JP4815686B2 - Manufacturing method of electric motor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型圧縮機用電動機およびその製造方法に関するものであり、樹脂材料の使用量を削減し、キャピラリーチューブ詰まりの発生し難い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍サイクルに関する
【0002】
【従来の技術】
近年、密閉型圧縮機には、小型高効率の観点から、突極部を有する電動機が用いられてきている。
【0003】
突極部を有する電動機については、特開平7−46782号公報に開示されているように、インシュレータと云われる樹脂等から形成される絶縁部材を介して固定子鉄心に、コイルが形成されている。一般的にコイル形成は、ノズル部を有する巻線機により、直接、ティースに巻線する直巻工法が採用されている。
【0004】
このように製造された電動機は、当該公報にも開示されているように、隣接するティースに巻線されたコイルを収納するスロットにおいては空間が形成されており、隣接するコイル同士の絶縁が確保されている。
【0005】
しかし、上記のような一体型の固定子鉄心による直巻工法においては、スロット内のノズル通過空間を確保する観点から、スロット内に空間(結果的に、絶縁を確保する空間となる)が形成され、これ以上の占積率の向上が困難であり、さらなる、小型高効率を実現することが不可能であった。
【0006】
そこで、特開平9−191588号公報には、固定子鉄心は略直線状に展開した状態で直巻線した後、環状とし、固定子を形成する製造方法が開示されている。当該製造方法により占積率を大幅に向上した固定子を得ることが可能である。そして、占積率向上に伴い、同一スロットに収納された隣接するコイル同士の絶縁が必要となる。相間絶縁方法として、当該公報には、スロット絶縁紙に折り曲げ部を有する構造とし、固定子鉄心を環状にする際に、折り曲げ部が突起となり、コイル間に配置される技術的思想が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような、固定子鉄心を略直線状に展開した状態で直巻線した後、環状とし、固定子を形成する製造方法においては、主たる磁束の通り道となる固定子のヨーク部が接合部において切断されているため、寸法のバラツキ等を考慮すると、微小な隙間がヨーク部に複数存在することになり、磁気抵抗が増加すると共に、接合部における積層間の短絡等により鉄損も増加する。
【0008】
また、密閉型圧縮機のように、半抜きによるカラマセや外周部の溶接等で積層間を固着している場合においては、落下時の接合強度の確保が困難であり、TIG溶接等で接合した場合は、溶接部の積層間短絡により鉄損が増加する。また、固定子外周部をシェルに焼きばめしてなる密閉型圧縮機においては、固定子鉄心の外径寸法精度によってしか、内径寸法精度を確保することができず、ギャップ不同になりやすく、振動、騒音の面でも問題があった。また、接合部が、スロット内部に突出した場合、スロット絶縁紙を破損する可能性もあった。
【0009】
本発明は、高占積率巻線を可能とし、さらに、磁束の急峻な変化による振動、騒音を抑制するものであり、低振動、低騒音な電動機、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、あらかじめ環状に巻線された後に前記ティースにスロットオープンを介して集中巻状にコイルを挿入する際、互いに隣接しない前記ティースに同時にコイルを挿入する工程をM回繰り返す。それによりコイルの挿入が容易になり、絶縁も含めて自動化することができることに加え、占積率も向上する。また、固定子鉄心の剛性が向上し、巻線振動も抑制されることにより、鉄心の円環振動による振動、騒音を低減できる。具体的には、つぎのとおりである。
【0011】
請求項1に記載の発明は、先端部の円周方向に幅広部を有する複数のティースと環状のヨーク部により一体的に形成される固定子鉄心と、あらかじめ環状に巻線された後に前記ティースにスロットオープンを回して集中巻状に挿入されるコイルと、前記ティースと前記ヨークにより形成されるスロット部に挿入収納された隣接する異相コイル間を絶縁する相間絶縁紙と、前記スロットに収納されたコイルと前記固定子鉄心を絶縁するスロット絶縁紙で構成される、突極部を有する固定子と、永久磁石を有する回転子により構成される電動機の製造方法において、互いに隣接しない前記ティースに同時にコイルを挿入する工程をM(Mは2以上の整数)回、繰り返し行うことを特徴とする電動機の製造方法であ、相間絶縁構造が取りやすくなり、絶縁性を向上させ、信頼性が向上するという効果が得られる。また、同一スロット内で異なる相のコイルが混同することなく巻線が可能になる。さらにコイルの挿入性を向上させ、高占積率巻線を可能にし、電動機の効率が向上する。
【0012】
請求項2に記載の発明は、コイル内径幅が、ティース先端部の円周方向に幅広となったティース幅広部より大きくなるように環状に巻線されたコイルを前記ティースに挿入する工程において、コイルをティース幅広部より奥に挿入した後、コイル内径幅を縮小し、かつコイル内径高さを内径幅の縮小に応じて拡大することを特徴とする請求項1記載の電動機の製造方法であ、占積率および絶縁性が向上する。
【0013】
請求項3に記載の発明は、コイルを挿入する工程において、コイル内径高さを内径幅の縮小に応じて拡大することによって、固定子鉄心の軸方向端部とコイルの軸方向端部の内径部との間に、十分な絶縁空間距離を確保することを特徴とする請求項2記載の電動機の製造方法であ、絶縁性が向上することによりインシュレータを廃止することができ、樹脂使用量が減量できるため、特に密閉型圧縮機の用途に適する。
【0014】
請求項4に記載の発明は各コイル挿入工程において、断面形状がコイル側に凹の略コの字型である相間絶縁紙をコイルと共に挿入することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、従来絶縁紙設置をコイル挿入後に行う場合、人の手で設置せねばならず、また絶縁紙の腰折れが発生するが、本発明は相間絶縁紙の設置が容易であり、機械による自動化が可能になる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、コイルが収納されるスロットで、かつコイル未挿入の隣接するティースのコイルが収納される前記スロットの部分にダミー部材を配置した状態で、コイル挿入を行うことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、同一スロット内の異なる相のコイルを前記ダミー部材の使用によって左右に分けることにより、占積率および耐圧性が向上する。加えて相間絶縁紙の挿入が容易になるため、相間絶縁紙の挿入工程の自動化が可能となる。
【0016】
請求項6に記載の発明は、ティースに挿入されるコイルの前進に追従して、スロットの部分に配置したダミー部材を押し出すことを特徴とする請求項5記載の電動機の製造方法であ、占積率および耐圧性が向上し、また、相間絶縁紙の挿入が容易になるため、相間絶縁紙の挿入工程の自動化が可能となる。加えてダミー部材の押出のための特別な装置および工程が不要となる。
【0017】
請求項7に記載の発明は、巻線可能な全スロット断面積のうち、コイルを挿入する挿入可能部分の断面積がダミー部材の断面積より小さいことを特徴とする請求項6記載の電動機の製造方法であ、コイルの挿入工程において相互の相間絶縁紙の干渉がなくなるため、安定したコイル挿入が可能となり、占積率を向上させるという効果が得られる。
【0018】
請求項8に記載の発明は、ダミー部材が、抜く方向の先端に向かって断面積が大きくなるようなテーパ形状を有する請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、抜きテーパがついているためダミー部材の押出が容易になり、コイルダメージが少なくなるという効果が得られる。
【0019】
請求項9に記載の発明は、ダミー部材が、抜く方向の先端に向かって断面積が小さくなるようなテーパ形状を有する請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、ダミー部材をスロットから抜き出す際に、ダミー部材自身で先に挿入されているコイルをスロット内で整形し、次のコイル挿入を容易にするという効果が得られる。
【0020】
請求項10に記載の発明は、スロットへのコイルの挿入は、互いに隣接しない、各相のコイルを同数ずつ同時に行う、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、各相のコイル内径面積の合計が同一になるため、各相の誘起電圧が同一になるという効果が得られる。また、各相のコイルの抵抗も同一になるため、電流が安定するという効果が得られ、これらの効果により駆動が安定し、電気的あるいは磁気的なアンバランスが低減される。
【0021】
請求項11に記載の発明は、3相巻線が施され、スロット数が偶数のときはM=2、スロット数が奇数の時はM=3である、請求項10記載の電動機の製造方法であ、工程が少なくなるため、生産性が向上する。
【0022】
請求項12に記載の発明は、同一スロット内部に挿入された異なる相のコイルを挿入した後、前記コイルの軸方向両端部を整形し、かつ、前記同一スロット内部に挿入された異なる相のコイルを相間絶縁紙を介して接触させることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電動機の製造方法であ、固定子鉄心の剛性が向上し、巻線振動を抑制する効果があり、隣接するティースが互いに引き合うことにより発生する円環振動を抑制する効果があり、振動、騒音が低減される。また、スロットオープン部の絶縁紙と兼用する場合、十分に絶縁性が確保された状態で工程および使用材料を削減できる。
【0023】
なお、ちなみに、参考例について説明する。先端部の円周方向に幅広部を有する複数のティースと環状のヨーク部により一体的に形成される固定子鉄心と、あらかじめ巻線された後に前記ティースにスロットオープンを介して挿入されるコイルと、前記ティースと前記ヨークにより形成されるスロット部に挿入収納された隣接する異相コイル間を絶縁する相間絶縁紙と、前記スロットに収納されたコイルと前記固定子鉄心を絶縁するスロット絶縁紙で構成される突極部を有する固定子と、永久磁石を有する回転子により構成される電動機において、前記スロット絶縁紙の固定子鉄心の軸方向両端面側に形成される折り返し角部を切欠形状とし電動機では、ステータ内径への絶縁紙のはみ出しがない、あるいは耐圧や信頼性などに影響がない程度まではみ出しを少なくすることができるため、信頼性の高い電動機が得られる。
【0024】
なお、上記参考例において、さらに、スロット絶縁紙の固定子鉄心の軸方向両端面側に形成される折り返し角部を切欠形状とすることによって、固定子巻線終了後、前記スロット絶縁紙の折り返し角部がステータの内径より内周側に突出しないようにし電動機で、ステータ内径への絶縁紙のはみ出しがなく、信頼性の高い電動機が得られる。
【0025】
なお、上記参考例において、さらに、スロット絶縁紙の固定子鉄心両端面側に形成される折り返し部の一部を収納する段差を固定子鉄心のスロット両端面側に設け電動機で、固定子鉄心両端面側のスロットのエッジ部に、スロット絶縁紙折り返し部が当るため、絶縁性が良好となる。特に巻線のストレスによるスロット絶縁紙への応力により、絶縁破壊が少なくなるという効果が得られる。
【0026】
請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の製造方法により製造された電動機、又は上記参考例による電動機を用いた密閉型圧縮機で、集中巻の小型化・使用銅量低減という良さはそのままでありながら、高効率・低振動・低騒音が実現できる。
【0027】
なお、ちなみに、冷媒がHFCである上記参考例の密閉型圧縮機で、高効率・低振動・低騒音であると共に、インシュレータを使用しなくてよいため、キャピラリチューブづまり等が発生しにくいという効果が得られる。
【0028】
なお、ちなみに、冷媒が自然冷媒である上記参考例の密閉型圧縮機で、高効率・低振動・低騒音であると共に、インシュレータを使用しなくてよいため、キャピラリチューブづまり等が発生しにくいという効果が得られる。
【0029】
なお、ちなみに、上記参考例の密閉型圧縮機を搭載した冷凍サイクルで、高効率でありながら使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0030】
なお、ちなみに、上記参考例の冷凍サイクルを搭載した空調機器で、高効率でありながら使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0031】
なお、ちなみに、上記参考例の冷凍サイクルを搭載した冷蔵庫で、高効率でありながら使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0032】
なお、ちなみに、上記参考例の冷凍サイクルを搭載した電子回路冷却システムで、特に近年のIT産業の急成長により、インターネットのホスト局や移動体通信の中継局など、至るところに電子回路が集中しており、さらなる省エネが急務となっている中で、高効率でありながら使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて説明する。
【0034】
【実施例】
以下本発明の実施例について説明する。
【0035】
図1は本発明の一実施例における電動機の断面図である。
【0036】
図2は本発明の一実施例における電動機の製造方法を示す図である。
【0037】
図3は本発明の一実施例における電動機のコイル挿入方法を示す図であり、(a)は固定子鉄心の軸方向端面側、(b)は正面側からの図である。
【0038】
固定子10は先端部の円周方向に幅広部14を有する複数のティース12と環状のヨーク部13により一体的に形成される固定子鉄心11に、あらかじめ環状に巻線されたコイル15U1、15V1、15W1、15U2、15V2、15W2を前記ティースにスロットオープン16を介して挿入してなる。前記固定子の内周部には、固定子鉄心11の内周部とわずかな空隙をもって対向した回転子20を備える。回転子20は軸受等(図示せず)によって回転自在に保持され、略円筒形の回転子鉄心21の内部に永久磁石22が埋設されてなる。永久磁石22は、N、S交互に着磁されている。コイル15には回転子位置に応じて半導体素子等により転流された電流が流れ、固定子10に回転磁界が発生し、回転子20の磁束との相互作用により発生するトルクが働き、回転子20を回転させる。
【0039】
次に製造工程について説明する。
【0040】
固定子鉄心11は、電磁鋼板をプレスにて所定の形状に打ち抜き、所定の積厚に積層してなる。一方、図2(a)に示すように、あらかじめ環状(この場合、一本のティース12の回転子20に面した面の形状にあわせた形状)に巻線し、コイル15を形成する。このコイルは、図2(b)(c)に示すように前記コイル15にそれぞれ対応するティース12に挿入する。この際、少なくとも隣接しないティース12のコイル15を同時に挿入する。図2では、まず15U2、15V1、15W2を挿入し、次に15U1、15V2、15W1を挿入する手順を示しているが、図2(b)と図2(c)の工程が逆になっても問題ない。この時、コイル15を挿入するスロット50のうち、コイル15が未挿入の部分には、今回挿入するコイル15を所定の位置に収納し、バラけないようにダミー部材31を挿入した状態で行うとよい。また、スロット50の形状を略楕円状にしてもよく、略楕円状にすることで、コイル15がスムーズにスロット50内に挿入されるため、巻線性を向上させることができる。コイル15を挿入するときには、断面形状がコイル15側に凹の略コの字型である相間絶縁紙19を同時に挿入するとよい。相間絶縁紙19はそれぞれのコイル15側に凹のコの字形で、特に固定子10内径側の折り返しは、固定子鉄心11のスロットオープン16とコイル15との絶縁を兼ねることができる。固定子鉄心11のスロットオープン16付近において相間絶縁紙19とスロット絶縁紙18が一定の長さ以上で重なりあわせることにより、絶縁が十分となる。この時、巻線可能な全スロット断面積のうち、コイル15を挿入する挿入可能部分の断面積がダミー部材31の断面積より小さい場合には、コイル15の挿入工程において相互の相間絶縁紙19の干渉がなくなるため、安定したコイル15の挿入が可能となり占積率が向上する。また、ダミー部材31が、抜く方向の先端に向かって断面積が大きくなるようなテーパ形状を有する場合、抜きテーパがついているためダミー部材31の押出が容易になり、コイル15のダメージが少なくなるという効果が得られる。なお、ダミー部材31が抜く方向の先端に向かって断面積が小さくなるようなテーパ形状を有する場合、ダミー部材31をスロットから抜き出す際に、ダミー部材31自身で先に挿入されているコイル15をスロット50内で整形し、次のコイル15の挿入を容易にするという効果を得られる。
【0041】
次に、ダミー部材31が挿入されたスロット50にコイル15の挿入をするときは、図3に示すように、ティース12に挿入されるコイル15の前進に追従して、スロット50に配置したダミー部材31を押し出すことにより、占積率および耐圧性が向上し、また、相間絶縁紙19の挿入が容易になるため、相間絶縁紙19の挿入工程の自動化が可能となる。加えてダミー部材31の押出のための特別な装置および工程が不要となる。これにより同一スロット50内にある、異なる相のコイル15は、2枚の相間絶縁紙19を介して接することになる。
【0042】
なお、図2(d)のように、挿入後のコイル15の軸方向両端部(以下、「コイルエンド」と示す)17は、所定の形状に整形する。整形によって、電動機の付近に設けられる機器との絶縁空間距離を確保でき、固定子巻線を用いて着磁する場合、コイルエンド17の変形やダメージを抑える。さらに、コイルエンド17を成形することにより、同一スロット50内に収納されている異なる相のコイル15、例えば15W2と15U1に力が作用し、ティース12が拘束されることで固定子鉄心11の剛性が向上する。
【0043】
また、整形したコイルエンド17は、縛り糸で結束する、あるいは自己融着電線を用いて整形後にコイル15を融着させるとよい。
【0044】
以下にコイル15の挿入手順の一例を述べる。
【0045】
4極6スロットの時、各ティース12に施された巻線が、順にU1、V1、W1、U2、V2、W2である時、例えばまずU1、W1、V2を同時に挿入し、次にV1、U2、W2を同時に挿入するとよい。この時、最初にU1、W1、V2を入れる時、これらと同一スロット50にあり、2回目に挿入されるV1、U2、W2にダミー部材31を挿入する。
【0046】
同様に6極9スロットの時、各ティース12に施された巻線が、順にU1、V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3である時、例えばまずU1、W1、V2を同時に挿入し、次にU3、W3、V1を同時に挿入し、最後にU2、W2、V3を同時に挿入するとよい。
【0047】
また同様に8極9スロットの時、各ティース12に施された巻線が、順にU1、V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3、U4、V4、W4である時、例えばまずU1、W1、V2、U3、W3、V4を同時に挿入し、次にV1、U2、W2、V3、U4、W4を同時に挿入するとよい。このようなコイル15の挿入順序で行えば、それぞれのコイル15挿入において、同時に挿入するコイル15の組合せ(相対的な位置関係)が同一となるため、あらかじめ環状に巻線するための巻枠や巻線機が同一の構成でよい。このため設備が簡略化でき、生産性も向上する。
【0048】
すなわち、奇数スロット…3回、偶数スロット…2回でコイルの挿入が完了する。
【0049】
これにより各相のコイル15内径面積の合計が同一になるため、各相の誘起電圧が同一になるという効果が得られる。また、各相のコイル15の抵抗も同一になるため、電流が安定するという効果が得られ、これらの効果により駆動が安定し、アンバランスが低減される。例えば4極6スロットの場合、1回目に挿入したコイル15より2回目に挿入したコイル15の方が内径面積がわずかに大きかった場合、U1、W1、V2のコイルより、V1、U2、W2のコイルの方が誘起電圧がわずかに大きくなるが、U、V、W各相トータルではそれぞれU1+V2、V1+V2、W1+W2となるので、各相ほぼ同一の誘起電圧となる。
【0050】
なお、隣り合うティース12にコイル15を挿入する場合、例えば4極6スロットの時には、U1、V1、W1、U2、V2、W2のコイルを同時に挿入することも可能である。この場合、挿入回数が1回となるため工程を削減することができるが、コイル15の巻き崩れや、異なる相のコイル15の交差などの問題が生じるため、コイル15の挿入そのものが困難となる。したがって、本発明に示したように、互いに隣接しないティース12に同時にコイル15を挿入することが望ましい。
【0051】
次に集中巻線を施した電動機の音の発生原理について説明する。
【0052】
通常、前記のような電動機の固定子鉄心では、互いに隣接した幅広部14間に作用する互いに引き合うあるいは反発する応力が増加するために円環振動が発生し易く、分布巻に比べて振動が増加する傾向にあった。これには、回転方向の振動のみならず、半径方向の振動も大きく影響を及ぼす。また、スロットオープン16から巻線用ノズルを挿入しながらティース12に直接巻線を施すノズル巻工法によって製造された電動機では、コイル15はティース12に密着し、隣接するティース12に巻線されたコイル15間に空間があるため、円環振動に対しては、コイル15は質量として働く以外、剛性の向上に寄与しない。
【0053】
特に、PWM制御を行う場合、さらには3相中2相のみに通電する120°矩形波通電では振動の増加が顕著である。これは、正弦波駆動に比べて、巻線に流れる電流に高調波を多く含むためである。また120°矩形波通電では、相切替時の電流の変化が急峻であることから、幅広部14には強い加振力が発生し、振動が増大する。さらに永久磁石22を回転子鉄心21内部に埋設したIPMモータでは、磁気吸引力が大きくなるため、固定子鉄心21を変形させる力が大きく、また、ギャップ不同時のアンバランス力も大きくなる。永久磁石22が希土類(Nd−Fe−B系)である時は、さらに顕著となる。
【0054】
一方、本発明に示した製造方法によって製造された電動機においては、同一スロット50に挿入するコイル15を仮にU1(−)、V1(+)とすると、U1(−)とV1(+)は、U1(−)と同時に挿入した相間絶縁紙19と、V1(+)と同時に挿入した相間絶縁紙19を介して互いに接している。これにより固定子鉄心11の剛性が向上し、巻線振動の抑制がなされるため、隣接するティース12が互いに引き合うことにより発生する固定子鉄心11の円環振動による振動、騒音を低減する効果がある。図4に従来の電動機の固定子鉄心の伝達関数、図5に本発明の電動機の伝達関数を示す。
【0055】
なお、従来の技術で説明したような、固定子鉄心11を分割して巻線する場合は、スロット50内に隙間なく巻線した場合、コイル15の弾性が損なわれることもある。本発明における製造方法では、スペースファクタ50〜65%が望ましい。
【0056】
図6に示すように、スロット絶縁紙18のティース12の軸方向両端面側に形成される折り返し角部41を切欠形状とすることによって、固定子巻線終了後、スロット絶縁紙18の折り返し角部41が固定子10の内径より内周側に突出しないようにすることにより、固定子10の内径への絶縁紙のはみ出しがなく、信頼性の高い電動機が得られる。
【0057】
なお、図7のように、ティース12のスロット50について、軸方向両端部のわずかな長さLだけ(1〜3mm程度)、他の部分よりスロット50形状を大きくすることによって、ティース12にわずかな幅Wの段差51を設ける。スロット絶縁紙18のティース12両端面側に形成される折り返し部の一部を段差に収納する。段差51の幅は、スロット絶縁紙18の2枚分の厚みより若干大きめに取るとよい。例えば、0.25mmのスロット絶縁紙18を用いた時、段差51の幅Wは0.5mmより大きい値、0.6mm〜1mm程度でよい。
【0058】
コイル15をスロット50に挿入し、または、コイルエンド17を成形する時、スロット絶縁紙18の軸方向端部には、大きな力がかかる。このとき、前記段差51が無い場合には、スロット絶縁紙18の1枚のみが直接ティース12のスロット50の軸方向端部のエッジに強い力で押し付けられることになり、破れたりして、コイル15とティース12との絶縁が破壊される恐れがあるが、上記の段差51がある構成では、スロット絶縁紙18の折り返し部によって力が吸収されるため、コイル15側のスロット絶縁紙18の破損は起こりにくい。なお、スロット絶縁紙18の折り返し部の軸方向長さHは、段差51に一部を収納してもなおコイルエンド17とティース12との間に所定の絶縁空間距離があればよく、例えば家庭用機器に使われる圧縮機等の場合、絶縁空間距離は2.4mm以上であるので、段差の軸方向長さが1〜3mmである場合、これらをたしあわせて、3.4〜5.4mm程度設ければよい。
【0059】
なお、スロット絶縁紙18および相間絶縁紙19の材質は、ポリエステルフィルムが好適であり、特に、密閉型圧縮機として、冷媒に晒されるような用途では、オリゴマの低い、PEN,PET等が優れる。
【0060】
なお、この電動機を密閉型圧縮機に用いれば、集中巻の小型化・使用銅量低減という良さはそのままのため高効率であるうえに低振動・低騒音である。さらにインシュレータを用いる必要がないため、キャピラリチューブづまり等が発生しにくい。自然冷媒を使用する密閉型圧縮機においても同様の効果を得ることができる。
【0061】
また、前記密閉型圧縮機を搭載した冷凍サイクルは、高効率であるので使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0062】
また、前記冷凍サイクルを搭載した空調機器は、高効率であるので使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0063】
また、前記冷凍サイクルを搭載した冷蔵庫は、高効率であるので使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0064】
また、前記冷凍サイクルを搭載した電子回路冷却システムは、高効率であるので使用電力を削減することができ、信頼性の向上と長寿命化が実現できる。
【0065】
【発明の効果】
求項1に記載の発明によれば、相間絶縁構造が取りやすくなり、絶縁性を向上させ、信頼性が向上するという効果が得られる。また、同一スロット内で異なる相のコイルが混同することなく巻線が可能になる。さらにコイルの挿入性を向上させ、高占積率巻線を可能にし、電動機の効率が向上する。
【0066】
請求項2に記載の発明によれば、占積率および絶縁性が向上する。
【0067】
請求項3に記載の発明によれば、絶縁性が向上することによりインシュレータを廃止することができ、樹脂使用量が減量できるため、特に密閉型圧縮機の用途に適する。
【0068】
請求項4に記載の発明によれば、絶縁紙設置をコイル挿入後に行う場合、人の手で設置せねばならず、また絶縁紙の腰折れが発生するが、本発明は相間絶縁紙の設置が容易であるため、機械による自動化が可能になる。
【0069】
請求項5に記載の発明によれば、同一スロット内の異なる相のコイルを左右に分けることにより、占積率および耐圧性が向上する。加えて相間絶縁紙の挿入が容易になるため、自動化が可能となる。
【0070】
請求項6に記載の発明によれば、占積率および耐圧性が向上し、また、相間絶縁紙の挿入が容易になるため、自動化が可能となる。加えてダミー部材の押出のための特別な装置が不要となる。
【0071】
請求項7に記載の発明によれば、相互の相間絶縁紙の干渉がなくなるため、安定したコイル挿入が可能となり、占積率を向上させるという効果が得られる。
【0072】
請求項8に記載の発明によれば、抜きテーパがついているためダミー部材の押出が容易になり、コイルダメージが少なくなるという効果が得られる。
【0073】
請求項9に記載の発明によれば、ダミー部材がスロットから抜け出る際に、ダミー部材自身で先に挿入されているコイルをスロット内で整形し、次のコイル挿入を容易にするという効果が得られる。
【0074】
請求項10に記載の発明によれば、各相のコイル内径面積の合計が同一になるため、誘起電圧が同一になるという効果が得られる。また、各相のコイルの抵抗も同一になるため、電流が安定するという効果が得られ、これらの効果により駆動が安定し、電気的あるいは磁気的なアンバランスが低減される。
【0075】
請求項11に記載の発明によれば、工程が少なくなるため、生産性が向上する。
【0076】
請求項12に記載の発明によれば、固定子鉄心の剛性が向上し、巻線振動を抑制する効果があるため、隣接するティースが互いに引き合うことにより発生する円環振動を抑制する効果があり、振動、騒音が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例における電動機の断面図
【図2】 (a)(b)(c)(d)は、本発明の一実施例における電動機の製造方法を示す図
【図3】 (a)(b)は、本発明の一実施例における電動機のコイル挿入方法を示す図
【図4】 従来の電動機の固定子鉄心の伝達関数を示す図
【図5】 本発明における電動機の固定子鉄心の伝達関数を示す図
【図6】 一例におけるスロット絶縁紙形状を示した斜視図
【図7】 一例におけるスロットの軸方向両端部段差とスロット絶縁紙折り返し部との関係を示した断面図
【符号の説明】
10 固定子
11 固定子鉄心
12 ティース
13 ヨーク部
14 幅広部
15 コイル
16 スロットオープン
17 コイルエンド
18 スロット絶縁紙
19 相間絶縁紙
20 回転子
31 ダミー部材
41 折り返し角部
50 スロット
51 段差
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electric motor for a hermetic compressor and a method for manufacturing the same, and relates to a hermetic compressor that reduces the amount of resin material used and hardly clogs capillary tubes and a refrigeration cycle using the same..
[0002]
[Prior art]
  In recent years, electric motors having salient pole parts have been used for hermetic compressors from the viewpoint of small size and high efficiency.
[0003]
  As for an electric motor having a salient pole portion, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-46782, a coil is formed on a stator core through an insulating member formed of a resin called an insulator. . In general, the coil is formed by a direct winding method in which a coil is directly wound on a tooth by a winding machine having a nozzle portion.
[0004]
  As disclosed in the publication, the motor manufactured in this way has a space in the slot for storing the coil wound around the adjacent teeth, and ensures insulation between adjacent coils. Has been.
[0005]
  However, in the direct winding method using the integrated stator core as described above, a space (as a result, a space for ensuring insulation) is formed in the slot from the viewpoint of securing the nozzle passage space in the slot. However, it is difficult to further improve the space factor, and it has been impossible to realize further small size and high efficiency.
[0006]
  Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-191588 discloses a manufacturing method in which a stator iron core is formed in a ring shape after being directly wound in a state where the stator core is expanded substantially linearly. It is possible to obtain a stator having a significantly improved space factor by the manufacturing method. And with the space factor improvement, the insulation of the adjacent coils accommodated in the same slot is needed. As the interphase insulation method, this publication discloses a technical idea in which a slot insulating paper has a bent portion, and when the stator core is formed into a ring shape, the bent portion becomes a protrusion and is arranged between the coils. Yes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the manufacturing method in which the stator core is formed into a ring after direct winding in a state where the stator core is expanded substantially linearly as described above, the yoke portion of the stator that serves as a main magnetic flux path is provided. Since it is cut at the junction, considering the dimensional variation, etc., there will be a plurality of minute gaps in the yoke, which increases the magnetic resistance and also causes iron loss due to short circuit between the laminations at the junction. To increase.
[0008]
  In addition, as in the case of a hermetic compressor, in the case where the laminated layers are fixed by half-cutting Karamase or welding of the outer periphery, it is difficult to ensure the bonding strength at the time of dropping, and the bonding is performed by TIG welding or the like. In such a case, the iron loss increases due to a short circuit between the laminations of the welds. Also, in a hermetic compressor in which the outer periphery of the stator is shrink-fitted into the shell, the inner diameter dimensional accuracy can be ensured only by the outer diameter dimensional accuracy of the stator iron core, and the gap is likely to be the same. There was also a problem in terms of noise. Further, when the joint protrudes into the slot, the slot insulating paper may be damaged.
[0009]
  An object of the present invention is to provide a high space factor winding and to suppress vibration and noise due to a steep change in magnetic flux, and to provide a low vibration and low noise motor and a method for manufacturing the same. And
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention includes a step of inserting a coil into the teeth that are not adjacent to each other when the coil is inserted into the teeth in a concentrated winding shape through a slot open after being previously annularly wound. Repeat M times. This facilitates coil insertion, which can be automated including insulation, and also improves the space factor. Further, the rigidity of the stator core is improved and the winding vibration is also suppressed, so that vibration and noise due to the ring vibration of the iron core can be reduced.Specifically, it is as follows.
[0011]
  According to the first aspect of the present invention, there is provided a stator core integrally formed by a plurality of teeth having a wide portion in the circumferential direction of the tip end portion and an annular yoke portion, and the teeth after being annularly wound in advance. A coil that is inserted into a concentrated winding by turning the slot open to a gap, an interphase insulating paper that insulates between adjacent different-phase coils inserted and accommodated in a slot formed by the teeth and the yoke, and is accommodated in the slot. In the method of manufacturing an electric motor including a stator having salient poles and a rotor having a permanent magnet, which are made of slot insulating paper that insulates the coil and the stator iron core, the teeth that are not adjacent to each other are simultaneously A method of manufacturing an electric motor, wherein the step of inserting a coil is repeated M (M is an integer of 2 or more) times.RThe interphase insulation structure can be easily obtained, and the effects of improving the insulation and improving the reliability can be obtained. Further, winding of coils of different phases within the same slot is possible without being confused. Furthermore, the insertion property of the coil is improved, a high space factor winding is enabled, and the efficiency of the electric motor is improved.
[0012]
  The invention according to claim 2 is a step of inserting a coil wound in an annular shape so that the inner diameter of the coil is larger than the wide portion of the teeth widened in the circumferential direction of the tip of the teeth. 2. The method of manufacturing an electric motor according to claim 1, wherein the coil inner diameter width is reduced after the coil is inserted deeper than the teeth wide portion, and the coil inner diameter height is increased in accordance with the reduction of the inner diameter width.R, Space factor and insulation are improved.
[0013]
  According to a third aspect of the present invention, in the step of inserting the coil, the inner diameter height of the stator core and the axial end of the coil are increased by enlarging the coil inner diameter height in accordance with the reduction of the inner diameter width. The method for manufacturing an electric motor according to claim 2, wherein a sufficient insulating space distance is secured between the first and second portions.RSince the insulation can be improved, the insulator can be abolished and the amount of resin used can be reduced, so that it is particularly suitable for use in a hermetic compressor.
[0014]
  According to a fourth aspect of the present invention, in each coil insertion step, an interphase insulating paper having a substantially U-shaped cross-section that is concave on the coil side is inserted together with the coil. It is a manufacturing method of the electric motor given in any 1 paragraph.RIn the case of conventional insulation paper installation after coil insertion, it must be installed by hand, and the insulation paper may be folded back. However, the present invention is easy to install interphase insulation paper and can be automated by a machine. become.
[0015]
  According to a fifth aspect of the present invention, a coil is inserted in a state where a dummy member is disposed in a slot in which a coil is housed and a coil of an adjacent tooth into which a coil is not inserted is housed. Claims 1 to Claim characterized4The method for manufacturing an electric motor according to any one ofRBy separating the coils of different phases in the same slot into left and right by using the dummy member, the space factor and the pressure resistance are improved. In addition, since the interphase insulating paper can be easily inserted, the interphase insulating paper inserting process can be automated.
[0016]
  The invention described in claim 6 is a method of manufacturing an electric motor according to claim 5, wherein the dummy member disposed in the slot portion is pushed out following the advance of the coil inserted into the tooth.RFurther, since the space factor and pressure resistance are improved and the interphase insulating paper can be easily inserted, the interphase insulating paper insertion process can be automated. In addition, a special device and process for extruding the dummy member are not necessary.
[0017]
  The invention according to claim 7 is characterized in that the cross-sectional area of the insertable portion into which the coil is inserted is smaller than the cross-sectional area of the dummy member among all the cross-sectional areas of the slots that can be wound. Is a manufacturing methodRIn the coil insertion step, interference between the interphase insulating papers is eliminated, so that stable coil insertion is possible and the effect of improving the space factor can be obtained.
[0018]
  The invention according to claim 8 is the method of manufacturing an electric motor according to any one of claims 5 to 7, wherein the dummy member has a tapered shape such that a cross-sectional area increases toward a tip in a pulling direction. InRSince the punching taper is provided, the dummy member can be easily pushed out and the coil damage can be reduced.
[0019]
  The invention according to claim 9 is the method of manufacturing an electric motor according to any one of claims 5 to 7, wherein the dummy member has a tapered shape such that a cross-sectional area decreases toward a tip in a pulling direction. InRWhen the dummy member is extracted from the slot, the effect is obtained that the coil that has been previously inserted by the dummy member itself is shaped in the slot to facilitate the next coil insertion.
[0020]
  According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an electric motor according to any one of the first to ninth aspects, the coils are inserted into the slots at the same time, with the same number of coils of each phase being not adjacent to each other. InRSince the sum of the coil inner diameter areas of the respective phases becomes the same, the effect that the induced voltages of the respective phases become the same can be obtained. In addition, since the resistance of the coils of each phase is the same, the effect that the current is stabilized is obtained, the driving is stabilized by these effects, and the electrical or magnetic imbalance is reduced.
[0021]
  The invention according to claim 11 is the method of manufacturing an electric motor according to claim 10, wherein three-phase winding is applied, and M = 2 when the number of slots is even and M = 3 when the number of slots is odd. InRSince the number of processes is reduced, productivity is improved.
[0022]
  According to the twelfth aspect of the present invention, after inserting coils of different phases inserted into the same slot, both end portions in the axial direction of the coil are shaped, and coils of different phases inserted into the same slot. The method for manufacturing an electric motor according to any one of claims 1 to 11, wherein the contact is made through interphase insulating paper.RThe rigidity of the stator core is improved, and the effect of suppressing the winding vibration is obtained. The effect of suppressing the ring vibration generated by the adjacent teeth attracting each other is obtained, and the vibration and noise are reduced. Further, when the slot open portion is also used as the insulating paper, it is possible to reduce processes and materials used in a state where sufficient insulation is ensured.
[0023]
  Incidentally, a reference example will be described.A stator core integrally formed by a plurality of teeth having a wide portion in the circumferential direction of the tip end portion and an annular yoke portion, and a coil that is wound in advance and inserted into the teeth through a slot open; A phase insulating paper that insulates adjacent different phase coils inserted and housed in a slot formed by the teeth and the yoke, and a slot insulating paper that insulates the coil housed in the slot and the stator core. In the electric motor composed of the stator having the salient poles and the rotor having the permanent magnets, the folded corners formed on both end surfaces in the axial direction of the stator core of the slot insulating paper are notched.TheElectric motorThenSince the protrusion of the insulating paper to the inner diameter of the stator does not protrude, or the protrusion can be reduced to such an extent that the pressure resistance and reliability are not affected, a highly reliable electric motor can be obtained.
[0024]
  In the above reference example,The folded corners formed on both end surfaces in the axial direction of the stator core of the slot insulating paper are notched so that the folded corner of the slot insulating paper is within the inner diameter of the stator after the stator winding is finished. Do not protrude to the circumferential sideTheWith an electric motorIsInsulation paper does not protrude from the stator inner diameter, and a highly reliable electric motor can be obtained.
[0025]
  In the above reference example,A step is provided on both end surfaces of the stator core to accommodate a part of the folded portion formed on both ends of the stator core of the slot insulation paper.TheWith an electric motorIsIn addition, since the slot insulating paper folded portion hits the edge portion of the slot on both end face sides of the stator core, the insulation is good. In particular, the effect of reducing the dielectric breakdown due to the stress on the slot insulating paper due to the stress of the winding is obtained.
[0026]
  An electric motor manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 12,Or according to the above reference exampleA hermetic compressor using an electric motor.IsHigh efficiency, low vibration and low noise can be realized while maintaining the advantages of downsizing concentrated copper and reducing the amount of copper used.
[0027]
  By the way,The refrigerant is HFCOf the above reference exampleWith hermetic compressorIsIn addition to high efficiency, low vibration, and low noise, there is no need to use an insulator, so that the capillary tube is not easily clogged.
[0028]
  By the way,The refrigerant is a natural refrigerantOf the above reference exampleWith hermetic compressorIsIn addition to high efficiency, low vibration, and low noise, there is no need to use an insulator, so that the capillary tube is not easily clogged.
[0029]
  Incidentally, in the above reference example,In a refrigeration cycle with a hermetic compressorIsIt is possible to reduce power consumption while being highly efficient, and to improve reliability and extend the service life.
[0030]
  Incidentally, in the above reference example,Air conditioning equipment equipped with a refrigeration cycleIsIt is possible to reduce power consumption while being highly efficient, and to improve reliability and extend the service life.
[0031]
  Incidentally, in the above reference example,In a refrigerator equipped with a refrigeration cycleIsIt is possible to reduce power consumption while being highly efficient, and to improve reliability and extend the service life.
[0032]
  Incidentally, in the above reference example,Electronic circuit cooling system with refrigeration cycleIsIn particular, due to the rapid growth of the IT industry in recent years, electronic circuits are concentrated everywhere, such as Internet host stations and mobile communication relay stations. Power consumption can be reduced while improving reliability and extending the service life.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using examples.
[0034]
【Example】
  Examples of the present invention will be described below.
[0035]
  FIG. 1 is a sectional view of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
[0036]
  FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing an electric motor in one embodiment of the present invention.
[0037]
  3A and 3B are views showing a method of inserting a coil of an electric motor according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a view from the axial end surface side of the stator core, and FIG.
[0038]
  The stator 10 has coils 15U1 and 15V1 wound in advance in an annular shape around a stator core 11 formed integrally by a plurality of teeth 12 having a wide portion 14 in the circumferential direction of the tip and an annular yoke portion 13. , 15W1, 15U2, 15V2, and 15W2 are inserted through the slot open 16 into the teeth. The inner periphery of the stator includes a rotor 20 that faces the inner periphery of the stator core 11 with a slight gap. The rotor 20 is rotatably held by a bearing or the like (not shown), and a permanent magnet 22 is embedded in a substantially cylindrical rotor core 21. The permanent magnet 22 is magnetized alternately with N and S. A current commutated by a semiconductor element or the like flows in the coil 15 in accordance with the rotor position, a rotating magnetic field is generated in the stator 10, and torque generated by interaction with the magnetic flux of the rotor 20 acts on the rotor 15. 20 is rotated.
[0039]
  Next, the manufacturing process will be described.
[0040]
  The stator core 11 is formed by punching electromagnetic steel sheets into a predetermined shape with a press and laminating them to a predetermined thickness. On the other hand, as shown in FIG. 2A, a coil 15 is formed by winding in advance in a ring shape (in this case, a shape matching the shape of the surface facing the rotor 20 of one tooth 12). The coils are inserted into the teeth 12 corresponding to the coils 15 as shown in FIGS. At this time, at least the coils 15 of the teeth 12 that are not adjacent to each other are simultaneously inserted. FIG. 2 shows a procedure for inserting 15U2, 15V1, and 15W2 first, and then inserting 15U1, 15V2, and 15W1. However, even if the steps of FIGS. 2B and 2C are reversed, FIG. no problem. At this time, in the slot 50 into which the coil 15 is inserted, the coil 15 to be inserted this time is accommodated in a predetermined position in a portion where the coil 15 is not inserted, and the dummy member 31 is inserted so as not to be separated. Good. Moreover, the shape of the slot 50 may be substantially elliptical, and the coil 15 is smoothly inserted into the slot 50 by making it substantially elliptical, so that the winding property can be improved. When inserting the coil 15, it is preferable to insert the interphase insulating paper 19 having a substantially U-shaped cross-sectional shape on the coil 15 side at the same time. The interphase insulating paper 19 has a concave U-shape on the side of each coil 15. In particular, the folding back on the inner diameter side of the stator 10 can also serve as an insulation between the slot opening 16 of the stator core 11 and the coil 15. In the vicinity of the slot opening 16 of the stator core 11, the interphase insulating paper 19 and the slot insulating paper 18 overlap each other with a certain length or more, so that the insulation is sufficient. At this time, if the cross-sectional area of the insertable portion into which the coil 15 is inserted is smaller than the cross-sectional area of the dummy member 31 among all the cross-sectional areas of the slots that can be wound, the interphase insulating paper 19 is inserted in the coil 15 insertion process. Therefore, stable coil 15 can be inserted, and the space factor is improved. Further, when the dummy member 31 has a taper shape such that the cross-sectional area increases toward the tip in the pulling direction, the pulling taper is provided, so that the dummy member 31 can be easily pushed and damage to the coil 15 is reduced. The effect is obtained. In addition, when it has a taper shape that the cross-sectional area becomes small toward the front end in the direction in which the dummy member 31 is pulled out, when the dummy member 31 is pulled out of the slot, the coil 15 previously inserted by the dummy member 31 itself is removed. It is possible to obtain the effect of shaping in the slot 50 and facilitating the insertion of the next coil 15.
[0041]
  Next, when inserting the coil 15 into the slot 50 in which the dummy member 31 is inserted, the dummy disposed in the slot 50 following the advance of the coil 15 inserted into the tooth 12 as shown in FIG. By extruding the member 31, the space factor and the pressure resistance are improved, and the interphase insulating paper 19 can be easily inserted. Therefore, the process of inserting the interphase insulating paper 19 can be automated. In addition, a special device and process for extruding the dummy member 31 are not necessary. As a result, the coils 15 of different phases in the same slot 50 come into contact with each other via the two interphase insulating papers 19.
[0042]
  As shown in FIG. 2D, both ends (hereinafter referred to as “coil ends”) 17 of the coil 15 after insertion are shaped into a predetermined shape. By shaping, it is possible to secure an insulation space distance from a device provided in the vicinity of the electric motor, and when the stator winding is used for magnetization, deformation and damage of the coil end 17 are suppressed. Further, by forming the coil end 17, a force is applied to the coils 15 of different phases accommodated in the same slot 50, for example, 15 W 2 and 15 U 1, and the teeth 12 are constrained so that the rigidity of the stator core 11 is increased. Will improve.
[0043]
  The shaped coil end 17 may be bound with a binding thread, or the coil 15 may be fused after shaping using a self-bonding electric wire.
[0044]
  An example of the procedure for inserting the coil 15 will be described below.
[0045]
  In the case of 4 poles and 6 slots, when the windings applied to the teeth 12 are U1, V1, W1, U2, V2, and W2, in order, for example, first, U1, W1, and V2 are inserted simultaneously, and then V1, U2 and W2 may be inserted simultaneously. At this time, when U1, W1, and V2 are inserted for the first time, the dummy member 31 is inserted into V1, U2, and W2 that are in the same slot 50 as these and are inserted for the second time.
[0046]
  Similarly, in the case of 6 poles and 9 slots, when the windings applied to the teeth 12 are U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3 in order, for example, first, U1, W1, V2 Insert at the same time, then insert U3, W3, V1 at the same time, and finally insert U2, W2, V3 at the same time.
[0047]
  Similarly, in the case of 8 poles and 9 slots, when the windings applied to the teeth 12 are U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3, U4, V4, W4 in order, for example, First, U1, W1, V2, U3, W3, and V4 may be inserted at the same time, and then V1, U2, W2, V3, U4, and W4 may be inserted at the same time. If the coil 15 is inserted in this order, the combination (relative positional relationship) of the coils 15 to be inserted at the same time becomes the same when each coil 15 is inserted. The winding machine may have the same configuration. For this reason, facilities can be simplified and productivity is also improved.
[0048]
  That is, the insertion of the coil is completed in odd slots... Three times and even slots.
[0049]
  As a result, the sum of the inner diameter areas of the coils 15 of the respective phases becomes the same, so that the effect that the induced voltages of the respective phases become the same is obtained. Moreover, since the resistance of the coil 15 of each phase becomes the same, the effect that the current is stabilized is obtained, and the driving is stabilized by these effects, and the unbalance is reduced. For example, in the case of 4 poles and 6 slots, if the inner diameter area of the coil 15 inserted second time is slightly larger than that of the coil 15 inserted first time, V1, U2, W2 of the coil of U1, W1, V2 The induced voltage is slightly higher in the coil, but the total of U, V, and W phases is U1 + V2, V1 + V2, and W1 + W2, respectively, so that the induced voltages are almost the same in each phase.
[0050]
  In addition, when inserting the coil 15 into the adjacent teeth 12, for example, when there are four poles and six slots, it is also possible to insert coils of U1, V1, W1, U2, V2, and W2 at the same time. In this case, since the number of insertions is one, the number of steps can be reduced. However, problems such as collapse of the coil 15 and crossing of the coils 15 of different phases occur, so that the insertion of the coil 15 itself becomes difficult. . Therefore, as shown in the present invention, it is desirable to simultaneously insert the coil 15 into the teeth 12 that are not adjacent to each other.
[0051]
  Next, the principle of sound generation of a motor with concentrated winding will be described.
[0052]
  Usually, in the stator core of the electric motor as described above, since the attractive or repulsive stress acting between the adjacent wide portions 14 increases, annular vibration is likely to occur, and the vibration increases compared to the distributed winding. Tended to be. For this, not only the vibration in the rotation direction but also the vibration in the radial direction has a great influence. Further, in the electric motor manufactured by the nozzle winding method in which the winding is directly applied to the teeth 12 while inserting the winding nozzle from the slot open 16, the coil 15 is in close contact with the teeth 12 and wound around the adjacent teeth 12. Since there is a space between the coils 15, the coil 15 does not contribute to the improvement in rigidity except for acting as a mass against the circular vibration.
[0053]
  In particular, when PWM control is performed, the increase in vibration is significant in the case of 120 ° rectangular wave energization that energizes only two of the three phases. This is because the current flowing through the winding includes more harmonics than the sinusoidal drive. In addition, in the 120 ° rectangular wave energization, since the current change at the time of phase switching is steep, a strong excitation force is generated in the wide portion 14 and the vibration is increased. Further, in the IPM motor in which the permanent magnet 22 is embedded in the rotor core 21, the magnetic attraction force increases, so that the force that deforms the stator core 21 is large, and the unbalanced force that is not coincident with the gap also increases. When the permanent magnet 22 is a rare earth (Nd—Fe—B system), it becomes more prominent.
[0054]
  On the other hand, in the electric motor manufactured by the manufacturing method according to the present invention, if the coils 15 inserted into the same slot 50 are U1 (−) and V1 (+), U1 (−) and V1 (+) are The interphase insulating paper 19 inserted simultaneously with U1 (−) and the interphase insulating paper 19 inserted simultaneously with V1 (+) are in contact with each other. As a result, the rigidity of the stator core 11 is improved, and the winding vibration is suppressed. Therefore, there is an effect of reducing vibration and noise due to the ring vibration of the stator core 11 generated by the adjacent teeth 12 attracting each other. is there. FIG. 4 shows a transfer function of a stator core of a conventional motor, and FIG. 5 shows a transfer function of the motor of the present invention.
[0055]
  When the stator core 11 is divided and wound as described in the prior art, the elasticity of the coil 15 may be impaired if the stator core 11 is wound without gaps. In the manufacturing method in the present invention, a space factor of 50 to 65% is desirable.
[0056]
  As shown in FIG. 6, the folding angle portions 41 formed on both end surfaces in the axial direction of the teeth 12 of the slot insulating paper 18 are notched so that the folding angle of the slot insulating paper 18 after the stator winding is finished. By preventing the portion 41 from projecting to the inner peripheral side from the inner diameter of the stator 10, there is no protrusion of insulating paper to the inner diameter of the stator 10, and a highly reliable electric motor can be obtained.
[0057]
  As shown in FIG. 7, the slot 50 of the tooth 12 has a slight length L (about 1 to 3 mm) at both ends in the axial direction, and the shape of the slot 50 is made slightly larger than the other parts, so that the tooth 12 has a slight length. A step 51 having a wide width W is provided. Part of the folded portion formed on both end surfaces of the tooth 12 of the slot insulating paper 18 is accommodated in the step. The width of the step 51 is preferably slightly larger than the thickness of the two pieces of slot insulating paper 18. For example, when the slot insulating paper 18 of 0.25 mm is used, the width W of the step 51 may be a value larger than 0.5 mm and about 0.6 mm to 1 mm.
[0058]
  When the coil 15 is inserted into the slot 50 or the coil end 17 is formed, a large force is applied to the axial end of the slot insulating paper 18. At this time, when there is no step 51, only one of the slot insulating papers 18 is directly pressed against the edge of the axial end portion of the slot 50 of the tooth 12 with a strong force, and it is torn and coiled. Although there is a possibility that the insulation between the teeth 15 and the teeth 12 may be broken, in the configuration with the step 51 described above, the force is absorbed by the folded portion of the slot insulating paper 18, so that the slot insulating paper 18 on the coil 15 side is damaged. Is unlikely to occur. The axial length H of the folded portion of the slot insulating paper 18 is not limited as long as a predetermined insulating space distance exists between the coil end 17 and the tooth 12 even if a part of the folded portion 51 is accommodated. In the case of a compressor or the like used for industrial equipment, the insulation space distance is 2.4 mm or more. Therefore, when the axial length of the step is 1 to 3 mm, these are added together to 3.4 to 5.4 mm. What is necessary is just to provide about.
[0059]
  The material of the slot insulating paper 18 and the interphase insulating paper 19 is preferably a polyester film. In particular, as a hermetic compressor, PEN, PET, etc., which are low in oligomers, are excellent in applications where they are exposed to a refrigerant.
[0060]
  If this electric motor is used in a hermetic compressor, the advantages of downsizing the concentrated winding and reducing the amount of copper used are the same, and the efficiency is high, and the vibration and noise are low. Furthermore, since there is no need to use an insulator, capillary tube clogging is unlikely to occur. The same effect can be obtained in a hermetic compressor using a natural refrigerant.
[0061]
  In addition, since the refrigeration cycle equipped with the hermetic compressor is highly efficient, the power consumption can be reduced, and the reliability can be improved and the life can be extended.
[0062]
  Moreover, since the air-conditioning equipment equipped with the refrigeration cycle is highly efficient, it can reduce power consumption, and can improve reliability and extend the life.
[0063]
  In addition, since the refrigerator equipped with the refrigeration cycle is highly efficient, the power consumption can be reduced, and the reliability can be improved and the life can be extended.
[0064]
  In addition, since the electronic circuit cooling system equipped with the refrigeration cycle is highly efficient, power consumption can be reduced, and reliability can be improved and life can be extended.
[0065]
【The invention's effect】
  ContractAccording to the invention described in claim 1, the interphase insulating structure can be easily obtained, and the effects of improving the insulation and improving the reliability can be obtained. Further, winding of coils of different phases within the same slot is possible without being confused. Furthermore, the insertion property of the coil is improved, a high space factor winding is enabled, and the efficiency of the electric motor is improved.
[0066]
  According to invention of Claim 2, a space factor and insulation are improved.
[0067]
  According to the third aspect of the invention, the insulator can be abolished by improving the insulation, and the amount of resin used can be reduced, so that it is particularly suitable for the use of a hermetic compressor.
[0068]
  According to the invention described in claim 4, when the insulating paper is installed after the coil is inserted, it must be installed by a human hand, and the insulating paper is folded back. Because it is easy, it can be automated by machines.
[0069]
  According to the fifth aspect of the present invention, the space factor and the pressure resistance are improved by dividing the coils of different phases in the same slot into left and right. In addition, since interphase insulating paper can be easily inserted, automation is possible.
[0070]
  According to the sixth aspect of the present invention, the space factor and pressure resistance are improved, and the interphase insulating paper can be easily inserted, so that automation is possible. In addition, a special device for extruding the dummy member becomes unnecessary.
[0071]
  According to the seventh aspect of the present invention, since there is no interference between the interphase insulating papers, stable coil insertion is possible, and the effect of improving the space factor can be obtained.
[0072]
  According to the invention described in claim 8, since the taper is attached, the dummy member can be easily pushed out, and the coil damage can be reduced.
[0073]
  According to the ninth aspect of the present invention, when the dummy member comes out of the slot, the dummy member itself shapes the coil previously inserted in the slot so that the next coil can be easily inserted. It is done.
[0074]
  According to the invention described in claim 10, since the sum of the coil inner diameter areas of the respective phases becomes the same, an effect that the induced voltages become the same can be obtained. In addition, since the resistance of the coils of each phase is the same, the effect that the current is stabilized is obtained, the driving is stabilized by these effects, and the electrical or magnetic imbalance is reduced.
[0075]
  According to the eleventh aspect of the invention, the number of steps is reduced, and thus productivity is improved.
[0076]
  According to the invention described in claim 12, since the rigidity of the stator core is improved and there is an effect of suppressing the winding vibration, there is an effect of suppressing the ring vibration generated by the adjacent teeth attracting each other. Vibration, noise are reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2D are diagrams showing a method of manufacturing an electric motor in one embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are views showing a method of inserting a coil of an electric motor in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a transfer function of a stator core of a conventional electric motor
FIG. 5 is a diagram showing a transfer function of a stator core of an electric motor according to the present invention.
[Fig. 6]One caseThe perspective view which showed the slot insulation paper shape in
[Fig. 7]One caseSectional drawing which showed the relationship between the axial direction both-ends step of a slot in slot, and a slot insulation paper folding | turning part
[Explanation of symbols]
  10 Stator
  11 Stator core
  12 Teeth
  13 Yoke part
  14 Wide part
  15 coils
  16 slots open
  17 Coil end
  18 slot insulation paper
  19 Interphase insulating paper
  20 Rotor
  31 Dummy
  41 Folding corner
  50 slots
  51 steps

Claims (12)

先端部の円周方向に幅広部を有する複数のティースと環状のヨーク部により一体的に形成される固定子鉄心と、あらかじめ環状に巻線された後に前記ティースにスロットオープンを介して集中巻状に挿入されるコイルと、前記ティースと前記ヨークにより形成されるスロット部に挿入収納された隣接する異相コイル間を絶縁する相間絶縁紙と、前記スロットに収納されたコイルと前記固定子鉄心を絶縁するスロット絶縁紙で構成される、突極部を有する固定子と、永久磁石を有する回転子により構成される電動機の製造方法において、互いに隣接しない前記ティースに同時にコイルを挿入する工程をM(Mは2以上の整数)回、繰り返し行うことを特徴とする電動機の製造方法。  A stator core integrally formed by a plurality of teeth having a wide portion in the circumferential direction of the tip end portion and an annular yoke portion, and a concentrated winding shape through a slot open to the teeth after being previously annularly wound A coil inserted into the slot, an interphase insulating paper that insulates between adjacent different-phase coils inserted and housed in a slot formed by the teeth and the yoke, and a coil housed in the slot and the stator core are insulated. In the method of manufacturing an electric motor including a stator having salient pole parts and a rotor having a permanent magnet, which is made of slot insulating paper, the step of simultaneously inserting a coil into the teeth not adjacent to each other is described as M (M Is an integer of 2 or more), and the method is repeated. コイル内径幅が、ティース先端部の円周方向に幅広となったティース幅広部より大きくなるように環状に巻線されたコイルを前記ティースに挿入する工程において、コイルをティース幅広部より奥に挿入した後、コイル内径幅を縮小し、かつコイル内径高さを内径幅の縮小に応じて拡大することを特徴とする請求項1記載の電動機の製造方法。  In the process of inserting the coil wound in an annular shape so that the inner diameter width of the coil is larger than the wide tooth portion widened in the circumferential direction of the tip of the tooth, the coil is inserted deeper than the wide tooth portion. 2. The method of manufacturing an electric motor according to claim 1, wherein the inner diameter of the coil is reduced and the height of the inner diameter of the coil is increased in accordance with the reduction of the inner diameter width. コイルを挿入する工程において、コイル内径高さを内径幅の縮小に応じて拡大することによって、固定子鉄心の軸方向端部とコイルの軸方向端部の内径部との間に、十分な絶縁空間距離を確保することを特徴とする請求項2記載の電動機の製造方法。  In the step of inserting the coil, sufficient insulation is provided between the axial end portion of the stator core and the inner end portion of the axial end portion of the coil by enlarging the coil inner diameter height in accordance with the reduction of the inner diameter width. The method for manufacturing an electric motor according to claim 2, wherein a clearance is secured. 各コイル挿入工程において、断面形状がコイル側に凹の略コの字型である相間絶縁紙をコイルと共に挿入することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。  The electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein in each coil insertion step, an interphase insulating paper having a substantially U-shaped cross section having a concave shape on the coil side is inserted together with the coil. Manufacturing method. コイルが収納されるスロットで、かつコイル未挿入の隣接するティースのコイルが収納される前記スロットの部分にダミー部材を配置した状態で、コイル挿入を行うことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。The coil insertion is performed in a state in which a dummy member is disposed in a slot in which a coil is accommodated and a slot of an adjacent tooth in which a coil is not inserted is accommodated. 5. A method for manufacturing an electric motor according to any one of 4 above. ティースに挿入されるコイルの前進に追従して、スロットの部分に配置したダミー部材を押し出すことを特徴とする請求項5記載の電動機の製造方法。  6. The method of manufacturing an electric motor according to claim 5, wherein the dummy member disposed in the slot portion is pushed out following the advance of the coil inserted into the tooth. 巻線可能な全スロット断面積のうち、コイルを挿入する挿入可能部分の断面積がダミー部材の断面積より小さいことを特徴とする請求項6記載の電動機の製造方法。  7. The method of manufacturing an electric motor according to claim 6, wherein, of all the slot cross-sectional areas that can be wound, the cross-sectional area of the insertable portion into which the coil is inserted is smaller than the cross-sectional area of the dummy member. ダミー部材が、抜く方向の先端に向かって断面積が大きくなるようなテーパ形状を有する請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。  The method for manufacturing an electric motor according to any one of claims 5 to 7, wherein the dummy member has a tapered shape such that a cross-sectional area increases toward a leading end in a pulling direction. ダミー部材が、抜く方向の先端に向かって断面積が小さくなるようなテーパ形状を有する請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。  The method for manufacturing an electric motor according to any one of claims 5 to 7, wherein the dummy member has a tapered shape such that a cross-sectional area decreases toward a tip in a pulling direction. スロットへのコイルの挿入は、互いに隣接しない、各相のコイルを同数ずつ同時に行う、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。  The method for manufacturing an electric motor according to any one of claims 1 to 9, wherein the insertion of the coil into the slot is performed simultaneously with the same number of coils of each phase that are not adjacent to each other. 3相巻線が施され、スロット数が偶数のときはM=2、スロット数が奇数の時はM=3である、請求項10記載の電動機の製造方法。  11. The method of manufacturing an electric motor according to claim 10, wherein three-phase winding is applied, and M = 2 when the number of slots is an even number, and M = 3 when the number of slots is an odd number. 同一スロット内部に挿入された異なる相のコイルを挿入した後、前記コイルの軸方向両端部を整形し、かつ、前記同一スロット内部に挿入された異なる相のコイルを相間絶縁紙を介して接触させることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電動機の製造方法。  After inserting coils of different phases inserted into the same slot, both ends in the axial direction of the coil are shaped, and coils of different phases inserted into the same slot are brought into contact with each other via interphase insulating paper. The method for manufacturing an electric motor according to any one of claims 1 to 11, wherein:
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007166731A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 Nissan Motor Co Ltd Rotary electric motor and varnish impregnation method
JP2009089493A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd Motor
JP5066062B2 (en) * 2008-11-21 2012-11-07 株式会社日立製作所 Rotating electric machine and method of manufacturing rotating electric machine
JP5935716B2 (en) * 2013-02-28 2016-06-15 株式会社デンソー Rotating electric machine stator
JP5950865B2 (en) * 2013-05-14 2016-07-13 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド Electric motor and air conditioner using the same
JP2015139260A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 ファナック株式会社 Coil insertion machine for attaching coil to stator core of electric motor, coil system, and method for attaching coil to stator core
WO2015162701A1 (en) 2014-04-22 2015-10-29 E-Tec株式会社 Coil inserter
JP2015052324A (en) * 2014-12-03 2015-03-19 三菱電機株式会社 Compressor
JP2015092817A (en) * 2014-12-03 2015-05-14 三菱電機株式会社 Compressor
JP2015092081A (en) * 2014-12-03 2015-05-14 三菱電機株式会社 Compressor
JP6329586B2 (en) * 2016-04-20 2018-05-23 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 Electric motor and air conditioner using the same
JP2017158428A (en) * 2017-03-31 2017-09-07 三菱電機株式会社 Electric motor and compressor
JP2017153356A (en) * 2017-03-31 2017-08-31 三菱電機株式会社 Motor and compressor
DE102017129474A1 (en) 2017-12-11 2019-06-13 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Method and device for producing slot insulation for winding grooves of a component of an electrical machine
JP7036317B2 (en) * 2018-04-17 2022-03-15 Kyb株式会社 Cylindrical linear motor
JP2018166401A (en) * 2018-07-18 2018-10-25 三菱電機株式会社 Compressor and using method thereof
JP2020018080A (en) * 2018-07-25 2020-01-30 多摩川精機株式会社 Resolver stator structure
JPWO2022264787A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22
WO2024004202A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-04 三菱電機株式会社 Stator, electric motor, compressor, and refrigeration cycle device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04210746A (en) * 1990-12-07 1992-07-31 Daikin Ind Ltd Stator for motor
JPH04210744A (en) * 1990-12-14 1992-07-31 Daikin Ind Ltd Motor
JPH11266557A (en) * 1998-03-18 1999-09-28 Matsushita Seiko Co Ltd Slot insulating paper for motor
JP2000184668A (en) * 1998-12-18 2000-06-30 Calsonic Kansei Corp Manufacture of motor
JP3892161B2 (en) * 1998-12-24 2007-03-14 アイチエレック株式会社 Electric motor stator

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JP2002291209A (en) 2002-10-04

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