JP2009089493A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】放電の発生を防ぐことができる電動機を提供する。
【解決手段】複数のティース１０とそれらをつなぐヨーク１３とから成り、ティース１０間に固定子巻線（巻線）５が収納される複数のスロット１４が構成された固定子鉄心４と、この固定子鉄心４の軸方向両端面に配置されて固定子巻線５とティース１０との間を電気絶縁するインシュレータ７、８と、スロット１４に挿入されて固定子巻線５とスロット１４内周面との間を電気絶縁する絶縁紙９とを有する電動機１において、ティース１０の軸方向両端部１１Ａ、１１Ｂの幅は狭く構成されると共に、このティース１０の軸方向両端面には位置決め孔１５が形成され、インシュレータ７、８には当該位置決め孔１５に係合する先細り形状の位置決めピン１７が一体に形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、電動圧縮機等を駆動する電動機に関するものである。

従来この種電動機は、固定子とこの固定子の内側に配置される回転子とから構成されている。この固定子は、固定子鉄板を複数枚積層して成る固定子鉄心と、回転子に回転磁界を与えるための巻線を備え、当該巻線は、固定子鉄心に形成されたティースにスロットの空間を利用して巻回されていた。また、固定子鉄心の両端面には巻線とティースとの間の電気絶縁を行うためのインシュレータが配置され、スロット内周面には巻線とスロット内周面との間の電気絶縁を行うための絶縁紙が配置されていた。当該絶縁紙の軸方向の両端部は、固定子鉄心の両端面に配されたインシュレータの外周壁にかかるよう配置されており、巻線と固定子鉄心の絶縁性が確保されていた。

ところで、このような電動機に、例えば、雷が落ちて絶縁されている固定子鉄心と巻線との間に高い電位差が発生すると（所謂、雷サージ）、巻線と最も近い固定子鉄心のティースの軸方向の両端角部に極端に大きい電界が発生して、このティースの両端角部から絶縁紙の裏側（巻線とは反対側である固定子鉄心側）を通って、巻線にコロナ放電が発生し易いと云う問題があった。

係るコロナ放電が発生すると、巻線の被膜が損傷する絶縁破壊に繋がる恐れがあった。このようなコロナ放電の発生を極力回避するものとして、スロットの軸方向の端部の寸法を大きくし、更に、インシュレータにスロットに向かって壁部を延設して、この壁部を上記スロットの軸方向の端部に収納するよう構成したものも提案されて来ている。このようにスロットの軸方向の端部の寸法を大きくすることで、固定子鉄心と巻線との空間絶縁距離を稼ぐことができるので、コロナ放電の発生を抑えることが可能となり、且つ、組立時の位置決め性も良好となる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１１２２０５号公報

しかしながら、上述の如くスロットに向かって延設したインシュレータの壁部をスロットの軸方向の端部に収納するよう構成した場合には、インシュレータの成形精度が要求されることとなる。即ち、インシュレータの成形精度が劣ると、壁部がスロットの軸方向の縁部に入らなくなるので、インシュレータを取り付けることができないという不都合が生じることとなる。従って、インシュレータの成形精度を高くする必要があり、電動機の生産性が低下し、コストが高騰する問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、放電の発生を防ぐことができる電動機を提供することを目的とする。

本発明の電動機は、複数のティースとそれらをつなぐヨークとから成り、ティース間に巻線が収納される複数のスロットが構成された固定子鉄心と、この固定子鉄心の軸方向両端面に配置されて巻線とティースとの間を電気絶縁するインシュレータと、スロットに挿入されて巻線とスロット内周面との間を電気絶縁する絶縁紙とを有するものであって、ティースの軸方向両端部の幅は狭く構成されると共に、このティースの軸方向両端面には位置決め孔が形成され、インシュレータには当該位置決め孔に係合する先細り形状の位置決めピンが一体に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数のティースとそれらをつなぐヨークとから成り、ティース間に巻線が収納される複数のスロットが構成された固定子鉄心と、この固定子鉄心の軸方向両端面に配置されて巻線とティースとの間を電気絶縁するインシュレータと、スロットに挿入されて巻線とスロット内周面との間を電気絶縁する絶縁紙とを有する電動機において、ティースの軸方向両端部の幅は狭く構成されると共に、このティースの軸方向両端面には位置決め孔が形成され、インシュレータには当該位置決め孔に係合する先細り形状の位置決めピンが一体に形成されているので、固定子鉄心と巻線との絶縁距離を確保することができるようになり、放電の発生を極力防ぐことができるようになる。

特に、本発明では、ティースの軸方向両端面に位置決め孔を形成し、且つ、インシュレータに当該位置決め孔に係合する位置決めピンを一体形成するという簡単な加工を施すだけで、インシュレータを容易に位置決めし、固定子鉄心に取り付けることが可能となる。これにより、電動機の生産性が良好となる。また、係る簡単な加工により、生産コストを極力抑えながら、組立作業性を改善することもできるようになる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。図１は、本発明を適用した電動機の固定子の平面図、図２は図１の固定子の固定子鉄心の平面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面図、図５は図２のＣ−Ｃ断面図をそれぞれ示している。

本発明の電動機１は、例えば、密閉型電動圧縮機の駆動手段として、密閉容器内に収納されて、圧縮要素を駆動するために使用されるものである。この電動機１は、円筒状の固定子２と、この固定子２の内側に配置される図示しない回転子とから成る。

上記固定子２は、略筒形ドーナッツ状の固定子鉄板３を複数枚積層して構成された固定子鉄心４と、上記回転子に回転磁界を与えるための駆動コイルとしての固定子巻線５（巻線）と、この固定子巻線５と固定子鉄心４との間に介設されたインシュレータ７、８及び絶縁紙９等から構成されている。

固定子鉄心４は、複数（実施例では６個）のティース１０と、それらをつなぐヨーク１３とから成り、各ティース１０の間に内方及び上方に開放した複数（実施例では６箇所）のスロット１４が形成されている。各ティース１０の径方向の内側（内方）の先端は、図示しない回転子の外面に沿うように拡開された先端部１０Ａが形成されている。

一方、上記スロット１４は、前記固定子巻線５を収納するためのものである。具体的に、インシュレータ７、８及び絶縁紙９を介して各ティース１０にスロット１４の空間を利用して、固定子巻線５を直接巻回することにより、所謂、集中巻方式によって固定子２の磁極を形成し、４極６スロットの固定子を構成している。具体的に、上記インシュレータ７、８は、固定子鉄心４の両端面に配置されて、巻線５とティース１０との間を電気絶縁する絶縁部材である。実施例のインシュレータ７、８は、図３に示すように固定子鉄心４の上端面にインシュレータ７が配置され、下端面にインシュレータ８が配置される。また、上記絶縁紙９は、巻線５とスロット１４内周面との間を電気絶縁するための絶縁部材であり、スロット１４内に挿入される。本実施例のインシュレータ７、８の材質は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）であり、絶縁紙９は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されている。尚、図１では、便宜上、固定子巻線５を１つのティース１０のみに巻回した状態（断面）を示しているが、実際には全てのティース１０に固定子巻線５が直接巻装されている。

ここで、本発明のティース１０は、軸方向の両端部１１Ａ、１１Ｂの幅が狭く構成されている。具体的に、本実施例のティース１０は、図４乃至図７に示すように軸方向の両端部１１Ａ、１１Ｂの縁部が内方に切欠かれて、他の部分１１Ｃより幅が狭い段差形状とされている。尚、図６は図４の一部拡大図、図７は図６の一部拡大図に固定子巻線が巻回された状態をそれぞれ示している。

従来のティースは、軸方向の両端部１１Ａ、１１Ｂの幅が他の部分１１Ｃの幅と同一に形成されていた。この場合、絶縁されている固定子鉄心と巻線との間に高い電位差が発生する（所謂、雷サージが生じる）と、固定子巻線５と固定子鉄心４において、最も固定子巻線５と近接するティース１０の両端角部から絶縁紙９の裏側（固定子巻線５とは反対側である固定子鉄心４側）を通って、固定子巻線５にコロナ放電が発生し易いという問題が生じていた。このようなコロナ放電が発生すると、固定子巻線５の皮膜が損傷する絶縁破壊に繋がる恐れがあった。

そこで、本発明では、ティース１０の軸方向の両端部１１Ａ、１１Ｂの幅を他の部分１１Ｃの幅より狭く構成している。本実施例では、軸方向の両端部１１Ａ、１１Ｂの縁部を内方に切欠いて、他の部分１１Ｃより幅が狭い段差形状の空間部１２とすることで、固定子鉄心４と固定子巻線５との絶縁距離を従来の構造より充分に確保している。この場合、固定子鉄心４において、最も固定子巻線５と近接する角部Ｃ１、Ｃ２間の距離を２ｍｍ以上離すことが好ましく、コロナ放電の発生をより効果的に回避することができる。

更に、本発明では、ティース１０の軸方向の両端面にそれぞれ位置決め孔１５が形成されている。また、インシュレータ７、８には、それぞれ位置決めピン１７が一体形成されている。この位置決めピン１７は、ティース１０に形成された位置決め孔１５に対応して形成されたものであり、先端に向かって先細り形状を呈し、位置決め孔１５に係合可能に構成されている。

以上の構成で、次に、固定子２の組立方法について説明する。先ず、予めティース１０やスロット１４が打ち抜き加工された固定子鉄板３を複数枚積層する。尚、両端面およびその付近に配置される固定子鉄板３には、貫通孔が形成されており、この貫通孔が位置決め孔１５となる。そして、各固定子鉄板３の隅部に位置する図示しないカシメ部において、これら固定子鉄板３を相互にカシメて固定した後、各固定子鉄板３の端面を相互に溶接することで固定子鉄心４が構成される。

次に、スロット１４の内周面に形状に合うように折り曲げられた絶縁紙９をスロット１４の内周面に設置し、固定子鉄心４の両端面にインシュレータ７、８を取り付ける。このとき、インシュレータ７、８に一体形成された前記各位置決めピン１７が、固定子鉄心４の両端面に形成された各位置決め孔１５に対応するように配置し、当該孔１５内に各ピンを挿入するだけで、インシュレータ７、８を固定子鉄心４の両端面に取り付けることができる。これにより、インシュレータ７、８を容易に位置決めし、固定子鉄心４に取り付けることができる。

最後に、各ティース１０にスロット１４の空間を利用して、固定子巻線５を直接巻回することで本実施例の固定子２が組み立てられる。

以上詳述したように、本発明の電動機１は、固定子鉄心４のティース１０の軸方向の両端部の幅が狭く構成されると共に、ティース１０の軸方向の両端面に位置決め孔１５が形成され、インシュレータ７、８には当該位置決め孔１５に係合する先細り形状の位置決めピン１７が一体に形成されているので、固定子鉄心４と固定子巻線５との絶縁距離を確保することができるようなり、放電の発生を極力防ぐことができる。

特に、ティース１０の軸方向の両端面に位置決め孔１５を形成し、且つ、インシュレータ７、８に当該位置決め孔１５に係合する位置決めピン１７を一体形成するという簡単な加工を施すだけで、インシュレータ７、８を容易に位置決めし、固定子鉄心４に取り付けることが可能となる。これにより、電動機１の生産性が良好となる。また、係る簡単な加工により、生産コストを極力抑えながら、組立作業性を改善することができるようになる。

本発明を適用した電動機の固定子の平面図である。 図１の固定子の固定子鉄心の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図２のＣ−Ｃ断面である。 図４の一部拡大図である。 固定子巻線が巻回された状態を示す一部拡大図である。

符号の説明

１ 電動機
２ 固定子
３ 固定子鉄板
４ 固定子鉄心
５ 固定子巻線
７、８ インシュレータ
９ 絶縁紙
１０ ティース
１０Ａ 先端部
１１Ａ 上端部
１１Ｂ 下端部
１２ 空間部
１３ ヨーク
１４ スロット
１５ 位置決め孔
１７ 位置決めピン
Ｃ１、Ｃ２ 角部

Claims (1)

1. 複数のティースとそれらをつなぐヨークとから成り、前記ティース間に巻線が収納される複数のスロットが構成された固定子鉄心と、該固定子鉄心の軸方向両端面に配置されて前記巻線とティースとの間を電気絶縁するインシュレータと、前記スロットに挿入されて前記巻線とスロット内周面との間を電気絶縁する絶縁紙とを有する電動機において、
   前記ティースの軸方向両端部の幅は狭く構成されると共に、該ティースの軸方向両端面には位置決め孔が形成され、前記インシュレータには当該位置決め孔に係合する先細り形状の位置決めピンが一体に形成されていることを特徴とする電動機。

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