(57)【要約】【課題】電動機の組立性を向上する。【解決手段】環の一部又は全部に沿う形で形成された外側壁部及び外側壁部より内径側に位置する内側壁部を有するリード線収納部を備えるインシュレータ。【選択図】図３ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環の一部又は全部に沿う形で形成された外側壁部及び該外側壁部より内径側に位置する内側壁部を有するリード線収納部を備えるインシュレータ。
【請求項２】
前記外側壁部及び前記内側壁部の間に形成された床部と、
前記外側壁部から内径側に突出しており正面視で前記床部に重なる部分を有する外側押え部、及び／又は、前記内側壁部から外径側に突出しており正面視で前記床部に重なる部分を有する内側押え部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のインシュレータ。
【請求項３】
前記床部には、貫通床孔が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインシュレータ。
【請求項４】
請求項１乃至３何れか一項に記載のインシュレータと、
ステータと、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、
該導線に接続点を介して電気的に接続する電源端子と、を備え、
前記リード線のうち該接続点又は各相が互いに電気的に接続する中性点を被覆する被覆部を備え、
前記リード線の少なくとも一部及び／又は前記被覆部は、前記リード線収納部に配されていることを特徴とする電動機。
【請求項５】
前記リード線の少なくとも一部及び前記被覆部は、前記リード線収納部に配されており、
前記被覆部の下方に前記リード線の少なくとも一部を配していることを特徴とする請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
請求項２又は３に記載のインシュレータと、
ステータと、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、を備え、
前記リード線のうち同相のものが互いに接続する接続点又は各相のものが互いに接続する中性点を被覆する被覆部を備え、
前記被覆部は、前記リード線収納部に配されており、
前記被覆部の短手寸法をｄとすると、
前記外側壁部及び前記内側壁部の径方向寸法から、前記外側押え部の径方向突出量及び前記内側押え部の径方向突出量の和を引いた値は、１．２ｄ以下であることを特徴とする電動機。
【請求項７】
請求項１乃至３何れか一項に記載のインシュレータと、
ステータと、
結束部材と、を有する三相駆動式の電動機であって、
前記ステータは、
ティースと、
該ティースに巻回されたコイル及び該ティースから引き出されたリード線を有する導線と、
各相の前記リード線に電気的に接続した電源端子と、を備え、
前記インシュレータは、前記外側壁部に設けた結束補助部を有し、
前記リード線のうち、前記電源端子近傍の部分は、前記結束補助部とともに前記結束部材で緊定されたことを特徴とする電動機。
【請求項８】
請求項１乃至３何れか一項に記載のインシュレータ、又は、請求項４乃至７何れか一項に記載の電動機を有する機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インシュレータ、並びにインシュレータを用いた電動機及び機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータコアの軸方向の端面に配置されたインシュレータを有するステータを備える電動機が知られている。ステータコアのティースおよびインシュレータには、共に導線の一部としてコイルが巻回されている。
【０００３】
導線の他の一部又は残部としては、例えばコイルから引き出された部分として、電源端子台に接続されて外部から電源電流が供給されるリード線を有する。このリード線がしっかりと固定されない場合、ロータ等の駆動部品に接触して、導線が損傷や断線する虞がある。
【０００４】
特許文献１は、巻線端部を溶接または半田等した口出し線５を固定する散乱防止用絶縁カバー９や巻線固定紐７を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０４４８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
巻線固定紐のようなものでの導線の固定は作業時間を要し、さらにコイルより軸方向外側に散乱防止用絶縁カバー９を配すると、部品点数が増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、環の一部又は全部に沿う形で形成された外側壁部及び該外側壁部より内径側に位置する内側壁部を有するリード線収納部を備えるインシュレータである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例のステータの斜視図
【図２】実施例のステータを軸方向からみた正面図
【図３ａ】実施例のインシュレータの正面図
【図３ｂ】実施例の接続点被覆部又は中性点被覆部の側面図及び開口部概略図
【図３ｃ】実施例のリード線を挿入した状態の接続点被覆部又は中性点被覆部の側面図及び開口部概略図
【図４】実施例のステータの側面図であって図２のＸ矢視図
【図５】実施例のステータの側面図であって図２のＹ矢視図
【図６】図２のＡ−Ａ断面図
【図７】図２のＢ−Ｂ断面図
【図８】図２のＣ−Ｃ断面図
【図９】図２のＤ−Ｄ断面図
【図１０】実施例の電動機を搭載した密閉形圧縮機の縦断面図
【図１１】密閉形圧縮機を搭載した冷蔵庫の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。電動機１は、密閉形圧縮機、密閉形圧縮機を搭載した空気調和機やヒートポンプ式給湯機などの機器、等種々公知の製品に適用することができる。
【実施例１】
【００１０】
［ステータ３を有する電動機１を備えた圧縮機５０］
図１０は電動機１を搭載した密閉形圧縮機５０の縦断面図、図１１は密閉形圧縮機５０を搭載した冷蔵庫の縦断面図である。
【００１１】
密閉形圧縮機５０は、密閉容器５９と、密閉容器５９内に収納されて回転自在に設けられたロータ４０、及び複数のスロット内に電源に接続したコイル５が巻回されたステータ３から構成される電動機１と、ロータ４０に締結されたクランクシャフト３５、クランクシャフト３５の回転運動を往復運動に変換するコンロッド３６、及び変換された往復運動に応じて往復するピストン３７から構成される動力伝達部と、シリンダ３８、及びピストン３７の往復運動に応じて開閉して冷媒ガスの吸込・吸込を切替えるバルブプレート１９から構成される圧縮機機構部と、から構成される。
【００１２】
電動機１はコイル５に電源電流を流すことでステータ３に発生させられる電磁力によって、ロータ４０をシャフト３５と共に回転させることができる。
【００１３】
［ステータ３］
図１は本実施例のステータ３の斜視図、図２は本実施例のステータ３の正面図、図４は本実施例のステータ３の側面図であって図２のＸ矢視図、図５は本実施例のステータ３の側面図であって図２のＹ矢視図である。
【００１４】
ステータ３は、例えば電磁鋼板を積層して形成されたヨーク３１、Ｕ，Ｖ，Ｗ相いずれかの電流がそれぞれ流れる導線としてのコイル５及びリード線７、電源端子６、被覆部としての接続部被覆部９及び中性点被覆部１１Ｃ、第１インシュレータ２、第２インシュレータ４、絶縁シート６０を有する。導線のうち、ティース３１１周囲に巻き回されている部分をコイル５と、外周壁部２１３及び内周壁部２１４の間の領域に位置する部分をリード線７と、便宜上呼称する。リード線７の一端は電源端子６に接続している。
【００１５】
ヨーク３１は環状に形成されるとともに、この環状部分が囲む空間（内径側の空間）に向けて複数のティース３１１（本実施例では９つ）が延びる構造である。
【００１６】
（コイル５及びリード線７を形成する導線）
本実施例の電動機１は３相駆動方式を採用しており、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれ）の電流を流すべく少なくとも３本の導線（例えば銅線）がコイル５（５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ）を構成するのに必要とされている。
【００１７】
本実施例の電動機１は３スロットより多い９スロットで構成されており、各相の電流が流れるコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗそれぞれは、１本又は電気的に接続した複数本の導線で構成することができる。本実施例では、各相の何れか（以下、Ｘ相又は単にＸと記載することがある。）の電流が流れる導線のそれぞれは、３つのティース３１１に巻き回されている。本実施例では、同一の相に属するコイル５Ｘを区別できるように、符号を５ＹＸ（Ｙ＝ａ，ｂ，又はｃ）としており、Ｘ相のコイル５ａＸ，５ｂＸ，５ｃＸは１本の導線で形成されている。そして、コイル５ａＸ，５ｂＸ，及び５ｃＸと電源端子６の導線とは、接続部８Ｘにて溶接又は半田付けされている。電源端子６の導線は、接続部８側の部分はコイル５Ｘ側の導線との間で接続部８を形成するためにいわゆる裸の状態にされ、電源端子６側の部分は被覆されている。
【００１８】
すなわち、例えばＵ相電流が流れる導線は、合計３つのティース３１１それぞれに巻き回された３つのコイル５ＹＵ（コイル５ａＵ，５ｂＵ，５ｃＵ）と、ティース３１１から引き出された部分であるリード線７Ｕとを有している。リード線７Ｕは、接続部８Ｕにてコイル５ＹＵと電気的に接続されている。接続部８Ｘのそれぞれは、例えば絶縁性の樹脂で形成したチューブ状の部材としての接続点被覆部９Ｘで囲まれており、周囲に対する絶縁性を確保している。接続部８Ｘはそれぞれ、後述する外側壁部２１３及び内側壁部２１４の間の領域にリード線７とともに配されている。
【００１９】
このように本実施例では、Ｘ相電流が流れる導線の一部としてのコイルに符号５ａＸ，５ｂＸ，５ｃＸを振付けている。本実施例では、同相のコイル５ａＸ，５ｂＸ，５ｃＸは互いに直列接続しているが、並列接続に形成しても良い。
【００２０】
また、三相のコイル５Ｘ各種それぞれが電気的に接続した中性点１１が形成されている。中性点１１は、例えば絶縁性の樹脂で形成したチューブ状の部材としての中性点被覆部１１Ｃで囲まれており、周囲に対する絶縁性を確保している。
なお、導線はその一部又は全部が適宜必要に応じて絶縁被覆されることができる。また、各相のコイル５Ｘを中性点１１から辿ると、コイル５ａＸ，５ｂＸ，５ｃＸそれぞれ、接続点８Ｘ、電源端子６の順で通る。接続点８Ｘの直前又は直後にリード線７Ｘが位置する。電源端子６は、電動機１が圧縮機５０に組み込まれる場合は、ターミナルピン３１に接続される。
【００２１】
（被覆部）
図３ｂは接続点被覆部９Ｘ又は中性点被覆部１１Ｃの側面図及び開口部９１概略図、図３ｃはリード線７Ｘを挿入した状態の接続点被覆部９Ｘ又は中性点被覆部１１Ｃの側面図及び開口部９１概略図である。接続点被覆部９Ｘ又は中性点被覆部１１Ｃを被覆部と総称する。被覆部は、開口部９１、胴部９２、及び結着部９３を有する。リード線７Ｘは開口部９１から挿入され、筒状の胴部９２内であって閉じられた先端である結着部９３の手前に接続点８Ｘや中性点１１Ｃが位置するように挿入される。開口部９１は、例えば略楕円形状である。開口部９１の寸法のうち、短手方向の寸法をｄとする。他の構成との関係などは後述する。
【００２２】
（第１インシュレータ２）
図３ａは本実施例の第１インシュレータ２の正面図である。第１インシュレータ２は、ステータ３の軸方向端部（すなわち、正面視端部）の一方側に設けられる部材であり、外周側でヨーク３１の環の一部又は全部に沿う形に形成されたリード線収納部２１、外周側でヨーク３１の環の一部に沿う形に形成されたリード線収納省略部２２、リード線収納部２１及びリード線収納省略部２２それぞれから内径側に延びた複数の（本実施例では９つの）ティース絶縁部２３を有する。
【００２３】
リード線収納部２１は、装着時にヨーク３１の環状部分に一面側が対向する床部２１２に加え、外側壁部２１３、内側壁部２１４、外側押え部２１５、内側押え部２１６、外側床孔２１７、内側床孔２１８、結束補助部２１９を有する。本実施例では、環の一部を形成する外側壁部２１３に一体形成して外側押え部２１５を設け、また、環の一部を形成する内側壁部２１４に一体形成して内側押え部２１６を設けている。尤も、外側壁部２１３や内側壁部２１４は環の全部を形成するように形成しても良い。
【００２４】
床部２１２は、外側壁部２１３及び内側壁部２１４の間に配されたリード線７（導線の一部）のステータ３に対する絶縁距離を確保する。
外側壁部２１３は床部２１２の外径側に位置し、床部２１２の曲りに沿って延在している。内側壁部２１４は床部２１２の内径側に位置し、床部２１２の曲りに沿って延在している。外側壁部２１３及び内側壁部２１４は、ステータ３の軸方向に突出した壁として形成され、リード線７、接続点被覆部９Ｘ及び中性点被覆部１１Ｃが移動することを抑制する。
【００２５】
図８は図２のＣ−Ｃ断面図である。外側押え部２１５は、外側壁部２１３の周方向に沿って１つ又は複数設けられており、軸方向に延在する外側立ち上がり部２１５１と、外側立ち上がり部２１５１から内径側に突出して第１インシュレータ２の正面視で床部２１３又は外側床孔２１７に重なる外側突起２１５２とを有している。外側突起２１５２の延在距離は、後述する内側押え部２１６の内側突起２１６２の延在距離より大きいことが好ましい。そのようにすると、通常、リード線７には外径側に向かおうとする復元力がはたらくため、より効果的にリード線７の移動を抑制することができる。
【００２６】
接続点被覆部接続点被覆部９やリード線７は、床部２１２（外側床孔２１７）と外側突起２１５２の間に収められている。接続点被覆部９やリード線７を収納しているこの領域は環状にカーブしているため、通常、接続点被覆部９やリード線７は曲げられた状態になっており、外径側への復元力がはたらく。このため、外側突起２１５２の突出量は、接続点被覆部９を収納したときの径方向の寸法（本実施例では短手方向の寸法であるｄに略等しい）の半分以上にすることが好ましい。また、接続点被覆部９がリード線７より上方に配されるように引き回されている。これにより、接続点被覆部９がリード線７を抑えつけて効果的に動きを抑制することができる。
【００２７】
図９は図２のＤ−Ｄ断面図である。内側押え部２１６は、内側壁部２１４の周方向に沿って１つ又は複数設けられており、軸方向に延在する内側立ち上がり部２１６１と、内側立ち上がり部２１６１から外径側に突出して第１インシュレータ２の正面視で床部２１３又は内側床孔２１８に重なる内側突起２１６２とを有している。
【００２８】
接続点被覆部９やリード線７は、床部２１２（内側床孔２１８）と内側突起２１６２の間に収められている。内側突起２１６２の外径側への突出量は特に制限されないが、好ましくは外側壁部２１３に達しない量であり、また、外側突起２１５２の突出量以下又は未満である。
【００２９】
外側押え部２１５及び内側押え部２１６がそれぞれ配される位置は、それぞれ外側壁部２１３及び内側壁部２１４であれば特に制限されないが、本実施例のように互いに径方向で重ならないように千鳥状に設けられていると、少ない個数でリード線７の移動を抑制することができる点で好ましい。また、外側壁部２１３及び内側壁部２１４の径方向寸法から、外側押え部２１５の径方向突出量及び内側押え部２１６の径方向突出量の和を差し引いた値は、被覆部の短手寸法ｄの１．２倍以下、好ましくは１．０倍以下、さらに好ましくは０．９倍以下である。
【００３０】
外側床孔２１７は、正面視で外側押え部２１３の一部又は全部に重なる位置に設けられた、床部２１２の貫通孔である。内側床孔２１８は、正面視で内側押え部２１４の一部又は全部に重なる位置に設けられた、床部２１２の貫通孔である。床孔２１７，２１８を設けることで第１インシュレータ２の製造に必要な樹脂量を低減することができる。また、床孔２１７，２１８の位置をこのようにすることで、樹脂の低減に比して強度の低下を抑制することができる。
【００３１】
結束補助部２１９は、リード線７のうち例えば電源端子６近くの部分の固定を補助することができる部分であり外側壁部２１３に設けられた部分である。結束補助部２１９は、好ましくは外側押え部２１５よりもやや大形で、立ち上がり部２１９１と、立ち上がり部２１９２上端側から外径側に向けて頂点２１９２が突出した形状である（図５、及び、図２のＡ−Ａ断面図である図６等参照）。結束補助部２１９の立ち上がり部２１９１に紐などの結束部材２０をかけ、結束部材２０によってリード線７を縛る等して緊定することでリード線７の固定を効果的に行うことができる。
【００３２】
リード線収納省略部２２は、リード線収納部２１を滑らかに仮想的に延長した場合に形成されるであろう床部２１２、側壁部２１３、内側壁部２１４、外側押え部２１５、内側押え部２１６、を設けていない部分である。リード線収納省略部２２を設けつつ、ステータ３側でリード線７がリード線収納部２１の形成された範囲に収まるように設計することで、樹脂の使用量を低減できる。
【００３３】
ティース絶縁部２３は、ステータ３に第１インシュレータ２を装着した際にティース３１１に重なる部分である、ティース絶縁部２３の周方向両側には、軸方向に延在する突起２３１，２３２が設けられている（図７等参照）。
【００３４】
（第２インシュレータ４）
第２インシュレータ４は、必要に応じて異なるスロット等、導線がコイル５から離間した位置へ渡るための部分としての渡り線（リード線７）を沿わせることに適した部材として、ステータ３の軸方向の他方側に配される部材である。第２インシュレータ４としては種々公知のものを用いることができるが、絶縁シート６０の支持構造に関して後述する構造を有することが好ましい。
【００３５】
（絶縁シート６０）
図７は図２のＢ−Ｂ断面図である。絶縁シート６０は、ヨーク３１側面に対向し、コイル５Ｘとヨーク３１との絶縁性を向上させる部材である。インシュレータ２，４はそれぞれ、ヨーク３１の側面頂部から軸方向に延在する絶縁シート支持部２３１，２３２，４３１，４３２を有している。コイル５Ｘの巻き数の確保の観点からは、絶縁厚みは薄い方が好ましい。本実施例では、絶縁シート６０が軸方向の１／３以上好ましくは１／２以上、インシュレータ２，４から露出するように構成されている。
【００３６】
なお、インシュレータ２，４は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリイミドやポリエステル等の耐熱性のよい樹脂材料からなる。また、例えば、強度向上のためにガラス繊維入りの材料からなるものでもよく、特に限定されない。
【符号の説明】
【００３７】
１      電動機
２      第１インシュレータ
２１    リード線収納部
２１２  床部
２１３  外側壁部
２１４  内側壁部
２１５  外側押え部
２１６  内側押え部
２１７  外側床孔
２１８  内側床孔
２１９  結束補助部
２２    リード線収納省略部
２３  ティース絶縁部
３      ステータ
３１    ヨーク
３１１  ティース
４      第２インシュレータ
５      コイル（導線）
６      電源端子
７      リード線（導線）
８      接続点
９      接続点被覆部
１１    中性点
１１Ｃ  中性点被覆部
２０    結束部材
４０    ロータ
５０    密閉形圧縮機
６０    絶縁シート
１００  冷蔵庫（機器）
【図１】
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【図２】
2019126176.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019126176.tif 000011
【図８】
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【図９】
2019126176.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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