JP2012170188A - Motor and compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータにコイルが巻回されたモータ及びそれを用いた圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a motor having a coil wound around a stator and a compressor using the motor.
電動圧縮機を備えた空気調和機には、電力変換装置を用いてモータをインバータ駆動するものがある。モータをインバータ駆動する際には、インバータ回路における高電圧のスイッチング動作に伴って、モータのステータに設けられたモータ巻線とステータコア間に形成されるキャパシタンスを介して、高周波漏れ電流が発生することが問題となる。 Some air conditioners equipped with an electric compressor drive an inverter using a power converter. When the motor is driven by an inverter, a high-frequency leakage current is generated through a capacitance formed between the motor winding provided in the stator of the motor and the stator core in association with the high voltage switching operation in the inverter circuit. Is a problem.
従来のモータでは、モータ巻線とステータ間の絶縁シートの低誘電率化を図ることで漏れ電流を低減している例がある（例えば特許文献１を参照）。この例では、絶縁シート内に空孔（空気の比誘電率は約１）を設けることで、絶縁シートの誘電率を下げて漏れ電流の低減を図っている。 In the conventional motor, there is an example in which the leakage current is reduced by reducing the dielectric constant of the insulating sheet between the motor winding and the stator (see, for example, Patent Document 1). In this example, by providing a hole (relative permittivity of air is about 1) in the insulating sheet, the dielectric constant of the insulating sheet is lowered to reduce the leakage current.
ところで、電動圧縮機によっては、モータのステータが冷媒や潤滑油に曝される構造のものがある。モータ巻線とステータ間に設けられる絶縁シートは平面的な構造で、しかも厚さが薄いので、モータ巻線とステータコア間に隙間が必ずできてしまう。そのため、モータのステータが冷媒や潤滑油に曝される構造の電動圧縮機では、モータ巻線とステータコア間の隙間に冷媒や潤滑油が浸入することになる。 Incidentally, some electric compressors have a structure in which the stator of the motor is exposed to refrigerant or lubricating oil. Since the insulating sheet provided between the motor winding and the stator has a planar structure and is thin, there is always a gap between the motor winding and the stator core. For this reason, in an electric compressor having a structure in which the stator of the motor is exposed to refrigerant or lubricating oil, the refrigerant or lubricating oil enters the gap between the motor winding and the stator core.
一般的に潤滑油、冷媒、潤滑油と冷媒の混合物は、空気と比べ大きな比誘電率約を有している。例えば、空気の比誘電率が約１であるのに対し、潤滑油の比誘電率は約３．５、冷媒の比誘電率は約７．７、潤滑油と冷媒の混合物は、混合比により異なるが比誘電率は３．５〜７．７程度の値をそれぞれ有している。そのため、特許文献１の絶縁シートを用いたとしても、誘電率が比較的大きな冷媒や潤滑油が、モータ巻線とステータコアの間に浸入することによって、モータ巻線とステータコア間の静電容量が増大し、モータをインバータ駆動する際に漏れ電流が増大する可能性がある。
In general, lubricating oil, refrigerant, and a mixture of lubricating oil and refrigerant have a relative dielectric constant that is greater than that of air. For example, while the relative permittivity of air is about 1, the relative permittivity of lubricant is about 3.5, the relative permittivity of refrigerant is about 7.7, and the mixture of lubricant and coolant depends on the mixing ratio. Although it is different, the relative dielectric constant has a value of about 3.5 to 7.7. Therefore, even if the insulating sheet of
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、モータが冷媒や潤滑油に曝される場合の、モータ巻線（コイル）とステータコア間の静電容量の増大を低減できるようにすることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and makes it possible to reduce an increase in capacitance between the motor winding (coil) and the stator core when the motor is exposed to refrigerant or lubricating oil. The purpose is that.
前記の課題を解決するため、第１の発明は、
ロータ（50）とステータ（20）とを備え、圧縮機構（80）を駆動するモータであって、
前記ステータ（20）は、コイル（40）が巻回された複数のティース部（32）を有し、
それぞれのティース部（32）は、巻回されたコイル（40）と該ティース部（32）との間に、該巻回されたコイル（40）の内周面に沿う絶縁部材（90）を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention
A motor including a rotor (50) and a stator (20), and driving a compression mechanism (80),
The stator (20) has a plurality of teeth (32) around which a coil (40) is wound,
Each tooth part (32) has an insulating member (90) along the inner peripheral surface of the wound coil (40) between the wound coil (40) and the tooth part (32). It is characterized by having.
この構成では、絶縁部材（90）は、コイル（40）の内周面に沿うようになっている。そのため、コイル（40）とティース部（32）の間の隙間が低減する。したがって、モータが冷媒や潤滑油に曝されたとしても、コイル（40）とティース部（32）の間に侵入する潤滑油や冷媒の量を低減できる。侵入する冷媒や潤滑油の量を低減できれば、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスでは、誘電体の誘電率を低減できる。 In this configuration, the insulating member (90) is along the inner peripheral surface of the coil (40). Therefore, the clearance gap between a coil (40) and a teeth part (32) reduces. Therefore, even if the motor is exposed to refrigerant or lubricating oil, the amount of lubricating oil or refrigerant entering between the coil (40) and the tooth portion (32) can be reduced. If the amount of intruding refrigerant or lubricating oil can be reduced, the dielectric constant of the dielectric can be reduced by the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30).
また、第２の発明は、
第１の発明のモータにおいて、
前記絶縁部材（90）は、内部に中空部（90a）が形成されていることを特徴とする。
In addition, the second invention,
In the motor of the first invention,
The insulating member (90) has a hollow portion (90a) formed therein.
この構成では、絶縁部材（90）に中空部（90a）が形成されているので、絶縁部材（90）の構造を中実とするよりも、誘電率をより小さくすることが可能になる。 In this configuration, since the hollow portion (90a) is formed in the insulating member (90), the dielectric constant can be made smaller than when the structure of the insulating member (90) is solid.
また、第３の発明は、
第２の発明のモータにおいて、
前記中空部（90a）内には、該中空部（90a）を形成する面（S）を支持する支持部材（91）が設けられていることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the motor of the second invention,
A support member (91) for supporting the surface (S) forming the hollow portion (90a) is provided in the hollow portion (90a).
この構成では、コイル（40）が巻回された場合などの外力を受けた際に、支持部材（91）が、中空部（90a）を形成する面（S）を支持する。 In this configuration, when receiving an external force such as when the coil (40) is wound, the support member (91) supports the surface (S) that forms the hollow portion (90a).
また、第４の発明は、
第１から第３の発明のうちの何れか１つのモータにおいて、
前記絶縁部材（90）と前記コイル（40）の間、及び前記絶縁部材（90）と前記ティース部（32）との間の少なくとも一方に、粘着シート（94）を備えていることを特徴とする。
In addition, the fourth invention is
In any one of the first to third inventions,
An adhesive sheet (94) is provided between at least one of the insulating member (90) and the coil (40) and between the insulating member (90) and the teeth portion (32). To do.
この構成では、粘着シート（94）を設けたことにより、コイル（40）と絶縁部材（90）の間の隙間、及びティース部（32）と絶縁部材（90）の間の隙間を、より確実に減らすことが可能になる。 In this configuration, by providing the adhesive sheet (94), the gap between the coil (40) and the insulating member (90) and the gap between the tooth portion (32) and the insulating member (90) are more reliably provided. Can be reduced to
また、第５の発明は、
第１から第４の発明のうちの何れか１つのモータ（10）と、
冷媒を圧縮する圧縮機構（80）と、
前記モータ（10）及び前記圧縮機構（80）を収容し、内部空間に該圧縮機構（80）が吐出した冷媒、又は該圧縮機構（80）が吸入する冷媒が流れる密閉容器（70）とを備えたことを特徴とする圧縮機である。
In addition, the fifth invention,
Any one of the motors (10) of the first to fourth inventions;
A compression mechanism (80) for compressing the refrigerant;
An airtight container (70) in which the motor (10) and the compression mechanism (80) are accommodated and the refrigerant discharged from the compression mechanism (80) or the refrigerant sucked by the compression mechanism (80) flows into an internal space. It is the compressor characterized by having.
この構成では、モータ（10）が密閉容器（70）内で冷媒に曝される。この際、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスでは、誘電体の誘電率を低減できる。 In this configuration, the motor (10) is exposed to the refrigerant in the sealed container (70). At this time, the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30) can reduce the dielectric constant of the dielectric.
第１の発明によれば、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスにおいて、誘電体の誘電率を低減できるので、前記キャパシタンスの静電容量を低減できる。その結果、外部に漏れる漏れ電流を低減することが可能になる。 According to the first invention, since the dielectric constant of the dielectric can be reduced in the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30), the capacitance of the capacitance can be reduced. As a result, it is possible to reduce leakage current that leaks to the outside.
また、第２の発明によれば、中空部（90a）を設けることによって絶縁部材（90）の誘電率を、より小さくすることが可能になるので、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスの静電容量を、より効果的に低減できる。 In addition, according to the second invention, since the dielectric constant of the insulating member (90) can be further reduced by providing the hollow portion (90a), the coil (40) and the stator core (30) can be reduced. The capacitance of the capacitance formed in the above can be more effectively reduced.
また、第３の発明によれば、絶縁部材（90）に中空部（90a）を設けても、絶縁部材（90）の強度を確保することが可能になる。 Further, according to the third invention, it is possible to ensure the strength of the insulating member (90) even if the insulating member (90) is provided with the hollow portion (90a).
また、第４の発明によれば、 コイル（40）と絶縁部材（90）の間の隙間、及びティース部（32）と絶縁部材（90）の間の隙間を、より確実に減らすことが可能になるので、コイル（40）とステータコア（30）間に形成されるキャパシタンスの静電容量を、より効果的に抑えることができる。 According to the fourth invention, the gap between the coil (40) and the insulating member (90) and the gap between the tooth portion (32) and the insulating member (90) can be more reliably reduced. Therefore, the capacitance of the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30) can be more effectively suppressed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
〈概要〉
図１は、本発明の実施形態１に係るモータ（10）を適用した電動圧縮機（1）の構成を模式的に示す縦断面図である。モータ（10）は、同図に示すように、ステータ（20）、ロータ（50）、及び駆動軸（60）を備え、空気調和機に用いる電動圧縮機（1）のケーシング（70）に収容されている。モータ（10）は、ブラシレスＤＣモータであって、いわゆるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータであり、この例では電動圧縮機（1）内の圧縮機構（80）を駆動する。圧縮機構（80）には、例えば、スクロール型、或いはロータリ型の圧縮機構などを採用することができる。
<Overview>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electric compressor (1) to which a motor (10) according to
電動圧縮機（1）は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機である。電動圧縮機（1）では、ケーシング（70）は密閉容器である。ケーシング（70）内には、圧縮機構（80）が圧縮した冷媒が吐出される。圧縮機構（80）が吐出した冷媒には潤滑油が含まれている。電動圧縮機（1）では、モータ（10）は、後述のロータ（50）やステータ（20）が、冷媒や潤滑油に曝されるようになっている。 The electric compressor (1) is a so-called high-pressure dome type compressor. In the electric compressor (1), the casing (70) is a sealed container. The refrigerant compressed by the compression mechanism (80) is discharged into the casing (70). The refrigerant discharged from the compression mechanism (80) contains lubricating oil. In the electric compressor (1), the motor (10) is configured such that a rotor (50) and a stator (20) described later are exposed to refrigerant and lubricating oil.
また、モータ（10）には、交流電力が供給され、モータ（10）はこの交流電力によって駆動する。図示は省略するが、この例では、単相又は三相の交流電源をコンバータ回路で整流した後に、コンバータ回路の出力を電解コンデンサで平滑化し、その平滑化した直流をインバータ回路で交流に変換してモータ（10）に供給している。すなわち、モータ（10）は、いわゆるインバータ駆動される。一般的なインバータ回路は、複数（例えば６つ）のスイッチング素子を備え、それらのスイッチング素子で、入力された直流を交流に変換している。この際、インバータ回路では、高電圧のスイッチング動作が行われる。 Further, AC power is supplied to the motor (10), and the motor (10) is driven by this AC power. Although illustration is omitted, in this example, a single-phase or three-phase AC power supply is rectified by a converter circuit, and then the output of the converter circuit is smoothed by an electrolytic capacitor, and the smoothed DC is converted to AC by an inverter circuit. To the motor (10). That is, the motor (10) is so-called inverter driven. A general inverter circuit includes a plurality (for example, six) of switching elements, and converts the input direct current into alternating current using these switching elements. At this time, the inverter circuit performs a high voltage switching operation.
〈モータ（10）の構成〉
以下では、モータ（10）の構成を説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（60）の軸心の方向をいい、径方向とは前記軸心と直交する方向をいう。また、外周側とは前記軸心からより遠い側をいい、内周側とは前記軸心により近い側をいう。
<Configuration of motor (10)>
Below, the structure of a motor (10) is demonstrated. In the following description, the axial direction refers to the direction of the axis of the drive shaft (60), and the radial direction refers to the direction orthogonal to the axis. Further, the outer peripheral side means a side farther from the axis, and the inner peripheral side means a side closer to the axis.
〈ロータ（50）〉
図２は、本実施形態のロータ（50）及びステータ（20）の構成を示す平面図である。ロータ（50）は、図２に示すように、円筒状の形態を有している。ロータ（50）は、ロータコア（51）と、複数の磁石（52）を備えている。ロータコア（51）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて積層板を作成し、複数の積層板を軸方向に積層した積層コアである。
<Rotor (50)>
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the rotor (50) and the stator (20) of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the rotor (50) has a cylindrical shape. The rotor (50) includes a rotor core (51) and a plurality of magnets (52). The rotor core (51) is a laminated core obtained by punching an electromagnetic steel plate by press working to create a laminated plate and laminating a plurality of laminated plates in the axial direction.
ロータコア（51）の中心には、駆動軸（60）を挿入する軸穴（54）が形成されている。この駆動軸（60）によって圧縮機構（80）を駆動する。ケーシング（70）は、その底部が潤滑油をためる油溜まり（71）になっている。駆動軸（60）は、油溜まり（71）から圧縮機構（80）へ冷凍機油（潤滑油）を供給する給油機構を構成している。駆動軸（60）の内部には、図示しないが、その軸方向へ延びる給油通路が形成されている。給油通路は、駆動軸（60）の下端に開口し、駆動軸（60）の下端には遠心ポンプが設けられている。駆動軸（60）の下端は、油溜まり（71）に浸かった状態となっている。駆動軸（60）が回転すると、遠心ポンプ作用によって油溜まり（71）から給油通路へ冷凍機油が吸い込まれる。給油通路へ吸い込まれた冷凍機油は、圧縮機構（80）へ供給されて圧縮機構（80）の潤滑に利用される。 A shaft hole (54) for inserting the drive shaft (60) is formed at the center of the rotor core (51). The compression mechanism (80) is driven by the drive shaft (60). The bottom of the casing (70) is an oil reservoir (71) that accumulates lubricating oil. The drive shaft (60) constitutes an oil supply mechanism that supplies refrigeration oil (lubricating oil) from the oil reservoir (71) to the compression mechanism (80). Although not shown, an oil supply passage extending in the axial direction is formed inside the drive shaft (60). The oil supply passage opens at the lower end of the drive shaft (60), and a centrifugal pump is provided at the lower end of the drive shaft (60). The lower end of the drive shaft (60) is immersed in the oil sump (71). When the drive shaft (60) rotates, the refrigeration oil is sucked into the oil supply passage from the oil reservoir (71) by the centrifugal pump action. The refrigerating machine oil sucked into the oil supply passage is supplied to the compression mechanism (80) and used for lubrication of the compression mechanism (80).
また、ロータコア（51）には、磁石（52）をそれぞれ収容する、複数の磁石用スロット（53）が形成されている。それぞれの磁石用スロット（53）は、軸穴（54）の軸心回りに６０°ピッチで配置されている。それぞれの磁石用スロット（53）は、ロータコア（51）を軸方向に貫通している。 The rotor core (51) is formed with a plurality of magnet slots (53) for receiving the magnets (52). Each of the magnet slots (53) is arranged at a 60 ° pitch around the axis of the shaft hole (54). Each of the magnet slots (53) passes through the rotor core (51) in the axial direction.
〈ステータ（20）〉
ステータ（20）は、図２に示すように、円筒状のステータコア（30）と、コイル（40）を備えている。ステータコア（30）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて積層板を作成し、複数の前記積層板を軸方向に積層した積層コアである。図３は、ステータ（20）の一部分の斜視図である。ステータコア（30）は、図２，３に示すように、１つのコアバック部（31）、それぞれ複数のティース部（32）、及び歯先部（33）を備えている。それぞれのティース部（32）は、図２，３に示すように、ステータコア（30）において径方向に伸びる部分である。コアバック部（31）は、円環状をしている。コアバック部（31）は、各ティース部（32）を該ティース部（32）の外周側で連結している。
<Stator (20)>
As shown in FIG. 2, the stator (20) includes a cylindrical stator core (30) and a coil (40). The stator core (30) is a laminated core obtained by punching an electromagnetic steel plate by press working to create a laminated plate and laminating a plurality of the laminated plates in the axial direction. FIG. 3 is a perspective view of a portion of the stator (20). As shown in FIGS. 2 and 3, the stator core (30) includes one core back portion (31), a plurality of teeth portions (32), and a tooth tip portion (33). As shown in FIGS. 2 and 3, each tooth portion (32) is a portion extending in the radial direction in the stator core (30). The core back portion (31) has an annular shape. The core back part (31) connects each tooth part (32) on the outer peripheral side of the tooth part (32).
歯先部（33）は、それぞれのティース部（32）の内周側に連なる部分である。歯先部（33）は、ティース部（32）よりも幅（周方向の長さ）が大きくに構成されている。歯先部（33）は、内周側の面が円筒面である。その円筒面は、ロータコア（51）の外周面と所定の距離（ギャップ）をもって対向している。なお、各ティース部（32）の間の空間が、コイル（40）が収容されるコイル用スロット（34）である。 The tooth tip portion (33) is a portion connected to the inner peripheral side of each tooth portion (32). The tooth tip part (33) is configured to have a larger width (length in the circumferential direction) than the tooth part (32). The tooth tip part (33) has a cylindrical inner surface. The cylindrical surface faces the outer peripheral surface of the rotor core (51) with a predetermined distance (gap). In addition, the space between each tooth | gear part (32) is the slot (34) for coils in which a coil (40) is accommodated.
これらのティース部（32）には、いわゆる集中巻方式で、コイル（40）が巻回されている。すなわち、１つのティース部（32）ごとにコイル（40）が巻回され、巻回されたコイル（40）はコイル用スロット（34）内に収容されている。図４は、実施形態１のステータコア（30）内周側から見た、ティース部（32）の断面図である。一般的なモータでは、コイルとティース部の間に絶縁シートが設けられることが多い。これに対し、本実施形態では、コイル（40）とティース部（32）の間に、前記絶縁シートの代わりに、図４のような形状（後述）の絶縁部材（90）を設けてある。この絶縁部材（90）には、なるべく低誘電率の材料を使用するのが望ましい。具体的には、フッ素樹脂、発泡樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））などの採用が考えられる。 A coil (40) is wound around these teeth portions (32) by a so-called concentrated winding method. That is, the coil (40) is wound for each tooth portion (32), and the wound coil (40) is accommodated in the coil slot (34). FIG. 4 is a cross-sectional view of the tooth portion (32) as viewed from the inner peripheral side of the stator core (30) of the first embodiment. In general motors, an insulating sheet is often provided between the coil and the tooth portion. On the other hand, in this embodiment, an insulating member (90) having a shape as shown in FIG. 4 (described later) is provided between the coil (40) and the tooth portion (32) instead of the insulating sheet. It is desirable to use a material having a low dielectric constant as much as possible for the insulating member (90). Specifically, the use of fluororesin, foamed resin, polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)), etc. can be considered.
一般的なモータでは、コイルをティース部に巻回すると、ティース部（より詳しくは絶縁シート）とコイルの間に隙間ができる。具体的には、ティース部の側面（図４における左右の面）において上下方向（前記軸方向）の中央付近が、外側に膨出し、その膨出部分でコイル（40）の内周面側の隙間が大きくなっている。本実施形態の絶縁部材（90）は、コイル（40）の内周面に沿うように、上下方向中央付近（軸方向中央付近）が上下両端よりも膨出している。ここで、「コイル（40）の内周面に沿う」とは、必ずしも絶縁部材（90）とコイル（40）が全く隙間なく接触していることを意味しているのではなく、コイル（40）と絶縁部材（90）との間に多少の隙間は許容される。従来の絶縁シートで生じていたコイルと絶縁シートの間の隙間を絶縁部材（90）で低減するように、絶縁部材（90）の厚さや膨出形状を設定するのである。 In a general motor, when a coil is wound around a tooth portion, a gap is formed between the tooth portion (more specifically, an insulating sheet) and the coil. Specifically, in the side surface (left and right surfaces in FIG. 4) of the teeth portion, the vicinity of the center in the vertical direction (the axial direction) bulges outward, and the bulged portion is on the inner circumferential surface side of the coil (40). The gap is large. In the insulating member (90) of this embodiment, the vicinity of the center in the vertical direction (near the center in the axial direction) bulges from the upper and lower ends along the inner peripheral surface of the coil (40). Here, “along the inner peripheral surface of the coil (40)” does not necessarily mean that the insulating member (90) and the coil (40) are in contact with each other without any gap. ) And the insulating member (90) are allowed a slight gap. The thickness and bulge shape of the insulating member (90) are set so that the gap between the coil and the insulating sheet generated in the conventional insulating sheet is reduced by the insulating member (90).
〈電動圧縮機（1）における漏れ電流〉
電動圧縮機（1）を運転状態にするには、前記インバータ回路からモータ（10）に交流電力を供給し、モータ（10）を運転状態にする。モータ（10）が運転状態になると、圧縮機構（80）が冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。
<Leakage current in electric compressor (1)>
In order to put the electric compressor (1) into an operating state, AC power is supplied from the inverter circuit to the motor (10), and the motor (10) is put into an operating state. When the motor (10) enters the operating state, the compression mechanism (80) sucks the refrigerant and compresses the sucked refrigerant.
この際、モータ（10）の駆動軸（60）の回転に応じて、前記遠心ポンプによって油溜まり（71）から給油通路へ潤滑油が吸い込まれる。給油通路へ吸い込まれた潤滑油は、圧縮機構（80）へ供給されて圧縮機構（80）の潤滑に利用される。圧縮機構（80）内の潤滑油の一部は、圧縮された冷媒とともに、圧縮機構（80）の吐出ポート（図示省略）からケーシング（70）内の空間に吐出される。ケーシング（70）内に吐出された冷媒と潤滑油は、モータ（10）のコイル（40）やステータコア（30）に接触する。 At this time, according to the rotation of the drive shaft (60) of the motor (10), the centrifugal pump sucks lubricating oil from the oil reservoir (71) into the oil supply passage. The lubricating oil sucked into the oil supply passage is supplied to the compression mechanism (80) and used for lubrication of the compression mechanism (80). Part of the lubricating oil in the compression mechanism (80) is discharged together with the compressed refrigerant from the discharge port (not shown) of the compression mechanism (80) into the space in the casing (70). The refrigerant and lubricating oil discharged into the casing (70) come into contact with the coil (40) and the stator core (30) of the motor (10).
前記インバータ回路がスイッチングを行うと高電圧がモータ（10）に印加されることになる。モータ（10）では、コイル（40）とステータコア（30）の間にキャパシタンスが形成される。図５は、コイル（40）（モータ巻線）とステータコア（30）間に形成されるキャパシタンスを模式的に示す図である。図５（Ａ）が、ステータコアとコイル間に前記絶縁シートを設けたモータ（以下では説明の便宜上、従来のモータと呼ぶ）で構成されるキャパシタンスを模式的に示している。また、図５（Ｂ）は、本実施形態のモータ（10）においてステータコア（30）とコイル（40）間に形成されるキャパシタンスを模式的に示している。 When the inverter circuit performs switching, a high voltage is applied to the motor (10). In the motor (10), a capacitance is formed between the coil (40) and the stator core (30). FIG. 5 is a diagram schematically showing a capacitance formed between the coil (40) (motor winding) and the stator core (30). FIG. 5A schematically shows a capacitance formed by a motor (hereinafter referred to as a conventional motor for convenience of explanation) in which the insulating sheet is provided between the stator core and the coil. FIG. 5B schematically shows the capacitance formed between the stator core (30) and the coil (40) in the motor (10) of the present embodiment.
従来のモータでは、コイルとステータコアの間の隙間には、運転中に圧縮機構が吐出した冷媒や潤滑油が浸入する。そのため、従来のモータでは、図５（Ａ）に示すように、絶縁シートと、冷媒と潤滑油の混合物（液体又は気体）を誘電体としたキャパシタンスが形成される。例えば、絶縁シートとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用した場合の誘電率（ε）は、ε＝３．２程度である。また、コイルとステータコアの間の隙間浸入した冷媒と潤滑油の混合物の誘電率（ε）は、冷媒と潤滑油の混合比にもよるが、ε＝３．５〜７．７程度と考えられる。 In the conventional motor, refrigerant and lubricating oil discharged by the compression mechanism during operation enter the gap between the coil and the stator core. Therefore, in the conventional motor, as shown in FIG. 5A, a capacitance is formed using an insulating sheet and a mixture (liquid or gas) of refrigerant and lubricating oil as a dielectric. For example, the dielectric constant (ε) when polyethylene terephthalate (PET) is used as the insulating sheet is about ε = 3.2. Further, the dielectric constant (ε) of the mixture of the refrigerant and the lubricating oil entering the gap between the coil and the stator core is considered to be about ε = 3.5 to 7.7, although it depends on the mixing ratio of the refrigerant and the lubricating oil. .
これに対し、本実施形態の絶縁部材（90）は、コイル（40）の内周面に沿うように、上下方向中央付近が膨出している（図４を参照）。そのため、コイル（40）とステータコア（30）（詳しくはティース部（32））の間の隙間が、従来のモータよりも低減し、コイル（40）とティース部（32）の間に侵入する潤滑油や冷媒の量を低減できる。侵入する冷媒や潤滑油の量を十分に低減できれば、前記キャパシタンスでは、冷媒や潤滑油による誘電体としての作用を無視でき、図５（Ｂ）に示すように、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスは、絶縁部材（90）のみを誘電体としたキャパシタンスとみなすことができる。 In contrast, the insulating member (90) of the present embodiment bulges in the vicinity of the center in the vertical direction along the inner peripheral surface of the coil (40) (see FIG. 4). Therefore, the clearance between the coil (40) and the stator core (30) (specifically, the tooth portion (32)) is smaller than that of the conventional motor, and lubrication enters between the coil (40) and the tooth portion (32). The amount of oil and refrigerant can be reduced. If the amount of refrigerant or lubricating oil that penetrates can be sufficiently reduced, the capacitance can neglect the action of the refrigerant or lubricating oil as a dielectric, and as shown in FIG. 5B, the coil (40) and the stator core (30 ) Can be regarded as a capacitance using only the insulating member (90) as a dielectric.
すなわち、本実施形態では、従来のモータのように、コイルとティース部の間に高誘電率である潤滑油や冷媒が存在しない（或いは従来よりも少ない）ので、本実施形態においてコイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスでは、誘電体の誘電率を低減できるのである。よって、本実施形態では、モータ（10）が冷媒や潤滑油に曝される場合の、コイル（40）とステータコア（30）間の静電容量の増大を低減できる。
That is, in this embodiment, unlike the conventional motor, there is no lubricating oil or refrigerant having a high dielectric constant between the coil and the tooth portion (or less than the conventional one), so in this embodiment the coil (40) The capacitance formed between the
また、絶縁部材（90）として、従来の絶縁シートよりも低誘電率（例えばε＝２〜２．５）の材料を用いた場合には、コイル（40）とステータコア（30）の間に形成されるキャパシタンスの静電容量を、従来のモータよりも確実に低減させることが可能になる。 Further, when a material having a lower dielectric constant (for example, ε = 2 to 2.5) than that of a conventional insulating sheet is used as the insulating member (90), it is formed between the coil (40) and the stator core (30). It is possible to reliably reduce the capacitance of the generated capacitance as compared with the conventional motor.
上記のように、コイル（40）とステータコア（30）間に形成されるキャパシタンスの静電容量を抑えることができると、電動圧縮機（1）の外部に漏れる漏れ電流を低減することが可能になる。 As described above, if the capacitance of the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30) can be suppressed, the leakage current leaking outside the electric compressor (1) can be reduced. Become.
《発明の実施形態２》
図６は、実施形態２のステータコア（30）を内周側から見た、ティース部（32）の断面図である。本実施形態の絶縁部材（90）も低誘電率の材料を用いて構成してあり、内部が中空部（90a）になっている。この例では、中空部（90a）内には空気がある。また、該中空部（90a）を形成する面（S）を支持する支持部材（91）が設けられている。この例では、支持部材（91）は、中空部（90a）を２つに区画するように壁状に構成しある。この支持部材（91）は、絶縁部材（90）の強度を確保するために設けてある。支持部材（91）の数（中空部（90a）の区画数）は例示であり、例えば、絶縁部材（90）に必要な強度を確保するために、３つ以上の空間に中空部（90a）を区画することもできる。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the tooth portion (32) when the stator core (30) of the second embodiment is viewed from the inner peripheral side. The insulating member (90) of the present embodiment is also made of a low dielectric constant material, and the inside is a hollow portion (90a). In this example, there is air in the hollow portion (90a). Further, a support member (91) for supporting the surface (S) forming the hollow portion (90a) is provided. In this example, the support member (91) is configured in a wall shape so as to divide the hollow portion (90a) into two. The support member (91) is provided to ensure the strength of the insulating member (90). The number of support members (91) (the number of sections of the hollow portion (90a)) is an example. For example, in order to ensure the strength required for the insulating member (90), the hollow portions (90a) are provided in three or more spaces. Can also be partitioned.
支持部材（91）は壁状に構成する他に、例えば柱状に構成した複数のスペーサを支持部材（91）として設け、面（S）を支持することも可能である。また、支持部材（91）の材質は、絶縁部材（90）の本体と同じである必要はないが、なるべく低誘電率であるのが望ましい。 In addition to the support member (91) having a wall shape, for example, a plurality of spacers having a column shape may be provided as the support member (91) to support the surface (S). Further, the material of the support member (91) need not be the same as that of the main body of the insulating member (90), but it is desirable that the support member (91) has a dielectric constant as low as possible.
〈本実施形態における効果〉
本実施形態では、絶縁部材（90）に中空部（90a）があり、その中には空気が入っている。空気の比誘電率は約１であり、絶縁部材（90）を構成する樹脂などと比べて一般的に小さい。そのため、本実施形態では、実施形態１のように絶縁部材（90）の構造を中実とするよりも、誘電率を小さくできる。したがって、本実施形態のモータ（10）では、コイル（40）とステータコア（30）間に形成されるキャパシタンスの静電容量を、より小さくすることができ、電動圧縮機（1）の外部に漏れる漏れ電流をより効果的に低減することが可能になる。
<Effect in this embodiment>
In this embodiment, the insulating member (90) has a hollow portion (90a), and air is contained therein. The relative permittivity of air is about 1, which is generally smaller than the resin that constitutes the insulating member (90). Therefore, in this embodiment, the dielectric constant can be made smaller than in the case where the structure of the insulating member (90) is solid as in the first embodiment. Therefore, in the motor (10) of the present embodiment, the capacitance of the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30) can be further reduced and leaks to the outside of the electric compressor (1). It becomes possible to reduce the leakage current more effectively.
また、中空部（90a）内には、支持部材（91）を設けてあるので、絶縁部材（90）の強度を確保でき、例えば、コイル（40）を巻回した際などの外力を絶縁部材（90）が受けても、絶縁部材（90）に不要な変形（破損）が起こらないようにできる。 In addition, since the support member (91) is provided in the hollow portion (90a), the strength of the insulating member (90) can be ensured. For example, an external force when the coil (40) is wound is applied to the insulating member. Even if (90) is received, it is possible to prevent unnecessary deformation (breakage) of the insulating member (90).
《発明の実施形態３》
図７は、実施形態３のステータコア（30）を内周側から見た、ティース部（32）の断面図である。また、図８は、実施形態３の絶縁部材（90）の断面形状を説明する図である。本実施形態の絶縁部材（90）は、支持部材（91）、絶縁シート（92）、端部部材（93）、及び粘着シート（94）を備えている。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 7 is a cross-sectional view of the tooth portion (32) when the stator core (30) of the third embodiment is viewed from the inner peripheral side. Moreover, FIG. 8 is a figure explaining the cross-sectional shape of the insulation member (90) of Embodiment 3. FIG. The insulating member (90) of this embodiment includes a support member (91), an insulating sheet (92), an end member (93), and an adhesive sheet (94).
絶縁シート（92）は、シート状の部材であり、２枚が互いに並行して設けられている。両絶縁シート（92）の間には、支持部材（91）が設けられ、両絶縁シート（92）間は中空部（90a）になっている。並行配置された２枚の絶縁シート（92）には、軸方向（図５，８における上下）から端部部材（93）が取り付けられ、端部部材（93）によって中空部（90a）内への冷媒や潤滑油の浸入を防止している。これらの端部部材（93）は、コイル（40）の巻回形状に沿うように、コーナー部分が丸くなっている。図示は省略するが、同様に、並行配置された２枚の絶縁シート（92）には、径方向（図５，８の紙面垂直方向）からも、端部部材（93）が設けられて、中空部（90a）内への冷媒や潤滑油の浸入を防止している。 The insulating sheet (92) is a sheet-like member, and two sheets are provided in parallel with each other. A support member (91) is provided between the two insulating sheets (92), and a space (90a) is formed between the two insulating sheets (92). End members (93) are attached to the two insulating sheets (92) arranged in parallel from the axial direction (up and down in FIGS. 5 and 8), and into the hollow portion (90a) by the end members (93). Prevents intrusion of refrigerants and lubricants. These end members (93) have rounded corners so as to follow the winding shape of the coil (40). Although illustration is omitted, similarly, two insulating sheets (92) arranged in parallel are provided with end members (93) from the radial direction (perpendicular to the plane of FIG. 5 and 8), Intrusion of refrigerant and lubricating oil into the hollow part (90a) is prevented.
上記の絶縁シート（92）、支持部材（91）、及び端部部材（93）は、なるべく低誘電率の材料を使用するのが望ましい。具体的には、フッ素樹脂、発泡樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））などの採用が考えられる。 The insulating sheet (92), the support member (91), and the end member (93) are preferably made of a material having a low dielectric constant as much as possible. Specifically, the use of fluororesin, foamed resin, polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)), etc. can be considered.
コイル（40）の内周面に対向する絶縁シート（92）には、該内周面と対向する側に、粘着シート（94）が設けられている。ティース部（32）に対向する絶縁シート（92）にも、ティース部（32）と対向する側に同様の粘着シート（94）が設けられている。これらの粘着シート（94）は、絶縁シート（92）よりも柔軟な材料で構成する。粘着シート（94）は、巻回されたコイル（40）に押さえられたり、ティース部（32）側に押さえ付けられたりされた際に弾性変形するような柔軟性を有しているのが望ましい。 The insulating sheet (92) facing the inner peripheral surface of the coil (40) is provided with an adhesive sheet (94) on the side facing the inner peripheral surface. A similar adhesive sheet (94) is also provided on the insulating sheet (92) facing the teeth part (32) on the side facing the teeth part (32). These adhesive sheets (94) are made of a material that is more flexible than the insulating sheet (92). The pressure-sensitive adhesive sheet (94) preferably has such flexibility that it is elastically deformed when pressed by the wound coil (40) or pressed by the teeth portion (32) side. .
〈本実施形態における効果〉
粘着シート（94）は、絶縁シート（92）よりも柔軟なので、絶縁シート（92）単独の場合よりも確実にコイル（40）の内周側の面に沿うことができる。すなわち、本実施形態では、コイル（40）と絶縁部材（90）の間の隙間、及びティース部（32）と絶縁部材（90）の間の隙間を上記の各実施形態よりも、より確実に減らすことが可能になる。また、ティース部（32）側にも粘着シート（94）を設けてあるので、ティース部（32）側でも、絶縁部材（90）とティース部（32）の間の隙間を上記の各実施形態よりも、より確実に減らすことが可能になる。すなわち、本実施形態では、コイル（40）とステータコア（30）間に形成されるキャパシタンスの静電容量を、より効果的に抑えることができる。また、本実施形態でも絶縁部材（90）を中空にしてあるので、この点からもキャパシタンスの静電容量をより効果的に抑えることができる。したがって、本実施形態では、電動圧縮機（1）の外部に漏れる漏れ電流をより効果的に低減することが可能になる。
<Effect in this embodiment>
Since the adhesive sheet (94) is more flexible than the insulating sheet (92), the adhesive sheet (94) can follow the inner peripheral surface of the coil (40) more securely than the insulating sheet (92) alone. That is, in this embodiment, the gap between the coil (40) and the insulating member (90) and the gap between the tooth portion (32) and the insulating member (90) are more reliably set than in the above embodiments. It becomes possible to reduce. Further, since the adhesive sheet (94) is also provided on the teeth part (32) side, the gap between the insulating member (90) and the teeth part (32) is also provided on the teeth part (32) side. It becomes possible to reduce more reliably than. That is, in the present embodiment, the capacitance of the capacitance formed between the coil (40) and the stator core (30) can be more effectively suppressed. Further, since the insulating member (90) is also hollow in this embodiment, the capacitance of the capacitance can be more effectively suppressed from this point. Therefore, in the present embodiment, it is possible to more effectively reduce the leakage current that leaks to the outside of the electric compressor (1).
なお、絶縁部材（90）において一方の粘着シート（94）を省略してもよい。 One adhesive sheet (94) may be omitted from the insulating member (90).
《その他の実施形態》
なお、コイル（40）をステータコア（30）に分布巻きするモータ（10）にも、上記の構成（絶縁部材（90））を適用できる。
<< Other Embodiments >>
The above configuration (insulating member (90)) can also be applied to the motor (10) in which the coil (40) is distributedly wound around the stator core (30).
また、絶縁部材（90）の材料は例示である。 The material of the insulating member (90) is an example.
また、支持部材（91）の形状は例示であり、コイル（40）の巻回形状に応じて適宜変更すればよい。また、絶縁部材（90）において必要な強度を確保できるのであれば、支持部材（91）は必須ではない。 Further, the shape of the support member (91) is an example, and may be appropriately changed according to the winding shape of the coil (40). Further, the supporting member (91) is not essential if the necessary strength can be secured in the insulating member (90).
また、電動圧縮機（1）の構成は、前記高圧ドーム型に限定されない。例えば、圧縮機構（80）が吸入する冷媒がケーシング（70）内に流れる形式の電動圧縮機（1）でもモータ（10）が冷媒に曝されるので、絶縁部材（90）を設ければ、各実施形態と同様に、静電容量低減（漏れ電流の低減）の効果を得ることが可能である。 The configuration of the electric compressor (1) is not limited to the high-pressure dome type. For example, since the motor (10) is exposed to the refrigerant even in the electric compressor (1) of the type in which the refrigerant sucked by the compression mechanism (80) flows into the casing (70), if the insulating member (90) is provided, As in each embodiment, it is possible to obtain the effect of reducing capacitance (reducing leakage current).
また、ステータ（20）の構造は、上記積層構造には限定されない。例えば、圧粉を用いたステータ（20）を有したモータにも、絶縁部材（90）を設ければ、やはり各実施形態と同様に、静電容量低減（漏れ電流の低減）の効果を得ることが可能である。 Further, the structure of the stator (20) is not limited to the above laminated structure. For example, if an insulating member (90) is also provided in a motor having a stator (20) using dust, the effect of reducing electrostatic capacity (reducing leakage current) can be obtained as in each embodiment. It is possible.
本発明は、ステータにコイルが巻回されたモータ及びそれを用いた圧縮機として有用である。 The present invention is useful as a motor in which a coil is wound around a stator and a compressor using the motor.
１ 電動圧縮機
１０ モータ
２０ ステータ
３２ ティース部
４０ コイル
５０ ロータ
７０ ケーシング（密閉容器）
８０ 圧縮機構
９０ 絶縁部材
９０ａ 中空部
９１ 支持部材
９４ 粘着シート
DESCRIPTION OF
80
Claims (5)
前記ステータ（20）は、コイル（40）が巻回された複数のティース部（32）を有し、
それぞれのティース部（32）は、巻回されたコイル（40）と該ティース部（32）との間に、該巻回されたコイル（40）の内周面に沿う絶縁部材（90）を備えていることを特徴とするモータ。 A motor including a rotor (50) and a stator (20), and driving a compression mechanism (80),
The stator (20) has a plurality of teeth (32) around which a coil (40) is wound,
Each tooth part (32) has an insulating member (90) along the inner peripheral surface of the wound coil (40) between the wound coil (40) and the tooth part (32). A motor characterized by comprising.
前記絶縁部材（90）は、内部に中空部（90a）が形成されていることを特徴とするモータ。 The motor of claim 1.
The motor according to claim 1, wherein the insulating member (90) has a hollow portion (90a) formed therein.
前記中空部（90a）内には、該中空部（90a）を形成する面（S）を支持する支持部材（91）が設けられていることを特徴とするモータ。 The motor of claim 2,
A motor comprising a support member (91) for supporting a surface (S) forming the hollow portion (90a) in the hollow portion (90a).
前記絶縁部材（90）と前記コイル（40）の間、及び前記絶縁部材（90）と前記ティース部（32）との間の少なくとも一方に、粘着シート（94）を備えていることを特徴とするモータ。 In any one motor of Claims 1-3,
An adhesive sheet (94) is provided between at least one of the insulating member (90) and the coil (40) and between the insulating member (90) and the teeth portion (32). Motor.
冷媒を圧縮する圧縮機構（80）と、
前記モータ（10）及び前記圧縮機構（80）を収容し、内部空間に該圧縮機構（80）が吐出した冷媒、又は該圧縮機構（80）が吸入する冷媒が流れる密閉容器（70）とを備えたことを特徴とする圧縮機。 A motor (10) according to any one of claims 1 to 4;
A compression mechanism (80) for compressing the refrigerant;
An airtight container (70) in which the motor (10) and the compression mechanism (80) are accommodated and the refrigerant discharged from the compression mechanism (80) or the refrigerant sucked by the compression mechanism (80) flows into an internal space. A compressor characterized by comprising.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE102013214888A1 (en) | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Denso Corporation | Transceiver for serial data communication with a PWM coded signal |
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