JP6489183B2 - ステータ、その製造方法、そのステータを用いたモータ及び圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、インシュレータがステータコアにインサート成形により一体成形されるステータに関し、さらにステータの製造方法、そのステータを用いたモータ及び圧縮機に関する。

モータのステータには、ステータコアとマグネットワイヤとを絶縁するためのインシュレータが必要であり、インシュレータの成形方法としては、ステータと一体に成形する方法が公知である。

例えば、特許文献１（特許第４９３６０５１号公報）では、インシュレータの射出成形金型で筒状のステータコアの端面を押さえ、当該端面とキャビティ（凹部）とで囲まれた空洞に溶融樹脂を流して、インシュレータを成形している。

しかしながら、ステータコアの端面間寸法は精度が出し難く、ステータコアの端面と金型との隙間が許容値を超えて拡大した場合、その隙間から溶融樹脂が漏れ出てステータコアの外周に付着する。圧縮機の場合、ステータコアは圧縮機の筒状胴部に焼嵌め又は溶接によって固定されるので、その際にステータコアの外周に付着していた樹脂が溶けてゴミとなり配管等を詰まらせる可能性もある。

本発明の課題は、外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることがないステータコアを用いたステータを提供することにある。

本発明の第１観点に係るステータは、ステータコアと、インシュレータとを備える。ステータコアは、環状の部材である。インシュレータは、ステータコアの軸方向の端面に配置された樹脂製の部材である。ステータコアは、最外周が内接する筒状の胴部の中に配置されている。ステータコアは、インシュレータが取り付けられる前から環状を成し、且つ、ステータコアの端面の外周には、軸方向と平行となるように構成された外周面を有している。外周面の少なくとも一部は、ステータコアの最外周よりも径方向で内側となる段部を形成している。インシュレータの外周は、胴部よりも径方向で内側となる。インシュレータは、環状部と、突出部と、壁部とを含んでいる。環状部は、円環形状を有し、ステータコアの上端面と接触する。突出部は、環状部の周方向に沿って配置され、環状部の内周面から径方向内側に向かって突出する。壁部は、突出部よりも径方向外側で且つ段部の外周面よりも径方向内側で、環状部の上端から鉛直方向上方に向かって突出する。

このステータでは、ステータコアの外周面の少なくとも一部に、ステータコアの最外周よりも径方向で内側となる段部を形成している。そのため、インシュレータがステータコアにインサート成形により一体成形される場合には、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができる。

段部外周面の寸法精度は高いので、インシュレータ成形金型のキャビティ型と「段部」の外周面との隙間は、溶融樹脂が漏れ出ない程度に維持することは容易である。したがって、従来のインシュレータ成形金型でステータコア端面を押さえる方法に比べて、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第２観点に係るステータは、第１観点に係るステータであって、段部の外周面とインシュレータの外周とは、平面視で同形状である。

仮に、段部の外周とインシュレータの外周とが平面視で同形状でなかった場合、インシュレータ成形型のキャビティ型において、段部外周が嵌まる部分と、インシュレータの樹脂が充填される空洞との間に段が必要となるので、金型製作時の加工工程が増し、型費の増大を招く。

このステータでは、段部の外周とインシュレータの外周とが平面視で同形状である場合、段部外周が嵌まる部分と、インシュレータの樹脂が充填される空洞とが一致し、当該部分が当該空洞に兼用されるので、加工工程は増加せず、型費の増大にはならない。

また、インシュレータ成形後に、ステータコアの段部外周面とインシュレータの外周面とが面一になるので仕上がりも良い。

本発明の第３観点に係るステータは、第１観点又は第２観点に係るステータであって、段部がステータコアの片側端部のみに形成されている。

このステータでは、段部が設けられている側の端面を金型で押さえることなく、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができるのでステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。さらに、ステータコアの一端面を金型で押さえても、他方の端面側に空間が存在するので、端面間寸法にバラツキがあっても型締めが妨げられない。

本発明の第４観点に係るステータは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係るステータであって、ステータコアの外周面には、軸方向に沿って延びる切欠きである複数のコアカットが形成されている。コアカットの最深域は、インシュレータの外周面と平面視で一致する。

このステータでは、インシュレータの外周をコアカットの最深域まで拡張することによって、巻線空間を確保することができるというメリットがある。また、インシュレータ成形金型の型構造において、コアカットを形成する凸型を、段部が嵌まる凹型外縁の型面に突き合わせることができるので、樹脂射出成形後、インシュレータの外周面、ステータコアの段部外周面、及びコアカットの底面の稜線が一直線となり仕上がりがよい。

本発明の第５観点に係るステータは、第１観点から第４観点のいずれか１つに係るステータであって、インシュレータが、ステータコアの端面のうち一方の端面に配置される第１のインシュレータと、他方の端面に配置される第２のインシュレータとを含んでいる。第１のインシュレータと第２のインシュレータとは、それぞれの最外周よりも内側で一体的に繋がっている。

このステータでは、第１のインシュレータと第２のインシュレータとがそれぞれの最外周よりも内側で一体的に繋がっているので、射出成形金型により一体成形することができる。

本発明の第６観点に係るステータは、第１観点から第５観点のいずれか１つに係るステータであって、ステータコアは、板状部材が積層されることによって形成されている。

このステータでは、例えば、ステータコアの端面から一又は複数の板状部材の外周のみを内側へ小さくして段部を形成することができる。そのため、インシュレータがステータコアにインサート成形により一体成形される場合には、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができる。

本発明の第７観点に係るステータの製造方法は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係るステータの製造方法であって、ステータコアのうち段部を除く胴部と同じ平面形状を有する第１の電磁鋼板を第１所定量だけ積層することによって胴部が形成される。また、段部と同じ平面形状を有する第２の電磁鋼板を第１所定量よりも少ない第２所定量だけ胴部上に積層することによって段部を形成される。これによってステータコアが形成される。

このステータの製造方法では、予め段部の平面形状を有する第２の電磁鋼板を積層するだけで段部を形成することができるので、製作が容易である。

本発明の第８観点に係るステータの製造方法は、第１観点から第７観点のいずれか１つに係るステータの製造方法であって、インシュレータを射出成形する金型内にステータコアを、段部と金型のキャビティ型とが嵌合するようにセットし、金型内に溶融樹脂を射出することによって、インシュレータが成形される。

段部の外周の寸法は、ステータコアの端面間寸法に比べて安定し精度も高いので、インシュレータ成形金型のキャビティ型と段部の外周面との隙間は、溶融樹脂が漏れ出ない程度に維持することは容易である。

したがって、このステータの製造方法では、従来のインシュレータ成形金型でステータコア端面を押さえる方法に比べて、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第９観点に係るモータは、第１観点から第８観点のいずれか１つに係るステータと、ステータの内側に配置されるロータとを備える。

このモータでは、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第１０観点に係る圧縮機の製造方法は、第１観点から第９観点のいずれか１つに係るステータが、圧縮機の筒状の胴体に焼嵌め又は溶接によって固定されている。

この圧縮機の製造方法では、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。その結果、ステータコアが圧縮機の筒状胴部に焼嵌め又は溶接によって固定される際に、「ステータコアの外周に付着していた樹脂が溶けてゴミとなり配管等を詰まらせる」ことが、未然に防止される。

本発明の第１観点に係るステータでは、ステータコアが、最外周が内接する筒状の胴部の中に配置され、ステータコアの端面の外周に、軸方向と平行となるように構成された外周面を有し、その外周面の少なくとも一部がステータコアの最外周よりも径方向で内側となる段部を形成しており、さらにインシュレータの外周が胴部よりも径方向で内側となっている。そのため、インシュレータがステータコアにインサート成形により一体成形される場合には、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができる。

段部外周面の寸法精度は高いので、インシュレータ成形金型のキャビティ型と段部の外周面との隙間は、溶融樹脂が漏れ出ない程度に維持することは容易である。したがって、従来のインシュレータ成形金型でステータコア端面を押さえる方法に比べて、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第２観点に係るステータでは、段部の外周とインシュレータの外周とが平面視で同形状である場合、キャビティ型において、段部外周が嵌まる部分と、インシュレータの樹脂が充填される空洞とが一致し、当該部分が当該空洞に兼用されるので、金型製作時の加工工程は増加せず、型費の増大にはならない。

また、インシュレータ成形後に、ステータコアの段部外周面とインシュレータの外周面とが面一になるので仕上がりも良い。

本発明の第３観点に係るステータでは、段部が設けられている側の端面を金型で押さえることなく、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができるのでステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。さらに、ステータコアの一端面を金型で押さえても、他方の端面側に空間が存在するので、端面間寸法にバラツキがあっても型締めが妨げられない。

本発明の第４観点に係るステータでは、インシュレータ成形金型の型構造において、コアカットを形成する凸型を、段部が嵌まる凹型外縁の型面に突き合わせることができるので、樹脂射出成形後、インシュレータの外周面、ステータコアの段部外周面、及びコアカットの底面の稜線が一直線となり仕上がりがよい。

本発明の第５観点に係るステータでは、第１のインシュレータと第２のインシュレータとがそれぞれの最外周よりも内側で一体的に繋がっているので、射出成形金型により一体成形することができる。

本発明の第６観点に係るステータでは、例えば、ステータコアの端面から一又は複数の板状部材の外周のみを内側へ小さくして段部を形成することができる。そのため、インシュレータがステータコアにインサート成形により一体成形される場合には、段部の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができる。

本発明の第７観点に係るステータの製造方法では、予め段部の平面形状を有する第２の電磁鋼板を積層するだけで段部を形成することができるので、製作が容易である。

本発明の第８観点に係るステータの製造方法では、従来のインシュレータ成形金型でステータコア端面を押さえる方法に比べて、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第９観点に係るモータでは、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

本発明の第１０観点に係る圧縮機の製造方法では、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。その結果、ステータコアが圧縮機の筒状胴部に焼嵌め又は溶接によって固定される際に、「ステータコアの外周に付着していた樹脂が溶けてゴミとなり配管等を詰まらせる」ことが、未然に防止される。

ロータリ圧縮機の縦断面図。 図１のＡ−Ａ線におけるステータコアの断面図 ステータの上面図。 図３のＢ−Ｂ線におけるステータの断面図。 ステータコアの平面図。 ステータコアの側面図。 ステータコアとその上端面に取り付けられているインシュレータの斜視図。 ステータコアとその下端面に取り付けられているインシュレータの斜視図。 ステータコアをインシュレータの成形金型に設置した状態を示す概略断面図。 両端面側に段部を設けたステータコアをインシュレータの成形金型に設置した状態を示す概略断面図。 従来のステータコアをインシュレータの成形金型に設置した状態を示す概略断面図。 図９は、変形例に係るステータコアの平面図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態であるステータ、それを用いたモータ、及びそのモータを備える圧縮機について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態のステータが用いられるモータは、ロータリ圧縮機の駆動モータである。ロータリ圧縮機は、空気調和装置等の冷凍装置に備えられる冷媒回路に接続される。ロータリ圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒ガスを圧縮する機能を有している。

（１）ロータリ圧縮機１０１の構成
図１は、ロータリ圧縮機１０１の縦断面図である。図１において、ロータリ圧縮機１０１は、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、モータ１６と、クランクシャフト１７と、吸入管１９と、吐出管２０とを備えている。ロータリ圧縮機１０１で圧縮される冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ２２、Ｒ３２および二酸化炭素である。以下、ロータリ圧縮機１０１の各構成要素について説明する。

（１−１）ケーシング１０
ケーシング１０は、円筒形の円筒胴部１１と、ボウル形の頂部１２と、ボウル形の底部１３とで構成されている。頂部１２は、円筒胴部１１の上端部に連結されている。底部１３は、円筒胴部１１の下端部に連結されている。

ケーシング１０は剛性部材で成形されているので、ケーシング１０の内部空間および外部空間の圧力および温度の変化によって変形および破損が起こりにくい。ケーシング１０は、円筒胴部１１の円筒形の軸方向が鉛直方向に沿うように設置されている。

なお、本実施形態では、円筒胴部１１は円筒形ではあるが、その筒状の胴体は円柱に限定されるものではなく、楕円柱、角柱など円柱以外の筒状構造であってもよい。

ケーシング１０の内部空間の下部は、潤滑油が貯留される油貯留部１０ａを構成している。潤滑油は冷凍機油であり、ケーシング１０の内部空間に存在する摺動部の潤滑性を向上させるために用いられる。

ケーシング１０は、圧縮機構１５と、モータ１６と、クランクシャフト１７とを収容している。圧縮機構１５は、クランクシャフト１７を介してモータ１６と連結されている。吸入管１９および吐出管２０は、ケーシング１０を貫通するように、ケーシング１０と連結されている。

（１−２）圧縮機構１５
圧縮機構１５は、フロントヘッド２３と、シリンダ２４と、リアヘッド２５と、ピストン２１とで構成されている。フロントヘッド２３、シリンダ２４およびリアヘッド２５は、レーザ溶接によって一体的に締結されている。

圧縮機構１５は、低圧の冷媒ガスを吸引して圧縮し、高圧の冷媒ガスを吐出する。圧縮機構１５の上方の空間は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間Ｓ１である。圧縮機構１５は、油貯留部１０ａに貯留されている潤滑油に浸かっている。潤滑油は、圧縮機構１５の摺動部に供給される。

圧縮機構１５は、圧縮室４０を有している。圧縮室４０は、フロントヘッド２３、シリンダ２４およびリアヘッド２５によって囲まれた空間である。圧縮室４０は、ピストン２１によって、吸入管１９と連通する吸入室と、高圧空間Ｓ１と連通する吐出室とに区画される。

ピストン２１は、クランクシャフト１７の偏心軸部１７ａが嵌め込まれている。クランクシャフト１７が回転すると、ピストン２１は、クランクシャフト１７の回転軸を中心とする公転運動を行う。ピストン２１の公転運動によって、吸入室および吐出室の容積が変化する。

（１−３）モータ１６
モータ１６は、ブラシレスＤＣモータであり、圧縮機構１５の上方に設置されている。モータ１６は、ステータ５１とロータ５２とで構成されている。ステータ５１は、円筒形の部材であり、ケーシング１０の円筒胴部１１の内周面に固定される。

ロータ５２は、円柱形の部材であり、ステータ５１の内側に設置される。ステータ５１とロータ５２との間には、わずかな隙間が形成されている。モータ１６の構成の詳細については、後半で説明する。

（１−４）クランクシャフト１７
クランクシャフト１７は、その中心軸が鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト１７は、偏心軸部１７ａを有している。クランクシャフト１７の偏心軸部１７ａは、圧縮機構１５のピストン２１と連結されている。クランクシャフト１７の鉛直方向上側の端部は、モータ１６のロータ５２と連結されている。クランクシャフト１７は、フロントヘッド２３およびリアヘッド２５によって支持されている。

（１−５）吸入管１９
吸入管１９は、ケーシング１０の円筒胴部１１を貫通する管である。ケーシング１０の内部空間において、吸入管１９の端部は、圧縮機構１５に嵌め込まれている。ケーシング１０の外部空間において、吸入管１９の端部は、冷媒回路に接続されている。吸入管１９は、冷媒回路から圧縮機構１５に冷媒を供給するための管である。

（１−６）吐出管２０
吐出管２０は、ケーシング１０の頂部１２を貫通する管である。ケーシング１０の内部空間において、吐出管２０の端部は、モータ１６の上方に位置している。ケーシング１０の外部空間において、吐出管２０の端部は、冷媒回路に接続されている。吐出管２０は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒を冷媒回路に供給するための管である。

（２）モータ１６の構成
図２は、図１のＡ−Ａ線におけるステータコア６０の断面図である。図３は、ステータ５１の上面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線におけるステータ５１の断面図である。

モータ１６は、９個の集中巻きコイルを有する集中巻きモータである。モータ１６は、インバータ制御によって駆動される可変速モータである。モータ１６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を有する３相モータである。

（２−１）ステータ５１
ステータ５１は、ステータコア６０と、インシュレータ７１，７２とを有している。図４に示されるように、ステータコア６０の鉛直方向の上端面６０ａには、インシュレータ７１が取り付けられ、ステータコア６０の鉛直方向の下端面６０ｂには、インシュレータ７２が取り付けられている。

（２−１−１）ステータコア６０
図５Ａは、ステータコア６０の平面図である。また、図５Ｂは、ステータコア６０の側面図である。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、ステータコア６０は、電磁鋼板からなる多数の環状プレートが鉛直方向に積層された筒形状の部材である。ステータコア６０の筒形状の軸方向は鉛直方向である。

ステータコア６０の上端面６０ａから軸方向に沿って所定区間Ｄは、ステータコア６０の最外周よりも内側に小さく、段部６１１を形成している。

ステータコア６０は、互いに形状の異なる第１電磁プレート６０１と第２電磁プレート６０２とで構成されている。第１電磁プレート６０１は、電磁鋼板を図５Ａの平面形状と同じ形状と成るように打抜き加工によって成形されている。第２電磁プレート６０２は、外周が第１電磁プレート６０１の外周よりも内側で且つ円周形状となるように打抜き加工によって成形されている。

ステータコア６０の段部６１１を除く胴部６１は、第１電磁プレート６０１を第１所定枚数だけ積層することによって形成されている。また、段部６１１は、胴部６１に第２電磁プレート６０２を第２所定枚数だけ積層することによって形成されている。第２所定枚数は、第１所定枚数より少なく、１枚〜５枚程度で足りる。

ステータコア６０は、ロータリ圧縮機１０１のケーシング１０に固定されている。ステータコア６０とケーシング１０とは、焼嵌めによって固定される。先ず、ケーシング１０の円筒胴部１１を４００度程度に加熱し、円筒胴部１１の内径を拡大させる。次に、内径が拡大した円筒胴部１１内にステータコア６０を挿入し、円筒胴部１１を冷却する。そして、円筒胴部１１の内径が収縮することによって、ステータコア６０の外周が円筒胴部１１の内周面によって締め付けられ、両者の固定が完了する。なお、ステータコア６０は、圧入または溶接によって、ケーシング１０に固定されてもよい。

ステータコア６０は、図２に示されるように、胴部６１と、９個の歯６２とを有する。それぞれの歯６２は、胴部６１の内周面から、胴部６１の径方向内側に向かって突出している。胴部６１の径方向は、鉛直方向に直交する水平面内にある。９個の歯６２は、胴部６１の周方向に沿って、４０度の角度間隔で等間隔に配置されている。

ステータコア６０の胴部６１の外周面には、図２に示すように、９個のコアカット６１ａが形成されている。それぞれのコアカット６１ａは、胴部６１の上端面から下端面に亘り、胴部６１の中心軸に沿って形成されている切欠きである。

それぞれのコアカット６１ａは、歯６２から見て、胴部６１の径方向外側に位置している。９個のコアカット６１ａは、胴部６１の周方向に沿って、４０度の角度間隔で等間隔に配置されている。コアカット６１ａは、ロータリ圧縮機１０１の円筒胴部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びる空間を形成する。

（２−１−２）巻線６６
ステータコア６０の各歯６２は、図３および図４に示されるように、インシュレータ７１，７２を間に介在させた状態で、巻線６６が巻き付けられている。ステータ５１には、９個のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３；Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３；Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が形成されている。図３において、時計回りに、コイルＵ１，Ｗ３，Ｖ１，Ｕ２，Ｗ１，Ｖ２，Ｕ３，Ｗ２，Ｖ３が順に配置されている。

巻線６６は、銅線等の電気伝導体である。巻線６６は、９本の巻線６６のそれぞれが、各歯６２に独立して巻き付けられる、いわゆる、集中巻きコイルである。インシュレータ７１，７２は、ステータコア６０と、巻線６６とを絶縁している。巻線６６は、図３に示される白抜きの矢印に沿って、時計回りの方向に巻き付けられている。

コイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、ステータコア６０の周方向に１２０度の角度間隔で配置されている歯６２のそれぞれに巻線６６が巻かれて形成されている。コイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、並列または直列に結線され、モータ１６のＵ相を形成している。

コイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、ステータコア６０の周方向に１２０度の角度間隔で配置されている歯６２のそれぞれに巻線６６が巻かれて形成されている。コイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、並列または直列に結線され、モータ１６のＶ相を形成している。

コイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、ステータコア６０の周方向に１２０度の角度間隔で配置されている歯６２のそれぞれに巻線６６が巻かれて形成されている。コイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、並列または直列に結線され、モータ１６のＷ相を形成している。

図３に示されるように、ステータコア６０の周方向に沿って隣り合う２つのコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３；Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３；Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の間には、コイル間の隙間であるスロットＳＬ１〜ＳＬ９が形成されている。図３に示されるステータ５１の上面図において、スロットＳＬ１は、コイルＵ１とコイルＷ３との間の隙間であり、スロットＳＬ２〜ＳＬ９は、スロットＳＬ１から時計回りに配置されている。

（２−１−３）インシュレータ７１，７２
インシュレータ７１，７２は、それぞれ、ステータコア６０の鉛直方向の両端面６０ａ，６０ｂ（図４参照）に取り付けられる絶縁体である。インシュレータ７１，７２は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミドおよびポリエステル等の高い耐熱性を有する樹脂から成形される。

図６は、ステータコア６０の上端面６０ａに取り付けられているインシュレータ７１の斜視図である。また、図７は、ステータコア６０の下端面６０ｂに取り付けられているインシュレータ７２の斜視図である。

インシュレータ７１は、環状部７１ａと、９個の突出部７１ｂと、９個の壁部７１ｃとから構成されている。

環状部７１ａは、円環形状を有している。環状部７１ａは、ステータコア６０の胴部６１の上端面と接触している。

突出部７１ｂは、環状部７１ａの内周面から、環状部７１ａの径方向内側に向かって突出している。突出部７１ｂは、環状部７１ａの周方向に沿って配置されている。突出部７１ｂは、ステータコア６０の歯６２の上端面と接触している。突出部７１ｂの数は、胴部６１の歯６２の数と同じである。突出部７１ｂは、歯６２と共に巻線６６が巻かれる。

壁部７１ｃは、環状部７１ａの端面から、鉛直方向上方に向かって突出している。壁部７１ｃは、突出部７１ｂよりも径方向外側で、且つ巻線６６の径方向外側に形成されている。

壁部７１ｃは、第１内面８１ａおよび第１外面８１ｂを有する。第１内面８１ａは、壁部７１ｃの径方向内側の面である。第１外面８１ｂは、壁部７１ｃの径方向外側の面である。第１内面８１ａは、巻線６６と対向する。

同様に、インシュレータ７２も環状部７１ａと、９個の突出部７１ｂと、９個の壁部７１ｃとから構成されている（図７参照）。

環状部７２ａは、円環形状を有している。環状部７２ａは、ステータコア６０の胴部６１の下端面と接触している。

突出部７２ｂは、環状部７２ａの内周面から、環状部７２ａの径方向内側に向かって突出している。突出部７２ｂは、環状部７２ａの周方向に沿って配置されている。突出部７２ｂは、ステータコア６０の歯６２の下端面と接触している。突出部７２ｂの数は、胴部６１の歯６２の数と同じである。突出部７１ｂは、歯６２と共に巻線６６が巻かれている。

壁部７２ｃは、環状部７２ａの端面から、鉛直方向に向かって突出している。壁部７２ｃは、突出部７２ｂよりもの径方向外側で、且つ巻線６６の径方向外側に形成されている。

壁部７２ｃは、第１内面８２ａおよび第１外面８２ｂを有する。第１内面８２ａは、壁部７２ｃの径方向内側の面である。第１外面８２ｂは、壁部７２ｃの径方向外側の面である。第１内面８２ａは、巻線６６と対向する。

（２−２）ロータ５２
図１において、ロータ５２は、ロータコア５２ａと、複数の磁石５２ｂとを有する。ロータコア５２ａは、鉛直方向に積層された複数の金属板から構成される。磁石５２ｂは、ロータコア５２ａに埋め込まれている。磁石５２ｂは、ロータコア５２ａの周方向に沿って、等間隔に配置されている。

ロータ５２は、クランクシャフト１７に連結されている。クランクシャフト１７は、ロータ５２を鉛直方向に貫通する。ロータ５２は、クランクシャフト１７を介して、圧縮機構１５と接続されている。

（３）インシュレータ７１，７２の製造方法
図８Ａは、ステータコア６０をインシュレータ７１，７２の成形金型に設置した状態を示す概略断面図である。図８Ａにおいて、上型ＭＤＡ及び下型ＭＤＢはステータコア６０にインシュレータ７１，７２を射出成形するためのインサート成形金型である。

上型ＭＤＡ及び下型ＭＤＢは、下型ＭＤＢにステータコア６０がセットされたのちに型締めされる。

型締め後の上型ＭＤＡとステータコア６０との間には、空洞ＳＡが形成されている。溶融樹脂が、この空洞ＳＡに充填されることによって、インシュレータ７１が成形される。

また、型締め後の下型ＭＤＢとステータコア６０との間には、空洞ＳＢが形成されている。溶融樹脂が、この空洞ＳＢに充填されることによって、インシュレータ７２が成形される。なお、インシュレータ７１とインシュレータ７２とは、それぞれの最外周よりも内側で一体的に繋がっている。

（従来の工法）
ここで、従来工法との差異について説明する。図８Ｃは、従来のステータコアをインシュレータの成形金型に設置した状態を示す概略断面図である。図８Ｃにおいて、従来は、ステータコア１６０の端面１６０ａを上型ＭＤＡで押さえ、空洞ＳＡ及び空洞ＳＢに溶融樹脂を充填していた。

しかし、ステータコア１６０は、電磁鋼板の積層によって形成されているので高さ寸法Ｌは安定せず、型締め後の上型ＭＤＡとステータコア１６０の端面１６０ａとの隙間ＣＬが拡大した場合、そこから溶融樹脂が漏れ出し、ステータコア１６０の外周面上で固着する。

ステータコア１６０の外周面は、ロータリ圧縮機１０１のケーシング１０内に焼嵌めされるので、そのような樹脂が付着していると配管詰りなどの不具合を引き起こす可能性がある。

（新たな工法）
本実施形態では、上記の樹脂漏れを防止するため、図５Ｂに示すように、ステータコア６０の胴部６１の上端面６０ａ側に、胴部６１の外周よりも小さい外周を有する段部６１１を設け、図８Ａに示すように、上型ＭＤＡの空洞ＳＡの内周面に段部６１１の外周を対峙させる工法を採用している。

ステータコア６０は、電磁鋼板の積層であるため端面間寸法は安定しないが、段部の径方向寸法は打抜き加工により高い精度で寸法出しができるので、ロット間の寸法バラツキも極めて小さい。それゆえ、上型ＭＤＡの空洞ＳＡの内周面と段部６１１の外周面６１１ａとの隙間を許容範囲内に収めることができる。

その結果、溶融樹脂が当該隙間から漏れ出で、ステータコア６０の胴部６１の外周面に付着することが防止される。

（その他）
なお、本実施形態では、ステータコア６０の下端面６０ｂと下型ＭＤＢとの間に隙間が発生することはないので、下端面６０ｂ側に段部６１１を設けていないが、当然、下端面６０ｂ側に段部６１１を設けてもよい。

図８Ｂは、両端面側に段部６１１を設けたステータコア６０をインシュレータ７１，７２の成形金型に設置した状態を示す概略断面図である。図８Ｂにおいて、溶融樹脂が漏れ出ない原理は、既に説明した図８Ａの場合と同じであるので、説明は省略する。

一方、ステータコア６０の両端面側に段部６１１を設けたことによるメリットとして、ステータコア６０をロボットアームで下型ＭＤＢのセットする際に、ステータコア６０をロボットアーム側に供給するコンベア上に、ステータコア６０の上下を気にせずに配置でき、作業性が良いという点が挙げられる。

（４）圧縮機の動作
ロータリ圧縮機１０１の動作について、図１を参照しながら説明する。モータ１６が始動すると、ロータ５２に連結されているクランクシャフト１７の偏心軸部１７ａは、クランクシャフト１７の回転軸を中心に偏心回転する。

クランクシャフト１７の回転により、偏心軸部１７ａに連結されているピストン２１は、圧縮室４０において、クランクシャフト１７の回転軸を中心とする公転運動を行う。ピストン２１の公転運動によって、圧縮室４０の吸入室および吐出室の容積が変化する。

低圧のガス冷媒は、吸入管１９から圧縮室４０の吸入室に吸入される。吸入室の容積は、ピストン２１の公転運動によって減少する。これにより、吸入室の冷媒が圧縮され、吸入室は、高圧のガス冷媒が満たされた吐出室となる。高圧のガス冷媒は、吐出室から高圧空間Ｓ１に吐出される。吐出された冷媒は、鉛直方向上方に向かって、ステータ５１とロータ５２との間の空間であるエアギャップを通過する。その後、冷媒は、吐出管２０からケーシング１０の外部に吐出される。

ケーシング１０の油貯留部１０ａに貯留されている潤滑油は、主として、圧縮機構１５の摺動部に供給される。圧縮機構１５の摺動部に供給された潤滑油は、圧縮室４０に流入する。圧縮室４０において、潤滑油は、微小な油滴となって、冷媒ガスに混入する。そのため、圧縮機構１５から吐出された圧縮冷媒は、潤滑油を含んでいる。圧縮冷媒に含まれる潤滑油の一部は、モータ１６の上方の高圧空間Ｓ１において、冷媒の流れによる遠心力によって冷媒から分離され、ケーシング１０の内周面に付着する。ケーシング１０の内周面に付着した潤滑油は、ケーシング１０の内周面を伝って落下して、モータ１６のステータ５１の上面の高さ位置に到達する。そして、潤滑油は、ステータコア６０のコアカット６１ａを通過して落下する。コアカット６１ａを通過した潤滑油は、最終的に、油貯留部１０ａに戻る。

なお、このロータリ圧縮機１０１では、インシュレータ７１の成形時に溶融樹脂がステータコア６０の外周面に漏れ出ない新たな工法を用いているので、「ステータコア６０をロータリ圧縮機１０１のケーシング１０に焼嵌め又は溶接する際に、樹脂が離散してケーシング１０内に残留し、冷媒及び潤滑油とともに流動して配管などを塞ぐ」などの事態が未然に防止されているので、信頼性が高い。

（５）特徴
（５−１）
ステータ５１では、ステータコア６０の端面６０ａから一又は複数の第２電磁プレート６０２の外周のみを内側へ小さくして段部６１１を形成している。そのため、インシュレータ７１がステータコア６０にインサート成形により一体成形される場合には、段部６１１の外周面６１１ａでインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができる。

段部６１１の外周面６１１ａの寸法精度は高いので、インシュレータ成形金型のキャビティ型と段部６１１の外周面６１１ａとの隙間を、溶融樹脂が漏れ出ない程度に維持することは容易である。したがって、従来のインシュレータ成形金型でステータコア端面を押さえる方法に比べて、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。

（５−２）
ステータ５１では、段部６１１の外周とインシュレータの外周とが平面視で同形状である場合、キャビティ型において、段部６１１の外周面６１１ａが嵌まる部分と、インシュレータの樹脂が充填される空洞とが一致し、当該部分が当該空洞に兼用されるので、金型製作時の加工工程は増加せず、型費の増大にはならない。

また、インシュレータ７１の成形後に、ステータコア６０の段部６１１の外周面６１１ａとインシュレータ７１の環状部７１ａの外周面とが面一になるので仕上がりも良い。

（５−３）
ステータ５１では、段部６１１が設けられている側の端面を金型で押さえることなく、段部６１１の外周でインシュレータ成形金型のキャビティ型とコア型との間を塞ぐ構成を採ることができるので、ステータコアの外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。さらに、ステータ５１では、ステータコア６０の一端面を金型で押さえても、他方の端面側に空間が存在するので、端面間寸法にバラツキがあっても型締めが妨げられない。

（５−４）
ステータ５１の製造方法では、予め段部６１１の平面形状を有する第２電磁プレート６０２を積層するだけで段部６１１を形成することができるので、製作が容易である。

（５−５）
ステータ５１の製造方法では、ステータコア６０の外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制されるので、ステータ５１を用いたモータの信頼性が高い。

（５−６）
ロータリ圧縮機１０１の製造方法では、ステータコア６０の外周にインシュレータ成形時の樹脂が漏れ出ることが抑制される。その結果、ステータコア６０がロータリ圧縮機１０１の円筒胴部１１に焼嵌め又は溶接によって固定される際に、「ステータコア６０の外周に付着していた樹脂が溶けてゴミとなり配管等を詰まらせる」という事態が未然に防止される。

（６）変形例
本実施形態では、図５Ａ及び図６に示すように、ステータコア６０のコアカット６１ａの最深域と段部６１１の外周面６１１ａとは平面視で一致していない。しかし、それに限定されるものではない。

図９は、変形例に係るステータコア６０の平面図である。図９において、コアカット６１ａの底を深くして、コアカット６１ａの最深域と段部６１１の外周面６１１ａとを平面視で一致させてもよい。

かかる場合、インシュレータ７１及びインシュレータ７２の外周をコアカット６１ａの最深域まで拡張することによって、巻線空間を確保することができるというメリットがある。

また、インシュレータ成形金型の型構造において、コアカット６１ａを形成する凸型を、段部６１１が嵌まる凹型外縁の型面に突き合わせることができるので、樹脂射出成形後、インシュレータ７１の外周面、段部６１１の外周面、及びコアカット６１ａの底面側稜線が一直線となり仕上がりがよい。

（７）その他の構成
（７−１）
上記実施形態では、「ステータコア６０の外周がインシュレータ７１の外周よりも大きい」ことを前提に説明しているが、インシュレータ７１が円筒胴部１１に接しない内側になるのであれば、ステータコア６０の外周よりもインシュレータ７１の外周が大きくなる部分があってもよい。例えば、コアカット６１ａの切欠き部分にインシュレータ７１があってもよい。

（７−２）
本実施形態では、ステータコア６０は電磁鋼板を積層したものであり、端面から１又は複数の電磁鋼板の外周をインシュレータ７１の外周と平面視で一致させることで段部６１１を構成している。

しかし、ステータコア６０は電磁鋼板の積層によるものだけでなく、金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体に成形されたもの、いわゆる圧粉コアであってもよい。

この場合、ステータコア６０のうち端面から軸方向に沿った所定区間は、外周が最外周よりもインシュレータ７１に近づく方向に入り込むように段部６１１を形成すればよく、好ましくは、段部６１１の外周とインシュレータ７１の外周とが平面視で同形状であればよい。

実施形態では、ロータリ圧縮機に用いられるモータのステータを用いて説明したが、本発明に係るステータは、ロータリ圧縮機に限らずスクロール圧縮機など他の圧縮機にも有用である。

１１ 胴部
１６ モータ
５１ ステータ
５２ ロータ
６０ ステータコア
６０ａ 端面
６１ 胴部
６１ａ コアカット
７１，７２ インシュレータ
１０１ 圧縮機
６０１ 第１電磁プレート（板状部材、第１の電磁鋼板）
６０２ 第２電磁プレート（板状部材、第２の電磁鋼板）
６１１ 段部
６１１ａ 外周面（外周）

特許第４９３６０５１号公報

Claims (10)

1. 環状のステータコア（６０）と、
   前記ステータコア（６０）の軸方向の端面に配置された樹脂製のインシュレータ（７１）と、
   を備え、
   前記ステータコア（６０）は、最外周が内接する筒状の胴部の中に配置され、
   前記ステータコア（６０）は、前記インシュレータ（７１）が取り付けられる前から環状を成し、且つ、前記ステータコア（６０）の前記端面の外周には、前記軸方向と平行となるように構成された外周面を有し、
   前記外周面の少なくとも一部は、前記ステータコア（６０）の前記最外周よりも径方向で内側となる段部（６１１）を形成し、
   前記インシュレータ（７１）の外周は、前記胴部よりも径方向で内側となっており、
   前記インシュレータ（７１）は、
   円環形状を有し、前記ステータコア（６０）の上端面と接触する環状部（７１ａ）と、
   前記環状部（７１ａ）の周方向に沿って配置され、前記環状部（７１ａ）の内周面から径方向内側に向かって突出する突出部（７１ｂ）と、
   前記突出部（７１ｂ）よりも径方向外側で且つ前記段部（６１１）の外周面よりも径方向内側で、前記環状部（７１ａ）の上端から鉛直方向上方に向かって突出する壁部（７１ｃ）と、
   を含む、
   ステータ（５１）。
2. 前記段部（６１１）の前記外周面と前記インシュレータ（７１）の外周とは、平面視で同形状である、
   請求項１に記載のステータ（５１）。
3. 前記段部（６１１）は、前記ステータコア（６０）の片側端部のみに形成されている、
   請求項１又は請求項２に記載のステータ（５１）。
4. 前記ステータコア（６０）の外周面には、前記軸方向に沿って延びる切欠きである複数のコアカット（６１ａ）が形成されており、
   前記コアカット（６１ａ）の最深域は、前記インシュレータ（７１）の外周面と平面視で一致する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のステータ（５１）。
5. 前記インシュレータは、前記ステータコア（６０）の前記端面のうち一方の前記端面に配置される第１のインシュレータ（７１）と、他方の前記端面に配置される第２のインシュレータ（７２）とを含み、
   前記第１のインシュレータ（７１）と前記第２のインシュレータ（７２）とは、それぞれの最外周よりも内側で一体的に繋がっている、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のステータ（５１）。
6. 前記ステータコア（６０）は、板状部材が積層されることによって形成されている、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のステータ（５１）。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のステータの製造方法であって、
   前記ステータコア（６０）のうち前記段部（６１１）を除く胴部（６１）と同じ平面形状を有する第１の電磁鋼板（６０１）を第１所定量だけ積層することによって前記胴部（６１）を形成し、
   前記段部（６１１）と同じ平面形状を有する第２の電磁鋼板（６０２）を前記第１所定量よりも少ない第２所定量だけ前記胴部（６１）上に積層することによって前記段部（６１１）を形成する、
   ことによって前記ステータコアが形成される、
   ステータの製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のステータの製造方法であって、
   前記インシュレータ（７１）を射出成形する金型内に前記ステータコア（６０）を、前記段部（６１１）と前記金型のキャビティ型とが嵌合するようにセットし、前記金型内に溶融樹脂を射出することによって、前記インシュレータ（７１）が成形される、
   ステータの製造方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のステータ（５１）と、
   前記ステータの内側に配置されるロータ（５２）と、
   を備えるモータ（１６）。
10. 圧縮機の製造方法であって、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のステータ（５１）は、圧縮機の筒状の胴部（１１）に焼嵌め又は溶接によって固定される、
    圧縮機の製造方法。

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