(57)【要約】  回転軸を中心に回転駆動される回転子と、回転子の外周側に円環状に設けられた固定子と、を有する電動機である。固定子は、固定子鉄心と、複数のコイルエンド絶縁部材と、複数の壁部絶縁部材と、を有している。固定子鉄心は、ティース部の周方向における側壁及びバックヨーク部の内周壁であって軸方向の各端部側に設けられた一対の段差部を有している。コイルエンド絶縁部材は、ティース部の軸方向における両端部を覆っている。コイルエンド絶縁部材の周縁部は段差部に配置されている。壁部絶縁部材は、ティース部各々の周方向における側壁、及び当該側壁に連続するバックヨーク部の内周壁を覆うものである。
2017179115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転駆動される回転子と、前記回転子の外周側に円環状に設けられた固定子と、を有する電動機であって、
前記固定子は、
複数の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、環状のバックヨーク部および前記バックヨーク部から前記回転子の方向に突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、
前記ティース部の前記回転軸の軸方向における両端部を覆う一対のコイルエンド絶縁部材と、
前記ティース部の周方向における側壁、及び当該側壁に連続する前記バックヨーク部の内周壁を覆う壁部絶縁部材と、
前記ティース部に、前記コイルエンド絶縁部材及び前記壁部絶縁部材を介して巻回された固定子巻線と、
を備え、
前記固定子鉄心は、前記ティース部の周方向における側壁及び前記バックヨーク部の内周壁であって前記軸方向の各端部側に設けられた一対の段差部を有し、
前記コイルエンド絶縁部材の周縁部は、当該コイルエンド絶縁部材に対応する前記段差部に配置されている、電動機。
【請求項２】
前記コイルエンド絶縁部材の前記周縁部は、前記軸方向に沿って延出し、当該周縁部に対応する前記段差部に配置される周縁壁を有している請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記周縁壁の壁厚と前記段差部の幅とが等しくなるように形成されている請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記コイルエンド絶縁部材は、前記壁部絶縁部材を支持する複数の支持部材を前記周縁部の外側に有し、
前記壁部絶縁部材は、当該壁部絶縁部材に対応する前記一対のコイルエンド絶縁部材が有する各支持部材によって把持されている請求項１〜３の何れか一項に記載の電動機。
【請求項５】
前記コイルエンド絶縁部材は、各支持部材として、前記ティース部の先端部側に設けられた一対のティース側支持部材と、前記バックヨーク部側に設けられた少なくとも１つのヨーク側支持部材と、を有する請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記ティース側支持部材は、前記周縁部に平行となるように配置された収納壁を有し、
前記壁部絶縁部材は、当該壁部絶縁部材に対応する前記収納壁と前記周縁部との間に形成されたティース側収納溝に挿入されて把持されている請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記ヨーク側支持部材は、前記周縁部に沿って突起する突起部を有し、
前記壁部絶縁部材は、当該壁部絶縁部材に対応する前記突起部と前記周縁部との間に形成されたヨーク側収納溝に挿入されて把持されている請求項５又は６に記載の電動機。
【請求項８】
前記ティース部は、前記バックヨーク部に接続され、前記固定子巻線が巻回される部分である基部を有すると共に、前記段差部が形成されている位置での前記基部の周方向における幅である狭幅の、前記段差部が形成されていない位置での前記基部の周方向における幅である広幅に対する割合が、７０％以上である請求項１〜７の何れか一項に記載の電動機。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の電動機を備えた圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄心の各磁極歯に絶縁部品を介して固定子巻線が巻回された電動機、圧縮機、及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機における固定子は、図１４の縦断面図に示すように、複数の鋼鈑を積層して形成された固定子コア１４２０の両端部に、巻線との絶縁をとるためのコイルエンド絶縁部材１４５１が設けられている。また、固定子コア１４２０は、磁極歯であるティース部を有しており、ティース部のうち巻線が巻かれる部分である基部の側面には、薄型絶縁部材１４５２が設けられている。【０００３】
ただし、上記従来技術に係るコイルエンド絶縁部材１４５１は、図１４のように、固定子コア１４２０の両端部に嵌め込まれ、コイルエンド絶縁部材１４５１の周縁部がティース部の側面と重なるため、コイルエンド絶縁部材１４５１の周縁部とティース部の側面との間に段差が生じる。よって、図１４に示すように、ティース部の側面と薄型絶縁部材１４５２との間にデッドスペースＸが生じることから、巻線効率が低下し、電動機の効率ロスを引き起こす。【０００４】
この問題に対して、固定子コアの両端部に段部を設け、この段部にコイルエンド絶縁部材を嵌め込むという構成を採った固定子が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。図１５の縦断面図に示すように、特許文献１の固定子コア２４２０は、複数の同形状の鋼板を積層すると共に、ティース部の基部の幅のみを細くした内径側嵌め合い分の鋼板を積厚方向の両端に積層して形成されたものである。このようにして、固定子コア２４２０には、ティース部の基部における両端部に段部が形成され、当該段部に固定子用保護部材２４５０の端部が嵌め込まれ取り付けられている。【０００５】
また、図１６の縦断面図に示すように、特許文献２の固定子コア３４２０は、ティース部の基部のコア幅を狭くした端部用コアピースが両端部に積層されて形成された凸型コア端部を有している。固定子コア３４２０の両端部には、凸型コア端部に嵌合する凹部を有する鞍型のコイルエンド絶縁部材３４５０が嵌め込まれている。固定子コア３４２０の側面に設けられる薄型絶縁物３４５０ｃの端部は、図１７に示すように、固定子コア３４２０とコイルエンド絶縁部材３４５０との間に折り込まれて狭持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１７１２４９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の固定子コア１４２０の側面には、絶縁コーティングが施されているに過ぎない。すなわち、特許文献１の構成では、巻線と固定子コア１４２０とが、絶縁コーティングのみによって絶縁されるため、固定子のコア巾拡大又は印加電圧増加による漏れ電流の増加に対応することができない。また、特許文献２で使用されるコイルエンド絶縁部材３４５０は、鞍型の絶縁部品であるため、ティース部の先端部に巻線を巻回しすることができない。さらに、薄型絶縁物３４５０ｃの端部は、固定子コア３４２０とコイルエンド絶縁部材３４５０との間に折り込まれて狭持されるため、薄型絶縁物３４５０ｃを折り込んだ部分にデッドスペースが生じ、かつ、バックヨーク部と巻線との絶縁性を確保することができない。【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固定子のコア巾拡大又は印加電圧増加による漏れ電流の増加に対する有用な対処を実現可能とし、かつ巻線効率を向上させる電動機、圧縮機、及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動機は、回転軸を中心に回転駆動される回転子と、回転子の外周側に円環状に設けられた固定子と、を有する電動機であって、固定子は、複数の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、環状のバックヨーク部およびバックヨーク部から回転子の方向に突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、ティース部の回転軸の軸方向における両端部を覆う一対のコイルエンド絶縁部材と、ティース部の周方向における側壁、及び当該側壁に連続するバックヨーク部の内周壁を覆う壁部絶縁部材と、ティース部に、コイルエンド絶縁部材及び壁部絶縁部材を介して巻回された固定子巻線と、を備え、固定子鉄心は、ティース部の周方向における側壁及びバックヨーク部の内周壁であって軸方向の各端部側に設けられた一対の段差部を有し、コイルエンド絶縁部材の周縁部は、当該コイルエンド絶縁部材に対応する段差部に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、固定子鉄心が段差部を有しており、コイルエンド絶縁部材は、ティース部の両端部を覆い、かつ周縁部が段差部に配置されている。そして、壁部絶縁部材は、ティース部の側壁及びバックヨーク部の内周壁を覆っている。よって、ティース部の側壁と壁部絶縁部材との間のデッドスペースを削減すると共に、固定子鉄心と固定子巻線との絶縁性を確保することができるため、固定子のコア巾拡大又は印加電圧増加による漏れ電流の増加に対し有用に対処することができ、かつ巻線効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【図２】図１の圧縮機の断面構成の一例を示す概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った圧縮機構の概略断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った電動機の概略断面図である。
【図５】図４の電動機における固定子巻線の結線図である。
【図６】図４の固定子を構成する分割コアを示す斜視図である。
【図７】図６の分割コアを示す分解斜視図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿った概略縦断面図である。
【図９】図８の固定子コアのティース部の幅寸法と損失及び効率との関係を示すグラフである。
【図１０】図７の上方に配置されたコイルエンド絶縁部材を下方からみた状態を示す平面図である。
【図１１】図７の下方に配置されたコイルエンド絶縁部材を上方からみた状態を示す平面図である。
【図１２】図６の分割コアを領域Ｅの範囲で部分的に示す拡大図である。
【図１３】図６のＦ−Ｆ線に沿った概略横断面図である。
【図１４】従来技術に係る固定子コア及び絶縁部材を示す縦断面図である。
【図１５】特許文献１に係る固定子コア及び絶縁部材を示す縦断面図である。
【図１６】特許文献２に係る固定子コア及び絶縁部材を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態．
図１は、本発明の一実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。図１に示すように、冷凍サイクル装置２００は、圧縮機１００と、吸入マフラ１０１と、四方切換弁１０３と、室外側熱交換器１０４と、電動膨張等の減圧器１０５と、室内側熱交換器１０６と、を有している。吸入マフラ１０１は、圧縮機１００の吸入側に接続されている。すなわち、冷凍サイクル装置２００は、配管を介して、圧縮機１００、吸入マフラ１０１、四方切換弁１０３、室外側熱交換器１０４、電動膨張等の減圧器１０５、及び室内側熱交換器１０６が接続されて形成された冷媒回路を有している。
【００１３】
圧縮機１００は、例えばロータリ圧縮機からなる密閉型の圧縮機である。四方切換弁１０３は、圧縮機１００の吐出側に接続され、圧縮機１００からの冷媒の流れを切換えるものである。室外側熱交換器１０４は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、外気と冷媒との熱交換を行うものである。減圧器１０５は、例えば電動膨張弁からなり、冷媒の流量を調整するものである。室内側熱交換器１０６は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、室内の空気と冷媒との熱交換を行うものである。なお、室外側熱交換器１０４又は室内側熱交換器１０６として、プレート式熱交換器を採用し、冷媒と熱交換する熱媒体として、水又は不凍液等を利用できるようにしてもよい。
【００１４】
なお、冷凍サイクル装置２００を空気調和機に適用した場合は、一般的に、室内側熱交換器１０６は、屋内に配置される室内機などの装置に搭載され、圧縮機１００、四方切換弁１０３、室外側熱交換器１０４、及び減圧器１０５は、屋外に配置される室外機などの装置に搭載される。また、この場合、四方切換弁１０３は、例えば、暖房運転時には図３の実線側に接続され、冷房運転時には図３の破線側に接続される。
【００１５】
そして、暖房運転時には、圧縮機１００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室内側熱交換器１０６に流れ、凝縮し、液化した後、減圧器１０５で絞られ、低温低圧の二相状態となり、室外側熱交換器１０４へ流れ、蒸発し、ガス化して四方切換弁１０３を通って再び圧縮機１００に戻る。すなわち、冷凍サイクル装置２００内の冷媒は、図１の実線矢印に示すように循環する。この循環により、蒸発器として機能する室外側熱交換器１０４では、冷媒が外気と熱交換し、凝縮器として機能する室内側熱交換器１０６では、冷媒が室内の空気と熱交換する。つまり、暖房運転時の冷凍サイクル装置２００では、室外側熱交換器１０４に送られてきた冷媒が外気から吸熱し、吸熱した冷媒は、圧縮機１００を介して室内側熱交換器１０６に送られ、室内の空気と熱交換を行うことにより、室内の空気を温める。
【００１６】
また、冷房運転時には、圧縮機１００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外側熱交換器１０４に流れ、凝縮し、液化した後、減圧器１０５で絞られ、低温低圧の二相状態となり、室内側熱交換器１０６へ流れ、蒸発し、ガス化して四方切換弁１０３を通って再び圧縮機１００に戻る。すなわち、暖房運転から冷房運転に変わると、室内側熱交換器１０６が凝縮器から蒸発器に変化し、室外側熱交換器１０４が蒸発器から凝縮器に変化する。そして、冷凍サイクル装置２００内の冷媒は、図１の破線矢印に示すように循環する。この循環により、蒸発器として機能する室内側熱交換器１０６では、冷媒が室内の空気と熱交換し、蒸発器として機能する室外側熱交換器１０４では、冷媒が外気と熱交換する。つまり、冷房運転時の冷凍サイクル装置２００では、室内側熱交換器１０６に送られてきた冷媒が、室内の空気から吸熱すなわち室内の空気を冷却する。また、室内側熱交換器１０６において室内の空気から吸熱した冷媒は、圧縮機１００を介して室外側熱交換器１０４に送られ、外気と熱交換を行い、外気に放熱する。
【００１７】
冷凍サイクル装置２００内を循環させる冷媒としては、Ｒ４０７Ｃ冷媒、Ｒ４１０Ａ冷媒、又はＲ３２冷媒などを採用することができる。もっとも、上記のような単一冷媒に限らず、混合冷媒を採用してもよい。
【００１８】
図２は、図１の圧縮機１００の断面構成の一例を示す概略図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った圧縮機構２０の概略断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った電動機３０の概略断面図である。図２〜図４では、圧縮機１００の一例として、１シリンダ型ロータリ圧縮機を示す。
【００１９】
まず、図２を参照して、圧縮機１００の全体構成を説明する。圧縮機１００は、密閉容器１０内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構２０と、圧縮機構２０を駆動する電動機３０と、が収納されて構成されている。密閉容器１０は、上部容器１１と下部容器１２とで構成されている。ここで、図３及び図４に示すように、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を定義し、ｚ軸正側を上方とし、ｚ軸負側を下方とし、ｚ軸方向を軸方向とする。
【００２０】
圧縮機構２０は、密閉容器１０の下方に収納され、電動機３０は、密閉容器１０の上方に収納されている。圧縮機構２０と電動機３０とは、回転軸２１で連結されている。回転軸２１は、電動機３０の回転力を圧縮機構２０に伝達し、圧縮機構２０では、伝達された回転力によって冷媒ガスが圧縮され、圧縮された冷媒ガスは、密閉容器１０内に吐出される。密閉容器１０内は、圧縮された高温かつ高圧の冷媒ガスによって満たされている。また、密閉容器１０の下方すなわち底部には圧縮機構２０の潤滑用の冷凍機油が貯留されている。
【００２１】
回転軸２１の下部には、オイルポンプが設けられている。オイルポンプは、回転軸２１の回転に応じて、密閉容器１０の底部に貯留された冷凍機油を汲み上げ、圧縮機構２０の各摺動部へ給油するものである。このように、オイルポンプによって冷凍機油が給油されることで、圧縮機構２０の機械的潤滑作用が確保される。
【００２２】
回転軸２１は、主軸部２１ａ、偏心軸部２１ｂ、及び副軸部２１ｃにより構成され、軸方向に沿って上方から下方へ主軸部２１ａ、偏心軸部２１ｂ、副軸部２１ｃの順に形成されている。主軸部２１ａには、電動機３０が焼嵌または圧入され固定されており、偏心軸部２１ｂには、円筒状のローリングピストン２２が摺動自在に嵌合されている。
【００２３】
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って圧縮機構２０を切断し上面側から見た概略断面図であり、圧縮機構２０は、シリンダ２３、ローリングピストン２２、上軸受２４、下軸受２５、およびベーン２６で構成されている。
【００２４】
シリンダ２３は、内部に、軸方向の両端が開口された円筒状の空間であるシリンダ室２３ａが設けられている。シリンダ室２３ａ内には、シリンダ室２３ａ内で偏心運動を行う回転軸２１の偏心軸部２１ｂと、偏心軸部２１ｂに嵌合したローリングピストン２２と、シリンダ室２３ａの内周とローリングピストン２２の外周とによって形成される空間を仕切るベーン２６と、が収納されている。
【００２５】
シリンダ２３には、一方がシリンダ室２３ａ内に開口し、もう一方に背圧室２３ｂが設けられたベーン溝２３ｃが形成されている。ベーン溝２３ｃには、ベーン２６が収納されており、ベーン２６は、ベーン溝２３ｃ内を径方向に往復運動する。
【００２６】
ベーン２６の形状は、ベーン溝２３ｃに取付けられた状態において、シリンダ室２３ａの周方向の厚さが、シリンダ室２３ａの径方向および軸方向の長さ（厚さ）よりも小さいほぼ直方体の形状である。ここで、周方向はｘ軸に沿った方向に相当し、径方向はｙ軸に沿った方向に相当する。
【００２７】
ベーン溝２３ｃの背圧室２３ｂには、図示しないベーンスプリングが設けられている。圧縮機構２０は、密閉容器１０内の高圧の冷媒ガスが背圧室２３ｂに流入するように構成され、背圧室２３ｂ内の冷媒ガスの圧力とシリンダ室２３ａ内の冷媒ガスの圧力との差圧により、シリンダ室２３ａの中心に向って径方向にベーン２６を動かす力を作り出す。背圧室２３ｂ内とシリンダ室２３ａ内との差圧による力と、ベーンスプリングが径方向に押圧する力とによって、ベーン２６は、シリンダ室２３ａの中心に向って径方向に動かされる。ベーン２６を径方向に動かす力は、ベーン２６の一端すなわちシリンダ室２３ａ側の端部を、ローリングピストン２２の円筒状の外周に当接させる。ベーン２６がローリングピストン２２の外周に当接することによって、シリンダ２３の内周とローリングピストン２２の外周とによって形成される空間を仕切ることができる。
【００２８】
上記の通り、本実施の形態における圧縮機構２０は、背圧室２３ｂにベーンスプリングを有している。このため、密閉容器１０内の冷媒ガス、すなわち背圧室２３ｂ内の冷媒ガスの圧力とシリンダ室２３ａ内の冷媒ガスの圧力との差圧が、ベーン２６をローリングピストン２２の外周に押圧するために十分な圧力を有しない場合でも、ベーンスプリングの力によって、ベーン２６の一端をローリングピストン２２の外周に押圧することができる。すなわち、圧縮機構２０によれば、ベーン２６の一端が、ローリングピストン２２の外周に当接する状態を、常に維持することができる。
【００２９】
上軸受２４は、回転軸２１の主軸部２１ａに嵌合され、主軸部２１ａを回転自在に支持している。また、上軸受２４は、シリンダ室２３ａの軸方向の一方の開口部、すなわちシリンダ室２３ａの上側の開口部を閉塞している。同様に、下軸受２５は、回転軸２１の副軸部２１ｃに嵌合され、副軸部２１ｃを回転自在に支持している。また、下軸受２５は、シリンダ室２３ａの軸方向の一方の開口部、すなわちシリンダ室２３ａの下側の開口部を閉塞している。
【００３０】
シリンダ２３には、密閉容器１０の外部から、冷媒ガスをシリンダ室２３ａ内に吸入する吸入ポートが設けられている。上軸受２４には、圧縮した冷媒ガスをシリンダ室２３ａ外に吐出する吐出ポートが設けられている。上軸受２４は、側面視でほぼ逆Ｔ字形状であり、下軸受２５は、側面視でほぼＴ字形状である。
【００３１】
上軸受２４の吐出ポートには、吐出弁が設けられており、シリンダ２３から吐出ポートを介して吐出される高温・高圧の冷媒ガスの吐出タイミングを、吐出弁によって制御する。すなわち、吐出弁は、シリンダ２３のシリンダ室２３ａ内で圧縮される冷媒ガスが、所定の圧力になるまで閉塞し、所定の圧力以上となると開口して、高温・高圧の冷媒ガスをシリンダ室２３ａ外へ吐出させる。
【００３２】
シリンダ室２３ａ内では、吸入、圧縮、及び吐出の動作が繰り返されているため、吐出ポートから吐出される冷媒ガスは、間欠的に吐出され、脈動音などの騒音となる。こうした騒音を低減するため、上軸受２４の外側すなわち電動機３０側には、上軸受２４を覆うように吐出マフラ２７が取付けられている。吐出マフラ２７には、吐出マフラ２７と上軸受２４とによって形成される空間と密閉容器１０内とを連通する吐出穴が設けられている。シリンダ２３から吐出ポートを介して吐出される冷媒ガスは、吐出マフラ２７と上軸受２４とによって形成される空間に、一旦吐出され、その後、吐出穴から密閉容器１０内へ吐出される。
【００３３】
密閉容器１０の横には、液冷媒が直接シリンダ２３のシリンダ室２３ａに吸入されることを抑制する吸入マフラ１０１が設けられている。圧縮機１００には、冷凍サイクル装置２００を構成する冷媒回路から、低圧の冷媒ガスと液冷媒とが混在した気液二相の冷媒が送られてくる。液冷媒がシリンダ２３に流入し圧縮機構２０で圧縮されると、圧縮機構２０の故障となるため、吸入マフラ１０１は、液冷媒と冷媒ガスを分離し、冷媒ガスのみをシリンダ室２３ａに送る。吸入マフラ１０１は、シリンダ２３の吸入ポートと吸入連結管によって接続され、吸入マフラ１０１から送られる低圧の冷媒ガスは、吸入連結管を介してシリンダ室２３ａに吸入される。
【００３４】
以上のように構成された圧縮機構２０では、回転軸２１の回転運動により、シリンダ２３のシリンダ室２３ａ内で回転軸２１の偏心軸部２１ｂが回転する。シリンダ室２３ａの内周と偏心軸部２１ｂに嵌合されたローリングピストン２２の外周とベーン２６によって仕切られた圧縮室は、回転軸２１の回転とともに、容積が増加又は減少する。
【００３５】
具体的には、まず初めに、圧縮室と吸入ポートとが連通し、低圧冷媒ガスが吸入される。次に、吸入ポートの連通が閉鎖され、圧縮室の容積減少とともに、圧縮室内の冷媒ガスが圧縮される。最後に、吐出ポートと連通し、圧縮室内の冷媒ガスが所定の圧力に達した後、吐出ポートに設けられた吐出弁が開き、圧縮され高圧・高温となった冷媒ガスが、圧縮室外すなわちシリンダ室２３ａの外へ吐出される。
【００３６】
シリンダ室２３ａから吐出マフラ２７を介し、密閉容器１０内に吐出された高圧・高温の冷媒ガスは、電動機３０内を通過し、密閉容器１０内を上昇し、密閉容器１０の上部に設けられた吐出管１０２から、密閉容器１０の外部へ吐出される。密閉容器１０の外部には、冷媒が流れる冷媒回路が構成されており、吐出された冷媒は冷媒回路を循環して、再び吸入マフラ１０１に戻ってくる。
【００３７】
次に、図４を参照して、圧縮機構２０に回転力を伝達する電動機３０について説明する。図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿って電動機３０を切断し上面側から見た概略断面図であり、電動機３０は、密閉容器１０の内周に固定されるほぼ円筒状の固定子４１と、固定子４１の内側に配設されたほぼ円柱状の回転子３１を備える。
【００３８】
回転子３１は、薄板電磁鋼板を打抜いた鉄心シートを複数枚積層して形成された回転子鉄心３２により構成されている。回転子３１の構成には、ブラシレスＤＣモータのように永久磁石を用いるものと、誘導電動機のように二次巻線を使用するものがある。
【００３９】
例えば、回転子３１が、図４のようなブラシレスＤＣモータである場合は、回転子鉄心３２の軸方向に磁石挿入孔３３が設けられ、磁石挿入孔３３には、フェライト磁石又は希土類磁石などの永久磁石３４が挿入されている。永久磁石３４によって回転子３１上の磁極を形成する。電動機３０は、回転子３１上の磁極が作る磁束と、固定子４１の固定子巻線が作る磁束との作用によって、回転子３１を回転させる。
【００４０】
回転子３１が、図示しない誘導電動機である場合は、回転子鉄心３２に永久磁石の代わりに二次巻線が設けられ、固定子４１の固定子巻線４６が、回転子側の二次巻線に磁束を誘導して回転力を発生させ、回転子３１を回転させる。
【００４１】
回転子鉄心３２の中心には、回転軸２１を通す軸穴３５が設けられており、回転軸２１の主軸部２１ａが焼き嵌め等により締結されている。これにより、回転子３１は、自身の回転運動を回転軸２１に伝達する。軸穴３５の周囲には、風穴３６が設けられており、電動機３０の下方にある圧縮機構２０にて圧縮された高圧・高温の冷媒が、風穴３６を通過する。なお、圧縮機構２０にて圧縮された冷媒は、風穴３６以外にも、回転子３１と固定子４１との間のエアギャップ及び固定子巻線４６の間隙も通過する。
【００４２】
固定子４１は、固定子鉄心４２、複数のコイルエンド絶縁部材４５ａ、複数のコイルエンド絶縁部材４５ｂ、複数の壁部絶縁部材４５ｃ、及び固定子巻線４６から構成されている。固定子４１は、ほぼ円筒状の形状であり、中心にほぼ円柱状の回転子３１が配置をされている。すなわち、固定子４１は、回転子３１の外周側に円環状に設けられている。以降において、複数のコイルエンド絶縁部材４５ａ、複数のコイルエンド絶縁部材４５ｂ、及び複数の壁部絶縁部材４５ｃを総称するときは、単に絶縁部材４５ともいう。
【００４３】
固定子鉄心４２は、回転子３１と同様に、薄板電磁鋼板を打抜いた鉄心シートを複数枚積層して形成されており、固定子鉄心４２の外径は下部容器１２の中間部分の内径より大きく製作され、下部容器１２の内径に焼嵌めによって固定されている。
【００４４】
固定子鉄心４２は、外周側の円筒形部を形成するバックヨーク部４３と、固定子鉄心４２は、バックヨーク部４３から固定子４１の径方向の中心側、すなわち回転子３１の方向に突出した複数のティース部４４と、により構成されている。複数の磁極歯である各ティース部４４は、バックヨーク部４３の内周に沿って等間隔に設けられている。各ティース部４４は、固定子巻線４６が施されることにより、磁極を構成する。隣り合うティース部４４とティース部４４との間には、固定子巻線４６が収容できる空間、すなわちスロット４７が形成されている。
【００４５】
固定子巻線４６には、リード線５１が接続されている。リード線５１は、密閉容器１０に固定されたガラス端子５２と接続されており、ガラス端子５２から電力が供給される。ガラス端子５２には、リード線５１を介して固定子巻線４６に電力を供給する外部電源が接続される。外部電源は、密閉容器１０の外に設けられるインバータ装置などである。
【００４６】
固定子巻線４６は、固定子鉄心４２に複数設けられたティース部４４のそれぞれに、絶縁部材４５を介して固定子４１の軸方向すなわち上下方向に巻き付けられた巻線の集合体である。固定子巻線４６は、例えば、絶縁被膜で覆われた銅線又はアルミ線で構成されている。固定子巻線４６を構成する各巻線は、隣り合う２つのティース部４４の間に設けられた各スロット４７に、ほぼ隙間なく収納されている。固定子巻線４６に電流を流したとき、各巻線が巻きつけられた各ティース部４４が磁極となる。磁極の方向は、固定子巻線４６に流す電流の方向によって変わる。
【００４７】
図５は、図４の電動機３０における固定子巻線４６の結線図である。本実施の形態における電動機３０は、三相交流で回転磁界を生成する三相電動機である。一般に、三相電動機の固定子巻線は、３つの独立した固定子巻線の集合体である。
【００４８】
図５に示すように、固定子巻線４６は、Ｕ相に対応するＵ相固定子巻線４６Ｕと、Ｖ相に対応するＶ相固定子巻線４６Ｖと、Ｗ相に対応するＷ相固定子巻線４６Ｗと、の集合体である。リード線５１は、Ｕ相に対応するリード線５１ｕと、Ｖ相に対応するリード線５１ｖと、Ｗ相に対応するリード線５１ｗとにより構成されている。
【００４９】
Ｕ相固定子巻線４６Ｕは、対応する各ティース部４４に巻き付けられた巻線４６ａ、巻線４６ｂ、及び巻線４６ｃからなるものである。すなわち、Ｕ相固定子巻線４６Ｕは、図５のように、巻線４６ａと巻線４６ｂと巻線４６ｃとが直列に接続されて構成されている。Ｕ相固定子巻線４６Ｕの端末の一方は中性点５５に接続され、もう一方の端末であるＵ相端子５５ｕは端子台５０ｕにおいてリード線５１ｕに接続され、固定子４１のＵ相を構成する。
【００５０】
同様に、Ｖ相固定子巻線４６Ｖは、対応する各ティース部４４に巻き付けられた巻線４６ｄ、巻線４６ｅ、及び巻線４６ｆからなるものである。すなわち、Ｖ相固定子巻線４６Ｖは、巻線４６ｄと巻線４６ｅと巻線４６ｆとが直列に接続されて構成されている。Ｖ相固定子巻線４６Ｖの端末の一方は中性点５５に接続され、もう一方の端末であるＶ相端子５５ｖは端子台５０ｖにおいてリード線５１ｖに接続され、固定子４１のＶ相を構成する。
【００５１】
また、Ｗ相固定子巻線４６Ｗは、対応する各ティース部４４に巻き付けられた巻線４６ｇ、巻線４６ｈ、及び巻線４６ｉからなるものである。すなわち、Ｗ相固定子巻線４６Ｗは、巻線４６ｇと巻線４６ｈと巻線４６ｉとが直列に接続されて構成されている。Ｗ相固定子巻線４６Ｗの端末の一方は中性点５５に接続され、もう一方の端末であるＷ相端子５５ｗは端子台５０ｗにおいてリード線５１ｗに接続され、固定子４１のＷ相を構成する。
【００５２】
Ｕ相固定子巻線４６Ｕと、Ｖ相固定子巻線４６Ｖと、Ｗ相固定子巻線４６Ｗとに電流を流すことによって、固定子巻線４６が励磁され、各ティース部４４が磁極となる。各ティース部４４の回転軸２１に対して円周方向の側面、すなわち、各ティース部４４のスロット４７側の側壁は、各ティース部４４と固定子巻線４６とが接触しないように、絶縁部材４５で覆われている。なお、端子台５０ｕと端子台５０ｖと端子台５０ｗは、隣接して設けられている。
【００５３】
以上のような構成により、電動機３０は、回転子３１が作る磁束と固定子４１の固定子巻線４６が作る磁束との作用によって、回転子３１を回転させ、回転力を回転軸２１へ伝達し、回転軸２１を介して圧縮機構２０へ伝達する。
【００５４】
電動機３０が発生する回転力、すなわち電動機３０の発生トルクは、圧縮機構２０の吸入、圧縮、及び吐出の各工程に必要な負荷量に従う。すなわち、圧縮機構２０の負荷量が大きくなると、電動機３０が発生するトルクも大きくする必要がある。電動機３０の発生トルクは、固定子巻線４６に流す電流によって発生する磁束と、回転子３１に設けられた永久磁石又は二次巻線の磁束との作用によって発生する。電動機３０の発生トルクの大きさは、固定子４１と回転子３１とが発生する磁束の大きさによって決められる。
【００５５】
一般的には、回転子３１側の磁束の大きさは、搭載する永久磁石又は二次巻線の設計に応じて、設計時におおよそ決められ、固定子４１の磁束の大きさを決める要素のうち、固定子巻線４６を巻き回す回数も設計時に決められる。このため、電動機３０の発生トルクの大きさは、固定子巻線４６に流す電流の増減によって制御する。すなわち、電動機３０の発生トルクを大きくしたい場合には、固定子巻線４６に流す電流を増加させ、電動機３０の発生トルクを小さくしたい場合には、固定子巻線４６に流す電流を減少させる。
【００５６】
固定子巻線４６に流す電流は、リード線５１及びガラス端子５２を介して接続された外部電源によって制御することができる。電動機３０に必要な発生トルクは、例えばインバータ装置からなる外部電源により、圧縮機構２０の負荷量に合わせて発生させることができる。インバータ装置は、電動機３０のＵ相固定子巻線４６Ｕ、Ｖ相固定子巻線４６Ｖ、及びＷ相固定子巻線４６Ｗのそれぞれに、１２０°ずつ位相が異なる交流電圧を印加させ、電動機３０を駆動する。
【００５７】
ここで、本実施の形態に係る固定子４１は、複数の分割コアが円環状に連結されて構成されている。図４では、９つの分割コアからなる固定子４１を例示している。これらの分割コアは何れも同様に構成されているため、以下、図４の範囲Ｃに示す分割コアの構成を具体的に説明する。
【００５８】
図６は、図４の固定子を構成する分割コアを示す斜視図である。図７は、図６の分割コアを示す分解斜視図である。図８は、図６のＤ−Ｄ線に沿った概略縦断面図である。つまり、図８には、図６のＤ−Ｄ線に沿ったｙｚ平面における概略断面図を示している。図９は、図８の固定子コアのティース部の幅寸法と損失及び効率との関係を示すグラフである。図１０は、図７の上方に配置されたコイルエンド絶縁部材を下方からみた状態を示す平面図である。図１１は、図７の下方に配置されたコイルエンド絶縁部材を上方からみた状態を示す平面図である。図１２は、図６の分割コアを領域Ｅの範囲で部分的に示す拡大図である。図１３は、図６のＦ−Ｆ線に沿った概略横断面図である。つまり、図１３には、図６のＦ−Ｆ線に沿ったｘｙ平面における概略断面図を示している。なお、図６及び図７では、固定子巻線４６を省略している。また、図８及び図１３では、各構成部材の構造を明示するために、固定子鉄心４２へのハッチングを省略している。
【００５９】
図６及び図７に示すように、固定子４１を構成する分割コア４１ａは、固定子鉄心４２の一部である固定子コア４２ａを有している。本実施の形態において、固定子鉄心４２は、９つの固定子コア４２ａが円環状に連結されたものである。したがって、固定子コア４２ａは、厚み方向すなわち軸方向に積層された複数枚の電磁鋼鈑から構成されている。固定子コア４２ａは、バックヨーク部４３を構成する分割ヨーク部４３ａと、分割ヨーク部４３ａから回転子３１側へ突出したティース部４４とにより構成されている。ティース部４４は、分割ヨーク部４３ａの周方向における中央部から径方向に突出した基部４４ａと、基部４４ａの端面に設けられ、周方向の幅が基部４４ａよりも広く形成された先端部４４ｂと、を有している。基部４４ａは、固定子巻線４６が巻回される部分である。本実施の形態における先端部４４ｂは、基部４４ａの端面から周方向へ左右均等に広がりつつ回転子３１側へ延びるように構成されている。
【００６０】
図８に示すように、固定子コア４２ａは、回転軸２１の軸方向における一端部及び他端部に、それぞれ、コイルエンド絶縁部材４５ａ又はコイルエンド絶縁部材４５ｂが嵌め込まれる段部４２４を有している。各段部４２４は、固定子コア４２ａの周方向両側に設けられた段差部４２３により形成されている。各段差部４２３は、分割ヨーク部４３ａの内周壁及びティース部４４の周方向における両側の側壁に形成されている。ここで、ティース部４４の周方向における両側の側壁には、基部４４ａの両側壁と、先端部４４ｂの周方向における両側の側壁と、を含むものとする。また、分割ヨーク部４３ａの内周壁とは、分割ヨーク部４３ａの回転子３１側の側壁のことである。より具体的に、段差部４２３は、図７に示すように、ティース部４４の周方向における側壁から、当該側壁に連続する分割ヨーク部４３ａの内周壁に亘って形成された段端面４２１及び段差面４２２によって構成されている。
【００６１】
ここで、図８及び図９を参照して、固定子コア４２ａのティース部４４の幅寸法と損失及び効率との関係を説明する。ところで、図８は、図６のＤ−Ｄ線に沿ったｙｚ平面における概略断面図であるため、図８における固定子コア４２ａは、ティース部４４の基部４４ａに相当する。
【００６２】
図９では、段部４２４における基部４４ａの周方向の幅である狭幅ｄｎの、段部４２４以外の部分における基部４４ａの周方向の幅である広幅ｄｗに対する割合［％］を横軸にとり、電動機３０の損失［Ｗ］と電動機３０の効率［％］とを縦軸にとっている。図１３に示すように、広幅ｄｗに対する狭幅ｄｎの割合が増加するにつれて、電動機３０の損失が減少し、電動機３０の効率が上昇する。そして、広幅ｄｗに対する狭幅ｄｎの割合が７０％以上の範囲において、電動機３０の損失及び効率が好適な状態で安定することがわかる。
【００６３】
そこで、本実施の形態の固定子コア４２ａは、広幅ｄｗに対する狭幅ｄｎの割合が７０％以上となるように構成されている。すなわち、電動機３０は、広幅ｄｗに対する狭幅ｄｎの割合が７０％以上である固定子コア４２ａを有しているため、ティース部４４の磁束密度増加による鉄損の増加を抑制し、効率低下を防止することができる（段差無しコアに対して−１％以内）。
【００６４】
また、分割コア４１ａは、固定子コア４２ａの一端部に形成された段部４２４に嵌め込まれるコイルエンド絶縁部材４５ａと、固定子コア４２ａの他端部に形成された段部４２４に嵌め込まれるコイルエンド絶縁部材４５ｂと、コイルエンド絶縁部材４５ａとコイルエンド絶縁部材４５ｂとによって上下から把持される一対の壁部絶縁部材４５ｃと、を有している。コイルエンド絶縁部材４５ａ、コイルエンド絶縁部材４５ｂ、及び各壁部絶縁部材４５ｃは、例えば樹脂材料等で形成されており、固定子鉄心４２と固定子巻線４６との絶縁をとるものである。
【００６５】
コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、図６及び図８に示すように、固定子コア４２ａの両端部の全体を覆うように組み付けられる。コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁部の形状は、固定子コア４２ａの段部４２４の形状に対応している。コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、それぞれ、段差部４２３に対応する周縁部から固定子コア４２ａに向かって延出する周縁壁４５１を有している。周縁壁４５１は、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの本体から垂直に延びており、段端面４２１に対向する周縁端面４５２を有している。
【００６６】
本実施の形態において、分割コア４１ａは、図８に示すように、周縁壁４５１の周方向における厚みである壁厚Ｗ１と、段端面４２１の幅Ｗ２とが等しくなるように形成されている。このため、各段部４２４にコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂを嵌め込むと、段端面４２１に周縁端面４５２が当接し、固定子コア４２ａとコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂとの連結部分が面一の状態となる。すなわち、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁部と、当該周縁部に対応するティース部４４の周方向における各側壁及びバックヨーク部４３の内周壁とは、面一の状態となっている。
【００６７】
図１０及び図１１に示すように、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、いずれも、分割ヨーク部４３ａに対向するヨーク対向部４５１ｐと、基部４４ａに対向する基部対向部４５１ｑと、先端部４４ｂに対向する先端対向部４５１ｒと、を有している。周縁壁４５１は、ヨーク対向部４５１ｐと基部対向部４５１ｑとの接続部ＣｏにおいてＬ字状に曲げられている。
【００６８】
また、コイルエンド絶縁部材４５ａは、２つのティース側支持部材４５３と、１つのヨーク側支持部材４５４と、を有している。コイルエンド絶縁部材４５ｂは、２つのティース側支持部材４５３と、２つのヨーク側支持部材４５４と、を有している。
【００６９】
ティース側支持部材４５３は、先端対向部４５１ｒの径方向の両端部に設けられている。ティース側支持部材４５３は、先端対向部４５１ｒに位置する周縁壁４５１に平行となるように配設された直方体状の収納壁４５３ｗを有している。収納壁４５３ｗの高さは、例えば周縁壁４５１の１／３に設定される。ティース側支持部材４５３において、収納壁４５３ｗは、先端対向部４５１ｒに所定の間隔をあけて接続されている。したがって、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂには、周縁壁４５１と収納壁４５３ｗとの接続部に、壁部絶縁部材４５ｃを挿入可能なティース側収納溝４５３ｇが形成されている。ティース側収納溝４５３ｇの幅は、壁部絶縁部材４５ｃの厚みに応じて設定される。
【００７０】
ヨーク側支持部材４５４は、接続部Ｃｏの位置における周縁壁４５１の外側に設けられ、周縁壁４５１に沿って突起する突起部４５４ｗを有している。突起部４５４ｗの高さは、例えば周縁壁４５１の半分の高さに設定される。ヨーク側支持部材４５４において、突起部４５４ｗは、接続部Ｃｏに位置するヨーク対向部４５１ｐ及び基部対向部４５１ｑに所定の間隔をあけて接続されている。したがって、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂには、周縁壁４５１と突起部４５４ｗとの接続部に、壁部絶縁部材４５ｃを挿入可能なヨーク側収納溝４５４ｇが形成されている。ヨーク側収納溝４５４ｇの幅は、壁部絶縁部材４５ｃの厚みに応じて設定される。
【００７１】
一対の壁部絶縁部材４５ｃは、コイルエンド絶縁部材４５ａが有する各支持部材と、コイルエンド絶縁部材４５ｂが有する各支持部材とによって把持されるものである。すなわち、一対の壁部絶縁部材４５ｃは、コイルエンド絶縁部材４５ａが有するティース側収納溝４５３ｇ及びヨーク側収納溝４５４ｇと、コイルエンド絶縁部材４５ｂが有するティース側収納溝４５３ｇ及びヨーク側収納溝４５４ｇとによって、上下から把持されるものである。
【００７２】
図７に示すように、壁部絶縁部材４５ｃは、分割ヨーク部４３ａの回転子３１側の面に対向配置されるヨーク側絶縁部材４５１ｃと、基部４４ａの側壁を覆う基部絶縁部材４５２ｃと、先端部４４ｂの周方向側の側壁を覆う先端絶縁部材４５３ｃと、を有している。ここで、基部絶縁部材４５２ｃ及び先端絶縁部材４５３ｃは、ティース絶縁部材とも総称する。
【００７３】
ヨーク側絶縁部材４５１ｃと基部絶縁部材４５２ｃとの接合部における横断面Ｌ字状の各端部Ｌｅは、それぞれ、対向するヨーク側収納溝４５４ｇに挿入される。本実施の形態では、巻線の円滑性を考慮して、コイルエンド絶縁部材４５ａが、接続部Ｃｏの位置における一方の周縁壁４５１の外側にのみヨーク側支持部材４５４を有している。このため、図７に示す３箇所の端部Ｌｅは、ヨーク側収納溝４５４ｇに挿入されて支持される。また、領域Ｅを拡大した図１２に示すように、先端絶縁部材４５３ｃの下端部は、対向するティース側収納溝４５３ｇに挿入されて支持される。つまり、先端絶縁部材４５３ｃの上端部及び下端部は、それぞれ、対向するティース側収納溝４５３ｇに挿入されて支持される。
【００７４】
すなわち、図１３に示すように、壁部絶縁部材４５ｃは、ティース部４４の周方向における各側壁から分割ヨーク部４３ａの内周壁に亘って固定子コア４２ａを覆うように形成されている。同様に、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁部は、各段部４２４に嵌め込まれ、ティース部４４の周方向における各側壁から分割ヨーク部４３ａの内周壁に亘って固定子コア４２ａを覆うように形成されている。よって、分割コア４１ａが連結された固定子４１によれば、バックヨーク部４３及びティース部４４の先端部４４ｂと固定子巻線４６との絶縁性を確保することができるため、各巻線４６ａ〜４６ｉをバックヨーク部４３側及び先端部４４ｂ側にも十分に巻回しすることができ、巻線効率の向上を図ることができる。
【００７５】
壁部絶縁部材４５ｃの厚みは、例えばｔ０．０７５ｍｍ〜ｔ０．２５０ｍｍの範囲で設定される。すなわち、ティース側収納溝４５３ｇ及びヨーク側収納溝４５４ｇの幅を調整することにより、様々な厚みを有する壁部絶縁部材４５ｃを選択することができるため、電動機３０のコア巾増加及び電動機３０の印加電圧増加に起因して発生する漏れ電流への有用な対処が可能となる。
【００７６】
なお、図４では、９つの分割コアで構成された９スロットタイプの固定子４１を例示しているが、固定子４１は円環状に形成されていればよく、例えば１２個といった任意の個数の分割コアを円環状に連結して固定子４１を構成してもよい。また、固定子鉄心４２は、複数の固定子コア４２ａを円環状に連結して形成されているが、これに限らず、固定子鉄心４２は、円環状に打ち抜かれた鉄心シートを積層することにより一体的に形成してもよい。さらに、図５では、固定子巻線４６の３相が結線された場合を例に説明したが、固定子巻線４６の３相はデルタ（Δ）結線された構成であってもよい。
【００７７】
以上のように、本実施の形態における電動機３０は、固定子鉄心４２が、ティース部４４の周方向における側壁及びバックヨーク部４３の内周壁であって軸方向の各端部側に設けられた一対の段差部４２３を有している。また、固定子４１は、複数のティース部４４各々の軸方向における両端部を覆う一対のコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂと、複数のティース部４４各々の側壁及びバックヨーク部４３の内周壁を覆う壁部絶縁部材４５ｃと、有している。そして、一対のコイルエンド絶縁部材であるコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁部は、それぞれ、当該コイルエンド絶縁部材に対応する段差部４２３に配置されている。このため、固定子４１では、ティース部４４の側壁と壁部絶縁部材４５ｃとの間のデッドスペースを削減すると共に、固定子鉄心４２と固定子巻線４６との絶縁性を確保することができる。よって、電動機３０によれば、固定子のコア巾拡大又は印加電圧増加による漏れ電流の増加に対し有用に対処することができ、かつ巻線効率の向上を図ることができる。
【００７８】
加えて、電動機３０では、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂが、対応する固定子コア４２ａに設けられた段部４２４に嵌め合わされて組み付けられている。よって、固定子コア４２ａとコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂとの位置決めが容易となるため、作業性の向上を図ることができる。併せて、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂを固定子コア４２ａに対して強固に固定することができる。さらに、固定子巻線４６の巻回時にコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂに加わる荷重に対する応力を緩和することができるため、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの劣化を防ぐことができ、結果として電動機３０の品質を向上させることができる。すなわち、上記構成を採った電動機３０によれば、固定子鉄心４２と固定子巻線４６との絶縁距離を確保した上で、各巻線４６ａ〜４６ｉを巻回できる面積を増やすことが可能となり、モータ損失の一つである銅損を低減することができる。
【００７９】
また、各コイルエンド絶縁部材４５ａ又は４５ｂの周縁部は、それぞれ、固定子鉄心４２に向かって軸方向に沿って延出し、当該周縁部に対応する段差部４２３に配置される周縁壁４５１を有している。よって、周縁壁４５１の周縁端面４５２が段差部４２３の段端面４２１に当接することから、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周方向の幅を短くすることができるため、ティース部４４の側壁と壁部絶縁部材４５ｃとの間のデッドスペースをさらに削減することができる。
【００８０】
加えて、固定子４１は、周縁壁４５１の壁厚Ｗ２と段差部の幅Ｗ１とが等しくなるように形成されている。すなわち、固定子４１では、固定子コア４２ａとコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂとが、ティース部４４の周方向における各側壁からバックヨーク部４３の内周壁に亘って面一となるように連結されている。つまり、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁部と、当該周縁部に対応するティース部４４の各側壁及びバックヨーク部４３の内周壁とは、面一の状態となっている。したがって、電動機３０によれば、ティース部４４の側面と壁部絶縁部材４５ｃとの間にデッドスペースが生じないため、巻線効率を向上させ、電動機３０の効率アップを図ることができる。
【００８１】
また、壁部絶縁部材４５ｃは、固定子コア４２ａの段差部４２３とコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂの周縁壁４５１との連結部分を覆い、かつ周縁壁４５１、分割ヨーク部４３ａの内周壁、及びティース部４４の周方向における各側壁に当接するように配設されている。よって、固定子鉄心４２と固定子巻線４６との絶縁性を十分に確保することができる。
【００８２】
さらに、各ティース部４４は、それぞれ、段差部４２３が形成されている位置での基部４４ａの周方向における幅である狭幅ｄｎの、段差部４２３が形成されていない位置での基部４４ａの周方向における幅である広幅ｄｗに対する割合が、７０％以上となっている。このため、電動機３０によれば、ティース部４４の磁束密度増加による鉄損の増加を抑制し、効率低下を防止することができる。
【００８３】
また、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、それぞれ、壁部絶縁部材４５ｃを支持する複数の支持部材を周縁部の外側に有している。壁部絶縁部材４５ｃは、当該壁部絶縁部材４５ｃに対応する一対のコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂが有する各支持部材によって把持されている。そして、各コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、それぞれ、各支持部材として、ティース部４４の先端部４４ｂ側に設けられた一対のティース側支持部材４５３と、バックヨーク部４３側に設けられた少なくとも１つのヨーク側支持部材４５４と、を有している。よって、電動機３０によれば、壁部絶縁部材４５ｃを安定的に支持することができる。
【００８４】
さらに、各ティース側支持部材４５３は、それぞれ、周縁部との距離をとって当該周縁部に平行となるように配置された収納壁４５３ｗを有している。各壁部絶縁部材４５ｃは、それぞれ、当該壁部絶縁部材４５ｃに対応する収納壁４５３ｗと周縁部との間に形成されたティース側収納溝４５３ｇに挿入されて把持されている。また、各ヨーク側支持部材４５４は、それぞれ、周縁部との距離をとって配置され、当該周縁部に沿って突起する突起部４５４ｗを有している。各壁部絶縁部材４５ｃは、それぞれ、当該壁部絶縁部材４５ｃに対応する突起部４５４ｗと周縁部との間に形成されたヨーク側収納溝４５４ｇに挿入されて把持されている。したがって、電動機３０では、壁部絶縁部材４５ｃをコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂに簡易にかつ安定的に取り付けることができる。そして、固定子４１のコア巾拡大又はモータ印加電圧増加の際は、ティース側収納溝４５３ｇ及びヨーク側収納溝４５４ｇの幅と共に、壁部絶縁部材４５ｃの厚みを変更することで、漏れ電流の増加に対して有用に対処することができる。
【００８５】
すなわち、コイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂは、壁部絶縁部材４５ｃがティース側収納溝４５３ｇ及びヨーク側収納溝４５４ｇに挿入された状態で、周縁部が固定子コア４２ａの各段部４２４へ嵌め込まれる。したがって、壁部絶縁部材４５ｃは、コイルエンド絶縁部材４５ａの各収納溝と、コイルエンド絶縁部材４５ｂの各収納溝とによって上下から把持される。このため、電動機３０では、壁部絶縁部材４５ｃを安定した状態で簡易に取り付けることができる。さらに、ヨーク側収納溝４５４ｇの横断面は、ヨーク側絶縁部材４５１ｃと基部絶縁部材４５２ｃとの接続部分に対応するＬ字状となっている。このため、ヨーク側収納溝４５４ｇを有するコイルエンド絶縁部材４５ａ及び４５ｂによれば、直線状に形成された溝よりも壁部絶縁部材４５ｃを安定的に保持することができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態は、電動機、圧縮機、及び冷凍サイクル装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、突起部４５４ｗの高さが周縁壁４５１の半分程度に設定されている場合を例示したが、これに限らず、突起部４５４ｗの高さは、壁部絶縁部材４５ｃを安定的に把持できる範囲内において任意に変更してもよい。同様に、収納壁４５３ｗの高さは、壁部絶縁部材４５ｃを安定的に保持できる範囲内において任意に変更してもよい。また、図１２等では、収納壁４５３ｗが直方体状の形状である場合を例示したが、これに限らず、収納壁４５３ｗの形状は、壁部絶縁部材４５ｃを安定的に支持できる範囲で適宜変更してもよい。さらに、基部対向部４５１ｑの径方向における中央部などに、ティース側収納溝４５３ｇと同様の収納溝を形成し、壁部絶縁部材４５ｃを挿入して支持するようにしてもよい。加えて、壁部絶縁部材４５ｃは、ヨーク側絶縁部材４５１ｃと基部絶縁部材４５２ｃと先端絶縁部材４５３ｃとが一体的に形成された構成であってもよく、個別に形成されたヨーク側絶縁部材４５１ｃと基部絶縁部材４５２ｃと先端絶縁部材４５３ｃとにより構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０  密閉容器、１１  上部容器、１２  下部容器、２０  圧縮機構、２１  回転軸、２１ａ  主軸部、２１ｂ  偏心軸部、２１ｃ  副軸部、２２  ローリングピストン、２３  シリンダ、２３ａ  シリンダ室、２３ｂ  背圧室、２３ｃ  ベーン溝、２４  上軸受、２５  下軸受、２６  ベーン、２７  吐出マフラ、３０  電動機、３１  回転子、３２  回転子鉄心、３３  磁石挿入孔、３４  永久磁石、３５  軸穴、３６  風穴、４１  固定子、４１ａ  分割コア、４２  固定子鉄心、４２ａ、１４２０、２４２０、３４２０  固定子コア、４３  バックヨーク部、４３ａ  分割ヨーク、４４  ティース部、４４ａ  基部、４４ｂ  先端部、４５  絶縁部材、４５ａ、４５ｂ、１４５１、３４５０  コイルエンド絶縁部材、４５ｃ  壁部絶縁部材、４６  固定子巻線、４６Ｕ  Ｕ相固定子巻線、４６Ｖ  Ｖ相固定子巻線、４６Ｗ  Ｗ相固定子巻線、４６ａ〜４６ｉ  巻線、４７  スロット、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ  端子台、５１、５１ｕ、５１ｖ、５１ｗ  リード線、５２  ガラス端子、５５  中性点、５５ｕ  Ｕ相端子、５５ｖ  Ｖ相端子、５５ｗ  Ｗ相端子、１００  圧縮機、１０１  吸入マフラ、１０２  吐出管、１０３  四方切換弁、１０４  室外側熱交換器、１０５  減圧器、１０６  室内側熱交換器、２００  冷凍サイクル装置、４２１  段端面、４２２  段差面、４２３  段差部、４２４  段部、４５１  周縁壁、４５１ｃ  ヨーク側絶縁部材、４５１ｐ  ヨーク対向部、４５１ｑ  基部対向部、４５１ｒ  先端対向部、４５２  周縁端面、４５２ｃ  基部絶縁部材、４５３  ティース側支持部材、４５３ｃ  先端絶縁部材、４５３ｇ  ティース側収納溝、４５３ｗ  収納壁、４５４  ヨーク側支持部材、４５４ｇ  ヨーク側収納溝、４５４ｗ  突起部、１４５２  薄型絶縁部材、２４５０  固定子用保護部材、３４５０ｃ  薄型絶縁物、ｄｎ  狭幅、ｄｗ  広幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月29日(2018.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る電動機は、回転軸を中心に回転駆動される回転子と、回転子の外周側に円環状に設けられた固定子と、を有する電動機であって、固定子は、複数の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、環状のバックヨーク部およびバックヨーク部から回転子の方向に突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、ティース部の回転軸の軸方向における両端部を覆う一対のコイルエンド絶縁部材と、ティース部の周方向における側壁、及び当該側壁に連続するバックヨーク部の内周壁を覆う壁部絶縁部材と、ティース部に、コイルエンド絶縁部材及び壁部絶縁部材を介して巻回された固定子巻線と、を備え、ティース部は、固定子巻線が巻回される部分である基部と、基部の回転子側の端面に設けられ、周方向の幅が基部よりも広く形成された先端部と、を有し、コイルエンド絶縁部材は、バックヨーク部に対向するヨーク対向部と、基部に対向する基部対向部と、先端部に対向する先端対向部と、周縁部の外側のうち、先端対向部の径方向の両端部に設けられたティース側支持部材と、周縁部の外側のうち、ヨーク対向部と基部対向部との接続部の位置に設けられた少なくとも１つのヨーク側支持部材と、を有すると共に、ティース側支持部材及びヨーク側支持部材によって壁部絶縁部材を支持するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転駆動される回転子と、前記回転子の外周側に円環状に設けられた固定子と、を有する電動機であって、
前記固定子は、
複数の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、環状のバックヨーク部および前記バックヨーク部から前記回転子の方向に突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、
前記ティース部の前記回転軸の軸方向における両端部を覆う一対のコイルエンド絶縁部材と、
前記ティース部の周方向における側壁、及び当該側壁に連続する前記バックヨーク部の内周壁を覆う壁部絶縁部材と、
前記ティース部に、前記コイルエンド絶縁部材及び前記壁部絶縁部材を介して巻回された固定子巻線と、
を備え、
前記ティース部は、
前記固定子巻線が巻回される部分である基部と、
前記基部の前記回転子側の端面に設けられ、周方向の幅が前記基部よりも広く形成された先端部と、を有し、
前記コイルエンド絶縁部材は、
前記バックヨーク部に対向するヨーク対向部と、
前記基部に対向する基部対向部と、
前記先端部に対向する先端対向部と、
周縁部の外側のうち、前記先端対向部の径方向の両端部に設けられたティース側支持部材と、
前記周縁部の外側のうち、前記ヨーク対向部と前記基部対向部との接続部の位置に設けられた少なくとも１つのヨーク側支持部材と、を有すると共に、
前記ティース側支持部材及び前記ヨーク側支持部材によって前記壁部絶縁部材を支持するものである電動機。
【請求項２】
前記固定子鉄心は、前記ティース部の周方向における側壁及び前記バックヨーク部の内周壁であって前記軸方向の各端部側に設けられた一対の段差部を有し、
前記コイルエンド絶縁部材の前記周縁部は、当該コイルエンド絶縁部材に対応する前記段差部に配置されている請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記コイルエンド絶縁部材の前記周縁部は、前記軸方向に沿って延出し、当該周縁部に対応する前記段差部に配置される周縁壁を有している請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記周縁壁の壁厚と前記段差部の幅とが等しくなるように形成されている請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記ティース部は、前記段差部が形成されている位置での前記基部の周方向における幅である狭幅の、前記段差部が形成されていない位置での前記基部の周方向における幅である広幅に対する割合が、７０％以上である請求項２〜４の何れか一項に記載の電動機。
【請求項６】
前記ティース側支持部材は、前記周縁部に平行となるように配置された収納壁を有し、
前記壁部絶縁部材は、当該壁部絶縁部材に対応する前記収納壁と前記周縁部との間に形成されたティース側収納溝に挿入されて把持されている請求項１〜５の何れか一項に記載の電動機。
【請求項７】
前記ヨーク側支持部材は、前記周縁部に沿って突起する突起部を有し、
前記壁部絶縁部材は、当該壁部絶縁部材に対応する前記突起部と前記周縁部との間に形成されたヨーク側収納溝に挿入されて把持されている請求項１〜６の何れか一項に記載の電動機。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の電動機を備えた圧縮機。
【請求項９】
請求項８に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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