JP3754349B2

JP3754349B2 - Brushless DC motor and refrigerant compressor using this motor

Info

Publication number: JP3754349B2
Application number: JP2001340283A
Authority: JP
Inventors: 和彦新井; 恵司郎五十嵐; 正昭竹澤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2002199687A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスＤＣモータ及びこのモータを用いた冷媒圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータの従来技術としては、特開平８−２３７８９７号公報に記載されたものがある。
【０００３】
この公報に記載されたブラシレスＤＣモータと同種のものとして図６に示すものがあり、この図６に示す５１はシート状の絶縁材、５２は鉄心、５３はこの鉄心の歯部、５４は歯部と歯部との間のスロット開口部である。そして、予め折り曲げて形成された絶縁材をスロット部やスロット開口部５４に配置し、その上から歯部に巻線を施してブラシレスＤＣモータを組み立てるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなブラシレスＤＣモータの鉄心に巻線を、例えば機械で自動的に巻き付けるようにする場合、その絶縁材５１の折り曲げが不適正であると絶縁材５１の端部５５がスロット開口部５４の中央側に位置するので、その巻線を巻き付けるためのノズル６０が絶縁材の端部を押して、この絶縁材を、ずらしたり、破ったりするおそれがあった（図６の（ｂ）参照）。絶縁材がずれたり、破れたりすると、絶縁不良になるおそれがあった。
【０００５】
この発明は、絶縁不良になりにくいブラシレスＤＣモータ及びこのモータを用いた冷媒圧縮機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、ステータのスロット部、及び歯部と歯部との間のスロット開口部に絶縁材が配置されると共に、前記歯部には前記絶縁材の上から直接巻線が施されるブラシレスＤＣモータにおいて、
絶縁材は、矩形の板状の４つの角をカットして傾斜部を形成し、絶縁材の歯部と歯部との間に位置する部分の端部には、歯部間の中心線に対して傾いた傾斜部を備えると共に、厚さが約０．２ｍｍ〜０．５ｍｍのポリエステルフィルムとしたものである。
【０００７】
また、前記絶縁材の両端部を前記歯部側に向けて折り返したものである。
【０００９】
また、前記絶縁材を歯部間の中心線に対し対称の形に形成したり、コイルエンド、あるいはコイルエンドと引出し線とをポリエステル糸で結束したものである。
【００１０】
更に、前記ブラシレスＤＣモータの回転子に備えた永久磁石を、その磁石の素材として希土類を用いたものである。
【００１１】
また、前記ブラシレスＤＣモータと、このブラシレスＤＣモータにより駆動される圧縮機部とをケース内に備えて冷媒圧縮機を構成したものである。
【００１２】
この圧縮機の媒体としてＨＣ系の冷媒を用いたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、図面に基づき説明する。
【００１４】
まず最初に、第一の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、直巻きとか、集中巻き等と呼ばれているブラシレスＤＣモータの一部を示し、１はシート状の絶縁材で、この絶縁材は、例えばポリエステルフィルムで、約０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さに形成されており、この絶縁材は後述するように、歯部と歯部との間（スロット開口部）に、その内面に沿うように折り曲げられて配置されるものである。
【００１６】
１Ｄは絶縁材の端部で、歯部側に折り曲げられている。２は固定子の鉄心、３はこの鉄心の歯部、３ａは歯部の端部、４は歯部と歯部との間のスロット開口部である。図１では、巻線がまだ施されていない状態を示している。
【００１７】
図２は固定子の鉄心を示し、この鉄心には、スロットが６つ形成されている、いわゆる６スロットと呼ばれるものである。そして、このスロット開口部に絶縁材が装着されるものである。
【００１８】
図３はブラシレスＤＣモータの固定子を示し、図示しない回転子とでブラシレスＤＣモータを構成するものである。５は巻線、６はこの巻線とつながれている引出し線、７はポリエステル線で、巻線の端部（いわゆるコイルエンド）と引出し線とを結束している。
【００１９】
図４に絶縁材１を折り曲げ形成した状態を示し、その（ａ）には上方から見た状態を、（ｂ）には正面前方から見た状態を示している。
【００２０】
図５に絶縁材を折り曲げ形成する前の状態を示し、１ａは歯部間の中心線Ｐ（図４参照）に対して傾いた傾斜部で、この傾斜部は、歯部３と歯部３との間（スロット開口部４）に位置する上及び下端部である。１ｂは折り曲げの中心線である。
【００２１】
このように構成された、ブラシレスＤＣモータの組立てにおいて説明する。最初に絶縁材１を図５に示す折り曲げの中心線で折り曲げられるように折り曲げる。図５に示す折り曲げ中心線Ｐでは、完全に折り曲げると言うよりはむしろ、湾曲させる中心線といった方がより適切な表現かもしれない。全てが折り曲げられると、図４に示す形状になる。
【００２２】
この絶縁材１をスロット部及びスロット開口部４に装着すると、絶縁材１の端部である傾斜部１ａは、歯部３と歯部３との間に位置する。このとき、絶縁材１が中心線に対して対称の形状に形成されているので、方向を気にすることなく装着でき、組立て作業性を向上させることができる。
【００２３】
絶縁材の折り曲げが充分である、すなわち適正であると図１の（ａ）に示すように傾斜部１ａがスロット開口部４に密着するが、折り曲げが不適正であると、図１の（ｂ）に示すように、傾斜部１ａが、歯部３と歯部３との間（スロット開口部４）、すなわち巻線を施すための機械のノズル６０の通路に位置することになる。
【００２４】
このように、傾斜部１ａがノズルの通路に突出した状態であっても、その傾斜部１ａにノズルが当たると、歯部の内面に密着するように、ノズルの動く方向とほぼ直角の方向に押されて絶縁材１が動くものである。このため、絶縁材１がノズル６０の動く方向と同じ方向に押されて、ずれたり、あるいは、押されて破れたりするようなことが防止されるものである。
【００２５】
巻線が全て施されると、この巻線５とつながれている引出し線６を、この巻線５の例えば上部のコイルエンドと一緒にポリエステル糸７で結線することにより、ブラシレスＤＣモータの固定子の組立ては完了する。
【００２６】
固定子では、コイルエンドや引出し線のたるみや、スロット開口部からのはみ出しなどによる絶縁不良が懸念されるが、引出し線６とコイルエンドとをポリエステル線７で結線することにより、これらのたるみやはみ出しなどを防止しでき、絶縁不良を防止することができる。
【００２７】
この固定子と図示しない回転子とでブラシレスＤＣモータが構成されるものであるが、この回転子に取付けられる永久磁石として、ＢＨ積の大きい磁石、即ち、ネオジューム、鉄、ボロンからなるネオジ磁石、またサマリウムコバルト系磁石などの、所謂、希土類磁石を用いている。
【００２８】
このような希土類の磁石を用いることによって、強い磁界が得られるためブラシレスＤＣモータを小型化することができるものである。
【００２９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００３０】
第２の実施形態は、前記ブラシレスＤＣモータと、このブラシレスＤＣモータに駆動される圧縮機部（例えば、回転型圧縮機の圧縮機部）とを１つの密閉容器に配置して、密閉型の冷媒圧縮機を構成したものである（図示せず）。
【００３１】
そして、この冷媒圧縮機の媒体として、ハイドロカーボンなどのＨＣ系の冷媒を用いるものである。
【００３２】
このように構成された冷媒圧縮機では、ブラシレスＤＣモータの絶縁不良が極力防止されているものを用いるので、ブラシレスＤＣモータの絶縁不良を原因とする冷媒圧縮機の不良を極力防止することができる。特に、冷媒圧縮機では、故障の際に、内部を目視できないため冷媒圧縮機を交換するしか方法はなく、故障の低減は特に有効である。
【００３３】
また冷媒として、ＨＣ系の冷媒を用いることにより、仮に冷媒が漏れたとしても、オゾン層への影響がないため、地球環境に負荷を与えにくい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、絶縁材の端部に傾斜部が設けられているので、巻線を施すための機械のノズルが、歯部間を動く際に、絶縁材に当たったとしても、絶縁材がスロット開口部に密着する方向（ノズルの動く方向とほぼ直角方向）に動くため、絶縁材がノズルに押されてノズルと同方向に動くのが防止され、絶縁材が破れたり、ずれたりすることによって生ずる絶縁不良を極力防止することができる。また、絶縁材を厚さ約０．２ｍｍ〜０．５ｍｍのポリエステルフィルムとしたので、０．５ｍｍを越える厚さでないため硬すぎず折り曲げなどの加工も容易であり、かつ、厚さが薄すぎないため絶縁性を確保することができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の発明のように、前記絶縁材の両端部を前記歯部側に向けて折り返したので、この折り曲げた絶縁材の両端部が歯部の端部に当たって位置決めしてずれにくくすることができ、絶縁材のずれによる絶縁不良を防止することができる。
【００３７】
また、請求項３に記載の発明のように、記絶縁材を歯部間の中心線に対し対称の形に形成した場合では、その絶縁材の取付けに関して方向が反対でも取付けられるので、方向を気にせず取付けることができ、組立て作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、請求項４に記載の発明のように、コイルエンド、あるいはコイルエンドと引出し線とをポリエステル糸で結束したものにおいては、特に、コイルエンドや引出し線のたるみや、スロット開口部からのはみ出しなどによる絶縁不良の懸念を防止することによって、絶縁不良を防止することができる。
【００３９】
また、請求項５に記載の発明のように、ブラシレスＤＣモータの回転子に備えた永久磁石として希土類を用いた場合は、強い磁界が得られるためブラシレスＤＣモータを小型化することができると共に、絶縁性不良を防止することができる。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明のように、ブラシレスＤＣモータと、このブラシレスＤＣモータにより駆動される圧縮機部とをケース内に備えた場合は、ブラシレスＤＣモータの絶縁不良が極力防止されているものを用いるので、ブラシレスＤＣモータの絶縁不良を原因とする冷媒圧縮機の不良を極力防止することができる。
【００４１】
更に、請求項７に記載のもののように、圧縮される媒体としてＨＣ系の冷媒を用いた場合は、仮に冷媒が漏れたとしても、オゾン層への影響がないため、地球環境に負荷を与えにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシレスＤＣモータの絶縁材とノズルとの関係を示す説明図である。
【図２】本発明のブラシレスＤＣモータの固定子鉄心の平面図である。
【図３】同ブラシレスＤＣモータの固定子を示す平面図である。
【図４】同ブラシレスＤＣモータの絶縁材を示す説明図である。
【図５】同ブラシレスＤＣモータの絶縁材を示す平面図である。
【図６】従来のブラシレスＤＣモータの絶縁材とノズルとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１絶縁材
１ａ傾斜部
３歯部
４スロット開口部
５巻線（コイルエンド）
６引出し線
７ポリエステル糸
Ｐ中心線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless DC motor and a refrigerant compressor using the motor.
[0002]
[Prior art]
As a prior art of a brushless DC motor, there is one described in JP-A-8-237897.
[0003]
6 is the same type as the brushless DC motor described in this publication. In FIG. 6, 51 is a sheet-like insulating material, 52 is an iron core, 53 is a tooth portion of the iron core, and 54 is a tooth. It is a slot opening part between a part and a tooth | gear part. Then, a brushless DC motor is assembled by placing an insulating material formed by bending in advance in the slot portion or slot opening portion 54 and winding the tooth portion from above the insulating material.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where the winding is automatically wound around the iron core of the brushless DC motor as described above, for example, by a machine, if the bending of the insulating material 51 is inappropriate, the end portion 55 of the insulating material 51 becomes the slot opening 54. Since the nozzle 60 for winding the winding presses the end of the insulating material, the insulating material may be displaced or broken (see FIG. 6B). . If the insulating material is displaced or torn, there is a risk of poor insulation.
[0005]
The present invention provides a brushless DC motor that is less prone to insulation failure and a refrigerant compressor that uses this motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an insulating material disposed in a slot portion of a stator and a slot opening portion between a tooth portion and a tooth portion. In brushless DC motors with direct winding,
The insulating material cuts four corners of a rectangular plate to form an inclined portion, and the end portion of the portion located between the tooth portions of the insulating material has a center line between the tooth portions. A polyester film having an inclined portion inclined with respect to the thickness and having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm is provided.
[0007]
Further, both end portions of the insulating material are folded back toward the tooth portion side.
[0009]
Further, the insulating material is formed symmetrically with respect to the center line between the tooth portions, or the coil end or the coil end and the lead wire are bound with polyester yarn.
[0010]
Further, the permanent magnet provided in the rotor of the brushless DC motor uses rare earth as the material of the magnet.
[0011]
In addition, the brushless DC motor and a compressor unit driven by the brushless DC motor are provided in a case to constitute a refrigerant compressor.
[0012]
An HC refrigerant is used as a medium of this compressor.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
First, the first embodiment will be described.
[0015]
FIG. 1 shows a part of a brushless DC motor called direct winding or concentrated winding, etc. 1 is a sheet-like insulating material, which is a polyester film, for example, about 0.2 mm to 0 mm. The insulating material is formed to be bent along the inner surface between the tooth portions (slot opening portion) as will be described later. .
[0016]
Reference numeral 1D denotes an end portion of the insulating material, which is bent to the tooth side. 2 is an iron core of the stator, 3 is a tooth portion of the iron core, 3a is an end portion of the tooth portion, and 4 is a slot opening between the tooth portions. FIG. 1 shows a state where the winding has not yet been applied.
[0017]
FIG. 2 shows an iron core of a stator, and this iron core is so-called six slots, in which six slots are formed. An insulating material is attached to the slot opening.
[0018]
FIG. 3 shows a stator of a brushless DC motor, and a brushless DC motor is constituted by a rotor (not shown). 5 is a winding, 6 is a lead wire connected to this winding, and 7 is a polyester wire, which binds the end of the winding (so-called coil end) and the lead wire.
[0019]
FIG. 4 shows a state in which the insulating material 1 is formed by bending, in which (a) shows a state seen from above, and (b) shows a state seen from the front front.
[0020]
FIG. 5 shows a state before the insulating material is bent. 1a is an inclined portion inclined with respect to the center line P (see FIG. 4) between the tooth portions. Are the upper and lower ends located between the two (slot opening 4). 1b is a center line of bending.
[0021]
The assembly of the brushless DC motor configured as described above will be described. First, the insulating material 1 is bent so as to be bent at the folding center line shown in FIG. In the folding center line P shown in FIG. 5, a curved center line may be a more appropriate expression rather than a complete folding. When all are bent, the shape shown in FIG. 4 is obtained.
[0022]
When the insulating material 1 is attached to the slot portion and the slot opening 4, the inclined portion 1 a that is an end portion of the insulating material 1 is located between the tooth portion 3 and the tooth portion 3. At this time, since the insulating material 1 is formed in a symmetrical shape with respect to the center line, it can be mounted without worrying about the direction, and the assembly workability can be improved.
[0023]
As shown in FIG. 1A, when the insulating material is sufficiently bent, that is, as shown in FIG. 1A, the inclined portion 1a is in close contact with the slot opening 4, but when the bending is inappropriate, ), The inclined portion 1a is positioned between the tooth portion 3 and the tooth portion 3 (slot opening portion 4), that is, in the passage of the nozzle 60 of the machine for winding.
[0024]
Thus, even when the inclined portion 1a protrudes into the passage of the nozzle, when the nozzle hits the inclined portion 1a, the nozzle moves in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the nozzle so as to be in close contact with the inner surface of the tooth portion. The insulating material 1 is moved by being pushed. For this reason, it is prevented that the insulating material 1 is pushed in the same direction as the movement direction of the nozzle 60 and is displaced or is pushed and torn.
[0025]
When all the windings are applied, the lead wire 6 connected to the winding 5 is connected with a polyester thread 7 together with, for example, the upper coil end of the winding 5 to thereby form a stator of the brushless DC motor. The assembly of is completed.
[0026]
In the stator, there is a concern about the insulation failure due to the slack of the coil end and the lead wire and the protrusion from the slot opening. However, by connecting the lead wire 6 and the coil end with the polyester wire 7, these slack and It is possible to prevent protrusion and the like, and to prevent insulation failure.
[0027]
A brushless DC motor is constituted by this stator and a rotor (not shown). As a permanent magnet attached to this rotor, a magnet having a large BH product, that is, a neodymium magnet made of neodymium, iron, boron, Also, so-called rare earth magnets such as samarium cobalt magnets are used.
[0028]
By using such a rare earth magnet, a strong magnetic field can be obtained, so that the brushless DC motor can be miniaturized.
[0029]
Next, a second embodiment will be described.
[0030]
In the second embodiment, the brushless DC motor and a compressor unit (for example, a compressor unit of a rotary compressor) driven by the brushless DC motor are arranged in a single sealed container, A refrigerant compressor is configured (not shown).
[0031]
And as a medium of this refrigerant compressor, HC system refrigerants, such as hydrocarbon, are used.
[0032]
In the refrigerant compressor configured as described above, since a brushless DC motor in which insulation failure is prevented as much as possible is used, it is possible to prevent failure of the refrigerant compressor due to insulation failure of the brushless DC motor as much as possible. . Particularly, in the case of a refrigerant compressor, since the inside cannot be visually observed at the time of failure, there is only a method for replacing the refrigerant compressor, and the reduction of the failure is particularly effective.
[0033]
In addition, by using an HC refrigerant as the refrigerant, even if the refrigerant leaks, there is no influence on the ozone layer, and thus it is difficult to give a load to the global environment.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, since the inclined portion is provided at the end portion of the insulating material, even if the nozzle of the machine for performing the winding hits the insulating material when moving between the tooth portions, the insulating material Moves in the direction of contact with the slot opening (almost perpendicular to the direction of movement of the nozzle), preventing the insulation material from being pushed in the same direction as the nozzle and breaking or shifting the insulation material. Insulation failure caused by this can be prevented as much as possible. In addition, since the insulating material is a polyester film having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm, it is not too thick and easy to bend and is not too thick, and the thickness is too thin. Insulating properties can be ensured.
[0035]
In addition, since both ends of the insulating material are folded back toward the tooth portion side as in the invention described in claim 2, the both ends of the folded insulating material abut on the end portion of the tooth portion to be positioned and shifted. Insulation failure due to the displacement of the insulating material can be prevented.
[0037]
Further, when the insulating material is formed symmetrically with respect to the center line between the tooth portions as in the invention described in claim 3 , the insulating material can be attached even if the direction is opposite. It can be installed without concern, and the assembly workability can be improved.
[0038]
Further, in the case where the coil end or the coil end and the lead wire are bundled with polyester yarn as in the invention described in claim 4 , the coil end or the lead wire is slack, and the protrusion from the slot opening is particularly important. Insulation failure can be prevented by preventing concern about insulation failure due to the above.
[0039]
In addition, when a rare earth is used as a permanent magnet provided in a rotor of a brushless DC motor as in the invention described in claim 5 , a strong magnetic field can be obtained, so that the brushless DC motor can be reduced in size, Insulating defects can be prevented.
[0040]
Further, when the brushless DC motor and the compressor unit driven by the brushless DC motor are provided in the case as in the invention described in claim 6, the insulation failure of the brushless DC motor is prevented as much as possible. Therefore, it is possible to prevent the failure of the refrigerant compressor due to the insulation failure of the brushless DC motor as much as possible.
[0041]
Further, when an HC refrigerant is used as a medium to be compressed as in the seventh aspect, even if the refrigerant leaks, there is no influence on the ozone layer, so that a load is imposed on the global environment. Can be difficult.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between an insulating material and a nozzle of a brushless DC motor of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a stator core of a brushless DC motor according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a stator of the brushless DC motor.
FIG. 4 is an explanatory view showing an insulating material of the brushless DC motor.
FIG. 5 is a plan view showing an insulating material of the brushless DC motor.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an insulating material and a nozzle of a conventional brushless DC motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulation material 1a Inclined part 3 Tooth part 4 Slot opening part 5 Winding (coil end)
6 Leader line 7 Polyester thread P Center line

Claims

In the brushless DC motor in which an insulating material is disposed in the slot portion of the stator and the slot opening portion between the tooth portion and the tooth portion, and the tooth portion is directly wound on the insulating material,
The insulating material cuts four corners of a rectangular plate to form an inclined portion, and the end portion of the portion located between the tooth portions of the insulating material has a center line between the tooth portions. A brushless DC motor comprising an inclined portion inclined with respect to the polyester film having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm .

The brushless DC motor according to claim 1, wherein both end portions of the insulating material are folded back toward the tooth portion side.

The brushless DC motor according to claim 1, wherein the insulating material is formed symmetrically with respect to a center line between the tooth portions.

4. The brushless DC motor according to claim 1 , wherein a coil end of the stator or a coil end and a lead wire are bound with a polyester yarn.

The brushless DC motor according to any one of claims 1 to 4 , wherein the permanent magnet provided in the rotor of the brushless DC motor uses rare earth as a material of the magnet.

A refrigerant compressor comprising the brushless DC motor according to any one of claims 1 to 5 and a compressor unit driven by the brushless DC motor in a case.

7. The refrigerant compressor according to claim 6 , wherein an HC refrigerant is used as the medium to be compressed.