JP2008092737A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定子の鉄心歯部に樹脂絶縁を施し直接巻線を巻き付けた電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor in which resin cores are subjected to resin insulation and a winding is directly wound around an iron core tooth portion of a stator.
従来、このような電動機は、特許文献1(特開2003−324882号公報)に示すような電動機の固定子がある。
本願では図9に示している。図9は固定子7の軸方向両端面に樹脂絶縁6を配置し、この樹脂絶縁6を介してティース7aに直接巻線8を巻き付ける集中巻き方式による電動機である。尚、図9中のティース7aに巻き付けた巻線8は、図をわかりやすくするために便宜上破線で表している。
この樹脂絶縁6は、内周側壁6aと外周側壁6bと、内周側壁6aと外周側壁6bを繋ぎ巻線8を巻き付けるための巻線胴部6cで構成され、内周側壁6aの外径側側面11(図10参照)が、固定子コア端面から遠ざかるほど先端の厚みが薄くなるように傾斜させている。図10は、図9の電動機のティース部7aのF−F’断面図である。
Conventionally, such an electric motor has a stator of an electric motor as shown in patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-324882).
This application is shown in FIG. FIG. 9 shows an electric motor of a concentrated winding method in which
The
これにより、巻線8を巻装したとき樹脂絶縁6の内周側壁6aの外径側側面11に加わる応力を低減し、内周側壁6aの割れを防ぐことができる。
Thereby, when the coil | winding 8 is wound, the stress added to the outer
しかしながら、図9及び図10のように、固定子コア端面から遠ざかるほど内周側壁6aの外径側側面11の先端の厚みを薄くし傾斜させることにより、巻線8を巻装する際の外径側側面11に加わる応力を低減できるものの、更に電動機の性能を向上させる場合、樹脂絶縁6の巻線胴部6cの狭いスペースにより多くの巻線8を隙間のできないように強く巻き付けなければならないため実質的な応力緩和に至っていない。
本発明では、実質的に応力を緩和し巻線8の巻き付けスペースを確保するものである。
However, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, the outer end of the
In the present invention, stress is substantially relieved and a winding space for the winding 8 is ensured.
本発明は、固定子の軸方向端面に樹脂絶縁を施し固定子のティースに巻線を集中巻きする電動機であって、樹脂絶縁は内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成され、
固定子のスロット形状は、ティース側面とヨーク側面とが交差する狭角が90°以上の角部を有した根元部と、それより固定子コア外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットとして、
前記樹脂絶縁の外周側壁の起立する位置はティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部より固定子外径側に位置し、前記スロット底部と沿うような位置から固定子コア側とは反対の固定子軸方向に起立させている。
The present invention relates to an electric motor in which resin insulation is applied to an axial end surface of a stator and windings are concentratedly wound around the teeth of the stator, and the resin insulation includes an inner peripheral side wall, an outer peripheral side wall, an inner peripheral side wall, and an outer peripheral side wall. It is composed of a winding body that winds the connecting winding,
The slot shape of the stator is composed of a root portion having a corner portion with a narrow angle of 90 ° or more at which the teeth side surface and the yoke side surface intersect, and a slot bottom portion located on the stator core outer diameter side. As a polygonal slot,
The position where the outer peripheral side wall of the resin insulation rises is located on the stator outer diameter side from the base of the corner where the teeth side surface and the yoke side surface intersect, and is opposite to the stator core side from the position along the slot bottom. It stands up in the direction of the stator axis.
また、樹脂絶縁の内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部であって、ティース側面とヨーク側面が交差する角部を有した根元部から固定子外径側に位置する外周側壁が起立する位置までの巻線胴部を固定子端面と略平行な面で構成する。 Also, a winding body portion that connects the inner and outer peripheral side walls of the resin insulation and winds the winding, and the outer periphery located on the stator outer diameter side from the root portion having a corner portion where the teeth side surface and the yoke side surface intersect. The winding body part up to the position where the side wall stands is formed by a surface substantially parallel to the end face of the stator.
尚、本発明の電動機は固定子のティースに巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が散乱しないようにするために、外周側壁または内周側壁の一方または両方に係り止め固定できる散乱防止用絶縁カバーを備えている。 In addition, the electric motor of the present invention is for scattering prevention that can be fixed to one or both of the outer peripheral side wall and the inner peripheral side wall in order to prevent scattering of windings, lead wires, and connection points wound around the teeth of the stator. An insulation cover is provided.
この散乱防止用絶縁カバーは、内側側壁と外側側壁を有しており、内側側壁には固定子の鉄心歯部のスロット開口部と対峙する部分を突出させ、樹脂絶縁の内周側壁と凹凸で噛み合う形状としている。 This anti-scattering insulating cover has an inner side wall and an outer side wall, and the inner side wall projects a portion facing the slot opening of the iron core tooth portion of the stator, and is formed with unevenness on the inner peripheral side wall of the resin insulation. It has a meshing shape.
本発明の電動機は冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載することができ、また、車両用途として搭載することもできる。 The electric motor of the present invention can be mounted in a compressor of an outdoor unit such as a refrigerator or an air conditioner, and can also be mounted as a vehicle application.
本発明は、固定子のティースに多くの巻線を集中巻し高性能電動機とするために、スロット形状に多くの巻線が巻装できるように、スロット形状のティース側面とヨーク側面とが交差する角部の狭角が90°以上とした根元部と、それより固定子コア外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットとすることによりより多くの巻線を巻き付けることができる。 In the present invention, since many windings are concentrated on the stator teeth to form a high-performance electric motor, the slot-shaped tooth side and the yoke side intersect so that many windings can be wound in the slot shape. More windings are wound by forming a polygonal slot composed of a root part with a narrow angle of 90 ° or more and a slot bottom part located on the outer diameter side of the stator core. Can do.
また、固定子の軸方向端部に装着する樹脂絶縁の構造を、内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成した樹脂絶縁構造とし、外周側壁の位置がティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部より固定子外径側に設け、前記スロット底部の位置から固定子コア側とは反対で固定子軸方向に起立させている。これにより固定子ヨーク側の一部にも巻線を巻くスペースが設けられ多くの巻線を巻き付けることができる。 Also, the resin insulation structure to be attached to the axial end portion of the stator is composed of an inner peripheral side wall, an outer peripheral side wall, and a winding body portion that connects the inner peripheral side wall and the outer peripheral side wall and winds a winding. The outer peripheral side wall is provided on the stator outer diameter side from the base of the corner where the teeth side surface and the yoke side surface intersect, and the slot bottom portion is erected in the stator axial direction opposite to the stator core side. ing. As a result, a space for winding the winding is also provided on a part of the stator yoke side, and many windings can be wound.
また、ティース(スロット)に強い力で巻き付け高占積率にした巻線は、固定子ヨーク側の一部に設けた巻きスペースの巻線胴部に逃げて内周側壁の外径側側面に加わる応力を実質的に低減することができる。これにより樹脂絶縁の破損を低減することができ、コイルエンド部の巻高も低くすることができる。従って、小型で高品質、高性能な電動機とすることができる。
特に、本発明はティースに巻線を巻き付けることが容易に行うことができずにコイルエンドの高さ(巻高)が高くなったり、ティースに巻線を強く巻き付けることが難しい線径がφ0.9以上の太線を用いる電動機の場合は特に効果的である。これにより巻線密度を高め、電動機を小型化することができる。
In addition, the winding wound around the teeth (slots) with a strong force and having a high space factor escapes to the winding body of the winding space provided in a part of the stator yoke side and is placed on the outer diameter side surface of the inner peripheral side wall. The applied stress can be substantially reduced. Thereby, the breakage of the resin insulation can be reduced, and the winding height of the coil end portion can be lowered. Therefore, a small, high-quality and high-performance electric motor can be obtained.
In particular, in the present invention, it is difficult to wind the winding around the teeth, the coil end height (winding height) is increased, or the wire diameter is difficult to wind strongly around the teeth is φ0. This is particularly effective in the case of an electric motor using nine or more thick lines. Thereby, winding density can be raised and an electric motor can be reduced in size.
また、この樹脂絶縁の固定子ヨーク側の一部に巻線を巻くスペースの巻線胴部は、ティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部から外周側壁までの固定子端面と略平行な面とすることにより、ティースに巻き付けた巻線から引出した巻線同士を結線した接続点等を、この固定子端面と略平行な面に設けた巻線胴部に容易に固定(収納)することができる。これによりコイルエンドの上端部に固定していた接続点を、巻線を巻くスペースの隙間に格納することができコイルエンド高さを低減することもできる。 In addition, the winding body of the space where the winding is wound around a part of the resin-insulated stator yoke side is substantially parallel to the stator end surface from the base of the corner where the tooth side surface and the yoke side surface intersect to the outer peripheral side wall. By using a smooth surface, the connection points, etc., connecting the windings drawn from the windings wound around the teeth can be easily fixed (stored) on the winding body provided on a surface substantially parallel to the end face of the stator. can do. As a result, the connection point fixed to the upper end of the coil end can be stored in the space between the windings, and the coil end height can be reduced.
尚、これらの電動機は固定子の鉄心歯部に樹脂絶縁を施し直接巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が散乱して作業性が悪化するのを防いだり、絶縁不良を低減する方法として、樹脂絶縁の外周側壁または内周側壁の一方または両方に係り止め部を設けて散乱防止用絶縁カバーで蓋をしている。これにより固定子の鉄心歯部に巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が確実に固定できるようにしている。 In addition, these motors are a method of preventing the deterioration of workability by preventing the winding, the lead wire, and the connection points, etc., directly wound with resin insulation on the stator core teeth of the stator and scattering the workability. Further, a retaining portion is provided on one or both of the outer peripheral side wall and the inner peripheral side wall of the resin insulation and the lid is covered with an insulating cover for scattering prevention. Thereby, the winding wound around the iron core tooth portion of the stator, the lead wire, the connection point, and the like can be reliably fixed.
この散乱防止用絶縁カバーの内側側壁は、固定子の鉄心歯部のスロット開口部と対峙する部分を突出させ、樹脂絶縁の内周側壁と凹凸で噛み合う形状としている。これにより緩んだ巻線や引出線又は接続点が固定子の内径側に飛び出し、回転子と接触して絶縁不良や、焼損事故等となることもない。 The inner side wall of the anti-scattering insulating cover has a shape in which a portion facing the slot opening of the iron core tooth portion of the stator protrudes and meshes with the inner peripheral side wall of the resin insulation. As a result, loosened windings, lead wires or connection points jump out to the inner diameter side of the stator and do not come into contact with the rotor to cause insulation failure or burnout accidents.
また、電動機の樹脂絶縁の割れによる破損を防止し絶縁不良を低減する品質に優れた電動機とすることができ、小型で高性能な電動機とすることができるので、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機に搭載したり、或いは車両用途に用いる電動機とすることができる。 In addition, it is possible to provide a motor with excellent quality that prevents breakage due to cracking of the resin insulation of the motor and reduces insulation failure, and can be made into a small and high-performance motor. The electric motor can be mounted on a compressor or used for a vehicle.
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図1は本発明の実施形態である。固定子1は、環状に形成されたヨーク1bから固定子内径方向に突出しているティース1aによってスロット2を構成している。固定子1の軸方向両端面のティース1aとヨーク部1bには樹脂絶縁3が装着されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The
この樹脂絶縁3は、固定子1のティース1aの内径側先端部に固定子1のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した内周側壁3aが設けられている。また、固定子1の外径側にも、固定子1のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した外周側壁3bが設けられている。そしてこの内周側壁3aと外周側壁3bとを繋ぐ巻線胴部3c、3dが設けられている。この巻線胴部3c、3dには集中巻き方式によって巻線4を直接巻き付けている。本実施形態の固定子1のスロット数は6スロットで4極を構成している。尚、図1中のティース1aに巻き付けた巻線4は、図をわかりやすくするために便宜上破線で表している。
The
本実施形態の樹脂絶縁3の外周側壁3bはスロット底部2cの位置から固定子コア側とは反対で固定子軸方向に起立させている。また、スロット2内の絶縁構造は固定子1の軸方向中央部にて上下に2分割した樹脂絶縁であり、固定子1のティース1aを跨ぐように巻線胴部3cからスロット2の側面に沿うように樹脂絶縁が施され固定子軸方向中央部のスロット先端部分を重ね合わせて絶縁している。また、本実施形態ではスロット2内の絶縁は、樹脂絶縁であるが、フィルム状の絶縁で構成することもできる。
The outer
図2には、本実施形態における固定子1のスロット2の形状の詳細図である。スロット2は環状に形成されたヨーク1bと、この環状に形成されてヨーク1bから固定子1の内径側に向け突出したティース1aによって構成し、スロット2の形状はティース側面2aとヨーク側面2bとが交差する角部の狭角θが90°以上とした根元部と、それより固定子1の外周側に位置するスロット底部2cとで構成された多角形状のスロット形状である。
FIG. 2 is a detailed view of the shape of the
尚、このスロット2の形状をティース側面2aとヨーク側面2bとが交差する角部の狭角θが90°以上とすることによりスロット2の巻線4の巻き付け領域を増やすことができ、多くの巻線4を巻き付けることができ電動機性能を向上することができる。
In addition, by making the shape of the
この樹脂絶縁3の構造は図1及び図3(図3は図1に示した樹脂絶縁3のD−D’断面図である。)に示すように、固定子1のスロット2を構成するティース1aのティース側面2aとヨーク1bのヨーク側面2bとが交差する角部から、固定子1の外径側で固定子1のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した外周側壁3bまで、固定子1の径方向に延びてコア端面と略平行に繋ぐ巻線胴部3dを設けている。巻線胴部3dは固定子1のティース1aの固定子1のコア端面に装着した巻線胴部3cから固定子1の外径方向に延びて構成している。従って、巻線胴部3dは、固定子1のコア端面のヨーク1b側の一部を覆うように構成している。
The structure of the
これにより、巻線胴部3cに多くの巻線4を巻き付けても、固定子1のヨーク1b側に設けた巻線胴部3d側に巻線4が逃げるため、この巻線4の巻き付け応力により固定子1の内径側に面して起立している内周側壁3aの外径側側面に加わる応力を低減することができ樹脂絶縁3の内周側壁3aが割れて破損することを低減することができる。
Thereby, even if
また、同様にコイルエンド部分の巻高を低くし電動機を小型化するために強い力でティースに巻線を巻き付けなければならないが、固定子1のヨーク1b側の一部に設けた巻線4を巻くスペースの巻線胴部3dに逃げるのでコイルエンド部の巻高も低くすることができ、小型で高品質、高性能な電動機とすることができる。
Similarly, in order to reduce the winding height of the coil end portion and reduce the size of the motor, the winding must be wound around the teeth with a strong force, but the winding 4 provided on a part of the
尚、ティース1aに巻線4を巻き付けることが容易にできず、コイルエンドの高さ(巻高)もなかなか低くすることができない、巻線4の線径がφ0.9以上の太線を用いる電動機の場合は巻線胴部3dのスペースが特に有効的に働く。これにより巻線密度を高めた小型の電動機とすることができる。
An electric motor that uses a thick wire with a wire diameter of φ0.9 or more, in which the winding 4 cannot be easily wound around the tooth 1a and the height (winding height) of the coil end cannot be easily reduced. In this case, the space of the winding
また、樹脂絶縁3の別の実施形態を図4に示す。図4は図3と同様にティースの断面図である。図4では樹脂絶縁3の巻線胴部3dのスペースを固定子1のコア端面と略平行な面にすることにより、ティース1aに巻き付けた巻線4から引出した引出線同士の接続点10等を容易に固定(収納)することができる。これにより、コイルエンドの上端部に固定しなければならない接続点10を、巻線4と外周側壁3bとの間にできた隙間、巻線胴部3dに収納することができコイルエンド高さを低減することができる。
Further, another embodiment of the
また、好ましくは、樹脂絶縁3の巻線胴部3cと内周側壁3a、巻線胴部3dと外周側壁3b、との各コーナ部分は曲率(円弧形状)を持たせることにより巻線を巻き付ける応力に対する強度を上げることができる。また、コーナ部を面取り形状としても同様に強度を上げることができる。これにより、更に樹脂絶縁3の割れを防ぎ品質的に向上させることができる。
Preferably, the winding portions 3c and the inner
尚、各ティース1aに巻き付けられた巻線4の端部の引出された引出線は、各ティース1aに巻き付けられた異相の巻線4と接触して絶縁不良が発生しないように、樹脂絶縁3の外周側壁3bに設けられた鍵状(又はL字)のフック5に係り止めして巻線4を引き廻すようにしている。
It should be noted that the lead wires drawn out at the ends of the
また、本実施形態の電動機は、固定子1のティース1aに樹脂絶縁3を施し直接巻線を巻き付けた巻線4や、或いは引出線や接続点10等が散乱し取り扱い作業が著しく悪化し絶縁不良等とならない様に図5に示すような散乱防止用絶縁カバー100を図1に示した樹脂絶縁3の内周側壁3a、或いは外周側壁3bのどちらか一方または両方に係り止め部(爪)5aを設けて散乱防止用絶縁カバーの係り止め部(穴)5bにて固定している(本実施形態では外周側壁3bに係り止め部(爪)5aを設けている)。図5は散乱防止用絶縁カバー100を固定子1に装着した樹脂絶縁3に係り止めした図である。また、図6は散乱防止用絶縁カバー100の表(上)から見た図であり、図7は散乱防止用絶縁カバー100の裏(下)から見た図である。
Further, in the electric motor of the present embodiment, the winding 4 in which the
図6及び図7の散乱防止用絶縁カバー100には、固定子1のティース1aに巻き付けた巻線4(コイルエンド部)の上端部を覆うリング板200と、このリング板200の内径側から起立するように伸びた内側側壁300、リング板200の外径側から起立するように伸びた外側側壁400をそれぞれ有している。リング板200の円周方向には熱を逃がすための風孔9が複数設けられている。
6 and 7 includes a
また、図8は図5に示した散乱防止用絶縁カバー100を装着した電動機のE−E’断面図である。散乱防止用絶縁カバー100の内側側壁300は、固定子1の鉄心歯部のスロット2の固定子1の内径側開口部と対峙する部分を突出させ凸部300aを形成し、樹脂絶縁3の内周側壁3aと凹凸で噛み合う形状としている。これにより、巻線4や引出線及び接続点10等が、固定子1の内径側開口部の隙間から固定子内径側にはみ出して回転子と接触し焼損事故とならないようにしている。
FIG. 8 is an E-E ′ cross-sectional view of an electric motor equipped with the anti-scattering
以上のように本実施形態の電動機は樹脂絶縁の割れによる破損を防止し、電動機を小型化し高性能な電動機とすることができるので冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載したり、或いは車両用途の電動機として用いることにより絶縁不良を低減し、車両搭載スペースの小さな電動機とすることができる。 As described above, the electric motor according to the present embodiment prevents damage due to cracking of the resin insulation, and the electric motor can be miniaturized to be a high-performance electric motor, so that it can be mounted in a compressor of an outdoor unit such as a refrigerator or an air conditioner, or When used as a motor for vehicles, insulation failure can be reduced, and a motor with a small vehicle mounting space can be obtained.
尚、本実施形態で用いた電動機の樹脂絶縁、散乱防止用絶縁カバーの材質としては、ポリエチレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、液晶ポリマー(LCP)等を用いるのが好ましい。 In addition, it is preferable to use polyethylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), liquid crystal polymer (LCP), etc. as the material of the resin insulation of the motor used in this embodiment and the insulating cover for scattering prevention.
1、7・・・固定子
1a、7a・・・ティース
1b・・・ヨーク
2・・・スロット
2a・・・ティース側面
2b・・・ヨーク側面
2c・・・スロット底部
3、6・・・樹脂絶縁
3a、6a・・・内周側壁
3b、6b・・・外周側壁
3c、6c・・・巻線胴部
3d・・・巻線胴部
4、8・・・巻線
5・・・鍵状のフック
5a・・・係り止め部(爪)
5b・・・係り止め部(穴)
9・・・空隙
10・・・接続点
11・・・外径側側面
100・・・散乱防止用絶縁カバー
200・・・リング板
300・・・内側側壁
300a・・・内側側壁の凸部
400・・・外側側壁
DESCRIPTION OF
5b ... Locking part (hole)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
スロット形状は、ティース側面とヨーク側面とが交差する狭角が90°以上とした角部と、それより固定子外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットであって、
前記樹脂絶縁の外周側壁の起立する位置はティース側面とヨーク側面が交差する角部より固定子外径側から起立させたことを特徴とする電動機。 An electric motor that performs resin insulation on the axial end face of the stator and concentrates the winding on the teeth of the stator. It consists of a winding body to be wound,
The slot shape is a polygonal slot composed of a corner portion at which the narrow angle at which the teeth side surface and the yoke side surface intersect is 90 ° or more, and a slot bottom portion located on the outer diameter side of the stator,
The electric motor characterized in that the position where the outer peripheral side wall of the resin insulation stands is raised from the outer diameter side of the stator from the corner where the tooth side surface and the yoke side surface intersect.
The electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric motor is mounted as a vehicle application.
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