JP4113392B2

JP4113392B2 - Electric motor stator

Info

Publication number: JP4113392B2
Application number: JP2002227014A
Authority: JP
Inventors: 登市ノ宮; 美都司寺尾; 鐘治真野
Original assignee: アイチエレック株式会社
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP2004072857A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用、事務用、家電用、車両搭載用に使用される電動機の固定子の絶縁不良を低減し、スロットに占める巻線の高占積率化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用機器、事務用機器、家電用機器、車両搭載用途に使用する電動機においては、図１１に示す様に固定子１０１の歯部１０２に直接巻線された集中巻方式による巻線１０３が施されている。固定子１０１のスロット１０４は、樹脂等により一体成形されたボビン１０５が備えられ、巻線１０３と固定子１０１の鉄心を絶縁している。この固定子１０１の鉄心と巻線１０３を絶縁するボビン１０５は、一体成形された樹脂により固定子１０１の上下端面部を覆っている。また、スロット１０４の内壁面は、樹脂により覆われ固定子１０１の歯部１０２に巻き付けた巻線１０３を確実に絶縁している。
【０００３】
また、固定子１０１の上下端部を覆う樹脂製のボビン１０５は、固定子１０１の歯部１０２に直接巻き付けられた巻線１０３が固定子１０１の内径側に倒れ込まないように固定子１０１の端部から軸方向に伸びる内径壁１０６を備えている。尚、固定子１０１の歯部１０２に巻き付けた巻線１０３が固定子１０１の外径側に崩れないように固定子１０１の端部から軸方向に伸びた外径壁１０７を設ける場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように固定子１０１の上下端部やスロット１０４内壁面を覆うスロット絶縁１０９によって固定子１０１の鉄心と巻線１０３を絶縁することが出来るが、電動機の小型化、高効率化に伴い固定子１０１の歯部１０２に巻き付けられる巻線量が増大することにより固定子１０１のスロット１０４内においての相間接触、言い換えれば、固定子１０１の歯部１０２に直接巻き付けた隣同士の巻線１０３との間の絶縁を保つことが出来なくなっている。また、スロット１０４に多くの巻線１０３を巻くことによりスロット１０４の開口部より固定子１０１の内径側に巻線１０３が飛び出すことが多くなっている。その結果、電動機運転時に固定子１０１内径側から飛び出した巻線１０３が、固定子１０１内径側に配置した図示されていない回転子と接触し絶縁不良となり、焼損事故の原因となっている。また、固定子１０１のスロット１０４内の巻線量が多くなると固定子歯部端部１０２ａの鉄心とスロット１０４内の巻線１０３との絶縁距離も保つことが出来なくなっている。
【０００５】
また、このように固定子歯部１０２に直接巻線１０３を巻き付けた電動機においては、固定子歯部１０２から引出された各相の巻線１０３の端末処理が粗雑となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
極数が２ｎ（ｎは整数）で固定子スロット数が３ｎである電動機の固定子において、固定子のスロットには、スロット絶縁が施され、
固定子の両端部には、固定子の歯部に巻線を装着後にコイルエンド部を覆う上部カバーと下部カバーが取り付けられ、上部カバーと下部カバーには歯部に施された巻線と対応する位置に少なくとも固定子の端面に向かい軸方向に伸びた内径壁を有しており、固定子内径側への巻線の倒れ込みを防ぐことが出来る。
また、固定子のスロットにはスロット中央を貫通する断面がＴ字形状の樹脂絶縁が施され、前記スロットの開口部側には断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分が面し、スロット底部側には幅狭部分がくるように配置することにより固定子の隣同士の歯部に施された巻線の相間接触を防ぐことが出来る。
【０００７】
また、スロットの開口部側には断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分が面し、スロット底部側には幅狭部分がくるように配置することにより固定子のスロット開口部から固定子内径側へ巻線が飛び出すことを防ぐことが出来る。特に、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分がスロット開口部側に面していることにより、スロット開口部の固定子歯端部と巻線との絶縁を確実に施すことが出来る。
【０００８】
また、巻線を固定子歯部に装着した後、断面がＴ字形状の樹脂絶縁により上部カバーと下部カバーを確実に、固定子を挟み込むように固定しているため、巻線の結線処理する際等の電工作業時に上部カバーや下部カバーが脱落することのない電動機の固定子とすることができる。
【０００９】
尚、上部カバーと下部カバーのどちらか一方と、断面がＴ字形状の樹脂絶縁とを一体成形することにより上部カバーもしくは下部カバーを容易に固定子に固定することができる。
【００１０】
また、断面がＴ字形状の樹脂絶縁は、固定子スロット中央を貫通するように配置されるが、固定子歯部に直接巻き付ける巻線量が多い場合、隣同士の歯部に巻き付けられた巻線に押されて、断面がＴ字形状の樹脂絶縁を上部カバーと下部カバーの固定位置へ容易に固定することができない。このような場合、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分から固定子内径側に向かい凸部分を設け、この凸部を固定子スロット開口部の隙間に挿入させることにより断面がＴ字形状の樹脂絶縁のズレをなし確実に上部カバーまたは下部カバーと固定することができる。
【００１１】
尚、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の軸方向の端部は、前記上部カバーと下部カバーを固定子に固定するために、少なくともどちらか一方の端部は鍵状の係り止めとすることにより確実に上部カバーと下部カバーを固定子に固定することができる。
【００１２】
また、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の少なくともどちらか一方の端部近傍は、歯部に施した巻線の端末処理を容易にするための手段が設けられていることにより、巻線端末処理を容易にすることができる。
【００１３】
また、前記固定子の歯幅が、固定子の内径から外径側に向かい幅狭とすることによりスロット内に多くの巻線を装着することができる。
【００１４】
前記固定子の歯部に施された巻線は、固定子の内径側から外径側に向かい順次巻線周長が小さくすることにより、より多くの巻線をスロットに装着することができる。
【００１５】
この様な電動機の固定子を、エアコンや冷蔵庫等の駆動源である圧縮機や車両搭載用電動機に用いることによって小型化、高効率化を達成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、複数の磁極を有する電動機の固定子１の歯部２に、極数が２ｎ（ｎは整数）で固定子スロット数が３ｎである電動機の固定子１の隣同士の歯部２に直接巻線３を巻き付けた集中巻方式の電動機の固定子である。
【００１７】
例えば、図１の固定子１は、極が４極であり、固定子１のスロット４の数が６個備えた電動機の固定子である。図１に示す固定子１のスロット４は、図１１の従来例に示したような固定子１０１の端部から軸方向に伸びた内径壁１０６とスロット絶縁１０９とを一体成形されたボビン１０５とするのではなく、内径壁１０６を有さないスロット絶縁としている。この場合のスロット絶縁としては、スロット内に多くの巻線を巻く必要がなく、むしろスロット絶縁としての強度が必要な場合は、樹脂成形されたスロット絶縁とする方がよく、また、スロット内に多くの巻線を巻く必要があり低価格な電動機にする場合は、フィルム状のスロット絶縁とするとよい。尚、本実施形態の図１においては、スロット４内に多くの巻線３を巻き込み電動機性能を向上させ、より低価格な電動機とするためにスロット絶縁８はフィルム状のスロット絶縁としている。
【００１８】
先に述べたように、図１では、固定子１の端部から伸びた内径壁を有していないため、巻線機で固定子歯部２に直接巻線３を巻き付ける際、巻線機のノズルが大きな軌道を描き固定子歯部２に巻線３をバラバラに巻き付けることなく巻線３を確実に整列巻きすることができる。整列巻きすることにより巻線輪は最小寸法で巻くことができる。これにより、銅損が低減でき、尚且つ、電動機性能を向上することができる。また、整列巻きすることにより、より多くの巻線３を巻くことが可能となる。
【００１９】
このように極数が２ｎ（ｎは整数）で固定子１のスロット４の数が３ｎである電動機の固定子１に多くの巻線３を巻くことにより電動機の高効率化が達成できるものの、スロット４内における巻線３と巻線３との相間接触が問題となる。そこで図２に示すような電動機の固定子とすることにより相間接触を防ぐことができる。図２は図１で説明した電動機の固定子１の横断面図である。
電動機の固定子１のスロット４内のほぼ中央を貫通するように断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０を施している。スロット４の開口部側には、断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の幅広部分Ｃ１（図８参照）が面し、スロット４の底部側には、幅狭部分Ｃ２（図８参照）がくるように配置されている。これによりスロット４内の巻線３と巻線３との相間接触を防ぐことができる。尚、本実施形態では、断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は、上部カバー１１及び下部カバー１２とは別部品として取り扱っているが、上部カバー１１及び下部カバー１２のどちらか一方と一体樹脂成形されたものであっても構わない。この場合、固定子１に断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０と、上部カバー１１または下部カバー１２との組み付け工数を低減することができる。
【００２０】
図３は、図１及び図２で説明した固定子１のＢ−Ｂ’断面図である。この場合、上部カバー１１と下部カバー１２から固定子１の内径側の軸方向に巻線３が倒れ込まないように内径壁６a及び６ｂが設けられている。先の図１１でも説明した様に、ボビン１０５に巻線１０３を巻く際、ボビン１０５に固定子１０１の端面部から軸方向に伸びた内径壁１０６を有していないため、巻線機のノズルが最小軌道で固定子歯部２に巻線３を巻き付けることができ整列巻きすることができる。巻線完了後、上部カバー１１及び下部カバー１２から固定子端面に伸びた内径壁６a及び６ｂにより固定子歯部２に整列巻きされた巻線３が、固定子内径側に崩れないように固定子歯部２に巻き付けられた巻線３のコイルエンド部を確実に保護している。
【００２１】
また、図３の上部カバー１１には、内径壁６ａの他に、固定子１の端面側とは逆の軸方向に伸びる冷却用ガイド壁１３が設けられている。この冷却用ガイド壁１３は、巻線３及び電動機が組み込まれたケース内の冷却の通路として設けられている。これにより、冷却効率が向上し電動機の温度上昇を防ぐことができる。
【００２２】
図４及び図５は、本実施形態の上部カバー１１を示している。図４は上部カバー１１を上から見た図である。上部カバー１１は、上部カバー１１の外径からスロット数に対向するように等配に大きく切り欠いた溝１１ａが設けられている。この切り欠き溝１１ａは後述する断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０を止める切り欠き溝である。この大きく切り欠いた溝１１ａより少し浅めの切り欠け溝１１ｂは、歯部２に装着された巻線３の端部を引出すための切り欠き溝である。また、上部カバー１１の全周に渡り風穴１１ｃが設けられているが、これは巻線３を冷却するための貫通孔である。図５は、図４で示した上部カバー１１のＤ−Ｄ’断面図である。図５に示した上半分の軸方向に伸びる筒は、前記したように冷却用ガイド壁１３であり、下半分に伸びる内径壁６ａは、巻線３の内径側への崩れ込みを防ぐものである。
【００２３】
図６及び図７は、本実施形態の下部カバー１２を示している。図６は下部カバー１２を上から見た図である。図４と同様に下部カバー１２は、下部カバー１２の外径からスロット数に対向するように等配に大きく切り欠いた溝１２ａが設けられている。この切り欠き溝１２ａは後述する断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０を止める切り欠き溝である。また、下部カバー１２の全周に渡り丸穴１２ｃが設けられているが、これは巻線３を冷却するための貫通孔である。図７は、図６で示した下部カバー１２のＥ−Ｅ’断面図である。図７に示した下半分に伸びる内径壁６ｂは、巻線３の内径側への崩れ込みを防ぐものである。
【００２４】
図８は断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０を示しており、この断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は固定子１を挟み込むように上部カバー１１と下部カバー１２を固定している。断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は、スロット４の開口部側に断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の幅広部分Ｃ１が面し、スロット底部側に幅狭部分Ｃ２がくるように配置されている。これにより巻線間の相間接触を防ぐことができ、尚且つ、スロット開口部１５から固定子内径に巻線３の飛び出しを防ぐことが出来る。更に、スロット開口部１５側に断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の幅広部分Ｃ１が面していることにより、固定子１の歯端部２ａと巻線３との絶縁距離も確保することができる。
【００２５】
また、図９は、図８に示した断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０がスロット４内に配置された状態を示した配置図である。斜線部分は固定子歯部２に直接巻き付けられた巻線３のスロット４内の様子を表している。スロット４内の壁面部を覆うスロット絶縁８ａはフィルム等の薄い厚さの材料で絶縁することにより樹脂成形されたスロット絶縁よりコストを低減でき、より多くの巻線３を巻くことができる。
【００２６】
この図９よりもわかる様に断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は、固定子１のスロット中央を貫通するように配置されるが、隣同士の固定子１の歯部２に直接巻き付けられた巻線３の間に挿入されるため、巻線３に押されて断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０と上部カバー１１と下部カバー１２に大きく切り欠いた溝１１ａ及び１２ａに嵌め込み、位置合わせして固定することが難しい。そこで、固定子１の幅広部分Ｃ１から固定子内径側に向かい凸部１４を設け、この凸部１４を固定子１のスロット開口部１５の隙間をガイド溝にして挿入させることにより断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は、上部カバー１１または下部カバー１２の大きく切り欠いた溝１１ａ及び１２ａとズレルことなく容易に固定することができる。
【００２７】
また、上部カバー１１と下部カバー１２を固定子１に固定する方法として、断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍵状の係り止め１６を設けることにより、上部カバー１１及び下部カバー１２の大きく切り欠いた切り欠き溝１１ａ及び１２ａに容易に係り止めすることができ、固定子１を挟み込むように固定することができる。また、断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０は、電動機の歯部２から引出された巻線３の端部の端末処理を、この断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の少なくともどちらか一方の端部近傍に凹溝１７を設けることにより、この凹溝１７内に引出された巻線３の端末部分を入れ込み、各相から引出された巻線３が接触しないように引き廻すことができ、コイルエンド部分の粗雑に引き廻され巻線３の端末部分における各相間の接触を無くすことができる。尚、本実施例では断面がＴ字形状の樹脂絶縁１０の少なくともどちらか一方の端部近傍に凹溝１７を設けているが、巻線３の端末部分を固定できる構造であればよく、例えば、ピン等を設けて巻線端部を巻き付けても良く形状を特定するものではない。
【００２８】
図１０には、固定子１の歯部２の部分拡大図を示している。図１０では便宜上巻線や絶縁を取り除いている。固定子１の歯部２の鉄心部分は固定子１の内径側の歯部Ｗ１から外径側Ｗ２にかけて幅狭とすることにより、スロット４内部の奥深くまで巻線３を装着することができ電動機の小型化、高効率化に伴い多くの巻線３を巻くことができる。巻線機の巻線手順としては、第１工程としてスロット奥（外径側Ｗ２側）から巻き始めスロット奥が固定子内径側の歯部Ｗ１とほぼ同じ程度の巻き高となるように巻く。次に、第２工程として固定子１の内径側の歯部Ｗ１と固定子外径側の歯部Ｗ２の間を巻線機のノズルが前後し巻線３を整列巻きしている。
【００２９】
このような巻線手法により、固定子１の歯部２に施された巻線３は、固定子１の内径側から外径側に向かい順次巻線周長を小さくすることができ固定子１の内径側への巻線３の倒れ込みを極力小さくすることができる。また、スロット４の奥深くまで巻線３を巻くことができるため巻線３の巻き回数が増え、更に巻線３の巻線輪も最小寸法とすることができるため電動機の効率を向上することができる。
【００３０】
このように固定子の歯部に直接巻線を巻く集中巻き方式の電動機の固定子は、エアコンや冷蔵庫等の駆動源である圧縮機内の電動機の固定子や車両搭載用の電動機に用いることによりスロット内の相間接触がなく、スロット開口部から巻線が飛び出すことのない電動機の固定子とすることができ、また固定子歯部端部の鉄心部分と巻線との絶縁距離も確保した、絶縁不良の少ない電動機の固定子とすることができる。
【００３１】
また、巻線輪の周長を最小寸法にすることができ銅損も減らすことができる。これにより巻線の巻き回数を増やすことができ電動機の効率を向上することができる。従って、エアコンや冷蔵庫等の駆動源である圧縮機内の電動機の固定子や車両搭載用の電動機に用いることにより非常に効率の良い電動機の固定子とすることができる。
【００３２】
尚、固定子の歯部に直接巻線を巻きつける集中巻方式ではなく、外部の巻線機により巻線輪を巻いて、１つの歯部に巻線を機械入れするインサータ方式としても達成することができる。この場合、集中巻方式の場合に比べて歯部に直接巻線を巻く巻線機の巻線ノズルが通過移動するための隙間を設ける必要がないので、スロットに隙間なく巻線を装着することができ電動機の効率を更に向上することができるが、隣り合う巻線と巻線との接触が頻繁に発生することになる。従って、本発明の実施形態にすることにより隣り合う巻線間の相間接触を確実に防ぐことができ、高占積率（スロットに占める巻線量）の電動機の固定子とすることができる。これにより品質が良好で、効率の良い電動機の固定子とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の電動機の固定子は、極数が２ｎ（ｎは整数）で固定子スロット数が３ｎである電動機の固定子において、固定子のスロットには、スロット絶縁が施され、固定子の両端部には、固定子の歯部に巻線を装着後にコイルエンド部を覆う上部カバーと下部カバーが取り付けられ、前記歯部に直接巻き付けられた巻線のコイルエンド部と対応する位置に、少なくとも上部カバーと下部カバーから固定子端面に向かい軸方向に伸びた内径壁を有することにより固定子内径側への巻線の倒れ込みを防ぐことが出来る。
また、固定子のスロットにはスロット中央を貫通する断面がＴ字形状の樹脂絶縁が施され、前記スロットの開口部側には断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分が面し、スロット底部側には幅狭部分がくるように配置することにより固定子の隣同士の歯部に施された巻線の相間接触を防ぐことが出来る。
【００３４】
また、スロットの開口部側には断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分が面し、スロット底部側には幅狭部分がくるように配置することにより固定子のスロット開口部から固定子内部へ巻線が飛び出すことを防ぐことが出来る。特に、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分がスロット開口部側に面していることにより、スロット開口部の固定子歯端部と巻線との絶縁を確実に施すことが出来る。
【００３５】
また、巻線を固定子歯部に装着した後、断面がＴ字形状の樹脂絶縁により上部カバーと下部カバーを確実に、固定子を挟み込むように固定することができ、巻線の結線処理する際の電工作業時に上部カバーや下部カバーが脱落することがなくなる。
【００３６】
尚、上部カバーと下部カバーのどちらか一方と、断面がＴ字形状の樹脂絶縁と一体成形することにより上部カバーもしくは下部カバーに設けられた大きく切り欠いた切り欠き溝に容易に嵌め込み、位置合せし固定することができる。この場合、当然であるが上部カバーもしくは下部カバーと一体成形した場合、一体成形した側は、大きく切り欠いた溝１１aもしくは１２aは、必要でなくなる。
【００３７】
また、断面がＴ字形状の樹脂絶縁は、固定子スロット中央を貫通するように配置されるが、固定子歯部に巻き付けられた巻線量が多く巻線に押されて上部カバーと下部カバーの固定位置に断面がＴ字形状の樹脂絶縁を確実に位置合わせして固定することができない場合でも、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の幅広部分から固定子内径側に向かい凸部分を飛び出させ、この凸部を固定子スロット開口部の隙間に挿入させることにより上部カバーまたは下部カバーの固定位置と断面がＴ字形状の樹脂絶縁とのズレルをなくし嵌め込み固定することができる。
【００３８】
尚、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の軸方向両端部は、前記上部カバーと下部カバーを固定子に固定するために、鍵状の係り止めとすることにより確実に上部カバーと下部カバーを固定子に固定することができる。
【００３９】
また、断面がＴ字形状の樹脂絶縁の少なくともどちらか一方の端部近傍は、歯部に施した巻線の端末処理を容易にするための手段が設けられていることにより、巻線端末処理を容易にすることができる。
【００４０】
また、前記固定子の歯幅が、固定子の内径から外径側に向かい幅狭とすることによりスロット内に多くの巻線を装着することができる。
【００４１】
前記固定子の歯部に施された巻線は、固定子の内径側から外径側に向かい順次巻線周長が小さくすることにより、固定子内径側への崩れ込みを防ぎ、尚且つ、銅損を減らし電動機の効率を向上することができる。
【００４２】
この様な電動機の固定子を、エアコンや冷蔵庫等の駆動源である圧縮機や車両搭載用の電動機に用いることによって品質の良好な小型化、高効率化を達成した固定子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す固定子の図である。
【図２】図１における横断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】コイルエンド部を覆う上部カバーの図である。
【図５】図４におけるＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】コイルエンド部を覆う下部カバーの図である。
【図７】図６におけるＥ−Ｅ’断面図である。
【図８】断面がＴ字形状の樹脂絶縁を示している。
【図９】断面がＴ字形状の樹脂絶縁を固定子のスロットに装着した様子を示している。
【図１０】本実施例における固定子歯部の部分拡大図を示している。
【図１１】従来例を示す固定子の図である。
【符号の説明】
１、１０１・・・固定子、２、１０２・・・歯部、２ａ、１０２ａ・・・固定子歯端部、３、１０３・・・巻線、４、１０４・・・スロット、６ａ、６ｂ、１０６・・・内径壁、８、８ａ、１０９・・・スロット絶縁、１０・・・断面がＴ字形状の樹脂絶縁、１１・・・上部カバー、１１ａ、１１ｂ、１２ａ・・・切り欠き溝、１１ｃ、１２ｃ・・・風穴、１２・・・下部カバー、１３・・・冷媒用ガイド、１４・・・凸部、１５・・・スロット開口部、１６・・・鍵状の係り止め、１７・・・凹溝、１０５・・・ボビン、１０７・・・外径壁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reduction in insulation failure of a stator of an electric motor used for industrial use, office use, home appliance use, and vehicle mounting, and relates to an increase in the space factor of windings in a slot.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electric motor used for industrial equipment, office equipment, home appliances, and vehicle-mounted applications, as shown in FIG. 11, a winding 103 by a concentrated winding method that is directly wound around a tooth portion 102 of a stator 101. Is given. The slot 104 of the stator 101 is provided with a bobbin 105 integrally formed of resin or the like, and insulates the winding 103 from the iron core of the stator 101. A bobbin 105 that insulates the iron core of the stator 101 and the winding 103 covers the upper and lower end surfaces of the stator 101 with an integrally molded resin. In addition, the inner wall surface of the slot 104 is covered with resin to reliably insulate the winding 103 wound around the tooth portion 102 of the stator 101.
[0003]
Further, the resin bobbin 105 covering the upper and lower ends of the stator 101 is arranged so that the winding 103 directly wound around the teeth 102 of the stator 101 does not fall into the inner diameter side of the stator 101. An inner diameter wall 106 extending in the axial direction from the end portion is provided. In some cases, an outer diameter wall 107 extending in the axial direction from the end of the stator 101 may be provided so that the winding 103 wound around the tooth portion 102 of the stator 101 does not collapse to the outer diameter side of the stator 101.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the iron core of the stator 101 and the winding 103 can be insulated by the slot insulation 109 that covers the upper and lower ends of the stator 101 and the inner wall surface of the slot 104. However, as the motor becomes smaller and more efficient, the stator As the amount of winding wound around the tooth portion 102 of 101 increases, interphase contact in the slot 104 of the stator 101, in other words, between adjacent windings 103 wound directly on the tooth portion 102 of the stator 101. Can no longer keep the insulation. Further, by winding a large number of windings 103 in the slots 104, the windings 103 often jump out from the openings of the slots 104 to the inner diameter side of the stator 101. As a result, the winding 103 protruding from the inner diameter side of the stator 101 during operation of the electric motor comes into contact with a rotor (not shown) disposed on the inner diameter side of the stator 101, resulting in poor insulation, causing a burnout accident. Further, when the amount of winding in the slot 104 of the stator 101 increases, the insulation distance between the iron core of the stator tooth end portion 102a and the winding 103 in the slot 104 cannot be maintained.
[0005]
Further, in the electric motor in which the winding 103 is directly wound around the stator tooth portion 102 in this way, the terminal processing of the windings 103 of each phase drawn from the stator tooth portion 102 is rough.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the stator of an electric motor having 2n poles (n is an integer) and 3n stator slots , slot insulation is applied to the stator slots,
At both ends of the stator, an upper cover and a lower cover are attached to cover the coil end after mounting the windings on the teeth of the stator. The upper and lower covers correspond to the windings on the teeth. The inner wall extends in the axial direction toward at least the end face of the stator at the position where the winding is to be made, and the winding can be prevented from falling to the inner diameter side of the stator.
The slot of the stator is provided with resin insulation having a T-shaped cross section passing through the center of the slot, and the wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section faces the opening side of the slot, By arranging the narrow portion on the side, the interphase contact of the windings applied to the teeth adjacent to the stator can be prevented.
[0007]
In addition, the slot opening side faces the wide part of the resin insulation having a T-shaped cross section, and the slot bottom part side faces the narrow part. The winding can be prevented from jumping out to the side. In particular, since the wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section faces the slot opening side, the stator tooth end of the slot opening and the winding can be reliably insulated.
[0008]
In addition, after the winding is mounted on the stator teeth, the upper cover and the lower cover are securely fixed so as to sandwich the stator by resin insulation having a T-shaped cross section. It can be set as the stator of the electric motor from which an upper cover and a lower cover do not fall off at the time of electrical work.
[0009]
The upper cover or the lower cover can be easily fixed to the stator by integrally molding one of the upper cover and the lower cover and a resin insulation having a T-shaped cross section.
[0010]
In addition, the resin insulation having a T-shaped cross section is disposed so as to penetrate the center of the stator slot, but when there is a large amount of winding directly wound around the stator tooth portion, the winding wound around the adjacent tooth portion The resin insulation having a T-shaped cross section cannot be easily fixed to the fixing position of the upper cover and the lower cover. In such a case, a convex portion is provided from the wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section toward the inner diameter side of the stator, and the convex portion is inserted into the gap of the stator slot opening so that the cross section has a T-shaped cross section. The resin insulation is displaced and can be securely fixed to the upper cover or the lower cover.
[0011]
In addition, at least one of the ends of the resin insulation having a T-shaped cross section in the axial direction is a key-like locking to fix the upper cover and the lower cover to the stator. The upper cover and the lower cover can be securely fixed to the stator.
[0012]
Further, in the vicinity of at least one end of the resin insulation having a T-shaped cross section, means for facilitating the terminal processing of the winding applied to the tooth portion is provided, so that the winding terminal processing is performed. Can be made easier.
[0013]
Further, since the tooth width of the stator is narrower from the inner diameter to the outer diameter side of the stator, many windings can be mounted in the slot.
[0014]
The windings applied to the teeth of the stator can be mounted in more slots by reducing the winding circumference sequentially from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator.
[0015]
By using such a stator of an electric motor for a compressor that is a driving source of an air conditioner, a refrigerator, or the like, or an electric motor for mounting on a vehicle, it is possible to achieve miniaturization and high efficiency.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a tooth portion 2 of a stator 1 of an electric motor having a plurality of magnetic poles, and a tooth portion 2 adjacent to the stator 1 of an electric motor having 2n poles (n is an integer) and 3n stator slots. This is a concentrated winding type motor stator in which the winding 3 is directly wound around the motor.
[0017]
For example, the stator 1 of FIG. 1 is a stator of an electric motor having four poles and having six slots 4 of the stator 1. The slot 4 of the stator 1 shown in FIG. 1 has a bobbin 105 integrally formed with an inner diameter wall 106 extending in the axial direction from the end of the stator 101 and a slot insulation 109 as shown in the conventional example of FIG. Instead, the slot insulation without the inner wall 106 is employed. As slot insulation in this case, it is not necessary to wind many windings in the slot. If strength as slot insulation is required, it is better to use resin-molded slot insulation. If it is necessary to wind a large number of windings and a low-priced electric motor is used, film-like slot insulation may be used. In FIG. 1 of this embodiment, the slot insulation 8 is a film-like slot insulation in order to improve the motor performance by winding a large number of windings 3 in the slot 4 and to make the motor more inexpensive.
[0018]
As described above, in FIG. 1, since there is no inner diameter wall extending from the end of the stator 1, when winding the winding 3 directly around the stator tooth portion 2 with the winding machine, the winding machine The nozzle 3 can draw a large trajectory, and the winding 3 can be surely aligned and wound without winding the winding 3 around the stator tooth portion 2 separately. By winding in an aligned manner, the winding ring can be wound with a minimum size. Thereby, copper loss can be reduced and electric motor performance can be improved. Moreover, it becomes possible to wind more windings 3 by aligning winding.
[0019]
As described above, although the number of poles is 2n (n is an integer) and the number of slots 4 of the stator 1 is 3n, many windings 3 are wound around the stator 1 of the motor. Interphase contact between the winding 3 and the winding 3 in the slot 4 becomes a problem. Therefore, interphase contact can be prevented by using a stator of an electric motor as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator 1 of the electric motor described in FIG.
A resin insulation 10 having a T-shaped cross section is provided so as to penetrate substantially the center in the slot 4 of the stator 1 of the electric motor. A wide portion C1 (see FIG. 8) of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section faces the opening portion side of the slot 4, and a narrow portion C2 (see FIG. 8) comes to the bottom side of the slot 4. Are arranged as follows. As a result, interphase contact between the winding 3 and the winding 3 in the slot 4 can be prevented. In this embodiment, the resin insulation 10 having a T-shaped cross section is handled as a separate part from the upper cover 11 and the lower cover 12, but is integrally molded with either the upper cover 11 or the lower cover 12. It may be the one that was made. In this case, the assembly man-hour of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section and the upper cover 11 or the lower cover 12 on the stator 1 can be reduced.
[0020]
FIG. 3 is a BB ′ cross-sectional view of the stator 1 described in FIGS. 1 and 2. In this case, inner diameter walls 6 a and 6 b are provided so that the winding 3 does not fall from the upper cover 11 and the lower cover 12 in the axial direction on the inner diameter side of the stator 1. As described above with reference to FIG. 11, when the winding 103 is wound around the bobbin 105, the bobbin 105 does not have the inner diameter wall 106 extending in the axial direction from the end surface portion of the stator 101. However, the winding 3 can be wound around the stator tooth portion 2 with the minimum orbit and can be aligned and wound. After the winding is completed, the winding 3 aligned and wound around the stator tooth portion 2 by the inner diameter walls 6a and 6b extending from the upper cover 11 and the lower cover 12 to the stator end face is fixed so as not to collapse toward the inner diameter side of the stator. The coil end portion of the winding 3 wound around the child tooth portion 2 is reliably protected.
[0021]
In addition to the inner diameter wall 6a, the upper cover 11 of FIG. 3 is provided with a cooling guide wall 13 extending in the axial direction opposite to the end face side of the stator 1. The cooling guide wall 13 is provided as a cooling passage in a case in which the winding 3 and the electric motor are incorporated. Thereby, cooling efficiency improves and it can prevent the temperature rise of an electric motor.
[0022]
4 and 5 show the upper cover 11 of the present embodiment. FIG. 4 is a top view of the upper cover 11. The upper cover 11 is provided with a groove 11a that is largely cut out equally so as to face the number of slots from the outer diameter of the upper cover 11. The notch groove 11a is a notch groove for stopping the resin insulation 10 having a T-shaped cross section to be described later. The notch groove 11b slightly shallower than the notched groove 11a is a notch groove for drawing out the end of the winding 3 attached to the tooth portion 2. In addition, an air hole 11 c is provided over the entire circumference of the upper cover 11, and this is a through hole for cooling the winding 3. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of the upper cover 11 shown in FIG. The cylinder extending in the upper half axial direction shown in FIG. 5 is the cooling guide wall 13 as described above, and the inner diameter wall 6a extending in the lower half prevents the winding 3 from collapsing toward the inner diameter side. is there.
[0023]
6 and 7 show the lower cover 12 of the present embodiment. FIG. 6 is a view of the lower cover 12 as viewed from above. Similar to FIG. 4, the lower cover 12 is provided with grooves 12 a that are largely cut out at equal intervals so as to face the number of slots from the outer diameter of the lower cover 12. This notch groove 12a is a notch groove for stopping the resin insulation 10 having a T-shaped cross section to be described later. Further, a round hole 12 c is provided over the entire periphery of the lower cover 12, and this is a through hole for cooling the winding 3. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of the lower cover 12 shown in FIG. The inner diameter wall 6b extending in the lower half shown in FIG. 7 prevents the winding 3 from collapsing toward the inner diameter side.
[0024]
FIG. 8 shows a resin insulation 10 having a T-shaped cross section. The resin insulation 10 having a T-shaped cross section fixes the upper cover 11 and the lower cover 12 so as to sandwich the stator 1. The resin insulation 10 having a T-shaped cross section is arranged so that the wide portion C1 of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section faces the opening side of the slot 4 and the narrow portion C2 comes to the slot bottom side. Yes. Thereby, the interphase contact between the windings can be prevented, and the winding 3 can be prevented from protruding from the slot opening 15 to the inner diameter of the stator. Furthermore, since the wide portion C1 of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section faces the slot opening 15 side, an insulation distance between the tooth end portion 2a of the stator 1 and the winding 3 can be secured. it can.
[0025]
FIG. 9 is a layout view showing a state in which the resin insulation 10 having a T-shaped cross section shown in FIG. The hatched portion represents a state in the slot 4 of the winding 3 that is directly wound around the stator tooth portion 2. The slot insulation 8a covering the wall surface in the slot 4 can be reduced in cost than the resin-formed slot insulation by insulating with a thin material such as a film, and more windings 3 can be wound.
[0026]
As can be seen from FIG. 9, the resin insulation 10 having a T-shaped cross section is disposed so as to penetrate the center of the slot of the stator 1, but is directly wound around the tooth portion 2 of the adjacent stator 1. Since it is inserted between the windings 3, it is inserted into the grooves 11 a and 12 a that are pushed by the windings 3 and have a T-shaped cross section, the upper cover 11, and the lower cover 12, and are aligned. It is difficult to fix. Therefore, a convex portion 14 is provided from the wide portion C1 of the stator 1 toward the inner diameter side of the stator, and the convex portion 14 is inserted using the gap of the slot opening 15 of the stator 1 as a guide groove, so that the cross section is T-shaped. The resin insulation 10 having a shape can be easily fixed to the grooves 11a and 12a that are largely cut out of the upper cover 11 or the lower cover 12 without any slip.
[0027]
Further, as a method of fixing the upper cover 11 and the lower cover 12 to the stator 1, a key-like locking 16 is provided at at least one end in the axial direction of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section. The upper cover 11 and the lower cover 12 can be easily engaged with the notched grooves 11a and 12a, and the stator 1 can be fixed. Further, the resin insulation 10 having a T-shaped cross section is subjected to terminal treatment of the end of the winding 3 drawn out from the tooth portion 2 of the motor, and at least one end of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section. By providing the concave groove 17 in the vicinity of the portion, the terminal portion of the winding 3 drawn out into the concave groove 17 can be inserted, and the winding 3 drawn out from each phase can be routed so as not to come into contact with the coil. It is possible to eliminate contact between the phases at the end portion of the winding 3 by being roughly routed at the end portion. In the present embodiment, the concave groove 17 is provided in the vicinity of at least one end portion of the resin insulation 10 having a T-shaped cross section. However, any structure that can fix the terminal portion of the winding 3 may be used. The shape may be specified by providing a pin or the like and winding the winding end.
[0028]
In FIG. 10, the elements on larger scale of the tooth | gear part 2 of the stator 1 are shown. In FIG. 10, windings and insulation are removed for convenience. The core portion of the tooth portion 2 of the stator 1 is narrowed from the inner diameter side tooth portion W1 to the outer diameter side W2 of the stator 1, so that the winding 3 can be mounted deep inside the slot 4. Many windings 3 can be wound with the downsizing and high efficiency. As a winding procedure of the winding machine, as a first step, winding is started from the back of the slot (outer diameter side W2 side) so that the back of the slot has substantially the same winding height as the tooth portion W1 on the inner diameter side of the stator. Next, as a second step, the winding machine nozzle moves back and forth between the tooth portion W1 on the inner diameter side of the stator 1 and the tooth portion W2 on the outer diameter side of the stator, and the winding 3 is wound in an aligned manner.
[0029]
By such a winding method, the winding 3 applied to the tooth portion 2 of the stator 1 can be gradually reduced in winding circumference from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator 1. The fall of the winding 3 to the inner diameter side can be minimized. Further, since the winding 3 can be wound deeply into the slot 4, the number of windings 3 can be increased, and the winding wheel of the winding 3 can be made to the minimum dimension, so that the efficiency of the motor can be improved. it can.
[0030]
In this way, the stator of the concentrated winding type motor in which windings are wound directly around the teeth of the stator is used for a stator of a motor in a compressor which is a driving source of an air conditioner, a refrigerator or the like, or an electric motor mounted on a vehicle. There is no interphase contact in the slot, and it can be a stator of an electric motor in which the winding does not jump out of the slot opening, and an insulation distance between the iron core portion of the stator tooth end and the winding is secured, It can be set as the stator of an electric motor with few insulation defects.
[0031]
In addition, the circumferential length of the winding ring can be minimized and the copper loss can be reduced. As a result, the number of windings can be increased and the efficiency of the motor can be improved. Therefore, it can be used as a very efficient electric motor stator by using it for a stator of an electric motor in a compressor which is a driving source of an air conditioner or a refrigerator, or an electric motor mounted on a vehicle.
[0032]
This is not the concentrated winding method in which the winding is wound directly around the teeth of the stator, but also an inserter method in which a winding ring is wound by an external winding machine and the winding is mechanically inserted into one tooth. be able to. In this case, it is not necessary to provide a gap for the winding nozzle of the winding machine that winds the coil directly around the tooth portion to pass through, as compared with the case of the concentrated winding method. The efficiency of the electric motor can be further improved, but contact between adjacent windings frequently occurs. Therefore, by using the embodiment of the present invention, the interphase contact between adjacent windings can be surely prevented, and a motor stator having a high space factor (the amount of windings occupied in the slot) can be obtained. Thereby, it can be set as the stator of a motor with good quality and good efficiency.
[0033]
【The invention's effect】
The stator of the electric motor according to the present invention is a stator of an electric motor having 2n poles (n is an integer) and 3n stator slots. The stator slots are slot-insulated, and both ends of the stator. An upper cover and a lower cover that cover the coil end portion after the winding is mounted on the tooth portion of the stator are attached to the portion, and at least at a position corresponding to the coil end portion of the winding wound directly on the tooth portion. By having the inner diameter wall extending in the axial direction from the upper cover and the lower cover toward the stator end face, the winding can be prevented from falling to the inner diameter side of the stator.
The slot of the stator is provided with resin insulation having a T-shaped cross section passing through the center of the slot, and the wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section faces the opening side of the slot, By arranging the narrow portion on the side, the interphase contact of the windings applied to the teeth adjacent to the stator can be prevented.
[0034]
In addition, a wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section faces the opening portion of the slot and a narrow portion comes to the bottom of the slot so that the slot opening portion of the stator can move into the stator. The winding can be prevented from jumping out. In particular, since the wide portion of the resin insulation having a T-shaped cross section faces the slot opening side, the stator tooth end of the slot opening and the winding can be reliably insulated.
[0035]
In addition, after the winding is mounted on the stator tooth, the upper cover and the lower cover can be securely fixed so as to sandwich the stator by resin insulation having a T-shaped cross section, and the winding is connected. The upper and lower covers will not fall off during electrical work.
[0036]
In addition, it is easy to fit into the notch groove provided in the upper cover or the lower cover by either molding the upper cover or the lower cover and resin insulation with a T-shaped cross section. Can be fixed. In this case, as a matter of course, when integrally molded with the upper cover or the lower cover, the groove 11a or 12a that is largely cut out is not necessary on the integrally molded side.
[0037]
In addition, the T-shaped resin insulation is arranged so as to penetrate the center of the stator slot, but the winding amount wound around the stator tooth portion is pushed by the winding, and the upper cover and the lower cover Even when the T-shaped resin insulation cannot be reliably aligned and fixed at the fixing position, the protruding portion protrudes from the wide portion of the T-shaped resin insulation toward the inner diameter side of the stator, By inserting this convex portion into the gap of the stator slot opening, it is possible to eliminate and fix the upper cover or the lower cover between the fixing position and the resin insulation having a T-shaped cross section.
[0038]
In addition, the axially opposite ends of the resin insulation with a T-shaped cross section can be securely fixed to the upper cover and the lower cover by using a key-like locking to fix the upper cover and the lower cover to the stator. Can be fixed to the child.
[0039]
Further, in the vicinity of at least one end of the resin insulation having a T-shaped cross section, means for facilitating the terminal processing of the winding applied to the tooth portion is provided, so that the winding terminal processing is performed. Can be made easier.
[0040]
Further, since the tooth width of the stator is narrower from the inner diameter to the outer diameter side of the stator, many windings can be mounted in the slot.
[0041]
The winding applied to the teeth of the stator is prevented from collapsing toward the inner diameter side of the stator by decreasing the winding circumference sequentially from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator, and Copper loss can be reduced and the efficiency of the motor can be improved.
[0042]
By using such a stator of an electric motor for a compressor that is a driving source of an air conditioner, a refrigerator, or the like or an electric motor for mounting on a vehicle, it is possible to obtain a stator that achieves good quality downsizing and high efficiency. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of a stator showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
FIG. 4 is a view of an upper cover that covers a coil end portion.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG.
FIG. 6 is a view of a lower cover that covers a coil end portion.
7 is a cross-sectional view taken along line EE ′ in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 shows resin insulation having a T-shaped cross section.
FIG. 9 shows a state in which a resin insulation having a T-shaped cross section is attached to a slot of a stator.
FIG. 10 shows a partially enlarged view of a stator tooth portion in the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram of a stator showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Stator, 2, 102 ... Tooth part, 2a, 102a ... Stator tooth end part, 3, 103 ... Winding, 4, 104 ... Slot, 6a, 6b 106 ... Inner diameter wall 8, 8a, 109 ... Slot insulation, 10 ... T-shaped resin insulation, 11 ... Upper cover, 11a, 11b, 12a ... Notch groove 11c, 12c ... air holes, 12 ... lower cover, 13 ... refrigerant guide, 14 ... convex part, 15 ... slot opening, 16 ... key-like locking, 17 ... concave groove, 105 ... bobbin, 107 ... outer diameter wall.

Claims

In the stator of an electric motor having 2n poles (n is an integer) and 3n stator slots, the slots of the stator are slot-insulated,
At both ends of the stator, an upper cover and a lower cover that cover the coil end portion after the winding is mounted on the tooth portion of the stator are attached, and the upper cover and the lower cover are wound around the tooth portion. The inner wall extends axially toward the end face of the stator at a position corresponding to the wire,
The stator slot is provided with a T-shaped resin insulation that passes through the center of the slot, the wide opening portion of the T-shaped resin insulation faces the opening side of the slot, and the slot bottom side. It is arranged so that the narrow part comes,
A stator for an electric motor, wherein the upper cover and the lower cover are fixed so as to sandwich the stator with a T-shaped resin insulation in cross section.

One of the upper cover and the lower cover is integrally formed with a T-shaped resin insulation, and the cross-section extends so that the T-shaped resin insulation passes through the center of the stator slot to sandwich the stator. The stator of the electric motor according to claim 1, wherein the stator is fixed as follows.

2. The convex part protrudes from the wide part of the resin insulation having a T-shaped cross section toward the inner diameter side of the stator, and the convex part is inserted into the gap of the stator slot opening. The stator of the electric motor according to claim 2 or claim 2.

The end of at least one of the axial directions of the resin insulation having a T-shaped cross section has a key-like locking stop for fixing the upper cover and the lower cover to the stator. The stator for an electric motor according to any one of claims 1 to 3.

The means for facilitating the terminal processing of the coil | winding given to the tooth | gear part is provided in the at least any one edge part of the said T-shaped resin insulation of the cross section. The stator of the electric motor according to any one of claims 1 to 4.

6. The stator of an electric motor according to claim 1, wherein a tooth width of the stator is narrowed from an inner diameter of the stator toward an outer diameter side.

The windings applied to the teeth of the stator have a winding circumference that gradually decreases from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator. A stator of the electric motor according to claim 1.

The stator of an electric motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the stator is used in a compressor which is a drive source of an air conditioner, a refrigerator or the like.

The stator for an electric motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the stator is used for an electric motor mounted on a vehicle.