(57)【要約】【課題】  電動機性能を維持しながら、電動機の固定子の位置決めが容易で確実に取り付けることができる樹脂絶縁を備えた電動機。【解決手段】  固定子１０は円周方向に伸びた環状ヨーク部１１と、前記環状ヨーク部１１から径方向に伸びる複数のティース部１２を備え、前記ティース部１２に施された樹脂絶縁２０に直接巻線３０を巻き付けた電動機において、前記固定子１０のスロット底部の形状は、少なくとも１ケ所の角度を有する角部１６を設けたスロット形状であり、前記樹脂絶縁２０には、前記固定子と面対向した樹脂絶縁端面側に前記固定子１０に位置決めするための位置決め用突起２９が設けられており、  前記位置決め用突起２９は、前記固定子のスロット底部の少なくとも１ケ所の角度を有する角部１６に挿入固定した電動機とする。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子は円周方向に伸びた環状ヨーク部と、環状ヨーク部から径方向に伸びる複数のティース部を備え、前記固定子の軸方向端面に面対向する樹脂絶縁が施され、固定子のスロット内は、フィルム状のスロット絶縁が施され、前記ティース部に施された樹脂絶縁に直接巻線を巻き付けた電動機において、
前記固定子のスロット底部の形状は、少なくとも１ケ所の角度を有したスロット形状であり、
前記樹脂絶縁には、前記固定子と面対向した樹脂絶縁端面側に前記固定子に位置決めするための位置決め用突起が設けられており、
前記位置決め用突起は、前記固定子のスロット底部の少なくとも１ケ所の角度を有する角部に挿入固定したことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記樹脂絶縁の位置決め用突起は、前記固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部と、前記固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁との間に挿入固定したことを特徴とする請求項１項記載の電動機。
【請求項３】
前記位置決め用突起は、前記固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部に、前記固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁を装着した後に前記スロット絶縁を押さえ込むように挿入固定したことを特徴とする請求項１項記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子の両端面を樹脂絶縁で絶縁しスロット内をフィルム状のスロット絶縁で絶縁した電動機において、固定子のティースの絶縁に直接巻線を巻き付けた集中巻き方式の電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような電動機は特許文献１（特開２００３−３１９５９３号公報）及び特許文献２（特開２００４−１９４４１３号公報）に示すような電動機の固定子がある。特許文献１及び特許文献２には、固定子の円周方向に伸びた環状ヨーク部と、環状ヨーク部から固定子内径方向に向かい複数のティース部を備えた電動機において、固定子の環状ヨーク部とティース部と面対向した樹脂絶縁が施され、固定子のスロット内はフィルム状のスロット絶縁が施された固定子が示されている。
【０００３】
樹脂絶縁は環状ヨーク部に円周方向に伸びる環状ヨーク部樹脂絶縁と、複数のティース部に環状ヨーク部樹脂絶縁から径方向に伸びるティース部樹脂絶縁で構成され、ティース部樹脂絶縁は、直接巻線を巻き付けるための巻線胴部と、巻線胴部の固定子内径側から固定子軸方向端面側とは逆の軸方向に伸びる内径樹脂壁を有し、環状ヨーク部樹脂絶縁は、固定子外径側から固定子軸方向端面側とは逆の軸方向に伸びる外径樹脂壁を有している。また、固定子軸方向端面と面対向する樹脂絶縁端面には、固定子と樹脂絶縁がずれない様にするための凸部が設けられ、固定子軸方向端面には樹脂絶縁の凸部に対応する凹部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１９５９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１９４４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように固定子軸方向両端面に樹脂絶縁を施し、スロット内にフィルム状の絶縁を施し固定子のティースに直接巻線を巻き付けた集中巻き方式の電動機であって、固定子軸方向両端面と面対向した樹脂絶縁端面には、固定子と樹脂絶縁がずれない様に固定子軸方向両端面と面対向した樹脂絶縁端面側に凸部の突起を設け、固定子軸方向端面にこの凸部の突起と対応する凹部の溝を設けた電動機においては、固定子の環状ヨーク部のヨーク幅が広い場合においては、この凹部の溝があることによる電動機性能の低下は僅かであるが、電動機が小型化され環状ヨーク部のヨーク幅が狭い場合、固定子軸方向端面の凹部の溝を設けることにより磁束通路が狭まり電動機性能を悪化させてしまう。
【０００６】
本願発明は、このように小型化された電動機において固定子の軸方向端面に樹脂絶縁を確実に固定するために固定子の軸方向端面に磁束通路を狭めるような位置決め用の凹部溝を設けることなく確実に樹脂絶縁が固定でき、電動機性能が悪化することのない電動機の提供を目的としています。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
固定子は円周方向に伸びた環状ヨーク部と、環状ヨーク部から径方向に伸びる複数のティース部を備え、固定子の軸方向端面に面対向する樹脂絶縁が施され、固定子のスロット内は、フィルム状のスロット絶縁が施され、ティース部に施された樹脂絶縁に直接巻線を巻き付けた集中巻き方式による電動機において、
前記固定子のスロット底部の形状が、少なくとも１ケ所の角度を有したスロット形状であり、
樹脂絶縁には、固定子と面対向した樹脂絶縁端面側に固定子に位置決めするための位置決め用突起が設けられており、
前記位置決め用突起が、固定子のスロット底部の少なくとも１ケ所の角度を有した角部に挿入固定して固定した電動機とする。
【０００８】
また、樹脂絶縁の位置決め用突起は、固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部と、固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁との間に挿入固定した電動機とする。
【０００９】
或いは、位置決め用突起は、前記固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部に、固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁を装着した後に、スロット絶縁を押さえ込むように挿入固定した電動機とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動機を用いることにより、固定子の絶縁構造が固定子の軸方向端面に面対向する樹脂絶縁と、固定子のスロット内にフィルム状のスロット絶縁を装着した電動機であって、固定子のスロット底部の形状が、少なくとも１ケ所の角度を有したスロット形状の電動機において、固定子と面対向した樹脂絶縁端面側に固定子に位置決めするための位置決め用突起を設け、この位置決め用突起を固定子のスロット底部の少なくとも１ケ所の角度を有した角部に挿入固定することにより、
固定子の軸方向両端面に樹脂絶縁の凸部の位置決め用突起を固定するための凹部の溝を設ける必要がなくなり、固定子内の磁束の通路を狭めることなく電動機性能の悪化を防止することができる。特に、電動機が小型化されティースに直接巻線を巻き付ける集中巻き方式の電動機において顕著な効果を有する。
【００１１】
また、樹脂絶縁の位置決め用突起を、固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部と、前記固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁との間の角部に沿うように挿入固定することにより、
スロット底部の角部に巻線が挿入されないスペースに樹脂絶縁の位置決め用突起を挿入することにより実質的にスロットに巻き込む巻線の巻き付け量に影響することなく固定子軸方向両端部に樹脂絶縁を確実に固定することができる。
【００１２】
また、樹脂絶縁の位置決め用突起を固定子のスロット底部の形状の少なくとも１ケ所の角度を有する角部に、固定子のスロット内に装着されたフィルム状のスロット絶縁を装着した後に、スロット絶縁の上から樹脂絶縁の位置決め用突起により押さえ込むよう挿入固定することにより、ティース部の樹脂絶縁の上から直接巻き付けた巻線によりスロット絶縁のズレを防止することができ絶縁不良を低減することができる。
尚、本発明の電動機は、小型化された車両用の電動機に用いることもでき、また空調機や冷蔵庫等の圧縮機内の電動機に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の電動機の固定子を上から見た図。
【図２】図１における巻線を巻き付ける前の固定子の図。
【図３】図１における電動機の固定子鉄心の図。
【図４】図３の固定子スロット内に巻線を装着しているスロット詳細図。
【図５】図２で説明した樹脂絶縁の裏側から見た図。
【図６】図５に示した樹脂絶縁の裏側の位置決め用突起のスロット部分詳細図。
【図７】図２に示した固定子のＡ−Ａ’断面図。
【図８】別の実施形態の電動機の固定子スロット内に巻線を装着しているスロット詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本実施形態の電動機の固定子１０を上から見た図である。図１（及び図３）には固定子１０の円周方向に伸びた環状ヨーク部１２と、この環状ヨーク部１２から径方向に伸びた複数のティース部１３を備えた固定子１０である。この固定子１０の軸方向両端面１１には樹脂絶縁２０が装着されている。この樹脂絶縁２０は固定子１０の環状ヨーク部１２と、この環状ヨーク部１２から径方向に伸びた複数のティース部１３に面対向して配置されている。
【００１５】
このティース部１３に配置された樹脂絶縁２０には直接巻線３０が集中巻き方式により巻き付けられている。また、このティース部１３の樹脂絶縁２０に巻き付けられた巻線３０の一方の端部から引き出された引出線は中性点を形成し、他方の端部から引き出された引出線は外部電源と接続するリード線６０と接続されている。この固定子１０のスロット数は９スロットであり、３Ｙ結線した３相６極の固定子である。尚、実施形態の固定子１０には温度センサー７０が取り付けられ外部の回路に接続されている。
【００１６】
また、図２には、図１で説明した固定子１０の軸方向端部１１に樹脂絶縁２０を装着し、固定子１０のスロット５０にはフィルム状のスロット絶縁４０が装着され、樹脂絶縁２０の巻線胴部２３に巻線３０を巻き付ける前の状態を示している。
【００１７】
図２に示した樹脂絶縁２０は、環状ヨーク部１２に円周方向に伸びる環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂと、複数のティース部１３に環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂから径方向に伸びるティース部樹脂絶縁２８ａで構成され、ティース部樹脂絶縁２８ａには直接巻線３０を巻き付けるための巻線胴部２３と、巻線胴部２３の固定子内径側から固定子１０の軸方向端面側１１とは逆の軸方向に伸びる内径樹脂壁２１で構成され、環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂには固定子外径側から固定子１０の軸方向端面側１１とは逆の軸方向に伸びる外径樹脂壁２２で構成されている。
【００１８】
また、固定子１０のティース部１３の固定子内径側の周方向に伸びるティース先端部１７ａ、１７ｂには、樹脂絶縁２０の内側樹脂壁２１の周方向にティース先端部樹脂絶縁２７ａ、２７ｂが設けられている。このティース先端部樹脂絶縁２７ａ、２７ｂは、巻線３０を巻線胴部２３に巻き付けるのに支障がない程度に、固定子１０のティース先端部１７ａ、１７ｂより若干スロット５０の内側へ飛び出している。この飛び出しによりスロット５０に装着したフィルム状のスロット絶縁４０が係り止され固定子１０の軸方向に飛び出すのを防止することができ、スロット絶縁４０が脱落するのを防いでいる。（図６及び図７参考）
【００１９】
図３は図１で示した固定子１０の固定子鉄心の形状を説明する図である。
図３の固定子１０は、前記したようにスロット数が９スロットであり環状ヨーク部１２から固定子１０の内径方向に向かいティース部１３が伸びている。この固定子１０のスロット形状は、この環状ヨーク部１２から固定子１０の内径側に伸びたティース部１３のスロット側に面したスロット内側壁１４ａの根元から略直角（θ）に、環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａが設けられている。同様に前記ティース部１３の隣のティース部１３のスロット側に面したスロット内側壁１４ｂの根元から略直角（θ）に、環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ｂが設けられている。従って、スロット底部の形状は前記環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、スロット内底壁１５ｂとが交差することにより角度を有した角部１６が少なくとも１ケ所設けられている。尚、この場合のティース部１３のスロット側に面したスロット内側壁１４ａ及び１４ｂと、環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、スロット内底壁１５ｂとが成す角度（θ）が９０度である。と、θが略９０度である。とする意味を含んでいる。
【００２０】
図４は、図３で説明した固定子１０のスロット５０に、フィルム状のスロット絶縁４０を装着し、巻線３０を巻き付ける前のスロット詳細図である。図４は図３で説明したように環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、スロット内底壁１５ｂとの交差により角度を有した少なくとも１ケ所の角部１６が設けられたスロット５０である。このスロット５０にフィルム状のスロット絶縁４０により固定子１０のティース部１３の固定子内径側から周方向に伸びたティース部先端部１７ａのスロット開口部から、スロット内側壁１４ａ、スロット内底壁１５ａ、１５ｂ、スロット内側壁１４ｂを覆い、隣のティース部１３の固定子内径側から周方向に伸びたティース部先端部１７ｂのスロット開口部までを絶縁している。
【００２１】
尚、このフィルム状のスロット絶縁４０のスロット底部形状は円弧状に形成され、前記した固定子１０のスロット底部形状の環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、スロット内底壁１５ｂとが交差し角度を有した角部１６とは、完全に密着することなく固定子１０の径方向に若干の隙間が生じている。
【００２２】
また、スロット底部が円弧状に形成されたスロット絶縁４０と、角部１６を有するスロット５０との間に生じる前記隙間の固定子周方向の幅Ｂは、巻線機のノズル８０がスロット５０の奥深くまで挿入して巻線３０を巻き付けるための挿入通路となっており、ティース部１３に直接巻線３０を巻き付ける集中巻き方式において巻線３０を巻き付けるために必ず必要な隙間となっている。実質的に巻線３０を巻き付けることができないスペースである。尚、図中の点線は巻線３０をティース部１３に巻き付けた場合の巻き付け範囲を示している。
【００２３】
図５は図２に示した樹脂絶縁２０の裏側から見た図である。また図６は図５に示した樹脂絶縁２０の裏側から見たスロット部分の詳細図である。また、図７は図２に示した固定子１０のＡ−Ａ’断面図である。図５、図６、図７を用いて樹脂絶縁２０の形状を説明する。
【００２４】
図５及び図６に示した樹脂絶縁２０の裏側の環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂから固定子１０の内径側に伸びたティース部樹脂絶縁２８ａのスロット側に面したスロット内側壁樹脂絶縁２４ａの根元から略直角（θ）に、環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ａが設けられている。同様に前記ティース部樹脂絶縁２８ａの隣のティース部樹脂絶縁２８ａのスロット側に面したスロット内側壁樹脂絶縁２４ｂの根元から略直角（θ）に、環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ｂが設けられている。これによりスロット内底部の形状は、前記環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ａと、環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ｂとが交差することにより角度を有した角部２６が少なくとも１ケ所設けられた構造となっている。尚、この場合のティース部樹脂絶縁２８ａのスロット側に面したスロット内側壁樹脂絶縁２４ａ及び２４ｂと、環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ａ及び２５ｂとが成す角度（θ）が９０度である。と、θが略９０度である。とする意味を含んでいる。
【００２５】
この樹脂絶縁２０の環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ａと、スロット内底壁樹脂絶縁２５ｂとが交差することにより角度を有した角部２６に、固定子１０に樹脂絶縁２０を組み付けた状態において樹脂絶縁２０の裏側から固定子軸方向端面側に伸びた位置決め用突起２９が設けられている。
【００２６】
この樹脂絶縁２０の裏側から伸びた位置決め用突起２９は、図７（及び図４）に示したように固定子１０のティース部１３のスロット側に面したスロット内側壁１４ａの根元から、略直角（θ）に位置する環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、隣のティース部１３のスロット側に面したスロット内側壁１４ｂの根元から、略直角（θ）に位置する環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ｂが交差して角度を有した角部１６と、スロット底部が円弧状になったフィルム状のスロット絶縁４０との隙間に、若干の締め代を有して位置決め用突起２９を嵌め込んでいる。
これにより樹脂絶縁２０は固定子１０の軸方向端面１１に確実に固定することができる。
【００２７】
本実施形態の位置決め用突起２９は環状ヨーク部樹脂絶縁２８ｂのスロット側に面したスロット内底壁樹脂絶縁２５ａと、スロット内底壁樹脂絶縁２５ｂとが交差する箇所に１ケ所設けられているが、固定子１０のスロット底部の形状が多角形状であれば複数設けてもよい。また、固定子１０の各スロット５０の全ての角部にそれぞれ位置決め用突起２９を設ける必要もなく樹脂絶縁２０が固定子１０の軸方向端面１１で確実に固定することができればよい。
【００２８】
また、別の実施形態を図８に示す。
固定子１０の固定子鉄心及び、樹脂絶縁２０の主要部分は、図１〜図７で説明した構造と同じ構造であるため説明を省略する。また、固定子１０の固定子鉄心の形状及び、樹脂絶縁２０の形状を説明する記号は図１〜図７で説明した用途と同じであるため同じ記号を付して説明する。
【００２９】
図８は固定子１０のスロット５０に、フィルム状のスロット絶縁４０を装着し、巻線３０を巻き付ける前のスロット詳細図である。固定子１０の環状ヨーク部１２のスロット側に面したスロット内底壁１５ａと、スロット内底壁１５ｂとの交差により角度を有した少なくとも１ケ所の角部１６が設けられたスロット５０に、フィルム状のスロット絶縁４０により固定子１０のティース部１３の固定子内径側から周方向に伸びたティース部先端部１７ａのスロット開口部から、スロット内側壁１４ａ、スロット内底壁１５ａ、１５ｂ、スロット内側壁１４ｂを覆い、隣のティース部１３の固定子内径側から周方向に伸びたティース部先端部１７ｂのスロット開口部まで絶縁されている。
【００３０】
また、スロット底部が円弧状に形成されたスロット絶縁４０と、角部１６を有するスロット５０との間に生じる前記隙間の固定子周方向の幅Ｂは、巻線機のノズル８０がスロット５０の奥深くまで挿入して巻線３０を巻き付けるための挿入通路となっており、ティース部１３に直接巻線３０を巻き付ける集中巻き方式において巻線３０を巻き付けるために必ず必要な隙間となっている。実質的に巻線３０を巻き付けることができないスペースである。尚、図中の点線は巻線３０をティース部１３に巻き付けた場合の巻き付け範囲を示している。
【００３１】
本実施形態では、固定子１０のスロット５０にフィルム状のスロット絶縁４０を装着した後、図１〜図７で説明した樹脂絶縁２０の位置決め用突起２９を、このフィルム状のスロット絶縁４０の上から、スロット５０の角部１６側に押さえ込むように樹脂絶縁２０を固定子１０に若干の締め代を有して嵌め込んでいる。これにより、ティース部の樹脂絶縁の上から直接巻き付けた巻線によりスロット絶縁がずれるのを防止することができ絶縁不良を低減することができる。尚、この場合の樹脂絶縁２０の位置決め用突起２９の固定子外周側にはフィルム状のスロット絶縁４０の軸方向の先端部が挿入固定出来るような溝を設けることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の電動機は、小型化された車両用の電動機に用いることもでき、また空調機や冷蔵庫等の圧縮機内の電動機に用いることができる。
【００３３】
従って、樹脂絶縁２０の位置決め用突起２９を固定するための固定子１０の軸方向両端面１１に凹部の溝を設ける必要がないので固定子内の磁束の流れを妨げることがなくなる。また、樹脂絶縁２０の位置決め用突起２９をティース部１３に巻線３０を巻き付けるための巻線機のノズル８０が通過するための余剰スペースとなるスロット底部のスロット内底壁１５ａ、１５ｂが交差する角度の角部１６に固定することにより、実質的にスロット５０に巻き込む巻線３０の巻き付け量を低減させることなく巻線３０をスロット５０に巻き付けることができ電動機性能が悪化することもない。
【００３４】
この樹脂絶縁２０、スロット絶縁４０の材質としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等がある。
【００３５】
また、この樹脂絶縁２０の裏側から伸びたこの位置決め用突起２９は、固定子１０のスロット底部の形状が多角形状であれば、複数設けてもよい。また、固定子１０の各スロット５０の全ての角部にそれぞれ位置決め用突起２９を設ける必要もなく樹脂絶縁２０が固定子１０の軸方向端面１１で確実に固定することができればよい。この位置決め用突起２９の高さは、約１ｍｍ〜５ｍｍ程度となっている。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・固定子
１１・・・固定子の軸方向端面
１２・・・環状ヨーク部
１３・・・ティース部
１４ａ、１４ｂ・・・スロット内側壁
１５ａ、１５ｂ・・・スロット内底壁
１６・・・角部
１７ａ、１７ｂ・・・ティース部先端部
２０・・・樹脂絶縁
２１・・・内径樹脂壁
２２・・・外径樹脂壁
２３・・・巻線胴部
２４ａ、２４ｂ・・・スロット内側壁樹脂絶縁
２５ａ、２５ｂ・・・スロット内底壁樹脂絶縁
２６・・・角部
２７ａ、２７ｂ・・・ティース部先端部樹脂絶縁
２８ａ・・・ティース部樹脂絶縁
２８ｂ・・・環状ヨーク部樹脂絶縁
２９・・・位置決め用突起
３０・・・巻線
４０・・・スロット絶縁
５０・・・スロット
６０・・・リード線
７０・・・温度センサー
８０・・・ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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