JP4842647B2

JP4842647B2 - 電動機

Info

Publication number: JP4842647B2
Application number: JP2006016342A
Authority: JP
Inventors: 博文成田; 友弘大川
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-01-25
Also published as: JP2007202268A

Description

本発明は、電動機に設けられている多数の界磁コイルを接続する渡り線の支持構造に関するものである。

電動機の界磁コイルを接続する渡り線の支持構造は、例えば、特開２００４−９６８３８号公報（特許文献１）に記載されている。

ここに示される電動機は、ステータの側面部に渡り線巻付けピン、巻始めからげピン、巻終わりからげピンを設け、これらのピンに渡り線を引っ掛けたり、からげたりする。こうして、わたり線の保持や這わせをする。

また、特許文献１とは違う渡り線の支持構造を備えたものもある。そのものは、ティースの外周側に径方向揃えた３つの樋状保持溝を設け、U相、V相、W相の界磁コイルに対応するそれぞれ渡り線を分けて、その溝に這わせている。こうして、U相、V相、W相の渡り線が短絡しないようにしている。

特開２００４−９６８３８号公報

上記特許文献１に渡り線の支持構造は、構造が複雑で渡り線の這わせ作業が厄介である。また、３つの樋状保持溝を有する支持構造は構造が複雑であり、しかも３つの樋状保持溝で固定子の側端部のスペースが多く占められるため他の電気部品の配置が難しくなる。

本発明は、上記の問題に鑑み、構造が簡単で、他の電気部品の配置がし易い電動機を提供することを目的とする。

本発明は、ティースと、ティースに巻装される界磁コイルと、界磁コイルとティースとの間に介在するスロット絶縁部材と、界磁コイルを巻装した多数のティースが環状に並ぶ電動機において、ティースの内周側または外周側に位置し、界磁コイルを接続する渡り線を支える渡り線支持壁をスロット絶縁部材に設け、差し込まれる渡り線を保持し、かつ深さを異にする複数の保持溝を渡り線支持壁に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、構造が簡単で、他の電気部品の配置がし易い電動機を提供することができる。

本発明の実施例について、図面を引用して説明する。

まず、図１〜図４に沿って電動機の構造、渡り線の支持構造について説明する。

この図１は、永久磁石モータのステータ１を示している。ステータ１は内側にロータ（図示せず）が置かれる。永久磁石モータは、いわゆるインナロータタイプである。ロータは、外周に多数の永久磁石で形成される界磁磁極を備える。

ロータがステータの外側に位置すると、アウターロータタイプの電動機になる。

ステータ１は、分割されている多数のステータコア２を環状の連結ヨーク３で環状に結合して形成される。

ステータコア２は、図２〜図４に示されるように電磁鋼板を積層して形成する。ステータコア２は、ティース４を有する。ティース４は外周側にヨーク部片５を有する。ティース４は内周側にティース先端拡大部６を有する。ヨーク部片５は外周側にダブテール７を有する。

スロット絶縁部材８は、ステータコア２のティース４に設けられる。界磁コイル９はティース４に巻装される。スロット絶縁部材８は、ティース４と界磁コイル９との間に介在される。

スロット絶縁部材８は、上下２分割になっている。上側のスロット絶縁部材片と下側のスロット絶縁部材片が上下に合わさってティース４に取り付けられる。スロット絶縁部材８が被さってティース４の周りに界磁コイル９は巻装される。

スロット絶縁部材は、ティース４に一体モールド成型することができる。上下２分割のスロット絶縁部材８は、一体モールド成型用の金型や成型作業が省かれるので、生産性が良い。また、熱容量の大きいティース４が無いためモールド成型時の不良が少ない。

巻鍔２０、２１は、スロット絶縁部材８に一体形成して設ける。巻鍔２０はティース４の内周側に、巻鍔２１はティース４の外周側に位置する。この巻鍔２０、２１があるので、多くの界磁コイル９が巻き崩れすることなく、巻線をすることができる。

巻線時にヨーク部片５は直線状態で行なうので、巻線機時のティース４間の間隙を大きくとることができるので、整列巻きがより良く行なわれる。

界磁コイルが巻装された１２個のステータコア２は、成形用金型内に環状に配置される。この際に隣り合うヨーク部片５が、互いの端面を隙間なくして接合するように配置する。そして、圧粉鉄心を成形用金型内に流し込み、加熱硬化させて連結ヨーク３の成形をする。

これにより、分割されていた１２個のステータコア２は連結ヨーク３により結合された一つのステータ１が形成される。樹脂バインダの入っていない圧粉鉄心の場合は、磁束密度は高く取れるが曲げ強度が小さいのでそのまま構造部材として使用できないため樹脂バインダの入った圧粉鉄心を使用することにより体積で磁束密度の低下をカバーして取付け部の構造部を形成した。

ヨーク部片５のダブテール７を連結ヨーク３と一体にモールド成形させるので、分割されているステータコア２は強く結合される。ヨーク部片５の両側面側外周近傍に連結ヨーク３が被さるようにモールド成形されているので、ステータコア２の結合が更に強化されている。

隣り合うヨーク部片５は、互いの端面を隙間なく接合するので、磁気抵抗が少なく磁束の流れが良い。また、ヨーク部片５の外周には、圧粉鉄心で作られた連結ヨーク３が存在するので、磁気通路が増加し、磁束の流れが更によくなる。

連結ヨーク３に使用される材料の圧粉鉄心は、鉄粉の粒子と樹脂バインダの混ぜものである。樹脂バインダは熱硬化樹脂を使用する。成型用金型に注入した圧粉鉄心は、加熱することにより、硬化して強い結合の連結ヨーク３が形成されるのである。

渡り線支持壁２５は、スロット絶縁部材８に設けられる。この渡り線支持壁２５は、界磁コイル９の渡り線２６を保持する。渡り線２６は、巻装される各界磁コイル９の相互間を接続する線である。

渡り線支持壁２５は、ティース４の外周側に位置する巻鍔２１に設けられる。巻鍔２１の先端を延在するようにして渡り線支持壁２５は形成される。この実施例と違うアウターロータタイプの電動機では、渡り線支持壁はティース４の内周側に位置する巻鍔２０に設けるようになる。

保持溝２７、２８、２９は、渡り線支持壁２５に設けられる。この保持溝２７、２８、２９に渡り線２６が挿入されて保持される。渡り線支持壁２５の先端から深く切り欠かれた深さの深い保持溝２７と、中程の深さの保持溝２８と、浅い深さの保持溝２９とが設けられる。

この深さを異にする三種類の保持溝２７、２８、２９は、図５に示すように、ティース４の中心を縦に走る仮想線４０を挟んで対称に設けられる。そして、中程の深さの保持溝２８を間にして浅い深さの保持溝２９が仮想線４０に近い方に深さの深い保持溝２７が仮想線４０から離れた方に配置される。

この実施例では三種類の保持溝２７、２８、２９が上下両方のスロット絶縁部材片に設けられている。上下とも同じスロット絶縁部材片を使えるので生産性の面で有利である。

三種類の保持溝は、何れか一方のスロット絶縁部材片だけでも、渡り線の保持には支障はないが、二種類のスロット絶縁部材片を用いることになるので、生産性の面で不利になる。

渡り線の配線について図１〜図４、図６〜図８を引用して説明する。

まず、図８の結線図に沿って全体の結線から述べる。

図８の（１）〜（１２）に示す界磁コイルは、図１に示す（１）〜（１２）の界磁コイルに対応している。（１）、（４）、（７）、（１０）は、Ｕ相の界磁コイルである。（２）、（５）、（８）、（１１）は、Ｖ相の界磁コイルである。（３）、（６）、（９）、（１２）は、Ｗ相の界磁コイルである。

各相の界磁コイルは、渡り線を介して直列に接続される。（１）の界磁コイルの一方の端子は、電源供給端子４１のＵ相に、（２）の界磁コイルの一方の端子は電源供給端子４１のＶ相に、（３）の界磁コイルの一方の端子は、電源供給端子４１のＷ相に接続される。

（１０）、（１１）、（１２）の界磁コイルの一方の端子は、それぞれが中性点端子４
２に接続される。

なお、図１に示すように、電源供給端子４１と中性点端子４２は、ステータコア２の片側にまとめて備えられる。

図６は電源供給端子や中性点端子の側だけで渡り線を這わせた実態配線を示している。

まず、Ｕ相に属する界磁コイルの渡り線の配線について説明する。

界磁コイル９の渡り線２６−Ａは、渡り線支持壁２５の左側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持される。更に延びた渡り線２６−Ａの先が電源供給端子４１のＵ相に接続係止される。
（１）界磁コイル９の他方の渡り線２６−Ｂは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持される。更に渡り線２６−Ｂは、渡り線支持壁２５の裏面側に沿って這うように延び、（４）界磁コイル９の渡り線支持壁２５のところに来る。

ここで、渡り線２６−Ｂは、渡り線支持壁２５の左側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持され、表側に曲がり出て（４）界磁コイル９に接続される。（４）界磁コイル９の他方の渡り線２６−Ｂは、（４）界磁コイル９に対応する渡り線支持壁２５の右側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持され、渡り線支持壁２５の裏側に回って行く。

そして、渡り線２６−Ｂは、前述した要領で（７）界磁コイル９、（１０）界磁コイル９に渡る。（１０）界磁コイル９の他方から出た渡り線２６−Ｂは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持され、渡り線支持壁２５の裏面に回り込む。

さらに、渡り線支持壁２５の裏面に沿って這うように延びた渡り線２６−Ｂは、（１２）界磁コイル９に対応する渡り線支持壁２５の右側の保持溝２７（深い溝）に差し込み保持される。ここで、表側に曲がり出た渡り線２６−Ｂは、中性点端子４２のＵ相に接続係止される。

上述したように、Ｕ相に属する（１）界磁コイル９、（４）界磁コイル９、（７）界磁コイル９、（１０）界磁コイル９の渡り線は、全部が渡り線支持壁２５の深い深さの保持溝２７に差し込み保持されて配線される。

次にＶ相に属する界磁コイルの渡り線の配線について述べる。

界磁コイル９の一方の渡り線２６−Ｃは、渡り線支持壁２５の左側の保持溝２８（中程深さの溝）に差込保持される。更に延びた渡り線２６−Ｃの先側は、電源供給端子４１のＵ相に接続係止される。

（２）界磁コイル９の他方の渡り線２６−Ｄは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２８（中程深さの溝）に差込保持され、渡り線支持壁２５の裏面側に回リ込む。そして、渡り線２６−Ｄは、前述したＶ相の渡り線と同じ要領で、（５）界磁コイル９、（８）界磁コイル９、（１１）界磁コイル９に渡る。

（１１）界磁コイル９の渡り線２６-Ｄは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２８（中程深さの溝）に差込保持され、渡り線支持壁２５の裏面側に回リ込む。そして、（１２）界磁コイル９に対応する渡り線支持壁２５の右側の保持溝２８（中程深さの溝）に差し込み保持された後に渡り線２６−Ｄは、中性点端子４２のＶ相に接続係止される。

このように、Ｖ相に属する（２）界磁コイル９、（５）界磁コイル９、（８）界磁コイル９、（１１）界磁コイル９の渡り線は、全部が渡り線支持壁２５の中程深さの保持溝２８に差し込み保持されて配線がされる。

次にＷ相に属する界磁コイルの渡り線の配線について述べる。

（３）界磁コイル９の一方の渡り線２６−Ｅは、渡り線支持壁２５の左側の保持溝２９（浅溝）に差込保持される。更に延びた渡り線２６−Ｅの先側は、電源供給端子４１のＷ相に接続係止される。

（３）界磁コイル９の他方の渡り線２６−Ｆは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２９（浅溝）に差込保持され、渡り線支持壁２５の裏面側に回リ込む。そして、渡り線２６−Ｆは、前述したＵ相の渡り線と同じ要領で、（６）界磁コイル９、（９）界磁コイル９、（１２）界磁コイル９に渡る。

（１２）界磁コイル９の渡り線２６−Ｆは、渡り線支持壁２５の右側の保持溝２８（中程深さの溝）に差し込み保持された後に中性点端子４２のＷ相に接続係止される。

このように、Ｗ相に属する（３）界磁コイル９、（６）界磁コイル９、（９）界磁コイル９、（１２）界磁コイル９の渡り線は、全部が渡り線支持壁２５の浅い深さの保持溝２８に差し込み保持されて配線がされる。

上記のようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相に属する界磁コイルの渡り線は、渡り線支持壁２５の各保持溝に差し込み保持され、渡り線支持壁２５に沿って這うよう配線される。この配線では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して保持溝の深さが変えられているので、各相の渡り線は間隔を空けて配線される。異相の渡り線が接触する短絡が防止される。

また、保持溝に渡り線を差し込んで保持させるだけで、渡り線支持壁に沿った配線ができる。配線作業が容易である。

さらに、渡り線支持壁に深さの異なる保持溝を設ける構成であるので、構成が簡単で作り易い。

また、渡り線支持壁を設けた構成は、従来例で述べた３つの樋状保持溝を設けたものと違い、ステータ（固定子）の側端部のスペースが３つの樋状保持溝で多く占められることが解消されるので、他の電気部品の配置が容易になる。

図１〜図４に示すように、渡り線支持壁２５は、裏面側（界磁コイルの反対側）に樋状の溝４３を有する。この環状に並ぶステータコア２ないしティース４の並び方向に沿って延在するように形成される。この樋状の溝４３は、ロータの磁極位置を検知する位置センサーや電気部品の収納に用いる。

図７は、電源供給端子や中性点端子が置かれない下側の渡り線支持壁も利用して渡り線を這わせた実態配線を示している。

（３）界磁コイル９、（６）界磁コイル９、（９）界磁コイル９、（１２）界磁コイル９については、下側の渡り線支持壁２５を利用して一部または全部の渡り線を配線している。

電動機に内置される電気部品の配置の都合により、図７または図６に示す配線を選択することができる。

界磁コイルの巻装について述べる。

ステータコアが、図６に示すように真っ直ぐ並ぶように巻装用の雇い具に支持されて並ぶ。Ｕ相に属する（１）界磁コイル９、（４）界磁コイル９、（７）界磁コイル９、（１０）界磁コイル９の巻装は、渡り線を渡り線支持壁の保持溝に差し込み保持をその都度行いながら順次に行なわれる。Ｕ相に属する界磁コイルの巻装後に、Ｖ相、Ｗ相の巻装を順次に行なう。このようにして巻線が行なわれるのである。

本発明の実施例に係わるもので、電動機の内部を側面側から見た図である。本発明の実施例に係わるもので、図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施例に係わるもので、図１のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施例に係わるもので、図１のＣ−Ｃ断面図である。本発明の実施例に係わるもので、渡り線を保持していない渡り線支持壁の単品図である。本発明の実施例に係わるもので、渡り線支持壁に保持される渡り線の実態配線図である。本発明の実施例に係わるもので、電源供給端子や中性点端子が置かれない下側の渡り線支持壁も利用して渡り線を保持した実態配線図である。本発明の実施例に係わるもので、界磁コイルの結線図である。

符号の説明

４…ティース、９…界磁コイル、８…スロット絶縁部材、２６…渡り線、２５…渡り線支持壁、２７…保持溝、２８…保持溝、２９…保持溝。

Claims

ティースがある分割されているステータコアと、前記ティースに巻装される界磁コイルと、前記界磁コイルと前記ティースとの間に介在するスロット絶縁部材と有し、分割されている複数の前記ステータコアを環状に並ぶように配置する前の状態で前記界磁コイルの巻装を行い、ステータの内側にロータを配置したインナロータタイプの電動機において、
上下にあわさるように前記ティースに取り付ける上下とも同じ二つのスロット絶縁部材片でつくられる前記スロット絶縁部材は、前記ティースの内周側及び外周側に、前記界磁コイルの巻装崩れを抑える巻鍔を有し、
外周側の前記巻鍔の先端を延在して形成した渡り線支持壁を有し、
前記渡り線支持壁は相互の前記界磁コイルを接続する渡り線が差し込み保持される複数の保持溝を有し、
前記渡り線支持壁の先端から前記巻鍔に向けて切り欠かれた前記複数の保持溝は、溝深が浅い深さ、中程の深さ、深い深さの三種類とし、
前記三種類の保持溝は、前記ティースの中心を電動機のロータの回転軸心線方向に走る仮想線を挟んで対称に設け、
前記複数の保持溝を有する前記渡り線支持壁が前記ティースに取り付けられる上下両側の前記スロット絶縁部材片に存在することを特徴とする電動機。
請求項１記載の電動機において、
複数の前記ステータコアは、前記ティースの外周側に設けたヨーク部片と前記ティースの反対側であるヨーク部片の外周側に設けたダブテールを有し、
直線状態で複数の前記ステータコアに前記界磁コイルの巻装および前記渡り線による前記接続をした複数の前記ステータコアは、隣接するヨーク部片の端面が互いに接合するように環状に並べ、
環状に並ぶ複数の前記ステータコアが、前記ダブテールを連結ヨークの圧鉄粉心でモールド結合して一つのステータになることを特徴とする電動機。
ティースがある分割されているステータコアと、前記ティースに巻装される界磁コイルと、前記界磁コイルと前記ティースとの間に介在するスロット絶縁部材と有し、分割されている複数の前記ステータコアを環状に並ぶように配置する前の状態で前記界磁コイルの巻装を行い、ステータの外側にロータを配置したアウタロータタイプの電動機において、
上下にあわさるように前記ティースに取り付ける上下とも同じ二つのスロット絶縁部材片でつくられる前記スロット絶縁部材は、前記ティースの内周側及び外周側に、前記界磁コイルの巻装崩れを抑える巻鍔を有し、
内周側の前記巻鍔の先端を延在して形成した渡り線支持壁を有し、
前記渡り線支持壁は相互の前記界磁コイルを接続する渡り線が差し込み保持される複数の保持溝を有し、
前記渡り線支持壁の先端から前記巻鍔に向けて切り欠かれた前記複数の保持溝は、溝深が浅い深さ、中程の深さ、深い深さの三種類とし、
前記三種類の保持溝は、前記ティースの中心を電動機のロータの回転軸心線方向に走る仮想線を挟んで対称に設け、
前記複数の保持溝を有する前記渡り線支持壁が前記ティースに取り付けられる上下両側の前記スロット絶縁部材片に存在することを特徴とする電動機。