JP2006101661A - コンデンサ電動機の固定子 - Google Patents

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Abstract

【課題】分割された固定子鉄心に主巻線および補助巻線が渡り線を介し連続に巻装される固定子において、巻線機設備および治具を複雑な構造にすることなく、取り扱いが容易となり、品質の向上が実現できるコンデンサ電動機の固定子の提供を目的とする。
【解決手段】8個に分割された分割鉄心体2に装着する絶縁体a16、絶縁体b21のうち、絶縁体b21の内壁部17の上部に、周方向に延設する翼部22を設けて、この翼部22に主巻線5および補助巻線9の渡り線6、10を係止しながらそれぞれ4個連続に直巻巻装する構成とすることにより、渡り線6、10が確実に保持され、主巻線群8と補助巻線群12が独立して形成でき、これらを環状に配列しての組み合わせ時の取り扱いが容易になり、作業の簡略化が図られるコンデンサ電動機の固定子が得られる。
【選択図】図1

Description

本発明は、電動機に係り、特に扇風機、換気扇その他のファン駆動用に使用される継鉄部と歯部とが一体でスロット数と同数に分割した分割鉄心体を用いたコンデンサ電動機の固定子に関する。
従来、この種のコンデンサ電動機の固定子は、下記特許文献1に開示されたものがある。当該電動機は、図12〜図14にて示すごとく、主巻線101は環状に保持された極数個の分割鉄心体102の各々に絶縁体103を装着後に主渡り線側の渡り線104Aを介して連続的に巻回されて主巻線巻装体105が形成され、同様に補助巻線106も環状に保持された極数個の分割鉄心体102の各々に絶縁体103を装着後に補助巻線側の渡り線104Bを介して連続的に巻回されて補助巻線巻装体107が形成され、前記主巻線巻装体105と補助巻線巻装体107を軸方向に移動組立し固定子108を構成していた。
特開2000−253603号公報
このような従来のコンデンサ電動機の固定子では、装着した絶縁体には渡り線の保持機構がないため、渡り線の保持は巻線機の構造部分にその機構を持たせる必要があり、巻線機設備または治具の構造が複雑になるという課題があった。また、その状態において主巻線巻装体と補助巻線巻装体を軸方向に環状に組み合せて固定子を形成するとき、前記渡り線の処理が複雑になるばかりでなく、使用する巻線の線径が極めて小さい場合は僅かな組付け差によっては渡り線の断線に至り、加工工程不良の発生につながるという課題があり、渡り線保持を簡略化することが要求されている。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、巻線機設備および治具の構造を簡略化し、主巻線巻装体と補助巻線巻装体の組み合わせ時の取り扱いが容易となり、加工工程における品質の向上が実現できるコンデンサ電動機の固定子を提供することを目的とする。
また、このような従来のコンデンサ電動機の固定子では、電動機の高効率化を図るために一般的に主巻線および補助巻線の巻装量を増やすことになるが、この場合巻線と分割鉄心体の必要な絶縁距離の確保が困難になるという課題があり、容易かつ確実に絶縁距離が確保できるような構造が要求されている。さらに、昨今の電気関連分野の国際規格である国際電気標準会議規格(以下、IEC規格)では、電動機を搭載した送風用電気機器においては、容易にその電気機器の羽根が取り外し可能で人が回転子の軸に容易に触れる場合では、電動機の固定子巻線と回転子の絶縁距離が強化されていることが訴求されている。
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、巻線の巻装量が増加した場合でも巻線と分割鉄心体との絶縁距離確保が容易に行なうことができるとともに、巻線と回転子との絶縁距離確保が容易かつ確実に行なうことができるコンデンサ電動機の固定子を提供することを目的とする。
本発明のコンデンサ電動機の固定子は上記目的を達成するために、円筒状のハウジングと、このハウジング内部に嵌装される固定子と回転自在に支持される回転子とからなり、前記固定子は、磁極をなす歯部を磁路を形成する継鉄部で8個に分割して所定枚数積層固着してなる分割鉄心体を形成し、この分割鉄心体に絶縁体物を装着した上に集中巻で渡り線を介し主巻線を4個連続に直巻巻装した主巻線巻装体と、前記分割鉄心体の積層上下方向から絶縁体物を装着し、集中巻で渡り線を介し補助巻線を4個連続に直巻巻装した補助巻線巻装体とよりなり、前記4個の主巻線巻装体を環状に配列した主巻線群と、前記4個の補助巻線巻装体を環状に配列した補助巻線群とを、前記主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着し、隣接する巻線間の内周側に樹脂成型品からなるスロット開口楔と、外周側に絶縁フィルムを挿入してなるものであって、前記分割鉄心体の1個に装着する絶縁体物は、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成する絶縁体aと、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成し、この内壁部の上部に周方向に延設する翼部を設けた絶縁体bとからなり、一方の巻線巻装体、たとえば主巻線巻装体の上面に絶縁体a、下面に絶縁体bを装着し、他方の巻線巻装体、たとえば補助巻線巻装体の上面に絶縁体b、下面に絶縁体aを装着するとともに各々巻線巻装体の渡り線を絶縁体bの翼部に係止してなる構成としたものである。また、この絶縁体bの翼部は、主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着した状態において、隣接する絶縁体aの内壁部より外側に位置してなる構成である。さらに、絶縁体bの翼部に主巻線および補助巻線の渡り線を位置決め保持するために、複数個の鍵状の爪部を設けた構成であり、この鍵状の爪部は、分割鉄心体の積層上下方向に2段以上形成したものである。
この手段により、渡り線保持を簡略化することができ、巻線機設備および治具の構造を簡略化し、主巻線巻装体と補助巻線巻装体も組み合わせ時の取り扱いが容易となり、加工工程における品質の向上が実現できるコンデンサ電動機の固定子が得られる。
また、本発明のコンデンサ電動機の固定子は上記目的を達成するために、分割鉄心体の1個に装着する絶縁体aと絶縁体bはともに、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向にスロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成し、さらに絶縁体a、bの外壁部の両端部で分割鉄心体の積層方向上部に、挿入する絶縁フィルムの先端部が当接する庇部を設けたものである。また、巻線間の内周側に挿入する樹脂成型品からなるスロット開口楔の断面形状が、隣接する絶縁体a、絶縁体bの内壁部で形成される空間部の断面形状とほぼ等しく、このスロット開口楔の長手方向両端に抜け止めとなる延設部を設けた構成であり、さらに、絶縁体aと絶縁体bの内壁部の両端に分割鉄心体の積層上下方向に段部を設け、この段部に前記スロット開口楔に設ける延設部が当接する構成としたものである。
この手段により、巻線の巻装量が増加した場合でも巻線と分割鉄心体、巻線と回転子との絶縁距離確保が容易に行なうことができ、また絶縁フィルムやスロット開口楔の係止が確実にできるコンデンサ電動機の固定子が得られる。
本発明によれば、主巻線と補助巻線のそれぞれの渡り線を絶縁体bに設けた翼部で保持することができ、主巻線巻装体と補助巻線巻装体も組み合わせ時の取り扱いが容易となり、加工工程における品質の向上が実現できるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、回転子の挿通孔が構造的に形成され、回転子の挿入が容易になるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、渡り線の引回し作業が容易になるとともに、確実な脱落防止が可能となるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、多種の巻線仕様に対応でき、絶縁体物の流用で部品の標準化が可能となるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、本発明によれば、巻線の巻装量が増加した場合でも巻線と分割鉄心体との絶縁距離確保が容易に行なうことができるとともに、挿入された絶縁フィルムの上下方向に形成される庇部によって、絶縁フィルムの確実な脱落防止ができるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、巻線と回転子との沿面距離が十分確保できることで絶縁構造が強化されるとともに、確実な脱落防止が可能となるため、IEC規格に準ずることができるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
また、絶縁体物の内壁部の高さより低く形成される段部にスロット開口楔の延設部が当接することからことから、スロット開口楔の全長を短くすることができ、使用する材料の合理化を実現することができるという効果のあるコンデンサ電動機の固定子を提供できる。
本発明の請求項1記載の発明は、円筒状のハウジングと、このハウジング内部に嵌装される固定子と回転自在に支持される回転子とからなり、前記固定子は、磁極をなす歯部を磁路を形成する継鉄部で8個に分割して所定枚数積層固着してなる分割鉄心体を形成し、この分割鉄心体に絶縁体物を装着した上に集中巻で渡り線を介し主巻線を4個連続に直巻巻装した主巻線巻装体と、前記分割鉄心体の積層上下方向から絶縁体物を装着し、集中巻で渡り線を介し補助巻線を4個連続に直巻巻装した補助巻線巻装体とよりなり、前記4個の主巻線巻装体を環状に配列した主巻線群と、前記4個の補助巻線巻装体を環状に配列した補助巻線群とを、前記主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着し、隣接する巻線間の内周側に樹脂成型品からなるスロット開口楔と、外周側に絶縁フィルムを挿入してなるものであって、前記分割鉄心体の1個に装着する絶縁体物は、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成する絶縁体aと、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成し、この内壁部の上部に周方向に延設する翼部を設けた絶縁体bとからなり、一方の巻線巻装体、たとえば主巻線巻装体の上面に絶縁体a、下面に絶縁体bを装着し、他方の巻線巻装体、たとえば補助巻線巻装体の上面に絶縁体b、下面に絶縁体aを装着するとともに各々巻線巻装体の渡り線を絶縁体bの翼部に係止してなる構成としたものであり、主巻線の渡り線、補助巻線の渡り線がそれぞれ絶縁体bの翼部に保持されることになり、主巻線巻装体と補助巻線巻装体の組み合わせ時に取り扱いが容易になり、作業の簡略化が図れるという作用を有する。
また、絶縁体bの翼部は、主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着した状態において、隣接する絶縁体aの内壁部より外側に位置する構成としたものであり、回転子の挿通孔が構造的に形成されるという作用を有する。
また、絶縁体bの翼部に主巻線および補助巻線の渡り線を位置決め保持するために、複数個の鍵状の爪部を設けてなる構成としたものであり、渡り線の脱落が防止できるという作用を有する。
また、絶縁体bの翼部に設ける鍵状の爪部は、分割鉄心体の積層上下方向に2段以上形成し、主巻線巻装体または補助巻線巻装体に別の巻線、たとえば速調巻線を巻装する場合においてもそのそれぞれの渡り線が接触することなく位置決め保持が可能となる構成としたものであり、多種の巻線仕様に対応できる作用を有する。
また、絶縁体aと絶縁体bのそれぞれの外壁部の両端部で分割鉄心体の積層方向上部に、挿入する絶縁フィルムの先端部が当接する庇部を設けた構成としたものであり、電動機の運転時の振動で絶縁フィルムが移動したとしても庇部によって抜け防止が確実に行なえるという作用を有する。
また、巻線間の内周側に挿入する樹脂成型品からなるスロット開口楔の断面形状が、隣接する絶縁体a、絶縁体bの内壁部で形成される空間部の断面形状とほぼ等しく、このスロット開口楔の長手方向両端に抜け止めとなる延設部を設けてなる構成としたものであり、絶縁距離の中でも巻線と回転子の間の沿面距離を確保でき、さらに抜け防止が確実に行なえるという作用を有する。
また、絶縁体aと絶縁体bの内壁部の両端に分割鉄心体の積層上下方向に段部を設け、この段部に前記スロット開口楔に設ける延設部が当接する構成としたものであり、スロット開口楔の長さを最小限に形成できるという作用を有する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1〜図11に示すように、コンデンサ電動機33は円筒状のハウジング30、31と、このハウジング30、31の内部に嵌装される固定子1と回転自在に支持される回転子32とからなる。この固定子1は、磁極をなす歯部3を磁路を形成する継鉄部4で8個に分割して所定枚数積層固着してなる分割鉄心体2のそれぞれに、絶縁体a16と絶縁体b21装着し、主巻線5および補助巻線9を巻装したものを環状に組付けた構成である。絶縁体a16と絶縁体b21は各々が内壁部17および外壁部18を有する構造で樹脂材料等で一体に成型されており、前記分割鉄心体2に装着した際に、内壁部17の両端にはスロット開口楔が挿入できる内周空間部19と、外壁部18の両端には絶縁フィルム15が挿入できる外周空間部20が形成できるようにしている。また、内壁部17と外壁部18の上面には、巻線の始終端を絡げ保持するピン端子(図示せず)立設するための複数の有孔状の円柱部35を設けている。さらに、絶縁体b21の内壁部17の上方の両側には周方向に翼部22を延設している。
ここで分割鉄心体2の積層方向を上下方向とした場合、主巻線5を巻装する4個の分割鉄心体2の上面に絶縁体a16を、また下面に絶縁体b21を装着し4個の主巻線巻装体7を形成する。この主巻線巻装体7を芯治具(図示せず)に機械角90°の位置で環状に保持させ、このうち1個の主巻線巻装体7から主巻線5を集中巻で巻装を開始し、次の主巻線巻装体7には下部に位置する絶縁体b21の翼部22に主巻線渡り線6を係止させながら引回し、連続的に4個の主巻線巻装体7に主巻線5を巻装し、1個の主巻線群8を形成する。次に、補助巻線9を巻装する4個の分割鉄心体2の上面に絶縁体b21を、下面に絶縁体a16を装着し4個の補助巻線巻装体11を形成する。この補助巻線巻装体11を芯治具に機械角90°の位置で環状に保持させ、このうち1個の補助巻線巻装体11から補助巻線9を集中巻で巻装を開始し、次の補助巻線巻装体11には上部に位置する絶縁体b21の翼部22に補助巻線渡り線10を係止させながら引回し、連続的に4個の補助巻線巻装体11に補助巻線9を巻装し、1個の補助巻線群12を形成する。続いて、この主巻線群8に対し上方より補助巻線群12を、主巻線巻装体7と補助巻線巻装体11が交互に配置するように組付け、環状に固着する。この組付け状態で形成される内周空間部19にスロット開口楔を、また外周空間部20に絶縁フィルム15を挿入するものである。
上記構成において、主巻線群8と補助巻線群12は環状配置のままで、主巻線渡り線6は分割鉄心体2の下方の絶縁体b21の翼部22に、また補助巻線渡り線10は分割鉄心体2の上方の絶縁体b21の翼部22に係止されることとなる。
なお、ここでは分割鉄心体2の上面に絶縁体a16を、下面に絶縁体b21を装着したものを主巻線巻装体7として、同じく上面に絶縁体b21を、下面に絶縁体a16を装着したものを補助巻線巻装体11としたが、主巻線5、補助巻線9を入れ替えて巻装しても作用効果に差異はない。
また、絶縁体b21に設ける翼部22は、主巻線巻装体7と補助巻線巻装体11とを交互に環状に配列されるように組み合わせ固着した状態において、隣接する絶縁体a16の内壁部17より外側でかつ外壁部18より内側に位置する。構成とする。
上記構成において、固定子1を形成すると、回転子32を挿通させるための挿通孔34が確実に確保できることとなる。
また、絶縁体b21の翼部22に複数個の鍵状の爪部23を設けてなる構成とする。
上記構成において、主巻線渡り線6または補助巻線渡り線10は隣接する翼部22沿わせながら引回しすれば容易に爪部23に収納でき、かつ脱落防止ができることとなる。
また、絶縁体b21の翼部22に設ける複数個の鍵状の爪部23は、分割鉄心体2の積層上下方向を上下方向としたとき、2段以上のすなわち上段爪部23aと下段爪部23bを設けてなる構成とする。
上記構成において、たとえば補助巻線巻装体11に補助巻線9とそれ以外の他の巻線、たとえば速調巻線(図示せず)を巻装する場合、それぞれの渡り線は上段爪部23aと下段爪部23bの別々に配置できることとなる。
また、絶縁体a16と絶縁体b21のそれぞれの外壁部18の上方両端、つまり絶縁フィルム15が挿入される外周空間部20の上方に庇部24を設けてなる構成とする。
上記構成において、絶縁フィルム15は外周空間部20の上方または下方よりやや斜め方向から挿入され、仮に電動機の運転時の振動によって絶縁フィルム15が移動しても、その先端が庇部24に当接することとなる。
また、スロット開口楔13は樹脂材料等で成型してなるが、その反長手方向の断面形状は、隣接する歯部3の先端と絶縁体a16、絶縁体b21の相互によって形成される内周空間部19の断面形状とほぼ等しく、さらに長手方向の両端に抜け止めとなる延設部14をも一体に成型してなり、前記内周空間部19挿入する構成とする。
上記構成において、内周空間部19は僅かな隙間を残す程度でスロット開口楔13に埋め尽くされことになり、主巻線5および補助巻線9から回転子32に向かってスロット開口楔13の表面に沿った沿面距離が増大することとなる。さらに延設部14が内壁部17に当接することとなる。
また、絶縁体a16と絶縁体b21のそれぞれの内壁部17の両端にスロット開口楔13の延設部14が当接する段部25を内壁部17の上面より低い位置に設ける。
上記構成において、段部25が内壁部17より低いため、これに当接するスロット開口楔13の全長を短くすることができる。
以上のように分割鉄心体に絶縁体を装着して、この絶縁体の一部に渡り線を係止させて巻線の巻装を施し、かつ巻線の内周側および外周側に挿入するスロット開口楔や絶縁フィルムの抜け止めが確実に行うことができる本発明のコンデンサ電動機の構成は、組立て作業の簡略化が必要で、また品質確保が求められる用途にも適応できる。
本発明の実施の形態1のコンデンサ電動機の固定子を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子の分割鉄心体に絶縁体aを装着した平面図 同コンデンサ電動機の固定子の分割鉄心体に絶縁体aを装着した斜視図 同コンデンサ電動機の固定子の分割鉄心体に絶縁体bを装着した平面図 同コンデンサ電動機の固定子の分割鉄心体に絶縁体bを装着した斜視図 同コンデンサ電動機の固定子の主巻線群を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子の補助巻線群を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子の外周空間部を示す拡大断面図 同コンデンサ電動機の固定子のスロット開口楔を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子の内周空間部を示す拡大断面図 同コンデンサ電動機の断面図 従来のコンデンサ電動機の固定子の主巻線巻装体を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子の補助巻線巻装体を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子を示す平面図
符号の説明
1 固定子
2 分割鉄心体
3 歯部
4 継鉄部
5 主巻線
6 主巻線渡り線
7 主巻線巻装体
8 主巻線群
9 補助巻線
10 補助巻線渡り線
11 補助巻線巻装体
12 補助巻線群
13 スロット開口楔
14 延設部
15 絶縁フィルム
16 絶縁体a
17 内壁部
18 外壁部
19 内周空間部
20 外周空間部
21 絶縁体b
22 翼部
23 爪部
23a 上段爪部
23b 下段爪部
24 庇部
25 段部
30 ハウジング
31 ハウジング
32 回転子
33 コンデンサ電動機
34 挿通孔
35 円柱部

Claims (7)

  1. 円筒状のハウジングと、このハウジング内部に嵌装される固定子と回転自在に支持される回転子とからなり、前記固定子は、磁極をなす歯部を磁路を形成する継鉄部で8個に分割して所定枚数積層固着してなる分割鉄心体を形成し、この分割鉄心体に絶縁体物を装着した上に集中巻で渡り線を介し主巻線を4個連続に直巻巻装した主巻線巻装体と、前記分割鉄心体の積層上下方向から絶縁体物を装着し、集中巻で渡り線を介し補助巻線を4個連続に直巻巻装した補助巻線巻装体とよりなり、前記4個の主巻線巻装体を環状に配列した主巻線群と、前記4個の補助巻線巻装体を環状に配列した補助巻線群とを、前記主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着し、隣接する巻線間の内周側に樹脂成型品からなるスロット開口楔と、外周側に絶縁フィルムを挿入してなるものであって、前記分割鉄心体の1個に装着する絶縁体物は、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成する絶縁体aと、内壁部の両端部に分割鉄心体の積層方向に前記スロット開口楔が挿入できる空間部を形成するとともに外壁部の両端に分割鉄心体の積層方向に前記絶縁フィルムが挿入できる空間部を形成し、この内壁部の上部に周方向に延設する翼部を設けた絶縁体bとからなり、一方の巻線巻装体、たとえば主巻線巻装体の上面に絶縁体a、下面に絶縁体bを装着し、他方の巻線巻装体、たとえば補助巻線巻装体の上面に絶縁体b、下面に絶縁体aを装着するとともに各々巻線巻装体の渡り線を絶縁体bの翼部に係止してなるコンデンサ電動機の固定子。
  2. 絶縁体bの翼部は、主巻線巻装体と補助巻線巻装体とが交互に環状に配列されるように組み合わせ固着した状態において、隣接する絶縁体aの内壁部より外側に位置してなる請求項1記載のコンデンサ電動機の固定子。
  3. 絶縁体bの翼部に主巻線および補助巻線の渡り線を位置決め保持するために、複数個の鍵状の爪部を設けてなる請求項1または2記載のコンデンサ電動機の固定子。
  4. 絶縁体bの翼部に設ける鍵状の爪部は、分割鉄心体の積層上下方向に2段以上形成し、主巻線巻装体または補助巻線巻装体に別の巻線、たとえば速調巻線を巻装する場合においてもそのそれぞれの渡り線が接触することなく位置決め保持が可能となる請求項1〜3いずれかに記載のコンデンサ電動機の固定子。
  5. 絶縁体aと絶縁体bのそれぞれの外壁部の両端部で分割鉄心体の積層方向上部に、挿入する絶縁フィルムの先端部が当接する庇部を設けてなる請求項1記載のコンデンサ電動機の固定子。
  6. 巻線間の内周側に挿入する樹脂成型品からなるスロット開口楔の断面形状が、隣接する絶縁体a、絶縁体bの内壁部で形成される空間部の断面形状とほぼ等しく、このスロット開口楔の長手方向両端に抜け止めとなる延設部を設けてなる請求項1記載のコンデンサ電動機の固定子。
  7. 絶縁体aと絶縁体bの内壁部の両端に分割鉄心体の積層上下方向に段部を設け、この段部に前記スロット開口楔に設ける延設部が当接する構成の請求項1または6記載のコンデンサ電動機の固定子。
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