JP2019126176A - Insulator, electric motor and equipment using insulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インシュレータ、並びにインシュレータを用いた電動機及び機器に関する。 The present invention relates to an insulator, and a motor and device using the insulator.
ステータコアの軸方向の端面に配置されたインシュレータを有するステータを備える電動機が知られている。ステータコアのティースおよびインシュレータには、共に導線の一部としてコイルが巻回されている。 A motor is known which comprises a stator having an insulator arranged at the axial end face of the stator core. A coil is wound around teeth and an insulator of the stator core as a part of the wire.
導線の他の一部又は残部としては、例えばコイルから引き出された部分として、電源端子台に接続されて外部から電源電流が供給されるリード線を有する。このリード線がしっかりと固定されない場合、ロータ等の駆動部品に接触して、導線が損傷や断線する虞がある。 The other part or the remaining part of the conducting wire has, for example, a lead wire connected to the power supply terminal block and supplied with a power supply current from the outside as a part drawn from the coil. If the lead wire is not firmly fixed, the lead wire may be damaged or broken due to contact with a driving component such as a rotor.
特許文献1は、巻線端部を溶接または半田等した口出し線5を固定する散乱防止用絶縁カバー9や巻線固定紐7を開示している。
巻線固定紐のようなものでの導線の固定は作業時間を要し、さらにコイルより軸方向外側に散乱防止用絶縁カバー9を配すると、部品点数が増大する。
Fixing of the lead wire with a wire fixing cord takes work time, and further, if the scattering
上記事情に鑑みてなされた本発明は、環の一部又は全部に沿う形で形成された外側壁部及び該外側壁部より内径側に位置する内側壁部を有するリード線収納部を備えるインシュレータである。 The present invention made in view of the above circumstances is an insulator including a lead wire storage portion having an outer wall portion formed along a part or all of a ring and an inner wall portion positioned on the inner diameter side of the outer wall portion. It is.
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。電動機1は、密閉形圧縮機、密閉形圧縮機を搭載した空気調和機やヒートポンプ式給湯機などの機器、等種々公知の製品に適用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The
[ステータ3を有する電動機1を備えた圧縮機50]
図10は電動機1を搭載した密閉形圧縮機50の縦断面図、図11は密閉形圧縮機50を搭載した冷蔵庫の縦断面図である。
[
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a
密閉形圧縮機50は、密閉容器59と、密閉容器59内に収納されて回転自在に設けられたロータ40、及び複数のスロット内に電源に接続したコイル5が巻回されたステータ3から構成される電動機1と、ロータ40に締結されたクランクシャフト35、クランクシャフト35の回転運動を往復運動に変換するコンロッド36、及び変換された往復運動に応じて往復するピストン37から構成される動力伝達部と、シリンダ38、及びピストン37の往復運動に応じて開閉して冷媒ガスの吸込・吸込を切替えるバルブプレート19から構成される圧縮機機構部と、から構成される。
The
電動機1はコイル5に電源電流を流すことでステータ3に発生させられる電磁力によって、ロータ40をシャフト35と共に回転させることができる。
The
[ステータ3]
図1は本実施例のステータ3の斜視図、図2は本実施例のステータ3の正面図、図4は本実施例のステータ3の側面図であって図2のX矢視図、図5は本実施例のステータ3の側面図であって図2のY矢視図である。
[Stator 3]
1 is a perspective view of the
ステータ3は、例えば電磁鋼板を積層して形成されたヨーク31、U,V,W相いずれかの電流がそれぞれ流れる導線としてのコイル5及びリード線7、電源端子6、被覆部としての接続部被覆部9及び中性点被覆部11C、第1インシュレータ2、第2インシュレータ4、絶縁シート60を有する。導線のうち、ティース311周囲に巻き回されている部分をコイル5と、外周壁部213及び内周壁部214の間の領域に位置する部分をリード線7と、便宜上呼称する。リード線7の一端は電源端子6に接続している。
The
ヨーク31は環状に形成されるとともに、この環状部分が囲む空間(内径側の空間)に向けて複数のティース311(本実施例では9つ)が延びる構造である。
The
(コイル5及びリード線7を形成する導線)
本実施例の電動機1は3相駆動方式を採用しており、各相(U,V,W相それぞれ)の電流を流すべく少なくとも3本の導線(例えば銅線)がコイル5(5U,5V,5W)を構成するのに必要とされている。
(Conductive
The
本実施例の電動機1は3スロットより多い9スロットで構成されており、各相の電流が流れるコイル5U,5V,5Wそれぞれは、1本又は電気的に接続した複数本の導線で構成することができる。本実施例では、各相の何れか(以下、X相又は単にXと記載することがある。)の電流が流れる導線のそれぞれは、3つのティース311に巻き回されている。本実施例では、同一の相に属するコイル5Xを区別できるように、符号を5YX(Y=a,b,又はc)としており、X相のコイル5aX,5bX,5cXは1本の導線で形成されている。そして、コイル5aX,5bX,及び5cXと電源端子6の導線とは、接続部8Xにて溶接又は半田付けされている。電源端子6の導線は、接続部8側の部分はコイル5X側の導線との間で接続部8を形成するためにいわゆる裸の状態にされ、電源端子6側の部分は被覆されている。
The
すなわち、例えばU相電流が流れる導線は、合計3つのティース311それぞれに巻き回された3つのコイル5YU(コイル5aU,5bU,5cU)と、ティース311から引き出された部分であるリード線7Uとを有している。リード線7Uは、接続部8Uにてコイル5YUと電気的に接続されている。接続部8Xのそれぞれは、例えば絶縁性の樹脂で形成したチューブ状の部材としての接続点被覆部9Xで囲まれており、周囲に対する絶縁性を確保している。接続部8Xはそれぞれ、後述する外側壁部213及び内側壁部214の間の領域にリード線7とともに配されている。
That is, for example, a conducting wire through which a U-phase current flows includes three coils 5YU (coils 5aU, 5bU, 5cU) wound around three
このように本実施例では、X相電流が流れる導線の一部としてのコイルに符号5aX,5bX,5cXを振付けている。本実施例では、同相のコイル5aX,5bX,5cXは互いに直列接続しているが、並列接続に形成しても良い。 As described above, in the present embodiment, reference numerals 5aX, 5bX, and 5cX are applied to the coil as a part of the conducting wire through which the X-phase current flows. In this embodiment, the in-phase coils 5aX, 5bX, 5cX are connected in series with each other, but may be connected in parallel.
また、三相のコイル5X各種それぞれが電気的に接続した中性点11が形成されている。中性点11は、例えば絶縁性の樹脂で形成したチューブ状の部材としての中性点被覆部11Cで囲まれており、周囲に対する絶縁性を確保している。
なお、導線はその一部又は全部が適宜必要に応じて絶縁被覆されることができる。また、各相のコイル5Xを中性点11から辿ると、コイル5aX,5bX,5cXそれぞれ、接続点8X、電源端子6の順で通る。接続点8Xの直前又は直後にリード線7Xが位置する。電源端子6は、電動機1が圧縮機50に組み込まれる場合は、ターミナルピン31に接続される。
Moreover, the
In addition, a part or all of the conducting wire can be insulated and coated as needed. Further, when the coil 5X of each phase is traced from the
(被覆部)
図3bは接続点被覆部9X又は中性点被覆部11Cの側面図及び開口部91概略図、図3cはリード線7Xを挿入した状態の接続点被覆部9X又は中性点被覆部11Cの側面図及び開口部91概略図である。接続点被覆部9X又は中性点被覆部11Cを被覆部と総称する。被覆部は、開口部91、胴部92、及び結着部93を有する。リード線7Xは開口部91から挿入され、筒状の胴部92内であって閉じられた先端である結着部93の手前に接続点8Xや中性点11Cが位置するように挿入される。開口部91は、例えば略楕円形状である。開口部91の寸法のうち、短手方向の寸法をdとする。他の構成との関係などは後述する。
(Covered part)
3b is a side view of the connection
(第1インシュレータ2)
図3aは本実施例の第1インシュレータ2の正面図である。第1インシュレータ2は、ステータ3の軸方向端部(すなわち、正面視端部)の一方側に設けられる部材であり、外周側でヨーク31の環の一部又は全部に沿う形に形成されたリード線収納部21、外周側でヨーク31の環の一部に沿う形に形成されたリード線収納省略部22、リード線収納部21及びリード線収納省略部22それぞれから内径側に延びた複数の(本実施例では9つの)ティース絶縁部23を有する。
(First insulator 2)
FIG. 3a is a front view of the
リード線収納部21は、装着時にヨーク31の環状部分に一面側が対向する床部212に加え、外側壁部213、内側壁部214、外側押え部215、内側押え部216、外側床孔217、内側床孔218、結束補助部219を有する。本実施例では、環の一部を形成する外側壁部213に一体形成して外側押え部215を設け、また、環の一部を形成する内側壁部214に一体形成して内側押え部216を設けている。尤も、外側壁部213や内側壁部214は環の全部を形成するように形成しても良い。
The lead
床部212は、外側壁部213及び内側壁部214の間に配されたリード線7(導線の一部)のステータ3に対する絶縁距離を確保する。
外側壁部213は床部212の外径側に位置し、床部212の曲りに沿って延在している。内側壁部214は床部212の内径側に位置し、床部212の曲りに沿って延在している。外側壁部213及び内側壁部214は、ステータ3の軸方向に突出した壁として形成され、リード線7、接続点被覆部9X及び中性点被覆部11Cが移動することを抑制する。
The
The
図8は図2のC−C断面図である。外側押え部215は、外側壁部213の周方向に沿って1つ又は複数設けられており、軸方向に延在する外側立ち上がり部2151と、外側立ち上がり部2151から内径側に突出して第1インシュレータ2の正面視で床部213又は外側床孔217に重なる外側突起2152とを有している。外側突起2152の延在距離は、後述する内側押え部216の内側突起2162の延在距離より大きいことが好ましい。そのようにすると、通常、リード線7には外径側に向かおうとする復元力がはたらくため、より効果的にリード線7の移動を抑制することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. The outer
接続点被覆部接続点被覆部9やリード線7は、床部212(外側床孔217)と外側突起2152の間に収められている。接続点被覆部9やリード線7を収納しているこの領域は環状にカーブしているため、通常、接続点被覆部9やリード線7は曲げられた状態になっており、外径側への復元力がはたらく。このため、外側突起2152の突出量は、接続点被覆部9を収納したときの径方向の寸法(本実施例では短手方向の寸法であるdに略等しい)の半分以上にすることが好ましい。また、接続点被覆部9がリード線7より上方に配されるように引き回されている。これにより、接続点被覆部9がリード線7を抑えつけて効果的に動きを抑制することができる。
Connection point covering portion The connection
図9は図2のD−D断面図である。内側押え部216は、内側壁部214の周方向に沿って1つ又は複数設けられており、軸方向に延在する内側立ち上がり部2161と、内側立ち上がり部2161から外径側に突出して第1インシュレータ2の正面視で床部213又は内側床孔218に重なる内側突起2162とを有している。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. The inner
接続点被覆部9やリード線7は、床部212(内側床孔218)と内側突起2162の間に収められている。内側突起2162の外径側への突出量は特に制限されないが、好ましくは外側壁部213に達しない量であり、また、外側突起2152の突出量以下又は未満である。
The connection
外側押え部215及び内側押え部216がそれぞれ配される位置は、それぞれ外側壁部213及び内側壁部214であれば特に制限されないが、本実施例のように互いに径方向で重ならないように千鳥状に設けられていると、少ない個数でリード線7の移動を抑制することができる点で好ましい。また、外側壁部213及び内側壁部214の径方向寸法から、外側押え部215の径方向突出量及び内側押え部216の径方向突出量の和を差し引いた値は、被覆部の短手寸法dの1.2倍以下、好ましくは1.0倍以下、さらに好ましくは0.9倍以下である。
The positions at which the outer
外側床孔217は、正面視で外側押え部213の一部又は全部に重なる位置に設けられた、床部212の貫通孔である。内側床孔218は、正面視で内側押え部214の一部又は全部に重なる位置に設けられた、床部212の貫通孔である。床孔217,218を設けることで第1インシュレータ2の製造に必要な樹脂量を低減することができる。また、床孔217,218の位置をこのようにすることで、樹脂の低減に比して強度の低下を抑制することができる。
The
結束補助部219は、リード線7のうち例えば電源端子6近くの部分の固定を補助することができる部分であり外側壁部213に設けられた部分である。結束補助部219は、好ましくは外側押え部215よりもやや大形で、立ち上がり部2191と、立ち上がり部2192上端側から外径側に向けて頂点2192が突出した形状である(図5、及び、図2のA−A断面図である図6等参照)。結束補助部219の立ち上がり部2191に紐などの結束部材20をかけ、結束部材20によってリード線7を縛る等して緊定することでリード線7の固定を効果的に行うことができる。
The binding assisting
リード線収納省略部22は、リード線収納部21を滑らかに仮想的に延長した場合に形成されるであろう床部212、側壁部213、内側壁部214、外側押え部215、内側押え部216、を設けていない部分である。リード線収納省略部22を設けつつ、ステータ3側でリード線7がリード線収納部21の形成された範囲に収まるように設計することで、樹脂の使用量を低減できる。
The lead wire storage and
ティース絶縁部23は、ステータ3に第1インシュレータ2を装着した際にティース311に重なる部分である、ティース絶縁部23の周方向両側には、軸方向に延在する突起231,232が設けられている(図7等参照)。
The
(第2インシュレータ4)
第2インシュレータ4は、必要に応じて異なるスロット等、導線がコイル5から離間した位置へ渡るための部分としての渡り線(リード線7)を沿わせることに適した部材として、ステータ3の軸方向の他方側に配される部材である。第2インシュレータ4としては種々公知のものを用いることができるが、絶縁シート60の支持構造に関して後述する構造を有することが好ましい。
(2nd insulator 4)
The
(絶縁シート60)
図7は図2のB−B断面図である。絶縁シート60は、ヨーク31側面に対向し、コイル5Xとヨーク31との絶縁性を向上させる部材である。インシュレータ2,4はそれぞれ、ヨーク31の側面頂部から軸方向に延在する絶縁シート支持部231,232,431,432を有している。コイル5Xの巻き数の確保の観点からは、絶縁厚みは薄い方が好ましい。本実施例では、絶縁シート60が軸方向の1/3以上好ましくは1/2以上、インシュレータ2,4から露出するように構成されている。
(Insulation sheet 60)
7 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. The insulating
なお、インシュレータ2,4は、例えば、液晶ポリマー(LCP)やポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリイミドやポリエステル等の耐熱性のよい樹脂材料からなる。また、例えば、強度向上のためにガラス繊維入りの材料からなるものでもよく、特に限定されない。
The
1 電動機
2 第1インシュレータ
21 リード線収納部
212 床部
213 外側壁部
214 内側壁部
215 外側押え部
216 内側押え部
217 外側床孔
218 内側床孔
219 結束補助部
22 リード線収納省略部
23 ティース絶縁部
3 ステータ
31 ヨーク
311 ティース
4 第2インシュレータ
5 コイル(導線)
6 電源端子
7 リード線(導線)
8 接続点
9 接続点被覆部
11 中性点
11C 中性点被覆部
20 結束部材
40 ロータ
50 密閉形圧縮機
60 絶縁シート
100 冷蔵庫(機器)
DESCRIPTION OF
6
8
Claims (8)
前記外側壁部から内径側に突出しており正面視で前記床部に重なる部分を有する外側押え部、及び/又は、前記内側壁部から外径側に突出しており正面視で前記床部に重なる部分を有する内側押え部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のインシュレータ。 A floor formed between the outer wall and the inner wall;
An outer pressing portion having a portion projecting radially inward from the outer wall portion and having a portion overlapping the floor portion in a front view, and / or an outer diameter side projecting from the inner wall portion and overlapping the floor portion in a front view The insulator according to claim 1, further comprising: an inner pressing portion having a portion.
ステータと、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、
該導線に接続点を介して電気的に接続する電源端子と、を備え、
前記リード線のうち該接続点又は各相が互いに電気的に接続する中性点を被覆する被覆部を備え、
前記リード線の少なくとも一部及び/又は前記被覆部は、前記リード線収納部に配されていることを特徴とする電動機。 An insulator according to any one of claims 1 to 3;
A three-phase drive motor having a stator;
The stator is
Teeth,
A wire having a coil wound around the teeth and a lead wire drawn from the teeth;
A power supply terminal electrically connected to the lead wire via a connection point;
And a covering portion covering a neutral point at which the connection point or each phase of the lead wire is electrically connected to each other,
At least a part of the lead wire and / or the covering portion are disposed in the lead wire storage portion.
前記被覆部の下方に前記リード線の少なくとも一部を配していることを特徴とする請求項4に記載の電動機。 At least a portion of the lead wire and the covering portion are disposed in the lead wire storage portion,
5. The electric motor according to claim 4, wherein at least a part of the lead wire is disposed below the covering portion.
ステータと、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、を備え、
前記リード線のうち同相のものが互いに接続する接続点又は各相のものが互いに接続する中性点を被覆する被覆部を備え、
前記被覆部は、前記リード線収納部に配されており、
前記被覆部の短手寸法をdとすると、
前記外側壁部及び前記内側壁部の径方向寸法から、前記外側押え部の径方向突出量及び前記内側押え部の径方向突出量の和を引いた値は、1.2d以下であることを特徴とする電動機。 An insulator according to claim 2 or 3;
A three-phase drive motor having a stator;
The stator is
Teeth,
A coil wound around the teeth and a lead wire having a lead wire drawn from the teeth;
The lead wire is provided with a covering portion covering a connection point at which the in-phase ones are connected to each other or a neutral point at which the respective phases are connected to each other,
The covering portion is disposed in the lead wire storage portion,
Assuming that the short dimension of the covering portion is d,
A value obtained by subtracting the sum of the radial protrusion amount of the outer pressing portion and the radial protrusion amount of the inner pressing portion from the radial dimension of the outer wall portion and the inner wall portion is 1.2 d or less A feature motor.
ステータと、
結束部材と、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、
各相の前記リード線に電気的に接続した電源端子と、を備え、
前記インシュレータは、前記外側壁部に設けた結束補助部を有し、
前記リード線のうち、前記電源端子近傍の部分は、前記結束補助部とともに前記結束部材で緊定されたことを特徴とする電動機。 An insulator according to any one of claims 1 to 3;
With the stator,
A three-phase drive type motor having a binding member,
The stator is
Teeth,
A wire having a coil wound around the teeth and a lead wire drawn from the teeth;
A power supply terminal electrically connected to the lead wire of each phase;
The insulator has a binding assisting portion provided on the outer wall portion,
A part of the lead wire in the vicinity of the power supply terminal is tightened by the binding member together with the binding auxiliary portion.
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