JP2014011945A - Stator of motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、圧縮機等に用いられる電動機の固定子に関するものであり、特に、固定子の磁極歯に巻回される巻線間の接続に関するものである。 The present invention relates to a stator of an electric motor used for a compressor or the like, and particularly to connection between windings wound around magnetic pole teeth of a stator.
電動機の固定子の各磁極歯に絶縁部材を介して巻回される巻線の接続構造として、従来の固定子では、第１のキャビティの一方のワイヤ拘束溝に巻線の巻始め端末を装着し、第１のキャビティの他方のワイヤ拘束溝に１本または２本のリード側渡り線または１本のリード側渡り線とリード線を装着すると共に、第２のキャビティの一方のワイヤ拘束溝に巻線の巻終り端末を装着し、第２のキャビティの他方のワイヤ拘束溝に１本または２本の中性点側渡り線を装着し、圧接端子を第１、第２のキャビティに挿入して、巻線の巻始め端末と１本または２本のリード側渡り線または１本のリード側渡り線とリード線との接続、及び巻線の巻終り端末と１本または２本の中性点側渡り線との接続を行っている（例えば、特許文献１参照）。 As a connection structure for windings wound around each magnetic pole tooth of the stator of an electric motor via an insulating member, in the conventional stator, a winding start terminal is mounted in one wire restraining groove of the first cavity. Then, one or two lead-side connecting wires or one lead-side connecting wire and a lead wire are attached to the other wire restricting groove of the first cavity, and one wire restricting groove of the second cavity is attached to one wire restricting groove. Attach the end of winding end, attach one or two neutral crossover wires to the other wire restraining groove of the second cavity, and insert the pressure contact terminal into the first and second cavities. The connection between the winding start terminal and one or two lead-side connecting wires or one lead-side connecting wire and the lead wire, and the winding end terminal and one or two neutrals Connection with a point-side crossover is performed (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献１に示すような電動機の固定子では、各磁極歯に巻回された巻線の接続を、圧接端子を用いて行っている。従って、接続箇所の数だけ圧接端子が必要となり部品点数が増加するという問題がある。
ところで、巻線等の線材を接続する工法の一つとして、接続する線材を突き合わせ、突き合わせた面を強く圧縮することにより圧接する冷間圧接工法がある。
例えば、上記特許文献１において、巻線の接続を冷間圧接により行うこととすれば、接続自体に圧接端子等の部品は不要となる。しかし、冷間圧接を採用した場合、接続部は線材の絶縁被膜が破れる等により内部の金属が露出することがあるため、接続部の絶縁性を確保するために、絶縁部材等の部品が別途必要となる。
In the stator of the electric motor as shown in
By the way, as one of the methods for connecting wires such as windings, there is a cold welding method in which the wires to be connected are abutted and pressed by strongly compressing the abutted surfaces.
For example, in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数を増加することなく各磁極歯に巻回された巻線間の接続を行え、かつ接続部分の絶縁性を確保することのできる電動機の固定子を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can perform connection between windings wound around each magnetic pole tooth without increasing the number of parts and ensure insulation at the connection portion. An object of the present invention is to obtain an electric motor stator that can be used.
この発明に係る電動機の固定子は、複数の磁極歯を有する固定子鉄心と、上記各磁極歯に装着される巻線巻回用のインシュレータと、上記各磁極歯に上記インシュレータを介して巻回される複数相の巻線とを備えた電動機の固定子であって、上記各磁極歯に巻回された同相の巻線間の接続が少なくとも１箇所冷間圧接により行われ、上記冷間圧接による接続部が上記インシュレータに設けられた収納キャビティ内に収納されているものである。 A stator of an electric motor according to the present invention includes a stator core having a plurality of magnetic pole teeth, a winding winding insulator attached to each of the magnetic pole teeth, and a winding wound around the magnetic pole teeth via the insulator. A stator of an electric motor having a plurality of windings, wherein the connection between the windings of the same phase wound around each of the magnetic pole teeth is made by at least one cold welding, and the cold welding is performed Is connected to a storage cavity provided in the insulator.
この発明に係る電動機の固定子は、複数の磁極歯を有する固定子鉄心と、上記各磁極歯に装着される巻線巻回用のインシュレータと、上記各磁極歯に上記インシュレータを介して巻回される複数相の巻線とを備えた電動機の固定子であって、上記各磁極歯に巻回された同相の巻線間の接続が少なくとも１箇所冷間圧接により行われ、上記冷間圧接による接続部が上記インシュレータに設けられた収納キャビティ内に収納されているものである。このため、各磁極歯に巻回された同相の巻線間の接続と、接続部分の絶縁性の確保とを、部品点数を増加させることなく簡単に行うことができる。 A stator of an electric motor according to the present invention includes a stator core having a plurality of magnetic pole teeth, a winding winding insulator attached to each of the magnetic pole teeth, and a winding wound around the magnetic pole teeth via the insulator. A stator of an electric motor having a plurality of windings, wherein the connection between the windings of the same phase wound around each of the magnetic pole teeth is made by at least one cold welding, and the cold welding is performed Is connected to a storage cavity provided in the insulator. For this reason, the connection between the windings of the same phase wound around each magnetic pole tooth and the securing of the insulation of the connection portion can be easily performed without increasing the number of parts.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電動機の固定子の構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施の形態１では、電動機として回転電機を採用している。回転電機の固定子１は、環状の固定子鉄心２に設けられた複数の磁極歯２１にインシュレータ３を介して巻線４が巻回されることにより構成されている。図示はしていないが、固定子１の内側には回転軸に固定されて回転駆動する回転子が配置され、回転電機を構成している。以下、固定子１の各構成について詳しく説明する。なお、以下の説明において環状の固定子１の中心軸の方向を軸方向と呼ぶこととする。
1 is a plan view showing a configuration of a stator of an electric motor according to
As shown in FIG. 1, in this
固定子鉄心２は、磁極歯２１毎に分割された分割鉄心２０により構成される分割型の固定子鉄心である。各分割鉄心２０は、複数枚の磁性板材等を積層してなり、周方向に伸びる継鉄部２２と、継鉄部２２の中央部分から中心方向に突出する磁極歯２１とを備えている。このような分割鉄心２０を９個環状に配置し、隣接する分割鉄心２０の継鉄部２２同士を連結部２３により回動自在に連結することで、固定子鉄心２が構成されている。
The
インシュレータ３は、一対で構成され、各磁極歯２１の積層方向両側から磁極歯２１を覆うように装着されている。インシュレータ３は絶縁性樹脂等により形成され、磁極歯２１にインシュレータ３を介して巻線４を巻回することで、磁極歯２１と巻線４とを電気的に絶縁している。図２は、インシュレータ３の構成を示す斜視図である。また図３は図１の部分拡大図であり、後述する巻線４間の接続部５の状態を説明するための図である。以下、図２、図３を参照してインシュレータ３の詳しい構成について説明する。なお、図２では、一対のインシュレータ３のうち一方側（上側）のインシュレータ３のみを示している。
The
インシュレータ３は、磁極歯２１の軸方向端面と側面の一部とを覆う巻回部３１を有し、巻線４は巻回部３１上に巻回される。また、巻回部３１の両端には、磁極歯２１に巻回された巻線４の巻崩れを防止するための巻壁が設けられており、磁極歯２１の根本側（径方向外側）に位置する巻壁を第１巻壁部３２、磁極歯２１の先端側（径方向内側）に位置する巻壁を第２巻壁部３３とする。
The
第１巻壁部３２の軸方向端面には、後述する巻線４の接続部５を収納するための収納キャビティ３２０が設けられている。収納キャビティ３２０は、その周方向両側に拘束溝３２１を有し、拘束溝３２１に接続部５の両側の線材が配置される。さらに、第１巻壁部３２の軸方向端面には、巻線４を巻回する際に一時的に線材を預けるためのからげピン３２２が、収納キャビティ３２０に隣接して設けられている。
また、第１巻壁部３２の背面（径方向外側面）には、各磁極歯２１に巻回された同相の巻線４同士を繋ぐ同相間渡り線４０を収納するための背面溝３２３ａ〜３２３ｃが、周方向に３本伸びている。ここでは、上側から１段目の背面溝３２３ａ、２段目の背面溝３２３ｂ、３段目の背面溝３２３ｃとしている。
なお、図２では上側のインシュレータ３と対になる下側のインシュレータ３を省略している。下側のインシュレータ３は上側のインシュレータ３と基本的には同様の構成であるが、同相間渡り線４０等が配置されないため、背面溝や、からげピン、収納キャビティ等を設ける必要はない。本実施の形態１では、下側のインシュレータ３は、巻回部、および第１、第２巻壁部により構成されている。
A
Further, on the back surface (radially outer side surface) of the first
In FIG. 2, the
巻線４は、インシュレータ３を介して各磁極歯２１にそれぞれ巻回されている。ここでは、巻線４は、各磁極歯２１の径方向外側から巻始められ、１層目、２層目、・・・、ｎ層目と順に巻回された後、径方向外側の所定位置で巻き終わるように巻かれている。また、巻線４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相３個ずつ、計９個の構成となっており、各磁極歯２１に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で繰り返し配置されている（図１参照）。なお、以下の説明において、各相の巻線４を区別する場合、巻線４を巻線ｕ１〜ｕ３、ｖ１〜ｖ３、ｗ１〜ｗ３で示す。また、説明の便宜のため、例えば巻線ｕ１について磁極歯２１へ巻始める側の端末を巻始め端末ｕ１ａとし、巻終わる側の端末を巻終わり端末ｕ１ｂとし、必要な場合には他巻線ｕ２〜ｗ３の端末についても同様に符号を付す。さらに、必要に応じて、例えば巻線ｕ１が巻回される磁極歯２１のことをＵ１相の磁極歯２１と呼び、各磁極歯２１を区別する。また、各巻線４巻の接続部５についても、どの接続部を指すか分かり易いよう、例えばＵ１相とＵ２相間を接続する接続部５は接続部５ａとし、区別して説明している。以下、巻線４の接続関係について説明する。
The
まず、巻線ｕ１と巻線ｕ２とはその端末同士が冷間圧接により接続されており、同相の巻線ｕ１、ｕ２間を繋ぐ同相間渡り線４０ｕ（４０）が接続部５ａを含んで形成されている。
具体的には、巻線ｕ１の巻終わり端末ｕ１ｂと巻線ｕ２の巻始め端末ｕ２ａとが冷間圧接により接続され、その接続部５ａ（５）は、Ｕ１相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納されている。巻線ｕ１の巻終わり端末ｕ１ｂと巻線ｕ２の巻始め端末ｕ２ａとが接続されることにより形成された同相間渡り線４０ｕは、Ｖ１相、Ｗ１相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の背面側を通り、径方向外側からＵ２相の磁極歯２１に渡っている。
なお、冷間圧接とは、接続する線材を突き合わせ、突き合わせた面を強く圧縮することにより圧接するものである。従って、図３に示すように、突き合わせ部分である接続部５の周囲にはバリ５０が発生し、バリ５０を含む接続部５は線材の径より大きくなるのが通常である。本実施の形態１では、バリ５０を含む接続部５はインシュレータ３の収納キャビティ３２０内の周方向ほぼ中央部に位置するよう収納される。
First, the ends of the winding u1 and the winding u2 are connected to each other by cold welding, and the in-
Specifically, the winding end terminal u1b of the winding u1 and the winding start terminal u2a of the winding u2 are connected by cold welding, and the
Note that the cold pressure welding is a method in which the wires to be connected are butted and pressed by strongly compressing the butted surfaces. Therefore, as shown in FIG. 3, a
巻線ｕ２と巻線ｕ３間、Ｖ相の巻線ｖ１と巻線ｖ２間、巻線ｖ２と巻線ｖ３間、およびＷ相の巻線ｗ１と巻線ｗ２、巻線ｗ２と巻線ｗ３間の接続についても、上記の巻線ｕ１と巻線ｕ２間の場合と同様であり説明を省略する。
なお、巻線ｕ１の巻始め端末ｕ１ａ、巻線ｖ１の巻始め端末ｖ１ａ、巻線ｗ１の巻始め端末ｗ１ａはそれぞれ図示しない電源に接続されている。
Between windings u2 and u3, between V-phase winding v1 and winding v2, between winding v2 and winding v3, and between W-phase winding w1 and winding w2, between winding w2 and winding w3 The connection is also the same as that between the winding u1 and the winding u2, and the description thereof is omitted.
Note that the winding start terminal u1a of the winding u1, the winding start terminal v1a of the winding v1, and the winding start terminal w1a of the winding w1 are connected to a power source (not shown).
巻線ｕ３の巻終わり端末ｕ３ｂ、巻線ｖ３の巻終わり端末ｖ３ｂ、巻線ｗ３の巻終わり端末ｗ３ｂはそれぞれ中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗと冷間圧接により接続されており、各接続部５ｕ、５ｖ、５ｗはそれぞれの磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納されている。
The winding end terminal u3b of the winding u3, the winding end terminal v3b of the winding v3, and the winding end terminal w3b of the winding w3 are respectively connected to the neutral
中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗの接続部５ｕ、５ｖ、５ｗと反対側の端末は、圧着端子７により一箇所にまとめられて接続されている。本実施の形態１では、圧着端子７は、Ｗ３相の磁極歯２１根本部分のＵ１相側に配置されており、圧着端子７、中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗ、および中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗの所定箇所を覆うスリーブ８ｕ、８ｖ、８ｗにより、中性点９が構成されている。なお、スリーブ８ｕ、８ｖ、８ｗは、中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗが、異相の巻線４と接触することを防止するために、中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗに被せられている。従って、中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗが異相の巻線４と接触しない位置に配置される場合には、スリーブ８ｕ、８ｖ、８ｗを取り外してもよい。例えば、本実施の形態１の例では、Ｗ相の中性点渡り線６ｗは、Ｕ相やＶ相の巻線４と接触しにくい位置に配置されているため、スリーブ８ｗを省略することができる。
Terminals on the side opposite to the connecting
次に、固定子鉄心２への巻線４の巻回手順の一例を説明する。図４〜図９は、本実施の形態１における巻線４の巻回手順を説明するための図である。図４〜図７は固定子鉄心２を直線状に配置した状態の部分平面図、図８は直線状に配置した状態の固定子鉄心２を背面側（外周側）から見た部分背面図、図９は各磁極歯２１に巻線４を巻回後固定子鉄心２を環状に配置した状態の平面図である。
Next, an example of a winding procedure of the winding 4 around the
本実施の形態１では、固定子鉄心２を直線状に配置した状態で、各磁極歯２１に巻線４を巻回する。
図４は、Ｕ１相の磁極歯２１から順に巻線４を巻回し、Ｖ１相、Ｗ１相まで巻回が終了した状態を示す。上述の通り、まずＵ１相の磁極歯２１の径方向外側から巻線ｕ１（巻線４）が巻回され、最後は径方向外側で巻終わり、からげピン３２２にからげられて、所定の位置で切断されている。巻線ｕ１の巻始め端末ｕ１ａ、巻終わり端末ｕ１ｂは図に示す通りである。同様にしてＶ１相、Ｗ１相の磁極歯２１にも巻線ｖ１、ｗ１が巻回されている。
In the first embodiment, the winding 4 is wound around each
FIG. 4 shows a state in which the winding 4 is wound in order from the U1-phase
次に、Ｕ２相の磁極歯２１に巻線４（巻線ｕ２）を巻回する。そこで、図５に示すように、まず、巻線ｕ１の巻終わり端末ｕ１ｂと、巻線ｕ２の巻始め側となる線材（巻始め端末ｕ２ａ）とを冷間圧接により接続する。これにより、Ｕ１相の磁極歯２１に巻回される巻線ｕ１とＵ２相の磁極歯２１に巻回される巻線ｕ２間を繋ぐための同相間渡り線４０ｕが、接続部５ａを含んで形成される。巻終わり端末ｕ１ｂと巻始め端末ｕ２ａの接続部５ａを図５中にも示す。
Next, the winding 4 (winding u2) is wound around the U2-phase
次に、図６に示すように、接続後の巻線４（同相間渡り線４０ｕ）を引き回し、接続部５ａをＵ１相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納する。この時、接続部５ａの両側の同相間渡り線４０ｕは拘束溝３２１に収まっており、これにより接続部５ａの位置ずれ、特に径方向の位置ずれを防止している。
収納キャビティ３２０内に収納された同相間渡り線４０ｕは、Ｖ１相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の背面側に設けられた１段目の背面溝３２３ａ、Ｗ１相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の背面側に設けられた２段目の背面溝３２３ｂを通り、最後にＵ２相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の背面側に設けられた３段目の背面溝３２３ｃを経由して（図８参照）、Ｕ２相の磁極歯２１まで引き回される。
Next, as shown in FIG. 6, the connected winding 4 (in-
The
そして、図７に示すように、Ｕ２相の磁極歯２１の径方向外側から巻線ｕ２（巻線４）が巻回され、最後は径方向外側で巻終わり、からげピン３２２にからげられて、所定の位置で切断される。
As shown in FIG. 7, the winding u <b> 2 (winding 4) is wound from the outside in the radial direction of the U2-phase
上記と同様の手順で、Ｖ１相の磁極歯２１からＶ２相の磁極歯２１へ同相間渡り線４０ｖ（４０）を引き回しＶ２相の磁極歯２１へ巻線ｖ２を巻回し、Ｗ１相の磁極歯２１からＷ２相の磁極歯２１へ同相間渡り線４０ｗ（４０）を引き回しｗ２相の磁極歯２１へ巻線ｗ２を巻回する。同様にして、Ｕ２相からＵ３相の磁極歯２１、Ｖ２相からＶ３相の磁極歯２１、Ｗ２相からＷ３相の磁極歯２１へと順に巻線４を巻回する。
この時、固定子鉄心２を背面側から見ると図８のようになっており、Ｕ１相からＵ２相への同相間渡り線４０ｕ、Ｖ１相からＶ２相への同相間渡り線４０ｖ、Ｗ１相からＷ２相への同相間渡り線４０ｗは、各インシュレータ３の背面溝３２３ａ〜３２３ｃを階段状に通っていることがわかる。これにより、同相間渡り線４０ｕ〜４０ｗの配置位置が決定され、互いに交差したり接触することがないため、異相間の導通発生を防止し、絶縁性を向上させることができる。
In the same procedure as described above, the
At this time, when the
全ての磁極歯２１に巻線４を巻回した後、直線状に配置されていた状態の固定子鉄心２を、図９に示すように環状に配置する。図９において、Ｕ３相、Ｖ３相、Ｗ３相の巻線ｕ３〜ｗ３は巻終わり端末ｕ３ｂ〜ｗ３ｂが切断された状態であり、次工程において、各巻終わり端末ｕ３ｂ〜ｗ３ｂと中性点渡り線６ｕ〜６ｗが、それぞれ冷間圧接により接続される。
After winding the winding 4 around all the
そして、図１に示すように、巻終わり端末ｕ３ｂ〜ｗ３ｂと中性点渡り線６ｕ〜６ｗとの各接続部５ｕ〜５ｗが、それぞれＵ３相、Ｖ３相、Ｗ３相の磁極歯２１に装着されたインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納されるように、中性点渡り線６ｕ〜６ｗを引き回す。そして、中性点渡り線６ｕ、６ｖ、６ｗの接続部５ｕ、５ｖ、５ｗと反対側の端末を、圧着端子７により一箇所にまとめて接続し、中性点９を構成する。なお、スリーブ８ｕ〜８ｗは、圧着端子７による接続前にそれぞれ中性点渡り線６ｕ〜６ｗの所定位置に被せておく。
最後に、巻線ｕ１の巻始め端末ｕ１ａ、巻線ｖ１の巻始め端末ｖ１ａ、巻線ｗ１の巻始め端末ｗ１ａをそれぞれ図示しない電源に接続する。
And as shown in FIG. 1, each
Finally, the winding start terminal u1a of the winding u1, the winding start terminal v1a of the winding v1, and the winding start terminal w1a of the winding w1 are connected to a power source (not shown).
ここで、本実施の形態１において、各磁極歯２１に巻回された同相の巻線４間の接続を冷間圧接により行ったことによる効果を、圧着端子を用いて接続する場合と比較して説明する。
まず、冷間圧接による接続は線材同士を押付けて金属の新生面（酸化していない純金属面）における金属結合を利用した接続方法であるのに対し、圧着端子による接続は機械的圧力による接続方法である。従って、冷間圧接では、接続のために圧着端子のような部品が必要なく、冷間圧接を採用することにより部品点数を減少させることができる。
また、例えば、巻線４としてアルミニウム線を使用する場合、アルミニウムは経時的にクリープ（応力緩和）が生じる金属であるため、仮に圧着端子で接続しても押さえられたアルミニウム線が経時的に変形し、圧着端子の応力が抜けてしまう場合がある。しかし、冷間圧接は機械的圧力に頼らない接続方法であるため、アルミニウム線の接続も確実に行うことができる。すなわち、接続を冷間圧接で行うことにより、巻線の線材としてアルミニウム線を採用することができ、その接続部において確実に接続を行うことができる。
なお、本実施の形態１において、中性点渡り線６ｕ〜６ｗは圧着端子７により接続される構成である。このため、中性点渡り線６ｕ〜６ｗの材質としては、応力緩和が生じない金属、例えば銅等を使用することが望ましい。
Here, in this
First, connection by cold welding is a connection method that uses metal bonding on the new metal surface (pure metal surface that is not oxidized) by pressing the wires together, whereas connection by crimp terminals is a connection method by mechanical pressure It is. Therefore, in the cold welding, there is no need for a component such as a crimp terminal for connection, and the number of components can be reduced by adopting the cold welding.
For example, when an aluminum wire is used as the winding 4, since aluminum is a metal that creeps (stress relaxation) over time, the pressed aluminum wire deforms over time even if it is connected with a crimp terminal. However, the stress of the crimp terminal may be lost. However, since the cold welding is a connection method that does not rely on mechanical pressure, the aluminum wire can also be reliably connected. That is, by connecting by cold welding, an aluminum wire can be adopted as the wire of the winding, and the connection can be reliably made at the connecting portion.
In the first embodiment, the
そして、本実施の形態１では、さらにその接続部５を、絶縁性樹脂等から形成されるインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納している。上述の通り、冷間圧接では線材同士を押付けて圧接するため、その接続部では線材の金属が露出している可能性があるが、接続部５をインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納することで、新たな絶縁部材等の部品を要することなく、接続部５を他部分の巻線４と絶縁することができる。
And in this
以上のように、本実施の形態１では、各磁極歯２１に巻回される同相の巻線４同士、および各巻線４と中性点渡り線６ｕ〜６ｗとの接続等を冷間圧接により行い、さらに、冷間圧接による接続部５をインシュレータ３に設けられた収納キャビティ３２０内に収納している。従って、同相の巻線４同士を接続するために部品を要することなく、さらに、その接続部５の絶縁性を確保するための絶縁部材等の部品も必要としない。このため、固定子１の製造において部品点数を減少させ、製造コストの低減、製造工程の簡易化を実現することができる。また、巻線４としてアルミニウム線を使用した場合にも、確実に接続を行え、品質の高い固定子１を得ることができる。
As described above, in the first embodiment, in-
また、本実施の形態１では、同相の巻線４間を繋ぐ同相間渡り線４０（４０ｕ〜４０ｗ）が、各相毎に異なるインシュレータ３の背面溝３２３ａ〜３２３ｃを階段状に通るように配置されているため、各相毎に経路が分離され互いに交差したり接触することがない。従って、各同相間渡り線４０（４０ｕ〜４０ｗ）間の導通発生を防止し、絶縁性を向上させることができる。
Moreover, in this
なお、本実施の形態１では、固定子鉄心２の構造を、複数の分割鉄心２０からなる分割型とし、磁極歯２１の数は９個としたが、磁極歯の数はこれに限られるものではなく、適宜設定されるものである。また、各分割鉄心２０同士を繋ぐ連結部２３の構成も実施の形態１の場合に限られるものではなく、例えば、連結部として屈曲可能な薄肉部を備えたものであってもよい。また、連結部を有さない分割鉄心を溶接等により連結して固定子鉄心を構成するようなものであってもよく、さらには、分割型の固定子鉄心ではなく、例えば、固定子鉄心が分割されていない一体型の固定子鉄心を採用してもよい。本実施の形態１の発明はあらゆる構造の固定子鉄心に対して適用可能である。
In the first embodiment, the structure of the
また、本実施の形態１では、中性点９を構成する中性点渡り線６ｕ〜６ｗ同士の接続のみ圧着端子７により行い、その他の接続（同相間の巻線４同士の接続および、巻線４と中性渡り線６ｕ〜６ｗとの接続）は全て冷間圧接により行った。しかし、必ずしも全ての接続を冷間圧接により行う必要はなく、必要に応じて一部の箇所を圧着端子等により行ってもよい。なお、その場合、圧着端子で接続する箇所の巻線の線材としては、応力緩和のない銅線等を用いるとよい。
Moreover, in this
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２における回転電機の固定子１Ａの構成を示す平面図であり、中性点９を形成する前の状態を示している。
上記実施の形態１では、各磁極歯２１に巻線４を巻回する度に所定位置で一旦巻線４を切断し、各磁極歯２１に巻回される同相の巻線間を全て冷間圧接により接続していたが、この発明の実施の形態２では、一部の同相の巻線間を線材を切断することなく連続して巻回している。以下説明において、上記実施の形態１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the
In the first embodiment, every time the winding 4 is wound around each
図１０に示すように、本実施の形態２では、固定子１ＡのＵ１相の磁極歯２１からＵ２相の磁極歯２１、Ｖ１相の磁極歯２１からＶ２相の磁極歯２１、およびＷ１相の磁極歯２１からＷ２相の磁極歯２１に、巻線４の線材が切断されることなく連続して巻回されており、これにより、各磁極歯２１に巻回された同相の巻線間（巻線ｕ１と巻線ｕ２間、巻線ｖ１と巻線ｖ２間、巻線ｗ１と巻線ｗ２間）を繋ぐ同相間渡り線４１ｕ、４１ｖ、４１ｗが構成されている。
なお、巻線ｕ２と巻線ｕ３間、巻線ｖ２と巻線ｖ３間、巻線ｗ２と巻線ｗ３間については、上記実施の形態１と同様、各巻線の端末同士が冷間圧接により接続されて繋がっている。
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, U1 phase
As with the first embodiment, between the windings u2 and u3, between the windings v2 and v3, and between the windings w2 and w3, the ends of each winding are connected by cold welding. Being connected.
以上のように、本実施の形態２では、２個の磁極歯２１間に巻線４を切断せずに連続して巻回することにより、同相の巻線４間を繋ぐ同相間渡り線を形成しているため、冷間圧接による接続部５の数を減らすことができる。従って、上記実施の形態１の効果に加え、生産工程において工程数の削減を行うことができ、生産性を向上することができる。
なお、３個以上の磁極歯に巻線を連続して巻回すると、異相の巻線が交差し接触する箇所が発生するため、連続して巻線を巻回する磁極歯の数は２個までとする。これにより、異相の巻線間の接触を抑制しつつ、同相の巻線間を繋ぐための接続箇所を減少させることができる。
As described above, in the second embodiment, the in-phase connecting wire that connects between the in-
In addition, if windings are continuously wound around three or more magnetic pole teeth, there will be places where the windings of different phases intersect and come into contact with each other, so the number of magnetic pole teeth that are wound continuously is two. Up to. Thereby, the connection location for connecting between windings of an in-phase can be reduced, suppressing the contact between windings of a different phase.
また、本実施の形態２では、Ｕ相の巻線ｕ１から巻線ｕ２、Ｖ相の巻線ｖ１から巻線ｖ２、Ｗ相の巻線ｗ１から巻線ｗ２をそれぞれ切断することなく連続して巻回したが、これに限られるものではない。巻線ｕ１、ｖ１、ｗ１は各磁極歯２１に巻回後一旦切断し、巻線ｕ２から巻線ｕ３、巻線ｖ２から巻線ｖ３、巻線ｗ２から巻線ｗ３を連続して巻回する構成としても同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the U-phase winding u1 to the winding u2, the V-phase winding v1 to the winding v2, and the W-phase winding w1 to the winding w2 are continuously cut without being cut. Although wound, it is not limited to this. The windings u1, v1, and w1 are once cut after being wound around the
実施の形態３．
この発明の実施の形態３では、固定子鉄心２への巻線４の巻回手順が上記実施の形態１の巻回手順と一部異なっており、固定子鉄心２を構成する全ての磁極歯２１にそれぞれ巻線４を巻回した後、各巻線４の端末同士を冷間圧接により接続している。
In the third embodiment of the present invention, the winding procedure of the winding 4 around the
以下、この発明の実施の形態３の巻線４の巻回手順について図１１を参照して説明する。なお、以下説明において、上記実施の形態１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。図１１は、本実施の形態３における巻線４の巻回手順を説明するための固定子１Ｂの平面図である。全ての磁極歯２１にそれぞれ巻線４を巻回後、固定子鉄心２を環状に配置した状態の平面図である。
Hereinafter, a winding procedure of the winding 4 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 11 is a plan view of
本実施の形態３では、固定子鉄心２が直線状に配置された状態で、全ての磁極歯２１にそれぞれ巻線４が巻回される。この時点で、巻線４は各磁極歯２１毎に全て切断された状態であり、同相の巻線４同士の接続等は行われていない。その後、図１１に示すように固定子鉄心２を環状に配置し、同相の巻線４間を冷間圧接により接続する。接続する箇所は上記実施の形態１と同様であり、例えばＵ１相の磁極歯２１に巻回された巻線ｕ１の巻終わり端末ｕ１ｂと、Ｕ２相の磁極歯２１に巻回された巻線ｕ２の巻始め端末ｕ２ａとを接続する。巻線ｕ２と巻線ｕ３間、巻線ｖ１と巻線ｖ２間、巻線ｖ２と巻線ｖ３間、巻線ｗ１と巻線ｗ２間、巻線ｗ２と巻線ｗ３間も同様に接続する。同相の巻線４同士を接続した後、巻線ｕ３、ｖ３、ｗ３の巻終わり端末ｕ３ｂ〜ｗ３ｂと中性点渡り線６ｕ〜６ｗ（図示なし）を、それぞれ冷間圧接により接続し、中性点９（図示なし）を形成する。また、巻線ｕ１の巻始め端末ｕ１ａ、巻線ｖ１の巻始め端末ｖ１ａ、巻線ｗ１の巻始め端末ｗ１ａをそれぞれ図示しない電源に接続する。
In the third embodiment, the winding 4 is wound around each of the
以上のように、本実施の形態３では、巻線４の巻回工程と、各巻線４間の端末同士の冷間圧接工程を分離しているため、上記実施の形態１の効果に加え、製造工程で使用する自動機や、冶具の構成を単純化でき、加工費を抑制することができる。
As mentioned above, in this
なお、本実施の形態３は上記実施の形態２と組み合わせることができる。例えば、Ｕ相の巻線ｕ１と巻線ｕ２間、Ｖ相の巻線ｖ１と巻線ｖ２間、Ｗ相の巻線ｗ１と巻線ｗ２間をそれぞれ切断することなく連続して巻回し、巻線ｕ２と巻線ｕ３間、巻線ｖ２と巻線ｖ３間、巻線ｗ２と巻線ｗ３間は線材を連続させずにそれぞれ個別に巻回した後、固定子鉄心２を環状に配置し、その後巻線ｕ２と巻線ｕ３、巻線ｖ２と巻線ｖ３、巻線ｗ２と巻線ｗ３を冷間圧接により接続する。これにより、実施の形態２の工程数削減による生産性向上と、本実施の形態３の自動機または冶具の構成単純化による加工費抑制の効果を同時に得ることができる。
The third embodiment can be combined with the second embodiment. For example, between the U-phase winding u1 and the winding u2, the V-phase winding v1 and the winding v2, and the W-phase winding w1 and the winding w2 are continuously wound without being cut. Between the wire u2 and the winding u3, between the winding v2 and the winding v3, between the winding w2 and the winding w3, respectively, without winding the wire continuously, the
実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４における固定子１Ｃに装着されるインシュレータ３ｃの構成を示す斜視図である。本実施の形態４のインシュレータ３ｃは上記実施の形態１のインシュレータ３と収納キャビティの形状が異なっている。具体的には本実施の形態４の収納キャビティ３２０ｃの周方向の幅が実施の形態１に比べて小さい寸法となっている。これに伴い、収納キャビティ３２０ｃの周方向両側に設けられた拘束溝３２１ｃの長さが、実施の形態１の拘束溝３２１に比べて長くなっている。なお、インシュレータ３ｃの収納キャビティ３２０ｃ、拘束溝３２１ｃ以外の構成については上記実施の形態１と同様であり、上記実施の形態１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of an insulator 3c attached to the stator 1C according to
図１２に示すように、インシュレータ３ｃの収納キャビティ３２０ｃは、周方向の寸法を実施の形態１の場合より小さくしており、その周方向の寸法は冷間圧接による巻線４同士の接続部５の幅とほぼ同等の大きさに設定されている。なお、接続部５の幅とは、冷間圧接時に生じるバリ５０等を含めた接続部５の周方向の寸法を指す（図３参照）。
インシュレータ３ｃの収納キャビティ３２０ｃの大きさが冷間圧接による接続部５の大きさと略同じ寸法に設定されているため、接続部５は収納キャビティ３２０ｃ内に嵌め込まれて収納され、接続部５が収納キャビティ３２０ｃ内で移動することを防止できる。
As shown in FIG. 12, the storage cavity 320c of the insulator 3c has a circumferential dimension smaller than that in the first embodiment, and the circumferential dimension is a connecting
Since the size of the storage cavity 320c of the insulator 3c is set to be approximately the same as the size of the
以上のように、本実施の形態４では、収納キャビティ３２０ｃの大きさを、接続部５の大きさと略同じ寸法に設定しているため、接続部５は収納キャビティ３２０ｃ内に嵌め込まれて収納される。従って、上記実施の形態１の効果に加え、接続部５が特に周方向に移動することを防止し、同相間渡り線４０の位置精度を向上させることができる。また、接続部５の周方向の移動を防止することにより、同相間渡り線４０の弛みの発生を抑制することができる。同相間渡り線の弛み部分は駆動時に振動が発生しやすく、固定子の寿命を低下させるが、弛みの発生を抑制できることにより、固定子の寿命および品質の向上を図ることができる。
As described above, in the fourth embodiment, since the size of the storage cavity 320c is set to be approximately the same as the size of the
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５における固定子１Ｄの構成を示す平面図である。本実施の形態５の固定子１Ｄは、上記実施の形態１の固定子１のインシュレータ３における収納キャビティ３２０内に樹脂材料１０（図中、網掛けで示す）が充填されたものである。その他の構成については上記実施の形態１と同様であり、同一符号を付し説明を省略する。
樹脂材料１０としては、例えばＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を採用でき、冷間圧接による接続部５をインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納した後、収納キャビティ３２０内に樹脂材料１０を流し込み硬化させる。
FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a stator 1D according to
As the
以上のように、本実施の形態５では、接続部５を収納キャビティ３２０内に収納後、樹脂材料１０を収納キャビティ３２０内に充填し硬化させることにより、冷間圧接による接続部５が樹脂材料１０により封止されるため、接続部５の絶縁をより確実に行うことができる。さらに、樹脂材料１０の硬化により接続部５の位置が固定されるため、同相間渡り線４０の振動発生を防止しすることができる。また、冷間圧接による接続部５の一部であるバリ５０等が欠落して固定子１Ｄと回転子との間に入り込むといった不具合も防ぐことができる。
As described above, in the fifth embodiment, after the
実施の形態６．
図１４は、この発明の実施の形態６における固定子１Ｅに装着されるインシュレータ３ｅの構成を示す斜視図である。上記実施の形態５の固定子１Ｄでは、インシュレータ３の収納キャビティ３２０内に樹脂材料１０を充填することにより接続部５の絶縁性等を向上させていたが、本実施の形態６では、インシュレータ３ｅが収納キャビティ３２０を覆う蓋１１を備えることにより接続部の絶縁性等を向上させる。
蓋１１は、例えばインシュレータ本体（上記実施の形態１で説明したインシュレータ３を指す）と同じ材質等で形成し、冷間圧接による接続部５をインシュレータ３の収納キャビティ３２０内に収納した後、収納キャビティ３２０を覆うように配置される。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of an
The
以上のように、本実施の形態６では、インシュレータ３ｅが収納キャビティ３２０を覆う蓋１１を備えているため、接続部５を収納キャビティ３２０内に収納後に蓋１１を被せることで、冷間圧接による接続部５が外部に露出することなく、接続部５の絶縁をより確実に行うことができる。さらに、同相間渡り線４０の振動発生を防止することができ、また、冷間圧接による接続部５の一部であるバリ等が欠落しても、収納キャビティ３２０内から外部に欠落部が出てしまうことがなく、欠落部が固定子１Ｅと回転子との間に入り込むといった不具合も防ぐことができる。また、蓋１１を取り付けるという簡単な作業を行うだけで、上記各効果を得ることができ、製造コストの増大を抑制しつつ高精度な固定子を得ることができる。
As described above, in the sixth embodiment, since the
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７における固定子１Ｆに装着されるインシュレータ３ｆの構成を示す斜視図である。本実施の形態７のインシュレータ３ｆは上記実施の形態１のインシュレータ３と収納キャビティの配置位置が異なっている。その他の構成については上記実施の形態１と同様であり、同一符号を付し説明を省略する。
図に示すように、本実施の形態７のインシュレータ３ｆは、上記実施の形態１のインシュレータ３と同様、巻回部３１、第１巻壁部３２、第２巻壁部３３を備えている。そして、巻線４の接続部５を収納するための収納キャビティ３２０ｆは、第１巻壁部３２の背面（固定子の径方向外側に位置する面）に設けられている。収納キャビティ３２０ｆの周方向両側には、上記実施の形態１と同様、拘束溝３２１ｆが設けられ、からげピン３２２は収納キャビティ３２０ｆに隣接して設けられている。また、収納キャビティ３２０ｆの軸方向下側には、上記実施の形態１と同様、背面溝３２３ａ〜３２３ｃが設けられている。
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of an
As shown in the drawing, the
以上のように、本実施の形態７では、収納キャビティ３２０ｆを第１巻壁部３２の軸方向端面ではなく背面に設けている。実施の形態１の場合のように、収納キャビティ３２０を第１巻壁部３２の軸方向端面に設ける場合は、インシュレータ３が固定子１の継鉄部２２から径方向外側に飛び出さないように、収納キャビティ３２０の径方向の寸法を設定する必要がある（図１、図２参照）。すなわち、固定子１の継鉄部２２等の大きさに基づいて収納キャビティ３２０の径方向寸法を定める必要がある。しかし、本実施の形態７では、収納キャビティ３２０ｆを第１巻壁部３２の背面に設けているため、収納キャビティ３２０ｆの軸方向の寸法（実施の形態１のインシュレータ３における収納キャビティ３２０の径方向の寸法に該当）を固定子１の継鉄部２２の大きさにより制約されることなく、自由に設定することができる。従って、収納キャビティ３２０ｆの大きさを必要に応じて大きく設定することができ、上記実施の形態１の効果に加え、冷間圧接による接続部５の収納の容易化による組立作業性の向上を図ることができる。
As described above, in the seventh embodiment, the
また、一般に、冷間圧接では圧接回数が多くなればなるほど結合力が増すが、圧接回数が多くなるほど接続部のバリは大きくなる。本実施の形態７では、収納キャビティの大きさを大きくできることで、冷間圧接による接続部が大きくても収納キャビティ内に収納可能となるため、冷間圧接の圧接回数を増やし、接続部の結合力を高めることができる。 In general, in cold pressure welding, the greater the number of pressure welding, the greater the coupling force, but the greater the number of pressure welding, the greater the burr at the connection. In the seventh embodiment, since the size of the storage cavity can be increased, it can be stored in the storage cavity even if the connection portion by cold pressure welding is large. You can increase your power.
また、上記のようなインシュレータ３ｆを備えた固定子１Ｆを、例えば圧縮機の回転電機に利用する場合、冷媒が固定子１Ｆの軸方向に流れる。インシュレータ３ｆの収納キャビティ３２０ｆを第１巻壁部３２の背面に設けることにより、冷媒の流動による圧力の影響を受けにくく、接続部５が収納キャビティ３２０ｆから外れて外部に出る可能性を低減することができる。
Further, when the stator 1F provided with the
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
１，１Ａ〜１Ｆ， 固定子、２ 固定子鉄心、
３，３ｃ，３ｅ，３ｆ インシュレータ、４ 巻線、
５，５ａ，５ｕ，５ｖ，５ｗ 接続部、６ｕ，６ｖ，６ｗ 中性点渡り線、
７ 圧着端子、８ｕ，８ｖ，８ｗ スリーブ、９ 中性点、１０ 樹脂材料、１１ 蓋、
２０ 分割鉄心、２１ 磁極歯、２２ 継鉄部、２３ 連結部、３１ 巻回部、
３２ 第１巻壁部、３３ 第２巻壁部、４０，４０ｕ，４０ｖ，４０ｗ 同相間渡り線、
４１ｕ，４１ｖ，４１ｗ 同相間渡り線、５０ バリ、
３２０，３２０ｃ，３２０ｆ 収納キャビティ、３２１，３２１ｃ，３２１ｆ 拘束溝、
３２２ からげピン、３２３ａ〜３２３ｃ 背面溝。
1, 1A-1F, stator, 2 stator core,
3, 3c, 3e, 3f insulator, 4 windings,
5, 5a, 5u, 5v, 5w connecting part, 6u, 6v, 6w
7 Crimp terminal, 8u, 8v, 8w sleeve, 9 neutral point, 10 resin material, 11 lid,
20 divided iron cores, 21 magnetic pole teeth, 22 yoke parts, 23 connecting parts, 31 winding parts,
32 1st wall part, 33 2nd wall part, 40, 40u, 40v, 40w In-phase crossover line,
41u, 41v, 41w In-phase crossover, 50 burr,
320, 320c, 320f storage cavity, 321, 321c, 321f restraining groove,
322 Curled pin, 323a to 323c Back groove.
Claims (8)
上記各磁極歯に巻回された同相の巻線間の接続が少なくとも１箇所冷間圧接により行われ、上記冷間圧接による接続部が上記インシュレータに設けられた収納キャビティ内に収納されていることを特徴とする電動機の固定子。 A stator core having a plurality of magnetic pole teeth, a winding winding insulator attached to each magnetic pole tooth, and a plurality of phases wound around each magnetic pole tooth via the insulator A motor stator,
The connection between the windings of the same phase wound around each of the magnetic pole teeth is made by at least one cold welding, and the connection by the cold welding is housed in a housing cavity provided in the insulator. Electric motor stator characterized by
上記冷間圧接による接続部を含んで形成されるものと、
２個の上記磁極歯に連続して巻線が巻回されることにより形成されるものと、
を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電動機の固定子。 In-phase connecting wires connecting between the in-phase windings wound around the magnetic pole teeth are
Formed including a connection part by the cold pressure welding,
Formed by winding a winding continuously around the two magnetic pole teeth;
The stator of the electric motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the stator is included.
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