JP2017200267A

JP2017200267A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2017200267A
Application number: JP2016087429A
Authority: JP
Inventors: 公興長谷川; Kimioki Hasegawa
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2036-04-25
Also published as: JP6711109B2

Abstract

【課題】ステータをケーシングに溶接する際、溶接により伝達される熱の影響で、スロットライナーが溶融あるいは絶縁性能が低下するのを防止するとともに、コイルを巻回する時にスロットライナーが引っ張られて厚さが薄くなるのを防止すること。【解決手段】モータ３は、スロット３１１ｃの内部に配置されコイル３１２とステータコア３１１とを絶縁するスロットライナー３１３を備える。スロットライナー３１３は、隣接するティース３１１ｂの各側面に対向するティース側絶縁部３１３ａと、バックヨーク３１１ａの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部３１３ｂとを有する。バックヨーク側絶縁部３１３ｂの長さＬ１は、スロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２よりも長く、バックヨーク側絶縁部３１３ｂには、バックヨーク３１１ａの内周面と非接触となる非接触部３１３ｂ２が形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、ケーシングとケーシングの内部に配置されるモータを複数の溶接位置で溶接によって接合された圧縮機に関する。

従来の圧縮機は、ロータとステータを有するモータがケーシングの内部に配置されている。このようなモータをケーシングに固定するためにステータをケーシングにスポット溶接する場合、ステータのスロット内に配置したスロットライナーがステータを介して伝達される熱の影響で、溶融あるいは絶縁性能の低下が懸念されている。このように、ステータをケーシングにスポット溶接する際、溶接により伝達される熱の影響を低減するため、例えば、ステータのバックヨークの内周面とスロットライナーのバックヨークの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部の間に隙間が設けられている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のステータにおいては、円筒状のバックヨーク、バックヨークから径方向の内側に突出する複数のティース、及び、隣接するティースの間に形成されたスロットを有するステータコアと、ティースに巻回されるコイルと、スロットの内部に配置されコイルとステータコアとを絶縁するスロットライナーとを備えている。スロットライナーは、隣接するティースの側面にそれぞれ対向するティース側絶縁部と、バックヨークの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部とを有している。バックヨーク側絶縁部の長さをスロットを形成するバックヨークの内周面の周方向長さよりも短く形成することで、バックヨーク側絶縁部とバックヨークの内周面との間に隙間が設けられている。

しかしながら、特許文献１に記載のステータでは、コイルをティースに巻回する時にスロット内に配置されたスロットライナーが引っ張られて延びてバックヨーク側絶縁部の厚さが薄くなるおそれがあった。スロットライナーの厚さが薄くなると、スロットライナーの絶縁性能が低下するおそれがあった。

特許第５７１２７８５号公報

本発明は上記問題点に鑑み、ステータをケーシングに溶接する際、溶接により伝達される熱の影響で、スロットライナーが溶融あるいは絶縁性能が低下するのを防止するとともに、コイルを巻回する時にスロットライナーが引っ張られて厚さが薄くなるのを防止することができる圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の圧縮機は、ケーシングと、ケーシングの内部に配置されるモータを複数の溶接位置で溶接によって接合する圧縮機であり、
モータは、円筒状のバックヨーク、バックヨークから径方向の内側に突出する複数のティース、及び、隣接するティースの間に形成されたスロットを有するステータコアと、ティースに巻回されるコイルと、スロットの内部に配置されコイルとステータコアとを絶縁するスロットライナーとを備える。スロットライナーは、隣接するティースの側面にそれぞれ対向するティース側絶縁部と、バックヨークの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部とを有する。
そして、バックヨーク側絶縁部の長さは、スロットを形成するバックヨークの内周面の周方向長さよりも長く形成されることで、バックヨーク側絶縁部には、バックヨークの内周面と非接触となる非接触部が形成される。

本発明の圧縮機によれば、ステータをケーシングに溶接する際、溶接により伝達される熱の影響で、スロットライナーが溶融あるいは絶縁性能が低下するのを防止するとともに、コイルを巻回する時にスロットライナーが引っ張られて厚さが薄くなるのを防止することができる。

本発明の圧縮機の内部構造を示す断面図である。圧縮機を示す平面断面図である。ステータを示す平面図である。ステータを示す分解斜視図である。ステータを示す部分平面断面図である。スロットライナーを示す展開図である。その他のステータを示す部分平面図である。その他のステータを示す部分分解斜視図である。その他のステータを示す部分平面断面図である。その他のスロットライナーを示す展開図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１乃至図１０は、本実施形態における圧縮機を説明する図である。本実施形態における圧縮機は、例えば、空気調和機や冷凍機などに用いられるロータリ圧縮機である。

＜圧縮機の構成＞
圧縮機Ｃは、図１に示すように、ケーシング１と圧縮部２とモータ３とアキュムレータ４を備えている。ケーシング１は、密閉された縦置き円筒状に形成されており、上部に冷媒の吐出部１１を有し、下部に冷媒の吸入部１２を有するとともに潤滑油が貯留されている。

圧縮部２は、図１に示すように、ケーシング１の内部の下部に配置されており、吸入部１２から吸入した冷媒を圧縮して吐出部１１から吐出させるものである。モータ３は、ケーシング１の内部の上部に配置されており、回転軸３３を介して圧縮部２を駆動するものである。アキュムレータ４は、ケーシング１の側部に取付けられ吸入部１２に接続されており、吸入部１２に吸入される冷媒から液冷媒を分離して圧縮部２に液冷媒が吸入されるのを防止するものである。

＜モータの構成＞
モータ３は、図１および図２に示すように、ステータ３１とロータ３２を備えている。ステータ３１は、円筒状に形成されており、後述するステータコア３１１がケーシング１の内周面に複数の溶接位置Ｐでスポット溶接によって接合されている。ロータ３２は、円筒状のステータ３１の径方向内側にエアギャップを介し配置されており、モータ３と圧縮部２を接続する回転軸３３に焼嵌めされて固定されている。

＜ステータ＞
ステータ３１は、図３および図４に示すように、ステータコア３１１とコイル３１２とスロットライナー３１３とインシュレータ３１４を備えている。ステータコア３１１は、環状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層して円筒状に形成されており、円筒状のバックヨーク３１１ａと、バックヨーク３１１ａから径方向の内側に突出する複数（本実施例では９個）のティース３１１ｂと、隣接するティース３１１ｂの間に形成された空間である複数（本実施例では９個）のスロット３１１ｃを有している。そして、隣接するティース３１１ｂの内径側の先端部の間にはスロットオープン３１１ｈが形成されている。

図２および図４に示すように、ステータコア３１１の中央部分には、回転軸３３の軸方向に延びる空間３１１ｅが形成され、この空間３１１ｅにロータ３２が配置されることになる。バックヨーク３１１ａの外周面には、上述の溶接位置Ｐが設けられケーシング１の内周面に当接する当接部３１１ｆと、上述の潤滑油の通路となりケーシング１の内周面に当接しない非当接部３１１ｇを有している。当接部３１１ｆと非当接部３１１ｇは、ケーシング１の周方向に沿って交互に配置されており、当接部３１１ｆの径方向の内側にスロット３１１ｃが形成されるとともに、非当接部３１１ｇの径方向の内側にティース３１１ｂが形成されるように配置される。

コイル３１２は、スロットライナー３１３やインシュレータ３１４を介して複数のティース３１１ｂに対し、巻線機のノズル（図示省略）により巻回される。スロットライナー３１３は、ステータコア３１１のスロット３１１ｃの内部に配置されてステータコア３１１（ティース３１１ｂの側面）とコイル３１２を絶縁するものである。インシュレータ３１４は、ステータコア３１１の上部および下部の軸方向端部３１１ｄのそれぞれに装着されてステータコア３１１（ティース３１１ｂの軸方向端部）とコイル３１２を絶縁するものである。

＜スロットライナー＞
スロットライナー３１３は、絶縁性と難燃性を有する部材、例えば、厚さ０．２５ｍｍのポリエステルやアラミド繊維でフィルム状に形成されている。スロットライナー３１３は、図５および図６に示すように、スロット３１１ｃの内部に収容されるように折り曲げて形成されることで、隣接するティース３１１ｂのそれぞれの側面に対向するティース側絶縁部３１３ａと、バックヨーク３１１ａの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部３１３ｂを有している。ティース側絶縁部３１３ａは、ティース３１１ｂの側面に沿って接触している。バックヨーク側絶縁部３１３ｂは、ティース３１１ｂの側に近いバックヨーク３１１ａの内周面と接触する接触部３１３ｂ１と、バックヨーク３１１ａの内周面と非接触となる非接触部３１３ｂ２が形成されている。つまり、バックヨーク側絶縁部３１３ｂは、非接触部３１３ｂ２の両側に接触部３１３ｂ１が形成されている。

＜非接触部＞
非接触部３１３ｂ２は、図５に示すように、バックヨーク側絶縁部３１３ｂの中央部を内径側に折り曲げて形成されており、例えば、バックヨーク３１１ａの内周面から見て内径側に突出する台形状に形成されている。本実施例においては、非接触部３１３ｂ２は、スロット３１１ｃの一部を形成するバックヨーク３１１ａの内周面の中央部に対向するように配置され、図２に示す溶接位置Ｐに対応する位置に配置されている。このように、非接触部３１３ｂ２を形成するために、図６に示すバックヨーク側接触部３１３ｂの長さＬ１を、図５に示すスロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２よりも長く形成する。図６に示すように、非接触部３１３ｂ２の長さＬ３は、バックヨーク側接触部３１３ｂの長さＬ１からスロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２を引いた長さよりも長くなっている。そして、非接触部３１３ｂ２は、折り曲げ点線ａ〜ｄに沿って折り曲げられている。

＜他の実施例におけるスロットライナー＞
次に、他の実施例におけるスロットライナー３１３について説明する。上述のスロットライナー３１３と相違する構成要素がバックヨーク側絶縁部３１３ｂであるため、バックヨーク側絶縁部３１３ｂの相違する部分のみを説明する。バックヨーク側絶縁部３１３ｂは、図９および図１０に示すように、ティース３１１ｂの側に近いバックヨーク３１１ａの内周面と接触する接触部３１３ｂ３と、バックヨーク３１１ａの内周面と非接触となる非接触部３１３ｂ４が形成されている。つまり、バックヨーク側絶縁部３１３ｂは、非接触部３１３ｂ４の両側に接触部３１３ｂ３が形成されている。

＜他の実施例における非接触部＞
非接触部３１３ｂ４は、図９に示すように、バックヨーク３１１ａの内周面から見て内径側に突出する三角形状に形成されている。このように、非接触部３１３ｂ４を形成するために、図１０に示すバックヨーク側接触部３１３ｂの長さＬ４を、図９に示すスロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２よりも長く形成する。図１０に示すように、非接触部３１３ｂ４の長さＬ５は、バックヨーク側接触部３１３ｂの長さＬ４からスロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２を引いた長さよりも長くなっている。そして、非接触部３１３ｂ４は、折り曲げ点線ｅ〜ｇに沿って折り曲げられている。

＜スロットライナーの特徴（作用と効果）＞
以上説明してきたように、本実施形態における圧縮機Ｃによれば、スロットライナー３１３のバックヨーク側絶縁部３１３ｂの長さＬ１（Ｌ４）は、スロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の周方向長さＬ２よりも長く形成されることで、バックヨーク側絶縁部３１３ｂには、ステータコア３１１のバックヨーク３１１ａの内周面と非接触となる非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）が形成されている。そして、非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）は、バックヨーク側絶縁部３１３ｂを折り曲げて内径側に突出するように形成されている。

この結果、ステータコア３１１のスロット３１１ｃ内に配置したスロットライナー３１３のバックヨーク側絶縁部３１３ｂに非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）が形成されているので、ステータ３１のステータコア３１１をケーシング１の内周面に、バックヨーク３１１ａの外周面の当接部３１１ｆに設けた複数の溶接位置Ｐでスポット溶接する場合、スポット溶接によりバックヨーク３１１ａを介して伝達される熱の影響が低減され、スポット溶接によってスロットライナー３１３が溶融あるいは絶縁性能が低下するのを防止することができる。

そして、バックヨーク側絶縁部３１３ｂの長さＬ１をスロット３１１ｃの内周面の周方向長さＬ２よりも長く形成することで、バックヨーク側絶縁部３１３ｂの非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）が折り曲げられて内径側に突出するように形成されるので、コイル３１２をステータコア３１１のティース３１１ｂに巻回する時、スロット３１１ｃ内に配置したスロットライナー３１３には、非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）の形成によって引きしろ（伸びしろ）が確保されている。

このため、コイル３１２をスロットライナー３１３とインシュレータ３１４を介してステータコア３１１のティース３１１ｂに巻回する時、スロットライナー３１３のティース側絶縁部３１３ａに向けて引っ張られる力が生じても、折り曲げられた非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）が元に戻る方向（伸びる方向）に作用し、引っ張られる力が非絶縁部３１３ｂ２（３１３ｂ４）で吸収される。すなわち、スロットライナー３１３のバックヨーク側絶縁部３１３ｂが引っ張られて厚さが薄くなるのを防止し、スロットライナー３１３の絶縁性能が低下するのを防止することができる。

また、以上説明してきたように、本実施形態における圧縮機Ｃによれば、スロットライナー３１３のバックヨーク側絶縁部３１３ｂには、ティース３１１ｂ側に近いバックヨーク３１１ａの内周面と接触する接触部３１３ｂ１（３１３ｂ３）と、バックヨーク３１１ａの内周面と非接触となる非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）が形成されている。

この結果、スロットライナー３１３は、例えば、バックヨーク側絶縁部３１３ｂには、ティース側に近いバックヨーク３１１ａの内周面に接触部３１３ｂ１（３１３ｂ３）を形成し、スロットオープン３１１ｈの外径側に対応する位置に非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）を形成する場合、スロット断面積を不必要に小さくすることなく、コイル３１２をバックヨーク３１１ａの内周面の側まで十分に巻回することができるため、コイル３１２の占積率を確保することができる。

＜インシュレータ＞
次に、インシュレータ３１４の構成について説明する。インシュレータ３１４は、図３および図４に示すように、樹脂で短い筒状に形成され、ステータコア３１１の上部および下部のそれぞれの軸方向端部３１１ｄに配置されている。各インシュレータ３１４は、外周壁部３１４ａと巻胴部３１４ｂとインシュレータエッジ３１４ｃと内側鍔部３１４ｄと外爪３１４ｅを備えている。外周壁部３１４ａは、環状に形成されており、ステータコア３１１のバックヨーク３１１ａ上に配置されている。巻胴部３１４ｂは、外周壁部３１４ａのステータコア３１１側から径方向の内側に向かって放射状に突出してステータコア３１１のティース３１１ｂ上に配置されている。

インシュレータエッジ３１４ｃは、巻胴部３１４ｂの先端（内側端）から周方向に突出している。内側鍔部３１４ｄは、インシュレータエッジ３１４ｃの反ステータコア側に、すなわち、巻胴部３１４ｂの内側端から軸方向に立設されている。外爪３１４ｅは、３個設けられ、外周壁部３１４ａのステータコア３１１側から径方向の外側に向かって突出してステータコア３１１の外周端部に嵌合され、インシュレータ３１４がステータコア３１１に固定されている。

＜他の実施例におけるインシュレータ＞
次に、他の実施例におけるインシュレータ３１４について説明する。上述のインシュレータ３１４と相違する構成のみを説明する。インシュレータ３１４には、図７及び図８に示すように、バックヨーク側絶縁部３１３ｂにおける非接触部３１３ｂ２の軸方向端部３１３ｂ５を押さえて固定する固定部３１４ｆが形成されていてもよい。この場合、固定部３１４ｆは、非接触部３１３ｂ２に対応する位置にあり、隣接する巻胴部３１４ｂの間にある外周壁部３１４ａの内周側の中央部分に設けられている。固定部３１４ｆは、例えば、外周壁部３１４ａのステータコア３１１側から径方向の内側に突出され非接触部３１３ｂ２の軸方向端部３１３ｂ５の両側を押さえる爪状に形成されている。

この場合、バックヨーク側絶縁部３１３ｂにおける非接触部３１３ｂ２の軸方向端部３１３ｂ５が、インシュレータ３１４に形成された固定部３１４ｆによって固定され内径側に突出しすぎないようにすることができるので、コイル３１２を巻回する時、スロットオープン３１１ｈからスロット３１１ｃ内に挿入される巻線機のノズル（図示省略）の先端が、バックヨーク側絶縁部３１３ｂにおける非接触部３１３ｂに干渉するのを防止することができる。

なお、本実施形態における圧縮機Ｃでは、非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）は、スロットオープン３１１ｈの外径側、すなわち、スロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の中央部に対向するように配置されているが、本発明はこれに限らず、接触部３１３ｂ１（３１３ｂ２）が形成されていれば、スロット３１１ｃを形成するバックヨーク３１１ａの内周面の中央部から外れたバックヨーク３１１ａの内周面に対向するように配置されていてもよい。また、本実施形態における圧縮機Ｃでは、非接触部３１３ｂ２（３１３ｂ４）は、台形状や三角形状に形成されているが、本発明はこれに限らず、バックヨーク側絶縁部３１３ｂを内径側に折り曲げて形成されていればよく、その他の形状に形成されていてもよい。

１ケーシング
１１吐出部
１２吸入部
２圧縮部
３モータ
３１ステータ
３１１ステータコア
３１１ａバックヨーク
３１１ｂティース
３１１ｃスロット
３１１ｄ軸方向端部
３１１ｅ空間
３１１ｆ当接部
３１１ｇ非当接部
３１１ｈスロットオープン
３１２コイル
３１３スロットライナー
３１３ａティース側絶縁部
３１３ｂバックヨーク側絶縁部
３１３ｂ１、３１３ｂ３接触部
３１３ｂ２、３１３ｂ４非接触部
３１３ｂ５軸方向端部
３１４インシュレータ
３１４ａ外周壁部
３１４ｂ巻胴部
３１４ｃインシュレータエッジ
３１４ｄ内側鍔部
３１４ｅ外爪
３１４ｆ固定部
３２ロータ
３３回転軸
４アキュムレータ
Ｃ圧縮機
Ｐ溶接位置
Ｌ１、Ｌ４バックヨーク側接触部３１３ｂの長さ
Ｌ２スロット３１１ｃの内周面の周方向長さ
Ｌ３非接触部３１３ｂ２の長さ
Ｌ５非接触部３１３ｂ４の長さ
ａ〜ｇ折り曲げ点線

Claims

ケーシングと前記ケーシングの内部に配置されるモータを複数の溶接位置で溶接によって接合する圧縮機であって、
前記モータは、円筒状のバックヨーク、前記バックヨークから径方向の内側に突出する複数のティース、及び、隣接する前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するステータコアと、前記ティースに巻回されるコイルと、前記スロットの内部に配置され前記コイルと前記ステータコアとを絶縁するスロットライナーとを備え、
前記スロットライナーは、隣接する前記ティースの側面にそれぞれ対向するティース側絶縁部と、前記バックヨークの内周面に対向するバックヨーク側絶縁部とを有し、
前記バックヨーク側絶縁部の長さは、前記スロットを形成する前記バックヨークの内周面の周方向長さよりも長く、前記バックヨーク側絶縁部には、前記バックヨークの内周面と非接触となる非接触部が形成されることを特徴とする圧縮機。
前記バックヨーク側絶縁部には、前記非接触部の両側に前記バックヨークの内周面と接触する接触部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記非接触部は、前記バックヨーク側絶縁部を内径側に折り曲げた状態に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
前記ステータコアの軸方向端部に配置されるインシュレータを備え、
前記バックヨーク側絶縁部の前記非接触部の軸方向端部は、前記インシュレータに形成された固定部によって固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧縮機。