(57)【要約】【課題】  電動機の固定子の樹脂絶縁の割れを低減し、コイルエンド高さを低減し、小型で高品質、高性能な電動機を提供する。【解決手段】  固定子の軸方向端面に樹脂絶縁を施し固定子のティースに巻線を集中巻きする電動機であって、樹脂絶縁は内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成され、スロット形状はティース側面とヨーク側面とが交差する狭角が９０°以上とした角部と、それより固定子コア外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットにおいて、前記樹脂絶縁の外周側壁の位置がティース側面とヨーク側面が交差する角部より固定子外径側に起立させた電動機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子の軸方向端面に樹脂絶縁を施し固定子のティースに巻線を集中巻きする電動機であって、樹脂絶縁は内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成され、
スロット形状は、ティース側面とヨーク側面とが交差する狭角が９０°以上とした角部と、それより固定子外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットであって、
前記樹脂絶縁の外周側壁の起立する位置はティース側面とヨーク側面が交差する角部より固定子外径側から起立させたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記樹脂絶縁の内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部であって、ティース側面とヨーク側面が交差する角部から外周側壁が起立する位置までの巻線胴部が、固定子端面と略平行な面を有していることを特徴とする請求項１項記載の電動機。
【請求項３】
前記電動機は、固定子のティースに樹脂絶縁を施し直接巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が散乱しないための散乱防止用絶縁カバーを備え、前記散乱防止用絶縁カバーは前記樹脂絶縁の外周側壁または内周側壁の一方または両方に係り止め固定したことを特徴とする請求項１項または請求項２項に記載の電動機。
【請求項４】
前記散乱防止用絶縁カバーは、内側側壁と外側側壁を有しており、前記内側側壁は、固定子の鉄心歯部のスロット開口部と対峙する部分を突出させ、前記樹脂絶縁の内周側壁と凹凸で噛み合う形状としたことを特徴とする請求項３項記載の電動機。  
【請求項５】
前記電動機を冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載したことを特徴とする請求項１項及至請求項４項のいずれか記載の電動機。
【請求項６】
前記電動機を車両用途として搭載したことを特徴とする請求項１項及至請求項４項のいずれか記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子の鉄心歯部に樹脂絶縁を施し直接巻線を巻き付けた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような電動機は、特許文献１（特開２００３−３２４８８２号公報）に示すような電動機の固定子がある。
本願では図９に示している。図９は固定子７の軸方向両端面に樹脂絶縁６を配置し、この樹脂絶縁６を介してティース７ａに直接巻線８を巻き付ける集中巻き方式による電動機である。尚、図９中のティース７ａに巻き付けた巻線８は、図をわかりやすくするために便宜上破線で表している。
この樹脂絶縁６は、内周側壁６ａと外周側壁６ｂと、内周側壁６ａと外周側壁６ｂを繋ぎ巻線８を巻き付けるための巻線胴部６ｃで構成され、内周側壁６ａの外径側側面１１（図１０参照）が、固定子コア端面から遠ざかるほど先端の厚みが薄くなるように傾斜させている。図１０は、図９の電動機のティース部７ａのＦ−Ｆ’断面図である。
【０００３】
これにより、巻線８を巻装したとき樹脂絶縁６の内周側壁６ａの外径側側面１１に加わる応力を低減し、内周側壁６ａの割れを防ぐことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２４８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９及び図１０のように、固定子コア端面から遠ざかるほど内周側壁６ａの外径側側面１１の先端の厚みを薄くし傾斜させることにより、巻線８を巻装する際の外径側側面１１に加わる応力を低減できるものの、更に電動機の性能を向上させる場合、樹脂絶縁６の巻線胴部６ｃの狭いスペースにより多くの巻線８を隙間のできないように強く巻き付けなければならないため実質的な応力緩和に至っていない。
本発明では、実質的に応力を緩和し巻線８の巻き付けスペースを確保するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、固定子の軸方向端面に樹脂絶縁を施し固定子のティースに巻線を集中巻きする電動機であって、樹脂絶縁は内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成され、
固定子のスロット形状は、ティース側面とヨーク側面とが交差する狭角が９０°以上の角部を有した根元部と、それより固定子コア外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットとして、
前記樹脂絶縁の外周側壁の起立する位置はティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部より固定子外径側に位置し、前記スロット底部と沿うような位置から固定子コア側とは反対の固定子軸方向に起立させている。
【０００７】
また、樹脂絶縁の内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部であって、ティース側面とヨーク側面が交差する角部を有した根元部から固定子外径側に位置する外周側壁が起立する位置までの巻線胴部を固定子端面と略平行な面で構成する。
【０００８】
尚、本発明の電動機は固定子のティースに巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が散乱しないようにするために、外周側壁または内周側壁の一方または両方に係り止め固定できる散乱防止用絶縁カバーを備えている。
【０００９】
この散乱防止用絶縁カバーは、内側側壁と外側側壁を有しており、内側側壁には固定子の鉄心歯部のスロット開口部と対峙する部分を突出させ、樹脂絶縁の内周側壁と凹凸で噛み合う形状としている。  
【００１０】
本発明の電動機は冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載することができ、また、車両用途として搭載することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、固定子のティースに多くの巻線を集中巻し高性能電動機とするために、スロット形状に多くの巻線が巻装できるように、スロット形状のティース側面とヨーク側面とが交差する角部の狭角が９０°以上とした根元部と、それより固定子コア外径側に位置するスロット底部とで構成された多角形状のスロットとすることによりより多くの巻線を巻き付けることができる。
【００１２】
また、固定子の軸方向端部に装着する樹脂絶縁の構造を、内周側壁と、外周側壁と、内周側壁と外周側壁を繋ぎ巻線を巻き付ける巻線胴部とから構成した樹脂絶縁構造とし、外周側壁の位置がティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部より固定子外径側に設け、前記スロット底部の位置から固定子コア側とは反対で固定子軸方向に起立させている。これにより固定子ヨーク側の一部にも巻線を巻くスペースが設けられ多くの巻線を巻き付けることができる。
【００１３】
また、ティース（スロット）に強い力で巻き付け高占積率にした巻線は、固定子ヨーク側の一部に設けた巻きスペースの巻線胴部に逃げて内周側壁の外径側側面に加わる応力を実質的に低減することができる。これにより樹脂絶縁の破損を低減することができ、コイルエンド部の巻高も低くすることができる。従って、小型で高品質、高性能な電動機とすることができる。
特に、本発明はティースに巻線を巻き付けることが容易に行うことができずにコイルエンドの高さ（巻高）が高くなったり、ティースに巻線を強く巻き付けることが難しい線径がφ０．９以上の太線を用いる電動機の場合は特に効果的である。これにより巻線密度を高め、電動機を小型化することができる。
【００１４】
また、この樹脂絶縁の固定子ヨーク側の一部に巻線を巻くスペースの巻線胴部は、ティース側面とヨーク側面が交差する角部の根元部から外周側壁までの固定子端面と略平行な面とすることにより、ティースに巻き付けた巻線から引出した巻線同士を結線した接続点等を、この固定子端面と略平行な面に設けた巻線胴部に容易に固定（収納）することができる。これによりコイルエンドの上端部に固定していた接続点を、巻線を巻くスペースの隙間に格納することができコイルエンド高さを低減することもできる。
【００１５】
尚、これらの電動機は固定子の鉄心歯部に樹脂絶縁を施し直接巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が散乱して作業性が悪化するのを防いだり、絶縁不良を低減する方法として、樹脂絶縁の外周側壁または内周側壁の一方または両方に係り止め部を設けて散乱防止用絶縁カバーで蓋をしている。これにより固定子の鉄心歯部に巻き付けた巻線や引出線及び接続点等が確実に固定できるようにしている。
【００１６】
この散乱防止用絶縁カバーの内側側壁は、固定子の鉄心歯部のスロット開口部と対峙する部分を突出させ、樹脂絶縁の内周側壁と凹凸で噛み合う形状としている。これにより緩んだ巻線や引出線又は接続点が固定子の内径側に飛び出し、回転子と接触して絶縁不良や、焼損事故等となることもない。
【００１７】
また、電動機の樹脂絶縁の割れによる破損を防止し絶縁不良を低減する品質に優れた電動機とすることができ、小型で高性能な電動機とすることができるので、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機に搭載したり、或いは車両用途に用いる電動機とすることができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の実施形態である。固定子１は、環状に形成されたヨーク１ｂから固定子内径方向に突出しているティース１ａによってスロット２を構成している。固定子１の軸方向両端面のティース１ａとヨーク部１ｂには樹脂絶縁３が装着されている。
【００１９】
この樹脂絶縁３は、固定子１のティース１ａの内径側先端部に固定子１のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した内周側壁３ａが設けられている。また、固定子１の外径側にも、固定子１のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した外周側壁３ｂが設けられている。そしてこの内周側壁３ａと外周側壁３ｂとを繋ぐ巻線胴部３ｃ、３ｄが設けられている。この巻線胴部３ｃ、３ｄには集中巻き方式によって巻線４を直接巻き付けている。本実施形態の固定子１のスロット数は６スロットで４極を構成している。尚、図１中のティース１ａに巻き付けた巻線４は、図をわかりやすくするために便宜上破線で表している。
【００２０】
本実施形態の樹脂絶縁３の外周側壁３ｂはスロット底部２ｃの位置から固定子コア側とは反対で固定子軸方向に起立させている。また、スロット２内の絶縁構造は固定子１の軸方向中央部にて上下に２分割した樹脂絶縁であり、固定子１のティース１ａを跨ぐように巻線胴部３ｃからスロット２の側面に沿うように樹脂絶縁が施され固定子軸方向中央部のスロット先端部分を重ね合わせて絶縁している。また、本実施形態ではスロット２内の絶縁は、樹脂絶縁であるが、フィルム状の絶縁で構成することもできる。
【００２１】
図２には、本実施形態における固定子１のスロット２の形状の詳細図である。スロット２は環状に形成されたヨーク１ｂと、この環状に形成されてヨーク１ｂから固定子１の内径側に向け突出したティース１ａによって構成し、スロット２の形状はティース側面２ａとヨーク側面２ｂとが交差する角部の狭角θが９０°以上とした根元部と、それより固定子１の外周側に位置するスロット底部２ｃとで構成された多角形状のスロット形状である。
【００２２】
尚、このスロット２の形状をティース側面２ａとヨーク側面２ｂとが交差する角部の狭角θが９０°以上とすることによりスロット２の巻線４の巻き付け領域を増やすことができ、多くの巻線４を巻き付けることができ電動機性能を向上することができる。
【００２３】
この樹脂絶縁３の構造は図１及び図３（図３は図１に示した樹脂絶縁３のＤ−Ｄ’断面図である。）に示すように、固定子１のスロット２を構成するティース１ａのティース側面２ａとヨーク１ｂのヨーク側面２ｂとが交差する角部から、固定子１の外径側で固定子１のコア端面から固定子コアとは反対方向に起立した外周側壁３ｂまで、固定子１の径方向に延びてコア端面と略平行に繋ぐ巻線胴部３ｄを設けている。巻線胴部３ｄは固定子１のティース１ａの固定子１のコア端面に装着した巻線胴部３ｃから固定子１の外径方向に延びて構成している。従って、巻線胴部３ｄは、固定子１のコア端面のヨーク１ｂ側の一部を覆うように構成している。
【００２４】
これにより、巻線胴部３ｃに多くの巻線４を巻き付けても、固定子１のヨーク１ｂ側に設けた巻線胴部３ｄ側に巻線４が逃げるため、この巻線４の巻き付け応力により固定子１の内径側に面して起立している内周側壁３ａの外径側側面に加わる応力を低減することができ樹脂絶縁３の内周側壁３ａが割れて破損することを低減することができる。
【００２５】
また、同様にコイルエンド部分の巻高を低くし電動機を小型化するために強い力でティースに巻線を巻き付けなければならないが、固定子１のヨーク１ｂ側の一部に設けた巻線４を巻くスペースの巻線胴部３ｄに逃げるのでコイルエンド部の巻高も低くすることができ、小型で高品質、高性能な電動機とすることができる。
【００２６】
尚、ティース１ａに巻線４を巻き付けることが容易にできず、コイルエンドの高さ（巻高）もなかなか低くすることができない、巻線４の線径がφ０．９以上の太線を用いる電動機の場合は巻線胴部３ｄのスペースが特に有効的に働く。これにより巻線密度を高めた小型の電動機とすることができる。
【００２７】
また、樹脂絶縁３の別の実施形態を図４に示す。図４は図３と同様にティースの断面図である。図４では樹脂絶縁３の巻線胴部３ｄのスペースを固定子１のコア端面と略平行な面にすることにより、ティース１ａに巻き付けた巻線４から引出した引出線同士の接続点１０等を容易に固定（収納）することができる。これにより、コイルエンドの上端部に固定しなければならない接続点１０を、巻線４と外周側壁３ｂとの間にできた隙間、巻線胴部３ｄに収納することができコイルエンド高さを低減することができる。
【００２８】
また、好ましくは、樹脂絶縁３の巻線胴部３ｃと内周側壁３ａ、巻線胴部３ｄと外周側壁３ｂ、との各コーナ部分は曲率（円弧形状）を持たせることにより巻線を巻き付ける応力に対する強度を上げることができる。また、コーナ部を面取り形状としても同様に強度を上げることができる。これにより、更に樹脂絶縁３の割れを防ぎ品質的に向上させることができる。
【００２９】
尚、各ティース１ａに巻き付けられた巻線４の端部の引出された引出線は、各ティース１ａに巻き付けられた異相の巻線４と接触して絶縁不良が発生しないように、樹脂絶縁３の外周側壁３ｂに設けられた鍵状（又はＬ字）のフック５に係り止めして巻線４を引き廻すようにしている。
【００３０】
また、本実施形態の電動機は、固定子１のティース１ａに樹脂絶縁３を施し直接巻線を巻き付けた巻線４や、或いは引出線や接続点１０等が散乱し取り扱い作業が著しく悪化し絶縁不良等とならない様に図５に示すような散乱防止用絶縁カバー１００を図１に示した樹脂絶縁３の内周側壁３ａ、或いは外周側壁３ｂのどちらか一方または両方に係り止め部（爪）５ａを設けて散乱防止用絶縁カバーの係り止め部（穴）５ｂにて固定している（本実施形態では外周側壁３ｂに係り止め部（爪）５ａを設けている）。図５は散乱防止用絶縁カバー１００を固定子１に装着した樹脂絶縁３に係り止めした図である。また、図６は散乱防止用絶縁カバー１００の表（上）から見た図であり、図７は散乱防止用絶縁カバー１００の裏（下）から見た図である。
【００３１】
図６及び図７の散乱防止用絶縁カバー１００には、固定子１のティース１ａに巻き付けた巻線４（コイルエンド部）の上端部を覆うリング板２００と、このリング板２００の内径側から起立するように伸びた内側側壁３００、リング板２００の外径側から起立するように伸びた外側側壁４００をそれぞれ有している。リング板２００の円周方向には熱を逃がすための風孔９が複数設けられている。
【００３２】
また、図８は図５に示した散乱防止用絶縁カバー１００を装着した電動機のＥ−Ｅ’断面図である。散乱防止用絶縁カバー１００の内側側壁３００は、固定子１の鉄心歯部のスロット２の固定子１の内径側開口部と対峙する部分を突出させ凸部３００ａを形成し、樹脂絶縁３の内周側壁３ａと凹凸で噛み合う形状としている。これにより、巻線４や引出線及び接続点１０等が、固定子１の内径側開口部の隙間から固定子内径側にはみ出して回転子と接触し焼損事故とならないようにしている。
【００３３】
以上のように本実施形態の電動機は樹脂絶縁の割れによる破損を防止し、電動機を小型化し高性能な電動機とすることができるので冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載したり、或いは車両用途の電動機として用いることにより絶縁不良を低減し、車両搭載スペースの小さな電動機とすることができる。
【００３４】
尚、本実施形態で用いた電動機の樹脂絶縁、散乱防止用絶縁カバーの材質としては、ポリエチレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等を用いるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態における電動機の固定子の図。
【図２】本実施形態の固定子のスロットの図。
【図３】図１のＤ−Ｄ’断面図。
【図４】本実施形態の別の用途を示した図。
【図５】散乱防止用絶縁カバーを樹脂絶縁に係り止めした図。
【図６】散乱防止用絶縁カバーの表の図
【図７】散乱防止用絶縁カバーの裏の図。
【図８】図５のＥ−Ｅ’断面図。
【図９】従来の電動機の固定子の図。
【図１０】図９のＦ−Ｆ’断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１、７・・・固定子
１ａ、７ａ・・・ティース
１ｂ・・・ヨーク
２・・・スロット
２ａ・・・ティース側面
２ｂ・・・ヨーク側面
２ｃ・・・スロット底部
３、６・・・樹脂絶縁
３ａ、６ａ・・・内周側壁
３ｂ、６ｂ・・・外周側壁
３ｃ、６ｃ・・・巻線胴部
３ｄ・・・巻線胴部
４、８・・・巻線
５・・・鍵状のフック
５ａ・・・係り止め部（爪）
５ｂ・・・係り止め部（穴）
９・・・空隙
１０・・・接続点
１１・・・外径側側面
１００・・・散乱防止用絶縁カバー
２００・・・リング板
３００・・・内側側壁
３００ａ・・・内側側壁の凸部
４００・・・外側側壁
【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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【図９】
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【図１０】
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