JP6723430B2

JP6723430B2 - 回転電機、圧縮機および冷凍サイクル装置

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Publication number: JP6723430B2
Application number: JP2019504238A
Authority: JP
Inventors: 克弥坂邊; 堤　貴弘; 貴弘堤
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Filing date: 2017-03-09
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Description

本発明は、回転子の周りに配置された複数のティースで構成された固定子を備えた回転電機、圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。

一般的に、回転電機の固定子は、回転子の周りに配置された複数のティースを有している。ティースは、磁路となる固定子鉄心の一部を構成する。磁界を発生させるコイルは、固定子鉄心に巻かれている。コイルと固定子鉄心との間には、絶縁部材が配置されている。

特に、集中巻モータでは、インシュレータと呼ばれる樹脂製の絶縁部材が、固定子鉄心のクランク軸の軸方向上下端部に配置されている。そして、コイルは、固定子鉄心および上下の絶縁部材に巻かれている。このように、コイルが巻線されることにより、結線の自動化あるいは回転電機の省スペース化が図られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１６−６７１７７号公報

しかしながら、上下の２種類の絶縁部材が作業者の挿入ミスあるいは自動組み付けにより固定子鉄心に上下逆さまに取り付けられる場合がある。このような場合には、コイルの巻き付けに不具合が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる回転電機、圧縮機および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機は、回転軸を有した回転子と、前記回転子に回転磁界により回転駆動力を付与する固定子と、を備え、前記固定子は、前記回転子の周りに配置された固定子鉄心の一部を構成する複数のティースと、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、前記固定子鉄心における前記回転軸の軸方向一端部にて前記コイルと前記固定子鉄心とを絶縁する第１絶縁部材と、前記固定子鉄心における前記回転軸の軸方向他端部にて前記コイルと前記固定子鉄心とを絶縁する第２絶縁部材と、を有し、前記固定子鉄心の前記回転軸の軸方向一端部には、第１穴部が形成され、前記第１絶縁部材には、前記第１穴部に差し込まれる第１突起部が設けられ、前記固定子鉄心の前記回転軸の軸方向他端部には、第２穴部が形成され、前記第２絶縁部材には、前記第２穴部に差し込まれる第２突起部が設けられ、前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う形状が異なり、前記回転子の磁気中心は、前記固定子の磁気中心とずれており、前記回転子の回転子鉄心が前記固定子鉄心よりも突出する側における前記固定子の電磁鋼板は、飽和磁束密度の高い電磁鋼板により構成されたものである。

本発明に係る圧縮機は、上記の回転電機を備えたものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の圧縮機を備えたものである。

本発明に係る回転電機、圧縮機および冷凍サイクル装置によれば、第１穴部および第１突起部の組と、第２穴部および第２突起部の組と、の互いに組み合う形状が異なる。このため、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心に完全に組み合わせられない。したがって、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の構成を示す概略構成図である。本発明の実施の形態１に係る回転電機を図１のＡ−Ａ断面で示す説明図である。本発明の実施の形態１に係る固定子を示す上面図である。本発明の実施の形態１に係る固定子を示す側面図である。本発明の実施の形態１に係る第１穴部および第１突起部の組と第２穴部および第２突起部の組との対応関係を示す説明図である。本発明の実施の形態１の他の例１に係る第１穴部および第１突起部の組と第２穴部および第２突起部の組との対応関係を示す説明図である。本発明の実施の形態１の他の例２に係る第１穴部および第１突起部の組と第２穴部および第２突起部の組との対応関係を示す説明図である。本発明の実施の形態２に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態２の他の例１に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態２の他の例２に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態３に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態３の他の例１に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態３の他の例２に係る回転電機を縦断面で示す説明図である。本発明の実施の形態５に係るスクロール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。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまた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。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。

実施の形態１．
＜スクロール圧縮機の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の構成を示す概略構成図である。

図１に示すように、スクロール圧縮機１００は、密閉容器１を備えている。スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内に、圧縮機構部２と、回転電機３と、を備えている。スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内の上部に圧縮機構部２が配置されるとともに、密閉容器１内の下部に回転電機３が配置される密閉型の圧縮機である。

スクロール圧縮機１００は、回転電機３と圧縮機構部２との間に、クランク軸４と、オルダムリング５と、を備えている。

スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内に、クランク軸４を回転自在に軸支する主軸受６と副軸受７とを備えている。

圧縮機構部２は、固定ラップ８ａを有する固定スクロール８を備えている。圧縮機構部２は、旋回ラップ９ａを有する旋回スクロール９を備えている。圧縮機構部２は、固定スクロール８にボルトなどで固定された旋回スクロール９を支持するフレーム１０を備えている。

固定スクロール８は、平板上に渦巻状の固定ラップ８ａを持つ。旋回スクロール９は、平板上に、固定ラップ８ａと基本的に同一形状である渦巻状の旋回ラップ９ａを持つ。旋回スクロール９は、クランク軸４の偏心部４ｂにより駆動される。

固定スクロール８の固定ラップ８ａと旋回スクロール９の旋回ラップ９ａとは、１８０°位相をずらして組み合わせられている。この組み合わせられた固定ラップ８ａと旋回ラップ９ａとは、組み合わせられた隙間に、吸込室と圧縮室とを形成している。

フレーム１０は、外周側を溶接によって密閉容器１の内壁に固定されている。フレーム１０には、クランク軸４の主軸４ａを回転自在に支持する主軸受６が取り付けられている。旋回スクロール９とフレーム１０との間には、中間圧室となる背圧室が形成されている。

オルダムリング５は、旋回スクロール９の下面とフレーム１０の上向き段面との間に配置されている。具体的には、オルダムリング５は、旋回スクロール９の下面側に形成された溝と、フレーム１０に形成された溝と、に規定の移動が可能なように装着されている。オルダムリング５は、クランク軸４の偏心部４ｂの偏心回転を受けて、旋回スクロール９を自転することなく公転運動させる。

クランク軸４は、主軸４ａと偏心部４ｂとを備えている。クランク軸４の主軸４ａは、圧縮機構部２の配置された上側をフレーム１０に取り付けられた主軸受６で支持されている。クランク軸４の主軸４ａは、回転電機３の配置された位置よりも下側を副軸受７で支持されている。クランク軸４の主軸４ａは、回転電機３の駆動で回転運動する。

クランク軸４の偏心部４ｂは、主軸４ａに対して上側にて偏心して一体に形成されている。クランク軸４の偏心部４ｂは、旋回スクロール９の背面に設けられた図示しない旋回軸受に規制されている。回転電機３が駆動されて主軸４ａが回転すると、偏心部４ｂが主軸４ａに対して偏心回転運動し、旋回スクロール９が旋回運動させられる。

＜回転電機３の構成＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る回転電機３を図１のＡ−Ａ断面で示す説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る固定子１１を示す上面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る固定子１１を示す側面図である。

図１に示すように、回転電機３は、回転子１２と、固定子１１と、を備えている。回転子１２は、固定子１１内に回転可能に配置されている。回転子１２には、クランク軸４に繋がる回転軸が固定されている。具体的には、回転子１２は、クランク軸４の主軸４ａと回転軸とを繋げている。固定子１１は、密閉容器１の内壁に焼嵌、溶接などにより固定されている。固定子１１は、回転子１２に回転磁界により回転駆動力を付与する。

図２に示すように、回転子１２は、回転子鉄心１２ａと、永久磁石１４と、を備えている。回転子鉄心１２ａには、永久磁石１４が配置される図示しない磁石挿入穴部と、リベット挿入穴部１５と、主軸挿入穴部１６と、が形成されている。

永久磁石１４は、回転子１２の回転子鉄心１２ａの磁石挿入穴部に埋め込まれている。磁性体材料からなる永久磁石１４には、たとえば、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした磁石、あるいは、サマリウム、鉄、窒素を主成分とした磁石などの希土類磁石が用いられている。

固定子１１は、コアバック１７と、延在部１８および鍔部１９からなるティース２０と、を有している。コアバック１７とティース２０とは、回転子１２の周りに複数配置されて固定子鉄心１１ａを構成している。

コアバック１７は、積圧して構成される。コアバック１７は、中空円筒状に形成されている。コアバック１７の外周は、密閉容器１の内壁に焼嵌などにより固定されている。

中空円筒状のコアバック１７の内周側には、ティース２０が形成されている。固定子１１は、ティース２０の周りに、コイル２１と、第１絶縁部材２２と、第２絶縁部材２３と、第３絶縁部材２４を有している。

巻線であるコイル２１は、固定子鉄心１１ａとなるティース２０に多層に巻かれている。コイル２１は、たとえば、比抵抗の小さい銅線あるいはアルミ線などが用いられ、スロット内において巻崩れしないように固定されている。

第１絶縁部材２２は、固定子鉄心１１ａにおけるクランク軸４の主軸４ａの軸方向一端部である上端部にてコイル２１と固定子鉄心１１ａとを絶縁している。第１絶縁部材２２は、たとえば、ＬＣＰ、ＡＢＳ、ＰＢＴなどの樹脂成型品あるいはＰＥＴフィルムなどが用いられている。

第２絶縁部材２３は、固定子鉄心１１ａにおけるクランク軸４の主軸４ａの軸方向他端部である下端部にてコイル２１と固定子鉄心１１ａとを絶縁している。第２絶縁部材２３は、たとえば、ＬＣＰ、ＡＢＳ、ＰＢＴなどの樹脂成型品あるいはＰＥＴフィルムなどが用いられている。

第３絶縁部材２４は、第１、第２絶縁部材２２、２３を保持している。第３絶縁部材２４は、たとえば、ＬＣＰ、ＡＢＳ、ＰＢＴなどの樹脂成型品が用いられている。第３絶縁部材２４のコア端面側には、突出した図示しない突起部が形成されている。第３絶縁部材２４の突出部は、積厚されているコアバック１７あるいはティース２０に形成された挿入穴部に挿入されている。これにより、第３絶縁部材２４は、コアバック１７あるいはティース２０に固定されている。

固定子１１の磁極面は、たとえば、回転子１２が多極の磁極を有する場合には、周方向において交互に異なる磁極を発生するように配置される。これにより、駆動電流がコイル２１に流されることにより、固定子１１が回転子１２に回転磁界により回転駆動力を付与する。

＜固定子鉄心１１ａと第１、第２絶縁部材２２、２３との取り付け構造＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る第１穴部２６および第１突起部２５の組と第２穴部２８および第２突起部２７の組との対応関係を示す説明図である。

図５に示すように、第１絶縁部材２２には、固定子鉄心１１ａ（ティース２０）に挿通される第１突起部２５が設けられている。第１突起部２５は、第１突起部２５は、第１穴部２６に差し込まれる。主軸４ａの軸方向に沿って同形状であり、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状である。断面形状が楕円形状の第１突起部２５は、長径を主軸４ａの半径方向に向けている。

固定子鉄心１１ａの主軸４ａの軸方向一端部である上端部には、第１突起部２５を差し込む第１穴部２６が形成されている。第１穴部２６は、第１突起部２５を差し込める第１突起部２５よりも一回り大きく、主軸４ａの軸方向に沿って同形状であり、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状である。断面形状が楕円形状の第１穴部２６は、長径を主軸４ａの半径方向に向けている。

第２絶縁部材２３には、固定子鉄心１１ａに挿通される第２突起部２７が設けられている。第２突起部２７は、第２穴部２８に差し込まれる。第２突起部２７は、主軸４ａの軸方向に沿って同形状であり、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状である。断面形状が楕円形状の第２突起部２７は、長径を主軸４ａの半径方向に向けている。

固定子鉄心１１ａの主軸４ａの軸方向他端部である下端部には、第２突起部２７を差し込む第２穴部２８が形成されている。図２に示すように、第２穴部２８は、第２突起部２７を差し込める第２突起部２７よりも一回り大きく、主軸４ａの軸方向に沿って同形状であり、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状である。断面形状が楕円形状の第２穴部２８は、長径を主軸４ａの半径方向に向けている。

そして、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状が異なっている。

具体的には、第１穴部２６の深さをＬ１とし、第２穴部２８の深さをＬ２とした場合には、Ｌ１がＬ２よりも深い（Ｌ１＞Ｌ２）の関係を有している。また、第１突起部２５および第２突起部２７は、それぞれ第１穴部２６および第２穴部２８に完全に組み合う長さを有している。つまり、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う長さが異なっている。

また、第１穴部２６の主軸４ａの半径方向の幅をＤ１とし、第２穴部２８の主軸４ａの半径方向の幅をＤ２とした場合には、Ｄ１がＤ２よりも狭い（Ｄ１＜Ｄ２）の関係を有している。また、第１突起部２５および第２突起部２７は、それぞれ第１穴部２６および第２穴部２８に完全に組み合う幅を有している。つまり、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が異なっている。より具体的には、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが異なっている。

＜スクロール圧縮機１００の動作＞
以上のように構成されたスクロール圧縮機１００の動作および作用を説明する。

電源端子２９より回転電機３に通電されると、固定子１１に発生する磁界により回転子１２は、クランク軸４とともに回転する。クランク軸４が回転して旋回スクロール９が旋回運動させられると、ガス冷媒は、吸込管３０から吸込室を通り、固定スクロール８および旋回スクロール９により形成される圧縮室に導かれる。そして、圧縮室のガス冷媒は、固定スクロール８および旋回スクロール９との間で中心方向に移動するに従って容積を縮小して圧縮される。圧縮されたガス冷媒は、固定スクロール８の吐出ポートから密閉容器１内の空間である吐出圧室に吐出され、吐出管３１を経由し、密閉容器１からの図示しない冷凍サイクルに送られる。

また、この構成によれば、第１突起部２５は、第２穴部２８よりも長いため、第２穴部２８に組み合わない。かつ、第２突起部２７は、第１穴部２６よりも広い幅のため、第１穴部２６に組み合わない。このような２種の組み合わない現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、第１、第２絶縁部材２２、２３が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

なお、これらの取り付け間違いは、作業者が行う場合には、第１、第２絶縁部材２２、２３が固定子鉄心１１ａから浮くか組み込めないため、感覚的に判別できる。また、これらの取り付け間違いは、機械による自動挿入の場合には、第１、第２絶縁部材２２、２３が固定子鉄心１１ａから浮くか組み込めないため、押し込み量により識別できる。

＜実施の形態１の他の例１の構成＞
図６は、本発明の実施の形態１の他の例１に係る第１穴部２６および第１突起部２５の組と第２穴部２８および第２突起部２７の組との対応関係を示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

図６に示すように、第１穴部２６の深さをＬ３とし、第２穴部２８の深さをＬ４とした場合には、Ｌ３がＬ４よりも浅い（Ｌ３＜Ｌ４）の関係を有している。また、第１突起部２５および第２突起部２７は、それぞれ第１穴部２６および第２穴部２８に完全に組み合う長さを有している。つまり、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う長さが異なっている。なお、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状は、同一である。

この構成によれば、突起長さが長い第２突起部２７は、穴部深さが浅い第１穴部２６に対してはみ出して組み合わない現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の第２絶縁部材２３が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

＜実施の形態１の他の例２の構成＞
図７は、本発明の実施の形態１の他の例２に係る第１穴部２６および第１突起部２５の組と第２穴部２８および第２突起部２７の組との対応関係を示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

また、第１穴部２６の主軸４ａの半径方向の幅をＤ１とし、第２穴部２８の主軸４ａの半径方向の幅をＤ２とした場合には、Ｄ１がＤ２よりも狭い（Ｄ１＜Ｄ２）の関係を有している。また、第１突起部２５および第２突起部２７は、それぞれ第１穴部２６および第２穴部２８に完全に組み合う幅を有している。つまり、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が異なっている。より具体的には、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが異なっている。なお、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う長さは、同一である。

この構成によれば、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが大きい第２突起部２７は、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の開口が小さい第１穴部２６に対して入り込めず組み合わない。また、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが小さい第１突起部２５は、主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の開口が大きい第２穴部２８に対して抜け落ち組み合わない。このような２種の現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、回転電機３は、主軸４ａと繋がった回転軸を有した回転子１２を備えている。回転電機３は、回転子１２に回転磁界により回転駆動力を付与する固定子１１を備えている。固定子１１は、回転子１２の周りに配置された固定子鉄心１１ａの一部を構成する複数のティース２０を有している。固定子１１は、固定子鉄心１１ａに巻かれるコイル２１を有している。固定子１１は、固定子鉄心１１ａにおける主軸４ａの軸方向一端部にてコイル２１と固定子鉄心１１ａとを絶縁する第１絶縁部材２２を有している。固定子１１は、固定子鉄心１１ａにおける主軸４ａの軸方向他端部にてコイル２１と固定子鉄心１１ａとを絶縁する第２絶縁部材２３を有している。固定子鉄心１１ａの主軸４ａの軸方向一端部には、第１穴部２６が形成されている。第１絶縁部材２２には、第１穴部２６に差し込まれる第１突起部２５が設けられている。固定子鉄心１１ａの主軸４ａの軸方向他端部には、第２穴部２８が形成されている。第２絶縁部材２３には、第２穴部２８に差し込まれる第２突起部２７が設けられている。第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状が異なっている。

この構成によれば、第１突起部２５が第２穴部２８に組み合わないか、第２突起部２７が第１穴部２６に組み合わないかのどちらかあるいは両方の現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

実施の形態１によれば、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う長さが異なっている。

この構成によれば、第１、第２突起部２５、２７のうち突起長さが長い方は、第１、第２穴部２６、２８のうち穴部深さが浅い方に対してはみ出して組み合わない現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

実施の形態１によれば、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が異なっている。

実施の形態１によれば、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが異なっている。

この構成によれば、第１、第２突起部２５、２７のうち主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが大きい方は、第１、第２穴部２６、２８のうち主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の開口が小さい方に対して入り込めず組み合わない現象が生じる。このように、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の第１、第２絶縁部材２２、２３が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

実施の形態１によれば、圧縮機は、回転電機３を備えている。

この構成によれば、圧縮機は、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられようとすると、少なくとも一方の絶縁部材が固定子鉄心１１ａに完全に組み合わせられない。したがって、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

実施の形態１によれば、圧縮機は、密閉型である。

この構成によれば、密閉型の圧縮機の製造時に、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

実施の形態１によれば、圧縮機は、スクロール圧縮機１００である。

この構成によれば、スクロール圧縮機１００の製造時に、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

なお、上記実施の形態では、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状であり、長径方向が主軸４ａの半径方向に平行であるとして説明した。しかし、これに限られない。長径方向が主軸４ａの半径方向に非平行であっても良い。

また、上記実施の形態では、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の組は、１組である場合を説明した。しかし、これに限られない。このような組は、２つ以上であっても良い。

また、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状が楕円形状であるとして説明した。しかし、これに限られない。主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状は、たとえば、真円形状、三角形状、四角形状、多角形状など種々の形状を採用しても良い。その場合には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の断面形状は、第２穴部２８および第２突起部２７の組の断面形状と異なるものでも良い。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

＜回転電機３の構成＞
図８に示すように、回転子１２の磁気中心は、固定子１１の磁気中心と主軸４ａの軸方向上側に長さｄ３だけずれている。すなわち、回転子１２の磁気中心は、固定子１１の磁気中心よりも上方にずれている。

回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態２では、図５に示す実施の形態１と同様な形状に設けている。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの上端部が固定子鉄心１１ａの上端部から突出している。このため、回転子１２と固定子１１との間には下向きの磁気吸引力が作用する。この結果、スラスト軸受には、クランク軸４あるいは回転子１２の重力による荷重に加え、磁気吸引力による下向きの荷重が作用する。これにより、クランク軸４とスラスト軸受との間には、常に下方向の荷重がかかる。このため、クランク軸４の軸方向両端面が旋回スクロール９あるいはスラスト軸受と衝突することによる異音が防止できる。

また、回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも突出する側では、固定子鉄心１１ａの磁束密度が高くなる。このため、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状は、回転子１２の回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも突出する側での鉄損が回転子鉄心１２ａの突出側とは反対側での鉄損よりも少ない形状とする。それにより、鉄損の増加が抑制でき、回転電機３の効率の低下が抑制できる。

＜実施の形態２の他の例１の構成＞
図９は、本発明の実施の形態２の他の例１に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

図９に示すように、回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態２の他の例１では、図６に示す実施の形態１の他の例１と同様な形状に設けている。

＜実施の形態２の他の例２の構成＞
図１０は、本発明の実施の形態２の他の例２に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

図１０に示すように、回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態２の他の例２では、図７に示す実施の形態１の他の例２と同様な形状に設けている。

＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、回転子１２の磁気中心は、固定子１１の磁気中心とずれている。

この構成によれば、回転子１２の磁気中心が固定子１１の磁気中心よりも上方にずらせられる。このため、回転子１２と固定子１１との間には、下向きの磁気吸引力が作用できる。この結果、スラスト軸受には、クランク軸４あるいは回転子１２の重力による荷重に加え、磁気吸引力による下向きの荷重が作用できる。そして、クランク軸４とスラスト軸受との間には、常に下方向の荷重がかかる。したがって、クランク軸４の軸方向両端面が旋回スクロール９あるいはスラスト軸受と衝突することに起因する異音が防止できる。

実施の形態２によれば、回転子１２の磁気中心は、固定子１１の磁気中心よりも上方にずれている。

この構成によれば、回転子１２と固定子１１との間には、下向きの磁気吸引力が作用する。この結果、スラスト軸受には、クランク軸４あるいは回転子１２の重力による荷重に加え、磁気吸引力による下向きの荷重が作用できる。そして、クランク軸４とスラスト軸受との間には、常に下方向の荷重がかかる。したがって、クランク軸４の軸方向両端面が旋回スクロール９あるいはスラスト軸受と衝突することに起因する異音が防止できる。

実施の形態２によれば、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状は、回転子１２の回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも突出する側での鉄損が回転子鉄心１２ａの突出側とは反対側での鉄損よりも少ない形状である。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの突出側での固定子鉄心１１ａの磁束密度が高くなる。そのため、上記の構成とすることにより、鉄損の増加が抑制でき、回転電機３の効率の低下が抑制できる。

実施の形態２によれば、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状は、回転子１２の回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも突出する側の長さが回転子鉄心１２ａの突出側とは反対側の長さよりも短い。

第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状は、回転子１２の回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも突出する側の主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさが回転子鉄心１２ａの突出側とは反対側の主軸４ａの軸方向とは直交する断面形状の大きさよりも小さい。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

＜回転電機３の構成＞
上記実施の形態２では、主軸４ａの軸方向における回転子鉄心１２ａの厚さと固定子鉄心１１ａの厚さとが同一であった。実施の形態３では、図１１に示すように、回転子鉄心１２ａの厚さが固定子鉄心１１ａの厚さよりも厚い。また、上記実施の形態２と同様に、回転子１２の磁気中心は、固定子１１の磁気中心よりも上方にずれている。

回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態３では、図５に示す実施の形態１と同様な形状に設けている。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの突出側での固定子鉄心１１ａの磁束密度は、通常の回転電機に用いるような回転子鉄心と固定子鉄心との厚さが同一の場合と比較し、より高くなる。そのため、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状が実施の形態１と同じ形状とすることにより、鉄損の増加がより抑制でき、回転電機３の効率の低下がより抑制できる。

＜実施の形態３の他の例１の構成＞
図１２は、本発明の実施の形態３の他の例１に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

図１２に示すように、回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態３の他の例１では、図６に示す実施の形態１の他の例１と同様な形状に設けている。

＜実施の形態３の他の例２の構成＞
図１３は、本発明の実施の形態３の他の例２に係る回転電機３を縦断面で示す説明図である。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

図１３に示すように、回転子鉄心１２ａが固定子鉄心１１ａよりも上方に突出している側には、第１穴部２６および第１突起部２５の組の形状の鉄損が第２穴部２８および第２突起部２７の組の形状の鉄損よりも少ない形状に設けている。実施の形態２の他の例２では、図７に示す実施の形態１の他の例２と同様な形状に設けている。

＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、回転子鉄心１２ａの厚さは、固定子鉄心１１ａの厚さよりも厚い。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの突出側での固定子鉄心１１ａの磁束密度は、通常の回転電機３に用いるような回転子と固定子との鉄心厚さが同一の場合と比較し、より高くなる。そのため、第１穴部２６および第１突起部２５の組と、第２穴部２８および第２突起部２７の組と、の互いに組み合う形状が実施の形態２と同じ形状とすることにより、鉄損の増加がより抑制でき、回転電機３の効率の低下がより抑制できる。

実施の形態４．
上記実施の形態２、３に対し、実施の形態４では、回転子鉄心１２ａの突出側における固定子１１の電磁鋼板は、飽和磁束密度の高い電磁鋼板により構成されている。なお、上記実施の形態と同様な構成は、説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの突出側での固定子鉄心１１ａの磁束密度は、反対側の固定子鉄心１１ａの磁束密度と比較し、より高くなる。そのため、実施の形態４の構成にすることにより、鉄損の増加がより抑制でき、回転電機３の効率の低下が抑制できる。

＜実施の形態４の効果＞
実施の形態４によれば、回転子鉄心１２ａの突出側における固定子１１の電磁鋼板は、飽和磁束密度の高い電磁鋼板により構成されている。

この構成によれば、回転子鉄心１２ａの突出側での固定子鉄心１１ａの磁束密度は、反対側の固定子鉄心１１ａの磁束密度と比較し、より高くなる。そのため、上記の構成にすることにより、鉄損の増加がより抑制でき、回転電機３の効率の低下が抑制できる。

実施の形態５．
＜冷凍サイクル装置２００＞
図１４は、本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機１００を適用した冷凍サイクル装置２００を示す冷媒回路図である。

図１４に示すように、冷凍サイクル装置２００は、スクロール圧縮機１００、凝縮器２０１、膨張弁２０２および蒸発器２０３を備えている。これらスクロール圧縮機１００、凝縮器２０１、膨張弁２０２および蒸発器２０３が冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を形成している。そして、蒸発器２０３から流出した冷媒は、スクロール圧縮機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２０１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２０２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２０３において熱交換される。

実施の形態１〜４のスクロール圧縮機１００は、このような冷凍サイクル装置２００に適用できる。なお、冷凍サイクル装置２００としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置および給湯器などが挙げられる。

＜実施の形態５の効果＞
冷凍サイクル装置２００は、上記の実施の形態１〜４に記載のスクロール圧縮機１００を備えている。

この構成によれば、スクロール圧縮機１００を備えている冷凍サイクル装置２００は、スクロール圧縮機１００の製造時に、２種類の絶縁部材が設定とは逆さまに取り付けられる間違いが防止できる。

１密閉容器、２圧縮機構部、３回転電機、４クランク軸、４ａ主軸、４ｂ偏心部、５オルダムリング、６主軸受、７副軸受、８固定スクロール、８ａ固定ラップ、９旋回スクロール、９ａ旋回ラップ、１０フレーム、１１固定子、１１ａ固定子鉄心、１２回転子、１２ａ回転子鉄心、１４永久磁石、１５リベット挿入穴部、１６主軸挿入穴部、１７コアバック、１８延在部、１９鍔部、２０ティース、２１コイル、２２第１絶縁部材、２３第２絶縁部材、２４第３絶縁部材、２５第１突起部、２６第１穴部、２７第２突起部、２８第２穴部、２９電源端子、３０吸込管、３１吐出管、１００スクロール圧縮機、２００冷凍サイクル装置、２０１凝縮器、２０２膨張弁、２０３蒸発器。

Claims

回転軸を有した回転子と、前記回転子に回転磁界により回転駆動力を付与する固定子と、を備え、
前記固定子は、前記回転子の周りに配置された固定子鉄心の一部を構成する複数のティースと、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、前記固定子鉄心における前記回転軸の軸方向一端部にて前記コイルと前記固定子鉄心とを絶縁する第１絶縁部材と、前記固定子鉄心における前記回転軸の軸方向他端部にて前記コイルと前記固定子鉄心とを絶縁する第２絶縁部材と、を有し、
前記固定子鉄心の前記回転軸の軸方向一端部には、第１穴部が形成され、
前記第１絶縁部材には、前記第１穴部に差し込まれる第１突起部が設けられ、
前記固定子鉄心の前記回転軸の軸方向他端部には、第２穴部が形成され、
前記第２絶縁部材には、前記第２穴部に差し込まれる第２突起部が設けられ、
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う形状が異なり、
前記回転子の磁気中心は、前記固定子の磁気中心とずれており、
前記回転子の回転子鉄心が前記固定子鉄心よりも突出する側における前記固定子の電磁鋼板は、飽和磁束密度の高い電磁鋼板により構成された回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う長さが異なる請求項１に記載の回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う前記回転軸の軸方向とは直交する断面形状が異なる請求項１または２に記載の回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う前記回転軸の軸方向とは直交する断面形状の大きさが異なる請求項３に記載の回転電機。
前記回転子の磁気中心は、前記固定子の磁気中心よりも上方にずれた請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機。
前記回転子の鉄心厚さは、前記固定子の鉄心厚さよりも厚い請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う形状は、前記回転子の回転子鉄心が前記固定子鉄心よりも突出する側での鉄損が前記回転子鉄心の突出側とは反対側での鉄損よりも少ない形状である請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う形状は、前記回転子の回転子鉄心が前記固定子鉄心よりも突出する側の長さが前記回転子鉄心の突出側とは反対側の長さよりも短い請求項７に記載の回転電機。
前記第１穴部および前記第１突起部の組と、前記第２穴部および前記第２突起部の組と、の互いに組み合う形状は、前記回転子の回転子鉄心が前記固定子鉄心よりも突出する側の前記回転軸の軸方向とは直交する断面形状の大きさが前記回転子の鉄心の突出側とは反対側の前記回転軸の軸方向とは直交する断面形状の大きさよりも小さい請求項７または８に記載の回転電機。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転電機を備えた圧縮機。
前記圧縮機は、密閉型である請求項１０に記載の圧縮機。
前記圧縮機は、スクロール圧縮機である請求項１０または１１に記載の圧縮機。
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。