JPS6226257B2

JPS6226257B2 -

Info

Publication number: JPS6226257B2
Application number: JP52068758A
Authority: JP
Inventors: Waakuman Jon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1987-06-08
Also published as: GB1561032A; JPS5316802A; DE2725638A1; US4698539A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電気機械の固定子およびその製造方法
に関するものである。

従来の回転型直流電気機械の固定子はその回転
子の軸方向に複数個の板を積み重ねて形成したも
のである。また、これら板の各々を複数個の隣接
セグメントをもつて形成することも提案されてい
るが、両場合において、積層構造を利用する理由
は、交流電圧を整流して直流電圧を取出す場合に
回転している直流機に生じる渦電流によつて生ず
る不所望な効果を低減させるためである。

従来既知の固定子構成方法には多数の欠点があ
り、これら欠点が回転直流機の欠点として現れて
いた。例えば、各積層部の厚さはその積層部の表
面全体にわたつてほぼ一定であるので、磁束通路
に沿う積層部の厚みを最適値にして磁束パターン
の変化による効率の変動を順応させることは不可
能である。また、隣接する積層部間の接合部が電
気機械の長さ方向に沿つて露出しているので、こ
の部分に水又は他の腐食性液がかかりこの部分か
ら積層部が破壊してしまう。また、固定子の長さ
は回転子の長さよりも遥かに長くなつている。そ
の理由は積層部を保持するために端部フレームク
ランプ装置を設けるからである。

本発明の目的は電気機械の改良固定子を提供す
ることにある。

本発明は、磁気材料製の帯状体により形成した
ヨークと、該ヨークに固着した複数個のポールア
センブリとを具えている電気機械の固定子におい
て、前記ヨークが１個の機械的構体及び積層磁気
構体の双方として作用する１個の構成素子をなす
べく、前記磁気材料製の帯状体をら旋状に巻回す
る巻回ターンの相隣接する巻回ターン間に接着剤
を介在させて前記帯状体をヨークの軸線に対し垂
直方向に連続的にら旋状に巻回して形成した中空
のほぼ円筒状構体をもつて前記ヨークを構成し、
かつ前記ポールアセンブリを前記ら旋状に巻回し
たヨークに直接取付けて該ヨークによつて支持せ
しめるようにしたことを特徴とする電気機械の固
定子にある。

さらに本発明は磁気材料製の帯条体の巻枠のま
わりに連続的にら旋状に巻回し、該ら旋状の巻回
ターンを互いに接着し、ついで前記巻枠を取外し
て前記ら旋状の巻回体を中空のほぼ円筒状構造の
単一構成素子とし、かつこの構成素子の内側面に
ポールアセンブリを固着することを特徴とする電
気機械の固定子製造方法にある。

さらに本発明の好適実施例においては、帯状形
態にある磁気材料に接着性の結合材料を被着し、
巻装工程後この結合材料を硬化させてコイル構体
の相隣接する巻回ターンを一緒に結合させるよう
にする。このようにすれば電気機械の使用時にお
ける磁気雑音が現象する。

以下、図面により本発明の実施例を説明する。

本発明による電気機械の固定子製造方法によれ
ば、例えば第１図に示すような円筒形態または以
下説明するような多角形状の断面を有するマンド
レル１を利用することができる。アンニールした
ミルド鋼の如き磁気材料性の帯状体１０を供給ロ
ール９から案内ロール７によつて油トリ液８を通
過させ、さらに、スリツテイングカツタ５，６
間、コーテイング付与ローラ３，４間を経てマン
ドレル１に巻装する。この帯状体１０の先端はマ
ンドレル１の面に形成したスリツト２に固定す
る。

ローラ３，４は帯状体の両面にコーテイングを
付与すべく配置する。例えば、一方のコーテイン
グは電気絶縁材料とし他方のコーテイングは接着
材料とすることができる。好ましくは接着材料を
半硬化状態で付与してヨークをマンドレル１上に
巻き付けた後の次の加熱工程において接着材料が
ヨークの相隣接するコイル間を強力に結合させる
ようにする。この接着性コーテイングそのものを
電気絶縁性のものとすることもできる。

スリツテイングカツタ５，６は第２図に示すよ
うに、帯状体１０の端縁から縁部の部分１２だけ
離間させ、かつ互いに距離Ａだけ離間する隣接ス
リツト（又はアパーチヤ）１１を形成すべく配置
する。この距離Ａは直流機の隣接ポール（主ポー
ルまたはインターポール（補極）のいずれか）間
の磁路に沿う距離にほぼ等しくする。

帯状体１０は、その長さ方向に沿つて最大透磁
率の軸線を有する結晶粒配向鋼をもつて形成し、
第３図に示すように上述した工程で形成したコイ
ルヨーク１３においては、帯状体１０の両端部１
９，２０を円周方向にて隣接させて磁気不平衡を
最小とするのが好適である。端部２０のマスクと
して作用する例えばネームプレート２１をヨーク
１３に固着させるのが好適である（第４図）。

第３図および第４図はマンドレル１の形状によ
つて生ずるヨーク１３の異なる形状をそれぞれ示
す図である。第３図のヨーク１３は断面が円筒形
状であり、第４図のヨーク１３は断面が多角形状
であるが、各ヨーク１３とも所定位置にボルト１
６，１７でそれぞれ固定した２個の主ポール１４
および２個のインターポール１５を具えている。
帯状体１０の端部１９，２０は相隣接するポール
の中間に位置させる。また、第４図に示す例のヨ
ーク１３は等しい寸法の相隣接する平坦部分の間
に湾曲部分を有しているが、平坦部分の寸法はヨ
ーク１３の円周に沿つて異なる値とすることもで
きる。

帯状体１０の厚さは0.3〜0.8mmとすることがで
きる。帯状体の幅はヨーク１３の軸方向の長さよ
りもわずかに大きくして、帯状体の巻回後に得ら
れたヨークの端部面を工作して構成部品を受け入
れることができるようにする必要がある。第５図
に示すように端部面２２は階段状とし、これを端
部フレーム２３に固定させることができる。な
お、ポール１４は一体に接着した積層板をもつて
形成し、回転子１８も同様にそれぞれ直流機の軸
方向に延在させた積層板をもつて形成する。第６
図は端部面２２が他の形状を有する例を示す図で
ある。この場合には、例えば鋼性のむくの補強リ
ング２４を使用する。これらのリングはコイルヨ
ーク１３の形成工程中第１図に示すマンドレル１
と一緒に組立ることができる。この場合、帯状体
１０をマンドレル１上に巻装する前にその帯状体
をふち取りし、かつ接着またはピンによりリング
２４に固定させる。

第７図はヨーク１３の他の実施例を示す図であ
る。この場合、円筒形態のコイル部分２８は多角
形形態のコイル部分３２を取り囲み軸方向に延在
する空間２９を形成し、この空間に沿つて冷却ガ
ス例えば空気を流すことができる。

コイルヨーク１３を第２図に示すようなスリツ
ト１１を設けないで形成することもできるが、こ
の場合には各ポールを通過する磁束がヨーク１３
のコイルによつて形成された積層部を横切つてヨ
ーク１３に沿つて相隣接するポールを通過するよ
うにする必要がある。磁束が積層部の面に直交す
る方向に積層された構体を通過する個所にて、ポ
ールの磁束が急激に変化することにより渦電流が
生ずる。このためにスリツト１１を設けるのが好
適である。このスリツト１１は交流を整流して得
られる直流電圧を給電することによつて生じる渦
電流の影響を除去する作用もする。第８図は２個
のポール１４を有している直流機を示し、この直
流機のヨーク１３のポール１４と隣接する斜線を
施して示した部分３１はこのヨークの各巻回ター
ンにスリツト１１を含んでいる。この部分３１は
隣接するインターポールに最も影響を及ぼすこと
は勿論であり、この個所では磁束が急激に変化す
るのが普通である。従つて、スリツト部分３１を
インターポールに隣接させて設け、かつ主ポール
をスリツトのないヨーク個所に取付けるのが有利
である。完成ヨーク１３のスリツト１１には電気
絶縁性の接着材料をしみ込ませて、これらスリツ
トを経て渦電流が流れるのを阻止することができ
る。磁束通路は図に示すように形成され、磁路長
が極めて長くなるためヨークの半径方向の厚さを
最小とすることができる。

ヨーク１３の製造方法の詳細についてはその説
明を省略し、図示のみとする。例えば、ポールお
よびインターポールはサラねじ（第５図参照）で
コイルヨーク１３に固定させるのが有利であり、
しかもコイルヨーク１３の穴には補強細条または
ワツシヤを設けてヨークに引張応力よりむしろ圧
縮応力を与えるようにすることができる。最終構
体を押圧してヨーク１３の中間部コイルをだぼで
固定させて、内外面を所要に応じてほぼ円筒状又
は等角平坦面状とすることができる。

接着材料は必ずしもマンドレル１上に巻付けを
行う前に磁気材料に付与する必要はない。例え
ば、ヨーク１３の巻回ターン間をわずかに離間さ
せてその間に液状接着剤を毛細管現象によつて入
れることができる。この巻回ターンは、磁気材料
が帯状形態にある時にこの磁気材料の一方の表面
上に押しつぶされない材料から成るミクロン単位
の粒体をコーテイングすることによつて離間させ
ることができる。このコーテイングは静電スプレ
ーにより行つてこれら粒体を均一に分布させるこ
とができる。

スリツト１１はプレス操作または放射ビームに
よる切削工程で形成することができる。例えば、
この切削工程は適当な高出力レーザを用いて行
い、この場合レーザビームを帯状材料の移動中こ
の帯状材料の上に走査させて所望のスリツトパタ
ーンを形成することができる。これらスリツト幅
は千分の数インチ（１インチ≒2.54cm）とし、そ
の長さは１〜２インチとし、相隣接するスリツト
間の間隔は１インチの千分の１の40〜80倍とす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電気機械の固定子の製造方法を
説明するための図、第２図は巻回前の帯状材料の
一部分を示す図、第３図および第４図は本発明に
よる固定子の他の形態を示す図、第５図は第４図
の断面図、第６図は第５図に示す部分の変形例を
示す図、第７図は本発明による固定子の他の実施
例を示す図、第８図は本発明による固定子におけ
る磁束通路を示す図である。１０……磁気材料製の帯状体、１１……スリツ
ト又はアパーチヤ、１３……ヨーク、１４……ポ
ールアセンブリ、１６……ボルト。

Claims

【特許請求の範囲】１磁気材料製の帯状体により形成したヨーク１
３と、該ヨークに固着した複数個のポールアセン
ブリ１４とを具えている電気機械の固定子におい
て、前記ヨークが１個の機械的構体及び積層磁気
構体の双方として作用する１個の構成素子をなす
べく、前記磁気材料製の帯状体１０をら旋状に巻
回する巻回ターンの相隣接する巻回ターン間に接
着剤を介在させて前記帯状体１０をヨークの軸線
に対し垂直方向に連続的にら旋状に巻回して形成
した中空のほぼ円筒状構体をもつて前記ヨークを
構成し、かつ前記ポールアセンブリ１４を前記ら
旋状に巻回したヨークに直接取付けて該ヨークに
よつて支持せしめるようにしたことを特徴とする
電気機械の固定子。２前記ら旋の相隣接する巻回ターンにアパーチ
ヤ１１を設け、これらのアパーチヤを前記ヨーク
１３の厚さ方向に整列させて前記ヨークに等角度
離間Ａされる領域３１を形成して、前記ポールア
センブリ１４を前記各領域３１の個所におけるヨ
ークに１個づつ固着させるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の電気機械の
固定子。３前記ポールアセンブリ１４を前記ヨーク１３
の巻回ターンを経て延在させるボルト１６によつ
て前記ヨーク１３に固着させるようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の電気機
械の固定子。４前記ポールアセンブリ１４の各々を、前記ヨ
ーク１３の軸線方向に積層した積層体をもつて構
成するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第２又は３項のいずれか一項に記載の電気機械
の固定子。５磁気材料製の帯状体を巻枠のまわりに連続的
にら旋状に巻回し、該ら旋状の巻回ターンを互い
に接着し、ついで前記巻枠を取外して前記ら旋状
の巻回体を中空のほぼ円筒状構造の単一構成素子
とし、かつこの構成素子の内側面にポールアセン
ブリを固着することを特徴とする電気機械の固定
子製造方法。