特許 7307591 固定子、モータ、圧縮機、及び冷凍装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-04

(45)【発行日】2023-07-12

(54)【発明の名称】固定子、モータ、圧縮機、及び冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/16 20060101AFI20230705BHJP

   H02K 3/46 20060101ALI20230705BHJP

【ＦＩ】

H02K1/16 Z

H02K3/46 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019097376

(22)【出願日】2019-05-24

(65)【公開番号】P2020191765

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-04-06

(73)【特許権者】

【識別番号】505252724

【氏名又は名称】パナソニック アプライアンシズ リフリジレーション デヴァイシズ シンガポール

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 聡

(72)【発明者】

【氏名】角 正貴

【審査官】宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３５４７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６８８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００１５３５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４２４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２１８４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００５３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／１６

Ｈ０２Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状のヨーク部と、前記ヨーク部の内方に延伸する複数のティース部と、前記ティース部同士の間に形成された複数のスロット部と、を含む固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の一方の軸方向端面に設けられ、前記ヨーク部の軸方向に延伸し複数の前記スロット部をそれぞれ貫通する複数の中空筒状の延長部を含む第１のインシュレータと、
前記固定子鉄心の他方の軸方向端面に設けられ、前記スロット部外で複数の前記延長部とそれぞれ嵌合する複数の受け部を含む第２のインシュレータと、
前記第１のインシュレータと前記第２のインシュレータを介して前記ティース部に巻回される巻線と、
を備える固定子。

【請求項2】

前記延長部と前記受け部が嵌合する嵌合部の軸方向重なり代が２．２５ｍｍ以上である、
請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

前記第１のインシュレータは、
それぞれの前記ティース部の上面を覆うように形成された第１ティース被覆部と、
前記第１ティース被覆部の内周側端部に形成される第１内側フランジ部と、
前記ヨーク部を覆うように形成された環状の第１ヨーク被覆部と、
を備えるとともに、
周方向に隣接する２つの前記第１ティース被覆部と、これら２つの前記第１ティース被覆部の内周側端部に設けられた前記第１内側フランジ部と、前記第１ヨーク被覆部とにより囲まれた部分が第１輪郭部を成し、
前記延長部は、前記第１輪郭部の背面に位置し、
前記第２のインシュレータは、
それぞれの前記ティース部の下面を覆うように形成された第２ティース被覆部と、
前記第２ティース被覆部の内周側端部に形成される第２内側フランジ部と、
前記ヨーク部を覆うように形成された環状の第２ヨーク被覆部と、
を備えるとともに、
周方向に隣接する２つの前記第２ティース被覆部と、これら２つの前記第２ティース被覆部の内周側端部に設けられた前記第２内側フランジ部と、前記第２ヨーク被覆部とにより囲まれた部分が第２輪郭部を成し、
さらに、前記第２輪郭部の開口部分を形成する前記第２内側フランジ部には、前記受け部に嵌合する際に前記延長部を挟み込むリブを設けた、
請求項１または２に記載の固定子。

【請求項4】

前記延長部の厚みは０．６ｍｍ以下である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の固定子を備える、
モータ。

【請求項6】

請求項５に記載のモータを備える、
圧縮機。

【請求項7】

請求項６に記載の圧縮機を備える、
冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータの固定子、モータ、圧縮機、及び冷凍装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、固定子巻線の引き出し線や渡り線の短絡故障を簡単な方法で防止できる固定子を開示する。この固定子は、内部に複数の歯部およびスロット部が形成された固定子鉄心と、固定子鉄心に嵌合されて固定子鉄心を絶縁する硬質樹脂製インシュレータと、インシュレータで絶縁された歯部に巻回される複数相の固定子巻線と、を備える。

【0003】

特許文献２は、環状のヨーク部からヨーク部の中心に向かって内方に延びる複数のティース部を有する固定子鉄心と、固定子鉄心の上下方向の軸方向端面に装着され固定子鉄心を絶縁するインシュレータと、ティース部に導線を巻回して形成された巻線部と、固定子鉄心に挿入され固定子鉄心を絶縁する絶縁フィルムと、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２１８４０９号公報

【文献】特開２０１６－５３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、巻線占積率を高め、部品点数を削減できる固定子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】

【0006】

本開示における固定子は、ヨーク部とティース部とスロット部とを含む固定子鉄心と、延長部を有する第１のインシュレータと、受け部を有する第２のインシュレータと、巻線と、を有する。ヨーク部は、環状である。ティース部は、ヨーク部の内方に複数延伸する。スロット部は、ティース部同士の間に複数形成される。延長部は、ヨーク部の軸方向に延伸しスロット部を貫通する。第１インシュレータは、固定子鉄心の一方の軸方向端面に設けられる。受け部は、スロット部外で延長部と嵌合する。第２インシュレータは、固定子鉄心の他方の軸方向端面に設けられる。巻線は、第１のインシュレータと第２のインシュレータを介してティース部に巻回される。

【発明の効果】

【0007】

本開示における固定子は、スロット部の体積の減少を低減できる。そのため、巻線占積率を高め、部品点数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１における固定子を用いたモータを有する密閉型圧縮機の縦断面図

【図2】実施の形態１における固定子の分解斜視図

【図3】実施の形態１における固定子の第１インシュレータの上面図

【図4】実施の形態１における固定子の第１インシュレータの底面図

【図5】実施の形態１における固定子の第１インシュレータの側面図

【図6】実施の形態１における固定子の第２インシュレータの上面図

【図7】実施の形態１における固定子の第２インシュレータの底面図

【図8】実施の形態１における固定子の第２インシュレータの側面図

【図9】実施の形態１における固定子の第２インシュレータのリブ周辺の拡大図

【図10】実施の形態１における固定子の固定子鉄心に第１インシュレータと第２インシュレータを嵌合し巻線を巻いた斜視図

【図11】実施の形態１における固定子の固定子鉄心に第１インシュレータと第２インシュレータを嵌合した上面図

【図12】図１１におけるＡ－Ａ断面図

【図13】実施の形態１における固定子の嵌合部周辺の拡大斜視図

【図14】図１０に示す構成に回転子が加わった状態を示す斜視図

【図15】実施の形態１における固定子を用いたモータを有する冷凍装置の概略構成を示す模式図

【図16】実施の形態１における固定子を用いたモータを有する冷蔵庫の概略構成を示す模式図

【図17】図１５におけるＢ－Ｂ断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、内周に複数のティース部およびスロット部が形成された固定子鉄心と、固定子鉄心に嵌合され固定子鉄心を絶縁するインシュレータと、インシュレータにて絶縁されたティース部に巻回される複数相の巻線とを備え、インシュレータは、固定子鉄心の軸方向端面の両端部からそれぞれ嵌合される固定子があった。

【0010】

しかしながら、上記の固定子には、固定子鉄心の一方の軸方向端面に設けたインシュレータと固定子鉄心の他方の軸方向端面に設けたインシュレータとがスロット部内で嵌合するものや、固定子鉄心と両インシュレータとがそれぞれスロット部内で嵌合するものがあった。そのため、嵌合部の厚みが必要でスロット部の体積が小さくなるという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

【0011】

また、発明者らが本開示に想到するに至った当時、環状のヨーク部からヨーク部の中心に向かって内方に延びる複数のティース部を有する固定子鉄心と、固定子鉄心の上下方向の軸方向端面に装着され固定子鉄心を絶縁するインシュレータと、ティース部に導線を巻回して形成された巻線部と、を備える固定子があった。

【0012】

しかしながら、上記の固定子には、固定子鉄心に絶縁フィルムを挿入することにより、固定子鉄心と巻線部との絶縁を行うものがあった。そのため、部品点数が多くなるという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

【0013】

そこで本開示は、巻線占積率を高め、部品点数を削減できる固定子を提供する。

【0014】

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0015】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0016】

（実施の形態１）
以下、図１～図１７を用いて、実施の形態１を説明する。

【0017】

［１．構成］
図１において、密閉型圧縮機における上下方向を図における上下方向として表す。なお、本明細書において、「軸方向」とは、後述する回転子の回転軸方向を指すものとし、「周方向」とは、回転子の回転軸心周りの周方向を指すものとし、「径方向」とは、回転子の回転軸心を中心とする径方向を指すものとする。また、図１５および図１６において、冷蔵庫における上下方向を図における上下方向として表す。

【0018】

［１－１．密閉型圧縮機の構成］
図１は、本実施の形態１に係る固定子を用いたモータを有する密閉型圧縮機の縦断面図である。図１に示すように、密閉型圧縮機１００は、密閉容器１１０と、密閉容器１１０の内部に収容された圧縮機本体１２０とを備える。圧縮機本体１２０は、電動要素１３０と、電動要素１３０によって駆動される圧縮要素３００とを備える。圧縮機本体１２０は、サスペンションスプリング３７０により、密閉容器１１０に弾性的に支持されている。

【0019】

また、密閉容器１１０内には、例えば、地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａ等の冷媒ガスが、冷凍装置の低圧側と同等圧力かつ低温の状態で封入される。密閉容器１１０内の底部には、潤滑用のオイル４００が封入されている。オイル４００は、冷媒と相溶性の高い潤滑油を用いてもよく、粘度がＶＧ３～ＶＧ８である潤滑油を用いてもよい。

【0020】

［１－２．電動要素の構成］
図１に示すように、電動要素１３０は、固定子１４０と、回転軸を中心に回転自在に配置された回転子１５０とから構成される。電動要素１３０は、圧縮要素３００の下方に配置される。つまり、電動要素１３０は、密閉容器１１０内の下方に配置される。電動要素１３０は、適宜な配線（図示せず）を介して、インバータ装置（図示せず）が電気的に接続される。これにより、電動要素１３０は、複数の運転周波数でインバータ駆動される。

【0021】

固定子１４０は、後述するシリンダブロック３２０に、ボルト（図示せず）により固定されている。固定子１４０の内側には、中空を有する円柱状の回転子１５０が、固定子１４０と同軸上に位置するように、後述するクランクシャフト３１０の主軸３１１に焼き嵌め等により固定されている。

【0022】

図２は、実施の形態１における固定子の分解斜視図である。図２に示すように、実施の形態１における固定子１４０は、固定子鉄心１４１と、固定子鉄心１４１と巻線１４３（図示せず）を絶縁するインシュレータ１４２と、回転子１５０（図示せず）に回転磁界を与える巻線１４３（図示せず）とから構成される。

【0023】

固定子鉄心１４１は、環状のヨーク部１４４と、ヨーク部１４４の内方に延伸するティース部１４５と、ティース部１４５同士の間に形成されたスロット部１４６とを有する。固定子鉄心１４１は、電磁鋼板を軸方向に複数枚積層させ、カシメ固定や溶接等で接合し形成される。

【0024】

ティース部１４５は、ヨーク部１４４より径方向内側（内方）に向けて突出すると共に軸方向に延びるように設けられた本体部１４７と、本体部１４７の内周側先端に設けられ周方向の幅が拡大された拡幅部１４８とを有する。隣り合う拡幅部１４８同士は、周方向で先端が接触せずに離間している。本開示では、９つのティース部１４５が周方向に一定間隔で配置されているが、ティース部１４５の数は、２つ以上であればよい。

【0025】

スロット部１４６は、ティース部１４５同士の間に形成された孔空間である。スロット部１４６の軸方向長さは、固定子鉄心１４１の軸方向長さと略同一である。

【0026】

インシュレータ１４２は、固定子鉄心１４１の軸方向上端面に位置する第１インシュレータ１６０と、固定子鉄心１４１の軸方向下端面に位置する第２インシュレータ２００とから構成される。インシュレータ１４２は、例えばＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂から射出成型されることが好ましい。特に、ＬＣＰ（液晶ポリマー）は、流動性が高いため、他材料を用いて成型する場合よりもインシュレータを薄く成型でき、モータ効率や作業性の向上が期待できる。

【0027】

図３は、実施の形態における固定子の第１インシュレータの上面図である。図４は、実施の形態１における固定子の第１インシュレータの底面図である。図５は、実施の形態１における固定子の第１インシュレータの側面図である。図２と図３と図４と図５に示すように、第１インシュレータ１６０は、固定子鉄心１４１のヨーク部１４４を覆うように形成された環状の第１ヨーク被覆部１６１と、固定子鉄心１４１のティース部１４５の上面を覆うように形成された第１ティース被覆部１６２と、延長部１６５と、第１外側フランジ部１６６と、拡幅部１４８を覆うように形成された第１内側フランジ部１６７とを有する。

【0028】

延長部１６５は、後述する第１ティース上面被覆部１６３より延伸する。また、延長部１６５は、後述する第１輪郭部１６８の背面に位置する。延長部１６５の径方向断面形状（軸方向に直交する平面で切断したときの断面形状）は、スロット部１４６の径方向断面形状と略同一形状である。延長部１６５の軸方向長さは、スロット部１４６の軸方向長さよりも長い。延長部１６５は上記断面形状を有する中空筒状であり、その壁部の厚みは、０．１５ｍｍ以上、かつ、０．６０ｍｍ以下である。また、延長部１６５の厚みの１３０倍の長さは、固定子鉄心１４１の高さ以下の長さである。

【0029】

第１外側フランジ部１６６は、第１ヨーク被覆部１６１の内周側端部に略矩形状に形成される。

【0030】

第１内側フランジ部１６７は、第１ティース被覆部１６２の内周側端部に形成される。第１外側フランジ部１６６および第１内側フランジ部１６７は、第１ティース被覆部１６２に対して略垂直に反り立つ。そのため、後述する巻線１４３の巻崩れを防止できる。

【0031】

第１ティース被覆部１６２は、略長方形の第１ティース上面被覆部１６３と、それぞれ略長方形であり一対の対向する２つの第１ティース縁被覆部１６４を有する。第１ティース被覆部１６２は、周方向に対向配置された２つの第１ティース縁被覆部１６４の上部間に第１ティース上面被覆部１６３が架設され、この第１ティース上面被覆部１６３の下方が開放された形状、すなわち、第１インシュレータ１６０の下方向に開いた形状となっている。

【0032】

第１ティース縁被覆部１６４は、第１ティース被覆部１６２を構成すると共に、延長部１６５をも構成する。

【0033】

第１ティース上面被覆部１６３の径方向外側の辺は、第１外側フランジ部１６６とつながっている。また、第１ティース上面被覆部１６３の径方向内側の辺は、第１内側フランジ部１６７とつながっている。つまり、第１ティース被覆部１６２は、第１外側フランジ部１６６と第１内側フランジ部１６７の間に位置する。

【0034】

図３の上面視で、第１ティース被覆部１６２の時計回り側の辺と、この第１ティース被覆部１６２に対して時計回り側に隣接する別の第１ティース被覆部１６２の反時計回り側の辺と、第１内側フランジ部１６７と、第１ヨーク被覆部１６１とによって囲まれた第１輪郭部１６８は、スロット部１４６の径方向断面形状と略同一である。換言すれば、図３の上面視で、周方向に隣接する２つの第１ティース被覆部１６２と、これら２つの第１ティース被覆部１６２の内周側端部に設けられた第１内側フランジ部１６７と、第１ヨーク被覆部１６１とにより囲まれた部分は第１輪郭部１６８を成し、この第１輪郭部１６８とスロット部１４６とは上面視で略同一形状になっている。

【0035】

図６は、実施の形態１における固定子の第２インシュレータの上面図である。図７は、実施の形態１における固定子の第２インシュレータの底面図である。図８は実施の形態１における固定子の第２インシュレータの側面図である。図２と図６と図７と図８に示すように、第２インシュレータ２００は、固定子鉄心１４１のヨーク部１４４を覆うように形成された環状の第２ヨーク被覆部２１０と、固定子鉄心１４１のティース部１４５の下面を覆うように形成された第２ティース被覆部２２０と、受け部２３０と、第２外側フランジ部２４０と、拡幅部１４８を覆うように形成された第２内側フランジ部２５０と、延長部１６５を挟み込むリブ２７０とを有する。

【0036】

受け部２３０は、後述する第２ティース下面被覆部２２１より延伸する。また、受け部２３０は、後述する第２輪郭部２６０の背面に位置する。受け部２３０の径方向断面形状は、スロット部１４６の径方向断面形状と略同一形状である。受け部２３０の軸方向長さは、第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００が嵌合したときに、受け部２３０の軸方向先端部分がスロット部１４６の中に位置しない長さである。受け部２３０を構成する壁部の厚みは、０．１５ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下である。

【0037】

第２外側フランジ部２４０は、第２ヨーク被覆部２１０の内周側端部に略矩形状に形成される。

【0038】

第２内側フランジ部２５０は、第２ティース被覆部２２０の内周側端部に形成される。第２外側フランジ部２４０および第２内側フランジ部２５０は、第２ティース被覆部２２０に対して略垂直に反り立つ。そのため、後述する巻線１４３の巻崩れを防止できる。

【0039】

第２ティース被覆部２２０は、略長方形の第２ティース下面被覆部２２１と、それぞれ略長方形であり一対の対向する２つの第２ティース縁被覆部２２２を有する。第２ティース被覆部２２０は、周方向に対向配置された２つの第２ティース縁被覆部２２２の下部間に第２ティース下面被覆部２２１が架設され、この第２ティース下面被覆部２２１の上方が開放された形状、すなわち、第２インシュレータ２００の上方向に開いた形状となっている。

【0040】

第２ティース縁被覆部２２２は、第２ティース被覆部２２０を構成すると共に、受け部２３０を構成する。

【0041】

第２ティース下面被覆部２２１の径方向外側の辺は、第２外側フランジ部２４０とつながっている。また、第２ティース下面被覆部２２１の径方向内側の辺は、第２内側フランジ部２５０とつながっている。つまり、第２ティース被覆部２２０は、第２外側フランジ部２４０と第２内側フランジ部２５０の間に位置する。

【0042】

図６の上面視で、第２ティース被覆部２２０の時計回り側の辺と、この第２ティース被覆部２２０に対して時計回り側に隣接する別の第２ティース被覆部２２０の反時計回り側の辺と、第２内側フランジ部２５０と、第２ヨーク被覆部２１０とによって囲まれた第２輪郭部２６０は、スロット部１４６の径方向断面形状と略同一である。換言すれば、図６の上面視で、周方向に隣接する２つの第２ティース被覆部２２０と、これら２つの第２ティース被覆部２２０の内周側端部に設けられた第２内側フランジ部２５０と、第２ヨーク被覆部２１０とにより囲まれた部分は第２輪郭部２６０を成し、この第２輪郭部２６０とスロット部１４６とは上面視で略同一形状になっている。

【0043】

図９は、実施の形態１における固定子の第２インシュレータのリブ周辺の拡大図である。図９に示すように、リブ２７０は、長手方向の辺が固定子鉄心１４１の軸方向と略平行である略三角柱の柱状部材である。リブ２７０は、第２輪郭部２６０の開口部分を形成する隣接する２つの第２内側フランジ部２５０の各対向部分にそれぞれ１つずつ設けられる。リブ２７０は、第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００とが嵌合する際に、延長部１６５を挟み込む。また、リブ２７０は、軸方向から見てテーパ形状である。そのため、第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００とが嵌合する際に、延長部１６５をリブ２７０に容易に嵌合できる。

【0044】

第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００が固定子鉄心１４１に嵌合される手順について説明する。

【0045】

まず、第１インシュレータ１６０の延長部１６５を固定子鉄心１４１のスロット部１４６に沿うようにしてあてがう。次に、第１インシュレータ１６０を固定子鉄心１４１の軸方向下向きに向かって力を加えると、延長部１６５がスロット部１４６を貫通し、第１インシュレータ１６０が固定子鉄心１４１に嵌合される。このとき、延長部１６５の一部（先端部，下端部）は、固定子鉄心１４１の軸方向端面から下方へはみ出た状態である。

【0046】

次に、スロット部１４６を貫通し、固定子鉄心１４１の軸方向端面からはみ出た延長部１６５の一部を、第２インシュレータ２００の受け部２３０と合致するようにあてがう。その後、第２インシュレータ２００を固定子鉄心１４１の軸方向上向きに向かって力を加えると、固定子鉄心１４１の軸方向端面からはみ出た延長部１６５の一部と第２インシュレータ２００の受け部２３０とが嵌合し、嵌合部１８０が形成される。

【0047】

図１０は、実施の形態１における固定子の固定子鉄心に第１インシュレータと第２インシュレータを嵌合し巻線を巻いた斜視図である。図１１は、実施の形態１における固定子の固定子鉄心に第１インシュレータと第２インシュレータを嵌合した上面図である。図１２は、図１１におけるＡ－Ａ断面図である。図１２に示すように、第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００の嵌合部１８０は、固定子鉄心１４１の軸方向端面の外側に位置している。ここで、外側とは、固定子鉄心１４１の軸方向端面（第２インシュレータ２００が位置する側の端面，下端面）と平行な平面により２分される２つの空間のうち、固定子鉄心１４１が含まれない方の空間を指す。つまり、嵌合部１８０は、スロット部１４６の外に位置する。

【0048】

上記の手順により、図２に示すように固定子鉄心１４１とインシュレータ１４２とが離間した状態から、図１０と図１１に示すように固定子鉄心１４１にインシュレータ１４２が嵌合された状態となる。

【0049】

図１３は、実施の形態１における固定子の嵌合部周辺の拡大斜視図である。図１３に示すように、延長部１６５と受け部２３０の軸方向重なり代であるX寸法は、２．２５ｍｍ以上である。これにより、絶縁距離を確保できる。また、嵌合部１８０とは、点線で囲まれた箇所における、延長部１６５と受け部２３０が嵌合している部分全体を指す。嵌合部１８０は溶着固定されていてもよい。

【0050】

巻線１４３は、ティース部１４５にインシュレータ１４２を介して巻回される。巻線１４３は、エナメル線やポリエステルイミド銅線からなるものが多いが、その他の材質で形成されていてもよい。

【0051】

図１４は、図１０に示す構成に回転子が加わった状態を示す斜視図である。図１４に示すように、回転子１５０は、円筒状の回転子鉄心（図示せず）と、回転子鉄心に取り付けられる永久磁石（図示せず）とから構成される。回転子１５０は、固定子１４０の径方向内側に、固定子１４０の内周面に回転子１５０の外周面を対向させるように配置される。つまり、回転子１５０は、固定子１４０と同軸上に位置する。

【0052】

［１－３．圧縮要素の構成］
図１は、本実施の形態１に係る固定子を用いたモータを有する密閉型圧縮機の縦断面図である。図１に示すように、圧縮要素３００は、クランクシャフト３１０と、シリンダブロック３２０と、ピストン３３０と、連結手段３４０とから構成される。クランクシャフト３１０は、主軸３１１と、主軸３１１の上端に設けたフランジ部３１２と、フランジ部３１２の上面より延出する偏心軸３１３とから構成される。主軸３１１および偏心軸３１３は、それぞれの軸心が、上下方向に向くように配設されている。

【0053】

また、クランクシャフト３１０の下端は、オイル４００に浸漬しており、クランクシャフト３１０には、偏心軸３１３の上端までオイル４００を供給する給油機構３１４が設けられている。

【0054】

シリンダブロック３２０には、軸心を上下方向に向けた円筒形の内面を有する主軸受３２１が設けられている。主軸受３２１には、クランクシャフト３１０の主軸３１１が回転自在に挿入されている。

【0055】

また、シリンダブロック３２０には、軸心を水平方向に向けた円筒状のシリンダ３２２が設けられている。シリンダ３２２には、ピストン３３０が進退自在に挿入されている。ピストン３３０には、連結手段３４０を介して、クランクシャフト３１０の偏心軸３１３が接続されている。

【0056】

シリンダ３２２のクランクシャフト３１０に対して遠い側の端面、つまり、シリンダ３２２の上死点側端面には、吸入孔３２４と吐出孔３２５を備えるバルブプレート３２３が配置されている。バルブプレート３２３には、吸入孔３２４を開閉する吸入バルブ３２６が設けられている。バルブプレート３２３は、ピストン３３０とともに、圧縮室３２７を形成している。

【0057】

また、バルブプレート３２３は、該バルブプレート３２３を覆うように配置されているシリンダヘッド３２８とともに、ヘッドボルト３２９により、シリンダブロック３２０に固定されている。

【0058】

シリンダヘッド３２８は、冷媒ガス５００が吐出される吐出空間３５０を有している。吐出空間３５０は、適宜な配管を介して、密閉容器１１０を貫通して固着された吐出管１１２と連通している。

【0059】

また、バルブプレート３２３とシリンダヘッド３２８の間には、吸入マフラー３６０が挟持されている。

【0060】

［１－４．冷凍装置の構成］
図１５は、本実施の形態１に係る冷凍装置の概略構成を示す模式図である。ここでは、冷媒回路に、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を搭載した構成とし、冷凍装置の基本構成について説明する。
図１５に示すように、本実施の形態１に係る冷凍装置６００は、一面が開口した断熱性の箱体とその開口を開閉する扉体とから構成される本体６１０と、本体６１０の内部を物品の貯蔵空間６１１と機械室６１２とに区画する区画壁６２０と、貯蔵空間６１１内を冷却する冷媒回路６３０とを備えている。

【0061】

冷媒回路６３０は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と、放熱器６４０と、減圧装置６５０と、吸熱器６６０とを環状に配管接続した構成となっている。そして、吸熱器６６０は、送風機（図示せず）を具備した貯蔵空間６１１内に配置されている。吸熱器６６０の冷却熱は、図１５中の矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間６１１内を循環するように撹拌される。

【0062】

このように構成された冷凍装置６００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を備えているため、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様の作用効果を奏し、冷凍装置６００の消費電力を低減でき、省エネルギー化を実現できる。

【0063】

なお、本実施の形態１に係る冷凍装置６００では、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を備える形態を採用したが、これに限定されず、本発明の趣旨に沿った他の実施の形態に係る密閉型圧縮機を備える形態を採用してもよい。

【0064】

［１－５．冷蔵庫の構成］
本実施の形態１に係る冷蔵庫は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機を備える態様を例示するものである。図１６は、本実施の形態１に係る固定子を使用した冷蔵庫の概略構成を示す模式図である。図１７は、図１６に示すＢ－Ｂ断面図である。図１６および図１７に示すように、本実施の形態１に係る固定子を使用した冷蔵庫７００は、実施の形態１に係る固定子を使用した密閉型圧縮機１００と、筐体７１０とで構成されている。筐体７１０は、ＡＢＳ等の樹脂で真空成型された内箱７１１と、プリコート鋼板などの金属材料で構成されている外箱７１２と、内箱７１１と外箱７１２との間の空間に発泡充填される硬質発泡ウレタン等の発泡断熱材７１３とで構成されている。

【0065】

筐体７１０の内部空間には、仕切壁７１４、７１５、７１６によって複数の貯蔵室に区画されている。具体的には、筐体７１０の上部に、冷蔵室７２０が設けられており、冷蔵室７２０の下方に貯蔵室（図示せず）と製氷室７３０が横並びに設けられる。また、貯蔵室と製氷室７３０の下方には、冷凍室７４０が設けられており、冷凍室７４０の下方には、野菜室７５０が設けられる。

【0066】

また、筐体７１０の正面は、開放されており、扉が設けられる。冷蔵室７２０には、回転式の扉７２１が配置されており、製氷室７３０、冷凍室７４０、および野菜室７５０には、それぞれ、レール等を有する引き出し式の扉７３１、７４１、７５１が配置されている。

【0067】

筐体７１０の背面には、凹部が設けられており、該凹部が機械室７１７を構成する。機械室７１７には、密閉型圧縮機１００、水分除去を行うドライヤ（図示せず）、および凝縮器７６０等の冷却サイクルを構成する機器が収容されている。なお、本実施の形態１においては、機械室７１７を筐体７１０の上部に設ける形態を採用したが、これに限定されず、機械室７１７を筐体７１０の中央又は下部に設ける形態を採用してもよい。

【0068】

冷凍サイクルは、密閉型圧縮機１００、吐出管１１２、凝縮器７６０、キャピラリー７７０、冷却器７８０、および吸入管１１１で構成されている。具体的には、密閉型圧縮機１００と凝縮器７６０は、吐出管１１２により接続されている。凝縮器７６０と冷却器７８０は、キャピラリー７７０により接続されている。また、冷却器７８０と密閉型圧縮機１００は、吸入管１１１により接続されている。

【0069】

キャピラリー７７０と吐出管１１２は、上下方向に延びるように形成されており、途中で水平方向に蛇行している。また、キャピラリー７７０と吐出管１１２は、キャピラリー７７０と吐出管１１２を構成する配管の大部分が、熱交換可能なように接触している。

【0070】

なお、筐体７１０に、三方弁や切換弁を用いる冷凍サイクルの場合は、三方弁などの機能部品が機械室７１７内に配設されている場合もある。また、本実施の形態１では、減圧器をキャピラリーで構成する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、パルスモーターで駆動する冷媒の流量を自由に制御できる電子膨張弁を減圧器として用いる形態を採用してもよい。

【0071】

また、筐体７１０の中央部の背面側には、冷却室７１８が設けられている。冷却室７１８は、仕切壁７１４と仕切壁７１６を接続する仕切壁７１９により区画されている。冷却室７１８には、冷却器（蒸発器）７８０が配設されており、冷却器７８０の上方には、該冷却器７８０で冷却した冷気を、冷気流路７９０等を介して、冷蔵室７２０等に送風する冷却ファン７８１が配設されている。なお、冷気流路７９０は、仕切壁７１４に立設されている仕切壁７１９と筐体７１０の背面との間に形成されている空間により構成される。

【0072】

［２．動作・作用効果］
以上のように構成された密閉型圧縮機、電動要素、冷蔵庫について、その動作や作用効果を以下に説明する。

【0073】

［２－１．密閉型圧縮機の動作・作用効果］
図１を示しながら、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００の動作および作用効果について、説明する。

【0074】

インバータ装置２００が、電動要素１３０に商用電源から供給された電力を供給する。これにより、電動要素１３０の固定子１４０に電流が流れ、固定子１４０で磁界が発生し、主軸３１１に固定された回転子１５０が回転することで、クランクシャフト３１０の主軸３１１が回転する。

【0075】

主軸３１１の回転に伴う偏心軸３１３の偏心回転は、連結手段３４０により変換され、ピストン３３０をシリンダ３２２内で往復運動させる。そして、圧縮室３２７が容積変化することで、密閉容器１１０内の冷媒ガス５００を圧縮室３２７内に吸入し、圧縮する圧縮動作を行う。

【0076】

密閉型圧縮機１００の吸入行程および圧縮行程について、より詳細に説明する。

【0077】

ピストン３３０が、圧縮室３２７の容積が増加する方向に移動すると、圧縮室３２７内の冷媒ガス５００が膨張する。圧縮室３２７内の圧力が吸入圧力を下回ると、圧縮室３２７内の圧力と吸入マフラー３６０内の圧力との差により、吸入バルブ（図示せず）が開き始める。

【0078】

以上の動作に伴い、冷凍サイクルから戻った温度の低い冷媒ガス５００は、吸入管１１１から密閉容器１１０内に一旦解放され、その後、吸入マフラー３６０の吸入口（図示せず）から吸入され、消音空間内に導入される。そして、導入された冷媒ガス５００は、連通管を経て、圧縮室３２７内に流入する。

【0079】

その後、ピストン３３０の動作が、下死点から圧縮室３２７内の容積が減少する方向に転じると、圧縮室３２７内の冷媒ガス５００が圧縮され、圧縮室３２７内の圧力は上昇する。そして、圧縮室３２７内の圧力が吸入マフラー３６０内の圧力を上回ると、吸入バルブ３２６は閉じる。

【0080】

次に、圧縮室３２７内の圧力が吐出圧力を上回ると、圧縮室３２７内の圧力と吐出空間内の圧力との差により、吐出バルブ（図示せず）が開き始める。

【0081】

以上の動作に伴い、ピストン３３０が上死点に達するまでの間、圧縮された冷媒ガス５００は吐出孔３２５から吐出空間３５０へ吐出される。そして、吐出空間３５０へ吐出された冷媒ガス５００は、吐出管１１２を順次通って、冷凍装置（図示せず）へと送り出される。

【0082】

その後、ピストン３３０の動作が上死点から再び圧縮室３２７内の容積が増加する方向に転じると、圧縮室３２７内の冷媒ガス５００が膨張し、圧縮室３２７内の圧力は低下し、圧縮室３２７内の圧力が吐出空間３５０内の圧力を下回ると、吐出バルブ（図示せず）は閉じる。

【0083】

以上のような吸入、圧縮、吐出の各行程がクランクシャフト３１０の一回転毎に繰り返し行なわれ、冷媒ガス５００が冷凍装置６００（図１５参照）又は冷蔵庫７００（図１６および図１７参照）内を循環する。

【0084】

［２－２．電動要素の作用効果］
図２ならびに図１２を示しながら、本実施の形態１に係る固定子の作用効果について、説明する。

【0085】

第１インシュレータ１６０と第２インシュレータ２００とが嵌合する嵌合部１８０は、スロット部１４６の外に位置する。これにより、スロット部１４６の有効巻線領域が、従来に比べ、減少しない。そのため、固定子鉄心１４１の磁気特性の低下および巻線１４３の放熱性の低下を減少できる。さらに、延長部１６５がスロット部１４６を貫通する。これにより、固定子鉄心１４１と巻線１４３の絶縁を延長部１６５によって行うことができる。そのため、固定子鉄心１４１と巻線１４３を絶縁するために従来用いていたフィルムが不要になり、部品点数を削減できる。

【0086】

［２－３．冷蔵庫の動作・作用効果］
本実施の形態１に係る固定子を使用した冷蔵庫７００の動作および作用効果について、図１６および図１７を参照しながら説明する。

【0087】

本実施の形態１に係る固定子を使用した冷蔵庫７００では、庫内の設定された温度に応じて、制御器（図示せず）からの信号により、密閉型圧縮機１００が作動して、冷却運転が行われる。具体的には、密閉型圧縮機１００の動作により、吐出された高温高圧の冷媒が、吐出管１１２を通流して、凝縮器７６０に供給される。凝縮器７６０に供給された冷媒は、凝縮器７６０である程度凝縮液化し、筐体７１０の側面および背面等に配設された冷媒配管（図示せず）に供給される。冷媒配管に供給された冷媒は、冷媒配管を通流する間に、筐体７１０の結露を抑制しながら、凝縮液化して、キャピラリー７７０に供給される。

【0088】

キャピラリー７７０に供給された冷媒は、キャピラリー７７０内を通流する間に、吸入管１１１（吸入管１１１を通流する冷媒を含む）と熱交換しながら、減圧されて低温低圧の液冷媒となって冷却器７８０に供給される。

【0089】

冷却器７８０に供給された冷媒は、冷却室７１８に存在する空気と熱交換され、蒸発（気化）する。これにより、冷却器７８０周辺の空気が冷却され、冷却された空気（冷気）は、冷却ファン７８１により、冷気流路７９０を通流して、冷蔵室７２０等に供給される。なお、冷気は、冷気流路７９０を通流する間に、ダンパ（図示せず）等により、冷蔵室７２０、貯蔵室（図示せず）、製氷室７３０、冷凍室７４０、および野菜室７５０に分流され、それぞれの目的温度帯になるように冷却する。

【0090】

冷却された冷媒は、吸入管１１１を通流して、密閉型圧縮機１００に供給され、密閉型圧縮機１００により、圧縮されて、吐出管１１２に吐出され、循環を繰り返す。

【0091】

このように構成された、本実施の形態１に係る固定子を使用した冷蔵庫７００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を備えていることから、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００の作用効果と同様の作用効果を奏し、冷蔵庫７００の消費電力を低減でき、省エネルギー化を実現することができる。

【0092】

上記の説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。

【0093】

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0094】

本開示は、モータの固定子に適用可能である。具体的には、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、エアーコンディショナー等の家庭用冷凍装置、業務用ショーケース、自動販売機などの大型冷凍装置等、広く本開示は適用可能である。

【符号の説明】

【0095】

１００ 密閉型圧縮機
１１０ 密閉容器
１１１ 吸入管
１１２ 吐出管
１２０ 圧縮機本体
１３０ 電動要素
１４０ 固定子
１４１ 固定子鉄心
１４２ インシュレータ
１４３ 巻線
１４４ ヨーク部
１４５ ティース部
１４６ スロット部
１４７ 本体部
１４８ 拡幅部
１５０ 回転子
１６０ 第１インシュレータ
１６１ 第１ヨーク被覆部
１６２ 第１ティース被覆部
１６３ 第１ティース上面被覆部
１６４ 第１ティース縁被覆部
１６５ 延長部
１６６ 第１外側フランジ部
１６７ 第１内側フランジ部
１６８ 第１輪郭部
１８０ 嵌合部
２００ 第２インシュレータ
２１０ 第２ヨーク被覆部
２２０ 第２ティース被覆部
２２１ 第２ティース下面被覆部
２２２ 第２ティース縁被覆部
２３０ 受け部
２４０ 第２外側フランジ部
２５０ 第２内側フランジ部
２６０ 第２輪郭部
２７０ リブ
３００ 圧縮要素
３１０ クランクシャフト
３１１ 主軸
３１２ フランジ部
３１３ 偏心軸
３１４ 給油機構
３２０ シリンダブロック
３２１ 主軸受
３２２ シリンダ
３２３ バルブプレート
３２４ 吸入孔
３２５ 吐出孔
３２６ 吸入バルブ
３２７ 圧縮室
３２８ シリンダヘッド
３２９ ヘッドボルト
３３０ ピストン
３４０ 連結手段
３５０ 吐出空間
３７０ サスペンションスプリング
４００ オイル
６００ 冷凍装置
６１０ 本体
６１１ 貯蔵空間
６１２ 機械室
６２０ 区画壁
６３０ 冷媒回路
６４０ 放熱器
６５０ 減圧装置
６６０ 吸熱器
７００ 冷蔵庫
７１０ 筐体
７１１ 内箱
７１２ 外箱
７１３ 発砲断熱材
７１４ 仕切壁
７１５ 仕切壁
７１６ 仕切壁
７１８ 冷却室
７１９ 仕切壁
７２０ 冷蔵室
７２１ 扉
７３０ 製氷室
７３１ 扉
７４０ 冷凍室
７４１ 扉
７５０ 野菜室
７５１ 扉
７６０ 凝縮器
７７０ キャピラリー
７８０ 冷却器
７８１ 冷却ファン
７９０ 冷気流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】