CN111164859B - 定子、电动机、压缩机、空调装置及定子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

定子的槽的线圈收纳部具有第1侧部和第2侧部以及底部。第1点是底部与第1侧部的边界，第2点是底部与第2侧部的边界。在槽的开口部中，第3点是最靠近第1侧部的点，第4点是最靠近第2侧部的点。第1直线连结第1点和第2点，第2直线连结第1点和第3点，第3直线连结第2点和第4点。第1区域由第1直线和底部包围。第2区域包含由第2直线和第1侧部包围的区域以及由第3直线和第2侧部包围的区域。将由第1直线、第2直线以及第3直线包围的区域设为第3区域。第1区域、第2区域和第3区域的面积A1、A2、A3和各个线圈的总截面积S1、S2、S3满足(S1/A1)＞(S2/A2)＞(S3/A3)。

Description

定子、电动机、压缩机、空调装置及定子的制造方法
技术领域
本发明涉及定子、电动机、压缩机、空调装置以及定子的制造方法。
背景技术
近年来，对电动机要求更高的输出。随着电动机的输出的提高，在线圈中流动的电流也增加，因此提高在线圈产生的热的散热性成为课题。
例如在压缩机中使用的电动机的情况下，定子的线圈几乎不与压缩机内的制冷剂及润滑油接触，因此线圈的热经由定子铁芯散热。因此，需要将线圈的热高效地传递至定子铁芯。
因此，提出了一种定子，该定子在定子铁芯上隔着绝缘体卷绕线圈，以覆盖定子铁芯和线圈的方式形成由密封剂构成的模制部(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-51491号公报(参照段落0029～0037)
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在以往的电动机中，由于在线圈彼此之间、以及线圈与定子铁芯之间不充分地传递热，无法得到充分的散热效果，无法充分地抑制线圈的温度上升。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提高由定子的线圈产生的热的散热性，抑制线圈的温度上升。
用于解决课题的手段
本发明的定子具有：定子铁芯，具有以轴线为中心的在周向上延伸的内周，并且在以轴线为中心的径向上在比内周靠外侧的位置具有槽；线圈，配置在槽的内部；以及树脂部，在槽的内部包围线圈的周围。槽具有与内周相连的开口部和形成于比开口部靠径向的外侧的位置并收纳线圈的线圈收纳部。线圈收纳部具有：在周向上相对的第1侧部和第2侧部；以及弯曲形状的底部，位于比第1侧部和第2侧部靠径向的外侧的位置。在与轴线正交的面内，将底部与第1侧部的边界设为第1点，将底部与第2侧部的边界设为第2点。将开口部中最靠近第1侧部的点设为第3点，且将开口部中最靠近第2侧部的点设为第4点。将连结第1点和第2点的直线设为第1直线，将连结第1点和第3点的直线设为第2直线，将连结第2点和第4点的直线设为第3直线。将由第1直线和底部包围的区域设为第1区域。将由第2直线和第1侧部包围的区域、以及由第3直线和第2侧部包围的区域合并，设为第2区域。将在线圈收纳部中由第1直线、第2直线以及第3直线包围的区域设为第3区域。第1区域的面积A1、第1区域内的线圈的总截面积S1、第2区域的面积A2、第2区域内的线圈的总截面积S2、第3区域的面积A3、第3区域内的线圈的总截面积S3满足(S1/A1)>(S2/A2)>(S3/A3)。
发明的效果
根据本发明，在靠近定子铁芯的外周的第1区域最紧密地配置线圈，接着在槽的周向两侧的第2区域紧密地配置线圈。因此，能够将由线圈产生的热量高效地传递至定子铁芯，能够提高散热性。由此，能够抑制线圈的温度上升。
附图说明
图1是表示实施方式1的电动机的剖视图。
图2是表示实施方式1的转子的剖视图(A)及立体图(B)。
图3是放大表示实施方式1的定子的剖视图。
图4是放大表示实施方式1的定子的包含槽的部分的剖视图。
图5是放大表示实施方式1的定子的包含槽的部分的剖视图。
图6是表示实施方式1的定子的从槽散热的散热作用的示意图。
图7是放大表示比较例的定子的包含槽的部分的剖视图。
图8是表示槽内的树脂部与槽绝缘部的导热率之比与温度降低幅度的关系的曲线图。
图9是表示实施方式1的定子的制造工序的流程图。
图10是放大表示实施方式1的变形例的定子的包含槽的部分的剖视图。
图11是放大表示实施方式2的定子的包含槽的部分的剖视图(A)以及放大表示槽的开口部的形状的剖视图(B)。
图12是放大表示图11的包含槽的开口部的部分的剖视图。
图13是表示能够应用各实施方式以及变形例的电动机的压缩机的图。
图14是表示具备图13的压缩机的空调装置的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示实施方式1的电动机100的剖视图。图1所示的电动机100是感应电动机，例如用于空调装置的压缩机。电动机100具有定子1和可旋转地设置在定子1的内侧的转子5。在定子1和转子5之间设置有气隙。
以下，将作为转子5的旋转中心的轴线C1的方向称为“轴向”。另外，将以轴线C1为中心的周向称作“周向”，将以轴线C1为中心的径向称作“径向”。
＜转子5的结构＞
图2(A)及图2(B)是表示转子5的剖视图及立体图。如图2(A)所示，转子5具有具备多个槽51的转子铁芯50、作为旋转轴的轴55、以及插入到转子铁芯50的各槽51的杆60。
转子铁芯50例如将厚度0.1～0.7mm的电磁钢板在轴向上层叠，并通过铆接等相互固定。在转子铁芯50的径向的中心形成有圆形的轴孔54。在轴孔54通过压入而固定有轴55。轴55的轴线C1构成转子5的旋转轴。
转子铁芯50形成为以轴线C1为中心的环状。沿着转子铁芯50的外周53在周向上等间隔地形成有多个槽51(也称为转子槽)。槽51的数量在此为34个，但并不限定于此。槽51是在径向上延伸的槽，在轴向上贯通转子铁芯50。另外，在周向上邻接的槽51之间形成有齿52(也称为转子齿)。
如图2(B)所示，转子5在转子铁芯50的轴向两端具有一对端环61、62。端环61、62与杆60的轴向两端连结，与杆60形成为一体。杆60及端环61、62构成笼型二次导体6。
笼型二次导体6由非磁性且具有导电性的材料、例如铝构成。笼型二次导体6的端环61、62和杆60通过在转子铁芯50的两端和槽51内浇铸铝而形成。另外，也可以使用铜来代替铝。
杆60以长度方向的一端相对于另一端在周向上位移的方式倾斜地延伸。另外，在图2(B)中，用虚线仅表示一根杆60。若定子1的磁通与转子5的杆60交链，则在杆60产生二次电流。通过该二次电流和定子1的磁通，产生使转子5旋转的转矩。
＜定子1的结构＞
图3是放大表示定子1的一部分的剖视图。定子1具有定子铁芯10和卷于定子铁芯10的线圈3。定子铁芯10例如将厚度0.1～0.7mm的电磁钢板在轴向上层叠，通过铆接等相互固定。
定子铁芯10具有在以轴线C1为中心的周向上延伸的内周10b和位于该内周10b的径向外侧的外周10a。在定子铁芯10上，在周向上等间隔地形成有在内周10b开口的多个槽13。在槽13中收纳线圈3。槽13的数量在此为30个，但并不限定于此。
并且，定子铁芯10具有环状的轭部11和从轭部11向径向内侧突出的多个齿12。齿12在周向上等间隔地配置。上述槽13形成于在周向上相邻的齿12之间。齿12的数量与槽13的数量相同(在此为30个)。在齿12卷绕有线圈3。
齿12在径向内侧的前端(即轴线C1侧的前端)具有宽度(周向的尺寸)比齿12的其他部分宽的齿前端部12a。齿前端部12a的前端为圆弧状，形成定子铁芯10的上述内周10b。
图4是放大表示定子1的包含槽13的部分的图，是省略线圈3及树脂部4(图5)而表示的图。槽13具有与定子铁芯10的内周10b相连的开口部14和位于比开口部14靠径向外侧的位置的第1侧部13b和第2侧部13c。第1侧部13b与第2侧部13c在周向上相对。槽13还具有位于比侧部13b、13c更靠径向外侧的位置的弯曲形状的底部13a。
开口部14形成于在周向上相邻的齿前端部12a之间。在此，开口部14的宽度(即周向的尺寸)在整个径向上恒定。在开口部14的内部未填充树脂，成为空洞部。开口部14在将线圈3卷绕于齿12时，成为使线圈3通过的入口。
底部13a具有周向中心比周向两端向径向外侧突出的弯曲形状(更具体而言，圆弧形状)。另外，侧部13b、13c以这些侧部13b、13c的周向的间隔朝向径向外侧扩大的方式延伸。
在第1侧部13b的径向内侧(即靠近内周10b的一侧)的端部与开口部14之间形成有在周向上延伸的第1对置部13d。同样，在第2侧部13c的径向内侧的端部与开口部14之间形成有在周向上延伸的第2对置部13e。对置部13d、13e与底部13a对置。
在槽13中，由底部13a、侧部13b、13c以及对置部13d、13e包围的区域构成收纳线圈3的线圈收纳部130。槽13由线圈收纳部130和开口部14构成。
在槽13的线圈收纳部130的内表面(即底部13a、第1侧部13b、第2侧部13c、第1对置部13d以及第2对置部13e的内表面)设置有槽绝缘部2。槽绝缘部2例如由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂构成。槽绝缘部2将槽13内的线圈3与定子铁芯10电绝缘。
槽绝缘部2具有覆盖底部13a的第1部分21、覆盖第1侧部13b的第2部分22、覆盖第2侧部13c的第3部分23、覆盖第1对置部13d的第4部分24、以及覆盖第2对置部13e的第5部分25。
在槽13的线圈收纳部130与开口部14之间设置有开口绝缘部26。开口绝缘部26例如由PET等树脂构成为膜状。开口绝缘部26配置于槽绝缘部2的第4部分24与第5部分25之间。开口绝缘部26用于防止线圈3从槽13脱落。
图5是放大表示定子1的包含槽13的部分的图。在被槽绝缘部2覆盖的槽13的线圈收纳部130配置有卷于齿12的线圈3。线圈3例如由铜构成，线径为0.8～1.0mm。
在槽13内的线圈3的周围填充有导热率高的树脂部4(第1树脂部)。树脂部4例如是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，但并不限定于此。如后所述，树脂部4优选具有比槽绝缘部2高的导热率。
＜槽13内的线圈3的配置＞
接着，对槽13的内部中的线圈3的配置进行说明。在此，将槽13的内部划分为3个区域R1、R2、R3。区域R1、R2、R3是基于点P1、P2、P3、P4以及直线L1、L2、L3而定义的。依次对它们进行说明。
将槽13的底部13a与第1侧部13b的边界设为第1点P1。将槽13的底部13a与第2侧部13c的边界设为第2点P2。这些点P1、P2相当于槽13的底部13a的周向的两端。
另外，由于在槽13的内部设置有槽绝缘部2，更具体而言，第1点P1成为槽绝缘部2的内表面上位于槽13的底部13a与第1侧部13b的边界的点(换言之，第1部分21与第2部分22的边界)。另外，第2点P2成为槽绝缘部2的内表面上位于槽13的底部13a与第2侧部13c的边界的点(换言之，第1部分21与第3部分23的边界)。
将开口部14中最靠近第1点P1的点设为第3点P3。另外，将开口部14中最靠近第2点P2的点设为第4点P4。换言之，开口部14的径向外侧的端部(即与线圈收纳部130相连的部分)的周向两端中的与点P1相同侧的端部为点P3，与点P2相同侧的端部为点P4。
另外，将开口部14的径向内侧的端部(即与定子铁芯10的内周10b相连的部分)的周向两端中的与点P3相同侧的端部设为点P5，将与点P4相同侧的端部设为点P6。
将连结第1点P1和第2点P2的直线设为第1直线L1。将连结第1点P1和第3点P3的直线设为第2直线L2。将连结第2点P2和第4点P4的直线设为第3直线L3。
将由第1直线L1和底部13a包围的区域设为第1区域R1。由第2直线L2和第1侧部13b包围的三角形区域、以及由第3直线L3和第2侧部13c包围的三角形区域合并设为第2区域R2。另外，将由第1直线L1、第2直线L2以及第3直线L3包围的、开口部14的外侧的区域设为第3区域R3。
另外，由于在槽13的内部设置有槽绝缘部2，更具体而言，第1区域R1成为由第1直线L1和底部13a中的槽绝缘部2(第1部分21)的内表面包围的区域。另外，第2区域R2成为将由第2直线L2和第1侧部13b中的槽绝缘部2(第2部分22)的内表面包围的三角形的区域、以及由第3直线L3和第2侧部13c中的槽绝缘部2(第3部分23)的内表面包围的三角形的区域合并的区域。
将配置于第1区域R1的线圈3的总截面积设为S1，将配置于第2区域R2的线圈3的总截面积设为S2，将配置于第3区域R3的线圈3的总截面积设为S3。线圈3的总截面积是指配置于某区域的线圈3的截面积的合计，是将一根线圈3的截面积乘以配置于该区域内的线圈3的根数的值。
第1区域R1的面积A1、第1区域R1内的线圈3的总截面积S1、第2区域R2的面积A2、第2区域R2内的线圈3的总截面积S2、第3区域R3的面积A3、以及第3区域R3内的线圈3的总截面积S3满足
(S1/A1)>(S2/A2)>(S3/A3)。
即，槽13内的线圈3的占空系数(即线圈的总截面积相对于区域面积的比率)在第1区域R1最高，接着在第2区域R2高，在第3区域R3最低。
图6是表示从定子1中的槽13散热的散热作用的示意图。在槽13内的线圈3产生的热通过从槽13朝向径向外侧的轭部11的散热路径(由箭头H1表示)和从槽13朝向在周向上邻接的齿12的散热路径(由箭头H2表示)而散热。
在这些散热路径中，齿12的面积小，热量从两侧的槽13传递，因此容易蓄积热。与此相对，轭部11的面积大，外周10a(图1)与压缩机的密闭容器(后述)等接触，因此容易向定子1的外部散热。
因此，在槽13中的靠近轭部11的第1区域R1中，使线圈3的占空系数最高。由此，在第1区域R1中，线圈3彼此紧密地接触(即线圈3彼此的接触面积增加)，另外，线圈3被压抵于槽绝缘部2。
线圈3(金属)的导热率高于树脂部4的导热率，因此与使线圈3与树脂部4接触相比，使线圈3彼此直接接触并且使线圈3与槽绝缘部2直接接触的方法更容易传递热。因此，在第1区域R1中，线圈3彼此紧密地接触，并且线圈3被压抵于槽绝缘部2，由此线圈3的热经由槽绝缘部2高效地传递至定子铁芯10。
另外，在靠近齿12的第2区域R2中，使线圈3的占空系数提高至排在第1区域R1之后。由此，在第2区域R2中，线圈3彼此也紧密地接触，另外，线圈3被压抵于槽绝缘部2。其结果是，线圈3的热经由槽绝缘部2高效地传递至定子铁芯10。
另一方面，由于第3区域R3与轭部11和齿12这两者分离，热量难以传递至定子铁芯10。因此，在第3区域R3中，在槽13的区域R1、R2、R3中，使线圈3的占空系数最低。
这样，通过使槽13的区域R1、R2、R3的面积A1、A2、A3以及线圈3的总截面积S1、S2、S3满足(S1/A1)＞(S2/A2)＞(S3/A3)，能够使由线圈3产生的热高效地散热。由此，能够提高电动机100的输出。
另外，由于槽13的底部13a具有弯曲形状(例如圆弧状)，因此不产生使底部13a为矩形形状的情况那样的角部分。因此，在线圈3与槽13的底部13a之间不易产生无用的空间，容易将线圈3沿着底部13a紧密地排列。因此，线圈3的热容易经由槽绝缘部2传递至定子铁芯10，散热性进一步提高。
另外，槽13的开口部14的宽度(即周向的长度)在此是恒定的。即，连结点P3、P4、P5和P6的图形是正方形或长方形。但是，如后所述，也可以是开口部14的宽度不恒定的结构(参照图11(A))。
图7是表示比较例的电动机的包含槽的部分的图。在该比较例中，槽13、槽绝缘部2以及树脂部4均与实施方式1(图6)相同，但与实施方式1的不同之处在于，在槽13的线圈收纳部130均等地配置有线圈3。
如图7所示，在槽13内均等地配置有线圈3的情况下，线圈3彼此的直接接触少，线圈3与槽绝缘部2的直接接触也少。即，多个线圈3经由树脂部4与其他线圈3接触，或者经由树脂部4与槽绝缘部2接触。
由于树脂部4的导热率比线圈3的导热率低，因此，在线圈3彼此的直接接触少且线圈3与槽绝缘部2的直接接触也少的比较例的结构中，难以将线圈3的热高效地传递至定子铁芯10。
与此相对，在该实施方式1中，如图5所示，在槽13的第1区域R1(即轭部11侧的区域)最紧密地配置有线圈3。因此，在第1区域R1中，线圈3彼此的直接接触以及线圈3与槽绝缘部2的直接接触变多，线圈3的热经由槽绝缘部2高效地传递至定子铁芯10，散热性提高。
另外，在槽13的第2区域R2(即齿12侧的区域)也比较紧密地配置有线圈3，因此在第2区域R2中，线圈3彼此的直接接触以及线圈3与槽绝缘部2的直接接触也变多，线圈3的热经由槽绝缘部2高效地传递至定子铁芯10，散热性提高。
＜树脂部及槽绝缘部的导热率＞
接着，对树脂部4及槽绝缘部2的导热率进行说明。将线圈3的导热率设为Qc，将填充于槽13内的树脂部4的导热率设为Qr，将槽绝缘部2的导热率设为Qs。线圈3是金属(例如铜)，因此具有比树脂部4及槽绝缘部2高的导热率。即，Qc＞Qr和Qc＞Qs成立。
另一方面，树脂部4在槽13内包围线圈3的周围，因此为了将线圈3的热高效地传递至定子铁芯10，优选树脂部4的导热率Qr为槽绝缘部2的导热率Qs以上。因此，优选Qc＞Qr≥Qs成立。
图8是表示树脂部4与槽绝缘部2的导热率之比Qr/Qs与线圈3的温度降低幅度ΔT(℃)的关系的曲线图。在此，将槽绝缘部2的导热率Qs设为0.2、0.3以及0.4W/(m·k)，在各个情况下使Qr变化，测定线圈3通电时的温度降低幅度ΔT。
图8所示的温度降低幅度ΔT表示以树脂部4的导热率Qr与槽绝缘部2的导热率Qs相同的情况(Qr＝Qs)为基准，线圈3的通电时的温度降低了多少。
根据图8所示的结果可知，在Qr/Qs≥6.2的范围内，线圈3的温度降低显著。这被认为是由于树脂部4的导热率Qr相对于槽绝缘部2的导热率Qs高，从而热量经由树脂部4从线圈3高效地传递至线圈3，另外，热量也从线圈3高效地传递至槽绝缘部2。由以上可知，通过满足Qc/Qs＞Qr/Qs≥6.2，能够进一步提高散热性。
<感应电动机>
如上所述，实施方式1的电动机100是感应电动机。即，通过定子1的线圈3的电流产生旋转磁场，由此使转子5的笼型二次导体6产生感应电流，通过感应电流和旋转磁场的作用而产生转矩。
感应电动机大多不使用逆变器而被驱动。即，电动机100的控制部大多向线圈3供给恒定电压来驱动电动机100。因此，由于电动机100的负载或供给电压的变动，有时流过线圈3的电流大幅增加，导致线圈3的温度上升。
该实施方式1的电动机100如上所述发挥高散热性，能够抑制线圈3的温度上升，因此在感应电动机中发挥特别大的效果。另外，该实施方式1的电动机100是感应电动机，但即使是同步电动机，也能够得到一定程度的散热性。
＜定子1的制造工序＞
接着，对定子1的制造工序进行说明。图9是用于说明定子1的制造工序的流程图。首先，将电磁钢板逐片冲裁为具有槽13的定子铁芯10的形状(参照图3)。接着，将冲裁后的多个电磁钢板在轴向上层叠，通过铆接等相互固定(步骤S101)。
接着，以覆盖定子铁芯10的槽13的线圈收纳部130的内表面的方式设置槽绝缘部2(步骤S102)。槽绝缘部2通过将树脂与定子铁芯10一体成形或者将预先成形的树脂成形体组装于定子铁芯10而得到。
然后，在定子铁芯10的齿12卷绕线圈3(步骤S103)。卷绕于齿12的线圈3收纳于槽13。在该阶段，线圈3均等地分布于槽13的线圈收纳部130内。
接着，在槽13的线圈收纳部130与开口部14之间安装例如由膜状的PET构成的开口绝缘部26(步骤S104)。由此，防止线圈3从槽13脱落。
接着，在槽13的内部填充PBT等树脂而形成树脂部4(步骤S105)。此时，例如通过从槽13的第3区域R3的中心部填充树脂部4，使均等地分布于槽13内的线圈3向径向外侧(即底部13a侧)以及周向两侧(即第1侧部13b侧以及第2侧部13c侧)移动。
由此，线圈3以最高的密度配置于槽13的第1区域R1，以比较高的密度配置于第2区域R2，以低密度配置于第3区域R3。即，得到槽13内的线圈3的占空系数在第1区域R1最高、接着在第2区域R2高、在第3区域R3中最低的结构。
由此，完成具有定子铁芯10、槽绝缘部2、线圈3以及树脂部4的定子1。通过在该定子1的内侧插入转子5(图2(A)、(B))，完成图1所示的电动机100。
<实施方式1的效果>
如以上说明的那样，在本发明的实施方式1中，定子1的槽13具有轭部11侧的第1区域R1、齿12侧的第2区域R2、以及除此以外的第3区域R3，这些区域R1、R2、R3的面积A1、A2、A3以及线圈3的总截面积S1、S2、S3满足(S1/A1)＞(S2/A2)＞(S3/A3)。通过这样的结构，在线圈3产生的热容易传递至定子铁芯10，能够提高散热性，抑制线圈3的温度上升。
另外，通过提高电动机100的散热性，能够使更多的电流流过线圈3，因此能够提高电动机100的输出。
另外，由于在槽13的内部设置有将线圈3与定子铁芯10绝缘的槽绝缘部2，因此即使线圈3被树脂部4朝向槽13的内表面按压，线圈3也不会与电磁钢板的端缘直接接触。因此，能够防止线圈3的损伤。
另外，填充于槽13内的树脂部4的导热率Qr为槽绝缘部2的导热率Qs以上，因此能够从线圈3经由树脂部4高效地将热传递至线圈3或槽绝缘部2。
特别是，通过满足Qc/Qs＞Qr/Qs≥6.2，能够将由线圈3产生的热更高效地传递至定子铁芯10。
另外，在槽13的线圈收纳部130与开口部14之间设置有开口绝缘部26，因此能够抑制线圈3从槽13脱落。
另外，由于槽13的底部13a为圆弧状，因此线圈3容易沿着槽13的底部13a排列。因此，线圈3的热容易经由槽绝缘部2传递至定子铁芯10，能够进一步提高散热性。
另外，由于槽13具有从第1侧部13b延伸至第3点P3的第1对置部13d和从第2侧部13c延伸至第4点P4的第2对置部13e，因此能够在直线L2、L3的两侧确保第2区域R2。
另外，由于槽13的侧部13b、13c以两者的间隔越靠径向外侧越宽的方式延伸，因此能够增大第1区域R1的面积相对于槽13的面积的比例。由此，能够将更多的线圈3配置于第1区域R1，能够进一步提高散热性。
另外，该实施方式1的电动机100具有高散热性，因此通过应用于不使用逆变器而被驱动的情况多的感应电动机，能够得到特别大的效果。
另外，在定子1的制造工序中，准备定子铁芯10(步骤S101)，在槽13的内部插入线圈3(步骤S103)，向槽13填充树脂而形成树脂部4(步骤S105)。并且，在向槽13填充树脂时，以使线圈3向槽13内的径向外侧(即第1区域R1)以及周向的两侧(即第2区域R2)移动的方式填充树脂。因此，能够容易地实现在槽13的第1区域R1中线圈3的占空系数最高，接着在第2区域R2中占空系数高的结构。
变形例.
图10是放大表示实施方式1的变形例的定子的包含槽13的部分的图。在上述的实施方式1中，在槽13的开口部14未填充树脂，成为空洞部(参照图5)。与此相对，在该变形例中，在开口部14填充有作为第2树脂部的树脂部41。
在该变形例中，在槽13的线圈收纳部130与开口部14之间未设置开口绝缘部26(图5)。这是因为，通过开口部14的树脂部41来防止线圈3的脱落，因此无需设置开口绝缘部26。即，开口部14内的树脂部41(第2树脂部)与线圈收纳部130内的树脂部4(第1树脂部)相互接触。
树脂部41优选由与树脂部4相同的树脂(例如PBT)构成。如果这样构成，则能够与树脂部4一体地形成开口部14的树脂部41，能够简化定子1的制造工序。但是，树脂部41也可以是与树脂部4不同的树脂。
变形例的定子的制造工序省略在实施方式1中说明的制造工序(图9)中安装开口绝缘部26的工序(步骤S104)，取而代之，在树脂部4的填充工序(步骤S105)中也同时进行树脂部41向开口部14的填充。
在该变形例中，在开口部14填充有树脂部41，因此能够将在线圈3产生的热经由开口部14内的树脂部41传递至定子铁芯10。其结果是，能够进一步提高散热性。另外，由于不需要开口绝缘部26(图5)，能够减少定子1的制造成本。
实施方式2.
图11(A)是放大表示实施方式2的定子的包含槽13的部分的图。在上述的实施方式1中，槽13的开口部14的宽度(即周向的尺寸)恒定(参照图5)。与此相对，在实施方式2中，槽13的开口部14的宽度越靠径向外侧越宽。另外，在开口部14填充有树脂部41。
图11(B)是表示开口部14的形状的图。如在实施方式1中说明的那样，与开口部14的线圈收纳部130相连的部分的周向两端中的与点P1相同侧的端部是点P3，与点P2相同侧的端部是点P4。另外，与开口部14的内周10b相连的部分的周向两端中的与点P3相同侧的端部为点P5，与点P4相同侧的端部为点P6。
开口部14是由点P3、P4、P5以及P6包围的梯形形状的部分。开口部14的一方的侧部14a由连结第3点P3和第5点P5的线规定，开口部14的另一方的侧部14b由连结第4点P4和第6点P6的线规定。开口部14的最小宽度由第5点P5与第6点P6的间隔W1规定，开口部14的最大宽度由第3点P3与第4点P4的间隔W2规定。
如上所述，开口部14是在向齿12卷绕线圈3时，使线圈3通过的部分。为了使线圈3顺畅地通过，间隔W1(即开口部14的最小宽度)优选为线圈3的直径(线径)D的1.5倍以上(W1≥1.5×D)。
在此，用T1表示开口部14的径向的长度。将开口部14的侧部14a、14b(即开口部14的周向的两端缘)所成的角的1/2设为开口角度θ(°)。开口角度θ使用间隔W1、W2以及距离T1如以下那样表示。
θ＝(180/π)×tan-1((W2-W1)/(2×T1))
另外，右边的(180/π)用于将单位从弧度变换为度(°)。
若开口部14的间隔W2比间隔W1窄，则难以从槽13的区域R1～R3侧向开口部14填充树脂。因此，间隔W2优选大于间隔W1(即开口角度θ大于0)。
另外，开口部14的最小宽度越窄，电动机100的特性(更具体而言，定子铁芯10内的磁通的流动)越好。因此，通过在使开口部14的间隔W1变窄的同时扩大间隔W2，能够使电动机100的特性良好，使树脂向开口部14的填充变得容易而提高散热性。
图12是表示开口部14的开口角度θ(°)与线圈3的温度降低幅度ΔT(℃)的关系的曲线图。如图12所示。随着开口角度θ变大，线圈3的温度降低幅度ΔT增加，若开口角度θ接近15°，则温度降低幅度ΔT的变化平稳。
因此，开口角度θ优选大于0且为15°以下(即0＜θ≤15°)。定子1的其他结构以及转子5的结构与实施方式1相同。
如以上说明的那样，在本发明的实施方式2中，槽13的开口部14的宽度(周向的长度)越靠径向外侧越宽，另外，在开口部14填充有树脂部41，因此能够在确保电动机100的特性的同时，使树脂向开口部14的填充变得容易，能够进一步提高散热性。
另外，通过将开口部14相对于径向的开口角度θ设为0＜θ≤15°，能够进一步提高散热性。
另外，在该实施方式2中，也可以在开口部14不设置树脂部41而是作为空洞部设置开口绝缘部26。但是，在开口部14设置树脂部41的情况下，散热性的提高效果高。
<涡旋压缩机>
接着，对作为应用了在各实施方式以及变形例中说明的电动机100的压缩机的涡旋压缩机300进行说明。图13是表示涡旋压缩机300的剖视图。涡旋压缩机300具备密闭容器307、配设于密闭容器307内的压缩机构305、驱动压缩机构305的电动机100、连结压缩机构305和电动机100的轴55、以及支承轴55的下端部(即压缩机构305侧的相反侧的端部)的副框架308。
压缩机构305具备：具有涡旋部分的固定涡旋件301；摆动涡旋件302，具有在其与固定涡旋件301的涡旋部分之间形成压缩室的涡旋部分；保持轴55的上端部的柔性框架303；以及固定于密闭容器307并保持柔性框架303的引导框架304。
在固定涡旋件301压入有贯通密闭容器307的吸入管310。另外，在密闭容器307设置有将从固定涡旋件301排出的高压的制冷剂气体向外部排出的排出管311。该排出管311与设置在密闭容器307的压缩机构305和电动机100之间的未图示的开口部连通。
电动机100通过将定子1嵌入密闭容器307而固定于密闭容器307。电动机100的结构如上所述。在密闭容器307通过焊接固定有向电动机100供给电力的玻璃端子309。
当电动机100旋转时，其旋转被传递至摆动涡旋件302，摆动涡旋件302摆动。当摆动涡旋件302摆动时，由摆动涡旋件302的涡旋部分和固定涡旋件301的涡旋部分形成的压缩室的容积变化。然后，将制冷剂气体从吸入管310吸入，进行压缩，从排出管311排出。
在电动机100旋转时，通过在线圈3中流过电流而产生热。在线圈3产生的热经由树脂部4及槽绝缘部2(图5)传递至定子铁芯10，从定子铁芯10向密闭容器307散热。各实施方式以及变形例的电动机100具有高散热性，因此能够抑制涡旋压缩机300的内部的温度上升。另外，通过电动机100的输出提高，也能够提高涡旋压缩机300的输出。
在此，作为压缩机的一例，对涡旋压缩机300进行了说明，但在各实施方式以及变形例中说明的电动机也可以应用于涡旋压缩机300以外的压缩机。
<空调装置>
接着，对应用上述各实施方式的电动机的空调装置进行说明。图14是表示空调装置400(制冷循环装置)的图。空调装置400具备压缩机401、冷凝器402、节流装置(减压装置)403以及蒸发器404。压缩机401、冷凝器402、节流装置403以及蒸发器404通过制冷剂配管407连结而构成制冷循环。即，制冷剂按照压缩机401、冷凝器402、节流装置403以及蒸发器404的顺序循环。
压缩机401、冷凝器402以及节流装置403设置于室外机410。压缩机401由图13所示的涡旋压缩机300构成。在室外机410设置有向冷凝器402供给室外的空气的室外侧送风机405。蒸发器404设置于室内机420。在该室内机420设置有向蒸发器404供给室内的空气的室内侧送风机406。
空调装置400的动作如下。压缩机401将吸入的制冷剂压缩并送出。冷凝器402进行从压缩机401流入的制冷剂与室外的空气的热交换，使制冷剂冷凝而液化并向制冷剂配管407送出。室外侧送风机405向冷凝器402供给室外的空气。节流装置403通过使开度变化来调整在制冷剂配管407中流动的制冷剂的压力等。
蒸发器404进行利用节流装置403成为低压状态的制冷剂与室内的空气的热交换，使制冷剂夺取空气的热量而蒸发(气化)，并向制冷剂配管407送出。室内侧送风机406向蒸发器404供给室内的空气。由此，被蒸发器404夺取热量后的冷风向室内供给。
如上所述，各实施方式以及变形例的电动机100具有高散热性，因此能够抑制压缩机401的内部的温度上升，能够进行空调装置400的稳定的运转。另外，通过与电动机100的输出提高相伴的压缩机401的输出提高，也能够提高空调装置400的输出。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了具体说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种改良或变形。
附图标记说明
1定子；10定子铁芯；10a外周；10b内周；11轭部；12齿；13槽；13a底部；13b第1侧部；13c第2侧部；13d第1对置部；13e第2对置部；130线圈收纳部；14开口部；14a侧部；14b侧部；2槽绝缘部；21第1部分；22第2部分；23第3部分；24第4部分；25第5部分；26开口绝缘部；3线圈；4树脂部(第1树脂部)；41树脂部(第2树脂部)；5转子；50转子铁芯；51槽；55轴；6笼型二次导体；60杆；61、62端环(环状体)；100电动机；300涡旋压缩机(压缩机)；305压缩机构；307密闭容器；400空调装置；401压缩机；402冷凝器；403节流装置(减压装置)；404蒸发器；407制冷剂配管。

Claims (21)

1.一种定子，其中，具有：
定子铁芯，具有内周和槽，所述内周在以轴线为中心的周向上延伸，所述槽在以所述轴线为中心的径向上位于比所述内周靠外侧的位置；
线圈，配置在所述槽的内部；以及
树脂部，在所述槽的内部包围所述线圈的周围，
所述槽具有开口部和线圈收纳部，所述开口部与所述内周相连，所述线圈收纳部形成于比所述开口部靠所述径向的外侧的位置并收纳所述线圈，
所述线圈收纳部具有：
在所述周向上相对的第1侧部和第2侧部；以及
弯曲形状的底部，位于比所述第1侧部和所述第2侧部靠所述径向的外侧的位置，
在与所述轴线正交的面内，将所述底部与所述第1侧部的边界设为第1点，将所述底部与所述第2侧部的边界设为第2点，将所述开口部中最靠近所述第1侧部的点设为第3点，且将所述开口部中最靠近所述第2侧部的点设为第4点，
将连结所述第1点和所述第2点的直线设为第1直线，
将连结所述第1点和所述第3点的直线设为第2直线，
将连结所述第2点和所述第4点的直线设为第3直线，
将由所述第1直线和所述底部包围的区域设为第1区域，
将由所述第2直线和所述第1侧部包围的区域、以及由所述第3直线和所述第2侧部包围的区域合并，设为第2区域，
在所述线圈收纳部中，将由所述第1直线、所述第2直线以及所述第3直线包围的区域设为第3区域，
所述第1区域的面积A1、所述第1区域内的所述线圈的总截面积S1、所述第2区域的面积A2、所述第2区域内的所述线圈的总截面积S2、所述第3区域的面积A3、以及所述第3区域内的所述线圈的总截面积S3满足
(S1/A1)>(S2/A2)>(S3/A3)。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
在所述槽的内部还具有使所述线圈与所述定子铁芯绝缘的槽绝缘部，
所述第1点是在所述槽绝缘部的内表面上位于所述底部与所述第1侧部的边界的点，
所述第2点是在所述槽绝缘部的内表面上位于所述底部与所述第2侧部的边界的点，
所述第1区域是由所述第1直线和所述底部中的所述槽绝缘部的内表面包围的区域，
所述第2区域是将由所述第2直线和所述第1侧部中的所述槽绝缘部的内表面包围的区域、以及由所述第3直线和所述第2侧部中的所述槽绝缘部的内表面包围的区域合并的区域。
3.根据权利要求2所述的定子，其中，
所述树脂部的导热率Qr为所述槽绝缘部的导热率Qs以上。
4.根据权利要求3所述的定子，其中，
所述树脂部的导热率Qr以及所述槽绝缘部的导热率Qs满足
Qr/Qs≥6.2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
在所述槽的所述线圈收纳部与所述开口部的边界还具有绝缘性的开口绝缘部。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的定子，其中，
所述树脂部是第1树脂部，
在所述开口部的内部设置有第2树脂部，
所述第1树脂部与所述第2树脂部相互接触。
7.根据权利要求6所述的定子，其中，
所述第1树脂部和所述第2树脂部由相同的树脂构成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
所述开口部为空洞部。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
所述开口部的所述径向的内侧端部的所述周向的宽度W1比所述径向的外侧端部的所述周向的宽度W2窄。
10.根据权利要求9所述的定子，其中，
所述开口部的所述宽度W1为所述线圈的线径的1.5倍以上。
11.根据权利要求9所述的定子，其中，
在将所述径向上的所述开口部的长度设为T1，
将所述开口部的所述周向的两端缘所成的角的1/2设为θ，其中所述θ的单位为度时，
θ＝(180/π)×tan-1((W2-W1)/(2×T1))<15
成立。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
所述底部具有圆弧形状。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
所述槽具有第1对置部和第2对置部，所述第1对置部从所述第1侧部延伸至所述第3点，所述第2对置部从所述第2侧部延伸至所述第4点，
所述第1对置部和所述第2对置部与所述底部对置。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其中，
越靠所述径向的外侧，所述槽的所述第1侧部与所述第2侧部的间隔越宽。
15.一种电动机，其中，具有：
权利要求1至14中任一项所述的定子；以及
转子，可旋转地设置于所述定子的所述径向的内侧。
16.根据权利要求15所述的电动机，其中，
所述电动机是感应电动机。
17.一种压缩机，其中，具备：
密闭容器；
压缩机构，配置在所述密闭容器内；以及
权利要求15或16所述的电动机，驱动所述压缩机构。
18.一种空调装置，其中，具备权利要求17所述的压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器。
19.一种定子的制造方法，其中，具有：
准备定子铁芯的工序，所述定子铁芯具有在以轴线为中心的周向上延伸的内周，并且在以所述轴线为中心的径向上在比所述内周靠外侧的位置具有槽；
在所述槽的内部插入线圈，并将所述线圈卷绕于所述定子铁芯的工序；以及
向所述槽填充树脂的工序，以使所述线圈在所述槽的内部向所述径向的外侧以及所述周向的两侧移动，
所述槽具有开口部和线圈收纳部，所述开口部与所述内周相连，所述线圈收纳部形成于比所述开口部靠所述径向的外侧的位置并收纳所述线圈，
所述线圈收纳部具有：
在所述周向上相对的第1侧部和第2侧部；以及
弯曲形状的底部，位于比所述第1侧部和所述第2侧部靠所述径向的外侧的位置，
在与所述轴线正交的面内，将所述底部与所述第1侧部的边界设为第1点，将所述底部与所述第2侧部的边界设为第2点，将所述开口部中最靠近所述第1侧部的点设为第3点，且将所述开口部中最靠近所述第2侧部的点设为第4点，
将连结所述第1点和所述第2点的直线设为第1直线，
将连结所述第1点和所述第3点的直线设为第2直线，
将连结所述第2点和所述第4点的直线设为第3直线，
将由所述第1直线和所述底部包围的区域设为第1区域，
将由所述第2直线和所述第1侧部包围的区域、以及由所述第3直线和所述第2侧部包围的区域合并，设为第2区域，
在所述线圈收纳部中，将由所述第1直线、所述第2直线以及所述第3直线包围的区域设为第3区域，
所述第1区域的面积A1、所述第1区域内的所述线圈的总截面积S1、所述第2区域的面积A2、所述第2区域内的所述线圈的总截面积S2、所述第3区域的面积A3、以及所述第3区域内的所述线圈的总截面积S3满足
(S1/A1)>(S2/A2)>(S3/A3)。
20.根据权利要求19所述的定子的制造方法，其中，
在卷绕所述线圈的工序之前，还具有在所述槽的内侧设置使所述定子铁芯与所述线圈绝缘的槽绝缘部的工序。
21.根据权利要求19或20所述的定子的制造方法，其中，
所述槽具有开口部和线圈收纳部，所述开口部与所述内周相连，所述线圈收纳部形成于比所述开口部靠所述径向的外侧的位置并收纳所述线圈，
在卷绕所述线圈的工序之前，还具有在所述槽的所述线圈收纳部与所述开口部之间设置具有绝缘性的开口绝缘部的工序。
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