JP4275458B2

JP4275458B2 - 電動機の固定子

Info

Publication number: JP4275458B2
Application number: JP2003142260A
Authority: JP
Inventors: 逸夫鬼頭; 重貴中村; 伴文高橋
Original assignee: アイチエレック株式会社
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004350357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子の歯部に絶縁用ボビンを介して直接巻線が巻き付けられた電動機の引出線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような電動機は、特許文献１（特開２０００−１３４８４４号公報）に示すような電動機の固定子がある。本願では図５に示している。図５は分割されたコア１１１ａに絶縁体４４４ａを介して巻線３３３ａが集中巻されている。巻線間を繋ぐ複数の引出線３３０ａは各線が接触しないように引出線収納溝５５５に配置されている。この時、引出線３３０ａは分割コア１１１ａ連結部の上を通っており、かつ、それぞれの引出線３３０ａは分割コア１１１ａ積層方向と同方向に配置しているので分割コア１１１ａを円環状に連結した際、全ての引出線３３０ａが接触しないようにした電動機の固定子を示している。
【０００３】
また、引出線３３０ａがたわむのを防止するためには、特許文献２（特開２０００２−２０９３５９号公報）に示すような電動機の固定子がある。本願では図６に示している。図６は分割コア１１１ｂに絶縁体４４４ｂを介して極数に応じた巻線３３３ｂが巻かれている。分割コア１１１ｂ同士が連結する際に引き出される引出線３３０ｂを絶縁体４４４ｂに設けられたピン６６６ａに巻き付けることにより引出線３３０ｂのたわみを防止している。その後、ピン６６６ａに巻き付けた各引出線３３０ｂをハンダ付けにより固定子ターミナルと接続した電動機の固定子を示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３４８４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２０９３５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５のような方法では、各巻線３３３ａ間を繋ぐ複数の引出線３３０ａを引出線収納溝５５５に入れるのに時間がかかりライン作業を悪化させてしまう。また、巻線３３３ａ間を繋ぐ複数の引出線３３０ａを引出線収納溝５５５に確実に入れても、集中巻された巻線３３３ａの引出し部分が固定されていないため引出線収納溝５５５から引出線３３０ａが脱落し易くなっている。これにより、電位差が大きい引出線３３０ａ同士が接触し絶縁不良となっている。
【０００６】
また、引出線３３０ａの巻線３３３ａがたわむのを防止するために、図６に示すように引出線３３０ｂを絶縁体４４４ｂに設けたピン６６６ａに巻き付けることにより引出線３３０ｂのたわみを防止している。しかしながら、各相から引出された引出線３３０ｂを結線する際、各絶縁体４４４ｂのピン６６６ａに巻き付けた各引出線３３０ｂと固定子ターミナルとを接続するのに時間がかかり著しくライン作業を悪化させている。また、結線用の固定子ターミナルを追加しなくてはならないため製品単価も上がってしまう。
【０００７】
また、図５のように各歯部からバラバラに引出された引出線３３０ａが接触しないように設けられた引出線収納溝５５５や、図６のように絶縁体４４４ｂに設けられたピン６６６ａ等により固定子の軸方向の高さが高くなってしまっている。
【０００８】
本願発明は、このような問題点を解決するものであり、電動機の固定子製造ラインの作業性を向上し、製品単価を安くし、電位差のある巻線と接触することの無い、品質に優れ、小型化した電動機の固定子を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の歯部を有する固定子に絶縁用ボビンを介して直接巻線が巻き付けられた電動機の固定子において、前記絶縁ボビンを介してそれぞれの歯部に巻き付けられた巻線の端部から引出線が引出されており、当該歯部から引出した引出線によって、当該歯部とは別の歯部から引出された引出線を、当該歯部の絶縁用ボビンの側壁に設けられた引出線係り止め部に固定することによって、引き廻された引出線が緩むことも無く確実に絶縁用ボビンに固定することができる。
【００１０】
また、係り止め部によって、引出線を固定した後に、少なくとも１ヶ所引出線同士をツイストして引き廻すことによって、電位差がある巻線と接触するのを防ぐことができる。
【００１１】
これらの引出線においては、同電位の引出線同士であれば一つの絶縁用ボビンに設けられた引出線係り止め部に固定することが好ましい。同電位であるため引出線に絶縁チューブ等を被せなくてもよい。電位差を生じる引出線においては、引出線に絶縁チューブ等を被せることにより同一箇所に係り止めし固定することもできる。
【００１２】
これにより、引出線を結線する前に、予め同電位となる引出線が容易に区別でき結線不良も低減することができる。また、同電位同士を一つにまとめることができるので、固定子の歯部単位ごとに引出線をピンに固定することも無くなる。
【００１３】
また、引出線結線用の固定子ターミナルを用いることが無くなるため、引出線と固定子ターミナルを接続することもなくなり作業性が向上し、安価な電動機の固定子とすることができる。
【００１４】
また、絶縁用ボビンには、各歯部に巻き付けられた引出線が係り止めできる突起を設けることにより、容易に引出線を固定することができる。
【００１５】
このような電動機を、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載することにより小型化が図れ電動機の固定子製造ラインの作業性が向上し、製品単価が安く、電位差のある巻線との接触が無い、品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。
【００１６】
また、本発明の電動機の固定子を車両用途として搭載することにより電動機の使用環境において振動等が発生しても引出線が緩むことの無い、品質的に優れ、小型化された電動機の固定子とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を用いて説明する。図１には、固定子１の複数の歯部１ａ〜１ｉに絶縁用ボビン４を介して直接巻線３が巻き付けられた集中巻き方式による電動機を示している。実施形態では、固定子１のスロット２の数を９スロット備え、各歯部１ａ〜１ｉに絶縁用ボビン４を介して集中巻きされた巻線３が三相６極を形成している。各相から引出されたＵ相、Ｖ相、W相の引出線は、そのまま外部入力端子に接続するために引出され、直接絶縁用スリーブ５が被せられている。引出線に絶縁用スリーブ５を被せた後、絶縁用スリーブ５より僅かに飛び出した巻線３の先端部分に端子を直接カシメ、口出線６としている。これは、一般的に直出しと称する方法で引出されている。
【００１８】
この直出しされた引出線の絶縁用スリーブ５の材料としては、ＰＢＴチューブやシリコンガラスワニスチューブ等の耐熱性、耐薬品性に優れた絶縁物が用いられている。尚、本実施形態では、外部端子に引出した口出線６の固定は、ポリエステル編組線等で絶縁用ボビン４に直接固定しているが、この方法に限定するものでは無い。また、固定子１の外径にはケース等に組み付けるための位置決め用溝１０を設けている。
【００１９】
図２は、図１で示した電動機の固定子１の歯部１ａ〜１ｉに直接巻線３が巻き付けられた絶縁用ボビン４において、歯部１ｂの固定子１の内径側から見た引出線係り止め部の実施形態を示す部分拡大図である。図２の実施形態では、固定子１の端部から軸方向に飛び出た絶縁用ボビン４ｂ部分に、固定子１の歯部１ｂを中心として円周方向の両側から切り欠きられた凹溝が設けられている。言い換えれば、固定子１の円周方向に向けて凸状の突起７ｂを形成していることになる。
【００２０】
図１で示した固定子１には、先に説明した様に複数の歯部１ａ〜１ｉに絶縁用ボビン４ａ〜４ｉを介して直接巻線３が巻き付けられ、引出線がそれぞれ引出されており、一方はそれぞれ外部端子に接続するために口出線６の端子側へ引き廻され、他方は中性点９側へ引き廻されている。引き廻しの際、それぞれの引出線は絶縁用ボビン４ａ〜４ｉの軸方向に飛び出た固定子外周側の壁に沿うように引き廻されている。尚、本実施形態では各歯部から引出された引出線は並列で相を構成している。
【００２１】
図２では、当該歯部１ｂの絶縁用ボビン４ｂに設けられた引出線係り止め部の突起７ｂに、当該歯部１ｂとは別の歯部１ａから引出された引出線３ａを、当該歯部１ｂから引出された引出線３ｂを複数回巻き付けることによって緩まないように固定している。これにより、引出線３ａ、３ｂを確実に絶縁ボビン４ｂに固定することができ、引出線３ａ、３ｂが絶縁ボビン４ｂを介して直接巻き付けた巻線３と接触し絶縁不良となることも無くなる。
【００２２】
引出線３ａ、３ｂの引き回し方法を図３に示す。図３には、図１で示した電動機の固定子１の内径から見た展開図の一部を示している。図３では、説明を簡略化するために中性点９に向かう引出線のみに付いて説明する。従って、口出線６側への引出線は図示していないが、口出線６側へ向かう引出線も中性点９に向かう引出線と同様である。また、説明は歯部を限定するものでもない。
【００２３】
図３のように第１の歯部１ａに取り付けられた絶縁用ボビン４ａから引出された引出線３ａは、第２の歯部１ｂに取り付けられた絶縁用ボビン４ｂから引出された引出線３ｂにより第２の歯部の絶縁用ボビンの凸状の突起７ｂに巻き付けられている。
【００２４】
次に、第１の歯部１ａ及び第２の歯部１ｂから引出された引出線３ａ、３ｂの束を、第３の歯部１ｃから引出された引出線３ｃによって、第３の歯部１ｃに取り付けられた絶縁用ボビン４ｃの凸状の突起７ｃに、第２の歯部１ｂの絶縁用ボビンの凸状の突起７ｂに係り止めした方法と同様に固定している。これにより、引出線３ａ、３ｂが緩むこと無く確実に固定される。
【００２５】
また、第２の歯部の絶縁用ボビンの凸状の突起７ｂに、第２の歯部１ｂから引出した引出線３ｂによって、第１の歯部１ａから引出された引出線３ａを係り止めした後に、引き廻される引出線３ａ、３ｂは、引き廻す際バラバラにならないように引出線同士を同時に捩り、ツイストすることにより各歯部１ａ〜１ｉに直接巻き付けられた電位差のある巻線３に接触することなく引き廻すことができる。従って、従来の図５に示すような絶縁用ボビン４４４ａの引出線収納溝５５５に入れる作業がないので容易に引き廻すことができる。
【００２６】
この場合の凸状の突起７ｂへの引出線３ｂの巻き付けは２回行っている。１回目の巻き付けは、絶縁用ボビン４ｂに直接巻き付けた巻線３が緩まないように固定することを目的としている。２回目の巻き付けは、第１の歯部１ａに取り付けられた絶縁用ボビン４ａから引出された引出線３ａが緩み各歯部１ａ、１ｂに直接巻き付けた巻線３と接触し絶縁不良が発生しないように、第２の歯部１ｂに取り付けた絶縁用ボビン４ｂの凸状の突起７ｂに緩まないように固定することを目的としている。
【００２７】
次に、別の実施の形態を図４を用いて説明する。図３と同様に、図４では、説明を簡略化するために中性点９に向かう引出線のみに付いて説明する。従って、口出線６側への引出線は図示していないが、口出線６側へ向かう引出線も中性点９に向かう引出線と同様である。また、説明は歯部を限定するものでもない。
【００２８】
第１の歯部１１ａに取り付けられた絶縁用ボビン４４ａに直接巻き付けられた巻線３から引出された引出線３３ａは、絶縁用ボビン４４ａに設けられた凸状の突起７７ａに巻き付けられ、第２の歯部１１ｂに取り付けられた絶縁用ボビン４４ｂに巻き付けられた巻線３から引出された引出線３３ｂと同時に捩り、ツイストした後、第２の歯部１１ｂに取り付けられた絶縁用ボビン４４ｂの凸状の突起７７ｂに係り止めしている。この場合、凸状の突起７７ｂに引出線３３ａ及び３３ｂのツイストした束を係り止めする際、引出線３３ａ及び３３ｂのツイストの束が緩まなければよいため、絶縁用ボビン４４ｂの凸状の突起７７ｂに引掛けるだけでも良い。
【００２９】
その次に、第３の歯部１１ｃに取り付けられた絶縁用ボビン４４ｃに巻き付けられた巻線３から引出された引出線３３ｃと、第２の歯部１１ｂの絶縁用ボビン４４ｂの凸状の突起７７ｂに係り止めした引出線３３ａ、３３ｂのツイストした束を前記同様にツイストする。その後、第３の歯部１１ｃに取り付けた絶縁用ボビン４４ｃの凸状の突起７７ｃに、第２の歯部１１ｂに取り付けられた絶縁用ボビン４４ｂの凸状の突起７７ｂに係り止めした方法と同様に固定する。これにより、引出線の引っ張り強度は更に強固になり、電動機運転中の振動等による引出線や絶縁ボビンに直接巻き付けられた巻線の緩みも無くなる。
【００３０】
この方法は、絶縁用ボビン４４ａ〜４４ｉの凸状の突起７７ａ〜７７ｉに引出線３３ａ、３３ｂ、３３ｃを巻き付ける作業を簡素化することができ作業効率を上げることができるが、巻線３の線径が太い場合には適さないため、巻線３の線径は、φ１．２以下であることが好ましい。
【００３１】
尚、図３及び図４に説明した実施の形態での絶縁用ボビン４ａ〜４ｉ及び４４ａ〜４４ｉは、巻線３を係り止めする凸状の突起７ａ〜７ｉ及び７７ａ〜７７ｉを確実に成形するために樹脂の流動性がよく、強度が保てるものでなくてはならない。従って、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用する場合、ガラス繊維が２０％〜５０％程度含有されているものが好ましい。また、ＬＣＰ（液晶ポリマ）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を用いても良い。
【００３２】
図1及至図４の実施形態では、例えばY結線されている電動機であれば、中性点９側へ向かう引出線は同電位であるので、それぞれの引出線に絶縁チューブを被せていない。一方、外部端子と接続される引出線には電位差が生じるため絶縁チューブを被せ引き廻している。
【００３３】
これにより、各巻線３から引き出された引出線同士が接触しても絶縁不良になることも無く、図５に示したように引出線３３０ａを引出線収納溝５５５に入れることもなくなる。また電動機運転中の振動等により引出線３３０ａが緩み、引出線収納溝５５５から脱落することも無くなる。また、引出線を結線する前に、予め電位差を生じる引出線かどうかを判断し、電位差が生じる引出線に絶縁チューブを被せることにより容易に結線することができ、結線不良も低減できる。
【００３４】
また、図５では、各相から引出された引出線３３０ａが、ある程度の絶縁距離を確保するために引出線収納溝５５５を各相ごと凹溝を設け分けている為、絶縁用ボビン４４４ａの軸方向の高さが高くなってしまうが、図１および図２のように同電位同士、または、電位差が生じる引出線でも絶縁チューブを被せることによりそれぞれの絶縁距離を考慮しなくてもよいため、絶縁用ボビン４ｂの軸方向の高さを低くすることができる。
【００３５】
従って、このように小型化された電動機は、例えば冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載する電動機の固定子や、車両搭載スペースが限られた自動車用途の電動機の固定子に用いるには最適である。また、特に各ボビンから引き出される引出線が多く、並列結線される電動機の固定子において、有効的な方法である。
【００３６】
また、図６のように、ピンに巻き付けた引出線を結線するための特別な固定子ターミナルも必要としないため接続作業も容易となる。更に部品点数を低減でき製造コスト及び製品単価も下げることができる。
【００３７】
尚、図２に記載した絶縁用ボビン４ｂは固定子１の端部から軸方向に飛び出た部分に、固定子１の歯部１ｂを中心として円周方向の両側から切欠けられ凹溝が設けられている。言い換えれば、固定子の円周方向に向けて凸状の突起７ｂを形成している。これにより、各歯部から引出した引出線３ａ、３ｂが緩むこと無く容易に固定することができる。また、固定子１の軸方向の高さを低くできるため電動機を小型化することもできる。尚、この凸状の突起７ｂは引出線３ａ、３ｂが抜け落ちないように固定子外周側または内周側に向けてL字状の係り止め部８となっていることが好ましい。
【００３８】
また、図２で示した引出線３ａ、３ｂの固定方法は、固定子１の内径側から見た場合、絶縁用ボビン４ｂの外周壁の内側に固定しているが、固定子１の歯部１ｂに巻き付けられた巻線３と引き廻した引出線３ａ、３ｂの束との距離があまり無い場合は、引出線３ａ、３ｂの束を絶縁用ボビン４ｂの外側に固定しても良い。これは、図３及び図４の実施形態に用いてもよい。
【００３９】
このように図１及至図４で説明した電動機の固定子１を、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載することにより、軸方向の高さを低くすることができるため小型化した圧縮機とすることができる。また、電動機の固定子製造ラインの作業性を改善し製品単価の安い電動機の固定子１とすることができる。また、引出線を一つに束ねることができ、引出線と巻線が接触して発生する絶縁不良も低減することができ、品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。
【００４０】
また、電動機の固定子１を小型化することができるため、車両搭載スペースが狭い場所でも、容易に車両用途として搭載することができる。また、電動機の使用環境において振動等が発生しても引出線が緩むことが無く、品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、固定子の複数の歯部の絶縁用ボビンを介して直接巻線が巻き付けられた電動機の固定子において、当該歯部の絶縁用ボビンに直接巻き付けられた巻線から引出した引出線によって、当該歯部とは別の絶縁用ボビンに直接巻き付けた巻線から引出された引出線を、当該歯部の絶縁用ボビンの側壁に設けられた引出線係り止め部に固定することにより絶縁用ボビンから引出された引出線が緩むこともなく確実に絶縁ボビンに固定することができる。また当該歯部とは別の歯部から引出された引出線がバラバラになり他の部分に接触し絶縁不良を起すこともなくなる。
【００４２】
また、この絶縁ボビンの側壁に設けられた係り止め部に引出線が固定された後に、巻線同士をツイストして引き廻すことにより電位差がある巻線との接触を防ぐことができる。
【００４３】
また、電位差が生じる引出線には絶縁用チューブを被せ、同電位である引出線には絶縁チューブを被せない様にすることにより、例えば、Y結線される電動機の中性点に向かう引出線は同電位となるため絶縁チューブを被せず、各相の外部端子に向かう引出線には、絶縁チューブを被せることにより引出線をまとめて束ねることができる。また、引出線を結線する前に、予め電位差を生じる引出線に絶縁チューブを被せることにより引出線を判別するのが容易なり結線不良も低減できる。
また、引出線同士を束ねることができるため固定子の軸方向の高さを低くすることができ、搭載スペースの狭い車両用途に適している。
【００４４】
尚、絶縁用ボビンから引出された引出線が係り止めするための係り止め部は、凸状の突起であり、好ましくは、凸状の突起は引出線が抜け落ちないように固定子外周側または内周側に向けてL字状になっていることが好ましい。これにより、容易に引出線を固定することができる。
【００４５】
このように電動機の固定子の軸方向の高さを小さくすることができるため冷蔵庫やエアコン等の室外機等の圧縮機内に搭載することによって小型化した圧縮機にすることができる。また、電動機の小型が可能であるため、狭い車両搭載スペースにも容易に搭載するこが可能となり車両用途の電動機に使用することもできる。
【００４６】
また、電動機製造ラインの作業性を向上させ、製品単価が安く、引出線の束と歯部に直接巻き付けた巻線との接触も防ぐことができ、品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す固定子の図。
【図２】図１に示した絶縁用ボビンの係り止め部の詳細図である。
【図３】図１に示した固定子の内径から見た場合の展開図。
【図４】別の実施形態を示した固定子の内径から見た場合の展開図。
【図５】従来の引出線引き廻し方法を示した図。
【図６】従来の引出線引き廻し方法を示した図。
【符号の説明】
１，１１１ａ，１１１ｂ，・・・コア、１ａ〜１ｉ，１１ａ〜１１ｉ・・・歯部、２・・・スロット、３，３３３ａ，３３３ｂ・・・巻線、３ａ〜３ｃ，３３ａ〜３３ｃ，３３０ａ，３３０ｂ・・・引出線、４，４ａ〜４ｃ，４４ａ〜４４ｃ，４４４ａ，４４４ｂ・・・絶縁用ボビン、５・・・スリーブ、５５５・・・引出線収納溝、６・・・直出し、６６６ａ・・・ピン、７，７ａ〜７ｃ，７７ａ〜７７ｃ，・・・突起、８・・・Ｌ字状係り止め部、９・・・中性点、１０・・・位置決め溝。

Claims

複数の歯部を有する固定子に絶縁用ボビンを介して直接巻線が巻き付けられた電動機の固定子であって、前記絶縁ボビンを介して巻き付けられた巻線の端部からは、それぞれ引出線が引出され、
当該歯部から引出した引出線によって、
当該歯部とは別の歯部から引出された引出線を、
当該歯部の絶縁用ボビンの側壁に設けられた引出線係り止め部に固定したことを特徴とする電動機の固定子。
前記係り止め部によって引出線が固定された後に、少なくとも１ヶ所引出線同士をツイストして引き廻したことを特徴とする請求項１項記載の電動機の固定子。
前記引出線において、電位差が生じる引出線には絶縁用チューブを被せ、同電位である引出線には絶縁チューブを被せないことを特徴とする請求項１項または２項記載の電動機の固定子。
前記絶縁用ボビンには、各歯部に巻き付けられた前記引出線が係り止めするための突起を設けたことを特徴とする請求項１項及至３項いずれか記載の電動機の固定子。
前記電動機の固定子が冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載したことを特徴とする請求項１項及至４項いずれか記載の電動機の固定子。
前記電動機の固定子が車両用途として搭載したことを特徴とする請求項１項及至４項いずれか記載の電動機の固定子。