JP2011035947A - 電動機の固定子及び電動機及び空気調和機及びポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明に係る電動機の固定子は、12スロット10極でシングルY結線の電動機の固定子であり、全ての渡り線を固定子の片方の端面側に配し、かつ、渡り線が絶縁部の外壁の外周側に相毎に段に配置され、最下段に配置される1相目コイルと2段目に配置される2相目コイルを、中性点端子を介して切断することなく折り返して巻線し、最初に巻き付けるティースを一方の端から5番目のティースとし、ティース先端から見て時計周りにマグネットワイヤーを巻き付け、且つ、2相目の折り返しとなる中性点端子を他方の端から3番目のティースに配置するものであり、基板形状を12スロット8極と共通化できるものである。
【選択図】図34
Description
巻線の全ての渡り線を、絶縁部の結線側に配置し、渡り線が固定子鉄心の軸方向端面に最も近い1段目に配置される一相目の巻線と、2段目に配置される二相目の巻線とを中性点端子において折り返し、切断することなく巻線し、これとは別に渡り線が固定子鉄心の軸方向端面に最も遠い3段目に配置される三相目の巻線を独立して巻線し、
絶縁部の結線側に挿入される三相のシングルY結線の巻線に電源を供給する三個の電源端子及び中性点端子とを角線を折り曲げて形成し、
電動機の固定子を平面視したときの三相のシングルY結線の一相目乃至三相目のコイルは、時計方向に接続され、絶縁部が施された帯状の固定子鉄心をティース側から見る場合、一相目乃至三相目の巻線及び三個の電源端子及び中性点端子は、以下のように配置されることを特徴とする。
a.一相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から5番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルU1+;
(2)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から6番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルU2−;
(3)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から11番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルU3−;
(4)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から12番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルU4+;
b.二相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から3番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルV1−;
(2)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から4番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルV2+;
(3)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から9番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルV3+;
(4)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から10番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルV4−;
c.三相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から1番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルW1+;
(2)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から2番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルW2−;
(3)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から7番目のティースに、ティース側から見て反時計方向にティースに巻かれるコイルW3−;
(4)絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から8番目のティースに、ティース側から見て時計方向にティースに巻かれるコイルW4+;
d.三個の電源端子は、絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から2番目、3番目、4番目のティースに配置される;
e.中性点端子は、絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から10番目のティースに配置される。
図1乃至図24は実施の形態1を示す図で、図1は電動機の固定子100を逆曲げして巻線した状態を示す斜視図、図2は固定子鉄心1(帯状)の斜視図、図3は電動機の固定子100を用いる12スロット/8極の同期電動機の断面図、図4は電動機の固定子100の固定子巻線の結線図、図5は電動機の固定子100の固定子巻線の結線方法を示す展開図、図6は電源端子4の斜視図、図7は中性点端子5の斜視図、図8は変形例の中性点端子5の斜視図、図9は帯状の固定子鉄心1に絶縁部3を施した状態を示す正面図(但し、反結線側は省略している)、図10は図9の#1〜#4ティース1a付近の拡大図、図11は図9の#5〜#8ティース1a付近の拡大図、図12は図9の#9〜#12ティース1a付近の拡大図、図13は電動機の固定子100の巻線手順を示す図((a)は一相目(U相)の巻線手順、(b)は二相目(V相)の巻線手順、(c)は三相目(W相)の巻線手順)、図14は図13(a)の一相目(U相)のコイルU1を示す拡大図、図15は図13(a)の一相目(U相)のコイルU2を示す拡大図、図16は図13(a)の一相目(U相)のコイルU3、コイルU4を示す拡大図、図17は図13(b)の二相目(V相)のコイルV4を示す拡大図、図18は図13(b)の二相目(V相)のコイルV2、コイルV3を示す拡大図、図19は図13(b)の二相目(V相)のコイルV1を示す拡大図、図20は図13(c)の三相目(W相)のコイルW1、コイルW2を示す拡大図、図21は図13(c)の三相目(W相)のコイルW3を示す拡大図、図22は図13(c)の三相目(W相)のコイルW4を示す拡大図、図23は電動機の固定子100の斜視図、図24は中性点端子5付近の部分拡大図である。
(1)固定子鉄心1のスロット数が12(固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する);
(2)コイル2は、三相のシングルY結線で、極数は8極である。コイル2は、12個のティース1aの夫々に巻回される集中巻方式である;
(3)固定子鉄心1は、厚さが0.1〜0.7mm程度の電磁鋼板を帯状に打ち抜き、これらをかしめ、溶接、接着等で積層して形成される。帯状の固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する;
(4)帯状の固定子鉄心1に、コイル2と固定子鉄心1との間の絶縁となる絶縁部3が施される。絶縁部3は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心1と一体に成形される。但し、絶縁部3を成形後、ティース1aに組付けてもよい。その場合は、絶縁部3は結線側と反結線側とに分割され、それぞれをティース1aの軸方向両端部から挿入して絶縁部3を構成する。絶縁部3は、ティース1a毎に設けられる。従って、ここでは、12個の絶縁部3を備えることになる;
(5)帯状の固定子鉄心1に絶縁部3を施したら、次に絶縁部3の一方の軸方向端部(結線側)の所定の箇所に、三個の電源端子4と、一個の中性点端子5を挿入する;
(6)本実施の形態は、電源端子4と中性点端子5に、平角線を用いることを特徴とする。平角線の詳細は後述する;
(7)帯状の固定子鉄心1を完成後の電動機の固定子100と逆方向に曲げて、ティース1a同士の間の開口部が広くなるようにする。それにより、ティース1aにコイル2を巻回しやすくなる;
(8)一相目と二相目を連続して巻線する(渡り線を切断しない)。本実施の形態は、この点にも特徴がある;
(9)三相目を巻線する。三相目は、一相目と二相目とは異なる別のマグネットワイヤーによりコイルが形成される;
(10)巻線後の固定子鉄心1をティース1aが内側になるように正曲げする(所定の方向に曲げられて略ドーナツ状となる);
(11)固定子鉄心1の固定子鉄心突合せ部63を溶接して、溶接部64で固定する;
(12)電源端子4、中性点端子5のヒュージング;
(13)さらに電動機の固定子100に外部と接続される結線部品41を組付け、機械的に、且つ電気的に接合する。
実施の形態2では、12スロット/10極の電動機の固定子200について説明する。この電動機の固定子200は、以下に示す点に特徴がある。
(1)固定子鉄心1のスロット数が12(固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する);
(2)コイル2は、三相のシングルY結線で、極数は10極である。コイル2は、12個のティース1aの夫々に形成される集中巻方式である;
(3)固定子鉄心1は、厚さが0.1〜0.7mm程度の電磁鋼板を帯状に打ち抜き、これらをかしめ、溶接、接着等で積層して形成される。帯状の固定子鉄心1は、12個のティース1aを有する;
(4)帯状の固定子鉄心1に、コイル2と固定子鉄心1との間の絶縁となる絶縁部3が施される。絶縁部3は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心1と一体に成形される。但し、絶縁部3を成形後、ティース1aに組付けてもよい。その場合は、絶縁部3は結線側と反結線側とに分割され、それぞれをティース1aの軸方向両端部から挿入して絶縁部3を構成する。絶縁部3は、ティース1a毎に設けられる。従って、ここでは、12個の絶縁部3を備えることになる;
(5)帯状の固定子鉄心1に絶縁部3を施したら、次に絶縁部3の外壁の一方の軸方向端部(結線側)の所定の箇所に、三個の電源端子4と、一個の中性点端子5を挿入する;
(6)本実施の形態は、電源端子4と中性点端子5に、平角線を用いることを特徴とする;
(7)帯状の固定子鉄心1を完成後の電動機の固定子100と逆方向に曲げて、ティース1a同士の間の開口部が広くなるようにする。それにより、ティース1aにマグネットワイヤーを巻回しやすくなる;
(8)一相目と二相目を連続して巻線する(渡り線を切断しない)。本実施の形態は、この点にも特徴がある;
(9)三相目を巻線する。三相目は、一相目と二相目とは異なる別のマグネットワイヤーにより巻線が施される;
(10)巻線後の固定子鉄心1をティース1aが内側になるように正曲げする(所定の方向に曲げられて略ドーナツ状となる);
(11)固定子鉄心1の固定子鉄心突合せ部63を溶接して、溶接部64で固定する;
(12)電源端子4、中性点端子5のヒュージング;
(13)さらに電動機の固定子100に外部と接続される結線部品41を組付け、機械的に、且つ電気的に接合する。
(1)#1のティース1aの絶縁部3のピン70;
(2)#2のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(3)#3のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(4)#4のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(5)#5のティース1aの絶縁部3のピン70;
(6)#7のティース1aの絶縁部3のピン70;
尚、#11のティース1aの絶縁部3のピン70は基板の取付けには使用しない。
(1)#12のティース1aの絶縁部3のピン70;
(2)#1のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(3)#2のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(4)#3のティース1aの絶縁部3の電源端子4;
(5)#4のティース1aの絶縁部3のピン70;
(6)#6のティース1aの絶縁部3のピン70;
尚、#9のティース1aの絶縁部3のピン70は基板の取付けには使用しない。
図44、図45は実施の形態3を示す図で、図44は電動機300を示す図、図45は電動機300の製造工程を示す図である。
(1)ステップ1:電磁鋼板を打ち抜き、積層して帯状の固定子鉄心1を製作する。
(2)ステップ2:絶縁部3を、熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心1と一体に成形する。但し、絶縁部3を成形後、ティース1aに組付けてもよい。並行して、平角線を折り曲げて電源端子4、中性点端子5を製作する。
(3)ステップ3:電源端子4(3本)、中性点端子5(1本)を絶縁部3の外壁の結線側に挿入する。
(4)ステップ4:帯状の固定子鉄心1を所定と反対側(ティース1a間の開口部が広がる方向)に逆曲げする。
(5)ステップ5:三相のシングルY結線の中の、一相目(U相)と二相目(V相)とをマグネットワイヤーを切らずに連続して巻線する。
(6)ステップ6:三相目(W相)を、一相目と同様の方法で巻線する。
(7)ステップ7:逆曲げした固定子鉄心1を、正曲げする。
(8)ステップ8:固定子鉄心1の固定子鉄心突合せ部63を溶接する。
(9)ステップ9:電源端子4、中性点端子5のヒュージングを行う。並行して、結線部品41を製作する。
(10)ステップ10:電動機の固定子100に結線部品41を組付け、接合する。
(11)ステップ11:電動機の固定子100,200をモールド成形する。並行して、回転子38、ブラケット39等の他の部品を製作する。
(12)ステップ12:電動機300を組立てる。
図46は実施の形態4を示す図で、空気調和機400の構成を示す図である。図46に示すように、空気調和機400は、室内機42と、室内機42に接続される室外機43とを備える。室外機43は送風機44を備える。室内機42も送風機(図示せず)を備える。
図47は実施の形態5を示す図で、ポンプ500の断面図である。
(a)電動機の固定子100,200に結線部品41(基板)が組み付けられ、さらにポンプ500内の水と固定子とを仕切る樹脂成形品の椀状隔壁140とをモールド一体成形して製作されるポンプ用電動機の固定子160と、
(b)SUSやセラミックなどを材料として製作され、椀状隔壁140に設けられる軸支持部に一端が挿入され、他端が樹脂成形品のケーシング90の軸支持部にて支持されるシャフト96と、
(c)リング状の耐熱水性樹脂製のマグネット150aと、マグネット150aの内側に配設される円筒形のスリーブ150bとがPPE(ポリフェニレンエーテル)等の熱可塑性樹脂で一体に成形される回転子150と、
(d)回転子150に超音波溶着などにより接合され、シャフト96を中心に回転自在に設置される樹脂成形品の羽根車161と、
(e)スリーブ150bの両端面に、所定の隙間をもって設置されるSUSやセラミックなどを材料として製作されるスラストベアリング95と、
を備え、椀状隔壁140にOリング97を設置した後、ケーシング90と、ポンプ用電動機の固定子160と、足板93とをタッピングネジ91等により共締めして組み立てられる。
Claims (9)
- 電磁鋼板を帯状に打ち抜き積層され、12個のティースを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の前記ティースに施される絶縁部と、この絶縁部が施された前記ティースに直接集中巻線方式により施される三相のシングルY結線の巻線とを備えた12スロット10極の電動機の固定子であって、
前記巻線の全ての渡り線を、前記絶縁部の外壁の結線側に配置し、前記渡り線が前記固定子鉄心の軸方向端面に最も近い1段目に配置される一相目の巻線と、2段目に配置される二相目の巻線とを中性点端子において折り返し、切断することなく巻線し、これとは別に前記渡り線が前記固定子鉄心の軸方向端面に最も遠い3段目に配置される三相目の巻線を独立して巻線し、
前記絶縁部の結線側に挿入される前記三相のシングルY結線の巻線に電源を供給する三個の電源端子及び前記中性点端子とを角線を折り曲げて形成し、
当該電動機の固定子を平面視したときの前記三相のシングルY結線の一相目乃至三相目のコイルは、電源端子に対し時計方向に接続され、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心を前記ティース側から見る場合、前記一相目乃至三相目の巻線及び前記三個の電源端子及び前記中性点端子は、以下のように配置されることを特徴とする電動機の固定子,
a.前記一相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から5番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU1+;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から6番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU2−;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から11番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU3−;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から12番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU4+;
b.前記二相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から3番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV1−;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から4番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV2+;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から9番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV3+;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から10番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV4−;
c.前記三相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から1番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW1+;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から2番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW2−;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から7番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW3−;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から8番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW4+;
d.前記三個の電源端子は、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から2番目、3番目、4番目の前記ティースに配置される;
e.前記中性点端子は、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から10番目の前記ティースに配置される。 - 電磁鋼板を帯状に打ち抜き積層され、12個のティースを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の前記ティースに施される絶縁部と、この絶縁部が施された前記ティースに直接集中巻線方式により施される三相のシングルY結線の巻線とを備えた12スロット10極の電動機の固定子であって、
前記巻線の全ての渡り線を、前記絶縁部の外壁の結線側に配置し、前記渡り線が前記固定子鉄心の軸方向端面に最も近い1段目に配置される一相目の巻線と、2段目に配置される二相目の巻線とを中性点端子において折り返し、切断することなく巻線し、これとは別に前記渡り線が前記固定子鉄心の軸方向端面に最も遠い3段目に配置される三相目の巻線を独立して巻線し、
前記絶縁部の結線側に挿入される前記三相のシングルY結線の巻線に電源を供給する三個の電源端子及び前記中性点端子とを角線を折り曲げて形成し、
当該電動機の固定子を平面視したときの前記三相のシングルY結線の一相目乃至三相目のコイルは、電源端子に対し反時計方向に接続され、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心を前記ティース側から見る場合、前記一相目乃至三相目の巻線及び前記三個の電源端子及び前記中性点端子は、以下のように配置されることを特徴とする電動機の固定子,
a.前記一相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から5番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU1−;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から6番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU2+;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から11番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU3+;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から12番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルU4−;
b.前記二相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から3番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV1+;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から4番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV2−;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から9番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV3−;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から10番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルV4+;
c.前記三相目巻線は、以下に示すコイルを備える;
(1)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から1番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW1−;
(2)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から2番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW2+;
(3)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の左から7番目の前記ティースに、前記ティース側から見て時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW3+;
(4)前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から8番目の前記ティースに、前記ティース側から見て反時計方向に前記ティースに巻かれるコイルW4−;
d.前記三個の電源端子は、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から2番目、3番目、4番目の前記ティースに配置される;
e.前記中性点端子は、前記絶縁部が施された帯状の固定子鉄心の右から10番目の前記ティースに配置される。 - 前記コイルV2+又は前記コイルV2−が巻かれる左又は右から4番目の前記ティースの前記絶縁部の外壁には、前記一相目巻線の巻き始めがからげられる一相目巻始めからげピンと、前記一相目巻線の巻き始めが、前記電源端子の折り返し部に引き掛けられた後に、引き掛けられて前記コイルU1+又は前記コイルU1−が形成される左又は右から5番目の前記ティースに引き回される突起と、を備え、
前記コイルW2−又は前記コイルW2+が形成される左又は右から2番目の前記ティースの前記絶縁部の外壁には、前記二相目巻線の巻き始めがからげられる二相目巻始めからげピンを備え、前記二相目巻始めからげピンにからげられた前記二相目巻線の巻き始めは、前記電源端子の折り返し部に引き掛けられた後に、前記コイルW1+又は前記コイルW1−が形成される左又は右から1番目の前記ティースに引き回されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動機の固定子。 - 前記コイルV2+又は前記コイルV2−、前記コイルV3+又は前記コイルV3−、前記コイルW4+又は前記コイルW4−が形成される前記ティースの絶縁部の外壁には、渡り線入口と渡り線引出し部との間に中仕切りピンを備え、前記渡り線入口は前記渡り線引出し部よりも略マグネットワイヤーの線径程度高さを低くすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動機の固定子。
- 前記中性点端子は略T字状であり、前記絶縁部に挿入される該中性点端子の挿入部に対し略90°曲げ、所定の位置で略180°曲げて第一の折り返し部を形成し、さらに前記挿入部に対し略対称となる位置で、前記挿入部側に略180°曲げて第二の折り返し部を形成し、前記第二の折り返し部の先端部と前記挿入部との間に開口部を設けることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動機の固定子。
- 前記角線に平角線を用いることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電動機の固定子。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の電動機の固定子を用いることを特徴とする電動機。
- 請求項7記載の電動機を搭載したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項7記載の電動機を搭載することを特徴とするポンプ。
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