CN111555512A - 电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机 - Google Patents

电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机 Download PDF

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Abstract

本发明提供抑制成本的增加且确保可靠性的电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机。收纳在压缩机内的电动机(20)具备定子(1)和转子(22)。定子(1)具备具有从圆筒部的内壁朝向内侧突出的多个突极(2a)的定子铁芯(2)、具有外壁部(5b)和从该外壁部(5b)向内侧突出的多个卷体部(5a)并配置于定子铁芯的端部的绝缘子(5)、以及卷绕于突极(2a)及卷体部(5a)的多个绕组(8)。绝缘子(5)具备从外壁部(5b)朝向定子铁芯的相反侧突出且形成为直径比绕组(8)的外径大的多个外壁山部(50)和形成于相邻的外壁山部(50)彼此之间的外壁谷部(51)，外壁山部(50)与外壁谷部(51)以圆弧形状连接。

Description

电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机
技术领域
本发明涉及电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机。
背景技术
在空调机等的压缩机所使用的电动机中，作为绝缘部件，一般使用绝缘子和绝缘纸。绝缘子配置于定子的轴向的上下，由树脂形成。在定子的内壁面，沿周向形成有朝向轴向突出的多个突极。在绝缘子形成有内壁、外壁以及卷体部。根据定子的突极的个数形成有多个卷体部。在定子配置有绕组，绕组在突极与卷体部重叠的状态下卷绕于两者。绕组的端部作为搭接线被引导至定子的外部。在绝缘子形成有多个用于固定搭接线的槽。作为这样的技术，例如提出有专利文献1所记载的技术。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2016-63564号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，为了防止全球变暖，正进行向GWP(全球变暖潜能值)较小的制冷剂过渡。例如，空调机所使用的制冷剂进行了从R410A(GWP＝2088)向R32(GWP＝675)的切换。由于R32的使用温度比R410A的使用温度高，所以需要耐热温度较高的绝缘子材料。并且，绝缘子的外壁形成有多个槽而呈凹凸形状。在槽形成有角部。在作为马达部件进行磁化的情况下，对绝缘子施加由磁化引起的较强的冲击，从而需求强度以免在凹凸形状的槽的角部分产生裂缝。从上述可知有绝缘子所使用的材料的成本增加的课题。
另外，在使用电动机作为空调机用的压缩机的情况下，需要利用焊接来接合构成压缩机的外部轮廓的圆筒状的外壳与盖腔室，此时，产生熔渣、金属粒飞散的所谓溅射。如上所述，绝缘子形成有多个槽部而呈凹凸形状，从而有在焊接时所产生的溅射从槽部进入绕组内的担忧。若溅射进入绕组内，则绕组因溅射而被摩擦，有绕组的绝缘覆膜被剥落而短路的担忧。由此，有产品不良增加的担忧。
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题，其提供抑制成本的增加且确保可靠性的电动压缩机以及空调机。
为了实现上述目的，本发明具备配置在密闭容器内的压缩机构部、和配置在上述密闭容器内并驱动上述压缩机构部的电动机，上述电动机具备定子、和能够旋转地配置于上述定子的内侧的转子，上述定子具备定子铁芯、绝缘子以及多个绕组，该定子铁芯具有从圆筒部的内壁朝向内侧突出的多个突极，该绝缘子具有外壁部和从上述外壁部向内侧突出的多个卷体部，并且配置于上述定子铁芯的端部，该多个绕组卷绕于上述突极以及上述卷体部，其特征在于，上述绝缘子具备多个外壁山部和外壁谷部，该多个外壁山部从上述外壁部朝向上述定子铁芯的相反侧突出，并且比上述绕组的外径突出地形成，该外壁谷部形成于相邻的上述外壁山部彼此之间，上述外壁山部与上述外壁谷部以圆弧形状连接。
发明的效果如下。
根据本发明，能够提供抑制成本的增加且确保可靠性的电动压缩机以及空调机。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的空调机(家庭用室内空调器)的结构图。
图2是本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的剖视图。
图3是本发明的第一实施例的电动机用定子的定子铁芯以及绝缘子的立体图。
图4是本发明的第一实施例的电动机用定子的一个制造工序的俯视图。
图5是本发明的第一实施例的电动机用定子的立体图。
图6是图5中的外壁部的放大图。
图7是本发明的第二实施例的绝缘子的外壁部的放大图。
图8是本发明的第三实施例的绝缘子的外壁部的放大图。
符号的说明
1—定子，2—定子铁芯，2a—突极，2b—圆筒部，2c—凸部，2d—凹部，2e—内表面最外周位置，3—插槽，4—插槽绝缘纸，5—绝缘子，5a—卷体部，5b—外壁部，5c—内壁部，5d—外壁部内表面，6—线圈喷嘴，6a—前端部，7—通路，8—绕组，14—搭接线，20—电动机，30—压缩机构部，40—密闭容器，42—外壳，42a—内壁，50、53、55—外壁山部，51—外壁谷部，51a—底，52—突出壁部，54—槽部，55a、55b—倾斜部，100—室内机，102—室内换热器，103—室内送风风扇，200—室外机，201—涡旋式压缩机，202—四通阀，203—膨胀阀，204—室外换热器，205—室外送风风扇，S—空调机。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的电动压缩机以及使用该电动压缩机的空调机的实施例进行说明。本发明不限定于以下的实施例，各种变形例、应用例也包括在本发明的技术概念的范围内。
实施例1
图1是本发明的第一实施例的空调机(家庭用室内空调器)的结构图。使用该附图对空调机的结构进行说明。
图1中，空调机S具备室内机100和室外机200。室外机200具备涡旋式压缩机201(压缩机)、四通阀202、室外换热器204、以及膨胀阀203，室内机100具备室内换热器102。上述构成要素经由制冷剂配管a连接。并且，室内送风风扇103向室内换热器102送风，室外送风风扇205向室外换热器204送风。图1所示的实线箭头示出在制热运转时制冷剂所流通的方向，虚线箭头示出在制冷运转时制冷剂所流通的方向。空调机S根据运转模式来切换制冷剂的流通方向，并利用公知的热泵循环来对室内进行空气调节。此外，由于该热泵循环是公知的，所以省略其说明。
接下来，参照图2对涡旋式压缩机201的结构进行说明。图2是本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的剖视图。涡旋式压缩机201由高压腔室方式的密闭型涡旋式压缩机构成，并具备具有旋转涡盘32和固定涡盘34的压缩机构部30、驱动该压缩机构部30的电动机20、以及收纳有压缩机构部30和电动机20的筒状纵长的密闭容器40。此外，压缩机构部30配置于密闭容器40内的上部，电动机20配置于密闭容器40内的下部。而且，在密闭容器40内的底部存积有冷冻机油60。此外，本说明书中，“上”或者“下”的用语是由图2的右端所示的方向决定的。
密闭容器40通过在上下在圆筒状的外壳42焊接盖腔室44和底腔室46来构成。在盖腔室44设有吸入管45，并在其下部设有止回阀47。在外壳42的侧面设有排出管48。密闭容器40的内部成为喷出压室49。吸入管45从密闭容器40的上表面部贯通密闭容器40，用于向压缩机构部30的吸入侧引导制冷剂气体。排出管48以与密闭容器40内的喷出压室49连通的方式与侧面连接。电动机20具备定子1和转子22。定子1固定于外壳42，转子22能够旋转地配置于定子1，并在其内部埋设有永久磁铁。由此，电动机20作为永久磁铁同步机发挥功能，并经由固定于转子22的曲柄轴36使旋转涡盘32进行旋转运动。
电动机20被称作所谓的九槽集中绕组电动机，即在定子1中将绕组分成九处集中卷绕。此处，参照图3对作为构成定子1的部件的定子铁芯2以及绝缘子5进行详细说明。图3是本发明的第一实施例的电动机用定子的定子铁芯以及绝缘子的立体图。
图3中，定子铁芯2由大致形成为圆筒状的圆筒部2b、和形成于圆筒部2b的卷绕方向等分九个部位的突极2a、…、2a构成。突极2a、…、2a从圆筒部2b的内周面朝向其中心轴大致呈长方体状地突出而成。将形成于突极2a、…、2a的相互间的空间称作插槽3、…、3。在定子铁芯2的外周面，且在相当于突极2a、…、2a的背侧的位置形成有外径稍小的凹部2d、…、2d，由此在相当于各插槽3、…、3的背侧的位置形成有凸部2c、…、2c。
在各插槽3、…、3，以沿其形状的方式插入将绝缘纸折弯而成的插槽绝缘纸4。此外，图3中，示出仅在一个插槽3插入有插槽绝缘纸4的状态，但在全部九个部位的插槽3、…、3插入有插槽绝缘纸4。插槽绝缘纸4从定子铁芯2的上表面以突出长度d1(约3mm)突出。插槽绝缘纸4的长度比定子铁芯2的长度长“2×d1”，插槽绝缘纸4从定子铁芯2的下表面(未图示)以突出长度d1突出。
在定子铁芯2的上表面，对接有绝缘子5。绝缘子5由大致呈圆环状的外壁部5b、形成于外壁部5b的卷绕方向等分九个部位并朝向中心突出的卷体部5a、…、5a、以及以使卷体部5a、…、5a的前端分别扩大的方式形成的内壁部5c、…、5c构成。并且，在外壁部5b的周向上形成有外壁山部50和外壁谷部51。在下文中对外壁山部50和外壁谷部51进行详细说明。并且，在定子铁芯2的未图示的下表面，对接有形成为与绝缘子5大致相同的绝缘子。
另外，在外壁部5b的周向上，与外壁山部50以及外壁谷部51不同地还形成有多个突出壁部52，并在该多个突出壁部52间形成有槽部54。槽部54是为了使绕组8的搭接线14(图5)穿过而设置的。搭接线14嵌入并固定于槽部54。通过使搭接线14在槽部54穿过，来使绕组8与定子铁芯2的外部电源电连接。
接下来，图4示出在全部插槽3、…、3插入插槽绝缘纸4、在定子铁芯2的上表面对接绝缘子5、并开始了绕组8的卷绕的状态的俯视图。图4是本发明的第一实施例的电动机用定子的一个制造工序的俯视图。此外，图4中，在绝缘子5的最内端，环状地排列有多个内壁部5c，但在上述内壁部5c的相互间形成有用于使线圈喷嘴6插通的通路7。此处，线圈喷嘴6是作为自动绕组装置的线导向件来使用的部件，大致形成为筒状。线圈喷嘴6沿长圆轨道在定子铁芯2的突极2a的周围进行圆周运动。即，在绝缘子5的卷体部5a附近以及未图示的下侧的绝缘子的卷体部附近描绘大致呈半圆形的轨道，在两绝缘子间在插槽3内沿上下方向描绘直线的轨道。而且，线圈喷嘴6一边进行圆周运动，一边从其前端部6a喷出绕组8，由此隔着绝缘子5的卷体部5a以及插槽绝缘纸4在各突极2a、…、2a卷绕绕组8。此处，在自动绕组装置中，为了防止绕组8的损伤，以使线圈喷嘴6不会与绝缘子5、插槽绝缘纸4接触的方式对线圈喷嘴6的运转范围进行编程。并且，为了防止绕组8的散开，外壁部5b以及内壁部5c具有绕组8的卷绕高度以上的高度。
此外，近年来，为了防止全球变暖，正进行向GWP(全球变暖潜能值)较小的制冷剂过渡。例如，作为空调机所使用的制冷剂，进行了从R410A向R32的切换。由于R32的使用温度比R410A的使用温度高，所以需要耐热温度较高的绝缘子材料。并且，绝缘子的外壁形成有多个槽而呈凹凸形状。在槽形成有角部。在作为马达部件进行磁化的情况下，对绝缘子施加由磁化引起的较强的冲击，从而需求强度以免在凹凸形状的槽的角部分产生裂缝。其结果，有绝缘子所使用的材料的成本增加的课题。
而且，在利用焊接来接合构成压缩机的外部轮廓的圆筒状的外壳与盖腔室时，产生溅射，绕组因溅射而被摩擦，有绕组的绝缘覆膜被剥落而短路的担忧。参照图3、图5以及图6对解决上述课题的方案进行说明。
图5是本发明的第一实施例的电动机用定子的立体图，图6是图5中的外壁部的放大图。第一实施例的特征在于绝缘子5的外壁部5b的形状。
在绝缘子5的卷体部5a的部分、即用于卷绕绕组8的部分，形成有从外壁部5b朝向定子铁芯2的相反侧突出的多个外壁山部50。如图6所示，外壁山部50的直径比绕组8的外径大，突出地形成为圆弧状。从而绕组8的径向外侧由外壁山部50覆盖。
并且，在多个外壁山部50中的相邻的外壁山部50彼此之间，形成有从外壁山部50的顶部朝向定子铁芯2侧平缓地凹下的外壁谷部51。
而且，外壁山部50与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接。外壁谷部51的底51a形成为平面，底51a的周向两侧形成有两个R1、R2。通过该两个R1、R2，平面的底51a与外壁山部50以圆弧形状(R形状)(R1、R2)连接。
绕组8的搭接线14穿过槽部54并被引导至定子铁芯2的外部。图5中，示出搭接线14在槽部54穿过后的状态和在槽部54穿过前的状态。并且，在搭接线14的端部具备用于与外部电源连接的连接部15。
如上所述，根据第一实施例，由于绕组8的径向外侧由形成为比绕组8的外径大的外壁山部50覆盖，所以能够抑制在密闭容器40的焊接时所产生的溅射进入绕组8的内侧，从而能够抑制绕组8的绝缘膜的摩擦。因此，能够抑制绕组8的短路。
并且，根据第一实施例，由于外壁山部50与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接，所以即使在磁化时对绝缘子5施加了较大的冲击，也能够抑制在绝缘子5产生裂缝，因此，作为绝缘子5的材料，能够抑制使用昂贵的品级，从而能够抑制制造成本的增加。
实施例2
接下来，参照图7对本发明的第二实施例进行说明。图7是本发明的第二实施例的绝缘子的外壁部的放大图。对与第一实施例共用的结构标注同一符号。第二实施例中，与第一实施例的不同之处在于外壁山部的形状。
在绝缘子5的卷体部5a的部分、即用于卷绕绕组8的部分，形成有从外壁部5b朝向定子铁芯2的相反侧突出的多个外壁山部53。如图7所示，外壁山部53的直径比绕组8的外径大，突出地形成为四边形(多边形)。从而绕组8的径向外侧由外壁山部53覆盖。
并且，在多个外壁山部53中的相邻的外壁山部53彼此之间，形成有从外壁山部53的顶部朝向定子铁芯2侧凹下的外壁谷部51。
而且，外壁山部53与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接。外壁谷部51的底51a形成为平面，底51a的周向两侧形成有两个R1、R2。通过该两个R1、R2，平面的底51a与外壁山部53以圆弧形状(R形状)(R1、R2)连接。
根据第二实施例，由于绕组8的径向外侧由形成为比绕组8的外径大的外壁山部53覆盖，所以能够抑制在密闭容器40的焊接时所产生的溅射进入绕组8的内侧，从而能够抑制绕组8的绝缘膜的摩擦。因此，能够抑制绕组8的短路。第二实施例中，与第一实施例相比，能够以更大的面积覆盖绕组8的径向外侧。
并且，根据第二实施例，由于外壁山部53与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接，所以即使在磁化时对绝缘子5施加了较大的冲击，也能够抑制在绝缘子5产生裂缝，因此，作为绝缘子5的材料，能够抑制使用昂贵的品级，从而能够抑制制造成本的增加。
实施例3
接下来，参照图8对本发明的第三实施例进行说明。图8是本发明的第三实施例的绝缘子的外壁部的放大图。对与第一实施例共用的结构标注同一符号。第三实施例中，与第一实施例的不同之处在于外壁山部的形状。
在绝缘子5的卷体部5a的部分、即用于卷绕绕组8的部分，形成有从外壁部5b朝向定子铁芯2的相反侧突出的多个外壁山部55。如图8所示，在外壁山部55的两侧，以切去两角部的方式形成有倾斜部55a、55b。外壁山部55的直径比绕组8的外径大，突出地形成为梯形(多边形)。从而绕组8的径向外侧由外壁山部55覆盖。
并且，在多个外壁山部55中的相邻的外壁山部55彼此之间，形成有从外壁山部55的倾斜部55a、55b朝向定子铁芯2侧凹下的外壁谷部51。
而且，外壁山部55(倾斜部55a、55b)与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接。外壁谷部51的底51a形成为平面，底51a的周向两侧形成有两个R1、R2。通过该两个R1、R2，平面的底51a与外壁山部55(倾斜部55a、55b)以R形状(R1、R2)连接。
根据第三实施例，由于绕组8的径向外侧由形成为比绕组8的外径大的外壁山部55覆盖，所以能够抑制在密闭容器40的焊接时所产生的溅射进入绕组8的内侧，从而能够抑制绕组8的绝缘膜的摩擦。因此，能够抑制绕组8的短路。第三实施例中，与第一实施例相比，能够以更大的面积覆盖绕组8的径向外侧。
并且，根据第三实施例，由于外壁山部55与外壁谷部51以圆弧形状(R形状)连接，所以即使在磁化时对绝缘子5施加了较大的冲击，也能够抑制在绝缘子5产生裂缝，因此，作为绝缘子5的材料，能够抑制使用昂贵的品级，从而能够抑制制造成本的增加。
此外，本发明不限定于上述的实施例，包括各种变形例。上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而进行了详细说明的，并非限定于必须具备所说明的所有结构。并且，在上述的实施例中，以涡旋式压缩机的例子进行了说明，但也能够应用于旋转式压缩机。

Claims (6)

1.一种电动压缩机，
具备配置在密闭容器内的压缩机构部和配置在上述密闭容器内并驱动上述压缩机构部的电动机，
上述电动机具备定子和能够旋转地配置于上述定子的内侧的转子，
上述定子具备定子铁芯、绝缘子以及多个绕组，该定子铁芯具有从圆筒部的内壁朝向内侧突出的多个突极，该绝缘子具有外壁部和从上述外壁部向内侧突出的多个卷体部，并且配置于上述定子铁芯的端部，该多个绕组卷绕于上述突极以及上述卷体部，
上述电动压缩机的特征在于，
在上述绝缘子具备多个外壁山部和外壁谷部，该多个外壁山部从上述外壁部朝向上述定子铁芯的相反侧突出，并且形成为比上述绕组的外径大，该外壁谷部形成于相邻的上述外壁山部彼此之间，
上述外壁山部与上述外壁谷部以圆弧形状连接。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，
上述外壁山部形成为圆弧状。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，
上述外壁山部形成为多边形状。
4.根据权利要求3所述的电动压缩机，其特征在于，
上述外壁山部形成为四边形状。
5.根据权利要求1～4任一项中所述的电动压缩机，其特征在于，
上述外壁谷部的底为平面，上述平面与上述外壁山部以圆弧形状连接。
6.一种空调机，具备：
室外机，其具备压缩制冷剂的压缩机、四通阀、室外换热器以及室外送风风扇；以及
室内机，其具备室内换热器和向上述室内换热器送风的室内送风风扇，并通过制冷剂配管而与上述室外机连接，
上述空调机的特征在于，
上述压缩机具备配置在密闭容器内的压缩机构部和配置在上述密闭容器内并驱动上述压缩机构部的电动机，
上述电动机具备定子和能够旋转地配置于上述定子的内侧的转子，
上述定子具备定子铁芯、绝缘子以及多个绕组，该定子铁芯具有从圆筒部的内壁朝向内侧突出的多个突极，该绝缘子具有外壁部和从上述外壁部向内侧突出的多个卷体部，并且配置于上述定子铁芯的端部，该多个绕组卷绕于上述突极以及上述卷体部，
上述绝缘子具备多个外壁山部和外壁谷部，该多个外壁山部从上述外壁部朝向上述定子铁芯的相反侧突出，并且形成为比上述绕组的外径大，该外壁谷部形成于相邻的上述外壁山部彼此之间，
上述外壁山部与上述外壁谷部以圆弧形状连接。
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