段を有する回転電気機
械用ロータ機構が提供される。極部受入手段には
複数の極セクシヨンをコアの近接部から区分し、
かつこの受入手段から極セクシヨンを一定の位置
に維持するための手段が配置される。この区分用
手段は、極セクシヨンとコアの近接部分との中間
に接した複数の磁性体素子のセツト、並びに少く
とも受入手段内において、極セクシヨンとコアの
近接部分及び磁性体素子の各間隔中で固定された
硬化性非磁性物質を有する。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例
を説明する。

図を通じて４１で示す部分は、第１図、第９−
１１図及び第１６−１８図における電子整流式ブ
ラシレスDCモータ４５におけるような回転電気
機械の強磁性コア又はロータ４３に用いられるべ
き成層体である。成層体４１は、実施例において
電気級シート鋼又は同等の材料で形成された単体
４７からなつている。単体４７の周辺部には互い
に隔てられた極セクシヨン４９が配置される。単
体４７には隣接した極セクシヨン間をそれぞれ架
橋する配置で内側ブリツジ又は連接アーム５１が
形成される。隣接した極セクシヨン４９間にはま
た別の複数の極セクシヨン５３が配置され、隣接
した極セクシヨン４９及び極セクシヨン５３の間
には外側ブリツジ又は連接アーム５６が配置され
る。

第１図を特に参照すれば、成層体４１の単体４
７は外周縁及び内周縁５７，５９を有することが
明らかであり、内周縁は後述するように、単体を
貫通するシヤフト受用中央開口を形成するもので
ある。単体４７の内外周縁間には、たとえばＶ型
孔からなる複数の開口６１が形成され、各開口６
１は単体の周回方向に順次間隔している。かくし
て極セクシヨン４９は単体上において隣接した開
口６１間に画成される。

各開口６１は、外周縁５７から内周縁５９にか
けて互いに相手方向に傾斜して形成された一対の
脚部６３，６５を有する。脚部６３，６５は各々
一対の両側縁６７，６９及び７１，７３を有す
る。これらの両側縁間には外周縁５７に近接して
一対の端縁部７５，７７を、また内周縁５９に近
接して共通の端縁部７９を有する。したがつて、
脚部６３，６５の一体としての側縁６７，７３は
それぞれ隣接した極セクシヨン４９の各一方に接
し、向かいあつた側縁６９，７１は隣接極セクシ
ヨン４９間における極セクシヨン５３に接してい
る。さらに、内周ブリツジ５１は内周縁５９と共
通端縁７９との間に画成されて極セクシヨン４９
間を接続し、一方の外周ブリツジ５６は、外周縁
５７と、開口６１における脚部６３，６５、各外
端縁７５，７７との間に画成され、これらは後に
詳述する通り、脚部に向かつて内向きに変形され
うる狭い周辺域を形成するものである。したがつ
てブリツジ対５６は各極部５３と隣接極部４９と
の間をそれぞれ一体に接続するものである。極セ
クシヨン５３は開口６１における脚部６３，６５
の側縁６９，７１間に画成されて外周縁５７から
内周縁５９に向かつてその間を延びている。側縁
６９，７１の内端は極セクシヨン５３の自由端縁
８１と交又する。この自由端縁は共通端縁４９と
対向しており、極セクシヨン５３の両側縁におい
て少くとも前記自由端縁に接する部分からは、そ
れぞれ開口６１における脚部６３，６５に向かつ
てその極セクシヨンに一体形成された一対の突片
８３，８５が形成される。開口６１はここに成層
体４１にほぼＶ型で切欠されたものと説明した
が、異つた形状を採用することも当然本発明の範
囲に含まれることであり、その場合は極セクシヨ
ンの形状もまた変化することとなる。

図面全体を再び参照して、部分的に再説要訳す
ると、これらの図は極セクシヨン４９，５３とし
て概括した複数の不連続極域を有するロータ４３
を形成し、組立加工する本発明の一方法を示すも
のであり、これらの極域はロータの周辺部８７を
めぐつて間隔的に位置している（第３−１０図）。
この方法において、極セクシヨン５３は近接した
２個の極セクシヨン４９間に定められた位置を有
し（第１及び３図）、各一対の磁性素子８９，９
１がそれぞれ極セクシヨン５３と、近接した２個
の極セクシヨン４９との間に配置される（第４及
び５図）。ロータ４３において、極セクシヨン４
９，５３と、磁性素子８９，９１との間にはその
位置で固定される硬化性非磁性物質９３が配置さ
れ、この物質は磁性素子と協同して極セクシヨン
４９，５３間の磁気極性の相違を明確にするとと
もに、磁性素子と極セクシヨン５３とをそれらの
定位置に維持するものである（第６図）。硬化性
物質９３としては、良好な導電性を有するアルミ
ニウム、銅又はそれらの合金等からなる非磁性体
が用いられる。

特に第１−８及び１０図を参照すると、複数の
成層体４１は、第３図及び第１０図に概略示す通
り、互いに面接触するように並置して束ねられ、
第１０図のロータ４３を構成する所定の層厚を有
する積層９５を形成する。積層過程は第２図の機
能ブロツク線に示す通りである。この成層体４１
の積層中、又は積層後、それらの開口６１は互い
に整列して複数のスロツト開口９９を形成する。
このスロツト開口は第３図及び第１０図に最もよ
く示す通り、ロータ４３の両端１０１，１０３を
貫通している。各開口６１をスロツト９９の形成
のため整列させることは、上記の通り成層体４１
の積層作業中に行うこともできるが、第２図にお
いては分離した工程としてブロツク１０５に示し
てある。スロツト９９はロータ４３の両端を結ぶ
その軸方向に延びたものとして示してあるが、開
口６１の整列をわずかに傾斜させることにより、
ある種の目的に適合させることができる。また図
示しないが、成層体４１の積層化及び開口６１の
整列を行なつてロータ４３を貫通するスロツト９
９を形成するためには適当な装置を用いうること
も明らかである。当然ながら、上記した開口６１
の整列にあわせて、成層体４１の内外周縁５９，
５７を積層９５内において整列させ、外周縁５７
がロータ４３の両端１０１，１０３にわたる周壁
を形成し、内周縁５９が同様の軸受孔１０７を形
成するように（第１０図）しなければならない。
前記の通り、開口６１を形成する成層体４１の開
口縁は、互いに整列して積層、すなわちロータス
タツク９５のスロツト縁を形成するが、このスロ
ツト縁について後に説明する際には、前記開口６
１の縁の参照数字を用いることとする。

たとえば、細長ブロツク状の棒磁石からなる磁
性素子８９，９１は、概して平坦な両端面１１
３，１１５間に延びる一対の概して平坦な側面１
０９，１１１を有する。各成層体４１の開口６１
が前述の通り、ロータスタツク９５を貫通してそ
のスロツト９９を形成するとき、マグネツト８
９，９１は第４図に示すようにスロツト９９内に
挿入配置され、両側面１０９，１１１がそれぞれ
ロータスタツク９５の貫通スロツトにおける両側
壁６７，６９及び７１，７３に対面することにな
る。換言すれば、マグネツト８９，９１の両側面
１０９，１１１はロータスタツク９５の両端面間
において、極セクシヨン４９，５３のスロツト９
９に関する長さにわたつて対面状態で延びてい
る。当然ながら、成層体４３及びマグネツト８
９，９１の製造公差を考慮して、後者は設計上ス
ロツト内に緩やかに配置されるようになつてい
る。マグネツト８９，９１を、スロツト９９内に
配置した上で、その中間面１１５が磁気的に対向
した配置で、極セクシヨン５３の両側タブ８３，
８５に接するようにすれば、マグネツトの両端面
１１３がロータスタツク９５の外側ブリツジセク
シヨン５５と間隔した配置となる。マグネツト８
９，９１は、型番、“TDK−30”として東京都千
代田内神田２−14−16のTDK社より販売されて
いるものを用いる。これは、第１２図に示すよう
な磁気特性を有する。スロツト９９へのマグネツ
ト８９，９１の配置は、第２図においてブロツク
１１７により示す通りである。マグネツト８９，
９１の特定の形状及び磁気特性はここに述べる通
りであるが、他の形状、又は磁気特性を有するマ
グネツトであつても、本発明の範囲内においてそ
の目的に適合するように用いること、さらには同
様の制約において、ロータの極域内に二以上のマ
グネツトを用いることもできる。比較の便宜上、
ロータ４３内に採用されうる上記の他のマグネツ
トの磁気特性も、第１２図に示してある。

マグネツト８９，９１をロータスタツク９５の
スロツト９９内に配置した後に、成層体４１の外
側ブリツジ５５がロータスタツクの両端間におけ
る全長に沿つて、スロツトの両脚部６３，６５に
向かつて窪む形に変形される（第５図）。ロータ
スタツク９５におけるブリツジ５５は、第５図に
略示した工具１１９により、そのブリツジに沿つ
たロータ４３の外周部８３を加圧して形成され
る。この外側ブリツジ５５の変形に対応して、極
セクシヨン５３及びマグネツト８９，９１が極セ
クシヨン４９に関してこれに伴つた変位を生じる
ため、マグネツトの両側面１０９，１１１がそれ
ぞれ、極セグシヨン５３及び４９に面接触する。
当然ながら、この外側ブリツジ５５の変形、並び
にこれに伴う極セクシヨン５３及びマグネツト８
９，９１の変位は、マグネツト両側面１０９，１
１１がスロツト９９の全長に沿つて極セクシヨン
４９，５３と面接触・係合するため、前述した極
セクシヨン・マグネツト間の寸法余裕よりやや大
きくなるようにしてある。しかしながら、この製
造公差がその間隙において必要・十分な磁気伝達
を可能にするものであれば、前記、第２図の機能
ブロツク１２１で示したブリツジ５５の変形をロ
ータ４３の製造工程から省略してもよい。図示し
ないが、前述した極セクシヨン５３とマグネツト
８９，９１との間隙進去（外側ブリツジ変形）工
程は、適当な設備を用いて任意の手順により行う
ことができる。

極セクシヨン４９，５３間に面接触するようス
ロツト９９内に配置されたマグネツト８９，９１
とともに、ロータスタツク９６には、第９及び１
０図に略示するようなかご型巻線が一本形成され
る。このかご型巻線は、スロツトを貫通して延び
るロータバー１２５と、それぞれコアスタツクの
両端面１０１，１０３上において、周縁部８７と
開口１０７との間に位置する一対の円形エンドリ
ング１２７，１２９とを一本形成したものであ
る。エンドリング１２７，１２９には、所望に応
じて、それぞれ複数のフアンブレード１３１が一
体形成される。当然ながら、ロータスタツク９５
とともにかご型巻線１２３を形成するための滴当
な設備が採用されるが、これについては説明を省
略する。かご型巻線１２３の形成においては、ス
ロツト９９内において概してマグネツト８９，９
１の周りの、極セクシヨン４９，５３と内外側ブ
リツジ５５，５９との間に形成されるすきまの中
に、硬化性物質９３が注入される（第６図）。す
なわち、硬化性物質９３は、スロツト９９内にお
いてロータスタツク９５の両端１０１，１０３間
にわたるすきまに充当され、バー１２５、及びそ
の両端１０１，１０３上のエンドリング１２７，
１２９を形成する。当然ながら、硬化性物質９３
は、ロータスタツク９５のスロツト９９内に注入
（鋳込み）されることにより、その硬化にともな
つてバー１２５及びエンドリング１２７，１２９
からなるかご型巻線１２３を、同時にロータスタ
ツクと一体形成する。このかご型巻線１２３の形
成は、第２図において機能ブロツク１３３に示し
てある。

硬化性物質９３が、上述したように、ロータス
タツク９５におけるかご型巻線１２３を形成する
ようにうに固形化すると、各変形された外側ブリ
ツジ５５の一部をコアスタツクの周辺部８７から
除去することにより、極セクシヨン４９，５３を
コアスタツクの全長にわたつて分離するように、
それらの間に複数のグルーブ１３５を形成するこ
とができる。この状態は第７図に示す通りであ
り、その段階は第２図においてブロツク１３７で
示してある。この極セクシヨン４９，５３の切り
離しを行うためには、たとえば第７図に１３９で
略示するような切削工具を用いることができる。
しかしながら、この切離しによつて形成されるグ
ルーブ１３５は極セクシヨン１４９の両片におい
て相手方向に突出する一対のフランジ１４１，１
４３を形成するように変形ブリツジ５５の一部を
残していなければならない。これらは、スロツト
９９の両脚部６３，６５の上を覆うように突出
し、ロータスタツク９５の両端１０１，１０３間
に及ぶ長さをもつている。当然ながら、変形され
た外側ブリツジ５５は、この切離しを、同時に又
は定められた順序で機械処理されうる。

上述の極セクシヨン４９，５３の切離において
注意すべきは、硬化性物質９３の一部がスロツト
９９の極セクシヨン間において、極セクシヨン４
９の対立フランジ１４１，１４３と、マグネツト
８９，９１の端面１１３との間隔内であらかじめ
固定されていることである。マグネツト８９，９
１の内端面１１５は、極セクシヨン５３の両側タ
ブ８３，８５上に接するため、マグネツト自体
と、フランジ１４１，１４３及びマグネツト端面
の間に位置する硬化性物質９３の部分とは、協同
してかごを形成し、極セクシヨン５３をスロツト
９９から分離した位置に維持する役目を果す。さ
らに、スロツト９９内において、硬化性物質９３
及びマグネツト８９，９１を極セクシヨン４９，
５３間に配置することは、これらの極セクシヨン
間の磁気特性を定める効果がある。換言すれば、
硬化性物質９３及びマグネツト８９，９１の、極
セクシヨン４９，５３間における相対的な位置関
係が、複数の極セクシヨン５３を、内側ブリツジ
５９によつて連結された隣接極セクシヨン４９か
ら磁気的に限界するものである。すなわちマグネ
ツト８９，９１の磁気効果に応答して極セクシヨ
ン５３は、各々同一の極性をもつように磁化さ
れ、極セクシヨン４９は極セクシヨン５３と反対
の極性をもつように磁化される。上述の見地にお
いて、極セクシヨン４９，５３は、ロータ４３の
全長にわたる周辺を包囲する不連続で一定の極域
を形成する。

ロータスタツク９５における極セクシヨン４
９，５３を切離す結果、その周辺部８７は所定の
直径をもつように回転加工される。第８図に示す
通り、ロータスタツク９５の成層体４１における
外周縁５７は、たとえば１４７で略示するような
旋盤バイト等の工具により加工され、所定の直径
にされる。この段階は、第２図にブロツク１４５
で示してある。上述した回転加工は旋盤等の適当
な工作機械により行われる。

マグネツト８９，９１の磁化に関しては、後述
する電子整流型モータ４５を組みあげた上で行う
のが望ましい。換言すれば、電子整流モータ４５
が組上げられると、ロータ４３の極セクシヨン４
９，５３はその電子整流モータの巻線ステージに
おける特定のひとつのもとに整列し、こうなる
と、その特定の巻線ステージに比較的大きい電流
が流れ、これによるマグネツト８９，９１の磁化
が生ずることは、従来技術において知られたとお
りである。当然ながら、上述のようなロータ４３
におけるマグネツト８９，９１の磁化を行うため
には適当な種々の装置を用いうるが、その説明は
省略する。このようなマグネツト８９，９１の磁
化方式は、勿論望ましい形ではあるが、それらを
ロータスロツト９９内に配置する前、又はロータ
４３の組立完了の後に極セクシヨン４９，５３を
磁化することにより、磁化してもよい。

再び図面を概括的に参照すると、少くとも部分
的に前述したことの反復となるが、第９〜１１
図、及び１８図には、回転電気機械４５に用いる
ロータ機構１５１が示されている。ロータ機構１
５１はロータの極セクシヨン５３を受容するグル
ーブ１３５を有するスロツト９９等の複数の手段
を備えたロータ４３からなつている（第１０及び
１１図）。受容手段、すなわちスロツト９９には、
極セクシヨン５３の磁気極性を、ロータ４３の隣
接部分に関して決定するための手段１５３が配置
される。この手段は極セクシヨン５３をスロツト
から変位した位置に維持する役目をも果す。（第
１０及び１１図）。磁極決定及び保持手段１５３
は、極セクシヨン４９，５３間に配置されたマグ
ネツト８９，９１と、極セクシヨン４９，５３及
びこれらのマグネツトの間におけるスロツト９９
内で固定された硬化性物質９３からなつている。

特に、第９〜１１図を参照すると、ロータ４３
はロータスタツク９５における成層体４１の内周
縁５９により規定される軸受孔１０７を有する。
この軸受孔はすでに述べたように、ロータ４３の
両端面１０１，１０３に達している。シヤフト１
５５は、ロータ４３と係合して互いに変位しない
ように孔１０７中に配置され、シヤフトの両端部
１５７，１５９はロータ４３の両端１０１，１０
３を突出して、後述のように回転電気機械４５内
で適宜枢支されるようになつている。ロータ４３
及びシヤフト１５５はたとえば圧着や、熱収縮
等、適宜の方法により結合される。ロータ機構１
５１の好ましい実施例において、ロータ４３は、
まず軸受孔１０７を拡大するために加熱され、こ
こで少くとも１個のロータ及びシヤフト１５５を
同軸的に整合して、所定の挿通位置に設定し、次
いでロータ４３を冷却する。これによりロータ及
びその軸受孔の熱収縮が生じ、設定位置における
ロータとシヤフト１５５との一体化が可能とな
る。ロータ機構１５１は、図では８極として示し
てあるが、極数の選択は自由である。

再び図面を概括的に参照すると、本発明の一形
態として示されたステータ機構１６１は、電子整
流モータ４５に用いるに適したものとして第１３
〜１８図に開示されている。ステータ機構１６１
は、複数の巻線受スロツト１６５を有する強磁性
コア１６３を具備する（第１３及び１４図）。多
段巻線機構１６７は複数の巻線ステージ１７１，
１７３，１７５を有し、これらは複数のコイル１
７７−１〜１７７−８、１７９−１〜１７９−
８、及び１８１−１〜１８１−８を有する。各コ
イルは、それぞれスロツト１６５中に位置する一
対のコイル辺１８５を有する少くとも一巻の導体
ターン１８３からなつている（第１３及び１５
図）。巻線ステージ１７１，１７３，１７５に属
するコイル１７７，１７９，１８１の大部分又は
少くとも何個かは、与えられたスロツト１６５を
同一巻線ステージの他のコイルにおけるコイル辺
１８５と共有するコイル辺１８５を有する。巻線
ステージ１７３における二対（４個）のコイル１
７９の各一コイル辺１８５は、巻線ステージ１７
１，１７５における各一対のコイル１７７，１８
１の各一コイル辺１８５とスロツトを共有する。
また、巻線ステージ１７１，１７５における別の
各一対のコイル１７７，１８１の各一辺１８５
は、それぞれスロツト１６５を独占する（第１３
及び１５図）。

特に、第１３〜１５及び１８図を参照すると、
ステータ１６３は、両端面１８９、１９１の間に
位置する略円筒型周面１８７を有する。しかしな
がら、モータとしての特性を損わない範囲におい
て多角形筒状にすることもできる。ステータ１６
３には、複数の巻線スロツト１６５を形成する複
数の歯１９３が形成され、これらのスロツト及び
歯はコアの軸方向に並行に延び、その両端面１８
９，１９１に達している。これらの歯は、等角度
間隔に位置して、少くとも部分的にコア貫通孔１
９７を形成する内突端１９５を有する。ステータ
１６３には26個の巻線スロツト１６５を有する
が、後述のようにそれ以外の数の巻線スロツトを
設けることもできる。さらに、図示の歯列及びス
ロツトは放射状に突出した直線状であるが、他の
形状を採用することもできる。かくして、第１３
及び１４図に示す通り、巻線ステージ１７１，１
７３，１７５におけるコイル１７７，１７９，１
８１のコイル辺１８５は、手作業もしくは適当な
コイル自動注入装置（図示せず）により、ステー
タ１６３の貫通孔１９７から、隣接した歯１９
３、すなわち内突端１９５の間隔を介して、それ
ぞれスロツト１６５内に挿入される。コイル辺１
８５は巻線スロツト１６５内に位置するため、コ
イル１７７，１７９，１８１のコイル端１９９
は、第１８図に最もよく示す通り、ステータ１６
３の両端面１８９，１９１に近接して、貫通孔１
９７より外向きかつ放射状に突出した一対のコイ
ル端グループ２０１，２０３を形成する。

第１４図に最もよく示す通り、スロツト１６５
の各々には適宜な絶縁材料からなるスロツトライ
ナ２０５が配置され、これらスロツト内のコイル
辺１８５をステータ１６５から絶縁するようにな
つている。しかしながら、このスロツト絶縁に
は、たとえばステータと一体化するように被着さ
れた樹脂絶縁層等からなる種々の方式を採用する
こともできる。さらに、各スロツト１６５には、
順次隣接した歯１９３の少くとも内突端１９５間
において、巻線体１８３のコイル辺部１８５がス
ロツトから脱落するのを阻止するための、適当な
絶縁材料からなるスロツト楔２０７が配置され
る。したがつて、巻線ステージ１７７，１７９，
１８１の上述した巻線配置に基づき、各コイルの
両側コイル辺の一方は、対応するスロツト１６５
の頂部に位置し、他方は対応するスロツト１６５
の底部に位置する。後者は、前述したスロツトを
独占するコイル辺も含まれる。図示しないが、コ
イル端グループ２０１，２０３を含む巻線ステー
ジ目、１７３，１７５間相互の適当な絶縁は所望
に応じて形成される。

本発明の一形態において、三つの巻線ステージ
１７１，１７３，１７５の各コイル１７７，１７
９，１８１は第１３〜１５図に関して述べた巻線
ラツプにおいて、ステータ１６３のスロツト１６
５内に配置される。しかしながら、第１５Ａ及び
１５Ｂ図に例示するような別の巻線ラツプを有す
るステージを採用し、又はステージ数自体を変え
ることも可能である。さらに、各巻線ステージに
おける各コイル１７７，１７９，１８１は３歯間
に巻かれ、コイル端１８５は４スロツトごとに分
配されるのであるが、このようなコイル間隔を変
えることも自由に行うことができる。多段巻線機
構１６７において、巻線ステージ１７１における
コイル１７１−１から１７１−３まで及び１７７
−５から１７７−７までと、巻線ステージ１７３
におけるコイル１７９−２，１７９−３及び１７
９−５から１７９−７まで、並びに巻線ステージ
１７５におけるコイル１８１−２から１８１−４
まで及び１８１−６から１８１−８までの両側コ
イル辺の一方は、同じステージの他のコイルのコ
イル辺の一方とスロツト１６５を共有することに
留意すべきである。また、巻線ステージ１７３の
コイル１７９−１，１７９−５及び１７９−２，
１７９−４における各一方のコイル辺１８５は、
それぞれ巻線ステージ１７１，１７５におけるコ
イル１７７−４，１７７−８及び１８１−３，１
８１−５の一方のコイル辺１８５と、各対応する
スロツト１６５を共有する。さらに、巻線ステー
ジ１７１，１７５におけるコイル１７７−１，１
７７−５及び１８１−４，１８１−８の各一方の
コイル辺１８５は対応するスロツトを独占する。

ステータ１６３のための、別の多段巻線機構
は、第１５Ａ図に略示されている。この巻線機構
１６７Ａにおいて、巻線ステージ１７１のコイル
１７７−１から１７７−８までは、スロツト１６
５の底部２１１に配置され、巻線ステージ１７３
のコイル１７９−１から１７９−８まではスロツ
トの頂部２０９に配置され、さらに巻線ステージ
１７５のコイル１８１−１から１８１−８までは
スロツトの頂部及び底部に配置された上述の各巻
線の間に配置される。

ステータ１６３のための、さらに別の多段巻線
機構１６７ｂは、第１５Ｂ図に略示されている。
この巻線機構１６７ｂは、上述の巻線機構１６７
ａと幾分似よつているが、巻線ステージ１７１の
コイル１７７−５から１７７−８までは、スロツ
ト１６５の頂部に変位させ、巻線ステージ１７３
のコイル１７９−５から１７９−８まではリアク
タンスを得るめにスロツトの頂部２１１に変位さ
せられる。当然ながら、巻線ステージ１７５のコ
イル１８１−１から１８１−８はスロツト１６５
の頂部２０９及び底部の間に位置している。

第１６〜１８図を参照すると、本発明の一形態
における電子整流式ブラシレスDCモータ４５は、
ハウジング２１３内に位置するステータ１６３を
有するステータ機構１６１を備え、このステータ
と磁気結合するように配置されたロータ機構１５
１はハウジングに支持されたステータ機構の両端
シールド２１５，２１７に適宜支持される。

より特定すれば、ハウジング２１３は所望の物
質からなるほぼ円筒状のスリーブ２１９を備え、
このスリーブは両端に一体形成されたフランジ部
２２３，２２５の間に延びる開口２２１を有す
る。スリーブ２１９の外周には、フランジ部２２
３，２２５間において一体形成された冷却フイン
２２７と、複数の通気孔２２９とを有する。これ
らの通気孔はフランジ部に近接してスリーブを貫
通し、開口２２１と交差する。ステータ１６３の
周辺部１８７はスリーブ開口２１３内に受容さ
れ、開口の側面に対し、圧着又は熱収縮等の方法
により固着される。ハウジング２１３の形状は、
図示以外のものでもよい。

ハウジング２１３には、スリーブ２１９の両端
フランジ２２３、２２５に近接して端シールド２
１５，２１７が複数のねじ２３１等により支持さ
れる。端シールド２１５，２１７には、一対の中
心配置されたベアリング孔２３３，２３５が貫通
しており、たとえばセルフ潤滑ベアリング２３
７，２３９のような一対のベアリング手段がこれ
らの開口内に支持される。ロータ機構１５１のロ
ータ４３はステータ機構１６１のステータ開口１
９７内に所定の空隙２４１を置いて同心配置さ
れ、ロータ機構におけるシヤフトの延長部１５
７，１５９はそれぞれベアリング２３７、２３９
を回転自在に貫通している。したがつて、ロータ
４３の極セクシヨン４９，５３はステータ１６３
における巻線ステージ１７１，１７３，１７５と
磁気結合関係において配置される。これらの巻線
ステージは、後述の通り、複数のあらかじめ定め
られた順序において整流、すなわち附勢される。
図示しないが、上記複数の所定の又は、の所定の
順序における巻線ステージ１７１，１７３，１７
５の整流は、適宜の回路によつてこれら巻線ステ
ージを接続することにより実現される。

電子整流モータ４５のステータ１６３は、たと
えば、ACモータの製作において採用される現存
のコイル巻線設備により、コイルを巻装する等通
常のACモータに比肩しらべきいくつかの特徴を
もつている。しかし、多段巻線機構１６７を収容
すべきステータ１６３のスロツト１６５の数は、
ロータ機構１５１における極数の整数倍とは異つ
ていることに注意すべきである。この場合、ステ
ータ１６５における所望のスロツト１６７の数
は、次式により定義される。

Ｓ＝Ｐ（Ｓ）（Ｘ）±Ｙここに、Ｓ＝ステータ１６５のスロツト数Ｐ＝ロータ機構１５１の極数Ｓ＝巻線ステージ数Ｘ＝正の整数Ｙ＝１又は２以上の整数したがつて、ステータ１６３における26条の巻
線スロツト１６５は、ロータ機構１５１の８極と
磁気結合した三つの巻線ステージ１７１，１７
３，１７５を収容し、上式を満足するものであ
り、ロータ機構の極数８の整数倍とは異つてい
る。

電子整流モータ４５の動作に関しては、第１９
図を参図して角αで示す進むタイミング角、すな
わち巻線ステージ１７１，１７３，１７５の整流
附勢の進みを与えるのが好ましい。この進みタイ
ミング角において、電子整流モータ４５の巻線ス
テージ１７１，１７３，１７５のいずれかが附勢
された瞬間に、ロータ４３の一つの極セクシヨン
４９、又は５３の磁気中心軸が、このいずれかの
ステージの附勢により確立された一つの磁極軸か
ら約22.5゜（電気角）離れた位置に回転変位すれ
ば、進みは零となる。当然ながら、この零相は巻
線ステージのインダクタンスがゼロであるとした
理想条件において生じ、ロータ４３の前記理想位
置の手前における所定の電気角の選定が進み角α
を意味するのである。さらに、進み角αの好まし
い値は、多段巻線機構１６７のLR時定数に関連
する。上述のゼロ進み角において、巻線ステージ
１７１，１７３，１７５の電流は、作動中におけ
る可能な最大トルクを得るには遅すぎる速度で増
大する。したがつて、上述した整流角の進みは、
ロータ４３の極軸及び巻線ステージ１７１，１７
３，１７５のうち附勢されたものとが正確に整列
していない、不完全結合の状態にあるときの逆起
電力を小さくするという効果を生ずる。したがつ
て電流の増加（ビルドアツプ）及びトルク発生能
力を改善することができる。進み角が大きくする
と、電流の過大による逆効果を生じ、したがつて
進み角の最適値は、モータ４５の所望の回転速度
と、所望のトルクとに応じた所定の範囲に限られ
ることになる。

さらに第１９図を参照して、モータ４５の多段
巻線機構１６７の巻線ステージ１７１が瞬間的に
附勢されたものとすると、巻線ステージ１７１に
より確立されるＮ極及びＳ極の中心軸はそれぞれ
Ｎ１７１及びＳ１７１とされる。ロータ３３の極
セクシヨン４９，５３の極中心はそれぞれＳ４
９，Ｎ５３とする。そこで巻線ステージ１７１，
１７３，１７５がある所定のシーケンスで上述の
雰相条件で整流されると、巻線ステージの各々に
対応するＮ、Ｓ極はそれらのステージの附勢と消
勢に応答して現れたり消滅したりする。したがつ
て、第１９図においてロータ４３の磁極Ｓ４９，
Ｎ５３の中心が22.5゜の電気角だけ一つのステー
タ極Ｎ１７１，Ｓ１７１を過ぎた位置にあれば、
巻線ステージ１７１はこの時理論的には附勢され
るべきであり、この結果極Ｎ１７１，Ｓ１７１を
確立し、この附勢状態はロータがここから135゜
（電気角）回転する間中続行する。そこで巻線ス
テージ１７１が消勢される。次の巻線ステージ１
７３又は１７５も同様に附勢されうる。しかしな
がら、モータ４５の好ましい作動のためには、す
でに述べた通り、各ステージ１７１，１７３，１
７５を理論整流角（進び角＝０）の位置よりも好
ましい進み角αだけ前方において整流すべきであ
る。

前述したところから明らかなとおり、巻線ステ
ージ１７１，１７３，１７５の所定順序における
整流附勢は、それらとロータ機構１５１との磁気
結合をもたらし、ロータ機構をステータ１６３に
関して第１９図に示す矢印方向の回転を生ずる。
もし巻線ステージ１７１，１７３，１７５が上記
と逆相の順序で附勢されたならば、巻線ステージ
とロータ機構１５１との磁気結合はステータ１６
３に関して逆方向、すなわち反時計方向のロータ
回転を生ずる。また、ロータ機構の上記いずれか
一方向の回転速度は、少くとも巻線ステージ１７
１，１７３，１７５が整流される周波数を変化す
ることにより変えることができる。さらに、巻線
ステージ１７１，１７３，１７５を、ロータ機構
がステータ１６３に関して時計方向及び反時計方
向に角度振動するような順序で附勢することもで
きる。このようなロータ機構の振動速度もまた上
述の態様で変化しうること、及びその振幅角も巻
線ステージ１７１，１７３，１７５の各持続的な
附勢の調整により変化しうることも明らかであ
る。たとえば、ロータ機構１５１の振動周波数の
決定においては、巻線ステージ１７１，１７３，
１７５がロータ機構を発電機として作用させるよ
うに整流されるものと考えられる。換言すれば、
巻線ステージがそのように整流されれば、ロータ
機構１５１が巻線ステージに逆起電力を生じさせ
るような電圧を発生し、この逆起電力がロータ機
構の角度振動を、その所定の振振幅において反転
させる効果を発揮する。当然ながら、ロータ機構
１５１の一方向回転もまた、所望に応じて巻線ス
テージ１７１，１７３，１７５を短絡してロータ
機構を発電機として作用させるか、又は巻線ステ
ージを単に消勢することにより終止させることが
できる。

第２０図は、ひとつの巻線ステージ、たとえば
ステージ１７１において、電子整流モータ４５の
機能により現れる電圧を示すものである。この台
形曲線は、ロータ４３における一対の極セクシヨ
ン４９，５３間に及び回転中に、巻線ステージ１
７１に現れる瞬時電圧を示している。鎖線及び破
線の台形曲線は、他の巻線ステージ１７３及び１
７５における瞬時電圧を同様に示している。太い
実線で示した範囲の、実線による台形頭部は電気
角135゜にわたつて附勢される巻線ステージ１７
１，１７３，１７５の電圧を合成したものであ
る。電子整流モータ４５を作動させるための巻線
ステージ１７１，１７３，１７５の整流に関する
より詳細な記述は、米国特許第4005347号を参照
されたい。

ここで、第２１及び２２図を参照すると、選択
的な二つの極セクシヨン５３ａ及び５３ｂは、す
でに述べたとおり、一般的に同一のロータ形成方
法においてロータ４３中に組込まれ、次の例外を
除いては前述した極セクシヨン５３としてほぼ同
様に機能する同種要素を含むものとして示されて
いる。すなわち、極セクシヨン５３ａ及び５３ｂ
は、前述した目的のいくつかに適合するが、これ
らは固有の目的及び利益的特徴を有するものであ
ることが以下の目的において明確になるであろ
う。

第２１図の極セクシヨン５３ａにおいては、ほ
ぼＴ型の開口４３１を有し、この開口にはロータ
４３のスロツト９９に供給された時硬化するか、
第２図のブロツク１３３に関して前述したロータ
形成工程において導入される硬化性物質９３が充
填される。従つて、硬化性物質９３の極セクシヨ
ン４９におけるフランジ１４１，１４３との近接
と、この硬化性物質の極セクシヨン５３ａにおけ
るＴ型開口４３１への充填による効果とは、極セ
クシヨン５３ａ及びマグネツト８９，９１をロー
タスロツト９９内においてそれらの位置から離脱
させないためのものである。前述した極セクシヨ
ン５３において、マグネツト８９，９１に当接す
るシート８３，８５は、Ｔ型開口４３１のスロツ
ト９９内における硬化性物質９３の維持効果に基
づいて、極セクシヨン５３ａからは省略すること
ができる。極セクシヨン５３ａのＴ型開口４３１
は、便宜上図示形状のものとして示したが、本発
明の範囲内において硬化性物質９３を維持すべく
他の形状にすることもできる。そして、その試み
の一つとして示したのが第２２図の極セクシヨン
５３ｂにおける開口４３３である。開口４３３に
おいて、極セクシヨン５３ｂ上に側壁として形成
された鋸歯部４３５、４３７は、極セクシヨン５
３ａについて上述したと同様、ロータスロツト９
９における硬化性物質９３の保持効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一形態において用いられる打
抜き式のロータ用成層体を示す平面図、第２図は
回転電気機械のロータ機構に用いる本発明の一形
態におけるコア形成方法を示す工程ブロツク線
図、第３−８図は第２図の工程の実施原理を示す
第１図の拡大部分図、第９図は第２図の工程に従
つて形成された本発明の一形態におけるロータ機
構の端面図、第１０図は第９図の１０−１０矢視
断面図、第１１図は第１０図の１１−１１矢視断
面図、第１２図は第９−１１図のロータ機構に用
いられた磁性物質の磁気特性を示すグラフ、第１
３図は本発明の一形態におけるステータ機構及び
その中に配置された複数の巻線ステージを示す拡
大略図、第１４図はステータ機構のコイル受スロ
ツトへの巻線ステージコイル配置を示す第１３図
の部分断面図、第１５図は第１３図の巻線ステー
ジの接続を示す略線図、第１５Ａ及び１５Ｂ図は
その変形例を示す略線図、第１６図は本発明の電
子整流モータの実用サイズによる平面図、第１７
図はその端面図、第１８図は第１７図の１８−１
８矢視断面図、第１９図は第１６−１８図の電子
整流モータにおいてステータ巻線のステージが励
磁のために整流される瞬間にロータ機構の極セク
シヨンがそれら巻線ステージに関して占める位置
を示す略線図、第２０図は第１５−１９図の電子
整流モータにおいて巻線ステージが選択的に附勢
される際に現れる電圧を示すグラフ、第２１図及
び第２２図は第１図の成層体、第９−１１図のロ
ータ機構、及び第２−８図の工程に用いうる選択
的な極セクシヨンを示す部分断面図である。４１…成層体、４３…ロータ、４５…電子整流
DCモータ、４９，５３…極セクシヨン、５１…
内側連接アーム、５５…外側連接アーム、５７…
外周縁、５９…内周縁、６１…開口、８９，９１
…磁性素子、９３…硬化性物質、９５…成層体ス
タツク、９９…スロツト開口、１０１，１０３…
ロータ端、１２３…かご型巻線、１２５…巻線バ
ー、１２７，１２９…端リング、１６３…ステー
タ、１６５…巻線スロツト、０…歯列、１７１，
１７３，１７５…巻線ステージ、１７７，１７
９，１８１…コイル。

Claims

【特許請求の範囲】１ａ薄い強磁性物質の単体からなり、円形外周縁と、前記外周縁と同心円をなす内周縁と、前記内外周縁間において前記単体を貫通し、
前記単体の円周方向に順次角度間隔をおいて形
成された複数のＶ型開口であつて、その各々が
前記外周縁から内周縁に向かつて互いに収歛す
る第一及び第二の脚部を有し、この第一及び第
二脚部はそれぞれの両側縁間において前記外周
縁に近接した第一及び第二の端縁と、前記両脚
部の各一方の側縁間において前記内周縁に近接
した共通端縁とを有するように構成されたもの
と、前記単体上において前記複数の開口のうち近
接した２個のものにおける前記第一及び第二の
脚部側縁の一方間に定められた前記内外周縁間
に延びる複数の第一極セクシヨンと、前記共通端縁と前記内周縁との間における前
記単体上に定められ、前記複数の第一極セクシ
ヨンのうち近接した２個の間を接続する複数の
内周ブリツジと、前記第一及び第二の脚部側縁の各他方間に定
められ、実質上前記内外周縁間に延びており、
前記各他方の側縁間において前記複数のブリツ
ジの各々に対向した自由端縁を有する複数の第
二極セクシヨン及び、前記単体上において前記外周縁と前記第一及
び第二脚部の各端縁との間に定められ、前記第
一及び第二の極セクシヨンを接続するための複
数対の外周ブリツジを備えてなる成層体を複数枚準備し、ｂ前記複数枚の成層体を整合的に積層すること
によりその積層方向に延びる複数のＶ型スロツ
トを形成してなる整列積層体を形成する工程
と、ｃ積層化された前記第二極セクシヨンの束と積
層化された２個の近接した第一極セクシヨンの
束との間に各一対の磁性体素子を対応する積層
化された前記一対の外周ブリツジの束から離し
て配置する工程と、ｄ少くとも前記Ｖ型スロツトの範囲内において
前記各一対の磁性体素子と対応する前記一対の
外周ブリツジ積層束との間、及び前記第二極セ
クシヨン積層束と対応する前記２個の第一極セ
クシヨン積層束との間に充填した硬化性非磁性
物質を固定する工程、及びｅ前記一対の外周ブリツジ積層束を部分的に除
去することにより前記第一極セクシヨン積層束
と第二極セクシヨン積層束とを切離し、前記固
定された硬化性非磁性物質により前記第二極セ
クシヨン積層束を前記Ｖ型スロツトの両脚部間
に維持するとともに切離された第一及び第二の
極セクシヨン積層束間の磁気極性を区分する工
程、を実行することを特徴とする回転電気機械用コ
アの製造方法。２前記成層体が前記第二極セクシヨン上におい
て前記一対の脚部中にそれぞれ突出する一対の背
反したシヨート突起を有するものであり、前記磁
性体素子を、前記第一及び第二の極セクシヨン積
層束の間に配置する工程が、前記複数の磁性体素子の対を前記Ｖ型スロツト
の一対の脚部中に対向して配置するとともに前記
第二極セクシヨンの積層束に形成された背反する
一対のシート突起積層束に係合させる工程と、前記複数の外周ブリツジ積層束を変形して前記
第二セクシヨン積層束を前記隣接した２個の第一
極セクシヨン積層束に関しそられの間に位置する
前記磁性体素子の対を挟持できるように移動させ
る工程と、からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。３特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記成層体の第二極セクシヨンが硬化性非磁性物
質を受け入れるためにコアの長さに沿つて形成さ
れた前記Ｖ型開口に連なる受入開口手段を有する
ものであり、前記硬化性非磁性物質を固定する工
程がその物質を積層化された前記受入開口手段内
に分配する操作を含むことにより、前記受入開口
手段内のその物質と、前記磁性体素子のセツト及
び前記外周ブリツジ積層束の残部の間におけるそ
の物質とが共同で前記第二セクシヨン積層束を前
記Ｖ型スロツトの両脚部間の定位置に維持するよ
うにしたことを特徴とする方法。