JP5740363B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
本発明は回転電機およびそれを用いた洗濯機、ポンプ、家庭用・産業用機器に関するものである。
回転電機の固定子巻線には、一般に、電気伝導性の優れた銅系材料が用いられている。また、固定子巻線の導体と被覆電線の導体とは、ハンダまたはウォーターウェルダー等の方法で接続される。
一方、自動車分野においては、車両の軽量化のため、比重が銅系材料の約３分の１であるアルミニウム系材料を導体に用いたアルミ電線が提案されている。このようなアルミ電線では、銅系材料の端子とアルミニウム系材料の導体とによる異種金属同士の電気接続が必要となるため、この接続部分に水分が付着すると、接触腐食が生じる可能性がある。そこで、このような接触腐食を防止するため、例えば下記特許文献１には、銅端子とアルミニウム導体との間に亜鉛層を設けて隔絶することが開示されている。また、下記特許文献２には、銅端子とアルミニウム導体との境界露出部を樹脂材料で覆うことにより、この境界露出部に水が浸入するのを防ぐことが開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載された構造は、水の浸入を防ぐものではないので、水が浸入した場合に亜鉛層の腐食が進行し、長期的な防食効果を維持することは難しい。
また、特許文献２に記載された技術は、電線と端子とを単純に接続する場合を想定したものであるため、接続する対象が、回転電機の固定子巻線同士の場合や固定子巻線と電線の場合には、樹脂材料でこれらを固定する作業が容易ではない。
本発明の目的は、製造ラインでの高い作業性を保ちつつ、固定子巻線と被覆電線との接続部分や固定子巻線同士の接続部分の腐食を防止できる回転電機を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように固定子巻線が施された固定子と、この固定子の内周側に所定のギャップを介して回転自在に支持された回転子と、この固定子を支持するブラケットを備えた回転電機において、前記固定子巻線と被覆電線又は前記固定子巻線同士を、銅系材料の端子で圧着して電気的に接続し、前記固定子巻線と被覆電線の導体材質の組合せを、アルミニウム系材料と銅系材料とし、前記固定子巻線と被覆電線との接続部分の周囲を熱収縮チューブで覆い、前記接続部分と前記熱収縮チューブとの間をシリコーンで満たし、前記熱収縮チューブの両端からはみ出るように、前記シリコーンは前記接続部分と前記熱収縮チューブとの間の隙間を埋めて満たされている。
本発明によれば、製造ラインでの高い作業性を保ちつつ、固定子巻線と被覆電線との接続部分や固定子巻線同士の接続部分の腐食を防止可能な回転電機を提供できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、一実施形態として、洗濯乾燥機のメインモータとして用いられた回転電機１４の断面図である。回転電機１４は、固定子７、回転子９、エンドブラケットＡ１５、エンドブラケットＢ１６、軸受１２とから構成されている。
固定子７は、固定子鉄心８に形成された複数のスロット内に、ティースを取り囲むように固定子巻線２が施されて構成されている。また、回転子９は、回転子鉄心１０及び軸１１を有しており、固定子７の内周側に所定のギャップを介し、軸受１２によってエンドブラケットＡ１５、エンドブラケットＢ１６により回転自在に支持されている。
図２は、シリコーン５と熱収縮チューブ６を使用して固定子巻線２の異種金属接続部における腐食防止を図る前の状態を示している。固定子巻線２は固定子鉄心８に巻装され、固定子巻線２の端末１３は後工程（固定子巻線２の導体と被覆電線３の導体４との接続等）を考慮して約１００ｍｍ（製品の種類によって異なる）の長さが確保されている。
（実施例１）図３は、固定子巻線２と被覆電線３との接続に関する実施例１に係る回転電機１４を示している。本実施例では、固定子巻線２の導体と被覆電線３の導体４とを端子１で圧着して電気接続部Ａ１７を形成し、この接続部分を収縮可能なチューブに収納し、このチューブ内の隙間をシリコーン５で塞ぐ。この電気接続部Ａ１７へシリコーン５を被覆する方法としては、電気接続部Ａ１７に直接塗布しても良いし、チューブ内に適量を挿入することで間接的に電気接続部Ａ１７へ流し込んでも良い。
以下、固定子巻線２と被覆電線３との接続方法について、詳細に説明する。まず、図４に示す通り、電気接続部Ａ１７において、固定子巻線２の導体（アルミニウム系材料）と被覆電線３の導体４（銅系材料）とを、端子１（銅系材料）によって圧着することにより、電気的に接続する。ここで、電気接続部Ａ１７は異種金属による接続となるため、このままだと、接続部に水分が付着した場合に、端子１と固定子巻線２の導体に異種金属の接触腐食が生じる。
そこで、シリコーン５を電気接続部Ａ１７に塗布した後、図５のように、その周囲に熱収縮チューブ６を被せる。次に、熱収縮チューブ６を加熱して収縮させることにより、熱収縮チューブ６がシリコーン５と固着する。このとき、熱収縮チューブ６内の余分なシリコーン５は、熱収縮チューブ６内の隙間を埋めながら両端に移動し、図６に示すような状態となる。
結果として、電気接続部Ａ１７の両端からの水の浸入経路が塞がれ、外部から水分が浸入するのを防止でき、長期的に防食効果を維持することが可能となる。この一連の作業は、固定子７の製造工程上で作業できるので量産体制に影響を及ぼさない。
次に、固定子巻線２と被覆電線３との別の接続方法を説明する。
作業方法としては、先に、熱収縮チューブ６の一端側を収縮させておき、熱収縮チューブ６の他端側からシリコーン５を適量注入する。その後、固定子巻線２の導体と被覆電線３の導体４とが端子１によって圧着された、図４に示す状態の電気接続部Ａ１７を、熱収縮チューブ６内に挿入する。そして、図５の状態で熱収縮チューブ６に熱を加えると、熱収縮チューブ６が収縮してシリコーン５と固着し、最終的に図６の状態になる。
この接続方法によれば、適量のシリコーン５を熱収縮チューブ６内に挿入可能となる。すると、常に一定の量を挿入できるため品質の向上につながるだけでなく、シリコーン５を容易に挿入できるので製造ラインでの作業性も向上する。
電気接続部Ａ１７の固定子巻線２の導体と被覆電線３の導体４の材質の組合せは、アルミニウム系材料と銅系材料、アルミニウム系材料とアルミニウム系材料、銅系材料とアルミニウム系材料の組合せが考えられる。導体本数は３本以上でも良く、組合せはアルミニウム系材料とアルミニウム系材料、アルミニウム系材料と銅系材料の組合せになる。
（実施例２）図７は、固定子巻線２同士の接続に関する実施例２に係る回転電機１４を示している。本実施例では、固定子巻線２の導体同士を端子１で圧着して電気接続部Ｂ１８を形成し、この接続部分を収縮可能なチューブに収納し、このチューブ内の隙間をシリコーン５で塞ぐ。この電気接続部Ｂ１８へシリコーン５を被覆する方法としては、電気接続部Ｂ１８に直接塗布しても良いし、チューブ内に適量を挿入することで間接的に電気接続部Ｂ１８へ流し込んでも良い。
以下、固定子巻線２同士の接続方法について、詳細に説明する。まず、図８に示す通り、電気接続部Ｂ１８において、固定子巻線２の導体（アルミニウム系材料）同士を、端子１（銅系材料）によって圧着することにより、電気的に接続する。ここで、電気接続部Ｂ１８は異種金属による接続となるため、このままだと、接続部に水分が付着した場合に、端子１と固定子巻線２の導体に異種金属の接触腐食が生じる。
そこで、シリコーン５を電気接続部Ｂ１８に塗布した後、図９のように、その周囲に熱収縮チューブ６を被せる。次に、熱収縮チューブ６を加熱して収縮させることにより、熱収縮チューブ６がシリコーン５と固着する。このとき、熱収縮チューブ６内の余分なシリコーン５は、熱収縮チューブ６内の隙間を埋めながら両端に移動し、図１０に示すような状態となる。
結果として、電気接続部Ｂ１８の両端からの水の浸入経路が塞がれ、外部から水分が浸入するのを防止でき、長期的に防食効果を維持することが可能となる。この一連の作業は、固定子７の製造工程上で作業できるので量産体制に影響を及ぼさない。
次に、固定子巻線２同士の別の接続方法を説明する。
作業方法としては、先に、熱収縮チューブ６の一端側を収縮させておき、熱収縮チューブ６の他端側からシリコーン５を適量注入する。その後、固定子巻線２の導体同士が端子１によって圧着された、図８に示す状態の電気接続部Ｂ１８を、熱収縮チューブ６内に挿入する。そして、図９の状態で熱収縮チューブ６に熱を加えると、熱収縮チューブ６が収縮してシリコーン５と固着し、最終的に図１０の状態になる。
また、電気接続部Ｂ１８の固定子巻線２同士の導体の材質の組合せは、アルミニウム系材料とアルミニウム系材料、アルミニウム系材料と銅系材料の組合が考えられる。導体本数は３本以上でも良く、組合せはアルミニウム系材料とアルミニウム系材料、アルミニウム系材料と銅系材料の組合せになる。
上述した実施例１及び実施例２によれば、回転電機１４の固定子巻線１２をアルミニウム系材料とすることで、従来のように銅系材料を用いた場合と比べて、洗濯乾燥機を全体として軽量化が可能となるだけでなく、低コスト化も実現できる。ここで、アルミニウム系材料とは、アルミニウムだけでなくアルミニウム合金を含むものとし、銅系材料とは、銅だけでなく銅合金を含むものとする。
なお、上述の実施例１及び実施例２では、収縮可能なチューブとして熱収縮チューブ６を用いたが、熱以外の変化を加えることで収縮する他のチューブを用いても構わない。
更に、上述の実施例では、回転電機１４を洗濯乾燥機に用いた例を説明したが、これに限らず、ポンプや家庭用・産業用機器に使用しても良い。
１ 端子
２ 固定子巻線
３ 被覆電線
４ 導体
５ シリコーン
６ 熱収縮チューブ
７ 固定子
８ 固定子鉄心
９ 回転子
１０ 回転子鉄心
１１ 軸
１２ 軸受
１３ 端末
１４ 回転電機
１５ エンドブラケットＡ
１６ エンドブラケットＢ
１７ 電気接続部Ａ
１８ 電気接続部Ｂ
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１４ 回転電機
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１６ エンドブラケットＢ
１７ 電気接続部Ａ
１８ 電気接続部Ｂ
Claims (4)
- 固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように固定子巻線が施された固定子と、この固定子の内周側に所定のギャップを介して回転自在に支持された回転子と、この固定子を支持するブラケットを備えた回転電機において、
前記固定子巻線と被覆電線又は前記固定子巻線同士を、銅系材料の端子で圧着して電気的に接続し、
前記固定子巻線と被覆電線の導体材質の組合せを、アルミニウム系材料と銅系材料とし、
前記固定子巻線と被覆電線との接続部分の周囲を熱収縮チューブで覆い、前記接続部分と前記熱収縮チューブとの間をシリコーンで満たし、前記熱収縮チューブの両端からはみ出るように、前記シリコーンは前記接続部分と前記熱収縮チューブとの間の隙間を埋めて満たされていることを特徴とする回転電機。 - 請求項１に記載の回転電機を使用した洗濯機。
- 請求項１に記載の回転電機を使用したポンプ。
- 請求項１の回転電機を使用した家庭用・産業用機器。
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