WO2017017746A1 - モータ - Google Patents

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WO2017017746A1
WO2017017746A1 PCT/JP2015/071183 JP2015071183W WO2017017746A1 WO 2017017746 A1 WO2017017746 A1 WO 2017017746A1 JP 2015071183 W JP2015071183 W JP 2015071183W WO 2017017746 A1 WO2017017746 A1 WO 2017017746A1
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winding
stator
armature
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motor according
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PCT/JP2015/071183
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小山　昌喜
修平 永田
康明 青山
鈴木　尚礼
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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Priority to JP2017530488A priority patent/JP6500106B2/ja
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Priority to TW105122907A priority patent/TWI606673B/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Definitions

  • the present invention relates to a motor.
  • Patent document 1 is provided on a substrate 3 and a positioning protrusion 4 that positions the air-core coil 1 wound with an insulated wire 10 in a ring shape into a positioning hole 14 of the substrate 3, and is positioned on the substrate 3. Terminals 13 and 15 to which line ends 5 and 6 are connected are disclosed. The winding ends 5, 6 can be soldered to the circuit of the substrate 3 (paragraphs 0016, 0019, 0020, claims 1-3, FIGS. 2, 4, 5).
  • Patent Document 2 discloses a plurality of armatures 100, 101, 102 and a winding 2a wound around the armature magnetic pole teeth (paragraph 0017, FIG. 1).
  • the positioning hole 14 is provided in the substrate 3, and the end portions 5 and 6 are directly connected to the substrate 3. For this reason, in a state where the substrate 3 is not at hand, it is difficult to position the plurality of air-core coils 1 or to attach the end portions 5 and 6 to the substrate 3.
  • Patent Document 2 does not disclose any configuration or the like that facilitates connection between ends of the windings 2 provided in each of the plurality of armatures 100, 101, 102.
  • the present invention made in view of the above circumstances is a stator in which a plurality of armatures having annular windings are fixed side by side in the front-rear direction, and attached to the stator to suppress relative movement with respect to the stator.
  • a motor comprising: a movement restraining portion; and a plurality of terminal attaching portions having a conductive connector to which one end or the other end of the winding is attached.
  • the perspective view of the linear motor of Example 1 The perspective view of the armature of Example 1. Exploded view of armature of Example 1 The perspective view of the coil insulation part and terminal attachment part of Example 1. The front view of the connection member of Example 1 The perspective view at the time of attaching the connection member of Example 1 to a linear motor The perspective view of the armature of Example 2. Exploded view of armature of Example 2 The perspective view of the terminal attachment part of Example 2. The perspective view of the linear motor of Example 3. The perspective view of the linear motor of Example 4. Side surface sectional drawing of the hermetic compressor of Example 5
  • the various components of the present invention do not necessarily have to be independent of each other.
  • a plurality of components are formed as a single member, and a single component is formed of a plurality of members. It is allowed that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps a part of another component, and the like.
  • FIG. 1 is a perspective view of the linear motor 1.
  • the linear motor 1 has one or more armatures 100 arranged in the front-rear direction and a mover 55.
  • a non-magnetic spacer 14 and a magnetic body 15 are located between the two armatures 100. Which of the spacer 14 and the magnetic body 15 is provided between the armatures 100 can be determined in the same manner as a known linear motor depending on the application.
  • the armature 100, the spacer 14, and the magnetic body 15 arranged together in the front-rear direction are collectively referred to as a stator.
  • a stator positioning portion (not shown) for positioning the armature 100, the spacer 14, and the magnetic body 15 which are constituent elements of the stator can be provided.
  • the stator positioning portion for example, holes 16 are provided in the front-rear direction of the armature 100, the spacer 14, and the magnetic body 15 arranged in the front-rear direction, and an insertion portion such as a bolt that can be inserted into the hole 16 is employed. it can. Thereby, since each member which comprises a stator beforehand can be fixed easily, it becomes easy to fix the space
  • another armature 100 may be opposed to each armature 100 in the vertical direction via the mover 55.
  • the two armatures 100 facing each other can be arranged substantially symmetrically in the vertical direction with the movable element 55 as the center.
  • the mover 55 has one or two or more flat plate-shaped permanent magnets 5.
  • the permanent magnets 5 are magnetized in the vertical direction, for example, and are arranged so that the magnetization directions are alternately reversed.
  • FIG. 2 is a perspective view of the armature 100
  • FIG. 3 is an exploded view of the armature 100.
  • the armature 100 includes a core 10, a winding 20, a coil insulating part 30, and a terminal attachment part 60.
  • the core 10 is a magnetic body and includes magnetic pole teeth 11, a back portion 12, and two iron cores 13.
  • the end face of the magnetic pole tooth 11 can be made substantially perpendicular to the up-down direction, and is opposed to the mover 55 through a gap.
  • the back portion 12 is an end face of the core 10 and is located on the opposite side of the mover 55 with the magnetic pole teeth 11 interposed therebetween.
  • the iron core 13 is located outside the ring of the annular winding 20. In this embodiment, the iron core 13 is located on the outer side in the left-right direction with respect to the magnetic pole teeth 11 and extends in the up-down direction. The end of the iron core 13 protrudes in the vertical direction from the end face of the magnetic pole teeth 11.
  • mover 55 is securable by making each of the iron core 13 contact a floor surface, for example. Further, when two armatures 100 are opposed to each other in the vertical direction, alignment can be performed by bringing the iron cores 13 of the two armatures 100 into contact with each other.
  • One of the two iron cores 13 included in one armature 100 can have a convex portion, and the other can have a concave portion that can be fitted to the convex portion.
  • the two armatures 100 facing each other in the vertical direction can be easily aligned by fitting the convex portions and the concave portions.
  • the winding 20 is formed by forming a conducting wire in an annular shape, and is wound with the magnetic pole teeth 11 and a coil insulating portion 30 described later inside the ring.
  • the ring is substantially perpendicular to the up-down direction.
  • the winding 20 is formed by winding a conducting wire in a ring shape a plurality of times, and the rings are stacked in the vertical direction. Ends (one end 21 and the other end 22) of the winding 20 extend toward the outside of the ring of the winding 20.
  • both the one end 21 and the other end 22 are located on the back 12 side in the up-down direction of the winding 20, and are extended to the same side in the left-right direction of the winding 20. That is, the one end 21 and the other end 22 are drawn out on the same surface side.
  • the one end 21 and the other end 22 By positioning the end portion of the winding 20 on the back portion 12 side in the vertical direction, when the one end 21 and the other end 22 are electrically connected to the connecting member 40 described later, the one end 21 and the end portion near the end surface of the connecting member 40 are connected.
  • the other end 22 can be easily provided.
  • the one end 21 and the other end 22 can be provided in the same surface side by extending the one end 21 and the other end 22 to the same side about the left-right direction. That is, a plurality of windings 20 can be connected by providing one connection member 40 described later.
  • the one end 21 and the other end 22 can be easily positioned by pulling out the one end 21 and the other end 22 in the left-right direction and arranging the armature 100, the spacer 14 and the magnetic body 15 in the front-rear direction. .
  • the one end 21 and the other end 22 may be provided so as to be positioned on a diagonal line of the winding 20.
  • the one end 21 may be provided on the upper right front side and the other end 22 may be provided on the lower left rear side.
  • the configuration of the armature 100 can be symmetric with respect to the upside down. That is, the armature 100 can be used as a member in which the winding direction of the winding 20 is the same regardless of whether it is an upper member or a lower member of the stator. That is, the armature 100 can be effectively modularized.
  • FIG. 4 is a perspective view of the coil insulating portion 30 and the terminal mounting portion 60.
  • the coil insulating portion 30 is attached around the magnetic pole teeth 11 and has openings on one side or both sides in the vertical direction. That is, the coil insulating portion 30 covers the periphery of the magnetic pole teeth 11 in the front-rear direction and the left-right direction, and is located between the magnetic pole teeth 11 and the windings 20.
  • the coil insulating part 30 can suppress the winding 20 from coming into contact with the magnetic pole teeth 11 and short-circuiting.
  • the coil insulation part 30 and the terminal attachment part 60 are integrally formed, the attachment property with respect to the core 10 of both can be improved.
  • the terminal mounting portion 60 includes two fixed portions 61 that are separated in the left-right direction, an upright portion 65 that extends in the vertical direction with respect to the fixed portion 61, and a connecting portion that connects the two fixed portions 61 via the upright portions 65. 64 and a terminal 69.
  • the terminal attachment part 60 can be made into a set by fixing two arranged in the front-rear direction to one coil insulating part 30. By attaching the one end 21 and the other end 22 of the drawn winding 20 to the terminal 69 in advance, the end of the winding 20 can be positioned in advance for each armature 100 even when the connecting member 40 is not at hand. The workability of attaching to the connection member 40 can be improved.
  • the terminal 69 can be freely attached to the terminal attachment portion 60. Thereby, the attachment workability
  • the fixing portion 61 which is an example of the movement suppressing portion can suppress relative movement with respect to the core 10 such as dropping of the terminal mounting portion 60 from the core 10.
  • the fixing portion 61 is attached to the back portion 12 of the core 10 or the spacer 14 or the magnetic body 15 adjacent to the core 10 in the front-rear direction, thereby suppressing the relative movement of the core 10 and the terminal attachment portion 60.
  • the fixing portion 61 of this embodiment is in contact with the spacer 14 or the magnetic body 15 and suppresses relative movement by friction. More specifically, for example, a structure that is locked by a claw can be employed.
  • the terminal attachment portion 60 can move in one side in the vertical direction or in the front-rear direction with respect to the core 10. For this reason, even if the core 10 vibrates, it can suppress that the coil insulation part 30 around which the coil
  • a recess may be provided on the end face in the left-right direction of the core 10, the spacer 14, or the magnetic body 15, and the fixing portion 61 may be locked to the recess.
  • the coil insulation part 30 can be effectively prevented from falling off by fixing or integrally forming the coil insulation part 30 to the terminal mounting part 60.
  • the coil insulating portion 30 is formed integrally with the terminal mounting portion 60.
  • the connecting portion 64 extending in the left-right direction passes between the end face of the magnetic pole teeth 11 and the mover 55 in the up-down direction. If the end of the coil insulating part 30 in the vertical direction is fixed to the connecting part 64, the coil insulating part 30 and the terminal attaching part 60 can be easily attached.
  • the terminal 69 has a conductive winding connection 62 and a connector 63.
  • the terminal 69 is positioned so as to be attachable to the outside in the left-right direction of the upright portion 65 located in the front-rear direction of the iron core 13.
  • the terminal 69 can be easily attached to the connection member 40 described later. Further, by positioning the upright portion 65 in the front-rear direction of the iron core 13, it is possible to effectively use the space and suppress the left-right dimension of the armature 100.
  • the winding connection part 62 can position the end of the winding 20 by fixing the end of the winding 20 by pinching or inserting the vicinity of the end. By attaching the winding 20 to the winding connection portion 62, it is possible to suppress the winding 20 from being bent toward the far side of the armature 100. Further, by attaching the winding 20 to the winding connecting portion 62, the attaching operation of the winding 20 to the connector 63 can be facilitated.
  • the connector 63 has a surface that can be inserted into the receptacle 41 described later. For example, by forming the surface substantially perpendicular to the front-rear direction, it is possible to tolerate a positional shift in the up-down direction. As will be described later, the connector 63 makes it easy to electrically connect or disconnect the winding 20 to the connector connecting portion 42.
  • the winding 20 may be wound on the surface of the connector 63, or a component capable of fixing the winding 20, for example, a hole into which the winding 20 can be inserted may be provided on the surface.
  • the connector 63 is located on the outer side in the left-right direction with respect to the winding 20. Thereby, it can suppress that the connection member 40 contacts the coil
  • the end portions of the windings 20 can be positioned in advance by attaching the end portions of the windings 20 to the respective connectors 63, so that the mounting workability to the connection member 40 can be improved. It can be improved. Further, the distance between the armatures 100 in the front-rear direction, that is, the distance between the connectors 63 in the front-rear direction can be easily adjusted by changing the lengths of the spacers 14 and the magnetic body 15 in the front-rear direction. Similarly, the shift in the front-rear direction between the armatures 100 can be suppressed by the stator positioning portion.
  • each of the terminals 69 is provided on the opposite side of the winding 20 via the core, the attachment to the connection member 40 can be easily performed. If each of the terminals 69 is provided on the same surface, the respective windings 20 can be connected by a small number of connecting members 40.
  • FIG. 5A is a front view of the connecting member 40
  • FIG. 5B is an enlarged view of a part of the connecting member 40.
  • the connecting member 40 includes a receptacle 41, a connector connecting portion 42, a connecting portion 43, for example, a flat plate-shaped base material 44, and a connecting wire 45.
  • the connecting member 40 can be attached to the outside of the armature 100, for example, the outside in the left-right direction of the armature 100.
  • the base 44 is provided on one side of the armature 100 in the left-right direction with the long side substantially parallel to the front-rear direction and the short side substantially parallel to the up-down direction.
  • the connector connection part 42, the connection part 43, and the connection conducting wire 45 can be previously provided in the base material 44.
  • FIG. The connector connecting part 42 and the connecting part 43 are electrically connected via a connection conducting wire 45.
  • the receptacle 41 has a gap along a direction (vertical direction) parallel to the surface of the connector 63, and the connector 63 is inserted into the gap to connect the connector 63 from the surface of the base material 44 on which the connection conducting wire 45 is provided. Can be projected.
  • the protruding connector 63 or the winding 20 attached to the connector 63 comes into contact with the connector connecting portion 42 that is electrically connected to the connection conductor 45.
  • the terminals 69, in particular the connectors 63 can be made conductive so that the attached winding 20 is electrically connected to the connection conductor 45.
  • the connection member 40 may be configured so that the receptacle 41 is conductive and the receptacle 41 and the connector connecting portion 42 are in contact with each other.
  • the gap direction of the receptacle 41 is substantially parallel to the vertical direction, so that the tolerance of the position of the terminal 69 and the vertical direction of the armature 100 when the two armatures 100 are opposed to each other in the vertical direction. Can be tolerant of tolerances in the gap length in the direction.
  • the receptacle 41 is located in the vicinity of the end surface of the base member 44 as viewed from the front. In this embodiment, the receptacle 41 is located in the vicinity of the long side of the end surface.
  • the plurality of receptacles 41 are arranged along the long side of the substrate 44. One end 21 and the other end 22 of the winding 20 are pulled out from the back 12 side in the vertical direction, and the receptacle 41 is provided in the vicinity of the end surface, so that a wide area in the central side of the base material 44 can be used as a wiring space for the connection conductor 45. can do.
  • the connector 63 By attaching the connector 63 to the receptacle 41, the winding 20 can be easily guided or positioned.
  • the winding 20 can be easily electrically connected to the connector connecting portion 42 arranged in the vicinity of the receptacle 41.
  • the connector connecting portion 42 can be provided in the vicinity of the center side of the base material 44 with respect to the receptacle 41, that is, in the vicinity of the vertical direction. Moreover, the workability of the connection can be improved, and the replacement work of the connection member 40 can be easily performed.
  • each of the armatures 100 constituting the stator is positioned by the stator positioning portion described above, and since the end of the winding 20 is attached to the connector 63, each end of the winding 20 is fixed.
  • the part can be positioned.
  • various types of connection members 40 can be manufactured in advance by designing the positional relationship of the plurality of receptacles 41 provided on the connection member 40 according to the distance between the ends of the winding 20. . In other words, the connection relationship of the winding 20 can be easily changed by replacing the connection member 40.
  • a part or all of the receptacle 41 may be opened on one side in the vertical direction so that the connector 63 can protrude. Thereby, even if the connector 63 is displaced in the vertical direction due to tolerance or the like, it can be easily attached to the receptacle 41. Further, a part or all of the receptacle 41 may be closed on the upper side. In this way, the base member 44 can be supported by the connector 63.
  • the connecting portion 43 is located in the vicinity of the short side of the base material 44.
  • the connecting portion 43 can be provided with a connecting wire 50 to be described later.
  • the connecting conductor 50 can be electrically connected to, for example, a power source (not shown), another base material 44 or the linear motor 1.
  • connection wire 45 electrically connects two or more of the connector connecting portion 42 or the connecting portion 43. Since the winding 20 and the connecting conductor 50 are electrically connected to the connector connecting portion 42 and the connecting portion 43, the connecting conductor 45 is arranged on the base 44 according to the connection design of the winding 20 and the connecting conductor 50. Thus, the connection members 40 can be attached to each other easily and electrically. Moreover, if it replaces
  • the base material 44 can employ
  • the connection conductor 45 and the connection conductor 50 can employ various known configurations that can be employed as a conductor, such as an etched printed copper wiring or a coated copper wire.
  • FIG. 6 is a perspective view when the connecting member 40 is attached to the left and right direction sides of the linear motor 1.
  • the receptacle 41 is provided on the armature 100 side surface (the surface opposite to the surface of the connection member 40 shown in FIG. 6).
  • a power source (not shown) or a connecting conductor 50 that is electrically connected to another stator can be provided in the connecting portion 43. Accordingly, it is possible to easily meet a demand for creating the linear motor 1 using the armatures 100 that are larger than the number of armatures 100 that can be connected by one connection member 40.
  • Example 2 will be described.
  • the configuration of the second embodiment can be the same as that of the first embodiment except for the following points.
  • 7 is a perspective view of the armature 1000
  • FIG. 8 is an exploded view of the armature 1000
  • FIG. 9 is a perspective view of the terminal attachment portion 60.
  • the coil insulation part 30 of the present embodiment has a separate structure from the terminal attachment part 60. Thereby, it becomes easy to make the coil insulation part 30 thin, for example, it is possible to use insulating paper provided around the magnetic pole teeth 11. Moreover, it becomes easy to move the terminal attachment part 60 to the front-back direction, and position adjustment becomes easy.
  • the terminal mounting portion 60 has an insulating connecting portion 64 that is located on the outer side in the front-rear direction of the winding 20 and extends in the left-right direction.
  • the connecting portion 64 serves as a so-called interphase insulating material, thereby improving the insulation in the front-rear direction of the winding 20.
  • the armatures 1000 are arranged in the front-rear direction, the windings of the respective armatures 1000 are provided. It can suppress that the wire
  • the terminal attaching part 60 is opened in the up-down direction.
  • FIG. 10 is a perspective view of the linear motor 2 in which a plurality of stators are arranged in the vertical direction.
  • a plurality of stators according to the present embodiment are arranged in the vertical direction.
  • the connection member 400 can electrically connect the armatures 100 belonging to at least two stators. That is, the connection member 40 illustrated in the first embodiment includes the armatures 100 arranged in the front-rear direction belonging to one stator and the armatures 100 provided substantially symmetrically in the vertical direction with the movable element 55 as the center. Were electrically connected.
  • the connection members 400 of the present embodiment are arranged in the vertical direction, and the armatures 100 belonging to different stators can be electrically connected. Thereby, it is possible to easily drive the movable elements 55 corresponding to the respective stators in synchronization.
  • FIG. 11 is a perspective view of the linear motor 3 in which the stator is provided only in the upward direction of the mover 55.
  • the stator of the present embodiment is a one-side magnetic flux linear motor in which a plurality of armatures 100 are arranged in the upward direction of the mover 55.
  • the connection member 4000 can electrically connect the armatures 100 arranged in the front-rear direction. That is, the connection member 40 illustrated in the first embodiment includes the armatures 100 arranged in the front-rear direction belonging to one stator and the armatures 100 provided substantially symmetrically in the vertical direction with the movable element 55 as the center. Were electrically connected.
  • the connection member 4000 of this embodiment can also electrically connect the armatures 100 of the one-side magnetic flux linear motors arranged in a line in the front-rear direction.
  • Example 5 relates to a compressor which is an example of a device on which a linear motor is mounted.
  • FIG. 12 is a side sectional view of the hermetic compressor 250.
  • the hermetic compressor 250 includes the linear motor 1 as the electric element 230.
  • the hermetic compressor 250 is a reciprocating compressor in which the compression element 220 and the electric element 230 are disposed in the hermetic container 203.
  • the compression element 220 and the electric element 230 are elastically supported in the sealed container 203 by a support spring 249.
  • the compression element 220 includes a cylinder block 201 having a cylinder 201a in which the piston 204 reciprocates, a cylinder head 216 assembled to the end face of the cylinder block 201, and a head cover 217 forming a discharge chamber space.
  • the working fluid supplied into the cylinder 201 a is compressed by the reciprocating motion of the piston 204, and the compressed working fluid is sent to a discharge pipe communicating with the outside of the hermetic compressor 250.
  • the linear motor 1 can have, for example, a multiple of 3, for example, 12 armatures. Thereby, three-phase driving is possible.
  • a magnetic material 15 is inserted between the armatures 100 of the same phase, and a non-magnetic spacer 14 is inserted between the armatures 100 of the different phase.
  • connection conductors 45 are arranged so that currents of the same phase flow through the four armatures 100 each.
  • the mover 55 is connected to a resonance spring 223 which is an example of an elastic body.
  • a resonance spring 223 which is an example of an elastic body.
  • Pistons 204 are attached to both ends of the mover 55 in the front-rear direction. Therefore, the reaction at the time of compressing the working fluid in the cylinder 201a can be used for the reciprocating motion of the mover 55 as a restoring force. Further, the electromagnetic force acts between the magnetic pole 11 and the permanent magnet 5, so that the mover 55 receives a vertical force directed toward the magnetic pole teeth 11. Since the mover 55 is fixed on the central axis of the cylinder 201a into which each piston is inserted, the mover 55 is supported at both ends. For this reason, contact with the magnetic pole teeth 11 can be suppressed.

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Abstract

巻線の接続作業性を向上させる。　環状の巻線を有する複数の電機子が前後方向に並んで固定された固定子と、固定子に取付けられて固定子に対する相対移動を抑制する移動抑制部、及び巻線の一端又は他端が取付けられた導電性のコネクタ、を有する複数の端子取付部と、を備えるモータ。

Description

モータ
　本発明は、モータに関する。
　特許文献１は、絶縁導線１０をリング状に巻いた空芯コイル１を基板３の位置決め穴１４に差しこむことで基板３に対して位置決めする位置決め突子４と、基板３に設けられ、巻線端部５，６が接続するターミナル１３、１５とを開示している。巻線端部５，６は、基板３の回路に半田付けされ得る（段落００１６、００１９、００２０、請求項１－３、図２，４，５）。
　特許文献２は、複数の電機子１００，１０１，１０２と、電機子の磁極歯に巻回した巻線２ａを開示している（段落００１７、図１）。
特開２０００－３２４７８９号公報 国際公開２０１４／０６５３０８号パンフレット
　特許文献１によれば、位置決め穴１４は基板３に設けられており、また、端部５，６は直接基板３に接続される。このため、基板３が手元にない状態では、複数の空芯コイル１同士の位置決めを行うことや、端部５，６の基板３への取付け作業を行うことが困難である。
　特許文献２は、複数の電機子１００，１０１，１０２それぞれに設けた巻線２の端部同士の接続を容易にする構成等について、何ら開示していない。
　上記事情に鑑みてなされた本発明は、環状の巻線を有する複数の電機子が前後方向に並んで固定された固定子と、該固定子に取付けられて該固定子に対する相対移動を抑制する移動抑制部、及び前記巻線の一端又は他端が取付けられた導電性のコネクタ、を有する複数の端子取付部と、を備えることを特徴とするモータである。
実施例１のリニアモータの斜視図 実施例１の電機子の斜視図 実施例１の電機子の分解図 実施例１のコイル絶縁部及び端子取付部の斜視図 実施例１の結線部材の正面図 実施例１の結線部材をリニアモータに取付けた場合の斜視図 実施例２の電機子の斜視図 実施例２の電機子の分解図 実施例２の端子取付部の斜視図 実施例３のリニアモータの斜視図 実施例４のリニアモータの斜視図 実施例５の密閉型圧縮機の側面断面図
　以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同様の説明は繰り返さない。
  説明のため、互いに直交する上下方向、左右方向、前後方向という語を用いる。重力方向は必ずしも上下方向に平行でなくともよく、上下方向、左右方向、前後方向又はそれ以外の方向と平行にできる。
　本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、或る構成要素が他の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
　下方向が重力方向の下流側を向いているものとして説明する。電機子１００は、本実施例で例示するリニアモータ１の他、例えば同様の構成要素を用いて、前後方向を周方向に、左右方向を軸方向に、上下方向を径方向置き換え、可動子５５を周方向に回転する軸方向視略円形状の回転子に置き換えれば、回転式モータにも適用可能である。
  ［リニアモータ１］
  図１は、リニアモータ１の斜視図である。リニアモータ１は、前後方向に並んだ１つ又は２つ以上の電機子１００と、可動子５５を有する。２つの電機子１００の間には、非磁性体のスペーサ１４や磁性体１５が位置している。電機子１００のそれぞれの間に、スペーサ１４と磁性体１５のいずれを設けるかは、用途に応じて公知のリニアモータと同様にできる。以下、図１に例示するように、前後方向に纏まって並んだ電機子１００、スペーサ１４及び磁性体１５を総称して固定子という。
　固定子の構成要素である電機子１００、スペーサ１４、磁性体１５のそれぞれを位置決めする固定子位置決め部（不図示）を設けることができる。固定子位置決め部としては、例えば、前後方向に並べた電機子１００、スペーサ１４、磁性体１５それぞれの前後方向に孔１６を設けておき、この孔１６に挿通可能なボルト等の挿通部を採用できる。これにより、予め固定子を構成するそれぞれの部材を容易に固定できるため、後述する結線部材４０が手元になくとも電機子１００同士の間隔を固定し易くなる。
　なお、電機子１００それぞれに対して、可動子５５を介して上下方向に別の電機子１００を対向させてもよい。この場合、対向する２つの電機子１００は、可動子５５を中心にして、上下方向に略対称な配置にできる。
　可動子５５は、１つ又は２つ以上の平板形状の永久磁石５を有している。永久磁石５はそれぞれ上下方向に磁化しており、例えば、磁化方向が交互に反対になるように並べられている。
　［電機子１００］
  図２は電機子１００の斜視図、図３は電機子１００の分解図である。電機子１００は、コア１０、巻線２０、コイル絶縁部３０、端子取付部６０を有する。
　［コア１０］
  コア１０は磁性体であり、磁極歯１１と、背部１２と、２つの鉄心１３とを有する。
  磁極歯１１の端面は上下方向に略垂直にでき、可動子５５に対して空隙を介して対向している。
  背部１２はコア１０の端面であり、磁極歯１１を挟んで、可動子５５と反対側に位置している。
  鉄心１３は環状の巻線２０の環の外側に位置している。本実施例では、鉄心１３は磁極歯１１に対して左右方向の外側それぞれに位置し、上下方向に延びている。鉄心１３の端部は、磁極歯１１の端面よりも上下方向に突出している。このため、電機子１００を１つ上下方向に配置する際は、鉄心１３のそれぞれを例えば床面に接触させることで、可動子５５を配する空隙を確保できる。また、電機子１００を２つ上下方向に対向させる際は、２つの電機子１００の鉄心１３をそれぞれ接触させることで位置合わせができる。
　１つの電機子１００が有する２つの鉄心１３の一方は凸部を、他方はこの凸部に嵌合可能な凹部を有することができる。２つの電機子１００の鉄心１３を組合せる際は、凸部と凹部とを嵌合させることで、上下に対向する２つの電機子１００の位置合わせを容易に行える。
　巻線２０は、導線を環状に形成したものであり、磁極歯１１及び後述するコイル絶縁部３０を環の内側にして巻回したものである。環は、上下方向に略垂直である。巻線２０は、導線を複数回環状に巻回したもので、環が上下方向に積層している。巻線２０の端部（一端２１、他端２２）は、巻線２０の環の外側に向かって延びている。本実施例では一端２１、他端２２はともに、巻線２０の上下方向について背部１２側に位置し、また、巻線２０の左右方向について同じ側に引き出されて延びている。すなわち、一端２１及び他端２２は、同一面側に引き出されている。
　上下方向について背部１２側に巻線２０の端部を位置させることで、後述する結線部材４０に一端２１及び他端２２を電気的に接続する際、結線部材４０の端面の近傍に一端２１及び他端２２を容易に設けることができる。また、左右方向について一端２１及び他端２２を同じ側に延ばすことで、一端２１及び他端２２を同一面側に設けることができる。すなわち、後述する結線部材４０を１つ設けることで複数の巻線２０の接続を行うことができる。一端２１及び他端２２を左右方向に引き出し、電機子１００、スペーサ１４及び磁性体１５を前後方向に並べた上で固定しておくことで、各一端２１及び他端２２の位置決めが容易にできる。
　一端２１及び他端２２は、巻線２０の対角線上に位置するように設けても良い。例えば、一端２１を右前上側、他端２２を左後下側に設けても良い。こうすると、コア１０に凸部及び凹部を設けた場合、電機子１００の構成を上下反転に対して対称にすることができる。すなわち、電機子１００を固定子の上側部材としても下側部材としても、巻線２０の巻方向が同じ部材として用いることができる。すなわち、電機子１００のモジュール化を効果的に行える。
　［コイル絶縁部３０及び端子取付部６０］
  図４はコイル絶縁部３０及び端子取付部６０の斜視図である。
  コイル絶縁部３０は磁極歯１１周囲に取付けられており、また、上下方向の片側又は両側に開口を有している。すなわち、コイル絶縁部３０は磁極歯１１の前後方向及び左右方向の周囲を覆い、磁極歯１１と巻線２０の間に位置している。コイル絶縁部３０により、巻線２０が磁極歯１１に接触して短絡することを抑制できる。なお、コイル絶縁部３０と端子取付部６０を一体形成しておけば、両者のコア１０に対する取付性を向上できる。
　端子取付部６０は、左右方向に離間している２つの固定部６１と、固定部６１に対して上下方向に延びる直立部６５と、直立部６５を介して２つの固定部６１を繋ぐ連結部６４と、端子６９とを有する。端子取付部６０は、前後方向に並んだ２つを、１つのコイル絶縁部３０に固定することで一組にすることができる。
  引き出した巻線２０の一端２１や他端２２を予め端子６９に取付けることで、それぞれの電機子１００について、結線部材４０が手元にない状態でも予め巻線２０の端部を位置決めすることができ、結線部材４０への取付け作業性を高めることができる。
  端子６９は端子取付部６０に取付自在である。これにより、端子６９への巻線２０の端部の取付作業性を高めることができる。
　移動抑制部の一例である固定部６１は、端子取付部６０のコア１０からの脱落等、コア１０に対する相対移動を抑制できる。固定部６１は、コア１０の背部１２又はコア１０の前後方向に隣接するスペーサ１４若しくは磁性体１５に取付けられることで、コア１０と端子取付部６０の相対移動を抑制している。本実施例の固定部６１は、スペーサ１４若しくは磁性体１５に接触して摩擦により相対移動を抑制している。より具体的には、例えば爪により係止する構造を採用できる。固定部６１として、摩擦力等で端子取付部６０に係止する構造を採用すると、端子取付部６０は、コア１０に対して上下方向の一方側や前後方向に移動できる。このため、コア１０が振動しても巻線２０の巻かれたコイル絶縁部３０がずれたり、落下することなく、可動子５５に接触して破損することを抑制できる。
  なお、コア１０又はスペーサ１４若しくは磁性体１５の左右方向端面に凹部を設け、固定部６１をこの凹部に係止させてもよい。
　なお、端子取付部６０にコイル絶縁部３０を固定又は一体形成することで、コイル絶縁部３０の脱落を効果的に抑制できる。本実施例ではコイル絶縁部３０を端子取付部６０と一体で形成している。
　左右方向に延在する連結部６４は、上下方向について磁極歯１１の端面と可動子５５の間を通っている。コイル絶縁部３０の上下方向の端部を連結部６４に固定しておけば、コイル絶縁部３０及び端子取付部６０の取付を容易に行える。
　端子６９は導電性の巻線接続部６２及びコネクタ６３を有する。端子６９は、鉄心１３の前後方向に位置する直立部６５の左右方向外側に、取付自在に位置している。直立部６５の左右方向外側に設けることで、端子６９を後述する結線部材４０に取付け易くできる。また、直立部６５を鉄心１３の前後方向に位置させることで、空間を有効利用して電機子１００の左右方向寸法を抑制できる。
　巻線接続部６２は、巻線２０の端部近傍を挟持又は挿通すること等により固定することで、巻線２０の端部を位置決めできる。巻線２０を巻線接続部６２に取付けることで、巻線２０が電機子１００の遠方に向かって撓むことを抑制できる。また、巻線２０を巻線接続部６２に取付けることで、コネクタ６３への巻線２０の取付け作業を容易にできる。
　コネクタ６３は後述するレセプタクル４１に挿通できる面を有している。この面を例えば前後方向に略垂直に形成することで、上下方向に対する位置ずれに対して寛容にできる。コネクタ６３により、後述するように、巻線２０のコネクタ接続部４２への電気的な接続や接続の解除を容易にできる。コネクタ６３の面に巻線２０を巻回してもよいし、巻線２０を固定可能な構成要素、例えば巻線２０を挿入可能な孔を面に設けてもよい。また、コネクタ６３は、巻線２０より左右方向外側に位置している。これにより、結線部材４０が巻線２０に接触することを抑制できる。
　上述したように、予め固定子の電機子１００それぞれについて、巻線２０の端部をコネクタ６３それぞれに取付けることで端部の位置決めを行っておくことができ、結線部材４０への取付け作業性を向上できる。また、電機子１００同士の前後方向の間隔、すなわちコネクタ６３の前後方向の間隔は、例えばスペーサ１４や磁性体１５の前後方向長さを変更することで容易に調整できる。同様に、固定子位置決め部により電機子１００同士の前後方向の間隔のずれを抑制できる。
　また、コアを介して巻線２０の反対側に端子６９のそれぞれを設けているため、結線部材４０への取付を容易に行える。なお、端子６９のそれぞれを同一面に設けると、少数の結線部材４０でそれぞれの巻線２０の接続を行える。
　［結線部材４０］
  図５（ａ）は結線部材４０の正面図、図５（ｂ）は結線部材４０の一部を拡大した図である。結線部材４０は、レセプタクル４１、コネクタ接続部４２、連絡部４３、例えば平板形状の基材４４、結線導線４５を有する。結線部材４０は、電機子１００の外側、例えば電機子１００の左右方向外側に取付けることができる。本実施例では、長辺を前後方向と略平行に、短辺を上下方向と略平行にして、電機子１００の左右方向の一方側に基材４４を設けている。なお、コネクタ接続部４２、連絡部４３及び結線導線４５は、予め基材４４に設けておくことができる。コネクタ接続部４２と連絡部４３は、結線導線４５を介して電気的に接続している。
　［レセプタクル４１、コネクタ接続部４２］
  レセプタクル４１は、コネクタ６３の面に平行な方向（上下方向）に沿った空隙を有しており、この空隙にコネクタ６３を挿通させて、結線導線４５を設けた基材４４の面からコネクタ６３を突出させられる。突出したコネクタ６３又はコネクタ６３に取付けた巻線２０は、結線導線４５と電気的に接続したコネクタ接続部４２に接触する。端子６９、特にコネクタ６３は導電性にしておくことができ、これにより、取付けてある巻線２０は結線導線４５に電気的に接続する。レセプタクル４１を導電性にし、レセプタクル４１とコネクタ接続部４２が接触するように結線部材４０を構成しておいてもよい。
　レセプタクル４１の空隙の方向をコネクタ６３の面と同様、上下方向に略平行にすることで、端子６９の位置の公差や、２つの電機子１００が上下方向に対向する場合の電機子１００の上下方向の空隙長さの公差に対して寛容にできる。
　レセプタクル４１は、基材４４の正面視の端面の近傍に位置している。本実施例ではレセプクタクル４１は、端面のうち、長辺近傍に位置している。また、複数のレセプタクル４１は、基材４４の長辺に沿って並んでいる。巻線２０の一端２１や他端２２を上下方向について背部１２側から引き出し、レセプタクル４１を端面の近傍に設けることで、基材４４の中央側の領域の広範囲を、結線導線４５の配線スペースにすることができる。
  レセプタクル４１にコネクタ６３を取付けることで、巻線２０を容易に案内したり位置決めできる。これにより、レセプタクル４１近傍に配したコネクタ接続部４２に巻線２０を容易に電気的に接続できる。コネクタ接続部４２は、レセプタクル４１に対して基材４４の中央側の近傍、すなわち上下方向近傍に設けることができる。また、接続の作業性を高めることができるとともに、結線部材４０の交換作業を容易に行うことができる。
　例えば、固定子を構成する電機子１００のそれぞれは上述した固定子位置決め部で位置決めされており、また、巻線２０の端部はコネクタ６３に取付けられているため、巻線２０のそれぞれの端部の位置決めを行っておくことができる。これにより、結線部材４０に設けた複数のレセプタクル４１の位置関係を、巻線２０の端部それぞれの間隔に合わせて設計しておくことで、さまざまな種類の結線部材４０を予め製作しておける。すなわち、巻線２０の接続関係の変更を、結線部材４０の交換によって容易に行うことができる。
　レセプタクル４１の一部又は全部は、上下方向の一方側が開いて、コネクタ６３が突出できるようにしてもよい。これにより、コネクタ６３が公差等により、例えば上下方向に位置ずれしても、レセプタクル４１に容易に取付けることができる。また、レセプタクル４１の一部又は全部は、上側が閉じていてもよい。こうすると、コネクタ６３によって、基材４４を支持することができる。
　［連絡部４３］
  連絡部４３は、基材４４の短辺近傍に位置している。連絡部４３には、後述する連絡導線５０を配することができる。連絡導線５０は、例えば、不図示の電源、他の基材４４又はリニアモータ１に電気的に接続できる。
　［結線導線４５］
  結線導線４５は、コネクタ接続部４２又は連絡部４３の２つ又は３つ以上を電気的に接続している。巻線２０や連絡導線５０がコネクタ接続部４２や連絡部４３に電気的に接続しているため、巻線２０や連絡導線５０の結線の設計に応じて基材４４に結線導線４５を配しておくことで、結線部材４０の取付により、互いを容易に電気的に接続できる。また、結線導線４５のレイアウトが異なる結線部材４０に交換すれば、容易に電機子１００同士の結線関係を変更できる。
　なお、基材４４はプリント基板や穴あき基板、板材、ケース材等、回路基板に採用できる公知の構成を採用できる。結線導線４５や連絡導線５０はエッチングプリント銅配線や被覆銅線など、導線として採用可能な種々公知の構成を採用できる。
　［結線部材４０を取付けたモータ］
  図６は、結線部材４０をリニアモータ１の左右方向側に取付けた場合の斜視図である。レセプタクル４１は、電機子１００側の面（図６で示されている結線部材４０の面の反対側の面）に設けられている。連絡部４３には、例えば不図示の電源や、他の固定子に電気的に接続する連絡導線５０を設けることができる。これにより、１つの結線部材４０で結線可能な電機子１００の個数より多い電機子１００を用いてリニアモータ１を作成したいなどの要求にも容易に応えることができる。
　実施例２について説明する。実施例２の構成は以下の点を除き、実施例１と同様にできる。
  図７は電機子１０００の斜視図、図８は電機子１０００の分解図、図９は端子取付部６０の斜視図である。
　本実施例のコイル絶縁部３０は、端子取付部６０と別体構成である。これにより、コイル絶縁部３０を薄厚にすることが容易になり、例えば磁極歯１１周囲に設けた絶縁紙にできる。また、端子取付部６０を前後方向に動かしやすくなり、位置調整が容易になる。
  端子取付部６０は、巻線２０の前後方向外側に位置し、左右方向に延在する絶縁性の連結部６４を有している。この連結部６４はいわゆる相間絶縁材の役割を果たし、これにより、巻線２０の前後方向の絶縁性を高めることができ、電機子１０００を前後方向に並べる際、それぞれの電機子１０００が有する巻線２０が接触して短絡することを抑制できる。このため、巻線２０の巻き数や占積率を大きくできる。なお、端子取付部６０は上下方向に開口している。
　実施例３について説明する。実施例３は、以下の点を除き実施例１又は２と同様にできる。図１０は、複数の固定子を上下方向に並べたリニアモータ２の斜視図である。
  本実施例の固定子は上下方向に複数個が並んでいる。結線部材４００は、少なくとも２つの固定子それぞれに属する電機子１００同士を電気的に接続できる。すなわち、実施例１で例示した結線部材４０は、１つの固定子に属している前後方向に並んだ電機子１００や、可動子５５を中心にして上下方向に略対称に設けられた電機子１００を電気的に接続した。本実施例の結線部材４００は、上下方向に並んでおり、互いに異なる固定子に属する電機子１００同士も電気的に接続できる。これにより、それぞれの固定子に対応する可動子５５を同期して駆動させることを容易にできる。
　実施例４について説明する。実施例４は、以下の点を除き実施例１乃至３と同様にできる。図１１は、可動子５５の上方向にのみ固定子を設けたリニアモータ３の斜視図である。
  本実施例の固定子は可動子５５の上方向に複数個の電機子１００が並んだ、片側磁束リニアモータである。結線部材４０００は、前後方向に並んだ電機子１００同士を電気的に接続できる。すなわち、実施例１で例示した結線部材４０は、１つの固定子に属している前後方向に並んだ電機子１００や、可動子５５を中心にして上下方向に略対称に設けられた電機子１００を電気的に接続した。本実施例の結線部材４０００は、前後方向に一列に並んだ片側磁束リニアモータの電機子１００同士も電気的に接続できる。
　実施例５について説明する。実施例５は、リニアモータを搭載した機器の一例である圧縮機に関する。図１２は密閉型圧縮機２５０の側面断面図である。密閉型圧縮機２５０は、電動要素２３０としてリニアモータ１を有している。
　密閉型圧縮機２５０は、圧縮要素２２０と電動要素２３０とが密閉容器２０３内に配置されるレシプロ圧縮機である。圧縮要素２２０及び電動要素２３０は支持ばね２４９によって密閉容器２０３内に弾性的に支持されている。
　圧縮要素２２０は、ピストン２０４が往復動するシリンダ２０１aを有するシリンダブロック２０１と、シリンダブロック２０１端面に組み立てられるシリンダヘッド２１６と、吐出室空間を形成するヘッドカバー２１７と、を備えている。シリンダ２０１a内に供給された作動流体はピストン２０４の往復動によって圧縮され、圧縮された作動流体は、密閉型圧縮機２５０外部に連通する吐出管へと送られる。
　リニアモータ１は、例えば３の倍数の個数、例えば１２個の電機子を有することができる。これにより、３相駆動が可能である。同相の電機子１００の間には磁性体１５が、異相の電機子１００の間には非磁性体のスペーサ１４が挿入されている。
　互いに同相の電機子１００は、互いに電気的に接続した結線導線４５を介して電気的に接続できる。本実施例では３相駆動とするため、４つずつの電機子１００に同相の電流を流すように結線導線４５が配されている。
　可動子５５は弾性体の一例である共振ばね２２３と連結している。可動子５５を特定の周波数にて往復運動するように電動要素２３０を駆動させると、共振ばね２２３の復元力の作用により共振現象が発生する。共振周波数付近で電動要素２３０を駆動させると、少ない消費電力で密閉型圧縮機２５０を駆動できる。
　可動子５５の前後方向両端にはピストン２０４が取付けられている。そのため、シリンダ２０１ａ内の作動流体圧縮時の反作用を復元力として、可動子５５の往復運動に利用することが可能である。また、磁極１１と永久磁石５との間に電磁力が働くことで、可動子５５は磁極歯１１側に向かう上下方向の力を受ける。可動子５５は各ピストンが挿入されるシリンダ２０１ａの中心軸で固定されているため、可動子５５は両端で支持されている。このため、磁極歯１１と接触することを抑制できる。
　上述した電機子１００や結線部材４０を用いることで、圧縮機等の機器の使用者が所望する出力や大きさに応じた設計を容易に行うことができる。
５…永久磁石
１０…コア
１１…磁極歯
１２…背部
１３…鉄心
１４…スペーサ
１５…磁性体
１６…孔
２０…巻線
２１…巻線の一端
２２…巻線の他端
３０…コイル絶縁部
３１…相間絶縁部
４０，４００，４０００…結線部材
４１…レセプタクル
４２…コネクタ接続部
４３…連絡部
４４…基材
４５…結線導線
５５…可動子
６０…端子取付部
６１…移動抑制部（固定部、爪）
６２…巻線接続部
６３…コネクタ
６４…連結部
６５…直立部
６９…端子
１００，１０００…電機子
２５０…密閉型圧縮機

Claims (9)

  1. 　環状の巻線を有する複数の電機子が前後方向に並んで固定された固定子と、
    　該固定子に取付けられて該固定子に対する相対移動を抑制する移動抑制部、及び前記巻線の一端又は他端が取付けられた導電性のコネクタ、を有する複数の端子取付部と、を備えることを特徴とするモータ。
  2. 　前記固定子に含まれる前記電機子の一部又は全部は、
    　前記環が、上下方向に略垂直であり、
    　前記環の内側に設けた磁性体の磁極歯と、該磁極歯の上下方向に設けた背部と、を有するコアを備え、
    　前記巻線の一端又は他端それぞれが、前記環の外側に位置する前記コネクタに取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記固定子は、磁性体及び／又は非磁性体のスペーサを前記電機子の前後方向の間に有しており、
    　前記端子取付部の一部又は全部は、
    　２つの前記移動抑制部と、２つの該移動抑制部それぞれを一端に有する直立部と、該直立部の他端同士を繋ぐ絶縁性の連結部と、を備え、
    　前記移動抑制部が、前記背部、前記磁性体又は前記スペーサに係止する固定部を有し、
    　前記連結部が、前後方向で隣接する２つの前記巻線の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  4. 　前記固定子は、磁性体及び／又は非磁性体のスペーサを前記電機子の前後方向の間に有しており、
    　前記端子取付部の一部又は全部は、
    　２つの前記移動抑制部と、２つの該移動抑制部それぞれを一端に有する直立部と、該直立部の他端同士を繋ぐ絶縁性の連結部と、を備え、
    　前記巻線及び前記磁極歯の間に設けたコイル絶縁部を備え、
    　該コイル絶縁部と当該端子取付部とが一体であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  5. 　前記電機子の一部又は全部は、
    　前記巻線の一端及び他端が、同一面側に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
  6. 　前記電機子の一部又は全部は、
    　前記コアが、上下方向に延在するとともに凸部を有する鉄心と、該凸部に嵌合可能な凹部を有する別の鉄心と、を有し、
    　前記巻線の一端及び他端が、互いに略対角する位置に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
  7. 　基材と、該基材に設けられ前記コネクタを取付可能な複数のレセプタクルと、該レセプタクルに挿入された前記コネクタ同士を電気的に接続する結線導線と、を有する結線部材を備えることを特徴とする請求項１乃至６何れか一項に記載のモータ。
  8. 　前記コネクタの一部又は全部は、前後方向に略垂直な面を有し、
    　前記レセプタクルの一部又は全部は、上下方向に沿った空隙を有することを特徴とする請求項７に記載のモータ。
  9. 　前記レセプタクルの一部又は全部は、前記基材の正面視における端面の近傍に位置し、
    　前記基材の中央側の領域に前記結線導線を配したことを特徴とする請求項７に記載のモータ。
PCT/JP2015/071183 2015-07-27 2015-07-27 モータ WO2017017746A1 (ja)

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