JP5957730B2 - 電動機及び電動機の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は電動機及び電動機の組立方法に関し、組立が容易にできるように工夫したものである。

電動機では、円筒状の電動機ケース内に固定子を収容・固定し、固定子の中心位置に回転子を回転自在に配置して取り付けている。
固定子は、電磁鋼板を積層して形成した固定子鉄心に、三相巻線を巻装して構成されている。この固定子からは、三相巻線に接続されているリード線が引き出されている。このような構成となっている固定子は、ワニス含浸処理がされた後に、焼嵌めにより、電動機ケース内に収容・固定される。

固定子から引き出されたリード線を、給電用の外部配線（ケーブル）と接続するために、端子台が使用されている。端子台は、リード線の端末を相互の絶縁を確保しつつ集約して固定するものであり、電動機ケースに取り付けられている。
この端子台において、リード線の端末と外部配線（ケーブル）とが接続される。

次に、このような構成となっている電動機の従来の組立手順を説明する（特許文献１参照）。
（１） 固定子から引き出されているリード線の端末を、端子台に接続・固定する。
（２） 永久磁石を備えたマグネット治具を、端子台に装着する。そして、マグネット治具の磁力により、端子台を固定子の外周面に仮固定する。このように、端子台に装着したマグネット治具を固定子の外周面に磁着して、端子台を固定子に仮固定することにより、リード線の端末の位置決めもできる。
（３） 端子台が仮固定された固定子を、ワニス含浸処理する。これにより、固定子及びリード線もワニス含浸される。
（４） 端子台からマグネット治具を取り外す。マグネット治具を取り外しても、リード線がワニス含浸されて固まっているため、端子台の位置はほぼ仮固定位置に保持される。
（５） 固定子を端子台と共に電動機ケース内に収容・固定する。
（６） 端子台を電動機ケースにボルト締めなどにより締結する。

特開２００８−１２５１７０号公報

ところで上記従来技術の電動機では、次のような問題があった。
（ａ） 上記の（２）に示すように、端子台を固定子に仮固定するために、マグネット治具が別途必要になり、その分だけ組立が面倒である。
また、端子台にマグネット治具を装着できるように、マグネット治具装着用の構成を端子台に付加しておかねばならず、端子台の構造が複雑になっていた。
（ｂ） 上記の（５）に示すように、固定子を電動機ケース内に収容・固定する際に、ワニス含浸されて固まったリード線が、端子台の重さで垂れ下がってしまうため、作業がし難くなるという問題がある。
また、固まったリード線が垂れ下がったり、組み付けの際にリード線に外力が作用したりすると、リード線の根元に割れなどの傷がつく恐れがある。
（ｃ） 上記の（６）に示すように、端子台を電動機ケースに締結する際に、リード線がワニス含浸により固定されているため、リード線の取り回しが自由にできなくなる恐れがあり、その場合には端子台を電動機ケースに適切に取り付けることができなくなる恐れがある。

本発明は、上記従来技術に鑑み、特別な治具を必要とせずに端子台を電動機ケースに仮固定することができ、またリード線を傷つける恐れ無く自由な取り回しができる、組み立てが容易な電動機及び電動機の組立方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の電動機の構成は、
電動機ケース内に固定子が収容され、前記固定子から引き出されたリード線が、前記電動機ケースに取り付けられている端子台に接続されている電動機において、
前記電動機ケースは、円筒状の筒状部と、前記筒状部の外周面に配置されると共に前記端子台が収容される収容空間が形成された端子箱を有し、
前記端子箱は、前記端子台の内周側面に接触する落下防止壁と、前記落下防止壁に対して前記収容空間を介して対向して配置されている支持枠を有し、
前記端子台は、絶縁材からなるベースと、前記ベースに配置されると共に前記リード線の端末が接続される複数の導電板と、前記導電板を区切る位置に配置されると共に前記ベースの面から立ち上がって形成された少なくとも一つの絶縁壁を有し、
前記端子台の内周側側面が前記落下防止壁に接しつつ、前記端子台が前記端子箱に挿入して収容されるときに、前記絶縁壁のうち前記ベースの外周側面から立ち上がっている部分が前記支持枠に接するように前記絶縁壁の高さが設定されていることを特徴とする。
また、前記ベースの内周側面は平面となっていることを特徴とする。

また本発明の電動機の組立方法は、
前記端子台を前記端子箱内に挿入・収納し、挿入・収納した端子台を前記筒状部に組み付け、
前記固定子及び前記リード線を液体絶縁材で含浸処理をし、
含浸処理が完了した前記固定子を前記電動機ケースの前記筒状部内に収容し、
含浸処理が完了した前記リード線を前記端子台に接続する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、端子台を端子箱に挿入・収容する際に、端子台が落下防止壁と支持枠で支持されて仮止めがされるため、端子台を電動機ケースに簡単に取り付けることができる。
また、端子台を電動機ケースに取り付けて後に、固定子を液体絶縁材で含浸処理し、含浸処理後の固定子を電動機ケースに収容しているため、リード線が損傷する恐れが無くなり信頼性が向上する。

端子台を備えた状態の電動機を示す正面図。 端子台を備えていない状態の電動機を示す正面図。 一方の端面板（ブラケット）を外した状態の電動機を示す上面図。 一方の端面板（ブラケット）を外した状態の電動機ケースを示す上面図。 一方の端面板（ブラケット）を外した状態で電動機の要部を示す一部斜視図。 端子台を示す斜視図。 端子台を示す正面図。 端子台を示す上面図。 端子台を示す左側面図。

以下、本発明に係る電動機及び電動機の組立方法を、実施例に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の実施例に係る三相の電動機１を説明する。
図１は端子台１００を備えた状態の電動機１を示す正面図であり、図２は端子台１００を備えていない状態の電動機１を示す正面図であり、図３は一方の端面板（ブラケット）を外した状態の電動機１を示す上面図であり、図４は一方の端面板（ブラケット）を外した状態の電動機ケース１０を示す上面図、図５は一方の端面板（ブラケット）を外した状態で電動機１の要部を示す一部斜視図である。

なお、以下の実施例の説明では、図１，図２に示すように電動機１の回転中心軸を鉛直方向に向けた状態において、図１，図２の上側の面（一方側の面）や位置を「上面」や「上面側」、下側の面（他方側の面）や位置を「下面」や「下面側」と称して説明をする。

図４に示すように、電動機１の電動機ケース１０は、円筒状の筒状部１１と、筒状部１１の下面側に形成された端面板１２と、筒状部１１の上面側の端面を塞ぐ端面板（図示省略）と、端子箱１３を有している。筒状部１１，端面板１２及び端子箱１３は、アルミニウム合金などにより一体的に形成されている。上面側の端面板（図示省略）は、筒状部１１の上面及び端子箱１３の上面を塞ぐ状態で、筒状部１１及び端子箱１３にボルト締め等で締結される。

端面板１２の中心部には穴１２ａが形成されている。図示はしないが、上側の端面板の中心部にも穴が形成されている。

図２及び図４に示すように、端子箱１３は、その上面の位置が、筒状部１１の上面の位置に一致する状態で、筒状部１１の外周面に配置されている。

端子箱１３の内部には、後述する端子台１００を収容する収容空間１３ａが形成されている。
端子箱１３の上面には、端子台１００を挿通させることができる開口面積となっている挿入穴１３ｂが形成されている。
端子箱１３の外周側面（筒状部１１の外周面から見て径方向に沿い外側に離れて筒状部１１の外周面に対向する面）には、取付作業穴１３ｃが形成されている。
端子箱１３のうち、挿入穴１３ｂと取付作業穴１３ｃの間にあって、電動機１の回転中心軸に沿う方向と直行する方向（図２，図４では左右方向）に伸びている部分、すなわち、取付作業穴１３ｃの上側の枠部分が、支持枠１３ｄとなっている。
端子箱１３の側面（筒状部１１の周面から半径方向外側に立ち上がっている面）には、ケーブル引出穴１３ｅが形成されている。

収容空間１３ａの下面には、端子箱１３内に収容された端子台１００を支える支持面１３ｆが形成されている。
端子箱１３の内周側面（筒状部１１の外周面に近接して筒状部１１の外周面に対向する面）には、落下防止壁１３ｇが形成されている。落下防止壁１３ｇは、平板状の壁であり、電動機１の回転中心軸に対して平行になっている。
このため、支持枠１３ｄは、落下防止壁１３ｇに対して収容空間１３ａを介して対向する位置に配置されていることになる。しかも、端子台１００が収容空間１３ａ内に挿入・収容できるように、落下防止壁１３ｇと支持枠１３ｄとの間隔は、後述する端子台１００の厚さ（内周側面１０１ｂと、絶縁壁１０３，１０４のうち外周側面１０１ｆから立ち上がった面の先端部分との間の寸法）に対応した長さになっている。
落下防止壁１３ｇには、円柱状の４個の取付部１４が形成されている。

図３に示すように、電動機ケース１０内には、固定子２０が収容・固定されている。この固定子２０の中心位置に回転子３０が回転自在に配置して取り付けられている。
固定子２０は、電磁鋼板を積層して形成した固定子鉄心に、三相巻線を巻装して構成されている。この固定子２０からは、三相巻線に接続されているリード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗが引き出されている。固定子２０は、ワニス含浸処理（液体絶縁材の含浸処理）がされた後に、焼嵌めにより、電動機ケース１０内に収容・固定されたものである。

図１，図３，図５に示すように、端子箱１３内には端子台１００が収容されて取り付けられている。固定子２０から引き出されたリード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの端子は、端子台１００に取り付けられている。

端子台１００の構成を、斜視図である図６、正面図である図７、上面図である図８、左側面図である図９を参照して説明する。
なお図７に示す状態において、上側の面を「上面」、手前側の面を「外周側面」、背面側の面を「内周側面」と称して説明をする。

端子台１００のベース部１０１は樹脂により形成されている。このベース部１０１の外周側面１０１ｆは、図７の左右方向に関して中央部が高くなった２段形状になっており、内周側面１０１ｂは平面になっている
また、ベース部１０１には、後述する樹脂製の絶縁壁１０３，１０４が一体的に形成されている。
つまり樹脂成型により、樹脂製（絶縁材製）のベース部１０１及び樹脂製（絶縁材製）の絶縁壁１０３，１０４が、同時・一体的に形成されている。

ベース部１０１には、３個の銅バー（導電板）１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが相互間隔を明けて取り付けられている。

銅バー１０２ａは、ベース部１０１の上面１０１ｕに配置されると共に、上面１０１ｕから外周側面１０１ｆ側に伸び、更に外周側面１０１ｆにて直角方向に折れ曲がった形状になって配置されている。
銅バー１０２ａのうち上面１０１ｕに配置された部分が締結部Ｔｕになっており、銅バー１０２ａのうち外周側面１０１ｆに配置された部分が締結部Ｔｘになっている。

銅バー１０２ｂは、ベース部１０１の上面１０１ｕに配置されると共に、上面１０１ｕから外周側面１０１ｆ側に伸び、更に外周側面１０１ｆにて直角方向に折れ曲がった形状になって配置されている。
銅バー１０２ｂのうち上面１０１ｕに配置された部分が締結部Ｔｖになっており、銅バー１０２ｂのうち外周側面１０１ｆに配置された部分が締結部Ｔｙになっている。

銅バー１０２ｃは、ベース部１０１の上面１０１ｕに配置されると共に、上面１０１ｕから外周側面１０１ｆ側に伸び、更に外周側面１０１ｆにて直角方向に折れ曲がった形状になって配置されている。
銅バー１０２ｃのうち上面１０１ｕに配置された部分が締結部Ｔｗになっており、銅バー１０２ｃのうち外周側面１０１ｆに配置された部分が締結部Ｔｚになっている。

締結部Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗにはリード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗが接続され、締結部Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚには三相（３本）のケーブル（給電線）４１，４２，４３が接続される。

絶縁壁１０３は、銅バー１０２ａと銅バー１０２ｂとを区切る位置に配置されている。この絶縁壁１０３は、銅バー１０２ａ，１０２ｂの折れ曲がり状態に沿って折れ曲がっており、ベース部１０１の上面１０１ｕから垂直に立ち上がる面と、外周側面１０１ｆから垂直に立ち上がる面とが連続して形成されている。

絶縁壁１０４は、銅バー１０２ｂと銅バー１０２ｃとを区切る位置に配置されている。この絶縁壁１０４は、銅バー１０２ｂ，１０２ｃの折れ曲がり状態に沿って折れ曲がっており、ベース部１０１の上面１０１ｕから垂直に立ち上がる面と、外周側面１０１ｆから垂直に立ち上がる面とが連続して形成されている。

絶縁壁１０３，１０４のうち外周側面１０１ｆから垂直に立ち上がった面の高さは、端子台１００の内周側面１０１ｂが落下防止壁１３ｂに接しているときに、絶縁壁１０３，１０４のうち外周側面１０１ｆから垂直に立ち上がった面の先端部分の辺が支持枠１３ｄに接するように、設定されている。

端子台１００のベース部１０１の左右両側には、取付部１０５が形成されている。

ここで、電動機１の組立手順について説明をする。
先ず、端子台１００を、端子箱１３の挿入口１３ｂから挿入して端子箱１３の収容空間１３ａに挿入していく。このように挿入していって、端子台１００の先端（下端）が支持面１３ｆに当接することで、端子台１００が収容空間１３ａに収容される。

端子台１００を端子箱１３の収容空間１３ａに挿入していくときには、端子台１００の内周側面１０１ｂが端子箱１３の落下防止壁１３ｇに摺接し、絶縁壁１０３，１０４のうち外周側面１０１ｆから立ち上がった面の先端部分の辺が端子箱１３の支持枠１３ｄに摺接する。
このため、端子台１００を端子箱１３の収容空間１３ａに挿入していくときにおいて、端子台１００が筒状部１１の内部側に落ちたり、筒状部１１の外部側（端子箱１３の外側）に落ちたりすることはない。

端子台１００が端子箱１３の収容空間１３ａに収容されたときには、端子台１００の内周側面１０１ｂが端子箱１３の落下防止壁１３ｇに当接し、絶縁壁１０３，１０４のうち外周側面１０１ｆから立ち上がった面の先端部分の辺が端子箱１３の支持枠１３ｄに当接する。
このため、端子台１００が端子箱１３の収容空間１３ａに収容されたときにおいて、端子台１００が筒状部１１の内部側に落ちたり、筒状部１１の外部側（端子箱１３の外側）に落ちたりすることはない。
つまり、端子台１００を端子箱１３の収容空間１３に挿入・収容するだけで、端子台１００を端子箱１３内に仮止めすることができる。

このように端子箱１３内に端子台１００を仮止めしたら、取付作業穴１３ｃからボルトを、端子台１００の取付部１０５に差し込んで、落下防止壁１３ｇに形成した取付部１４にねじ込んでいく。この締結作業をすることにより、端子台１００が、電動機ケース１０（筒状部１１）に組み付けられる（締着される）。

一方、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの長さ及び位置を、後工程おいて端子台１００に最適に接続できるように、長さ及び位置の調整をする。このようにリード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの長さ及び位置の調整が完了した固定子２０をワニス含浸処理する。

ワニス含浸処理が完了した固定子２０を、電動機ケース１０内に収容・固定する。

リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗを、端子台１００の締結部Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗに接続する。なおリード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは含浸処理されて固まってはいるが、長さ及び位置の調整が既にされているので、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの位置を微調整する程度で、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗを、端子台１００の締結部Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗに容易に接続することができる。

固定子２０の中心位置に回転子３０を回転自在に配置して取り付ける。
また三相（３本）のケーブル（給電線）４１，４２，４３を、端子台１００の締結部Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚに接続する。

本実施例では、端子台１００を端子箱１３の収容空間１３ａに挿入するとき、及び、端子台１００を端子箱１３の収容空間１３ａに収容したときに、端子台１００の内周側面１０１ｂが落下防止壁１３ｇで支持され、端子台１００の絶縁壁１０３，１０４が支持枠１３ｄで支持される。このため、端子台１００を端子箱１３に挿入・収容するだけで、端子台１００の仮止めができる。
よって、特別な治具が不要になり、組立作業が容易になる。また端子台１００の構造が簡単になる。

端子台１００を電動機ケース１０に先に組み付けておき、端子台１００が接続されていない固定子２０（リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ）をワニス含浸処理し、ワニス含浸処理済みの固定子２０を電動機ケース１０に収容・固定している。このため、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの長さと位置を調整し接続時の微調整をするだけで、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗを端子台１００に適切に接続することができ、作業性が向上すると共に、組立作業を自動化することも容易になる。

固定子２０を液体絶縁材（ワニス）で含浸処理するときや、固定子２０を電動機ケース１０に収容・固定するときには、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは端子台１００には接続されていない。
このため、固定子２０を液体絶縁材（ワニス）で含浸処理するときや、固定子２０を電動機ケース１０に収容・固定するときにおいて、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに端子台１００による荷重が作用することはなく、リード線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗが傷つく恐れが無くなり、信頼性が向上する。

なお上記実施例では、２つの絶縁壁１０３，１０４を備えているが、いずれか一つの絶縁壁を備えるようにしてもよい。
また上記の例は三相の電動機を対象としているが、三相以外の電動機であっても本発明を適用することができることは言うまでもない。

１ 電動機
１０ モータ
１１ 筒状部
１２ 端面板
１２ａ 穴
１３ 端子箱
１３ａ 収容空間
１３ｂ 挿入穴
１３ｃ 取付作業穴
１３ｄ 支持枠
１３ｅ ケーブル引出穴
１３ｆ 支持面
１３ｇ 落下防止壁
１４ 取付部
２０ 固定子
２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ リード線
３０ 回転子
４１，４２，４３ ケーブル
１００ 端子台
１０１ ベース部
１０１ｕ 上面
１０１ｆ 外周側面
１０１ｂ 内周側面
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ 銅バー（導電板）
１０３，１０４ 絶縁壁
１０５ 取付部
Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗ，Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ 締結部

Claims (3)

1. 電動機ケース内に固定子が収容され、前記固定子から引き出されたリード線が、前記電動機ケースに取り付けられている端子台に接続されている電動機において、
   前記電動機ケースは、円筒状の筒状部と、前記筒状部の外周面に配置されると共に前記端子台が収容される収容空間が形成された端子箱を有し、
   前記端子箱は、前記端子台の内周側面に接触する落下防止壁と、前記落下防止壁に対して前記収容空間を介して対向して配置されている支持枠を有し、
   前記端子台は、絶縁材からなるベースと、前記ベースに配置されると共に前記リード線の端末が接続される複数の導電板と、前記導電板を区切る位置に配置されると共に前記ベースの面から立ち上がって形成された少なくとも一つの絶縁壁を有し、
   前記端子台の内周側側面が前記落下防止壁に接しつつ、前記端子台が前記端子箱に挿入して収容されるときに、前記絶縁壁のうち前記ベースの外周側面から立ち上がっている部分が前記支持枠に接するように前記絶縁壁の高さが設定されていることを特徴とする電動機。
2. 請求項１において、
   前記ベースの内周側面は平面となっていることを特徴とする電動機
3. 請求項１または請求項２の電動機を組み立てる電動機の組立方法であって、
   前記端子台を前記端子箱内に挿入・収納し、挿入・収納した端子台を前記筒状部に組み付け、
   前記固定子及び前記リード線を液体絶縁材で含浸処理をし、
   含浸処理が完了した前記固定子を前記電動機ケースの前記筒状部内に収容し、
   含浸処理が完了した前記リード線を前記端子台に接続する、
   ことを特徴とする電動機の組立方法。

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