JP2013207997A - 固定子および電動機 - Google Patents

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Abstract

【課題】共通のカバー部材で覆われている複数の固定子巻線の端部を、カバー部材の損傷を防止しながら端子に保持することができる技術を提供する。
【解決手段】固定子コアに巻き付けられるU相、V相およびW相の固定子巻線それぞれは、スター結線される複数の部分固定子巻線を有している。U相の各部分固定子巻線(30U1、30U2、30U3)の端部のうち中性点に接続されない端部は、一列に並んだ状態でカバー部材40により覆われている。端子50は、本体部51の両側に設けられている第1の保持片53aと第2の保持片53bからなる保持部材53を有している。第1の保持片53aと第2の保持片53bは、先端部分がカバー部材40の外周面に沿うように折り曲げられている。
【選択図】図5

Description

本発明は、電動機等の回転機に用いられる固定子に関し、特に、固定子巻線の端部を端子に保持する技術に関する。
電動機等の回転機の固定子は、固定子コアと、固定子コアに巻き付けられる固定子巻線と、固定子巻線の端部に接続される端子を有している。例えば、特許文献1に開示されている固定子が知られている。特許文献1に開示されている固定子は、固定子巻線として、U相、V相およびW相の固定子巻線を有している。また、U相、V相およびW相の固定子巻線は、スター結線される第1および第2の部分固定子巻線を有している(2重スター結線)。各相の第1および第2の部分固定子巻線の端部のうち、中性点を形成しない端部は、樹脂製のカバー部材により覆われた状態で、端子に保持されるととともに接続される。
従来の、各相の第1および第2の部分固定子巻線を端子に保持する方法を図19により説明する。なお、図19は、U相の第1の部分固定子巻線530U1および第2の部分固定子巻線530U2が端子550に保持されている状態の断面図を示している。
端子550は、本体部材551と、本体部材551の両側に設けられている第1の保持片553aおよび第2の保持片553bを有している。U相の第1の部分固定子巻線530U1と第2の部分固定子巻線530U2の端部(中性点を形成しない端部)は、樹脂製のカバー部材540により覆われる。そして、カバー部材540は、第1の部分固定子巻線530U1と第2の部分固定子巻線530U2が本体部材551上に並んで配置されるように、第1の保持片553aと第2の保持片553bの間に配置される。この状態で、第1の保持片553aおよび第2の保持片553bは、図19に矢印で示されているように折り曲げられる。この時、第1の保持片553aは、先端部553Aを含む先端部分が第1の部分固定子巻線530U1の外周面に沿って配置されるように、また、第2の保持片553bは、先端部553Bを含む先端部分が第2の部分固定子巻線530U2の外周面に沿って配置されるように折り曲げられる。
特開2003−230257号公報
従来の固定子では、第1の保持片553aの先端部553Aおよび第2の保持片553bの先端部553Bが、カバー部材540によって覆われている2本の固定子巻線(部分固定子巻線)の外周面に沿って配置されるように折り曲げられている。このため、第1の保持片553aの先端部553Aおよび第2の保持片553bの先端部553Bがカバー部材を貫通し、カバー部材540が損傷するおそれがある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、共通のカバー部材によって覆われている複数の固定子巻線の端部を、カバー部材の損傷を防止しながら端子に保持することができる技術を提供することを目的とする。
第1の発明は、固定子に関する。
本発明の固定子は、固定子コアと、固定子コアに巻き付けられている固定子巻線と、固定子コアから引き出された固定子巻線の端部に接続される端子と、固定子巻線の端部を覆うカバー部材を備えている。
固定子巻線の端部は、少なくとも2つの端部を含むグループに分けられている。例えば、各相の固定子巻線が、2重スター結線される2つの部分固定子巻線を有している場合には、同じ相の2つの部分固定子巻線の端部のうち、中性点を形成しない端部が同じグループに含まれる。あるいは、各相の固定子巻線がデルタ結線される場合には、各相の固定子巻線の一方の端部および他方の端部のうち、共通に接続される端部が同じグループに含まれる。本明細書では、「固定子巻線」とい記載は、部分固定子巻線を含むものとして用いられている。
カバー部材は、同じグループに含まれている固定子巻線の端部が一列に並んで配置されている状態で、これらの端部を覆うように構成されている。カバー部材は、好適には、固定子コアから引き出された箇所と端部の間の部分を覆うように構成される。なお、端子に接続される部分がカバー部材で覆われないように構成するのが好ましい。カバー部材は、好適には、絶縁特性を有する樹脂あるいは絶縁特性および耐熱特性を有する樹脂により形成される。
固定子巻線の端部が接続される端子は、本体部材と、固定子巻線の端部を本体部に保持する保持部材を有している。保持部材は、本体部材の一方向に沿った両側に設けられ、本体部材に対して折り曲げ可能な第1の保持片および第2の保持片を有している。典型的には、本体部材と第1の保持片および第2の保持片は、導電性を有する金属により一体成形される。なお、端子には、固定子巻線の端部が保持部材の保持片により保持されている状態で固定子巻線の端部が接続される接続部材を有している。接続部材としては、公知の種々の接続片を用いることができる。例えば、保持部材と同様に、本体部材の一方向に沿った両側に設けられ、本体部材に対して折り曲げ可能な第1の接続片および第2の接続片を有する接続部材を用いることができる。
固定子巻線の端部を端子に接続する際には、カバー部材が、当該カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部が一方向に沿って一列に並ぶように、第1の保持片と第2の保持片の間に配置される。そして、この状態で、第1の保持片および第2の保持片が折り曲げられる。この時、一方の保持片は、当該一方の保持片の先端部分がカバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部のうち、一方向に沿って一方側に配置されている(一方の保持片が設けられている側に配置されている)少なくとも一つの端部が当該一方の保持片と本体部材との間に挟持されるように折り曲げられる。また、他方の保持片は、当該他方の保持片の先端部分(面)がカバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、一方の保持片と本体部材との間に挟持されていない残りの端部(他方の保持片側に配置されている残りの端部)が当該他方の保持片と本体部材との間に挟持されるように折り曲げられる。「保持片の先端部分がカバー部材の外周面に沿って配置される」という記載は、保持片の先端部を含む部分が、保持片による外力が加わっていない状態のカバー部材の外周面に沿って配置されている態様(概略沿っている態様を含む)を意味する。典型的には、カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部の外周面を結ぶ線に平行(略平行を含む)に配置されている態様が対応する。また、「一方向に沿って一方側に配置されている少なくとも一つの端部が一方の保持片と本体部材との間に挟持され、一方の保持片と本体部材の間に挟持されていない残りの端部が他方の保持片と本体部材との間に挟持される」という記載は、両方の保持片が重なっていない態様および両方の保持片が少なくとも一部で重なっている態様を含む。
本発明では、カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部を第1の保持片および第2の保持片からなる保持部材によって端子に保持する際に、第1の保持片および第2の保持片の先端部によってカバー部材が損傷するのを防止することができる。
第1の発明の異なる形態では、他方の保持片は、当該他方の保持片が一方の保持片の少なくとも一部と重なる位置まで折り曲げられている。
第1の発明の他の異なる形態では、グループには、固定子巻線の端部が2つ含まれている。そして、一方向に沿った一方側の1つの固定子巻線の端部は、一方の保持片と本体部材の間に挟持され、他方側の1つの固定子巻線の端部は、他方の保持片と本体部材の間に挟持される。本形態は、例えば、各相の固定子巻線が、2重スター結線される2つの部分固定子巻線を有している場合、あるいは、各相の固定子巻線がデルタ結線される場合が対応する。
第1の発明の更に他の異なる形態では、グループには、固定子巻線の端部が3つ含まれている。そして、一方向に沿った一方側の少なくとも一つの固定子巻線の端部は、一方の保持片と本体部材の間に挟持され、他方側の残りの固定子巻線の端部は、他方の保持片と本体部材の間に挟持される。本形態は、例えば、各相の固定子巻線が、3重スター結線される3つの部分固定子巻線を有している場合が対応する。
第2の発明は、固定子に関し、第1の発明と同様に、固定子コアと、固定子コアに巻き付けられている固定子巻線と、固定子コアから引き出された固定子巻線の端部に接続される端子と、固定子巻線の端部を覆うカバー部材を備えている。
固定子巻線の端部は、少なくとも2つの端部を含むグループに分けられている。また、カバー部材は、同じグループに含まれている固定子巻線の端部が一列に並んで配置されている状態で、これらの端部を覆うように構成されている。
固定子巻線の端部が接続される端子は、本体部材と、固定子巻線の端部を本体部に保持する保持部材を有している。保持部材は、本体部材の一方向に沿った両側に設けられ、本体部材に対して折り曲げ可能な第1の保持片および第2の保持片を有している。
固定子巻線の端部を端子に接続する際には、カバー部材が、当該カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部が一方向に沿って一列に並ぶように、第1の保持片と第2の保持片の間に配置される。そして、この状態で、第1の保持片および第2の保持片が折り曲げられる。本発明では、一方の保持片は、当該一方の保持片の先端部分がカバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部の全てが当該一方の保持片と本体部材との間に挟持されるように折り曲げられる。また、他方の保持片は、一方の保持片の少なくとも一部と重なるように折り曲げられる。
本発明では、第1の保持片および第2の保持片の先端部によってカバー部材が損傷するのを防止しながら、カバー部材によって覆われている固定子巻線の端部を端子に保持することができる。
第1および第2の発明の異なる形態では、固定子巻線は、第1相、第2相および第3相(典型的には、U相、V相およびW相)の固定子巻線を有しているとともに、第1相、第2相および第3相の固定子巻線は、スター結線される複数の部分固定子巻線を有している。そして、同じ相の各部分固定子巻線の端部のうち中性点を形成しない端部によってグループが構成される。
また、第1および第2の発明の他の異なる形態では、固定子巻線は、第1相、第2相および第3相(典型的には、U相、V相およびW相)の固定子巻線を有しているとともに、第1相、第2相および第3相の固定子巻線は、デルタ結線される1または複数の部分固定子巻線を有している。そして、第1相、第2相および第3相それぞれの部分固定子巻線の一方の端部および他方の端部のうち共通に接続される端部によってグループが構成される。
第3の発明は、前述した固定子と回転子を備える電動機に関する。
本発明においても、前述した固定子と同様の効果を有する。
本発明の固定子および電動機を用いることにより、共通のカバー部材によって覆われている複数の固定子巻線の端部を、カバー部材の損傷を防止しながら端子に保持することができる。
第1の実施の形態の電動機の斜視図である。 第1の実施の形態の電動機の結線状態を示す図である。 第1の実施の形態の電動機の平面図である。 第1の実施の形態の電動機で用いられている、固定子巻線の端部に接続される接触子の平面図である。 図4のV−V線断面図である。 図4のVI−VI線断面図である。 第2の実施の形態の電動機の平面図である。 第2の実施の形態の電動機で用いられている、固定子巻線の端部に接続される接触子の平面図である。 図8のIX−IX線断面図である。 第3の実施の形態の電動機の平面図である。 第3の実施の形態の電動機の結線状態を示す図である。 第3の実施の形態の電動機で用いられている、固定子巻線の端部に接続される接触子の平面図である。 図12のXIII−XIII線断面図である。 図12のXIV−XIV線断面図である。 第4の実施の形態の電動機の平面図である。 第4の実施の形態の電動機で用いられている、固定子巻線の端部に接続される接触子の平面図である。 図16のXVII−XVII線断面図である。 第5の実施の形態の電動機の結線状態を示す図である。 従来の電動機で用いられている、固定子巻線の端部に接続される接触子の断面図である。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の第1の実施の形態の電動機を、図1〜図6を用いて説明する。なお、図1は、第1の実施の形態の電動機の斜視図である。図2は、第1の実施の形態の電動機の結線状態を示す図である。図3は、第1の実施の形態の電動機の平面図である。図4は、第1の実施の形態の電動機で用いられている接触子の平面図であり、図5は、図4のV−V線断面図、図6は、図4のVI−VI線断面図である。
第1の実施の形態の電動機は、スロット数が9であり、固定子巻線の巻線方式として集中巻き方式が用いられており、また、各相の固定子巻線は、3重スター結線される3つの部分固定子巻線を有している。
第1の実施の形態の電動機は、固定子10を有している。なお、図1には回転子が図示されていないが、回転子としては、公知の回転子が用いられる。回転子は、固定子10に対して回転可能に支持される。この時、回転子、すなわち、回転子の回転軸は、回転中心線Pを中心に回転する。
固定子10は、固定子コア20、固定子巻線30、端部絶縁部材80等を有している。なお、図1には、端部絶縁部材80の構成を分かりやすくするために固定子巻線30が図示されていない。固定子巻線30は、図3に示されている。
固定子コア20は、薄板状の電磁鋼板を軸方向に積層し、オートクランプ等で一体化することによって構成されている。固定子コア20は、周方向に沿って延びているヨーク21と、ヨーク21から径方向内側に延びている複数のティース22を有している。ティース22は、ヨーク21から径方向内側に延びているティース基部と、ティース基部の先端側に設けられ、周方向に沿って延びているティース先端部を有している。ティース先端部には、回転子側(径方向内側)にティース先端面22aが形成されている。回転子は、ティース先端面22aによって形成される回転子収容空間20a内に、回転子の外周面とティース先端面22aとの間に空隙を有するように回転可能に支持される。
端部絶縁部材80は、固定子コア20の軸方向両側(軸方向端面に対向する位置)に設けられる。端部絶縁部材80は、ティース22のティース先端部に対向する位置に配置される第1の壁部材(内周壁)81、ヨーク21に対向する位置に配置される第2の壁部材(外周壁)82、ティース22のティース基部に対向する位置に配置され、第1の壁部材81と第2の壁部材82を連結する連結部材83を有している。
固定子巻線30は、固定子コア20の軸方向両側に端部絶縁部材80が配置されている状態で、連結部材83とティース基部が一体となるようにティース22に直接に巻き付けられる(集中巻き方式)。
本実施の形態の電動機では、固定子巻線30は、U相、V相およびW相の固定子巻線を有している。また、図2に示されているように、U相の固定子巻線は、部分固定子巻線30U1、30U2および30U3を有し、V相の固定子巻線は、部分固定子巻線30V1、30V2および30V3を有し、W相の固定子巻線は、部分固定子巻線30W1、30W2および30W3を有している。そして、部分固定子巻線30U1、30V1および30W1それぞれの一方の端部U1b、VIbおよびW1bは、中性点P1を形成し、部分固定子巻線30U2、30V2および30W2それぞれの一方の端部U2b、V2bおよびW2bは、中性点P2を形成し、部分固定子巻線30U3、30V3および30W3それぞれの一方の端部U3b、V3bおよびW3bは、中性点P3を形成している。また、部分固定子巻線30U1、30U2および30U3の他方の端部U1a、U2aおよびU3aは、固定子コア20から引き出されて接触子50Uに接続され、部分固定子巻線30V1、30V2および30V3それぞれの他方の端部V1a、V2aおよびV3aは、固定子コア20から引き出されて接触子50Vに接続され、部分固定子巻線30W1、30W2および30W3それぞれの他方の端部W1a、W2aおよびW3aは、固定子コア20から引き出されて接触子50Wに接続されている。
すなわち、本実施の形態の電動機では、各相(U相、V相、W相)の固定子巻線は、スター結線される3つの部分固定子巻線(30U1〜30U3、30V1〜30V3、30W1〜30W3)を有している(3重スター結線)。そして、固定子コア20から引き出された各部分固定子巻線(30U1〜30U3、30V1〜30V3、30W1〜30W3)の端部(U1a〜U3a、V1a〜V3a、W1a〜W3a)は、U相、V相およびW相のグループに分けられ、各グループの接触子50U、50Vおよび50Wに接続されている。
次に、固定子コア20から引き出された各部分固定子巻線(30U1〜30U3、30V1〜30V3、30W1〜30W3)の端部(U1a〜U3a、V1a〜V3a、W1a〜W3a)の端部を各グループの接触子50(50U、50V、50W)に接続する構成を図3〜図6により説明する。
固定子コア20から引き出された、同じ相の部分固定子巻線の端部は、他の部材に接触するのを防止するために、絶縁特性を有する筒状のカバー部材40により覆われる。例えば、図5に示されているように、固定子コア20から引き出されたU相の部分固定子巻線30U1、30U2および30U3の端部は、一列(図5では左右方向)に並んで配置されている状態でカバー部材40により覆われる。カバー部材40の断面形状は、複数の部分固定子巻線の端部を一列に並んだ状態で覆うことができる適宜の形状に設定される。カバー部材40は、好適には、絶縁特性を有する樹脂により形成される。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)により形成されたカバー部材が用いられる。あるいは、絶縁特性および耐熱特性を有する樹脂により形成される。例えば、耐熱特性が高いノーメックス(NOMEX)(登録商標)と絶縁特性が高いポリブチレンテレフタレート(PBT)により形成されたカバー部材や、絶縁特性および耐熱特性が高いフッ素樹脂(FEP)により形成されたカバー部材が用いられる。
また、端熱性を高め、材料費を低減する場合には、ノーメックス(NOMEX)の両側にポリエチレンテレフタレート(PET)からなる層(内層と外層)を、幅方向にずらせた状態で重ね、その後長手方向に沿って螺旋状(スパイラル状)に巻き付けることによって筒状に形成されたカバー部材を用いるのが好ましい。
次に、カバー部材40により覆われている、同じ相の部分固定子巻線の端部は、各相の接触子50に保持および接続される。
接触子50の構造を図4により説明する。
なお、接触子50は、部分固定子巻線の端部が保持および接続されている状態で、クラスター70に挿入される。クラスター70に外部端子が接続されることで、外部端子からクラスター70および接触子50を介して部分固定子巻線に電流が供給される。本実施の形態では、接触子50を「端子」として説明している。
接触子50は、本体部材51、保持部材53、接続部材54を有している。本体部材51には、接触子50がクラスター70に挿入されている状態でクラスター70に外部端子が接続された時に、外部端子と導通状態となる接触部52が形成されている。接触子50は、好適には、導電性を有する金属により一体成形される。
保持部材53は、本体部材51の一方向(図4では上下方向)に沿って両側に設けられ、本体部材51に対して折り曲げ可能な第1の保持片53aと第2の保持片53bを有している。
接続部材54は、保持部材53と同様に、本体部材51の一方向(図4では上下方向)に沿って両側に設けられ、本体部材51に対して折り曲げ可能な第1の接続片54aと第2の接続片54bを有している。
カバー部材40により覆われている部分固定子巻線の端部を接触子50に接続する際には、カバー部材40を本体部材51に配置した状態で、第1の接続片54aと第2の接続片54bを折り曲げるとともに、第1の保持片53aと第2の保持片53bを折り曲げる。
例えば、図5に示されているように、カバー部材40を、カバー部材40によって覆われているU相の部分固定子巻線30U1、30U2および30U3が、一方向(図4の上下方向、図5の左右方向)に沿って一列に並ぶように、第1の保持片53aと第2の保持片53bの間に配置する。この時、U相の部分固定子巻線30U1、30U2および30U3の端部のうち、カバー部材40により覆われていない部分(先端部分)が、第1の接続片54aと第2の接続片54bの間に配置される。
そして、この状態で、第1の接続片54aと第2の接続片54bを折り曲げる。この時、第1の接続片54aと第2の接続片54bは、第1の接続片54aの先端部54Aおよび第2の接続片54bの先の先端部54Bが、部分固定子巻線30U1、30U2および30U3のうち中央に配置されている部分固定子巻線30U2に突き刺さるように折り曲げられる。これにより、部分固定子巻線30U1、30U2および30U3の端部(端部の先端部分)が、接触子50に接続される。本実施の形態の接続方法は、カバー部材により覆われている部分固定子巻線(固定子巻線)の端部の数が奇数の場合に用いられる。
また、第1の保持片53aと第2の保持片53bを折り曲げる。この時、第2の保持片53bは、その先端部分がカバー部材40の外周面に沿って配置されるとともに、U相の部分固定子巻線30U1、30U2および30U3のうち第2の保持片53b側に配置されている部分固定子巻線30U3および30U2の端部が第2の保持片53bと本体部材51の間に挟持されるように折り曲げられる。また、第1の保持片53aは、その先端部分がカバー部材40の外周面に沿って配置されるととともに、第2の保持片53bと本体部材51の間に挟持されていない残りの部分固定子巻線30U1の端部が第1の保持片53aと本体部材51の間に挟持されるように折り曲げられる。保持片53aの先端部分は、保持片53aの先端部53Aを含む部分であり、保持片53bの先端部分は、保持片53bの先端部53Bを含む部分である。
「保持片(53a、53b)の先端部分がカバー部材(40)の外周面に沿って配置される」という記載は、保持片(53a、53b)の先端部分が、保持片(53a、53b)による外力が加わっていない状態のカバー部材(40)の外周面に沿って配置されている態様(概略沿っている態様を含む)を意味する。典型的には、カバー部材(40)によって覆われている部分固定子巻線(30U1、30U2、30U3)の端部の外周面を結ぶ線に平行(略平行を含む)に配置されている態様が対応する。
なお、第1の保持片53aおよび第2の保持片53b、第1の接続片54aおよび第2の接続片54bは、予めU字状に折り曲げておくのが好ましい。
また、本実施の形態では、第1の保持片53aの先端部分は、第2の保持片53bの一部と重なる位置まで折り曲げられているが、このような態様も、「保持片の先端部分がカバー部材の外周面に沿って配置される」構成に包含される。
前述した部分固定子巻線の端部の保持構造は、第1の保持片53aと第2の保持片53bの、本体部材51から延びている方向に沿った長さを設定することによって得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、それぞれの先端部分がカバー部材40の外周面に沿って配置されるように第1の保持片53aおよび第2保持片53bが折り曲げられているため、第1の保持片53aの先端部53Aおよび第2の保持片53bの先端部53Bが、従来例のように、隣接する部分固定子巻線の間に入り込まない。これにより、第1の保持片53aの先端部53Aおよび第2の保持片53bの先端部53Bによるカバー部材40の損傷を防止しながら、部分固定子巻線の端部を接触子50に保持することができる。
ここで、接触子50がクラスター70に挿入されている状態で、振動や、クラスター70を接続する際の外力等によって、接触子50がクラスター70に対して動く(例えば、連結点を中心に回動する)ことがある。
従来例のように、第1の保持片の先端部および第2の保持片の先端部がカバー部材を貫通し、さらに固定子巻線の端部に突き刺さっていると、接触子のクラスターに対する動きによる応力が、第1の保持片の先端部および第2の保持片の先端部が突き刺さっている箇所に集中する。また、第1の保持片の先端部および第2の保持片の先端部が固定子巻線の端部に突き刺さっていると、当該突き刺さっている箇所の強度も低下する。このため、接触子がクラスターに対して動いた時に、固定子巻線の端部が折れるおそれがある。
これに対し、本実施の形態では、第1の保持片53aの先端部53Aおよび第2の保持片53bの先端部53Bが固定子巻線の端部に突き刺ささることがないため、接触子50がクラスター70に対して動くことによる固定子巻線の端部の折れを防止することができる。
本実施の形態では、第2の保持片53bによって部分固定子巻線30U3と30U2の端部を保持するとともに、第1の保持片53aによって残りの部分固定子巻線30U1の端部を保持したが、第2の保持片53bによって部分固定子巻線30U3の端部を保持するとともに、第1の保持片53aによって残りの部分固定子巻線30U1と30U2の端部を保持してもよい、また、第1の保持片53aを先に折り曲げ、第2の保持片53bを、第1の保持片53aの一部と重なる位置まで折り曲げてもよい。
本発明の電動機の第2の実施の形態を図7〜図9により説明する。図7は、第2の実施の形態の電動機の平面図である。図8は、第2の実施の形態の電動機で用いられている接触子の平面図であり、図9は、図8のIX−IX線断面図である。
本実施の形態の電動機は、第1の実施の形態の電動機と同様に、スロット数が9であり、固定子巻線の巻線方式として集中巻き方式が用いられており、また、各相の固定子巻線は、3重スター結線される3つの部分固定子巻線を有している。
本実施の形態の電動機は、部分固定子巻線の端部を保持する保持部材の構成が第1の実施の形態の電動機と異なっている。したがって、接触子の構成のみを説明する。なお、図7〜図9において、各構成要素に付されている符号の下2桁と、図3〜図6において、各構成要素に付されている符号が同じものは、同じ構成要素を示している。
本実施の形態の電動機では、カバー部材140により覆われている部分固定子巻線の端部を接触子150に接続する際には、カバー部材140を本体部材151に配置した状態で、第1の接続片154aと第2の接続片154bを折り曲げるとともに、第1の保持片153aと第2の保持片153bを折り曲げる。第1の接続片154aと第2の接続片154bを折り曲げる方法は、第1の実施の形態の電動機と同様である(図6参照)。
第1の実施の形態の電動機では、一方の保持片を折り曲げた後、他方の保持片を、一方の保持片の少なくとも一部と重なる位置まで折り曲げたが、本実施の形態では、両保持片が重ならないように折り曲げている。
第1の保持片153aは、その先端部分がカバー部材140の外周面に沿って配置されるとともに、カバー部材140によって覆われているU相の部分固定子巻線130U1、130U2および130U3のうち第1の保持片153a側に配置されている部分固定子巻線130U1と130U2の端部が第1の保持片153aと本体部材151の間に挟持されるように折り曲げられる。また、第2の保持片153bは、その先端部分がカバー部材140の外周面に沿って配置されるととともに、第1の保持片153aと本体部材151の間に挟持されていない残りの部分固定子巻線130U3の端部が第2の保持片153bと本体部材151の間に挟持されるように折り曲げられる。本実施の形態の電動機においても、第1の保持片153aおよび第2の保持片153bの先端部分は、従来例のように、隣接する部分固定子巻線の間に入り込まない。これにより、第1の保持片153aの先端部153Aおよび第2の保持片153bの先端部153Bによるカバー部材140の損傷を防止しながら、部分固定子巻線の端部を接触子150に保持することができる。
前述した部分固定子巻線の端部の保持構造は、第1の保持片153aと第2の保持片153bの、本体部材151から延びている方向に沿った長さを設定することによって得ることができる。
本実施の形態では、第1の保持片153aによって部分固定子巻線130U1と130U2の端部を保持するとともに、第2の保持片153bによって残りの部分固定子巻線130U3の端部を保持したが、第1の保持片153aによって部分固定子巻線130U1の端部を保持するとともに、第2の保持片153bによって残りの部分固定子巻線130U3と130U2の端部を保持してもよい。
次に、本発明の第3の実施の形態の電動機を図10〜図14により説明する。なお、図10は、第3の実施の形態の電動機の平面図である。図11は、第3の実施の形態の電動機の結線状態を示す図である。図12は、第3の実施の形態の電動機で用いられている接触子の平面図であり、図13は、図12のXIII−XIII線断面図、図14は、図12のXIV−XIV線断面図である。
第3の実施の形態の電動機は、スロット数が6であり、固定子巻線の巻線方式として集中巻き方式が用いられており、また、各相の固定子巻線は、2重スター結線される2つの部分固定子巻線を有している。
なお、図10〜図14において、各構成要素に付されている符号の下2桁と、図3〜図6において、各構成要素に付されている符号が同じものは、同じ構成要素を示している。
本実施の形態の電動機では、図11に示されているように、U相の固定子巻線は、部分固定子巻線30U1および30U2を有し、V相の固定子巻線は、部分固定子巻線30V1および30V2を有し、W相の固定子巻線は、部分固定子巻線30W1および30W2を有している。そして、部分固定子巻線30U1、30V1および30W1それぞれの一方の端部U1b、V1bおよびW1bは、中性点P1を形成し、部分固定子巻線30U2、30V2および30W2それぞれの一方の端部U2b、V2bおよびW2bは、中性点P2を形成している。また、部分固定子巻線30U1および30U2それぞれの他方の端部U1aおよびU2aは、固定子コア220から引き出されて接触子250Uに接続され、部分固定子巻線230V1および230V2それぞれの他方の端部V1aおよびV2aは、固定子コア220から引き出されて接触子250Vに接続され、部分固定子巻線230W1および230W2それぞれの他方の端部W1aおよびW2aは、固定子コア220から引き出されて接触子250Wに接続されている。
すなわち、本実施の形態の電動機は、各相(U相、V相、W相)の固定子巻線は、スター結線される2つの部分固定子巻線(30U1および30U2、30V1および30V2、30W1および30W2)を有している(2重スター結線)。そして、固定子コア220から引き出された部分固定子巻線(30U1〜30U2、30V1〜30V2)の端部(U1aおよびU2a、V1aおよびV2a、W1aおよびW2a)は、U相、V相およびW相のグループに分けられ、各グループの接触子250(250U、250Vおよび250W)に接続されている。
固定子コア220から引き出された、同じ相の部分固定子巻線の端部は、カバー部材240により覆われる。カバー部材240としては、前述したカバー部材40と同様のものを用いることができる。
本実施の形態の接触子250は、第1の実施の形態の接触子50と同様に、本体部材251、保持部材253、接続部材254を有している。
保持部材253は、本体部材251の一方向(図12では上下方向)に沿って両側に設けられ、本体部材251に対して折り曲げ可能な第1の保持片253aと第2の保持片253bを有している。
接続部材254は、保持部材253と同様に、体部材251の一方向(図12では上下方向)に沿って両側に設けられ、本体部材251に対して折り曲げ可能な第1の接続片254aと第2の接続片254bを有している。
カバー部材240により覆われている部分固定子巻線の端部を接触子250に接続する際には、図13に示されているように、カバー部材240を、カバー部材240によって覆われているU相の部分固定子巻線230U1および230U2が、一方向(図12の上下方向、図13の左右方向)に沿って一列に並ぶように、第1の保持片253aと第2の保持片253bの間に配置する。この時、U相の部分固定子巻線230U1および230U2の端部のうち、カバー部材240により覆われていない部分(先端部分)が、第1の接続片254aと第2の接続片254bの間に配置される。
そして、この状態で、第1の接続片254aと第2の接続片254bを折り曲げる。この時、第1の接続片254aは、その先端部分が、第1の接続片254a側に配置されている部分固定子巻線230U1の端部を巻き込みように配置される。また、第2の接続片254bは、その先端部分が、第2の接続片254b側に配置されている部分固定子巻線230U2の端部を巻き込みように配置される。これにより、部分固定子巻線230U1および230U2が、接触子250に接続される。本実施の形態の接続方法は、カバー部材により覆われている部分固定子巻線(固定子巻線)の端部の数が偶数の場合に用いられる。
また、第1の保持片253aと第2の保持片253bを折り曲げる。この時、第2の保持片253bは、その先端部分がカバー部材240の外周面に沿って配置されるとともに、部分固定子巻線230U1および230U2のうち第2の保持片253b側に配置されている部分固定子巻線230U2の端部が第2の保持片253bと本体部材251の間に挟持されるように折り曲げられる。また、第1の保持片253aは、その先端部分がカバー部材240の外周面に沿って配置されるととともに、第2の保持片253bと本体部材251の間に挟持されていない残りの部分固定子巻線230U1の端部が第1の保持片253aと本体部材251の間に挟持されるように折り曲げられる。すなわち、本実施の形態では、第1の保持片253aおよび第2の保持片253bの先端部分は、従来例のように、隣接する部分固定子巻線の間に入り込まない。これにより、第1の保持片253aの先端部253Aおよび第2の保持片253bの先端部253Bによるカバー部材240の損傷を防止しながら、部分固定子巻線の端部を接触子250に保持することができる。
前述した部分固定子巻線の端部の保持構造は、第1の保持片253aと第2の保持片253bの、本体部材251から延びている方向に沿った長さを設定することによって得ることができる。
なお、本実施の形態では、第1の保持片253aの先端部分は、第2の保持片253bの一部と重なる位置まで折り曲げられているが、このような態様も、「保持片の先端部分がカバー部材の外周面に沿って配置される」構成に包含される。
また、本実施の形態の電動機では、第2の保持片253bを先に折り曲げ、第1の保持片253aを、第2の保持片253bの一部と重なる位置まで折り曲げたが、第1の保持片253aを先に折り曲げ、第2の保持片253bを、第1の保持片253aの一部と重なる位置まで折り曲げてもよい。
本発明の電動機の第4の実施の形態を図15〜図17により説明する。図15は、第4の実施の形態の電動機の平面図である。図16は、第4の実施の形態の電動機で用いられている接触子の平面図であり、図17は、図16のXVII−XVII線断面図である。
本実施の形態の電動機は、第3の実施の形態の電動機と同様に、スロット数が6であり、固定子巻線の巻線方式として集中巻き方式が用いられており、また、各相の固定子巻線は、2重スター結線される2つの部分固定子巻線を有している。
本実施の形態の電動機は、部分固定子巻線の端部を保持する保持部材の構成が第3の実施の形態の電動機と異なっている。したがって、接触子350の構成のみを説明する。なお、図15〜図17において、各構成要素に付されている符号の下2桁と、図3〜図6において、各構成要素に付されている符号が同じものは、同じ構成要素を示している。
本実施の形態の電動機では、カバー部材340により覆われている部分固定子巻線の端部を接触子350に接続する際には、カバー部材340を本体部材351に配置した状態で、第1の接続片354aと第2の接続片354bを折り曲げるとともに、第1の保持片353aと第2の保持片353bを折り曲げる。第1の接続片354aと第2の接続片354bを折り曲げる方法は、第3の実施の形態の電動機と同様である(図14参照)。
第3の実施の形態の電動機では、一方の保持片を折り曲げた後、他方の保持片を、一方の保持片の少なくとも一部と重なる位置まで折り曲げたが、本実施の形態では、両保持片が重ならないように折り曲げている。これを図17により説明する。
第1の保持片353aは、その先端部分がカバー部材340の外周面に沿って配置されるとともに、カバー部材340によって覆われているU相の部分固定子巻線330U1および330U2のうち第1の保持片353a側に配置されている部分固定子巻線330U1の端部が第1の保持片353aと本体部材351の間に挟持されるように折り曲げられる。また、第2の保持片353bは、その先端部分がカバー部材340の外周面に沿って配置されるととともに、第1の保持片353aと本体部材351の間に挟持されていない残りの部分固定子巻線330U2の端部が第2の保持片353bと本体部材351の間に挟持されるように折り曲げられる。本実施の形態の電動機においても、第1の保持片353aおよび第2の保持片353bの先端部分は、従来例のように、隣接する部分固定子巻線の間に入り込まない。これにより、第1の保持片353aの先端部353Aおよび第2の保持片353bの先端部353Bによるカバー部材340の損傷を防止しながら、部分固定子巻線の端部を接触子350に保持することができる。
前述した部分固定子巻線の端部の保持構造は、第1の保持片353aと第2の保持片353bの、本体部材351から延びている方向に沿った長さを設定することによって得ることができる。
以上の実施の形態では、各相の部分固定子巻線をスター結線される電動機について説明したが、本発明の構成は、各相の固定子巻線がデルタ結線される電動機に用いることもできる。図18に、第5の実施の形態の電動機の結線状態が示されている。本実施の形態の電動機は、スロット数が6であり、固定子巻線の巻線方式として集中巻き方式が用いられており、また、各相の固定子巻線は、2重デルタ結線される2つの部分固定子巻線を有している。
本実施の形態の電動機では、U相の固定子巻線は、部分固定子巻線430U1および430U2を有し、V相の固定子巻線は、部分固定子巻線430V1および430V2を有し、W相の固定子巻線は、部分固定子巻線430W1および430W2を有している。すなわち、本実施の形態の電動機は、各相(U相、V相、W相)の固定子巻線は、デルタ結線される2つの部分固定子巻線を有している(2重デルタ結線)。
ここで、第1〜第4の実施の形態のように、部分固定子巻線をスター結線する場合には、部分固定子巻線の端部を、相を基準にグループ分けしたが、部分固定子巻線をデルタ結線する場合には、共通の端子を基準にグループ分けする。すなわち、固定子コアから引き出された各部分固定子巻線の一方の端部および他方の端部を、共通に接続されるグループ(U相とV相を接続するグループ、V相とW相を接続するグループ、W相とU相を接続するグループ)に分け、各グループの接触子に接続する。図18では、固定子コアから引き出された各部分固定子巻線(430U1、430V1および430W1、430U2、430V2および430W2)の一方の端部(U1a、V1aおよびW1a、U2a、V2aおよびW2a)および他方の端部(U1b、V1bおよびW1b、U2b、V2bおよびW2b)は、U相とV相を接続するグループ(U1aおよびU2a、V1aおよびV2a)、V相とW相を接続するグループ(V1bおよびV2b、W1bおよびW2b)、W相とU相を接続するグループ(W1aおよびW2a、U1bおよびU2b)に分けられ、各グループの接触子450(450UV、450VW、450WU)に接続されている。
本実施の形態においても、前述したカバー部材および接触子と同様の構成のカバー部材および接触子が用いられる。
なお、本実施の形態では、同じグループに部分固定子巻線の端部が4つ(偶数)含まれている。
このため、接続部材を構成する第1の接続片および第2の接続片の折り曲げ態様としては、それぞれが2つの部分固定子巻線に接触するように折り曲げる折り曲げ態様が用いられる。この時、第1の接続片および第2の接続片は、図14に示されているように、先端部分が部分固定子巻線の端部を巻き込むように配置される。
また、保持部材の第1の保持片および第2の保持片の折り曲げ態様としては、一方が1つの部分固定子巻線の端部を保持し、他方が残りの3つの部分固定子巻線の端部を保持するように折り曲げる折り曲げ態様、一方が2つの部分固定子巻線の端部を保持し、他方が残りの2つの部分固定子巻線の端部を保持するように折り曲げる折り曲げ態様を用いることができる。さらにこの場合、両保持片が少なくとも一部で重なるように折り曲げる折り曲げ態様、両保持片が重ならないように折り曲げる折り曲げ態様のいずれかを用いることができる。あるいは、一方が、カバー部材によって覆われている部分固定子巻線の端部全てを保持するように折り曲げられ、他方が一方の少なくとも一部と重なるように折り曲げる折り曲げ態様を用いることもできる。
前述した部分固定子巻線の端部の保持構造は、第1の保持片と第2の保持片の、本体部材から延びている方向に沿った長さを設定することによって得ることができる。
第5の実施の形態では、各相の固定子巻線が、デルタ結線される2つの部分固定子巻線を有しているが、単一つの部分固定子巻線(固定子巻線)を有していてもよい。この場合には、固定子コアから引き出された各固定子巻線の一方の端部および他方の端部がグループ分けされる。なお、本明細書では、「固定子巻線」という記載は、部分固定子巻線を意味するものとしても用いられる。
実施の形態では、回転子と固定子を備える電動機について説明したが、本発明は、電動機を含む回転機として構成することもできる。また、固定子として構成することもできる。
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
固定子巻線を固定子コアに巻き付ける方式として集中巻き方式を用いたが、分布巻き方式を用いることもできる。
固定子巻線の結線方法や、各相の固定子巻線(部分固定子巻線)の数は、適宜選択することができる。
10、110、210、310 固定子
20、120、220、320 固定子コア
21、121、221、321 ヨーク
22、122、222、322 ティース
25、125、225、325 スロット
30、30U1、30V1、30W1、30U2、30V2、30W2、30U3、30V3、30W3、130、130U1、130V1、130W1、130U2、130V2、130W2、230、230U1、230V1、230W1、230U2、230V2、230W2、330、330U1、330V1、330W1、330U2、330V2、330W2、430U1、430V1、430W1、430U2、430V2、430W2、530U1、530U2 部分固定子巻線
40、140、240、340 カバー部材
50、150、250、350、550 接触子(端子)
51、151、251、351、551 本体部材
52、152、252、352 接触部
53a、53b、153a、153b、253a、253b、353a、353b、553a、553b 保持片
54a、54b、154a、154b、254a、2543b、354a、354b 接続片
80、180、280、380 端部絶縁部材
81、181、281、381 第1の壁部材(内壁部材)
82、182、282、382 第2の壁部材(外壁部材)
83、183、283、383 連結部材
70、170、270、370 クラスター

Claims (8)

  1. 固定子であって、
    固定子コアと、前記固定子コアに巻き付けられている固定子巻線と、前記固定子コアから引き出された前記固定子巻線の端部に接続される端子と、前記固定子巻線の前記端部を覆うカバー部材を備え、
    前記固定子巻線の前記端部は、少なくとも2つの端部を含むグループに分けられており、
    前記カバー部材は、同じグループに含まれている前記固定子巻線の端部が一列に並んで配置されている状態で、当該固定子巻線の端部を覆うように構成されており、
    前記端子は、本体部材と、保持部材を有し、
    前記保持部材は、前記本体部材の一方向に沿った両側に設けられ、前記本体部材に対して折り曲げ可能な第1の保持片および第2の保持片を有しており、
    前記カバー部材が、当該カバー部材によって覆われている前記固定子巻線の端部が前記一方向に沿って一列に並ぶように、前記第1の保持片と前記第2の保持片の間に配置されている状態で、前記第1の保持片および前記第2の保持片のうちの一方の保持片は、当該一方の保持片の先端部分が前記カバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、前記カバー部材によって覆われている前記固定子巻線の端部のうち、前記一方向に沿って一方側に配置されている少なくとも一つの端部が当該一方の保持片と前記本体部材との間に挟持されるように折り曲げられ、他方の保持片は、当該他方の保持片の先端部分が前記カバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、前記一方の保持片と前記本体部材との間に挟持されていない残りの端部が当該他方の保持片と前記本体部材との間に挟持されるように折り曲げられていることを特徴とする固定子。
  2. 請求項1に記載の固定子であって、
    前記他方の保持片は、前記一方の保持片の少なくとも一部と重なる位置まで折り曲げられていることを特徴とする固定子。
  3. 請求項1または2に記載の固定子であって、
    前記グループは、2つの固定子巻線の端部を含んでおり、
    前記一方の保持片は、前記一方向に沿った前記一方側の1つの固定子巻線の端部を当該一方の保持片と前記本体部材の間に挟持し、前記他方の保持片は、前記一方向に沿った他方側の1つの固定子巻線の端部を当該他方の保持片と前記本体部材の間に挟持することを特徴とする固定子。
  4. 請求項1または2に記載の固定子であって、
    前記グループは、3つの固定子巻線の端部を含んでおり、
    前記一方の保持片は、前記一方向に沿った前記一方側の少なくとも一つの固定子巻線の端部を当該一方の保持片と前記本体部材の間に挟持し、前記他方の保持片は、前記一方向に沿った他方側の残りの固定子巻線の端部を当該他方の保持片と前記本体部材の間に挟持することを特徴とする固定子。
  5. 固定子であって、
    固定子コアと、前記固定子コアに巻き付けられている固定子巻線と、前記固定子コアから引き出された前記固定子巻線の端部に接続される端子と、前記固定子巻線の前記端部を覆うカバー部材を備え、
    前記固定子巻線の前記端部は、少なくとも2つの端部を含むグループに分けられており、
    前記カバー部材は、同じグループに含まれている前記固定子巻線の端部が一列に並んで配置されている状態で、当該固定子巻線の端部を覆うように構成されており、
    前記端子は、本体部材と、保持部材を有し、
    前記保持部材は、前記本体部材の一方向に沿った両側に設けられ、前記本体部材に対して折り曲げ可能な第1の保持片および第2の保持片を有しており、
    前記カバー部材が、当該カバー部材によって覆われている前記固定子巻線の端部が前記一方向に沿って一列に並ぶように、前記第1の保持片と前記第2の保持片の間に配置されている状態で、前記第1の保持片および前記第2の保持片のうちの一方の保持片は、当該一方の保持片の先端部分が前記カバー部材の外周面に沿って配置されるとともに、前記カバー部材によって覆われている前記固定子巻線の端部が当該一方の保持片と前記本体部材との間に挟持されるように折り曲げられ、他方の保持片は、前記一方の保持片の少なくとも一部と重なるように折り曲げられていることを特徴とする固定子。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の固定子であって、
    前記固定子巻線は、第1相、第2相および第3相の固定子巻線を有しているとともに、第1相、第2相および第3相の固定子巻線それぞれは、スター結線される複数の部分固定子巻線を有しており、
    同じ相の前記部分固定子巻線の端部のうち中性点を形成しない端部によって前記グループが構成されていることを特徴とする固定子。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の固定子であって、
    前記固定子巻線は、第1相、第2相および第3相の固定子巻線を有しているとともに、第1相、第2相および第3相の固定子巻線それぞれは、デルタ結線される1または複数の部分固定子巻線を有しており、
    第1相、第2相および第3相それぞれの前記部分固定子巻線の一方の端部および他方の端部のうち共通に接続される端部によって前記グループが構成されていることを特徴とする固定子。
  8. 固定子と、回転子を備える電動機であって、
    前記固定子として請求項1〜7のいずれかに記載の固定子が用いられていることを特徴とする電動機。
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