JP2014147238A

JP2014147238A - 電動機及びこの電動機を備えた流体圧縮機

Info

Publication number: JP2014147238A
Application number: JP2013014977A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Tsuchiya; 直洋土屋; Toshiyuki Terai; 利行寺井; Keigo Watanabe; 敬悟渡邉
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: KR20140097958A; JP6025584B2; KR101520674B1; CN103973017B; CN103973017A

Abstract

【解決手段】スロットを有する固定子鉄心と、固定子鉄心の極歯１０単位毎に巻線ノズル４０を巻回して駆動コイル２０を巻装した固定子１と、固定子１に対向して回転可能に保持された回転子２と、固定子鉄心と駆動コイル２０とを絶縁するインシュレータ３０と、を備え、インシュレータ３０の被巻装部は、向かい合う１組の直線部である第1直線部５１及び第２直線部５３と、第１直線部５１及び第２直線部５３を接続する円弧部５２，５３と、から構成される。
【効果】駆動コイルとインシュレータの円弧部との隙間を低減することにより、巻装時のインシュレータの被巻装部と駆動コイルの密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、集中巻巻線を有する固定子を用いた電動機及びこの電動機を備えた流体圧縮機に関する。

近年、流体圧縮機に搭載する電動機においては、小型、薄型、軽量、高効率化、静音化等が求められており、これらを実現する手段として固定子の巻線密度を高める必要がある。特に、固定子に構成された極歯毎に駆動コイルを巻装する集中巻巻線においては、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンド部の高さの低減とともに高密度化が必要となる。

これに対して特許文献１では、固定子鉄心、駆動コイル、及び、固定子鉄心と駆動コイルとを絶縁するインシュレータを備え、「極歯を覆うインシュレータの被巻装部の軸方向断面形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分のインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形を形成した構成」とする電動機を開示する。

このように、従来、コイルエンド部の高さを低減する手法として、極歯の径方向に垂直な断面の形状を、極歯に対する巻線の巻形状が略長方形となるように、巻線ノズルの軌道が直線軌道から円弧軌道へ移行する側を鈍角とし、円弧軌道から直線軌道へ移行する側を鋭角とする略平行四辺形とする構成が知られている。このような電動機によれば、極歯を覆うインシュレータの被巻装部の軸方向断面形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するときに生じる隙間分のインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形となるので、駆動コイル巻装後の巻き形状は略長方形にでき、コイルエンドの高さ低減による薄型化及びコイル周長短縮による高効率化を実現することができる。

特開２００５−２７４４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動機では、インシュレータの被巻装部は略平行四辺形の幅方向の辺が直線部を有するので、巻線ノズルの円弧軌道に沿わない形状となる。このため、巻装時の駆動コイルとインシュレータの被巻装部との接触は、巻線ノズルの軌道が直線軌道から円弧軌道に移行する際と円弧軌道から直線軌道に移行する際（すなわちインシュレータの幅方向を形成する直線部の両端の円弧に集中するため）、駆動コイルとインシュレータとの間に隙間を生じ易い構成であった。つまり、極歯の径に垂直な略平行四辺形断面のうち、巻線ノズルが円弧軌道を描くインシュレータ端面において駆動コイルとの間に隙間を有することとなり、コイルエンド部の高密度化に課題があった。

本発明の電動機は、スロットを有する固定子鉄心と、固定子鉄心の極歯単位毎に巻線ノズルを巻回して駆動コイルを巻装した固定子と、固定子に対向して回転可能に保持された回転子と、固定子鉄心と駆動コイルとを絶縁するインシュレータと、を備え、インシュレータの被巻装部は、向かい合う１組の直線部である第1直線部及び第２直線部と、第１直線部及び第２直線部を接続する円弧部と、から構成される。

本発明によれば、駆動コイルとインシュレータの円弧部との隙間を低減することにより、巻装時のインシュレータの被巻装部と駆動コイルの密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。

電動機を搭載したロータリ圧縮機の断面図電動機を搭載したスクロール圧縮機の断面図電動機の固定子鉄心の極歯の径方向に垂直な断面形状を示す図電動機の固定子鉄心の極歯の径方向に垂直な断面形状を示す図

本実施例の電動機は、スロットを有する固定子鉄心と、固定子鉄心の極歯単位毎に巻線ノズルを巻回して駆動コイルを巻装した固定子と、固定子に対向して回転可能に保持された回転子と、固定子鉄心と駆動コイルとを絶縁するインシュレータと、を備え、インシュレータの被巻装部は、向かい合う１組の直線部である第1直線部及び第２直線部と、第１直線部及び第２直線部を接続する円弧部と、から構成される。本実施例の電動機によれば、駆動コイルとインシュレータの円弧部との隙間を低減することにより、巻装時のインシュレータの被巻装部と駆動コイルの密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。これにより、従来発生していたインシュレータの被巻装部と駆動コイル間の隙間が低減され、コイル周長短縮による銅損低減効果により高効率化した電動機が得られる。また、高密度化により電動機駆動時の駆動コイルの動きを抑制することができ、静音化した電動機が得られる。

以下、実施例を図面を用いて説明する。図１、図２は本実施例の電動機が適用される流体圧縮機の断面図であり、図１は本実施例の電動機が適用されるロータリ圧縮機、図２は本実施例の電動機が適用されるスクロール圧縮機である。図１、図２において、本実施例の電動機の固定子１は圧縮機のケース３に焼嵌等により固定され、電動機の回転子２は圧縮機のシャフト４に係合され、電動機の駆動によりシャフト４を介して圧縮機構部５が駆動される。

図３は電動機の固定子鉄心の極歯の径方向に垂直な断面形状を示す図である。駆動コイル２０は、固定子鉄心の極歯１０の軸方向端面を絶縁材にて形成されたインシュレータ３０により、極歯の軸方向側面を絶縁フィルム３１で絶縁された状態で巻装される。図３に示す破線は巻装時の巻線ノズル４０の軌道を示す概念図であり、矢印の方向（インシュレータ３の第１直線部５１、円弧部５２、第２直線部５３の順）に巻回される。

図４は極歯の上面側の拡大図である。インシュレータ３０の被巻装部は、向かい合う１組の直線部である第1直線部５１及び第２直線部５３と、第１直線部５１及び第２直線部５３を接続する円弧部５２とから構成される。また、円弧部５２は、曲率半径の異なる複数の円弧形状３２〜３５から構成される。

本実施例においては、インシュレータの被巻装部を向かい合う１組の直線部である第1直線部及び第２直線部と、第１直線部及び第２直線部を接続する円弧部とから構成するので、駆動コイルとインシュレータの円弧部との隙間を低減することにより、巻装時のインシュレータの被巻装部と駆動コイルの密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。

また、本実施例においては、円弧部５２のそれぞれの円弧形状３２〜３５の曲率半径は３２＞３３＞３４≧３５で正接させる。インシュレータ３０の被巻装部における極歯１０の軸方向の頂点３７（高さ方向に最も突出した頂点３７）は、極歯の幅中央に対し巻線ノズル４０の軌道が円弧軌道から直線軌道に移行する側（第２直線部５３の側）に設けてもよい。このようにインシュレータ３０の被巻装部３２〜３５を構成することで、巻線ノズル４０による巻装時の駆動コイル２０は、被巻装部３２〜３５の円弧に略連続的に接することができ各接触点で張力が発生するため、被巻装部３２〜３５との密着度が向上しコイルエンド部の高密度化を図ることができる。

また、本実施例においては、円弧部５２が複数の円弧形状から構成されるとともに、第１直線部５１と接続する第１円弧形状３２及び第２直線部５２と接続する第２円弧形状３３以外の円弧形状（例えば３５）に、高さ方向に最も突出した頂点部３７が位置するように構成してもよい。このように構成することで、巻線ノズル４０による巻装時の駆動コイル２０は円弧部５２の各接触点で張力が発生するため、被巻装部（円弧部５２）との密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。

また、本実施例においては、円弧部５２において、第１直線部５１側の円弧部５２の平均曲率半径よりも第２直線部５３側の円弧部５２の平均曲率半径の方を大きく構成してもよい。このように構成することで、巻線ノズル４０による巻装時の駆動コイル２０は円弧部５２の各接触点で張力が発生するため、被巻装部（円弧部５２）との密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。

また、本実施例においては、円弧部５２において、第１直線部５２と接続する第１円弧形状３２の曲率半径よりも第２直線部５３と接続する第２円弧形状５３の曲率半径のほうを大きく構成してもよい。このように構成することで、巻線ノズル４０による巻装時の駆動コイル２０は円弧部５２の各接触点で張力が発生するため、被巻装部（円弧部５２）との密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。

以上本実施例によれば、駆動コイルとインシュレータの円弧部との隙間を低減することにより、巻装時のインシュレータの被巻装部と駆動コイルの密着度が向上し、コイルエンド部の高密度化を図ることができる。これにより、従来発生していたインシュレータの被巻装部と駆動コイル間の隙間が低減され、コイル周長短縮による銅損低減効果により高効率化した電動機が得られる。また、高密度化により電動機駆動時の駆動コイルの動きを抑制することができ、静音化した電動機が得られる。

１…固定子、２…回転子、３…ケース、４…シャフト、５…圧縮機構部、１０…固定子鉄心の極歯、２０…駆動コイル、３０…インシュレータ、３１…絶縁フィルム、３２〜３５…インシュレータの被巻装部の円弧、３７…インシュレータの被巻装部の軸方向頂点、４０…巻線ノズル、５１…インシュレータの第１直線部、５２…インシュレータの円弧部、５３…インシュレータの第２直線部

Claims

スロットを有する固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の極歯単位毎に巻線ノズルを巻回して駆動コイルを巻装した固定子と、
前記固定子に対向して回転可能に保持された回転子と、
前記固定子鉄心と前記駆動コイルとを絶縁するインシュレータと、を備え、
前記インシュレータの被巻装部は、向かい合う１組の直線部である第1直線部及び第２直線部と、前記第１直線部及び前記第２直線部を接続する円弧部と、から構成される電動機。
請求項１において、前記巻線ノズルは、前記第１直線部、前記円弧部、前記第２直線部の順に巻回し、
前記円弧部は、第２直線部の側に、高さ方向に最も突出した頂点部が位置するように構成される電動機。
請求項１において、前記巻線ノズルは、前記第１直線部、前記円弧部、前記第２直線部の順に巻回し、
前記円弧部は、複数の円弧形状から構成されるとともに、前記第１直線部と接続する第１円弧形状及び前記第２直線部と接続する第２円弧形状以外の前記円弧形状に、高さ方向に最も突出した頂点部が位置するように構成される電動機。
請求項１において、前記巻線ノズルは、前記第１直線部、前記円弧部、前記第２直線部の順に巻回し、
前記第１直線部側の前記円弧部の平均曲率半径よりも前記第２直線部側の前記円弧部の平均曲率半径の方が大きい電動機。
請求項１において、前記巻線ノズルは、前記第１直線部、前記円弧部、前記第２直線部の順に巻回し、
前記円弧部は、複数の円弧形状から構成されるとともに、前記第１直線部と接続する第１円弧形状の曲率半径よりも前記第２直線部と接続する第２円弧形状の曲率半径のほうが大きく構成される電動機。
請求項１乃至５の何れかに記載の電動機と、前記電動機にシャフトを介して駆動される圧縮機構部と、を備えた流体圧縮機。