JP6537623B2 - ステータ、電動機、圧縮機、及び冷凍空調装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るステータ2を備えた電動機1の内部構造を概略的に示す断面図である。
電動機1は、ステータ2と、ロータ3とを有する。電動機1は、例えば、永久磁石埋込型電動機である。ステータ2は、軸線A0(回転中心)を中心とする円周方向に円環状に配列された複数の分割コア部21と、巻線25を備えている。
例えば、電動機1の製造工程において、互いに連結された複数の分割コア部21は、各ヨーク部221がステータ2の外周を構成するように、円環状に折り畳まれる。円環状のステータ2の内部に、エアギャップを介してロータ3が挿入されることにより図1に示されるような円環状のステータ2が構成される。
複数の分割コア部21の各々は、ステータ鉄心22と、絶縁部材としてのコイルボビン24(第1の絶縁部材)と、絶縁部材23(第2の絶縁部材)とを有する。
ステータ鉄心22は、ヨーク部221と、連結部222と、ティース部223とを有する。
コイルボビン24は、軸線方向におけるティース部223の端部に備えられている。コイルボビン24は、巻線25を支持する巻線支持部245を有する。巻線支持部245は、主部240と、第1の副部241と、第2の副部242とを有する。図6に示されるように、コイルボビン24は、さらに、基部243と、第2の係合部としての突起244を有してもよい。
図8は、ロータ3の構造を概略的に示す断面図である。
図9は、コイルボビン24aの構造を概略的に示す平面図である。
図10は、巻線25が巻回された分割コア部21aの構造を概略的に示す断面図である。
図11は、ハウジング4の内部にステータ2及びロータ3が固定された電動機1aの内部構造を概略的に示す断面図である。
図11に示されるように、電動機1aは、ハウジング4(シェル)をさらに備えてもよい。例えば、円環状のステータ2及びステータ2の内部のロータ3は、焼き嵌めによってハウジング4の内部に固定されていてもよい。
比較例としての分割コア部21bにおいて、連結部222は、ヨーク部221とティース部223とを連結する曲面222aを有する。すなわち、ヨーク部221とティース部223とを連結する部分が曲面である。ただし、分割コア部21bに備えられたコイルボビン24bは、曲面222aを越えて突き出た突出部を有していない。そのため、図12に示されるように、ステータ鉄心22の曲面222aに沿って巻線25を巻回しようとすると、特に曲面222a部分において巻線25を整列させることが困難である。したがって、曲面222a付近の領域において、絶縁部材23及びコイルボビン24bを介してステータ鉄心22に巻回された巻線25の巻乱れが生じている。この結果、曲面222a付近の領域における巻線25の密度(占積率)は低い。すなわち、図12に示される比較例のように、ステータ鉄心22が分割コアであっても、ヨーク部221とティース部223とを連結する部分が曲面である場合には、巻線25を整列させることが困難である。
図13は、比較例としての複数のステータ鉄心220が円環状に連結された状態を示す平面図である。各ステータ鉄心220は互いに同じ構造である。
図14は、比較例としてのステータ鉄心220を用いたステータ2aを電動機に搭載した場合のステータ鉄心220における磁気回路を示す図である。
図15は、実施の形態1に係るステータ2を電動機に搭載した場合のステータ鉄心22における磁気回路を示す図である。図14及び図15において、ステータ鉄心220及び22における複数の磁束(磁力線)は細線によってそれぞれ示されている。
図17は、焼き嵌めによってハウジング4内に嵌合された比較例に係るステータ2aのステータ鉄心220における応力分布を示す図である。
図18は、焼き嵌めによってハウジング4内に嵌合された実施の形態1に係るステータ2のステータ鉄心22における応力分布を示す図である。
実施の形態2.
次に、実施の形態1(各変形例を含む)で説明した電動機1を搭載した圧縮機100について説明する。
図19は、本発明の実施の形態2に係る圧縮機100の構造を概略的に示す断面図である。
次に、上述した実施の形態2に係る圧縮機100を搭載した冷凍空調装置300について説明する。
図20は、本発明の実施の形態3に係る冷凍空調装置300の構成を概略的に示す図である。冷凍空調装置300は、例えば、冷暖房運転が可能な空気調和機である。図20に示される冷媒回路図は、冷房運転が可能な空気調和機の冷媒回路図の一例である。
Claims (13)
- 巻線と、
軸線を中心とする円周方向に円環状に配列された複数の分割コア部と
を備え、
前記複数の分割コア部の各々は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部から前記軸線に向かう径方向に延びるティース部と、
前記ヨーク部と前記ティース部とを連結する曲面を有する連結部と、
前記軸線に平行な軸線方向における前記ティース部の端部に備えられ、外縁を有する第1の絶縁部材と、
前記円周方向に面する前記ティース部の側面を覆う第2の絶縁部材と
を有し、
前記巻線は、前記第1の絶縁部材及び前記第2の絶縁部材を介して前記連結部及び前記ティース部に巻回されており、
前記第1の絶縁部材は、前記曲面を越えて突き出た第1の突出部を有し、
前記外縁の内の前記曲面から最も離れた位置から前記曲面までの長さが、前記第2の絶縁部材の厚さの5倍よりも大きく、
前記ティース部は、前記径方向における先端部に、前記円周方向に向けて傘状に広がるように形成されたティース歯先部を有し、
前記第1の絶縁部材は、前記径方向と直交する方向において前記ティース部を越えて突き出た第2の突出部を、前記軸線方向における前記ティース歯先部上に有する
ステータ。 - 前記第1の突出部は、前記巻線を支持する第1の副巻枠を有する
請求項1に記載のステータ。 - 前記第1の副巻枠により支持された前記巻線と前記曲面との間に間隙が形成されている請求項2に記載のステータ。
- 前記第1の突出部は、第3の副巻枠をさらに有し、
前記第1の副巻枠及び前記第3の副巻枠により段差が形成されている
請求項2又は3に記載のステータ。 - 前記第2の突出部は、前記巻線を支持する第2の副巻枠を有する請求項4に記載のステータ。
- 前記ヨーク部は、第1の係合部を有し、
前記第1の絶縁部材は、前記第1の係合部と係合する第2の係合部を有する
請求項1から5のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記連結部の前記曲面の曲率半径は、2.5mm以上5mm以下である請求項1から6のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記第2の絶縁部材は、フィルムである請求項1から7のいずれか1項に記載のステータ。
- 軸線を中心とする円周方向に円環状に配列された複数の分割コア部、及び巻線を備えたステータと、
前記ステータの内側において回転可能に支持されたロータと
を備え、
前記複数の分割コア部の各々は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部から前記軸線に向かう径方向に延びるティース部と、
前記ヨーク部と前記ティース部とを連結する曲面を有する連結部と、
前記軸線に平行な軸線方向における前記ティース部の端部に備えられ、外縁を有する第1の絶縁部材と、
前記円周方向に面する前記ティース部の側面を覆う第2の絶縁部材と
を有し、
前記巻線は、前記第1の絶縁部材及び前記第2の絶縁部材を介して前記連結部及び前記ティース部に巻回されており、
前記第1の絶縁部材は、前記曲面を越えて突き出た突出部を有し、
前記外縁の内の前記曲面から最も離れた位置から前記曲面までの長さが、前記第2の絶縁部材の厚さの5倍よりも大きく、
前記ティース部は、前記径方向における先端部に、前記円周方向に向けて傘状に広がるように形成されたティース歯先部を有し、
前記第1の絶縁部材は、前記径方向と直交する方向において前記ティース部を越えて突き出た第2の突出部を、前記軸線方向における前記ティース歯先部上に有する
電動機。 - 前記ロータは、永久磁石を有し、
前記永久磁石は、ネオジウム、鉄、及びボロンを主成分とする希土類磁石であり、
前記永久磁石の20℃における残留磁束密度が1.27T以上1.42T以下であり、
前記永久磁石の20℃における保磁力が1671kA/m以上1922kA/m以下である
請求項9に記載の電動機。 - ハウジングをさらに備え、
前記ステータは、焼き嵌めにより前記ハウジング内に固定されている請求項9又は10に記載の電動機。 - 電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を収容する密閉容器と
を備え、
前記電動機は、
軸線を中心とする円周方向に円環状に配列された複数の分割コア部、及び巻線を備えたステータと、
前記ステータの内側において回転可能に支持されたロータと
を備え、
前記複数の分割コア部の各々は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部から前記軸線に向かう径方向に延びるティース部と、
前記ヨーク部と前記ティース部とを連結する曲面を有する連結部と、
前記軸線に平行な軸線方向における前記ティース部の端部に備えられ、外縁を有する第1の絶縁部材と、
前記円周方向に面する前記ティース部の側面を覆う第2の絶縁部材と
を有し、
前記巻線は、前記第1の絶縁部材及び前記第2の絶縁部材を介して前記連結部及び前記ティース部に巻回されており、
前記第1の絶縁部材は、前記曲面を越えて突き出た突出部を有し、
前記外縁の内の前記曲面から最も離れた位置から前記曲面までの長さが、前記第2の絶縁部材の厚さの5倍よりも大きく、
前記ティース部は、前記径方向における先端部に、前記円周方向に向けて傘状に広がるように形成されたティース歯先部を有し、
前記第1の絶縁部材は、前記径方向と直交する方向において前記ティース部を越えて突き出た第2の突出部を、前記軸線方向における前記ティース歯先部上に有する
圧縮機。 - 第1の送風機、凝縮器、絞り装置、及び圧縮機を有する室外機と、
第2の送風機及び蒸発器を有する室内機と、
前記室外機と前記室内機とを接続する冷媒配管と
を備え、
前記圧縮機は、
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を収容する密閉容器と
を備え、
前記電動機は、
軸線を中心とする円周方向に円環状に配列された複数の分割コア部、及び巻線を備えたステータと、
前記ステータの内側において回転可能に支持されたロータと
を備え、
前記複数の分割コア部の各々は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部から前記軸線に向かう径方向に延びるティース部と、
前記ヨーク部と前記ティース部とを連結する曲面を有する連結部と、
前記軸線に平行な軸線方向における前記ティース部の端部に備えられ、外縁を有する第1の絶縁部材と、
前記円周方向に面する前記ティース部の側面を覆う第2の絶縁部材と
を有し、
前記巻線は、前記第1の絶縁部材及び前記第2の絶縁部材を介して前記連結部及び前記ティース部に巻回されており、
前記第1の絶縁部材は、前記曲面を越えて突き出た突出部を有し、
前記外縁の内の前記曲面から最も離れた位置から前記曲面までの長さが、前記第2の絶縁部材の厚さの5倍よりも大きく、
前記ティース部は、前記径方向における先端部に、前記円周方向に向けて傘状に広がるように形成されたティース歯先部を有し、
前記第1の絶縁部材は、前記径方向と直交する方向において前記ティース部を越えて突き出た第2の突出部を、前記軸線方向における前記ティース歯先部上に有する
冷凍空調装置。
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