JP4166780B2

JP4166780B2 - 内転型電動機の固定子

Info

Publication number: JP4166780B2
Application number: JP2005347634A
Authority: JP
Inventors: 茂樹西村
Original assignee: 松下エコシステムズ株式会社
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2006115694A

Description

本発明は固定子鉄芯を複数に分割した分割鉄芯体に巻線を直巻巻装した後、前記分割鉄芯体を環状に一体化した構成とした内転型電動機の固定子およびその製造方法に関する。

従来、この種の内転型電動機の固定子の製造方法においては、複数に分割した分割鉄芯体に巻線を施工したのち、分割鉄芯体を環状に配列してなる固定子の製造方法が普及されている（例えば特許文献１参照）。

以下、その内転型電動機の固定子について、図１１、図１２を参照しながら説明する。

図１１に示すように、絶縁材料２０２、２０３で絶縁処理された分割鉄芯体２０１を各相別々に極数個環状に保持し、これにＡ相巻線２０４を極数個連続的に渡り線２０５で連結して巻装し、また図１２に示すようにＢ相巻線２０６を極数個連続的に渡り線２０７で連結して巻装したのち、これらを環状に合体した構成の固定子の製造方法としていた。

また、この種の内転型電動機の固定子およびその製造方法においては、複数に分割した分割鉄芯体ａに対して、周方向に長い絶縁材料を装着して各相別に巻線を巻装し、環状に一体化してなるものも示されている（例えば特許文献２参照）。

以下、その内転型電動機の固定子およびその製造方法について、図１３〜図１５を参照しながら説明する。

図に示すように、固定子鉄芯３００を４個の分割鉄芯体ａ３０１が４個と分割鉄芯体ｂ３０４が４個の計８個に分割し、分割鉄芯体ａ３０１は回転子孔３０５の外周にその歯部３０１―１が略放射状になるように配置され、Ａ相巻線３０６が巻装されたＡ相巻線巻装体３０７が２個とこれと電気角で９０度隔てた位置にＢ相巻線３０８が巻装されたＢ相巻線巻装体３０９の２個は継鉄部３０１―２で分割された分割鉄芯体ｂ３０４を挟持して交互に環状に配列し固定子３１０を構成する。そして、分割鉄芯体ａ３０１に絶縁材料３０２を歯部３０１―１の上面、下面および両側面と歯部３０１―１の内周側の周方向突起３０３の内周面、そして継鉄部３０１―２の内周面分割鉄芯体ｂ３０４の内周面の約半分まで直線状に延びてカバーするように装着し、極数個のＡ相巻線３０６と極数個のＢ相巻線３０８は各々別の工程で連続的に直巻巻装し、巻線巻装終了後、前記絶縁材料３０２を分割鉄芯体ｂ３０４の内周面の円弧に沿う形状に変形させた後、前記Ａ相巻線巻装体３０７とＢ相巻線巻装体３０９を交互に環状に配列後、分割鉄芯体ｂ３０４を組合せ一体化する固定子３１０およびその製造方法としていた。
特開２０００―３５８３４６号公報特開２００１―２３８３７８号公報

このような従来の図１１、図１２の固定子の構成では、渡り線２０５の管理が難しいことや別々に極数個連続的に巻線巻装した分割鉄芯体２０１を組み合わせて環状に合体する作業に多くの手間がかかるという課題があった。

また、図１３〜図１５に示す構成では、４個の分割鉄芯体ａを固定子の正規の寸法で環状に配列して２極のＡ相巻線または２極のＢ相巻線を巻線機（図示せず）により直巻巻装する場合、Ａ相巻線巻装時にはＢ相巻線巻線用の分割鉄芯体ａに装着した絶縁材料が前記巻線機の巻線巻回動作の障害となり、同様にＢ相巻線巻装時にはＡ相巻線巻装用の分割鉄芯体ａに装着した絶縁材料が前記巻線機の巻線巻回作業の障害となるという課題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、４個の分割鉄芯体ａを固定子の正規の寸法で環状に配列して２極のＡ相巻線または２極のＢ相巻線を巻線機（図示せず）により直巻巻装する場合、Ａ相巻線巻装時にはＢ相巻線巻線用の分割鉄芯体ａに装着した絶縁材料を変形保持することにより、前記巻線機の巻線巻回動作を可能とし、少ない手間で分割鉄芯体の組立が可能な内転型電動機の固定子およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の内転型電動機の固定子においては、４個のスロットと４個の歯部とからなる固定子鉄芯を歯部と継鉄部が一体で積層された分割鉄芯体ａが４個と、この分割鉄芯体ａに挟持される継鉄部が積層された分割鉄芯体ｂが４個の合計８個に分離分割してなり、前記分割鉄芯体ａ４個を固定子の正規の寸法で環状に保持し、絶縁処理後集中巻で電動機固定子の外周側から２極のＡ相巻線の巻装作業と２極のＢ相巻線を直巻巻装する巻装作業において、前記絶縁処理は１スロットあたり１枚のスロット絶縁フィルムＹをその端部がスロット外周部開口の中央付近にあるように装着し、巻線を巻装する分割鉄芯体ａの歯部に近いスロット絶縁フィルムＹの端面を外径方向に変形するとともに、巻線を巻装する分割鉄芯体ａの歯部から遠いスロット絶縁フィルムＹの端面を巻線作業の障害にならないように変形保持して巻線巻装し、全ての巻線巻装が完了後、分割鉄芯体ｂを外径方向から内径方向に向かって移動するとき、前記スロット絶縁フィルムＹの端面が重なるように保持して移動、押圧しながら固定子を組立してなる内転型電動機の固定子の製造方法としたものである。

本発明によれば、歯部４個を固定子の正規の寸法で環状に固定し、分割鉄芯体ａの歯部に近いスロット絶縁フィルムＹの端面を外径方向に変形するとともに、巻線を巻装する分割鉄芯体ａの歯部から遠いスロット絶縁フィルムＹの端面を巻線作業の障害にならないように変形保持して巻線巻装するため、少ない手間で分割鉄芯体の組立が可能となる。そして全ての巻線巻装が完了後、分割鉄芯体ｂを外径方向から内径方向に向かって移動するとき、前記スロット絶縁フィルムの端面が重なるように保持して移動、押圧しながら固定子を組立するとともに、前記絶縁処理は１スロット当たり１枚、合計４枚のスロット絶縁フィルムＹとその他の絶縁材料Ｘ等を使用しており、このスロット絶縁フィルムＹの周方向端面は少なくとも相互に１．５ｍｍ以上の重なり部分を有する切断長にするとともに重なり部分を含めてスロット中央部の外周部分およびスロット中央部の内周部分の軸方向長さを固定子鉄芯の積厚プラス３ｍｍ以上に設定し、絶縁ウェッジの挿入無しで巻線と固定子鉄芯との絶縁距離を確保した構成とするため、絶縁ウェッジ等を前記巻線と固定子鉄芯の間に装着することなく、巻線と固定子鉄芯の間の絶縁距離を所定値以上に確保することが可能な内転型電動機の固定子およびその製造方法を提供することができる。

本発明によれば少ない手間で固定子の組立ができる効果のある内転型電動機の固定子の製造方法を提供できる。

また、絶縁ウェッジ等の装着なしに、固定子の巻線と固定子鉄芯との間の絶縁距離の確保が可能な構成の内転型電動機の固定子を提供できる。

また、スロット絶縁フィルムＹの脱落を防止することが可能な内転型電動機の固定子を提供できる。

本発明の請求項１に記載の内転型電動機の固定子は、４個のスロットと４個の歯部とからなる固定子鉄芯を歯部と継鉄部が一体で積層された分割鉄芯体ａが４個と、この分割鉄芯体ａに挟持される継鉄部が積層された分割鉄芯体ｂが４個の合計８個に分離分割してなり、前記分割鉄芯体ａ４個のみを固定子の正規の寸法で環状に保持し、絶縁処理後集中巻で電動機固定子の外周側から２極のＡ相巻線の直巻巻装と２極のＢ相巻線を直巻巻装する方式の固定子において、１スロットあたり１枚で、巻線巻回部分の軸方向長さをステータ積厚と同じにし、それ以外の部分の軸方向長さをステータ積厚よりも所定寸法以上長くしたスロット絶縁フィルムＹをその周方向の端部がスロット外周部開口の中央付近にあるように装着し、このスロット絶縁フィルムＹを分割鉄芯体ａの上面を絶縁する絶縁材料Ｘと下面を絶縁する絶縁材料Ｘとにより挟持した後、前記分割鉄芯体ｂによって前記スロット絶縁フィルムＹの端部を内径方向に押圧し、前記スロット絶縁フィルムＹの端面を重ねることによって絶縁処理を行う構成としたものである。

また、本発明の請求項２に記載の内転型電動機の固定子は、スロット絶縁フィルムＹを、スロット装着時には端部の重なりがない構成としたものである。

また、本発明に記載の内転型電動機の固定子は、スロット絶縁フィルムＹは、分割鉄芯体ａに巻線直巻完了後分割鉄芯体ｂを組立てる際に、端部同士がスロット外周側開口の中央付近で法律に照らした所定寸法以上重なる構成としたものである。

また、本発明に記載の内転型電動機の固定子は、スロット絶縁フィルムＹはスロット外周側開口の中央付近の重なり部分を含めて、スロット外周部の所定幅分およびスロット中央部の内周部の所定幅分の軸方向長さを、前記固定子鉄芯の積厚プラス、法律に照らした所定寸法以上長く設定し、スロットの内径側および外径側共に絶縁ウェッジ等の挿入無しで巻線と固定子鉄芯との絶縁距離を確保した構成としたものである。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

（実施例１）
図１〜図１０に示すように、４個のスロット１５を有する固定子鉄芯１を歯部２と継鉄部３―１が一体の４個の分割鉄芯体ａ４と継鉄部３―２の４個の分割鉄芯体ｂ５との８個に分離分割し、分割鉄芯体ａ４は回転子孔６の外周にその歯部２が各々を放射状で、その位置は正規の内外径寸法と間隔に保持されて固定子１４完成時と同一になるように配置されており、樹脂成型され分割鉄芯体ａ４の上面及び下面を絶縁する絶縁材料Ｘ３２―１と、分割鉄芯体ａ４のスロット１５側面と分割鉄芯体ｂ５の内周側面とを絶縁するスロット絶縁フィルムＹ３２―２よりなる絶縁材料３２により絶縁処理後、前記巻線を巻装する分割鉄芯体ａ４の歯部に近い側のスロット絶縁フィルムＹ３２―２の端面を外径方向に変形し、また前記分割鉄芯体ａ４から遠い側のスロット絶縁フィルムＹ３２―２を巻線巻回作業の障害にならないように変形保持した状態で分割鉄芯体ａ４に対して各々２極のＡ相巻線７またはＢ相巻線９を直巻巻装する。そして、巻線巻装完了後、分割鉄芯体ｂ５を外径方向から内径方向に向かって移動するとき、前記スロット絶縁フィルムＹ３２―２の端面が重なるように保持して移動、押圧しながら固定子１４を組立する製造方法とする。

上記構成において、４個の分割鉄芯体ａ４は固定子１４の正規の寸法で環状に保持したままでＡ相巻線７およびＢ相巻線９の巻装ができ、またスロット絶縁フィルムＹ３２―２の端部が重なるように分割鉄芯体ｂを組み立てるため、各々２個のＡ相巻線巻装体１０とＢ相巻線巻装体１１を組み合わせる必要が無く、また絶縁ウェッジをＡ相巻線７およびＢ相巻線９と固定子鉄芯の間に挿入することで絶縁距離を確保する必要もないため少ない手間で固定子１４の組立ができることになる。

また、同様の構成で固定子鉄芯１の４個のスロット１５には各々一枚のスロット絶縁フィルムＹ３２―２とその他の絶縁材料Ｘ３２―１が装着されており、このスロット絶縁フィルムＹ３２―２の周方向端面は少なくとも相互に１．５ｍｍ以上の重なり部分をスロット１５中央部の外周部分に有し、同時にスロット絶縁フィルムＹ３２―２のこの重なり部分とスロット１５中央部の内周部分の軸方向長さを固定子鉄芯１の積厚プラス３ｍｍ以上すなわち固定子鉄芯１の負荷側端面から１．５ｍｍ以上と反負荷側端面から１．５ｍｍ以上長い切断長に設定した構成とする。

上記構成において、２極のＡ相巻線７およびＢ相巻線９と固定子鉄芯１との絶縁距離はスロット１５中央部の外周部分および内周部分で確実に１．５ｍｍ以上に確保されることになる。そして、その他の部分は絶縁材料Ｘ３２―１により所定値以上の絶縁距離に確保されることになる。

図に示すように、分割鉄芯体ａ４のスロット１５の壁面に沿うように装着されたスロット絶縁フィルムＹ３２―２は、分割鉄芯体ａ４の上面を絶縁する絶縁材料Ｘ３２―１の一部と下面を絶縁する絶縁材料Ｘ３２―１の一部とにより、保持される構成とする。

上記構成において、スロット絶縁フィルムＹ３２―２は固定子鉄芯１のスロット壁面から、脱落が防止されることになる。

なお、実施例では、スロット絶縁フィルムＹ３２―２のスロット１５中央部の外周部分と内周部分の近傍の軸方向長さを固定子鉄芯１の軸方向長さプラス３ｍｍ（片側１．５ｍｍ）とし、またスロット絶縁フィルムＹ３２―２のスロット１５の外周部分の重なり寸法を１．５ｍｍ以上としたがこの数値は電動機の定格電圧などに応じて変更すべきものであり、法律に照らしてその数値は決定されるものである。

本発明の実施例１の内転型電動機の固定子鉄芯を示す正面図同内転型電動機の固定子鉄芯の４個の分割鉄芯体ａを示す斜視図同内典型電動機の分割鉄芯体ａの詳細を示す斜視図同内転型電動機の固定子鉄芯の４個の分割鉄芯体ｂを示す詳細斜視図同内転型電動機の分割鉄芯体ｂの詳細を示す斜視図同内転型電動機の固定子鉄芯の４個の分割鉄芯体ａを正規の寸法に配置し、絶縁処理後の状態を示す正面図同内転型電動機の分割鉄芯体ａに装着したスロット絶縁紙Ｙの端部を変形させ巻線を巻装する状態を示す正面図同内転型電動機のスロット絶縁紙Ｙを装着形状に成形した状態を示す斜視図同内転型電動機のスロット絶縁紙を展開した状態を示す正面図同内転型電動機の固定子の部分断面図従来の内転型電動機の固定子を示す正面図同内転型電動機の分割鉄芯体ａに巻線を巻装した状態を示す部分断面図従来の別の内転型電動機の固定子の部分断面図同内転型電動機の分割鉄芯体ａに巻線を巻装した状態を示す部分断面図同内転型電動機の分割鉄芯体ａに巻線を巻装した後、絶縁材料を成形した状態を示す正面図

符号の説明

１固定子鉄芯
２歯部
３―１、３―２継鉄部
４分割鉄芯体ａ
５分割鉄芯体ｂ
６回転子孔
７Ａ相巻線
９Ｂ相巻線
１０Ａ相巻線巻装体
１１Ｂ相巻線巻装体
１４固定子
１５スロット
３２絶縁材料
３２―１絶縁材料Ｘ
３２―２スロット絶縁フィルムＹ

Claims

４個のスロットと４個の歯部とからなる固定子鉄芯を歯部と継鉄部が一体で積層された分割鉄芯体ａが４個と、この分割鉄芯体ａに挟持される継鉄部が積層された分割鉄芯体ｂが４個の合計８個に分離分割してなり、前記分割鉄芯体ａ４個のみを固定子の正規の寸法で環状に保持し、絶縁処理後集中巻で電動機固定子の外周側から２極のＡ相巻線の直巻巻装と２極のＢ相巻線を直巻巻装する方式の固定子において、
１スロットあたり１枚で、巻線巻回部分の軸方向長さをステータ積厚と同じにし、それ以外の部分の軸方向長さをステータ積厚よりも所定寸法以上長くしたスロット絶縁フィルムＹをその周方向の端部がスロット外周部開口の中央付近にあるように装着し、
このスロット絶縁フィルムＹを分割鉄芯体ａの上面を絶縁する絶縁材料Ｘと下面を絶縁する絶縁材料Ｘとにより挟持した後、
前記分割鉄芯体ｂによって前記スロット絶縁フィルムＹの端部を内径方向に押圧し、前記スロット絶縁フィルムＹの端面を重ねることによって絶縁処理を行う構成の内転型電動機の固定子。
スロット絶縁フィルムＹは、スロット装着時には端部の重なりがない構成の請求項１記載の内転型電動機の固定子。