WO2007138923A1 - 電動機の固定子およびモールドモータ - Google Patents

電動機の固定子およびモールドモータ Download PDF

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WO2007138923A1
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stator
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electric motor
insulating cover
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French (fr)
Inventor
Yasutake Seki
Akihiko Yamazaki
Yukinori Nakagawa
Original Assignee
Panasonic Corporation
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto

Definitions

  • the present invention relates to a stator of an electric motor for home appliances and a mold motor using the stator.
  • the annular stator core is usually divided into half.
  • the first phase coil 60 is first wound, leaving a space for the second phase coil, and then the second phase coil is wound in that space.
  • the connecting wire connecting the coils comes into contact with coils of different phases. Therefore, before the second phase coil is wound, it is necessary to perform an insulation process such as attaching an insulating tape to the first phase coil 60 and the first phase connecting wire. It is desirable to have an insulation distance between the coil and the jumper that eliminates the need to apply insulating tape.
  • stator core subjected to toroidal winding is resin-molded to be completed as a motor stator. Therefore, the structure of the stator core must be such that an insulation distance between the coil and the jumper is ensured even when a high pressure of the mold resin is applied.
  • Patent Document 3 discloses an insulating groove for accommodating the jumper wire.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. 2005-333727
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application No. 2006-101656
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application No. 5-184092
  • a stator of an electric motor includes an annular yoke, a stator core having teeth on at least one of an inner diameter side and an outer diameter side of the yoke, a plurality of grooves, and a plurality of guide posts. It has an insulating cover that covers the child core, and a three-phase wire that is wound on the stator core with a toroidal winding through the insulating cover.
  • Each of the first phase, the second phase, and the third phase of the three-phase winding has a plurality of toroidal coils and a connecting wire that connects the coils.
  • the crossover wire of the first phase passes through the groove of the insulating cover and passes inside the second and third phase coils.
  • the crossover wire of the second phase is guided by the guide post of the insulating cover, passes over the first phase coil, and passes through the groove and inside the third phase coil.
  • the crossover wire of the third phase is guided by the guide post and passes above the first and second phase coils.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first-phase coil wound in a stator core.
  • FIG. 2 is a diagram showing a second phase coil that is wound on the stator core.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of a stator core in which a first phase coil and a second phase coil are wound.
  • FIG. 4 is a perspective view of a stator core in which a first phase coil, a second phase coil, and a third phase coil are wound.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a guide post having a separation wall.
  • FIG. 6 is a view of a stator core set with a mold.
  • FIG. 7 is a diagram of a winding guide provided in a slot opening.
  • FIG. 8 is a diagram of a terminal wire holding portion provided in the insulating cover.
  • FIG. 9 is a view of the groove cover provided on the inner wall of the groove that accommodates the jumper wire.
  • FIG. 10 is a diagram showing insulation of a jumper wire.
  • Fig. 11 is another diagram showing insulation of the crossover wires.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional toroidal shoreline.
  • a split stator core (hereinafter referred to as “stator core”) 1 in which an annular stator core is divided in half is provided with inner teeth 3 and outer teeth 4 on both sides of a yoke 2.
  • An insulating cover 5 covers the stator core 1.
  • the first phase, second phase, and third phase coils of the three-phase winding are sequentially wound in the slots between the teeth of the stator core 1 with toroidal winding. explain.
  • the first-phase coils 11, 12, 13 are sequentially wound on the stator core 1 via the crossover wires 14, 15 connecting the coils.
  • the second-phase coils 21, 22, 23 are sequentially wound on the stator core 1 via the jumper wires 24, 25.
  • the crossover 24 crosses over the first phase coil 12.
  • the crossover 25 crosses over the first phase coil 13.
  • Third-phase coils 31, 32, and 33 are sequentially wound in the empty slots in FIG. 2 (see FIG. 4).
  • the third phase crossover wires 34 and 35 cross over the already coiled first and second phase coils.
  • the connecting wire of each phase intersects with the other phase coil under or on the coil.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the stator core 1 in which the first phase coil and the second phase coil are wound.
  • the insulating cover 5 has grooves 16 and 26 in the thick portion 6 where the third phase coil is to be wound.
  • the first-phase crossover 14 is accommodated in the groove 16, and the second-phase crossover 24 is accommodated in the groove 26.
  • the insulating cover 5 further has a guide post 7. The crossover 24 is guided by the guide post 7 so as to maintain a predetermined insulation distance 50 from the coil 12 when crossing the groove 26 and over the first phase coil 12.
  • FIG. 4 is a perspective view of the stator core 1 in which the first phase, second phase, and third phase coils are wound.
  • Both the third-phase crossover wires 34 and 35 are guided by the guide posts 7 so as to maintain a predetermined insulation distance from the first-phase and second-phase coils.
  • the guide posts 7 are provided on the inner diameter side and the outer diameter side in order to separately arrange the jumper wires on the inner diameter side and the outer diameter side. This prevents contact between the crossovers.
  • the crossover wires 34 and 24 are arranged separately on the inner diameter side and the outer diameter side.
  • the connecting wires 25 and 35 are arranged separately on the inner diameter side and the outer diameter side.
  • a guide post 7 having a separation wall 8 whose cross section is shown in FIG. 5 is used. Since the separating wall 8 separates the connecting wires, contact between the connecting wires is prevented even when guiding the connecting wires of different phases.
  • FIG. 6 shows the stator core 1 set in the mold 40.
  • the coil and the crossover of the stator core 1 need to be configured so as not to be deformed by the high flow rate of the resin flow from the mold gate 41 in order to maintain a predetermined insulation distance.
  • the crossover wire and the heterogeneous coil are separated. By passing the connecting wire, for example, under the coil, it is possible to prevent the pressure of the resin flow from being applied to the connecting wire via the coil. When the crossover wire passes over the coil, the displacement of the crossover wire due to the grease flow can be minimized by shortening the distance between the guide posts.
  • a winding guide 18 is provided in the slot opening 17.
  • the winding guide 18 guides the electric wire to the slot opening 17 during winding, and holds the coil 20 during molding so that it is not deformed by the pressure of the grease flow.
  • thermosetting resin As the mold resin.
  • the stator in the embodiment of the present invention can be applied to a molded motor. That is, it is possible to provide a molded motor having a motor frame in which the stator according to the present embodiment is molded with a thermosetting resin. In this mold motor, even if a high pressure of thermosetting resin is applied during molding, the insulation distance between the coil and the jumper wire is ensured.
  • FIG. 8 An improvement of the stator core for stabilizing the operation of the winding step and obtaining high reliability in the interphase insulation of the three-phase winding will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
  • FIG. 8 An improvement of the stator core for stabilizing the operation of the winding step and obtaining high reliability in the interphase insulation of the three-phase winding will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
  • the coil terminal 27 of the phase in which the winding has been completed needs to be fixed to prevent loosening.
  • a projecting holding portion 19 is provided on the insulating cover 5 near the feeder terminal.
  • a cover 28 is provided on the inner wall of the groove 16 (see FIG. 3) of the insulating cover 5.
  • the cover 28 holds the connecting wire in the groove 16 and prevents the coil that is wound in the thick portion 6 and the connecting wire from approaching.
  • the insulating cover 5 does not have the thick part 6 and the groove 16 shown in FIG. Insulation sheet 30 is installed on the crossover to insulate between the crossover and the coil. Since there is no thick part 6, the stator thickness decreases. In addition to bonding, the insulating sheet 30 can be easily attached by providing an insulating sheet stopper 29 on the insulating cover 5.
  • stator of the present invention Since the stator of the present invention has high reliability in the interphase insulation of the three-phase winding, it can be used not only for a brushless motor but also for an induction motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

　３相巻線の第１相、第２相、第３相は、それぞれ複数のトロイダルコイルとコイル間を接続する渡り線とを有する。第１相の渡り線は、第２相と第３相のコイルの内側を通る。第２相の渡り線は、ガイドポストにガイドされて第１相コイルの上方を通り、そして第３相のコイルの内側を通る。第３相の渡り線は、ガイドポストにガイドされて第１相と第２相のコイルの上方を通る。

Description

明 細 書
電動機の固定子およびモールドモータ
技術分野
[0001] 本発明は、家電機器用の電動機の固定子およびその固定子を用いたモールドモ ータに関する。
背景技術
[0002] 最近、家電用電動機は、省エネルギーの観点から高効率を求めるためにブラシレ スモータへの転換が進んでいる。それに伴って、円環状ステータの内側と外側に磁 石ロータを有する、 2ロータ形の 3相ブラシレスモータが注目されている（例えば、特 許文献 1、特許文献 2参照)。
[0003] 円環状ステータにトロイダル卷線を施す場合、通常、円環状ステータコアは半分割 される。ついで、図 12に示すように、まず第 1相コイル 60を、第 2相コイルのためのス ペースを残して卷線し、その後、そのスペースに第 2相コイルを卷線する。この時、コ ィル間を接続する渡り線が、異なる相のコイルと接触する。したがって、第 2相コイル を卷線する前に、第 1相コイル 60と第 1相の渡り線に絶縁テープを貼り付けるなどの 絶縁処理を施す必要があり面倒である。コイルと渡り線の間に絶縁距離を確保して、 絶縁テープの貼付を不要にする構成が望まれる。
[0004] 通常、トロイダル卷線を施した固定子コアは、モータの固定子として完成させるため に、榭脂モールドされる。したがって、固定子コアの構成は、モールド榭脂の高い圧 力が印加されても、コイルと渡り線との間の絶縁距離が確保される構成でなければな らない。
[0005] 渡り線とコイルとの接触を防ぐため、例えば、特許文献 3は、渡り線を収容するため の絶縁性の溝を開示する。
特許文献 1：日本特許出願特開 2005— 333727号公報
特許文献 2：日本特許出願特開 2006— 101656号公報
特許文献 3：日本特許出願特開平 5— 184092号公報
発明の開示 [0006] 本発明の電動機の固定子は、環状のヨークとヨークの内径側と外径側の少なくとも 一方にティースを有する固定子コアと、複数の溝と複数のガイドポストとを有し、固定 子コアを覆う絶縁カバーと、固定子コアに絶縁カバーを介してトロイダル巻きで卷線さ れた 3相卷線とを有する。 3相卷線の第 1相、第 2相、第 3相のそれぞれは、複数のト ロイダルコイルとコイル間を接続する渡り線とを有する。第 1相の渡り線は、絶縁カバ 一の溝を通って第 2相と第 3相のコイルの内側を通る。第 2相の渡り線は、絶縁カバー のガイドポストにガイドされて第 1相コイルの上方を通り、そして溝を通って第 3相のコ ィルの内側を通る。第 3相の渡り線は、ガイドポストにガイドされて第 1相と第 2相のコ ィルの上方を通る。この構成により、モールド榭脂の高い圧力が印加されても、コイル と渡り線との間の絶縁距離は確保される。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、固定子コアに卷線された第 1相コイルを示す図である。
[図 2]図 2は、固定子コアに卷線された第 2相コイルを示す図である。
[図 3]図 3は、第 1相コイル、第 2相コイルが卷線された固定子コアの部分斜視図であ る。
[図 4]図 4は、第 1相コイル、第 2相コイル、第 3相コイルが卷線された固定子コアの斜 視図である。
[図 5]図 5は、分離壁を有するガイドポストの断面図である。
[図 6]図 6は、モールド金型セットされた固定子コアの図である。
[図 7]図 7は、スロット開口部に設けられた卷線ガイドの図である。
[図 8]図 8は、絶縁カバーに設けられた端末線保持部の図である。
[図 9]図 9は、渡り線を収容する溝の内壁に設けられた溝カバーの図である。
[図 10]図 10は、渡り線の絶縁を示す図である。
[図 11]図 11は、渡り線の絶縁を示す他の図である。
[図 12]図 12は、従来のトロイダル卷線を説明する図である。
符号の説明
[0008] 1 固定子コア 3 内側ティース
4 外側ティース
5 絶縁カバー
6 肉厚部
7 ガイドポスト
8 分離壁
11, 12, 13 第 1相コイル
14, 15 第 1相渡り線
16 溝
17 スロット開口部
18 卷線ガイド
19 保持部
21, 22, 23 第 2相コイル
24, 25 第 2相渡り線
26 溝
27 コイル端末
28 溝カバー
29 絶縁シート止め
30 絶縁シート
31, 32, 33 第 3相コイル
34, 35 第 3相渡り線
50 絶縁距離
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
[0010] 図 1に示すように、環状固定子コアを半分に分割した分割固定子コア（以後「固定 子コア」と言う） 1は、ヨーク 2の両側に内側ティース 3と外側ティース 4とを有する。絶縁 カバー 5が固定子コア 1を覆う。以下、固定子コア 1のティースの間のスロットに、 3相 卷線の第 1相、第 2相、第 3相のコイルをトロイダル巻きで順次に卷線するステップを 説明する。
[0011] まず、図 1に示すように、固定子コア 1に、第 1相のコイル 11、 12、 13を、コイル間を 接続する渡り線 14、 15を介して順次に卷線する。
[0012] 次に、図 2に示すように、固定子コア 1に、第 2相のコイル 21、 22、 23を、渡り線 24 、 25を介して順次卷線する。渡り線 24は第 1相のコイル 12上を渡る。同様に、渡り線 25は第 1相のコイル 13上を渡る。
[0013] 図 2の空いたスロットに、第 3相のコイル 31、 32、 33を順次卷線する（図 4参照）。第 3相の渡り線 34、 35は、既に卷線された第 1相と第 2相のコイル上を渡る。以上のよう に、各相の渡り線は他相コイルとコイル下またはコイル上で交差する。
[0014] 図 3は、第 1相コイルと第 2相コイルが卷線された固定子コア 1の部分斜視図である 。絶縁カバー 5は、第 3相コイルが卷線されるべき場所である肉厚部 6に、溝 16、 26 を有する。第 1相の渡り線 14は溝 16に収容され、第 2相の渡り線 24は溝 26内に収容 される。絶縁カバー 5は、更にガイドポスト 7を有する。渡り線 24は、溝 26を過ぎて第 1 相のコイル 12上を渡る際には、コイル 12と所定の絶縁距離 50を保つようにガイドポ スト 7にガイドされる。
[0015] 図 4は、第 1相、第 2相、第 3相のコイルが卷線された固定子コア 1の斜視図を示す 。第 3相の渡り線 34、 35はともに、第 1相と第 2相のコイルと所定の絶縁距離を保つよ うにガイドポスト 7にガイドされる。ガイドポスト 7は、渡り線を内径側と外径側に分離配 置するために内径側と外径側に設けられる。これにより、渡り線間の接触が防止され る。図 4では、渡り線 34と 24は、内径側と外径側に分離配置される。同様に、渡り線 2 5と 35は、内径側と外径側に分離配置される。
[0016] 何らかの理由で渡り線の分離配置ができない場合は、図 5に断面を示す、分離壁 8 を有するガイドポスト 7を使用する。分離壁 8が渡り線を分離するので、異なる相の渡 り線をガイドする場合でも渡り線間の接触は防止される。
[0017] トロイダルコイルを有する固定子コア 1をモータの固定子として完成するために榭脂 モールドが行われる。図 6は、モールド金型 40にセットされた固定子コア 1を示す。固 定子コア 1のコイルと渡り線は、所定の絶縁距離を保っために、モールドゲート 41か らの榭脂流の高 、圧力で変形しな 、ように構成されることが必要である。 [0018] 榭脂流の圧力に対する対策として、渡り線と異相コイルとを分離する。渡り線を、例 えばコイル下を通過させることにより、渡り線にコイルを介して榭脂流の圧力がかかる のを防止することができる。渡り線が、コイル上を通過する場合は、ガイドポストの間隔 を短くすることにより、榭脂流による渡り線の変位を最小にすることができる。
[0019] また、図 7に示すように、スロット開口部 17に卷線ガイド 18を設ける。卷線ガイド 18 は、卷線時には電線をスロット開口部 17にガイドし、モールド時には、榭脂流の圧力 により変形しないように、コイル 20を保持する。
[0020] なお、モールド榭脂として熱硬化性榭脂を使用すると好ま ヽ。本発明の実施の形 態における固定子をモールドモータに適用することができる。すなわち、本実施の形 態の固定子を熱硬化性榭脂にて成形したモータフレームを有するモールドモータを 提供することができる。このモールドモータにおいては、モールド時に熱硬化性榭脂 の高い圧力が印加されても、コイルと渡り線との間の絶縁距離は確保される。
[0021] 次に、卷線ステップの作業を安定させ、かつ 3相卷線の相間絶縁に高い信頼性を 得るための固定子コアの改善について図 8から図 11を用いて説明する。
[0022] 第 1相コイル、第 2相コイル、第 3相コイルを順次卷線して 、くステップでは、卷線が 終了した相のコイル端末 27は緩み防止のために固定する必要がある。図 8に示すよ うに、卷線端末付近の絶縁カバー 5上に、突起状の保持部 19を設ける。コイル端末 2 7を保持部 19に結わえることにより、コイルの緩みを防止する。
[0023] また、図 9に示すように、絶縁カバー 5の溝 16 (図 3参照）の内壁にカバー 28を設け る。カバー 28は、渡り線を溝 16内に保持すると共に、肉厚部 6に卷線されるコイルと 渡り線との接近を防止する。
[0024] 図 10では、絶縁カバー 5は図 9に示した肉厚部 6と溝 16を持たない。渡り線上に絶 縁シート 30が装着され、渡り線とコイルとの間を絶縁する。肉厚部 6がないので固定 子の厚みは減少する。絶縁シート 30は、接着以外にも、絶縁カバー 5上に絶縁シー ト止め 29を設けることで簡単に装着できる。
[0025] なお、図 11に示すように、渡り線を浅い溝 16に収容し、その上に絶縁シート 30を装 着することも可能である。
産業上の利用可能性 本発明の固定子は、 3相卷線の相間絶縁に高い信頼性を有するので、ブラシレス モータのみならず、インダクションモータにも使用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 環状のヨークと前記ヨークの内径側と外径側の少なくとも一方にティースを有する固 定子コアと、複数の溝と複数のガイドポストとを有し前記固定子コアを覆う絶縁カバー と、前記固定子コアに前記絶縁カバーを介してトロイダル巻きで卷線された 3相卷線 とを有する電動機の固定子で、
前記 3相卷線の第 1相、第 2相、第 3相は、それぞれ複数のトロイダル巻きコイルと前 記コイル間を接続する渡り線とを有し、
前記第 1相の渡り線は、前記溝を通って前記第 2相と第 3相のコイルの内側を通り、 前記第 2相の渡り線は、前記ガイドポストにガイドされて前記第 1相コイルの上方を通 り、そして前記溝を通って前記第 3相のコイルの内側を通り、
前記第 3相の渡り線は、前記ガイドポストにガイドされて前記第 1相と第 2相のコイル の上方を通る電動機の固定子。
[2] 前記固定子コアは半分割コアである請求項 1記載の電動機の固定子。
[3] 前記絶縁カバーは、コイル端末を保持するための突起状の保持部を有する請求項 2 記載の電動機の固定子。
[4] 前記ガイドポストを前記絶縁カバーの外径側及び内径側に設け、前記ガイドポストに ガイドされる前記渡り線を外径側と内径側に分離する請求項 1記載の電動機の固定 子。
[5] 前記ガイドポストは、各相の前記渡り線を分離する分離壁を有する請求項 1記載の電 動機の固定子。
[6] 前記絶縁カバーは、スロット開口部に形成された卷線ガイドを有する請求項 1記載の 電動機の固定子。
[7] 前記絶縁カバーは、前記溝の内壁に形成された溝カバーを有する請求項 1記載の 電動機の固定子。
[8] 前記絶縁カバー上を通る渡り線と、前記渡り線上に装着された絶縁シートと、前記絶 縁シート上に卷線されたトロイダル巻きコイルとを有する請求項 1記載の電動機の固 定子。
[9] 請求項 1記載の電動機の固定子を熱硬化性榭脂で成形したモータフレームを有する モーノレドモータ,
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