WO2015063877A1 - 電動機及びこれを備えた圧縮機、電動機の製造方法 - Google Patents

電動機及びこれを備えた圧縮機、電動機の製造方法 Download PDF

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WO2015063877A1
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winding
stator
wound
layer
electric motor
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PCT/JP2013/079372
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良平 宇野
増本　浩二
真理子 永井
一之 山本
良行 寺井
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/095—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor, a compressor provided with the electric motor, and a method for manufacturing the electric motor, and more particularly to a winding means for windings wound around an insulator.
  • the compressor used for compressing the refrigerant and the like includes, for example, a shell that is a sealed container, a stator that is fixed to the inner peripheral surface of the shell, a rotor that is connected to a shaft and is rotatably supported, The rotation of the rotor is transmitted through a shaft, and the compressor has a compression mechanism that uses the transmitted power to compress the refrigerant.
  • the stator has, for example, an iron core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, an insulator formed of an insulator such as resin, and a winding wound around the insulator. This winding is wound around an insulator in a plurality of layers, and various methods have been proposed for this winding method.
  • Patent Document 1 For example, a stator that employs a winding method that effectively utilizes a dead space formed between windings of two adjacent cores has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the technique described in Patent Document 1 uses a dead space as an asymmetrical method for winding two adjacent cores and improves the space factor of the winding.
  • the winding method of two adjacent cores is asymmetrical as in the technique described in Patent Document 1, and the position of the winding on the innermost diameter side is shifted. It is possible to make a wall with windings of adjacent cores so that there is no such thing.
  • a stator has been proposed in which a winding is wound around a core while providing a gap for accommodating the winding in any winding layer, and then the winding is performed while filling the gap (for example, Patent Documents 2 and 3). reference).
  • Patent Documents 2 and 3 in winding of the outermost layer of the winding, the winding is wound from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator while leaving a gap corresponding to a preset pitch. Inner winding is given. Then, after performing the inner winding, the outer winding is performed in which the winding is wound from the inner diameter side of the stator toward the outer diameter side so as to fill a gap formed by the inner winding.
  • Patent Documents 2 and 3 by using the inner winding and the outer winding together, the windings of the outermost layers intersect each other, and the winding of the winding is suppressed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-333783 see, for example, paragraphs [0061]-[0066], FIG. 19 and FIG. 20
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2005-12876 see, for example, abstract and FIG. 6
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-240010 see abstract, for example
  • the means for suppressing the unwinding of the winding using the technique described in Patent Document 1 uses the winding of the adjacent core as a wall for preventing the unwinding, so that the gap between the adjacent cores is as close to 0 as possible. Winding design is required. For this reason, it is necessary to consider the wire diameter lineup of ready-made windings, the required number of turns for windings, the manufacturing variation of windings, the processing variation of windings, etc., and there is a problem that the design of the stator becomes complicated .
  • the position of the winding sandwiched between the inner diameter side winding and the outer diameter side winding is regulated by the inner diameter side winding and the outer diameter side winding, the positional deviation hardly occurs.
  • the innermost diameter winding there is an outer diameter side winding, but no winding for position restriction is arranged on the inner diameter side.
  • the innermost diameter winding is separated from the innermost diameter side wall of the core (insulator).
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the winding wound around the insulator is unraveled while suppressing the complexity of the stator design and increasing the manufacturing cost. It aims at providing the electric motor which can suppress this, a compressor provided with the same, and the manufacturing method of an electric motor.
  • An electric motor includes a stator having a core in which windings are wound around a plurality of layers at a predetermined pitch on a tooth, and the windings of adjacent windings are inclined so that the windings of the windings are inclined.
  • the n-th layer fills the gap with the first winding portion wound from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator so as to form a gap of one pitch or more of the winding at a preset position.
  • the second winding portion that is wound continuously from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator and intersects the first winding portion, and the gap is the stator of the teeth. It is an intermediate part in the radial direction and is provided at a position where the nth layer switches to the (n + 1) th layer.
  • the electric motor according to the present invention has the above-described configuration, so that the winding wound around the insulator is unraveled while suppressing the complexity of the stator design and the increase in manufacturing cost. Can be suppressed. be able to.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an insulator and the like attached to the stator shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic configuration example diagram of a state where a winding is wound around the insulator shown in FIG. 3. It is explanatory drawing of the coil
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a compressor 100 including an electric motor 1b according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the stator 2 of the electric motor 1b according to the present embodiment, and is a view of the stator 2 as viewed from above.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the stator 2 of the electric motor 1b according to the present embodiment, and is a view of the stator 2 seen from the side.
  • the electric motor 1b according to the present embodiment suppresses the winding 6 wound around the insulator 7 from being unwound while suppressing the complexity of the design of the stator 2 and suppressing an increase in manufacturing cost. Improvements that can be made.
  • the compressor 100 is connected to the airtight container 1, the suction pipe 1g for supplying the refrigerant into the airtight container 1, the liquid reservoir 1h connected to the suction pipe 1g, and the suction pipe 1g, and compresses the refrigerant.
  • the compressor 100 is shown as an example of a rolling piston type compressor.
  • the hermetic container 1 constitutes an outer shell of the compressor 100.
  • the hermetic container 1 is composed of an upper shell 1a1 and a lower shell 1a2 that constitutes a shell and a lower shell of the compressor 100.
  • the upper shell 1a1 is an end-side shell that constitutes the upper portion of the sealed container 1, and is, for example, drawn and has a bowl shape.
  • the upper shell 1a1 is connected to a discharge pipe 1f provided in communication with the inside and outside of the sealed container 1.
  • the upper shell 1a1 is provided with a glass terminal used for passing a current through the electric motor 1b.
  • the lower shell 1a2 constitutes an intermediate portion and a lower portion of the sealed container 1, and has, for example, a bottomed cylindrical shape whose lower side is closed. That is, the lower shell 1a2 is formed with an opening on the upper side to press-fit the upper shell 1a1, and stores the refrigerating machine oil used for reducing the sliding friction of the compression mechanism 1d by closing the lower side. It is like that.
  • the lower shell 1 a 2 is connected to a suction pipe 1 g for supplying a refrigerant into the sealed container 1.
  • the stator 2 of the electric motor 1b is attached to the inner peripheral surface of the lower shell 1a2, and the compression mechanism 1d is attached to the inner peripheral surface of the lower shell 1a2 and below the surface to which the stator 2 is attached. Yes.
  • suction pipe 1g and reservoir 1h One of the suction pipes 1g is connected to the lower shell 1a2 of the sealed container 1 so as to communicate with the cylinder of the compression mechanism 1d.
  • the other end of the suction pipe 1g is connected to a liquid reservoir 1h.
  • the liquid reservoir 1h has a function as a muffler for reducing refrigerant sound and the like flowing into the compressor 100.
  • the liquid reservoir 1h also has a function as an accumulator capable of storing a liquid refrigerant.
  • One side of the liquid reservoir 1h is connected to the suction pipe 1g.
  • the compression mechanism 1 d compresses the refrigerant supplied via the liquid reservoir 1 h and the suction pipe 1 g and discharges it into the sealed container 1.
  • the compression mechanism 1d is attached to the inner surface of the lower shell 1a2.
  • the compression mechanism 1d is provided with a cylinder that compresses the refrigerant supplied from the suction pipe 1g, a piston that slidably rotates the cylinder, and the like. This piston is connected to the shaft 1c and moves eccentrically in the cylinder.
  • the compression mechanism 1d is provided with bearings 1e that rotatably support the shaft 1c on the upper end surface side and the lower end surface side.
  • the motor 1b includes a shaft 1c whose lower end is connected to the bearing 1e of the compression mechanism 1d, a rotor 3 to which the shaft 1c is fixed and which transmits its rotation to the shaft 1c, and a stator around which a plurality of windings 6 are wound. 2.
  • the rotor 3 is fixed to the upper side of the connection position of the compression mechanism 1d, and the shaft 1c rotates with the rotation of the rotor 3 to rotate the piston of the compression mechanism 1d.
  • the rotor 3 is provided with a permanent magnet (not shown) and is rotatably supported by a shaft 1c.
  • the rotor 3 is supported at a predetermined interval with respect to the inside of the stator 2.
  • the stator 2 rotates the rotor 3, and the outer peripheral surface is fixed to the inner peripheral surface of the lower shell 1a2.
  • the stator 2 includes a core 5 made of a plurality of electromagnetic steel plates, an insulator 7 attached to the core 5, and a winding 6 wound around the core 5 through the insulator 7. .
  • the core 5 is configured by arranging a plurality of magnetic steel sheets obtained by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in an annular shape.
  • An insulator 7 used for insulation between the winding 6 and the core 5 is attached to the core 5.
  • the insulator 7 is made of, for example, a resin so that the winding 6 and the core 5 are insulated.
  • the compression mechanism 1d side of the insulator 7 is an insulator lower portion 7a
  • the upper shell 1a1 side of the insulator 7 is an insulator upper portion 7b. That is, a portion located below the lower end surface from the core 5 is referred to as an insulator lower portion 7a, and a portion located above the upper end surface from the core 5 is referred to as an insulator upper portion 7b.
  • a cavity portion (not shown) is formed in the insulator upper portion 7b, and a magmate 8 to which a lead wire 9 used for supplying electricity to the U phase, the V phase, and the W phase is connected is embedded. .
  • the U phase, the V phase, and the W phase are electrically connected to each other via a jumper wire 10.
  • the winding 6 is wound around the core 5 through the insulator 7 in a plurality of layers.
  • the stator 2 functions as an electromagnet, and interacts with a permanent magnet provided in the rotor 3 to generate a rotational force of the rotor 3.
  • the discharge pipe 1f is a pipe that discharges the high-temperature and high-pressure refrigerant in the sealed container 1 compressed by the compression mechanism 1d.
  • One end of the discharge pipe 1f is connected to a four-way valve (not shown) used for switching the flow path, and the other end is connected to the upper shell 1a1 so as to communicate with the inside and outside of the sealed container 1. .
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an insulator 7 and the like mounted on the stator 2.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a state where the winding 6 is wound around the insulator 7.
  • 4 (a) and 5 (a) are views of the insulator 7 and the like seen from the inner peripheral surface side of the stator 2
  • FIGS. 4 (b) and 5 (b) are the lower side of the stator 2
  • 4 (c) and FIG. 5 (c) are views of the insulator 7 and the like viewed from the side surface of the insulator 7,
  • FIG. 5D is a view of the insulator 7 and the like as viewed from above the stator 2 (upper shell 1a1 side).
  • the insulator 7 and the winding 6 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the insulator 7 includes, in addition to the insulator lower part 7 a and the insulator upper part 7 b that constitute a part of the outer peripheral side of the insulator 7, a winding part 7 c that is a part around which the winding 6 is wound, and an inner side surface of the rotor 3.
  • the outer peripheral surface has an inner peripheral portion 7d facing the winding 6.
  • the outer peripheral side portion of the insulator 7 including the insulator lower portion 7a and the insulator upper portion 7b is referred to as an outer peripheral portion 7A.
  • the insulator 7 has the outer peripheral part 7A, the winding part 7c, and the inner peripheral part 7d.
  • the winding part 7c has an inner diameter side connected to the inner peripheral part 7d and an outer diameter side connected to the outer peripheral part 7A.
  • the winding portion 7c is formed so as to cover a part of a portion called a tooth of the core 5.
  • the dimension from the right side to the left side of FIG. 4A (the dimension from the upper side to the lower side in FIG. 4B and FIG. 4D) is defined as the width dimension.
  • the vertical dimension is longer than the width dimension. Therefore, a surface corresponding to the vertical dimension of the winding portion 7c is defined as a long surface, and a surface corresponding to the width dimension of the winding portion 7c is defined as a short surface.
  • a first short side surface 7c1 (upper surface) constituting the lower end surface of the winding portion 7c is formed on the winding portion 7c, and a second short side constituting the upper end surface of the winding portion 7c.
  • a surface 7c2 (lower surface) is formed.
  • the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2 are opposed to each other.
  • the winding portion 7c has a first longitudinal surface 7c3 (side surface) constituting a side surface of the winding portion 7c and a second longitudinal surface 7c4 (side surface) formed at a position opposed to the first longitudinal surface 7c3. ) And are formed.
  • the first longitudinal surface 7c3 and the second longitudinal surface 7c4 are opposed surfaces.
  • the winding portion 7c is formed with the first short surface 7c1, the second short surface 7c2, the first long surface 7c3, and the second long surface 7c4 as outer peripheral surfaces.
  • the first long surface 7c3 and the second long surface 7c4 are formed on the end side of the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2, and from the first short surface 7c1 side to the second short surface 7c2 side.
  • the winding 6 is wound in parallel to the direction of heading.
  • one of the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2 is wound such that the winding 6 is inclined with respect to the radial direction of the stator 2, and the inner layer winding 6 is further wound. And the outer layer winding 6 adjacent to the inner layer cross.
  • the winding 6 is wound in parallel to the direction from the first long surface 7c3 side to the second long surface 7c4 side. That is, the pitch of the winding 6 is advanced by one on one of the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2.
  • the inner peripheral portion 7 d is formed so that the inner surface faces the outer peripheral surface of the rotor 3 and the outer surface faces the winding 6.
  • 7 d of inner peripheral parts are connected to the inner diameter side part of the stator 2 among the winding parts 7c, and are formed so that it may extend up and down.
  • the inner peripheral portion 7d is used for regulating the winding 6 wound around the winding portion 7c so as not to drop off.
  • Winding 6 The winding 6 is wound around the winding portion 7c of the insulator 7 in a plurality of layers, and is composed of, for example, a copper wire.
  • the winding 6 is wound while being shifted in the pitch direction every time the winding portion 7c of the insulator 7 makes one round.
  • the pitch direction is a direction parallel to the direction from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator 2.
  • the winding 6 is wound around the insulator 7 by repeating this operation.
  • the odd-numbered layer is wound from the inner diameter side to the outer diameter side
  • the even-numbered layer is wound from the outer diameter side to the inner diameter side.
  • the winding 6 may be wound by skipping one pitch or more.
  • the winding 6 that is wound while being shifted from the inner diameter side to the outer diameter side and the winding 6 that is wound while being shifted from the outer diameter side to the inner diameter side may be mixed in the same layer. This will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the winding 6 wound around the insulator 7 of the electric motor 1b according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the first winding portion 6A and the gap 6C in the winding 6 shown in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the second winding portion 6B of the winding 6 shown in FIG.
  • the line L shown in FIG. 6 interferes with the winding 6 wound around the adjacent insulator 7 when the layer of the winding 6 exceeds the line L, and the reliability of the electric motor 1b is impaired. Therefore, the winding 6 is shown to be wound within a range not exceeding the line L.
  • the detailed configuration of the winding 6 will be described with reference to FIGS.
  • FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views of the winding 6 and the insulator 7 in a plane parallel to the radial direction of the stator 2.
  • the dotted lines shown in FIGS. 6 and 7 show the winding 6 of the seventh layer, which is the winding 6 wound around the first short surface 7c1.
  • the winding 6 indicated by the dotted line is a first winding wound from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator 2 so as to form a gap 6C corresponding to one pitch or more of the winding 6 at a preset location. Part 6A.
  • the winding 6 shown by the thicker solid line in FIGS. 6 and 8 is continuous from the first winding portion 6A, and the inner diameter of the stator 2 is filled so as to fill the gap 6C provided by the first winding portion 6A. It is the 2nd coil
  • the winding 6 in the seventh layer is composed of the first winding portion 6A and the second winding portion 6B.
  • the inner diameter side of the stator 2 with respect to the gap 6C provided in the first winding portion 6A of the first winding portion 6A and the second winding portion 6B are It is wound so as to intersect.
  • the second winding portion 6B is wound around the outside of the first winding portion 6A and intersects the first winding portion 6A.
  • the winding 6 intersects at the first winding portion 6A and the second winding portion 6B, and swells in the direction of the shaft 1c at the intersecting portion. That is, when viewed in cross section along AA ′ shown in FIG. 6, the second winding portion 6B (thick solid line in FIG. 6) swells in the direction of the shaft 1c, and the eighth layer from the seventh layer side. Projects to the eye side.
  • This swollen portion plays a role as a wall (unmelting prevention wall W) that prevents the winding 6 at the beginning of winding of the eighth layer from being unwound.
  • the second winding portion 6B immediately before switching to the eighth layer (n + 1 layer) has the winding 6 immediately after switching to the eighth layer (n + 1 layer) as the stator.
  • the position intersecting with the first winding portion 6A protrudes to the eighth layer (n + 1th layer) side so as to prevent shifting to the inner diameter side of 2.
  • winding 6 As a method of winding the winding 6 around the insulator 7 of the stator 2, concentrated winding in which the winding 6 is intensively wound around one insulator 7 and distributed winding in which the winding 6 is wound over a plurality of teeth. There is. (2) Furthermore, the winding 6 wound around the insulator 7 has a long side in a direction parallel to the shaft 1c and a short side in a direction orthogonal to the shaft 1c. When winding the winding 6 around the insulator 7, the winding 6 is wound while being shifted in the radial direction of the stator 2 on either the long side or the short side.
  • the winding 6 indicated by the thin solid line in FIG. 6 is the winding 6 in the eighth layer wound from the inner diameter side of the stator 2 toward the outer diameter side.
  • the seventh layer winding 6 (first winding portion 6A) and the eighth layer winding 6 cross each other at the first short surface 7c1. This shows that the electric motor 1b is a short side cross system.
  • the winding 6 is wound by being advanced by one pitch on the first short surface 7c1 which is one of the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2.
  • the winding 6 has only to be advanced by one pitch every time the winding 6 makes one turn.
  • the winding 6 advances by 1/2 pitch on the first short surface 7c1 and advances by 1/2 pitch on the second short surface 7c2. You may have done.
  • the first short surface 7c1 is advanced by 1 ⁇ 2 pitch and the second short surface 7c2 is advanced by 1 ⁇ 2 pitch, both the first short surface 7c1 and the second short surface 7c2 are inward and outward. The windings 6 of the adjacent layers will cross.
  • the winding 6 of the inner layer is wound while being inclined, and the winding 6 of the outer layer is wound so as to cross the one of the inner layer is wound around the adjacent insulator 7.
  • the winding 6 is wound in the direction of the shaft 1c so that the windings 6 do not interfere with each other. That is, the winding 6 is wound so that the shape of the winding 6 becomes a bowl shape, and the winding space factor is easily secured.
  • the short side cross method is employed has been described, but a long side cross method may be employed and a gap 6C may be provided on the long side side.
  • the winding 6 is wound around the winding portion 7c of the insulator 7 over 11 layers.
  • the winding 6 is configured such that the number of turns decreases as the winding 6 advances from the innermost layer to the outermost layer.
  • the winding 6 is wound entirely from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator 2 (insulator 7) from the first layer to the seventh layer, which is the innermost layer.
  • the number of turns decreases as the number of layers increases. For example, when comparing the seventh layer and the eighth layer, the number of windings is about 15 in the seventh layer, but about 10 in the eighth layer, which is about 5 times smaller.
  • the gap 6C is provided in the middle of the teeth, that is, in the middle of the winding portion 7c of the insulator 7.
  • the intermediate portion refers to a portion between the innermost diameter side and the outermost diameter side, not the outermost diameter side and the outermost diameter side of the teeth (insulator 7).
  • the gap 6C is provided at a position where the seventh layer to the eighth layer are switched. That is, the gap 6C is provided at a position adjacent to a portion (see N in FIG. 8) where the seventh layer has been wound and the eighth layer has been wound.
  • the gap 6C is provided at the position of the middle portion of the teeth in the radial direction of the stator 2 and switched from the nth layer to the (n + 1) th layer.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the gap 6C is a portion that is filled by winding the second winding portion 6B. For this reason, the gap 6C is not formed at the stage where the electric motor 1b is manufactured.
  • an example is shown in which the gap 6C is set to two pitches of the winding 6.
  • the seventh layer winding 6 is wound from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator 2 so as to form a gap 6C of one pitch or more at a preset position of the seventh layer winding 6.
  • the winding 6 is wound from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator 2 so as to fill the gap 6C formed in the gap forming step and intersect the winding 6 in the gap forming step.
  • This is a gap filling process.
  • the winding 6 is wound twice in the direction from the inner diameter side to the outer diameter side of the stator 2 so as to fill the gap 6C (see N-2 and N-1 in FIG. 8). ).
  • the winding 6 wound in this gap forming step intersects with the winding 6 wound in the gap forming step, and swells in the direction of the shaft 1c at the intersecting portion.
  • the winding 6 indicated by N-1 serves as a wall (unmelting prevention wall W) that prevents the winding 6 at the beginning of winding of the eighth layer indicated by N from being unraveled.
  • the winding 6 of the eighth layer is wound immediately after winding the winding 6 so as to fill the gap 6C in the gap filling process.
  • This is a layer switching process. Specifically, the winding 6 is wound so that the winding of the winding 6 in the eighth layer is in contact with the winding 6 wound so as to fill the gap 6C in the gap filling process (see FIG. 8). N).
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional winding method for windings.
  • the winding start winding 6 in the eighth layer which is a switching portion of the layers of the winding 6, intersects the winding 6 in the previous layer (seventh layer). It can be seen that exists. At this point, due to the swelling due to the intersection, the fixing force of the winding 6 is insufficient, and the winding 6 is likely to be unraveled.
  • the windings 6 of both layers are crossed by inclining and winding the windings 6 of the inner layer and the outer layer adjacent to each other on the first short surface 7c1, so that the winding 6 becomes the shaft. Swells in the direction of 1c.
  • the first winding portion 6A and the second winding portion 6B intersect each other, and the second winding portion 6B rides on a part of the first winding portion 6A. That is, the second winding portion 6B has a portion that fits in the gap 6C, but a portion that intersects the first winding portion 6A swells in the direction of the shaft 1c. This means that the winding 6 (see N-1 in FIG. 6) of the turn immediately before the winding layer is switched swells in the direction of the shaft 1c.
  • the winding 6 (see N in FIG. 6) of the turn whose winding layer is switched is wound around the insulator 7 along the bulge by the winding 6 (see N-1 in FIG. 6) of the immediately preceding turn. It becomes. Then, the swelling of the winding 6 (see N-1 in FIG. 6) of the immediately preceding turn unwinds the winding 6 (see N in FIG. 6) of the turn where the winding layer is switched to the inner diameter side of the stator 2. It acts as a wall that suppresses this (the anti-melting wall W). In this manner, the electric motor 1b according to the present embodiment is prevented from being melted.
  • the winding indicated by N-1 and the winding indicated by N-5 of the winding 6 intersect and swell in the axial direction.
  • the swelling of the winding 6 indicated by N-1 in the direction of the shaft 1c acts as a wall W for preventing the winding 6 indicated by N on the inner diameter side in the A-A 'cross section.
  • the one indicated by N-5 in the first winding portion 6A not only intersects with the one indicated by N-1 among the second winding portion 6B but also the one indicated by N-2. ing. For this reason, even if the winding 6 indicated by N, which is the start of winding of the eighth layer, is over the anti-melting wall W formed by the winding 6 indicated by N-1, the winding indicated by N-2 By the anti-melting wall W formed by the wire 6, it is possible to suppress the inner wall from being unwound from the winding 6 indicated by N-2.
  • the electric motor 1b according to the present embodiment is not a method in which the windings of adjacent cores are used as a wall for preventing unraveling as in Patent Document 1, and the design of the stator 2 can be suppressed from becoming complicated.
  • the electric motor 1b according to the present embodiment is not fixed by impregnating the winding 6 and the insulator 7 with a varnish, resin-molding and integrally forming, or hardening with an adhesive or the like. Therefore, it can suppress that manufacturing cost increases.
  • the gap 6C may be 1 pitch or 3 pitches or more. If the gap 6C is made larger, the second winding portion 6B of the winding 6 can easily enter the gap 6C, so that there is an advantage that it is easy to wind. On the other hand, if the gap 6C is made small, the second winding portion 6B of the winding 6 becomes difficult to enter the clearance 6C and may become difficult to wind. However, the winding 6 swells toward the shaft 1c as the entry becomes difficult. It becomes. For this reason, there is an effect that the winding 6 at the beginning of the winding of the eighth layer can be more reliably prevented from unraveling.

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Abstract

　ティースに予め設定されたピッチで巻線が複数層巻き付けられたコアを有するステータを備え、隣接する層の巻線が傾斜するように巻き付けられた電動機において、巻線の第ｎ層目は、予め設定された箇所に巻線の１ピッチ以上分の隙間を形成するように、ステータの外径側から内径側に巻き付けられた第１の巻線部と、隙間を埋めるように第１の巻線部から連続してステータの内径側から外径側に巻き付けられ、第１の巻線部と交差する第２の巻線部とを有し、隙間は、ティースのステータ径方向における中間部であって第ｎ層目から第ｎ＋１層目に切り替わる位置に設けられているものである。

Description

電動機及びこれを備えた圧縮機、電動機の製造方法
　本発明は、電動機及びこれを備えた圧縮機、電動機の製造方法に関し、特に、インシュレータに巻き付けられる巻線の巻き付け手段に関するものである。
　冷媒などを圧縮するのに利用される圧縮機は、たとえば、密閉容器であるシェルと、シェルの内周面に固定されるステータと、シャフトに接続されて回転自在に支持されているローターと、ローターの回転がシャフトを介して伝達され、この伝達された動力を冷媒の圧縮に利用する圧縮機構とを有している。
　なお、ステータは、たとえば電磁鋼板を複数積層させて構成される鉄心コアと、樹脂などの絶縁体で構成されるインシュレータと、インシュレータに巻き付けられる巻線とを有している。この巻線はインシュレータに複数層巻き付けられるが、この巻き付け方法には各種の方法が提案されている。
　たとえば、隣接する２つのコアの巻線間に形成されるデッドスペースを有効に活用する巻き方を採用したステータが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、隣接する２つのコアの巻き付け方法を左右非対称として、デッドスペースを有効活用し、巻線の占積率を向上させたものである。
　たとえば、最内径側の巻線の位置ずれを抑制するため、この特許文献１に記載の技術のように隣接する２つのコアの巻き付け方法を左右非対称とし、最内径側の巻線の位置がずれないように隣接するコアの巻線で壁を作る方法が考えられる。
　また、いずれかの巻線層に巻線が収まる隙間を設けながらコアに巻線を巻き付け、その後にその隙間を埋めながら巻線を施したステータが提案されている（たとえば、特許文献２、３参照）。この特許文献２、３では、巻線の一番外側の層の巻線の巻き付けにおいて、予め設定されたピッチ分の隙間を空けながら、ステータの外径側から内径側に向かって巻線を巻く内巻きが施される。そして、内巻きを実施した後に、内巻きにて空けた隙間を埋めるようにステータの内径側から外径側に向かって巻線を巻く外巻きを実施する。このように、特許文献２、３では、内巻き及び外巻きを併用することで、一番外側の層の巻線同士が交差し、巻線の解けが抑制されるようになっている。
特開２００３－３３３７８３号公報（たとえば、段落［００６１］－［００６６］、図１９及び図２０参照） 特開２００５－１２８７６号公報（たとえば、要約書及び図６参照） 特開２００９－２４００１０号公報（たとえば、要約書参照）
　特許文献１に記載の技術を利用して巻線の解けを抑制する手段では、隣接するコアの巻線を解け防止の壁とする方式なので、隣接コア間の隙間が限りなく０に近くなるような巻線設計が必要である。このため、既製巻線の線径ラインナップ、巻線の設計要求ターン数、巻線の製造バラツキ、及び巻線の加工バラツキなどを考慮する必要があり、ステータの設計が煩雑になるという課題がある。
　ここで、内径側巻線及び外径側巻線に挟まれている巻線は、内径側巻線及び外径側巻線に位置規制されているため、位置のずれが起こりにくい。しかし、最内径の巻線については、外径側巻線があるが、内径側には位置規制のための巻線が配置されていない。特に、コア（インシュレータ）の最内径側まで巻線が巻き付けられない場合においては、最内径の巻線がコア（インシュレータ）の最内径側の壁とも離れている。このため、特許文献２、３に記載の技術では、ステータにたとえば外力、振動などが加わると、最内径側の巻線がステータの内径側に位置がずれてしまい、それに伴って巻き付けられた巻線が解けてしまう可能性がある。
　なお、特許文献１～３に記載の技術の他に、巻線が解けることを抑制する手段として、巻線が巻き付けられたコアを、ワニスに含浸させたり、樹脂モールドして一体成形したり、接着材などで固めたりする手段が考えられる。しかし、これらの手段を用いると、ワニスなどの分の製造コストが増大してしまうという課題がある。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、ステータの設計の煩雑さの抑制及び製造コストが増大することを抑制しながら、インシュレータに巻き付けられた巻線が解けてしまうことを抑制することができる電動機及びこれを備えた圧縮機、電動機の製造方法を提供することを目的としている。
　本発明に係る電動機は、ティースに予め設定されたピッチで巻線が複数層巻き付けられたコアを有するステータを備え、隣接する層の巻線が傾斜するように巻き付けられた電動機において、巻線の第ｎ層目は、予め設定された箇所に巻線の１ピッチ以上分の隙間を形成するように、ステータの外径側から内径側に巻き付けられた第１の巻線部と、隙間を埋めるように第１の巻線部から連続してステータの内径側から外径側に巻き付けられ、第１の巻線部と交差する第２の巻線部とを有し、隙間は、ティースのステータ径方向における中間部であって第ｎ層目から第ｎ＋１層目に切り替わる位置に設けられているものである。
　本発明に係る電動機によれば、上記構成を有しているため、ステータの設計の煩雑さの抑制及び製造コストが増大することを抑制しながら、インシュレータに巻き付けられた巻線が解けてしまうことを抑制することができる。
　ことができる。
本発明の実施の形態に係る電動機を備えた圧縮機の概要構成例図である。 本発明の実施の形態に係る電動機のステータの説明図であってステータを上側から見た図である。 本発明の実施の形態に係る電動機のステータの説明図であってステータを側面から見た図である。 図２に示すステータに装着されたインシュレータなどの概要構成例図である。 図３に示すインシュレータに巻線を巻き付けた状態の概要構成例図である。 本発明の実施の形態に係る電動機のインシュレータに巻き付けられた巻線の説明図である。 図６に示す巻線のうち第１の巻線部及び隙間について示した説明図である。 図６に示す巻線のうち第２の巻線部について示した説明図である。 従来の巻線の巻き付け方法について明図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態．
　図１は、実施の形態に係る電動機１ｂを備えた圧縮機１００の概要構成例図である。図２は、本実施の形態に係る電動機１ｂのステータ２の説明図であってステータ２を上側から見た図である。図３は、本実施の形態に係る電動機１ｂのステータ２の説明図であってステータ２を側面から見た図である。
　本実施の形態に係る電動機１ｂは、ステータ２の設計の煩雑さの抑制及び製造コストが増大することを抑制しながら、インシュレータ７に巻き付けられた巻線６が解けてしまうことを抑制することができる改良が加えられたものである。
［構成説明］
　圧縮機１００は、密閉容器１と、密閉容器１内に冷媒を供給するための吸入パイプ１ｇと、吸入パイプ１ｇに接続される液だめ容器１ｈと、吸入パイプ１ｇに接続され、冷媒を圧縮する圧縮機構１ｄと、回転するシャフト１ｃ、シャフト１ｃに接続されるローター３及びローター３を回転させるステータ２を有する電動機１ｂと、密閉容器１から圧縮された冷媒を吐出する吐出パイプ１ｆとを有しているものである。本実施の形態では、圧縮機１００がローリングピストン型の圧縮機であるもの一例として示している。
（密閉容器１）
　密閉容器１は、圧縮機１００の外郭を構成するものである。密閉容器１内には、圧縮機構１ｄ及び電動機１ｂなどが少なくとも設けられている。密閉容器１は、上シェル１ａ１と、圧縮機１００の胴体部及び下部の外郭を構成する下シェル１ａ２とから構成されている。上シェル１ａ１は、密閉容器１の上部を構成する端部側シェルであり、たとえば絞り加工などが施され、椀形状をしているものである。上シェル１ａ１は、密閉容器１の内外とを連通して設けられる吐出パイプ１ｆが接続されている。また、図示は省略しているが、上シェル１ａ１には、電動機１ｂに電流を流すのに利用されるガラス端子が設置される。
　下シェル１ａ２は、密閉容器１の中間部分及び下部を構成するものであり、たとえば、下側が閉塞されている有底筒状をしているものである。すなわち、下シェル１ａ２には、上側に開口部が形成されて上シェル１ａ１が圧入されるとともに、下側が閉塞されて圧縮機構１ｄの摺動摩擦を軽減するのに利用される冷凍機油が貯留されるようになっている。下シェル１ａ２は、密閉容器１内に冷媒を供給するための吸入パイプ１ｇが接続されている。また、下シェル１ａ２の内周面には、電動機１ｂのステータ２が取り付けられ、下シェル１ａ２の内周面であってステータ２の取り付けられる面の下側には、圧縮機構１ｄが取り付けられている。
（吸入パイプ１ｇ及び液だめ容器１ｈ）
　吸入パイプ１ｇの一方は、圧縮機構１ｄのシリンダと連通するように、密閉容器１の下シェル１ａ２に接続されているものである。吸入パイプ１ｇの他方は、液だめ容器１ｈに接続されている。液だめ容器１ｈは、圧縮機１００に流入する冷媒音などを低減するマフラーとしての機能を有するものである。また、液だめ容器１ｈは、液冷媒を貯留することができるアキュムレータとしての機能も有している。この液だめ容器１ｈは、一方が吸入パイプ１ｇに接続されている。
（圧縮機構１ｄ）
　圧縮機構１ｄは、液だめ容器１ｈ及び吸入パイプ１ｇを介して供給される冷媒を圧縮し、密閉容器１の内部に放出するものである。圧縮機構１ｄは、下シェル１ａ２の内側面に取り付けられている。圧縮機構１ｄには、吸入パイプ１ｇから供給される冷媒を圧縮するシリンダ、及び当該シリンダを摺動自在に回転するピストンなどが設けられている。このピストンは、シャフト１ｃに接続され、シリンダ内を偏心運動する。圧縮機構１ｄには、上端面側及び下端面側にシャフト１ｃを回転自在に支持する軸受１ｅが設けられている。
（電動機１ｂ）
　電動機１ｂは、下端側が圧縮機構１ｄの軸受１ｅに接続されるシャフト１ｃと、シャフト１ｃが固定され自身の回転をシャフト１ｃに伝達するローター３と、複数相の巻線６が巻き付けられているステータ２とを有している。シャフト１ｃは、圧縮機構１ｄの接続位置の上側にローター３が固定され、ローター３の回転とともに自身が回転し、圧縮機構１ｄのピストンを回転させるものである。ローター３は、図示省略の永久磁石が設けられ、シャフト１ｃによって回転自在に支持されているものである。ローター３は、ステータ２の内側に対して、予め設定された間隔を空けて支持されている。
　ステータ２は、ローター３を回転させるものであり、外周面が下シェル１ａ２の内周面に固定されて設けられている。ステータ２は、複数の電磁鋼板などで構成したコア５と、コア５に装着されるインシュレータ７と、インシュレータ７を介してコア５に複数層巻き付けられる巻線６とを有しているものである。コア５は、複数の電磁鋼板を積層して得られたものを、円環状に複数配置することで構成されるものである。コア５には、巻線６とコア５との絶縁に利用されるインシュレータ７が装着されている。
　インシュレータ７は、巻線６とコア５との絶縁がなされるように、たとえば樹脂などで構成されるものである。ここで、インシュレータ７のうちの圧縮機構１ｄ側をインシュレータ下部７ａとし、インシュレータ７のうち上シェル１ａ１側をインシュレータ上部７ｂとする。すなわち、コア５から下端面の下側に位置する部分をインシュレータ下部７ａとし、コア５から上端面の上側に位置する部分をインシュレータ上部７ｂとする。
　インシュレータ上部７ｂには、図示省略のキャビティー部が形成されており、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相に電気を供給するのに利用されるリード線９が接続されたマグメイト８が埋め込まれている。また、図２に示すように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相は、お互いがジャンパー線１０を介して電気的に接続されている。
　巻線６は、インシュレータ７を介してコア５に複数層巻き付けられるものである。巻線６に電流が供給されることによりステータ２が電磁石として機能し、ローター３に設けられた永久磁石と相互作用してローター３の回転力が生じるようになっている。
（吐出パイプ１ｆ）
　吐出パイプ１ｆは、圧縮機構１ｄで圧縮された密閉容器１内の高温、高圧冷媒を吐出する配管である。この吐出パイプ１ｆは、一方が流路の切り替えなどを行うのに利用される図示省略の四方弁などに接続され、他方が密閉容器１の内外を連通するように上シェル１ａ１に接続されている。
［ステータ２の詳細説明］
　図４は、ステータ２に装着されたインシュレータ７などの概要構成例図である。図５は、インシュレータ７に巻線６を巻き付けた状態の概要構成例図である。なお、図４（ａ）及び図５（ａ）はステータ２の内周面側からインシュレータ７などを見た図であり、図４（ｂ）及び図５（ｂ）はステータ２の下側（圧縮機構１ｄ側）からインシュレータ７などを見た図であり、図４（ｃ）及び図５（ｃ）はインシュレータ７の側面側からインシュレータ７などを見た図であり、図４（ｄ）及び図５（ｄ）はステータ２の上側（上シェル１ａ１側）からインシュレータ７などを見た図である。図４及び図５を参照して、インシュレータ７及び巻線６について説明する。
（インシュレータ７）
　インシュレータ７は、インシュレータ７の外周側の一部を構成するインシュレータ下部７ａ及びインシュレータ上部７ｂに加えて、巻線６が巻き付けられる部分である巻付部７ｃと、内側面がローター３の外周面と対向し、外側面が巻線６と対向する内周部７ｄとを有している。なお、以下の説明においては、インシュレータ下部７ａ及びインシュレータ上部７ｂを含むインシュレータ７の外周側部分を外周部７Ａと称する。
　このように、インシュレータ７は、外周部７Ａ、巻付部７ｃ及び内周部７ｄを有しているということである。
　巻付部７ｃは、内径側が内周部７ｄに接続されており、外径側が外周部７Ａに接続されているものである。巻付部７ｃは、図示は省略しているがコア５のティースと呼ばれる部分の一部を覆うように形成されているものである。ここで、図４（ａ）の紙面の右側から左側にかけての寸法（図４（ｂ）、図４（ｄ）の上側から下側にかけての寸法）を幅寸法とする。巻付部７ｃを垂直断面視すると、垂直方向の寸法の方が幅寸法よりも長くなっている。そこで、巻付部７ｃの垂直方向の寸法に対応する面を長手面と定義し、巻付部７ｃの幅寸法に対応する面を短手面と定義する。
　巻付部７ｃには、巻付部７ｃのうちの下端面を構成する第１短手面７ｃ１（上面）が形成されるとともに、巻付部７ｃのうちの上端面を構成する第２短手面７ｃ２（下面）が形成されている。なお、第１短手面７ｃ１と第２短手面７ｃ２とはお互いが対向面である。また、巻付部７ｃには、巻付部７ｃのうちの側面を構成する第１長手面７ｃ３（側面）と、第１長手面７ｃ３の対向位置に形成されている第２長手面７ｃ４（側面）とが形成されている。なお、第１長手面７ｃ３と第２長手面７ｃ４とはお互いが対向面である。このように、巻付部７ｃには、外周面としての第１短手面７ｃ１、第２短手面７ｃ２、第１長手面７ｃ３、及び第２長手面７ｃ４が形成されている。
　第１長手面７ｃ３及び第２長手面７ｃ４は、第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２の端部側に形成され、第１短手面７ｃ１側から第２短手面７ｃ２側に向かう方向に平行に巻線６が巻き付けられる。一方、第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２のうちの一方は、巻線６がステータ２の径方向に対して傾斜するように巻き付けられており、さらに、内側層の巻線６とこの内側層に隣接する外側層の巻線６とがクロスしている。第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２のうちの他方は、第１長手面７ｃ３側から第２長手面７ｃ４側に向かう方向に平行に巻線６が巻き付けられる。すなわち、第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２のうちの一方において、巻線６のピッチが１つ進められる。
　内周部７ｄは、内側面がローター３の外周面と対向し、外側面が巻線６と対向するように形成されたものである。内周部７ｄは、巻付部７ｃのうちステータ２の内径側部分に接続され、上下に延出するように形成されているものである。内周部７ｄは、巻付部７ｃに巻き付けられる巻線６が脱落などしないように規制することなどに利用されるものである。
（巻線６）
　巻線６は、インシュレータ７の巻付部７ｃの周囲に複数層巻き付けらるものであり、たとえば銅線などで構成されるものである。巻線６は、インシュレータ７の巻付部７ｃを１周するごとに、ピッチ方向にずらして巻き付けられている。ここで、ピッチ方向とはステータ２の外径側から内径側に向かう方向と平行な方向である。巻線６は、ある任意の層について内径側から外径側にピッチ方向にずらして巻き付けたら、この任意の層の次の層は外径側から内径側にピッチ方向にずらして巻き付けられる。そして、さらに次の層は内径側から外径側にピッチ方向にずらして巻き付けられる。以後、この動作を繰り返すことで巻線６はインシュレータ７に巻き付けられる。たとえば、後述の図６では、奇数層が内径側から外径側に巻き付けられ、偶数層が外径側から内径側に巻き付けられる。
　ここで、巻線６は、１ピッチ以上とばして巻き付けられる場合がある。さらに、内径側から外径側にずらして巻き付けられる巻線６と、外径側から内径側にずらして巻き付けられる巻線６とが同一の層に混在する場合がある。これについては、後段の図６～図８で詳しく説明する。
［巻線６の詳細構成］
　図６は、実施の形態に係る電動機１ｂのインシュレータ７に巻き付けられた巻線６の説明図である。図７は、図６に示す巻線６のうち第１の巻線部６Ａ及び隙間６Ｃについて示した説明図である。図８は、図６に示す巻線６のうち第２の巻線部６Ｂについて示した説明図である。なお、図６に示す線Ｌは、巻線６の層が線Ｌを超えてしまうと、隣接するインシュレータ７に巻き付けられた巻線６と干渉してしまい、電動機１ｂの信頼性を損ねることとなるので、この線Ｌを超えない範囲で巻線６を巻き付けることを示したものである。図６～図８を参照して、巻線６の詳細構成について説明する。
　図６～図８は、巻線６及びインシュレータ７をステータ２の径方向と平行な面で断面視した図である。そして、図６及び図７に示す点線は、第１短手面７ｃ１に巻き付けられた巻線６であって第７層目の巻線６を示している。この点線で示す巻線６は、予め設定された箇所に巻線６の１ピッチ以上分の隙間６Ｃを形成するように、ステータ２の外径側から内径側に巻き付けられた第１の巻線部６Ａである。
　また、図６及び図８の太い方の実線で示す巻線６は、第１の巻線部６Ａから連続し、第１の巻線部６Ａで設けた隙間６Ｃを埋めるようにステータ２の内径側から外径側に巻き付けられた第２の巻線部６Ｂである。このように、第７層目の巻線６は、第１の巻線部６Ａ及び第２の巻線部６Ｂから構成されている。なお、図６に示すように、第１の巻線部６Ａのうち第１の巻線部６Ａに設けた隙間６Ｃよりもステータ２の内径側のものと、第２の巻線部６Ｂとは交差するように巻き付けられている。すなわち、第２の巻線部６Ｂは、第１の巻線部６Ａの外側に巻き付けられて第１の巻線部６Ａと交差している。
　そして、巻線６は、第１の巻線部６Ａと第２の巻線部６Ｂとにおいて交差し、交差部分でシャフト１ｃ方向に膨らむ。すなわち、図６で示すＡ－Ａ’で断面視したときに、第２の巻線部６Ｂ（図６の太い方の実線）がシャフト１ｃ方向に膨らんで、第７層目側から第８層目側に突出する。この膨らんだ部分が、第８層目の巻き始めの巻線６が解けてしまうことを抑制する壁（解け防止壁Ｗ）としての役割を果たしている。
　このように、第２の巻線部６Ｂのうち第８層目（第ｎ＋１層目）に切り替わる直前のものは、第８層目（第ｎ＋１層目）に切り替わった直後の巻線６がステータ２の内径側にずれるのを妨げるように、第１の巻線部６Ａと交差している位置が第８層目（第ｎ＋１層目）側に突出している。
　ここで、巻線６の各種の巻き付け方式について説明する。
　（１）ステータ２のインシュレータ７に巻線６を巻き付ける方式としては、一つのインシュレータ７に集中的に巻線６を巻き付ける集中巻と、複数のティースに跨がって巻線６を巻き付ける分布巻きがある。（２）さらに、インシュレータ７に巻き付けられた巻線６は、シャフト１ｃと平行な方向が長辺であり、シャフト１ｃに直交する方向が短辺となる。巻線６をインシュレータ７に巻き付ける際には、長辺又は短辺のいずれかで、ステータ２の径方向にずらして巻き付けられる。インシュレータ７の長辺側（第１長手面７ｃ３及び第２長手面７ｃ４）でずらす場合は、長辺側において隣接する２層の巻線６がクロスする長辺クロス方式である。一方、インシュレータ７の短辺側でずらす場合は、短辺側において隣接する２層の巻線６がクロスする短辺クロス方式である。本実施の形態１では、集中巻、及び短辺クロス方式を採用した電動機１ｂを例に説明している。
 なお、図６の細い方の実線で示す巻線６は、ステータ２の内径側から外径側に向かって巻き付けられた第８層目の巻線６である。このように、第７層目の巻線６（第１の巻線部６Ａ）と第８層目の巻線６とは、第１短手面７ｃ１でクロスしている。これより、電動機１ｂが短辺クロス方式であることがわかる。
　なお、本実施の形態では、巻線６は、第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２のうちの一方である第１短手面７ｃ１においてピッチが１つ進められて巻き進められるものとして説明するが、それに限定されるものではない。巻線６が１周するごとに１ピッチ進んでいればよく、巻線６は、たとえば第１短手面７ｃ１で１／２ピッチ進め、第２短手面７ｃ２で１／２ピッチ進めるようにしたものでもよい。第１短手面７ｃ１で１／２ピッチ進め、第２短手面７ｃ２で１／２ピッチ進める場合には、第１短手面７ｃ１及び第２短手面７ｃ２の両方において、内側と外側に隣接する層の巻線６がクロスすることとなる。このように、内側の層の巻線６を傾斜させて巻き付けるとともに、外側の層の巻線６を内側の層のものとクロスするように傾斜させて巻き付けるのは、隣接するインシュレータ７に巻き付けられた巻線６同士が干渉しないようにシャフト１ｃ方向に巻線６を巻き膨ませるためである。すなわち、巻線６の形状が俵状となるように巻き膨らませ、巻線占積率を確保しやすくしている。
　また、本実施の形態では、短辺クロス方式を採用した例を説明したが、長辺クロス方式を採用し、長辺側に隙間６Ｃを設けたものであってもよい。
　図６に示すように、巻線６は、１１層にわたってインシュレータ７の巻付部７ｃに巻き付けられている。そして、巻線６は、最内層から最外層に巻き進むにつれて巻数が少なくなるような構成となっている。具体的には、巻線６は、一番内側の層である第１層目～第７層目までは、概ねステータ２（インシュレータ７）の外径側から内径側にわたって全体的に巻き付けられる。そして、第８層目～第１１層目では、層が増えるにしたがって巻き数が小さくなる。たとえば、第７層目と第８層目を比較すると、第７層目では巻き数が１５回程度であるが、第８層では１０回程度となっており、５回分ほど小さくなっている。このような構成を採用することにより、隣接するインシュレータ７に巻き付けられた巻線６同士が干渉してしまうことが防止される。
　図６～図８に示すように、隙間６Ｃは、ティースの中間部、すなわちインシュレータ７の巻付部７ｃの中間部の位置に設けられている。ここで、中間部とは、ティース（インシュレータ７）の最内径側及び最外径側ではなく、最内径側と最外径側との間を指している。また、隙間６Ｃは、第７層目から第８層目に切り替わる位置に設けられている。すなわち、隙間６Ｃは、第７層目を巻き終えて第８層目を巻き始める部分（図８のＮ参照）に隣接する位置に設けられているということである。
　このように、隙間６Ｃは、ステータ２の径方向におけるティースの中間部の位置であって第ｎ層目から第ｎ＋１層目に切り替わる位置に設けられているということである。ただし、ｎは、１以上の整数である。ただし、この隙間６Ｃは、第２の巻線部６Ｂが巻き付けられることで埋められる部分である。このため、電動機１ｂが製造された段階では、隙間６Ｃは形成されていない。なお、本実施の形態では、隙間６Ｃを、巻線６の２ピッチ分としている例を示している。
　次に、図６～図８を参照して巻線６を巻き付ける手順について説明する。
　第７層目の巻線６の予め設定された箇所に１ピッチ以上分の隙間６Ｃを形成するように、第７層目の巻線６をステータ２の外径側から内径側に巻き付ける。これが、隙間形成工程である。具体的には、巻線６を巻線６をステータ２の外径側から内径側に向かう方向に１０回程度巻き回す（図７のＮ－６参照）。次に、２ピッチ分の隙間６Ｃを形成して巻線６を巻き付け（図７のＮ－５参照）、さらに２回ほど巻線６をステータ２の外径側から内径側に向かう方向に巻き付ける（図７のＮ－３及びＮ－２参照）。
　次に、隙間形成工程で形成した隙間６Ｃを埋めるとともに隙間形成工程の巻線６と交差するように、ステータ２の内径側から外径側に巻線６を巻き付ける。これが、隙間埋め工程である。具体的には、隙間６Ｃを埋めるようにして、巻線６を巻線６をステータ２の内径側から外径側に向かう方向に２回巻き回す（図８のＮ－２及びＮ－１参照）。そして、この隙間形成工程で巻いた巻線６は、隙間形成工程で巻いた巻線６と交差し、交差部分でシャフト１ｃ方向に膨らむ。このＮ－１で示す巻線６が、Ｎで示す第８層目の巻き始めの巻線６が解けてしまうことを抑制する壁（解け防止壁Ｗ）としての役割を果たす。
　隙間埋め工程で隙間６Ｃを埋めるように巻線６を巻き付けた直後に第８層目の巻線６を巻き付ける。これが、層切替工程である。具体的には、第８層目の巻線６のうち巻き始めのものが、隙間埋め工程の隙間６Ｃを埋めるように巻き付けた巻線６と当接するように巻線６を巻き付ける（図８のＮ参照）。
［本実施の形態に係る電動機１ｂの有する効果］
　図９は、従来の巻線の巻き付け方法についての説明図である。図９に示すように、たとえば、巻線６の層の切り替わり部分である第８層目の巻き始めの巻線６は、前層（第７層目）の巻線６に対して交差する箇所が存在していることがわかる。この箇所は、交差による膨らみにより巻線６の固定力が不足し、巻線６が解けてしまいやすい。
　本実施の形態でも、第１短手面７ｃ１において隣接する内側層及び外側層の巻線６を傾斜させて巻き付けることで両方の層の巻線６同士をクロスさせることにより、巻線６がシャフト１ｃの方向に膨らむ。ここで、第１の巻線部６Ａと第２の巻線部６Ｂとが交差しており、第２の巻線部６Ｂが第１の巻線部６Ａの一部に乗り上げている。すなわち、第２の巻線部６Ｂは、隙間６Ｃに収まっている部分もあるが、第１の巻線部６Ａと交差している部分はシャフト１ｃの方向に膨らむ。巻線層が切替わる直前のターンの巻線６（図６のＮ－１参照）が、シャフト１ｃの方向に膨らんでいるということである。
　これにより、巻線層が切替わるターンの巻線６（図６のＮ参照）は、直前のターンの巻線６（図６のＮ－１参照）による膨らみに沿いながらインシュレータ７に巻き付けられることとなる。そして、直前のターンの巻線６（図６のＮ－１参照）の膨らみは、巻線層が切替わるターンの巻線６（図６のＮ参照）がステータ２の内径側に解けてしまうことを抑制する壁（解け防止壁Ｗ）として作用している。このようにして、本実施の形態に係る電動機１ｂは、解けの発生が抑制されている。このような巻線配置とすることで、Ａ－Ａ’断面において巻線６のうちのＮ－１で示すものと、Ｎ－５で示すものとが交差し、軸方向に対して膨らむ。このＮ－１で示す巻線６のシャフト１ｃ方向への膨らみが、Ａ－Ａ’断面においてＮで示す巻線６の内径側への解け防止壁Ｗとして作用している。
　また、第１の巻線部６ＡのうちＮ－５で示すものは、第２の巻線部６ＢのうちＮ－１に示すものと交差するだけでなく、Ｎ－２に示すものとも交差している。このため、第８層目の巻き始めであるＮで示す巻線６が、Ｎ－１に示す巻線６により形成された解け防止壁Ｗを乗りこえてしまったとしても、Ｎ－２に示す巻線６により形成された解け防止壁Ｗにより、Ｎ－２に示す巻線６よりも内径側に解けてしまうことが抑制される。
　本実施の形態に係る電動機１ｂは、特許文献１のような隣接するコアの巻線を解け防止の壁とする方式ではなく、ステータ２の設計が煩雑になることを抑制することができる。
　本実施の形態に係る電動機１ｂは、巻線６とインシュレータ７とを、ワニスに含浸させたり、樹脂モールドして一体成形したり、接着材などで固めたりすることで固定するものではなく、その分、製造コストが増大してしまうことを抑制することができる。
　本実施の形態では、隙間６Ｃの間隔として巻線６の２ピッチ分を空けた場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。隙間６Ｃは、１ピッチでもよいし、３ピッチ以上であってもよい。なお、隙間６Ｃを大きくすると、その分、巻線６の第２の巻線部６Ｂが隙間６Ｃに入り込みやすくなるので巻きやすいというメリットがある。一方、隙間６Ｃを小さくすると、巻線６の第２の巻線部６Ｂが隙間６Ｃに入り込みにくくなり、巻きにくくなる場合があるが、入り込みにくくなる分、巻線６がシャフト１ｃ側に膨らむこととなる。このため、より確実に第８層目の巻き始めの巻線６が解けてしまうことを抑制することができるという効果がある。
　１　密閉容器、１ａ１　上シェル、１ａ２　下シェル、１ｂ　電動機、１ｃ　シャフト、１ｄ　圧縮機構、１ｅ　軸受、１ｆ　吐出パイプ、１ｇ　吸入パイプ、１ｈ　容器、２　ステータ、３　ローター、５　コア、６　巻線、６Ａ　第１の巻線部、６Ｂ　第２の巻線部、６Ｃ　隙間、７　インシュレータ、７Ａ　外周部、７ａ　インシュレータ下部、７ｂ　インシュレータ上部、７ｃ　巻付部、７ｃ１　第１短手面、７ｃ２　第２短手面、７ｃ３　第１長手面、７ｃ４　第２長手面、７ｄ　内周部、８　マグメイト、９　リード線、１０　ジャンパー線、１００　圧縮機、Ｗ　解け防止壁。

Claims (6)

  1. 　ティースに予め設定されたピッチで巻線が複数層巻き付けられたコアを有するステータを備え、隣接する層の前記巻線が傾斜するように巻き付けられた電動機において、
    　前記巻線の第ｎ層目は、
    　予め設定された箇所に前記巻線の１ピッチ以上分の隙間を形成するように、前記ステータの外径側から内径側に巻き付けられた第１の巻線部と、
    　前記隙間を埋めるように前記第１の巻線部から連続して前記ステータの内径側から外径側に巻き付けられ、前記第１の巻線部と交差する第２の巻線部とを有し、
    　前記隙間は、
    　前記ティースのステータ径方向における中間部であって前記第ｎ層目から第ｎ＋１層目に切り替わる位置に設けられている
    　ことを特徴とする電動機。
  2. 　前記巻線の第ｎ層目は、
    　前記第１の巻線部のうち前記隙間よりも前記ステータの内径側のものと、前記第２の巻線部とが交差するように巻き付けられている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  3. 　前記第２の巻線部は、
    　前記第１の巻線部のうち１ピッチ以上分の前記隙間を形成するように巻き付けられた前記巻線と交差し、前記第ｎ＋１層目側に突出して解け防止壁を形成している
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
  4. 　前記第ｎ層目よりも前記第ｎ＋１層目の方が前記巻線の巻き数が少ない
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電動機。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の電動機を備えた
    　ことを特徴とする圧縮機。
  6. 　電磁鋼板であるティースに予め設定されたピッチで巻線が巻き付けられたコアを有するステータを備え、隣接する層の前記巻線が傾斜するように巻き付けられた電動機の製造方法において、
    　第ｎ層目の前記巻線に１ピッチ以上分の隙間が前記ティースのステータ径方向における中間部に形成されるように、前記第ｎ層目の前記巻線を前記ステータの外径側から内径側に巻き付ける隙間形成工程と、
    　前記隙間形成工程で形成した前記隙間を埋めるとともに前記隙間形成工程の前記巻線と交差するように、前記ステータの内径側から外径側に前記巻線を巻き付ける隙間埋め工程と、
    　第ｎ＋１層目の前記巻線のうち巻き始めのものが、前記隙間埋め工程の前記隙間を埋めるように巻き付けた前記巻線と当接するように前記巻線を巻き付ける層切替工程と、
    　を有する
    　ことを特徴とする電動機の製造方法。
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