JP2010045951A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】
電動機の引出線や口出線を接続した接続点を確実に固定し、電動機の振動等によりズレの生じない、信頼性を向上させた電動機を提供する。
【解決手段】
固定子の軸方向端面には樹脂成形された絶縁部材が装着され、前記絶縁部材はティース部と巻線を絶縁するための樹脂絶縁胴部と、前記樹脂絶縁胴部の固定子内径側に面して伸びる内周側壁と、固定子外径側に面して伸びる外周側壁を有した絶縁部材を装着した固定子において、コイルエンド部に各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続した接続点が配置され、前記絶縁部材の固定子軸方向から絶縁カバーを係り合わせて固定するものであって、前記絶縁カバーには、前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板が設けられ、口出線固定位置から前記仕切り板までの空間に、前記接続点絶縁を隔離収納した電動機とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、冷蔵庫やエアコン等の室外機に用いられる密閉圧縮機に搭載される電動機、或いは、車両用として用いられる電動機の固定子のティース部に巻線が巻き付けられた巻線端部の固定に関する。

近年の冷蔵、エアコン等の室外機に用いられる密閉圧縮機に搭載される電動機、或いは、車両用として用いられる電動機の固定子は、固定子のティース部に樹脂絶縁を施し、樹脂絶縁の上から巻線が直接巻き付けられた集中巻方式による電動機が増えてきている。集中巻方式の電動機は従来の分布巻方式と比べて銅量が少なくて済み、銅損が低減でき電動機の性能を向上させることができる。

集中巻方式とした電動機の固定子は極数によっては巻線端部から引き出した引出線の数も多くなり、それに伴い、巻線端部から引き出した引出線やそれらを結線した接続点の処理や固定方法も問題となってくる。固定子に樹脂絶縁を用いる多くの電動機では、各巻線端部から引き出した引出線や口出線及びそれらを接続した接続点を巻線用固定紐で樹脂絶縁と一体に固定するか、固定子端部から軸方向に伸びた固定子内径側に面した樹脂壁や、固定子外径側に面した樹脂壁に引出線を係止めする係り止め部を設け、この係止め部に引出線を固定しなければならないため作業性が著しく悪化している。

このような電動機に対して特許文献１（特開２００２−４４８９６号公報）に開示されているような電動機がある。本願では図６に示している。図６の電動機は、固定子１００のティース部４０に巻線６０を巻き付けるための樹脂胴部７０ｃと、固定子内径に面して前記樹脂胴部から固定子軸方向に伸びる外周側壁７０ａと内周側壁７０ｂを設け一体成形した絶縁部材７０に、集中巻方式により巻き付けた巻線の各巻線端部から引き出した引出線や口出線及びそれらを接続した接続点８０が散乱しないように、外径壁９０ａと内径壁９０ｂが設けられた絶縁カバー９０により、コイルエンド部と絶縁カバー９０との間の空間に収納している。

これにより、ティース部４０に巻き付けた各巻線端部から引き出した引出線や口出線及びそれらを接続した接続点８０を、巻線用固定紐で樹脂絶縁と一体に固定したり、或いは、固定子端部から軸方向に伸びた樹脂絶縁の固定子内径側、外径側に面した樹脂壁に、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を係り止め固定する手間が省け、引出線や口出線及びそれらを接続した接続点８０がバラバラに散乱するのを防止し作業性を改善した電動機であります。

特開２００２−４４８９６号公報

しかしながら、このような電動機では、固定子のティース部に集中巻により巻き付けられた各巻線端部から引き出された引出線や口出線及びそれらを接続した接続点の散乱を防止し絶縁部材に設けられた外径側樹脂壁と内径側樹脂壁、並びに、散乱防止用の絶縁カバーにより、コイルエンド部と絶縁カバーとの間の空間に収納しているのみで、電動機の固定子の周方向の振動等に対しては接続点絶縁がズレ易い構造となっている。

通常、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続した接続点は、固定子のティースに巻き付けた巻線と接触しないように接続点を絶縁する接続点絶縁が施されている。この接続点絶縁は電動機の振動等により接続点から接続点絶縁がコイルエンド部周方向へズレて脱落する恐れがある。このように接続点絶縁がズレて脱落し絶縁不良になると電動機が焼損する危険性がある。

従って、固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる外径側樹脂壁と内径側樹脂壁、並びに散乱防止用の絶縁カバーにより、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続した接続点をコイルエンド部と絶縁カバーの間の空間にただ収納するだけでなく、各巻線端部から引き出された引出線や口出線を接続した接続点から接続点絶縁がコイルエンド部周方向にズレて脱落しないように確実に固定されている電動機が求められている。

固定子の軸方向端面には樹脂成形された絶縁部材が装着され、
前記絶縁部材は、ティース部と巻線を絶縁するための樹脂絶縁胴部と、固定子内径側に面して樹脂絶縁胴部より固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる内周側壁と、固定子外径側に面して樹脂絶縁胴部より固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる外周側壁を有した絶縁部材を装着した固定子において、
前記ティース部に巻き付けられた巻線のコイルエンド部には、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続し絶縁を施した接続点絶縁が配置され、前記絶縁部材の固定子軸方向から引出線や接続点絶縁が飛び出ないように、前記絶縁部材を覆うように絶縁カバーを係り合わせて固定し、
前記絶縁カバーには、前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板が設けられ、口出線固定位置から前記仕切り板までの空間に、前記接続点絶縁を隔離収納した電動機とする。

前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板の位置が、前記ティースに巻き付けられた巻線のティース中央上端部の位置に設けた電動機とする。

本発明の電動機は、固定子のティース部に巻き付けられた各巻線端部から引き出された引出線や口出線を接続した接続点が散乱してバラバラにならないように、固定子のティース部と巻線を絶縁するための樹脂絶縁胴部と、この樹脂絶縁胴部の固定子内径に面して固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる外径側樹脂壁と内径側樹脂壁、並びに、散乱防止用の絶縁カバーにより、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続し絶縁を施した接続点絶縁を、樹脂絶縁胴部に巻き付けた巻線のコイルエンド部と絶縁カバーとの間の空間に収納すると共に、電動機のコイルエンド部の周方向に揺れる振動により各巻線端部から引き出した引出線や口出線が接続された接続点から接続点絶縁がズレて脱落しないように前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板が設けられ、口出線固定位置から前記仕切り板までの空間に、前記接続点絶縁を隔離収納することにより接続点絶縁がコイルエンド部周方向に動くのを規制することができる。

つまり、接続点絶縁は絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びた仕切り板に、袋状になった接続点絶縁の袋とじされた周方向端部が当接し、コイルエンド部上での周方向の動きを規制することができ、電動機の振動などにより接続点絶縁が脱落することを防いでいる。これにより、接続点がコイルエンド部の巻線と接触し絶縁不良となり焼損事故になることを防止している。

また、前記仕切り板を、ティースに巻線を巻き付けた巻線のティース中央上端部に位置するように設けている。これは隣り合うティースに巻き付けた巻線と巻線との間に仕切り板を設けた場合、巻線間の隙間の冷媒通路を塞ぐことになり密閉圧縮機内の冷媒効率が悪化してしまう。そこで、冷媒通路として影響の少ないティースに巻線を巻き付けた巻線のティース中央上端部に位置するように設けている。また、ティースに巻線を巻き付けた巻線のティース中央上端部に位置するように設けることにより、ティースに巻き付けた巻線と巻線との間に仕切り板を設けた場合に比べて絶縁カバーの使用材料を低減することができる。

本発明を図１及び図２を用いて説明する。図１は電動機の上から見た正面図である。
図２は、本発明の電動機に絶縁カバー９を取り付ける前の図１に示した電動機の正面図である。電動機の固定子１は、ヨーク部２から固定子１の内径方向に延びるティース部４が形成され、ヨーク部２とティース部４により６つのスロット３が形成されている。この固定子１の軸方向の両端面には、ティース部４と巻線６を絶縁するための樹脂絶縁胴部７ｃ（図７を参照）と、固定子１の内径側に面して樹脂絶縁胴部７ｃより固定子１の端面側とは逆の固定子１の軸方向に伸びる内周側壁７ｂと、固定子１の外径側に面して樹脂絶縁胴部７ｃより固定子１の端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる外周側壁７ａを有した絶縁部材７が装着されている。この樹脂絶縁７には巻線６を直接巻き付けた集中巻方式の巻線が施されている。

また、電動機の固定子１のヨーク部２とティース部４に構成されたスロット３には、スロット表面を覆うようにフィルム状の絶縁フィルムが装着されている。また、同様に絶縁部材７からスロット３のスロット軸方向に伸びて、スロット軸方向のほぼ中央付近で重ね合わせて装着する上下セパレート型の樹脂絶縁のスロット絶縁としてもよい。

前記ティース部４の巻線６が巻き付けられる樹脂絶縁胴部７ｃのコイルエンド部には、各巻線端部から引き出した引出線や口出線５及びそれらを接続した接続点８が配置されている。本実施形態では固定子１のティース部４に巻き付けた巻線６は、三相４極、２Ｙで結線されている。

Ｕ相の口出線５Ｕは、各ティース部４に巻き付けた巻線６の巻線端部から引き出した引出線の一方の端部と結線し接続点８ｕを構成し、もう一方の端部は中性点８ａを構成している。また、同様にＶ相の口出線５Ｖは、各ティース部４に巻き付けた巻線６の巻線端部から引き出した引出線の一方の端部と結線し接続点８ｖを構成し、もう一方の端部は中性点８ａを構成している。更に、Ｗ相の口出線５Ｗは、各ティース部４に巻き付けた巻線６の巻線端部から引き出した引出線の一方の端部と結線し接続点８ｗを構成し、もう一方の端部は中性点８ａを構成している。尚、各接続点には接続点絶縁を被せて絶縁している。本実施形態の「接続点」は、接続点に絶縁を被せた状態を含んでいる。

尚、本実施例で用いる接続点絶縁８の構造は、薄板のフィルム状の絶縁シートをロール状に複数回巻き付け一方端部を溶着して袋とじし、他方端部を開放している。この接続点絶縁８の開放した挿入孔から、各巻線端部から引き出した引出線や口出線５を接続した接続点部分を挿入させた袋状の接続点絶縁構造としている。

絶縁カバー９を図３及び図４を用いて説明する。図３は図１に示した電動機に装着した絶縁カバー９の表側から見た図である。また図４は図１に示した電動機に装着した絶縁カバー９の裏側から見た図である。絶縁カバー９はコイルエンド部に面する裏側の絶縁カバー９の底部９ｃ（絶縁部材７に係り止めされている状態で、固定子端面側と対峙する面）の固定子外径側から固定子端面側に伸びた外径壁９ａと、絶縁カバー９の底部９ｃの固定子内径側から固定子端面側に伸びた内径壁９ｂとを備えている。本実施形態では絶縁カバー9の外径壁９ａの上部先端部には鍵状に形成した係り止め部９ｄが設けられ、これにより絶縁部材７に確実に係り止めができる構造としている。尚、絶縁部材７と絶縁カバー９が係り止めされた様子を図７に示す。図７は図１のＥ−Ｅ’断面図である。絶縁カバー９の固定子外径側の外径壁９ａに設けた係り止め部９ｄにより、絶縁部材７の固定子外径側の外周側壁７ａの係り止め部に係り止めしている。これにより、電動機の振動等により絶縁部材７から絶縁カバー９がはずれ落ちることも無くり、確実に接続点絶縁８を隔離収納することができる。

また、絶縁カバー９には、口出線固定位置には口出線５の固定が容易となるように絶縁カバー９の固定子外径から固定子内径に向かい切り欠いた口出線固定溝１１が設けられ、この口出線固定溝１１に口出線５を係り止め固定している。この口出線固定溝１１は、切り欠き溝の挿入部１１ｂより切り欠き溝底部１１ｃが若干幅広部に設けられ、口出線５の根本部が固定し易くなっている。また、この口出線固定溝１１の切り欠き溝底部１１ｃの形状は円形状、四角、三角等であり、口出線５を確実に固定しズレることのない構造としている。また、口出線５の固定が容易となるように絶縁カバー９の固定子外径から固定子内径に向かい切り欠いた口出線固定溝１１は、この口出線固定溝１１に口出線５が挿入し易いように、作業性を考慮してロート形状の挿入口１１ａとしている。これによって口出線５を口出線固定溝１１に容易に挿入することができ、作業性を改善することができる。尚、絶縁カバー９の表面には、密閉圧縮機に搭載される電動機であるため、冷媒が流入するための風孔１０が設けられている。

この絶縁カバー９は、先に説明した各ティース部４に巻き付けた巻線６の巻線端部から引き出した引出線や口出線５を接続した接続点８が絶線部材７の固定子軸方向から飛び出ないように、前記絶縁部材７を覆うように絶縁カバー９を係り合わせて固定し、絶縁カバー９のコイルエンド部に面する裏側からは、固定子端面側に伸びる仕切り板１２が設けられ、口出線固定位置（口出線固定溝１１）から前記仕切り板１２までの空間に、接続点絶縁８を隔離収納している。

これにより、接続点絶縁８は絶縁カバー９のコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びた仕切り板１２に、袋状になった接続点絶縁８の袋とじされた周方向端部が当接し、コイルエンド部上での接続点の周方向の動きを規制することができ、電動機の振動などにより接続点絶縁８が脱落することを防ぎ接続点がコイルエンド部の巻線６と接触し絶縁不良となり焼損事故になることもない。

本実施形態の口出線固定位置は、絶縁カバー９の口出線固定溝１１で口出線５を固定しているので口出線固定溝１１が口出線固定位置となっているが、この方法に限定されない。絶縁カバー９のコイルエンド部に面する裏側からは、固定子端面側に伸びる仕切り板１２までのコイルエンド部周方向の空間と、巻線６を巻き付ける絶縁部材７の内周側壁７ｂと外周側壁７ａで挟まれたコイルエンド部径方向の空間の間に隔離して、各巻線端部から引き出した引出線や口出線５の接続点部分を収納している。

この様子を図５に示す。図５は図１に示した固定子内径から見たＡ矢視図である。図を簡単にするために便宜上、絶縁部材７の内周側壁７ｂは記載していない。Ｕ相の巻線６から引き出した引出線はＵ相の口出線５Ｕの一方端部と接続し、片方を袋とじした接続点絶縁８Ｕが被せられている。この接続点絶縁８Ｕは、絶縁カバー９の裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板１２ａに当接させることにより接続点絶縁８Ｕが接続点から脱落しないようにしている。Ｕ相の口出線５Ｕの他方端部は口出線固定溝１１にてコイルエンド上端部から口出線５Ｕが立ち上がるように固定され口出線自体の動きは強制され動かないように固定している。

また、Ｖ相の巻線６から引き出した引出線はＶ相の口出線５Ｖの一方端部と接続し、片方を袋とじした接続点絶縁８Ｖが被せられている。この接続点絶縁８Ｖは、絶縁カバー９の裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板１２ａに当接させることにより接続点絶縁８Ｖが接続点から脱落しないようにしている。Ｖ相の口出線５Ｖの他方端部は口出線固定溝１１にてコイルエンド上端部から口出線５Ｖが立ち上がるように固定され口出線自体の動きは強制され動かないように固定している。

図５のＡ矢視図と同様の構造であるため図での説明は省略していが、Ｗ相の巻線６から引き出した引出線はＷ相の口出線５Ｗの一方端部と接続し、片方を袋とじした接続点絶縁８Ｗが被せられている。この接続点絶縁８Ｗは、絶縁カバー９の裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板１２ｂに当接させることにより接続点絶縁８Ｗが接続点から脱落しないようにしている。Ｗ相の口出線５Ｗの他方端部は口出線固定溝１１にてコイルエンド上端部から口出線５Ｗが立ち上がるように固定され口出線自体の動きは強制され動かないように固定している。

同様に、中性点の接続は各相から引き出した引出線同士を接続し、片方を袋とじした接続点絶縁が被せられている。この接続点絶縁８ａは、絶縁カバー９の裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板１２ａに当接させることにより接続点絶縁８ａが接続点から脱落しないようにしている。接続点絶縁８ａの袋とじされていない側は、先に説明した口出線固定溝１１からコイル上端部から立ち上がるように口出線５Ｕ、５Ｖ、５Ｗが固定されているため、このコイルエンド上端部の口出線５Ｕ、５Ｖ、５Ｗの固定部分（口出線固定位置）が障壁となりコイルエンド周方向への動きが強制的され動かないように固定される。

また、絶縁カバー９のコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びた仕切り板１２に接続点絶縁８が当接した仕切り板１２の位置は、引出線及び口出線５の接続点から接続点絶縁８が外れないようになっていればよい。従って、本実施形態においてはＵ相とＶ相の接続点絶縁８Ｕ、８Ｖは仕切り板１２ａにより隔離収納されており、Ｗ相と中性点の接続点絶縁８Ｗ、８ａは仕切り板１２ｂにより隔離収納されているが、接続点絶縁８Ｕ、８Ｖ、８Ｗ、８ａを一カ所にまとめれば仕切り板１２ａ、１２ｂのどちらか一方のみで隔離収納することもできる。また、口出線５の長さなどにより、隔離収納する位置や仕切り板１２の位置や数も任意に決定することができる。

尚、密閉圧縮機に本実施形態の電動機を用いる場合、密閉圧縮機内の冷媒効率を考えた場合、極力冷媒通路を塞がないようにする必要がある。従って、絶縁カバー９のコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びた仕切り板１２を設ける位置としては、ティース４に巻線６を巻き付けた巻線６のティース４の中央上端部に位置するように設けている。これにより隣り合うティース４に巻き付けた巻線間に仕切り板１２が来ないので、密閉圧縮機内での冷媒通路を塞ぐこと無く巻線間の隙間に冷媒がスムーズに流出入させることができ冷媒効率の悪化を防ぐことができる。

また、ティース４に巻線６を巻き付けた巻線６のティース４の中央上端部に位置するように設けることにより、ティース４に巻き付けた巻線６と巻線６との間に仕切り板１２を設けた場合に比べて絶縁カバー９に使用する絶縁材料の使用量も低減することもできる。

本実施形態の電動機の固定子を上から見た正面図。 図１の電動機の固定子に絶縁カバーを取り付ける前の図。 本実施形態の絶縁カバーの図。 図３に示した絶縁カバーの裏側の図。 図１に示した固定子内径側から見たＡ矢視図。 従来例の電動機のコイルエンド部の断面図。 絶縁部材と絶縁カバーとの係り止め部詳細図

符号の説明

１、１００・・・固定子
２・・・ヨーク部
３・・・スロット
４、４０・・・ティース部
５・・・口出線
６、６０・・・巻線
７、７０・・・絶縁部
７ａ、７０ａ・・・外周側壁
７ｂ、７０ｂ・・・内周側壁
７ｃ・・・胴部
８、８ａ、８ｕ、８ｖ、８ｗ、８０・・・接続点
９、９０・・・絶縁カバー
９ａ、９０ａ・・・外径壁
９ｂ、９０ｂ・・・内径壁
９ｃ、９０ｃ・・・底部
１０・・・風孔
１１・・・口出線固定溝（口出線固定位置）
１１ａ・・・ロート状の挿入口
１１ｂ・・・切り欠き溝挿入部
１１ｃ・・・切り欠き溝底部
１２ａ、１２ｂ・・・仕切り板

Claims (2)

1. 固定子の軸方向端面には樹脂成形された絶縁部材が装着され、
   前記絶縁部材は、ティース部と巻線を絶縁するための樹脂絶縁胴部と、固定子内径側に面して樹脂絶縁胴部より固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる内周側壁と、固定子外径側に面して樹脂絶縁胴部より固定子端面側とは逆の固定子軸方向に伸びる外周側壁を有した絶縁部材を装着した固定子において、
   前記ティース部に巻き付けられた巻線のコイルエンド部には、各巻線端部から引き出した引出線や口出線を接続し絶縁を施した接続点絶縁が配置され、前記絶縁部材の固定子軸方向から引出線や接続点絶縁が飛び出ないように、前記絶縁部材を覆うように絶縁カバーを係り合わせて固定し、
   前記絶縁カバーには、前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板が設けられ、口出線固定位置から前記仕切り板までの空間に、前記接続点絶縁を隔離収納したことを特徴とする電動機。
2. 前記絶縁カバーのコイルエンド部に面する裏側から固定子端面側に伸びる仕切り板の位置が、前記ティースに巻き付けられた巻線のティース中央上端部の位置に設けられたことを特徴とする請求項１項に記載の電動機。

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