JP2004112961A

JP2004112961A - 樹脂モールドモータ

Info

Publication number: JP2004112961A
Application number: JP2002274529A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamashita; 山下　智
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】巻線と固定子鉄心間の熱伝導性を向上させ、モータ出力の向上および損失の少ない高効率モータを提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂モールドモータの固定子１は、固定子鉄心２のスロット部３の内壁に絶縁物４を設け、その一部に細長いスリット状の開口部４ａを巻線５ａと直交方向あるいは傾斜方向に複数設けている。マグネットワイヤ５による巻線５ａを施したあと、固定子鉄心２の内周から外周の範囲の隙間に高熱伝導性樹脂６をモールドする。これにより開口部４ａにも高熱伝導性樹脂６が充填される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業分野また家庭電気製品などに使用される樹脂モールドを施した固定子を有する樹脂モールドモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの大出力化や高効率駆動あるいは防水防塵性を高めるために、固定子鉄心スロットの巻線部を樹脂材料でモールドすることが一般的に実施されている。
【０００３】
この樹脂モールドモータの固定子は、マグネットワイヤと固定子鉄心が巻線時およびモールド時の圧力などで接触することを防ぐために、固定子鉄心のスロット部にマイカや樹脂材料からなる絶縁物を設けており、巻線を施した後に、マグネットワイヤと固定子鉄心を樹脂モールドしていた。
【０００４】
また、筒状の樹脂ケースをモータに嵌装し、その固定子と樹脂ケースとの間に熱放散性の樹脂材を充填することで、巻線から発生する熱を放散するものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１４７７４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ駆動電流により巻線で発生した熱は、モールド樹脂材料、絶縁物、固定子鉄心を経て固定子からモータ全体に伝導することになるが、一般に絶縁性能の高い材料は熱伝導率が低く、高熱伝導性の樹脂材料で巻線部をモールドしても、固定子鉄心と巻線間に絶縁性能の高い絶縁物を設けているため、巻線から固定子鉄心への熱放散が十分確保できず、マグネットワイヤの温度上限から制約されるモータ出力の向上が図れず、課題があった。
【０００７】
また、巻線の温度上昇による抵抗値の上昇によって損失が増加して駆動効率の低下を招き、課題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、巻線と固定子鉄心間の熱伝導性を向上させ、モータ出力の向上および損失の少ない高効率モータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、巻線から固定子鉄心への熱伝導を妨げる絶縁物の一部に開口部を設け、この開口部に前記絶縁物より熱伝導性の高い樹脂材料を充填するもので、巻線の温度上昇を低減させ、モータ出力の向上および損失の少ない高効率モータを得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１に記載の樹脂モールドモータは、固定子鉄心スロット部に絶縁物を設け、マグネットワイヤによる巻線を施した固定子を樹脂材料にてモールドするモータにおいて、前記絶縁物の一部に開口部を設け、この開口部に前記絶縁物より熱伝導性の高い樹脂材料を充填したもので、巻線で発生した熱は、熱伝導性の高い樹脂材料から固定子鉄心に効率よく放散されるため、巻線の温度上昇を低減させることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の樹脂モールドモータは、巻線方向に対して直交あるいは傾斜方向に細長いスリット状の開口部を絶縁物に複数設けたもので、スリット状の開口部にモールド樹脂が充填されやすくなり、巻線が発生する熱を放散できるとともに、巻線と固定子鉄心間の絶縁を確保できる。
【００１２】
さらに、請求項３および請求項４に記載の樹脂モールドモータは、開口部を充填する樹脂材料と固定子をモールドする樹脂材料とを別の材料としたもので、予め開口部に高熱伝導性の樹脂材料を充填できる。このため巻線占積率が高い集中巻線においても実施でき、巻線と固定子鉄心間の絶縁が確実になるとともに巻線が発生する熱を放散できる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施例１）
実施例１は、固定子に分布巻き巻線を施した樹脂モールドモータである。
【００１５】
図１において、樹脂モールドモータの固定子１は、固定子鉄心２の１つのスロット部内壁に１つの絶縁物４を設け、マグネットワイヤ５を分布巻きした巻線５ａを施したあと、固定子鉄心２と絶縁物４および巻線５ａの隙間を高熱伝導性樹脂６でモールドしている。ロータ７は、固定子１の両端に配置したエンドブラケット８に設けた軸受９で回転自在に支持される。
【００１６】
絶縁物４は図２に示すように、細長いスリット状の開口部４ａを傾斜方向に設けたので、モールド樹脂が開口部４ａに流れやすく充填を促進する。また、開口部４ａは巻線方向に対して傾斜させており、巻線工程からモールド工程までの間、固定子鉄心と巻線間の絶縁を確保できる。さらに、スロット内周部に沿い易いように折目４ｂを設けている。
【００１７】
この絶縁物４の材料には、高い絶縁性能を有したメタ系アラミド紙あるいはポリイミドフィルムを用いる。一方、高熱伝導性樹脂６は、不飽和ポリエステル樹脂にアルミナなどを配合して絶縁物４よりも熱伝導率を向上させており、モールドにより固定子鉄心２のスロット部３と巻線５ａの隙間、および開口部４ａに充填させる。
【００１８】
これにより、モータ駆動のために巻線５ａに電流を流すことにより発生する熱の多くは、開口部４ａに充填された高熱伝導性樹脂６を通じて直接固定子鉄心２に伝わり、固定子鉄心２の外周表面とモールド樹脂の表面から空気中に放散される。
【００１９】
一方、固定子鉄心２自身も磁束の変化により生じるヒステリシス損や渦電流損すなわち鉄損に伴う熱が発生するが、巻線５ａから発生する熱と共に、固定子鉄心２の外周表面からモータの外部に放散される。
【００２０】
ここで、熱伝導率を中心にして説明する。発熱源となる巻線材料の銅は４０３Ｗ／ｍ・Ｋ、その熱を放散させる固定子鉄心材料の鉄は８３．５Ｗ／ｍ・Ｋである。また、その周囲に配置する高熱伝導性樹脂は２．０Ｗ／ｍ・Ｋ、絶縁物の樹脂材料は０．１〜０．１８Ｗ／ｍ・Ｋである。ちなみに、空気は０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００２１】
このように、絶縁物４に用いるメタ系アラミド紙の熱伝導率（０．１〜０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ）は、モールド材として用いる高熱伝導性樹脂の熱伝導率（２．０Ｗ／ｍ・Ｋ）の約１０〜２０倍の格差がある。このため、絶縁物４の開口部比率が２０％程度であっても、巻線５ａから固定子鉄心２までの熱伝導性は２倍以上良化する。
【００２２】
（実施例２）
実施例２は、集中巻線方式の固定子である。
【００２３】
図３において、３１は固定子鉄心、３２は絶縁物、３３は巻線、３４はモールド樹脂と別の高熱伝導性樹脂である。
【００２４】
絶縁物３２は、固定子鉄心３１のスロット内壁に装着され、固定子鉄心３１の両端面に設ける絶縁端板（図示せず）により保持される。そして、固定子鉄心３１のティースごとに集中巻により高密度の巻線３３が施されたあと、樹脂モールドする。
【００２５】
ところで、絶縁物３２の開口部３２ａには、高熱伝導性樹脂３４を予め塗布などにより充填し、硬化させる。このため、開口部の形状は、高熱伝導性樹脂３４が充填しやすく保持されやすい形状（例えば、小さい丸孔）にすればよく、必ずしもスリット形状でなくてよい。また、高熱伝導性樹脂３４の充填は、絶縁物３２をスロット部に装着する前あるいは後のどちらでもよい。
【００２６】
実施例２は、スロット部の巻線密度が高く、モールド樹脂が絶縁物の開口部まで十分に充填されない場合に有効であり、巻線と固定子鉄心の絶縁を確保しつつ固定子鉄心に効率良く熱放散できる。
【００２７】
なお、本発明の実施において、巻線に印加される入力電圧が比較的低いときには、開口部比率を大きくして熱の放散性をさらに高めることができる。また、入力電圧が高いときには、開口部比率を２０％程度にとどめて絶縁物の厚みを厚くすればよく、絶縁と熱の放散の両性能を確保できる。
【００２８】
したがって、開口部比率および絶縁物の厚みは一定ではなく、モータの使用条件により適宜決定すればよい。
【００２９】
また、樹脂モールドモータ以外にも同じような構造を持つ変圧トランスなどにも本発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、絶縁物の開口部に高熱伝導性樹脂を充填するので、巻線で発生した熱は、高熱伝導性樹脂から固定子鉄心に伝わり放散され、巻線の温度上昇を低減させることができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明によれば、開口部の形状をスリット状にすることでモールド樹脂が充填されやすくなり、巻線が発生する熱を放散できるとともに、巻線と固定子鉄心間の絶縁を確保できる。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明によれば、モールド樹脂とは異なる高熱伝導性樹脂を予め開口部に充填できるため、巻線と固定子鉄心間の絶縁が確実なものとなり、かつ巻線が発生する熱を固定子鉄心から放散できる。
【００３３】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、絶縁物の開口部にモールド樹脂が充填されにくい集中巻線方式の固定子であっても実施することができる。
【００３４】
したがって、巻線の温度上昇を低減させ、モータ出力の向上および損失の少ない高効率モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における樹脂モールドモータの半断面図
【図２】本発明の実施例１における絶縁物の説明図
【図３】本発明の実施例２における固定子の要部断面図
【符号の説明】
１　固定子
２、３１　固定子鉄心
４、３２　絶縁物
４ａ、３２ａ　開口部
５　マグネットワイヤ
５ａ、３３　巻線
６　高熱伝導性樹脂（モールド樹脂）
３４　高熱伝導性樹脂（モールド樹脂とは別）

Claims

固定子鉄心スロット部に絶縁物を設け、マグネットワイヤによる巻線を施した固定子を樹脂材料にてモールドするモータにおいて、前記絶縁物の一部に開口部を設け、この開口部に前記絶縁物より熱伝導性の高い樹脂材料を充填したことを特徴とする樹脂モールドモータ。
巻線方向に対して直交あるいは傾斜方向に細長いスリット状の開口部を絶縁物に複数設けた請求項１に記載の樹脂モールドモータ。
開口部を充填する樹脂材料と固定子をモールドする樹脂材料とを別の材料とした請求項１または請求項２に記載の樹脂モールドモータ。
固定子の巻線が集中巻である請求項３に記載の樹脂モールドモータ。