(57)【要約】  電動機の固定子は、固定子鉄心と、巻線と、絶縁フィルムと、下端部インシュレータと、上端部インシュレータと、を備え、固定子鉄心は、スロットの周方向外側にて絶縁フィルムと接触するコアバックを有し、コアバックにおける絶縁フィルムとの接触面部は、中心軸方向に沿って上下方向両端にわたる貫通溝を有し、下端部インシュレータは、貫通溝に連通して上下方向両端にわたる第１連通溝を有し、上端部インシュレータは、貫通溝の上方向への貫通を塞ぐ仕切面部を有する。
2020225872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周上に複数のティースを有し、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成された固定子鉄心と、
前記ティースに巻回された巻線と、
前記巻線と前記スロットの内周部との間を絶縁する絶縁フィルムと、
前記巻線と前記ティースにおける複数の前記ティースの分配された周の中心軸方向の下端部との間を絶縁する下端部インシュレータと、
前記巻線と前記ティースにおける前記中心軸方向の上端部との間を絶縁する上端部インシュレータと、
を備え、
前記固定子鉄心は、前記スロットの周方向外側にて前記絶縁フィルムと接触するコアバックを有し、
前記コアバックにおける前記絶縁フィルムとの接触面部は、前記中心軸方向に沿って上下方向両端にわたる貫通溝を有し、
前記下端部インシュレータは、前記貫通溝に連通して上下方向両端にわたる第１連通溝を有し、
前記上端部インシュレータは、前記貫通溝の上方向への貫通を塞ぐ仕切面部を有する電動機の固定子。
【請求項２】
前記仕切面部は、前記上端部インシュレータの下端面部である請求項１に記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記貫通溝は、前記中心軸方向に沿って一定幅の直線状である請求項１又は請求項２に記載の電動機の固定子。
【請求項４】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度は、前記貫通溝の延びる前記中心軸方向に対して所定角度の傾きを有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項５】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度は、前記貫通溝の延びる前記中心軸方向に対して、前記巻線の巻回箇所から離間していく角度の傾きを有する請求項４に記載の電動機の固定子。
【請求項６】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度をθとし、θが前記貫通溝の延びる前記中心軸方向への延びる角度を１８０°とすると、１５０°≦θ＜１８０°が満たされる請求項４又は請求項５に記載の電動機の固定子。
【請求項７】
前記コアバックにおける前記貫通溝が形成された箇所の半径方向の幅をＷとし、前記コアバックの半径方向の幅の最も狭い部分の幅をＷｍｉｎとすると、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項８】
前記上端部インシュレータは、前記貫通溝に連通して前記上端部インシュレータの上下方向の途中まで形成された第２連通溝を有する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項９】
前記第２連通溝は、前記巻線の巻回箇所よりも上方向まで形成され、
前記仕切面部は、前記第２連通溝の上側溝端面部である請求項８に記載の電動機の固定子。
【請求項１０】
前記仕切面部と前記巻線の巻回箇所との間には、前記中心軸方向とは直交方向に開放された開口部が形成されている請求項９に記載の電動機の固定子。
【請求項１１】
前記貫通溝は、複数配列されている請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項１２】
複数の前記貫通溝は、前記巻線の巻回し箇所の中央にて前記中心軸から半径方向外側に延出される仮想中心線に対して線対称に構成されている請求項１１に記載の電動機の固定子。
【請求項１３】
前記貫通溝の前記中心軸方向と直交する方向の幅は、前記巻線の直径よりも小さい請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電動機の固定子を備える電動機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動機を備える密閉型圧縮機。
【請求項１６】
請求項１５に記載の密閉型圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄心のコアバックに貫通溝を有する電動機の固定子、電動機、密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部とが収容された密閉型電動圧縮機では、電動機部が回転子と固定子とを有する。回転子は、圧縮機構部と主軸を介して接続されている。固定子は、密閉容器に焼嵌めなどの方法によって固定されている。圧縮機構部は、冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を密閉容器の外部に設けられた冷凍サイクル装置に供給する。圧縮機構部で圧縮された冷媒の供給過程中では、冷媒が圧縮機構部の潤滑油を巻き込んで電動機部の空間部を通過する場合がある。【０００３】
圧縮機運転時には、固定子の巻線は、圧縮機構部にて圧縮された高温ガス冷媒に晒される。また、固定子の巻線は、２次電流によって自身を発熱させる。これにより、固定子の巻線は、高温状態になる。このため、固定子の巻線は、巻線の耐熱温度又は巻線抵抗の観点から冷却すべき対象である。【０００４】
たとえば吐出温度の上限が１１５℃であることに対し、巻線の耐熱温度の上限が１３０℃である。このように、通常、ガス冷媒の吐出温度は、巻線の耐熱温度の上限未満に制御されている。固定子の巻線を冷却する有効な方法の一つとしては、電動機部の空間部を通過する冷媒量を増やし、固定子巻線と冷媒間の熱交換を促すことが挙げられる。【０００５】
複数枚の電磁鋼板を積層した固定子鉄心のスロット内に絶縁紙を介して銅線などの導体が巻線された固定子を有する電動機では、冷媒通路を設ける技術が知られている。冷媒通路は、固定子鉄心の外周に形成される環状の鉄心部分であるコアバックに、固定子の巻線に近接して中心軸方向に沿って貫通溝を延出している。冷媒通路に冷媒が流通することにより、電動機の出力が低下せずに、固定子の巻線を冷却できている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２５５４７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、特許文献１の技術を冷凍空調装置用の密閉型圧縮機の固定子に適用した場合には、冷媒とともに冷媒通路を通過した潤滑油が密閉容器の上部空間に巻き上げられる。これにより、潤滑油が冷媒と一緒に圧縮機外へ持ち出され易く、冷凍サイクル装置内での油循環率が増加し、密閉型圧縮機内での油枯渇による圧縮機の信頼性が低下する課題がある。【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、固定子の巻線を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、圧縮機の信頼性が担保できる電動機の固定子、電動機、密閉型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の固定子は、周上に複数のティースを有し、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成された固定子鉄心と、前記ティースに巻回された巻線と、前記巻線と前記スロットの内周部との間を絶縁する絶縁フィルムと、前記巻線と前記ティースにおける複数の前記ティースの分配された周の中心軸方向の下端部との間を絶縁する下端部インシュレータと、前記巻線と前記ティースにおける前記中心軸方向の上端部との間を絶縁する上端部インシュレータと、を備え、前記固定子鉄心は、前記スロットの周方向外側にて前記絶縁フィルムと接触するコアバックを有し、前記コアバックにおける前記絶縁フィルムとの接触面部は、前記中心軸方向に沿って上下方向両端にわたる貫通溝を有し、前記下端部インシュレータは、前記貫通溝に連通して上下方向両端にわたる第１連通溝を有し、前記上端部インシュレータは、前記貫通溝の上方向への貫通を塞ぐ仕切面部を有するものである。【００１０】
本発明に係る電動機は、上記の電動機の固定子を備えるものである。【００１１】
本発明に係る密閉型圧縮機は、上記の電動機を備えるものである。【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の密閉型圧縮機を備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電動機の固定子、電動機、密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、コアバックにおける絶縁フィルムとの接触面部は、中心軸方向に沿って上下方向両端にわたる貫通溝を有する。下端部インシュレータは、貫通溝に連通して上下方向両端にわたる第１連通溝を有する。上端部インシュレータは、貫通溝の上方向への貫通を仕切る仕切面部を有する。これにより、第１連通溝から貫通溝に流入した冷媒が固定子の巻線を冷却する。一方、貫通溝に流入した冷媒が仕切面部によって上端部インシュレータでの貫通溝から上方向への貫通を塞がれ、貫通溝に冷媒とともに流入した潤滑油の仕切面部よりも上方向への流出が防止できる。したがって、固定子の巻線を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、圧縮機の信頼性が担保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係る密閉型圧縮機を縦断面にて示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る電動機を横断面にて示す説明図である。
【図３】実施の形態１に係る電動機の固定子を圧縮機構部の配置された下方向から見て示す下端面図である。
【図４】実施の形態１に係る固定子鉄心を圧縮機構部の配置された下方向から見て示す下端面図である。
【図５】実施の形態１に係る巻線と貫通溝とを示す相関図である。
【図６】実施の形態１に係る巻線及び絶縁フィルムの装着前状態の固定子鉄心を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る固定子鉄心を図４のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。
【図８】実施の形態１に係る固定子鉄心の一部を図７のＡ１領域にて示す拡大図である。
【図９】実施の形態２に係る巻線及び絶縁フィルムの装着前状態の固定子鉄心を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る貫通溝と第１連通溝とのなす角度θを示す相関図である。
【図１１】実施の形態３に係るティースコアにおけるＷｍｉｎとＷとを示す相関図である。
【図１２】実施の形態４に係る固定子鉄心を図４のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。
【図１３】実施の形態４に係る固定子鉄心の一部を図１２のＡ２領域にて示す拡大図である。
【図１４】実施の形態５に係る密閉型圧縮機を適用した冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下には、図面に基づいて実施の形態が説明されている。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングが省略されている。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
＜密閉型圧縮機１００の構成＞
図１は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を縦断面にて示す説明図である。ここで、以下の説明では、図示されたＵが上方向であり、Ｄが下方向である。図１に示すように、密閉型圧縮機１００は、密閉容器１、圧縮機構部２及び電動機３を備える。
【００１７】
＜密閉容器１の構成＞
密閉容器１は、密閉型圧縮機１００の外郭を形成し、底部に潤滑油を貯留する油貯留部１ａを有する。密閉容器１内の下部には、圧縮機構部２が配置されている。密閉容器１内の上部には、電動機３が配置されている。
【００１８】
密閉容器１は、円筒形状の中央容器１１と、中央容器１１の上下の各開口内に密閉状態で嵌入された上容器１２及び下容器１３と、によって構成されている。
【００１９】
中央容器１１には、途中に吸入マフラー１４を有する吸入管１５が接続されている。吸入管１５は、流入する低温低圧状態のガス冷媒を圧縮機構部２内に送り込む接続管である。
【００２０】
上容器１２には、吐出管１６が接続されている。吐出管１６は、圧縮機構部２によって圧縮された密閉容器１内の冷媒を冷媒配管に流入させる接続管である。
【００２１】
吸入マフラー１４を有する吸入管１５から吸入された冷媒は、圧縮機構部２によって高圧に圧縮され、吐出管１６から圧縮機外に吐出される。
【００２２】
＜圧縮機構部２の構成＞
圧縮機構部２は、回転軸２１と、主軸受２２と、副軸受２３と、ローリングピストン２４と、円筒シリンダ２５と、図示しないベーンと、を有する。回転軸２１は、電動機３の回転子３２に固定されている。回転軸２１は、主軸受２２と副軸受２３とによって保持されている。ローリングピストン２４は、回転軸２１に固定され、円筒シリンダ２５内に偏芯回転可能に収容されている。円筒シリンダ２５は、内部をベーンによって圧縮室毎に区切られている。ベーンは、ローリングピストン２４の動きに追従して圧縮室を移動させる。これにより、圧縮室内にて高圧になった冷媒は、圧縮機構部２から密閉容器１内の空間に送出される。
【００２３】
圧縮機構部２から送出された冷媒は、電動機３の空隙部を通過して上容器１２に接続された吐出管１６から圧縮機外に吐出される。この際に、冷媒とともに潤滑油は、上容器１２の存在する上方向Ｕに巻き上げられる。そして、潤滑油の一部は、吐出管１６から圧縮機外に持ち出される。
【００２４】
＜電動機３の構成＞
図２は、実施の形態１に係る電動機３を横断面にて示す説明図である。図３は、実施の形態１に係る電動機３の固定子３１を圧縮機構部２の配置された下方向Ｄから見て示す下端面図である。図４は、実施の形態１に係る固定子鉄心３０１を圧縮機構部２の配置された下方向Ｄから見て示す下端面図である。
【００２５】
図２に示すように、電動機３は、ブラシレスＤＣモータである。電動機３は、固定子３１と回転子３２とを備える。
【００２６】
回転子３２は、固定子３１の内周に配置されている。回転子３２は、６極の永久磁石型回転子であり、磁石挿入孔に永久磁石が挿入された埋込型永久磁石型回転子である。
【００２７】
図１、図２、図３及び図４に示すように、固定子３１は、固定子鉄心３０１と、巻線３０２と、絶縁フィルム３０３と、下端部インシュレータ３０４と、上端部インシュレータ３０５と、を備える。
【００２８】
図２に示すように、固定子鉄心３０１は、周上に分配された分割鉄心である複数のティースコア３０１ａを有する。複数のティースコア３０１ａは、回転軸２１を中心軸として環状に並べられている。すなわち、中心軸とは、複数のティース３０１ｂの分配された周の中心軸を意味する。
【００２９】
ティースコア３０１ａには、中心軸方向である内向きに延出されたティース３０１ｂが設けられている。隣り合う２つのティース３０１ｂの間には、スロット３０１ｃが形成されている。固定子鉄心３０１は、スロット３０１ｃの周方向外側にコアバック３０１ｄを有する。複数のコアバック３０１ｄが周方向に並び、環状に並んだ複数のティースコア３０１ａからなる固定子鉄心３０１の外郭を構成している。
【００３０】
ティースコア３０１ａは、所定の形状に打ち抜かれた、たとえば、板厚０．２５ｍｍの薄い電磁鋼板を所定枚数だけ積層し、カシメなどによって固定されて形成されている。なお、固定子鉄心３０１は、各ティースコアが一体で形成された一体コアでも良い。また、固定子鉄心３０１は、コアバック３０１ｄにおける隣り合う２つのティース３０１ｂの間の電子鋼板に凹凸が形成されて作られたカシメにより、ティースコア３０１ａが回転自在に連結されたジョイントラップ方式構造でも良い。
【００３１】
図２、図３及び図４に示すように、巻線３０２は、ティース３０１ｂに巻回されている。巻線３０２は、導電性の電線である。具体的には、巻線３０２は、ティースコア３０１ａ、絶縁フィルム３０３、下端部インシュレータ３０４及び上端部インシュレータ３０５に囲まれたティース３０１ｂの胴部に巻乱れなく巻回されている。
【００３２】
絶縁フィルム３０３は、固定子鉄心３０１と巻線３０２とを絶縁する。具体的には、絶縁フィルム３０３は、巻線３０２とスロット３０１ｃの内周部との間を絶縁する。
【００３３】
絶縁フィルム３０３は、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムで構成されている。絶縁フィルム３０３は、下端部インシュレータ３０４及び上端部インシュレータ３０５にＰＥＴフィルムを挟み込む溝を設けた嵌合い、接着又は溶接などの方法によって固定されている。絶縁フィルム３０３の厚さは、０．１〜０．２ｍｍ程度の薄厚である。このため、スロット３０１ｃの面積に占める絶縁フィルム３０３の断面積は、微小である。これにより、絶縁フィルム３０３は、多くの巻線３０２を巻込められる。
【００３４】
図１、図３及び図４に示すように、下端部インシュレータ３０４は、巻線３０２とティース３０１ｂにおける中心軸方向の下端部との間を絶縁する。下端部インシュレータ３０４は、固定子鉄心３０１の圧縮機構部２側である下方向Ｄに配置されている。
【００３５】
図１に示すように、上端部インシュレータ３０５は、巻線３０２とティース３０１ｂにおける中心軸方向の上端部との間を絶縁する。上端部インシュレータ３０５は、固定子鉄心３０１を挟んで下端部インシュレータ３０４とは反対側に位置している。
【００３６】
下端部インシュレータ３０４及び上端部インシュレータ３０５は、たとえばＬＣＰ（液晶ポリマー）で構成されている。下端部インシュレータ３０４及び上端部インシュレータ３０５は、ティースコア３０１ａの端部との嵌め合い、接着又は溶接などの方法によって固定されている。
【００３７】
＜巻線３０２の冷却構造＞
図５は、実施の形態１に係る巻線３０２と貫通溝３０１ａ−１とを示す相関図である。図６は、実施の形態１に係る巻線３０２及び絶縁フィルム３０３の装着前状態の固定子鉄心３０１を示す斜視図である。図７は、実施の形態１に係る固定子鉄心３０１を図４のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。図８は、実施の形態１に係る固定子鉄心３０１の一部を図７のＡ１領域にて示す拡大図である。
【００３８】
図２、図５、図６、図７及び図８に示すように、コアバック３０１ｄにおける絶縁フィルム３０３との接触面部は、中心軸方向に沿って上方向Ｕと下方向Ｄとの両端にわたる貫通溝３０１ａ−１を有する。
【００３９】
図６に示すように、貫通溝３０１ａ−１は、中心軸方向に沿って一定幅の直線状である。貫通溝３０１ａ−１は、複数並列に配列されている。
【００４０】
図２に示すように、１つの固定子鉄心３０１における複数の貫通溝３０１ａ−１は、ティース３０１ｂの中心である巻線３０２の巻回し箇所の中央にて、中心軸から半径方向外側に延出される仮想中心線Ｔに対して線対称に構成されている。ここでは、ティースコア３０１ａのコアバック３０１ｄにおける絶縁フィルム３０３との接触面部には、仮想中心線Ｔの片側に４つの貫通溝３０１ａ−１が設けられている。
【００４１】
図５に示すように、貫通溝３０１ａ−１の中心軸方向と直交する方向である周方向の幅Ｂは、巻線３０２の直径２Ｒよりも小さい。すなわち、Ｂ＜２Ｒの関係が満たされている。
【００４２】
図３、図４、図６及び図７に示すように、下端部インシュレータ３０４は、貫通溝３０１ａ−１に連通して上方向Ｕと下方向Ｄとの両端にわたる第１連通溝３０４−１を有する。第１連通溝３０４−１は、下端部インシュレータ３０４とティースコア３０１ａとの接合部において貫通溝３０１ａ−１の溝形状と一致している。
【００４３】
図６、図７及び図８に示すように、上端部インシュレータ３０５は、貫通溝３０１ａ−１の上方向Ｕへの貫通を塞ぐ仕切面部である下端面部３０５ａを有する。すなわち、仕切面部は、上端部インシュレータ３０５の一平面状の下端面部３０５ａの一部として形成されている。上端部インシュレータ３０５の下端面部３０５ａには、溝が無く、貫通溝３０１ａ−１を塞ぐ。具体的には、貫通溝３０１ａ−１は、上端部インシュレータ３０５とティースコア３０１ａとの接合部において途切れて塞がれている。
【００４４】
＜作用＞
圧縮機構部２により、密閉容器１内の空間に送出された冷媒及び潤滑油は、下端部インシュレータ３０４に設けた第１連通溝３０４−１に下方向Ｄから導入される。第１連通溝３０４−１に導入された冷媒及び潤滑油は、ティースコア３０１ａに設けた貫通溝３０１ａ−１を通過する。これにより、ティースコア３０１ａ及び巻線３０２が冷媒によって冷却できる。また、上端部インシュレータ３０５により、貫通溝３０１ａ−１を流通する冷媒及び潤滑油の上方向Ｕへの出口が塞がれている。このため、貫通溝３０１ａ−１を流通する潤滑油は、密閉容器１の上部空間に巻き上げられず、油循環率の増加が抑制できる。
【００４５】
また、ティースコア３０１ａの貫通溝３０１ａ−１及び下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の数が複数である。これにより、絶縁フィルム３０３が複数の溝を横切って広がり、絶縁フィルム３０３が複数の溝に巻線３０２によって押え込まれて確実に保持できる。またそれとともに、１つあたりの溝の幅Ｂであるピッチが低減でき、巻線３０２が貫通溝３０１ａ−１及び第１連通溝３０４−１に入り込み難い。これにより、整列性を保った高密度な巻線３０２が行え、電動機３がより高効率に構成できる。
【００４６】
さらに、巻線３０２と固定子鉄心３０１との間の静電容量Ｃは、次のような関係がある。すなわち、巻線３０２と固定子３１との間の誘電率がεとされ、巻線３０２と固定子３１の接触面積がＳとされ、巻線３０２と固定子３１との距離がｄとされる。このとき、Ｃ＝εＳ／ｄの関係が成り立つ。すなわち、絶縁フィルム３０３にＰＥＴフィルムのような薄い絶縁材を用いると、巻線３０２と固定子３１との間の距離ｄが縮まり、静電容量Ｃが大きくなる。漏洩電流をｉとすると、ｉ∝Ｃの関係が成り立つ。このため、静電容量Ｃが大きくなると、漏洩電流が流れ易くなる。
【００４７】
しかし、固定子鉄心３０１には、ティースコア３０１ａと巻線３０２との間に、貫通溝３０１ａ−１による空隙が確保される。それにより、巻線３０２と固定子鉄心３０１との接触面積が低減し、巻線３０２と固定子鉄心３０１との間の距離が拡大され、巻線３０２と固定子鉄心３０１との間の浮遊静電容量が低減できる。
【００４８】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、電動機３の固定子３１は、周上に分配された複数のティース３０１ｂを有し、隣り合うティース３０１ｂの間にスロット３０１ｃが形成された固定子鉄心３０１を備える。電動機３の固定子３１は、ティース３０１ｂに巻回された巻線３０２を備える。電動機３の固定子３１は、巻線３０２とスロット３０１ｃの内周部との間を絶縁する絶縁フィルム３０３を備える。電動機３の固定子３１は、巻線３０２とティース３０１ｂにおける複数のティース３０１ｂの分配された周の中心軸方向の下端部との間を絶縁する下端部インシュレータ３０４を備える。電動機３の固定子３１は、巻線３０２とティース３０１ｂにおける複数のティース３０１ｂの分配された周の中心軸方向の上端部との間を絶縁する上端部インシュレータ３０５を備える。固定子鉄心３０１は、スロット３０１ｃの周方向外側にて絶縁フィルム３０３と接触する円弧状のコアバック３０１ｄを有する。コアバック３０１ｄにおける絶縁フィルム３０３との接触面部は、中心軸方向に沿って上方向Ｕと下方向Ｄとの両端にわたる貫通溝３０１ａ−１を有する。下端部インシュレータ３０４は、貫通溝３０１ａ−１に連通して上方向Ｕと下方向Ｄとの両端にわたる第１連通溝３０４−１を有する。上端部インシュレータ３０５は、貫通溝３０１ａ−１の上方向Ｕへの貫通を塞ぐ仕切面部である下端面部３０５ａを有する。
【００４９】
この構成によれば、第１連通溝３０４−１から貫通溝３０１ａ−１に流入した冷媒が固定子３１の巻線３０２を冷却する。一方、貫通溝３０１ａ−１に流入した冷媒が下端面部３０５ａによって上端部インシュレータ３０５での貫通溝３０１ａ−１から上方向Ｕへの貫通を塞がれる。つまり、貫通溝３０１ａ−１に冷媒とともに流入した潤滑油の下端面部３０５ａよりも上方向Ｕへの流出が防止できる。したがって、固定子３１の巻線３０２を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、密閉型圧縮機１００の信頼性が担保できる。また、コアバック３０１ｄに貫通溝３０１ａ−１が設けられ、コアバック３０１ｄにおける巻線３０２と固定子鉄心３０１との間の距離が確保でき、薄厚の絶縁フィルム３０３を介在させても浮遊静電容量が低減できる。
【００５０】
実施の形態１によれば、仕切面部は、上端部インシュレータ３０５の下端面部３０５ａである。
【００５１】
この構成によれば、上端部インシュレータ３０５の一平面状の下端面部３０５ａが仕切面部を兼ね、上端部インシュレータ３０５の加工が必要最小限になる。
【００５２】
実施の形態１によれば、貫通溝３０１ａ−１は、中心軸方向に沿って一定幅の直線状である。
【００５３】
この構成によれば、ティース３０１ｂが複数重ねられた電磁鋼板に対して、各電磁鋼板において貫通溝３０１ａ−１の箇所を同じ形状に形成すれば良く、固定子３１の製造が容易である。
【００５４】
実施の形態１によれば、貫通溝３０１ａ−１は、複数配列されている。
【００５５】
この構成によれば、複数の第１連通溝３０４−１から複数の貫通溝３０１ａ−１にそれぞれ流入した冷媒が固定子３１の巻線３０２を冷却する。これにより、固定子３１の巻線３０２への冷却効果がコアバック３０１ｄの広い領域で得られる。
【００５６】
実施の形態１によれば、複数の貫通溝３０１ａ−１は、巻線３０２の巻回し箇所の中央にて中心軸から半径方向外側に延出される仮想中心線Ｔに対して線対称に構成されている。
【００５７】
この構成によれば、複数の第１連通溝３０４−１から複数の貫通溝３０１ａ−１にそれぞれ流入した冷媒が仮想中心線Ｔに対して線対称にバランス良く固定子３１の巻線３０２を冷却する。これにより、固定子３１の巻線３０２への冷却効果がコアバック３０１ｄの広い領域でより効果的に得られる。
【００５８】
実施の形態１によれば、貫通溝３０１ａ−１の中心軸方向と直交する方向の幅Ｂは、巻線３０２の直径Ｒ２よりも小さい。
【００５９】
この構成によれば、巻線３０２が貫通溝３０１ａ−１に嵌まり込まず、巻線３０２の巻回しが容易になる。
【００６０】
実施の形態１によれば、電動機３は、上記の電動機３の固定子３１を備える。
【００６１】
この構成によれば、電動機３が上記の電動機３の固定子３１を備えるので、固定子３１の巻線３０２を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、密閉型圧縮機１００の信頼性が担保できる。
【００６２】
実施の形態１によれば、密閉型圧縮機１００は、上記の電動機３を備える。
【００６３】
この構成によれば、密閉型圧縮機１００が上記の電動機３を備えるので、固定子３１の巻線３０２を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、密閉型圧縮機１００の信頼性が担保できる。
【００６４】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２に係る巻線３０２及び絶縁フィルム３０３の装着前状態の固定子鉄心３０１を示す斜視図である。図１０は、実施の形態２に係る貫通溝３０１ａ−１と第１連通溝３０４−１とのなす角度θを示す相関図である。実施の形態２では、上記実施の形態１と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。
【００６５】
図９に示すように、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度θは、貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向に対して所定角度の傾きを有する。具体的には、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度θは、貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向に対して、巻線３０２の巻回箇所から離間していく角度の傾きを有する。ただし、第１連通溝３０４−１は、貫通溝３０１ａ−１に連通し、同一の溝形状を有する。
【００６６】
図６に示す実施の形態１では、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１は中心軸方向に対して平行に設けられていた。このため、絶縁フィルム３０３は、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１に入り込むおそれがあった。このため、巻線３０２を中心軸方向に巻く際に、絶縁フィルム３０３が入り込んだ第１連通溝３０４−１に巻線３０２が入り込むおそれがあった。
【００６７】
これに対し、実施の形態２の下端部インシュレータ３０４では、第１連通溝３０４−１は、中心軸方向に対して角度θを有する。このため、巻線３０２の巻回し時に巻線３０２が第１連通溝３０４−１に入り込み難くなる。たとえば、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度がθとされ、θが貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向への延びる角度が１８０°とされる。このとき、１５０°≦θ＜１８０°が満たされると良い。
【００６８】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度θは、貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向に対して所定角度の傾きを有する。
【００６９】
この構成によれば、巻線３０２の巻回し時に巻線３０２が第１連通溝３０４−１に入り込み難くなり、巻線３０２の巻回しが容易になる。
【００７０】
実施の形態２によれば、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度θは、貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向に対して、巻線３０２の巻回箇所から離間していく角度の傾きを有する。
【００７１】
この構成によれば、第１連通溝３０４−１の延びる角度θが巻回される巻線３０２とは逆向きになり、巻線３０２の巻回し時に巻線３０２が第１連通溝３０４−１により入り込み難くなり、巻線３０２の巻回しがより容易になる。
【００７２】
実施の形態２によれば、下端部インシュレータ３０４の第１連通溝３０４−１の延びる角度をθとし、θが貫通溝３０１ａ−１の延びる中心軸方向への延びる角度を１８０°とすると、１５０°≦θ＜１８０°が満たされる。
【００７３】
この構成によれば、第１連通溝３０４−１の延びる角度θが巻回される巻線３０２とは最適な逆向き範囲に設定でき、巻線３０２の巻回し時に巻線３０２が第１連通溝３０４−１により入り込み難くなり、巻線３０２の巻回しがより容易になる。
【００７４】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係るティースコア３０１ａにおけるＷｍｉｎとＷとを示す相関図である。実施の形態３では、上記実施の形態１及び実施の形態２と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。
【００７５】
固定子鉄心３０１は、回転子３２から受ける磁界を通す磁路の役割を持つ。しかし、固定子鉄心３０１に貫通溝３０１ａ−１が設けられると、コアバック３０１ｄにおける磁路が狭まり、磁気特性が悪化する。
【００７６】
ここで、コアバック３０１ｄにおける磁束の通り易さは、図１１に示すコアバック３０１ｄの半径方向の幅の最も狭い部分Ｗｍｉｎで決まる。そこで、コアバック３０１ｄにおける貫通溝３０１ａ−１が形成された箇所の半径方向の幅がＷとされ、コアバック３０１ｄの半径方向の幅の最も狭い部分の幅がＷｍｉｎとされる。このとき、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる。
【００７７】
これにより、固定子鉄心３０１と巻線３０２との間の空隙が大きくとれる。たとえば、図１１のようにＷｍｉｎが鉄心分割面の場合には、鉄心分割面の内側の交点を通る円弧上又は円弧の内側に貫通溝３０１ａ−１の最外径箇所を形成すると良い。これにより、磁気特性が大きく損なわれず、固定子３１の冷却効果及び浮遊静電容量の低減効果がより向上して得られ、効率面で優れた電動機３が構成できる。
【００７８】
＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、電動機３の固定子３１は、コアバック３０１ｄにおける貫通溝３０１ａ−１が形成された箇所の半径方向の幅をＷとし、コアバック３０１ｄの半径方向の幅の最も狭い部分の幅をＷｍｉｎとする。このとき、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる。
【００７９】
コアバック３０１ｄにおける磁束の通り易さは、コアバック３０１ｄの半径方向の幅の最も狭い部分Ｗｍｉｎで決まる。この構成によれば、コアバック３０１ｄにおける貫通溝３０１ａ−１が形成された箇所の半径方向の幅をＷとし、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる。このため、コアバック３０１ｄにおけるＷｍｉｎよりも磁束の通り難い箇所が生じず、コアバック３０１ｄの磁気特性が大きく損なわれない。加えて、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる範囲で貫通溝３０１ａ−１が深く形成でき、固定子３１の冷却効果及び浮遊静電容量の低減効果がより向上して得られる。以上により、効率面で優れた電動機３が構成できる。
【００８０】
実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係る固定子鉄心３０１を図４のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。図１３は、実施の形態４に係る固定子鉄心３０１の一部を図１２のＡ２領域にて示す拡大図である。実施の形態４では、上記実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。上記実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３では、圧縮機構側の下端部インシュレータ３０４のみに冷媒導入用の溝が設けられていた。しかし、たとえば反対側の上端部インシュレータ３０５にも形状又は個数を調整した溝が設けられても良い。ただし、上端部インシュレータ３０５の溝が仕切面部で閉塞される必要がある。
【００８１】
図１２及び図１３に示すように、上端部インシュレータ３０５は、貫通溝３０１ａ−１に連通して上端部インシュレータ３０５の上方向Ｕと下方向Ｄとの途中まで形成された第２連通溝３０５−１を有する。第２連通溝３０５−１は、巻線３０２の巻回箇所よりも上方向Ｕまで形成されている。
【００８２】
図１３に示すように、仕切面部は、第２連通溝３０５−１の上側溝端面部３０５ｂである。上側溝端面部３０５ｂは、水平方向に沿った平坦面を有する。仕切面部である上側溝端面部３０５ｂと巻線３０２の巻回箇所との間には、上方向Ｕと下方向Ｄとに沿った中心軸方向とは直交方向に開放された開口部３０５ｃが形成されている。開口部３０５ｃにより、冷媒の出口が水平方向に形成できる。このため、冷媒の循環率が高まり、固定子３１の冷却効果がより向上して得られる。
【００８３】
＜実施の形態４の効果＞
実施の形態４によれば、上端部インシュレータ３０５は、貫通溝３０１ａ−１に連通して上端部インシュレータ３０５の上方向Ｕと下方向Ｄとの途中まで形成された第２連通溝３０５−１を有する。
【００８４】
この構成によれば、貫通溝３０１ａ−１を流通する冷媒が上端部インシュレータ３０５の第２連通溝３０５−１まで至るので、上端部インシュレータ３０５まで巻回された巻線３０２に対しても冷却効果が得られる。
【００８５】
実施の形態４によれば、第２連通溝３０５−１は、巻線３０２の巻回箇所よりも上方向Ｕまで形成されている。仕切面部は、第２連通溝３０５−１の上側溝端面部３０５ｂである。
【００８６】
この構成によれば、貫通溝３０１ａ−１を流通する冷媒が巻線３０２の巻回箇所よりも上方向Ｕまで形成された第２連通溝３０５−１まで至るので、上端部インシュレータ３０５まで巻回された巻線３０２の全部に冷却効果が得られる。また、仕切面部が第２連通溝３０５−１の上側溝端面部３０５ｂであるので、貫通溝３０１ａ−１に冷媒とともに流入した潤滑油の仕切面部である上側溝端面部３０５ｂよりも上方向Ｕへの流出が防止できる。
【００８７】
実施の形態４によれば、仕切面部である上側溝端面部３０５ｂと巻線３０２の巻回箇所との間には、中心軸方向とは直交方向に開放された開口部３０５ｃが形成されている。
【００８８】
この構成によれば、第２連通溝３０５−１まで上方向Ｕに上昇した冷媒及び潤滑油は、上方向Ｕではなく中心軸方向とは直交方向に開放された開口部３０５ｃに向かい、潤滑油の上方向Ｕへの流出が防止できる。また、第２連通溝３０５−１まで上方向Ｕに上昇した冷媒及び潤滑油が貫通溝３０１ａ−１及び第１連通溝３０４−１を再度下方に降下する必要が無い。すなわち、第２連通溝３０５−１まで上方向Ｕに上昇した冷媒及び潤滑油は、開口部３０５ｃから順に電動機３の周囲に排出される。すなわち、第１連通溝３０４−１、貫通溝３０１ａ−１及び第２連通溝３０５−１にこの順に冷媒及び潤滑油が効率良く循環し、潤滑油が途中で溜まることも無く固定子３１の巻線３０２の冷却効果が効率良く得られる。
【００８９】
なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３及び実施の形態４は、組み合わせられても良いし、他の部分に適用されても良い。
【００９０】
実施の形態５．
＜冷凍サイクル装置１０１＞
図１４は、実施の形態５に係る密閉型圧縮機１００を適用した冷凍サイクル装置１０１を示す冷媒回路図である。
【００９１】
図１４に示すように、冷凍サイクル装置１０１は、密閉型圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４を備える。これら密閉型圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４が冷媒配管で接続されて冷媒回路を形成している。そして、蒸発器１０４から流出した冷媒は、密閉型圧縮機１００に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器１０２において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁１０３で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器１０４において熱交換される。
【００９２】
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３及び実施の形態４の密閉型圧縮機１００は、このような冷凍サイクル装置１０１に適用できる。なお、冷凍サイクル装置１０１としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器などが挙げられる。
【００９３】
＜実施の形態５の効果＞
実施の形態５によれば、冷凍サイクル装置１０１は、上記の密閉型圧縮機１００を備える。
【００９４】
この構成によれば、冷凍サイクル装置１０１が上記の密閉型圧縮機１００を備えるので、固定子３１の巻線３０２を冷却する機能を維持しつつ、潤滑油の圧縮機外への持ち出しが抑制でき、密閉型圧縮機１００の信頼性が担保できる。
【符号の説明】
【００９５】
１  密閉容器、１ａ  油貯留部、２  圧縮機構部、３  電動機、１１  中央容器、１２  上容器、１３  下容器、１４  吸入マフラー、１５  吸入管、１６  吐出管、２１  回転軸、２２  主軸受、２３  副軸受、２４  ローリングピストン、２５  円筒シリンダ、３１  固定子、３２  回転子、１００  密閉型圧縮機、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  凝縮器、１０３  膨張弁、１０４  蒸発器、３０１  固定子鉄心、３０１ａ  ティースコア、３０１ａ−１  貫通溝、３０１ｂ  ティース、３０１ｃ  スロット、３０１ｄ  コアバック、３０２  巻線、３０３  絶縁フィルム、３０４  下端部インシュレータ、３０４−１  第１連通溝、３０５  上端部インシュレータ、３０５−１  第２連通溝、３０５ａ  下端面部、３０５ｂ  上側溝端面部、３０５ｃ  開口部。
【図１】
2020225872.tif 000003
【図２】
2020225872.tif 000004
【図３】
2020225872.tif 000005
【図４】
2020225872.tif 000006
【図５】
2020225872.tif 000007
【図６】
2020225872.tif 000008
【図７】
2020225872.tif 000009
【図８】
2020225872.tif 000010
【図９】
2020225872.tif 000011
【図１０】
2020225872.tif 000012
【図１１】
2020225872.tif 000013
【図１２】
2020225872.tif 000014
【図１３】
2020225872.tif 000015
【図１４】
2020225872.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月7日(2021.5.7)
【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】
周上に複数のティースを有し、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成された固定子鉄心と、
前記ティースに巻回された巻線と、
前記巻線と前記スロットの内周部との間を絶縁する絶縁フィルムと、
前記巻線と前記ティースにおける複数の前記ティースの分配された周の中心軸方向の下端部との間を絶縁する下端部インシュレータと、
前記巻線と前記ティースにおける前記中心軸方向の上端部との間を絶縁する上端部インシュレータと、
を備え、
前記固定子鉄心は、前記スロットの周方向外側にて前記絶縁フィルムと接触するコアバックを有し、
前記コアバックにおける前記絶縁フィルムとの接触面部は、前記中心軸方向に沿って上下方向両端にわたる貫通溝を有し、
前記下端部インシュレータは、前記貫通溝に連通して上下方向両端にわたる第１連通溝を有し、
前記上端部インシュレータは、前記貫通溝の上方向への貫通を塞ぐ仕切面部を有する電動機の固定子。
【請求項２】
前記仕切面部は、前記上端部インシュレータの下端面部である請求項１に記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記貫通溝は、前記中心軸方向に沿って一定幅の直線状である請求項１又は請求項２に記載の電動機の固定子。
【請求項４】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度は、前記貫通溝の延びる前記中心軸方向に対して所定角度の傾きを有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項５】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度は、前記貫通溝の延びる前記中心軸方向に対して、前記巻線の巻回箇所から離間していく角度の傾きを有する請求項４に記載の電動機の固定子。
【請求項６】
前記下端部インシュレータの前記第１連通溝の延びる角度をθとし、θが前記貫通溝の延びる前記中心軸方向への延びる角度を１８０°とすると、１５０°≦θ＜１８０°が満たされる請求項４又は請求項５に記載の電動機の固定子。
【請求項７】
前記コアバックにおける前記貫通溝が形成された箇所の半径方向の幅をＷとし、前記コアバックの半径方向の幅の最も狭い部分の幅をＷｍｉｎとすると、Ｗ≧Ｗｍｉｎが満たされる請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項８】
前記上端部インシュレータは、前記貫通溝に連通して前記上端部インシュレータの上下方向の途中まで形成された第２連通溝を有する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項９】
前記第２連通溝は、前記巻線の巻回箇所よりも上方向まで形成され、
前記仕切面部は、前記第２連通溝の上側溝端面部である請求項８に記載の電動機の固定子。
【請求項１０】
前記仕切面部と前記巻線の巻回箇所との間には、前記中心軸方向とは直交方向に開放された開口部が形成されている請求項９に記載の電動機の固定子。
【請求項１１】
前記貫通溝は、複数配列されている請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項１２】
複数の前記貫通溝は、前記巻線の巻回し箇所の中央にて前記中心軸から半径方向外側に延出される仮想中心線に対して線対称に構成されている請求項１１に記載の電動機の固定子。
【請求項１３】
前記貫通溝の前記中心軸方向と直交する方向の幅は、前記巻線の直径よりも小さい請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項１４】
冷凍サイクル装置の電動機に用いられる請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電動機の固定子。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の電動機の固定子を備える電動機。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電動機を備える密閉型圧縮機。
【請求項１７】
請求項１６に記載の密閉型圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2020225872.tif 000017
2020225872.tif 000018
2020225872.tif 000019
2020225872.tif 000020