JP2009177970A - ステータ、モータおよび圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの油戻りの通路を確保しつつ、インシュレータの剛性を保持でき、コイルの巻線状態を良好な状態に維持できるステータを提供する。
【解決手段】インシュレータ５１の環状部５５の外周面には、ステータコアの円筒部の油通過溝を塞がないように、切り込み部５２が設けられている。この通路によりステータコアの油戻りの通路が確保できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、ステータ、モータおよび圧縮機に関する。

従来、ステータとしては、ステータコアと、このステータコアの軸方向の端面に取り付けられたインシュレータとを備えたものがある（特開２００３−３１９５９３号公報：特許文献１参照）。

上記ステータコアは、円筒部と、この円筒部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数のティース部とを有している。

上記インシュレータは、環状部と、この環状部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部とを有している。この環状部の外周面は、円形である。
特開２００３−３１９５９３号公報

しかしながら、上記従来のステータでは、上記ステータコアの上記円筒部の外周面に、油戻りの通路を設けると、この油戻りの通路が、上記インシュレータにより、塞がれる問題があった。

そこで、この発明の課題は、ステータコアの油戻りの通路を確保しつつ、インシュレータの剛性を保持でき、コイルの巻線状態を良好な状態に維持できるステータ、このステータを用いたモータ、および、このモータを用いた圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のステータは、
ステータコアと、
このステータコアの軸方向の端面に取り付けられたインシュレータと
を備え、
上記ステータコアは、円筒部と、この円筒部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数のティース部とを有し、
上記円筒部は、上記ティース部の径方向外側の位置に、外周面から切り欠いた油通過溝を有し、
上記インシュレータは、環状部と、この環状部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部とを有し、
上記環状部の外周面には、上記円筒部の上記油通過溝を塞がないように、上記歯部の径方向外側の位置に切り込み部が設けられていることを特徴としている。

この発明のステータによれば、上記インシュレータの上記環状部の外周面には、上記ステータコアの上記円筒部の上記油通過溝を塞がないように、上記切り込み部が設けられているので、上記油通過溝は、上記インシュレータに塞がれず、油戻りの通路を確保できる。

また、油戻りの通路を確保したまま、上記環状部の径方向の幅を大きくできるので、上記環状部の剛性を保持できて、上記インシュレータの剛性を保持できる。

また、上記インシュレータの剛性を保持できるので、上記ステータコアおよび上記インシュレータに巻回されるコイルの巻線状態を良好な状態に維持できる。

また、上記切り込み部の分だけ、上記インシュレータの材料を軽減できて、コストダウンを図れる。

また、一実施形態のステータでは、上記切り込み部の形状は、軸方向からみて、上記油通過溝の形状に対応している。

この実施形態のステータによれば、上記切り込み部の形状は、軸方向からみて、上記油通過溝の形状に対応しているので、上記切り込み部を必要最低限の大きさにできて、上記インシュレータの剛性を一層確実に保持できる。

また、一実施形態のステータでは、上記インシュレータは、上記環状部の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部を有する。

この実施形態のステータによれば、上記インシュレータは、上記環状部の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部を有するので、巻線ノズルによって、上記ステータコアおよび上記インシュレータにコイルを巻回する際に、巻線ノズルの先端の軌跡を円形としても、上記円筒状の壁部は、巻線ノズルの走行の邪魔にならない。

また、一実施形態のステータでは、上記壁部における上記歯部の径方向外側に位置する部分は、上記歯部の幅以上に、切り欠かれている。

この実施形態のステータによれば、上記壁部における上記歯部の径方向外側に位置する部分は、上記歯部の幅以上に、切り欠かれているので、上記壁部の上記油通過溝に対する干渉を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。また、上記壁部において切り欠かれている部分だけ、上記インシュレータの材料を軽減できて、コストダウンを図れる。

また、一実施形態のステータでは、
上記ステータコアおよび上記インシュレータに巻回されたコイルを備え、
上記コイルの一部の配線は、軸方向からみて、上記油通過溝に重ならないように、上記配線の少なくとも一部は、上記壁部の内側を這わされている。

ここで、上記配線とは、例えば、リード線や渡り線である。上記リード線とは、例えば基板に接続されて、外部から電流を供給される配線である。上記渡り線とは、上記コイルの各相を接続する配線である。

この実施形態のステータによれば、上記コイルの一部の配線は、軸方向からみて、上記油通過溝に重ならないように、上記配線の少なくとも一部は、上記壁部の内側を這わされているので、上記配線の上記油通過溝に対する干渉を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。

また、一実施形態のステータでは、上記壁部の内側を這わされている上記配線は、中性線で押さえられている。

この実施形態のステータによれば、上記壁部の内側を這わされている上記配線は、中性線で押さえられているので、上記配線の上記油通過溝への進入を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。また、上記配線がロータやステータの外周側に配置された密閉容器に接触することを防ぐことができる。

また、この発明のモータは、
ロータと、
このロータの外周側を囲むように配置された上記ステータと
を備えることを特徴としている。

この発明のモータによれば、上記ステータを備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

また、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
この密閉容器内に配置された圧縮機構部と、
上記密閉容器内に配置されると共に上記圧縮機構部を駆動する上記モータと
を備えることを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

また、一実施形態の圧縮機では、上記密閉容器内の冷媒は、二酸化炭素である。

この実施形態の圧縮機によれば、上記冷媒は、二酸化炭素であり、Ｒ４１０ＡやＲ２２等に比べ、密閉容器内の圧力が高くなり、高粘度の油を使う必要がある。高粘度の油を使うと、油が上記圧縮機構部に戻り難いため、上記ステータコアの上記油通過溝を大きくする必要がある。上記油通過溝を大きくしても、上記切り込み部が設けられているので、上記油通過溝は、上記インシュレータに塞がれず、油戻りの通路を確保できる。

この発明のステータによれば、上記インシュレータの上記環状部の外周面には、上記ステータコアの上記円筒部の上記油通過溝を塞がないように、上記切り込み部が設けられているので、ステータコアの油戻りの通路を確保しつつ、インシュレータの剛性を保持でき、コイルの巻線状態を良好な状態に維持できる。

この発明のモータによれば、上記ステータを備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮機構部２およびモータ３とを備えている。この圧縮機は、ロータリ圧縮機である。

上記密閉容器１の下側側方に、吸入管１１を接続する一方、密閉容器１の上側に吐出管１２を接続している。上記吸入管１１から供給される冷媒は、上記圧縮機構部２の吸込側に導かれる。この冷媒は、二酸化炭素であるが、Ｒ４１０ＡやＲ２２等であってもよい。

上記モータ３は、上記圧縮機構部２の上側に配置され、上記圧縮機構部２を回転軸４を介して駆動する。上記モータ３は、上記圧縮機構部２から吐出された高圧の冷媒が満たされる上記密閉容器１内の高圧領域に配置されている。

上記圧縮機構部２は、シリンダ状の本体部２０と、この本体部２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端部８および下端部９とを備える。

上記回転軸４は、上端部８および下端部９を貫通して、本体部２０の内部に挿入されている。上記回転軸４は、圧縮機構部２の上端部８に設けられた軸受２１と、圧縮機構部２の下端部９に設けられた軸受２２により回転自在に支持されている。

上記本体部２０内の回転軸４にクランクピン５が設けられ、このクランクピン５に嵌合されて駆動されるピストン６とそれに対応するシリンダとの間に形成された圧縮室７により圧縮を行う。ピストン６は、偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室７の容積を変化させる。

上記モータ３は、上記回転軸４に固定された円筒形状のロータ３０と、上記ロータ３０の外周側を囲むように配置されたステータ４０とを有する。上記ステータ４０は、上記ロータ３０の径方向外側にエアギャップを介して配置されている。つまり、上記モータ３は、インナーロータ型のモータである。

上記ステータ４０は、上記密閉容器１に、溶接により固定されている。この溶接箇所は、上記ステータ４０の上下２断面にて各３ケ所に、設けられている。なお、溶接数は、上記モータ３の重量や固有振動数等により決めればよく、また、上記ステータ４０の上記密閉容器１への固定方法は、圧入や焼嵌めでもよい。

上記ロータ３０は、ロータコア３１と、このロータコア３１に軸方向に埋め込まれると共に周方向に配列された磁石３２とを有する。

上記ステータ４０は、ステータコア４１と、このステータコア４１の軸方向の両端面に取り付けられたインシュレータ５１と、上記ステータコア４１および上記インシュレータ５１に巻回されたコイル５０とを有する。

図２の平面図に示すように、上記ステータコア４１は、円筒部４５と、この円筒部４５の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された９つのティース部４６とを有する。

上記コイル５０は、複数の上記ティース部４６に渡って巻かれておらず各ティース部４６に巻かれている集中巻きである。なお、図２では、仮想線にて、上記コイル５０を一部のみ描いている。

上記ステータコア４１は、内周側に開口すると共に周方向に配列された９つのスロット部４７を有する。つまり、このスロット部４７は、隣り合う上記ティース部４６の間に形成される。

上記円筒部４５は、上記ティース部４６の径方向外側の位置に、外周面から切り欠いた油通過溝４２を有する。この油通過溝４２は、上記円筒部４５の軸方向両端面を貫通する。この油通過溝４２は、略半円形に形成されている。この油通過溝４２は、上記各ティース部４６に対応して、９つ設けられている。この油通過溝４２は、例えば、冷媒や油を通す通路や、冷却用通路に利用される。

図３の平面図に示すように、上記インシュレータ５１は、環状部５５と、この環状部５５の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された９つの歯部５６と、上記環状部５５の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部５７とを有している。

上記インシュレータ５１は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリイミドやポリエステル等の耐熱性のよい樹脂材料からなる。

上記インシュレータ５１は、上記ステータコア４１と上記コイル５０との間に挟持され、上記ステータコア４１と上記コイル５０とを絶縁している。

上記インシュレータ５１の上記環状部５５は、上記ステータコア４１の上記円筒部４５に対向して接触し、上記インシュレータ５１の上記複数の歯部５６は、それぞれ、上記ステータコア４１の上記複数のティース部４６に対向して接触している。

上記ステータコア４１の上記ティース部４６と、上記インシュレータ５１の上記歯部５６とは、上記ステータコア４１の軸方向からみて、略同じ形状である。

上記環状部５５の外周面には、上記円筒部４５の上記油通過溝４２を塞がないように、上記歯部５６の径方向外側の位置に切り込み部５２が設けられている。この切り込み部５２は、上記環状部５５の軸方向両端面を貫通する。この切り込み部５２は、上記各歯部５６に対応して、９つ設けられている。

この切り込み部５２は、略半円形に形成されている。つまり、上記切り込み部５２の形状は、軸方向からみて、上記油通過溝４２の形状に対応している。

上記壁部５７における上記歯部５６の径方向外側に位置する部分は、上記歯部５６の幅以上に、切り欠かれている。つまり、上記歯部５６の径方向外側には、上記壁部５７は、存在しない。

図４の平面図に示すように、上記コイル５０の一部の配線５０ａは、軸方向からみて、上記油通過溝４２に重ならないように、上記配線５０ａの少なくとも一部は、上記壁部５７の内側を這わされている。

ここで、上記配線５０ａとは、例えば、リード線や渡り線である。上記リード線とは、例えば図示しない基板に接続されて、外部から電流を供給される配線である。上記渡り線とは、上記コイルの各相を接続する配線である。この渡り線には、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の電流が流される。

上記壁部５７の内側を這わされている上記配線５０ａは、中性線５０ｂで、上側から押さえられている。なお、図４では、中性点へ集約される渡り線は、省略して描いている。また、中性点を収納した絶縁キャップは、実際には、隣り合うコイル間の隙間に、嵌め込んで固定される。

上記構成のステータによれば、上記インシュレータ５１の上記環状部５５の外周面には、上記ステータコア４１の上記円筒部４５の上記油通過溝４２を塞がないように、上記切り込み部５２が設けられているので、上記油通過溝４２は、上記インシュレータ５１に塞がれず、油戻りの通路を確保できる。

また、油戻りの通路を確保したまま、上記環状部５５の径方向の幅を大きくできるので、上記環状部５５の剛性を保持できて、上記インシュレータ５１の剛性を保持できる。

また、上記インシュレータ５１の剛性を保持できるので、上記ステータコア４１および上記インシュレータ５１に巻回されるコイル５０の巻線状態を良好な状態に維持できる。

また、上記切り込み部５２の分だけ、上記インシュレータ５１の材料を軽減できて、コストダウンを図れる。

また、上記切り込み部５２の形状は、軸方向からみて、上記油通過溝４２の形状に対応しているので、上記切り込み部５２を必要最低限の大きさにできて、上記インシュレータ５１の剛性を一層確実に保持できる。

また、上記インシュレータ５１は、上記環状部５５の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部５７を有するので、巻線ノズルによって、上記ステータコア４１および上記インシュレータ５１にコイル５０を巻回する際に、巻線ノズルの先端の軌跡を軸方向からみて円形としても、上記円筒状の壁部５７は、巻線ノズルの走行の邪魔にならない。

また、上記壁部５７における上記歯部５６の径方向外側に位置する部分は、上記歯部５６の幅以上に、切り欠かれているので、上記壁部５７の上記油通過溝４２に対する干渉を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。また、上記壁部５７において切り欠かれている部分だけ、上記インシュレータ５１の材料を軽減できて、コストダウンを図れる。

また、上記コイル５０の一部の配線５０ａは、軸方向からみて、上記油通過溝４２に重ならないように、上記配線５０ａの少なくとも一部は、上記壁部５７の内側を這わされているので、上記配線５０ａの上記油通過溝４２に対する干渉を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。

また、上記壁部５７の内側を這わされている上記配線５０ａは、中性線５０ｂで押さえられているので、上記配線５０ａの上記油通過溝４２への進入を防止して、油戻りの通路を一層確実に確保できる。また、上記配線５０ａがロータ３０やステータ４０の外周側に配置された密閉容器１に接触することを防ぐことができる。

上記構成のモータによれば、上記ステータ４０を備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

上記構成の圧縮機によれば、上記モータ３を備えるので、油戻りの通路を確保して油面切れを防止する。

また、上記冷媒は、二酸化炭素であり、Ｒ４１０ＡやＲ２２等に比べ、密閉容器１内の圧力が高くなり、高粘度の油を使う必要がある。この油は、例えば、（ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等の）ポリアルキレングリコールや、エーテル油や、鉱油である。高粘度の油を使うと、油が上記圧縮機構部２に戻り難いため、上記ステータコア４１の上記油通過溝４２を大きくする必要がある。上記油通過溝４２を大きくしても、上記切り込み部５２が設けられているので、上記油通過溝４２は、上記インシュレータ５１に塞がれず、油戻りの通路を確保できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、圧縮機構部として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。また、コイルを、複数のティースにわたって巻いた、いわゆる分布巻きとしてもよい。また、油通過溝および切り込み部の数の増減は、自由である。また、油通過溝および切り込み部の形状は、半円形以外に、半楕円形や多角形であってもよい。また、インシュレータとしては、隣り合う歯部の間に、ステータコア側に伸びる突起部が、設けられていてもよく、この突起部は、ステータコアのスロット部の輪郭に対応して形成され、スロット部に挿入されて、スロット部の輪郭面とコイルとを電気的に絶縁する。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 ステータコアの平面図である。 インシュレータの平面図である。 ステータの平面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮機構部
３ モータ
４ 回転軸
５ クランクピン
６ ピストン
７ 圧縮室
８ 上端部
９ 下端部
１１ 吸入管
１２ 吐出管
２０ 本体部
２１，２２ 軸受
３０ ロータ
３１ ロータコア
３２ 磁石
４０ ステータ
４１ ステータコア
４２ 油通過溝
４５ 円筒部
４６ ティース部
４７ スロット部
５０ コイル
５０ａ 配線
５０ｂ 中性線
５１ インシュレータ
５２ 切り込み部
５５ 環状部
５６ 歯部
５７ 壁部

Claims (9)

1. ステータコア（４１）と、
   このステータコア（４１）の軸方向の端面に取り付けられたインシュレータ（５１）と
   を備え、
   上記ステータコア（４１）は、円筒部（４５）と、この円筒部（４５）の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数のティース部（４６）とを有し、
   上記円筒部（４５）は、上記ティース部（４６）の径方向外側の位置に、外周面から切り欠いた油通過溝（４２）を有し、
   上記インシュレータ（５１）は、環状部（５５）と、この環状部（５５）の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部（５６）とを有し、
   上記環状部（５５）の外周面には、上記円筒部（４５）の上記油通過溝（４２）を塞がないように、上記歯部（５６）の径方向外側の位置に切り込み部（５２）が設けられていることを特徴とするステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   上記切り込み部（５２）の形状は、軸方向からみて、上記油通過溝（４２）の形状に対応していることを特徴とするステータ。
3. 請求項１または２に記載のステータにおいて、
   上記インシュレータ（５１）は、上記環状部（５５）の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部（５７）を有することを特徴とするステータ。
4. 請求項３に記載のステータにおいて、
   上記壁部（５７）における上記歯部（５６）の径方向外側に位置する部分は、上記歯部（５６）の幅以上に、切り欠かれていることを特徴とするステータ。
5. 請求項３または４に記載のステータにおいて、
   上記ステータコア（４１）および上記インシュレータ（５１）に巻回されたコイル（５０）を備え、
   上記コイル（５０）の一部の配線（５０ａ）は、軸方向からみて、上記油通過溝（４２）に重ならないように、上記配線（５０ａ）の少なくとも一部は、上記壁部（５７）の内側を這わされていることを特徴とするステータ。
6. 請求項５に記載のステータにおいて、
   上記壁部（５７）の内側を這わされている上記配線（５０ａ）は、中性線（５０ｂ）で押さえられていることを特徴とするステータ。
7. ロータ（３０）と、
   このロータ（３０）の外周側を囲むように配置された請求項１から６の何れか一つに記載のステータ（４０）と
   を備えることを特徴とするモータ。
8. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮機構部（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置されると共に上記圧縮機構部（２）を駆動する請求項７に記載のモータ（３）と
   を備えることを特徴とする圧縮機。
9. 請求項８に記載の圧縮機において、
   上記密閉容器（１）内の冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする圧縮機。

Images