JP6468486B2 - 固定子、モータおよび圧縮機 - Google Patents
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Description
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、製造コストを増加させることなくコイル結線部の抜けを防止する固定子を提供することを目的とする。
また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、上下方向(Z軸方向)に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
図1は、本実施形態の圧縮機200を示す概略図である。
本実施形態の圧縮機200は、図1に示すように、モータ100と、モータ100の下側に位置する圧縮機構部101と、ケース109と、アキュムレータ108と、を備える。
図2は、本実施形態のモータ100を示す斜視図である。
モータ100は、インナーロータ型のブラシレスモータである。上述したように、モータ100は、固定子1と、回転子(ロータ)2と、を備える。
回転子2は、軸方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心として回転する。回転子2は、シャフト81と、ロータコア82と、ロータマグネット83と、を有する。
ロータコア82は、珪素鋼板を積層してなる積層体であり、シャフト81を軸周り(θZ方向)に囲んで、シャフト81に固定されている。
ロータマグネット83は、ロータコア82の軸周りに沿った外側面に固定されている。
ロータコア82およびロータマグネット83は、シャフト81と一体となって回転する。
図3は、本実施形態の固定子1の分解図である。なお、図3において、コイル20(図2参照)を省略して示す。
固定子1は、鉄心コア10と、上側インシュレータ30と、下側インシュレータ50と、スロット用インシュレータ60と、絶縁紙65と、コイル20(図2参照)と、を備える。
各ティース部11は、ヨーク部12から延びるティース基部11aと、ティース基部11aの先端に位置するティース先端部11bと、を有する。
複数の突出部32は、外壁部31の内周面から径方向内側に延びる。突出部32は、軸方向から見て、鉄心コア10のティース部11と重なって配置される。突出部32の先端には、それぞれ板状の先端壁部32aが設けられている。先端壁部32aは、周方向および軸方向に延びている。先端壁部32aは、軸方向から見て、ティース先端部11bと重なって配置される。
収容部35は、外壁部31の外周面30aに設けられている。本実施形態において、固定子1は、周方向に等間隔に配置された3つの収容部35を有している。収容部35については、後段において詳細に説明する。
巻き付け部34は、外壁部31の上縁に位置して上側に延びている。図2に示すように、巻き付け部34は、ピン形状を有しており、コイル20のコイル線22が巻き付けられる。
本実施形態のコイル20は、コイル20同士を結線し3組の三相回路の中性点となる3つの結線部21を有する。
なお、コイル20の結線構成および並列に接続するコイル20の数は、適宜選択可能である。また、デルタ結線する場合であっても、同様の結線部21を構成できる。
結線部21の少なくとも一部は、上側インシュレータ30の収容部35の内部に収容されて接着剤40で固定される。
図2に示すように、収容部35は、上側インシュレータ30の外周面30aに設けられている。また、収容部35は、鉄心コア10の軸方向一方側(+Z側)に位置する。収容部35は、周方向に延びており、軸方向から見て鉄心コア10の外形より内側に位置する。このため、収容部35を設けることによるモータ100の大型化を抑制できる。
図4に示すように、底部36は、下側(−Z側)に鉄心コア10と対向し接触する第1の面36aを有する。また、底部36は、上側(+Z側)に第2の面36bを有する。第2の面36bは、収容空間Pの底面として機能する。
また、貫通孔38は、下側(鉄心コア10側)において、対向空間Sに開口する。
また、接着剤40が、対向面39aに及ぶことで、結線部21の鉄心コア10側には、接着剤40が介在する。したがって、接着剤40によって、結線部21と鉄心コア10との絶縁が確保される。
図4に示すように、収容空間Pにおいて、接着剤40の界面40aと結線部21との接触部分Aは、結線部21の先端21aと、貫通孔38の上側の開口部38aと、の周方向の間に位置する。即ち、結線部21の先端21aと、接触部分Aと、開口部38aとは、周方向にこの順で並んでいる。
図5に示すように、貫通孔38は、径方向に延びる長孔であり、長孔の短手方向の幅は、結線部21の線束の幅よりも小さい。したがって、結線部21の先端21aが、軸方向から見て貫通孔38の開口部38aに重なるように配置された場合(図5の仮想線)であっても、結線部21が貫通孔38を閉塞しない。これにより、未硬化の接着剤40を、貫通孔38を介し対向空間Sに十分に行き渡らせることができる。
図6は、上側インシュレータ30を成形するための金型構成を説明する図であり、収容部35に着目した断面模式図である。
上金型71には、周壁部37bを反転した凹部71aと、凹部71aの間に挟まれ底部36の第2の面36bを成形するための平坦面71bとを有する。
下金型72は、上側に突出する第1凸部72aと、第1凸部72aの上面からさらに上側に突出する第2凸部72bとを有する。第1凸部72aは、収容部35の凹部39を反転した形状を有する。また、第2凸部72bは、収容部35の貫通孔38を反転した形状を有する。
ここで、上側を臨む面とは、法線ベクトルが+Z方向のベクトル要素を有している面を意味する。また、下側を向く面とは、法線ベクトルが−Z方向のベクトル要素を有している面を意味する。したがって、斜め上側を向く面は、軸方向上側を臨む面であり、斜め下側を向く面は、軸方向下側を臨む面である。
本実施形態によれば、上側を臨む面(上端面37cおよび第2の面36b)が、上側から見て互いに異なる位置に設けられている。同様に、下側を臨む面(第1の面36aおよび対向面39a)が、下側から見て互いに異なる位置に設けられている。貫通孔38、収容空間P、および対向空間Sは、それら上側および下側に臨む面以外に軸方向上下の何れからから見ても隠れる凹部や貫通孔がない。したがって、上側を臨む面を上金型71により成形し、下側を臨む面を下金型72により成形することができ、軸方向以外に動作するスライド金型を用いることなく収容部35を成形できる。このため、収容部35を安価に製造できる。
次に、上述した固定子1に採用可能な、収容空間Pにおける結線部の配置方法について、変形例1として説明する。
図7は、変形例1の結線部121の配置方法を示す断面模式図である。なお、図7には、結線部121に繋がるコイル線122を巻き付ける巻き付け部34を模式的に図示した。
結線部121は、コイル線122を巻き付け部34に巻き付けた後に撚り合わせて接合されている。結線部121は、屈曲点121bにおいて屈曲されている点において、上述した実施形態の結線部21と異なる。
次に、上述した固定子1に採用可能な、収容空間Pにおける結線部の配置方法について、変形例2として説明する。
図8は、変形例2の結線部221の配置方法を示す断面模式図である。
変形例2の配置方法は、変形例1の配置方法と類似しているが、結線部221を収容部35に挿入する方向が異なる。
結線部221は、変形例1の結線部121と同様の構成を有するが、結線部221の収容空間Pへの挿入方向が異なる。
次に、上述した固定子1に採用可能な、変形例3の収容部135について説明する。
なお、以下に説明する変形例3および後段において説明する変形例4〜変形例6において示す収容部は、上側(+Z側、軸方向の一方側)を臨む全ての面が、上側から見て、互いに異なる位置に設けられている。また、下側(−Z側、軸方向の他方側)を臨むすべての面が、下側から見て互いに異なる位置に設けられている。さらに、貫通孔38、収容空間P、および対向空間Sは、それら上側および下側に臨む面以外に軸方向上下の何れからから見ても隠れる凹部や貫通孔がない。したがって、これらの収容部においても、スライド金型を用いることなく成形できる。
収容部135は、上述の収容部35と比較して、底部136の構成が主に異なる。
底部136は、下側(−Z側)に鉄心コア10と対向し接触する第1の面136aを有する。また、底部136は、上側(+Z側)に第2の面136bを有する。第1の面136aは、鉄心コア10の上側端面10aと接触する。
貫通孔138は、下側(鉄心コア10側)において、対向空間Sに開口する。
次に、上述した固定子1に採用可能な、変形例4の収容部235について説明する。
図10は、変形例4の収容部235を示す断面模式図である。
収容部235は、上述の収容部35と比較して、底部236の構成が主に異なる。
図10に示すように、変形例4の収容部235は、周壁部237bと、底部236と、を有する。
次に、上述した固定子1に採用可能な、変形例5の収容部335について説明する。
図11は、変形例5の収容部335を示す断面模式図である。
収容部335は、上述の収容部35と比較して、底部336の構成が主に異なる。
図11に示すように、変形例5の収容部335は、周壁部337bと、底部336と、を有する。
次に、上述した固定子1に採用可能な、変形例6の収容部435について説明する。
図12は、変形例6の収容部435を示す断面模式図である。
収容部435は、上述の収容部35と比較して、底部436の構成が主に異なる。
図12に示すように、変形例6の収容部435は、周壁部437bと、底部436と、を有する。
なお、図13に示すように、接着剤40は、あえて第1の面436aと対向する鉄心コア10の上側端面10aに達するようにして硬化されていても良い。接着剤40は、上側端面10aに達しつつ、貫通孔438から途切れてしまわない程度の粘度が望ましい。
Claims (20)
- 軸方向に延びる中心軸を中心として回転する回転子を備えたモータの固定子であって、
周方向に並ぶティース部を有する鉄心コアと、
前記ティース部に巻き付けられる複数のコイルと、
前記鉄心コアの軸方向一方側に位置する収容部と、を備え、
前記コイルは、前記コイル同士を結線する結線部を有し、
前記結線部の少なくとも一部は、前記収容部の内部に収容されて接着剤で固定され、
前記収容部は、前記鉄心コアと対向する対向面を有する底部と、前記底部から前記鉄心コアの反対側に延びる周壁部と、を有し、
前記対向面と前記鉄心コアとの間には、対向空間が設けられ、
前記底部には、前記対向空間に開口する貫通孔が設けられ、
前記接着剤が、前記収容部の内部から前記貫通孔を介し前記対向面まで及んでいる、
固定子。 - 前記対向面が、前記鉄心コアの軸方向端面に対し平行、又は傾斜した面である、
請求項1に記載の固定子。 - 前記底部が、前記鉄心コアと対向する第1の面を有し、
前記第1の面に軸方向一方側に凹む凹部が設けられ、前記凹部が前記対向面を有する、
請求項1又は2に記載の固定子。 - 軸方向から見て、前記結線部の先端が、前記貫通孔の前記鉄心コアと反対側の開口と重ならない、
請求項1〜3の何れか一項に記載の固定子。 - 前記収容部が周方向に延び、
前記接着剤の界面と前記結線部との接触部分が、前記結線部の先端と、前記貫通孔の前記鉄心コアと反対側の開口と、の周方向の間に位置する、
請求項1〜4の何れか一項に記載の固定子。 - 前記収容部が周方向に延び、
周方向に沿って、前記貫通孔の前記鉄心コアと反対側の開口が、前記接着剤の界面と前記結線部との接触部分と、前記結線部の先端と、の周方向の間に位置する、
請求項1〜4の何れか一項に記載の固定子。 - 前記結線部は、前記収容部の周方向一方側から周方向他方側に向かって挿入され、
前記結線部の先端は、前記収容部の周方向他方側に位置し、
前記貫通孔の前記鉄心コアと反対側の開口は、前記収容部の周方向一方側に位置する
請求項5又は6に記載の固定子。 - 前記結線部は、前記収容部の周方向一方側から周方向他方側に向かって挿入され、
前記結線部の先端は、前記収容部の周方向他方側に位置し、
前記貫通孔の前記鉄心コアと反対側の開口は、前記収容部の周方向他方側に位置する
請求項5又は6に記載の固定子。 - 前記底部が前記鉄心コアの軸方向端面と接触する、
請求項1〜8の何れか一項に記載の固定子。 - 前記底部と前記鉄心コアとの間に隙間が設けられている、
請求項1〜8の何れか一項に記載の固定子。 - 前記貫通孔は、前記結線部が通過できない形状を有する、
請求項1〜10の何れか一項に記載の固定子。 - 前記貫通孔は、長孔を有し、
前記長孔の幅は、前記結線部の線束の幅よりも小さい、
請求項11に記載の固定子。 - 前記収容部が周方向に延び、
前記結線部は、前記収容部の周方向一方側から周方向他方側に向かって挿入され、
前記貫通孔は、径方向に延びる長孔である、
請求項12に記載の固定子。 - 前記収容部は、軸方向の一方側を臨む全ての面が、軸方向の一方側から見て互いに異なる位置に設けられており、軸方向の他方側を臨むすべての面が、軸方向の他方側から見て互いに異なる位置に設けられている、
請求項1〜13の何れか一項に記載の固定子。 - 前記接着剤が、前記鉄心コアの軸方向端面に固着されている、
請求項1〜14の何れか一項に記載の固定子。 - 前記接着剤は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤のうち何れか1種又は2種以上の組み合わせである、
請求項1〜15の何れか一項に記載の固定子。 - 前記接着剤は、粘度が10[mPa・s]以上200[Pa・s]以下である、
請求項1〜16の何れか一項に記載の固定子。 - 前記鉄心コアの軸方向一方側に位置するインシュレータを備え、
前記インシュレータは、前記収容部を有する、
請求項1〜17の何れか一項に記載の固定子。 - 請求項1〜18の何れか一項に記載の固定子と、回転子と、を有するモータ。
- 請求項19に記載のモータを有する圧縮機。
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