JP4325667B2 - モータおよび圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫の圧縮機等に用いられるモータ、および、このモータを用いている圧縮機に関する。

従来、圧縮機に用いられるモータとしては、ロータと、このロータの径方向外側に配置されたステータとを備え、上記ステータは、ステータコアと、上記ステータコアの軸方向の端面に対向して配置されたインシュレータと、上記ステータコアおよび上記インシュレータに共に巻かれたコイルとを有している。

上記コイルからは、リード線が、引き出され、このリード線は、例えば基板に接続されて、外部から電流を供給される。このリード線は、ふらついて、上記ステータの内径側に飛び出すと、上記ロータに接触して、損傷する問題があった。

そこで、上記リード線のふらつきを防止するために、上記ステータの軸方向の端面に、上記リード線の引き回しのための部材を設けていた（特開平１１−２１５７５６号公報：特許文献１参照）。

また、別のモータでは、上記リード線のふらつきを防止するために、上記リード線を、結束糸によって、結束していた（特開２００２−４４８９２号公報：特許文献２参照）。
特開平１１−２１５７５６号公報 特開２００２−４４８９２号公報

しかしながら、上記従来のモータでは、上記リード線の引き回しのためだけの別部材が必要になって、部品数が増加し、また、結束糸による結束の手間がかかる問題があった。

そこで、この発明の課題は、部品数を増加せず、作業の手間をかけずに、上記リード線のふらつきを防止できるモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のモータは、
ロータと、このロータの径方向外側に配置されたステータとを備え、
上記ステータは、ステータコアと、上記ステータコアの軸方向の両端面のそれぞれに対向して配置されたインシュレータと、上記ステータコアおよび上記インシュレータに共に巻き付けられたコイルとを有し、
上記インシュレータは、
環状部と、
上記環状部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に所定間隔に配列された複数のティース部と、
上記環状部の端面に一端が取り付けられた外周壁部と
を有し、
上記外周壁部の外周面には、複数の突起部が設けられ、
上記コイルのリード線は、三本あり、
上記三本のリード線のうちの両外側の二本のリード線は、それぞれ、上記外周壁部の外周側に、引き出され、上記外周壁部に沿って、上記三本のリード線のうちの中央のリード線側に引き回されて、上記突起部の上記ステータコア側を通ってから、上記外周壁部の内側から引き出された上記中央のリード線とともに、撚られていることを特徴としている。

この発明のモータによれば、上記コイルのリード線の少なくとも一本は、上記外周壁部の外周側に、引き出されて、上記外周壁部の外周面に設けられた突起部の上記ステータコア側を通るので、上記リード線の引き回しや立ち上げの際に上記リード線が上記突起部に引っ掛けられて、上記リード線のふらつきを、部品数を増加せず、作業の手間をかけずに、防止できる。つまり、上記リード線の引き回しや立ち上げのためだけの別部材が不要になる。また、結束糸による結束の手間が省ける。

また、上記三本のリード線は、互いに、撚られているので、上記リード線のふらつきを確実に防止できる。

また、上記三本のリード線のうちの二本のリード線は、それぞれ、上記突起部の上記ステータコア側を通るので、上記リード線が上記突起部に引っ掛けられて、上記リード線のふらつきを一層確実に防止できる。

また、一実施形態のモータでは、
上記突起部は、
上記外周壁部の外周面から径方向外側に延びている本体部と、
この本体部から軸方向の上記ステータコア側に延びている爪部と
を有している。

この実施形態のモータによれば、上記突起部は、上記外周壁部の外周面から径方向外側に延びている本体部と、この本体部から軸方向の上記ステータコア側に延びている爪部とを有するので、上記リード線は、上記本体部によって、上記突起部から、軸方向外側への離脱を防止される一方、上記爪部によって、上記突起部から、径方向外側への離脱を防止される。このため、上記記リード線のふらつきを、より一層確実に防止できる。

また、この発明の圧縮機は、密閉容器と、この密閉容器内に配置された圧縮要素と、上記密閉容器内に配置され、上記圧縮要素をシャフトを介して駆動する上記モータとを備えていることを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えているので、品質がよい上記モータを、手間をかけずに製造できて、品質がよく容易に製造できる圧縮機を実現できる。

この発明のモータによれば、上記コイルのリード線の少なくとも一本は、上記外周壁部の外周側に、引き出されて、上記外周壁部の外周面に設けられた突起部の上記ステータコア側を通るので、上記リード線が上記突起部に引っ掛けられて、部品数を増加せず、作業の手間をかけずに、上記リード線のふらつきを防止できる。

また、この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えているので、品質がよく容易に製造できる圧縮機を実現できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２をシャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。

この圧縮機は、いわゆる縦型の高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。このモータ３のロータ６によって、上記シャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動するようにしている。

上記圧縮要素２は、アキュームレータ１０から吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。この冷媒は、例えば、二酸化炭素やＨＣやＲ４１０Ａ等のＨＦＣ、Ｒ２２等のＨＣＦＣである。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、上記圧縮要素２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３のステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、上記モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。

上記密閉容器１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この潤滑油は、上記油溜まり部９から、上記シャフト１２に設けられた（図示しない）油通路を通って、上記圧縮要素２や上記モータ３のベアリング等の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。この潤滑油は、例えば、（ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等の）ポリアルキレングリコール油や、エーテル油や、エステル油や、鉱油である。

上記圧縮要素２は、上記密閉容器１の内面に取り付けられるシリンダ２１と、このシリンダ２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている上側の端板部材５０および下側の端板部材６０とを備える。上記シリンダ２１、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０によって、シリンダ室２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。

上記本体部５１には、上記シリンダ室２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。上記本体部５１に関して上記シリンダ２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁３１が取り付けられている。この吐出弁３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記シリンダ２１と反対側に、上記吐出弁３１を覆うように、カップ型のマフラカバー４０が取り付けられている。このマフラカバー４０は、（ボルト等の）固定部材３５によって、上記本体部５１に固定されている。上記マフラカバー４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記マフラカバー４０および上記上側の端板部材５０によって、マフラ室４２を形成する。上記マフラ室４２と上記シリンダ室２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記マフラカバー４０は、孔部４３を有する。この孔部４３は、上記マフラ室４２と上記マフラカバー４０の外側とを連通する。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。

要するに、上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記シリンダ室２２の内部に進入している。

上記シャフト１２の支持端側には、上記圧縮要素２側の上記シリンダ室２２内に位置するように、偏心ピン２６を設けている。この偏心ピン２６は、ローラ２７に嵌合している。このローラ２７は、上記シリンダ室２２内で、公転可能に配置され、このローラ２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

言い換えると、上記シャフト１２の一端部は、上記偏心ピン２６の両側において、上記圧縮要素２のハウジング７で支持されている。このハウジング７は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０を含む。

次に、上記シリンダ室２２の圧縮作用を説明する。

図２に示すように、上記ローラ２７に一体に設けたブレード２８で上記シリンダ室２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード２８の右側の室は、上記吸入管１１が上記シリンダ室２２の内面に開口して、吸入室（低圧室）２２ａを形成している。一方、上記ブレード２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記シリンダ室２２の内面に開口して、吐出室（高圧室）２２ｂを形成している。

上記ブレード２８の両面には、半円柱状のブッシュ２５，２５が密着して、シールを行っている。上記ブレード２８と上記ブッシュ２５，２５との間は、上記潤滑油で潤滑を行っている。

そして、上記偏心ピン２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記偏心ピン２６に嵌合した上記ローラ２７が、このローラ２７の外周面を上記シリンダ室２２の内周面に接して、公転する。

上記ローラ２７が、上記シリンダ室２２内で公転するに伴って、上記ブレード２８は、このブレード２８の両側面を上記ブッシュ２５，２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室２２ａに吸入して、上記吐出室２２ｂで圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記マフラ室４２を経由して、上記マフラカバー４０の外側に排出される。

図１と図３に示すように、上記モータ３は、上記ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置された上記ステータ５とを有する。

上記ロータ６は、ロータ本体６１０と、このロータ本体６１０に埋設された磁石６２０とを有する。上記ロータ本体６１０は、円筒形状であり、例えば積層された電磁鋼板からなる。上記ロータ本体６１０の中央の孔部には、上記シャフト１２が取り付けられている。上記磁石６２０は、平板状の永久磁石である。６つの上記磁石６２０が、上記ロータ本体６１０の周方向に等間隔の中心角度で、配列されている。

上記ステータ５は、ステータコア５１０と、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向の両端面のそれぞれに対向して配置されたインシュレータ５３０と、上記ステータコア５１０および上記インシュレータ５３０に共に巻き付けられたコイル５２０とを有する。なお、図３では、上記コイル５２０および上記インシュレータ５３０を一部省略して描いている。

上記ステータコア５１０は、積層された複数の鋼板からなり、上記密閉容器１に、焼き嵌めなどによって、嵌め込まれている。上記ステータコア５１０は、環状部５１１と、この環状部５１１の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に等間隔に配列された９つのティース部５１２とを有する。

上記コイル５２０は、上記各ティース部５１２にそれぞれ巻かれて複数の上記ティース部５１２に渡って巻かれていない、いわゆる集中巻きである。上記モータ３は、いわゆる６極９スロットである。上記コイル５２０に電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を、上記シャフト１２と共に、回転させる。

上記インシュレータ５３０は、上記ステータコア５１０と上記コイル５２０との間に挟持され、上記ステータコア５１０と上記コイル５２０とを絶縁している。上記インシュレータ５３０は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリイミドやポリエステル等の耐熱性のよい樹脂材料からなる。また、上記インシュレータ５３０は、例えば、強度向上のためにガラス繊維入りの材料からなる。

上記インシュレータ５３０は、環状部５３１と、上記環状部５３１の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に（所定間隔の一例としての）等間隔に配列された複数のティース部５３２と、上記環状部５３１の端面に一端が取り付けられた外周壁部５３３とを有している。

上記インシュレータ５３０の上記環状部５３１は、上記ステータコア５１０の上記環状部５１１に対向して接触し、上記インシュレータ５３０の上記複数のティース部５３２は、それぞれ、上記ステータコア５１０の上記複数のティース部５１２に対向して接触している。

上記ステータコア５１０の上記ティース部５１２と、上記インシュレータ５３０の上記ティース部５３２とは、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向（上記シャフト１２の回転軸１２ａ方向）からみて、略同じ形状である。

図４と図５に示すように、上記外周壁部５３３には、上記外周壁部５３３の他端から上記一端に向かって切り欠かれた複数の切り欠き５３５が設けられている。上記複数の切り欠き５３５は、上記外周壁部５３３の周方向に沿って、所定間隔をもって、配列されている。上記外周壁部５３３の上記一端は、上記環状部５３１側の端部であり、上記外周壁部５３３の上記他端は、上記環状部５３１と反対側の端部である。

上記外周壁部５３３の外周面には、複数の突起部５４０が設けられている。上記複数の突起部５４０は、上記外周壁部５３３の周方向に沿って、所定間隔をもって、配列されている。なお、図５は、上記インシュレータ５３０を外周側からみた展開図である。

上記コイル５２０から、三本のリード線５２１が、引き出されている。この三本のリード線５２１は、先端側を、コネクタ５２５に挿入され、図示しない密閉容器に配置されたターミナルピンに接続されて、外部から電流を供給される。この三本のリード線５２１は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に制御される。

上記三本のリード線５２１のうちの二本のリード線５２１は、それぞれ、上記外周壁部５３３の外周側に、引き出され、上記外周壁部５３３に沿って引き回されて、上記突起部５４０の上記ステータコア５１０側（下側）を通っている。

具体的に述べると、上記三本のリード線５２１を、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記軸５１０ａを通る半円形の領域内に、配置した状態で、両外側の上記リード線５２１のそれぞれは、上記外周壁部５３３の上記切り欠き５３５を、通って、上記外周壁部５３３の外側に導かれ、上記突起部５４０の下部を通してから、中央の上記リード線５２１側に、導かれている。つまり、上記両外側のリード線５２１は、通過した上記切り欠き５３５と上記中央のリード線５２１との間で、上記突起部５４０の下部を通っている。

上記両外側のリード線５２１は、上記突起部５４０の下部を通ってから、上記中央のリード線５２１とともに、撚られている。つまり、上記三本のリード線５２１は、上記コネクタ５２５と上記突起部５４０との間で、互いに、撚られている。

図６に示すように、上記突起部５４０は、上記外周壁部５３３の外周面から径方向外側に延びている本体部５４１を有する。上記リード線５２１は、上記本体部５４１の下部に通されて、上記突起部５４０に、引っ掛けられている。

次に、上記三本のリード線５２１を上記インシュレータ５３０に這わせる方法を説明する。

図７に示すように、上記外周壁部５３３に設けられた切り欠き５３５に、上記両外側のリード線５２１を、通して、上記外周壁部５３３の外側に導く。

その後、上記通過された切り欠き５３５と、上記中央のリード線５２１が立ち上がる部分との間に、位置する突起部５４０の下部に、上記両外側のリード線５２１を、通して、引っ掛けて、上記両外側のリード線５２１を、上記中央のリード線５２１側に、導く。

そして、上記両外側のリード線５２１を、上記中央のリード線５２１が立ち上がる部分に位置する切り欠き５３５から、上記外周壁部５３３の内側に戻してから、上記両外側のリード線５２１と上記中央のリード線５２１とを、互いに、撚って、上記三本のリード線５２１を、一括して位置決めする。その後、図４に示すように、上記三本のリード線５２１の先端を上記コネクタ５２５に挿入する。

上記構成のモータ３によれば、上記リード線５２１は、上記外周壁部５３３の外周側に、引き出されて、上記突起部５４０の上記ステータコア５１０側（下側）を通され引っ掛けられているので、上記リード線５２１の引き回しや立ち上げの際の上記リード線５２１のふらつきを、部品数を増加せず、作業の手間をかけずに、防止できる。つまり、上記リード線５２１の引き回しや立ち上げのためだけの別部材が不要になる。また、結束糸による結束の手間が省ける。

したがって、上記リード線５２１のふらつきを防止し、上記リード線５２１の上記ステータ５の内径側への飛び出しを防止して、上記リード線５２１の上記ロータ６への接触を回避して、上記リード線５２１の損傷を防止する。

また、上記三本のリード線５２１は、互いに、撚られているので、上記リード線５２１のふらつきを確実に防止できる。

また、上記三本のリード線５２１のうちの二本のリード線５２１は、それぞれ、上記突起部５４０の上記ステータコア５１０側（下側）を通され引っ掛けられているので、上記リード線５２１のふらつきを一層確実に防止できる。

また、上記突起部５４０は、上記外周壁部５３３の外周面から径方向外側に延びている本体部５４１を有するので、上記リード線５２１は、上記本体部５４１によって、上記突起部５４０から、軸方向外側への離脱を防止される。

上記構成の圧縮機によれば、上記モータ３を備えているので、品質がよい上記モータ３を、手間をかけずに製造できて、品質がよく容易に製造できる圧縮機を実現できる。

（第２の実施形態）
図８は、インシュレータの他の実施形態を示している。このインシュレータ１５３０の突起部１５４０は、外周壁部５３３の外周面から径方向外側に延びている本体部５４１と、この本体部５４１から軸５１０ａ方向の上記ステータコア５１０側に延びている爪部５４２とを有する。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。

そして、上記リード線５２１は、上記突起部１５４０の上記ステータコア５１０側（下側）を通され、上記外周壁部５３３と上記突起部１５４０との間に形成される空間に、引っ掛けられている。

したがって、上記リード線５２１は、上記本体部５４１によって、上記突起部５４０から、軸方向外側への離脱を防止される一方、上記爪部５４２によって、上記突起部５４０から、径方向外側への離脱を防止される。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記インシュレータ５３０，１５３０は、一体成形されていたが、このインシュレータ５３０，１５３０では、上記環状部５３１と、上記ティース部５３２と、上記外周壁部５３３とは、別体であってもよい。

また、上記圧縮要素２として、ローラとブレードが別体であるロータリタイプでもよい。上記圧縮要素２として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。

また、上記圧縮要素２として、２つのシリンダ室を有する２シリンダタイプでもよい。上記圧縮要素２が上、上記モータ３が下に配置されていてもよい。また、上記モータ３を、圧縮機以外のファン等に、用いてもよい。

また、上記突起部５４０，１５４０の数量の増減は、自由である。上記リード線５２１は、複数の突起部５４０，１５４０に、引っ掛けられていてもよい。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機の要部の平面図である。 圧縮機のモータ付近の横断面図である。 ステータの平面図である。 インシュレータの外径側からみた展開図である。 インシュレータの断面図である。 リード線を組み付ける前の状態のステータの平面図である。 インシュレータの他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
５１０ ステータコア
５１０ａ 軸
５１１ 環状部
５１２ ティース部
５２０ コイル
５２１ リード線
５２５ コネクタ
５３０，１５３０ インシュレータ
５３１ 環状部
５３２ ティース部
５３３ 外周壁部
５３５ 切り欠き
５４０，１５４０ 突起部
５４１ 本体部
５４２ 爪部
６ ロータ
１２ シャフト
１２ａ 回転軸
２１ シリンダ
５０ 上側の端板部材
６０ 下側の端板部材

Claims (3)

1. ロータ（６）と、このロータ（６）の径方向外側に配置されたステータ（５）とを備え、
   上記ステータ（５）は、ステータコア（５１０）と、上記ステータコア（５１０）の軸（５１０ａ）方向の両端面のそれぞれに対向して配置されたインシュレータ（５３０，１５３０）と、上記ステータコア（５１０）および上記インシュレータ（５３０，１５３０）に共に巻き付けられたコイル（５２０）とを有し、
   上記インシュレータ（５３０，１５３０）は、
   環状部（５３１）と、
   上記環状部（５３１）の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に所定間隔に配列された複数のティース部（５３２）と、
   上記環状部（５３１）の端面に一端が取り付けられた外周壁部（５３３）と
   を有し、
   上記外周壁部（５３３）の外周面には、複数の突起部（５４０，１５４０）が設けられ、
   上記コイル（５２０）のリード線（５２１）は、三本あり、
   上記三本のリード線（５２１）のうちの両外側の二本のリード線（５２１）は、それぞれ、上記外周壁部（５３３）の外周側に、引き出され、上記外周壁部（５３３）に沿って、上記三本のリード線（５２１）のうちの中央のリード線（５２１）側に引き回されて、上記突起部（５４０，１５４０）の上記ステータコア（５１０）側を通ってから、上記外周壁部（５３３）の内側から引き出された上記中央のリード線（５２１）とともに、撚られていることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   上記突起部（１５４０）は、
   上記外周壁部（５３３）の外周面から径方向外側に延びている本体部（５４１）と、
   この本体部（５４１）から軸（５１０ａ）方向の上記ステータコア（５１０）側に延びている爪部（５４２）と
   を有することを特徴とするモータ。
3. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置され、上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動する請求項１または２に記載のモータ（３）と
   を備えていることを特徴とする圧縮機。

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