JPS5911743A - 電気機械に導電体を収容する帯磁性コアとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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芥するための歯状
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（幾械の回転軸
に対して直角に延びているグレートの外面又は平面がパ
ックー・ゾ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。

その平板面は薄いフェノ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ンド、銅ロッド又はコイル
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（９１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、帯磁性材料金属ソートラ
打ち抜く際に多級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。場合によって　□は無駄になった材
料の量がコアの製造に用いられる緒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’Ｍ、　！ｆｉｌ、＋機又は発電機の価格が高くな
るととにある。

発明の目的 本発明の主な目的は従って、殆んど無視できる程度の無
駄しか生ぜずに製造され、コアの製造寸法に関りなく特
に安価であるコアを祈供することにある。

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シ曲けられ目つ円形リングを
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」二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、それによシ多量の帯磁
性材料が存在するようになる。

帯磁性材料を多縦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シ
よシ詳細に述べる。

第１図は本発明に基ぐ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動機
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
ておシ、 第５図は第３図に図示の回転子の一部を図解しておシ、 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シ、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シ、 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っ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
の拐料である。しかしながら機械の効率が特に要求され
ない場合には軟鋼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シ
たたまれ、それによシ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、
一方線状突起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＋ｔＱｈ　２８の外周に沿って曲げられ、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
よっ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
成するように折シ曲けられ、その溝３，５の内部に導′
屯体、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ン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シ曲げられでいる。固定子
ｆｃ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
ば同定子と回転子のポール間隔の差異に依存して、折シ
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シ、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シ定常的に装着
され、回転子１０はシャフト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によシ固定
的に取付けられ、上記シャフトは図示の４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
ることができるように、符号１４はドラムの円筒端壁に
固定される。

以下の記述において、′電動機が洗濯機を駆動するよう
に意図されておシ、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
るようになっていると仮定する。洗濯（幾が６−に８ｋ
ｇ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３
５　Ｎｍを有する三和屯動機を用いることが適切である
。このトルクはスピード１０００　ｒｐｍにおける′置
方約３５０゜Ｗに相当している。可能な限り薄い電動機
を製造することが望まれている場合、条帯幅Ａ（第１１
ス）は２５間に選択され、条帯寸法としては０．５　ｔ
ｔｕｎ（コア用の在来のシート状金属条帯）が１屑択さ
れ、電動機の基本的データとしてＦ記が得られる。

固定子外側直径　　　Ｄｓｙ−Ｔｈ３３２ｍｍ間隙直径
　　　　　　ＤＬ上３００箇 回転子内側ｆｌ！■径　　　ＤＨｉ？２７４ｗＲ極数　
　　　５０ 溝数　　　　１（１溝／（転ヂ餅）） 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４１４　）　３．７　ｍ＋ｎであシ、溝の深さＣは
１０ｍｍであり、１５０個の歯の幅Ｅは３．６朔である
。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３個であり、溝幅Ｂが３
．７鰭であり、溝の深さＣが８欄である。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１
５に圧入されたものが第２の起伏条帯１６であり、該条
＠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であ弘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Ｖこおいて条帯１５，１６と
１６．１７の間にそれぞれ間隙が図示されておシ、該間
隙はフェスの絶縁層、紙又はその他類似の絶縁材料が占
めている。各歯における鉄の晴を可能な限９多鼠にする
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図に図示の好
く絶縁のＪ７さによっ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　、１−７を折り曲げる前に
円形断面の円筒形状の所定の位ＩＷ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シ曲げるのに
先立って導′べ体又は導電体束を所定の位置に配置する
ことが好適であシ、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、例えば円筒状心動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７ＡＩ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６叫であ
る。条帯２０の幅は屈曲条帯１５〜１７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Ｃま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ボルダ又は類似の装置ンｌ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ケ」八その詳細が第５
図に図解されている、第４図における固Ｚ″子と対応す
る方法で構築されており、３１１＾１の屈曲条帯、及び
数巻回された内部、・Ｖ−坦条帯を有している。また回
転子及び固定チ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巻回されておシ
、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
２００００Ａ７ｍ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
シ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２
４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８ｏ９７／８１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、概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
同貼発′ｉＩ′を機、さら（て−」二連の短絡形誘導電
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ッキン
グを回避するため、２つの相互接続サイド、例えばザイ
ド２６と２７（第４図）の間のシャンクシクンはゆるや
かに、換言すれば魚、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、成る場合
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ったが
、本発明が軸方向磁束形成動機、すなわち（幾櫨におけ
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Ｎ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湖において１又は複数の起伏条帯が機械の回転中心３
９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
述の方法によシ配設されている。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
出力シャフト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
は折シ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幕く誘導電動機
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１５子するＭ
ｌ 第６図は軸方向磁束を有する殴誠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■−■におい一〇得られる断面図、 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　ｒ　４　＋　５・・・溝、
６・・回転子、７，８・・すＮ、電体、９・・・固定子
、１０・・回転子、１１、　、１２　、１３・・・締付
手段、１４・・ドラム、３８・・・シャフト。 特許出願人 アンスティチュ　スラ　ノンエテ　アノニム特許出願代
理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　松　下　　　操 弁理士　山　口　昭　之

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゜１６．１７：３１．３２，
   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（１
   ５，１６，１７：３１，３２．３３）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シ曲げられた条帯
   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（２
   １）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頃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詐請求の範囲第１項〜第４項の
   いずれかに記載の帯磁性コア。 ７、電気“１械に４項体を収容するため一方のｍｉ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〃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ｖＪ７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頃又は第８頃に記載の方法。 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。