CN102082471B - 集中绕组定子、密闭型压缩机及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

一种本发明提供集中绕组定子、密闭型压缩机及制冷循环装置，根据本发明的集中绕组定子，在卷绕绕线时，在绝缘片的端部不产生裂纹，且不增长被卷绕的绕线的周长。集中绕组定子包括：从环状的芯部朝中心部形成有多个齿部的铁心；配置于该铁心的轴向两端，并具有将铁心的齿部的轴向端面覆盖的绝缘齿部(23b)的一对绝缘端板(23)；配置于在铁心的多个齿部间形成的槽内的绝缘片(24)；以及隔着绝缘端板(23)及绝缘片(24)卷绕于所述铁心的绕线，其中，绝缘端板(23)的绝缘齿部(23b)中，在连结与铁心相反一侧的端面(T)和侧面(S)的角部形成为曲面(R)，并使绝缘齿部(23b)的外周侧的厚度形成得比内周侧的厚度大，绝缘片(24)形成为绝缘片(24)的端部与绝缘齿部(23b)的内周侧的曲面(R)部重叠而与外周侧的曲面(R)部不重叠的长度，绕线从绝缘齿部(23b)的外周侧开始卷绕。

Description

集中绕组定子、密闭型压缩机及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及由铁心、配置于该铁心的轴向两端的绝缘端板和配置于铁心的槽内的绝缘片构成的集中绕组定子，组装有具有该集中绕组定子的电动机的密闭型压缩机，以及组装有该密闭型压缩机的制冷循环装置。

背景技术

在制冷循环装置等的密闭型压缩机中组装的电动机包括集中绕组定子。该集中绕组定子具有从环状的芯部朝中心部形成有多个齿部的铁心，在该铁心的轴向两端配置有一对绝缘端板。在该绝缘端板上形成有将上述铁心的齿部的轴向端面覆盖的绝缘齿部。

另外，在铁心的多个齿部间形成有槽，在上述槽内配置有绝缘片。此外，在铁心上隔着绝缘端板及绝缘片卷绕有绕线。

在上述绝缘端板的绝缘齿部的连结与铁心相反一侧的端面和侧面的角部形成有曲面，沿该角部的曲面卷绕有绕线(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

专利文献1：日本专利特开2009-55742号公报

专利文献2：日本专利特开2003-324880号公报

然而，由于专利文献1所记载的集中绕组定子的绝缘片的端部从绝缘端板的绝缘齿部的上表面突出，因此，存在当卷绕绕线时绝缘片的端部大幅度变形，从而产生裂纹的不良情况。

另外，专利文献2所记载的集中绕组定子中，使绝缘端板的绝缘齿部的厚度变大，以使绝缘片的端部从绝缘端板的绝缘齿部的上表面不突出。

因此，存在绝缘片的端部与绝缘端板的绝缘齿部的上表面之间的距离变长，被卷绕的绕线的周长变长，效率变差这样的问题。

发明内容

本发明着眼于上述技术问题而作，其目的在于提供能在卷绕绕线时在绝缘片的端部不产生裂纹且能使被卷绕的绕线的周长不变长的集中绕组定子、密闭型压缩机及制冷循环装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案1所记载的集中绕组定子包括：从环状的定子朝中心部形成有多个齿部的铁心；配置于该铁心的轴向两端，并具有将上述铁心的齿部的轴向端面覆盖的绝缘齿部的一对绝缘端板；配置于在上述铁心的多个齿部间形成的槽内的绝缘片；以及隔着上述绝缘端板及上述绝缘片卷绕于上述铁心的绕线，其特征是，上述绝缘端板的绝缘齿部中，连结与铁心相反一侧的端面和侧面的角部形成为曲面，且上述绝缘齿部的外周侧的厚度形成得比内周侧的厚度大，上述绝缘片形成为该绝缘片的端部与上述绝缘齿部的内周侧的曲面重叠，而与外周侧的曲面不重叠的长度，上述绕线从上述绝缘齿部的外周侧开始卷绕。

技术方案4所记载的密闭型压缩机的特征是，将具有技术方案1所记载的集中绕组定子的电动机和被该电动机驱动的压缩机构部收纳于密闭壳体内。

技术方案5所记载的制冷循环装置的特征是，包括技术方案4所记载的密闭型压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器。

根据本发明，能提供在卷绕绕线时在绝缘片的端部不产生裂纹且能使被卷绕的绕线的周长不变长的集中绕组定子、密闭型压缩机及制冷循环装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的包括组装有集中绕组定子的密闭型旋转式压缩机的制冷循环装置的结构图。

图2是从铁心的齿部侧表示图1的集中绕组定子的主要部分的立体图。

图3是表示图2的铁心的俯视图。

图4是将图1的集中绕组定子分解表示的侧视图。

图5是表示图4的绝缘端板的立体图。

图6是将图5的绝缘端板的绝缘齿部放大表示的立体图。

图7是沿图6中a-a线表示的剖视图。

图8是沿图7中b-b线表示的剖视图。

图9是沿图7中c-c线表示的剖视图。

图10是表示在图8的铁心的齿部隔着绝缘齿部及绝缘片卷绕有绕线的状态的图。

图11是表示图5中的A部的剖视图。

图12是将图5的B部、C部放大表示的图。

图13是表示图4的定子芯部、绝缘端板及绝缘片的长度关系的图。

(符号说明)

1制冷循环装置

2冷凝器

3膨胀装置

4蒸发器

10密闭型旋转式压缩机

11密闭壳体

20旋转驱动部

21集中绕组定子

22铁心

22a  芯部

22b  齿部

22c  槽

23绝缘端板

23a  端板主体

23b  绝缘齿部

T  与铁心相反一侧的端面

S  侧面

R  曲面

24绝缘片(Insulation Sheet)

25绕线

30压缩机构部

31卡定部

33临时固定部

40压缩机构

50转轴

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1是表示本发明第一实施方式的组装有集中绕组定子21的密闭型旋转式压缩机10的截面结构和包括该密闭型旋转式压缩机10的制冷循环装置1的结构图。

制冷循环装置1包括：对制冷剂进行冷凝的冷凝器2；与该冷凝器2连接的膨胀装置3；与该膨胀装置3连接，使制冷剂汽化的蒸发器4；以及与该蒸发器4的出口侧连接的密闭型旋转式压缩机10。

密闭型旋转式压缩机10是双缸型的旋转活塞式压缩机(Rolling PistonType Compressor)，具有密闭壳体11。在密闭壳体11内的上部侧收容有旋转驱动部20，在密闭壳体11内的下部侧收容有压缩机构部30。

旋转驱动部20与压缩机构部30通过转轴50连结。密闭型旋转式压缩机10是转轴50沿竖直方向设置的纵置型的压缩机。

旋转驱动部20例如使用无刷直流电动机(brushless DC motor)，其包括：固定于密闭壳体11的内表面的集中绕组定子21；以及与该集中绕组定子21的内侧隔着规定间隙配置的、与转轴50嵌连的转子29。

旋转驱动部20与外部的电源供给部(未图示)连接，接受供电。

压缩机构部30包括两组压缩机构40、主轴承41及副轴承42，并与设于主轴承41侧的阀盖43和设于副轴承42侧的阀盖44一起被螺栓45旋紧固定。主轴承41及副轴承42分别将转轴支承成能自由旋转。

在各压缩机构40中设有汽缸室46，并偏心设置有后述辊子52，通过该辊子52的动作将汽缸室46划分为吸入室侧和压缩室侧，从而进行压缩动作。

转轴50包括：设于与汽缸室46对应的位置的曲柄轴部51；以及与该曲柄轴部51的外周嵌合的辊子52。

采用这种结构的制冷循环装置1的密闭型旋转式压缩机10按如下运转。

即，朝旋转驱动部20供电，以驱动转轴50旋转，从而驱动压缩机构部30。在压缩机构部30中，通过辊子52在汽缸室46内进行偏心旋转，来逐渐压缩被引导至汽缸室46的制冷剂气体。

转轴50继续旋转，汽缸室46的压缩室的容量进一步减少，从而使制冷剂气体被压缩，当压缩室内的气体压力上升到规定压力时，排出阀打开。高压气体经由阀盖43排出到密闭壳体11内并将其充满。接着，该高压气体从密闭壳体11排出。

从密闭壳体11排出的高压气体被引导至冷凝器2冷凝液化，在膨胀装置3中绝热膨胀，并在蒸发器4中从热交换空气除去蒸发潜热来实现制冷作用。接着，蒸发后的制冷剂经由储罐5被吸入到汽缸室46，从而在上述制冷循环装置1的通路中循环。

然而，如图2所示，上述集中绕组定子21包括从环状的芯部22a朝中心部形成有多个齿部22b的铁心22。在该铁心22的轴向两端，设有具有将铁心22的齿部22b的轴向端面覆盖的绝缘齿部(绝缘端板的齿部)23b的一对绝缘端板23。

如图3所示，在铁心22的多个齿部22b间形成有槽22c，在该槽22c内配置有绝缘片24。在铁心22上隔着绝缘端板23及绝缘片24卷绕有绕线25(参照图1)。

图4是将上述一对绝缘端板23、绝缘片24及铁心22分解表示的图。

接着，对上述绝缘端板23进行详细说明。

图5是表示绝缘端板23的整体的外观立体图，图6将该绝缘端板23的一部分放大表示。绝缘端板23包括：安装于芯部22a的端板主体23a；以及从该端板主体23a朝中心侧延伸设置的绝缘齿部23b。

图7是沿图6中a-a线表示的剖视图。

绝缘端板23的绝缘齿部23b在连接绝缘端板23的与铁心相反一侧的端面T(以下，称为与铁心相反一侧的端面)和侧面S的角部形成有曲面R，且绝缘端板23的绝缘齿部23b的外周侧的厚度h2比其内周侧的厚度h1形成得厚。

图8是沿图7中b-b线表示的剖视图，图9是沿图7中c-c线表示的剖视图。

绝缘片24形成为如图9所示其端部与绝缘齿部23b的内周侧的曲面R部重叠，且如图8所示形成与外周侧的曲面R部不重叠的长度。如图10所示，隔着绝缘片24卷绕于绝缘齿部23b的绕线25从绝缘齿部23b的外周侧开始卷绕。

图11是将图5中的A部局部剖开表示的图。

即，在绝缘齿部23b的内周侧，设有夹住绝缘片24的端部而将其卡定的卡定部31。该卡定部31能以在卡定绝缘片24的端部时使绝缘片24的端部从绝缘齿部23b的上表面不突出、且使绝缘片24的端部覆盖曲面R部的方式进行定位。即，在绝缘端板23的上表面与卡定部31的上表面之间存在距离d2。

图12是将图5中的B部、C部放大表示的图。

即，在设于铁心22的轴向两端的一对绝缘端板23的一个圆周部，且在绕线25的卷绕结束的附近(称为卷绕结束部)，设有将绕线25的端部嵌入以对其进行临时固定的狭缝状的临时固定部33及切入部35，此外，还设有空腔的间隙34。

在绕线25的卷绕结束侧的端部嵌入临时固定部33而被临时固定后，将绕线25沿绝缘端板23的圆周外侧拉绕，然后，使该绕线25直接从切入部35返回到绝缘端板23的圆周内侧并嵌入空腔的间隙34而固定，在上述固定后，该绕线25被压接端子固定。

上述绝缘端板23利用聚苯硫醚(PPS polyphenylene sulfido)成形，绝缘片24利用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN polyethylene naphthalate)膜，或由芳族聚酰胺(全芳香族聚酰胺)聚合物制成的片等成形。

图13是表示定子芯部22a、绝缘端板23及绝缘片24的长度关系的图。

一般而言，定子芯部22a的厚度公差为±0.5mm，绝缘片24的宽度的尺寸公差为±0.2mm。

将绝缘端板23的厚度D设为3.8mm，将曲面R的半径设为2.0mm，将侧面的直线部的长度设为1.8mm，将供绝缘片24的一端侧抵接的卡定部31的与绝缘片24的抵接部到绝缘端板23的与铁心相反一侧的端面的距离设为1.0mm。

另外，在将芯部22a的长度设为L1，将绝缘片24的宽度设为L2，并设定L2＝L1+5.9时，绝缘片24的最小宽度L2min＝L1+5.7，最大宽度L2max＝L1+6.1。

接着，将绝缘片24的另一端侧覆盖绝缘端板23的曲面R的长度设为d(mm)，来算出d。

当芯部22a的厚度最小，且绝缘片24的宽度最小时，

d＝L2min-(L1-0.5)-2.8-1.8

＝L1+5.7-L1+0.5-2.8-1.8

＝1.6

当芯部22a的厚度最小，且绝缘片24的宽度最大时，

d＝L2max-(L1-0.5)-2.8-1.8

＝L1+6.1-L1+0.5-2.8-1.8

＝2.0

当芯部22a的厚度最大，且绝缘片24的宽度最小时，

d＝L2min-(L1+0.5)-2.8-1.8

＝L1+5.7-L1-0.5-2.8-1.8

＝0.6

当定子22a的厚度最大，且绝缘片24的宽度最大时，

d＝L2max-(L1+0.5)-2.8-1.8

＝L1+6.1-L1-0.5-2.8-1.8

＝1.0

即使考虑了公差的上限及下限，上限和下限情况下绝缘片24的端部也均位于曲面R部内。

另外，在本实施例的情况下，绝缘片24的一端侧与绝缘端板23接触的长度为2.8mm(3.8mm-1.0mm)，由于上述d即使最小也为0.6mm，所以绝缘片24的另一端侧与绝缘端板23接触的长度为0.6mm与直线部1.8mm相加得到的2.4mm，从而能确保电动机所需的沿面距离2.4mm。

该例是一般的公差，若将定子的公差设为±0.35mm，则也能将绝缘端板23的厚度设为不足3.8mm。

在归纳成一般算式时，若将绝缘端板23的厚度设为D，将定子芯部22a的厚度公差设为H1，将绝缘片24的宽度尺寸公差设为H2，则

D≥2H1+2H2+2.4

若将卡定绝缘片24的卡定部31的上表面与绝缘端板23的上表面的距离设为d2(在上例中，为1.0mm)，则

D-d≥2.4，

L2≤L1+2D-d2

L2≥L1+2D-d2-d1

如上所述，根据本实施方式，将绝缘端板23的绝缘齿部23b的外周侧的厚度形成得比内周侧的厚度大，并将绝缘片24形成为其端部与绝缘齿部23b的内周侧的曲面R重叠而与外周侧的曲面R部不重叠的长度，因此，不存在绝缘片24的端部从绝缘端部23的上表面突出的情况。

另外，在卷绕绕线25时，由于绝缘片24的端部与绝缘齿部23b侧面部S或曲面R部相仿，所以没有较大的变形，不会在绝缘片24的端部产生裂缝等。

因此，也能将由缺乏柔软性的材料即聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、芳族聚酰胺(全芳香族聚酰胺)聚合物制成的片等作为绝缘片24来使用。

另外，由于将绝缘端板23的绝缘齿部23b的外周侧的厚度形成得较厚，并将内周侧的厚度形成得比外周侧的厚度薄，因此，与将绝缘齿部23的厚度从其外周侧到内周侧全都形成得较厚的情况比较，能缩短卷绕的绕线25的周长，从而能提高效率，并能实现成本的降低。

此外，由于使绝缘片24的端部与绝缘端板23的绝缘齿部23b的外周侧的曲面R部不重叠，因此，不会在绝缘齿部23b与绝缘片24之间产生间隙。

另外，由于将绕线25从绝缘齿部23b的外周侧开始卷绕，所以在绝缘片24的端部被固定在绝缘齿部23b的外周侧后，绕线25朝内周侧卷绕。因此，即使绝缘片24的端部与绝缘齿部23b的内周侧的曲面R部重叠，也不会被绕线25卷入。

将卡定部31设于绝缘端板23的绝缘齿部23b的内周侧，并利用该卡定部31将绝缘片24的端部定位于绝缘齿部23b的上表面与曲面R部之间，因此，存在以下优点：能可靠地防止绝缘片24的端部从绝缘端板23的上表面突出，且能可靠地配置成使绝缘片24的端部覆盖绝缘齿部23b的曲面R部。

另外，在绝缘端板23的圆周部且在经卷绕后的绕线25的卷绕结束的上部附近，设置对经卷绕后的绕线25的端部、即卷绕结束部进行临时固定的狭缝状的临时固定部33，因此，能在最短的距离处固定绕线25的卷绕结束侧，也没有绕线25的松弛，从而能防止与相邻卷绕的绕线25接触。

以往，将绕线25的卷绕结束侧直接固定于空腔的间隙34，因此，容易产生该绕线25松弛而与相邻卷绕的绕线接触这样的不良情况。

另外，绝缘端板23采用聚苯硫醚(PPS)，绝缘片24采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜，因此，能使用密闭型压缩机中使用的成形模具、绝缘片的切削夹具成形夹具等，从而能廉价地进行制造，其中，上述密闭型压缩机使用无破坏臭氧层危险的新代替物质HFC(Hydrofluorocarbon)(氢氟烃)制冷剂即R410A制冷剂作为制冷剂。

此外，在使用CO₂作为制冷剂的压缩机中，耐热性是必需的，从而使PPS材料、PEN材料等变为必需的材料，所以效果较大。

本发明并不限定于上述实施方式。例如，对在空调用的制冷循环装置中，密闭型压缩机10为双缸型的构件进行了说明，但并不限定于此，例如可以是制冷用的制冷循环装置，也可以是包括单缸型、三缸或三缸以上的汽缸的密闭型压缩机。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，在实施阶段可在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形后具体化，并能通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。

Claims (5)

1.一种集中绕组定子，包括：

铁心，该铁心从环状的芯部朝中心部形成有多个齿部；

一对绝缘端板，该一对绝缘端板配置于所述铁心的轴向两端，并具有将所述铁心的齿部的轴向端面覆盖的绝缘齿部；

绝缘片，该绝缘片配置于在所述铁心的多个齿部间形成的槽内；以及

绕线，该绕线隔着所述绝缘端板及所述绝缘片卷绕于所述铁心，

其特征在于，

所述绝缘端板的绝缘齿部中，连结与铁心相反一侧的端面和侧面的角部形成为曲面，且所述绝缘齿部的外周侧的厚度形成得比内周侧的厚度大，

所述绝缘片形成为绝缘片的端部与所述绝缘齿部的内周侧的曲面重叠，而与外周侧的曲面不重叠的长度，

所述绕线从所述绝缘齿部的外周侧开始卷绕。

2.如权利要求1所述的集中绕组定子，其特征在于，

在所述绝缘齿部的内周侧设置使所述绝缘片的端部卡定的卡定部。

3.如权利要求1所述的集中绕组定子，其特征在于，

包括狭缝状的临时固定部，该临时固定部设于所述一对绝缘端板的一个圆周部，且设于所述绕线的卷绕结束部，对所述绕线的端部进行临时固定。

4.一种密闭型压缩机，其特征在于，

将具有权利要求1～3中任一项所述的集中绕组定子的电动机和被该电动机驱动的压缩机构部收纳于密闭壳体内。

5.一种制冷循环装置，其特征在于，

包括权利要求4所述的密闭型压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器。

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