JPWO2014148537A1 - 電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法 - Google Patents

電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法 Download PDF

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Abstract

リード線配線部品1は、電源リード線8及びセンサリード線7をリード線口出し部品6にガイドするリード線ガイド23を有する。リード線口出し部品6は、リード線ガイド23に組み付けることが可能な突起部22を有する。モールド成形時には、突起部22がリード線ガイド23から取り外されて、リード線口出し部品6がリード線配線部品1から取り外された状態で、モールド成形される。

Description

本発明は、電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法に関する。
特許文献1には、円筒形のヨーク部と、等間隔に半径方向に突出した複数のティースと、前記ティースと前記ヨーク部により形成されるスロットからなる固定子鉄心を有し、前記ティースの周りに全周にわたって形成された絶縁物を介して巻線を施し、モールド樹脂にて覆ったモータの固定子において、前記ヨーク部の一方の端面には前記固定子鉄心の積厚方向に延びる少なくとも2重構造の防水隔壁が前記絶縁物と一体に形成され、前記巻線の端末と電源リード線との結線部が前記防水隔壁内に収納され、前記固定子鉄心、前記絶縁物、前記巻線、及び前記防水隔壁が前記モールド樹脂にて覆われたものが開示されている。このような構成により、接続部への水浸入に対する信頼性を向上させている。
また、特許文献2には、固定子組立と、位置検出用のセンサ回路が形成された基板と、リード線配線部品と、リード線配線部品の口出し部に組付けられ、電源リード線を保持する電源リード線保持部品と、リード線配線部品の口出し部に組付けられ、センサリード線を保持するセンサリード線保持部品と、を備え、電源リード線及びセンサリード線が、口出し部の表裏から二段で外部に引き出された電動機の固定子が開示されている。
特開2004−350346号公報 特開2010−273525号公報
しかしながら、特許文献1に記載の従来のモールド電動機では、巻線の端末と電源リード線との結線部を接着層付きの熱収縮チューブにて覆っているため、モールド電動機が高コストとなる問題がある。また、特許文献1には、センサ基板を具備するモールド電動機に関する記載がない。
また、特許文献2に記載の従来のモールド電動機の固定子では、電源リード線及びセンサリード線が配線された樹脂成形品の口出し部品が、センサ基板に直接組付けられ、さらに、その一部が固定子コア外周に接触していたため、口出し部品の界面を伝って水分が浸入する場合には、センサ基板への水分の浸入経路となる場合が懸念される。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リード線口出し部品とモールド樹脂との界面を伝わる水分の浸入を抑制して品質の向上を図ることが可能であるとともに、コストの低減可能な電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電動機の固定子は、固定子と、前記固定子の軸方向の一端に組付けられ、リード線が配線されるリード線配線部品と、前記リード線を口出しするリード線口出し部品と、前記固定子、前記リード線配線部品、及び前記リード線口出し部品を一体に覆うモールド樹脂部と、を備え、前記リード線配線部品は、前記リード線を前記リード線口出し部品にガイドするリード線ガイドを有し、前記リード線口出し部品は、前記リード線ガイドに組み付けることが可能であり、前記リード線口出し部品は、前記モールド樹脂部内では、前記リード線ガイドから取り外された状態にあることを特徴とする。
本発明によれば、モールド成形前にリード線口出し部品がリード線配線部品から取り外されているので、リード線口出し部品とモールド樹脂部との界面を伝わる水分の浸入を抑制することができ、品質の向上を図ることが可能であるとともに、コストの低減も可能になる、という効果を奏する。
図1は、実施の形態1に係る電動機の固定子組立の構成を示す斜視図である。 図2は、実施の形態1におけるリード線組立の斜視図である。 図3は、実施の形態1におけるリード線口出し部品を組付けたリード線配線部品の斜視図である。 図4は、実施の形態1におけるリード線口出し部品の斜視図である。 図5は、実施の形態1におけるリード線配線部品の斜視図である。 図6は、実施の形態1における電動機の固定子組立の分解図である。 図7は、実施の形態1の電動機の構成の一例を示した図である。 図8は、実施の形態1に係る電動機を内蔵した空気調和機の構成の一例を示す図である。 図9は、実施の形態1に係る電動機の製造方法の一例を示した図である。 図10は、実施の形態2におけるリード線口出し部品を組付けたリード線配線部品の斜視図である。 図11は、実施の形態2におけるリード線口出し部品の斜視図である。 図12は、実施の形態2におけるリード線口出し部品を組付けた状態でのリード線配線部品の断面図である。 図13は、実施の形態2におけるリード線口出し部品を分離した状態でのリード線配線部品の断面図である。
以下に、本発明の実施の形態に係る電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る電動機の固定子組立の構成を示す斜視図、図2は、リード線組立の斜視図、図3は、リード線口出し部品を組付けたリード線配線部品の斜視図、図4は、リード線口出し部品の斜視図、図5は、リード線配線部品の斜視図、図6は、電動機の固定子組立の分解図である。以下、図1〜図6を参照して、本実施の形態に係る電動機の固定子の構成について説明する。
固定子組立30は、環状の固定子10と、固定子10の軸方向の一端にて固定子10に組付けられ、センサリード線7及び電源リード線8が配線されたリード線配線部品1と、リード線配線部品1に組付けられ、ボードインコネクタ80を介してセンサリード線7が接続されるセンサ基板11(基板)と、センサリード線7及び電源リード線8を口出しするリード線口出し部品6と、リード線口出し部品6に組付けられ、電源リード線8を保持する電源リード線保持部品4と、リード線口出し部品6に組付けられ、センサリード線7を保持するセンサリード線保持部品5とを備える(図1)。
固定子10は、電磁鋼板が帯状に打ち抜かれ、かしめ、溶接、及び接着等で積層して形成される固定子鉄心82と、固定子鉄心82に施された絶縁部83と、固定子鉄心82のティース31に施された絶縁部83にマグネットワイヤが巻き付けられて成るコイル84と、絶縁部83により支持された端子12とを備える。
絶縁部83は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂を固定子鉄心82と一体に成形され、又は成形後に固定子10に組付けることで施される。マグネットワイヤの端末の一方は、端子12のフック部85に引回され、ヒュージングあるいは、半田等でフック部85に接合され、端末の他方は各相まとめられて中性点を形成する。絶縁部83、コイル84、及び端子12等が設けられた固定子鉄心82を構成する帯状のコアを環状に曲げ、突合せ部を溶接することで固定子10が構成される。
なお、以下では、固定子鉄心82の軸方向における端子12を備える側を結線側、その反対側を反結線側という。また、「軸方向」は、固定子鉄心82の軸方向である。
絶縁部83を構成する絶縁外壁83aは、コイル84が外周側に倒れるのを防止する。絶縁外壁83aの結線側には、リード線配線部品1を固定子10に取り付けるための複数のピン81が設けられている(図6)。絶縁部83を構成する絶縁内壁83bは、コイル84が内周側に倒れるのを防止する。絶縁内壁83bの反結線側には、突起(図示せず)が設けられている。この反結線側に設けられた突起(図示せず)は、モールド成形時に固定子10が金型芯金部に設置された際に、金型芯金部に当接して軸方向の当て止めとして使用される。
なお、絶縁外壁83aは、その軸方向の長さがコイル84よりも若干長くなるように形成され、絶縁外壁83aの反結線側の高さもコイル84の反結線側の高さよりも若干高い。また、コイル84は、その軸方向の長さが絶縁外壁83aから絶縁内壁83bに向かうにつれて短くなるように形成され、その反結線側の高さも絶縁外壁83aから絶縁内壁83bに向かうにつれて低くなる。絶縁内壁83bの反結線側の突起(図示せず)の高さを、絶縁外壁83aの反結線側の高さと同じにした場合、固定子10の反結線側の端からコイル84までの軸方向の距離を十分に確保することができる。この場合、固定子10の反結線側を下にした状態で固定子10を金型芯金部に設置したとき、コイル84が金型芯金部に当たることなく、固定子10を安定して置くことが可能となり、生産性の向上が図れ、それに伴い品質も向上する。
リード線組立90は、リード線配線部品1、センサ基板11、センサリード線7、電源リード線8、ボードインコネクタ80、リード線口出し部品6、電源リード線保持部品4、及びセンサリード線保持部品5を備えている(図2、図1)。図2では、リード線組立90を固定子10側から見たものである。
電源リード線8は、電源(図示せず)に接続されて、コイル84に電力を供給する。電源リード線8は、マグネットワイヤの端末が接合された端子12まで引回され、被覆を剥いて端子12とスポット溶接、あるいは、半田等で接合される。
センサ基板11には、ホールIC32等の電子部品が実装されている。回転子の位置検出素子(回路)としてのホールIC32は、センサ基板11の反結線側の面に実装される。
センサリード線7の端末は、ボードインコネクタ80に接続される。この場合の端末は、モールド内部となる側の端末である。ボードインコネクタ80は、センサ基板11の結線側の面に設置され、基板表面に表出したボードインコネクタ80の端子がセンサ基板11に半田接合される。これにより、センサリード線7は、ボードインコネクタ80を介して、センサ基板11上の電子部品と電気的に接続される。
電源リード線8及びセンサリード線7の配線にはリード線配線部品1が用いられ、電源リード線8及びセンサリード線7はリード線配線部品1の外周に組付けられたリード線口出し部品6から固定子10の外部に表出される。
リード線配線部品1は、環状板部1a、内壁1b、取付け足13、突起14、リード線端末保持部15、組付け足17a,17b、凹部18、位置ずれ防止用突起19、及び芯線保持部20を備える(図3、図5)。
環状板部1aは、PBT等の熱可塑性樹脂を成形して環状に形成されている。環状板部1aの外周側には、固定子10にリード線配線部品1を組付ける際に使用される複数個の取付け足13が設けられている。取付け足13の個数は例えば4個である。取付け足13には、端子12を挿入するための穴13aが形成されている。取付け足13は、リード線配線部品1が固定子10に組付けられた際に、固定子10の絶縁部83の設置面に当接する。これにより、リード線配線部品1の軸方向の位置決めがなされる。また、ピン81が取付け足13の穴13aに挿入されることで、リード線配線部品1の回転方向の位置決めがなされる。
環状板部1aの外周側には、電源リード線8の本数(3本)に対応する3つのリード線端末保持部15が設けられている。また、環状板部1aの外周側には、リード線端末保持部15と組で芯線保持部20が設けられている。芯線保持部20は、リード線端末保持部15から一定の距離を隔てて設けられている。
環状板部1aの内周側には、センサ基板11を組付けるための組付け足17a,17b及び複数個の突起14が設けられている。組付け足17a,17bは、例えばそれぞれ一対設けられ、突起14は例えば4個設けられている。組付け足17a,17bは、リード線配線部品1にリード線口出し部品6が取り付けられる箇所である口出し部の内周側に設けられている。組付け足17a,17bは薄肉構造であるため、モールド成形時にセンサ基板11が受ける成形圧力を分散させることができる。また、モールド成形時に突起14がモールド金型に当接することにより、固定子10の軸方向の位置決めがなされる。
環状板部1aの内周側には、電源リード線8をリード線口出し部品6からリード線端末保持部15まで引回すための内壁1bが設けられている。リード線配線部品1に配線される電源リード線8の軸方向の位置ずれを防止するため、内壁1bには、径方向外側に向かって突出する位置ずれ防止用突起19が設けられている(図2)。位置ずれ防止用突起19により、電源リード線8の軸方向の位置決めがなされる。
3相の電源リード線8は、概略120°の間隔で固定子10の周方向に配置された端子12まで引回される。電源リード線8の端末は被覆が剥がされて芯線21が現れ、芯線21がリード線端末保持部15の壁に当接されて位置決めがなされる。リード線端末保持部15から引き出された電源リード線8の芯線21は、芯線保持部20まで引回される。芯線21は、リード線配線部品1が固定子10に組付けられた際に、芯線21と端子12とが互いに近接するように芯線保持部20で保持される。
また、固定子10にリード線配線部品1が組付けられ、芯線21と端子12とがスポット溶接される際に、端子12と芯線21とを挟み込む電極であるフック部85の空間確保のために、環状板部1aには、電極逃がし用の凹部18が設けられている。そのため、電源リード線8は、環状板部1aの固定子10側の平坦面(リード線配線面)よりもさらに固定子10側で引回され、凹部18の両側に設けられた位置ずれ防止用突起19によって軸方向の位置決めがなされる。
固定子10にリード線配線部品1が組付けられる際、3相の電源リード線8は、内壁1bに沿ってリード線口出し部品6側に引回され、それぞれ折り返し部37,38,39でリード線口出し部品6の方向に折り曲げられる(図2)。折り曲げられた電源リード線8は、リード線口出し部品6内で周方向に3相分設けられた電源リード線保持部(図示せず)に嵌め込まれることによって保持される。なお、折り返し部37,38,39は、それぞれ電源リード線8の位置ずれを防止する突起37a,38a,39aを備えている。
また、リード線口出し部品6内で周方向の中央の電源リード線保持部(図示せず)に保持される電源リード線8は、リード線口出し部品6から最も離れたリード線端末保持部15まで引回される。また、リード線口出し部品6内で周方向の両側の電源リード線保持部(図示せず)にそれぞれ保持される電源リード線8は、リード線口出し部品6からそれぞれの側のリード線端末保持部15まで引回される。ただし、これらの2本の電源リード線8のどちらか一方は、最も離れたリード線端末保持部15まで配線される電源リード線8の径方向外側を引回される。
リード線配線部品1は、リード線口出し部品6が取り付けられる外周側の部位、すなわち、リード線口出し部品6との対向部に、リード線ガイド23を備える。リード線ガイド23は、例えば平板状である。リード線ガイド23は、センサリード線7及び電源リード線8をリード線口出し部品6にガイドする。また、リード線ガイド23は、リード線配線部品1上を引回されたセンサリード線7及び電源リード線8の軸方向の移動を抑制することができる。リード線ガイド23には、リード線口出し部品6が着脱可能である。
リード線口出し部品6は、板状の基部6jと、基部6jの両側に設けられた一対の係り止め部6a(第1の係り止め部)と、基部6jの両側に設けられた一対の係り止め部6b(第2の係り止め部)と、基部6jと一体に形成され、基部6jからリード線配線部品1側に配置される板状部6eと、板状部6eの反固定子側の面上に設けられ、センサリード線7を保持するためのセンサリード線保持部6gを構成する複数の保持突起6hと、板状部6eの端部からリード線配線部品1側に突き出た複数の突起部22とを備えている(図4)。
基部6jは、反固定子側の面に、センサリード線7の本数(図示例では5本)と同数のセンサリード線配線用の溝6fを有し、固定子側の面に、電源リード線8の本数(3本)と同数の電源リード線配線用の溝(図示せず)を有する。保持突起6hの個数は、センサリード線7の本数よりも1つ少ない。板状部6eの固定子側の面上には、電源リード線8を保持するための電源リード線保持部(図示せず)を構成する複数の保持突起(図示せず)が設けられている。
突起部22は、リード線ガイド23と対向して配置され、リード線口出し部品6から例えば径方向内側に向かって伸びている。突起部22は、例えば、概略リード線ガイド23の板厚の間隔で軸方向に配置された突起部22a,22bから成り、リード線ガイド23の上下に分かれて二段に形成される。なお、突起部22bは、軸中心に向かって直線的に延伸し、突起部22aは、一度軸方向に伸びた後に径方向に折れ曲がって軸中心に向かって直線的に延伸している。突起部22aは周方向に離隔した例えば2個から成る。突起部22bも周方向に離隔した例えば2個から成る。
リード線口出し部品6は、突起部22をリード線ガイド23に嵌め合わせることにより、リード線配線部品1に組み付けることができる。すなわち、突起部22a,22bでリード線ガイド23の両面を挟み込むようにして、突起部22をリード線ガイド23に嵌め合わせることにより、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付けることができる。また、リード線ガイド23に嵌め合わされた突起部22を径方向外側に引き抜くことで、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から容易に取り外すことができる。
リード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付け、リード線配線部品1とリード線口出し部品6とを一体に取り扱うことを可能とすることで、センサリード線7及び電源リード線8の配線を容易にすることができる。また、センサリード線7及び電源リード線8を組み付けた固定子10を搬送する際に、センサリード線7及び電源リード線8に負荷がかかったとしてもリード線口出し部品6がリード線配線部品1に組み付けられているため、電源リード線8と固定子10との接合部、あるいは、センサリード線7とセンサ基板11との接合部に負荷がかかることがなく、組立の作業性が向上し、品質が向上する。なお、突起部22は、リード線配線部品1から引き出されたセンサリード線7及び電源リード線8をリード線口出し部品6にガイドする機能も併せ持つ。
なお、本実施の形態では、リード線ガイド23の上下に分かれた突起部22a,22bでリード線ガイド23を挟み込むようにして、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付けたが、これに限らず、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に着脱可能に組み付けることができれば他の構造でもよい。例えば、リード線ガイド23に突起部22が挿入可能な挿入孔を備えた部位を別途設けるようにし、突起部22を挿入孔に挿入することでリード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付けることも可能である。また、突起部22は、リード線配線部品1に向かう方向に伸びる部分の他に、例えば軸方向に伸びる部分を有していてもよく、いずれの場合も、リード線配線部品1に組付け可能であればよい。また、リード線口出し部品6に突起部とは異なる構造(装着を可能にする何らかの構造)を設け、当該構造によりリード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付けるようにしてもよい。さらにまた、リード線口出し部品6とリード線配線部品1との間に別の部品を介在させてリード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付けるようにしてもよい。つまり、リード線口出し部品6はリード線配線部品1に組み付けおよび取り外しが可能であればよい。なお、実施の形態2では、突起部22a,22bとは別の突起部を用いてリード線口出し部品6をリード線配線部品1に組み付ける例について説明する。
また、突起部22は、リード線ガイド23に係り止めされるフック部(図示せず)を備えていてもよい。例えば、突起部22bの先端部を軸方向に突起部22a側に僅かに伸びるようにL字型としてフック部(図示せず)を構成し、このフック部(図示せず)をリード線ガイド23の軸中心側の端部に引っ掛けるようにすることができる。この場合、突起部22aの径方向の長さは少なくともリード線ガイド23の幅を要する。なお、フック部(図示せず)は、突起部22b、または、突起部22a,22bの双方に設けることもできる。また、リード線ガイド23にフック部(図示せず)を係り止める係止部(図示せず)を別途設けてもよい。突起部22のフック部(図示せず)をリード線ガイド23に引っ掛けることにより、さらに強固にリード線口出し部品6とリード線配線部品1とを組み付けることが可能となる。
係り止め部6aは、基部6jの周方向側面から周方向に延びた後、径方向外側に屈曲するように形成されている。係り止め部6aの先端部と基部6jとの間には、径方向外側に開口する開口部6dが形成される。開口部6dには、センサリード線保持部品5の足5b(図6)が挿入される。すなわち、係り止め部6aはセンサリード線保持部品5をリード線口出し部品6に組付ける際に使用され、センサリード線保持部品5の足5bを径方向内側に向かって係り止め部6aに挿入することで、センサリード線保持部品5がリード線口出し部品6に組付けられる。
係り止め部6bは、基部6jの周方向側面から径内側に延びている。係り止め部6bの先端部と基部6jとの間には、径方向内側に開口する開口部6cが形成される。開口部6cには、電源リード線保持部品4の足4b(図6)が挿入される。すなわち、係り止め部6bは電源リード線保持部品4をリード線口出し部品6に組付ける際に使用され、電源リード線保持部品4の足4bを径方向外側に向かって係り止め部6bに挿入することで、電源リード線保持部品4がリード線口出し部品6に組付けられる。
電源リード線保持部品4は、リード線口出し部品6が設置される面から垂直方向に延びる一対の足4bと、足4bの先端部に設けられ、軸方向と直交する方向に伸びる突起4fとを備えている。
リード線配線部品1に電源リード線8が配線された後、足4bをリード線口出し部品6の係り止め部6bに係止させることによって、電源リード線保持部品4がリード線口出し部品6に組付けられる。この際、電源リード線保持部品4は、突起4fにより、軸方向に位置決めがなされる。また、電源リード線保持部品4がリード線口出し部品6に係り止められた際に、電源リード線保持部品4に設けられたリブ4cがリード線口出し部品6に当接することにより、電源リード線8がリード線口出し部品6から表出する開口の大きさを抑えることができる。
センサリード線保持部品5は、リード線口出し部品6に係り止めされる足5bを備え、センサリード線7が引回された後に、径方向内側に向かってリード線口出し部品6に組付けられる。
センサ基板11は、リード線配線部品1の組付け足17a,17b及び突起14により、リード線配線部品1に組付けられる。センサ基板11がリード線配線部品1に組付けられた後、ボードインコネクタ80がセンサ基板11に半田付けされる。センサリード線7は、リード線配線部品1に電源リード線8が配線されている面とは反対側の面(リード線配線部品1の反固定子側面)に配線され、リード線口出し部品6に向って引回される。センサリード線7は、リード線口出し部品6の保持突起6hと電源リード線保持部品4の足4bとにより軽く保持される。
このように、電源リード線8がリード線配線部品1の固定子側面で引回され、センサリード線7がリード線配線部品1の反固定子側面で引回されることから、組立てが容易となりコストの低減が図れ、かつ、組立てが容易になることに伴い品質の向上が図れる。
また、電源リード線8を環状板部1aの複数の位置ずれ防止用突起19で保持し、軸方向の位置ずれを防止することで、品質の向上が図れる。
また、リード線口出し部品6に2種類の係り止め部(係り止め部6a及び係り止め部6b)を設けることで、センサリード線7はセンサリード線保持部品5で保持され、電源リード線8は電源リード線保持部品4で保持される。そのため、センサリード線7及び電源リード線8をそれぞれリード線口出し部品6に強固に組付けることが可能となり、信頼性の向上に伴う品質の向上が図れる。
さらに、電源リード線保持部品4の足4bは、センサリード線7の保持にも使用されるため、組立てが容易となり、コストの低減が図れ、かつ、組立てが容易になることに伴い品質の向上が図れる。
リード線配線部品1は、センサリード線7及び電源リード線8が配線された後、固定子10に組付けられる。その際、取付け足13の穴13aには固定子10のピン81が表出し、このピン81が熱溶着、超音波溶着などされることで、リード線配線部品1が固定子10に固定される。その後、芯線21と端子12とにスポット溶接が施され、電源リード線8と端子12とが電気的に接続されて、固定子組立30が得られる。
以上のようにセンサリード線7及び電源リード線8が組み付けられた固定子組立30は、モールド成形時にモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外して、BMC(バルクモールディングコンパウンド)等の熱硬化性樹脂であるモールド樹脂で成形されて、モールド固定子が得られる。
固定子組立30のモールド成形の際には、リード線口出し部品6は、中心から径方向外側に押し出されるため、モールド成形後にリード線配線部品1から取り外された状態が維持されて、固定子鉄心82に接触することなく所定の位置を維持することが可能なため、センサリード線7同士あるいは電源リード線8同士の接触をリード線配線部品1に配線された状態以上に悪化させることなく、リード線口出し部品6とモールド樹脂との界面を伝わる水分の浸入を可能な限り抑制が可能なため、固定子10の品質向上が可能となる。
また、固定子10をモールド金型に設置した際、絶縁内壁83bの反結線側に形成された突起(図示せず)は、モールド金型に形成された設置部で支えられる。この設置部は、例えば、固定子鉄心82の内径寸法より若干大きい外径の段付き部、金型芯金部の開口部設置面から固定子10側に突状に延びる複数の爪、あるいは、金型芯金部の近傍のブラケット設置面から固定子鉄心82の内径とは繋がらない状態で延びる複数の突起などである。
このように、固定子10がモールド金型の設置部で支えられるため、モールド成形時に固定子10の外周部をモールド金型(規制部材)で支える必要が無い。従って、モールド固定子の外郭には、固定子鉄心82とモールド樹脂との間の境界面が形成されることがない。
さらに、モールド金型の突起で固定子10を支える場合、モールド固定子をモールド金型に設置したときでも、絶縁内壁83bの反結線側に形成された突起(図示せず)が固定子鉄心82の内径側に表出することがなくなり、水の浸入に対する抑制効果をより高めることができる。
図7は、本実施の形態の電動機の構成の一例を示した図である。本実施の形態の電動機は、図1に示す固定子10を用いたものであり、主たる構成要素として、固定子10をモールド樹脂(成形後、モールド樹脂部と成る。)で成形したモールド固定子60、モールド固定子60の内側に回転自在に配置された回転子76、回転子76に一体に取り付けられたシャフト72、シャフト72を支持するベアリング75、ベアリング75を支持するブラケット74、及びベアリング75に水分が浸入することを防止するための防水キャップ71を備えている。
図8は、本実施の形態に係る電動機を内蔵した空気調和機の構成の一例を示す図である。空気調和機100は、室内機200と、室内機200に接続される室外機300とを備える。室内機200は、送風機の駆動源として電動機70aを備え、室外機300は、送風機の駆動源として電動機70bを備える。電動機70a,70bは、例えば図7で示したモールド電動機であり、図1の固定子10を用いたものである。なお、室外機300内には、電動機70bにより回転するファン77、及び圧縮機78が示されている。
図9は、本実施の形態に係る電動機の製造方法の一例を示した図である。なお、この電動機の製造方法に電動機の固定子の製造方法が含まれることはいうまでもない。図9を参照して、本実施の形態に係る電動機の製造工程を説明する。
(1)ステップ1:固定子鉄心82を製造する。併せて、リード線配線組立(センサリード線7、電源リード線8、及びボードインコネクタ80)を製造する。併せて、リード線配線部品1及びリード線口出し部品6を製造する。
(2)ステップ2:固定子鉄心82に巻線してコイル84を設ける。併せて、リード線配線部品1にリード線口出し部品6を組付けた後、リード線配線部品1に電源リード線8を配線する。このとき電源リード線8の芯線21が芯線保持部20まで引回される。併せて、電源リード線保持部品4を製造する。
(3)ステップ3:リード線口出し部品6に電源リード線保持部品4を組付ける。併せて、センサ基板11を製造する。
(4)ステップ4:リード線配線部品1にセンサ基板11を組付ける。センサ基板11には、ボードインコネクタ80の端子が半田付けされる。併せて、センサリード線保持部品5を製造する。
(5)ステップ5:リード線口出し部品6にセンサリード線保持部品5を組付ける。
(6)ステップ6:固定子10にリード線配線部品1を組付け、リード線配線部品1の取付け足13から出るピン81を熱溶着し、端子12と芯線21をスポット溶接する。
(7)ステップ7:固定子組立30をモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外す。
(8)ステップ8:固定子組立30をモールド成形してモールド固定子を製造する。併せて、回転子、ブラケット等の部品を製造する。
(9)ステップ9:モールド固定子に回転子などを組付けて電動機を製造する。
以上説明したように、本実施の形態では、電源リード線8及びセンサリード線7をリード線口出し部品6にガイドするリード線ガイド23をリード線配線部品1に設けるとともに、リード線口出し部品6にはリード線ガイド23に組み付けることが可能な突起部22を設け、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に着脱可能にしている。
このような構成により、固定子組立30をモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外すことにより、モールド成形後のモールド樹脂部内ではリード線口出し部品6はリード線配線部品1から取り外された状態となり、リード線口出し部品6とモールド樹脂との界面を伝わる水分の浸入を可能な限り抑制が可能なため、固定子10の品質向上が可能となる。
なお、固定子組立30のモールド成形の際には、リード線口出し部品6は、モールド成形の圧力により中心から外側に押し出されるため、モールド成形後もリード線配線部品1から取り外された状態が維持され、固定子鉄心82に接触することなく所定の位置を維持することが可能になる。つまり、モールド成形後にリード線口出し部品6が径方向内側に押し戻されて固定子鉄心82と接触するおそれがなく、モールド成形前にリード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外しておけば、モールド成形後もリード線口出し部品6がリード線配線部品1から分離された状態が維持される。
また、電源リード線8及びセンサリード線7を組み付けた固定子10を搬送する際に、電源リード線8及びセンサリード線7に負荷がかかったとしても、リード線口出し部品6がリード線配線部品1に組付けられて仮固定されているため、電源リード線8と固定子10との接合部、あるいは、センサリード線7とセンサ基板11との接合部に負荷がかかることがなく、組立の作業性が向上し、品質が向上する。
また、本実施の形態では、突起部22はリード線口出し部品6から固定子10の径方向内側に向かって伸びている。
このような構成により、モールド成形前に、リード線口出し部品6を径方向外側に移動させてリード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外しておくことにより、モールド成形の際には、リード線口出し部品6は、モールド成形の圧力により中心から外側に押し出されるため、モールド成形後に、リード線配線部品1とリード線口出し部品6とが分離された状態が維持される。
本実施の形態では、突起部22は、概略リード線ガイド23の板厚で軸方向に互いに離隔して配置された突起部22a,22bから成る。
リード線口出し部品6の突起部22a,22b間にリード線配線部品1のリード線ガイド23を嵌め込むことにより、リード線口出し部品6を容易にリード線配線部品1に組み付けることが可能となる。
また、リード線口出し部品6の突起部22に、リード線配線部品1のリード線ガイド23に係り止めするためのフック部(図示せず)を設けることができる。これにより、リード線口出し部品6を強固にリード線配線部品1に仮固定することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、低コストで品質の良い固定子10を用いることにより、電動機の品質向上を図ることができる。
また、固定子10を備えた電動機を例えば、室外機の送風機に搭載することにより、空気調和機の品質向上を図ることができる。なお、本実施の形態に係る電動機は、空気調和機以外の電気機器にも適用できることは言うまでもない。
なお、本実施の形態では、センサ基板11が設けられた固定子10について説明したが、本実施の形態は、センサ基板11が設けられない場合にも同様に適用することができる。また、本実施の形態では、リード線配線部品1にはセンサリード線7および電源リード線8の双方が配線されるとしたが、本実施の形態は、いずれか一方が配線される場合にも同様に適用することができる。例えば、センサ基板11が設けられない場合には、センサリード線7も配線する必要がないので、この場合は、電源リード線8のみが配線される。また、本実施の形態では、リード線口出し部品6に電源リード線保持部品4およびセンサリード線保持部品5が組付けられるとしたが、これらを設けず、あるいは、リード線口出し部品6に一体に設けることも可能である。
以上のように、本実施の形態に係る電動機の固定子(モールド固定子60)は、固定子10と、固定子10の軸方向の一端に組付けられ、リード線が配線されるリード線配線部品1と、前記リード線を口出しするリード線口出し部品6と、固定子10、リード線配線部品1、及びリード線口出し部品6を一体に覆うモールド樹脂部と、を備え、リード線配線部品1は、前記リード線をリード線口出し部品6にガイドするリード線ガイド23を有し、リード線口出し部品6は、リード線ガイド23に組付けることが可能であり、リード線口出し部品6は、前記モールド樹脂部内では、リード線ガイド23から取り外された状態にある。このような構成により、モールド成形前にリード線口出し部品6がリード線配線部品1から取り外されているので、リード線口出し部品6とモールド樹脂部との界面を伝わる水分の浸入を抑制することができ、品質の向上を図ることが可能であるとともに、コストの低減も可能になる。なお、リード線口出し部品6は、固定子組立時にはリード線ガイド23に組み付けられ、モールド成形前にリード線ガイド23から取り外されるものである。
また、リード線口出し部品6は、リード線ガイド23に組み付けることが可能な構造を有するようにすることができる。好ましくは、リード線口出し部品6は、リード線ガイド23に組み付けることが可能な突起部22を有し、前記モールド樹脂部内では、突起部22がリード線ガイド23から取り外された状態にあるようにする。ここで、突起部22は、リード線口出し部品6から固定子10の径方向内側に向かって伸びている。また、突起部22は、軸方向に互いに離隔して配置された突起部22a,22bから成り、リード線口出し部品6は、突起部22a,22bがリード線ガイド23に嵌め合されることにより、リード線配線部品1に組付け可能である。また、突起部22は、リード線ガイド23に係り止めされるフック部を有していてもよい。
実施の形態2.
図10は、本実施の形態におけるリード線口出し部品を組付けたリード線配線部品の斜視図、図11は、本実施の形態におけるリード線口出し部品の斜視図である。また、図12は、本実施の形態におけるリード線口出し部品を組付けた状態でのリード線配線部品の断面図、図13は、本実施の形態におけるリード線口出し部品を分離した状態でのリード線配線部品の断面図である。
なお、実施の形態1で説明した図1、図2、図5〜図9は、本実施の形態でも共通である。従って、以下では、実施の形態1との差異を中心に説明し、実施の形態1と共通の事項については説明を省略する。また、図10〜図13では、図1〜図6と同一の構成要素には同一の符号を付している。
リード線配線部品1は、リード線口出し部品6が取り付けられる外周側の部位、すなわち、リード線口出し部品6との対向部に、リード線ガイド23を備える(図10)。リード線ガイド23は、例えば平板状である。リード線ガイド23は、センサリード線7及び電源リード線8をリード線口出し部品6にガイドする。また、リード線ガイド23は、リード線配線部品1上を引回されたセンサリード線7及び電源リード線8の軸方向の移動を抑制することができる。リード線ガイド23には、リード線口出し部品6が着脱可能である。
リード線口出し部品6は、板状の基部6jと、基部6jの両側に設けられた一対の係り止め部6a(第1の係り止め部)と、基部6jの両側に設けられた一対の係り止め部6b(第2の係り止め部)と、基部6jと一体に形成され、基部6jからリード線配線部品1側に配置される板状部6eと、板状部6eの反固定子側の面上に設けられ、センサリード線7を保持するためのセンサリード線保持部6gを構成する複数の保持突起6hと、板状部6eの端部からリード線配線部品1側に突き出た複数の突起部52とを備えている(図11)。
基部6jは、反固定子側の面に、センサリード線7の本数(図示例では5本)と同数のセンサリード線配線用の溝6fを有し、固定子側の面に、電源リード線8の本数(3本)と同数の電源リード線配線用の溝(図示せず)を有する。保持突起6hの個数は、センサリード線7の本数よりも1つ少ない。板状部6eの固定子側の面上には、電源リード線8を保持するための電源リード線保持部(図示せず)を構成する複数の保持突起(図示せず)が設けられている。
突起部52は、リード線ガイド23と対向して配置され、リード線口出し部品6から径方向内側に伸びた後に軸方向に屈曲して固定子10の反基板側(センサ基板11が設けられていない側)に向かって軸方向に伸びている。すなわち、突起部52は、概略L字形状であり、径方向に伸びる径方向部52aと、径方向部52aよりも先端側に設けられて軸方向に伸びる軸方向部52bとを備えて成る。また、突起部52は、周方向に離隔した例えば2個から成る。
リード線口出し部品6は、リード線口出し部品6を軸方向に移動することにより、突起部52の軸方向部52bをリード線ガイド23に組付けることが可能である(図10、図12、図13)。図10では、概略L字形状の突起部52をリード線ガイド23の軸中心側の端部に組付けることで仮固定している。また、リード線ガイド23に組付けられた突起部52を軸方向に引き抜くことで、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から容易に取り外すことができる(図12、図13)。なお、図12、図13では、リード線ガイド23の図示は省略している。
リード線口出し部品6をリード線配線部品1に組付けて仮固定し、リード線配線部品1とリード線口出し部品6とを一体に取り扱うことを可能とすることで、センサリード線7及び電源リード線8の配線を容易にすることができる。また、センサリード線7及び電源リード線8を組付けた固定子10を搬送する際に、センサリード線7及び電源リード線8に負荷がかかったとしてもリード線口出し部品6がリード線配線部品1に組付けられているため、電源リード線8と固定子10との接合部、あるいは、センサリード線7とセンサ基板11との接合部に負荷がかかることがなく、組立の作業性が向上し、品質が向上する。なお、突起部52は、リード線配線部品1から引き出されたセンサリード線7及び電源リード線8をリード線口出し部品6にガイドする機能も併せ持つ。
なお、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に組付ける態様は、上記の例に限らず、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に着脱可能に組付けることができれば他の構造でもよい。例えば、リード線ガイド23に突起部52の軸方向部52bが挿入可能な挿入孔を設けるようにし、突起部52の軸方向部52bを挿入孔に挿入することでリード線口出し部品6をリード線配線部品1に組付けることも可能である。また、突起部52は、少なくとも軸方向部52bを有していればよい。
また、突起部52は、リード線ガイド23に係り止めされるフック部(図示せず)を備えていてもよい。例えば、突起部52の軸方向部52bの先端部を径方向外側に僅かに伸びるようにしてフック部(図示せず)を構成し、このフック部(図示せず)をリード線ガイド23の軸中心側の端部に引っ掛けるようにすることができる。また、リード線ガイド23にフック部(図示せず)を係り止める係止部(図示せず)を別途設けてもよい。突起部52のフック部(図示せず)をリード線ガイド23に引っ掛けることにより、さらに強固にリード線口出し部品6とリード線配線部品1とを組付けることが可能となる。
本実施の形態のその他の構成は実施の形態1と同じである。センサリード線7及び電源リード線8が組付けられた固定子組立30は、モールド成形時にモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外して、BMC(バルクモールディングコンパウンド)等の熱硬化性樹脂であるモールド樹脂で成形されて、モールド固定子が得られる。
リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取外す際、軸方向にリード線口出し部品6を移動させるため、固定子10のモールド成形の際に、センサリード線7及び電源リード線8を組み付けた固定子10をモールド金型に設置する工程の中で、リード線口出し部品6とリード線配線部品1とを分離することが可能となる。すなわち、リード線口出し部品6は、リード線配線部品1に組付けられた状態ではモールド成形後の固定子10の所定の位置から軸方向に所定の距離移動した位置に設置され、電源リード線保持部品4を介してリード線口出し部品6がモールド金型に当接した後、固定子10のモールド金型への設置を進めることで、固定子10に組付けられたリード線配線部品1と、リード線口出し部品6との間に軸方向に所定の隙間が設けられる。
固定子組立30のモールド成形の際には、リード線口出し部品6は、モールド成形の圧力により中心から径方向外側に押し出されるため、モールド成形後もリード線配線部品1から取り外された状態が維持され、固定子鉄心82に接触することなく所定の位置を維持することが可能となる。つまり、モールド成形後にリード線口出し部品6が径方向内側又は軸方向に押し戻されて固定子鉄心82と接触するおそれがなく、モールド成形前にリード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外しておけば、モールド成形後もリード線口出し部品6がリード線配線部品1から分離された状態が維持される。従って、本実施の形態によれば、センサリード線7同士あるいは電源リード線8同士の接触をリード線配線部品1に配線された状態以上に悪化させることなく、リード線口出し部品6とモールド樹脂との界面を伝わる水分の浸入を可能な限り抑制が可能なため、固定子10の品質向上が可能となる。
また、本実施の形態に係る電動機の固定子は、実施の形態1と同様に、図7のような電動機に適用することができる。また、本実施の形態に係る電動機は、実施の形態1と同様に、図8のような空気調和機に適用することができる。
また、本実施の形態に係る電動機の製造方法も実施の形態1と同様である。実施の形態1では、電動機の製造方法を(1)ステップ1〜(9)ステップ9に分けて説明したが、本実施の形態では、
(7)ステップ7:固定子組立30をモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6を軸方向に移動してリード線配線部品1から取り外す。
とすればよく、他のステップは実施の形態1と同じである。
以上説明したように、本実施の形態では、電源リード線8及びセンサリード線7をリード線口出し部品6にガイドするリード線ガイド23をリード線配線部品1に設けるとともに、リード線口出し部品6にはリード線ガイド23に組付けることが可能な突起部52を設け、リード線口出し部品6をリード線配線部品1に着脱可能にしている。ここで、突起部52は、リード線口出し部品6から固定子10の軸方向の他端に向かって伸びている。詳細には、突起部52は、リード線口出し部品6から固定子10の径方向内側に伸びた後に軸方向に屈曲して固定子10の軸方向の他端に向かって伸びている。
このような構成により、固定子組立30をモールド金型に設置する際に、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取り外すことにより、モールド成形後のモールド樹脂部内ではリード線口出し部品6はリード線配線部品1から取り外された状態となり、リード線口出し部品6とモールド樹脂との界面を伝わる水分の浸入を可能な限り抑制が可能なため、固定子10の品質向上が可能となる。
なお、固定子組立30のモールド成形の際には、リード線口出し部品6は、モールド成形の圧力により中心から外側に押し出されるため、モールド成形後もリード線配線部品1から取り外された状態が維持され、固定子鉄心82に接触することなく所定の位置を維持することが可能になる。
また、電源リード線8及びセンサリード線7を組付けた固定子10を搬送する際に、電源リード線8及びセンサリード線7に負荷がかかったとしても、リード線口出し部品6がリード線配線部品1に組付けられて仮固定されているため、電源リード線8と固定子10との接合部、あるいは、センサリード線7とセンサ基板11との接合部に負荷がかかることがなく、組立の作業性が向上し、品質が向上する。
また、突起部52は、リード線ガイド23に組付け可能な固定子10の反基板側に向かって軸方向に伸びる軸方向部52bを有している。そして、リード線口出し部品6は、これを軸方向に移動することで、リード線配線部品1へ組付けられ、あるいは、リード線配線部品1から取り外される。
従って、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取外す際、軸方向にリード線口出し部品6を移動させるため、固定子10のモールド成形の際に、電源リード線8及びセンサリード線7が組付けられた固定子10をモールド金型に設置する工程の中で、リード線口出し部品6とリード線配線部品1とを分離させることが可能となる。
また、リード線口出し部品6をリード線配線部品1から取外す際、軸方向にリード線口出し部品6を移動させるため、モールド成形後の電動機のリード線口出し位置の調整が容易となる。
また、リード線口出し部品6の突起部52に、リード線配線部品1のリード線ガイド23に係り止めするためのフック部(図示せず)を設けることができる。これにより、リード線口出し部品6を強固にリード線配線部品1に仮固定することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、低コストで品質の良い固定子10を用いることにより、電動機の品質向上を図ることができる。
また、固定子10を備えた電動機を例えば、室外機の送風機に搭載することにより、空気調和機の品質向上を図ることができる。なお、本実施の形態に係る電動機は、空気調和機以外の電気機器にも適用できることは言うまでもない。
以上のように、本発明は、電動機の固定子、電動機、空気調和機、及び電動機の固定子の製造方法として有用である。
1 リード線配線部品、1a 環状板部、1b 内壁、4 電源リード線保持部品、4b 足、4c リブ、4f 突起、5 センサリード線保持部品、5b 足、6 リード線口出し部品、6a,6b 係り止め部、6c,6d 開口部、6e 板状部、6f 溝、6g センサリード線保持部、6h 保持突起、6j 基部、7 センサリード線、8 電源リード線、10 固定子、11 センサ基板、12 端子、13 取付け足、13a 穴、14 突起、15 リード線端末保持部、17a,17b 組付け足、18 凹部、19 位置ずれ防止用突起、20 芯線保持部、21 芯線、22,22a,22b 突起部、23 リード線ガイド、30 固定子組立、31 ティース、32 ホールIC、37a〜39a 突起、37〜39 折り返し部、52 突起部、52a 径方向部、52b 軸方向部、60 モールド固定子、70a,70b 電動機、71 防水キャップ、72 シャフト、74 ブラケット、75 ベアリング、80 ボードインコネクタ、81 ピン、82 固定子鉄心、83 絶縁部、83a 絶縁外壁、83b 絶縁内壁、84 コイル、85 フック部、90 リード線組立、100 空気調和機、200 室内機、300 室外機。

Claims (12)

  1. 固定子と、
    前記固定子の軸方向の一端に組付けられ、リード線が配線されるリード線配線部品と、
    前記リード線を口出しするリード線口出し部品と、
    前記固定子、前記リード線配線部品、及び前記リード線口出し部品を一体に覆うモールド樹脂部と、
    を備え、
    前記リード線配線部品は、前記リード線を前記リード線口出し部品にガイドするリード線ガイドを有し、
    前記リード線口出し部品は、前記リード線ガイドに組付けることが可能であり、
    前記リード線口出し部品は、前記モールド樹脂部内では、前記リード線ガイドから取り外された状態にあることを特徴とする電動機の固定子。
  2. 前記リード線口出し部品は、前記リード線ガイドに組み付けることが可能な構造を有することを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
  3. 前記リード線口出し部品は、前記リード線ガイドに組み付けることが可能な突起部を有し、
    前記モールド樹脂部内では、前記突起部が前記リード線ガイドから取り外された状態にあることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
  4. 前記突起部は、前記リード線口出し部品から前記固定子の径方向内側に向かって伸びていることを特徴とする請求項3に記載の電動機の固定子。
  5. 前記突起部は、前記軸方向に互いに離隔して配置された第1及び第2の突起部から成り、
    前記リード線口出し部品は、前記第1及び第2の突起部が前記リード線ガイドに嵌め合されることにより、前記リード線配線部品に組付け可能であることを特徴とする請求項4に記載の電動機の固定子。
  6. 前記突起部は、前記リード線口出し部品から前記固定子の前記軸方向の他端に向かって伸びていることを特徴とする請求項3に記載の電動機の固定子。
  7. 前記突起部は、前記リード線口出し部品から前記固定子の径方向内側に伸びた後に前記軸方向に屈曲して前記固定子の前記軸方向の他端に向かって伸びていることを特徴とする請求項6に記載の電動機の固定子。
  8. 前記突起部は、前記リード線ガイドに係り止めされるフック部を有していることを特徴とする請求項3に記載の電動機の固定子。
  9. 前記リード線口出し部品は、固定子組立時には前記リード線ガイドに組み付けられ、モールド成形前に前記リード線ガイドから取り外されるものであることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載の電動機の固定子を備えることを特徴とする電動機。
  11. 請求項10に記載の電動機を備えることを特徴とする空気調和機。
  12. リード線口出し部品をリード線配線部品のリード線ガイドに組付けるステップと、
    前記リード線配線部品にリード線を配線するステップと、
    前記リード線配線部品を固定子に組付けて固定子組立を製造するステップと、
    前記固定子組立をモールド金型に設置する際に、前記リード線口出し部品を前記リード線ガイドから取り外すステップと、
    前記固定子組立をモールド樹脂で一体に成形するステップと、
    を含むことを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
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