(57)【要約】【課題】  コイルの巻回作業および結線作業の作業時間を短縮することができる電動機を提供する。【解決手段】  固定子鉄心１０の各磁極歯２ａ〜２ｉにマグネットコイル４を切断することなく一気に巻回した後、各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈ（固定子鉄心１０の紙面手前側：実線）を切断点４３〜４６で切断して入力端子部４７〜４９を形成し、次に渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉ（固定子鉄心１０の紙面裏側：２点鎖線）を接続部５１〜５４で接続して中性点を形成する。【選択図】  図１
2005224052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に形成された複数の磁極歯にマグネットコイルを巻回した後、上記マグネットコイルをＹ結線する電動機の製造方法において、
上記マグネットコイルを途中で切断することなく、巻始めとなる磁極歯から隣接する一方の磁極歯に順次移動しながら巻終わりとなる磁極歯に至るまで連続して巻回し、上記各磁極歯間の渡り線の一部を切断して入力端子部を形成するとともに、残りの渡り線同士を接続して中性点を形成することを特徴とする電動機の製造方法。
【請求項２】
上記マグネットコイルの切断点は、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から１．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の位置が最初の切断点とされ、以後、上記最初の切断点に対して２Ｐ間隔で設けられている請求項１に記載の電動機の製造方法。
【請求項３】
上記中性点は、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から０．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の位置が最初の中性点とされ、以後、上記最初の中性点に対して２Ｐ間隔で設けられている請求項１または２に記載の電動機の製造方法。
【請求項４】
上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯を第１番としたとき、上記切断点は、２ｋ番目（ｋは正の整数）の磁極歯と２ｋ＋１番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成され、上記中性点は、２ｋ−１番目の磁極歯と２ｋ番目の磁極歯との間に引き回される渡り線同士を互いに接続して形成される請求項１，２または３に記載の電動機の製造方法。
【請求項５】
上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯を第１番としたとき、上記切断点は、２ｋ−１番目（ｋは正の整数）の磁極歯と２ｋ番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成され、上記中性点は、２ｋ番目の磁極歯と２ｋ＋１番目の磁極歯との間に引き回された渡り線同士を互いに接続して形成される請求項１，２または３に記載の電動機の製造方法。
【請求項６】
上記固定子鉄心は、上記各磁極歯を直線に並べた状態で展開可能であり、上記展開状態において上記マグネットコイルが一端側の磁極歯から他端側の磁極歯に向けて順次、連続して巻回される請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機の製造方法。
【請求項７】
上記固定子鉄心は、固定子の磁極歯数が３ｎ（ｎは正の整数）である請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動機の製造方法。
【請求項８】
上記入力端子部は、上記固定子鉄心のいずれか一方の端面側に引き出された上記渡り線を切断することにより形成され、上記中性点は、上記固定子鉄心のいずれか他方の端面側に引き出された上記渡り線同士を接続することにより形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動機の製造方法。
【請求項９】
固定子鉄心に形成された複数の磁極歯にマグネットコイルを巻回するとともに、上記マグネットコイルをＹ結線してなる電動機において、
上記マグネットコイルは、巻始めとなる磁極歯から隣接する一方の磁極歯に順位移動しながら巻終わりとなる磁極歯に至るまで連続して巻回され、上記各磁極歯間に引き回された渡り線のうち、巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から１．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の渡り線が最初の切断点とされ、以後、上記最初の切断点に対して２Ｐ間隔の渡り線に切断点が形成されているとともに、巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から０．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の渡り線が最初の中性点とされ、以後、上記最初の中性点に対して２Ｐ間隔の渡り線に中性点が形成されていることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄心の各磁極歯にマグネットコイルを巻回して、Ｙ字結線してなるインナーロータ型の電動機およびその製造方法に関し、さらに詳しく言えば、コイルの巻回作業および結線作業の時間を短縮可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、インナーロータ型電動機の固定子鉄心１は打ち抜き加工された電磁鋼板を複数枚積層したものからなり、その内周側には中心側に向かって複数の磁極歯２ａ〜２ｉ（ティース）が形成されている。各磁極歯２ａ〜２ｉの間には、コイル４を巻回するためのスロット３ａ〜３ｉが形成されており、各スロット３ａ〜３ｉ内は、図示しない絶縁体によって表面が絶縁処理されている。
【０００３】
通常、この固定子鉄心１の各磁極歯２ａ〜２ｉにコイル４を集中巻きするには、各スロット３ａ〜３ｉに巻線装置のノズル（ともに図示しない）を差し込み、各磁極歯２ａ〜２ｉを１つずつ移動しながらコイル４を巻き付けていた。すなわち、１つの磁極歯に対してコイル巻始め→マグネットワイヤ切断→ノズル移動→次の磁極歯の巻始めという工程が一般的であった。
【０００４】
しかし、各磁極歯２ａ〜２ｉにコイル４を１つずつ巻き付けていたのでは、作業効率が悪い。そこで、例えば特許文献１には、３相ブラシレスモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相毎に対応する磁極歯にコイルを切断すること無く、巻き付ける方法が開示されている。これにより、コイルの巻回作業とその結線作業を短縮することができる。
【０００５】
また、作業時間を短縮する別の方法として、例えば特許文献２には、予め直線上に展開された固定子鉄心の各磁極歯のスロットに３本の平行に配置されたノズルを用いて、一度に３つの磁極歯にコイルを巻回するようにしたタイプもある。
【０００６】
しかしながら、上述した従来例には次のような課題があった。すなわち、特許文献１に記載の電動機は、各相のコイルがシリアル（直列）にＹ結線されることを前提としており、パラレル（並列）にＹ結線しようとした場合には、その接続処理にさらに数回の巻回作業が必要となり、巻始めと巻き終わりに渡り線を処理するための処理時間および処理労力が必要になる。
【０００７】
特許文献２に記載の電動機は、例えばコンプレッサーなどの高出力電動機の固定子鉄心用に用いられる太いコイルを使用する場合には、コイルの引張強度に対するノズルの保持強度を高くする必要があり、３本のノズルの保持強度を同時に高めることは装置的に困難であった。また、この特許文献２にも特許文献１と同じくパラレル接続する方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特公平７−８５６３１号公報
【特許文献２】特開平９−１９１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コイルの巻回作業および結線作業の作業時間を短縮することができるパラレル接続の電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。まず、請求項１においては、固定子鉄心に形成された複数の磁極歯にマグネットコイルを巻回した後、上記マグネットコイルをＹ結線する電動機の製造方法において、上記マグネットコイルを途中で切断することなく、巻始めとなる磁極歯から隣接する一方の磁極歯に順次移動しながら巻終わりとなる磁極歯に至るまで連続して巻回し、上記各磁極歯間の渡り線の一部を切断して入力端子部を形成するとともに、残りの渡り線同士を接続して中性点を形成することを特徴としている。
【００１１】
請求項２においては、上記マグネットコイルの切断点は、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から１．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の位置が最初の切断点とされ、以後、上記最初の切断点に対して２Ｐ間隔で設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３においては、上記中性点は、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から０．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の位置が最初の中性点とされ、以後、上記最初の中性点に対して２Ｐ間隔で設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４においては、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯を第１番としたとき、上記切断点は、２ｋ番目（ｋは正の整数）の磁極歯と２ｋ＋１番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成され、上記中性点は、２ｋ−１番目の磁極歯と２ｋ番目の磁極歯との間に引き回される渡り線同士を互いに接続して形成されることを特徴としている。
【００１４】
請求項５においては、上記巻始めまたは巻終りとなる磁極歯を第１番としたとき、上記切断点は、２ｋ−１番目（ｋは正の整数）の磁極歯と２ｋ番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成され、上記中性点は、２ｋ番目の磁極歯と２ｋ＋１番目の磁極歯との間に引き回された渡り線同士を互いに接続して形成されることを特徴としている。
【００１５】
請求項６においては、上記固定子鉄心は、上記各磁極歯を直線に並べた状態で展開可能であり、上記展開状態において上記マグネットコイルが一端側の磁極歯から他端側の磁極歯に向けて順次、連続して巻回されることを特徴としている。
【００１６】
請求項７においては、上記固定子鉄心は、固定子の磁極歯数が３ｎ（ｎは正の整数）であることを特徴としている。
【００１７】
請求項８においては、上記入力端子部は、上記固定子鉄心のいずれか一方の端面側に引き出された上記渡り線を切断することにより形成され、上記中性点は、上記固定子鉄心のいずれか他方の端面側に引き出された上記渡り線同士を接続することにより形成されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明には、この製造方法によって作成された電動機も含まれる。すなわち、請求項９においては、固定子鉄心に形成された複数の磁極歯にマグネットコイルを巻回するとともに、上記マグネットコイルをＹ結線してなる電動機において、上記マグネットコイルは、巻始めとなる磁極歯から隣接する一方の磁極歯に順位移動しながら巻終わりとなる磁極歯に至るまで連続して巻回され、上記各磁極歯間に引き回された渡り線のうち、巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から１．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の渡り線が最初の切断点とされ、以後、上記最初の切断点に対して２Ｐ間隔の渡り線に切断点が形成されているとともに、巻始めまたは巻終りとなる磁極歯から０．５Ｐ（Ｐは磁極歯のピッチ角度）の渡り線が最初の中性点とされ、以後、上記最初の中性点に対して２Ｐ間隔の渡り線に中性点が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、マグネットコイルを切断することなく、各磁極歯間を渡り合うように巻回してゆき、所定箇所を切断もしくは結線するので簡単にＹ結線が得られ、巻線作業および結線作業を大幅に短縮することができる。
【００２０】
請求項２および３に記載の発明によれば、固定子鉄心の一方の端側に引き出されたマグネットコイルを切断して入力端子部を形成し、他方の面に引き出されたマグネットコイルを接続して中性点を形成することで、結線作業をより簡単に行うことができるばかりでなく、結線後の後処理も簡単である。
【００２１】
請求項４および５に記載の発明によれば、磁極歯の数に関係なく、この条件を満たす位置に切断点と中性点を設けることにより、結線作業を簡単に行うことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、固定子鉄心を直線上に展開した状態でマグネットコイルを巻回することが可能となり、巻回時間をさらに短縮でき、その後の組立作業も簡単である。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、この条件を満足するスロットコンビネーションを備えた電動機であれば、基本的な仕様を変更することなく、多種多様な電動機に適用することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、切断点側と中性点側の各渡り線を固定子鉄心の側面に分けて引き回すことにより、より結線作業を簡単にでき、作業時間を短くすることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、所定箇所を切断もしくは結線するので簡単にＹ結線が得られ、巻線作業および結線作業を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら、説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動機の固定子鉄心の巻線構造が示されており、図２には、その巻線状態および結線状態を示す回路図である。なお、上述した従来例と同一または同一と見なされる箇所には、同じ参照符号を付し、その説明は省略する。また、本発明の電動機は、マグネットコイルをパラレル（並列）にＹ結線するタイプに限定される。
【００２７】
本発明は、電動機を構成する構成要素の内、特に固定子鉄心の巻線構造に関し、それ以外の構成要素である例えばロータや各種軸受部、ブラケットなどについての構成は任意であってよいため、その図示および説明は省略する。
【００２８】
図１に示すように、固定子鉄心１０は、この例において打ち抜き加工された複数枚の電磁鋼板を所定厚さとなるように積層した積層体からなり、その内周側から中心に向けて複数の磁極歯２ａ〜２ｉが突設された、いわゆるインナーロータ型である。この例において、磁極歯２ａ〜２ｉは、所定ピッチをもって９箇所設けられている。
【００２９】
各磁極歯２ａ〜２ｉの間には、マグネットコイル４を巻回するためのスロット３ａ〜３ｉが同じく９箇所設けられている。スロット３ａ〜３ｉは、内周側から外周側に向かうにつれてその容積を増すように扇状に形成されている。
【００３０】
本発明において、磁極歯２ａ〜２ｉおよびスロット３ａ〜３ｉの形状や磁気特性などについては任意であり、仕様に応じて自在に変更可能であるため、そのより具体的な説明は省略する。
【００３１】
各磁極歯２ａ〜２ｉは、それぞれ合成樹脂などの図示しない絶縁材によって被覆されており、その回りには、絶縁材を介してマグネットコイル４が直巻きされている。この例において、マグネットコイル４は、コンプレッサ用として一般的な電動機用として用いられているマグネットコイルよりも太いタイプが用いられている。
【００３２】
マグネットコイル４は、まず、巻始端４１から最初の磁極歯２ａに巻始められ、途中で切断されることなく、次に隣り合う磁極歯２ｂに巻き付けられる。同様にして、マグネットコイル４は、時計回りに切断されることなく、次々と隣り合う磁極歯２ｃ〜２ｈを順々に渡りながら、最後の磁極歯２ｉに至るまで巻回され、そこから巻終端４２が引き出されている。
【００３３】
この例において、マグネットコイル４は、その巻回方向が、最初の磁極歯２ａを１番目とした場合、次の２番目の磁極歯２ｂを含む偶数番の各磁極歯２ｄ、２ｆ、２ｈが、１番目の磁極歯２ａを含む奇数番の磁極歯２ｃ、２ｅ、２ｇ、２ｉに対してそれぞれ逆方向に巻回されている。
【００３４】
図１および図２（ａ）に示すように、各磁極歯２ａ〜２ｉの間には、各磁極歯２ａ〜２ｉの間に掛け渡されるマグネットコイル４の渡り線４ａ〜４ｉが引き回されている。各渡り線４ａ〜４ｉのうち、巻始端４１および各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈは固定子鉄心１０の一方の端面（図１では、紙面手前側）に引き出されている。残りの巻終端４２および各渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉは、固定子鉄心１０の他方の面（図１では、紙面裏側）に引き出されている。
【００３５】
図１において、紙面手前側に引き出された巻始端４１および各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈは実線で図示されており、紙面裏側に引き出された巻終端４２および各渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉは、２点鎖線で図示されている。
【００３６】
固定子鉄心１０に巻回されたマグネットコイル４は、巻始端４１を含む各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈが、所定の切断点４３〜４６によって切断されている。その各切断点同士をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相毎に接続することにより、図２（ｂ）に示す各相の入力端子部４７〜４９が形成されている。この実施形態において、入力端子部４７はＵ相、入力端子部４８はＶ相、入力端子部４９はＷ相の入力端子部である。
【００３７】
各渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉには、中性点を形成するための接続部５１〜５４が４箇所設けられている。この実施形態において、接続部５１〜５４は、各渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉ同士を挟み込んで導通を得る導通クリップからなり、２本の渡り線を切断することなく、跨るように取り付けることにより、導通が確保される。
【００３８】
この実施形態において、接続部５１は、渡り線４ａと渡り線４ｃとを接続し、接続部５２は、渡り線４ｃと渡り線４ｅを接続し、接続部５３は、渡り線４ｅと渡り線４ｇとを接続し、接続部５４は、渡り線４ｇと渡り線４ｉとを接続している。
【００３９】
これによれば、まず、固定子鉄心１０にマグネットコイル４を切断することなく一気に巻回した後、各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈを切断点４３〜４６で切断して入力端子部４７〜４９を形成し、次に各渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉを切断することなく接続部５１〜５４を介して接続して中性点を形成することにより、簡単かつ短時間で図２（ｂ）に示すようなＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相をＹ結線（スター結線）することができる。
【００４０】
次に、図３（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の変形例を説明する。図３（ａ）に示すように、この固定子鉄心６０は、各磁極歯２ａ〜２ｉを一直線に並べた状態で展開可能となっている。すなわち、各磁極歯２ａ〜２ｉ同士は、例えば合成樹脂などによって薄肉ヒンジとされた連結部を介して連結されており、この薄肉ヒンジ部を介して各磁極歯２ａ〜２ｉ同士が屈曲可能になっている。
【００４１】
図３（ａ）に示す展開状態において、固定子鉄心６０には、マグネットコイル４が一端側の磁極歯２ａから他端側の磁極歯２ｉに向けて順次、連続して巻回されている。なお、この実施形態においても、偶数番目の磁極歯２ｂ、２ｄ、２ｆ、２ｈは、マグネットコイル４が奇数番目の磁極歯２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇ、２ｉとは逆方向に巻回されている。
【００４２】
これによれば、固定子鉄心６０を直線上に展開した状態のまま、マグネットコイル４を各磁極歯２ａ〜２ｉに巻き付ける際に、ノズルの移動量が少なくて済むため、より巻回時間を短縮することができる。また、スロット３ａ〜３ｉの間が広げられるため、ノズルの接触事故などを防止することもできる。
【００４３】
マグネットコイル４の巻き付け後は、固定子鉄心６０の両端を互いに付き合わせるようにして環状に折り曲げ、その両端に形成された係止部同士を嵌合させることにより、図３（ｂ）に示すような環状の固定子鉄心６０が得られる。
【００４４】
その後、上述した方法と同じく各渡り線４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈを切断点４３〜４６で切断して入力端子部を形成し、次に渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉを接続部５１〜５４で接続して中性点を形成することにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相をパラレル（並列）にＹ結線（スター結線）することができる。
【００４５】
なお、モータの回転対称性からすれば、上述した切断点４３〜４６を形成する渡り線と、接続部（中性点）５１〜５４を成形する渡り線とを入れ替えて、すなわち、切断点と中性点とを逆に形成しても、その効果は同一である。
【００４６】
この実施形態において、固定子鉄心１０の磁極歯数は、９個であるが、本発明は、固定子の磁極歯数が３ｎ（ｎは正の整数）のとき、回転子のスロット数が２ｎ（ｎは正の整数）であることを満足すれば、全ての固定子鉄心に対して適用可能である。
【００４７】
この場合には、巻始めの磁極歯を１番目とし、巻終りの磁極歯を３ｎ番目（ｎは正の整数）とした場合、切断点は、２ｋ番目（ｋは正の整数）の磁極歯と２ｋ＋１番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成されており、中性点は、２ｋ−１番目の磁極歯と２ｋ番目の磁極歯との間に引き回された渡り線に形成されている。
【００４８】
この実施形態において、中性点を構成する渡り線４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉは、各々が切断されることなく接続されており、したがって、マグネットコイル４の巻線全体で切断されている箇所は、上述した各切断点４３〜４６のみである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機の固定子鉄心の巻線構造。
【図２】上記実施形態のマグネットコイルの巻線状態および結線状態を示す回路図。
【図３】別の実施形態を示す電動機の固定子鉄心の巻線構造および組み立て図。
【図４】従来の電動機の固定子鉄心の巻線構造。
【符号の説明】
【００５０】
１０，６０  固定子鉄心
２ａ〜２ｉ  磁極歯
３ａ〜３ｉ  スロット
４  マグネットコイル
４１  巻始端
４２  巻終端
４３〜４６  切断点
４７〜４９  接続点
４ａ〜４ｉ  渡り線
【図１】
2005224052.tif 000003
【図２】
2005224052.tif 000004
【図３】
2005224052.tif 000005
【図４】
2005224052.tif 000006