(57)【要約】【課題】  集中巻方式で巻線された電動機の固定子の巻線相互間に挿入する相間絶縁材の固定を確実に行い、巻線相互間の絶縁を確実なものとし、電動機の高効率化を妨げることなく、信頼性を確保する。【解決手段】  Ｉ字形、Ｔ字型相間絶縁材を固定子巻線相互間に挿入し、前記相間絶縁材に設けた突出部を固定子に掛止めすることにより、巻線相互間の絶縁を確実に行うと共に、相間絶縁材の固定を確実に行うことができる。また、Ｓ字形相間絶縁材を用いても、Ｓ字端部を固定子巻線と固定子の間に介挿することにより相間絶縁材の固定を行うことができ、更に積厚方向端部に切込みを入れたり、スロット絶縁紙のスロット開口部に折り返しを設けたりすることにより更に相間絶縁材の固定を確実なものとすることができる。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材を介して巻線を固定子鉄心に直接巻き付ける集中巻方式の固定子を用いる密閉型電動圧縮機において、前記固定子はスロット内巻線相互間に挿入される平板状の相間絶縁材を有し、前記相間絶縁材は積厚方向両端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたＩ字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
絶縁材を介して巻線を固定子鉄心に直接巻き付ける集中巻方式の固定子を用いる密閉型電動圧縮機において、前記固定子はスロット内巻線相互間に挿入される平板状の相間絶縁材を有し、前記相間絶縁材は積厚方向片側端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたＴ字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
絶縁材を介して巻線を固定子鉄心に直接巻き付ける集中巻方式の固定子を用いる密閉型電動圧縮機において、前記固定子はスロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を有し、前記相間絶縁材の固定子断面方向両端部は固定子巻線とスロット外径の間と固定子巻線とスロット開口部の間にそれぞれ介挿され、前記相間絶縁材の固定子断面方向の長さはスロット開口部とスロット最外径部を結ぶスロット奥行き寸法よりも長く、Ｓ字形に湾曲させた状態でスロット内固定子巻線相互間に挿入される固定子を搭載することを特徴とした密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
請求項３記載の密閉型電動圧縮機のＳ字形相間絶縁材において、前記Ｓ字形相間絶縁材は固定子断面方向端部の固定子積厚方向端部位置切込みを有し、切込みから折り返され相間絶縁材を固定子に掛止めする構造をとる固定子を搭載したことを特徴とした密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
請求項３または４の密閉型電脳圧縮機の固定子において、固定子スロット内にスロット絶縁紙を有し、前記スロット絶縁紙はスロット開口部において開口部とは反対方向への折り返しを有す固定子を搭載したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中巻方式で巻線された電動機を搭載する密閉型電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動圧縮機の低消費電力化の解決手段として電動機固定子巻線方式の集中巻化が挙げられる。集中巻方式は巻線が絶縁材を介して固定子鉄心に直接巻線されるので分布巻方式に比べ、巻線の長さを短くし巻線抵抗を低減させることができ、銅損が低減でき消費電力を抑制することができる。一方、分布巻方式で巻線された固定子は１スロット内に挿入される巻線は１つの相のみであるが集中巻方式で巻線された固定子は隣り合うティースに巻き回される２つの相の巻線が１つのスロット内に収まるため、各スロット内で隣接する相の異なる巻線相互間の絶縁を施す必要がある。絶縁を施す方法としては巻線の線径を細くする、巻数を少なくするといった設計により巻線の占積率を小さくしてスロット内の巻線相互間に十分な空間絶縁距離、相間絶縁距離を確保していた。一方、電動機の高効率化のためには占積率は大きい方が望ましいため、前記の絶縁手段は高効率化の妨げになっていた。
【０００３】
また、回転子に永久磁石を有する電動圧縮機で、固定子と回転子を圧縮機に組み込んだ状態で固定子巻線に瞬間的な大電流を流して前記永久磁石の着磁を行う巻線着磁法をとる場合は、前記大電流により巻線同士が暴れてぶつかり、巻線の皮膜に損傷を与える等して絶縁不良にいたる恐れがあった。特に電動機の効率向上の効果を大きくするために磁束密度の高い希土類磁石を固定子の永久磁石として用いる場合は、永久磁石を磁化するために大きなエネルギーを要するため、着磁時に巻線相互間のレアショートに至る可能性があった。
【０００４】
前記問題点を解決する第一の公知例として、巻線の巻終わり部にチューブ状の絶縁材を被せ、前記チューブ状の絶縁材をスロット内巻線相互間を仕切るように配することで絶縁する方法、第二の公知例としては、通常リード線溶接部のみを絶縁するために溶接部に被せられる絶縁材をスロット内巻線相互間に挿入しリード線溶接部の絶縁と巻線相互間の絶縁を兼ねる方法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固定子巻線相互間に相間絶縁材を用いずに、巻線の占積率を小さくして固定子巻線相互間の距離を確保することは高効率化の妨げとなり、固定子の永久磁石を巻線着磁により着磁する場合、着磁時の大電流により瞬間的に固定子巻線が暴れてぶつかり巻線の皮膜が損傷する恐れがあり信頼性に問題があった。そのため、電動機の高効率化を妨げることなく、かつ巻線着磁を行っても信頼性を低下させないためには、固定子巻線相互間に相間絶縁材を設けることが必須となる。
【０００６】
従来の技術の第一の公知例は、絶縁材の固定は確実であるが巻線の途中でチューブ状の絶縁材に巻線を通さなければならず作業性が悪くなる問題点があった。従来の技術の第二の公知例は、相間絶縁材の挿入は容易であるが、絶縁材の固定性は巻線相互間の狭い隙間に介挿することにより得られるものであり、巻線相互間の隙間の大きさにより固定力の大きさが変化する。巻線の占積率が高くない場合は十分な絶縁材の固定力が得られず、絶縁材のずれ、落下を招く恐れがあった。
【０００７】
本発明によると、相間絶縁材の取付けを容易に行い、かつ相間絶縁材の固定を確実に行うことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材は積厚方向両端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたＩ字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。
【０００９】
また、固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材は積厚方向片側端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたＴ字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。
【００１０】
また、固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材の固定子断面方向両端部は固定子巻線とスロット外径の間と固定子巻線とスロット開口部の間にそれぞれ介挿され、前記相間絶縁材の固定子断面方向の長さはスロット開口部とスロット最外径部を結ぶスロット奥行き寸法よりも長く、Ｓ字形に湾曲させた状態でスロット内固定子巻線相互間に挿入される固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。
【００１１】
また、前記Ｓ字形相間絶縁材を有する密閉型圧縮機の固定子で、Ｓ字形相間絶縁材に固定子断面方向端部の固定子積厚方向端部位置に切込みを有し、切込みから折り返され相間絶縁材を固定子に掛止めする構造をとる固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。
【００１２】
また、前記Ｓ字形相間絶縁材を有する密閉型圧縮機の固定子で、スロット絶縁紙はスロット開口部において開口部とは反対方向への折り返しを有す固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の相間絶縁材を電動圧縮機の集中巻固定子に用いることにより、電動機の効率を低下させることなくスロット内の巻線相互間の絶縁を確実に行うことができ、固定子巻線に大電流を流して回転子の永久磁石の着磁を行う場合でも絶縁破壊による信頼性低下を防ぐことができる。相間絶縁材に本発明の落下防止形状を設けることで、巻線の占積率が低い場合でも確実に相間絶縁材の落下を防止することができる。また相間絶縁材をＳ字形に湾曲させることにより巻線相互間の沿面絶縁距離を容易に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図１〜１５により説明する。
【００１５】
図１は、本発明の密閉型電動圧縮機、図２は水平断面図、図３は密閉型電動圧縮機に搭載される電動機用の固定子、図５〜６は相間絶縁の従来の実施例、図７〜１５は本発明の実施形態を示す。
【００１６】
図１に本発明に係わる密閉型電動圧縮機を示す。
【００１７】
密閉型電動圧縮機には、ロータリ方式、スクロール方式、ピストンロッド式等があるが、スコッチヨーク方式の密閉型電動圧縮機の例を用いて説明する。
【００１８】
密閉容器内２の上部に圧縮機構部３、下部に電動機部４を配し、電動機１２の固定子１３はフレーム５にボルト１０で固着されており、また、回転子１４とシャフト６は圧入、叉は焼ばめにより連結されている、これらはバネ１１により密閉容器２内に弾性支持されている。このように構成された密閉型電動圧縮機は電動機１１により駆動されると、回転子１４を介して軸承されているクランクシャフト６の偏心回転運動により、ピストン７が往復運動を行い、シリンダ８内に冷媒ガスを吸い込み、圧縮し、吐き出しを行う。
【００１９】
このように構成された密閉型電動圧縮機１は、冷蔵庫や空気調和機に使用されている。
【００２０】
ここで本発明の実施例として６スロット集中巻電動機で説明する。図３に示すように固定子鉄心１５は６つのスロット１７を形成し、各スロット１７にスロット絶縁紙１８が挿入され、固定子巻線１６は前記スロット絶縁紙１８を介して固定子鉄心１５に直接巻き回され、スロット１７の開口部と固定子巻線１６の間にはウェッジ１９が必要に応じて挿入される。このような集中巻方式で巻線された固定子は、相の異なる巻線１６が隣り合うティース２３に巻き回され、相の異なる巻線１６が１つのスロット１７内に混入することになる。固定子鉄心１５に巻き回された固定子巻線１６はリード線２４と溶接され、密閉型電動圧縮機に備え付けられた端子２５からリード線２４を通じて電動機への電力供給が可能となる。通常、前記リード線２４と固定子巻線１６の接続部２６は接続部用絶縁材２７が被せられ固定子端部の巻線上にレーシング糸２８などにより結束固定される。
【００２１】
本実施例では、電動機の高効率化のために永久磁石が回転子１４の鉄心内に埋設されており、前記永久磁石の着磁は、圧縮機に固定子１３、回転子１４を組み込んだ状態で固定子巻線１６に大電流を流すことより行っている。予め回転子１４内の永久磁石が着磁された状態で圧縮機の密閉容器２内に組み込む場合は、磁気の吸引力により固定子１３や回転子１４の組み込み作業性が悪化する、固定子に鉄粉等が付着して圧縮内に混入し圧縮機運転障害にいたる恐れがある等の問題点がある為、前述したように回転子１４の永久磁石の着磁を、固定子１３と回転子１４を圧縮機の密閉容器２内に組み込んだ状態で行っている。
【００２２】
前述したように集中巻方式で巻線された固定子１３は、各スロット１７内に相の異なる固定子巻線１６が混入することになるため、巻線相互間の絶縁を施す必要が生じる。
【００２３】
従来の絶縁の実施例を図４〜６で説明する。
【００２４】
図４は、固定子１６巻線の占積率を低くしてスロット１７内巻線相互間の絶縁距離を確保することにより絶縁する方法であるが、電動機の効率向上の妨げになる問題があった。また、巻線着磁を行った際に、瞬間的な大電流により固定子巻線１６が暴れ、巻線の皮膜が傷つく恐れがあった。
【００２５】
図５は固定子巻線１６の巻終わり部にチューブ状の相間絶縁材２０ａを被せ、前記チューブ状の絶縁材２０ａをスロット１７内巻線相互間を仕切るように配することで絶縁する方法を示す。本実施例は、相間絶縁材２０ａの固定は確実であるが巻線の途中でチューブ状の絶縁材に固定子巻線１６を通さなければならず作業性が悪くなる問題点があった。
【００２６】
図６は通常リード線接続部２１のみを絶縁するために溶接部２１に被せられる絶縁材２２をスロット内巻線相互間に挿入しリード線溶接部の絶縁と巻線相互間の絶縁を兼ねる方法を示している。本実施例は、絶縁材２２の挿入は容易であるが、絶縁材２２の固定性は巻線相互間の狭い隙間に介挿することにより得られるものであり、巻線相互間の隙間の大きさにより固定力の大きさが変化する。固定子巻線１６の占積率が高くない場合は十分な絶縁材２２の固定力が得られず、絶縁材２２のずれ、落下を招く恐れがあった。
【００２７】
上記問題を解決する本発明の第一の実施形態は、スロット１７内の巻線１６相互間に図７に示すようなＩ字形の相間絶縁材２０ｂを挿入することにより、巻線１６相互間の絶縁を確実に行い、かつ相間絶縁材２０ｂの落下を確実に防止することができる。図８はスロット１７内の巻線１６相互間にＩ字形相間絶縁材２０ｃを挿入した状態を示す図であり、図９は図８の巻線相互間の相間絶縁材部分の断面図である。図９に示すようにＩ字形相間絶縁材２０ｃ用いることにより軸方向の両方向への相間絶縁材のずれを確実に防ぐことができる。このとき、前記相間絶縁材のずれ、落下の方向が一方向のみに限られる場合は、図１０に示すようなＴ字型相間絶縁材を用いてもよい。
【００２８】
前述したＴ字型相間絶縁材を用いてよい例を説明すると、例えば図３のようにリード線や固定子巻線の引出し線、リード線接続部用絶縁材が固定子スロット上を周方向に引き回されレーシング糸等により硬く固定されている場合、それらの固定物が相間絶縁材のずれ、落下を阻止することができるため、反対側へのずれ、落下を防止できるように図１０のＴ字型相間絶縁材を用いればよい。
【００２９】
本発明の第二の実施形態はスロット１７内の巻線１６相互間に平板状の相間絶縁材を図１１に示す様にＳ字形に湾曲させ、スロット１７内の固定子巻線１６相互間に挿入し、前記Ｓ字形の両端部を固定子巻線１６とスロット絶縁紙１８の間に介挿することにより、相間絶縁材20dを強固に固定できる。このときＳ字部分の長さをスロット奥行き寸法よりも十分に長くとることにより絶縁材自体の弾性力も加わりに固定力を強めることができる。また、図１２に示す様に相間絶縁材２０ｄをＳ字形に湾曲させて挿入していることにより、巻線１６相互間の沿面距離を長くとることができ絶縁距離確保をより確実なものとすることができる。更に、図１３、図１４に示すように端部に切込みを設けたＳ字形相間絶縁材をスロット内の巻線相互間に挿入し、切込みから折り返し固定子に掛止めすることにより、相間絶縁材２０ｅのずれ、落下を確実に防ぐことができ、更なる信頼性向上を図ることができる。図１３は積厚方向両端部に２箇所ずつ計４箇所切込みを有するが、相間絶縁材のずれ、落下する可能性が１方向のみである場合、積厚方向片側の端部に２箇所切込みを入れるだけでもよい。
【００３０】
本発明の第三の実施形態を図１５に示す。固定子鉄心１６のスロット１７内にはスロット絶縁紙を有し、前記スロット絶縁紙１８ｂはスロット開口部において、開口部とは反対側に折り返されている。前記折り返しを設けることにより、特に図１５の様なウェッジを用いていない固定子では、固定子巻線とスロット開口部の固定子鉄心の絶縁距離確保に効果的であるが、Ｓ字形相間絶縁材と組み合わせて使用することにより、例えば図１５の様にＳ字形相間絶縁材がスロット奥側に偏った状態で挿入された場合でも前記スロット絶縁紙の折り返し部が、Ｓ字形相間絶縁材がスロット開口部からの抜け落ちるのを防止する役割を同時に果たしている。このとき、折返し付きスロット絶縁紙１８ｂと組み合わせる相間絶縁材は、図１１の切欠き無しＳ字形相間絶縁材でも図１３の切欠き有りＳ字形相間絶縁材でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】密閉型電動圧縮機を示す図。
【図２】図１の水平断面図。
【図３】固定子の巻線構造を示す説明図。
【図４】低占積率による巻線相互間の絶縁例を示す図。
【図５】従来の実施例を示す図。
【図６】従来の実施例を示す図。
【図７】本発明の第一の実施形態であるＩ字形相間絶縁材を示す図。
【図８】Ｉ字形相間絶縁材による絶縁の説明図。
【図９】図８の断面図。
【図１０】Ｔ字形相間絶縁材を示す図。
【図１１】本発明の第二の実施形態であるＳ字形相間絶縁材を示す図。
【図１２】Ｓ字形相間絶縁材による絶縁の説明図。
【図１３】切欠き付きＳ字形相間絶縁材を示す図。
【図１４】切欠き付きＳ字形相間絶縁材による絶縁の説明図。
【図１５】本発明の第三の実施形態である切欠き付きＳ字形相間絶縁材による絶縁の説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１…密閉型電動圧縮機、２…密閉容器、３…圧縮機機構部、４…電動機部、５…フレーム、６…シャフト、７…ピストン、８…シリンダ、９…ヘットカバー、１０…ボルト、１１…バネ、１２…電動機、１３…固定子、１４…回転子、１５…固定子鉄心、１６…固定子巻線、１７…スロット、１８…スロット絶縁紙、１９…ウェッジ、２０…相間絶縁材、２１…リード線接続部、２２…リード線接続部用絶縁材。
【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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