JP4261173B2

JP4261173B2 - Electric motor stator insulation and stator

Info

Publication number: JP4261173B2
Application number: JP2002358809A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　　猛; 重貴中村; 哲治服部; 鐘治真野
Original assignee: アイチエレック株式会社
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP2004194413A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子鉄心の歯部に絶縁を施し直接巻線を巻き付けた集中巻き方式の電動機において、固定子鉄心の両端面を上部絶縁端板と下部絶縁端板にて絶縁し、固定子のスロット内はフィルム状のスロット絶縁により絶縁して成る電動機の固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固定子絶縁は、図８に示したように巻線を巻き付ける固定子鉄心の両端部とスロット内を合成樹脂で一体樹脂成形された固定子絶縁（例えば、特許文献１参照）や、或いは、図９に示したような固定子鉄心のスロット内のほぼ中央で上下２分割され、スロット中央付近において重ね合わせ部を設けたセパレート型の樹脂絶縁等（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００３】
しかしながら、これらの固定子絶縁は種々の問題点がある。図８に示したように固定子絶縁が一体樹脂成形された電動機においては、厳しい環境化で使用される場合、耐熱、耐薬品等の使用条件を満足した高価な材料を多く使用することになるため製品単価が高いものとなっている。
【０００４】
また、図９の固定子鉄心のスロット内のほぼ中央部にて上下２分割され、スロット内において重ね合わせ部を設けたセパレート型の樹脂絶縁では、重ね合わせが不十分な場合、固定子鉄心と巻線との絶縁距離が保てずに耐圧不良となっている。
【０００５】
また、このような電動機の諸問題に対して、図１０に示したような固定子鉄心の両端部に配される端部絶縁体と、固定子のスロット内部をフィルム状のスロット絶縁体で覆い、このスロット絶縁体の両端を固定子鉄心の長さよりも長くし、端部絶縁体に設けられた溝に嵌め込む構造（例えば、特許文献３参照）としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−１９１４４５号公報
【特許文献２】
特開平０６−７８４８４号公報
【特許文献３】
特開２００１−９５１８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０のような方法では、固定子鉄心に各絶縁部材を固定する場合、固定子鉄心の両端に配される端部側絶縁体の溝に、固定子鉄心端部から飛び出したスロット絶縁を嵌め込む時間がかかりすぎて、著しくライン作業を悪化させてしまう。また、固定子歯部に直接巻線を巻き付ける際、端部絶縁体とスロット絶縁が固定子鉄心から脱落しないように固定しておく必要もある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
固定子鉄心の歯部に絶縁を施し直接巻線を巻き付けた集中巻き方式の電動機において、前記絶縁は固定子鉄心の両端面を上部絶縁端板と下部絶縁端板により絶縁し、前記上部絶縁端板と下部絶縁端板は固定子内径側に固定子軸方向に伸びる内径樹脂壁が設けられ、固定子外径側に外径樹脂壁が設けられ、且つ、前記固定子鉄心のスロット内はフィルム状のスロット絶縁により絶縁されスロット絶縁の端が固定子鉄心より飛び出し、固定子鉄心側に折り曲げられた耳折れ部により係り止めされた固定子絶縁としている。
【０００９】
また、前記に使用するスロット絶縁は端部を固定子鉄心側に折り曲げた耳折れ部分を有するスロット絶縁とし、固定子内径側に面した固定子歯部先端部分のみ固定子鉄心側に折り曲げられた耳折れ部分がないスロット絶縁とすることにより、上部絶縁端板及び下部絶縁端板の固定子内径側の歯部先端部分にはスロット絶縁の耳折れ部分が係り止めするための段差を設ける必要がなくなる。これにより固定子からスロット絶縁の脱落がなくなり、尚且つ、上部絶縁端板と下部絶縁端板の固定子内径側の歯部先端部分の内径樹脂壁を厚くすることができるため内径樹脂壁の強度を上げることができる。
【００１０】
また、上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯部先端部形状は、固定子歯部先端部形状とほぼ同形状の内径樹脂壁と、固定子歯部先端部形状より少なくとも一部がスロット内へ突出した幅広の巻線保護用の内径樹脂壁による段付き形状とすることにより、固定子の歯部に巻線を巻く際、スロット絶縁と固定子歯部先端部との間に巻線が入り込む絶縁不良や、スロット絶縁の巻き込み不良を低減することができる。
【００１１】
更に、固定子鉄心の両端面の上部絶縁端板及び下部絶縁端板のスロット断面積は、固定子鉄心のスロット断面積よりも広くすることにより、上部絶縁端板及び下部絶縁端板と固定子鉄心との段差の部分に、前記スロット絶縁の端の固定子鉄心側に折り曲げられた耳折れ部分を確実に係り止めし固定する。
【００１２】
好ましくは、上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯巾と、前記固定子鉄心の歯巾との差を、固定子のスロット内のフィルム状のスロット絶縁の板厚ｔとした時、略２ｔ倍から略６ｔ倍の範囲とすることによりフィルム状のスロット絶縁を固定子鉄心に確実に固定することができる。
【００１３】
このような固定子絶縁を用いた電動機を、冷蔵庫用またはエアコン用の圧縮機内の電動機として用いることにより品質が良好で、作業性が良く量産性のある電動機の固定子を製作することができる。同様に、車両用途に用いる電動機の固定子に用いても同様の効果を得ることができる。
【００１４】
【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、本発明の固定子を上から見た図である。本実施例は、固定子鉄心１の歯部２に絶縁を施し直接巻線４を巻き付けた集中巻き方式の電動機である。固定子鉄心１の両端面は、上部絶縁端板３ａと下部絶縁端板３ｂにより絶縁されている。固定子鉄心１のスロット５内はフィルム状のスロット絶縁６により絶縁されている。固定子鉄心１の両端部に施された絶縁端板の上に直接巻き付けられた巻線４は図示していない。また、スロット５内の巻線４は一点鎖線で示している。
【００１５】
上部絶縁端板３ａと下部絶縁端板３ｂは、固定子内径側に固定子軸方向に伸びる内径樹脂壁７が設けられ、固定子外径側にも同様に外径樹脂壁８が設けられている。固定子外径側の外径樹脂壁８の全周には、外径樹脂壁８の端部から切り込み９が設けられ固定子鉄心１のスロット５から引出された巻線４の端部を巻き付けたり、各相の巻線４の渡り線が接触しないように引き廻すために使用される。
【００１６】
また、図２は、図１の固定子鉄心１の端部に取り付けられる前の上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを上から見た図である。図３は、図２で示した上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂのD−Ｏ−E断面図である。図４は、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを下から見た図である。本実施の形態では、上部絶縁端板３ａと下部絶縁端板３ｂは同じ形状をしているが、これに限定するものではない。
【００１７】
本実施形態の上部絶縁端板３ａと下部絶縁端板３ｂの内径側樹脂壁７と外径側樹脂壁８は、外径側樹脂壁８より内径側樹脂壁７の方が低く形成されている。これは、上部絶縁端板３ａや下部絶縁端板３ｂに直接巻き付けた巻線４の上端部に、固定子鉄心１のスロット５から引出された巻線４の接続部分（接続点絶縁等）を、図示していない樹脂カバーを外径側樹脂壁８に係り止めし巻線上部に強制的に押さえ込むために内径側樹脂壁７の方を低くし樹脂カバーが取り付け易くしたものである。また、固定子から引出され外部端子と接続するリード線等も固定できるようにしてある。別の効果として、巻線４を巻き付ける際、内径側樹脂壁７が低いと巻線機の巻線ストロークも短くて済み、巻線スピードを上げることができ、尚且つ巻線に対するストレスも少なくて済む。
【００１８】
尚、樹脂カバーの固定方法としては、本実施例においては外径側樹脂壁８の端部に固定子外径方向に突出した樹脂カバーを係り止めするための爪１０が設けられている。外径側樹脂壁８と内径側樹脂壁７との段差は、固定子内径側に接続点絶縁や巻線等が飛び出さない程度の差を設ければよい。
【００１９】
尚、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの樹脂材料としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等がある。また、フィルム状のスロット絶縁６の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンサルファイド（ＰＰＳ）等、フィルム状に形成できる材料であれば良い。
【００２０】
また、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを固定子鉄心１に取り付ける方法としては種々あるが、本実施形態では、図３及び図４のＤ−Ｏ−Ｅ断面より解かるように固定子鉄心１に面する側の上部絶縁端板３ａ下面及び下部絶縁端板３ｂ下面に凸部１１を設けている。また、固定子鉄心１側には凸部１１と対向した部分に凹部が設けられている。この凸部１１と凹部は若干の締め代を持たせ嵌め込まれている。これにより上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂが固定子鉄心１より脱落することなく固定されている。
【００２１】
図５は固定子鉄心１にフィルム状のスロット絶縁６を装着し上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを取り付けた状態の１つの歯部を部分拡大した詳細図である。尚、巻線４は便宜上一点鎖線で表している。図６は図５に示した歯部のＢ−Ｂ’断面図であります。本実施例では上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂのスロット５の形状は、固定子鉄心１のスロット断面積より若干面積が広いスロット形状となっている。尚、図７は、本実施形態におけるスロット絶縁の実施例である。
【００２２】
これにより図５及び図６に示す様に固定子鉄心１のスロット部と上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂのスロット部との段差部分に固定子鉄心１のスロット５より両側に飛び出したフィルム状のスロット絶縁６の端部を固定子鉄心１側に折り返し、この折り返された耳折れ部分を固定子鉄心１に固定することにより確実にスロット内を絶縁することができ、固定子鉄心１からスロット絶縁６が脱落することがなくなる。
【００２３】
本実施の形態では、固定子鉄心１のスロット５にスロット絶縁６を施し、直接歯部２に巻線４を巻き付けていくことになるが、この場合上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを取り付けずに巻線４が巻かれた場合、固定子鉄心１の端面側のスロット開口付近において急激に巻線４を屈曲させ歯部に巻き付けることになるため巻線４の巻き付け力により、スロット開口部のエッジにより薄いフィルム状のスロット絶縁６は破れて絶縁不良となってしまう。従って、本実施形態の如く上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを固定子鉄心１の両端面に取り付けることにより、歯部２に直接巻き付けられる巻線４の巻き付け力を上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの絶縁部材で緩和し、スロット絶縁６に直接力がかからないようにしている。
【００２４】
また、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを取り付けることによって固定子端面からの絶縁距離を確保することもできる。上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの絶縁部材の樹脂厚は、好ましくは約１．０ｍｍ以上とすれば良い。これにより固定子鉄心１のスロット開口部のエッジにより薄いフィルム状のスロット絶縁６が破れることがなくなり絶縁不良が発生することもなくなる。
【００２５】
また、特に上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの歯部２ａの歯巾と固定子鉄心１の歯部２の歯巾において、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの歯部２ａの歯巾が、固定子鉄心１の歯部２の歯巾より狭くすることにより固定子端部から飛び出したスロット絶縁６の固定子鉄心１側に折り返した耳折れ部分が容易に係り止めすることができ、好ましくは上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの歯部２ａの歯巾と固定子鉄心１の歯部２の歯巾の差は、フィルム状のスロット絶縁６の板厚をｔとした場合、略２ｔ倍から略６ｔ倍とするとよい。
【００２６】
これは、固定子鉄心１の歯部２の歯巾と上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂの歯部２ａとの段差部分に薄いフィルム状のスロット絶縁６を確実に固定しなくてはならないため、スロット絶縁６の折り返した耳折れ部分が傘状に開くように略２ｔ以上必要になる。また、この傘状に開いた耳折れ部分が開きすぎると固定子鉄心１のスロット開口部のエッジにより絶縁不良となってしまうため略６ｔ以下にしなくては成らない。
【００２７】
また、固定子端部より飛び出したスロット絶縁６の耳折れ部分を、図６及び図７に示すように固定子鉄心内径側に面する固定子歯部先端部分１２のみ耳折れ部分がないスロット絶縁６とすることにより上部絶縁端板３ａと下部絶縁端板３ｂの歯部先端部分１２の固定子内径側に面した内径樹脂壁７を薄くしなくてもよいため内径樹脂壁７の強度を上げることができる。これにより、例えば、冷蔵庫やエアコン等の塵、埃の混入を嫌う圧縮機内に搭載する永久磁石を内蔵した電動機のように、圧縮機内に電動機を組み込んだ後に固定子巻線４に直流電流を流し固定子を着磁ヨークとして、回転子内の永久磁石を着磁するような場合でも、固定子巻線４が固定子内径側へ倒れ込もうとする力を防ぐことができる。尚、図７は便宜上、上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂを取り付けていない状態を示している。
【００２８】
また、スロット絶縁６は固定子歯部先端部１２の形状に沿うように配置され固定子鉄心１から飛び出している。この固定子鉄心１の端部から飛び出たスロット絶縁６の端部を覆うように、少なくとも一部がスロット５の内側へ突出した幅広段付き形状の内径樹脂壁７とすることにより、巻線作業時この内径樹脂壁７の突出部分がガイド壁となりスロット絶縁６と固定子歯部先端部１２との隙間に巻線４が入り込まないようにしている。これにより巻線４がスロット絶縁６を巻き込むような絶縁不良もなくなる。
【００２９】
従って、本実施形態にすることにより固定子鉄心１に確実にスロット絶縁６を取り付けることができ、スロット絶縁６と上部絶縁端板３ａ及び下部絶縁端板３ｂがライン作業時脱落し著しく作業を悪化させることもなくなり、また、確実にスロット絶縁６によりスロット５内を絶縁することができ絶縁不良を低減することができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態のような材料が安価で、ライン作業性が良く、絶縁不良の少ない電動機とすることができるため、圧縮機を駆動源とする冷蔵庫用途やエアコン用途に用いることにより安価で、品質が良好な製品を製作することができる。
【００３１】
同様に、車両用途として用いることにより安価で、品質の良好な製品とすることができる。特に、電気自動車の駆動用の電動機や電動パワーステアリング用の電動機等に最適である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、固定子鉄心の歯部に絶縁を施し直接巻線を巻き付けた集中巻き方式の電動機において、固定子鉄心の両端面を上部絶縁端板と下部絶縁端板により絶縁し、且つ前記固定子鉄心のスロット内はフィルム状のスロット絶縁により絶縁され、スロット絶縁の端が固定子鉄心の両端部から飛び出し固定子鉄心側に折り曲げられた耳折れ部分により係り止めされたスロット絶縁により絶縁されており、固定子鉄心の両端面の上部絶縁端板と下部絶縁端板のスロット断面積は、固定子鉄心のスロット断面積よりも広くすることにより、スロット絶縁を固定子に確実に固定することができる。特に、固定子鉄心の歯巾よりも狭い上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯巾の段差にすることによりフィルム状のスロット絶縁の折り曲げられた耳折れ部を固定子に確実に固定することができる。
【００３３】
好ましくは、上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯巾と、前記固定子鉄心の歯巾との差を、固定子のスロット内のフィルム状のスロット絶縁の板厚ｔとした時、略２ｔ倍から略６ｔ倍とすることにより固定子に確実に固定することができる。略２ｔ倍以上とすることによりフィルム状のスロット絶縁の耳折れ部分が傘状に開き、固定子鉄心からの脱落を防いでいる。また略６ｔ倍以下とすることにより固定子鉄心のスロット開口部のエッジ等による絶縁不良を防ぐことができる。
【００３４】
また、スロット絶縁の折り曲げられた耳折れ部分が固定子内径側の歯部先端部分において固定子鉄心側に折り曲げられた耳折れ部分がないスロット絶縁とすることにより、上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯部先端部分の固定子内径側に面した内径樹脂壁の厚さを薄くしなくてもよいため内径樹脂壁の強度を上げることができ、例えば固定子巻線を利用して永久磁石を内蔵した回転子を着磁する場合、固定子巻線の固定子内径側への倒れ込みを防ぐことができる。
【００３５】
また、スロット絶縁は固定子歯部先端部の形状に沿うように配置されスロット絶縁の固定子鉄心の端部から飛び出した部分において、このスロット絶縁の飛び出した部分を覆うように上部絶縁端板と下部絶縁端板の歯部先端部形状が、固定子歯部先端部形状より少なくとも一部がスロット内径側に突出した幅広の巻線保護用の内径樹脂壁と、固定子歯部先端部形状とほぼ同形状の内径樹脂壁とした段付き形状とすることにより固定子の歯部に巻線を巻く際、スロット絶縁と固定子歯部先端部との隙間に巻線が入り込み絶縁不良と成ったり、スロット絶縁を巻き込むようなことがなくなり巻線作業時の不良を低減することができる。
【００３６】
このような固定子絶縁を用いた電動機を、冷蔵庫用またはエアコン用の圧縮機内の電動機として用いることにより品質が良好で、ライン作業性が良く、量産性のある電動機の固定子を製作することができる。同様に、車両用途に用いる電動機の固定子に用いても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す固定子を上から見た図。
【図２】上部絶縁端板及び下部絶縁端板を上から見た図。
【図３】図２におけるＤ−Ｏ―Ｅ断面図。
【図４】上部絶縁端板及び下部絶縁端板を下から見た図。
【図５】図１に示す固定子歯部の部分拡大図。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ’断面図。
【図７】本実施形態におけるスロット絶縁部。
【図８】従来例を示した図。
【図９】従来例を示した図。
【図１０】従来例を示した図。
【符号の説明】
１・・・固定子鉄心、２，２ａ・・・歯部、３ａ・・・上部絶縁端板、３ｂ・・・下部絶縁端板、４・・・巻線、５・・・スロット、６・・・スロット絶縁、７・・・内径樹脂壁、８・・・外径樹脂壁、９・・・切り込み、１０・・・爪、１１・・・凸部、１２・・・歯部先端部分。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concentrated winding type electric motor in which teeth of a stator core are insulated and directly wound with a winding, in which both end surfaces of the stator core are insulated by an upper insulating end plate and a lower insulating end plate. The present invention relates to an electric motor stator that is insulated by film-like slot insulation.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 8, the conventional stator insulation is a stator insulation in which both ends of the stator core around which the winding is wound and the inside of the slot are integrally molded with synthetic resin (see, for example, Patent Document 1), or As shown in FIG. 9, there is a separate type resin insulation or the like (see, for example, Patent Document 2) that is divided into two vertically at the center of the slot of the stator core as shown in FIG.
[0003]
However, these stator insulations have various problems. As shown in FIG. 8, in an electric motor in which the stator insulation is integrally molded with resin, when used in a severe environment, many expensive materials satisfying the use conditions such as heat resistance and chemical resistance are used. Therefore, the product unit price is high.
[0004]
Further, in the case of separate resin insulation that is divided into two vertically at the center of the slot of the stator core of FIG. 9 and provided with an overlapping portion in the slot, The insulation distance from the winding cannot be maintained, resulting in a breakdown voltage failure.
[0005]
Further, in order to solve such problems of the electric motor, the end insulators disposed at both ends of the stator core as shown in FIG. 10 and the slot inside the stator are covered with a film-like slot insulator. The both ends of the slot insulator are made longer than the length of the stator core, and the slot insulator is fitted into a groove provided in the end insulator (see, for example, Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 59-191445 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-78484 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-95189
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method as shown in FIG. 10, when each insulating member is fixed to the stator core, the slot insulation protrudes from the end of the stator core into the grooves of the end side insulators arranged at both ends of the stator core. It takes too much time to fit, and the line work is significantly worsened. Further, when winding the winding directly around the stator tooth portion, it is necessary to fix the end insulator and the slot insulation so that they do not fall off the stator core.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In motor concentrated winding type wound directly winding Insulate the tooth portion of the stator core, the insulating isolates the both end surfaces of the stator core by the upper insulating end plate and the lower insulating end plate, the upper insulating end The plate and the lower insulating end plate are provided with an inner diameter resin wall extending in the stator axial direction on the inner diameter side of the stator, an outer diameter resin wall is provided on the outer diameter side of the stator, and a film in the slot of the stator core The end of the slot insulation protrudes from the stator core and is fixed to the stator core by a folded-back portion bent to the stator core side .
[0009]
Further, the slot insulation used in the above is a slot insulation having a bent portion whose end is bent toward the stator core side, and only the tip portion of the stator tooth portion facing the stator inner diameter side is bent toward the stator core side. By adopting slot insulation that does not have a bent part, it is necessary to provide a step for locking the bent part of the slot insulation at the tip of the teeth on the stator inner diameter side of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate. Disappear. As a result, the slot insulation does not fall off from the stator, and the inner diameter resin wall at the tooth tip portion on the inner diameter side of the stator of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate can be thickened. Can be raised.
[0010]
The top end shape of the upper insulating end plate and the lower end end plate has an inner diameter resin wall that is substantially the same shape as the front end shape of the stator tooth, and at least a part of the front end shape of the stator tooth in the slot. When the winding is wound around the teeth of the stator, the winding is formed between the slot insulation and the tip of the stator teeth. It is possible to reduce the insufficiency of insulation and the inadequate slot insulation.
[0011]
Furthermore, the upper insulating end plate, the lower insulating end plate and the stator are made wider by making the slot cross-sectional area of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate of both end faces of the stator core larger than the slot cross- sectional area of the stator core. At the stepped portion with the iron core, the bent ear portion bent toward the stator core at the end of the slot insulation is securely latched and fixed.
[0012]
Preferably, when the difference between the tooth width of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate and the tooth width of the stator core is the thickness t of the film-like slot insulation in the slot of the stator, approximately 2 t By making the range from double to approximately 6t, film-like slot insulation can be reliably fixed to the stator core.
[0013]
By using an electric motor using such a stator insulation as an electric motor in a compressor for a refrigerator or an air conditioner, it is possible to manufacture an electric motor stator with good quality, good workability and mass productivity. Similarly, the same effect can be obtained when used for a stator of an electric motor used for a vehicle.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view of the stator of the present invention. The present embodiment is a concentrated winding type electric motor in which the teeth 2 of the stator core 1 are insulated and the winding 4 is directly wound thereon. Both end surfaces of the stator core 1 are insulated by an upper insulating end plate 3a and a lower insulating end plate 3b. The slot 5 of the stator core 1 is insulated by a film-like slot insulation 6. The winding 4 wound directly on the insulating end plates applied to both ends of the stator core 1 is not shown. The winding 4 in the slot 5 is indicated by a one-dot chain line.
[0015]
The upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are provided with an inner diameter resin wall 7 extending in the stator axial direction on the inner diameter side of the stator and similarly with an outer diameter resin wall 8 on the outer diameter side of the stator. Yes. A notch 9 is provided from the end of the outer diameter resin wall 8 around the entire circumference of the outer diameter resin wall 8 on the stator outer diameter side, and the end of the winding 4 drawn out from the slot 5 of the stator core 1 is wound. Or used to route the crossover wires of the windings 4 of each phase so that they do not contact each other.
[0016]
2 is a top view of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b before being attached to the end of the stator core 1 of FIG. 3 is a D-O-E cross-sectional view of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b shown in FIG. FIG. 4 is a view of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b as viewed from below. In the present embodiment, the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b have the same shape, but the present invention is not limited to this.
[0017]
The inner diameter side resin wall 7 and the outer diameter side resin wall 8 of the upper insulating end plate 3 a and the lower insulating end plate 3 b of the present embodiment are formed so that the inner diameter side resin wall 7 is lower than the outer diameter side resin wall 8. . This is because the connection portion (connection point insulation, etc.) of the winding 4 drawn out from the slot 5 of the stator core 1 is formed on the upper end of the winding 4 wound directly on the upper insulating end plate 3a or the lower insulating end plate 3b. The resin cover (not shown) is locked to the outer diameter side resin wall 8 and forcibly pressed onto the upper part of the winding, so that the inner diameter side resin wall 7 is lowered and the resin cover is easily attached. In addition, lead wires and the like drawn from the stator and connected to the external terminals can be fixed. As another effect, when winding the winding 4, if the inner diameter side resin wall 7 is low, the winding stroke of the winding machine can be shortened, the winding speed can be increased, and the stress on the winding is also small. That's it.
[0018]
As a method for fixing the resin cover, in this embodiment, a claw 10 is provided at the end portion of the outer diameter side resin wall 8 for locking the resin cover protruding in the stator outer diameter direction. The step between the outer diameter side resin wall 8 and the inner diameter side resin wall 7 may be provided with a difference that prevents connection point insulation, windings, and the like from popping out on the inner diameter side of the stator.
[0019]
As the resin material of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), fluororesin, polyether ether ketone (PEEK), poly Examples include butylene terephthalate (PBT). Further, the material of the film-like slot insulation 6 may be any material that can be formed into a film shape, such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethylene sulfide (PPS).
[0020]
There are various methods for attaching the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b to the stator core 1. In this embodiment, the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are fixed so as to be understood from the D-O-E cross section in FIGS. Convex portions 11 are provided on the lower surface of the upper insulating end plate 3 a and the lower surface of the lower insulating end plate 3 b on the side facing the core 1. Further, a concave portion is provided at a portion facing the convex portion 11 on the stator core 1 side. The convex portion 11 and the concave portion are fitted with a slight allowance. Thus, the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are fixed without dropping from the stator core 1.
[0021]
FIG. 5 is a partially enlarged detail view of one tooth portion in a state where the film-like slot insulation 6 is attached to the stator core 1 and the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are attached. The winding 4 is indicated by a one-dot chain line for convenience. 6 is a cross-sectional view of the tooth portion shown in FIG. In this embodiment, the shape of the slot 5 of the upper insulating end plate 3 a and the lower insulating end plate 3 b is a slot shape whose area is slightly wider than the slot cross-sectional area of the stator core 1. FIG. 7 shows an example of slot insulation in this embodiment.
[0022]
As a result, as shown in FIGS. 5 and 6, the stepped portion between the slot portion of the stator core 1 and the slot portions of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b protrudes from the slot 5 of the stator core 1 to both sides. The end of the film-like slot insulation 6 is folded back to the stator core 1 side, and the folded back bent portion is fixed to the stator core 1 so that the inside of the slot can be reliably insulated. Thus, the slot insulation 6 will not fall off.
[0023]
In the present embodiment, the slot insulation 6 is applied to the slot 5 of the stator core 1, and the winding 4 is wound directly around the tooth portion 2. In this case, the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are used. When the winding 4 is wound without mounting, the winding 4 is bent suddenly in the vicinity of the slot opening on the end face side of the stator core 1 and wound around the tooth portion. The thin film-like slot insulation 6 is broken by the edge of the opening, resulting in poor insulation. Therefore, by attaching the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b to the both end surfaces of the stator core 1 as in the present embodiment, the winding force of the winding 4 that is directly wound around the tooth portion 2 is increased. And the insulation member of the lower insulating end plate 3b relaxes so that no force is directly applied to the slot insulation 6.
[0024]
Moreover, the insulation distance from a stator end surface can also be ensured by attaching the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b. The resin thickness of the insulating members of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b is preferably about 1.0 mm or more. As a result, the thin film-like slot insulation 6 is not broken by the edge of the slot opening of the stator core 1, and no insulation failure occurs.
[0025]
In particular, in the tooth width of the tooth portion 2a of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b and the tooth width of the tooth portion 2 of the stator core 1, the tooth portion 2a of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b. By making the tooth width of the teeth narrower than the tooth width of the tooth portion 2 of the stator core 1, the folded-back portion of the slot insulation 6 that protrudes from the end of the stator and that is turned back to the stator core 1 side can be easily locked. Preferably, the difference between the tooth width of the tooth portion 2a of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b and the tooth width of the tooth portion 2 of the stator core 1 determines the thickness of the film-like slot insulation 6 as t. In this case, it is preferable to set the magnification from about 2t times to about 6t times.
[0026]
This is because the thin film slot insulation 6 must be securely fixed to the stepped portions of the tooth width 2 of the stator core 1 and the tooth portions 2a of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b. Therefore, approximately 2 t or more is necessary so that the folded back portion of the slot insulation 6 opens like an umbrella. Further, if the folded ear portion opened in the shape of an umbrella is opened too much, insulation failure occurs due to the edge of the slot opening of the stator core 1, so that it must be approximately 6 t or less.
[0027]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the slot insulation 6 that protrudes from the end of the stator is slot-insulated so that only the stator tooth tip end portion 12 facing the inner diameter side of the stator core does not have the ear-fold. 6, the inner diameter resin wall 7 facing the stator inner diameter side of the tooth tip portions 12 of the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b does not need to be thinned, so that the strength of the inner diameter resin wall 7 is increased. be able to. As a result, a DC current is passed through the stator winding 4 after the electric motor is installed in the compressor, such as an electric motor with a built-in permanent magnet installed in a compressor that does not want to be mixed with dust, such as a refrigerator or an air conditioner. Even when the permanent magnet in the rotor is magnetized using the stator as the magnetizing yoke, the force that the stator winding 4 tends to fall to the inner diameter side of the stator can be prevented. FIG. 7 shows a state where the upper insulating end plate 3a and the lower insulating end plate 3b are not attached for convenience.
[0028]
The slot insulation 6 is arranged along the shape of the stator tooth tip 12 and protrudes from the stator core 1. By forming the inner diameter resin wall 7 having a wide stepped shape with at least a part protruding inward of the slot 5 so as to cover the end of the slot insulation 6 protruding from the end of the stator core 1, the winding work At this time, the protruding portion of the inner diameter resin wall 7 serves as a guide wall so that the winding 4 does not enter the gap between the slot insulation 6 and the stator tooth end portion 12. As a result, the insulation failure such that the winding 4 winds the slot insulation 6 is eliminated.
[0029]
Therefore, by adopting this embodiment, the slot insulation 6 can be securely attached to the stator core 1, and the slot insulation 6, the upper insulating end plate 3a, and the lower insulating end plate 3b are dropped during the line work, and the work is remarkably deteriorated. In addition, the slot 5 can be reliably insulated by the slot insulation 6 and insulation failure can be reduced.
[0030]
As described above, since the material as in the present embodiment is inexpensive, has good line workability, and can be an electric motor with little insulation failure, it can be used for a refrigerator or an air conditioner using a compressor as a drive source. An inexpensive and good quality product can be produced.
[0031]
Similarly, by using it as a vehicle application, it is possible to obtain an inexpensive product with good quality. In particular, it is most suitable for an electric motor for driving an electric vehicle and an electric motor for electric power steering.
[0032]
【The invention's effect】
In the concentrated winding type motor in which the teeth of the stator core are insulated and directly wound, the both ends of the stator core are insulated by the upper insulating end plate and the lower insulating end plate, and the fixed The slot of the core is insulated by film-like slot insulation, and the end of the slot insulation protrudes from both ends of the stator core and is insulated by slot insulation that is locked by the folded ears that are bent toward the stator core. The slot cross-sectional area of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate on both end faces of the stator core is made larger than the slot cross- sectional area of the stator core, so that the slot insulation can be securely fixed to the stator. it can. In particular, by making the step width between the upper insulating end plate and the lower insulating end plate narrower than the tooth width of the stator iron core, the folded folded part of the film-like slot insulation is securely fixed to the stator. Can do.
[0033]
Preferably, when the difference between the tooth width of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate and the tooth width of the stator core is the thickness t of the film-like slot insulation in the slot of the stator, approximately 2 t By setting it from double to approximately 6t, it can be reliably fixed to the stator. By making it approximately 2t times or more, the folded portion of the film-like slot insulation is opened in an umbrella shape to prevent the film from falling off the stator core. Further, by setting it to approximately 6t times or less, it is possible to prevent insulation failure due to the edge of the slot opening of the stator core.
[0034]
Furthermore, the upper insulating end plate and the lower insulating end are formed by adopting slot insulation in which the bent corners of the slot insulation are slot-insulated without the bent ears bent toward the stator core at the tip of the teeth on the inner diameter side of the stator. can increase the strength of the inner diameter resin wall since it is the thickness of the tooth tip portion of the stator inner diameter side-facing inner diameter resin walls thin comb without the plate, for example, a permanent magnet by using the stator winding When magnetizing a rotor with a built-in coil, it is possible to prevent the stator winding from falling to the inner diameter side of the stator.
[0035]
Also, the slot insulation is arranged along the shape of the stator tooth tip, and the upper insulation end plate covers the protruding portion of the slot insulation at the portion protruding from the end of the slot insulation stator core. The lower insulating end plate has a tooth tip shape that is wider than the stator tooth tip shape and protrudes toward the inside diameter of the slot. When the winding is wound around the stator teeth by using a stepped shape with an almost identical inner diameter resin wall , the winding enters the gap between the slot insulation and the stator tooth tip, resulting in poor insulation. As a result, no slot insulation is involved, and defects during winding work can be reduced.
[0036]
By using an electric motor using such a stator insulation as an electric motor in a compressor for a refrigerator or an air conditioner, it is possible to manufacture an electric motor stator with good quality, good line workability, and mass productivity. it can. Similarly, the same effect can be obtained when used for a stator of an electric motor used for a vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a stator showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of an upper insulating end plate and a lower insulating end plate.
3 is a cross-sectional view taken along the line D-O-E in FIG. 2;
FIG. 4 is a view of an upper insulating end plate and a lower insulating end plate as viewed from below.
5 is a partially enlarged view of a stator tooth portion shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
FIG. 7 shows a slot insulator in the present embodiment.
FIG. 8 shows a conventional example.
FIG. 9 shows a conventional example.
FIG. 10 shows a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator iron core, 2, 2a ... Tooth part, 3a ... Upper insulation end plate, 3b ... Lower insulation end plate, 4 ... Winding, 5 ... Slot, 6. ..Slot insulation, 7 ... inner diameter resin wall, 8 ... outer diameter resin wall, 9 ... notch, 10 ... nail, 11 ... convex, 12 ... tip portion of tooth portion.

Claims

In motor concentrated winding type wound directly winding Insulate the tooth portion of the stator core, the insulating isolates the both end surfaces of the stator core by the upper insulating end plate and the lower insulating end plate, the upper insulating end The plate and the lower insulating end plate are provided with an inner diameter resin wall extending in the stator axial direction on the stator inner diameter side, and provided with an outer diameter resin wall on the stator outer diameter side,
And, wherein the slot of the stator core is insulated by a film-like slot insulating, the ends of the slot insulation is jumping out from the stator core, fixing which is locked by the dog-eared portion bent in the stator core end surface side The stator insulation , the stator tooth portion tip portion facing the stator inner diameter side of the slot insulation, the slot insulation without a bent ear bent portion,
The top end shape of the upper insulating end plate and the bottom end plate are formed with an inner diameter resin wall that is substantially the same shape as the front end shape of the stator tooth, and at least a part of the inner end of the stator tooth end is inside the slot. Is a stepped shape with a wide inner diameter resin wall protruding to
The stator insulation for an electric motor, wherein a slot cross-sectional area of an upper insulating end plate and a lower insulating end plate on both end faces of the stator core is wider than a slot cross-sectional area of the stator core.

When the difference between the tooth width of the upper insulating end plate and the lower insulating end plate and the tooth width of the stator core is the plate thickness t of the film-like slot insulation in the stator slot, it is approximately 2t times. The stator insulation for an electric motor according to claim 1, wherein the stator insulation is in a range of approximately 6 to times .

3. The electric motor stator according to claim 1, wherein the electric motor using the stator insulation is used for an electric motor mounted in a compressor for a refrigerator or an air conditioner .

3. The motor stator according to claim 1, wherein the motor using the stator insulation is used for a vehicle .