CN101662177A

CN101662177A - 电动机

Info

Publication number: CN101662177A
Application number: CN200910163942A
Authority: CN
Inventors: 石井公平; 野间启二; 地头园智昭; 筱田和夫
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP2010035360A; CN101662177B

Abstract

本发明提供一种批量生产性良好，并且实现了定子－线圈间和线圈的相间的可靠绝缘的电动机，在具有集中绕组的定子和转子的电动机中具备绝缘体，上述绝缘体具有使线圈－铁芯间和线圈相间绝缘的多个绝缘脚部。该绝缘体由连接多个绝缘脚部的圆环状的圆环部；设置在上述圆环部外周侧并设置有连接上述线圈和引出线的压接端子的端子固定部；和固定上述线圈的中性点的中性点固定部构成。具有下述(1)～(3)的特征。(1)在定子的相反一侧设置进行搭接线与引出线的导向和固定的引导部。(2)将端子固定部设置在圆环部的周向上与绝缘脚部相同的位置上。(3)在端子固定部的比圆环部还靠下方的位置设置下方延伸部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及多级、多相的电动机。

背景技术

在各种各样用途中作为动力而使用的多级多相电动机中，作为线圈的绕线方式，已知有集中绕组方式。所谓集中绕组方式是将定子的线圈经由绝缘物直接缠在齿状物上的方式，具有生产设备合理化和能够减少电线量进而减少漏泄电流等优点。

这种集中绕组方式的电动机虽然容易实现绕线工序的自动化，但是像与引出线和导线的连接处理等这样的的端线部分的处理很费工夫，与之相对应已提出了各种各样的提案(例如，参照专利文献1、2)。

另一方面，缠绕在齿状物上的线圈的相间必须要绝缘，但若线圈数量增大，就很难确保绝缘。作为应对这样的相间的绝缘的现有技术，已知有专利文献3、4的结构。

【专利文献1】日本特开2003-158845号公报

【专利文献2】日本特开2003-158846号公报

【专利文献3】日本特开2004-72857号公报

【专利文献4】日本特开2007-181313号公报

如上述的专利文献1～2所述，在缠绕在定子上的线圈引出线等的端线部分的处理中尝试着各种各样的办法。这些线的固定不仅必须要在进行了线圈绕线之后再进行，还需要不干扰转子的旋转运动，并且必须在不对旋转磁场给予影响的位置上进行。从而，在专利文献1～2中，在定子上方的位置上使用端子板和配线处理板进行末端处理。

此外，专利文献3～4使用树脂绝缘或者绝缘部件实现了各相的线圈间的绝缘。

但是，这些现有技术都是以线圈绕线已完成的状态为前提的。例如，在专利文献1～2中，从该状态开始通过板部件进行末端处理，不是对于意识到前后工序后的结构进行考虑的。即，只不过是公开了一种改善“复杂的后工序”的方式，而没有从电动机全部工序实现批量生产性的提高。此外，在专利文献3～4中虽然公开了在各相的线圈间夹有绝缘体的结构，但是与专利文献1～2同样地没有意识到前后工序。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种批量生产性良好，能够实现定子-线圈间和线圈的相间的可靠绝缘的电动机。

为了达到上述目的，本发明涉及一种电动机，其具有：在设置于铁芯的齿状物上缠绕线圈的集中绕组的定子；和利用流过上述线圈的电流所产生的旋转磁场进行旋转的转子，在该电动机中，

具有绝缘体，上述绝缘体具有使线圈-铁芯间和线圈相间绝缘的多个绝缘脚部，

该绝缘体具有：连接多个绝缘脚部的圆环状的圆环部；设置在上述圆环部外周侧并设置有连接上述线圈和引出线的压接端子的端子固定部；和固定上述线圈的中性点的中性点固定部，

在上述圆环部的与上述定子相反一侧的面上设置引导部，上述引导部进行上述线圈的搭接线与上述引出线的导向和固定，

上述端子固定部设置在上述圆环部的周向中与上述绝缘脚部相同的位置上，

在上述端子固定部的比上述圆环部还靠下方的位置，设置有向着上述铁芯延伸的下方延伸部。

此外，在具有上述特征的电动机中，更优选具有如下具体特征。

(1)上述中性点固定部设置在上述圆环部的周向上不同于上述端子固定部的位置、且与上述绝缘脚部之一相同的位置上。

(2)上述下方延伸部的前端与上述铁芯抵接。

(3)上述端子固定部具有在上述定子的相反侧方向上开口并插入上述压接端子的插入孔，上述压接端子和上述中性点在上述定子的相反侧的方向上露出。

(4)上述线圈具有在上述铁芯的上下突出的线圈尾部，在上述线圈尾部与上述铁芯的表面之间形成有空间，该空间位于上述绝缘脚部之间。

(5)上述空间向着离心方向内外开放，上述绝缘脚部和上述下方延伸部被设置在不与上述空间相干扰的位置上。

(6)上述绝缘脚部在上述铁芯内延伸到上下缠绕的上述线圈的高度方向的中央部。

根据本发明，能够提供一种批量生产性良好，能够实现定子-线圈间和线圈的相间的可靠绝缘的电动机。

附图说明

图1是本实施方式涉及的电动机的分解立体图。

图2是示出本实施方式涉及的电动机1的线圈端部的图。

图3是省略了端线部分而示出的定子外观的立体图、侧视图和俯视图。

图4是绝缘体的外观立体图。

图5是转子的分解立体图。

图6是示出搭载本实施方式的电动机的一例的图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。图1是本实施方式涉及的电动机的分解立体图。本实施方式的电动机1构成为具有：在由层叠钢板形成的铁芯11上缠绕有线圈13的定子10；和利用流到线圈13中的电流所产生的旋转磁场进行旋转的转子20。转子20如后所述地在层叠钢板内部填入永久磁铁，本实施方式的电动机1成为所谓的永磁电动机(IPM电动机)。

如图1所示，定子10是在铁芯11上设置的齿状物(テイ一ス)12上缠绕线圈13的集中绕组方式，在已缠在铁芯11上的状态中，线圈13形成从铁芯11的上下两侧突出的线圈尾部13a。

此外，线圈13的端部与导线的电气性连接或中性点的固定是必要的。在本实施方式中在处理这些线圈13端部中，在铁芯11上方具有形成线圈端的处理部的绝缘体14。

图2是示出本实施方式涉及的电动机1的线圈端部的图，图2(a)示出了各相的线圈末端，图2(b)示出了中性点的线圈末端，图2(c)示出了引出线。

如图2(a)所示，u相、v相、w相的各相的线圈末端15，从定子10的线圈13侧经由绝缘体14的线圈脚引出部，引出到绝缘体14的上部。于是，在u相中，以u₁侧和u₂侧为一组被固定。v相和w相也同样地固定。这些各相的线圈末端通过与引出线17电气性连接而通电。关于该连接时的绝缘体14的结构以后进行叙述。

此外，从图2(a)可知，设置了3个用于固定各相的端子固定部，在这些端子固定部附近设置各相线圈的一侧，另一侧被顺时针引绕过绝缘体14。

下面，使用图2(b)关于中性点侧的线圈末端进行说明。中性点侧的线圈末端15从不同于图2(a)的线圈脚引出部的位置上引出6个端，将它们集中后利用压着端子16固定在绝缘体14上设置的中性点固定部上。

引出线17如图2(c)所示，从端子固定部顺时针引出。该环绕方向与各相的线圈末端15的环绕方向同向，使得尽量不与各相的线圈末端15相干扰。

再有，为了向期望方向导向上述各个端线(搭接线)，并且抑制各端线的接触，对绝缘体14施加了引导形状。特别是虽然在引出线17上设置了强度大的绝缘被膜，但是由于其他线圈末端15一般都是搪瓷被膜这样的容易脱落的被膜，因此，为了抑制这些线圈末端的接触，将引导形状设置得有高低差。

此外，在图2(b)(c)中示出的※部分中进行中性点和引出线17的固定。即，从后述的中性点导向部14g向着中性点固定部14d的中性点的线圈末端15和引出线17，在这些配线所通过的部位，并且是各相的线圈末端15不通过的部位被固定。在本实施方式中，按照在该部位能够受激(レ一シング)的方式在绝缘体14设置沟槽，使得能在该位置上利用软线固定两条配线。

图3是省略了端线部分而示出的定子10的外观的图，图3(a)示出立体图，图3(b)示出侧视图，图3(c)示出俯视图。此外，图4是本实施方式的绝缘体14的外观立体图。使用图3和图4，关于绝缘体14的结构和绝缘体14对于铁芯11的安装结构进行说明。

如前所述，在铁芯11设置齿状物12，在该齿状物12上缠绕线圈13。利用流到该线圈13中的电流产生旋转磁场，转子20进行旋转。本实施方式的绝缘体14具有使线圈-铁芯间和线圈相间绝缘的多个绝缘脚部14a。

绝缘脚部14a从圆环状的圆环部14b开始延伸，任一个绝缘脚部14a都成为向一个方向延伸的结构。换言之，圆环部14b连接多个绝缘脚部14a作为一个部件，使线圈-铁芯间和线圈的相间能够绝缘。如图4所示，线圈的相间的绝缘主要由基部14a′进行，线圈-铁芯间的绝缘主要由凸缘部14a″进行。

再有，绝缘脚部14a在铁芯11内延伸到上下缠绕的线圈13的高度方向的中央部。即，若假设铁芯11的上下方向的长度为L₁，铁芯11内的绝缘脚部14a的延伸长度为L₂，则绝缘脚部14a就具有L₁≤2L₂的长度L₂。这相当于在永磁电动机中起磁时，在使大电流瞬时流通过线圈13时的线圈13的瞬动中防止线圈的相间的接触而需要的长度。

如上所述，绝缘脚部14a由在离心方向上放射状设置的基部14a′和位于基部14a′的内周侧并向圆周方向延伸的凸缘部14a″构成，利用该结构，确保了绝缘脚部14a的强度，也抑制了插入到线圈13高度方向的中央部时的破损，能够容易地进行插入。

在圆环部14b的外周侧设置着端子固定部14c和固定线圈13的中性点的中性点固定部14d，所述端子固定部14c设置有连接线圈13和来自线圈的引出线17的压接端子。

此外，在圆环部14b的定子10相反侧的面、即与多个绝缘脚部14a延伸的面相反侧的面上，设置着进行线圈末端15的各配线与引出线17的导向和固定的引导部14e。引导部14e是为了向圆周方向导向圆环部14b上的配线而设置的，在导向所需的范围内固定配线。从而，根据导向作用而形状和高度不同，为了尽量避免各配线的接触，在圆环部14b上设置有多个引导部14e。

通过绝缘体14具有上述各结构，不仅电气性绝缘，而且也能够导向和固定从线圈13延伸的各线。

端子固定部14c被设置于在圆环部14b的周向上与绝缘脚部14a相同的位置上。此外，在端子固定部14c的下方设置向着铁芯11延伸的下方延伸部14f。在本实施方式中，如图4所示，端子固定部14c中具有在铁芯11的相反侧方向上开口并插入压接端子的插入孔14c′。因此，由于在从开口侧向插入孔14c′插入压接端子时，下方延伸部14f与铁芯11抵接并被固定，因此，能够容易地进行插入操作。

此外，由于在圆周方向上设置了多个下方延伸部14f，因此，也有助于在铁芯11上安装绝缘体14时的定位。即，在线圈13的相间空隙间插入绝缘脚部14a后将绝缘体14安装在铁芯11上时，通过使多个下方延伸部14f的尖端与铁芯11的表面抵接，就成为能够在线圈尾部13a的上方水平安装圆环部14b的结构。

再有，本实施方式的绝缘体14配合线圈13的绝缘位置而具有6个绝缘脚部14a，但端子固定部14c的数量为3个。这是由进行固定的端子数量决定的，若是在圆周方向中与绝缘脚部14a相同的位置，则不限于3个。

此外，将中性点固定部14d设置在圆环部14b的周向中不同于端子固定部14c的位置、即与绝缘脚部14a之一相同的位置上。即，设置在6个绝缘脚部14a中的、与端子固定部14c所位于的3个绝缘脚部14a不同的地方上。当然，在该位置上也设置着下方延伸部14d，在设置中性点时，通过与铁芯11抵接来固定下方延伸部14d，很容易进行安装。

中性点固定部14d也与端子固定部14c同样地具有从上方插入中性点的开口，通过插入来固定中性点。从而，压着端子16和中性点在绝缘体14中成为在铁芯11的相反侧方向上露出的结构。

再有，在固定中性点时，利用设置在圆环部14b的周向中与绝缘脚部14a相同的位置上的中性点导向部14g，向中性点固定部14d引导中性点。该中性点导向部14g设置在与中性点固定部14d相邻的绝缘脚部14a的位置上，从而很容易进行固定。在中性点导向部14g的位置上也设置着下方延伸部14d，得到与上述同样的效果。

本实施方式中是利用中性点导向部14g向中性点固定部14d的方向导向线圈末端，并进一步利用第二中性点导向部14g′(位于中性点导向部14g和中性点固定部14d之间)向固定部14d引导中性点的结构。

线圈13如上所述地具有向铁芯11的上下突出的线圈尾部13a。在缠绕在铁芯11上的线圈13中，线圈尾部13a示出了从铁芯11向上下突出的部分，如图3(b)所示，在线圈尾部13a的线圈缠绕的圆周内和铁芯11的表面之间形成有空间。

该空间是在向铁芯11缠绕线圈13的制造工序中为了提高占空因数而放置其他部件的夹具所产生的。具体地说，由于经过了(1)在齿状物12的上下之间放置夹具，(2)在齿状物12和夹具周围缠绕线圈13，(3)线圈13的缠绕结束之后，(4)拆下夹具，这样(1)～(4)的工序后缠上了线圈13，因此就在拆下夹具的部分产生空间。

由于本实施方式的绝缘脚部14a使线圈相间绝缘，因此，该空间就位于多个绝缘脚部14a之间。此外，如上所述，端子固定部14c、中性点固定部14d和在这些固定部上固定端子等时进行定位的下方延伸部14f，都在绝缘体14的圆周方向中设置在与绝缘脚部14a相同的位置上。从而，该空间向着离心方向内外敞开。

其结果，由于绝缘脚部14a和下方延伸部14f在离心方向中位于不与空间相干扰的位置上，因此，在制造工序中拆下夹具时，绝缘体14不成为妨碍。

如上所述，本实施方式的绝缘体14不仅实现了线圈-铁芯间和线圈的相间的可靠的绝缘，而且具有批量生产性良好的形状。

图5是本实施方式的转子20的分解立体图。如图1所示，本实施方式的转子20与定子10的内周面对置地进行配置。具有由层叠钢板构成的铁芯22和填入到铁芯22内的永久磁铁21。

从而，通过利用绝缘体14固定的配线端部进行通电，在线圈13中产生电流，转子20就利用其旋转磁场而进行旋转。

图6是示出搭载本实施方式的电动机1的一例的图。示出了搭载在冷冻空调机中所使用的密闭式电动压缩机中的例子。在该图6中省略了压缩机部分，但其结构是在旋转轴24上连结活塞式、轮转式或者涡轮式压缩机，在密闭容器30内压缩制冷剂的结构。

在冷冻空调机的密闭式电动压缩机中使用的电动机中，以在密闭容器30内固定定子10，在密闭容器内长期进行运转为前提。此外，在与制冷剂的压缩机构连结的关系上，为了消除不平衡而多数都安装有平衡锤23(参照图5)。另外，还要求按照负荷以宽范围的转速进行驱动。

因为要求在这样的过于苛刻的环境中长时间运转，因此必须要可靠地固定从线圈来的各线，通过使用本实施方式的电动机，能够可靠地实现线圈和铁芯的电气性绝缘，能够实现可靠性高的电动压缩机。

当然，本实施方式的电动机不限于在密闭容器30内使用的情况，在内外连通的框体内使用的情况也没问题。此外，本实施方式中平衡锤23不是必须的结构，当然能够在通用的电动机中使用。

Claims

1.一种电动机，其具有：在设置于铁芯的齿状物上缠绕线圈的集中绕组的定子；和利用流过所述线圈的电流所产生的旋转磁场进行旋转的转子，该电动机的特征在于，

具有绝缘体，所述绝缘体具有使线圈-铁芯间和线圈相间绝缘的多个绝缘脚部，

该绝缘体具有：连接多个绝缘脚部的圆环状的圆环部；设置在所述圆环部外周侧并设置有连接所述线圈和引出线的压接端子的端子固定部；和固定所述线圈的中性点的中性点固定部，

在所述圆环部的与所述定子相反一侧的面上设置引导部，所述引导部进行所述线圈的搭接线与所述引出线的导向和固定，

所述端子固定部设置在所述圆环部的周向中与所述绝缘脚部相同的位置上，

在所述端子固定部的比所述圆环部还靠下方的位置，设置有向着所述铁芯延伸的下方延伸部。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述中性点固定部设置在所述圆环部的周向上不同于所述端子固定部的位置、且与所述绝缘脚部之一相同的位置上。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述下方延伸部的前端与所述铁芯抵接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述端子固定部具有在所述定子的相反侧方向上开口并插入所述压接端子的插入孔，所述压接端子和所述中性点在所述定子的相反侧的方向上露出。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述线圈具有在所述铁芯的上下突出的线圈尾部，在所述线圈尾部与所述铁芯的表面之间形成有空间，该空间位于所述绝缘脚部之间。

6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于，

所述空间向着离心方向从内向外敞开，所述绝缘脚部和所述下方延伸部被设置在不与所述空间相干扰的位置上。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述绝缘脚部在所述铁芯内延伸到上下缠绕的所述线圈的高度方向的中央部。