JP2008283801A - 回転電機における固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁シートの両端の少なくとも一方から折り返し部を無くす。
【解決手段】スロット２４を形成する形成面３０と、スロット２４内の巻き線２５との間には合成樹脂製の絶縁シート３１が介在されている。形成面３０に接する絶縁シート３１の接触面３２には凸条３１１と凹条３１２とが交互に形成されている。スロット２４の形成面３０は、ステータコア２２を構成するコア板２６の個々のスロット形成縁３５によって形成されており、スロット形成縁３５は、コア板２６の積層方向に対して傾斜した傾斜面である。傾斜面のスロット形成縁３５は、スロット２４の形成面３０上に、コア板２６の積層方向に対して垂直な方向に延びる凸条３３と、コア板２６の積層方向に対して垂直な方向に延びる凹条３４とを交互に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スロットに施された巻き線とスロットの形成面との間に絶縁シートが介在されている回転電機における固定子に関する。

固定子を構成するコア板と巻き線との間の絶縁性を確保するため、スロットの形成面と巻き線との間に絶縁シートが介在されている（例えば特許文献１，２参照）。このような絶縁シートがスロット内の所定の位置から電磁鋼板（コア板）の積層方向へずれないようにするため、絶縁シートの両端に折り返し部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。絶縁シートの両端の折り返し部は、複数の電磁鋼板全体の結束の強化にも寄与する。
実開昭５７−６３４５７号公報 特開平８−１０７６４２号公報

しかし、絶縁シートの両端にある折り返し部は、スロット内へ絶縁シートを挿入する上で邪魔になり、スロット内への絶縁シートの挿入性が悪い。又、絶縁シートの両端にある折り返し部は、絶縁シートの材料コストを増す上に、２箇所での折り曲げ加工を必要とする。

本発明は、絶縁シートの両端の少なくとも一方から折り返し部を無くすことを目的とする。

本発明は、磁性体のコア板を複数枚積層して環状の固定子が形成されており、前記環状の固定子の内周に複数配列されたティース間のスロットに巻き線が施されており、前記スロットの形成面と前記巻き線との間に絶縁シートが介在されている回転電機における固定子を対象とし、請求項１の発明は、前記形成面には前記コア板の積層方向に交互に凹部と凸部とが形成されており、前記形成面に接する前記絶縁シートの接触面には前記積層方向に交互に凹部と凸部とが形成されており、前記接触面側の凸部が前記形成面側の凹部に入り込んでおり、前記形成面側の凸部が前記接触面側の凹部に入り込んでいることを特徴とする。

ステータコア側の凸条が絶縁シート側の凹条に入り込んでいるため、積層されたコア板の結束が絶縁シートによって強化され、また絶縁シート自身の位置ずれ防止にもなるため、絶縁シートの両端の少なくとも一方から折り返し部を無くすことができる。

好適な例では、前記形成面は、前記コア板の個々のスロット形成縁によって形成されており、前記形成面側の凹部と凸部とは、前記スロット形成縁を前記積層方向に対して傾斜した傾斜面にして形成されている。

コア板の個々のスロット形成縁を積層方向に対して傾斜した傾斜面とした構成は、形成面側の凹部と凸部とを形成する上で簡便である。
好適な例では、前記形成面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチに等しくしてある。

このような構成では、絶縁シート側の凹部のピッチと凸部のピッチとをコア板の積層ピッチに等しくしておけばよく、絶縁シート側の凹部と凸部との形成が楽である。
好適な例では、前記接触面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチに等しくしてある。

隣り合うコア板が絶縁シートに直接係合して結束されるため、積層されたコア板全体の結束が最も効果的に強化される。
好適な例では、前記接触面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチの２倍以上の整数倍と等しくしてある。

好適な例では、前記接触面側の凹部と凸部とは、前記積層方向に対して垂直な方向に延びる凹条と凸条とである。
積層されたコア板の結束を強化する際の力が前記垂直な方向に分散するため、凹条と凸条とは、積層されたコア板の結束を強化する上で好適である。

本発明は、絶縁シートの両端の少なくとも一方から折り返し部を無くすことができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を電動圧縮機に具体化した第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、電動圧縮機１０は、スクロール型電動圧縮機である。回転電機Ｍを構成する回転子１１は、出力軸１２に止着されており、回転電機Ｍを構成する固定子１３は、モータハウジング１４の内周面に固定されている。電動圧縮機１０を構成する可動スクロール１５は、回転電機Ｍを構成する出力軸１２の回転によって旋回し、可動スクロール１５と固定スクロール１６との間の圧縮室１７が容積減少する。図示しない外部冷媒回路からモータハウジング１４内へ導入された冷媒は、吸入ポート１８を経由して圧縮室１７へ吸入される。圧縮室１７内の冷媒は、吐出ポート１９から吐出弁２０を押し退けて吐出室２１へ吐出される。吐出室２１内の冷媒は、外部冷媒回路へ流出してモータハウジング１４内へ還流する。

図２（ａ）に示すように、回転電機Ｍを構成する固定子１３は、環状のステータコア２２と、ステータコア２２の内周に複数配列されたティース２３間のスロット２４に施された巻き線２５とからなる。本実施形態では、ティース２３及びスロット２４の個数は、１８個である。スロット２４は、環状の固定子１３の周方向に等ピッチで配列されている。

図１（ｂ）に示すように、ステータコア２２は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板２６を積層して構成されている。各コア板２６の片面には複数の凹部２６１が形成されていると共に、各コア板２６の他面には複数の凸部２６２が形成されている。凹部２６１及び凸部２６２は、プレス加工によって互いに背中合わせになるように形成されている。凸部２６２は、隣り合わせのコア板２６の凹部２６１に嵌合されている。凸部２６２と凹部２６１との嵌合は、複数のコア板２６全体を結束させる。

図１（ａ）に示すように、回転電機Ｍを構成する回転子１１は、ロータコア２７と、ロータコア２７内に埋設された複数の永久磁石２８とからなる。ロータコア２７は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板２９を積層して構成されている。ロータコア２７の中心部には軸孔２７１が貫設されており、軸孔２７１には出力軸１２が通されて固定されている。

図２（ａ）に示すように、スロット２４を形成する形成面３０と、スロット２４内の巻き線２５との間には合成樹脂製の絶縁シート３１が介在されている。図２（ｂ）に示すように、絶縁シート３１と巻き線２５との間には合成樹脂製の絶縁シート３６がスロット２４の開口部にて巻き線２５を被覆するように介在されている。

図１（ｂ）に示すように、スロット２４の形成面３０に接する絶縁シート３１の接触面３２には凸条３１１と凹条３１２とが交互に形成されている。凸条３１１及び凹条３１２は、図１（ｂ）の左側から右側へ向かうにつれて昇り坂となる斜面３２１と、コア板２６の積層方向に対して垂直な垂立面３２２とにより形成されている。凸条３１１のピッチと凹条３１２のピッチとは、コア板２６の積層ピッチ（つまり、コア板２６の厚み）と同じにしてある。図３に実線で示す絶縁シート３１は、展開した状態を示し、鎖線で示す絶縁シート３１は、折り曲げられてスロット２４に入れられる状態を示す。

図１（ａ）に示すように、スロット２４の形成面３０は、ステータコア２２を構成するコア板２６の個々のスロット形成縁３５によって形成されており、スロット形成縁３５は、コア板２６の積層方向〔図１（ａ）に示す出力軸１２の回転軸線１２１の方向〕に対して傾斜した傾斜面である。傾斜面のスロット形成縁３５は、スロット２４の形成面３０上に、コア板２６の積層方向に対して垂直な方向に延びる凸条３３と、コア板２６の積層方向に対して垂直な方向に延びる凹条３４とを交互に形成する。スロット形成縁３５は、図１（ｂ）の左側から右側へ向かうにつれて降り坂となる傾斜面である。複数のコア板２６は、同形同大に形成されており、スロット２４の形成面３０側の凸条３３のピッチと凹条３４のピッチとは、コア板２６の積層ピッチに等しい。

図２（ｃ）に示すように、スロット２４の形成面３０側の凹条３４には絶縁シート３１の接触面３２側の凸条３１１が入り込んでおり、形成面３０側の凸条３３は、接触面３２側の凹条３１２に入り込んでいる。固定子１３の最端のコア板２６Ａ，２６Ｂは、これらの凸条３３が接触面３２側の凹条３１２に入り込んで絶縁シート３１に係合されている。つまり、絶縁シート３１側の凸条３１１とステータコア２２側の凸条３３とは、コア板２６の積層方向に引っ掛かり合っており、絶縁シート３１は、複数のコア板２６全体を結束している。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）個々のコア板２６の凸条３３が絶縁シート３１側の凹条３１２に入り込んでおり、絶縁シート３１側の凸条３１１とステータコア２２側の凸条３３とは、コア板２６の積層方向に引っ掛かり合っている。そのため、複数のコア板２６全体の結束が絶縁シート３１によって強化されており、又、絶縁シート３１自身の位置ずれも防止される。絶縁シート３１によるコア板２６全体の結束の強化及び絶縁シート３１自身の位置ずれ防止は、従来の絶縁シートの両端にある折り返し部を無くすことを可能にする。

（２）コア板２６の積層方向に対して傾斜した傾斜面のスロット形成縁３５を有するコア板２６を積層すれば、凸条３３及び凹条３４がスロット２４の形成面３０上に交互に形成される。コア板２６の個々のスロット形成縁３５を積層方向に対して傾斜した面とする構成は、形成面３０側の凸条３３と凹条３４とを形成する上で簡便である。

（３）スロット２４の形成面３０側の凸条３３のピッチと凹条３４のピッチとがコア板２６の積層ピッチに等しくしてあるため、絶縁シート３１側の凸条３１１のピッチ及び凹条３１２のピッチもコア板２６の積層ピッチに等しくしておけばよい。等ピッチの絶縁シート３１側の凸条３１１及び凹条３１２は、例えば転写ローラを用いて容易に形成でき、絶縁シート３１側の凸条３１１及び凹条３１２の形成が楽である。

（４）絶縁シート３１側の凸条３１１のピッチ及び凹条３１２のピッチがコア板２６の積層ピッチに等しくしてあるため、ステータコア２２側の凸条３３と絶縁シート３１側の凸条３１１とが１対１に対応する。そのため、隣り合うコア板２６が絶縁シート３１に直接係合して結束されることになり、積層されたコア板２６全体の結束が最も効果的に強化される。

（５）コア板２６の積層方向に対して垂直な方向に延びる凹条３１２と凸条３１１とは、積層されたコア板２６の結束を強化する際の力を前記垂直な方向に分散する。そのため、結束を強化する際の力が凸条３１１の一部分に集中して凸条３１１が欠損するようなことはなく、凹条３１２と凸条３１１とは、積層されたコア板２６の結束を強化する上で好適である。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図４に示すように、絶縁シート３１Ａの一端にのみ折り返し部３１５を設けてもよい。この場合、折り返し部３１５は、斜面３２１が昇り坂となるように前記積層方向に向かう側に設けるのが望ましい。絶縁シート３１Ａの一端にのみ折り返し部３１５がある構成では、スロット２４への絶縁シート３１Ａの挿入性は、良好である。

○図５に示すように、スロット形成縁３５が前記積層方向の一方に向かうにつれて交互に昇り坂の傾斜面と降り坂の傾斜面とになるように、コア板２６を積層するようにしてもよい。この場合、絶縁シート３１Ｂの接触面３２は、前記積層方向の一方に向かうにつれて昇り坂の斜面３２３と降り坂の斜面３２４とを交互に形成すればよい。

○図６に示すように、絶縁シート３１Ｃの片面に凸条３１１と凹条３１２とを形成すると共に、他面に凸条３１３と凹条３１４とをしてもよい。このようにすれば、絶縁シート３１Ｃの両面のどちらもスロット２４の形成面３０に接触させる接触面とすることができ、絶縁シート３１Ｃの裏表の違いはなくなる。

○図７に示すように、絶縁シート３６にも凸条３６１と凹条３６２とを形成してもよい。凸条３６１と凹条３６２とは、ステータコア２２側の凸条３３と凹条３４との長さ方向に延びている。凸条３６１の一部は、絶縁シート３１Ｃ側の凹条３１４に入り込んでおり、凸条３６１の一部は、ステータコア２２側の凹条３４に入り込んでいる。この実施形態では、前記積層方向への絶縁シート３６のずれも防止される。

○図８に示すように、絶縁シート３１Ｄの接触面３２Ａは、隣り合う凸条３１１の間に設けられたストレート面３２５と、凸条３１１を形成する斜面３２１及び垂立面３２２とから形成されている。ストレート面３２５は、前記積層方向と平行な面であり、ストレート面３２５及び斜面３２１は、接触面３２Ａ側の凹条３１２Ａを構成する。接触面３２Ａ側の凹条３１２Ａのピッチと凸条３１１のピッチとは、コア板２６の積層ピッチの２倍と等しくしてある。

この実施形態においても、第１の実施形態における（１），（５）項と同様の効果が得られる。
○ステータコア２２側の凸条３３のピッチの３倍以上の範囲に対して絶縁シート３１側の凸条３１１を１つ対応させるように設けてもよい。つまり、接触面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチの３倍以上の整数倍と等しくなるようにしてもよい。

前記した実施形態から把握できる技術思想を以下に記載する。
〔１〕前記固定子の最端のコア板は、前記形成面側の凸部が前記接触面側の凹部に入り込んで前記絶縁シートに係合されている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機における固定子。

第１の実施形態を示し、（ａ）は、電動圧縮機の全体側面図。（ｂ）は、部分拡大側断面図。 （ａ）は、一部破断正面図。（ｂ）は、部分拡大正断面図。（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。 絶縁シートの斜視図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。

符号の説明

１３…固定子。２３…ティース。２４…スロット。２５…巻き線。２６，２６Ａ，２６Ｂ…コア板。３０…形成面。３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…絶縁シート。３１１…接触面側（絶縁シート側）の凸条。３１２，３１２Ａ…接触面側（絶縁シート側）の凹条。３２，３２Ａ…接触面。３３…形成面側（ステータコア側）の凸条。３４…形成面側（ステータコア側）の凹条。３５…スロット形成縁。Ｍ…回転電機。

Claims (6)

1. 磁性体のコア板を複数枚積層して環状の固定子が形成されており、前記環状の固定子の内周に複数配列されたティース間のスロットに巻き線が施されており、前記スロットの形成面と前記巻き線との間に絶縁シートが介在されている回転電機における固定子において、
   前記形成面には前記コア板の積層方向に交互に凹部と凸部とが形成されており、前記形成面に接する前記絶縁シートの接触面には前記積層方向に交互に凹部と凸部とが形成されており、前記接触面側の凸部が前記形成面側の凹部に入り込んでおり、前記形成面側の凸部が前記接触面側の凹部に入り込んでいる回転電機における固定子。
2. 前記形成面は、前記コア板の個々のスロット形成縁によって形成されており、前記形成面側の凹部と凸部とは、前記スロット形成縁を前記積層方向に対して傾斜した傾斜面にして形成されている請求項１に記載の回転電機における固定子。
3. 前記形成面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチに等しくしてある請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の回転電機における固定子。
4. 前記接触面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチに等しくしてある請求項３に記載の回転電機における固定子。
5. 前記接触面側の凹部のピッチと凸部のピッチとは、前記コア板の積層ピッチの２倍以上の整数倍と等しくしてある請求項３に記載の回転電機における固定子。
6. 前記接触面側の凹部と凸部とは、前記積層方向に対して垂直な方向に延びる凹条と凸条とである請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機における固定子。

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