JP5228252B2 - 電動機の固定子とそれを用いた電動機および固定子巻線の固定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電動機の固定子に関し、特にその分割鉄心の構造に関するものである。
近年では固定子巻線の占積率を上げるため、分割した鉄心に銅線を巻き付ける集中巻き方式の巻線構造を採用しているものが多い。この場合固定子巻線の隙間を樹脂などでモールドをして巻線を固定している。また分割した鉄心に銅線を巻き付ける集中巻き方式の巻線の場合、一体形の固定子鉄心に銅線を挿入する分布巻き巻線方式のように、銅線を成形して固定したり、コイルエンド部で銅線をバインドすることが困難である。
図４は従来例の分割鉄心に集中巻きの巻線を実装した構成を示した図である。同図の（ａ）（ｂ）はそれぞれ平面および正面から見た右半分の部分を示し、（ｃ）は側面図を示す。分割鉄心１に巻きつけられた巻線２は、結線時に、最後の１ターンの巻き終り部分３において少し膨らむ傾向にある。この膨らんだ部分が、４で示すように、通電時の電磁振動によって振動し、隣接する銅線と擦れ合って銅線の絶縁皮膜が磨り減り、絶縁不良により短絡や焼損を生じていた。
図５は、上述の巻線２の振動を防止するため、樹脂モールド５によって分割鉄心１との隙間を埋めて巻線２を固定した構成図を示したものである。ここで、図５（ａ）（ｂ）はそれぞれ平面図（ただし、右半分の部分のみ示したもの）および側面図である。
なお、分割鉄心に集中巻き方式の巻線を施した固定子の構成例としては特許文献１がある。
特許第３３５５７００号
図４は従来例の分割鉄心に集中巻きの巻線を実装した構成を示した図である。同図の（ａ）（ｂ）はそれぞれ平面および正面から見た右半分の部分を示し、（ｃ）は側面図を示す。分割鉄心１に巻きつけられた巻線２は、結線時に、最後の１ターンの巻き終り部分３において少し膨らむ傾向にある。この膨らんだ部分が、４で示すように、通電時の電磁振動によって振動し、隣接する銅線と擦れ合って銅線の絶縁皮膜が磨り減り、絶縁不良により短絡や焼損を生じていた。
図５は、上述の巻線２の振動を防止するため、樹脂モールド５によって分割鉄心１との隙間を埋めて巻線２を固定した構成図を示したものである。ここで、図５（ａ）（ｂ）はそれぞれ平面図（ただし、右半分の部分のみ示したもの）および側面図である。
なお、分割鉄心に集中巻き方式の巻線を施した固定子の構成例としては特許文献１がある。
通電時の電磁振動を受けても巻線の巻き終り部分が振動しないようにするため、従来の固定方法では樹脂によりモールドする方法を採用している。しかし、この樹脂モールドを施すためには、モールドするための機械、および金型等の設備投資が必要である。また、樹脂そのものの費用や作業工数の増加といった、コスト面での負担が大きかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、分割鉄心とその端面に配置するインシュレータとの間、または分割鉄心の一部に隙間を設け、バインド線により巻線を固定することにより振動を抑制して巻線の絶縁不良や焼損を防止することを目的とする。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、分割鉄心とその端面に配置するインシュレータとの間、または分割鉄心の一部に隙間を設け、バインド線により巻線を固定することにより振動を抑制して巻線の絶縁不良や焼損を防止することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、前記切り欠き部に通されつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する、紐と、を有するものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動機の固定子において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
請求項１に記載の発明は、ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、前記切り欠き部に通されつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する、紐と、を有するものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動機の固定子において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
請求項３に記載の発明は、ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、前記切り欠き部に通されつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する、紐と、を有する固定子を備えたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動機において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動機において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
請求項５に記載の発明は、ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、を有する電動機の固定子巻線の固定方法において、紐を前記切り欠き部に通しつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を前記紐で束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定するものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電動機の固定子巻線の固定方法において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電動機の固定子巻線の固定方法において、前記切欠き部が、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられているものである。
本発明により、巻線の巻き終り部分の電磁振動による短絡や焼損を防止でき、樹脂モールドが不要となるので、製造コストを抑制することができる。
以下に、本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例における電動機の全体構成図と固定子部分の断面図を示したものである。また、図２は本発明の実施例を示す分割鉄心と集中巻き巻線部分の構成を示した図である。
図１（ａ）の電動機の全体構成図において１は固定子の分割鉄心、２は巻線、６はインシュレータ、１０はシャフト、１１は軸受、１２はフレーム、１３は回転子、１４はブラケット、１５は固定子を示す。同図（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ断面図を示したものである。
また、図２において（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図を示す。さらに（ｄ）（ｅ）は、それぞれ同図（ｂ）に示すＹ−Ｙ断面図、並びに、Ｘ−Ｘ断面図を示したものである。
分割鉄心１は、ヨーク部１ａとティース部１ｂが一体化されており、電動機全体のヨーク部分で周方向に１ティース単位に分割して構成されている。また、ティース部１ｂにはインシュレータ６が配置されている。図３にインシュレータ６の構造図を示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。インシュレータ６は絶縁樹脂などで成形されており、その一部に切欠き部７が設けられている。切欠き部７は分割鉄心１の端面に隣接した部分に設けられており、巻線２の結線工程において巻線２を紐９で結ぶ際に、切欠き部７を利用することでより確実に固定することができ、巻線２の巻き終わり部分３の振動を抑制することができる。
これにより、振動による巻線同士の擦れ合いで巻線を損傷して絶縁不良を発生し、短絡や焼損事故が発生するという不具合を防止することができる。また、樹脂モールドが不要となるのでコスト低減にもなる。
図１（ａ）の電動機の全体構成図において１は固定子の分割鉄心、２は巻線、６はインシュレータ、１０はシャフト、１１は軸受、１２はフレーム、１３は回転子、１４はブラケット、１５は固定子を示す。同図（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ断面図を示したものである。
また、図２において（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図を示す。さらに（ｄ）（ｅ）は、それぞれ同図（ｂ）に示すＹ−Ｙ断面図、並びに、Ｘ−Ｘ断面図を示したものである。
分割鉄心１は、ヨーク部１ａとティース部１ｂが一体化されており、電動機全体のヨーク部分で周方向に１ティース単位に分割して構成されている。また、ティース部１ｂにはインシュレータ６が配置されている。図３にインシュレータ６の構造図を示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。インシュレータ６は絶縁樹脂などで成形されており、その一部に切欠き部７が設けられている。切欠き部７は分割鉄心１の端面に隣接した部分に設けられており、巻線２の結線工程において巻線２を紐９で結ぶ際に、切欠き部７を利用することでより確実に固定することができ、巻線２の巻き終わり部分３の振動を抑制することができる。
これにより、振動による巻線同士の擦れ合いで巻線を損傷して絶縁不良を発生し、短絡や焼損事故が発生するという不具合を防止することができる。また、樹脂モールドが不要となるのでコスト低減にもなる。
なお、インシュレータ６に切欠き部を設ける代わりに、変形例として、分割鉄心１に溝８を設けることによって、上述と同様の作用効果が得られる。この場合、分割鉄心１の溝８は複数箇所に設けることによって、巻線２の固定をさらに確実なものとすることができる。
本発明は、集中巻き巻線の巻き終り部分を成形して固定したり、あるいは通常用いられるバインド線での固定が難しい場合、特に、大容量機種の電動機においてその巻線を固定する方法として有効である。
本発明は、集中巻き巻線の巻き終り部分を成形して固定したり、あるいは通常用いられるバインド線での固定が難しい場合、特に、大容量機種の電動機においてその巻線を固定する方法として有効である。
１ 分割鉄心
１ａ ヨーク部
１ｂ ティース部
２ 巻線
３ 巻線の巻き終り部分
４ 巻線の振動方向
５ 樹脂モールド
６ インシュレータ
７ インシュレータの切欠き部
８ 分割鉄心の溝
９ 紐
１０ シャフト
１１ 軸受
１２ フレーム
１３ 回転子
１４ ブラケット
１５ 固定子
１ａ ヨーク部
１ｂ ティース部
２ 巻線
３ 巻線の巻き終り部分
４ 巻線の振動方向
５ 樹脂モールド
６ インシュレータ
７ インシュレータの切欠き部
８ 分割鉄心の溝
９ 紐
１０ シャフト
１１ 軸受
１２ フレーム
１３ 回転子
１４ ブラケット
１５ 固定子
Claims (6)
- ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、
前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、
前記切り欠き部に通されつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する、紐と、
を有することを特徴とする電動機の固定子。 - 前記切欠き部は、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の固定子。
- ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、前記切り欠き部に通されつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する、紐と、を有する固定子を備えたことを特徴とする電動機。
- 前記切欠き部は、前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電動機。
- ヨーク部分で電動機の周方向に１ティース単位に分割して構成した分割鉄心と、前記電動機の径方向に沿った中間部に位置し巻線が巻回される被巻回部、前記電動機の径方向に沿って前記中間部の一方側及び他方側にそれぞれ位置し前記被巻回部に巻回された巻線から露出する露出部、及び、前記露出部の前記一方側及び前記他方側の表面に設けられた切り欠き部、を備え、前記分割鉄心に装着されるインシュレータと、を有する電動機の固定子巻線の固定方法において、
紐を前記切り欠き部に通しつつ、前記被巻回部に巻回された前記巻線の外周部分を前記紐で束ねるように周回して、当該巻線の巻き終わり部分を固定する
ことを特徴とする電動機の固定子巻線の固定方法。 - 前記切欠き部は、
前記電動機の軸方向より見た前記分割鉄心の前後端面に隣接した部分に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電動機の固定子巻線の固定方法。
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| JP2008140571A JP5228252B2 (ja) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | 電動機の固定子とそれを用いた電動機および固定子巻線の固定方法 |
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