JP3673105B2

JP3673105B2 - 圧縮機用電動機の固定子

Info

Publication number: JP3673105B2
Application number: JP3245299A
Authority: JP
Inventors: 好昭稲葉
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Carrier Japan Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: JP2000232748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等に搭載される圧縮機に組み込まれる圧縮機用電動機の固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機等に搭載される圧縮機に組み込まれる圧縮機用電動機は、回転軸に一体に取付けられる回転子と、この回転子の外周面と狭小の間隙を存して配置される固定子とから構成される。
【０００３】
上記固定子は、内周部に沿って複数の磁極歯が所定間隔を存して放射状に設置される円環状の継鉄鉄心と、この継鉄鉄心の上記磁極歯に絶縁部材を介して巻装される巻線とからなり、多相巻線を形成している。
【０００４】
上記絶縁部材に巻装される巻線は、その巻始め端末と巻終り端末が絶縁部材から引き出されていて、これらは渡り線と呼ばれ、あるいは接続位置に応じて中性点接続線あるいは電源接続線とも呼ばれ、所定の電気回路を構成するよう接続配線される。
【０００５】
なお説明すれば、従来、図１２に示すように、ボビンと呼ばれる絶縁部材ａ上に設けられた金属ピンｂ上に巻線ｃの端末が接続される。そして、プリント基板などから構成される円盤状絶縁部材ｄが上記金属ピンｂに嵌め込まれ、はんだなどで巻線ｃの絶縁皮膜を溶融させて、巻線ｃと基板内の電気回路との接続が行われていた。
【０００６】
上記円盤状絶縁部材ｄの一部には電源接続器ｅが設けられ、図示しない別部材のリード線を使用することにより電源との接続がなされている。別ピースの絶縁部材ｇは、上記絶縁部材ａからはみ出た巻線ｃと継鉄鉄心ｆとの絶縁のために、巻線ｃと継鉄鉄心ｆとの間に挿入される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成によれば、以下のような問題がある。
１）絶縁部材ａの他に、プリント基板などから構成される円盤状絶縁部材ｄと、電源接続器ｅおよび電源接続用リード線が別途必要であって、高価になってしまう。
【０００８】
２）電流容量が大きくなるにともなって金属ピンｂおよび巻線ｃの直径を太くする必要があり、そのため金属ピンｂへの巻線ｃの巻付け作業が困難化して接触信頼性が低下する。
【０００９】
３）上記円盤状絶縁部材ｄとして安価なプリント基板を採用することができず、銅板や太い銅線を直接基板に組み込んだものが必要で、絶縁上の問題から製作が困難であり、かつ大型化して高価になる。また、電源接続器ｅも大型で複雑となり、非常に高価になる。
【００１０】
４）耐熱性が高い被膜の巻線ｃを用いた場合は、はんだによる溶融では被膜の剥離が完全に行えない。そのため、金属ピンの代わりに高価な被膜剥離機構を用いなければならず、しかも接触信頼性は充分ではない。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、巻線から直接電源接続線として引き出される巻線端末を処理するにあたって、絶縁部材や専用の固定部材の使用を極力抑えて直材費と作業工数を低減するとともに、信頼性の高い圧縮機用電動機の固定子を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するために本発明の圧縮機用電動機の固定子は、内周部に沿って複数の磁極歯が所定間隔を存して放射状に設置される円環状の継鉄鉄心と、この継鉄鉄心の磁極歯に絶縁部材を介して巻装される巻線と、これら巻線から引き出され互いに接続されて多相巻線を形成する電源接続線とを備え、それぞれの上記巻線から直接電源接続線として引き出される巻線端末は、互いに隣接する巻線から引き出され、所定巻線の巻始め端末位置の上方部位で、残りの巻線から電源接続線として引き出される巻線端末とともに、互いによじられてまとめられて立上げられる。
【００１３】
さらに、本発明は、上記電源接続線は、その立上げ位置を真ん中の巻線の上方部位とした。
さらに、本発明は、上記絶縁部材の継鉄鉄心端面から突出した位置に鍔部が設けられ、この鍔部に一対の係止爪部が設けられ、この鍔部の左右両側の巻線から引き出された電源接続線は前記係止爪部の下側を通して鍔部の内周面に沿って立上げられ、他の電源接続線は前記鍔部の外周面に沿って立上げられる。
【００１４】
さらに、本発明は、上記それぞれの巻線は、互いに対向する巻線を並列結線してなり、上記巻線の一方の電源接続線を、継鉄鉄心端面から突出する絶縁部材鍔部に沿って約半周引き回すとともに、他方の巻線に連なる電源接続線端末とよじって固定した。
さらに、本発明は、上記それぞれの巻線は、互いに対向する巻線を直列結線してなり、各巻線に連なる電源接続線を巻始め端末とした。
【００１５】
このように、本発明を採用することにより、巻線から直接電源接続線として引き出される巻線端末を処理するにあたって、絶縁部材や専用の固定部材の使用を極力抑えて直材費と作業工数を低減し、かつ信頼性の向上を得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は、組立てられた圧縮機用電動機固定子を示す。この固定子は、内周部に沿って複数の磁極歯（後述する巻線が巻装されているので図示しない）が所定間隔を存して放射状に一体形成される円環状の継鉄鉄心１と、この継鉄鉄心１の各磁極歯に絶縁部材２を介して中心部側から直接巻装される巻線４ａ〜４ｆとから構成される。
【００１７】
ここでは磁極歯、すなわち巻線４ａ〜４ｆが６組あるところから、いわゆる６スロットと呼ばれる固定子であり、各巻線４ａ〜４ｆから電源接続線１７ｕ，１７ｖ，１７ｗとして直接引き出される巻線端末が後述するように接続されることで多相巻線が形成される。
【００１８】
上記継鉄鉄心１の上下両端面１ａから、上記絶縁部材２と一体的に形成される鍔部５ａ〜５ｆが突出している。これら鍔部５ａ〜５ｆは所定間隔を存して並設されており、それぞれの位置は後述する巻線４ａ〜４ｆに対応している。
【００１９】
図２は圧縮機用電動機固定子の結線の一例を示し、ここではいわゆる星型並列結線が形成される。図４は圧縮機用電動機固定子を構成する配線ブロックを示す図であり、図５は上記鍔部５ａ〜５ｆの外周面を展開して示す。
【００２０】
はじめに、図２の圧縮機用電動機固定子の結線状態から説明する。
ここでは、巻線４ａから引き出される一方の巻線端末１４ａが巻始め端末として、かつ巻線４ａとは対向する位置にある巻線４ｄから引き出される一方の巻線端末１３ｄが巻終り端末として、互いによじられて電源接続線１７ｗが形成される。
【００２１】
また、巻線４ｃから引き出される一方の巻線端末１４ｃが巻始め端末として、かつ巻線４ｃとは対向する位置にある巻線４ｆから引き出される一方の巻線端末１３ｆが巻終り端末として、互いによじられ電源接続線１７ｖが形成される。
【００２２】
さらに、巻線４ｅから引き出される一方の巻線端末１４ｅが巻始め端末として、かつ巻線４ｅとは対向する位置にある巻線４ｂから引き出される一方の巻線端末１３ｂが巻終り端末として、互いによじられて電源接続線１７ｕが形成される。
【００２３】
なお、並列接続される各巻線４ａと４ｄ、４ｂと４ｅ、４ｃと４ｆはそれぞれ連続して巻線されており、これらの渡り線は中性点接続線Ｈとして所定位置において互いに接続される。
【００２４】
図４の配線ブロックに示すように、各巻線４ａ〜４ｆを番号順に並べた状態で、互いに隣接する巻線は巻き方向が反対に形成されている。すなわち、巻線４ａと巻線４ｂは互いに巻き方向が反対となり、巻線４ｂと巻線４ｃとは互いに巻き方向が反対となる。
【００２５】
換言すれば、一つおきの巻線４ａ，４ｃ，４ｅと、４ｂ，４ｄ，４ｆの巻き方向が等しい。そして、巻線４ａと巻線４ｄの一端から引き出されてよじられる電源接続線１７ｗがＷ相に結線され、巻線４ｂと巻線４ｅから引き出されてよじられる電源接続線１７ｕがＵ相に結線され、巻線４ｃと巻線４ｆから引き出されてよじられる電源接続線１７ｖがＶ相に結線される。
【００２６】
図５に示すように、上記絶縁部材鍔部５の外周面で、かつ巻線４ａに対応する鍔部５ａには電源接続線１７ｗを構成する巻始め端末１４ａを係止するための巻始め端末係止用溝７ａが設けられる。この係止用溝７ａの溝底は継鉄鉄心端面１ａ近傍まで切り込まれている。
【００２７】
さらにこの鍔部５ａの外周面には、上端縁から離間した位置から下部側に緩い傾斜で巻線端末案内溝８ａが設けられる。この巻線端末案内溝８ａの溝深さは巻線の外径と等しい、もしくはそれ以上であり、ここには電源接続線１７ｖを構成する巻終り端末１３ｆを案内して保持している。
【００２８】
さらに、この鍔部５ａにおける巻始め端末係止用溝７ａの溝底近傍には電源接続線１７ｗを構成する巻始め端末１４ａの上側への動きを規制する巻線端末案内突起９ａが設けられている。
【００２９】
上記巻線４ａとは隣接する巻線４ｂに対応した鍔部５ｂにおいて、図における右側端部上端から巻終り端末係止用溝１０ｂが設けられている。この係止用溝１０ｂに、上記巻線４ｂから引き出される電源接続線１７ｕを構成する巻終り端末１３ｂが係止される。
【００３０】
特に図３に示すように、上記巻終り端末係止用溝１０ｂは鍔部５ｂの面方向とは斜めに向けて設けられており、しかも溝１０ｂの角度は巻終り端末１３ｂの引き出し方向とは所定角度θだけ変えられている。
【００３１】
再び図５に示すように、上記鍔部５ｂの図における左側端部の上下方向ほぼ中央部には、巻線４ｆから引き出され電源接続線１７ｖを構成する巻終り端末１３ｆの上方向への移動を規制する巻線端末案内突起１１ｂが突設される。さらに、鍔部５ｂの右側端部の上下方向下端部近傍には、上記巻終り端末１３ｆの下方向への動きを規制する巻線端末案内突起１２ｂが突設されている。
【００３２】
これ以降の４つの鍔部５ｃ〜５ｆにも、それぞれ上述したのと同様な２つのパターンが交互に設けられており、ここでは図に番号を付して新たな説明に換えることとする。
【００３３】
なお、特に鍔部５ｃのみ、この上端部左右両側には一対の係止爪部１５，１５が左右に張り出して設けられていて、これら係止爪部１５，１５と鍔部５ｃを利用して電源接続線１７ｕ，１７ｖ，１７ｗが立上げられ、かつ一体にまとめ処理される。
【００３４】
電源接続線１７ｖの処理にあたって、鍔部５ｆの巻終り端末係止溝１０ｆに係止された巻終り端末１３ｆが右方向の斜め下方へ引き出され、隣接する鍔部５ａの外周面に設けられた巻線端末案内溝８ａに案内される。
【００３５】
さらに隣接する鍔部５ｂの外周部の左右に設けられた２つの巻線端末案内突起１１ｂおよび１２ｂの間に斜めに通される。最後に、さらに隣接する鍔部５ｃの外周に設けられた巻線端末案内突起９ｃの真下に通される。
【００３６】
以上のようにして巻終り端末１３ｆは絶縁部材鍔部５に沿って約半周引き回されたあと、巻始め端末係止用溝７ｃに係止された巻始め端末１４ｃと併せてよじられながら引き出され、電源接続線１７ｖを構成してる。
【００３７】
一方、鍔部５ｅの巻始め端末係止用溝７ｅに係止された巻始め端末１４ｅは、その近傍に設けられた巻線端末案内突起９ｅの下側を通して左方向に引き出され、隣接する鍔部５ｄに離間して設けられる２つの巻線端末案内突起１１ｄ，１２ｄの間に沿って斜め上方に引き出される。
【００３８】
さらに、巻始め端末１４ｅは隣接する鍔部５ｃの巻線端末案内溝８ｃに案内されて鍔部５に沿って約半周引き回された後、隣接する鍔部５ｂの巻終り端末係止溝１０ｂに係止され、予めここに係止されていた巻終り端末１３ｂと併せてよじられながら引き出され、電源接続線１７ｕを構成してる。
【００３９】
同様に、鍔部５ａから引き出された巻始め端末１４ａは、鍔部５に沿って約半周引き回され、巻終り端末１３ｄと併せてよじられながら引き出され、電源接続線１７ｗを構成している。
【００４０】
各電源接続線１７ｕ，１７ｖ，１７ｗには、それぞれ絶縁用チューブ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗが被せられ、図６（Ａ）に示すように、電源接続線１７ｕは右方向に折り曲げられ、鍔部５ｃの左側端部に設けられた係止爪部１５の下側を通して、鍔部５ｃの内周面に沿って這わせられ立上げ位置まで引き出される。
【００４１】
同様に、電源接続線１７ｗは左方向に折り曲げられ、前記係止爪部１５と対をなす右側端部の係止爪部１５の下側を通して、鍔部５ｃの内周面に沿って這わせられ立上げ位置まで引き出される。
【００４２】
また、上記電源接続線１７ｖは、図６（Ｂ）にも示すように、巻線端末案内溝８ｃに保持されている巻始め端末１４ｅに絶縁チューブ１６ｖを介して接触し、そのままほぼ真上に立ち上げられる。
【００４３】
そのあと、各電源接続線１７ｕ〜１７ｗは一体によじられ、さらにそれぞれの先端部の被覆を剥いて露出した銅線に直接接続用端子１８を取付けることにより、電動機固定子が完成する。
【００４４】
このようにして、電源接続線１７ｕ〜１７ｗを互いに隣接する巻線４ｂ〜４ｄから引き出すとともに、これら電源接続線１７ｕ〜１７ｗの立上げ位置を真ん中の巻線４ｃと対応させたため、この立上げ位置までの距離を極力短くでき、各電源接続線１７ｕ〜１７ｗの鍔部５への固定が必要なくなり、作業が容易でコストを低減できる。
【００４５】
上記鍔部たとえば５ｂの右側端に設けられた巻終り端末係止用溝１０ｂは巻終り端末１３ｂの導出方向と角度を変えているので、この巻終り端末１３ｂを上記巻終り端末係止用溝１０ｂに係止したあとの抜けを確実に防止できる。
【００４６】
電源接続線たとえば１７ｖを構成する巻終わり端末１３ｆは、巻線端末係止用溝１０ｆから鍔部５ａの外周面に設けられた巻線端末案内溝８ａや突起９ｃ，１１ｂ，１２ｂを経由してほぼ斜めに並行して導出するようにしたから、この巻線端末１３ｆの上下への移動を確実に規制でき、それぞれの電源接続線となる巻線端末が互いに接触する危険がなく、電気的絶縁が容易に、かつ確実に行えて、信頼性の高い電動機の固定子を供給できる。
【００４７】
前記巻終り端末１３ｆは、電源接続線１７ｖを構成する巻始め端末１４ｃとの固定位置で併せてよじられるため、鍔部５に沿って約半周引き回される巻終り端末１３ｆは各鍔部５外周面に一層密着して上下および軸方向への移動を規制され、いわゆる縛り糸やその他の固定用別部材を一切必要とせず、作業が簡単で安価に、かつ強固に固定できる。
【００４８】
さらに、各電源接続線１７ｕ〜１７ｗにそれぞれ被せている絶縁チューブ１６ｕ〜１６ｗの長さも極力短くすることができ、これらのコストを低く抑えることができる。
【００４９】
電源接続線１７ｖは、巻線４ｃの上方部位で他の電源接続線１７ｕ，１７ｗとともによじられて立ち上げるが、巻始め端末１４ｅは上記電源接続線１７ｖによって完全に押さえ付けられて固定されているため、多少の張力が電源接続線全体に加わっても移動を確実に防止する。
【００５０】
さらに、左右の巻線４ｂ，４ｄから引き出された電源接続線１７ｕ，１７ｗを係止爪部１５，１５の下を通して鍔部５ｃの内周面所定位置である立上げ位置まで導出し、そのあと真ん中の電源接続線１７ｖを鍔部５ｃ外周から立上げ位置まで導出してまとめるため、３本の電源接続線１７ｕ〜１７ｗにて鍔部５ｃを挟み込むことができる。したがって、立上げ位置のバラツキを防止するとともに、電源接続線１７ｕ〜１７ｗ全体の移動を確実に防止できる。
【００５１】
真ん中の巻線５ｃから電源接続線１７ｖを立ち上げる際、鍔部５ｃに沿って導かれる巻線端末１３ｆは巻線端末案内溝８ａに係止してほぼ隠れるため、この電源接続線１７ｖが軸方向に張り出すことを防止できる。
【００５２】
立上げ位置まで導出された各電源接続線１７ｕ〜１７ｗを鍔部５ｃの上方部位でよじることにより、縛り糸などでまとめる手間が省けるとともに、３本の電源接続線１７ｕ〜１７ｗの固定を一層確実なものとすることができる。
【００５３】
つぎに、第２の実施の形態を、図７〜図１０にもとづいて説明する。
図７は鍔部５の外周面を展開した一部を示し、図８は圧縮機用電動機固定子の平面の一部を示す。上記鍔部５の上端から中央部に亘って鍔部切欠き１９ｂ〜１９ｄが設けられ、各磁極歯に巻線４ｂ〜４ｄが巻装されて、これら巻線から引き出される各電源接続線１７ｕ〜１７ｗに連なる巻終り端末１３ｆと巻始め端末１４ａおよび１４ｅが鍔部５に沿って約半周引き回される。
【００５４】
図９に示すように、巻始め端末１４ｃは鍔部５ｃに設けられる鍔部切欠き１９ｃから斜めに導出されている。磁極歯に巻線４ｃを巻装したあと、同図に示すように内周溝部２１の隙間を通して上部へ立ち上げる。
【００５５】
巻終り端末１３ｆは、鍔部５ｂの右側下端に設けられた折り返し突起２０で折り返され、鍔部５ｃの内周を通り電源接続線１７ｖに連なる巻始め端末１４ｃとよじられ、外周側または上部へ引出される。
【００５６】
さらに、巻始め端末１４ａおよび１４ｅはそれぞれ鍔部切欠き１９ｄおよび１９ｂの上端部分で電源接続線１７ｗおよび１７ｕに連なる巻終り端末１３ｄおよび１３ｂとよじられ外周方向へ引き出される。
【００５７】
そのあと電源接続線１７ｗと１７ｕに絶縁チューブ１６ｗ，１６ｕがそれぞれ被せられ、図８に示すように電源接続線１７ｕおよび１７ｗは鍔部５の内周側へ折り返され、所定の立上げ位置まで導出される。また、電源接続線１７ｖはそのまま上部へ立ち上げられて絶縁チューブ１６ｖが被せられ、そのあとは前述した通りに処理される。
【００５８】
このように第２の実施の形態によれば、電源接続線１７ｕ〜１７ｗが全て鍔部５の内側を這っているため、それぞれに絶縁チューブ１６が挿入されて外径が太くなっても、鍔部５の外周部に出っ張ることがなく、フレームに組み込む際の損傷が防止される。
【００５９】
つぎに、第３の実施の形態を、図１１にもとづいて説明する。
ここでは、圧縮機用電動機固定子を構成する上で、位置的に互いに対向する巻線４ａと４ｄ、４ｂと４ｅ、４ｃと４ｆを直列に結線することを前提として、電源接続線１７ｕ〜１７ｗに連なる電線を巻始め端末として立ち上げたあと、絶縁チューブ１６ｕ〜１６ｗが被せられる。
【００６０】
左右の電源接続線１７ｕと１７ｗは先に説明した鍔部５の内周面に沿って這わせて導出させ、真ん中の電源接続線１７ｖはそのまま立ち上げられる。そして、左右から導出された電源接続線１７ｕと１７ｗとともによじられて、上方へ立ち上げられる。
【００６１】
したがって、直列結線の圧縮機用電動機固定子においても、電源接続線１７ｕ〜１７ｗに連なる電線を巻始め端末とすることにより、各端末はそのあとに巻かれる巻線によって押さえ付けられて完全に固定され、そのまま鍔部５に沿って這わせて立上げ位置まで導出することができるため、作業が非常に容易となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、巻線から直接電源接続線として引き出される巻線端末を処理するにあたって、絶縁部材や専用の固定部材の使用を極力抑え、直材費と作業工数の低減を得るとともに、信頼性の向上を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す、圧縮機用電動機の固定子の外観斜視図。
【図２】同実施の形態を示す、圧縮機用電動機の固定子一部を構成する絶縁部材における鍔部外周の展開図。
【図３】同実施の形態を示す、圧縮機用電動機固定子の星形並列結線図。
【図４】同実施の形態を示す、圧縮機用電動機固定子の実態配線図。
【図５】同実施の形態を示す、電源接続線立上げ部の鍔部外周面を示す図。
【図６】同実施の形態を示す、巻終り端末係止用溝を示す平面図。
【図７】第２の実施の形態を示す、鍔部外周面を示す図。
【図８】同実施の形態を示す、電動機固定子の平面図。
【図９】同実施の形態を示す、巻始め端末を鍔部外周に引出した状態を示す図。
【図１０】同実施の形態を示す、巻線を巻装したあと巻始め端末を溝部を通して立ち上げた状態を示す図。
【図１１】第３の実施の形態を示す、圧縮機用電動機固定子の直列結線図。
【図１２】従来の、電動機固定子の平面図と側面図。
【符号の説明】
１…円環状継鉄、
２…絶縁部材、
４ａ〜４ｆ…巻線、
１７ｕ，１７ｖ，１７ｗ…電源接続線、
５ａ〜５ｆ…鍔部、
１５…係止爪部、
１４ａ，１４ｃ，１４ｅ…巻始め端末、
１３ｂ，１３ｄ，１３ｆ…巻終り端末、
１０ｂ，１０ｄ，１０ｆ…巻終り端末係止用溝、
８ａ，８ｃ，８ｅ…巻線端末案内溝、
１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ…絶縁チューブ。

Claims

内周部に沿って複数の磁極歯が所定間隔を存して放射状に設置される円環状の継鉄鉄心と、この継鉄鉄心の磁極歯に絶縁部材を介して巻装される巻線と、これら巻線から引き出され互いに接続されて多相巻線を形成する電源接続線とを備えた圧縮機用電動機の固定子において、
それぞれの上記巻線から直接電源接続線として引き出される巻線端末は、互いに隣接する巻線から引き出され、所定巻線の巻始め端末位置の上方部位で、残りの巻線から電源接続線として引き出される巻線端末とともに、互いによじられてまとめられて立上げられることを特徴とする圧縮機用電動機の固定子。
上記電源接続線は、その立上げ位置を真ん中の巻線の上方部位としたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用電動機の固定子。
上記絶縁部材の継鉄鉄心端面から突出した位置に鍔部が設けられ、この鍔部に一対の係止爪部が設けられ、この鍔部の左右両側の巻線から引き出された電源接続線は前記係止爪部の下側を通して鍔部の内周面に沿って立上げられ、他の電源接続線は前記鍔部の外周面に沿って立上げられることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の圧縮機用電動機の固定子。
上記それぞれの巻線は、互いに対向する巻線を並列結線してなり、
上記巻線の一方の電源接続線を、継鉄鉄心端面から突出する絶縁部材鍔部に沿って約半周引き回すとともに、他方の巻線に連なる電源接続線端末とよじって固定したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用電動機の固定子。
上記それぞれの巻線は、互いに対向する巻線を直列結線してなり、
各巻線に連なる電源接続線を巻始め端末としたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用電動機の固定子。