(57)【要約】  固定子（２）は、固定子コア（２１）と、固定子コア（２１）に巻回されたコイル（２２）とを有する。コイル（２２）は、少なくとも１つの第１巻線（２２１）と、第１巻線（２２１）と直列に接続された少なくとも１つの第２巻線（２２２）とを有する。コイル（２２）のコイルエンド部（２２ａ）の第１側の総断面積をＳ１とし、コイルエンド部（２２ａ）の第２側の総断面積をＳ２とし、第１側における第１巻線（２２１）の総断面積をＡ１とし、第２側における第１巻線（２２１）の総断面積をＡ２としたとき、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）を満たす。
2019220610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コアと、
少なくとも１つの第１巻線と、前記少なくとも１つの第１巻線と直列に接続されており前記少なくとも１つの第１巻線とは異なる材料で形成された少なくとも１つの第２巻線とを有し、前記固定子コアに巻回されたコイルと
を備え、
前記コイルは、前記固定子コアの外側に位置するコイルエンド部を有し、
前記コイルエンド部において前記コイルと前記固定子コアとの接点からの前記コイルエンド部の最大高さを２等分する直線をＰ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記固定子コアの反対側である、前記コイルエンド部の第１側の総断面積をＳ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記第１側の反対側である、前記コイルエンド部の第２側の総断面積をＳ２とし、前記コイルエンド部の前記第１側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ２としたとき、
（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）
を満たす
固定子。
【請求項２】
前記コイルエンド部の前記第１側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ１としたとき、
（Ａ１／Ｓ１）＞（Ｃ１／Ｓ１）
を満たす
請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記コイルエンド部の前記第１側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ２としたとき、
（Ａ１／Ｃ１）＞（Ａ２／Ｃ２）
を満たす
請求項１又は２に記載の固定子。
【請求項４】
前記コイルエンド部の前記第１側には、前記少なくとも１つの第１巻線のみが配置されている請求項１に記載の固定子。
【請求項５】
前記コイルエンド部の断面上において前記直線Ｐ１を２等分する直線をＰ２とし、前記コイルエンド部の前記断面上における前記直線Ｐ１及び前記直線Ｐ２の交点を中心とする半径をｒとし、前記半径ｒは、前記コイルエンド部の前記断面上における、前記直線Ｐ１の長さの半分及び前記直線Ｐ２の長さの半分よりも短いとし、前記コイルエンド部の前記第１側において前記半径ｒで囲まれた領域の外側の総断面積をＳＯ１とし、前記コイルエンド部の前記第１側において前記半径ｒで囲まれた領域の総断面積をＳｉ１とし、前記総断面積ＳＯ１に占める前記少なくとも１つの前記第１巻線の占める比率をＡＯ１／ＳＯ１とし、前記総断面積Ｓｉ１に占める前記少なくとも１つの前記第１巻線の占める比率をＡｉ１／Ｓｉ１としたとき、
（ＡＯ１／ＳＯ１）＞（Ａｉ１／Ｓｉ１）
を満たす
請求項１から４のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項６】
前記第１巻線の直径をφＡｌ［ｍｍ］とし、前記第２巻線の直径をφＣｕ［ｍｍ］とし、前記第１巻線の電気抵抗率をρＡｌ［Ω・ｍ］とし、前記第２巻線の電気抵抗率をρＣｕ［Ω・ｍ］としたとき、
【数５】
2019220610.tif 000007
を満たす
請求項１から５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項７】
前記第１巻線の直径をφＡｌ［ｍｍ］とし、前記第２巻線の直径をφＣｕ［ｍｍ］とし、前記第１巻線の電気抵抗率をρＡｌ［Ω・ｍ］とし、前記第２巻線の電気抵抗率をρＣｕ［Ω・ｍ］としたとき、
【数６】
2019220610.tif 000008
を満たす
請求項１から５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項８】
前記第１巻線の電気抵抗をＲＡｌ［Ω］とし、前記第２巻線の電気抵抗をＲＣｕ［Ω］とし、１本の前記第１巻線の断面積をＳＡｌとし、１本の前記第２巻線の断面積をＳＣｕとし、前記断面積ＳＣｕに対する前記断面積ＳＡｌの比ＳＡｌ／ＳＣｕをｋとしたとき、
１≦｛ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）}且つ１≦ｋ
を満たす
請求項１から７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項９】
前記第１巻線の電気抵抗をＲＡｌ［Ω］とし、前記第２巻線の電気抵抗をＲＣｕ［Ω］とし、１本の前記第１巻線の断面積をＳＡｌとし、１本の前記第２巻線の断面積をＳＣｕとし、前記断面積ＳＣｕに対する前記断面積ＳＡｌの比ＳＡｌ／ＳＣｕをｋとしたとき、
１≦｛ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）}且つ０．２５≦ｋ
を満たす
請求項１から７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１巻線はアルミ線である請求項１から９のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第２巻線は銅線である請求項１から１０のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の固定子と、
前記固定子の内側に回転可能に配置された回転子と
を備える
電動機。
【請求項１３】
前記電動機は、誘導電動機である請求項１２に記載の電動機。
【請求項１４】
密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する、請求項１２又は１３に記載の電動機と
を備える
圧縮機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備える空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機の分野では、出力の増加と小型化が求められている。電動機の出力が増加すると、固定子のコイルに流す電流が増加する。また、電動機を小型化する場合にも、同一出力を得るために必要な電流が増加する。コイルに流れる電流が増加すると、コイルの温度が上昇する。コイルの温度上昇は電動機の効率の低下を引き起こす。したがって、コイルの熱を外部へ放出することにより、コイルの温度上昇を低減することが望ましい。
例えば、圧縮機に用いる電動機において、コイルのコイルエンド部が圧縮機内の冷媒および潤滑油に接触するように、固定子を形成することができる。そのため、コイルで発生した熱は、コイルの外部に露出するコイルエンド部から放出させることが望ましい。コイルの発熱量はコイルの電気抵抗の大きさに依存するので、コイルの発熱を低減するためにはコイルの電気抵抗が小さいことが望ましい。
近年、電動機の低コスト化および軽量化のため、コイルの巻線として、銅線コイルに加えて、アルミニウム線コイルを併用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１４／１８８４６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、互いに異なる種類の巻線で形成されたコイルを用いた場合、従来の技術では、コイルのコイルエンド部からの放熱効率が不十分であるため、固定子の温度上昇、特にコイルの温度上昇を充分に低減できないという問題がある。【０００５】
本発明は、コイルのコイルエンド部における放熱効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の固定子は、固定子コアと、少なくとも１つの第１巻線と、前記少なくとも１つの第１巻線と直列に接続されており前記少なくとも１つの第１巻線とは異なる材料で形成された少なくとも１つの第２巻線とを有し、前記固定子コアに巻回されたコイルとを備え、前記コイルは、前記固定子コアの外側に位置するコイルエンド部を有し、前記コイルエンド部において前記コイルと前記固定子コアとの接点からの前記コイルエンド部の最大高さを２等分する直線をＰ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記固定子コアの反対側である、前記コイルエンド部の第１側の総断面積をＳ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記第１側の反対側である、前記コイルエンド部の第２側の総断面積をＳ２とし、前記コイルエンド部の前記第１側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ２としたとき、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）を満たす。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コイルのコイルエンド部における放熱効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】コイルの第１巻線と第２巻線との接続状態を示す図である。
【図３】図１に示される、線Ｃ３−Ｃ３に沿ったコイルの束の断面図である。
【図４】図１に示される、線Ｃ３−Ｃ３に沿ったコイルの束の断面図である。
【図５】第１巻線と第２巻線について、断面積、断面積比、電気抵抗、電流、損失、損失密度および損失密度比を示す表である。
【図６】第２巻線の直径を０．９［ｍｍ］に設定し、第１巻線の直径を変化させた場合の、断面積比ｋと損失密度比との関係を示すグラフである。
【図７】スクロール圧縮機を示す断面図である。
【図８】空気調和装置（冷凍サイクル装置）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１の回転子３の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘは、回転子３の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「回転子３の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Ａｘと直交する方向である。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す平面図である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とする固定子２の周方向を示す。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とする回転子３の周方向も示す。固定子２及び回転子３の周方向は、単に「周方向」ともいう。
電動機１は、固定子２と、回転子３とを有する。電動機１は、例えば、誘導電動機である。電動機１は、例えば、スクロール圧縮機などの圧縮機に用いられる。
【００１１】
回転子３は、固定子２の内側に回転可能に配置されている。
【００１２】
固定子２は、固定子コア２１と、コイル２２（固定子コイルともいう）とを有する。
固定子コア２１は、環状に形成されている。固定子コア２１は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成されている。複数の電磁鋼板は、互いにカシメで固定されている。複数の電磁鋼板の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。
【００１３】
固定子コア２１は、ヨーク２１ａと、複数のティース２１ｂとを有する。ヨーク２１ａは、円環状に形成されている。各ティース２１ｂは、ヨーク２１ａから径方向に延在する。言い換えると、各ティース２１ｂは、回転子３の回転中心に向けてヨーク２１ａから突出している。
【００１４】
ティース２１ｂは、周方向に等間隔で配列されている。周方向において互いに隣接するティース２１ｂ間に形成されたスペースは、スロットである。ティース２１ｂの数は、例えば、３０個である。ただし、ティース２１ｂの数は３０個に限定されない。ティース２１ｂの先端は、周方向に広がっている。
【００１５】
コイル２２は、固定子コア２１に巻回されている。具体的には、コイル２２は、ティース２１ｂに巻回されている。図１に示される例では、コイル２２は、分布巻きで固定子コア２１に巻回されている。ただし、コイル２２の巻回は、分布巻きに限定されない。例えば、コイル２２は、集中巻きで固定子コア２１に巻回されていてもよい。
【００１６】
コイル２２は、複数の束２２０を有する。各束２２０をコイル束ともいう。図１に示される例では、各束２２０が分布巻きで固定子コア２１に巻回されている。コイル２２は、固定子コア２１の外側に位置するコイルエンド部２２ａを有する。具体的には、各束２２０は、コイルエンド部２２ａを有する。コイルエンド部２２ａは、軸方向における固定子コア２１の外側に位置する。言い換えると、コイルエンド部２２ａは、コイル２２のうちの、軸方向における固定子コア２１の外側に位置する部分である。すなわち、コイルエンド部２２ａは、図１に示されるコイル２２の部分である。ただし、束２２０の数及びコイルエンド部２２ａの数は、図１に示される例に限定されない。
【００１７】
図２は、コイル２２の第１巻線２２１と第２巻線２２２との接続状態を示す図である。
コイル２２は、少なくとも１つの第１巻線２２１と、少なくとも１つの第２巻線２２２とを有する。第２巻線２２２は、第１巻線２２１と直列に接続されている。すなわち、各束２２０は、少なくとも１つの第１巻線２２１及び少なくとも１つの第２巻線２２２で形成されている。図２に示される例では、コイル２２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相を持つ３相コイルであり、コイル２２の結線は、Ｙ結線である。
【００１８】
第１巻線２２１は、第２巻線２２２とは異なる材料で形成されている。第２巻線２２２は、第１巻線２２１とは異なる材料で形成されている。すなわち、第１巻線２２１及び第２巻線２２２は、互いに異なる材料で形成されている。第２巻線２２２の電気抵抗率は第１巻線２２１よりも低い。すなわち、第２巻線２２２の熱伝導率は、第１巻線２２１よりも高い。第１巻線２２１の熱損失量は、第２巻線２２２よりも大きい。
【００１９】
本実施の形態では、第１巻線２２１はアルミ線であり、第２巻線２２２は銅線である。ただし、第１巻線２２１はアルミ線に限定されず、第２巻線２２２は銅線に限定されない。
【００２０】
図３は、図１に示される、線Ｃ３−Ｃ３に沿ったコイル２２の束２２０（具体的には、束２２０のコイルエンド部２２ａ）の断面図である。矢印Ｌ１は、コイルエンド部２２ａの第１側からの放熱経路を示す。矢印Ｌ２は、コイルエンド部２２ａの第２側からの放熱経路を示す。コイルエンド部２２ａの熱は、放熱経路Ｌ１及びＬ２、特に放熱経路Ｌ１に向けて放出される。
【００２１】
直線Ｐ１は、コイルエンド部２２ａにおいてコイル２２と固定子コア２１との接点からのコイルエンド部２２ａの最大高さを２等分する直線である。図３に示される例では、コイル２２と固定子コア２１との接点からのコイルエンド部２２ａの最大高さは２×Ｒ１で示される。コイルエンド部２２ａの最大高さは、軸方向における最大高さである。
【００２２】
コイルエンド部２２ａの第１側は、直線Ｐ１を挟んで固定子コア２１の反対側である。具体的には、コイルエンド部２２ａの第１側は、直線Ｐ１から＋ｚ側の第１領域２０１である。コイルエンド部２２ａの第２側は、直線Ｐ１を挟んでコイルエンド部２２ａの第１側の反対側である。具体的には、コイルエンド部２２ａの第２側は、直線Ｐ１から−ｚ側の第２領域２０２である。すなわち、コイルエンド部２２ａの断面は、ｙｚ平面において第１領域２０１及び第２領域２０２を有する。
【００２３】
第１領域２０１は、ｙｚ平面において、束２２０の第１側における外側端部に配置された各巻線（すなわち、第１巻線２２１又は第２巻線２２２）との接線で形成された外縁と直線Ｐ１で囲まれた領域である。第２領域２０２は、ｙｚ平面において、束２２０の第２側における外側端部に配置された各巻線（すなわち、第１巻線２２１又は第２巻線２２２）との接線で形成された外縁と直線Ｐ１で囲まれた領域である。
【００２４】
本実施の形態では、第１領域２０１には、少なくとも１つの第１巻線２２１及び少なくとも１つの第２巻線２２２が配置されており、第２領域２０２にも、少なくとも１つの第１巻線２２１及び少なくとも１つの第２巻線２２２が配置されている。
【００２５】
ただし、第１領域２０１には、少なくとも１つの第１巻線２２１のみが配置されてもよい。この場合、第１領域２０１には第２巻線２２２が存在しない。
【００２６】
コイルエンド部２２ａの第１側の総断面積をＳ１とする。すなわち、総断面積Ｓ１は、ｙｚ平面における第１領域２０１の面積である。コイルエンド部２２ａの第２側の総断面積をＳ２とする。総断面積Ｓ２は、ｙｚ平面における第２領域２０２の面積である。コイルエンド部２２ａの第１側における少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積をＡ１とする。言い換えると、総断面積Ａ１は、第１領域２０１に配置された各第１巻線２２１の断面積の和である。コイルエンド部２２ａの第２側における少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積をＡ２とする。言い換えると、総断面積Ａ２は、第２領域２０２に配置された各第１巻線２２１の断面積の和である。
【００２７】
この場合、固定子２は、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）を満たす。Ａ１／Ｓ１は、総断面積Ｓ１における少なくとも１つの第１巻線２２１（具体的には、少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積Ａ１）の占める比率である。Ａ２／Ｓ２は、総断面積Ｓ２における少なくとも１つの第１巻線２２１（具体的には、少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積Ａ２）の占める比率である。これにより、固定子２における放熱効率を改善することができる。
【００２８】
コイルエンド部２２ａの第１側に配置された少なくとも１つの第２巻線２２２の総断面積をＣ１とし、コイルエンド部２２ａの第２側に配置された少なくとも１つの第２巻線２２２の総断面積をＣ２とする。言い換えると、総断面積Ｃ１は、第１領域２０１に配置された各第２巻線２２２の断面積の和であり、総断面積Ｃ２は、第２領域２０２に配置された各第２巻線２２２の断面積の和である。この場合、固定子２は、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ｃ１／Ｓ１）を満たす。これにより、固定子２における放熱効率をさらに改善することができる。
【００２９】
さらに、固定子２は、（Ａ１／Ｃ１）＞（Ａ２／Ｃ２）を満たすことが望ましい。これにより、固定子２における放熱効率をさらに改善することができる。
【００３０】
図４は、図１に示される、線Ｃ３−Ｃ３に沿ったコイル２２の束２２０（具体的には、束２２０のコイルエンド部２２ａ）の断面図である。
直線Ｐ２は、コイルエンド部２２ａの断面上において直線Ｐ１を２等分する直線である。したがって、コイルエンド部２２ａの断面上における直線Ｐ１の長さは、２×Ｒ２で表される。半径ｒは、コイルエンド部２２ａの断面上における直線Ｐ１及び直線Ｐ２の交点を中心とする半径である。半径ｒは、コイルエンド部２２ａの断面上における、直線Ｐ１の長さの半分（すなわち、Ｒ２）及び直線Ｐ２の長さの半分（すなわち、Ｒ１）よりも短い。
【００３１】
コイルエンド部２２ａの第１側において半径ｒで囲まれた領域の外側の総断面積をＳＯ１とする。コイルエンド部２２ａの第１側において半径ｒで囲まれた領域の総断面積をＳｉ１とする。半径ｒで囲まれた領域は、ｙｚ平面において直線Ｐ１及び直線Ｐ２の交点を中心とする半径ｒの円である。総断面積ＳＯ１は、ｙｚ平面において、第１領域２０１のうちの半径ｒで囲まれた領域の外側の面積である。言い換えると、総断面積ＳＯ１は、総断面積Ｓ１から半径ｒの半円を除いて得られる面積である。総断面積Ｓｉ１は、ｙｚ平面において、第１領域２０１のうちの半径ｒで囲まれた領域の面積である。言い換えると、総断面積Ｓｉ１は、第１領域２０１における半径ｒの半円の面積である。
【００３２】
ｙｚ平面において、第１領域２０１のうちの半径ｒで囲まれた領域の外側に配置された少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積をＡＯ１とする。言い換えると、総断面積ＡＯ１は、第１領域２０１のうちの半径ｒで囲まれた領域の外側に配置された各第１巻線２２１の断面積の和である。ｙｚ平面において、第１領域２０１のうちの半径ｒで囲まれた領域に配置された少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積をＡｉ１とする。言い換えると、総断面積Ａｉ１は、第１領域２０１のうちの半径ｒの半円で囲まれた領域に配置された各第１巻線２２１の断面積の和である。
【００３３】
この場合、固定子２は、（ＡＯ１／ＳＯ１）＞（Ａｉ１／Ｓｉ１）を満たす。ＡＯ１／ＳＯ１は、総断面積ＳＯ１に占める少なくとも１つの第１巻線２２１（具体的には、少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積ＡＯ１）の占める比率である。Ａｉ１／Ｓｉ１は、総断面積Ｓｉ１に占める少なくとも１つの第１巻線２２１（具体的には、少なくとも１つの第１巻線２２１の総断面積Ａｉ１）の占める比率である。これにより、固定子２における放熱効率をさらに改善することができる。
【００３４】
＜各巻線の直径＞
次に、第１巻線２２１の直径及び第２巻線２２２の直径の関係について説明する。第１巻線２２１と第２巻線２２２とは互いに直列に接続されているため、第１巻線２２１及び第２巻線２２２に流れる電流は互いに等しい。従って、電気抵抗率の高い第１巻線２２１で生じる損失は、第２巻線２２２で生じる損失よりも大きい。そのため、上述のように、放熱効率のよい第１領域２０１に、第１巻線２２１をできるだけ多く集めることが望ましい。
【００３５】
第１巻線２２１の電気抵抗をＲＡｌ［Ω］とし、電気抵抗率をρＡｌ［Ω・ｍ］とし、直径をφＡｌ［ｍｍ］とする。第２巻線２２２の電気抵抗をＲＣｕ［Ω］とし、電気抵抗率をρＣｕ［Ω・ｍ］とし、直径をφＣｕ［ｍｍ］とする。コイルの電気抵抗は、電気抵抗率ρにコイルの長さＬを乗算し、コイルの断面積Ｓで除算して得られる（すなわちρ×Ｌ／Ｓ）。すなわち、一般に、コイルの長さＬが等しい場合、コイルの電気抵抗は、電気抵抗率が高いほど高く、断面積が大きいほど低い。
【００３６】
１本の第１巻線２２１の断面積をＳＡｌとし、１本の第２巻線２２２の断面積をＳＣｕとする。第１巻線２２１および第２巻線２２２の長さＬが互いに等しく、第１巻線２２１及び第２巻線２２２に流れる電流が１［Ａ］である場合、第１巻線２２１で発生する損失［Ｗ］、すなわち電流の２乗と電気抵抗の積は、ρＡｌ×（Ｌ／ＳＡｌ）で表され、第２巻線２２２で発生する損失［Ｗ］はρＣｕ×（Ｌ／ＳＣｕ）で表される。
【００３７】
第１巻線２２１で生じる損失が、第２巻線２２２で生じる損失と等しくなる場合には、ρＡｌ×（Ｌ／ＳＡｌ）＝ρＣｕ×（Ｌ／ＳＣｕ）が成立する。この式をＳＡｌについて解くと、ＳＡｌ＝（ρＡｌ／ρＣｕ）×ＳＣｕとなる。すなわち、第１巻線２２１の断面積ＳＡｌは、第２巻線２２２の断面積ＳＣｕの（ρＡｌ／ρＣｕ）倍となる。
【００３８】
コイルの断面積は直径の２乗に比例するため、第１巻線２２１で生じる損失が第２巻線２２２で生じる損失と等しくなる場合の第１巻線２２１の直径φＡｌ［ｍｍ］は、第２巻線２２２の直径φＣｕ［ｍｍ］の√（ρＡｌ／ρＣｕ）倍となる。
【００３９】
そのため、第１巻線２２１で生じる損失を、第２巻線２２２で生じる損失以上にするためには、第１巻線２２１の直径φＡｌを第２巻線２２２の直径φＣｕの√（ρＡｌ／ρＣｕ）倍以下にすればよい。言い換えると、第１巻線２２１の直径φＡｌを、√（ρＡｌ／ρＣｕ）×φＣｕ以下にすればよい。
【００４０】
そのため、第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌ［Ｗ／ｍ］および直径φＡｌ［ｍｍ］と、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕ［Ｗ／ｍ］および直径φＣｕ［ｍｍ］とが、以下の式（１）を満足することが最も望ましい。
【数１】
2019220610.tif 000003
【００４１】
第１巻線２２１の直径φＡｌが√（ρＡｌ／ρＣｕ）×φＣｕ以下であれば、第１巻線２２１の電気抵抗が第２巻線２２２の電気抵抗以下となり、従って第１巻線２２１で生じる損失が第２巻線２２２で生じる損失以上となる。すなわち、第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失（すなわち発熱）が生じ、その熱が第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ放出されるため、特に高い放熱効果が得られる。
【００４２】
例えば、第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌを２．８２×１０−８［Ω・ｍ］とし、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕを１．６８×１０−８［Ω・ｍ］とすると、第１巻線２２１の直径φＡｌ［ｍｍ］の上限は、第２巻線２２２の直径φＣｕ［ｍｍ］の１．２９６倍となる。第１巻線２２１の直径φＡｌが１．２９６×φＣｕよりも小さければ、特に高い放熱効果が得られる。
【００４３】
また、式（１）では、第１巻線２２１の直径φＡｌの下限を、第２巻線２２２の直径φＣｕと等しくしている。第１巻線２２１の単位断面積当たりの機械的強度は第２巻線２２２よりも低いため、巻線工程において第１巻線２２１の十分な強度を確保するためには、第１巻線２２１の直径φＡｌが第２巻線２２２の直径φＣｕ以上（すなわちφＣｕ≦φＡｌ）であることが望ましいためである。
【００４４】
このように、第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌおよび直径φＡｌと、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕおよび直径φＣｕとが式（１）を満足すれば、第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失を発生させ、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効率よく放出することができる。さらに、巻線工程での第１巻線２２１の十分な強度を確保することができる。
【００４５】
なお、式（１）を導出する際に、第１巻線２２１及び第２巻線２２２に流れる電流を１［Ａ］と仮定したが、電流は１［Ａ］に限定されない。第１巻線２２１及び第２巻線２２２に流れる任意の電流をＩ［Ａ］と表すと、第１巻線２２１で生じる損失が第２巻線２２２で生じる損失と等しくなる場合には、ρＡｌ×（Ｌ／ＳＡｌ）×Ｉ２＝ρＣｕ×（Ｌ／ＳＣｕ）×Ｉ２が成立し、上記のＳＡｌ＝（ρＡｌ／ρＣｕ）×ＳＣｕが得られ、ここから式（１）が導出されるためである。
【００４６】
また、第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌおよび直径φＡｌと、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕおよび直径φＣｕとの関係は、上記の式（１）に限定されるものではなく、以下の式（２）を満足するようにしてもよい。
【数２】
2019220610.tif 000004
【００４７】
式（２）における第１巻線２２１の直径φＡｌの上限は、式（１）と同様である。理由は、上述した通りである。一方、式（２）における第１巻線２２１の直径φＡｌの下限は、０．５×φＣｕ、すなわち、第２巻線２２２の直径φＣｕの１／２である。
【００４８】
第１巻線２２１と第２巻線２２２とが互いに直列に接続されたコイル２２を固定子コア２１のティース２１ｂに巻き付ける工程では、工程の複雑化を回避するため、共通の巻線機を用いることが望ましい。一方、第１巻線２２１と第２巻線２２２とで直径が互いに異なる場合には、巻線機の巻線ノズルのノズル径を、太い方の巻線に合わせる必要がある。
【００４９】
第１巻線２２１の直径φＡｌが、第２巻線２２２の直径φＣｕの１／２よりも小さい場合、巻線ノズルに第１巻線２２１が２列に挿入される可能性があり、第１巻線２２１が損傷を受ける可能性がある。また、巻線機は、第１巻線２２１の巻回時と第２巻線２２２の巻回時とで同じ張力を付与するため、第１巻線２２１が細すぎると断線の可能性がある。
【００５０】
以上の理由から、式（２）では、第１巻線２２１の直径φＡｌ［ｍｍ］を、０．５×φＣｕ［ｍｍ］以上としている。これにより、第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失を発生させ、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効果的に放出すると共に、巻線工程での第１巻線２２１の損傷および断線を防止することができる。
【００５１】
＜各巻線の断面積比＞
１本の第２巻線２２２の断面積ＳＣｕに対する１本の第１巻線２２１の断面積ＳＡｌの比、すなわちＳＡｌ／ＳＣｕを、断面積比ｋとする。断面積ＳＡｌはπ×（φＡｌ／２）２であり、断面積ＳＣｕはπ×（φＣｕ／２）２であるため、断面積比ｋは、ｋ＝（φＡｌ／φＣｕ）２と表すことができる。断面積比ｋを用いると、式（１）のφＣｕ≦φＡｌは、１≦ｋと表される。また、式（２）の０．５×φＣｕ≦φＡｌは、ｋ≦０．２５と表される。
【００５２】
上記の通り、第１巻線２２１と第２巻線２２２とは互いに直列に接続され、電気抵抗率の高い第１巻線２２１で生じる損失は第２巻線２２２で生じる損失よりも高い。したがって、コイルエンド部２２ａの第１領域２０１には、損失の高い第１巻線２２１が密に配置されることが望ましい。これより、第１巻線２２１の熱を放熱経路Ｌ１へ効率よく放出することができる。
【００５３】
ここで、損失密度について説明する。損失密度［Ｗ／ｍｍ２］は、コイルで生じる損失を、コイルの１本あたりの断面積で除算した値である。ここでは、第１巻線２２１の損失密度が第２巻線２２２の損失密度に対してどのような範囲にあれば高い放熱効果が向上するか、検討する。
【００５４】
１本の第１巻線２２１の断面積ＳＡｌ［ｍｍ２］と、１本の第２巻線２２２の断面積ＳＣｕ［ｍｍ２］とは、断面積比ｋの定義（ｋ＝ＳＡｌ／ＳＣｕ）から、ＳＡｌ＝ｋ×ＳＣｕの関係にある。コイル２２に流れる電流を１［Ａ］とすると、第１巻線２２１で生じる損失［Ｗ］はＲＡｌであり、第２巻線２２２で生じる損失［Ｗ］はＲＣｕである。
【００５５】
そのため、第１巻線２２１の損失密度［Ｗ／ｍ２］は、ＲＡｌ／ＳＡｌであり、断面積比ｋを用いると、ＲＡｌ／（ｋ×ＳＣｕ）と表される。一方、第２巻線２２２の損失密度［Ｗ／ｍ２］は、ＲＣｕ／ＳＣｕである。
【００５６】
第２巻線２２２の損失密度に対する第１巻線２２１の損失密度の比を、損失密度比と定義する。損失密度比は、｛ＲＡｌ／（ｋ×ＳＣｕ）｝／｛ＲＣｕ／ＳＣｕ｝であるため、ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）と表される。
【００５７】
図５は、第１巻線２２１と第２巻線２２２について、断面積［ｍｍ２］、断面積比、電気抵抗［Ω／ｋｍ］、電流［Ａ］、損失［Ｗ］、損失密度［Ｗ／ｍｍ２］および損失密度比を示す表である。
【００５８】
損失密度比が１以上の場合、すなわち、第１巻線２２１の損失密度が第２巻線２２２の損失密度以上である場合には、第１領域２０１に配置された第１巻線２２１で高い損失を発生させ、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効率よく放出することができる。そのため、１≦ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）であることが望ましい。
【００５９】
また、第１巻線２２１の単位断面積当たりの機械的強度は第２巻線２２２よりも低いため、共通の巻線機を用いた巻線工程での十分な強度確保のため、第１巻線２２１の直径φＡｌは第２巻線２２２の直径φＣｕ以上であることが望ましい。そのため、１≦ｋであることが望ましい。
【００６０】
以上から、断面積比ｋと、第１巻線２２１の電気抵抗ＲＡｌ［Ω］と、第２巻線２２２の電気抵抗ＲＣｕ［Ω］とが以下の式（３）、（４）を満足することにより、第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失を発生させ、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効率よく放出し、なお且つ、巻線工程での第１巻線２２１の十分な強度を確保することができる。
【００６１】
【数３】
2019220610.tif 000005
１≦ｋ  …（４）
【００６２】
ここで、損失密度比ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の上限は、ｋに１を代入したＲＡｌ／ＲＣｕである。例えば、第２巻線２２２の直径φＣｕを０．９［ｍｍ］とし、電気抵抗ＲＣｕを２７．１［Ω］とし、第１巻線２２１の直径φＡｌを０．９［ｍｍ］とし、電気抵抗ＲＡｌを７３．７２［Ω］とした場合、ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の上限は、ＲＡｌ／ＲＣｕ＝１．６７９となる。そのため、損失密度比ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の望ましい範囲は、１≦ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）≦１．６７９と表される。
【００６３】
図６は、第２巻線２２２の直径φＣｕを０．９［ｍｍ］に設定し、第１巻線２２１の直径φＡｌを変化させた場合の、断面積比ｋと損失密度比との関係を示すグラフである。図６に示すように、第２巻線２２２の直径φＣｕを０．９［ｍｍ］とした場合の損失密度比ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の望ましい範囲は、１≦ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）≦１．６７９である。
【００６４】
また、断面積比ｋと、第１巻線２２１の電気抵抗ＲＡｌ［Ω］と、第２巻線２２２の電気抵抗ＲＣｕ［Ω］とは、以下の式（５）、（６）を満足するようにしてもよい。式（５）は、上述した式（３）と同じである。
【数４】
2019220610.tif 000006
０．２５≦ｋ  …（６）
【００６５】
上記の通り、第１巻線２２１と第２巻線２２２とを共通の巻線機で巻回する場合、巻線機の巻線ノズルのノズル径を太い方の巻線に合わせる必要がある。第１巻線２２１の直径φＡｌが第２巻線２２２の直径φＣｕの１／２以下の場合、第１巻線２２１が巻線ノズルに２列に挿入されて損傷を受ける可能性がある。また、巻線機は、第１巻線２２１の巻回時と第２巻線２２２の巻回時とで同じ張力を付与するため、第１巻線２２１が細すぎると断線の可能性がある。
【００６６】
そのため、第１巻線２２１の直径φＡｌ［ｍｍ］の下限を、０．５×φＣｕ［ｍｍ］とすることが望ましい。これを断面積比ｋで表すと、０．２５≦ｋとなる。
【００６７】
以上から、断面積比ｋと、第１巻線２２１の電気抵抗ＲＡｌ［Ω］と、第２巻線２２２の電気抵抗ＲＣｕ［Ω］とが式（５）、（６）を満足することにより、コイルエンド部２２ａの第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失を発生させ、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効率よく放出することができ、なお且つ、巻線工程での第１巻線２２１の十分な損傷および断線を防止することができる。
【００６８】
ここで、損失密度比ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の上限は、ｋに０．２５を代入したＲＡｌ／（０．２５×ＲＣｕ）である。例えば、第２巻線２２２の直径φＣｕを０．９［ｍｍ］とし、電気抵抗ＲＣｕを２７．１［Ω］とし、第１巻線２２１の直径φＡｌを０．４５［ｍｍ］とし、電気抵抗ＲＡｌを１７４．９［Ω］とした場合、ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の上限は、ＲＡｌ／（０．２５×ＲＣｕ）＝２５．８１５である。この場合、損失密度比ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）の望ましい範囲は、１≦ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）≦２５．８１５と表される。
【００６９】
＜誘導電動機＞
実施の形態１で説明した電動機１は、例えば、誘導電動機である。
【００７０】
一般に、誘導電動機は、インバータを用いずに駆動される場合が多い。すなわち、電動機１を制御する制御部は、コイル２２に一定電圧を供給して電動機１を駆動する場合が多い。そのため、電動機１の負荷または供給電圧の変動により、コイル２２を流れる電流が大幅に増加し、コイル２２の温度が上昇する場合がある。
【００７１】
実施の形態１に係る固定子２を有する電動機１は、上記の通り、高い放熱効果を有し、コイル２２の温度上昇を低減することができるため、電流の変動の大きい誘導電動機で特に大きな効果を発揮する。なお、電動機１は、誘導電動機以外の電動機、例えば、同期電動機であっても高い放熱効果が得られる。
【００７２】
＜実施の形態１の効果＞
【００７３】
例えば、熱損失量の大きい巻線を、コイルエンド部２２ａの第１側よりも第２側に密に配置した場合、固定子２の熱（例えば、固定子コア２１の熱及びコイル２２の熱）が第２側から第１側へ伝達されにくい。この場合、固定子２の熱が固定子２の外部へ放出されにくいため、固定子２の温度上昇を低減することが困難である。したがって、固定子２の熱は、放熱経路Ｌ２よりも放熱経路Ｌ１へ放出させることが望ましい。コイル２２の周囲に液体（例えば、冷媒）などの媒質が存在する場合、コイル２２の熱をその媒質へ放出しやすい。この場合、コイル２２の熱は放熱経路Ｌ２よりも放熱経路Ｌ１へ放出されやすい。したがって、熱が放熱経路Ｌ１へ放出されやすいように、コイル２２を形成することが望ましい。
【００７４】
本実施の形態に係る固定子２では、第２巻線２２２が第１巻線２２１と直列に接続されており、熱損失量の大きい第１巻線２２１をコイルエンド部２２ａの第２側よりも第１側に多く配置し、熱損失量の小さい第２巻線２２２をコイルエンド部２２ａの第１側よりも第２側に多く配置している。具体的には、固定子２は、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）を満たす。すなわち、コイルエンド部２２ａの第１側、すなわち、第１領域２０１における第１巻線２２１の密度は、コイルエンド部２２ａの第２側、すなわち、第２領域２０２における第１巻線２２１の密度よりも大きい。
【００７５】
したがって、熱損失量の大きい第１巻線２２１が、コイルエンド部２２ａの第１側に密に配置される。これにより、固定子２の熱、特にコイル２２の熱がコイルエンド部２２ａの第２側から第１側へ効率的に伝達され、第１側から放熱経路Ｌ１へ放出されるので、コイル２２のコイルエンド部２２ａにおける放熱効率を改善することができ、電動機１の高速回転時の固定子２（特に、コイル２２）における温度上昇を低減することができる。その結果、固定子２を有する電動機１の出力を高めることができる。
【００７６】
さらに、固定子２は、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ｃ１／Ｓ１）を満たすことが望ましい。これにより、コイル２２の熱が第１側から放熱経路Ｌ１へ効率的に放出されるので、固定子２における放熱効率をさらに改善することができ、固定子２における温度上昇を低減することができる。
【００７７】
さらに、固定子２は、（Ａ１／Ｃ１）＞（Ａ２／Ｃ２）を満たすことが望ましい。これにより、固定子２の熱、特にコイル２２の熱がコイルエンド部２２ａの第２側から第１側へ効率的に伝達され、その熱を第１側から放熱経路Ｌ１へ容易に放出させることができる。その結果、固定子２における放熱効率をさらに改善することができ、固定子２における温度上昇を低減することができる。
【００７８】
コイルエンド部２２ａの第１側には、少なくとも１つの第１巻線２２１のみが配置されてもよい。この場合、コイルエンド部２２ａの第１側には第２巻線２２２が存在しない。これにより、コイルエンド部２２ａの第１側、すなわち第１領域２０１には、熱損失量の大きい第１巻線２２１のみが配置されるので、コイル２２の熱を第１側から放熱経路Ｌ１へ容易に放出させることができる。その結果、固定子２における放熱効率をさらに改善することができ、固定子２における温度上昇を低減することができる。
【００７９】
さらに、固定子２は、（ＡＯ１／ＳＯ１）＞（Ａｉ１／Ｓｉ１）を満たすことが望ましい。これにより、コイル２２の外側に露出する領域に、熱損失量の大きい第１巻線２２１を多く配置することができる。すなわち、第１領域２０１において、半径ｒで囲まれた領域の外側に多く第１巻線２２１を配置することができる。その結果、固定子２における放熱効率をさらに改善することができ、固定子２における温度上昇を低減することができる。
【００８０】
第１巻線２２１及び第２巻線２２２は、互いに直列に接続されているので、第１巻線２２１及び第２巻線２２２に流れる電流値は互いに等しい。第１巻線２２１の電気抵抗ＲＡｌは、第２巻線２２２の電気抵抗ＲＣｕよりも大きいので、第１巻線２２１に生じる熱損失量は、第２巻線２２２に生じる熱損失量よりも大きい。したがって、上述のように、第１巻線２２１の多くを第１領域２０１に配置することにより、コイルエンド部２２ａにおける放熱効率を改善することができる。
【００８１】
第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌ［Ω・ｍ］および直径φＡｌ［ｍｍ］と、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕ［Ω・ｍ］および直径φＣｕ［ｍｍ］とが、上記の式（１）を満足する。これにより、第１領域２０１に集められた第１巻線２２１で高い損失（すなわち発熱）が生じ、その熱が第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ放出されるため、放熱効果をさらに高めることができる。さらに、第１巻線２２１の直径φＡｌが第２巻線２２２の直径φＣｕ以上であるので、巻線工程での第１巻線２２１の十分な強度を確保することができる。
【００８２】
また、第１巻線２２１の電気抵抗率ρＡｌ［Ω・ｍ］および直径φＡｌ［ｍｍ］と、第２巻線２２２の電気抵抗率ρＣｕ［Ω・ｍ］および直径φＣｕ［ｍｍ］とが、上記の式（２）を満足する。これにより、放熱効果をさらに高めることができる。さらに、第１巻線２２１の直径φＡｌが第２巻線２２２の直径φＣｕの１／２以上であるとき、巻線工程での第１巻線２２１の損傷および断線を防止することができる。
【００８３】
また、第１巻線２２１の電気抵抗ＲＡｌと、第２巻線２２２の電気抵抗ＲＣｕと、第２巻線２２２の断面積ＳＣｕに対する第１巻線２２１の断面積ＳＡｌの比である断面積比ｋとが、上記の式（３）を満足する。すなわち、第１巻線２２１の損失密度が第２巻線２２２の損失密度以上となる。したがって、損失密度が大きい第１巻線２２１の多くが第１領域２０１に配置される。その結果、第１巻線２２１で高い損失が発生するので、その熱を第１領域２０１から放熱経路Ｌ１へ効率的に放出することができ、放熱効果をさらに高めることができる。
【００８４】
また、断面積比ｋが１以上であれば、共通の巻線機を用いた巻線工程において、第１巻線２２１の十分な強度を確保することができる。また、断面積比ｋが０．２５以上であれば、共通の巻線機を用いた巻線工程において、第１巻線２２１の破損および断線を防止することができる。
【００８５】
実施の形態１に係る固定子２を有する電動機１は、上述の固定子２の効果を有する。さらに、実施の形態１に係る固定子２を有する電動機１を、誘導電動機に適用することにより、特に高い効果が得られる。
【００８６】
実施の形態２．
＜スクロール圧縮機＞
次に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される圧縮機としてのスクロール圧縮機３００について説明する。
図７は、スクロール圧縮機３００を示す断面図である。
【００８７】
スクロール圧縮機３００は、密閉容器３０７と、密閉容器３０７内に配置された圧縮機構３０５と、圧縮機構３０５を駆動する電動機１と、圧縮機構３０５と電動機１とを連結するシャフト３０６と、シャフト３０６の下端部（すなわち圧縮機構３０５側と反対側の端部）を支持するサブフレーム３０８とを備えている。
【００８８】
圧縮機構３０５は、渦巻部分を有する固定スクロール３０１と、固定スクロール３０１の渦巻部分との間に圧縮室を形成する渦巻部分を有する揺動スクロール３０２と、シャフト３０６の上端部を保持するコンプライアンスフレーム３０３と、密閉容器３０７に固定されてコンプライアンスフレーム３０３を保持するガイドフレーム３０４とを備える。
【００８９】
固定スクロール３０１には、密閉容器３０７を貫通する吸入管３１０が圧入されている。また、密閉容器３０７には、固定スクロール３０１から吐出される高圧の冷媒ガスを外部に吐出する吐出管３１１が設けられている。この吐出管３１１は、密閉容器３０７の圧縮機構３０５と電動機１との間に設けられた図示しない開口部に連通している。
【００９０】
電動機１は、固定子２を密閉容器３０７に嵌め込むことにより密閉容器３０７に固定されている。電動機１の構成は、上述した通りである。密閉容器３０７には、電動機１に電力を供給するガラス端子３０９が溶接により固定されている。
【００９１】
電動機１が回転すると、その回転が揺動スクロール３０２に伝達され、揺動スクロール３０２が揺動する。揺動スクロール３０２が揺動すると、揺動スクロール３０２の渦巻部分と固定スクロール３０１の渦巻部分とで形成される圧縮室の容積が変化する。そして、吸入管３１０から冷媒ガスが吸入され、圧縮されて、吐出管３１１から吐出される。
【００９２】
電動機１の回転時には、コイル２２に電流が流れて、コイル２２で発熱する。コイル２２で発生した熱は、実施の形態１で説明したように、固定子２の外部へ放出される。
【００９３】
スクロール圧縮機３００は、実施の形態１で説明した電動機１を有するので、実施の形態１で説明した効果を有する。さらに、実施の形態１に係る固定子２を有する電動機１は高い放熱効果を有するため、スクロール圧縮機３００の内部の温度上昇を低減することができる。さらに、実施の形態１で説明したように、電動機１の出力を高めることができるので、スクロール圧縮機３００の出力も高めることができる。
【００９４】
実施の形態１で説明した電動機１は、スクロール圧縮機３００以外の圧縮機に適用してもよい。
【００９５】
実施の形態３．
＜空気調和装置＞
次に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される空気調和装置４００について説明する。
図８は、空気調和装置４００（冷凍サイクル装置ともいう）を示す図である。
【００９６】
空気調和装置４００は、圧縮機４０１と、凝縮器４０２と、絞り装置（減圧装置ともいう）４０３と、蒸発器４０４とを備えている。圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０７によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４の順に、冷媒が循環する。
【００９７】
圧縮機４０１、凝縮器４０２および絞り装置４０３は、室外機４１０に設けられている。圧縮機４０１は、実施の形態２で説明したスクロール圧縮機３００である。ただし、圧縮機４０１は、実施の形態１で説明した固定子２を有する電動機１を有すれば、スクロール圧縮機以外の圧縮機でもよい。室外機４１０には、凝縮器４０２に室外の空気を供給する室外側送風機４０５が設けられている。蒸発器４０４は、室内機４２０に設けられている。この室内機４２０には、蒸発器４０４に室内の空気を供給する室内側送風機４０６が設けられている。
【００９８】
空気調和装置４００の動作の一例を説明する。圧縮機４０１は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器４０２は、圧縮機４０１から流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて冷媒配管４０７に送り出す。室外側送風機４０５は、凝縮器４０２に室外の空気を供給する。絞り装置４０３は、開度を変化させることによって、冷媒配管４０７を流れる冷媒の圧力等を調整する。
【００９９】
蒸発器４０４は、絞り装置４０３により低圧状態にされた冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて気化させて、冷媒配管４０７に送り出す。室内側送風機４０６は、蒸発器４０４に室内の空気を供給する。これにより、蒸発器４０４で熱が奪われた冷風が、室内に供給される。
【０１００】
空気調和装置４００は、実施の形態１で説明した電動機１を有するので、実施の形態１で説明した効果を有する。さらに、空気調和装置４００は、圧縮機４０１として、実施の形態２で説明したスクロール圧縮機３００を用いるので、実施の形態２で説明した効果を有する。上記の通り、実施の形態１で説明した電動機１は高い放熱効果を有するため、圧縮機４０１内の温度上昇を低減することができ、空気調和装置４００の安定した運転が可能となる。また、電動機１の出力増加に伴う圧縮機４０１の出力増加によって、空気調和装置４００の出力も増加させることができる。
【０１０１】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  電動機、  ２  固定子、  ３  回転子、  ２１  固定子コア、  ２１ａ  ヨーク、  ２１ｂ  ティース、  ２２  コイル、  ２２ａ  コイルエンド部、  ２０１  第１領域、  ２０２  第２領域、  ２２１  第１巻線、  ２２２  第２巻線、  ３００  スクロール圧縮機（圧縮機）、  ３０５  圧縮機構、  ３０７  密閉容器、  ４００  空気調和装置、  ４０１  圧縮機、  ４０２  凝縮器、  ４０３  絞り装置（減圧装置）、  ４０４  蒸発器。
【図１】
2019220610.tif 000009
【図２】
2019220610.tif 000010
【図３】
2019220610.tif 000011
【図４】
2019220610.tif 000012
【図５】
2019220610.tif 000013
【図６】
2019220610.tif 000014
【図７】
2019220610.tif 000015
【図８】
2019220610.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月22日(2020.5.22)
【手続補正１】
【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】
固定子コアと、
少なくとも１つの第１巻線と、前記少なくとも１つの第１巻線と直列に接続されており前記少なくとも１つの第１巻線とは異なる材料で形成された少なくとも１つの第２巻線とを有し、前記固定子コアに巻回されたコイルと
を備え、
前記コイルは、前記固定子コアの外側に位置するコイルエンド部を有し、
前記コイルエンド部において前記コイルと前記固定子コアとの接点からの前記コイルエンド部の最大高さを２等分する直線をＰ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記固定子コアの反対側である、前記コイルエンド部の第１側の総断面積をＳ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記第１側の反対側である、前記コイルエンド部の第２側の総断面積をＳ２とし、前記コイルエンド部の前記第１側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ２としたとき、
（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）
を満たし、
前記コイルエンド部の前記第１側に前記少なくとも１つの第１巻線及び前記少なくとも１つの第２巻線が配置されている
固定子。
【請求項２】
前記コイルエンド部の前記第１側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ１としたとき、
（Ａ１／Ｓ１）＞（Ｃ１／Ｓ１）
を満たす
請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記コイルエンド部の前記第１側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側に配置された前記少なくとも１つの第２巻線の総断面積をＣ２としたとき、
（Ａ１／Ｃ１）＞（Ａ２／Ｃ２）
を満たす
請求項１又は２に記載の固定子。
【請求項４】
前記コイルエンド部の前記第１側には、前記少なくとも１つの第１巻線のみが配置されている請求項１に記載の固定子。
【請求項５】
前記コイルエンド部の断面上において前記直線Ｐ１を２等分する直線をＰ２とし、前記コイルエンド部の前記断面上における前記直線Ｐ１及び前記直線Ｐ２の交点を中心とする半径をｒとし、前記半径ｒは、前記コイルエンド部の前記断面上における、前記直線Ｐ１の長さの半分及び前記直線Ｐ２の長さの半分よりも短いとし、前記コイルエンド部の前記第１側において前記半径ｒで囲まれた領域の外側の総断面積をＳＯ１とし、前記コイルエンド部の前記第１側において前記半径ｒで囲まれた領域の総断面積をＳｉ１とし、前記総断面積ＳＯ１に占める前記少なくとも１つの前記第１巻線の占める比率をＡＯ１／ＳＯ１とし、前記総断面積Ｓｉ１に占める前記少なくとも１つの前記第１巻線の占める比率をＡｉ１／Ｓｉ１としたとき、
（ＡＯ１／ＳＯ１）＞（Ａｉ１／Ｓｉ１）
を満たす
請求項１から４のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項６】
前記第１巻線の直径をφＡｌ［ｍｍ］とし、前記第２巻線の直径をφＣｕ［ｍｍ］とし、前記第１巻線の電気抵抗率をρＡｌ［Ω・ｍ］とし、前記第２巻線の電気抵抗率をρＣｕ［Ω・ｍ］としたとき、
【数５】
2019220610.tif 000017
を満たす
請求項１から５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項７】
前記第１巻線の直径をφＡｌ［ｍｍ］とし、前記第２巻線の直径をφＣｕ［ｍｍ］とし、前記第１巻線の電気抵抗率をρＡｌ［Ω・ｍ］とし、前記第２巻線の電気抵抗率をρＣｕ［Ω・ｍ］としたとき、
【数６】
2019220610.tif 000018
を満たす
請求項１から５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項８】
前記第１巻線の電気抵抗をＲＡｌ［Ω］とし、前記第２巻線の電気抵抗をＲＣｕ［Ω］とし、１本の前記第１巻線の断面積をＳＡｌとし、１本の前記第２巻線の断面積をＳＣｕとし、前記断面積ＳＣｕに対する前記断面積ＳＡｌの比ＳＡｌ／ＳＣｕをｋとしたとき、
１≦｛ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）}且つ１≦ｋ
を満たす
請求項１から７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項９】
前記第１巻線の電気抵抗をＲＡｌ［Ω］とし、前記第２巻線の電気抵抗をＲＣｕ［Ω］とし、１本の前記第１巻線の断面積をＳＡｌとし、１本の前記第２巻線の断面積をＳＣｕとし、前記断面積ＳＣｕに対する前記断面積ＳＡｌの比ＳＡｌ／ＳＣｕをｋとしたとき、
１≦｛ＲＡｌ／（ｋ×ＲＣｕ）}且つ０．２５≦ｋ
を満たす
請求項１から７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１巻線はアルミ線である請求項１から９のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第２巻線は銅線である請求項１から１０のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の固定子と、
前記固定子の内側に回転可能に配置された回転子と
を備える
電動機。
【請求項１３】
前記電動機は、誘導電動機である請求項１２に記載の電動機。
【請求項１４】
密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する、請求項１２又は１３に記載の電動機と
を備える
圧縮機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備える空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の固定子は、固定子コアと、少なくとも１つの第１巻線と、前記少なくとも１つの第１巻線と直列に接続されており前記少なくとも１つの第１巻線とは異なる材料で形成された少なくとも１つの第２巻線とを有し、前記固定子コアに巻回されたコイルとを備え、前記コイルは、前記固定子コアの外側に位置するコイルエンド部を有し、前記コイルエンド部において前記コイルと前記固定子コアとの接点からの前記コイルエンド部の最大高さを２等分する直線をＰ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記固定子コアの反対側である、前記コイルエンド部の第１側の総断面積をＳ１とし、前記直線Ｐ１を挟んで前記第１側の反対側である、前記コイルエンド部の第２側の総断面積をＳ２とし、前記コイルエンド部の前記第１側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ１とし、前記コイルエンド部の前記第２側における前記少なくとも１つの第１巻線の総断面積をＡ２としたとき、（Ａ１／Ｓ１）＞（Ａ２／Ｓ２）を満たし、前記コイルエンド部の前記第１側に前記少なくとも１つの第１巻線及び前記少なくとも１つの第２巻線が配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2019220610.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2019220610.tif 000020
【国際調査報告】
2019220610.tif 000021
2019220610.tif 000022
2019220610.tif 000023
2019220610.tif 000024