JP2014050290A - 固定子、モータ、及び圧縮機 - Google Patents

固定子、モータ、及び圧縮機 Download PDF

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Abstract

【課題】固定子の絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止する。
【解決手段】固定子は、環状のバックヨーク部21a、バックヨーク部21aから径方向の内側に突出する複数のティース部21b、および、隣接するティース部21bの間に形成されるスロット21cを有するステータコア21と、スロット21cに配置され、積層された2複数の絶縁部材41、42と、ティース部21bおよび複数の絶縁部材41、42の一部分に巻回されたコイル23とを備える。最もコイル側の絶縁部材41が、絶縁部材42に対してスロット内周方向に移動しないように構成されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、コアのティース部とコイルとの間に、積層された複数の絶縁部材を有する固定子、この固定子を備えたモータ、及び、このモータを備えた圧縮機に関する。
従来から、圧縮機のモータとして、磁石が埋設された筒状の回転子と、回転子の外周側に配置され、コイルを有する環状の固定子とを備えるものが知られている。固定子は、環状のバックヨーク部と、このバックヨーク部から径方向内側に突出し、コイルが巻回される複数のティース部とからなるステータコアを有する。また、固定子は、ティース部とコイルとの絶縁性を確保するための絶縁部材を有する。絶縁部材は、隣接するティース部の間に形成されるスロットごとに配置されている。絶縁部材は、例えばPETフィルムやアラミド紙からなり、スロットに沿うように折り目が設けられている。
このようなモータを高電圧で使用する場合、ティース部とコイルとの絶縁距離を長くするために、例えば特許文献1に記載されているように、2枚の絶縁部材を重ね合わせてスロットに配置する場合がある。
特開2010−115040号公報
しかしながら、特許文献1では、2枚の絶縁部材は重ね合わされただけの状態で配置されているため、コイルを巻回する際に、コイルのテンションによって、コイル側の絶縁部材がステータコア側の絶縁部材に対して、スロット内周方向に位置ずれしやすいという問題がある。なお、3枚以上の絶縁部材を重ね合わせてスロットに配置する場合も同様の問題が生じる。
そこで、本発明は、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる固定子、モータ、及び圧縮機を提供することを目的とする。
第1の発明に係る固定子は、環状のバックヨーク部、前記バックヨーク部から径方向の内側に突出する複数のティース部、および、隣接する前記ティース部の間に形成されるスロットを有するコアと、前記スロットに配置され、積層された複数の絶縁部材と、前記ティース部および前記複数の絶縁部材の一部分に巻回されたコイルとを備え、前記複数の絶縁部材において最もコイル側の絶縁部材が、他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないように構成されることを特徴とする。
この固定子では、最もコイル側の絶縁部材が他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないように構成されているため、コイルの巻回時における絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる。
なお、「スロット内周方向」とは、軸方向に直交する断面においてスロットに沿った方向のことである。軸方向に直交する断面におけるスロットの形状は円弧状でなくてもよい。
第2の発明に係る固定子は、第1の発明において、最もコイル側の絶縁部材が、他の絶縁部材の少なくとも1つに対して溶着または接着剤によって接合されていることを特徴とする。
この固定子では、最もコイル側の絶縁部材と他の絶縁部材を溶着または接着剤によって接合しているため、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれをより確実に防止できる。また、溶着または接着剤による接合は、絶縁部材の形状に関係なく実施できるため、絶縁部材の形状を従来品から変更しなくて済む。
第3の発明に係る固定子は、第2の発明において、最もコイル側の絶縁部材が、前記バックヨーク部の内周面に沿った部分において他の絶縁部材に対して接合されていることを特徴とする。
この固定子では、溶着または接着剤による接合部が、絶縁部材のバックヨーク部の内周面に沿った部分にあるため、ティース部とコイルとの間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部とコイルとの間の絶縁性が低下するのを防止できる。
第4の発明に係る固定子は、第1〜第3のいずれかの発明において、最もコイル側の絶縁部材が、軸方向端部に配置された第1係止部を有し、前記第1係止部が、他の絶縁部材の軸方向端部に配置された第2係止部にスロット内周方向について係止されることを特徴とする。
この固定子では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材の軸方向端部に設けられているため、絶縁部材の軸方向の途中に設けられている場合に比べて、係止部同士を係止させる作業を行いやすい。
第5の発明に係る固定子は、第4の発明において、前記第1係止部および前記第2係止部が、前記バックヨーク部の内周面に沿った部分に配置されていることを特徴とする。
この固定子では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材のバックヨーク部の内周面に沿った部分に設けられているため、ティース部とコイルとの間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部とコイルとの間の絶縁性が低下するのを防止できる。
第6の発明に係る固定子は、第4または第5の発明において、前記第1係止部および前記第2係止部が、軸方向両端部にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
この固定子では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材の軸方向両端部に設けられているため、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれをより確実に防止できる。
第7の発明に係る固定子は、第4〜第6のいずれかの発明において、前記第1係止部および前記第2係止部の一方が、台形状の切り欠きであって、その開口幅が前記切り欠きの底に向かって広くなっていることを特徴とする。
この固定子では、前記他方の係止部を曲げた状態で切り欠きに係止する場合、この係止部は、切り欠きに対して、スロット内周方向に係止されるだけでなく、軸方向についても係止される。そのため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを防止できる。
また、前記他方の係止部を曲げずに切り欠きに係止する場合、この係止部は、切り欠きに対して、スロット内周方向に係止されるだけでなく、軸方向の一方(絶縁部材の中央部から切り欠きに向かう方向)についても係止される。そのため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを抑制できる。
第8の発明に係る固定子は、第4〜第7のいずれかの発明において、前記第1係止部および前記第2係止部の一方が、切り欠きであって、前記第1係止部および前記第2係止部の他方の幅が、先端に向かって広くなっていることを特徴とする。
この固定子では、前記他方の係止部を曲げた状態で切り欠きに係止する場合、前記他方の係止部が設けられた絶縁部材を、他の絶縁部材に対して積層方向に離すように引っ張っても、係止部が切欠きから抜けにくい。したがって、絶縁部材同士が離れにくいため、複数の絶縁部材をスロットに配置する作業を行いやすい。
第9の発明に係る固定子は、第4〜第8のいずれかの発明において、前記第2係止部が、切り欠きであって、前記第1係止部が、前記バックヨーク部の内周面側に曲げられた状態で前記切り欠きに係止されることを特徴とする。
この固定子では、第1係止部は、バックヨーク部側に曲げられて、バックヨーク部の内周面と前記他の絶縁部材との間に挟まれるため、コイルの巻回時に第1係止部が邪魔にならない。
第10の発明に係る固定子は、第2〜第9のいずれかの発明において、前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータを備え、前記複数の絶縁部材のうちの少なくとも1つの絶縁部材が、軸方向端部に配置された第3係止部を有し、前記第3係止部が、前記インシュレータに配置された第4係止部にスロット内周方向に係止されることを特徴とする。
この固定子では、接合または係止部による係止によって一体化された複数の絶縁部材のうち、少なくとも1つの絶縁部材の第3係止部が、インシュレータの第4係止部にスロット内周方向に係止されるため、複数の絶縁部材のコアに対するスロット内周方向の位置ずれを防止できる。
第11の発明に係る固定子は、第1の発明において、前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータを備え、最もコア側の絶縁部材が、軸方向端部に配置された第3係止部を有し、前記第3係止部が、前記インシュレータに配置された第4係止部にスロット内周方向に係止されることを特徴とする。
この固定子では、最もコア側の絶縁部材の第3係止部が、インシュレータの第4係止部にスロット内周方向に係止されることで、最もコア側の絶縁部材は、インシュレータと他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないようなっている。したがって、複数の絶縁部材を一体化することなく、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる。また、複数の絶縁部材がコアに対してスロット内周方向に移動するのを防止できる。
第12の発明に係るモータは、第1〜第11のいずれかの発明に係る固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えることを特徴とする。
第13の発明に係る圧縮機は、第12のいずれかの発明に係る固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えることを特徴とする。
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、最もコイル側の絶縁部材が他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないように構成されているため、コイルの巻回時における絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる。
第2の発明では、最もコイル側の絶縁部材と他の絶縁部材を溶着または接着剤によって接合しているため、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれをより確実に防止できる。また、溶着または接着剤による接合は、絶縁部材の形状に関係なく実施できるため、絶縁部材の形状を従来品から変更しなくて済む。
第3の発明では、溶着または接着剤による接合部が、絶縁部材のバックヨーク部の内周面に沿った部分にあるため、ティース部とコイルとの間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部とコイルとの間の絶縁性が低下するのを防止できる。
第4の発明では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材の軸方向端部に設けられているため、絶縁部材の軸方向の途中に設けられている場合に比べて、係止部同士を係止させる作業を行いやすい。
第5の発明では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材のバックヨーク部の内周面に沿った部分に設けられているため、ティース部とコイルとの間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部とコイルとの間の絶縁性が低下するのを防止できる。
第6の発明では、係止部(第1係止部、第2係止部)が、絶縁部材の軸方向両端部に設けられているため、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれをより確実に防止できる。
第7の発明では、前記他方の係止部を曲げた状態で切り欠きに係止する場合、この係止部は、切り欠きに対して、スロット内周方向に係止されるだけでなく、軸方向についても係止される。そのため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを防止できる。
また、前記他方の係止部を曲げずに切り欠きに係止する場合、この係止部は、切り欠きに対して、スロット内周方向に係止されるだけでなく、軸方向の一方(絶縁部材の中央部から切り欠きに向かう方向)についても係止される。そのため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを抑制できる。
第8の発明では、前記他方の係止部を曲げた状態で切り欠きに係止する場合、前記他方の係止部が設けられた絶縁部材を、他の絶縁部材に対して積層方向に離すように引っ張っても、係止部が切欠きから抜けにくい。したがって、絶縁部材同士が離れにくいため、複数の絶縁部材をスロットに配置する作業を行いやすい。
第9の発明では、第1係止部は、バックヨーク部側に曲げられて、バックヨーク部の内周面と前記他の絶縁部材との間に挟まれるため、コイルの巻回時に第1係止部が邪魔にならない。
第10の発明では、接合または係止部による係止によって一体化された複数の絶縁部材のうち、少なくとも1つの絶縁部材の第3係止部が、インシュレータの第4係止部にスロット内周方向に係止されるため、複数の絶縁部材のコアに対するスロット内周方向の位置ずれを防止できる。
第11の発明では、最もコア側の絶縁部材の第3係止部が、インシュレータの第4係止部にスロット内周方向に係止されることで、最もコア側の絶縁部材は、インシュレータと他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないようなっている。したがって、複数の絶縁部材を一体化することなく、絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる。また、複数の絶縁部材がコアに対してスロット内周方向に移動するのを防止できる。
第12及び第13の発明では、第1〜第11のいずれかの発明と同一の効果が得られる。
本発明の第1実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。 図1のA−A線に沿った固定子の断面図である。 図1の固定子を上方から見た図である。 図2の部分拡大図である。 スロットセル(積層された2枚の絶縁部材)の斜視図である。 コイルを巻き始め時の固定子の断面図である。 本発明の第1実施形態に係るスロットセル(積層された2枚の絶縁部材)の部分斜視図である。 図7に示す2枚の絶縁部材の平面図である。 第1実施形態の変更例に係る絶縁部材の平面図である。 第1実施形態の変更例に係る絶縁部材の平面図である。 第1実施形態の変更例に係る絶縁部材の部分斜視図である。 第1実施形態の変更例に係る絶縁部材の部分斜視図である。 本発明の第3実施形態に係るスロットセルを上方から見た図である。 本発明の第3実施形態に係るスロットセルの部分斜視図である。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、冷媒を圧縮する圧縮機構6と、圧縮機構6の上方に配置され、シャフト7を介して圧縮機構6を駆動するモータ8と、これらを収容するケーシング2とを備える。圧縮機1は、吸入管3から導入された冷媒(例えばCO)を圧縮して排出管4から排出する。この圧縮機1は、例えば空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、図1に示す向き、即ち、シャフト7の向きが上下方向となる向きに設置される。
ケーシング2の上部には、圧縮機構6で圧縮された冷媒を排出するための排出管4と、モータ8の後述する固定子20のコイル23に電流を供給するためのターミナル端子5が設けられている。なお、図1では、このコイル23とターミナル端子5とを接続する配線を省略している。また、ケーシング2の側部には、圧縮機1に冷媒を導入するための吸入管3が設けられている。ケーシング2内の底部には、圧縮機構6の摺動部の動作を滑らかにすると共に、圧縮機構6の隙間をシールするための潤滑油Lが貯留されている。
圧縮機構6は、シリンダ11と、ピストン12と、フロントヘッド13と、マフラー部材14と、リアヘッド15とを備えている。
シリンダ11の中央には圧縮室11aが形成されており、この圧縮室11aに吸入管3から冷媒が供給される。圧縮室11aの上側の開口と下側の開口は、フロントヘッド13とリアヘッド15によってそれぞれ閉塞されている。
ピストン12は、圧縮室11aの内側に配置されている。ピストン12は、シャフト7の偏心部7aに装着された円環状のローラと、このローラの外周面から径方向外側に突出し、シリンダ11に揺動可能に支持されたブレードとを有する。偏心部7aは、その中心軸がシャフト7の回転中心に対して偏心している。そのため、シャフト7を回転させると、ピストン12のローラは、圧縮室11aの内周面に沿ってシャフト7の回転軸回りを回転移動する。これにより、ピストン12によって仕切られた圧縮室11a内の2つの空間の容積が変化するため、圧縮室11a内で冷媒が圧縮される。
フロントヘッド13は、ケーシング2の内周面に固定されている。フロントヘッド13には、圧縮室11aで圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔(図示省略)が形成されており、フロントヘッド13の上面には吐出孔の出口を開閉する弁機構(図示省略)が取り付けられている。
マフラー部材14は、フロントヘッド13の吐出孔から吐出される冷媒の騒音を低減するためのものであって、フロントヘッド13の上側に配置されている。
モータ8は、ケーシング2の内周面に固定された略円筒状の固定子20と、この固定子20の径方向内側にエアギャップ8aを介して配置された円筒状の回転子30とを備える。回転子30はシャフト7に固定されている。回転子30には複数の磁石(図示省略)が埋設されている。
図2に示すように、固定子20は、ステータコア21と、2つのインシュレータ22と、コイル23と、複数のスロットセル40とを有する。なお、図2では、コイル23およびスロットセル40の断面を示すハッチングを省略している。後述する図4、図6についても同様である。
ステータコア21は、ケーシング2の内周面に固定されている。ステータコア21は、例えば複数の電磁鋼板が積層されて形成されている。ステータコア21は、環状のバックヨーク部21aと、このバックヨーク部21aから径方向内側に突出する複数のティース部21bとを有する。複数のティース部21bは、周方向に等間隔で並んで配置されている。隣接する2つのティース部21bの間にはスロット21cが形成されている。ティース部21bとバックヨーク部21aとの連結部は、R状(軸方向から見て円弧状)となっている。
インシュレータ22は、ステータコア21とコイル23を絶縁するために設けられている。2つのインシュレータ22は、ステータコア21の上下端面に配置されている。図3に示すように、インシュレータ22は、環状部22aと、環状部22aから径方向内側に突出する複数のティース部22bとを有する。環状部22aの内径は、バックヨーク部21aの内径と同じであって、環状部22aの外径は、バックヨーク部21aの外径よりも小さい。ティース部22bは、軸方向から見てステータコア21のティース部21bとほぼ同じ形状であって、ティース部21bと軸方向に並んで配置されている。
複数のスロットセル40は、ステータコア21とコイル23を絶縁するために設けられている。各スロットセル40は、スロット21cに沿ってスロット21c内に配置されている。
図4に示すように、スロットセル40は、積層された2枚の絶縁部材41、42からなる。絶縁部材41、42は、例えばPETフィルムやアラミド紙で構成されている。図5に示すように、絶縁部材41、42は、ほぼ同じ大きさの矩形状のシートであって、スロット21cの形状に沿うように複数の折り目が形成されている。絶縁部材41、42の厚みは、例えば0.1mm〜0.3mm程度である。絶縁部材41、42の上下方向長さは、ステータコア21の上下方向長さより若干長く、絶縁部材41、42の上下両端部は、ステータコア21の上下両端面から突出している。また、絶縁部材41と絶縁部材42との間の摩擦係数は、絶縁部材42とステータコア21との間の摩擦係数よりも小さい。
絶縁部材41と絶縁部材42は、2つの溶着部43において溶着により接合されている。2つの溶着部43は、絶縁部材41、42の幅方向中央部(バックヨーク部21aの内周面に沿う部分)であって、絶縁部材41、42の両端近傍の位置に設けられている。
コイル23は、いわゆる集中巻方式のコイルであり、ステータコア21のティース部21bごとに巻回されている。コイル23は、ティース部21bおよびスロットセル40と、このティース部21bの上下に配置されたインシュレータ22のティース部22bに対して巻回されている。コイル23に電流が供給されると、電磁力が発生し、この電磁力によって回転子30が回転する。
コイル23は、スロット21c内に径方向に挿入される巻線機のノズル(図示せず)によって、ティース部21b、22bに巻回される。例えば図6に示すように、ティース部21bの基端部から先端側に向かってコイル23を巻き始める場合、コイル23のテンションによって、コイル23側の絶縁部材41は、コイル23と接する部分が、ティース部21bの先端側に引っ張られる。つまり、絶縁部材41は、コイル23によって、絶縁部材の幅方向(軸方向に直交する断面においてスロット21cに沿った方向)に引っ張られる。しかし、本実施形態では、絶縁部材41と絶縁部材42は溶着により接合されて一体化されているため、絶縁部材41が絶縁部材42に対して幅方向に移動するのを防止できる。なお、ティース部21bの先端側から基端側に向かってコイル23を巻き始める場合であっても同様に、絶縁部材同士の位置ずれを防止できる。また、絶縁部材42とステータコア21との間の摩擦係数は大きいため、絶縁部材42はステータコア21に対してほとんど位置ずれしない。
本実施形態の圧縮機によると、絶縁部材41と絶縁部材42を溶着によって接合することで、絶縁部材41は絶縁部材42に対して幅方向に移動しないようになっているため、コイル23の巻回時における絶縁部材同士の幅方向(スロット内周方向)の位置ずれを防止できる。
また、溶着による接合は、絶縁部材の形状に関係なく実施できるため、絶縁部材の形状を従来品から変更しなくて済む。
また、本実施形態では、溶着部43は、絶縁部材41、42のバックヨーク部21aの内周面に沿った部分にあるため、ティース部21bとコイル23との間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部21bとコイル23との間の絶縁性が低下するのを防止できる。
第1実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
本実施形態では、絶縁部材41、42は、幅方向中央部の上下両端近傍の2箇所において溶着されているが、溶着箇所はこれに限定されない。例えば、中央の1箇所のみで溶着してもよい。
スロットセル40を構成する絶縁部材の枚数は、3枚以上であってもよい。この場合、最もコイル23側の絶縁部材と最もステータコア21側の絶縁部材とが溶着により接合されていれば、中間の絶縁部材は接合されていなくてもよい。
絶縁部材41、42を、接着剤によって接合してもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。但し、第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
本実施形態の圧縮機は、スロットセルの構成が第1実施形態と異なっており、その他の構成は第1実施形態と同じである。
図7に示すように、本実施形態のスロットセル140は、積層された2枚の絶縁部材141、142からなる。絶縁部材141、142の材質は、第1実施形態の絶縁部材41、42と同じである。
図8に示すように、ステータコア21側の絶縁部材142は、略矩形状であって、その上下両端部には、矩形状の切り欠き(第2係止部)145が形成されている。切り欠き145は、絶縁部材142の幅方向中央部(バックヨーク部21aの内周面に沿う部分)に形成されている。絶縁部材142の上下方向長さは、第1実施形態の絶縁部材41、42とほぼ同じである。
コイル23側の絶縁部材141は、略矩形状であって、その上下両端部には、矩形状の凸部(第1係止部)144が軸方向に突出して形成されている。凸部144は、絶縁部材141の幅方向中央部(バックヨーク部21aの内周面に沿う部分)に形成されている。絶縁部材141の凸部144を除く部分の形状は、矩形状であって、この部分の上下方向長さは、絶縁部材142の上下方向長さよりも短く、絶縁部材142の上下2つの切り欠き145の離間距離とほぼ同じである。凸部144の幅は、切り欠き145の開口幅と同じかそれよりも若干小さい。
凸部144は、切り欠き145の内側を通って、絶縁部材142側(バックヨーク部21a側)に折り曲げられた状態で切り欠き145に係止される。凸部144の幅は、切り欠き145の開口幅とほぼ同じであるため、絶縁部材141は、絶縁部材142に対して幅方向の移動が規制される。
本実施形態の圧縮機によると、絶縁部材141の凸部(第1係止部)144が絶縁部材142の切り欠き(第2係止部)145に係止されることで、絶縁部材141は絶縁部材142に対して幅方向に移動しないようになっているため、コイル23の巻回時における絶縁部材同士の幅方向の位置ずれを防止できる。
また、本実施形態では、凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142の軸方向端部に設けられているため、絶縁部材141、142の軸方向の途中に設けられている場合に比べて、凸部144を切り欠き145に係止させる作業を行いやすい。
また、本実施形態では、凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142のバックヨーク部21aの内周面に沿った部分に設けられているため、ティース部21bとコイル23との間の絶縁性に影響を及ぼさない。したがって、ティース部21bとコイル23との間の絶縁性が低下するのを防止できる。
また、本実施形態では、凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142の軸方向両端部に設けられているため、絶縁部材同士の幅方向の位置ずれをより確実に防止できる。
また、本実施形態では、凸部144は曲げられた状態で切り欠き145に係止されている。そのため、凸部144は、切り欠き145に対して、幅方向に係止されるだけでなく、軸方向の一方(切り欠き145から絶縁部材の中央部に向かう方向)についても係止される。さらに、本実施形態では、凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142の軸方向両端部に設けられていることから、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを防止できる。
また、本実施形態では、凸部144は、バックヨーク部21a側に曲げられて、バックヨーク部21aの内周面と絶縁部材142との間に挟まれるため、コイル23の巻回時に凸部144が邪魔にならない。
第2実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
本実施形態では、コイル23側の絶縁部材141に凸部144が設けられ、ステータコア21側の絶縁部材142に切り欠き145が設けられているが、コイル23側の絶縁部材141に切り欠きを設けて、ステータコア21側の絶縁部材142に凸部を設けてもよい。
凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142の上端部のみまたは下端部のみに設けてもよい。
凸部144および切り欠き145は、絶縁部材141、142の幅方向中央部以外の箇所に設けてもよい。また、凸部144および切り欠き145は、それぞれ、絶縁部材の幅方向に並ぶように複数設けてもよい。
凸部144は、矩形状以外の形状であってもよい。例えば図9(a)に示すように、先端に向かって幅が広くなっている台形状の凸部144aであってもよい。凸部144aの基端部の幅は、切り欠き145の底の開口幅とほぼ同じとする。この構成によると、一方の絶縁部材を他方の絶縁部材に対して積層方向に離すように引っ張っても、凸部144aが切り欠き145から抜けにくい。したがって、絶縁部材同士が離れにくいため、スロットセルをスロット21cに配置する作業を行いやすい。
本実施形態では、切り欠き145に形成される係止部(凸部)144は、周囲より突出しているが、切り欠き145に係止できる形状であれば、突出していなくてもよい。例えば図9(b)に示すように、矩形状の絶縁部材の軸方向端部に2つの切り込み150、151を設けて、この2つの切り込み150、151の間の部分(係止部)144bを、切り欠き145に係止してもよい。
切り欠き145は、矩形状以外の形状であってもよい。
例えば図10(a)に示すように、開口幅が底に向かって広くなっている台形状の切り欠き145aであってもよい。切り欠き145aの底の開口幅は、凸部144の基端の幅とほぼ同じとする。この構成によると、凸部144は切り欠き145aに対して軸方向に係止される。そのため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを防止できる。また、例えば図10(b)に示すように、開口幅が底に向かって広くなっている台形状と矩形状とを組み合わせた形状の切り欠き145bであってもよい。この構成によると、図10(a)の切り欠き145aと同様の効果が得られる。
また、凸部の形状が図9(a)に示すように台形状の場合には、例えば図10(c)に示すように、開口幅が底に向かって狭くなる台形状の切り欠き145cであってもよい。この構成によると、絶縁部材同士を重ね合わせた状態で台形状の凸部を折り曲げるときに、凸部が切り欠き145cに引っ掛からないため、折り曲げ作業を行いやすい。
本実施形態では、凸部144が曲げられた状態で切り欠き145に係止されることで、絶縁部材141、142が幅方向に位置ずれしないようになっているが、絶縁部材同士の幅方向の位置ずれを防止する係止部の構成はこれに限定されない。
例えば図11に示すように、先端に向かって幅が広くなっている台形状の凸部160を曲げることなく、開口幅が底に向かって広くなっている台形状の切り欠き161に係止させてもよい。凸部160は、その幅方向端部が切り欠き161の縁部に重なるように配置されることによって、切り欠き161に係止される。なお、凸部を曲げることなく切り欠きに係止する場合の凸部および切り欠きの形状は、図11に示す形状に限定されるものではない。例えば、凸部が台形状で、切り欠きが矩形状であってもよい。
また、例えば図12に示すように、一方の絶縁部材の軸方向端部に、図11の凸部160の両側部と同じ方向に延びる2本の切り込み170、171を設けて、他方の絶縁部材の軸方向端部に、図11の切り欠き161の両側部と同じ方向に延びる2本の切り込み172、173を設けて、切り込み170と切り込み172を係止させると共に、切り込み171と切り込み173を係止させてもよい。なお、係止部を構成する切り込みの形状は図12に示す形状に限定されるものではない。また、切り込み同士を係止させるのではなく、凸部を切り込みに係止してもよい。
凸部144は、曲げられた状態で、ステータコア21側の絶縁部材142に溶着により接合されていてもよい。
スロットセル140を構成する絶縁部材の枚数は、3枚以上であってもよい。この場合、最もコイル23側の絶縁部材に、凸部(または切り欠き)を設けて、最もステータコア21側の絶縁部材に、この凸部が係止される切り欠き(または凸部)を設ける。中間の絶縁部材には、凸部および切り欠きのいずれか一方を設けてもよく、設けなくてもよい。中間の絶縁部材に凸部および切り欠きのいずれも設けない場合には、凸部を切り欠きに係止するのに中間の絶縁部材が邪魔にならないように、中間の絶縁部材の形状は、例えば本実施形態よりも上下方向長さの短い矩形状とする。この構成によると、第2実施形態と同様に、絶縁部材同士の幅方向の位置ずれを防止できる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。但し、第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
本実施形態の圧縮機は、スロットセルおよびインシュレータの構成が第1実施形態と異なっており、その他の構成は第1実施形態と同じである。
図13に示すように、本実施形態のインシュレータ222は、突起(第4係止部)224を有する点で、第1実施形態のインシュレータ22と異なっており、その他の構成は第1実施形態のインシュレータ22と同じである。突起224は、隣接するティース部21bの間に設けられており、環状部222aから径方向内側に突出している。突起224は、径方向から見て矩形状であって、環状部222aのステータコア21側の端部に設けられている。突起224の突出高さは、スロットセル240の厚みよりも大きい。
本実施形態のスロットセル240は、積層された2枚の絶縁部材241、242からなる。絶縁部材241、242の材質は、第1実施形態の絶縁部材41、42と同じである。絶縁部材241、242は、ほぼ同じ大きさの略矩形状に形成されている。絶縁部材241、242の上下方向長さは、ステータコア21の上下方向長さより若干長く、絶縁部材241、242の上下両端部は、ステータコア21の上下両端面から突出している。したがって、絶縁部材241、242のステータコア21から突出した部分は、インシュレータ222に沿って配置されている。
図14に示すように、絶縁部材241の上下両端部(詳細にはステータコア21から突出する部分)には、矩形状の切り欠き(第3係止部)246が形成されている。また、絶縁部材242の上下両端部には、切り欠き246と同じ形状の切り欠き247が形成されている。切り欠き246、247は、絶縁部材241、242の幅方向中央部(バックヨーク部21aの内周面に沿う部分)に形成されている。切り欠き246、247の開口幅は、突起224の幅と同じかそれよりも若干大きい。上下2つの切り欠き246の底の離間距離は、上下2つのインシュレータ222の突起224の離間距離の離間距離とほぼ同じかそれよりも若干小さい。
突起224は、絶縁部材241、242の切り欠き246、247に係止されている。突起224の幅は、切り欠き246、247の開口幅とほぼ同じであるため、絶縁部材241、242は、インシュレータ222に対して、絶縁部材の幅方向(軸方向に直交する断面においてスロット21cに沿った方向)の移動が規制される。
本実施形態の圧縮機によると、コイル23側の絶縁部材241の切り欠き(第3係止部)246が、インシュレータ222の突起(第4係止部)224に係止されることで、絶縁部材241は、インシュレータ222とステータコア21側の絶縁部材242に対して幅方向に移動しないようになっている。したがって、絶縁部材241、242を一体化することなく、コイル23の巻回時における絶縁部材同士の幅方向の位置ずれを防止できる。また、スロットセル240がステータコア21に対して絶縁部材の幅方向に移動するのを防止できる。
また、本実施形態では、絶縁部材242にも切り欠き247が設けられており、この切り欠き247は、インシュレータ222の突起224に係止されているため、絶縁部材同士の幅方向の位置ずれをより確実に防止できる。
また、本実施形態では、切り欠き246、247が、絶縁部材241、242の上下両端部に設けられているため、絶縁部材同士の軸方向の位置ずれを防止できると共に、スロットセル240とインシュレータ222との軸方向の位置ずれを防止できる。
第3実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
切り欠き246、247は、絶縁部材241、242の上端部のみまたは下端部のみに設けてもよい。この場合、上側のインシュレータ222のみ、または、下側のインシュレータ222のみに突起224を設ける。
突起224および切り欠き246、247は、矩形状以外の形状であってもよい。
本実施形態では、2枚の絶縁部材241、242の両方に、切り欠き246、247を設けているが、コイル23側の絶縁部材241のみに切り欠き246を設けて、ステータコア21側の絶縁部材242には切り欠き247を設けなくてもよい。この場合、突起224を切り欠き246に係止するのに絶縁部材242が邪魔にならないように、絶縁部材242の形状は、例えば本実施形態よりも上下方向長さの短い矩形状とする。この構成であっても、第3実施形態と同じく、絶縁部材同士の幅方向の位置ずれを防止できる。
スロットセル240を構成する絶縁部材の枚数は、3枚以上であってもよい。
絶縁部材241と絶縁部材242を、溶着または接着剤により接合してもよい。
絶縁部材241または絶縁部材242の一方に、切り欠きを設ける代わりに、第2実施形態の凸部144と同様の凸部を設けて、この凸部を折り曲げて、他方の絶縁部材の切り欠きに係止してもよい。この場合、切り欠きは、本発明の第3係止部と第1係止部を兼ねている。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記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。
上記実施形態では、ティース部21bとバックヨーク部21aとの連結部は、R状となっているが、角状となっていてもよい。但し、R状の場合の方かスロットセルのずれが生じやすいため、本発明を適用することが特に効果的である。
上記実施形態では、CO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冷媒以外の冷媒(例えばR410、R22、R32等)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。
本発明を利用すれば、固定子における絶縁部材同士のスロット内周方向の位置ずれを防止できる。
1 圧縮機
8 モータ
20 固定子
21 ステータコア(コア)
21a バックヨーク部
21b ティース部
21c スロット
22、222 インシュレータ
22a、222a 環状部
22b ティース部
23 コイル
30 回転子
40、140、240 スロットセル
41、42、141、142、241、242 絶縁部材
43 溶着部
144、144a、160 凸部(第1係止部)
144b 係止部
145、145a、145b、145c、161 切り欠き(第2係止部)
150、151、170、171、172、173 切り込み
224 突起(第4係止部)
246、247 切り欠き(第3係止部)

Claims (13)

  1. 環状のバックヨーク部、前記バックヨーク部から径方向の内側に突出する複数のティース部、および、隣接する前記ティース部の間に形成されるスロットを有するコアと、
    前記スロットに配置され、積層された複数の絶縁部材と、
    前記ティース部および前記複数の絶縁部材の一部分に巻回されたコイルとを備え、
    前記複数の絶縁部材において最もコイル側の絶縁部材が、他の絶縁部材に対してスロット内周方向に移動しないように構成されることを特徴とする固定子。
  2. 最もコイル側の絶縁部材が、他の絶縁部材の少なくとも1つに対して溶着または接着剤によって接合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. 最もコイル側の絶縁部材が、前記バックヨーク部の内周面に沿った部分において他の絶縁部材に対して接合されていることを特徴とする請求項2に記載の固定子。
  4. 最もコイル側の絶縁部材が、軸方向端部に配置された第1係止部を有し、
    前記第1係止部が、他の絶縁部材の軸方向端部に配置された第2係止部にスロット内周方向について係止されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の固定子。
  5. 前記第1係止部および前記第2係止部が、前記バックヨーク部の内周面に沿った部分に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の固定子。
  6. 前記第1係止部および前記第2係止部が、軸方向両端部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項4または5に記載の固定子。
  7. 前記第1係止部および前記第2係止部の一方が、台形状の切り欠きであって、その開口幅が前記切り欠きの底に向かって広くなっていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の固定子。
  8. 前記第1係止部および前記第2係止部の一方が、切り欠きであって、
    前記第1係止部および前記第2係止部の他方の幅が、先端に向かって広くなっていることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の固定子。
  9. 前記第2係止部が、切り欠きであって、
    前記第1係止部が、前記バックヨーク部の内周面側に曲げられた状態で前記切り欠きに係止されることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の固定子。
  10. 前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータを備え、
    前記複数の絶縁部材のうちの少なくとも1つの絶縁部材が、軸方向端部に配置された第3係止部を有し、
    前記第3係止部が、前記インシュレータに配置された第4係止部にスロット内周方向に係止されることを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載の固定子。
  11. 前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータを備え、
    最もコア側の絶縁部材が、軸方向端部に配置された第3係止部を有し、
    前記第3係止部が、前記インシュレータに配置された第4係止部にスロット内周方向に係止されることを特徴とする請求項1に記載の固定子。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えることを特徴とするモータ。
  13. 請求項12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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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