JP2005328700A - 圧縮機用電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層巻線への通電による着磁時の、電流が同方向に流れるスロットの多重巻線間に互いに作用する引合力による絶縁性ボビンの鍔部の根元部の損傷の防止。
【解決手段】 固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁性ボビンを介して多層巻線を巻装し、この多層巻線により回転子鉄心に備えた未着磁の磁石を着磁し永久磁石を形成する圧縮機用電動機において、上記絶縁性ボビンは固定子鉄心の端面に接する端板、上記端板の内周側及び外周側に設けられた鍔部、固定子鉄線のスロット内に位置する側版からなり、上記端板及び鍔部厚さを側板の厚さよりも厚く形成したことを特徴とする圧縮機用電動機。
【選択図】 図１

Description

本発明は圧縮機用電動機に係り、特に、未着磁の磁石を着磁する際に固定子鉄心に巻装した多層巻線、絶縁性ボビン等を損傷しないようにした圧縮機用電動機に関するものである。

冷凍サイクル用圧縮機を駆動する電動機１０としては図１１に示すように６つの磁極歯１１に多層巻線１２Ua、１２Ub、１２Va、１２Vb、１２Wa、１２Wbを巻装した固定子１３と、この固定子１３の内部に４つの永久磁石１４を９０°の角度もって設けた回転子１５とから成る電動機がある。

この永久磁石１４は回転子１５の４つの円弧状孔１６に備えた未着磁の磁石を固定子１３、回転子１５等を組み込んだ後に多層巻線１２Ua等に大きな直流電流を流して着磁するようになっている。

この着磁には図１２に示すように多層巻線１２Ua等が２相接続され、これに直流電源１７からの直流電流を流すようになっている。この多層巻線１２Ua等に直流電流を流すと電動機１０には図１３に矢印で示すような磁束が生ずる。この磁束と多層巻線１２Ua等を流れる電流により相の異なる巻線１２Ua、１２Va等に同一方向の直流電流が流れる部分がある。この部分の巻線１２Ua、１２Va間、１２Ub、１２Vb間等には互いに引き合う力F が働きこれらの巻線１２Ua、１２Va、１２Ub、１２Vb等は図１４に示すように変形させられる。

この変形が大きいと巻線１２Ua、１２Va等同士が接触して絶縁破壊を起こすばかりか各多層巻線１２Ua、１２Ub等を巻装する絶縁性ボビン１９の隅部１９a や鍔部の根元部に大きな力が加わりこれを亀裂させる。

そのため、これらの多層巻線１２Ua、１２Ub等が地絡事故を起こすと言う問題があった。

そこで本発明は多層巻線への通電による着磁時の、電流が同方向に流れるスロットの多重巻線間に互いに作用する引合力による絶縁性ボビンの鍔部の根元部の損傷の防止を目的とするものである。

本発明は、固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁性ボビンを介して多層巻線を巻装し、この多層巻線により回転子鉄心に備えた未着磁の磁石を着磁し永久磁石を形成する圧縮機用電動機において、
上記絶縁性ボビンは固定子鉄心の端面に接する端板、上記端板の内周側及び外周側に設けられた鍔部、固定子鉄線のスロット内に位置する側版からなり、上記端板及び鍔部厚さを側板の厚さよりも厚く形成したものである。

また、本発明は、固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁性ボビンを介して多層巻線を巻装し、この多層巻線により回転子鉄心に備えた未着磁の磁石を着磁し永久磁石を形成する圧縮機用電動機において、
上記絶縁性ボビンは固定子鉄心の端面に接する端板および上記端板の内周側及び外周側に設けられた鍔部を有し、
上記多層巻線は少なくとも一部は、下層の巻線の巻き方向と上層のまき方向がクロスするようにまかれているものである。

以下本発明の第１の実施の形態を図１ないし図６を参照しながら説明する。

本発明電動機２０には図１に示すように環状の固定子２１S が備えられる。この固定子２１S は薄鉄板を積層して固定子鉄心２１に半径方向に等間隔で延びる複数の磁極歯２２が設けられ、これに絶縁性ボビン２３を装着するようになっている。

この絶縁性ボビン２３には図２に示すようにその内周側および外周側には鍔部２３a 、２３a が設けられ、この鍔部２３a 、２３a 間に固定子鉄心２１の内周側から多層巻線２４Ua、２４Ub、２４Va、２４Vb、２４Wa、２４Wbが巻装され、回転磁界を発生するようになっている。

環状の固定子２１S の内周部には回転子２５R が備えられ、多層巻線２４Ua等により発生した回転磁界により図示しない圧縮機を回転駆動するようになっている。

回転子２５R の薄鉄板を積層して構成した回転子鉄心２５には軸方向に延び、かつ、等間隔に配置された４つの円弧状孔２６が開けられ、これに未着磁の磁石２７を嵌め込むようになっている。

図３には多層巻線２４Ua、２４Vaとの間、２４Ub、２４Vbとの間に挿入されあるいは抜き取られる絶縁材料からなるスペーサ２８A が示されている。このスペーサ２８A の厚さM1は図６に示す多層巻線２４Ua、２４Va間等の隙間M の７０％〜１１０％の厚さに形成されている。スペーサ２８A の厚さM1が巻線間の隙間M の７０％未満では巻線の変形を充分に抑制できず、また、巻線間の隙間M の１１０％を越えると挿入作業性が悪化し、巻線に傷をつけるおそれがある。

なお、すぺーサの形状は図３に示したものに限らず、例えば、図４、図５に示した形状にしてもよい。すなわち、
図４に示すスペーサ２８B は先端の厚さM2が主要部の厚さM1より薄く形成され、先端付近がテーパー状に形成されていて、狭い多層巻線２４Ua、２４Va部の間隙でも容易に挿入あるいは抜き取ることができるとともに巻線の間に挿入するとき巻線が傷付けられるのを防止するようになっている。

図５に示すスペーサ２８C は先端部２８Caの幅M3が主要部の幅M0より狭められ、先端部付近に傾斜部が形成されていて、多層巻線２４Ua、２４Va間に障害物としての電源接続線がある場合でもこれを固定子２１S の外周方向に形成しながら容易に挿入あるいは抜き取ることができるようになっている。

つぎに、このように構成された電動機２０の着磁方法を説明する。

固定子鉄心２１の磁極歯２２にボビン２３を装着しこれに多層巻線２４Ua、２４Ub、２４Va等を巻装した固定子２１S の内周部に回転子鉄心２５の円弧状孔２６に未着磁の磁石２７を嵌め込んだ回転子２５R を組み込む。

この巻装した多層巻線、特に、着磁をする際に異相の多層巻線に同方向の直流電流が流れこれらの多層巻線に引き合い力F が働く多層巻線２４Ua、２４Vaの間にはスペーサ２８C を挿入し、また、多層巻線２４Ub、２４Vbの間には図６に示すようにスペーサ２８A を挿入する。

このような準備が完了したら図１２で示すものと同様に多層巻線２４Ua、２４Ub、２４Vb、２４Va等を２相通電を行い図１３に示すものと同様に大きな直流電流を流しその直流磁界により磁石２７を磁化する。

このとき異相の多層巻線２４Ua、２４Va、２４Ub、２４Vbの間等に大きな引き合い力F が発生するが多層巻線２４Ua、２４Va等の間にはスペーサ２８A 、２８C が挿入してあるからその変形を防止する。

そのため、絶縁性ボビン２３に大きな力を加わることを防止し亀裂を発生を防止できいるばかりか多層巻線２４Ua、２４Va等の接触を防止し地絡事故等を起こすことがない。

この磁化が終了したらスペーサ２８A 、２８C を抜き取り電動機２０を完成させる。
これによりスペーサ２８A 、２８C 等を何回も使用でき部品の節約により製造コストを低減することができる。

図７に示す本発明の第２の実施の形態は多層巻線２４Ubb 、２４Vbb 、２４Wbb 等を図２に示すような完全な整列巻状態にしないで、少なくとも一部を乱巻状態、すなわち、下層の巻線と上層の巻線の少なくとも一部が交わる（クロスする）ようにしたものである。

図２に示すような完全な整列巻状態にした場合には、着磁時には図１４に示すような引き合い力が生じた時に、上層の巻線が下層の巻線間に入り込もうとして絶縁性ボビン２３の顎部２３a を外側に広げようする大きな力が作用して顎部２３a の根元部に亀裂を生じやすい。

これに対して、本実施例の形態のものにおいては図８に示すように着磁時に引き合い力F が生じても、下層の巻線の方向と上層の巻線の方向とが交わる（クロスする）ようになっているから上層の巻線が下層の巻線間に入り込もうとするのを防止でき、その結果、絶縁性ボビン２３の顎部２３a に作用する力を低減でき、鍔部２３a の根元部の亀裂の発生を防止できる。

図９に示す本発明の第３の実施の形態は絶縁材料で形成された絶縁性ボビン３３の上下、すなわち、固定子鉄心２５の上下端面に接す端板３３a の厚さL1を固定子鉄心２５のスロット内に位置する側板３３b の厚さL2より厚くし、この端板３３a の機械的強度を高めたものである。

端板３３a の厚さL1は全体を厚くしてもよいし、亀裂を生じやすい隅部２３a や鍔部の厚さも厚くすることにより強度を高めることができる。

なお、絶縁性ボビン２３の全体の厚さを厚く形成した場合には機械的強度を高めることができるが、巻線が巻装される固定子鉄心２１のスロット内空間スペースが小さくなり不具合を生じる。

上記実施の形態のものにおいては絶縁性ボビン２３の機械的強度が高まるから着磁時に引き合い力F が生じても絶縁性ボビン２３の損傷の発生を防止できる。

上記各実施の形態は、それぞれ単独で実施しても巻線や絶縁性ボビンの損傷の発生を防止できる効果があるが組み合わせることにより一層の効果を高めることができる。

図１０に示す第４の実施の形態はスペーサ２８A 、２８C 等を各多層巻線間に別々に挿入する代わりに環状体の連結部４４に複数のスペーサ４５、４６等を立設して一体的に形成し、その挿入および抜き取りを一度に行うようにした方法である。

この方法によりスペーサ４５、４６の挿入および取り取り作業が簡単になり着磁を短時間で行うことができる。

また、連結部４４の形状は環状に限らず四角の板体等の任意な形状でもよく、連結部４４とスペーサ４５、４６は一体形成でもよく、別体に形成して固着してもよい。

なお、上記各実施の形態では６磁極歯の固定子鉄心により４つの永久磁石を着磁する方法について説明したがこれに限られるものではない。

また、着磁の際に多層巻線を２相通電したがこれを３相通電して着磁をするときに生じる引き合い力による障害の低減にも使用することができる。

さらに、スペーサは異相巻線に同方向の直流電流が流れる多層巻線間に挿入等したが全ての多層巻線間に挿入あるいは抜き取りするようにしてもよい。

このようにすれば着磁の際に挿入場所等を選択して挿入等する必要がないから着磁作業が簡易化することができる。

また、本発明の実施形態例によれば、絶縁性ボビンの端板を側板より厚くしたから亀裂等が発生する部分の機械的強度を高めることができる。さらに、本発明の実施形態によれば、多層巻線への通電による着磁時の、電流が同方向に流れるスロットの多重巻線間に互いに作用する引合力による絶縁性ボビンの鍔部の根元部の損傷の防止が達成される。

さらに、本発明の別の実施形態によれば、多層巻線を乱巻状態にしたから着磁処理時に絶縁性ボビンに加わる力を低減することができる。さらに、本発明の実施形態によれば、多層巻線への通電による着磁時の、電流が同方向に流れるスロットの多重巻線間に互いに作用する引合力による絶縁性ボビンの鍔部の根元部の損傷の防止が達成される。

本発明の電動機の着磁方法の概要を示す説明図。 図１をII−II線に沿って切断し矢印方向に見た断面図。 本発明のスペーサの一例を示す斜視図。 本発明のスペーサの他の一例を示す斜視図。 本発明のスペーサの他の一例を示す斜視図。 本発明のスペーサの挿入および抜き取り出方法の一例を示す説明図。 本発明の相巻線の他の一例を示す説明図。 図７の作用説明図。 本発明のボビンの他の一例を示す説明図。 本発明のスペーサのさらに他の一例を示す説明図。 従来の電動機の着磁方法の概要を示す説明図。 着磁の際の多層巻線の接続例を示す説明図。 図１２による電動機の磁束流の概要を示す説明図。 着磁の際の多層巻線の引き合い力の概要を示す説明図。

符号の説明

１０、２０ 電動機
１１、２２ 磁極歯
１２Ua、１２Ub…、２４Ua、２４Ub…、２４Vaa 、２４Uaa …、 多層巻線
１３ ２１ 固定子鉄心
１４ 永久磁石
１５、２５ 回転子鉄心
１６、２６ 円弧状孔
１７ 直流電源
１８ スロット
１９、２３、３３ 絶縁性ボビン
２７ 磁石

Claims (2)

1. 固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁性ボビンを介して多層巻線を巻装し、この多層巻線により回転子鉄心に備えた未着磁の磁石を着磁し永久磁石を形成する圧縮機用電動機において、
   上記絶縁性ボビンは固定子鉄心の端面に接する端板、上記端板の内周側及び外周側に設けられた鍔部、固定子鉄線のスロット内に位置する側版からなり、上記端板及び鍔部厚さを側板の厚さよりも厚く形成したことを特徴とする圧縮機用電動機。
2. 固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁性ボビンを介して多層巻線を巻装し、この多層巻線により回転子鉄心に備えた未着磁の磁石を着磁し永久磁石を形成する圧縮機用電動機において、
   上記絶縁性ボビンは固定子鉄心の端面に接する端板および上記端板の内周側及び外周側に設けられた鍔部を有し、
   上記多層巻線は少なくとも一部は、下層の巻線の巻き方向と上層のまき方向がクロスするようにまかれていることを特徴とする圧縮機用電動機。

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