JP2011139549A

JP2011139549A - インシュレータ及び電動機の固定子

Info

Publication number: JP2011139549A
Application number: JP2009296044A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Taema; 欣弘妙摩
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-07-14

Abstract

【課題】ウエルドラインが形成される隣合う巻胴部間の外周壁部に、割れ、ヒビが発生し難いインシュレータを得る。
【解決手段】環状の外周壁部と、該外周壁部の下部から、中心に向かって放射状に突出する複数の巻胴部３２と、該巻胴部３２の内側端から軸方向に立上がる内側鍔部と、を有し、電動機の固定子鉄心の端部を絶縁被覆する樹脂モールド成型されたインシュレータ３０において、樹脂モールド時の金型の樹脂注入口であるゲート７０を、前記巻胴部３２及び／又は内側鍔部に配置し、隣合うゲート７０、７０から夫々注入された樹脂が合流接合して形成されるウエルドライン７１を、隣合う巻胴部３２、３２間の外周壁部に位置させるとともに、前記隣合う巻胴部３２、３２間の外周壁部の下部に、径方向外側に突出する凸部７２を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機や冷蔵庫等の冷凍サイクルに使用されるコンプレッサ（冷媒圧縮機）内に組込まれる電動機の固定子用のインシュレータに関する。

従来、円環状継鉄であるヨーク部と、このヨーク部の内側に放射状に設置した複数個のティース部と、を有する固定子鉄心の端部を覆うインシュレータ（樹脂モールド成型品）であって、内側鍔部と、外側鍔部と、これら内外側鍔部を連結しかつ巻線が巻回される巻胴部と、前記外側鍔部同士を接続するインシュレータヨーク部と、から構成されてなり、このインシュレータをモールド化する際の樹脂注入口であるゲートの位置を、少なくともその１つは、上記内側鍔部と外側鍔部のいずれか一方に設けたインシュレータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−５５９７９号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、インシュレータのモールド成型時に、各ゲートから流れ込んだ樹脂が合流して接合されるウエルドラインがインシュレータヨーク部の中央部に形成され、このウエルドラインにより、インシュレータヨーク部の中央部の強度が低下し、割れ、ヒビが発生し易い、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエルドラインが形成される隣合う巻胴部間の外周壁部（インシュレータヨーク部）に、割れ、ヒビが発生し難いインシュレータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コンプレッサの筺体内に組込まれる電動機の固定子用のインシュレータであって、環状の外周壁部と、該外周壁部の下部から、中心に向かって放射状に突出する複数の巻胴部と、該巻胴部の内側端から軸方向に立上がる内側鍔部と、を有し、前記電動機の固定子鉄心の端部を絶縁被覆する樹脂モールド成型されたインシュレータにおいて、樹脂モールド時の金型の樹脂注入口であるゲートを、前記巻胴部及び／又は内側鍔部に配置し、隣合うゲートから夫々注入された樹脂が合流接合して形成されるウエルドラインを、隣合う巻胴部間の外周壁部に位置させるとともに、前記隣合う巻胴部間の外周壁部の下部に、径方向外側の前記コンプレッサの潤滑油戻り通路内に突出する凸部を設けたことを特徴とする。

本発明にかかるインシュレータは、各ゲートから流れ込んだ樹脂が合流接合するウエルドラインが形成される隣合う巻胴部間の外周壁部に、割れ、ヒビが発生し難い、という効果を奏するとともに、コンプレッサの潤滑油戻り通路の潤滑油の流れを邪魔することはない。

図１は、本発明にかかる電動機の固定子の実施例を示す分解斜視図である。図２は、本発明にかかるインシュレータの実施例を示す側面図である。図３は、固定子鉄心側から見たインシュレータの平面図である。図４は、固定子鉄心側から見たインシュレータの部分拡大図である。図５は、コイルが巻装された電動機の固定子の平面図である。図６は、コイルが巻装された電動機の固定子の側面図である。

以下に、本発明にかかるインシュレータ及び該インシュレータを備える電動機の固定子の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる電動機の固定子の実施例を示す分解斜視図であり、図２は、本発明にかかるインシュレータの実施例を示す側面図であり、図３は、固定子鉄心側から見たインシュレータの平面図であり、図４は、固定子鉄心側から見たインシュレータの部分拡大図であり、図５は、コイルが巻装された電動機の固定子の平面図であり、図６は、コイルが巻装された電動機の固定子の側面図である。

図１に示すように、本実施例の電動機の固定子９０は、固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０のスロット１１内に挿入されてスロット１１とコイル４０（図５参照）とを絶縁する絶縁フィルム２０と、固定子鉄心１０の軸方向両端部１６、１６に装着されて軸方向端部１６とコイル４０とを絶縁するインシュレータ３０とを備えている。

固定子鉄心１０は、環状に打抜き形成された電磁鋼板を積層して筒状に形成され、リング状のヨーク１２と、ヨーク１２から中心に向かって突出するティース１３と、ティース１３の先端から周方向に突出する先端エッジ１４とを有している。

ヨーク１２、ティース１３及び先端エッジ１４に囲まれるように、扇形の空隙であるスロット１１が形成され、対向する先端エッジ１４間には、空隙であるスロット開口１５が形成されている。

図１に示すように、絶縁フィルム２０は、ポリエステルフィルム等により、スロット１１の内壁に密着するように断面が扇形の筒状に折り曲げ形成される。このとき、周方向両端の折返し部２１が筒の内側に向かって折り曲げられてスロット開口１５の開口幅以上（同一又は大きい）の開口幅を有するフィルム開口２３が形成される。絶縁フィルム２０は、軸方向の長さが、固定子鉄心１０の軸方向長さよりも長く形成されているので、スロット１１に挿入されると、フィルム軸方向端部２２は、固定子鉄心１０の軸方向端部１６から突出した状態になる。

なお、本発明の絶縁フィルムは、これに限られず、この電動機が用いられる機器に応じて種々変更可能である。例えば、冷媒を圧縮するコンプレッサに用いられる場合は、ポリエステルフィルムに換えて、ポリフェニレンサルファイドフィルムや、アラミド繊維で構成される絶縁フィルムなどの、難燃性のある絶縁フィルムを用いることが好ましい。

折返し部２１は、固定子鉄心１０にコイル４０が巻装されたとき、コイル４０と固定子鉄心１０との間の絶縁沿面距離（例えば、２．４ｍｍ以上）を確保する役割を有している。

図１〜４に示すように、インシュレータ３０は、短い筒状に形成され、固定子鉄心１０のヨーク１２上に設置される環状の外周壁部３１と、外周壁部３１の固定子鉄心１０側（下部）から中心に向かって（内側に）放射状に突出し固定子鉄心１０のティース１３を覆う巻胴部３２と、巻胴部３２の先端（内側端）から周方向に突出するインシュレータエッジ３３と、インシュレータエッジ３３の反固定子鉄心側に設けられた（すなわち、巻胴部３２の内側端から軸方向に立上がる）内側鍔部３４と、固定子鉄心１０の外周端部に外嵌してインシュレータ３０を固定子鉄心１０に固定する３つの外爪３５と、を有している。

次に、実施例のインシュレータ３０の特徴的な構成について説明する。インシュレータ３０は、樹脂モールド成型により製造され、図３に示すように、樹脂モールド時の金型の樹脂注入口であるゲート７０（×印により図示）を、全ての巻胴部３２の内側端の周方向中央部、巻胴部３２の径方向及び周方向の中央部、巻胴部３２の内側端と径方向中央部の中間部（中間部については、×印による図示はしていない）、内側鍔部３４の上端部（図１参照）等のうち１ヶ所又は複数ヶ所に配置する。

上記のようにゲート７０を配置すると、インシュレータ３０の樹脂モールド成型時に、隣合う２つの巻胴部３２及び／又は内側鍔部３４に配置された夫々のゲート７０から夫々注入された樹脂は、隣合う巻胴部３２間の外周壁部３１で合流接合し、合流位置に、接合強度が弱いウエルドライン７１ができる。

実施例のインシュレータ３０には、隣合う巻胴部３２、３２間の外周壁部３１の下部（固定子鉄心１０側）に、径方向外側に突出する直方体状の凸部７２が設けられている。また、インシュレータ３０には、凸部７２の上方（反固定子鉄心１０側）の外周壁部３１に、スリット７３を形成し、肉厚の薄い外周壁部３１に接合強度が弱いウエルドライン７１が形成されないようにし、割れ、ヒビが発生するのを防ぐとともに、樹脂材料を節約する肉抜きを行なう。なお、凸部７２の上方のスリット７３以外に外周壁部３１に形成されたスリット７５は、コイル４０の渡り線や中性線４１（図６参照）を通すとともに外周壁部３１の肉抜きを行なうものである。径方向外側に突出する凸部７２の先端部の外径は、図５から明らかなように、固定子鉄心１０の外径（すなわち、コンプレッサ等の筺体の内径）よりも小さく、また外形も小さくされ、筺体の冷媒通路、潤滑油戻り通路（デッドスペース）内に形成されているが、冷媒や潤滑油の流れを邪魔することはない。

以上説明したように、ゲート７０を、全ての巻胴部３２の内側端の周方向中央部、巻胴部３２の径方向及び周方向の中央部、巻胴部３２の内側端と径方向中央部の中間部、内側鍔部３４の上端部等のうち１ヶ所又は複数ヶ所に配置し、隣合う巻胴部３２、３２間の外周壁部３１の下部（固定子鉄心１０側）に、径方向外側に突出する直方体状の凸部７２を設け、ウエルドライン７１を肉厚の厚い凸部７２内に形成して接合強度を高め、割れ、ヒビが発生するのを防ぐ。また、凸部７２の上方（反固定子鉄心１０側）の外周壁部３１に、スリット７３を形成することにより、肉厚の薄い外周壁部３１にウエルドライン７１が形成されないようにして、外周壁部３１に、割れ、ヒビが発生するのを防ぐ。

また、上記の実施例では、全ての巻胴部３２に、樹脂注入口であるゲート７０を配置したが、ゲート７０を、一つ置き（一つ跳び）の巻胴部３２及び／又は内側鍔部３４に配置し、隣合う巻胴部３２間の外周壁部３１の下部に、径方向外側に突出する凸部７２を設けるようにしてもよい。この場合も、凸部７２の上方の外周壁部３１に、肉抜きのためのスリット７３を形成するとよい。

このようにした場合、ウエルドライン７１は、奇数番目の巻胴部３２に形成されることになる。肉厚の巻胴部３２に形成されたウエルドライン７１は、接合面積が広いので、割れ、ヒビは発生し難い。また、隣合う巻胴部３２間の外周壁部３１（ここにはウエルドライン７１が形成されていない）の下部に、径方向外側に突出する凸部７２を設ければ、この部分の強度を増すことができる。

外周壁部３１の固定子鉄心１０側、巻胴部３２及びインシュレータエッジ３３に囲まれるように、固定子鉄心１０のスロット１１及びスロット開口１５と同一形状のインシュレータスロット３７及びインシュレータ開口３６が形成されている。

図４に示すように、インシュレータエッジ３３には、インシュレータスロット３７側へ突出する突出部３３ａが形成される。突出部３３ａには、絶縁フィルム２０の折返し部２１近傍のフィルム軸方向端部２２を挿入して絶縁フィルム２０をスロット１１に沿わせる係止部３３ｂが設けられている。

実施例の係止部３３ｂは、係止爪３３ｃと係止溝３３ｄとを有している。係止爪３３ｃは、突出部３３ａから固定子鉄心１０に向かって軸方向に延在しており、この係止爪３３ｃとインシュレータエッジ３３との間に係止溝３３ｄが設けられる。係止爪３３ｃのインシュレータ開口３６側の側面は、絶縁フィルム２０の肉厚分以上、インシュレータエッジ３３端面より反開口側にずらしている。これにより、係止爪３３ｃのインシュレータ開口３６側の側面とインシュレータ開口３６との間に絶縁フィルム２０の肉厚分以上のずれ部３３ｚが設けられる。このずれ部３３ｚにより形成される空間に、絶縁フィルム２０の折返し部２１が配置されるので、絶縁フィルム２０のフィルム開口２３の開口幅は、スロット開口１５の開口幅以上となる。係止爪３３ｃの側面は、絶縁フィルム２０のフィルム軸方向端部２２を差し込み易いように、テーパ面となっているので、係止溝３３ｄの溝幅は、固定子鉄心１０に近いほど大きくなっている。

実施例の電動機の固定子９０を組立てるときは、まず、固定子鉄心１０のスロット１１に、絶縁フィルム２０を、フィルム軸方向両端部２２、２２をそれぞれ固定子鉄心１０の軸方向端部１６から突出させるようにして挿入する。次に、絶縁フィルム２０のフィルム軸方向端部２２をインシュレータスロット３７及び係止溝３３ｄに挿入するようにして、インシュレータ３０を固定子鉄心１０の軸方向両端部１６、１６に装着する。

係止溝３３ｄに挿入された絶縁フィルム２０のフィルム軸方向端部２２が係止爪３３ｃで固定子鉄心１０の先端エッジ１４に密着するように支持されるので、絶縁フィルム２０全体が、スロット１１の内壁に沿うように支持される。また、係止爪３３ｃのインシュレータ開口３６側の側面が、絶縁フィルム２０の肉厚分以上、反開口側にずらされているので、絶縁フィルム２０のフィルム開口２３の開口幅を、スロット開口１５の開口幅以上とすることができる。

次に、スロット１１の内壁が絶縁フィルム２０で被覆され、軸方向両端部１６、１６がインシュレータ３０で被覆された固定子鉄心１０に、図示しない巻線機により、コイル４０を巻装する。図５及び図６に示すように、全てのティース１３に所定の巻数のコイル４０を巻装し、コイル４０の線端をリード線６０に接続すれば、実施の形態の電動機の固定子９０が完成する。

以上のように、本発明にかかる電動機の固定子は、民生機器及び産業機器に使用する電動機に有用である。

１０固定子鉄心
１１スロット
１２ヨーク
１３ティース
１４先端エッジ
１５スロット開口
１６軸方向端部
２０絶縁フィルム
２１折返し部
２２フィルム軸方向端部
２３フィルム開口
３０インシュレータ
３１外周壁部
３２巻胴部
３３インシュレータエッジ
３３ａ突出部
３３ｂ係止部
３３ｃ係止爪
３３ｄ係止溝
３３ｚずれ部
３４内側鍔部
３５外爪
３６インシュレータ開口
３７インシュレータスロット
４０コイル
６０リード線
７０ゲート（金型の樹脂注入口）
７１ウエルドライン
７２凸部
７３スリット
７５スリット
９０電動機の固定子

Claims

コンプレッサの筺体内に組込まれる電動機の固定子用のインシュレータであって、環状の外周壁部と、該外周壁部の下部から、中心に向かって放射状に突出する複数の巻胴部と、該巻胴部の内側端から軸方向に立上がる内側鍔部と、を有し、前記電動機の固定子鉄心の端部を絶縁被覆する樹脂モールド成型されたインシュレータにおいて、
樹脂モールド時の金型の樹脂注入口であるゲートを、前記巻胴部及び／又は内側鍔部に配置し、隣合うゲートから夫々注入された樹脂が合流接合して形成されるウエルドラインを、隣合う巻胴部間の外周壁部に位置させるとともに、前記隣合う巻胴部間の外周壁部の下部に、径方向外側の前記コンプレッサの潤滑油戻り通路内に突出する凸部を設けたことを特徴とするインシュレータ。
前記ゲートを、全ての前記巻胴部及び／又は内側鍔部に配置したことを特徴とする請求項１に記載のインシュレータ。
前記凸部の上方の外周壁部に、前記ウエルドラインの形成による前記外周壁部の割れを防ぐためのスリットを形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のインシュレータ。
コンプレッサの筺体内に組込まれる電動機の固定子用のインシュレータであって、環状の外周壁部と、該外周壁部の下部から、中心に向かって放射状に突出する複数の巻胴部と、該巻胴部の内側端から軸方向に立上がる内側鍔部と、を有し、前記電動機の固定子鉄心の端部を絶縁被覆する樹脂モールド成型されたインシュレータにおいて、
樹脂モールド時の金型の樹脂注入口であるゲートを、一つ置きの前記巻胴部及び／又は内側鍔部に配置し、隣合う巻胴部間の外周壁部の下部に、径方向外側の前記コンプレッサの潤滑油戻り通路内に突出する凸部を設けたことを特徴とするインシュレータ。
前記凸部の上方の外周壁部に、肉抜きのためのスリットを形成したことを特徴とする請求項４に記載のインシュレータ。
環状のヨーク部と、該ヨーク部から、中心に向かって放射状に突出する複数のティース部と、を有し、筒状に形成された固定子鉄心と、
前記ティース部間に形成されたスロットの内壁に密着するように筒状に折り曲げ形成され、周方向両端部の折返し部が内側に折り曲げられてスロット開口の開口幅以上の開口幅を有するフィルム開口が形成され、前記スロットに挿入された絶縁フィルムと、
前記固定子鉄心の両軸方向端部に装着された請求項１〜５のいずれか１つに記載のインシュレータと、
を備えることを特徴とする電動機の固定子。