JP3711996B2

JP3711996B2 - 電動機の固定子

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Publication number: JP3711996B2
Application number: JP2004030263A
Authority: JP
Inventors: 龍一郎天野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: EP1713158B1; EP1713158A4; JP2005224033A; CN1860661A; KR100782256B1; EP1713158A1; CN100495862C; US20090102310A1; US7944109B2; WO2005076437A1; KR20060085688A; ES2620810T3

Description

この発明は、電動機の固定子に関するものである。

電動機は、固定子と、この固定子内に回転可能に配置される回転子とを備える。また、従来から、固定子は、複数のティースを有する固定子コアと、固定子コアのティースにインシュレータを介して巻設される巻線とを備えたものがある。このような電動機は、例えば、空気調和機の圧縮機の電動機等として使用される。

ところで、各ティースに巻線が巻設されるが、その際、巻線渡り線の絶縁のため、絶縁チューブや絶縁スリーブ等を必要とした。そこで、従来では、インシュレータに溝を設け、この溝に渡り線を収納させ、他相の接触を防止して絶縁チューブ等の省略を図るものがあった（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、リード線側絶縁物（インシュレータ）に複数の溝を形成し、この複数の溝のうち、渡り線からリード線を立ち上げるティースにあたるリード線側絶縁部の溝に、その相と同相の他のティースからの渡り線を収納するものである。
特開２００２−１０１５９６号公報（図１）

しかしながら、図６に示すように、ティース５１に巻線５２を巻回すれば、ティース巻回部５３が形成される。そして、このように集中巻方式を採用すれば、ティース巻回部５３は紡錘形状となって、隣合うティース巻回部５３、５３の外面同士が接近する。このため、この取出し線（引出し線）５４が隣の他相のティース巻回部５３に接触し易くなって、電動機として安定した機能を発揮することができなかった。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、インシュレータを使用した固定子において、引出し線が他相の巻線に接触することを防止できて高品質となる電動機の固定子を提供することにある。

そこで請求項１の電動機の固定子は、複数のティースＴを有する固定子コア３と、この固定子コア３のティースＴにインシュレータ５を介して巻設される巻線４とを備えた電動機の固定子であって、上記インシュレータ５に、上記巻線４のティース巻回部１１から引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことが可能な取出用案内部１３を設けて成り、相対向する一方のティースＴに中性線３０から巻き始め、他方のティースＴへの渡り線３１を電源線２９とすると共に、この電源線２９から他方のティースＴに巻き始め、この他方のティースＴの巻き終わりを上記中性線３０側に引出してこの中性線３０に接続するように、上記巻線４を巻設し、一方のティース巻回部１１から他方のティース巻回部１１へ引出し部３２と、他方のティース巻回部１１から中性線３０への引出し部３３とが上記引出し線１２となることを特徴としている。

請求項１の電動機の固定子では、インシュレータ５に、上記巻線４のティース巻回部１１から引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことが可能な取出用案内部１３を設けたので、引出し線１２は隣の他相のティース巻回部１１に接触しにくい。さらに、一方のティース巻回部１１から他方のティース巻回部１１へ引出し部３２が引出し線１２であるので、この引出し線１２を、隣の他相のティース巻回部１１に接触させなくて済む。また、他方のティース巻回部１１から中性線３０への引出し部３３が引出し線１２であるので、この引出し線１２を、隣の他相のティース巻回部１１に接触させなくて済む。

請求項２の電動機の固定子は、取出用案内部１３は、ティース巻回部１１の外周部近傍に設けられる溝１４にて構成することを特徴としている。

請求項２の電動機の固定子では、取出用案内部１３は、ティース巻回部１１の外周部近傍に設けられる溝１４にて構成することができるので、構造の簡素化を図ることができる。

請求項１の電動機の固定子によれば、引出し線は他相のティース巻回部に接触しにくい。このため、隣合うティース巻回部間の絶縁性が向上して高品質の電動機を提供することができる。しかも、ティース巻回部の取出し線（引出し線）に保護チューブ（絶縁チューブ）等を被せる必要がなく、組立性の向上及びコストの低減を図ることができる。さらに、一方のティース巻回部から他方のティース巻回部への引出し線を、隣の他相のティース巻回部に接触させなくて済むと共に、他方のティース巻回部から中性線への引出し線を、隣の他相のティース巻回部に接触させなくて済む。これにより、相違する相間の接触を防止でき、安定した巻設作業が可能であると共に、この安定した巻設状態を維持でき、高品質の電動機を提供することができる。

請求項２の電動機の固定子によれば、構造の簡素化を図ることができるので、製造性の向上及び一層のコスト低減を達成できる。

次に、この発明の電動機の固定子の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの固定子が使用された電動機の要部簡略図である。固定子１は、この固定子１と、これに回転自在に内嵌される回転子２等で電動機を構成する。固定子１は、固定子コア３と、この固定子コア３に巻設される巻線４とを有している。また、固定子コア３は、電磁鋼板からなる多数の円環状薄板を積層したコア本体６と、このコア本体６の軸方向端面に付設されるインシュレータ（絶縁部材）５、５（図１から図３参照）とを有する。そして、この固定子コア３には周方向に沿って所定ピッチで複数（この場合６個）のティースＴ・・が設けられ、各ティースＴに巻線４が巻設されている。この際、周方向に沿って隣合うティースＴ、Ｔ間にはスロット１５・・が形成される。なお、スロット１５としては、この場合、第１スロット１５ａから第６スロット１５ｆの６個を有する。

また、回転子２は、回転子コア７と、この回転子コア７に埋設される複数の磁石（図示省略）とを有し、回転子コア７の軸心孔にシャフト（図示省略）が挿入固定される。この場合、回転子コア７は、電磁鋼板からなる多数の円環状薄板を積層したものである。

ところで、インシュレータ５は、図２に示すように、外周壁部８と、外周壁部８から突出する複数の内径方向突出部９・・と、各内径方向突出部９・・の端縁に連設されて外周壁部８に対向する立上片部１０・・とを備える。なお、内径方向突出部９は周方向に沿って所定ピッチ（６０度ピッチ）で配設されている。そして、一方のインシュレータ５（５ａ）をコア本体６の一方の軸方向端面に装着し、他方のインシュレータ５（５ｂ）をコア本体６の他方の軸方向端面に装着する。

また、巻線４は、図４に示すように、Ｕ相巻線４ａと、Ｖ相巻線４ｂと、Ｗ相巻線４ｃとからなる。そして、Ｕ相巻線４ａは第１磁極部Ｕ１と第２磁極部Ｕ２とを有し、Ｖ相巻線４ｂは第１磁極部Ｖ１と第２磁極部Ｖ２とを有し、Ｗ相巻線４ｃは第１磁極部Ｗ１と第２磁極部Ｗ２とを有する。また、Ｕ相巻線４ａと、Ｖ相巻線４ｂと、Ｗ相巻線４ｃとは、中性点Ｎを介して接続される。この際、図１に示すように、Ｕ相巻線４ａの第１磁極部Ｕ１と第２磁極部Ｕ２とは、相対面するように、固定子コア３の軸心に関して対称に配置され、Ｖ相巻線４ｂの第１磁極部Ｖ１と第２磁極部Ｖ２とは、相対面するように、固定子コア３の軸心に関して対称に配置され、Ｗ相巻線４ｃの第１磁極部Ｗ１と第２磁極部Ｗ２とは、相対面するように、固定子コア３の軸心に関して対称に配置される。

この場合、巻設方法をＵ相巻線４ａについて詳しく説明すれば、図５に示すように、相対向する一方のティースＴに中性線３０から巻き始て第２磁極部Ｕ２となるティース巻回部１１ａを設け、他方のティースＴへの渡り線３１を電源線２９とすると共に、この電源線２９から他方のティースＴに巻き始めて第１磁極部Ｕ１となるティース巻回部１１ｂを設け、この他方のティースＴの巻き終わりを中性線３０側に引出してこの中性線３０に接続するようにしている。すなわち、第２磁極部Ｕ２となるティース巻回部１１ａの巻き始め側の中性線３０ａと、第１磁極部Ｕ１となるティース巻回部１１ｂの巻き終わり側の中性線３０ｂとを中性点Ｎを介して接続している。そして、他のＶ相巻線４ｂとＷ相巻線４ｃともこのＵ相巻線４ａと同様の巻き方としている。このため、各巻線４ａ、４ｂ、４ｃの第２磁極部Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は第１磁極部Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１へ引出される一つの引出し部３２・・を有し、第１磁極部Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１は中性線３０（３０ｂ）へ引出される引出し部３３を有することになる。

そして、一方のインシュレータ５ａには、ティース巻回部１１からの引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことが可能な取出用案内部１３を設けている。この場合、取出用案内部１３は、図２と図３等に示すように、ティース巻回部１１の外周部近傍に設けられる溝１４にて構成することができる。すなわち、外周壁部８は、各スロット１５（周方向に沿って隣合うティースＴ、Ｔ間に形成される空隙部）に対応した分割壁１６・・を備え、第１スロット１５ａには第１分割壁１６ａが対応し、第２スロット１５ｂには第２分割壁１６ｂが対応し、第３スロット１５ｃには第３分割壁１６ｃが対応し、第４スロット１５ｄには第４分割壁１６ｄが対応し、第５スロット１５ｅには第５分割壁１６ｅが対応し、第６スロット１５ｆには第６分割壁１６ｆが対応する。また、分割壁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに上記溝１４を設けている。そして、各溝１４をスロット１５のセンターＯよりも、引出し線１２が引出されるティース巻回部１１（自巻線）側に配置する。また、溝１４は、軸方向に延びる本体部１８と、この本体部１８の開口部に設けられる切欠部１９、１９とからなる。

この場合、例えば、図３に示すように、第１分割壁１６ａに形成される溝１４は、第１スロット１５ａのセンターＯに対して反時計廻り方向に所定角度θ１（例えば、５度程度）だけずれている。また、第２分割壁１６ｂに形成される溝１４は、第２スロット１５ｂのセンターＯに対して反時計廻り方向に所定角度θ１（例えば、５度程度）だけずれており、第３分割壁１６ｃに形成される溝１４は、第３スロット１５ｃのセンターＯに対して反時計廻り方向に所定角度θ１（例えば、５度程度）だけずれている。

また、他方のインシュレータ５ｂも分割壁１７・・を備え、第１スロット１５ａには第１分割壁１７ａが対応し、第２スロット１５ｂには第２分割壁１７ｂが対応し、第３スロット１５ｃには第３分割壁１７ｃが対応し、第４スロット１５ｄには第４分割壁１７ｄが対応し、第５スロット１５ｅには第５分割壁１７ｅが対応し、第６スロット１５ｆには第６分割壁１７ｆが対応する。そして、分割壁１７ｄ、１７ｅ、１７ｆに上記取出用案内部１３となる溝１４を設けている。

この場合、例えば、第４分割壁１７ｄに形成される溝１４、第５分割壁１７ｅに形成される溝１４、及び第６分割壁１７ｆに形成される溝１４は、それぞれ各対応するストット１５のセンターに対して時計廻り方向に所定角度（例えば、５度程度）だけずれている。

そして、Ｕ相の第２磁極部Ｕ２から第１磁極部Ｕ１へ引出される引出し部３２が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ｂの第４分割壁１７ｄに形成される溝１４を介して引出され、Ｕ相の第１磁極部Ｕ１から中性線３０ｂへ引出される引出し部３３が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ａの第１分割壁１６ａの溝１４を介して引出される。また、Ｖ相の第２磁極部Ｖ２から第１磁極部Ｖ１へ引出される引出し部３２が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ｂの第５分割壁１７ｅに形成される溝１４を介して引出され、Ｖ相の第１磁極部Ｖ１から中性線３０ｂへ引出される引出し部３３が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ａの第２分割壁１６ｂの溝１４を介して引出される。また、Ｗ相の第２磁極部Ｗ２から第１磁極部Ｗ１へ引出される引出し部３２が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ｂの第６分割壁１７ｆに形成される溝１４を介して引出され、Ｗ相の第１磁極部Ｗ１から中性線３０ｂへ引出される引出し部３３が上記引出し線１２となって、インシュレータ５ａの第３分割壁１６ｃの溝１４を介して引出される。

なお、この電動機（永久磁石型）は、例えば、空気調和装置の圧縮機の電動機に使用するものである。圧縮機は、ケーシング（密閉容器）と、この密閉容器の下部側に収納される圧縮機要素部と、この密閉容器の上部側に収納される電動機要素部とを備え、この電動機要素部に上記永久磁石型電動機が使用される。このため、回転子２の軸心孔に挿入固定されるシャフトは、上記圧縮機要素部のクランク軸であり、このクランク軸が密閉容器内の支持部材に支持される。

上記のように構成された固定子１では、ティース巻回部１１から引出し線１２をこれに近接する溝１４に嵌合（係合）させることによって、引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことができる。すなわち、インシュレータ５に、巻線４のティース巻回部１１から引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことが可能な取出用案内部１３を設けたことになり、これにより、引出し線１２は他相のティース巻回部１１に接触しにくくなって、隣合うティース巻回部１１、１１間の絶縁性が向上して高品質の電動機を提供することができる。しかも、ティース巻回部１１の取出し線（引出し線）１２に保護チューブ（絶縁チューブ）等を被せる必要がなく、組立性の向上及びコストの低減を図ることができる。特に、相対向する一方のティースＴに中性線３０から巻き始め、他方のティースＴへの渡り線３１を電源線２９とすると共に、この電源線２９から他方のティースＴに巻き始め、この他方のティースＴの巻き終わりを上記中性線３０側に引出してこの中性線３０に接続するように、上記巻線４を巻設し、一方のティース巻回部１１から他方のティース巻回部１１へ引出し部３２と、他方のティース巻回部１１から中性線３０（３０ｂ）への引出し部３３とが上記引出し線１２となるものでは、一方のティース巻回部１１から他方のティース巻回部１１への引出し線１２を、隣の他相のティース巻回部１１に接触させなくて済むと共に、他方のティース巻回部１１から中性線３０への引出し線１２を、隣の他相のティース巻回部１１に接触させなくて済む。これにより、相違する相間の接触を防止でき、安定した巻設作業が可能であると共に、この安定した巻設状態を維持でき、高品質の電動機を提供することができる。

また、取出用案内部１３は、ティース巻回部１１の外周部近傍に設けられる溝１４にて構成することができるので、構造の簡素化を図ることができる。このため、製造性の向上及び一層のコスト低減を達成できる。なお、この溝１４には、その本体部１８の開口部に切欠部１９、１９が設けられているので、引出し線１２を溝１４に係合させ易い利点もある。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、取出用案内部１３を構成する溝１４の位置として、引出し線１２をこのティース巻回部１１に近接した状態で引出すことが可能な位置であればよいので、上記図例のものに限るものではない。また、溝１４の幅寸法や深さ寸法等としても、引出し線１２が係止（嵌合）する範囲で任意に設定することができる。さらに、電動機としての相数及び極数の変更が可能であり、取出用案内部１３としても、インシュレータ５に形成される孔部等をもって構成してもよい。

この発明の電動機の固定子の実施の形態を示す平面図である。上記固定子のインシュレータの平面図である。上記固定子のインシュレータの展開状態の側面図である。上記固定子の巻線の結線状態を示す回路図である。上記固定子の巻線方法を示す簡略図である。従来の固定子の欠点を説明する要部簡略断面図である。

符号の説明

３・・回転子コア、４・・巻線、５・・インシュレータ、１１・・ティース巻回部、１２・・引出し線、１３・・取出用案内部、１４・・溝、２９・・電源線、３０・・中性線、３１・・渡り線、３２、３３・・引出し部、Ｔ・・ティース

Claims

複数のティース（Ｔ）を有する固定子コア（３）と、この固定子コア（３）のティース（Ｔ）にインシュレータ（５）を介して巻設される巻線（４）とを備えた電動機の固定子であって、上記インシュレータ（５）に、上記巻線（４）のティース巻回部（１１）から引出し線（１２）をこのティース巻回部（１１）に近接した状態で引出すことが可能な取出用案内部（１３）を設けて成り、相対向する一方のティース（Ｔ）に中性線（３０）から巻き始め、他方のティース（Ｔ）への渡り線（３１）を電源線（２９）とすると共に、この電源線（２９）から他方のティース（Ｔ）に巻き始め、この他方のティース（Ｔ）の巻き終わりを上記中性線（３０）側に引出してこの中性線（３０）に接続するように、上記巻線（４）を巻設し、一方のティース巻回部（１１）から他方のティース巻回部（１１）へ引出し部（３２）と、他方のティース巻回部（１１）から中性線（３０）への引出し部（３３）とが上記引出し線（１２）となることを特徴とする電動機の固定子。
取出用案内部（１３）は、ティース巻回部（１１）の外周部近傍に設けられる溝（１４）にて構成することを特徴とする請求項１の電動機の固定子。