(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体に取付けられる回転子と、前記回転子の外周面と狭小の間隙を在して配置される固定子と、からなる圧縮機用電動機において、前記固定子は、内周部に沿って複数の磁極歯が所定間隔を在して放射状に設置される環状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の磁極歯に絶縁部材を介して巻装される巻線とからなり、前記巻線を集中巻とするとともに、固定子鉄心の前記回転子の軸方向と同一方向の長さに対する前記固定子の上端と下端に巻線が延出してなるコイルエンドの前記回転子の軸方向と同一方向の長さの比を０．６以下とし、かつ、前記固定子鉄心と前記巻線の間を絶縁する絶縁部材に体積抵抗率が１×１０１４Ωｍ以上の材料を用いるとともに絶縁部材の体積抵抗を１×１０８Ω以上とすることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項２】
前記固定子鉄心断面における前記絶縁部材の厚さと、前記固定子鉄心と前記絶縁部材との接触部分の長さの比を７×１０−４以上とすることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機用電動機。
【請求項３】
前記絶縁部材に樹脂成形材を用いたことを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の圧縮機用電動機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機用電動機を搭載して冷媒を圧縮する圧縮機であって、圧縮する冷媒にＨＦＣ系冷媒を用いたことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置等に搭載される圧縮機に組み込まれる圧縮機用電動機に関し、特に電動機の固定子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、空気調和装置に搭載される圧縮機１は、電動機部２と圧縮部１１から構成されている。
電動機部２は、回転軸３に一体に取付けられる回転子４と、この回転子４の外周面と狭小の間隙を在して配置される固定子５とから構成される。
【０００３】
図１０に従来の固定子の組立図を示す。また、図１１に図１０中のＡ−Ａ線における断面図を示す。また、図１２に図１１の一部拡大図を示す。
図１１に示すように固定子５は、電磁鋼板を積層した固定子鉄心６に絶縁部材７を嵌め、その上に巻線８を巻くことによって形成される。
【０００４】
固定子５において、固定子鉄心６の回転軸３の軸方向と同一方向の長さをｔ、同様に固定子５の上端と下端に巻線８が延出して形成されるコイルエンド９１とコイルエンド９２からなるコイルエンド部９の長さをｈとすると、コイルエンド部９と固定子鉄心６の比（ｈ／ｔ）が０．６より大きくなっていた。
ここで、ｈはコイルエンド部全ての長さ（コイルエンド９１の長さｈ１とコイルエンド９２の長さｈ２の合計）である。
【０００５】
また、一般的に絶縁部材７には、ポリエステルフィルムが用いられ、その体積抵抗は１×１０８Ωより小さかった。
【０００６】
そして、前記電動機２が駆動する際に巻線８を流れる電流は以下の２つの経路を通り、漏洩電流となっていた。
１） 巻線８に付着した潤滑油または冷媒を通り圧縮機ケース１０に流れる。
２） 固定子鉄心６と巻線８の間の絶縁材７を通過して固定子鉄心６を流れる。
【０００７】
このような従来の構成では、コイルエンド部９の占める割合が多い分、巻線８に付着する潤滑油や冷媒も多く、巻線へ流れる電流が漏洩しやすかった。また、絶縁部材７に用いる材料の体積抵抗も小さいため、絶縁が不完全であり、固定子鉄心６へも漏洩していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構成においては、漏洩電流を減らすために、巻線の径を細くするという対策がとられていた。
【０００９】
しかしながら、巻線の径を細くするという対策では、銅損が大きくなり、電動機の効率が低下するなどの問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、漏洩電流を少なくし、効率の良い圧縮機用電動機および圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、内周部に沿って複数の磁極歯が所定間隔を在して放射状に設置される環状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の磁極歯に絶縁部材を介して巻装される巻線とからなる固定子の前記巻線を集中巻とするとともに、固定子鉄心の回転軸軸方向と同一方向の長さに対する前記固定子の上端と下端に巻線が延出してなるコイルエンドの前記回転軸軸方向と同一方向の長さの比を０．６以下とし、かつ、前記固定子鉄心と前記巻線の間を絶縁する絶縁部材に体積抵抗率が１×１０１４Ωｍ以上の材料を用いるとともに絶縁部材の体積抵抗を１×１０８Ω以上としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、固定子鉄心断面における前記絶縁部材の厚さと、固定子鉄心と絶縁部材との接触部分の長さの比を７×１０−４以上としている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１及び２のいずれかの発明において、絶縁部材に樹脂成形材を用いた構成としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明に係る圧縮機用電動機を搭載して冷媒を圧縮する圧縮機であって、圧縮する冷媒にＨＦＣ系冷媒を用いた構成としている。
【００１７】
上述した構成により、請求項１の発明によれば、容易に固定子鉄心の回転軸軸方向と同一方向の長さに対するコイルエンドの回転軸軸方向と同一方向の長さの比を０．６以下にでき、また、少ない絶縁部材で巻線に付着した潤滑油や冷媒を介して流れる漏洩電流及び絶縁部材を介して固定子鉄心に流れる漏洩電流を小さく出来る。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明に加えて、絶縁部材を介して固定子鉄心に流れる漏洩電流をより小さく出来る。
【００２０】
請求項３の発明によれば、請求項１及び２の発明に加えて、容易に体積抵抗率を１×１０１４Ωｍ以上とすることができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、ＨＣＦＣ冷媒に対して漏洩電流が大きくなる傾向のあるＨＦＣ冷媒を用いても、本発明に係る圧縮機用電動機の構成により、漏洩電流の増加を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明に係る電動機の第１の実施の形態について説明する。
【００２４】
尚、本実施の形態は空気調和機等に用いられる圧縮機に適用したもので、圧縮機の構成は図１に示したものと同様であるため、同一の部分についてはその図示及び説明を省略する。
【００２５】
図２に本実施の形態に係る電動機部２に用いられる固定子５の組立図を示す。また、図３に図２中のＡ−Ａ線における断面図を示す。また、図４に図３の一部拡大図を示す。また、図５に固定子５の上面図を示す。
【００２６】
固定子５は内周部に沿って複数の磁極歯１２が所定間隔を在して放射状に設置される環状の固定子鉄心６と、この鉄心の磁極歯１２に絶縁部材７を介して巻装される巻線８とから形成されている。
【００２７】
コイルエンド部９と固定子鉄心６の回転軸と同一方向の長さをそれぞれｈとｔとすると、その比（ｈ／ｔ）が０．６以下となるように形成する。
尚、ｈはコイルエンド部９の全ての長さ（コイルエンド９１の長さｈ１とコイルエンド９２の長さｈ２の合計）である。
【００２８】
図６にｈ／ｔと漏洩電流の関係を示す。ｈ／ｔが大きい範囲においては、コイルエンド部９の占める割合が多いため、巻線８に付着した潤滑油または冷媒を通りケース１０に流れる量が多くなる。逆にｈ／ｔが小さくなるほど漏洩電流が少なくなる。なお、ｈ／ｔが０．６以下では、漏洩電流は略一定である。
【００２９】
また、図７にｈ／ｔを０．５とした場合の絶縁部材７の体積抵抗と漏洩電流の関係を示す。図７より、絶縁部材７の体積抵抗を１×１０８Ω以上に設計すると漏洩電流を小さくできることがわかる。また、この傾向はｈ／ｔが０．６以下の範囲において同様の傾向を示す。
【００３０】
よって、ｈ／ｔが０．６以下の範囲においてさらに漏洩電流を低減できるように絶縁材８の体積抵抗を１×１０８Ω以上に設計する。
【００３１】
次に本発明に係る圧縮機の第２の実施の形態について説明する。
図４に示すように、固定子鉄心６のＡ−Ａ断面における絶縁材７の厚さをＷ、固定子鉄心６と絶縁部材７の接触部分の長さをＬとする。ここで、接触部分の長さＬは、絶縁材が複数ある場合は全接触部分の合計の長さ（Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋・・・＋Ｌｎ）を意味する。
【００３２】
図８にＷ／Ｌと漏洩電流の関係を示す。図８よりＷ／Ｌが７×１０−４以上となったところから漏洩電流の低減の割合が大きくなっていることがわかる。
【００３３】
また、この図８においては、ｈ／ｔが０．５の場合であるが、図８における傾向は、ｈ／ｔが０．６以下の範囲においても同様である。
よって、ＷとＬの比（Ｗ／Ｌ）が７×１０−４以上となるように形成する。
【００３４】
次に本発明に係る圧縮機の第３の実施の形態について説明する。
図９に体積抵抗率と漏洩電流の関係を示す。図９より体積抵抗率が１×１０１４Ωｍ以上となったところから漏洩電流の低減の割合が大きくなっていることがわかる。
また、この図９においては、ｈ／ｔが０．５の場合であるが、図９における傾向は、ｈ／ｔが０．６以下の範囲においても同様である。
よって、絶縁材８の体積抵抗率を１×１０１４Ωｍ以上に設計することにより、少ない絶縁材料で漏洩電流の低減が計れる。
【００３５】
また、本発明の実施の形態では、絶縁材８に樹脂成形材を用いたが、樹脂成形材としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリブチレンラレフタード（ＰＢＴ）や液晶ポリマー（ＬＣＤ）等が挙げられる。これらの材料を絶縁材８に用いることによって、体積抵抗率を１×１０１４Ωｍ以上として形成することができる。
【００３６】
さらに上記第１ないし第３の実施の形態においては、ＨＣＦＣ冷媒に対して漏洩電流が大きくなる傾向のあるＨＦＣ冷媒を用いても、本発明に係る圧縮機用電動機の構成により、漏洩電流の増加を防止することができる。
【００３７】
尚、ＨＣＦＣ系冷媒を用いた場合でも漏洩電流の低減効果はＨＦＣ系冷媒を用いたときと同様に得られる。
【００３８】
また、本発明では、圧縮機構にロータリタイプのものを備えた圧縮機を説明したが、これに限らず、例えばスクロールタイプのものを備えた圧縮機でもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動機の効率を低下させることなく、電動機運転中に、巻線に付着した潤滑油や冷媒を介して圧縮機ケースに流れる漏洩電流や、絶縁部材を介して固定子鉄心に流れる漏洩電流を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧縮機の断面図。
【図２】本発明に係る圧縮機用電動機の固定子の組立図。
【図３】図２中のＡ−Ａ線における断面図。
【図４】図３の一部拡大図
【図５】第１の実施の形態に係る固定子の上面図。
【図６】ｈ／ｔと漏洩電流の関係を示すグラフ。
【図７】ｈ／ｔを０．５とした場合の絶縁部材の体積抵抗と漏洩電流の関係を示すグラフ。
【図８】Ｗ／Ｌと漏洩電流の関係を示すグラフ。
【図９】体積効率と漏洩電流の関係を示すグラフ。
【図１０】従来の固定子の組立図。
【図１１】図１０中のＡ−Ａ線における断面図。
【図１２】図１１の一部拡大図。
【符号の説明】
１…圧縮機
２…電動機部
１１…圧縮部
３…回転軸
４…回転子
５…固定子
１２…磁極歯
６…固定子鉄心
７…絶縁部材
８…巻線
９…コイルエンド部
９１、９２…コイルエンド
【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６】
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