特許 5733336 固定子、モータ及び圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5733336

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】固定子、モータ及び圧縮機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/04 20060101AFI20150521BHJP

   H02K 3/46 20060101ALI20150521BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/04 Z

   H02K3/46 B

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-112092(P2013-112092)

(22)【出願日】2013年5月28日

(65)【公開番号】特開2014-233123(P2014-233123A)

(43)【公開日】2014年12月11日

【審査請求日】2014年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大辻 基史

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１１６８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６７５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−００２５４５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／０４

Ｈ０２Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

径方向内側に向かって突出した複数の歯部を有する環状のコアと、
前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータとを備え、
前記インシュレータは、
外側端部から前記コア側に向かって突出した突出部を有し、
前記コアは、
軸方向端部の外周面に配置され、前記突出部と係合する溝部を有し、
前記溝部が、前記突出部と略同一形状であって、軸方向において全域にないことを特徴とする固定子。

【請求項2】

前記インシュレータが、前記コアの軸方向一端部に配置された第１インシュレータと、前記コアの軸方向他端部に配置された第２インシュレータとを有し、
前記第１インシュレータの第１突出部と係合する前記コアの第１溝部と、前記第２インシュレータの第２突出部と係合する前記コアの第２溝部とが、平面視において同一位置にあることを特徴とする請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

前記第１溝部及び前記第２溝部が、前記コアの外周面において前記歯部と対応する位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載の固定子。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかに記載の固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えることを特徴とするモータ。

【請求項5】

請求項４に記載のモータを備えることを特徴とする圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コアとコイルとを絶縁するインシュレータを備えた固定子、この固定子を備えたモータ、及び、このモータを備えた圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の固定子としては、環状のコアと、コアの両端面に配置されたインシュレータとを備えたものがある。インシュレータは、外側端部からコア側に向かって突出した突出部を有する。そして、この突出部がコアの外周面に形成された溝部に係合されることにより、インシュレータがコアに固定される。

【0003】

ところで、コアは、金属材料からなる複数の薄板が上下方向に積層されることによって形成されている。コアに用いられる複数の薄板は、製造工程の簡素化、金型費用の削減等の観点から全て同一形状であることが好ましい。すなわち、一種類の薄板でコアが形成されることが好ましい。そのため、コアの外周面に形成された溝部は、一種類の薄板で形成することが可能なように、上下方向に貫通する貫通溝とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００７−５３１４８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の固定子では、コアが比較的大きいため、溝部による磁束の流れへの影響が小さい。そのため、コアの外周面に形成された溝部が貫通溝であっても大きな問題はない。しかしながら、近年では、圧縮機の小型化に伴って、コアの小型化が進められている。その場合、コアの外周面に形成された貫通溝が磁束の流れを阻害してモータ効率が低下する問題がある。

【0006】

そこで、本発明の目的は、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害してモータ効率が低下するのを防止できる固定子、モータ及び圧縮機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明にかかる固定子は、径方向内側に向かって突出した複数の歯部を有する環状のコアと、前記コアの軸方向端部に配置されたインシュレータとを備え、前記インシュレータは、外側端部から前記コア側に向かって突出した突出部を有し、前記コアは、軸方向端部の外周面に配置され、前記突出部と係合する溝部を有し、前記溝部が、前記突出部と略同一形状であって、軸方向において全域にないことを特徴とする。

【0008】

この固定子では、溝部が軸方向において全域にないので、溝部が貫通溝である従来の固定子に比べて、コア部分を多くすることができる。したがって、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害してモータ効率が低下するのを防止できる。
また、従来の固定子に比べてコア部分を多くすることができるので、コアの剛性を向上できる。
また、溝部が貫通溝である従来の固定子では、溝部のうちインシュレータの突出部と係合しない部分において油が滞留する。しかし、この固定子では、溝部が軸方向において全域にないので、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0009】

第２の発明にかかる固定子では、第１の発明にかかる固定子において、前記インシュレータが、前記コアの軸方向一端部に配置された第１インシュレータと、前記コアの軸方向他端部に配置された第２インシュレータとを有し、前記第１インシュレータの第１突出部と係合する前記コアの第１溝部と、前記第２インシュレータの第２突出部と係合する前記コアの第２溝部とが、平面視において同一位置にあることを特徴とする。

【0010】

この固定子では、第１溝部と第２溝部とが平面視において同一位置にあるので、コアを形成するための薄板の種類を低減できる。

【0011】

第３の発明にかかる固定子では、第２の発明にかかる固定子において、前記第１溝部及び前記第２溝部が、前記コアの外周面において前記歯部と対応する位置に配置されることを特徴とする。

【0012】

この固定子では、磁束の流れへの影響が少ない位置に溝部が配置されるので、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止できる。

【0013】

第４の発明にかかるモータでは、第１〜第３のいずれかの発明にかかる固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えることを特徴とする。

【0014】

このモータでは、上記の固定子を用いることにより、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コアの剛性を向上でき、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0015】

第５の発明にかかる圧縮機では、第４の発明にかかるモータを備えることを特徴とする。

【0016】

この圧縮機では、上記のモータを用いることにより、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コアの剛性を向上でき、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【発明の効果】

【0017】

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

【0018】

第１の発明では、溝部が軸方向において全域にないので、溝部が貫通溝である従来の固定子に比べて、コア部分を多くすることができる。したがって、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害してモータ効率が低下するのを防止できる。
また、従来の固定子に比べてコア部分を多くすることができるので、コアの剛性を向上できる。
また、溝部が貫通溝である従来の固定子では、溝部のうちインシュレータの突出部と係合しない部分において油が滞留する。しかし、この固定子では、溝部が軸方向において全域にないので、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0019】

第２の発明では、第１溝部と第２溝部とが平面視において同一位置にあるので、コアを形成するための薄板の種類を低減できる。

【0020】

第３の発明では、磁束の流れへの影響が少ない位置に溝部が配置されるので、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止できる。

【0021】

第４の発明では、上記の固定子を用いることにより、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コアの剛性を向上でき、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0022】

第５の発明では、上記のモータを用いることにより、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コアの剛性を向上でき、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る圧縮機を示す断面図である。

【図2】図１に示す固定子を上方から見た斜視図である。

【図3】（ａ）は、図１に示すコアの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIII(b)-III(b)線断面図であり、（ｃ）は、コア内の磁束の流れを説明するための図である。

【図4】図１に示すインシュレータの斜視図である。

【図5】図３に示すV-V線断面に相当する圧縮機の一部拡大断面図である。

【図6】図３に示すコアを構成する薄板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る圧縮機１の実施の形態について説明する。

【0025】

［圧縮機１］
圧縮機１は、図１に示すように、１シリンダ型のロータリ圧縮機であって、アキュムレータ２と、密閉ケーシング３と、密閉ケーシング３内に配置された駆動機構４及び圧縮機構５とを備えている。駆動機構４は、圧縮機構５の上方に配置されている。圧縮機構５は、シリンダ５１と、フロントヘッド５２と、リアヘッド５３とを有する。また、密閉ケーシング３の底部には、圧縮機構５の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。なお、図１では、駆動機構４の断面を示すハッチングを省略して図示している。

【0026】

圧縮機１では、アキュムレータ２の入口管２ａから導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ２）が、吸入管６から密閉ケーシング３内に導入され、圧縮機構５で圧縮された後、排出管７から排出される。この圧縮機１は、例えば空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、図１に示す向き、即ち、シャフト９の向きが上下方向となる向きに設置される。

【0027】

［駆動機構４］
駆動機構４は、圧縮機構５を駆動するものであって、駆動源となるモータ８と、モータ８によって駆動されるシャフト９とを有する。このモータ８は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル９０（図２参照）を後述するコア６０の歯部６２に巻回した巻線方式が集中巻きのモータである。このモータ８は、コア６０を含む固定子１０と、その径方向内側に配置された回転子１１とを有する。シャフト９は、回転子１１の略中央部に形成された貫通孔１１ａに挿入されている。

【0028】

＜固定子１０＞
固定子１０は、密閉ケーシング３の内周面に固定された環状のコア６０と、コア６０の上端部６０ａ（軸方向一端部）に配置された上インシュレータ７０（第１インシュレータ）と、コア６０の下端部６０ｂ（軸方向他端部）に配置された下インシュレータ８０（第２インシュレータ）と、コア６０と上および下インシュレータ７０、８０に巻回されたコイル９０（図２参照）とを有する。

【0029】

＜コア６０＞
コア６０は、金属材料からなる複数の薄板が互いに積層されると共に、溶接などにより互いに接合されることによって形成されている。このコア６０は、図３に示すように、環状のバックヨーク部６１と、このバックヨーク部６１から径方向内側に向かって突出した９個の歯部６２と、隣接する歯部６２の間に形成された９個のスロット６３とを有する。９個のスロット６３は、コア６０を上下方向に貫通して形成される。コア６０の略中央部に形成された貫通孔Ｈには、回転子１１が配置される。

【0030】

また、コア６０の外周面には、平面視において直線部であるコアカット部６４が９カ所形成されている。各コアカット部６４は、コア６０の外周面において歯部６２と対応する位置に設けられている。このコアカット部６４は、密閉ケーシング３の内周面と接触していない。そのため、密閉ケーシング３の内周面とコアカット部６４との隙間を、圧縮機構５の摺動部及び回転子１１を通過した潤滑油Ｌが通過する。潤滑油Ｌは、その後、密閉ケーシング３の底部に貯留される。

【0031】

図３に示すように、コア６０の両端部６０ａ、６０ｂの外周面には、溝部６５が形成されている。この溝部６５は、図３（ｂ）に示すように、第１溝部６６と、第２溝部６７とに分かれている。なお、以下の溝部の説明においては、第１溝部６６と第２溝部６７とを区別する必要がない場合に溝部６５を用い、通常は第１溝部６６または第２溝部６７を用いる。

【0032】

第１溝部６６は、コア６０の上端部６０ａの外周面に配置されている。この第１溝部６６には、上インシュレータ７０の外側端部からコア６０側に向かって突出した突出部７４（第１突出部）が係合する。この第１溝部６６は、周方向において所定間隔（１２０°）毎に３カ所形成されている。各第１溝部６６は、それぞれコアカット部６４に配置されている。すなわち、各第１溝部６６は、それぞれコア６０の外周面において歯部６２と対応する位置（歯部６２の径方向外側）に配置されている。

【0033】

また、第２溝部６７は、コア６０の下端部６０ｂの外周面に配置されている。この第２溝部６７は、下インシュレータ８０の外側端部からコア６０側に向かって突出した突出部８４（第２突出部）が係合する。この第２溝部６７は、周方向において所定間隔（１２０°）毎に３カ所形成されている。各第２溝部６７は、それぞれコアカット部６４に配置されている。すなわち、各第２溝部６７は、それぞれコア６０の外周面において歯部６２と対応する位置に配置されている。また、各第１溝部６６と各第２溝部６７とは、平面視において同一位置に配置されている。

【0034】

この溝部６５は、図３（ｂ）に示すように、コア６０の軸方向において全域にない。したがって、コア６０の軸方向において一部の領域は、溝部６５がなく、コア部分となっている。たとえば、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、第１溝部６６と第２溝部６７との間がコア６０部分となっている。また、コア６０内の磁束の流れは、図３（ｃ）に示すように、歯部６２の径方向内側端部から、バックヨーク部６１のうちスロット６３よりも径方向外側部分に向かっている。そのため、コア６０の外周面において歯部６２と対応する位置は、磁束の影響が少ない。

【0035】

第１溝部６６および第２溝部６７の軸方向長さは、図５に示すように、突出部７４、８４の係合部分７５、８５の軸方向長さと略同じである。また、第１溝部６６および第２溝部６７の周方向長さは、突出部７４、８４の係合部分７５、８５の周方向長さと略同じである。

【0036】

ここで、このコア６０は、形状が異なる二種類の薄板によって形成されている。薄板６８は、図６（ａ）に示すように、溝部６５に対応する３カ所の切欠き６８ａが外周面に形成されている。また、薄板６９は、図６（ｂ）に示すように、外周面に切欠きが形成されていない。薄板６８は、図３（ｂ）に示すように、コア６０の軸方向において、溝部６５が形成される範囲Ａに用いられている。すなわち、コア６０の範囲Ａは、複数の薄板６８が積層されることによって形成される。また、薄板６９は、コア６０の軸方向において、溝部６５がない範囲Ｂに用いられている。すなわち、コア６０の範囲Ｂは、複数の薄板６９が積層されることによって形成される。

【0037】

＜上インシュレータ７０＞
上インシュレータ７０は、図１に示すように、コア６０の上端部６０ａに配置されている。この上インシュレータ７０は、図４に示すように、径方向内側に向かって突出した９個の歯部７１と、歯部７１の径方向外側端部に形成された略環状の外壁部７２と、歯部７１の径方向内側端部にそれぞれ形成された内壁部７３とを有する。９個の歯部７１は、コア６０の９個の歯部６２にそれぞれ積層される。外壁部７２は、歯部７１及びコア６０の歯部６２に巻回されたコイル９０が径方向外側に向けて崩れるのを防止するものである。また、内壁部７３は、コイル９０が径方向内側に向けて崩れるのを防止するものである。

【0038】

突出部７４（第１突出部）は、上インシュレータ７０の外側端部（外壁部７２）に３カ所形成されている。この突出部７４は、外壁部７２から径方向外側に向かって突出したあと、コア６０側に向かって突出しており、コア６０側に向かって突出する部分が係合部分７５である。

【0039】

＜下インシュレータ８０＞
下インシュレータ８０は、図１に示すように、コア６０の下端部６０ｂに配置されている。この下インシュレータ８０は、コア６０の上端部６０ａに配置され上インシュレータ７０と略同じ構成であって、９個の歯部８１、外壁部８２、内壁部８３、突出部８４、係合部分８５等を有する。ただし、この下インシュレータ８０は、上インシュレータ７０と略同じ構成であるため、これら構成の詳しい説明は割愛する。

【0040】

＜本実施形態の固定子、モータ及び圧縮機の特徴＞
本実施形態の固定子１０、モータ８及び圧縮機１には、以下の特徴がある。

【0041】

本実施形態の固定子１０では、溝部６５が軸方向において全域にないので、溝部が貫通溝である従来の固定子に比べて、コア部分を多くすることができる。したがって、コア６０の外周面に形成された溝部６５が磁束の流れを阻害してモータ効率が低下するのを防止できる。
また、従来の固定子に比べてコア部分を多くすることができるので、コア６０の剛性を向上できる。
また、溝部が貫通溝である従来の固定子では、溝部のうちインシュレータの突出部と係合しない部分において油が滞留する。しかし、この固定子１０では、溝部６５が軸方向において全域にないので、溝部６５に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0042】

また、本実施形態の固定子１０では、上インシュレータ７０（第１インシュレータ）の突出部７４（第１突出部）と係合するコア６０の第１溝部６６と、下インシュレータ８０（第２インシュレータ）の突出部８４（第２突出部）と係合するコア６０の第２溝部６７とが、平面視において同一位置にあるので、二種類の薄板６８、６９でコア６０を形成できる。
例えば、第１溝部６６と第２溝部６７とが平面視において異なる位置にある場合、第１溝部６６が形成される範囲に用いられる薄板と、第２溝部６７が形成される範囲に用いられる薄板と、これら溝部６５がない範囲（図３（ｂ）に示す範囲Ｂ）に用いられる薄板（薄板６９）の三種類の薄板が必要となる。
したがって、この固定子１０では、第１溝部６６と第２溝部６７とが平面視において同じ位置にあるので、第１溝部６６と第２溝部６７とが平面視において異なる位置にある場合に比べて、コア６０を形成する薄板の種類を低減できる。

【0043】

また、本実施形態の固定子１０では、コア６０の外周面において歯部６２と対応する位置に溝部６５が配置される。すなわち、図３（ｃ）に示すように、磁束の流れへの影響が少ない位置に溝部６５が配置される。したがって、コア６０の外周面に形成された溝部６５が磁束の流れを阻害するのを防止できる。

【0044】

また、本実施形態のモータ８では、上記した固定子１０を用いることにより、コア６０の外周面に形成された溝部６５が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コア６０の剛性を向上でき、溝部６５に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0045】

また、本実施形態の圧縮機１では、上記したモータ８を用いることにより、コア６０の外周面に形成された溝部６５が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コア６０の剛性を向上でき、溝部６５に滞留する油の滞留量を低減できる。

【0046】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0047】

上記実施形態では、溝部６５が、コア６０の外周面において歯部６２と対応する位置（歯部６２の径方向外側）に配置されているが、溝部６５が、バックヨーク部６１のうちスロット６３よりも径方向外側部分に配置されてもよい。

【0048】

また、上記実施形態では、第１溝部６６と第２溝部６７とが、平面視において同一位置にあるが、平面視において異なる位置にあってもよい。

【0049】

また、上記実施形態では、第１溝部６６および第２溝部６７の軸方向長さが、突出部７４、８４の係合部分７５、８５の軸方向長さと略同じであるが、突出部７４、８４の係合部分７５、８５の軸方向長さよりも長くてもよい。

【0050】

また、上記実施形態では、コア６０は、環状に形成されているが、複数に分割されたコアを環状に連結したものであってもよい。また、インシュレータ７０、８０は、それぞれ環状に一体成形されたものであるが、複数に分割されたインシュレータを環状に連結したものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明を利用すれば、コアの外周面に形成された溝部が磁束の流れを阻害するのを防止でき、コアの剛性を向上でき、溝部に滞留する油の滞留量を低減できる。

【符号の説明】

【0052】

１ 圧縮機
８ モータ
１０ 固定子
１１ 回転子
６０ コア
６０ａ 上端部（軸方向一端部）
６０ｂ 下端部（軸方向他端部）
６２ 歯部
６５ 溝部
６６ 第１溝部
６７ 第２溝部
７０ 上インシュレータ（第１インシュレータ）
７４ 突出部（第１突出部）
８０ 下インシュレータ（第２インシュレータ）
８４ 突出部（第２突出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】