JP3760674B2 - Stator core, stator, electric motor, compressor, and stator core manufacturing method - Google Patents

Stator core, stator, electric motor, compressor, and stator core manufacturing method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮機などに用いられる電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年冷蔵庫やエアコンの圧縮機用電動機などには、コイルエンドが縮小でき巻線抵抗が小さくできる集中巻型電動機が高効率化とコンパクト化の目的で検討されている。以下、冷蔵庫やエアコンの圧縮機用電動機として用いられている従来の集中巻型電動機について説明する。ここで、集中巻とは、複数のティースにまたがらずに１つのティースの回りに集中的に巻線を巻くことをいう。
【０００３】
図１４は、従来の一般的な集中巻型電動機の固定子コアおよび回転子の断面図である。
１は固定子、３は絶縁部材としてのインシュレータであり一点鎖線で示している、４は固定子コアである。この固定子コア４は、図１４に示した断面形状の磁性材料が複数枚積層されて形成されている。図示していないが巻線は固定子コア４の内径側よりインシュレータ３を介してティース６に直巻きされる。５は固定子に対向して配置された回転子であり、固定子コア４に巻回された巻線に電流を通電することによって回転子５にトルクが発生し、回転子５が回転する。６は固定子コアに形成されたティースであり、このティースは図１４における奥行き方向に厚みを有している。
【０００４】
固定子コア４は、ティース６、ティース６の根元側に設けられたバックヨーク部４１、ティース６先端のロータ対向部４２とから構成される。また、ティースとティースの間の巻線が収納されている空間をスロットと呼び、このスロットはティース側面部辺７とティース先端側辺８およびバックヨーク側辺１３という３つの辺で囲まれる。
【０００５】
従来の一般的な集中巻型電動機では、巻線のし易さから、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とがなす角度およびティース側面部辺７とバックヨーク側辺１３がなす角度は９０度か９０度に近いものが一般的であった。
【０００６】
従来例２．
また、集中巻型ではないが、特開平８−１０３０４３号には電機掃除機の送風電動機の電機子鉄心が記載されている。
図１７は、電機子鉄心の斜視図であり、図１７（ａ）は電機子コイルが巻装される前の電機子鉄心の斜視図、図１７（ｂ）は電機子コイルが巻装されている電機子鉄心の斜視図である。図１８はコイルスロットの形状を示す図である。
【０００７】
図１７、図１８において、１７１は回転子、１７２は回転子鉄心、１７６は回転子鉄心１７２に形成されている複数のコイルスロット、１７７はコイルスロット１７６の外周開口を閉じるコイル抜け止め用の蓋である。１７８は後述の電磁線１７９が回転子鉄心１７２に直に触らないように設けられる絶縁板であり、１７９は絶縁板１７８上に巻かれる電磁線である。蓋１７７は電磁線１７９が全部巻装した後にコイルスロット１７６の開口部側に取り付けられ、電磁線１７９が開口部から抜け出ないようにしている。
そして、一番上側の電磁線１７９と蓋１７７との隙間を０．２２ｍｍと大きく確保することにより、蓋１７７の取り付けをしやすくしている。
但し、この送風電動機は図１７（ｂ）に示すように集中巻ではなく、分布巻きの電送機の例である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来例１の集中巻型電動機、および従来例２の送風電動機では次のような問題点があった。
電動機はなるべく少ない電動機損失で駆動できれば高効率となるが、従来の電動機は損失が多いものであった。この電動機の損失は銅損と鉄損とに分離される。
【０００９】
銅損は電流をＩ、巻線抵抗をＲとすると、
銅損＝Ｉ2・Ｒ
で表される。また電動機のトルクは、アンペアターン＝Ｉ・ｎ（ｎは巻数）に比例するため、ｎが多くなれば少ない電流Ｉでトルクを発生できる。ここで、巻線の線径を変えずに巻数ｎを増やすと巻線抵抗Ｒがｎに比例して大きくなるが、その分電流は減少できるため、２乗で効く電流の効果で銅損が低減される。また巻数ｎは同じで巻線の線径だけ大きくした場合には電流Ｉは同じで、巻線抵抗Ｒが減少するために同じく銅損は低減する。即ち、巻数ｎを増やすか、線径を大きくし、巻線の総断面積を増やしてやれば銅損は低減できる。
【００１０】
一方鉄損は磁束密度に関係し、磁束密度が大きい程鉄損が大きくなる。磁束密度は単位体積あたりの磁束量であるため、磁束の通過する箇所の体積を増やせば低減できる。
【００１１】
銅損と鉄損は相反するもので、銅損を低減しようと巻線を多く巻く（又は太い巻線を巻く）ためにスロットを大きくすれば、磁束が通過する固定子鉄心の体積が減少し、鉄損が増加する。また、鉄損を低減しようとスロットを小さくして固定子鉄心の体積を増加させれば、巻線を巻くスペースが減少して銅損が増加する。
【００１２】
図１９は、従来例１の電動機の鉄損を示す鉄損解析図である。図１９において、図の黒い部分は磁束密度が高く鉄損が高い箇所を示している。この図から、ティース側面部辺７とティース先端側辺８との交差部分の形状が鉄損に大きく影響する部分であることがわかる。そして、従来例１の電動機のティース側面部辺とティース先端側辺との交差部分の形状では、鉄損が集中する形状であることがわかる。
【００１３】
従来例２で示した特開平８−１０３０４３号公報に記載された電動機の回転子は、ティース根元部分とティース側面との間の挟角を１２０°としているものの、ティース側面部辺とティース先端側辺の交差部の形状は従来のものと変わっていない。そのため、従来例２で示した電動機についても、依然としてティース側面部辺とティース先端側辺との交差部分に鉄損が集中しており、鉄損を低減させる構造ではなかった。
【００１４】
また、この電動機の回転子ではティース先端部側面付近まで巻線を形成することはできなかった。そのため、銅損の低減という観点からも十分なものではなかった。
【００１５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、銅損と鉄損の相反する損失を両方低減、またはどちらかの損失を大きくすることなく、もう一方の損失を大幅に低減し、高効率な集中巻型電動機を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の固定子鉄心は、バックヨーク部と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心において、前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保したものである。
【００１７】
また、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保したものである。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
さらに、前記ティース部は、前記ティース部は固定子の横断面においてティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺と、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心部領域を確保し、前記絶縁部材は、前記ティース根元部辺を覆う第３の辺を有し、前記第２の辺と前記第３の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°としたものである。
【００２３】
さらにまた、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記絶縁部材の前記第１の辺の長さＬは、前記巻線の直径をｄとすると、 Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数）
の関係を有することを特徴とするものである。
【００２４】
また、前記絶縁部材は、固定子鉄心の端部においてティースの表面を覆う部分を有し、ティースの突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置するティース先端側曲面上の第５の辺の挟角が略１２０°であることを特徴とするものである。ここで、第４の辺は以下の実施の形態における辺３５に対応し、第５の辺は以下の実施の形態における辺３６に対応する。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
また、この発明の圧縮機は、前記の固定子を有する電動機を備え、前記電動機により冷媒の圧縮を行なうものであって、前記絶縁部材をポリフェニレンサルファイド樹脂により成形したものである。
【００２９】
この発明の固定子製造方法は、バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有し、前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記テ ィースの根元側に位置するティース根元部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記絶縁部材は前記固定子鉄心の横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の辺と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に位置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角を略１２０°とした固定子製造方法であって、前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該複数のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部において折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステップと、前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部材を前記ティース部に取り付ける第２ステップと、前記第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前記ティース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステップと、前記第３ステップの後、前記連結部において前記固定子鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有する。
【００３０】
また、前記連結部は、前記ティース部を繋ぐバックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉部で固定子鉄心を環状に折り曲げる。
【００３１】
さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、積層方向に相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成する。
【００３２】
さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、同一層において相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成する。
【００３３】
さらにまた、貫通穴を有する複数のコア片を積層して前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片に設けられた貫通穴にピンを挿入することにより前記連結部を形成する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態では、圧縮機に用いられる集中巻型電動機について説明する。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における集中巻型電動機の横断面図である。また、図２は図１のスロット部分を拡大した図である。
１は固定子、２は巻線、３は絶縁部材としてのインシュレータであり、４は固定子コアである。巻線２は固定子コア４の内径側から巻線機のノズルが挿入されて、このノズルを動かすことによりインシュレータ３を介してティース６に直巻きされる。巻線２はティース６に対していわゆる集中巻で巻装される。５は固定子に対向して配置された回転子であり、６は固定子コアに形成されたティースである。
【００３５】
インシュレータ３は、巻線２と固定子コア４との間の絶縁を行なうために設けられるものである。圧縮機に用いるインシュレータ３としては、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）を用いる。このＰＰＳ樹脂とは、パラジクロルベンゼンと硫化アルカリを高温高圧下で反応させて得られる[−Pｈ−Ｓ−]の繰り返し構造からなる熱可塑性の結晶性エンプラである。このＰＰＳ樹脂は従来のインシュレータ材料に比べ、耐熱性に優れ、加水分解の心配がない、耐熱性が高い、成形性が良い、強度、剛性が高いという特性を有している。
【００３６】
そのため、従来の冷媒（ＨＣＦＣ冷媒、ＣＦＣ冷媒）、またそれに変わる新冷媒（ＨＦＣ冷媒）、冷凍機油いずれに対しても安定性が高く、圧縮機電動機のインシュレータとして適している。また、本実施の形態に記載したインシュレータ材料は、後述するように辺３１と辺３２の挟角、辺３２と辺３３の挟角を１２０°に成形する必要があり、この材料を用いることで成形後のインシュレータ形状が適切な形状で作成できる点で有効である。また、集中巻きは分散巻きに対してインシュレータにかなりのテンションがかかる。そのため、インシュレータ自体の剛性が必要不可欠となり、ＰＰＳ樹脂が有効である。
【００３７】
固定子コア４は、ティース６、ティース６の根元側に設けられるバックヨーク部４１、ティース６先端に設けられ回転子５と対向するロータ対向部４２とから構成される。また、ティース６に巻線２が巻き回されている領域をスロット１０と呼び、このスロット１０はティース側面部辺７、ティース先端側辺８、ティース根元部辺９およびバックヨーク側辺１３という４つの辺で囲まれる領域である。
【００３８】
ティース側面部辺７とはティース６の側面上の辺であり、ティース先端側辺８とはティース６の側面に対して先端側に位置するティース先端側面上の辺であり、ティース根元部辺９とはティース６の側面に対してティースの根元側に位置するティース根元側面上の辺である。
【００３９】
この実施の形態における集中巻型電動機では、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１と、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２の角度がいずれも１２０°である。また、バックヨーク側辺１３はティース側面部辺７に対して９０°の角度を有している。そのため、ティース根元部辺９とバックヨーク側辺１３の挟角θ３は１５０°となっている。さらに、互いに隣接するバックヨーク側辺１３同士の挟角θ４についても１８０°よりも小さい角度となっている。
【００４０】
第１層の巻線２はティース先端側辺８、ティース側面部辺７、ティース根元部辺９と接して配置され、巻線２同士も接して配置される。ティース根元部辺９とバックヨーク側辺１３との交差部、ティース根元部辺９とティース側面部辺７との交差部、さらにティース側面部辺７とティース先端側辺８との交差部すべてにおいて、隣接する２つの辺に接するように巻線２が配置される。このような配置は、ティース先端部辺８からティース根本部辺９にかけて巻線２をティースに安定して整列させるのに有効である。
【００４１】
また、インシュレータ３は、ティース６のティース先端側辺８、ティース側面部辺７、ティース根元部辺９、バックヨーク側辺１３に対応する辺３１、３２、３３、３４を有している。このインシュレータ３は、ティース６の形状と同様な形状となっている。即ち、この実施の形態では辺３１と辺３２の挟角、辺３２と辺３３の挟角は１２０°となっている。また、辺３３と辺３４との挟角はθ３と一致し、１５０°であり。互いに隣接する辺３４の挟角もθ４と一致している。実施の形態におけるインシュレータ３は一定の肉厚を有している。只、肉厚は箇所に応じて変更してもよい。
【００４２】
インシュレータ３の辺３２の距離Ｌ１、辺３３の距離Ｌ２は、以下の距離に設定される。
Ｌ１＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）
Ｌ２＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°／２＋ｔａｎ１５°／２）
ここで、ｎは任意の自然数、ｄは巻線の直径である。巻装等の際に巻線が伸びることがあるため、巻線の直径ｄは巻装の伸びも考慮した値とすることが望ましい。この場合、巻線の直径ｄは初期の値よりも小さくなる。
このような距離に設定されるのは、辺３２は両端が１２０°になっているのに対し、辺３３は一端が１２０°に他端が１５０°に設定されているためである。
【００４３】
固定子コアの辺７、９およびインシュレータの辺３２、３３が以上のような距離に設定されることにより、第１層の巻線２は辺３１、辺３２、辺３３と接して配置され、巻線２同士も接して配置される。辺３３と辺３４との交差部、辺３３と辺３２との交差部、さらに辺３２と辺３１との交差部すべてにおいて、隣接する２つの辺に接するように巻線２が配置される。このような配置は、ティース先端部辺８からティース根本部辺９にかけて巻線２をティースに安定して整列させるのに有効である。
【００４４】
この実施の形態における集中巻型電動機は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９とで形成される角θ２を１２０°にしている。従来形状品の鉄損解析図である図１９に示したように、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とが交わる部分は鉄損が集中する部分であり、この部分の形状が鉄損低減に大きく影響するが、この実施の形態では角θ１を１２０°に形成しているため、この部分の磁束が流れ易くなり従来に比べて鉄損が大幅に低減される。
【００４５】
また、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１を１２０°とすることは、鉄損低減だけではなく銅損低減にもつながる。この実施の形態における集中巻型電動機は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２を１２０°としているため、巻線２を俵積みすることが可能である。
【００４６】
ここで俵積みとは１層目の巻線と２層目の巻線を３０°ずらして積層するものであり、このようにしてティース６の回りに巻線２を巻くことにより巻線と巻線の隙間（デッドスペース）を小さくすることができる。この巻き方の場合、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２を１２０°にすれば最もスロット１０内のデッドスペースを低減することができる。
【００４７】
図１５は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２が９０°の場合の巻線積層例を示したものである。挟角θ１、挟角θ２が９０°の場合に、１層目と２層目を両端辺に沿って巻線すれば、図から明らかなようにデッドスペース１１が多いものとなってしまう。
【００４８】
図１６は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２が９０°の場合の他の巻線積層例を示したものである。この図に示したように、１層目の巻線の間に２層目を配置するように積層しても、ティース先端側辺８とティース根元部辺９と巻線２との間にデッドスペース１１が大きく空いてしまう。
【００４９】
図１５、図１６と本実施の形態とを比較してわかるように、この実施の形態における集中巻型電動機では、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２を両方１２０°にすることで、１層目の巻線と２層目の巻線を３０°ずらして積層する理想的な俵巻きを行なうことが可能となり、かつスロット１０内のデッドスペースを低減することができる。これにより銅損の低減が可能となる。
【００５０】
以上説明したように、この実施の形態における集中巻型電動機ではティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９とで形成される角θ２を１２０°にすることにより、磁束が流れ易く鉄損を低減することが可能となるとともに、巻線デッドスペースを小さくすることが可能となり小さいスロット面積内に図１２、１３と同量の巻線を巻くことが可能である。
【００５１】
したがって、銅損を大きくすることなく、鉄損を低減できており、高効率な電動機が達成可能な形状となっている。またスロット面積の大きさと鉄心の大きさのバランスから、鉄損同等、銅損低減ということも可能で、電動機の要求スペックに応じて、さまざまな高効率電動機の提供が可能となる。このように、この実施の形態における集中巻電動機は相反する鉄損・銅損を低減させることが可能となる。
【００５２】
さらに、この実施の形態においては隣接する複数のティースに対応するティース根元部辺９ａ，９ｂとの間にはバックヨーク側辺１３ａ，１３ｂが配置されている。またティース根元部辺９ａとバックヨーク側辺１３ａの挟角θ３、ティース根元部辺９ｂとバックヨーク側辺１３ｂの挟角θ３は１８０°よりも小さい角度、ここでは１５０°としている。このような構造により、挟角θ２の角度を１２０°としたまま、従来の巻線機に比べティース間隔を広げることができる。また、このような構造により、バックヨークの厚さを確保したまま固定子のコアの小型化を可能としている。
【００５３】
圧縮機全体の大きさは、固定子コアの直径によって大きく左右されることになるため、上記構造は圧縮機の小型化に大きく貢献する。
【００５４】
さらにまた、この実施の形態においては，ティース側面部辺７に対してティース先端側辺８、ティース根元部辺９の双方が１２０°の角度を有していることにより、巻線２の位置ずれを低減できる。巻線２は俵積みされた状態でティース側面部辺７に対してティース先端側辺８、ティース根元部辺９で囲まれた極めて安定した状態で配置される。
【００５５】
さらに、この実施の形態においては、ティースの数（ティース数）を９本としているが、この数はθ２を１２０°としている場合に有効な極数である。一般的に圧縮機のティース数としては、６本、９本、１２本が使用されるが、例えば６本のティースで本実施の形態のθ２、θ３の角度を確保するには図２０に示すように固定子コアの直径が大きくなる。固定子コアの直径をより小さくするように設計するには、バックヨークの厚みを薄くすることで対応せざるを得ないため圧縮機の性能悪化につながる。
本実施の形態ではティース数を９本としているため、本実施の形態のようにθ２を１２０°、θ３を１５０°とした場合でも、バックヨークの厚みを確保することができるとともに固定子コアの直径を小さくすることができる。
【００５６】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における集中巻型電動機の固定子のスロット拡大図である。本実施の形態では固定子のスロットを構成する各辺のうち、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１のみを１２０°にしたものである。ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２は、１２０°以下の角度、例えば９０°としている。
【００５７】
また絶縁部材としてのインシュレータ３もコア形状に合わせ、ティース側面部辺７に対応する辺３２とティース先端側辺８に対応する辺３１の挟角を１２０°とし、ティース側面部辺７に対応する辺３２とティース根元部辺９に対応する辺３３の挟角を１２０°以下の角度、ここでは９０°とした。インシュレータ３はＰＰＳ樹脂が成形されたものである。
【００５８】
図１９の鉄損解析図からわかるように、ティース側面部辺７とティース先端側辺８との交点部分が鉄損に大きく影響するため、ここを１２０°にすれば従来の電動機と比較して鉄損改善が図られる。
ティース側面部辺７とバックヨーク側辺１３の挟角は１２０°にはせず、例えば９０°にするとその分だけ鉄損は若干大きくなってしまうが、ティース側部辺７とティース先端側辺１２の交点部分に比べて影響が少ない。その代わりスロット１０が大きくなり巻線２が多く巻き込めるようになる。
【００５９】
つまり本実施の形態は実施の形態１に対し鉄損は幾分大きくなるが銅損は小さくできるので、鉄損よりも銅損を低減させたいときには有効な形状である。
【００６０】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。この図では、特にティース６の先端部を拡大して示している。
実施の形態１、２に示した集中巻型電動機のコアは、プレス打ち抜きした磁性材料を複数枚積層することによって形成される。プレス打ち抜きの際、コアは金型で打抜かれるが、金型の寿命上、コア角部は曲面とするのが普通である。
【００６１】
図４のようにコア角部が巻線２の半径ｒ１よりも小さいｒ２の曲面で構成されていれば、コアの曲面部１４に巻線２が当たることがなく２つの辺８、９によって支持されるため巻線２が安定した状態で配置される。しかし、コア角部が巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で構成されていると巻線２の位置が不安定になり巻き込める巻線量が減少する。
【００６２】
よって本実施の形態は巻線性に影響するティース側面部辺７とティース先端側辺８の交差部（コア角部）、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の交差部（コア角部）を、巻線２の半径よりも小さな半径の曲面で形成したものである。その他の構成については、実施の形態１、２に記載したものと同じである。
この時インシュレータ３はコアの曲面に合わせ厚みが均一になるよう曲面形状とするのが最も無駄が少ないが、多少曲面半径が大小しても巻線半径よりも小さければ問題ない。
【００６３】
この実施の形態の形態における集中巻型電動機は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される交差部（コア角部）、ティース側面部辺７とティース根元部辺９とで形成される交差部（コア角部）を巻線２の半径よりも小さな半径の曲面で構成したので、これら交差部に巻線２を安定して配置することが可能となり、スロット内に整列して巻線２を配置することができる。
【００６４】
この実施の形態では実施の形態１において、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される交差部（コア角部）、ティース側面部辺７とティース根元部辺９とで形成される交差部（コア角部）を巻線２の半径よりも小さな半径の曲面で構成した場合を示したが、実施の形態２に適用することも可能である。
【００６５】
さらに、ティース根元部辺９とティースコアバック辺１３とで形成されるコア角部も巻線２の半径よりも小さな半径の曲面とすることが望ましい。
【００６６】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。
【００６７】
この実施の形態は、固定子コア４のティース側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部の形状と、当該部分を覆う絶縁部材としてのインシュレータ３の形状とが異なるものである。即ち、固定子コア４のティース側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部は巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成されているが、ティース側面部辺７とティース根元部辺９のコア角部を覆うインシュレータ３の辺３２と辺３３の挟角を１２０°としたものである。その他の構造については、実施の形態１および２と同様である。この実施の形態で用いるインシュレータ３もＰＰＳ樹脂で成形される。
【００６８】
この実施の形態の構造であれば、コアの曲面よりも小さな線径の巻線を使用せねばならない場合でも、インシュレータ３のティース側面部辺７とティース根元部辺９に対応する３２、３３の挟角を１２０°としているので、巻線位置が安定することで巻き乱れがなく巻線できるので結果的に巻線の長さが短くなり、銅損低減がはかれる。
【００６９】
尚、この実施の形態では固定子コア４のティース側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部を巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成し、ティース側面部辺７とティース根元部辺９のコア角部を覆うインシュレータ３の辺３２、３３の挟角を１２０°としたが、ティース側面部辺７とティース先端側辺８のコア角部を巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成し、この部分を覆うインシュレータ３の辺３１、３２の挟角を１２０°としても良い。
【００７０】
実施の形態５．
図６は、実施の形態５における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。
ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２が１２０°以上で形成されている固定子において、ティース側面部辺７とティース先端側辺８のコア角部およびティース側面部辺７とティース根元部辺９のコア角部を覆うインシュレータ３の形状を１２０°の角度を持った直線構造としたものである。即ち、ティース６のティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２は１２０°よりも大きい角度に設定されているが、インシュレータ３の辺３１、３２の挟角を１２０°に設定している。また、インシュレータはＰＰＳ樹脂にて成形される。
【００７１】
ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１を１２０°よりも大きい角度に設定することにより、この部分に磁束密度が集中するのを低減することができ、鉄損をより低減することが可能となる。さらに、インシュレータ３の辺３１、辺３２の挟角を１２０°とすることにより、巻線２を最適な俵積みで積層することは可能となり、銅損の低減をも行なうことが可能となる。
【００７２】
一般に、ティース先端部１５と隣のティース先端部との隙間であるスロットオープニング１６が狭い場合に、このスロットオープニング１６を介して磁束が漏れるのが問題となる場合がある。この漏れ磁束はモータトルクに対し無効な磁束であるため、効率悪化の原因となる。
【００７３】
このスロットオープニング１６を介して磁束が漏れるのを低減するための方策として、例えばティース先端部１５のスロットオープニング部高さ１７を小さくことが考えられる。しかし、スロットオープニング部高さ１７を小さくすると図６に示すようにティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角度θ１は１２０°以上の角度となってしまう。そこで、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角度θ１は１２０°以上の角度とし、巻線の整列性を確保するためにインシュレータ３は１２０°としておく。本構造にすることによって、巻線の整列性を崩すことなく、ティース先端部間の漏れ磁束を減少させることができる。
【００７４】
尚本実施の形態では、θ２の角度を１２０°以上とし、この部分を覆うインシュレータの辺の挟角はθ２と同じ角度としているが、インシュレータの辺の挟角を１２０°とするようにしてもよい。
【００７５】
実施の形態６．
従来の電動機において、ティース側面部辺７とティース先端部８との挟角を９０°としていた。その理由の一つは、固定子コアへの巻線のし易さのためである。従来は固定子コア４の内径側からノズルを挿入して巻線を行なっていたので、この狭い領域でノズルを移動させて巻線を行うためには、固定子コアの形状をシンプルな形状とする必要があった。特に、インナーロータの場合にはティースが中心軸に向かって突出するため、内径側のティース間の距離が狭くなり、巻線機のノズルを挿入するスペースを確保する要求が強い。
【００７６】
また、従来においてティース側面部辺７とティース先端部８との挟角を９０°としていたのは、従来は固定子コア４の内径側からノズルを挿入して集中巻きを行なった場合に整列巻きが困難であったためでもある。整列巻きが困難であったために、俵巻きを行なうことが難しく、ティース側面部辺７とティース先端部８との挟角を１２０°とする要求がなかった。
【００７７】
この実施の形態では、実施の形態１〜５に示した集中巻型電動機の固定子コアを製造するのに適した製造方法を以下説明する。図７は、この実施の形態６における固定子コアの製造方法を示す図、図８は最終的に製造された固定子コアの構造図である。
【００７８】
まず、図７（ａ）に示すような磁性材料をプレス打ち抜きする。この磁性材料はコア１８が薄肉部１９を介して連結されたものである。またコア１８にはティース６が形成されている。このティース６の形状については、実施の形態１〜５において説明したものと同一である。
次に、図７（ｂ）に示すように磁性材料を複数枚積層して固定子コア４を形成する。
【００７９】
その後、図７（ｃ）に示すように固定子コア４を直線状（帯状）に保持した状態で、絶縁部材としてのインシュレータ３をティース６周辺に取り付ける。このインシュレータの形状は、先の実施の形態にて説明したものと同様である。さらに、固定子コア４を直線状（帯状）に保持した状態でインシュレータ３を介してティース６の回りに巻線を施す。直線状に保持した状態でティース６の回りに巻線を施すため、ティース間隔６を確保することができ、ティース側面部辺７とティース先端部辺８との挟角を１２０°とした場合でもこの部分に巻線を施すことが可能となる。
巻線完了後、固定子コア４の薄肉部１９で折り曲げることにより最終的に固定子コア４を図８のように環状に形成する。
【００８０】
この実施の形態におけるインシュレータとしてもＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）を用いる。このＰＰＳ樹脂は、従来のインシュレータ材料に比べ、耐熱性に優れ、加水分解の心配がない、耐熱性が高い、成形性が良い、強度、剛性が高いという特性を有している。上述のような集中巻き行なうと、巻線の際にインシュレータにかなりのテンションがかかる。そのため、インシュレータ自体の剛性が必要不可欠となり、ＰＰＳ樹脂が有効である。また、剛性を有するため、インシュレータの辺の角度を巻線後においても１２０°に保つことも可能となる。これにより巻線の整列性を高めることができる。
【００８１】
このように磁性材料を直線状に保持した状態でティース６の回りに巻線を施すことにより巻線の整列巻きが可能となるため、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティース側側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２、又はインシュレータ３で形成される角度が１２０°であった場合にも俵積みを行いながらティース６の回りに集中巻きすることができる。そのため、効率的に集中巻型電動機を製造することが可能となる。
【００８２】
また、バックヨーク側辺１３はティース側面部辺７に対して９０°の角度を有するようにθ３が１５０°に設定されている。そのため、ティースを互いに平行に保持した状態で、隣接するティースコアバック辺１３ａ，１３ｂが平行（図では、同一面上に位置している）となっている。そのため、複数のティースに巻線を施す際のノズルの軌跡を単純化することができ、巻線が容易になる点で有利である。
【００８３】
尚、この実施の形態においては、直線状の磁性材料をプレス打ち抜きしているが、複数のコア１８が薄肉部１９で順次連結された環状の磁性材料をプレス打ち抜きし、積層して、巻線を行なう際に薄肉部１９を折り曲げて直線状に保持し、巻線後には再度薄肉部１９を折り曲げて環状に形成することも可能である。この場合には磁性材料が予め環状にプレス打ち抜きされているため、巻線後に固定子コア４を環状に形成した時の真円度を高めることができる。
【００８４】
また尚、この実施の形態ではティース６の回りに巻線を集中巻きする際に、コアを直線状に保持した状態で巻いているが、ティース６が広がる方向にさらに曲げた状態で巻線を行ってもよい。このようにすることによりティース６同士の間隔をより広く確保することが可能となり、更に巻線が容易になる。特に、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１を１２０°よりも大きくした場合には、有効である。
【００８５】
実施の形態７．
この実施の形態では、実施の形態１〜５に示した集中巻型電動機の固定子コアの製造方法の他の例について説明する。
図９は この実施の形態における固定子コアの製造方法を示す図、図１０は最終的に製造された固定子コアの構造を示す図である。これら図９、１０を用いて固定子コアの製造方法を以下説明する。
【００８６】
まず、図９（ａ）に示すような２種類のコア片２０ａ，２０ｂを形成する。例えば、磁性材料をプレス打ち抜きして２種類のコア片２０ａ，２０ｂを形成する。このコア片２０ａ、２０ｂには連結部２２として、表面に凸部を裏面に凹部を設けている。
【００８７】
次に、図９（ｂ）に示すように２種類のコア片２０ａ，２０ｂを積層する。積層は次のように行なう。まず、同じ種類のコア片２０ａを複数個の直線状（帯状）に配列することによりコア部材２１ａを形成する。次に、コア部材２１ａの上に他の種類のコア片２０ｂを帯状に配列して層を形成する。この時、コア片２０ｂの裏面の凹部がコア片２０ａの表面の凸部に嵌合するように積層する。すなわち、積層方向に相隣るコア片の凸部と凹部とが嵌合される。さらにコア片２０ｂからなるコア部材２１ｂの上にコア片２０ａを帯状に配列する。この時もコア片２０ａの裏面の凹部がコア片２０ｂの表面の凸部に嵌合するように積層する。このようにコア片２０ａからなるコア部材２１ａとコア片２０ｂからなるコア部材２１ｂとを互い違いに積層していき、固定子コア４を形成する。
【００８８】
このように形成された固定子コア４は、コア片２０ａ，２０ｂにそれぞれ設けられた凸部・凹部の連結部２２を中心に、回転可能となる。その後、この固定子コア４のティースに絶縁部材としてのインシュレータ３を取り付ける。このインシュレータ３もＰＰＳ樹脂にて成形されたものである。
インシュレータ３を取り付けた後、固定子コア４を直線状（帯状）に保持した状態で、インシュレータ３を介してティース６の回りに巻線２を施す。その後、連結部２２を回転することにより環状に形成する。このようにして最終的に図１０に示す固定子を製造する。
【００８９】
実施の形態１〜５の固定子の製造方法として、この実施の形態に示したような製造方法を採用することにより、実施の形態６と同様の効果を有する。そして、巻線性が良く、より高効率な集中巻型電動機を提供できる。
尚、この実施の形態では、コア片２０ａ，２０ｂを形成してから、積層する手順で説明しているが、コア片２０ａを形成して積層し、その後コア片２０ｂを形成して積層するというようにコア片の形成と積層を繰り返して行なうことで、固定子鉄心を形成するようにしてもよい。
【００９０】
尚、この実施の形態においては、コア片２０ａ，２０ｂに設けた凸部および凹部とにより、連結して回転可能としているが、図１１に示すようにコア片２０ａ，２０ｂに貫通穴を設け、この貫通穴にピン２２１を通して回転可能とすることも可能である。また、コア片２０に凹部および凸部を設け、図１２に示すように同じ層の複数のコア片２０の凹部及び凸部同士をはめ込んで関節部を形成し、この関節部を中心に回転可能としてもよい。即ち、同一層において相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成する。これらピン２２１、関節部は、いずれも連結部２２の一例である。
【００９１】
実施の形態８．
図１３は、この実施の形態８における集中巻型電動機のインシュレータの構造図であり、特にティース部分を拡大して示している。図１３はインシュレータ３がティース６に装着された状態を示している。
【００９２】
図１３（ａ）は、インシュレータ３を取り付けた固定子コアの上面図である。 図１３（ａ）において、一点鎖線は透過線であり、インシュレータ３に覆われたティース６の輪郭を示している。
【００９３】
図１３（ｂ）は、インシュレータ３を取り付けた固定子コアの側面図である。図１３（ｂ）は、固定子コアの端部を特に拡大して示しており、一点鎖線は透過線でありインシュレータ３の輪郭を示している。圧縮機の電動機の固定子は通常円筒状であり、固定子コアの端部とは円筒の端面部を意味する。
図１３（ｃ）は、ティース６の突出方向に平行な縦断面Ａ−Ａの縦断面図であり、図１３（ｄ）及び図１３（ｅ）は、縦断面Ａ−Ａに対して傾斜した断面Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃの断面図である。
【００９４】
集中巻きにおいて巻線２は１本のティースの回りに集中的に巻き回されるため、ティースの側面およびティースの表面を覆うようにして巻装される。そのため、絶縁部材としてのインシュレータ３はティースの側面およびティースの表面を覆うように取り付けられることになる。図１３（ａ）における辺３１、辺３２、辺３３の部分がティースの側面を覆う部分であり、図１３（ｃ）における辺３５、３６、３７の部分がティースの表面を覆う部分である。
【００９５】
図１３（ａ）（ｂ）の滑らかな曲面であるティース側曲面３１１は、図１３（ａ）のインシュレータ３の辺３２から図１３（ｃ）の辺３５を通り、さらに反対側の辺３２に至る。ティース側曲面３１１をコア横断面で切ったときの辺が辺３２であり、縦断面Ａ−Ａで切ったときの辺が辺３５である。
【００９６】
図１３（ｂ）における斜線で示した部分はティース先端側曲面３１０であり、このティース先端側曲面３１０は、図１３（ａ）における辺３１から図１３（ｃ）の辺３６を通り、さらに反対側の辺３１に至る。ティース先端側曲面３１０をコア横断面で切ったときの辺が辺３１であり、縦断面Ａ−Ａで切ったときの辺が辺３６である。
【００９７】
図１３（ａ）におけるティース根元曲面３１２は、図１３（ａ）における辺３３から図１３（ｃ）の辺３７を通り、反対側の辺３３に至る。ティース根元曲面３１２をコア横断面で切ったときの辺が辺３３であり、縦断面Ａ−Ａで切ったときの辺が辺３７である。
【００９８】
この実施の形態においては、コア横断面において辺３１と辺３２との挟角、辺３２と辺３３との挟角、縦断面Ａ−Ａにおいて辺３５と辺３６の挟角、辺３５と辺３７の挟角がいずれも１２０°である。巻線はインシュレータ３を介してティース６に３次元的に巻かれているため、横断面に加えて縦断面でも辺３５と辺３６の挟角を１２０°とすることでさらに整列性が改善される。
【００９９】
この実施の形態では、ティース先端側曲面３１０とティース側曲面３１１との間の角度は、縦断面であるＡ−Ａ断面だけでなく全ての断面でも１２０°が保たれるようにしている。即ち、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面でも１２０°が保たれるようにしている。このようにすることにより、横断面と縦断面のみを１２０°とする場合に比べてより整列性良く巻線を行なうことができる。さらに、すべての断面で１２０°とすればさらに整列性が良くなる。
【０１００】
インシュレータ３は一般に樹脂成形されるものであるため、３次元成形を比較的簡単に行なうことができる。特に、インシュレータの材料としてＰＰＳ樹脂を用いることが剛性、および成形性の面で有効である。
【０１０１】
以上説明した実施の形態では挟角を１２０°にした場合について述べたが、この角度に近似するものにも本発明は適用可能である。そのため、１２０°およびこの角度に近似するものを含めてほぼ１２０°と表記する。
また、この実施の形態では特に圧縮機に採用する電動機について説明しているため、すべてインナーロータ型であるが、アウターロータ型の電動機においても本発明は適用可能である。さらに、圧縮機以外の電動機に適用することも可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
【０１０３】
この発明の固定子鉄心は、バックヨーク部と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心において、前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保したため、さらに銅損の低減を図ることができる。
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
さらに、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心部領域を確保し、前記絶縁部材は、前記ティース根元部辺を覆う第３の辺を有し、前記第２の辺と前記第３の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°としたので、さらに銅損の低減を図ることができる。
【０１０９】
さらにまた、前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対 して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記絶縁部材の前記第１の辺の長さＬは、前記巻線の直径をｄとすると、 Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数）の関係を有するので、前記第２の辺に巻線を敷き詰めることが可能となり、より効率的な巻線配置が可能となる。
【０１１０】
また、前記絶縁部材は、固定子鉄心の端部においてティースの表面を覆う部分を有し、ティースの突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置するティース先端側曲面上の第５の辺の挟角が略１２０°であるため、固定子鉄心の端部での巻線の整列性を高めることができる。
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
この発明の圧縮機は、前記の固定子を有する電動機を備え、前記電動機により冷媒の圧縮を行なうものであって、前記絶縁部材をポリフェニレンサルファイド樹脂により成形したため、従来の冷媒（ＨＣＦＣ冷媒、ＣＦＣ冷媒）および新冷媒（ＨＦＣ冷媒）のいずれにも適した圧縮機を得ることができる。
【０１１５】
この発明の固定子製造方法は、バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有し、前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、前記絶縁部材は前記固定子鉄心の横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の辺と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に位置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角を略１２０°とした固定子製造方法であって、前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該複数のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部において折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステップと、前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部材を前記ティース部に取り付ける第２ステップと、前記第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前記ティース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステップと、前記第３ステップの後、前記連結部において前記固定子鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有するため、効率的な集中巻きの固定子を得ることができる。
【０１１６】
また、前記連結部は、前記ティース部を繋ぐバックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉部で固定子鉄心を環状に折り曲げるため、固定子鉄心を簡単な構造で作成することができる。
【０１１７】
さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、積層方向に相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ回数、折り曲げ角度等の制約が低減される。
【０１１８】
さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、同一層において相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ回数、折り曲げ角度等の制約が低減される。
【０１１９】
さらにまた、貫通穴を有する複数のコア片を積層して前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片に設けられた貫通穴にピンを挿入することにより前記連結部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ回数、折り曲げ角度等の制約が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における集中巻型電動機の横断面図である。
【図２】 図１のスロット部分を拡大した図である。
【図３】 実施の形態２における集中巻型電動機の固定子のスロット拡大図である。
【図４】 実施の形態３における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。
【図５】 実施の形態４における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。
【図６】 実施の形態５における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図である。
【図７】 実施の形態６における固定子の製造方法を示す図である。
【図８】 実施の形態６の製造方法によって製造された固定子コアの構造図である。
【図９】 実施の形態７における固定子の製造方法を示す図である。
【図１０】 実施の形態７における製造方法によって製造された固定子コアの構造図である。
【図１１】 連結部の他の構造例を示す図である。
【図１２】 連結部の他の構造例を示す図である。
【図１３】 実施の形態８における集中巻型電動機のインシュレータの構造図である。
【図１４】 従来例１の集中巻型電動機の固定子コアおよび回転子の断面図である。
【図１５】 巻線積層例を示した図である。
【図１６】 他の巻線積層例を示した図である。
【図１７】 従来例２の電機子鉄心の斜視図である。
【図１８】 従来例２のコイルスロットの形状を示す図である。
【図１９】 従来例１の固定子鉄心の鉄損解析図である。
【図２０】 ティース本数を６とした場合の固定子コアを示す図である。
【符号の説明】
１ 固定子、２ 巻線、３ インシュレータ、４ 固定子コア、５ 回転子、６ ティース、４１ バックヨーク部、ロータ対向部４２、７ ティース側面部辺、８ ティース先端側辺、９ ティース根元部辺、１３ バックヨーク側辺、１６ スロットオープニング、１８ コア、１９ 薄肉部、２０ａ，２０ｂ
コア片、２１ コア部材、２２ 連結部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electric motor used for a compressor or the like.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, concentrated winding type electric motors that can reduce the coil end and reduce the winding resistance have been studied for the purpose of improving efficiency and reducing the size of electric motors for refrigerators and air conditioner compressors. Hereinafter, a conventional concentrated winding type motor used as a compressor motor for a refrigerator or an air conditioner will be described. Here, the concentrated winding means winding the winding intensively around one tooth without straddling a plurality of teeth.
[0003]
  FIG. 14 is a cross-sectional view of a stator core and a rotor of a conventional general concentrated winding electric motor.
  Reference numeral 1 denotes a stator, 3 denotes an insulator as an insulating member, which is indicated by a one-dot chain line, and 4 denotes a stator core. The stator core 4 is formed by laminating a plurality of magnetic materials having the cross-sectional shape shown in FIG. Although not shown, the winding is directly wound around the teeth 6 via the insulator 3 from the inner diameter side of the stator core 4. Reference numeral 5 denotes a rotor disposed so as to face the stator. When a current is applied to the winding wound around the stator core 4, torque is generated in the rotor 5, and the rotor 5 rotates. Reference numeral 6 denotes teeth formed on the stator core, and the teeth have a thickness in the depth direction in FIG.
[0004]
  The stator core 4 includes a tooth 6, a back yoke portion 41 provided on the root side of the tooth 6, and a rotor facing portion 42 at the tip of the tooth 6. The space in which the windings between the teeth are stored is called a slot, and this slot is surrounded by three sides, that is, the side surface portion side 7, the tip end side 8 and the back yoke side 13.
[0005]
  In the conventional general concentrated winding type motor, the angle formed between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the angle formed between the tooth side surface side 7 and the back yoke side 13 are determined for ease of winding. It was generally 90 degrees or close to 90 degrees.
[0006]
Conventional Example 2
  Moreover, although it is not a concentrated winding type | mold, Unexamined-Japanese-Patent No. 8-103043 describes the armature core of the ventilation motor of an electric cleaner.
  17 is a perspective view of the armature core, FIG. 17 (a) is a perspective view of the armature core before the armature coil is wound, and FIG. 17 (b) is a view of the armature coil being wound. It is a perspective view of an armature iron core. FIG. 18 shows the shape of the coil slot.
[0007]
  17 and 18, 171 is a rotor, 172 is a rotor iron core, 176 is a plurality of coil slots formed in the rotor iron core 172, and 177 is a coil retaining lid that closes the outer peripheral opening of the coil slot 176. It is. Reference numeral 178 denotes an insulating plate provided so that a later-described electromagnetic wire 179 does not touch the rotor core 172 directly, and 179 denotes an electromagnetic wire wound on the insulating plate 178. The lid 177 is attached to the opening side of the coil slot 176 after the electromagnetic wire 179 is entirely wound, so that the electromagnetic wire 179 does not come out of the opening.
  The lid 177 can be easily attached by ensuring a large clearance of 0.22 mm between the uppermost electromagnetic wire 179 and the lid 177.
  However, this blower motor is an example of a distributed winding electric machine, not a concentrated winding as shown in FIG.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  The concentrated winding electric motor of Conventional Example 1 and the blower motor of Conventional Example 2 have the following problems.
  An electric motor is highly efficient if it can be driven with as little motor loss as possible, but the conventional motor has a large loss. The loss of this electric motor is divided into copper loss and iron loss.
[0009]
  Copper loss is defined as I for current and R for winding resistance.
     Copper loss = I2 · R
It is represented by Further, since the torque of the motor is proportional to ampere-turn = I · n (n is the number of turns), the torque can be generated with a small current I as n increases. Here, if the number of turns n is increased without changing the wire diameter of the winding, the winding resistance R increases in proportion to n. Reduced. Further, when the number of turns n is the same and the wire diameter of the winding is increased, the current I is the same, and the winding resistance R is reduced, so that the copper loss is also reduced. In other words, copper loss can be reduced by increasing the number of turns n or increasing the wire diameter and increasing the total cross-sectional area of the winding.
[0010]
  On the other hand, the iron loss is related to the magnetic flux density, and the iron loss increases as the magnetic flux density increases. Since the magnetic flux density is the amount of magnetic flux per unit volume, it can be reduced by increasing the volume of the portion through which the magnetic flux passes.
[0011]
  Copper loss and iron loss are contradictory, and the volume of the stator core through which the magnetic flux passes decreases if the slots are made large in order to wind many windings (or wind thick windings) to reduce copper loss. , Iron loss increases. Further, if the slot is made small to increase the volume of the stator core in order to reduce the iron loss, the space for winding is reduced and the copper loss is increased.
[0012]
  FIG. 19 is an iron loss analysis diagram showing the iron loss of the electric motor of Conventional Example 1. In FIG. 19, the black portion in the figure indicates a portion where the magnetic flux density is high and the iron loss is high. From this figure, it can be seen that the shape of the intersecting portion between the side surface portion side 7 of the tooth and the side 8 of the tip of the tooth is a portion that greatly affects the iron loss. And it turns out that it is a shape where an iron loss concentrates in the shape of the intersection part of the teeth side part side and teeth tip side of the electric motor of Conventional Example 1.
[0013]
  The rotor of the electric motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-103043 shown in the conventional example 2 has an angle between the tooth root portion and the tooth side surface of 120 °, but the side surface portion of the tooth and the tip end side of the tooth. The shape of the side intersection is not different from the conventional one. Therefore, also in the electric motor shown in Conventional Example 2, the iron loss is still concentrated at the intersection between the side surface portion of the tooth and the side of the tip end of the tooth, and the structure is not reduced.
[0014]
  Further, in the rotor of this electric motor, it was not possible to form a winding up to the vicinity of the side surface of the tooth tip. Therefore, it was not sufficient from the viewpoint of reducing copper loss.
[0015]
  The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to significantly reduce the other loss without reducing both the copper loss and the iron loss, or increasing one of the losses. An object of the present invention is to provide a concentrated winding electric motor that is reduced and highly efficient.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  The stator core according to the present invention is a stator core having a back yoke portion and a plurality of tooth portions protruding from the back yoke portion. The teeth portion includes a tooth side surface side of the tooth side surface and the tooth side surface portion. A tooth tip end side located on the tip end side of the tooth with respect to the side, and the angle between the teeth side portion side and the tooth tip end side is approximately 120 ° in the cross section of the stator core,A stator core region is secured between the tooth tip side and the tooth tip side.It is a thing.
[0017]
  Moreover, the said teeth part has the teeth base part edge located in the root side of the said tooth with respect to the said tooth side part side, The stator core sets the angle between the said tooth side part and the said tooth root part side Is approximately 120 ° in the cross section ofA stator core region is secured between the teeth root and the teeth root side.It is a thing.
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
  Further, the teeth portion isThe teeth portion includes a teeth side surface side of a tooth side surface in a cross section of the stator, a teeth tip portion side positioned on a tip end side of the tooth with respect to the teeth side surface portion, and the teeth side surface side of the teeth. A tooth root portion side located on the root side of the teeth, and the tooth portion has a side angle between the tooth side surface portion and the tooth tip end portion of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the teeth tip A stator core region is secured between the side of the teeth and the tip side of the teeth, and the teeth portion has an angle between the teeth side portion and the teeth root portion of approximately 120 ° in the cross section of the stator core. And securing a stator core region between the teeth root and the teeth root,The insulating member has a third side that covers the tooth root side, and an angle between the second side and the third side is approximately 120 ° in a cross section of the stator core. .
[0023]
  Furthermore,The teeth portion has an angle between the teeth side portion side and the teeth tip portion side of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth tip portion side and the teeth tip side. An area is secured, and the teeth portion has a teeth root portion side positioned on a root side of the teeth with respect to the teeth side portion side, and an angle between the teeth side portion side and the teeth root portion side is defined. The cross section of the stator core is approximately 120 °, and a stator core region is secured between the teeth root portion side and the teeth root side,The length L of the first side of the insulating member is L = d (n−1 + tan 30 °) (n is an arbitrary natural number), where d is the diameter of the winding.
It has the relationship of these.
[0024]
  The insulating member has a portion that covers the surface of the tooth at the end of the stator core, and a fourth side that covers the surface of the tooth in a longitudinal section parallel to the protruding direction of the tooth and the fourth side. Thus, the included angle of the fifth side on the tooth tip side curved surface located on the tooth tip side is approximately 120 °. Here, the fourth side corresponds to the side 35 in the following embodiment, and the fifth side corresponds to the side 36 in the following embodiment.
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
  The compressor of the present invention isAn electric motor having the stator is provided, the refrigerant is compressed by the electric motor, and the insulating member is molded from polyphenylene sulfide resin.
[0029]
  The stator manufacturing method according to the present invention includes a back yoke portion, a stator core having a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member that covers a surface of the teeth portion, and the teeth via the insulating member. A winding wound around the part,The teeth portion has a side surface portion of the teeth side surface and a teeth tip portion side positioned on the tip end side of the teeth with respect to the side surface portion of the teeth. The angle is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, and a stator core region is secured between the tooth tip side and the tip side of the tooth. The A tooth root portion side that is located on the root side of the tooth, and an angle between the side surface portion of the tooth and the root portion of the tooth is approximately 120 ° in a transverse cross section of the stator core, and the tooth root portion side and the tooth Secure the stator core area between the base of theIn the cross section of the stator core, the insulating member has a first side that covers the side surface of the tooth portion, and a second side that is located on the tip side of the tooth portion with respect to the first side. In the stator manufacturing method, the included angle between the first side and the second side is approximately 120 °, and the back yoke portion, the plurality of teeth portions, and the plurality of teeth portions are connected to each other. A first step of creating a stator core that has a connecting portion and is foldable at the connecting portion; and after the first step, the plurality of teeth portions of the stator core are parallel to each other or parallel to each other. A second step of holding the plurality of teeth portions in a spread state and attaching the insulating member to the teeth portions, and after the second step, the plurality of teeth portions of the stator core are parallel or parallel to each other. Than the multiple A third step of intensively winding the winding around the teeth portion via the insulating member in a state where the teeth portions are spread out, and after the third step, the stator iron core is connected at the connecting portion. And a fourth step of bending the ring.
[0030]
  Moreover, the said connection part is a thin part provided in the back yoke part which connects the said teeth part, and a stator core is bent cyclically | annularly in the said thin part.
[0031]
  Furthermore, the stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of core pieces adjacent to each other in the laminating direction are fitted to form the connecting portion. .
[0032]
  Furthermore, the stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of adjacent core pieces in the same layer are fitted to form the connecting portion. .
[0033]
  Furthermore, a plurality of core pieces having through holes are stacked to form the stator core, and the connecting portion is formed by inserting a pin into the through hole provided in the plurality of core pieces.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the following embodiment, a concentrated winding electric motor used for a compressor will be described.
Embodiment 1 FIG.
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  1 is a cross-sectional view of a concentrated winding electric motor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the slot portion of FIG.
Reference numeral 1 denotes a stator, 2 a winding, 3 an insulator as an insulating member, and 4 a stator core. The winding 2 is directly wound around the teeth 6 via the insulator 3 by inserting the nozzle of the winding machine from the inner diameter side of the stator core 4 and moving the nozzle. The winding 2 is wound around the teeth 6 by so-called concentrated winding. Reference numeral 5 denotes a rotor arranged to face the stator, and reference numeral 6 denotes teeth formed on the stator core.
[0035]
  The insulator 3 is provided for insulation between the winding 2 and the stator core 4. As the insulator 3 used for the compressor, PPS resin (polyphenylene sulfide) is used. This PPS resin is a thermoplastic crystalline engineering plastic having a repeating structure of [—Ph—S—] obtained by reacting paradichlorobenzene and alkali sulfide under high temperature and high pressure. This PPS resin has characteristics of superior heat resistance, no fear of hydrolysis, high heat resistance, good moldability, high strength and rigidity compared to conventional insulator materials.
[0036]
  Therefore, it has high stability with respect to any of the conventional refrigerants (HCFC refrigerants, CFC refrigerants), new refrigerants (HFC refrigerants) and refrigeration oils that change to the conventional refrigerants (HCFC refrigerants, CFC refrigerants), and is suitable as an insulator for compressor motors. In addition, the insulator material described in the present embodiment needs to be molded at 120 ° between the sides 31 and 32 and between the sides 32 and 33 as described later. This is effective in that the insulator shape after molding can be formed in an appropriate shape. In addition, concentrated winding places considerable tension on the insulator compared to distributed winding. For this reason, the rigidity of the insulator itself is indispensable, and PPS resin is effective.
[0037]
  The stator core 4 is provided on the teeth 6, the back yoke portion 41 provided on the base side of the teeth 6, and provided on the tips of the teeth 6 and opposed to the rotor 5.BData counter 42. An area where the winding 2 is wound around the tooth 6 is referred to as a slot 10, and the slot 10 includes a tooth side surface side 7, a tooth tip side 8, a tooth root side 9 and a back yoke side 13. An area surrounded by two sides.
[0038]
  The side surface portion side 7 of the tooth is a side on the side surface of the tooth 6, and the side end 8 of the tooth tip is a side on the side of the distal end of the tooth located on the tip side with respect to the side surface of the tooth 6. Is a side on the base side of the tooth that is located on the base side of the tooth with respect to the side surface of the tooth 6.
[0039]
  In the concentrated winding electric motor according to this embodiment, the included angle θ1 between the tooth side portion 7 and the tooth tip side 8 and the included angle θ2 between the teeth side portion 7 and the tooth root portion 9 are both 120 °. It is. Further, the back yoke side 13 has an angle of 90 ° with respect to the tooth side surface side 7. Therefore, the included angle θ3 between the tooth root 9 and the back yoke side 13 is 150 °. Furthermore, the included angle θ4 between the adjacent back yoke side sides 13 is also smaller than 180 °.
[0040]
  The first layer winding 2 is disposed in contact with the tooth tip side 8, the tooth side surface side 7, and the tooth root side 9, and the windings 2 are also disposed in contact with each other. At the intersection of the teeth root 9 and the back yoke side 13, the intersection of the teeth root 9 and the teeth side 7, and all the intersections of the teeth side 7 and the teeth tip 8 The winding 2 is arranged so as to contact two adjacent sides. Such an arrangement is effective for stably aligning the winding 2 with the tooth from the tooth tip end side 8 to the tooth root side 9.
[0041]
  The insulator 3 has sides 31, 32, 33, and 34 corresponding to the teeth tip side 8, the teeth side surface side 7, the teeth root side 9, and the back yoke side 13 of the tooth 6. The insulator 3 has a shape similar to that of the tooth 6. That is, in this embodiment, the included angle between the sides 31 and 32 and the included angle between the sides 32 and 33 is 120 °. Further, the included angle between the side 33 and the side 34 coincides with θ3 and is 150 °. The included angle of the sides 34 adjacent to each other also coincides with θ4. The insulator 3 in the embodiment has a constant thickness. The wall thickness and wall thickness may be changed according to the location.
[0042]
  The distance L1 of the side 32 and the distance L2 of the side 33 of the insulator 3 are set to the following distances.
  L1 = d (n−1 + tan 30 °)
  L2 = d (n−1 + tan 30 ° / 2 + tan 15 ° / 2)
Here, n is an arbitrary natural number and d is the diameter of the winding. Since the winding may be stretched during winding or the like, it is desirable that the winding diameter d be a value that also takes into account the winding elongation. In this case, the diameter d of the winding is smaller than the initial value.
  This distance is set because the side 32 is set to 120 ° at both ends, while the side 33 is set to 120 ° at one end and 150 ° at the other end.
[0043]
  By setting the distances 7 and 9 of the stator core and the sides 32 and 33 of the insulator as described above, the winding 2 of the first layer is disposed in contact with the sides 31, 32, and 33, The windings 2 are also arranged in contact with each other. The windings 2 are arranged so as to be in contact with two adjacent sides at all the intersections between the sides 33 and 34, the intersections between the sides 33 and 32, and the intersections between the sides 32 and 31. Such an arrangement is effective for stably aligning the winding 2 with the tooth from the tooth tip end side 8 to the tooth root side 9.
[0044]
  In the concentrated winding electric motor in this embodiment, an angle θ1 formed by the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and an angle θ2 formed by the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 are 120. °. As shown in FIG. 19 which is an iron loss analysis diagram of a conventional shaped product, the portion where the teeth side surface side 7 and the tooth tip side 8 intersect is a portion where iron loss is concentrated, and the shape of this portion is the iron loss Although this greatly affects the reduction, in this embodiment, the angle θ1 is formed to be 120 °, so that the magnetic flux easily flows in this portion, and the iron loss is greatly reduced as compared with the conventional case.
[0045]
  Also, setting the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 to 120 ° leads to not only iron loss reduction but also copper loss reduction. In the concentrated winding electric motor in this embodiment, the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the included angle θ2 between the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 are 120 °. It is possible to stack the wires 2.
[0046]
  Here, the stacking is to laminate the first layer winding and the second layer by shifting by 30 °, and winding the winding 2 around the teeth 6 in this way, winding and winding. The gap (dead space) between the lines can be reduced. In the case of this winding method, the dead space in the slot 10 can be maximized by setting the included angle θ1 between the tooth side face side 7 and the tooth tip side edge 8 and the included angle θ2 between the tooth side face side 7 and the tooth root side edge 9 to 120 °. Can be reduced.
[0047]
  FIG. 15 shows an example of winding lamination when the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the included angle θ2 between the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 is 90 °. is there. When the included angle θ1 and the included angle θ2 are 90 °, if the first layer and the second layer are wound along both ends, the dead space 11 is increased as is apparent from the drawing.
[0048]
  FIG. 16 shows another winding lamination example in which the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the included angle θ2 between the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 is 90 °. Is. As shown in this figure, even if the second layer is disposed between the first layer windings, the dead ends between the tooth tip side 8, the tooth root side 9, and the winding 2 are also dead. The space 11 is vacant.
[0049]
  As can be seen by comparing FIG. 15 and FIG. 16 with the present embodiment, in the concentrated winding electric motor in this embodiment, the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the tooth side surface side. 7 and the root angle 9 of the tooth root 9 are both set to 120 °, making it possible to perform ideal winding by laminating the first and second layers by 30 °. In addition, the dead space in the slot 10 can be reduced. As a result, copper loss can be reduced.
[0050]
  As described above, the concentrated winding electric motor according to this embodiment is formed by the angle θ1 formed by the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 and the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9. By setting the angle θ2 to 120 °, magnetic flux can easily flow and iron loss can be reduced, and the winding dead space can be reduced, and the same amount as in FIGS. 12 and 13 within a small slot area. Can be wound.
[0051]
  Therefore, the iron loss can be reduced without increasing the copper loss, and the shape is such that a highly efficient electric motor can be achieved. In addition, the balance between the size of the slot area and the size of the iron core allows the iron loss to be equivalent and the copper loss to be reduced, and various high-efficiency motors can be provided according to the required specifications of the motor. Thus, the concentrated winding motor in this embodiment can reduce conflicting iron loss and copper loss.
[0052]
  Furthermore, in this embodiment, the back yoke side sides 13a and 13b are arranged between the tooth root side sides 9a and 9b corresponding to a plurality of adjacent teeth. Further, the included angle θ3 between the teeth root side 9a and the back yoke side 13a and the included angle θ3 between the teeth root 9b and the back yoke side 13b are smaller than 180 °, here 150 °. With such a structure, it is possible to widen the tooth interval as compared with the conventional winding machine while keeping the included angle θ2 at 120 °. In addition, such a structure allows the stator core to be reduced in size while ensuring the thickness of the back yoke.
[0053]
  Since the size of the entire compressor greatly depends on the diameter of the stator core, the above structure greatly contributes to downsizing of the compressor.
[0054]
  Furthermore, in this embodiment, since both the tooth tip side 8 and the tooth root 9 have an angle of 120 ° with respect to the teeth side 7, the winding 2 is misaligned. Can be reduced. The winding 2 is arranged in a very stable state surrounded by the tooth tip side 8 and the tooth root 9 with respect to the teeth side 7 while being wound up.
[0055]
  Furthermore, in this embodiment, the number of teeth (the number of teeth) is nine, but this number is an effective number of poles when θ2 is 120 °. Generally, six, nine, and twelve teeth are used for the compressor. For example, in order to secure the angles of θ2 and θ3 of the present embodiment with six teeth, as shown in FIG. Thus, the diameter of the stator core is increased. In order to design the stator core to have a smaller diameter, it is necessary to reduce the thickness of the back yoke, which leads to deterioration of the compressor performance.
  In this embodiment, since the number of teeth is nine, even when θ2 is 120 ° and θ3 is 150 ° as in this embodiment, the thickness of the back yoke can be secured and the stator core can be secured. The diameter can be reduced.
[0056]
Embodiment 2. FIG.
  FIG. 3 is an enlarged view of the slot of the stator of the concentrated winding electric motor according to Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, among the sides constituting the slot of the stator, only the included angle θ1 between the teeth side surface side 7 and the teeth tip side 8 is set to 120 °. The included angle θ2 between the tooth side surface side 7 and the tooth root portion side 9 is set to an angle of 120 ° or less, for example, 90 °.
[0057]
  Further, the insulator 3 as an insulating member is also matched with the core shape, and the included angle between the side 32 corresponding to the tooth side surface side 7 and the side 31 corresponding to the tooth tip side 8 is 120 °, and corresponds to the tooth side surface side 7. The included angle of the side 33 corresponding to the side 32 and the tooth root part side 9 was set to an angle of 120 ° or less, here 90 °. The insulator 3 is formed by molding a PPS resin.
[0058]
  As can be seen from the iron loss analysis diagram of FIG. 19, the intersection of the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 greatly affects the iron loss. Iron loss is improved.
  If the angle between the teeth side 7 and the back yoke 13 is not 120 °, for example 90 °, the iron loss will be slightly increased, but the teeth side 7 and the teeth tip side Less affected than 12 intersections. Instead, the slot 10 becomes larger and more windings 2 can be wound.
[0059]
  In other words, this embodiment has an effective shape when it is desired to reduce the copper loss rather than the iron loss because the iron loss is somewhat larger than the first embodiment, but the copper loss can be reduced.
[0060]
Embodiment 3 FIG.
  4 is an enlarged view of the slot portion of the stator of the concentrated winding electric motor according to Embodiment 3 of the present invention. In this figure, the tip portion of the tooth 6 is particularly enlarged.
  The core of the concentrated winding electric motor shown in the first and second embodiments is formed by laminating a plurality of press-punched magnetic materials. At the time of press punching, the core is punched with a mold, but the corner of the core is usually curved for the life of the mold.
[0061]
  As shown in FIG. 4, when the core corner portion is formed by a curved surface of r2 smaller than the radius r1 of the winding 2, the winding 2 does not hit the curved surface portion 14 of the core and is supported by the two sides 8 and 9. Therefore, the winding 2 is arranged in a stable state. However, if the core corner is formed of a curved surface having a radius larger than the radius of the winding 2, the position of the winding 2 becomes unstable, and the amount of winding that can be wound is reduced.
[0062]
  Therefore, in the present embodiment, the crossing portion (core corner portion) of the tooth side surface portion 7 and the tooth tip side portion 8 that influences the winding property, and the crossing portion (core corner portion) of the tooth side surface portion side 7 and the tooth root portion side 9. Is formed with a curved surface having a radius smaller than the radius of the winding 2. Other configurations are the same as those described in the first and second embodiments.
  At this time, it is least wasteful that the insulator 3 has a curved surface shape so as to have a uniform thickness in accordance with the curved surface of the core, but there is no problem as long as the curved surface radius is slightly larger or smaller than the winding radius.
[0063]
  The concentrated winding electric motor according to this embodiment has an intersecting portion (core corner portion) formed by the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8, and the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9. Since the intersecting portion (core corner portion) to be formed is configured by a curved surface having a radius smaller than the radius of the winding 2, the winding 2 can be stably arranged at these intersecting portions and aligned in the slot. Thus, the winding 2 can be arranged.
[0064]
  In this embodiment, in Embodiment 1, it is formed by the intersection part (core corner part) formed by the tooth side face side 7 and the tooth tip side 8, and the tooth side face side 7 and the tooth root part side 9. Although the case where the intersecting portion (core corner portion) is configured by a curved surface having a radius smaller than the radius of the winding 2 is shown, the present invention can also be applied to the second embodiment.
[0065]
  Further, it is desirable that the core corner portion formed by the teeth root portion side 9 and the teascore back side 13 is also a curved surface having a radius smaller than the radius of the winding 2.
[0066]
Embodiment 4 FIG.
  FIG. 5 is an enlarged view of the slot portion of the stator of the concentrated winding electric motor according to Embodiment 4 of the present invention.
[0067]
  In this embodiment, the shape of the core corners of the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 of the stator core 4 is different from the shape of the insulator 3 as an insulating member covering the portion. In other words, the core corners of the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 of the stator core 4 are formed with curved surfaces having a radius larger than the radius of the winding 2, but the tooth side surface side 7 and the tooth root side are formed. The angle between the side 32 and the side 33 of the insulator 3 that covers the core corner of the side 9 is 120 °. Other structures are the same as those in the first and second embodiments. The insulator 3 used in this embodiment is also molded from PPS resin.
[0068]
  With the structure of this embodiment, even when a winding having a smaller wire diameter than the curved surface of the core has to be used, 32 and 33 corresponding to the tooth side surface side 7 and the tooth root side 9 of the insulator 3 are provided. Since the included angle is set to 120 °, the winding position can be stabilized and the winding can be performed without being disturbed. As a result, the length of the winding is shortened, and the copper loss can be reduced.
[0069]
  In this embodiment, the core corners of the teeth side surface side 7 and the teeth root portion side 9 of the stator core 4 are formed by curved surfaces having a radius larger than the radius of the winding 2, and the teeth side surface side 7 and The angle between the sides 32 and 33 of the insulator 3 that covers the core corner portion of the tooth root portion side 9 is set to 120 °, but the core corner portion of the tooth side portion side 7 and the tooth tip side portion 8 is determined from the radius of the winding 2. Alternatively, the angle between the sides 31 and 32 of the insulator 3 covering the portion may be 120 °.
[0070]
Embodiment 5. FIG.
  FIG. 6 is an enlarged view of the slot portion of the stator of the concentrated winding electric motor according to the fifth embodiment.
  In the stator in which the included angle θ1 between the teeth side surface side 7 and the teeth tip side 8 and the included angle θ2 between the teeth side surface side 7 and the teeth root portion side 9 is 120 ° or more, The shape of the insulator 3 that covers the core corner of the tooth tip side 8 and the core side of the tooth side 9 and the tooth root 9 is a linear structure having an angle of 120 °. That is, the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 of the tooth 6 and the included angle θ2 between the tooth side surface 7 and the root 9 of the tooth are set to an angle larger than 120 °. The included angle between the sides 31 and 32 of the insulator 3 is set to 120 °. The insulator is molded from PPS resin.
[0071]
  By setting the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 to be larger than 120 °, it is possible to reduce the concentration of the magnetic flux density in this portion and to further reduce the iron loss. It becomes possible. Furthermore, by setting the angle between the sides 31 and 32 of the insulator 3 to 120 °, the windings 2 can be stacked in an optimum stack, and the copper loss can be reduced.
[0072]
  In general, when the slot opening 16 that is a gap between the tooth tip 15 and the adjacent tooth tip is narrow, it may cause a problem that the magnetic flux leaks through the slot opening 16. Since this leakage magnetic flux is an invalid magnetic flux with respect to the motor torque, it causes a deterioration in efficiency.
[0073]
  As a measure for reducing leakage of magnetic flux through the slot opening 16, for example, it is conceivable to reduce the slot opening portion height 17 of the tooth tip 15. However, if the slot opening portion height 17 is reduced, the angle θ1 formed between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 is 120 ° or more as shown in FIG. Therefore, the angle θ1 formed by the tooth side face side 7 and the tooth tip side 8 is 120 ° or more, and the insulator 3 is 120 ° to ensure the alignment of the windings. By adopting this structure, it is possible to reduce the leakage magnetic flux between the tips of the teeth without destroying the alignment of the windings.
[0074]
  In this embodiment, the angle of θ2 is set to 120 ° or more, and the included angle of the side of the insulator that covers this portion is the same angle as θ2, but the included angle of the side of the insulator is set to 120 °. Good.
[0075]
Embodiment 6 FIG.
  In the conventional electric motor, the included angle between the tooth side surface side 7 and the tooth tip 8 is 90 °. One reason is because of the ease of winding around the stator core. Conventionally, since the nozzle is inserted from the inner diameter side of the stator core 4 to perform winding, in order to perform the winding by moving the nozzle in this narrow region, the shape of the stator core is made simple. There was a need to do. In particular, in the case of the inner rotor, since the teeth protrude toward the central axis, the distance between the teeth on the inner diameter side is reduced, and there is a strong demand for securing a space for inserting the nozzle of the winding machine.
[0076]
  Further, in the past, the angle between the side surface portion 7 of the teeth and the tip 8 of the teeth was set to 90 °. Conventionally, the aligned winding is performed when the nozzle is inserted from the inner diameter side of the stator core 4 and concentrated winding is performed. It was also because it was difficult. Since aligned winding was difficult, it was difficult to perform curl winding, and there was no requirement to make the included angle between the side surface portion 7 of the teeth and the tip end portion 8 of the teeth 120 °.
[0077]
  In this embodiment, a manufacturing method suitable for manufacturing the stator core of the concentrated winding electric motor shown in the first to fifth embodiments will be described below. FIG. 7 is a diagram showing a stator core manufacturing method according to the sixth embodiment, and FIG. 8 is a structural diagram of the finally manufactured stator core.
[0078]
  First, a magnetic material as shown in FIG. This magnetic material is obtained by connecting cores 18 through thin portions 19. Further, a tooth 6 is formed on the core 18. The shape of the tooth 6 is the same as that described in the first to fifth embodiments.
  Next, as shown in FIG. 7B, a plurality of magnetic materials are laminated to form the stator core 4.
[0079]
  After that, as shown in FIG. 7C, the insulator 3 as an insulating member is attached around the teeth 6 with the stator core 4 held in a straight line shape (band shape). The shape of this insulator is the same as that described in the previous embodiment. Further, a winding is applied around the teeth 6 via the insulator 3 with the stator core 4 held in a straight line (band shape). Since the winding is performed around the teeth 6 while being held in a straight line, the tooth interval 6 can be secured, and even when the angle between the side surface portion side 7 and the tip end portion side 8 is 120 °. Winding can be applied to this portion.
  After the winding is completed, the stator core 4 is finally formed into an annular shape as shown in FIG. 8 by bending at the thin portion 19 of the stator core 4.
[0080]
   A PPS resin (polyphenylene sulfide) is also used as an insulator in this embodiment. This PPS resin has characteristics such as excellent heat resistance, no fear of hydrolysis, high heat resistance, good moldability, high strength and rigidity as compared with conventional insulator materials. When concentrated winding as described above is performed, considerable tension is applied to the insulator during winding. For this reason, the rigidity of the insulator itself is indispensable, and PPS resin is effective. Moreover, since it has rigidity, the angle of the side of the insulator can be kept at 120 ° even after winding. As a result, the alignment of the windings can be improved.
[0081]
  Thus, by winding the winding around the teeth 6 while holding the magnetic material in a straight line, the winding of the windings becomes possible, and therefore, the included angle θ1 between the side surface portion side 7 of the tooth and the side 8 of the tooth tip side. Even when the angle θ2 between the side surface portion side 7 of the tooth side and the root portion 9 of the tooth or the angle formed by the insulator 3 is 120 °, concentrated winding around the teeth 6 can be performed while stacking. it can. Therefore, it is possible to manufacture a concentrated winding electric motor efficiently.
[0082]
  Further, θ3 is set to 150 ° so that the back yoke side 13 has an angle of 90 ° with respect to the teeth side surface side 7. Therefore, with the teeth held parallel to each other, the adjacent tea scoreback sides 13a and 13b are parallel (located on the same plane in the figure). Therefore, the locus of the nozzle when winding a plurality of teeth can be simplified, which is advantageous in that the winding becomes easy.
[0083]
  In this embodiment, a linear magnetic material is press punched, but an annular magnetic material in which a plurality of cores 18 are sequentially connected by thin portions 19 is press punched, laminated, and wound. It is also possible to bend the thin portion 19 and hold it in a straight line when performing the above, and after the winding, the thin portion 19 can be bent again to form an annular shape. In this case, since the magnetic material is preliminarily annularly punched, the roundness when the stator core 4 is annularly formed after winding can be increased.
[0084]
  Further, in this embodiment, when the winding is concentrated around the teeth 6, the core is wound with the core held in a straight line, but the winding is further bent in the direction in which the teeth 6 spread. You may go. By doing in this way, it becomes possible to ensure the space | interval of teeth 6 more widely, and also winding becomes easy. This is particularly effective when the included angle θ1 between the tooth side surface side 7 and the tooth tip side 8 is greater than 120 °.
[0085]
Embodiment 7 FIG.
  In this embodiment, another example of the method for manufacturing the stator core of the concentrated winding electric motor shown in the first to fifth embodiments will be described.
   FIG. 9 is a diagram showing a method of manufacturing a stator core in this embodiment, and FIG. 10 is a diagram showing a structure of the finally manufactured stator core. A method for manufacturing a stator core will be described below with reference to FIGS.
[0086]
  First, two types of core pieces 20a and 20b as shown in FIG. 9A are formed. For example, the magnetic material is press-punched to form two types of core pieces 20a and 20b. The core pieces 20a and 20b are provided with a convex portion on the front surface and a concave portion on the back surface as the connecting portion 22.
[0087]
  Next, as shown in FIG. 9B, two types of core pieces 20a and 20b are stacked. Lamination is performed as follows. First, the core member 21a is formed by arranging the same kind of core pieces 20a in a plurality of straight lines (bands). Next, another type of core piece 20b is arranged in a strip shape on the core member 21a to form a layer. At this time, lamination is performed so that the concave portion on the back surface of the core piece 20b is fitted to the convex portion on the surface of the core piece 20a. That is, the convex part and the concave part of the core pieces adjacent to each other in the stacking direction are fitted. Further, the core pieces 20a are arranged in a strip shape on the core member 21b made of the core pieces 20b. At this time, lamination is performed so that the concave portion on the back surface of the core piece 20a is fitted to the convex portion on the surface of the core piece 20b. In this way, the core member 21a made of the core piece 20a and the core member 21b made of the core piece 20b are alternately stacked to form the stator core 4.
[0088]
  The stator core 4 formed as described above can rotate around the connecting portions 22 of the convex portions and the concave portions provided on the core pieces 20a and 20b, respectively. Thereafter, the insulator 3 as an insulating member is attached to the teeth of the stator core 4. This insulator 3 is also formed of PPS resin.
  After the insulator 3 is attached, the winding 2 is applied around the teeth 6 through the insulator 3 in a state where the stator core 4 is held in a straight line shape (band shape). Thereafter, the connecting portion 22 is rotated to form an annular shape. In this way, the stator shown in FIG. 10 is finally manufactured.
[0089]
  By adopting the manufacturing method as shown in this embodiment as a method for manufacturing the stator of Embodiments 1 to 5, the same effects as in Embodiment 6 are obtained. In addition, a concentrated winding electric motor with good winding performance and higher efficiency can be provided.
  In this embodiment, the procedure of stacking after forming the core pieces 20a and 20b is described. However, the core piece 20a is formed and stacked, and then the core piece 20b is formed and stacked. Thus, the stator core may be formed by repeatedly forming and stacking the core pieces.
[0090]
  In this embodiment, the protrusions and recesses provided in the core pieces 20a and 20b are connected and rotatable, but as shown in FIG. 11, the core pieces 20a and 20b are provided with through holes, It is also possible to rotate the pin 221 through this through hole. Also, a concave portion and a convex portion are provided in the core piece 20, and as shown in FIG. 12, a concave portion and a convex portion of a plurality of core pieces 20 of the same layer are fitted to form a joint portion, and the joint portion can be rotated around this joint portion It is good. That is, the connecting portions are formed by fitting the convex portions and concave portions of adjacent core pieces in the same layer. These pins 221 and joints are both examples of the connecting part 22.
[0091]
Embodiment 8 FIG.
  FIG. 13 is a structural diagram of the insulator of the concentrated winding electric motor according to the eighth embodiment, and particularly shows an enlarged tooth portion. FIG. 13 shows a state in which the insulator 3 is attached to the tooth 6.
[0092]
  FIG. 13A is a top view of the stator core to which the insulator 3 is attached. In FIG. 13A, the alternate long and short dash line is a transmission line, and shows the outline of the tooth 6 covered with the insulator 3.
[0093]
  FIG. 13B is a side view of the stator core to which the insulator 3 is attached. FIG. 13B specifically shows the end of the stator core in an enlarged manner, and the alternate long and short dash line is a transmission line and shows the outline of the insulator 3. The stator of the motor of the compressor is usually cylindrical, and the end of the stator core means the end face of the cylinder.
  FIG.13 (c) is a longitudinal cross-sectional view of longitudinal cross section AA parallel to the protrusion direction of the tooth | gear 6, and FIG.13 (d) and FIG.13 (e) inclined with respect to the longitudinal cross section AA. It is sectional drawing of the cross sections BB and CC.
[0094]
  In the concentrated winding, the winding 2 is intensively wound around one tooth, and is wound so as to cover the side surface of the tooth and the surface of the tooth. Therefore, the insulator 3 as an insulating member is attached so as to cover the side surface of the tooth and the surface of the tooth. In FIG. 13A, the sides 31, 32, and 33 are portions that cover the side surfaces of the teeth, and the sides 35, 36, and 37 in FIG. 13C are portions that cover the surfaces of the teeth.
[0095]
  The teeth side curved surface 311 which is a smooth curved surface of FIGS. 13A and 13B passes from the side 32 of the insulator 3 of FIG. 13A to the side 32 of the opposite side through the side 35 of FIG. It reaches. A side when the teeth-side curved surface 311 is cut along the core cross section is the side 32, and a side when the teeth side curved surface 311 is cut along the vertical cross section AA is the side 35.
[0096]
  In FIG. 13 (b), the hatched portion is a tooth tip side curved surface 310, and this tooth tip side curved surface 310 passes from side 31 in FIG. 13 (a) to side 36 in FIG. It reaches the side 31 on the side. The side when the teeth tip-side curved surface 310 is cut by the core cross section is the side 31, and the side when the teeth tip side curved surface 310 is cut by the vertical cross section AA is the side 36.
[0097]
  The tooth root curved surface 312 in FIG. 13A passes from the side 33 in FIG. 13A to the side 33 on the opposite side through the side 37 in FIG. A side when the tooth root curved surface 312 is cut along the core cross section is the side 33, and a side when the tooth is cut along the vertical cross section AA is the side 37.
[0098]
  In this embodiment, the angle between the side 31 and the side 32 in the core cross section, the angle between the side 32 and the side 33, the angle between the side 35 and the side 36 in the vertical cross section AA, the side 35 and the side The included angles of 37 are all 120 °. Since the winding is three-dimensionally wound around the tooth 6 via the insulator 3, the alignment is further improved by setting the angle between the side 35 and the side 36 to 120 ° in the longitudinal section in addition to the transverse section. The
[0099]
  In this embodiment, the angle between the teeth tip-side curved surface 310 and the teeth-side curved surface 311 is maintained at 120 ° not only in the AA section that is a longitudinal section but also in all sections. That is, 120 ° is maintained even in the BB cross section and the CC cross section. By doing in this way, winding can be performed with better alignment than when only the transverse and longitudinal sections are 120 °. Further, if the cross section is set to 120 ° in all cross sections, the alignment is further improved.
[0100]
  Since the insulator 3 is generally resin-molded, three-dimensional molding can be performed relatively easily. In particular, the use of PPS resin as an insulator material is effective in terms of rigidity and moldability.
[0101]
  In the embodiment described above, the case where the included angle is set to 120 ° has been described. However, the present invention can also be applied to a case that approximates this angle. For this reason, it is expressed as approximately 120 ° including 120 ° and those approximating this angle.
  In this embodiment, since the electric motor employed in the compressor is particularly described, all are of the inner rotor type, but the present invention can be applied to an outer rotor type electric motor. Furthermore, it is also possible to apply to electric motors other than a compressor.
[0102]
【The invention's effect】
[0103]
  The stator core according to the present invention is a stator core having a back yoke portion and a plurality of tooth portions protruding from the back yoke portion. The teeth portion includes a tooth side surface side of the tooth side surface and the tooth side surface portion. A tooth tip end side located on the tip end side of the tooth with respect to the side, and the angle between the teeth side portion side and the tooth tip end side is approximately 120 ° in the cross section of the stator core,A stator core region is secured between the teeth tip side and the teeth tip side,The teeth part has a tooth root part side positioned on the tooth base side with respect to the tooth side part side, and the angle between the tooth side part side and the tooth root part side is crossed by the stator core. About 120 ° on the surfaceA stator core region is secured between the teeth root and the teeth root side.Therefore, the copper loss can be further reduced.
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
  Furthermore, the teeth portion has a teeth root portion side positioned on the tooth root side with respect to the teeth side surface portion side,The teeth portion has an angle between the teeth side portion side and the teeth tip portion side of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth tip portion side and the teeth tip side. An area is secured, and the tooth portion has an angle between the side surface portion of the tooth and the root portion of the tooth that is approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the teeth base portion and the root side of the tooth are Secure the stator core area betweenSince the insulating member has a third side that covers the teeth root side, and the angle between the second side and the third side is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, Copper loss can be reduced.
[0109]
  Furthermore,The teeth portion has an angle between the teeth side portion side and the teeth tip portion side of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth tip portion side and the teeth tip side. An area is secured, and the teeth portion is opposed to the teeth side portion side. A tooth root portion side located on the root side of the teeth, and an angle between the teeth side portion side and the teeth root portion side is approximately 120 ° in a cross-section of the stator core, and the teeth root portion Secure a stator core region between the side and the base side of the teeth,The length L of the first side of the insulating member has a relationship of L = d (n−1 + tan 30 °) (n is an arbitrary natural number), where d is the diameter of the winding. It is possible to lay the windings on the sides of the wires, and a more efficient winding arrangement is possible.
[0110]
The insulating member has a portion that covers the surface of the tooth at the end of the stator core, and a fourth side that covers the surface of the tooth in a longitudinal section parallel to the protruding direction of the tooth and the fourth side. Since the included angle of the fifth side on the tooth tip side curved surface located on the tooth tip side is approximately 120 °, the alignment of the windings at the end of the stator core can be improved.
[0111]
[0112]
[0113]
[0114]
  The compressor of this invention isSince the electric motor having the stator is provided, the refrigerant is compressed by the electric motor, and the insulating member is formed of polyphenylene sulfide resin.A compressor suitable for both conventional refrigerants (HCFC refrigerants and CFC refrigerants) and new refrigerants (HFC refrigerants) can be obtained.
[0115]
  The stator manufacturing method according to the present invention includes a back yoke portion, a stator core having a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member that covers a surface of the teeth portion, and the teeth via the insulating member. A winding wound around the part,The teeth portion has a side surface portion of the teeth side surface and a teeth tip portion side positioned on the tip end side of the teeth with respect to the side surface portion of the teeth. The angle is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, and a stator core region is secured between the tooth tip side and the tip side of the tooth. A tooth root portion side located on the root side of the teeth, a sandwich angle between the teeth side portion side and the teeth root portion side is approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the teeth root portion side and the teeth Secure the stator core area between the base of the teeth andIn the cross section of the stator core, the insulating member has a first side that covers the side surface of the tooth portion, and a second side that is located on the tip side of the tooth portion with respect to the first side. In the stator manufacturing method, the included angle between the first side and the second side is approximately 120 °, and the back yoke portion, the plurality of teeth portions, and the plurality of teeth portions are connected to each other. A first step of creating a stator core that has a connecting portion and is foldable at the connecting portion; and after the first step, the plurality of teeth portions of the stator core are parallel to each other or parallel to each other. A second step of holding the plurality of teeth portions in a spread state and attaching the insulating member to the teeth portions, and after the second step, the plurality of teeth portions of the stator core are parallel or parallel to each other. Than the multiple A third step of intensively winding the winding around the teeth portion via the insulating member in a state where the teeth portions are spread out, and after the third step, the stator iron core is connected at the connecting portion. Therefore, an efficient concentrated winding stator can be obtained.
[0116]
  Further, the connecting portion is a thin portion provided in a back yoke portion connecting the teeth portions, and the stator core is bent in an annular shape at the thin portion, so that the stator core can be formed with a simple structure. .
[0117]
  Furthermore, the stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of core pieces adjacent to each other in the laminating direction are fitted to form the connecting portion. Therefore, restrictions such as the number of bendings at the connecting portion and the bending angle are reduced as compared with the thin wall.
[0118]
  Furthermore, the stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of adjacent core pieces in the same layer are fitted to form the connecting portion. Therefore, restrictions such as the number of bendings at the connecting portion and the bending angle are reduced as compared with the thin wall.
[0119]
  Furthermore, a plurality of core pieces having through holes are laminated to form the stator core, and the connecting portion is formed by inserting pins into the through holes provided in the plurality of core pieces. Compared to the above, restrictions such as the number of bendings at the connecting portion and the bending angle are reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a concentrated winding electric motor according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of the slot portion of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a slot of a stator of a concentrated winding electric motor according to a second embodiment.
4 is an enlarged view of a slot portion of a stator of a concentrated winding electric motor according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of a slot portion of a stator of a concentrated winding electric motor according to a fourth embodiment.
6 is an enlarged view of a slot portion of a stator of a concentrated winding electric motor according to Embodiment 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing a stator in a sixth embodiment.
8 is a structural diagram of a stator core manufactured by the manufacturing method of Embodiment 6. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a method for manufacturing the stator in the seventh embodiment.
10 is a structural diagram of a stator core manufactured by the manufacturing method according to Embodiment 7. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the structure of the connecting portion.
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the structure of the connecting portion.
FIG. 13 is a structural diagram of an insulator of a concentrated winding electric motor according to an eighth embodiment.
14 is a cross-sectional view of a stator core and a rotor of a concentrated winding type electric motor of Conventional Example 1. FIG.
FIG. 15 is a diagram showing an example of winding lamination.
FIG. 16 is a diagram showing another example of winding lamination.
FIG. 17 is a perspective view of an armature core of a second conventional example.
FIG. 18 is a diagram showing the shape of a coil slot of Conventional Example 2;
FIG. 19 is an iron loss analysis diagram of the stator core of Conventional Example 1;
FIG. 20 is a diagram showing a stator core when the number of teeth is six.
[Explanation of symbols]
1 Stator, 2 Winding, 3 Insulator, 4 Stator Core, 5 Rotor, 6 Teeth, 41 Back Yoke Part, Rotor Opposing Part 42, 7 Teeth Side Side, 8 Teeth Tip Side, 9 Teeth Base Side , 13 Back yoke side, 16 slot opening, 18 core, 19 Thin part, 20a, 20b
  Core piece, 21 Core member, 22 Connecting part.

Claims (11)

バックヨーク部と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心において、
前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保したことを特徴とする固定子鉄心。In a stator core having a back yoke portion and a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion,
The teeth portion has a side surface portion of the teeth side surface and a teeth tip portion side positioned on the tip end side of the teeth with respect to the side surface portion of the teeth. The angle is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, and a stator core region is secured between the teeth tip side and the tip side of the teeth,
The teeth portion has a teeth root portion side located on the tooth base side with respect to the teeth side surface portion, and the angle between the teeth side surface portion and the teeth root portion side is crossed by the stator core. The stator core is characterized in that a stator core region is secured between the teeth root portion side and the teeth root side at approximately 120 ° in a plane. バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固定子において、
前記ティース部は固定子の横断面においてティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺と、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心部領域を確保し、
前記絶縁部材は固定子の横断面において前記ティース側面部辺を覆う第１の辺と、前記ティース先端部辺を覆う第２の辺と前記ティース根元部辺を覆う第３の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とするとともに、前記第２の辺と前記第３の辺の挟角を固定子の横断面において略１２０°としたことを特徴とする固定子。A stator core having a back yoke portion, a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member covering the surface of the teeth portion, and a winding wound around the teeth portion via the insulating member; In a stator having
The teeth portion includes a teeth side surface side of a tooth side surface in a cross section of the stator, a teeth tip portion side positioned on a tip end side of the tooth with respect to the teeth side surface portion, and the teeth side surface side of the teeth. And the teeth root side located on the root side of the
The teeth portion has an angle between the teeth side portion side and the teeth tip portion side of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth tip portion side and the teeth tip side. Secure space,
The teeth portion has an angle between the side surface portion of the teeth and the root portion of the teeth of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth root portion side and the root side of the teeth. To secure a partial area,
The insulating member has a first side that covers the teeth side surface side, a second side that covers the tooth tip side, and a third side that covers the tooth root side in the cross section of the stator. The angle between the first side and the second side is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, and the angle between the second side and the third side is the cross section of the stator. A stator characterized by being approximately 120 ° in FIG. バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固定子において、
前記ティース部はティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記絶縁部材は前記ティース側面部辺を覆う第１の辺と、前記ティース先端部辺を覆う第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺の挟角を略１２０°とし、
前記絶縁部材の前記第１の辺の長さＬは、前記巻線の直径をｄとすると、
Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数）
の関係を有することを特徴とする固定子。A stator core having a back yoke portion, a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member covering the surface of the teeth portion, and a winding wound around the teeth portion via the insulating member; In a stator having
The teeth portion has a teeth side portion side of the teeth side surface and a teeth tip portion side located on the tip end side of the teeth with respect to the teeth side portion side,
The teeth portion has an angle between the teeth side portion side and the teeth tip portion side of approximately 120 ° in a cross section of the stator core, and the stator core is disposed between the teeth tip portion side and the teeth tip side. Secure space,
The teeth portion has a teeth root portion side located on the tooth base side with respect to the teeth side surface portion, and the angle between the teeth side surface portion and the teeth root portion side is crossed by the stator core. The surface is approximately 120 °, and a stator core region is secured between the teeth root portion side and the teeth root side,
The insulating member has a first side that covers the side surface of the tooth side surface and a second side that covers the side of the tip end portion of the tooth, and the included angle between the first side and the second side is approximately 120. °
The length L of the first side of the insulating member is defined as follows.
L = d (n−1 + tan 30 °) (n is an arbitrary natural number)
A stator characterized by having the following relationship: バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固定子において、
前記ティース部は固定子の横断面においてティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、
前記絶縁部材は固定子の横断面において前記ティース側面部辺を覆う第１の辺と、前記ティース先端部辺を覆う第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、
前記絶縁部材は、前記ティースの突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置するティース先端側曲面上の第５の辺の挟角が略１２０°であることを特徴とする固定子。A stator core having a back yoke portion, a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member covering the surface of the teeth portion, and a winding wound around the teeth portion via the insulating member; In a stator having
The teeth portion has a teeth side surface side of the teeth side surface in the cross section of the stator, and a teeth tip portion side located on the tip side of the teeth with respect to the teeth side surface side,
The insulating member has a first side covering the teeth side surface side and a second side covering the teeth tip end side in a cross section of the stator, and the first side and the second side Is set to approximately 120 ° in the cross section of the stator core,
The insulating member includes a fourth side that covers the surface of the tooth in a longitudinal section parallel to the protruding direction of the teeth, and a fifth side on the curved surface on the tip side of the tooth that is positioned on the tip side of the tooth with respect to the fourth side. A stator having an included angle of approximately 120 °. 請求項２〜４に記載された固定子を有する電動機を備え、前記電動機により冷媒の圧縮を行なう圧縮機。An electric motor having a stator according to claim 2-4, compressor for compressing the refrigerant by the electric motor. 請求項５に記載された圧縮機であって、前記絶縁部材をポリフェニレンサルファイド樹脂により成形したことを特徴とする圧縮機。6. The compressor according to claim 5, wherein the insulating member is formed of polyphenylene sulfide resin. バックヨーク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有し、
前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース先端部辺と前記ティースの先端側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記ティース部は、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根元部辺を有し、前記ティース側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°とし、前記ティース根元部辺と前記ティースの根元側との間に固定子鉄心領域を確保し、
前記絶縁部材は前記固定子鉄心の横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の辺と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に位置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角を略１２０°とした固定子製造方法であって、
前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該複数のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部において折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステップと、
前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部材を前記ティース部に取り付ける第２ステップと、
前記第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前記ティース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステップと、
前記第３ステップの後、前記連結部において前記固定子鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有することを特徴とする固定子製造方法。A stator core having a back yoke portion, a plurality of teeth portions protruding from the back yoke portion, an insulating member covering the surface of the teeth portion, and a winding wound around the teeth portion via the insulating member; Have
The teeth portion has a side surface portion of the teeth side surface and a teeth tip portion side positioned on the tip end side of the teeth with respect to the side surface portion of the teeth. The angle is approximately 120 ° in the cross section of the stator core, and a stator core region is secured between the teeth tip side and the tip side of the teeth,
The teeth portion has a tooth root portion side located on the tooth root side with respect to the tooth side surface portion side, and an angle between the teeth side surface portion and the tooth root portion side is defined as a transverse cross section of the stator core. At approximately 120 °, securing a stator core region between the tooth root portion side and the tooth root side,
In the cross section of the stator core, the insulating member has a first side that covers the side surface of the tooth portion, and a second side that is located on the tip side of the tooth portion with respect to the first side. A stator manufacturing method in which the included angle between the first side and the second side is approximately 120 °,
A first step of creating a stator core that includes the back yoke portion, the plurality of teeth portions, and a connecting portion that connects the plurality of teeth portions, and is bendable at the connecting portion;
After the first step, the plurality of teeth portions of the stator core are held in parallel with each other or in a state where the plurality of teeth portions are spread out from each other, and the insulating member is attached to the teeth portion. Steps,
After the second step, the plurality of teeth portions of the stator core are parallel to each other or in a state in which the plurality of teeth portions are expanded from each other rather than in parallel, the windings are wound around the teeth portions via the insulating member. A third step of intensively winding
And a fourth step of bending the stator core in an annular shape at the connecting portion after the third step. 前記連結部は、前記ティース部を繋ぐバックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉部にて前記固定子鉄心を環状に折り曲げることを特徴とする請求項７記載の固定子製造方法。  The stator manufacturing method according to claim 7, wherein the connecting portion is a thin portion provided in a back yoke portion connecting the teeth portions, and the stator core is bent in an annular shape at the thin portion. 前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、積層方向に相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成することを特徴とする請求項７記載の固定子製造方法。  The stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of core pieces adjacent to each other in the laminating direction are fitted to form the connecting portion. The stator manufacturing method according to claim 7, wherein: 前記固定子鉄心は凸部および凹部を有する複数のコア片を積層して形成され、同一層において相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成することを特徴とする請求項７記載の固定子製造方法。  The stator core is formed by laminating a plurality of core pieces having convex portions and concave portions, and the convex portions and concave portions of adjacent core pieces in the same layer are fitted to form the connecting portion. The stator manufacturing method according to claim 7, wherein: 貫通穴を有する複数のコア片を積層して前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片に設けられた貫通穴にピンを挿入することにより前記連結部を形成することを特徴とする請求項７記載の固定子製造方法。  A plurality of core pieces having through holes are laminated to form the stator core, and the connecting portion is formed by inserting a pin into a through hole provided in the plurality of core pieces. Item 8. A stator manufacturing method according to Item 7.
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