JP4503362B2 - 電動機の固定子 - Google Patents

Description

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固定子の引出線構造に関する。

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３に示している。図３は分割されたコア２０ａに絶縁用ボビン４４ａを介して巻線３３ａが集中巻されている。巻線間を繋ぐ複数の引出線３０ａは各線が接触しないように引出線収納溝５５に配置されている。この時、引出線３０ａは分割コア２０ａ連結部の上を通っており、かつ、それぞれの引出線３０ａは分割コア２０ａ積層方向と同方向に配置しているので分割コア２０ａを円環状に連結した際、全ての引出線３０ａが接触しないようにした電動機の固定子である。

また、引出線３０ａ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４に示している。図４は分割コア２０ｂに絶縁用ボビン４４ｂを介して極数に応じた巻線３３ｂが巻かれている。分割コア２０ｂ同士が連結する際に引出される引出線３０ｂを絶縁用ボビン４４ｂに設けられたピン６６ａに巻き付けることにより引出線３０ｂのたわみを防止している。その後、ピン６６ａに巻き付けた各引出線３０ｂをハンダ付けにより、図示されていないが固定子ターミナルに接続している。

特開２０００−１３４８４４号公報 特開２００２−２０９３５９号公報

しかしながら、図３のような方法では、各巻線３３ａ間を繋ぐ複数の引出線３０ａを引出線収納溝５５に入れるのに時間がかかり作業効率が悪い。仮に、巻線３３ａ間を繋ぐ複数の引出線３０ａを引出線収納溝５５に入れたとしても、集中巻された巻線３３ａの引出し部分が確実に固定されていないため引出線収納溝５５から脱落してしまう。これにより、電位差が大きい引出線３０ａ同士が接触し絶縁不良となる。

また、引出線３０ａの巻線３３ａがたわむのを防止するために、図４に示すように引出線３０ｂを絶縁用ボビン４４ｂに設けたピン６６ａに巻き付けることにより引出線３０ｂ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３０ｂを結線するのに際し、各絶縁用ボビン４４ｂのピン６６ａに巻き付けた各引出線３０ｂ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が悪化している。また、図示していないが、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。

また、図３のように各歯部からバラバラに引出された引出線３０ａが接触しないように設けられた引出線収納溝５５や、図４のように絶縁用ボビン４４ｂに設けられたピン６６ａ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。

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が無く、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。

本発明は、極数が２ｎ（ｎは正の整数）極であり固定子のスロットは３ｎスロットで、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集中巻方式の電動機の固定子において、各固定子の歯部に巻き付けられた巻線端の巻き始めと、巻き終わりの２個所の引出線が引出され、一方は中性点を構成する接続点と接続され、他方は電源側に接続されており、前記中性点側に接続する引出線は、前記歯部から引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した電動機の固定子とする。

更に、前記絶縁用ボビンの係り止め部に、前記歯部の中性点側に接続する引出線を係り止め固定した後に、前記歯部とは別の歯部から引出した中性点側に接続する引出線を引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記歯部とは別の歯部に設けられた絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した後、前記歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した中性点側に接続する引出線と、前記歯部とは別の歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した中性点側に接続する引出線とを少なくとも１ヶ所寄り線にして束ねて引き廻した電動機の固定子とする。

尚、同電位同士の引出線には、接触しても絶縁不良を生じることが無いため絶縁チューブを被せず束ねて引き廻すことができる。また、電位差を生じる引出線においては、絶縁用チューブを被せることにより引出線同士を束ねて引き廻すことができる。これにより引出線同士が接触して発生する絶縁不良を防ぐことができ、全ての引出線に絶縁チューブを被せることが無いため材料費や作業性を改善することができる。

また、このような電動機の固定子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を向上し、品質的に優れ、材料費を低減した電動機の固定子とすることができる。

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狭い車両搭載スペースでも容易に電動機を搭載することができ、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、材料費を低減した電動機の固定子とすることができる。

本発明は、極数が２ｎ（ｎは正の整数）極であり固定子のスロットは３ｎスロットで、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集中巻方式の電動機の固定子において、各固定子の歯部に巻き付けられた巻線端の巻き始めと、巻き終わりの２個所の引出線が引出され、一方は中性点を構成する接続点と接続され、他方は電源側に接続されており、前記中性点側に接続する引出線は、前記歯部から引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定することにより引出線がバラバラに引き廻されることが無くなる。

また、引出線収納溝等に引出線を嵌め込む構造でないため、引出線が緩み引出線収納溝等から脱落することも無くなる。また、絶縁用ボビンの係り止め部に引出線を直接係り止め固定しているため、特別に巻線等を結束する結束材料や、結線用の固定子ターミナル等を必要としていないため作業性を向上することができる。また、絶縁用ボビンに引出線を固定するためのピン等が無いため固定子の軸方向の高さも低くすることができる。

更に、前記絶縁用ボビンの係り止め部に、前記歯部の中性点側に接続する引出線を前記歯部の絶縁用ボビンに係り止め固定した後に、前記歯部とは別の歯部から中性点側に接続する引出線を引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記歯部とは別の歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した後、前記歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した中性点側に接続する引出線と、前記歯部とは別の歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した中性点側に接続する引出線とを少なくとも１ヶ所寄り線にして束ねて引き廻すことによって、各歯部から引出された中性点側に接続する引出線が電源側と接続する引出線を確実に押さえ込むことができ引出線がバラバラになることがなくなると共に、絶縁用ボビンの係り止め部に引出線を確実に固定できるため引出線が緩むことが無くなる。また、中性点側に接続する引出線同士を寄り線にして束ねて引き廻すことができるため引出線がバラバラになり作業性を悪化させることもない。

尚、Y結線される電動機の中性点側に接続する引出線は同電位となるため絶縁チューブを被せず、電源側と接続する引出線には、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。これにより前記の中性点側に接続する引出線同士を寄り線にして束ねて引き廻す際にも、電位差の大きい電源側と接続する引出線と接触し絶縁不良を引き起こすこともなくなる。また、予め引出線を結線する前に電源側と接続する引出線に識別された絶縁チューブを被せることにより引出線を容易に判別することができ結線不良を低減することができる。また、電位差が生じる引出線のみに絶縁チューブを被せることにより材料費を低減でき、作業性も改善することができる。

また、絶縁用ボビンに引出線を固定するための凹溝やピン等を設ける必要が無いため固定子の軸方向の高さを低くすることができ、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圧縮機の小型化を図ることができる。或いは、圧縮スペースを大きくとることができるので圧縮効率のよい圧縮機とすることができる。また、電動機の小型化が可能となるため、狭い車両搭載スペースにも容易に搭載するこができ、電動機の使用環境等によって発生する振動等により引出線が緩むことがなく、品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。

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２ａ〜２ｉ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。実施形態の固定子１は、極数が２ｎ（ｎは正の整数）極であり固定子１のスロット５は３ｎスロットを有している。図１では三相Y結線で、９スロットの固定子１に巻線３が直接巻き付けられ６極を形成している。

固定子１のそれぞれの歯部２ａ〜２ｉには、絶縁用ボビン４を介して直接巻線３が巻き付けられ、集中巻きされた巻線端の巻き始めと、巻き終わりの２個所から引出線が引出されている。一方の引出線６a〜６ｃは中性点を構成する接続点１０に接続され、他方の引出線７ａ〜７ｃは電源側に接続されている。

尚、本実施形態に示した歯部２ａ〜２ｃに絶縁ボビン４を介して巻線３を直接巻き付け引出線を引出す方法は、歯部２ｄ〜２ｆ、２ｇ〜２ｉも同様の引出し方法となるため、便宜上、歯部２ａ〜２ｃについて説明し歯部２ｄ〜２ｆ、２ｇ〜２ｉについての説明を省略する。

また、電源側との接続は引出線７a〜７ｃを直接引出し、絶縁用保護スリーブ１２を被せた後、引出線７a〜７ｃの引出線先端部に、電源側と接続するための端子１１を直接かしめて構成している。通称、このような方法は「直化出し」と称されている。尚、絶縁用保護スリーブ１２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材が用いられている。

この直化出しで引出された絶縁用保護スリーブ１２を被せた引出線の根元部は、引出線がバラバラにならないようにポリエステル編組線等の固定紐１３で絶縁ボビン４の係り止め部に固定している。引出線の固定方法は、この方法に限定するものでは無い。また、引出線の引出し方法も、この直化出しに限定されるものではなく、例えば引出線７a〜７ｃをリード線等に接続し引出す方法もある。

図２は、図１で説明した固定子１の歯部に絶縁ボビン４を介して直接巻線３が巻き付けられた歯部２a〜２ｃを、固定子１の内径側から見た場合の展開図を示している。先に説明したように歯部２aには、絶縁用ボビン４を介して直接巻線３が巻き付けられており巻線３の巻き始めと巻き終わりの２個所から引出線が引出されている。一方の引出線６aは中性点を構成する接続点１０に接続し、他方の引出線７aは電源側へ接続する。

この引出線の引出し方法としては、歯部２aから引出した中性点側の接続点１０に接続する引出線６ａを引出すのと同時に、電源側に接続する引出線７ａを絶縁用ボビン４の外周側壁の内側に押さえ込み引出線７aがバラバラにならないようにしている。その後、引出線６aは、固定子１の歯部２aの絶縁用ボビン４に設けられた係り止め部８aに係り止め固定している。これにより引出線６a及び７aが緩むことが無く確実に固定することができる。

また、図３のように引出線６a及び７aは、引出線収納溝等に引出線を嵌め込む構造になっていないため、引出線が緩み引出線収納溝等から脱落することも無い。また、歯部２aから引出した中性点側に接続する引出線６ａを引出すのと同時に、電源側に接続する引出線７ａを絶縁用ボビン４の外周側壁の内側に押さえ込んでいるため、特別に引出線等を結束する結束材料や、結線用の固定子ターミナル等を必要とせず作業性を向上することができる。また、図４のように引出線６a及び７aを固定するためのピン等が絶縁用ボビン４に無いため固定子１の軸方向の高さも低くすることができる。

次に、固定子１の歯部２ｂから引出した中性点側の接続点１０に接続する引出線６ｂを歯部２ｂから引出すのと同時に、引出線６ｂにより電源側に接続する引出線７ｂと、歯部２aから引出された引出線７aを絶縁用ボビン４の外周側壁の内側に押さえ込み、引出線７a及び７ｂがバラバラにならないようにしている。その後、引出線６ｂは、固定子１の歯部２ｂの絶縁用ボビン４に設けた係り止め部８ｂに係り止め固定し、歯部２aから引出された引出線６aと、引出線６ｂとを寄り線９ｂにして束ねて引き廻している。

同様に、固定子１の歯部２ｃから引出した中性点側の接続点１０に接続する引出線６ｃを歯部２ｃから引出すのと同時に、引出線６ｃにより電源側に接続する引出線７ｃと、歯部２a、２ｂからそれぞれ引出された引出線７a、７ｂを絶縁用ボビン４の外周側壁の内側に押さえ込み、引出線７a、７ｂ、７ｃがバラバラにならないようにしている。その後、引出線６ｃは固定子１の歯部２ｃの絶縁用ボビン４に設けた係り止め部８ｃに係り止め固定し、歯部２a、２ｂから引出された引出線６a、６ｂと、引出線６ｃとを寄り線９ｃにして束ねて引き廻している。これにより各歯部２a〜２ｃから引出された引出線６a〜６ｃ及び７a〜７ｃを確実に絶縁用ボビン４に固定することができ、引出線６a〜６ｃ及び７a〜７ｃが緩みバラバラになることがなく作業を頓雑にすることもなくなる。

尚、同電位である中性点側に接続する引出線６a〜６ｃには絶縁チューブを被せていない。また、電位差を生じる電源側と接続する引出線７a〜７ｃには絶縁用チューブを被せている。これは図１及び図２の実施形態に示したY結線された電動機の中性点側に接続する引出線６a〜６ｃの線間には電位差を生じないため引出線同士が接触しても絶縁不良とはならないので引出線６a〜６ｃには絶縁チューブを被せていない。また、電源側と接続する引出線７a〜７ｃは、それぞれの線間に大きな電位差を生じるため引出線同士が接触し絶縁不良とはならないように絶縁チューブを被せている。絶縁チューブを被せることにより引出線７a〜７ｃをまとめて束ねることもできる。

これにより前記の中性点側に接続する引出線６a〜６ｃを寄り線９ｂ、９ｃにして束ねて引き廻す際にも、電位差の大きい電源側と接続する引出線７a〜７ｃと接触し絶縁不良を引き起こすこともなくなる。また、予め電位差を生じる電源側と接続する引出線７a〜７ｃには識別した絶縁チューブを被せることによりそれぞれの引出線７a〜７ｃを容易に判別することができ結線不良を無くすことができる。また、電位差を生じない引出線６a〜６ｃには絶縁チューブを被せないことにより材料費を低減でき、作業性も改善することができる。

また、図３で説明したように各相から引出された引出線３０ａの絶縁距離を確保するために引出線収納溝５５を各相ごとに凹溝を設け挿入しているため絶縁用ボビン４４ａの軸方向の高さが高くなってしまうが、本実施形態図１及び図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ので絶縁用ボビン４の軸方向の高さを低くすることができる。

尚、本実施形態では、前述したように歯部２ａ〜２ｃから引出線６a〜６ｃ及び７a〜７ｃの引出線の引出し方法について説明したが、歯部２ｄ〜２ｆ、２ｇ〜２ｉの引出し方法も同様であり、中性点側に接続する引出線は接続点１０を形成し中性点ボックス１４に固定され、電源側と接続する引出線は、直接引出され絶縁用保護スリーブ１２を被せた後、端子１１でカシメられている。

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ことによって圧縮機を小型化することができる。或いは、圧縮スペースを大きく確保することができるため圧縮効率のよい圧縮機とすることができる。また、搭載スペースが限られた車両用途の電動機の固定子に用いることにより容易に車両に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。特に、極数が多極化し各ボビンから引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。

また、図４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各引出線同士が接触して絶縁不良を起すこともなく品質的に優れた電動機の固定子とすることができる。

また、図２で示した引出線６a〜６ｃ及び７a〜７ｃ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４の外周側壁の内側に固定しているが、固定子１の歯部２a〜２ｃに巻き付けられた巻線３と引出線６a〜６ｃとの距離があまり無い場合は、引出線６ａ〜６ｃの束を絶縁用ボビン４の外周側壁の外側に固定しても良い。

実施形態における電動機の固定子の引出線の引出し方法を説明する図。 図１における固定子の歯部２a〜２ｃの固定子内径から見た場合の展開図。 従来の電動機の固定子の引出線の引出し方法を説明する図。 別の従来の電動機の固定子の引出線の引出し方法を説明する図。

符号の説明

１・・・固定子、２，２a〜２ｉ・・・歯部、３，３３ａ，３３ｂ・・・巻線、４，４４ａ，４４ｂ・・・絶縁用ボビン、５・・・スロット、６ａ〜６ｃ・・・中性点側に接続する引出線、７ａ〜７ｃ・・・電源側に接続する引出線、８ａ〜８ｃ・・・係り止め部、９ａ〜９ｃ・・・寄り線、１０・・・中性点側の接続点、１１・・・端子、１２・・・絶縁用保護スリーブ、１３・・・固定紐、１４・・・中性点ボックス、２０ａ，２０ｂ・・・分割コア、３０ａ，３０ｂ・・・引出線、５５・・・引出線収納溝、６６ａ・・・ピン。

Claims (5)

1. 極数が２ｎ（ｎは正の整数）極であり固定子のスロットは３ｎスロットを有した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集中巻方式の電動機の固定子において、前記各固定子の歯部からは２個所引出線が引出され、一方は中性点側に接続され、他方は電源側に接続されており、前記中性点側に接続する引出線は、前記歯部から引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定したことを特徴とする電動機の固定子。
2. 前記歯部とは別の歯部から引出された中性点側に接続する引出線は、引出すのと同時に電源側に接続する引出線を押さえ込み、前記歯部とは別の歯部に設けられた絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した後、前記歯部の絶縁用ボビンの係り止め部に係り止め固定した中性点側に接続する引出線とを寄り線にして束ね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。
3. 前記引出線において、同電位である引出線には絶縁チューブを被せず、電位差を生じる引出線には絶縁用チューブを被せたことを特徴とする請求項１項または２項に記載の電動機の固定子。
4. 前記電動機の固定子を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項及至請求項３項いずれか記載の電動機の固定子。
5. 前記電動機の固定子を車両用途として搭載したことを特徴とする請求項１項及至請求項３項いずれか記載の電動機の固定子。

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