CN203774922U - 压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。以往存在由于部件的材料的热膨胀率不同,线圈与导线之间的固定状态松弛、线圈与导线的电接触降低、电阻增加的课题。为此,本实用新型涉及的压缩机用电动机中,定子具备:定子铁芯,其具有圆筒形的背轭与多个从背轭向内侧突出的齿;绝缘部件,其安装于定子铁芯的轴向的端面;定子线圈,其经由绝缘部件而卷绕于齿;以及导线,其终端的一端与定子线圈通过冷压接而接合且另一端与外部电源连接,绝缘部件具有收纳部,收纳部收纳定子线圈与导线之间的接合部,填充绝缘性树脂并用该绝缘性树脂将接合部覆盖。
Description
技术领域
本实用新型涉及组装于压缩机的压缩机用电动机。
背景技术
通常,密闭型压缩机在密闭容器内组装有压缩制冷剂的压缩机构、和驱动该压缩机构的电动机,压缩机构与电动机经由旋转轴而连接。
电动机包括固定于密闭容器内的定子、和设于定子的内侧并由于磁作用而旋转的转子。旋转轴将转子的旋转运动传递至压缩机构,利用所传递的旋转运动通过压缩机构压缩制冷剂。
定子部件沿内周部按规定的间隔放射状地设有多个磁极齿的定子铁芯、和经由绝缘部件而卷装于该磁极齿的线圈。线圈与引出至电动机外的导线连接,并经由连接器与设于密闭容器的玻璃端子连接。线圈与导线之间的连接,通过软钎焊、压接端子连接(例如参照专利文献1)。
定子的线圈通常使用电阻低的铜线,但为了降低成本使用铝线等,而不局限于铜线(例如参照专利文献2)。
关于被压缩机构压缩的制冷剂,使用与目的·用途对应的制冷剂,例如近年来为了避免全球变暖而使用全球变暖系数(Global WarmingPotential,以下称为GWP)低的R32制冷剂等。
另外,在使用无刷DC马达的情况下,还使用以下扩大运转范围的控制,即:对马达端子电压成为变频器输出电压的转速,通过马达感应电压进行推进电流相位而减弱磁铁磁通的运转从而使转速增加(例如参照专利文献3)。
另外,在空调机用的压缩机中,还使用以下控制,即:根据与旋转位置对应的负载转矩的图案,将电动机的输出转矩控制为与旋转位置对应的输出转矩,使低速区域中的振动、噪声降低(例如参照专利文献4)。
专利文献1:日本特开2001-197699号公报(第3-4页、第1-3图)
专利文献2:日本特开2008-173001号公报(第4页)
专利文献3:日本特开2001-115963号公报(第6页、第7页)
专利文献4:日本特开昭61-4492号公报(第2-3页)
在现有的密闭型压缩机中电动机的线圈与从电动机引出的导线通常通过软钎焊、硬钎焊或者压接端子那样的连接部件连接。
另一方面,由于用于避免全球变暖而使用的R32制冷剂与现有的R407C制冷剂或者R410A制冷剂相比动作温度高,以排出温度高10℃左右的条件使用。电动机整体由于排出的高温制冷剂而被加热,因此与以往相比电动机在高温条件下使用。
另外,在对于线圈使用铝线的情况下,与铜线相比电阻高,线圈温度上升。定子被线圈加热,因此与以往相比电动机在高温条件下使用。
另外,若进行电动机的控制、例如抑制由于压缩机构的吸入动作与排出动作而产生的振动的减振控制、在高速旋转区域抑制转子侧所产生的反电动势来提升转速的磁场削弱控制等,则流动的电流也增大,线圈温度上升。由此,与以往相比电动机在高温条件下使用。
对此,存在以下问题,即:若电动机的动作温度增高,则在连接并固定线圈、导线的压接端子中,由于各个部件的材料的热膨胀率不同,线圈与导线之间的固定状态松弛,线圈、导线、压接端子的电接触降低,连接部处的电阻增加。而且,存在以下问题,即:若连接部处的电阻增加,则导致电动机的效率降低,并且引起连接部的温度上升,促进线圈、导线、压接端子的热膨胀,进而线圈与导线之间的固定状态大幅度松弛。
尤其是,存在以下问题,即:在部件的原材料如铜材料、黄铜材料、铝材料那样不同的情况下,各材料的热膨胀率大为不同,因此松弛较大而易导致电阻增加。
另外,存在若对线圈与导线进行软钎焊、硬钎焊,则线圈与导线经由软钎料、硬钎料而连接,因此连接部的电阻比线圈的原材料、导线的原材料高,产生电动机的效率降低、连接部的温度上升的课题。通常,通过软钎焊、硬钎焊而连接的连接部由套筒等保护部件保护而不与其他导线接触,但在减振控制、磁场削弱控制那样的流通大的电流的控制中,连接部的温度上升也增高,因此存在对于保护部件也需要高耐热性的课题。
另外,在线圈、导线的表面生成有氧化膜,由于软钎焊、硬钎焊基于母材与熔融金属之间的浸润现象而进行,因此为了以化学方法除去氧化膜而使用助焊剂。但是,若助焊剂残留于接合部,则可能会腐蚀线圈或导线,或者由于助焊剂与制冷剂或冷冻机油的化学反应而产生淤渣等异物,可能会导致压缩机的滑动部的烧焦或配管、节流阀的堵塞。因此,存在以下问题,即:需要追加清洗工序等,导致制造成本的上升与生产性的降低。尤其是,存在对于铝材那样的氧化作用强的材料而言,除去其氧化膜的软钎焊助焊剂的作用也强力,因此腐蚀性也增高,清洗的必要性也增高的问题。
发明内容
本实用新型是为了解决上述那样的课题而产生的,目的在于获得在压缩机用电动机的线圈与导线之间的接合中,能够进行接合而不使线圈与导线之间的接合部的电阻增加,还抑制从该接合部产生淤渣等异物的情况的可靠性高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
本实用新型的压缩机用电动机是具有圆筒形的定子与配设于定子的内侧的转子的压缩机用电动机,定子具备:定子铁芯,该定子铁芯具有圆筒形的背轭与多个从背轭向内侧突出的齿;绝缘部件,该绝缘部件安装于定子铁芯的轴向的端面;定子线圈,该定子线圈经由绝缘部件而卷绕于齿;以及导线,该导线的终端的一端与定子线圈接合且另一端与外部电源连接,绝缘部件具有收纳部,收纳部收纳定子线圈与导线之间的接合部,接合部被绝缘性树脂覆盖。
本实用新型的压缩机用电动机具备:定子铁芯,其具有圆筒形的背轭与多个从背轭向内侧突出的齿;绝缘部件,其安装于定子铁芯的轴向的端面;定子线圈,其经由绝缘部件而卷绕于齿;导线,其终端的一端与定子线圈通过冷压接接合,另一端与外部电源连接,绝缘部件具有收纳部,收纳部收纳定子线圈与导线之间的接合部,填充绝缘性树脂,由绝缘性树脂覆盖接合部,因此,能够获得不使线圈与导线之间的接合部的电阻增加而接合线圈与导线、并且还抑制从该接合部产生淤渣等异物的情况的可靠性高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
另外,本实用新型的压缩机的特征在于,具备上述的压缩机用电动机、和被上述压缩机用电动机驱动而压缩制冷剂的压缩机构。
另外,本实用新型的制冷循环装置的其特征在于,具备上述的压缩机、室外侧热交换器、减压器以及室内侧热交换器。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施方式1的密闭型压缩机的剖面结构的一个例子的示意图。
图2是本实用新型的实施方式1的密闭型压缩机的压缩机构的剖视图。
图3是本实用新型的实施方式1的制冷循环装置的结构图。
图4是本实用新型的实施方式1的密闭型压缩机的电动机的剖视图。
图5是本实用新型的实施方式1的电动机的定子线圈的说明图。
图6是本实用新型的实施方式1的电动机的定子线圈的结线图。
图7是本实用新型的实施方式1的电动机的绝缘部件的结构图。
图8是将本实用新型的实施方式1的电动机的绝缘部件安装于定子时的说明图。
图9是将本实用新型的实施方式1的电动机的绝缘部件安装于定子时的说明图。
图10是本实用新型的实施方式1的绝缘部件的收纳部的说明图。
图11是本实用新型的实施方式1的密闭型压缩机的转矩变化的说明图。
图12是本实用新型的实施方式1的导线的接合方法的说明图。
图13是本实用新型的实施方式2的绝缘部件的收纳部的说明图。
图14是本实用新型的实施方式2的绝缘部件的收纳部的其他方式的说明图。
附图标记说明:
10…密闭容器;11…上部容器;12…下部容器;20…压缩机构;21…旋转轴;21a…主轴部;21b…偏心轴部;21c…副轴部;22…旋转柱塞;23…缸;23a…缸室;23b…背压室;23c…叶片槽;24…上轴承;25…下轴承;26…叶片;27…排出消声器;30…电动机;31…转子;32…转子铁芯;33…磁铁插入孔;34…永久磁铁;35…风孔;41…定子;42…定子铁芯;43…绝缘部件;43a…绝缘部件;1、43b…绝缘部件2;43c…绝缘部件2;43d…绝缘部件的外壁部;43e…绝缘部件的内壁部;43f…齿包覆部;43g…定位突起;1、43h…定位突起2;44…定子线圈;44a~44i…定子线圈;44j…中性点;44k…U相定子线圈;44l…V相定子线圈;44m…W相定子线圈;45…背轭;46…齿;46a~46r…齿;47…插口;48…导线;48u…U相导线;48v…V相导线;48w…W相导线;49…玻璃端子;51…收纳部;51u…U相收纳部;51v…V相收纳部;51w…W相收纳部;51a…收纳室;51b…槽部;51c…第一侧壁;51d…第二侧壁;51e…间隙;52…第一导线;52a…第一导线的端面;53…第二导线;53a…第二导线的端面;54…专用夹具;55…毛刺;56…接合部;56u…U相接合部;56v…V相接合部;56w…W相接合部;57…导线引导槽;58…导线引导槽;100…密闭型压缩机;101…吸入消声器;102…排出管;103…四通换向阀;104…室外侧热交换器;105…减压器;106…室内侧热交换器;200…制冷循环装置。
具体实施方式
实施方式1.
此处,以回转式压缩机为一个例子进行说明。
图1是本实用新型的实施方式1中的密闭型压缩机的剖视图,图2是在图1的A-A′切断的剖视图即从上面观察压缩机构的剖视图。在图1中,对一缸型回转式压缩机的一个例子亦即密闭型压缩机的整体结构进行说明。密闭型压缩机100构成为在密闭容器10内收纳有压缩制冷剂气体的压缩机构20、和驱动压缩机构20的电动机30。密闭容器10具备上部容器11和下部容器12,压缩机构20收纳于密闭容器10的下方,电动机30收纳于密闭容器10的上方。压缩机构20与电动机30被旋转轴21连结,旋转轴21将电动机30的旋转运动传递至压缩机构20,在压缩机构20利用所传递的旋转力压缩制冷剂气体并将其排出至密闭容器10内。密闭容器10内由被压缩的高温/高压的制冷剂气体充满,并且在密闭容器10的下方即底部存积有用于压缩机构20的润滑的冷冻机油。
在旋转轴21的下部设有油泵,油泵随着旋转轴21的旋转将存积于密闭容器10的底部的冷冻机油汲起,向压缩机构20的各滑动部供油。由此,确保压缩机构20的机械式的润滑作用。
旋转轴21具备主轴部21a、偏心轴部21b、副轴部21c,沿轴向按主轴部21a、偏心轴部21b、副轴部21c的顺序形成。在主轴部21a热嵌或者压入固定有电动机30,在偏心轴部21b可滑动地嵌合有圆筒状的旋转柱塞22。
图2是将压缩机构20在图1的A-A切断并从上面侧对其进行观察的剖视图,压缩机构20具备缸23、旋转柱塞22、上轴承24、下轴承25、以及叶片26。在缸23的内部设有轴向的两端开口的圆筒状的空间即缸室23a。在缸室23a内收纳有在缸室23a内进行偏心运动的旋转轴21的偏心轴部21b、嵌合于偏心轴部21b的旋转柱塞22、以及分隔由缸室23a的内周和旋转柱塞22的外周形成的空间的叶片26。
在缸23形成有叶片槽23c,该叶片槽23c的一方向缸室23a内开口,另一方设有背压室23b,在该叶片槽23c收纳有叶片26。叶片26在叶片槽23c内沿径向往复运动。叶片26的形状为在安装于叶片槽23c的状态下缸室23a的周向的厚度小于缸室23a的径向以及缸室23a的轴向的长度的大致长方体的形状。在叶片槽23c的背压室23b设有未图示的叶片弹簧。通常,密闭容器10内的高压的制冷剂气体流入背压室23b,利用背压室23b的制冷剂气体的压力与缸室23a的制冷剂气体的压力的差压产生朝向缸室23a的中心沿径向使叶片23运动的力。利用因该背压室23b与缸室23a的差压而引起的力和沿径向按压叶片弹簧的力,使叶片23朝向缸室23a的中心沿径向运动。使叶片23沿径向运动的力使叶片23的一端即缸室23a侧的端部抵接于旋转柱塞22的圆筒状的外周。由此,能够分隔由缸23的内周和旋转柱塞22的外周形成的空间。在密闭容器10内的制冷剂气体即背压室23b的制冷剂气体的压力与缸室23a内的制冷剂气体的压力的差压是不足以用于将叶片23按压在旋转柱塞22的外周的压力的情况下,能够用叶片弹簧的力将叶片23的一端按压在旋转柱塞22的外周,因此能够始终将叶片23的一端抵接于旋转柱塞22的外周。
上轴承24嵌合于旋转轴21的主轴部21a并将主轴部21a支承为自如旋转,并且封闭缸室23a的轴向的一方的开口部。同样,下轴承25嵌合于旋转轴21的副轴部21c并将副轴部21c支承为自如旋转,并且封闭缸室23a的轴向的一方的开口部。在缸23设有吸入口,该吸入口从密闭容器10的外部将制冷剂气体吸入缸室23a内,在上轴承24设有排出口,该排出口将压缩的制冷剂气体排出缸室23a外。上轴承24为侧视下大致倒T字形状,下轴承25为侧视下大致T字形状。
在上轴承24的排出口设有排出阀,对从缸23经由排出口排出的高温/高压的制冷剂气体的排出时机进行控制。即,排出阀在缸23的缸室23a内被压缩的制冷剂气体达到规定的压力之前关闭,若达到规定的压力以上则打开而使高温/高压的制冷剂气体向缸室23a外排出。
在缸室23a内反复吸入、压缩、排出的动作,因此从排出口排出的制冷剂气体间歇性地被排出而形成脉动声等噪声。为了降低该噪声,在上轴承24的外侧即电动机30侧以覆盖上轴承24的方式安装有排出消声器27。在排出消声器27设有排出孔,该排出孔将由排出消声器27和上轴承24形成的空间与密闭容器10内连通。从缸23经由排出口被排出的制冷剂气体,一时被排出至由排出消声器27和上轴承24形成的空间,然后从排出孔向密闭容器10内被排出。
在密闭容器10侧旁设有吸入消声器101,该吸入消声器101抑制液态制冷剂被直接吸入缸23的缸室23a的情况。通常,从与密闭型压缩机100连接的外部的回路,向密闭型压缩机100混合输送低压的制冷剂气体和液态制冷剂。若液态制冷剂流入缸23而被压缩机构20压缩则压缩机构20故障,因此在吸入消声器101分离液态制冷剂与制冷剂气体,并仅将制冷剂气体输送至缸室23a。吸入消声器101与缸23的吸入口被吸入连结管连接,从吸入消声器101输送的低压的制冷剂气体经由吸入连结管被吸入缸室23a。
如以上那样构成压缩机构20,由于旋转轴21的旋转运动,从而旋转轴21的偏芯轴部21b在缸23的缸室23a内旋转。在缸室23a的内周与嵌合于偏芯轴部21b的旋转柱塞22的外周之间被叶片26分隔出的工作室,随着旋转轴21的旋转而增加/减少容积。首先,最初,该工作室与吸入口连通,吸入低压制冷剂气体。接下来,将吸入口的连通关闭,减少工作室的容积,并且压缩工作室内的制冷剂气体。最后,与排出口连通,在工作室内的制冷剂气体达到规定的压力后,打开设于排出口的排出阀,向工作室外即缸室23a外排出被压缩而形成为高压/高温的制冷剂气体。
从缸室23a经由排出消声器27被排出至密闭容器10内的高压/高温的制冷剂气体,在电动机30内通过,在密闭容器10内上升,从设于密闭容器10的上部的排出管102向密闭容器10的外部被排出。在密闭容器10的外部构成有供制冷剂流动的冷冻回路,被排出的制冷剂在冷冻回路循环,并再次返回吸入消声器101。
图3是与密闭型压缩机100连接的空调机等制冷循环装置的示意结构图。制冷循环装置200构成为,具备与密闭型压缩机100的吸入侧连接的密闭型压缩机100的吸入消声器101、与密闭型压缩机100的排出侧连接的能够切换制冷剂从密闭型压缩机100的流动的四通换向阀103、室外侧热交换器104、电动膨胀等的减压器105、以及室内侧热交换器106,并经由配管依次连接而形成冷冻回路。此外,通常,在冷冻空调装置中,室内侧热交换器106搭载于屋内的装置,剩下的密闭型压缩机100、四通换向阀103、室外热交换器104、以及减压器105搭载于屋外的装置。
例如,在空调机的供暖运转过程中,四通换向阀103与图3的实线侧连接。被密闭型压缩机100压缩的高温高压的制冷剂,流入室内侧热交换器106,冷凝、液化后,被减压器105节流,成为低温低压的二相状态,并向室外侧热交换器104流动,蒸发而气化后通过四通换向阀103而再次返回密闭型压缩机100。即,制冷剂如图3的实线箭头所示那样循环。通过该循环,在蒸发器亦即室外侧热交换器104与外部空气进行热交换,输送至室外侧热交换器104的制冷剂吸热,吸热后的制冷剂被输送至冷凝器亦即室内侧热交换器106,与室内的空气进行热交换,从而温暖室内的空气。
在供冷运转的情况下,四通换向阀103与图3的虚线侧连接。被密闭型压缩机100压缩的高温高压的制冷剂流入室外侧热交换器104,冷凝、液化后,被减压器105节流,成为低温低压的二相状态,并向室内侧热交换器106流动,蒸发、气化后通过四通换向阀103而再次返回密闭型压缩机100。即,若从供暖运转变化为供冷运转,则室内侧热交换器106从冷凝器变为蒸发器,室外侧热交换器104从蒸发器变为冷凝器。于是,制冷剂如图3的虚线箭头所示那样循环。通过该循环,在蒸发器亦即室内侧热交换器106与室内的空气进行热交换,从室内的空气吸热即冷却室内的空气,吸热后的制冷剂被输送至冷凝器亦即室外侧热交换器104,与外部空气进行热交换,从而向外部空气散热。
此时,对于制冷剂通常使用R407C制冷剂或者R410A制冷剂、R32制冷剂等。
接下来,对向压缩机构20传递旋转力的电动机30进行说明。
图4是在图1的B-B′将电动机30切断并从上面侧对其进行观察的剖视图,电动机30具备固定于密闭容器10的内周的大致圆筒状的定子41、和配设于定子41的内侧的大致圆柱状的转子31。
转子31由层叠铁芯片而形成的转子铁芯32构成,其中,铁芯片是冲压薄板电磁钢板而成的。对于转子的结构,有无刷DC马达那样的使用永久磁铁的结构、和感应电动机那样的使用二次线圈的结构。例如,在为图4那样的无刷DC马达的情况下,沿转子铁芯32的轴向设有磁铁插入孔33,在该磁铁插入孔插入有铁氧体磁铁、稀土类磁铁等永久磁铁34。利用该永久磁铁34形成转子31上的磁极。通过转子31上的磁极所产生的磁通与定子41的定子线圈所产生的磁通之间的作用使转子31旋转。
在为未图示的感应电动机的情况下,在转子铁芯32设有二次线圈取代永久磁铁,定子41的定子线圈将磁通引导至转子侧的二次线圈而产生旋转力,由此使转子31旋转。
在转子铁芯32的中心设有供旋转轴21通过的轴孔,旋转轴21的主轴部21a通过热嵌等而紧固于该轴孔。由此,将转子31的旋转运动传递至旋转轴21。在轴孔的周围设有风孔35,被处于电动机30的下方的压缩机构20压缩的高压/高温的制冷剂通过风孔35。此外,被压缩机构20压缩的制冷剂除通过风孔35以外,还通过转子31与定子41之间的空气间隙、定子线圈的间隙。
定子41具备定子铁芯42、绝缘部件43、以及定子线圈44,呈大致圆筒状的形状,在中心配置有大致圆柱状的转子31。
定子铁芯42与转子31同样是层叠铁芯片而形成的,其中,铁芯片是冲压薄板电磁钢板而成的,定子铁芯42的外径被制作成比下部容器12的中间部分的内径小,并通过热嵌而固定于下部容器12的内径。另外,定子铁芯42具备形成外周侧的圆筒形部的背轭45、和多个从背轭45向定子41的径向的中心侧即转子31的方向等间隔地突出的磁极齿即齿46。通过对齿46施加定子线圈44来构成磁极。在齿与齿之间形成有能够收容定子线圈44的空间即插口47。
在定子线圈44连接有导线48。导线48与固定于密闭容器10的玻璃端子49连接,从玻璃端子49供给电力。在玻璃端子49连接有外部电源,该外部电源经由导线48对定子线圈44供给电力。外部电源设于密闭容器10外,例如为变频器装置等。定子线圈44是经由绝缘部件43沿定子41的轴向即上下方向卷绕于多个设于定子铁芯42的齿46而成的线圈的集合体,定子线圈44大致无缝隙地收纳于形成于齿与齿之间的插口47。在电流流动于定子线圈44时,卷绕有上述定子线圈44的齿46成为磁极。磁极的方向由于流动于定子线圈44的电流的方向而变化。
图5、图6是通常的三相电动机的定子线圈的结线图。通常,三相电动机的定子线圈由3个独立的线圈的集合体构成,分别称为U相定子线圈、V相定子线圈、以及W相定子线圈。
例如,图5、图6的定子41具有齿46a~46r、和定子线圈44a~44i。首先,U相的定子线圈如图5那样具备卷绕于齿46a、46b、46c的定子线圈44a、卷绕于齿46g、46h、46i的定子线圈44b、以及卷绕于齿46m、46n、46o的定子线圈44c,将定子线圈44a、定子线圈44b、以及定子线圈44c如图6那样以串联的方式连接,由此构成U相定子线圈44k。U相定子线圈44k的终端的一方与中性点44j连接,另一方与导线48u连接,由此构成定子41的U相。同样,V相的定子线圈具备卷绕于齿46e、46f、46g的定子线圈44d、卷绕于齿46k、46l、46m的定子线圈44e、以及卷绕于齿46q、46r、46a的定子线圈44f,将定子线圈44d、定子线圈44e、以及定子线圈44f以串联的方式连接,由此构成V相定子线圈44l。V相定子线圈44l的终端的一方与中性点44j连接,另一方与导线48v连接,由此构成定子41的V相。W相的定子线圈由卷绕于齿46c、46d、46e的定子线圈44g、卷绕于齿46i、46j、46k的定子线圈44h、以及卷绕于齿46o、46p、46q的定子线圈44i构成,将定子线圈44g、定子线圈44h、定子线圈44i以串联的方式连接,由此构成W相定子线圈44m。W相定子线圈44m的终端的一方与中性点44j连接,另一方与导线48w连接,由此构成定子41的W相。
电流流动于U相、V相、W相的定子线圈,由此励磁定子线圈,从而齿46a~46r成为磁极。
对于定子线圈44、导线48使用铜线,但也可以使用铝线。还可以采用以对于导线48使用铜线,对于定子线圈44使用铝线的方式混合的使用方法。
形成于齿46的相对于旋转轴21轴在圆周方向的侧面间即齿与齿之间的插口47被绝缘部件43覆盖,用以使齿46与定子线圈44不接触。
绝缘部件43具备安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的绝缘部件43a、43b、43c、和对插口47的内壁即齿46的相对于旋转轴21轴在圆周方向的侧面进行覆盖的部分(未图示)。绝缘部件43a、43b安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面中的配置有导线48的一侧,绝缘部件43c安装于其相反的一侧的端面。相对于绝缘部件43b而在绝缘部件43a设有收纳部51。图7是表示该绝缘部件43中的43a的图。图7的(a)图是在安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的状态下,从旋转轴21轴向即定子铁芯42的上面观察的图,图7的(b)图是从定子铁芯42的外周侧观察的图,图7的(c)图是从定子铁芯42的圆周方向即侧方观察的图。图8是从定子铁芯42的旋转轴21轴向即上方观察将图7的绝缘部件43安装于定子铁芯42的状态的图。图9是从定子铁芯42的圆周方向即侧方观察将绝缘部件43安装于定子铁芯42的状态的图,图9的(a)图是缠绕定子线圈44前的图,图9的(b)图是缠绕定子线圈44后的图,图9的(c)图是在图8的C-C′切断的剖视图。
安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分按各个齿46设置,因此在图7中示出了按各个齿46分割的绝缘部件43a,但也可以为将定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面以绕旋转轴21轴一周的方式连结成圆环状的结构。
安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,包括依照安装于定子铁芯42的背轭45的旋转轴21轴向的端面的背轭45的形状而形成为大致圆弧状的外壁部43d、安装于齿46的前端部的旋转轴21轴向的端面的内壁部43e、以及安装于除安装有内壁部43e的部分之外的齿46的旋转轴21轴向的端面并覆盖该端面的齿包覆部43f。即,如图9的(a)那样,在绝缘部件43a安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的状态下,绝缘部件43a的安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分构成为,具有安装于齿46的旋转轴21轴向的端面并覆盖该端面的齿包覆部43f、设于齿包覆部43f的外周侧并安装于背轭45的旋转轴21轴向的端面的外壁部43d、以及设于齿包覆部43f的内周侧并安装于齿46的前端部的旋转轴21轴向的端面的内壁部43e,在外壁部43d与内壁部43e之间设有齿包覆部43f。此外,外壁部43d与内壁部43e立起设置地设于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面,并分别沿旋转轴21轴向延伸配置。安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,无论安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的哪一个,都具有相同的结构。
另外,外壁部43d、内壁部43e以及齿包覆部43f对各个齿46设置。
另外,对于绝缘部件43a而言,在绝缘部件43a的与定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面接触的一侧,设有多个43g、43h那样的定位突起,在定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面,设有与该定位突起对应的孔。在安装时,该定位突起插入定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的孔,由此能够安装于规定的位置。此外,只要形成为孔与突起嵌合的形状即可。虽未图示,但在绝缘部件43b、43c设有相同的结构,从而形成为能够安装于规定的位置的结构。
覆盖插口47的内壁的部分、与安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,可以形成为一体,也可以形成为相独立。
在为覆盖插口47的内壁的部分、与安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分形成为一体的绝缘部件的情况下,以从定子铁芯42的旋转轴21轴向的一方的端面侧,用覆盖插口47的内壁的部分夹入齿46的方式,使覆盖插口47的内壁的部分插入地嵌合于插口47。插入于插口47的覆盖插口47的内壁的部分到达定子铁芯42的旋转轴21轴向的另一方的端面侧,遮盖插口47的内壁之后,安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分与定子铁芯42的旋转轴21轴向的一方的端面接触,向插口47的插入结束。然后,卡止于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面。在定子铁芯42的旋转轴21轴向的另一方的端面侧,不具有覆盖插口47的内壁的部分而安装有安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,使从定子铁芯42的旋转轴21轴向的一方的端面侧插入插口47的覆盖插口47的内壁的部分,从定子铁芯42的旋转轴21轴向的另一方的端面侧卡止或嵌合。由此,覆盖插口47的内壁的部分卡止于插口47内,并且安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,也卡止于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面上。
覆盖插口47的内壁的部分、与安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分形成为相独立的情况是指,先将覆盖插口47的内壁的部分插入插口47,接下来,将安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分安装于两端面。安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分,从各自的方向与覆盖插口47的内壁的部分卡止或嵌合,将覆盖插口47的内壁的部分卡止或固定于插口47内。例如,在安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分设置爪,在该爪与插口47的内壁之间夹住覆盖插口47的内壁的部分,将其卡止于插口47内。此时,由于爪按压插口47的内壁的力,从而安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分也卡止于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面上。
此外,绝缘部件43的至少安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的部分43a、43b、43c,由LCP(液晶聚合物)等工程塑料等绝缘性树脂形成,覆盖插口47的部分形成为一体的情况是指,由相同的工程塑料等绝缘性树脂形成。在覆盖插口47的部分形成为相独立的情况下,除工程塑料等绝缘性树脂以外,还可以由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)那样的绝缘膜构成。
在插口47的内壁即齿46的构成插口47的内壁的面安装有绝缘部件43的覆盖插口47的内壁的部分,并且如图9的(a)图那样在构成定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的齿46的旋转轴21轴向的端面安装有齿包覆部43f,在绝缘部件43覆盖齿46的旋转轴21轴向的端面与构成插口47的内壁的面的状态下,定子线圈44从该绝缘部件43上如图9的(b)图那样缠绕于齿46。由此,定子线圈44与齿46绝缘(例如图9的(c)图)。此外,定子线圈44缠绕于外壁部43d与内壁部43e之间,并且层叠状缠绕于齿46上的定子线圈44能够被外壁部43d与内壁部43e保持,并能够缠绕成不会比外壁部43d靠外周侧、且不会比内壁部43e靠内周侧扩散。
此外,由于卷绕定子线圈44,从而将安装于定子铁芯42的绝缘部件43固定于安装的位置。
在绝缘部件43a的外壁部43d设有对定子线圈44与导线48之间的连接部分进行收纳的收纳部51。例如,在图10中,在绝缘部件43a安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的状态下,在绝缘部件43a的外壁部43d设置定子铁芯42的圆周方向的槽,将该槽作为收纳部51,将定子线圈44与导线48之间的接合部收纳于收纳部51。收纳部51向定子铁芯42的旋转轴21轴向且与定子铁芯42相反的一侧即上方、以及在定子铁芯42的圆周方向分别敞开。此外,图10的(a)图是从定子铁芯42的旋转轴21轴向即上方观察的绝缘部件43a的外观图,图10是(b)图是表示从定子铁芯42的外周侧观察的绝缘部件43a的外观与收纳部51的内部的图,图10的(c)图是从定子铁芯42a的圆周方向即侧方观察的绝缘部件43a安装于定子铁芯42并缠绕有定子线圈44的外观图。
此外,收纳部51设于各相,例如,在图5、图6中,按各个U相、V相、W相具有接合部56u、56v、56w,因此设有收纳部51u、51v、51w,收纳各接合部。
由于以上那样的结构,从而电动机30通过转子31所产生的磁通与定子41的定子线圈44所产生的磁通之间的作用使转子31旋转,将旋转力向旋转轴21传递,并经由旋转轴21向压缩机构20传递。
电动机30所产生的旋转力即产生转矩,依据压缩机构20的吸入、压缩、排出的工序所需要的负载量。即,若压缩机构20的负载量增大则电动机30所产生的转矩也需要增大。电动机30的产生转矩由于因流动于定子线圈44的电流而产生的磁通、与设于转子31的永久磁铁、二次线圈的磁通之间的作用而产生。该产生转矩的大小根据定子41与转子31所产生的磁通的大小来决定。通常,转子31侧的磁通的大小根据所搭载的永久磁铁、二次线圈的设计而在设计时粗略决定,决定定子41的磁通的大小的要素中的缠绕定子线圈44的匝数也在设计时决定,因此电动机30的产生转矩的大小通过流动于定子线圈44的电流的增减来控制。即,为了增大电动机30的产生转矩而使流动于定子线圈44的电流增加,在欲减小产生转矩的情况下使流动于定子线圈44的电流降低。流动于定子线圈44的电流能够利用经由导线48与玻璃端子49而连接的外部电源、例如变频器装置来控制,能够利用变频器装置配合压缩机构20的负载量使电动机30产生必要的产生转矩。变频器装置对电动机30的U相线圈、V相线圈、W相线圈分别施加相位每120°不同的交流,由此驱动电动机30。
此处,对于定子线圈44通常使用铜线,但为了降低成本,有时也使用铝线。但是,在使用铝线的情况下,即使是相同的线径的导线,也具有铜线的1.6倍左右的电阻。如果压缩机构20的负载量不变,那么必要的负载转矩的大小也相同,流动于定子线圈44的电流也不变。因此,即使在对于定子线圈44使用铝线的情况下也需要流动与使用铜线的情况相同的电流量。若流动必要的电流则与使用铜线的定子线圈相比使用铝线的定子线圈所产生的焦耳热增加,因此与铜线相比铝线的动作温度增高。即,定子线圈44的温度上升的上限值上升。为了抑制定子线圈44的温度上升,存在加粗定子线圈44的线径来降低电阻的方法。但是,压缩机构20所需要的负载转矩的大小不变,因此仅为了确保产生于定子41的磁通量相同便需要使缠绕于齿46的匝数也数目相同,由于收纳定子线圈44的插口47的剖面积存在极限,所以加粗定子线圈44的线径而降低电阻来抑制温度上升的方法也存在极限。于是,无论是使用铜线还是铝线,为了使动作温度大小相同而存在课题。
另外,在密闭型压缩机中,近年来为了避免全球变暖,而存在使用比现有的R407C制冷剂或者R410A制冷剂GWP低的制冷剂的计划。但是,在GWP低的制冷剂中,为了以与以往相同的制冷循环装置的结构引出与现有的R407C制冷剂或者R410A制冷剂同等的热交换能力,而需要以高于R407C制冷剂或者R410A制冷剂的动作温度的动作温度条件进行动作。例如,如果不使作为低GWP制冷剂而注目的R32制冷剂以排出温度高10℃左右的条件动作,便不能发挥与R407C制冷剂或者R410A制冷剂同等的热交换能力。在以这种条件使密闭型压缩机100动作的情况下,被压缩机构20压缩的高压/高温制冷剂通过电动机30从密闭容器10的上方的排出管102向密闭容器10外排出,但由于高温的制冷剂通过电动机30而使电动机30的温度也上升。
另外,图1所示的密闭型压缩机100为压缩机构20具备1组缸、旋转柱塞以及叶片的单回转形式的装置,在旋转柱塞旋转1圈的期间进行吸入工序、压缩工序、排出工序。在旋转柱塞旋转1圈的期间,压缩机构20所需要的负载量即负载转矩如图11的实线那样因工序而变化。吸入工序最不需要转矩,从压缩工序移至排出工序时最需要大的转矩。与此相对,电动机30的产生转矩大致恒定,因此由于负载转矩与产生转矩不同,从而角速度产生上升、下降,电动机30产生旋转偏差,产生旋转脉动,产生振动。
为了抑制该振动,在对密闭型压缩机100供给电力的外部电源即变频器装置中,根据与压缩机构20的旋转位置对应的负载转矩,将电动机的产生转矩控制为对应压缩机构20的旋转位置而需要的产生转矩,如图11的虚线那样,进行通过减小旋转偏差,抑制旋转脉动,来抑制振动的减振控制。然而,若进行这种控制,则即使减小压缩机构20的平均负载转矩,其最大负载转矩也存在达到3倍左右的情况。流动于定子线圈44的电流量,由于与电动机30的产生转矩成比例,所以被控制增减为对应压缩机构20的旋转位置而需要的电流量。于是,在线圈,在规定的旋转位置流动有大电流,并且,规定的旋转位置的线圈的动作温度显著上升。
另外,在对于转子32使用永久磁铁的无刷DC马达的形式中,使对电动机30进行电源供给的变频器装置的输出电压的频率可变,进行电动机30的可变速控制。由于近年来的节能/高效率化,而重视转速低的低速区域的效率,增加线圈缠绕定子41的缠绕次数、对于使用于转子31的永久磁铁34使用高磁力的稀土类磁铁等。因此,在转速高的高速区域,转子32的永久磁铁34所产生的反电动势超过从变频器装置施加的电压,使电流不流动于电动机30,从而无法进一步提高转速。为了对其进行防止,进行磁场削弱控制的情况较多,即,控制定子线圈44的电流相位,使与永久磁铁34反向的磁通产生于定子的磁极即齿来使永久磁铁34的磁通即永久磁铁34的反电动势降低。
然而,磁场削弱控制中也流动使除必要的产生转矩以外的反电动势降低的电流,因此成为大电流,从而线圈的动作温度显著上升。
如以上那样,由于成本、环境、效率等的重要因素,从而越实施改善,定子线圈44的动作温度越上升,因此需要在高温度条件下使用。以往以来,例如,绝缘部能够以绝缘种类为E种·120℃来实现,但在将制冷剂R32化的情况下,随着电动机整体的温度上升上限的上升,将绝缘种类改变为155℃·F种左右,由此能够实现。另外,进行线圈的铝线化来获得与以往相同的输出的情况、和通过减振控制、磁场削弱控制实现运转范围扩大的情况也相同,能够通过改变绝缘种类来实现。另一方面,若线圈的温度上升增高,则在将定子线圈44与导线48通过压接端子的按压力连接并固定的通常的方法中,由于定子线圈44、导线48、压接端子所使用的金属的热膨胀率不同所以连接固定部变形,定子线圈44、导线48的固定状态松弛,电接触状态劣化,电阻增加。因此,虽在现有的温度条件下不会成为问题,但导入需要扩大温度条件的上限的要素,则即使与之对应地将绝缘种类改变为高温的等级,在定子线圈44与导线48之间的连接部也存在课题,无法发挥充分的能力。
对于定子线圈44与导线48还使用软钎焊、硬钎焊方法,但由于定子线圈44与导线48经由软钎焊、硬钎焊连接,所以连接部的电阻高于线圈的原材料、导线的原材料,从而产生电动机30的效率降低、连接部的温度上升的情况。在定子线圈44、导线48的表面生成氧化膜,在为软钎焊、硬钎焊的情况下,用助焊剂化学除去氧化膜。但是,若助焊剂残留于接合部,则可能会腐蚀定子线圈44或者导线48,或者由于与制冷剂或冷冻机油之间的化学反应而产生淤渣等异物,可能会导致压缩机的滑动部的烧焦、配管、节流阀的堵塞。因此,需要清洗工序,课题较多。
对于定子线圈44与导线48使用连接状态不相对于温度变化而变化的冷压接的方法,但在作为连接部分的接合部产生毛刺,所以需要除去毛刺。然而,毛刺难以完全除去,残留的毛刺的前端部损伤其他的定子线圈的绝缘用包覆、其他导线的绝缘用包覆而使定子线圈的绝缘强度降低、残留的毛刺的前端部的薄的部分弯折、破碎并飞散而成为淤渣。因此,在绝缘部件43设置图10那样的收纳部51,将冷压接的接合部收纳于收纳部51并用绝缘树脂对其进行覆盖,由此实现向密闭型压缩机100的应用。
图12是将两条导线(第一导线与第二导线)冷压接而成的接合部的说明图。此处,第一导线、第二导线是指定子线圈44、导线48。此外,图12的(a)图为接合前的状态,图12的(b)图为接合中的状态,图12的(c)图为接合结束的状态。
冷压接是指通过加压/变形金属材料而在相互的金属间发生原子结合的接合状态。通常,金属的内部为由于电子绕原子核的动作而有规律地排列结合的状态,但排列于金属的表面的原子由于不具有与外侧连结的对象而成为不稳定的状态(活性化状态),因此与空气中的氧原子结合而成为稳定的状态即形成氧化被膜的状态。通常,即使使金属材料彼此接触,也会由于存在氧化被膜,所以不会发生在金属间发生原子结合之类的接合状态,若从表面的金属除去氧原子(除去氧化被膜),使将金属材料的表面形成为活性化状态的金属彼此接触,则即使是例如不同种类的金属,也由于电子绕原子核的运动而发生原子结合而被接合。
与此相对,对于压接端子而言,在形成压接端子的金属片设置夹住导线的槽,在槽夹住导线,利用金属片的弹力持续按压,由此维持压接端子与导线之间的接触。但是,在压接端子与导线各自的表面形成有氧化被膜,而不是除去氧化被膜后的接合,因此不是由于金属材料的表面活性化而原子结合的情况,所以与冷压接的接合状态不同。另外,如软钎焊、硬钎焊那样不同金属熔融的接合是指,向欲接合的金属材料之间加入其它的金属,而不是由于欲接合的金属材料的表面活性化而原子结合的情况,因此与冷压接的接合状态不同。
此外,在本申请的冷压接中,为了将导线的端面彼此接合,不采用接合面积小,除去氧化被膜而进行冷压接的方法,而采用保持残留氧化被膜原样不变将导线的端面彼此直到端面变形连续压入,由此将处于端面的包括氧化被膜在内的全部异物向导线的外周部外侧挤出的方法。因此,挤出的异物成为毛刺。
例如,若如图12那样以将第一导线52的终端与第二导线53的终端利用各自的端面52a与端面53a接合的情况进行说明,则首先,如图12的(a)图那样用专用夹具54夹持第一导线52与第二导线53,使第一导线52的终端部的端面52a与第二导线53的终端部的端面53a对接,将第一导线52向端面52a的方向、将第二导线53向端面53a的方向分别推压、按压。端面52a与端面53a如图12的(b)图那样开始变形,从而将构成端面52a与端面53a的金属沿第一导线52、第二导线53的径向并且向外周面外侧挤出。由此,处于端面52a、53a上的异物也向第一导线52、第二导线53的外周面外侧被挤出。并且,随着按压、压入第一导线52、第二导线53,由此在相互的金属间发生原子结合,进而第一导线52与第二导线53被接合。同时,如图12的(c)图那样被挤出至第一导线52、第二导线53的外周面外侧的金属与异物成为毛刺55。
冷压接的接合将处于导线的端面的全部异物作为毛刺55向外部挤出,因此接合部56的电特性不与第一导线52、第二导线53的母材产生差异,与其他的连接方法相比电损耗小。接合部56处于在相互的金属间发生原子结合的状态,因此即使对连接的导线施加张力,也不会出现接合部56分离的情况。结合的金属可以如铜与铜那样为同种的金属,也可以如铜与铝那样为不同种类的金属。
进行冷压接的接合后的导线,即使金属种类在接合部的前后即两侧变化,线圈、导线以及规格变化,也能够作为一条连续的导线使用,因此操作也容易。
另外,在本实用新型的方法中,接合的导线的端面上的异物作为毛刺55被除去,因此氧化被膜除去与否均可,也可以与通常的冷压接同样在除去导线的氧化被膜后进行。
使用图10对将第一导线52与第二导线53之间的接合部56即连接部收纳于收纳部51的状态进行说明。
在图10中,在绝缘部件43安装于定子铁芯42的旋转轴21轴向的端面的状态下,在绝缘部件43a的外壁部43d设置定子铁芯42的圆周方向的槽,将该槽作为收纳部51。该收纳部51从外壁部43d的旋转轴21轴向的中央部朝向与定子铁芯42接触的一侧相反的方向即上方形成,并在上方和定子铁芯42的圆周方向分别敞开。槽由圆周方向的中央部的收纳室51a与其两侧的槽部51b构成。圆周方向的两侧的槽部51b,为了卡止第一导线52或者第二导线53,而形成为与第一导线52或者第二导线53的线径大致相同的宽度,圆周方向的中央部的收纳室51a,形成为使槽的宽度大于槽部51b的宽度的形状,以使毛刺55不与槽的内壁接触。收纳室51a与槽部51b相比,还向定子铁芯42侧扩展。对于第一导线52以及第二导线53而言,以冷压接的接合部56位于收纳部51的收纳室51a的方式,从收纳部51的开口部将第一导线52以及第二导线53插入槽部51b并朝向定子铁芯42将其向下方压入。而且,将第一导线52以及第二导线53卡止于槽部51b。由此,将接合部56收纳于收纳室51a。
此外,在图10的(a)图中,收纳室51a扩展为圆筒形状,但也可以如图10的(d)图那样形成为长方体形状。
此时,接合部56的毛刺55处于除去的状态、未除去的状态均可。若将毛刺55以未除去的状态收纳于收纳部51,则能够省略除去毛刺55的工序而优化生产效率。
向收纳室51a在收纳有接合部56的状态下从收纳部51的开口部流入绝缘性树脂,来填充绝缘性树脂。使接合部56与毛刺55埋没于绝缘性树脂而被绝缘性树脂覆盖。填充的树脂可以填充于形成收纳部51的槽整体,也可以仅填充于收纳室51a。
对于填充的树脂,使用热固化性或者紫外线固化性或者具有该两方的特性的丙烯酸系或者环氧系的绝缘性树脂。在向收纳部51填充树脂后,以加热工序或者紫外线照射工序或者该两方使填充的树脂固化。例如,在为热固化性树脂的情况下,能够以定子41组装时的干燥工序固化树脂,很少追加新的工序。在为紫外线固化性树脂的情况下,能够以1分钟左右的紫外线照射进行固化,很少浪费工序时间。如果为兼具热固化性和紫外线固化性的两方的特性的树脂,那么在向收纳室51a填充树脂后,通过紫外线照射来使之固化,但即使在未照射紫外线,而未完全固化的情况下,即,树脂停留于凝胶状的状态下,也能够在后面的干燥工序进行固化,所以工序的可靠性较高。树脂的粘度优选为在填充于收纳部51后,直到固化都不从收纳部51的开口部等流出的0.5Pa·s以上5.0Pa·s以下的粘度,希望树脂在固化后,固定于收纳室51a的内壁。
如以上那样在收纳室51a收纳接合部56的状态下填充绝缘性树脂并使之固化,由此接合部56与毛刺55被绝缘性树脂覆盖并被固定于收纳室51a内。由此,不会出现第一导线52、第二导线53、以及接合部56由于振动等而从收纳部51脱离的情况,即使毛刺55破碎,也不会从绝缘性树脂中向外飞出,因此还能够消除毛刺55的碎片向密闭容器10中飞散的情况。
通过这种结构,即使使用在密闭容器内将第一导线与第二导线通过冷压接接合的方式,也将该接合部收纳于设于定子铁芯的绝缘部件上的收纳部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,因此能够防止形成于接合部的毛刺破碎而使碎片向密闭容器内飞散,成为淤渣的情况。另外,还能够防止该碎片与定子线圈、导线接触,导致产生电极短路、漏电的情况。另外,在收纳部内固定接合部,因此还能够防止由于接合部的毛刺的前端部,从而使其他的定子线圈的绝缘用包覆、其他的导线的绝缘用包覆损伤,进而绝缘强度降低之类的情况。
此外,在使用了压接端子的情况下,不用进行使压接端子与导线埋没于绝缘性树脂并对其进行固定的操作。原因在于,若使压接端子与导线埋没于绝缘性树脂,则在绝缘性树脂固化后抑制压接端子的弹力而减少压接端子与导线之间的按压力而使电阻增加,或者绝缘性树脂侵入压接端子与导线之间的接触部而阻碍电接触状态。因此,压接端子与导线之间的接触基于上述按压力,因此由于温度上升、振动等,导致接合易松弛。与此相对,在为冷压接的情况下,构成导线的金属彼此通过原子结合而接合,因此即使使之埋没于绝缘性树脂并对其进行覆盖,也不会出现构成导线的金属彼此的原子结合力减少、绝缘性树脂侵入接合部分而阻碍电接触状态的情况,所以能够采用以绝缘树脂覆盖接合部分的结构。由此,能够形成为能够进行可靠性更高的接合与该接合部的固定的结构。
另外,收纳部即绝缘部件的外壁部的收纳部,还兼具以通过定子铁芯的旋转轴21轴向的端面的外周侧即背轭上的方式将导线引导至玻璃端子附近的引导路,由此,还能够防止配线缠绕、损伤的情况。
以上,能够获得将电动机所使用的第一导线与第二导线即定子线圈与导线通过冷压接连接,在设于绝缘部件的收纳部收纳冷压接的接合部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,因此能够进行接合而不使线圈与导线之间的接合部的电阻增加,还抑制从该接合部产生淤渣等异物的情况的效率高且可靠性也高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
另外,在由于制冷剂的R32化、线圈的铝线化、减振控制、磁场削弱控制而运转范围扩大那样的使电动机的温度上升上限上升来寻求实现的情况下,例如,对于以往以来能够以绝缘种类为E种、120℃来实现的情况,即使通过形成为F种、155℃来实现,也是能够实现的,而不会产生定子线圈与导线之间的接合部的课题。
形成于接合部的毛刺收纳于收纳部并由绝缘性树脂覆盖,因此能够防止在电动机动作中毛刺破碎,其碎片向收纳电动机的容器即压缩机的容器内飞散,而成为淤渣等异物的情况。另外,还能够防止该碎片与定子线圈、导线接触,使电极短路、或使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线之间的绝缘强度降低的情况。
另外,形成于接合部的毛刺被绝缘性树脂覆盖,因此能够防止接合部的毛刺的前端部与其他的定子线圈、导线接触,使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线的绝缘强度降低的情况。
另外,能够不像软钎焊、硬钎焊那样使用助焊剂而能够接合,因此还能够抑制助焊剂的残渣腐蚀定子线圈、导线,能够抑制由于与制冷剂、冷冻机油之间的化学反应而产生淤渣等异物,从而抑制产生压缩机的滑动部的烧焦、配管、节流阀的堵塞等的情况。
另外,定子线圈与导线种类不同的金属彼此,例如,即使是铝线与铜线也能够通过冷压接接合,而不使用压焊端子、软钎焊、硬钎焊,因此不存在产生由助焊剂的残渣引起的腐蚀、淤渣等异物的担心。
另外,定子线圈与导线通过冷压接接合,由此接合部的电特性不与母材产生差异,与其他的连接方法相比能够降低接合部处的电损耗,因此还能够对于电动机的效率改善做出贡献。即,不会由于部件的材料的热膨胀率不同而导致线圈与导线之间的固定状态松弛、接合部的电阻增加,也不会由于经由软焊料、硬钎料连接而使接合部的电阻增加。由于抑制接合部的电阻增加,所以还将接合部的温度上升抑制为较低,收纳接合部的收纳部能够构成为不必考虑高耐热性。
另外,也可以采用不除去毛刺,而将毛刺收纳于收纳部的方法,所以能够省略除去毛刺的工序,还能够提高生产效率。
另外,即使由于对于定子线圈、导线使用铝线,从而促使电动机的温度上升,也由于通过冷压接来接合,所以不会出现接合部的接合状态变化的情况。因此,能够获得使接合部的可靠性提高的电动机,而不会出现接合部的电阻增加而使电动机的效率降低的情况。另外,抑制接合部的电阻增加,由此还能够改善电动机的温度上升。
另外,即使制冷循环装置的动作上,以排出温度高10℃左右的条件来使用,促使电动机的温度上升,也由于通过冷压接接合,所以不会出现接合部的接合状态变化的情况。因此,能够获得使接合部的可靠性提高的电动机,而不会出现接合部的电阻增加而使电动机的效率降低的情况。并且,即使高温且流速快的制冷剂气体通过电动机,也由于冷压接的接合部收纳于绝缘部件的收纳部并被绝缘性树脂覆盖,所以不会出现毛刺由于制冷剂气体而破碎,毛刺的碎片向密闭容器内飞散的情况。
另外,密闭型压缩机也可以形成为单回转形式,即使振动大,也由于冷压接的接合部收纳于绝缘部件的收纳部,所以不会出现毛刺的前端部由于振动而与定子线圈、导线接触,使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线的绝缘强度降低的情况。并且,即使实施以单回转形式使用的减振控制,促使电动机的温度上升,也由于通过冷压接接合,所以不会出现接合部的接合状态变化的情况。因此,能够获得使接合部的可靠性提高的电动机,而不会出现接合部的电阻增加而使电动机的效率降低的情况。
另外,在密闭型压缩机中,使用无刷DC马达,使上限转速上升,因此即使进行磁场削弱控制等控制促使电动机的温度上升,也由于通过冷压接接合,所以不会出现接合部的接合状态变化的情况。因此,能够获得使接合部的可靠性提高的电动机,而不会出现接合部的电阻增加而使电动机的效率降低的情况。
实施方式2.
在实施方式1中,作为对于导线与定子线圈之间的接合使用冷压接的情况下所使用的结构进行了说明,但即使在对于导线与定子线圈之间的接合使用软钎焊或者硬钎焊的情况下,也能够使用该结构。在接合前涂覆的助焊剂若长时间残留则腐蚀导线与定子线圈,因此需要清洗,但在清洗后,在设于绝缘部件的收纳部收纳该接合部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,从而能够防止其与其他的导线、定子铁芯等接触而短路、使其他的导线损伤而使绝缘强度降低的情况。
例如,若使用图10的方式进行说明,则与实施方式1同样,第一导线52以及第二导线53以软钎焊或者硬钎焊的接合部56位于收纳部51的收纳室51a的方式从收纳部51的开口部将第一导线52以及第二导线53插入槽部51b并朝向定子铁芯42向下方压入。而且,将第一导线52以及第二导线53卡止于槽部51b。由此,将接合部56收纳于收纳室51a。接下来,以收纳接合部56的状态,向收纳室51a从收纳部51的开口部向形成收纳部51的槽整体或者仅向收纳室51a流入绝缘性树脂,来填充绝缘性树脂。使接合部56埋没于绝缘性树脂并用绝缘性树脂对其进行覆盖。
以上,能够获得将电动机所使用的第一导线与第二导线即定子线圈与导线通过冷压接连接,在设于绝缘部件的收纳部收纳冷压接的接合部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,因此能够进行接合而不使线圈与导线之间的接合部的电阻增加,还抑制从该接合部产生淤渣等异物的情况的效率高且可靠性也高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
另外,在由于制冷剂的R32化、线圈的铝线化、减振控制、磁场削弱控制而运转范围扩大那样的使电动机的温度上升上限上升来寻求实现的情况下,例如,对于以往以来能够以绝缘种类为E种·120℃来实现的情况,即使通过改变为F种·155℃来实现,也是能够实现的,而不会产生定子线圈与导线之间的接合部的课题。
形成于接合部的毛刺收纳于收纳部并由绝缘性树脂覆盖,因此能够防止在电动机动作中毛刺破碎,其碎片向收纳电动机的容器即压缩机的容器内飞散,而成为淤渣等异物的情况。另外,还能够防止该碎片与定子线圈、导线接触,使电极短路、或使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线之间的绝缘强度降低的情况。
另外,形成于接合部的毛刺被绝缘性树脂覆盖,因此能够防止接合部的毛刺的前端部与其他的定子线圈、导线接触,使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线的绝缘强度降低的情况。
实施方式3.
在实施方式1中,示出了在绝缘部件安装于定子铁芯的旋转轴向的端面的状态,在绝缘部件的外壁部沿定子铁芯的圆周方向设置槽,将该槽作为收纳部,将导线与定子线圈之间的接合部收纳于收纳部的例子。然而,以定子线圈不在定子铁芯的外周侧即背轭侧崩溃的方式对该定子线圈进行支承,因此若减薄外壁部的径向的厚度来设置槽状的收纳部,则有强度减弱的可能性。为了维持强度而设置收纳部,希望在外壁部设置箱形或者圆筒形的形状的收纳部,而不在外壁部设置槽状的收纳部,对该例子进行说明。
图13是在绝缘部件43a的外壁部43d的旋转轴21轴向的端面设置收纳部51的图。图13的(a)、(b)、(c)的收纳部51形成为向上方即相对于外壁部43d与定子铁芯接触的一侧相反的方向敞开的箱形的形状,并在内部设有收纳室51a。图13的(a)是从旋转轴21轴向即定子铁芯42的上面观察的图,图13的(b)是从定子铁芯42的外周侧观察的图,图13的(c)是从定子铁芯42的圆周方向即侧面观察的图。上方敞开的开口部与收纳室51a连通。收纳室51a的下表面由外壁部43d的旋转轴21轴向的端面构成,收纳室51a的侧面即侧壁立起设置于外壁部43d的旋转轴21轴向的端面,具备定子铁芯42的圆周方向的两面、定子铁芯42的内周侧的面、以及定子铁芯42的外周侧的面。在收纳部51的圆周方向的侧壁,设有将冷压接的第一导线52以及第二导线53卡止的导线引导槽,以相互隔着收纳室51a对置的方式在侧壁的一方设有导线引导槽57,在侧壁的另一方设有导线引导槽58。导线引导槽57、58将第一导线52、第二导线53卡止,因此以与导线的线径大致相同的宽度形成。导线引导槽57、58与收纳室51a连通,从各自的侧壁的中央部开始向上方敞开,并与收纳部51的上方的开口部连结。
此外,外壁部43d也可以与邻接的外壁部43d彼此连结,形成为圆环状。
收纳部51也可以如图10的(d)那样向上方即相对于外壁部43d与定子铁芯接触的一侧相反的方向敞开的圆筒形的形状。仅在接合部56的毛刺55突出的方向,在收纳部51的内壁与毛刺55的前端之间设置防止接触的距离即可,因此能够将收纳室51a形成为圆筒形状而消除不必要的空间而减小收纳室51a。
第一导线52以及第二导线53以其接合部56位于收纳室51a的方式,从上方的开口部,向导线引导槽57插入第一导线52,向导线引导槽58插入第二导线53,将第一导线52以及第二导线53,朝向定子铁芯42侧向下方压入,并将第一导线52以及第二导线53卡止于导线引导槽57以及导线引导槽58。由此,将接合部56收纳于收纳室51a。在将第一导线52、53卡止于导线引导槽57、58后,在收纳室51a收纳接合部56的状态下从收纳部51的开口部填充绝缘性树脂。与实施方式1同样,树脂为热固化性或者紫外线固化性或者具有该两方的特性的丙烯酸系或者环氧系的绝缘性树脂,以加热工序、紫外线照射工序等使之固化,从而使之固定于收纳室51a内。由此,将接合部56与毛刺55固定于收纳室51a内。此外,收纳部51由与绝缘部件43相同的树脂形成。
以在绝缘部件43a的靠外壁部43d的旋转轴21轴向的端面设有收纳部51的例子进行了说明,但收纳部51也可以设于绝缘部件43a的靠外壁部43d的外周侧即密闭容器10侧。在该情况下,收纳部51设于外壁部43d的外周侧的侧面,收纳室51a的侧面即侧壁包括外壁部43d的外周侧的侧面、立起设置于该侧面的圆周方向的两面、以及密闭容器10侧的侧壁,下表面设于定子铁芯42侧。在收纳部51的上方即相对于外壁部43d与定子铁芯接触的一侧相反的方向具有与收纳室51a连通的开口部。在收纳部51的圆周方向的侧壁,以相互隔着收纳室51a对置的方式在一方设有导线引导槽57,在另一方设有导线引导槽58,导线引导槽57、58与图10的(a)、(b)、(c)相同地与收纳室51a连通,从各自的侧面的中央部开始向上方敞开,并与收纳部51的上方的开口部连结。
将第一导线52以及第二导线53插入、压入、卡止于导线引导槽57以及导线引导槽58,向收纳室51a收纳接合部56,填充绝缘性树脂,使之固化,将其固定于收纳室51a内,接合部56与毛刺55固定于收纳室51a内的方法、收纳部51由与绝缘部件43相同的树脂形成的情况等,与图10的(a)~(c)相同。
另外,图14是作为收纳部在外壁部43d沿旋转轴21轴的径向以侧壁彼此对置的方式设有第一侧壁51c与第二侧壁51d,并且在第一侧壁51c与第二侧壁51d之间设置间隙51e,在该间隙51e配置导线48与定子线圈44之间的接合部56的图。图14也与图13同样,图14的(a)是从旋转轴21轴向即定子铁芯42的上面观察的图,图14的(b)是从定子铁芯42的外周侧观察的图,图14的(c)是从定子铁芯42的圆周方向即侧面观察的图。第一侧壁51c与第二侧壁51d之间的间隔即间隙51e的宽度,被设为能够收容接合部56与毛刺55的宽度。在第一侧壁51c设有导线引导槽57,在第二侧壁51d设有导线引导槽58,并以从各自的侧面的中央部开始向上方敞开的方式形成。与图13同样,导线引导槽57、58将第一导线52以及第二导线53卡止,因此被设为与导线的线径大致相同的宽度。对于收纳部51而言,只要树脂的粘性在1.0Pa·s以上5.0Pa·s以下左右,便能够直到填充的绝缘性树脂固化,抑制从间隙流出,所以也可以消除周围剩余的面。
第一导线52以及第二导线53以其接合部56位于间隙51d的方式,向导线引导槽57插入第一导线52,向导线引导槽58插入第二导线53,将第一导线52以及第二导线53,朝向定子铁芯42侧向下方压入,将第一导线52以及第二导线53卡止于导线引导槽57以及导线引导槽58。由此,将接合部56配置即收容于间隙51d。在将第一导线52、53卡止于导线引导槽57、58后,在间隙51d收容接合部56的状态下,以覆盖接合部56的方式向间隙51d填充绝缘性树脂。之后,使树脂固化,从而使之固定于间隙51d内。由此,将接合部56与毛刺55固定于间隙51d内。
此外,以导线引导槽57、58向上方敞开的例子进行了说明,但也可以向定子铁芯42的径向即定子铁芯42的内周方向或者外周方向敞开。并且,也可以以使导线引导槽57向内周方向敞开,使导线引导槽58向外周方向敞开的方式,将导线引导槽57、58的敞开方向构成为相互相反的方向。将导线引导槽57、58的敞开方向构成为相互相反的方向,由此导线变得难以从导线引导槽57、58脱离。
如以上那样,在收纳室51a收纳接合部56状态或者在间隙51e内收容接合部56的状态下,向收纳室51a或者间隙51e填充绝缘性树脂并使之固化,由此接合部56与毛刺55被绝缘性树脂覆盖而被固定于收纳室51a内或者间隙51e内,并且第一导线52与第二导线53也固定于收纳部51,从而消除第一导线52、第二导线53、以及接合部56因振动等而从收纳部51脱离的情况。即使毛刺55破碎,也不会从绝缘性树脂中向外飞出,因此不会出现毛刺55的碎片向密闭容器10中飞散的情况。
在绝缘部件的外壁部设置长方体形状或者圆筒形状的收纳部,由此能够设置收纳部,而不会出现使外壁部的强度降低的情况,并使电动机小型化,因此即使进行绝缘部件的薄壁化,也能够实现,而不降低外壁部的强度。
将收纳室51a形成为圆筒形状,由此能够消除收纳室51a对于毛刺的不必要的空间,从而能够减小收纳部本身。
另外,作为收纳部沿旋转轴21轴的径向设置第一侧壁51c与第二侧壁51d,并且在第一侧壁51c与第二侧壁51d之间形成间隙51e,在间隙51e收纳接合部56,从而与长方体形状或者圆筒形状的收纳部相比,能够以简单的结构实现收纳部,从而能够使之廉价。
以上,能够获得将电动机所使用的第一导线与第二导线即定子线圈与导线通过冷压接连接,在设于绝缘部件的收纳部收纳冷压接的接合部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,因此能够进行接合而不使线圈与导线之间的接合部的电阻增加,还抑制从该接合部产生淤渣等异物的情况的效率高且可靠性也高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
另外,在通过制冷剂的R32化、线圈的铝线化、减振控制、磁场削弱控制而使运转范围扩大那样的实现使电动机的温度上升上限上升的情况下,例如,对于以往以来能够以绝缘种类为E种/120℃来实现的情况,即使通过改变为F种/155℃来实现,也是能够实现的,而不会产生定子线圈与导线之间的接合部的课题。
形成于接合部的毛刺收纳于收纳部并由绝缘性树脂覆盖,因此能够防止在电动机动作中毛刺破碎,其碎片向收纳电动机的容器即压缩机的容器内飞散,而成为淤渣等异物的情况。另外,还能够防止该碎片与定子线圈、导线接触,使电极短路、或使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线之间的绝缘强度降低的情况。
另外,形成于接合部的毛刺被绝缘性树脂覆盖,因此能够防止接合部的毛刺的前端部与其他的定子线圈、导线接触,使定子线圈的绝缘用包覆、导线的绝缘用包覆损伤,使定子线圈与导线的绝缘强度降低的情况。
此外,与实施方式2同样,在实施方式3的结构中,即使在对于导线与定子线圈之间的接合使用软钎焊或者硬钎焊的情况下,也能够使用。
与实施方式2同样,能够获得将定子线圈与导线用软钎焊或者硬钎焊连接,在设于绝缘部件的收纳部收纳软钎焊或者硬钎焊的接合部并用绝缘性树脂对其进行覆盖,因此防止其与其他的导线、定子铁芯等接触而短路、使其他的导线损伤而使绝缘强度降低的情况的效率高且可靠性也高的压缩机用电动机、压缩机以及制冷循环装置。
因此,在由于制冷剂的R32化、线圈的铝线化、减振控制、磁场削弱控制而运转范围扩大那样的使电动机的温度上升上限上升来寻求实现的情况下,例如,对于以往以来能够以绝缘种类为E种/120℃来实现的情况,即使通过形成为F种/155℃来实现,也是能够实现的,而不会产生定子线圈与导线之间的接合部的课题。
Claims (16)
1.一种压缩机用电动机,其具有圆筒形的定子与配设于所述定子的内侧的转子,所述压缩机用电动机的特征在于,
所述定子具备:定子铁芯,该定子铁芯具有圆筒形的背轭与多个从所述背轭向内侧突出的齿;绝缘部件,该绝缘部件安装于所述定子铁芯的轴向的端面;定子线圈,该定子线圈经由所述绝缘部件而卷绕于所述齿;以及导线,该导线的终端的一端与所述定子线圈接合且另一端与外部电源连接,
所述绝缘部件具有收纳部,所述收纳部收纳所述定子线圈与所述导线之间的接合部,该接合部被绝缘性树脂覆盖。
2.根据权利要求1所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述定子线圈与所述导线通过冷压接而接合。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述绝缘部件在所述背轭的轴向的端面具有保持所述定子线圈的外壁部,所述收纳部设置在所述外壁部。
4.根据权利要求3所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述收纳部由沿着所述定子铁芯的圆周方向设置的所述外壁部的槽构成,所述接合部收纳于所述槽。
5.根据权利要求3所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述收纳部形成为箱形形状或者圆筒形形状并设于所述外壁部,并且在所述收纳部的内部具有收纳室,所述接合部收纳于所述收纳室。
6.根据权利要求3所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述收纳部具备沿所述定子铁芯的径向设于所述外壁的第一侧壁、以及以与所述第一侧壁之间具有间隙的方式设于所述外壁的第二侧壁,所述接合部收容于所述间隙。
7.根据权利要求4~6中的任一项所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述收纳部在所述定子铁芯的轴向敞开。
8.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述绝缘性树脂具有热固化性或者紫外线固化性中的至少一方的固化特性,向所述收纳室填充所述树脂后,通过加热或者紫外线照射中的至少一方的作用使所述树脂固化。
9.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述绝缘性树脂具有0.5Pa·s以上5.0Pa·s以下的粘度。
10.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述线圈由铝线形成。
11.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述导线由铝线形成。
12.根据权利要求1或2所述的压缩机用电动机,其特征在于,
所述转子具备永久磁铁,并且通过磁场削弱控制而被驱动。
13.一种压缩机,其特征在于,
具备权利要求1~12中的任一项所述的压缩机用电动机、和被所述压缩机用电动机驱动而压缩制冷剂的压缩机构。
14.根据权利要求13所述的压缩机,其特征在于,
基于与所述压缩机构的旋转位置对应的负载转矩,将所述电动机的产生转矩控制为对应所述压缩机构的旋转位置而必要的产生转矩。
15.根据权利要求13或14所述的压缩机,其特征在于,
使用R32制冷剂作为所述制冷剂。
16.一种制冷循环装置,其特征在于,
具备权利要求13~15中的任一项所述的压缩机、室外侧热交换器、减压器以及室内侧热交换器。
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