JP3824001B2

JP3824001B2 - 電動機の固定子

Info

Publication number: JP3824001B2
Application number: JP2005019237A
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: 2005-01-27
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2005253286A

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、この固定子コアのティースに巻設される巻線とを備えたものである。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、絶縁のため、巻線等に対して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、固定子コアのインシュレータに溝を設け、この溝に巻線の渡り線を収納させて、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）。
特開２００２−１０１５９６号公報（図１）

しかしながら、例えば６スロット集中巻等の固定子では、同じ相は１８０度反対位置とされるので、結線時における引き回す巻線の長さが長くなり、巻設作業性の低下を招くことになる。しかも、電源線が他の相のティース巻回部に接触するおそれがあった。

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、電源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り、しかも組立作業性に優れ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を有すると共に、周方向に沿って隣合うティースＴ、Ｔ間にスロット１５が形成された固定子コア３と、この固定子コア３のティースＴに巻設される巻線４とを備え、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とし、この電源線２９から他方のティースＴに巻き始めると共に、電源線２９をこのティース巻回部１１から引出し、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を巻設した電動機の固定子であって、上記固定子コア３は、ティース巻回部１１の外方向への倒れを防止する受け部１６を有するインシュレータ５を備えると共に、上記ティース巻回部１１から引出された電源線２９を、ティース巻回部１１とスロット底部２１との間に挟んで固定したことを特徴としている。

請求項１の電動機の固定子では、相対向するティース間の渡り線３１である電源線２９を、ティース巻回部１１とスロット底部２１との間に挟んで固定したので、電源線２９をふらつかせることなく、配線することができる。しかも、電源線２９を固定するための複雑な構成を必要としない。また、インシュレータ５の受け部１６にてティース巻回部１１の外方向への倒れ防止でき、巻線４を安定した状態にて巻設でき、しかもこの安定した巻設状態を維持することができる。

請求項２の電動機の固定子は、上記インシュレータ５に、電源線２９と中性線３０との間を所定間隔に維持する巻線離隔部２５を設けたことを特徴としている。

請求項２の電動機の固定子では、上記インシュレータ５に、上記電源線２９と中性線３０との間を所定間隔に維持する巻線離隔部２５を設けたので、電源線２９が中性線３０に接触することを防止することができる。しかも、巻線作業において電源線２９が中性線３０に接触しないように確実に配線することができる。

請求項１の電動機の固定子によれば、電源線をふらつかせることなく、配線することができる。このため、この電源線が他の相のティース巻回部に接触するのを防止することができる。これにより、長期に渡って電動機として安定した機能を発揮することができる。また、従来において使用していた保護チューブ等を省略することが可能となって、組立性向上及びコスト低減に図ることができる。しかも、電源線を固定するための複雑な構成を必要とせず、構造の簡略化を図って、コスト低減化を一層図ることができる。また、ティース巻回部の外方向への倒れが受け部にて防止され、各ティース巻回部は安定した巻設（巻回）状態を維持することができ、巻設作業の簡略化を達成できると共に、高品質の固定子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、電源線が中性線に接触することを防止することができる。これにより、高品質の電動機を提供することができる。しかも、巻線作業において電源線が中性線に接触しないように確実に配線することができ、電源線の配線作業の簡略化を図ることができる。

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。

上記インシュレータ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。

上記巻線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、上記電源線２９を、ティース巻回部１１とスロット底部２１（スロット１５の内周面）との間に挟むようにして固定している。すなわち、図５に示すように、第１磁極部Ｕ１を構成するティース巻回部１１ｂと、これに対応するスロット底部２１とでこの電源線２９を挟持するようにしている。

次に、インシュレータ５の外周壁部８は、図３に示すように各スロット１５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。そして、分割壁１６・・にスリット２４を設け、このスリット２４に電源線２９を係止させている。すなわち、第１分割壁１６ａにおいて、スリット２４を設けることによって、この第１分割壁１６ａを、第１壁部２２と第２壁部２３とに分割し、第６分割壁１６ｆの内面に沿って引出される電源線２９を、第１分割壁１６ａの第１壁部２２においてはこの第１壁部２２の内面側に配置し、第１分割壁１６ａの第２壁部２３においてはこの第２壁部２３の外面側に配置する。この分割壁１６・・は後述する受け部を構成する。

この場合、第６分割壁１６ｆと第１分割壁１６ａとの間には、電源線２９を支持する巻線離隔部２５（２５ａ）を設け、第１分割壁１６ａと第２分割壁１６ｂとの間には、電源線２９を支持する巻線離隔部２５（２５ｂ）を設け、第２分割壁１６ｂと第３分割壁１６ｃとの間には、電源線２９を支持する巻線離隔部２５（２５ｃ）を設けている。すなわち、第６分割壁１６ｆと第１分割壁１６ａとの間の溝２６に隆起部を設けることによって、巻線離隔部２５ａを形成し、第１分割壁１６ａと第２分割壁１６ｂとの間の溝２７に隆起部を設けることによって、巻線離隔部２５ｂを形成し、第２分割壁１６ｂと第３分割壁１６ｃとの間の溝２８に隆起部を設けることによって、巻線離隔部２５ｃを形成している。

このため、電源線２９は巻線離隔部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを通過することになって、これらの巻線離隔部２５ａ、２５ｂ、２５ｃにて、中性線３０側への移動が規制されている。このため、インシュレータ５の外周壁部８の外面側に配設される中性線３０との電源線２９の接触を防止した状態でリード線２０（各Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源線２９・・が束ねられてなる）を引出すことができる。なお、反リード線側のインシュレータ５ｂも、各スロット１５に対応した分割壁１７・・を備えているが、この分割壁１７には巻線離隔部２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）等を設けていない。これは、反リード線側のインシュレータ５ｂ側に電源線２９が引出されないからである。

ところで、インシュレータ５の各分割壁１６・・は、固定子コア３の端面からはみだしたティース巻回部１１のはみ出し部３５（図１参照）を外方側から受ける受け部を構成する。すなわち、各分割壁（受け部）１６は、その高さ寸法（軸心方向長さ）Ｈ（図３参照）がティース巻回部１１のはみ出し部３５の突出寸法と略同一またはこの突出寸法よりも僅かに大きく設定され、さらにその周方向長さ（図３参照）Ｓが、周方向に隣合うティース巻回部１１、１１の周方向端部に対応する長さに設定される。

ところで、この電動機（永久磁石型電動機）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。

上記電動機の固定子では、巻線４のティース巻回部１１から引出される電源線２９を、ティース巻回部１１とスロット底部２１との間に挟んで固定したので、電源線２９をふらつかせることなく、巻設することがことができる。このため、この電源線２９が他の相のティース巻回部１１に接触するのを防止することができ、長期に渡って電動機として安定した機能を発揮することができる。また、従来において使用していた保護チューブ等を省略することが可能となって、組立性向上及びコスト低減に図ることができる。さらに、電源線２９を固定するための複雑な構成を必要とせず、構造の簡略化を図って、コスト低減化を一層図ることができる。

また、インシュレータ５に、電源線２９と中性線３０との間を所定間隔に維持する巻線離隔部２５を設けたので、電源線２９が中性線３０に接触することを防止することができる。これにより、高品質の電動機を提供することができる。しかも、配線作業において電源線２９が中性線３０に接触しないように確実に配線することができ、巻線４の配線作業の簡略化を図ることができる。すなわち、インシュレータ５に巻線離隔部２５を設けたことにより、安定した配線作業性を達成できると共に、電源線２９と中性性３０との非接触性の信頼性の向上を図ることができる。さらに、インシュレータ５は、外周側には外周壁部８の分割壁１６にて構成される受け部を有するので、ティース巻回部１１のはみ出し部３５の外方向への倒れがこの受け部１６にて防止され、各ティース巻回部１１は安定した巻設（巻回）状態を維持することができ、巻設作業の簡略化を達成できると共に、高品質の固定子を提供することができる。また、インシュレータ５の内周側には立上片部１０・・を有しているので、ティース巻回部１１のはみ出し部３５の内方への倒れも防止できる。

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、電動機としての相数及び極数の変更が可能である。また、電源線２９と中性線３０との所定間隔としては、電源線２９と中性線３０とが接触しない範囲で、巻線離隔部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを構成する各膨出部の高さ寸法を任意に変更することによって相違させることができ、また、各膨出部の高さ寸法としても同一であっても相違するものであってもよい。

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。上記固定子の巻線の巻設方法を説明する簡略図である。

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、１６・・受け部（分割壁）、２１・・スロット底部、２５・・巻線離隔部、２９・・電源線、３０・・中性線、３１・・渡り線、Ｔ・・ティース

Claims

複数のティース（Ｔ）を有すると共に、周方向に沿って隣合うティース（Ｔ）（Ｔ）間にスロット（１５）が形成された固定子コア（３）と、この固定子コア（３）のティース（Ｔ）に巻設される巻線（４）とを備え、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）とし、この電源線（２９）から他方のティース（Ｔ）に巻き始めると共に、電源線（２９）をこのティース巻回部（１１）から引出し、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）を巻設した電動機の固定子であって、上記固定子コア（３）は、ティース巻回部（１１）の外方向への倒れを防止する受け部（１６）を有するインシュレータ（５）を備えると共に、上記ティース巻回部（１１）から引出された電源線（２９）を、ティース巻回部（１１）とスロット底部（２１）との間に挟んで固定したことを特徴とする電動機の固定子。
上記インシュレータ（５）に、上記電源線（２９）と中性線（３０）との間を所定間隔に維持する巻線離隔部（２５）を設けたことを特徴とする請求項１の電動機の固定子。