JP2010115040A - 固定子、モータ及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させる。
【解決手段】この固定子７０は、環状のバックヨーク部７５から径方向内側に突出するティース部７６、ティース部７６に巻回されたコイル７２、及び、ティース部７６とコイル７２との間に配置された絶縁部材７３を有する巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・を複数有する。この複数の巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・では、絶縁部材７３が、ティース部７６の高さ方向の全域にわたって配置される２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂを含んでいる。
【選択図】図４

Description

本発明は、巻線方式が集中巻きの固定子、モータ及び圧縮機に関する。

各相の巻線をコアのティース部に巻回した集中巻きの固定子が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、極歯部（ティース部）とマグネットワイヤ（コイル）との間に絶縁紙を配置して、極歯部とマグネットワイヤとの絶縁を図っている。
特開２００８−１６７５１８号公報

しかしながら、モータを高い電圧で使用する場合には、ティース部とコイルとの間の絶縁距離を確保する必要があり、上記特許文献１に開示される固定子では、絶縁距離を十分に確保することができない可能性がある。

そこで、絶縁紙の厚みを大きくして、絶縁距離を確保する方法も考えられるが、この場合には、絶縁紙の厚みを大きくする分だけスロット空間における巻線の占積率（スロット空間に対する巻線の占める割合）が小さくなるという問題がある。

他の方法として、巻線の皮膜の厚みを大きくすることにより、絶縁距離を確保する方法も考えられるが、この場合にも、巻線の皮膜の厚みを大きくした分だけ、スロット空間における巻線の占積率が小さくなるという問題がある。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能な固定子、モータ及び圧縮機を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる固定子は、環状のバックヨーク部から径方向内側に突出するティース部、ティース部に巻回されたコイル、及び、ティース部とコイルとの間に配置された絶縁部材を有する巻線構造を複数有し、複数の巻線構造の少なくとも１つの巻線構造では、絶縁部材が、ティース部の高さ方向の全域にわたって配置される複数枚の絶縁紙を含んでいる。

本願発明者らは、厚みの大きい１枚の絶縁紙を用いるよりも、厚みの合計が当該絶縁紙と同等の複数枚の絶縁紙を用いた方が、絶縁耐力が向上することを見出した。従って、ティース部とコイルとの間に配置された絶縁部材を、複数枚の絶縁紙を含むようにすることによって、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。また、複数枚の絶縁紙を用いることで絶縁耐力を向上させられるため、高い絶縁性が必要ない場合には、絶縁性の低い材質の絶縁紙を使用することができるなど、コストや他の特性の有利な材質の絶縁紙が使用可能となる。

第２の発明にかかる固定子は、第１の発明にかかる固定子において、隣接するティース部の間には、スロットが設けられ、複数枚の絶縁紙は、いずれもティース部のスロットに面する壁面の全範囲にわたって配置されている。

この固定子では、ティース部とコイルとの間を複数枚の絶縁紙で確実に絶縁することができる。

第３の発明にかかる固定子は、第１又は第２の発明にかかる固定子において、複数枚の絶縁紙は、２枚の絶縁紙である。

この固定子では、部品点数が多くなるのを抑制しつつ、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。

第４の発明にかかる固定子は、第１〜第３のいずれかの発明にかかる固定子において、コイル側の絶縁紙は、ティース部側の絶縁紙に比べて厚みが大きい。

この固定子では、厚みの大きいコイル側の絶縁紙によりティース部側の絶縁紙をティース部の壁面に押し込むことができるので、この２枚の絶縁紙をティース部の壁面に沿って配置することができる。従って、巻線機によって巻線をティース部に巻く際に、巻線機のノズルが絶縁紙に接触してしまうのを抑制することができる。

第５の発明にかかる固定子は、第３又は第４の発明にかかる固定子において、コイル側の絶縁紙には、ティース部の壁面に設けられる角部に対応した複数の折目が設けられると共に、ティース部側の絶縁紙には、コイル側の絶縁紙の折目より少ない１又は複数の折目が設けられる。

この固定子では、ティース部側の絶縁紙の折目をコイル側の絶縁紙の折目より少なくすることにより、両絶縁紙の位置合わせが容易になり、両絶縁紙が位置ずれてしまうのを抑制することができる。

第６の発明にかかる固定子は、第３〜第５のいずれかの発明にかかる固定子において、コイル側の絶縁紙には、ティース部の壁面に設けられる角部に対応した複数の折目が設けられると共に、ティース部側の絶縁紙には、ティース部の先端側に設けられる角部に対応する折目が設けられている。

この固定子では、絶縁紙の端部側で位置合わせが可能となり、両絶縁紙が位置ずれてしまうのをさらに抑制することができる。

第７の発明にかかる固定子は、第１〜第６のいずれかの発明にかかる固定子において、複数の巻線構造は、バックヨーク部の周方向に沿って配置され、隣接するティース部の間に設けられる所定のスロットに配置される巻線構造の絶縁紙と、その巻線構造に隣接する巻線構造の絶縁紙であって所定のスロットに配置される絶縁紙とは、一体的に形成されている。

この固定子では、１枚の絶縁紙を、隣接する巻線構造において共通に使用することができるので、部品点数を削減することができる。

第８の発明にかかるモータは、上記したいずれかの固定子と、固定子の内側に配置される回転子とを備えている。

このモータでは、上記した固定子を用いることにより、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。

第９の発明にかかる圧縮機は、上記したモータを備えている。

この圧縮機では、上記した固定子を備えるモータを用いることにより、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、ティース部とコイルとの間に配置された絶縁部材を、複数の絶縁紙を含むようにすることによって、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。また、複数枚の絶縁紙を用いることで絶縁耐力を向上させられるため、高い絶縁性が必要ない場合には、絶縁性の低い材質の絶縁紙を使用することができるなど、コストや他の特性の有利な材質の絶縁紙が使用可能となる。

また、第２の発明では、ティース部とコイルとの間を２枚以上の絶縁紙で確実に絶縁することができる。

また、第３の発明では、部品点数が多くなるのを抑制しつつ、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。

また、第４の発明では、厚みの大きいコイル側の絶縁紙によりティース部側の絶縁紙をティース部の壁面に押し込むことができるので、この２枚の絶縁紙をティース部の壁面に沿って配置することができる。従って、巻線機によって巻線をティース部に巻く際に、巻線機のノズルが絶縁紙に接触してしまうのを抑制することができる。

また、第５の発明では、ティース部側の絶縁紙の折目をコイル側の絶縁紙の折目より少なくすることにより、両絶縁紙の位置合わせが容易になり、両絶縁紙が位置ずれてしまうのを抑制することができる。

また、第６の発明では、絶縁紙の端部側で位置合わせが可能となり、両絶縁紙が位置ずれてしまうのをさらに抑制することができる。

また、第７の発明では、１枚の絶縁紙を、隣接する巻線構造において共通に使用することができるので、部品点数を削減することができる。

第８の発明では、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能なモータを得ることができる。

第９の発明では、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能な圧縮機を得ることができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係るＣＯ_２冷媒用ロータリー圧縮機の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る２シリンダ型のＣＯ_２冷媒用ロータリー圧縮機の内部構造を示した断面図である。図２は、モータの平面図である。図３は、固定子のコアと２枚のスロットセルとを示した分解斜視図である。図４は、固定子の一部分を拡大した模式図である。図５は、固定子のコアの平面図である。図６及び図７は、それぞれコイル側のスロットセルの平面図及びティース部側のスロットセルの平面図である。図８は、コアと２枚のスロットセルとの上下方向の長さを比較するための側面図である。以下、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態に係るロータリー圧縮機１について詳細に説明する。

＜ロータリー圧縮機の全体構成＞
第１実施形態に係るロータリー圧縮機１は、図１に示すように、２シリンダ型ロータリー圧縮機であって、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に配置されるモータ２０及び圧縮機構３０と、密閉ケーシング１０の側方に配置されるアキュームレータ４０とを備えている。このロータリー圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、ＣＯ_２冷媒（以下、冷媒と略記する）を利用している。そして、このロータリー圧縮機１は、密閉ケーシング１０内において、圧縮機構３０がモータ２０の下側に配置される。また、密閉ケーシング１０の下部には、圧縮機構３０の各摺動部に供給される誘電率５．１（常温時）の潤滑油（例えばＰＡＧ油）５０が貯留されている。

＜密閉ケーシング＞
密閉ケーシング１０は、パイプ１１、トップ１２及びボトム１３によって構成されている。パイプ１１は、上下方向に延びた略円筒状の部材であり、その上下端が開口している。また、パイプ１１の側面には後述するインレットチューブ４３ａ及び４３ｂを密閉ケーシング１０の内部に導入するための接続口１１ａ及び１１ｂが上下方向に沿って２つ形成されている。そして、この接続口１１ａ及び１１ｂの内周面には、インレットチューブ４３ａ及び４３ｂを保持する円筒形状の継手管１４ａ及び１４ｂがそれぞれ接合されている。トップ１２は、パイプ１１の上端の開口を塞ぐ部材である。このトップ１２には、圧縮機構３０によって圧縮された高温高圧の冷媒を密閉ケーシング１０の外部に吐出するための吐出管１５が設けられている。また、トップ１２には、モータ２０に接続されるターミナル端子１６が設けられている。ボトム１３はパイプ１１の下端の開口を塞ぐ部材である。上記した構成の密閉ケーシング１０には、パイプ１１、トップ１２及びボトム１３によって囲まれた密閉空間が形成されている。

＜モータ＞
モータ２０は、その下方に配置される圧縮機構３０を駆動するために設けられており、図２に示すように、回転子６０と、この回転子６０の径方向外側にエアギャップを介して配置される固定子７０とを有している。

＜回転子＞
回転子６０は、コア６１及び複数の永久磁石６２を有している。コア６１は、金属材料からなる複数の薄板が互いに積層されるとともに、溶接などによって互いに接合されることによって形成されている。また、コア６１には、その略中央部に、平面視で略円形の貫通孔６３が形成されている。貫通孔６３には、シャフト８０の上端部が挿入されており、シャフト８０がコア６１に固定されている。

＜固定子＞
固定子７０は、図３及び図４に示すように、コア７１、コイル７２、絶縁部材７３、及び、インシュレータ７４ａ及び７４ｂ（図１参照）を有している。

＜コア＞
コア７１は、金属材料からなる複数の薄板７１ａが互いに積層されるとともに、溶接などによって互いに接合されることによって形成されている。このコア７１は、図５に示すように、環状のバックヨーク部７５と、そのバックヨーク部７５から径方向内側に突出する９個のティース部７６と、隣接するティース部７６の間に形成される９個のスロット７７とを有している。コア７１の略中央部分には、上下方向に延びた貫通孔７８が形成されている。この貫通孔７８の内部には、上記した回転子６０（図２参照）が配置される。

バックヨーク部７５は、外周面がパイプ１１（図１参照）の内周面に当接するように張り出しており、その外周面とパイプ１１の内周面とがスポット溶接などによって固定されている。

９個のティース部７６の各々には、図４に示すように、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル７２が巻き回される。具体的には、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相のコイル７２が、周方向に沿って順番にティース部７６に巻き回される。ティース部７６は、上記したバックヨーク部７５から径方向内側に延在する径方向延在部７６ａと、その径方向延在部７６ａの先端の両側から周方向に延在する先細形状の周方向延在部７６ｂとを有している。

９個のスロット７７の各々は、図３及び図５に示すように、コア７１を上下方向に貫通している。また、９個のスロット７７の各々は、隣接するティース部７６の周方向延在部７６ｂの間に形成される開口７７ａを介して、貫通孔７８に連通している。この開口７７ａは、周方向延在部７６ｂが周方向に延在することにより、その開口幅が小さくなっている。コイル７２は、この開口７７ａを介してスロット７７の内部に挿入される巻線機のノズル（図示せず）によって、各ティース部７６に巻き回される。

ここで、本実施形態では、スロット７７には、図３及び図４に示すように、ティース部７６とコイル７２とを絶縁するための絶縁部材７３が挿入されている。本実施形態では、絶縁部材７３が、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂから構成されており、共にティース部７６とコイル７２との間に配置されている。

＜スロットセル＞
この２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂは、スロット７７の形状に沿って配置されており、いずれもティース部７６及びバックヨーク部７５のスロット７７に面する壁面の全範囲にわたって配置されている。つまり、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂは、スロット７７に面するティース部７６及びバックヨーク部７５の壁面を覆っている。

スロットセル９０Ａは、図３及び図４に示すように、スロットセル９０Ｂに対してコイル７２側に配置される。このコイル側のスロットセル９０Ａには、図６に示すように、ティース部７６の壁面に設けられる角部Ｃ１〜Ｃ３（図５参照）に対応した複数の折目Ｆ１〜Ｆ３が上下方向に沿って設けられている。具体的には、スロットセル９０Ａには、ティース部７６の周方向延在部７６ｂの先端の角部Ｃ１に対応する折目Ｆ１、径方向延在部７６ａの根元の角部Ｃ２に対応する折目Ｆ２、及び、径方向延在部７６ａと周方向延在部７６ｂとの間の角部Ｃ３に対応する折目Ｆ３が設けられる。上記した角部Ｃ１〜Ｃ３はいずれも角状になっており、本実施形態のスロットセル９０Ａの折目Ｆ１〜Ｆ３は、角状の角部Ｃ１〜Ｃ３に対応して設けられている。

また、本実施形態では、図４に示すように、このコイル側のスロットセル９０Ａの厚みＴ１は、後述するティース部側のスロットセル９０Ｂの厚みＴ２より大きく設定されている。

スロットセル９０Ｂは、図３及び図４に示すように、スロットセル９０Ａに対してティース部７６側に配置される。このティース部側のスロットセル９０Ｂには、図７に示すように、ティース部７６の壁面に設けられる角部Ｃ１及びＣ３（図５参照）に対応した複数の折目Ｆ４及びＦ５が上下方向に沿って設けられているが、角部Ｃ２に対応した折目は設けられていない。つまり、本実施形態では、ティース部側のスロットセル９０Ｂの折目Ｆ４及びＦ５の合計の数（４箇所）は、コイル側のスロットセル９０Ａの折目Ｆ１〜Ｆ３の合計の数（６箇所）より少なく設定されている。このティース部側のスロットセル９０Ｂに設けられる折目Ｆ４及びＦ５は、それぞれ、図６に示したコイル側のスロットセル９０Ａに設けられる折目Ｆ１及びＦ３に対応している。

図８に示すように、コイル側のスロットセル９０Ａの上下方向の長さＬ２（図８（ｂ）参照）、及び、ティース部側のスロットセル９０Ｂの上下方向の長さＬ３（図８（ｃ）参照）は、共にコア７１の上下方向の長さＬ１（図８（ａ）参照）より長く設定されている。これにより、スロット７７に挿入されたスロットセル９０Ａ及び９０Ｂが、コア７１の上端から上方に突出すると共に下端から下方に突出し、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂが、ティース部７６の上下方向の全域にわたって配置される。なお、コイル側のスロットセル９０Ａの上下方向の長さＬ２、及び、ティース部側のスロットセル９０Ｂの上下方向の長さＬ３は、同じに設定されており、それらの上端又は下端を位置合わせすることにより、上下方向に関して両スロットセル９０Ａ及び９０Ｂの位置合わせが可能となる。

また、ティース部側のスロットセル９０Ｂの折目Ｆ４からＦ４（図７参照）までの周方向の長さは、コイル側のスロットセル９０Ａの折目Ｆ１からＦ１（図６参照）までの周方向の長さより長くなっている。このように外側のスロットセル９０Ｂの周方向の長さを、内側のスロットセル９０Ａの周方向の長さより大きく設定することにより、各折目の位置合わせが可能となる。

＜巻線構造＞
上記した構成の固定子７０では、図４に示すように、ティース部７６、そのティース部７６に巻回されたコイル７２、及び、そのティース部７６とそのコイル７２との間に配置された絶縁部材７３（２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂ）を有する９個の巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・が設けられる。この９個の巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・は、バックヨーク部７５の周方向に沿って等間隔で配置されている。本実施形態では、各スロット７７に２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂが挿入されており、所定のスロット７７に配置される巻線構造１００Ａのスロットセル９０Ａと、その巻線構造１００Ａに隣接する巻線構造１００Ｂのスロットセル９０Ａであってそのスロット７７に配置されるスロットセル９０Ａとは、一体的に形成されている。また、同様に、所定のスロット７７に配置される巻線構造１００Ａのスロットセル９０Ｂと、その巻線構造１００Ａに隣接する巻線構造１００Ｂのスロットセル９０Ｂであってそのスロット７７に配置されるスロットセル９０Ｂとは、一体的に形成されている。

この巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・は、以下のように製造される。まず、コア７１を準備し、そのコア７１に形成されるスロット７７に２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂを挿入する。この際、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂは、スロットセル９０Ａの折目Ｆ１とスロットセル９０Ｂの折目Ｆ４とを合わせると共に、スロットセル９０Ａの折目Ｆ３とスロットセル９０Ｂの折目Ｆ５とを合わせることによって、両スロットセル９０Ａ及び９０Ｂが位置合わせされた状態でスロット７７に挿入される。そして、コア７１の上面及び下面にインシュレータ７４ａ及び７４ｂ（図１参照）をそれぞれ取り付ける。次に、コア７１に対してスロットセル９０Ａ及び９０Ｂ、並びに、インシュレータ７４ａ及び７４ｂを組付けた状態で、巻線機を用いてコア７１のティース部７６に巻線を巻き付けてコイル７２を形成する。この際、巻線機のノズルは、開口７７ａ（図３参照）を介してスロット７７内に挿入され、ティース部７６に対してコイル７２を巻回す。このようにして、ティース部７６とコイル７２との間に２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂが配置された巻線構造１００Ａ，１００Ｂ，・・・が製造される。

＜シャフト＞
図１に示すように、シャフト８０は、上記した回転子６０と共に回転することによって、圧縮機構３０のピストン３４及び３７を回転させる。このシャフト８０には、後述するフロントシリンダ３３のシリンダ室Ｓ１内に位置するように偏心部８１が設けられると共に、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｓ２内に位置するように偏心部８２が設けられている。これらの偏心部８１及び８２には、ピストン３４及び３７がそれぞれ装着されており、シャフト８０の回転に伴って、偏心部８１に装着されるピストン３４がシリンダ室Ｓ１で回転すると共に、偏心部８２に装着されるピストン３７がシリンダ室Ｓ２で回転する。なお、偏心部８１と偏心部８２とは、シャフト８０の回転方向に１８０°ずれた位置に配置されている。

＜圧縮機構＞
圧縮機構３０は、図１に示すように、モータ２０のシャフト８０の回転軸に沿って上から下に向かって、２重構造となっているフロントマフラ３１と、フロントヘッド３２と、フロントシリンダ３３及びピストン３４と、ミドルプレート３５と、リアシリンダ３６及びピストン３７と、リアヘッド３８と、リアマフラ３９とを有している。

フロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に設けられる吐出ポート（図示せず）から吐出された冷媒を消音して１次空間に吐出する。このフロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に取り付けられる。

フロントヘッド３２は、フロントシリンダ３３の上面に接合されており、シリンダ室Ｓ１の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド３２には、シリンダ室Ｓ１において圧縮された冷媒を、上記したフロントマフラ３１によって形成されるマフラ空間Ａに吐出するための吐出ポート（図示せず）が設けられている。

フロントシリンダ３３には、その中央部分にシリンダ室Ｓ１が設けられる。シリンダ室Ｓ１には、シャフト８０の回転に伴って偏心回転運動するピストン３４が配置されている。このシリンダ室Ｓ１は、上記した吐出ポートを介してマフラ空間Ａに連通している。したがって、シャフト８０の偏心部８１に装着されるピストン３４の偏心回転運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室Ｓ１からマフラ空間Ａに導かれる。

ピストン３４は、シリンダ室Ｓ１の内周面に沿って偏心回転運動を行い、アキュームレータ４０から吸入される冷媒を圧縮する。

ミドルプレート３５は、フロントシリンダ３３とリアシリンダ３６との間に配置される。このミドルプレート３５は、フロントシリンダ３３のシリンダ室Ｓ１の下方の開口を閉塞し、且つ、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｓ２の上方の開口を閉塞している。

そして、リアシリンダ３６、ピストン３７、リアヘッド３８、リアマフラ３９は、それぞれその機能からみて、上記したフロントシリンダ３３、ピストン３４、フロントヘッド３２、フロントマフラ３１と同様であるので、その説明を省略する。なお、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｓ２において圧縮された冷媒は、リアヘッド３８とリアマフラ３９とにより形成されるマフラ空間（図示せず）を通過した後、リアヘッド３８とリアシリンダ３６とミドルプレート３５とフロントシリンダ３３とに連通する連通孔（図示せず）、及び、フロントヘッド３２に形成される導入ポート（図示せず）を介して、マフラ空間Ａに導かれる。

＜アキュームレータ＞
アキュームレータ４０は、密閉ケーシング１０の外部からその内部に配置されるフロントシリンダ３３のシリンダ室Ｓ１及びリアシリンダ３６のシリンダ室Ｓ２のそれぞれに冷媒を供給するために設けられている。このアキュームレータ４０は、図１に示すように、鉛直方向に延びる入口管４１と、略Ｌ字状に屈曲する２つの出口管４２ａ及び４２ｂとを備えている。これにより、入口管４１から流入する冷媒は、各出口管４２ａ及び４２ｂを通過して、シリンダ室Ｓ１及びＳ２のそれぞれに供給される。

そして、出口管４２ａ及び４２ｂのそれぞれの先端には、略筒形状のインレットチューブ４３ａ及び４３ｂが接続されている。このインレットチューブ４３ａ及び４３ｂは、それぞれ、密閉ケーシング１０に接合される継手管１４ａ及び１４ｂを介して、シリンダ３３及び３６に接続される。

［本実施形態のロータリー圧縮機の特徴］
本実施形態のロータリー圧縮機１には、以下のような特徴がある。

本実施形態のロータリー圧縮機１では、ティース部７６とコイル７２との間に配置された絶縁部材７３を、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂで構成することによって、コイル７２の巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。また、絶縁耐力を向上させれるため、高い絶縁性が必要ないモータに用いる場合には、絶縁性の低い材質の絶縁紙を使用することができ、コストや他の特性の有利な材質が使用可能となる。

また、本実施形態のロータリー圧縮機１では、２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂを、ティース部７６及びバックヨーク部７５のスロット７７に面する壁面の全範囲にわたって配置することによって、ティース部７６とコイル７２との間を２枚以上のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂで確実に絶縁することができる。

また、本実施形態のロータリー圧縮機１では、コイル側のスロットセル９０Ａの厚みＴ１を、ティース部側のスロットセル９０Ｂの厚みＴ２に比べて大きくすることによって、厚みの大きいコイル側のスロットセル９０Ａによりティース部側のスロットセル９０Ｂをティース部７６の壁面に押し込むことができるので、この２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂをティース部７６の壁面に沿って配置することができる。従って、巻線機によって巻線をティース部７６に巻く際に、巻線機のノズルがスロットセル９０Ａ及び９０Ｂに接触してしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態のロータリー圧縮機１では、ティース部側のスロットセル９０Ｂの折目の数（４つ）をコイル側のスロットセル９０Ａの折目の数（６つ）より少なくすることにより、両スロットセル９０Ａ及び９０Ｂの位置合わせが容易になり、両スロットセル９０Ａ及び９０Ｂが位置ずれてしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態のロータリー圧縮機１では、ティース部側のスロットセル９０Ｂにティース部７６の先端（周方向延在部７６ｂ）側の角部Ｃ１及びＣ３に対応する折目Ｆ１及びＦ３を設けることによって、スロットセル９０Ａ及び９０Ｂの端部側で位置合わせが可能となり、両スロットセル９０Ａ及び９０Ｂが位置ずれてしまうのをさらに抑制することができる。

また、本実施形態のロータリー圧縮機１では、隣接する巻線構造１００Ａ及び１００Ｂのスロットセル９０Ａ及び９０Ｂを一体的に形成することによって、巻線構造毎にスロットセルを用いる場合に比べて、部品点数を削減することができる。

（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る固定子の一部分を拡大した模式図である。図１０は、固定子のコアの平面図である。図１１及び図１２は、それぞれコイル側のスロットセルの平面図及びティース部側のスロットセルの平面図である。以下、図９〜図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係る固定子１７０について詳細に説明する。なお、この第２実施形態では、コア及びスロットセル以外の構成は、第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

＜固定子＞
第２実施形態に係る固定子１７０は、図９に示すように、コア１７１、コイル１７２、絶縁部材１７３、及び、インシュレータ（図示せず）を有している。

＜コア＞
コア１７１は、図１０に示すように、環状のバックヨーク部１７５と、そのバックヨーク部１７５から径方向内側に突出する９個のティース部１７６と、隣接するティース部１７６の間に形成される９個のスロット１７７とを有している。このコア１７１の略中央部分には、上下方向に延びた貫通孔１７８が形成されている。

ここで、本実施形態では、スロット１７７には、図９に示すように、ティース部１７６とコイル１７２とを絶縁するための絶縁部材１７３が挿入されている。本実施形態では、絶縁部材１７３が、２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂから構成されており、共にティース部１７６とコイル１７２との間に配置されている。

＜スロットセル＞
この２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂは、ティース部１７６及びバックヨーク部１７５の壁面に沿って配置されており、いずれもティース部１７６及びバックヨーク部１７５のスロット１７７に面する壁面の全範囲にわたって配置されている。つまり、２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂは、スロット１７７に面するティース部１７６及びバックヨーク部１７５の壁面を覆っている。

スロットセル１９０Ａは、スロットセル１９０Ｂに対してコイル１７２側に配置されると共に、スロットセル１９０Ｂは、スロットセル１９０Ａに対してティース部１７６側に配置される。この第２実施形態のスロットセル１９０Ａと１９０Ｂとは、図１１及び図１２に示すように、同一形状である。つまり、両スロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂには、ティース部１７６の壁面に設けられる角部Ｃ１０１及びＣ１０２（図１０参照）に対応した複数の折目Ｆ１０１及びＦ１０２が上下方向に沿って設けられている。なお、スロットセル１９０Ａの厚みＴ１０１と、スロットセル１９０Ｂの厚みＴ１０２とは、同じ厚みに設定されている。

具体的には、スロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂには、周方向延在部１７６ｂの先端の角部Ｃ１０１に対応する折目Ｆ１０１、及び、径方向延在部１７６ａと周方向延在部１７６ｂとの間の角部Ｃ１０２に対応する折目Ｆ１０２が設けられる。上記した角部Ｃ１０１及びＣ１０２はいずれも角状になっており、本実施形態のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂの折目Ｆ１０１及びＦ１０２は、角状の角部Ｃ１０１及びＣ１０２に対応して設けられている。なお、この第２実施形態のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂには、径方向延在部１７６ａの根元に設けられる曲面状の角部Ｃ１０３に対応する部分には、折目が設けられていない。つまり、この第２実施形態に係るスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂは、角状の角部Ｃ１０１，Ｃ１０２に対応する部分に折目Ｆ１０１，Ｆ１０２が設けられるが、曲面状の角部Ｃ１０３に対応する部分に折目が設けられていない。

＜巻線構造＞
上記した構成の固定子１７０では、図９に示すように、ティース部１７６、そのティース部１７６に巻回されたコイル１７２、及び、そのティース部１７６とそのコイル１７２との間に配置された絶縁部材１７３（２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂ）を有する９個の巻線構造２００Ａ，２００Ｂ，・・・が設けられる。この９個の巻線構造２００Ａ，２００Ｂ，・・・は、バックヨーク部１７５の周方向に沿って等間隔で配置されている。本実施形態では、各スロット１７７に２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂが挿入されており、所定のスロット１７７に配置される巻線構造２００Ａのスロットセル１９０Ａと、その巻線構造２００Ａに隣接する巻線構造２００Ｂのスロットセル１９０Ａであってそのスロット１７７に配置されるスロットセル１９０Ａとは、一体的に形成されている。また、同様に、所定のスロット１７７に配置される巻線構造２００Ａのスロットセル１９０Ｂと、その巻線構造２００Ａに隣接する巻線構造２００Ｂのスロットセル１９０Ｂであってそのスロット１７７に配置されるスロットセル１９０Ｂとは、一体的に形成されている。

本実施形態の固定子１７０も、第１実施形態のロータリー圧縮機１の固定子７０と同様に、ティース部１７６とコイル１７２との間に配置された絶縁部材１７３を、２枚のスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂで構成することによって、コイル１７２の巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の固定子１７０では、隣接する巻線構造２００Ａ及び２００Ｂのスロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂを一体的に形成することによって、巻線構造毎にスロットセルを用いる場合に比べて、部品点数を削減することができる。

また、本実施形態の固定子１７０では、両スロットセル１９０Ａ及び１９０Ｂを同一形状とすることによって、部品の共通化が可能となる。

次に、複数枚のスロットセルを使用した時に奏する効果を検証するために行った実験について説明する。この検証実験では、１枚のスロットセルを使用した比較例に係る巻線とコアとの間の絶縁耐力（以下、「巻線−コア間絶縁耐力」とする）と、合計の厚みが上記した１枚のスロットセルと等しい２枚のスロットセルを使用した実施例に係る巻線−コア間絶縁耐力と、を比較した。

（比較例）
この比較例では、厚みが０．３７５ｍｍである１枚のスロットセルを使用したときの巻線−コア間絶縁耐力を、下記のダーキンの絶縁式（１）により算出した。
絶縁耐力（Ｖ）＝１６２．６×（絶縁距離（μｍ）／誘電率）^０．４６・・・（１）

この比較例では、図１３に示すように、巻線とコア（ティース部）との間には、巻線の皮膜及びスロットセルが配置されるので、巻線とコアとの間の絶縁耐力は、下記の式（２）により算出される。
（巻線−コア間絶縁耐力）＝（巻線の皮膜の絶縁耐力）＋（スロットセルの絶縁耐力）・・・（２）

当該式（２）に上記式（１）を適用すると、下記の式（３）が導出される。
（巻線−コア間絶縁耐力）＝［１６２．６×（巻線の皮膜の膜厚ｄ１（μｍ）／巻線の皮膜の誘電率α１）^０．４６］＋［１６２．６×（スロットセルの厚みｄ２（μｍ）／スロットセルの誘電率α２）^０．４６］・・・（３）

この式（３）に、下記の値をそれぞれ代入することにより、比較例に係る絶縁耐力が１２１２．０Ｖであると算出された。
巻線の皮膜の膜厚ｄ１：５２．５μｍ
巻線の皮膜の誘電率α１：３．５
スロットセルの厚みｄ２：０．３７５ｍｍ
スロットセルの誘電率α２：１８．６

（実施例）
この実施例では、合計の厚みが０．３７５ｍｍである２枚のスロットセルを使用したときの巻線−コア間絶縁耐力を実測した。

具体的には、図１４に示すように、皮膜の膜厚がｄ３（５２．５μｍ）の巻線と、厚みがｄ４（０．１２５ｍｍ）のコイル側のスロットセルと、厚みがｄ５（０．２５ｍｍ）のティース部側のスロットセルとを用いて、巻線とコアとの間の絶縁耐力を実測した。この結果、実施例に係る巻線−コア間絶縁耐力が、比較例に係る絶縁耐力（１２１２．０Ｖ）に比べて、約６．８％向上していることが分かった。これは、２枚のスロットセルの間に微小な隙間が起因して、絶縁耐力を向上させていると考えられる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、２シリンダ型のロータリー圧縮機について本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、１シリンダ型のロータリー圧縮機にも、３シリンダ以上のロータリー圧縮機にも本発明が適用可能である。

また、上記実施形態では、ＣＯ_２冷媒を利用するロータリー圧縮機について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＯ_２冷媒以外の冷媒を利用するロータリー圧縮機にも本発明を適用することができる。

また、上記第１及び第２実施形態では、隣接する巻線構造のスロットセルを一体的に形成する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１５に示す第１変形例に係る固定子２７０のように、コイル２７２とティース部２７６との絶縁が保たれていれば、巻線構造３００Ａのスロットセル２９１Ａ及び２９２Ａと、その巻線構造３００Ａに隣接する巻線構造３００Ｂのスロットセル２９１Ｂ及び２９２Ｂとをそれぞれ別体にしてもよい。つまり、この変形例に係る固定子２７０のスロット２７７には、４枚のスロットセルが２９１Ａ、２９２Ａ、２９１Ｂ及び２９２Ｂが配置される。

また、上記実施形態の巻線構造１００Ａでは、絶縁部材７３がティース部７６の高さ方向の全域にわたって配置される２枚のスロットセル９０Ａ及び９０Ｂを有する例について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の巻線構造の少なくとも１つの巻線構造において、絶縁部材が、ティース部の高さ方向の全域にわたって配置される３枚以上のスロットセルを含んでいてもよい。

一例として、図１６に示す第２変形例に係る固定子３７０では、巻線構造４００Ａ，４００Ｂ，・・・の少なくとも１つの巻線構造において、絶縁部材３７３がティース部３７６の高さ方向の全域にわたって配置される３枚のスロットセル３９０Ａ，３９０Ｂ，３９０Ｃを含んでいる。この際、コイル側のスロットセル３９０Ａの厚みＴ３０１を、他のスロットセル３９０Ｂの厚みＴ３０２及びスロットセル３９０Ｃの厚みＴ３０３より大きくしておくのが好ましい。

また、上記第実施形態では、分離した２枚のスロットセルを用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１７に示す第３変形例に係る固定子４７０のように、所定のスロット４７７に配置される巻線構造５００Ａのスロットセル４９１Ａ及び４９２Ａと、その巻線構造５００Ａに隣接する巻線構造５００Ｂのスロットセル４９１Ｂ及び４９２Ｂであってそのスロット４７７に配置されるスロットセル４９１Ｂ及び４９２Ｂとを、コイル４７２が当接しない部分４９３で接合してもよい。これにより、各スロットセル４９１Ａ、４９２Ａ、４９１Ｂ及び４９２Ｂが相互に位置ずれしてしまうのを防止することができる。なお、接合箇所４９３では、スロットセルが複数枚になっていないが、当該部分はコイル４７２とコアとの絶縁が不要な箇所であるので、何ら問題ない。

本発明を利用すれば、コイルの巻線の占積率を下げることなく、絶縁耐力を向上させることが可能な固定子、モータ及び圧縮機を得ることができる。また、複数枚の絶縁紙を用いることで絶縁耐力を向上させられるため、高い絶縁性が必要ない場合には、絶縁性の低い材質の絶縁紙を使用することができるなど、コストや他の特性の有利な材質の絶縁紙が使用可能となる。

本発明の第１実施形態に係る２シリンダ型のＣＯ_２冷媒用ロータリー圧縮機の内部構造を示した断面図である。 モータの平面図である。 固定子のコアと２枚のスロットセルとを示した分解斜視図である。 固定子の一部分を拡大した模式図である。 固定子のコアの平面図である。 コイル側のスロットセルの平面図である。 ティース部側のスロットセルの平面図である。 コアとスロットセルとの上下方向の長さを比較するための側面図である。 本発明の第１実施形態に係る固定子の一部分を拡大した模式図である。 固定子のコアの平面図である。 コイル側のスロットセルの平面図である。 ティース部側のスロットセルの平面図である。 比較例に係る巻線構造の模式図である。 実施例に係る巻線構造の模式図である。 本発明の第１変形例に係る固定子の一部分を拡大した模式図である。 本発明の第２変形例に係る固定子の一部分を拡大した模式図である。 本発明の第３変形例に係る固定子の一部分を拡大した模式図である。

符号の説明

１ ＣＯ_２冷媒用ロータリー圧縮機
２０ モータ
７０，１７０，２７０，３７０ 固定子
７２，１７２，２７２ コイル
７３，１７３，３７３ 絶縁部材
７５，１７５ バックヨーク部
７６，１７６，２７６，３７６ ティース部
７７，１７７，２７７，４７７ スロット
９０Ａ，９０Ｂ，１９０Ａ，１９０Ｂ，２９１Ａ，２９２Ａ，２９１Ｂ，２９２Ｂ，３９０Ａ，３９０Ｂ，３９０Ｃ，４９１Ａ，４９１Ｂ，４９１Ｂ，４９２Ｂ スロットセル（絶縁紙）
１００Ａ，１００Ｂ，２００Ａ，２００Ｂ，３００Ａ，３００Ｂ，４００Ａ，４００Ｂ，５００Ａ 巻線構造

Claims (9)

1. 環状のバックヨーク部から径方向内側に突出するティース部、前記ティース部に巻回されたコイル、及び、前記ティース部と前記コイルとの間に配置された絶縁部材を有する巻線構造を複数有し、
   前記複数の巻線構造の少なくとも１つの巻線構造では、前記絶縁部材が、前記ティース部の高さ方向の全域にわたって配置される複数枚の絶縁紙を含むことを特徴とする、固定子。
2. 隣接する前記ティース部の間には、スロットが設けられ、
   前記複数枚の絶縁紙は、いずれも前記ティース部の前記スロットに面する壁面の全範囲にわたって配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の固定子。
3. 前記複数枚の絶縁紙は、２枚の絶縁紙であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の固定子。
4. 前記コイル側の絶縁紙は、前記ティース部側の絶縁紙に比べて厚みが大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定子。
5. 前記コイル側の絶縁紙には、前記ティース部の壁面に設けられる角部に対応した複数の折目が設けられると共に、前記ティース部側の絶縁紙には、前記コイル側の絶縁紙の折目より少ない１又は複数の折目が設けられることを特徴とする、請求項３又は４に記載の固定子。
6. 前記コイル側の絶縁紙には、前記ティース部の壁面に設けられる角部に対応した複数の折目が設けられると共に、前記ティース部側の絶縁紙には、前記ティース部の先端側に設けられる角部に対応する折目が設けられていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の固定子。
7. 前記複数の巻線構造は、前記バックヨーク部の周方向に沿って配置され、
   隣接する前記ティース部の間に設けられる所定のスロットに配置される前記巻線構造の絶縁紙と、その巻線構造に隣接する前記巻線構造の絶縁紙であって前記所定のスロットに配置される前記絶縁紙とは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固定子。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の固定子と、前記固定子の内側に配置される回転子とを備えることを特徴とする、モータ。
9. 請求項８に記載のモータを備えることを特徴とする、圧縮機。

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