WO2018235564A1 - ステータピース、ステータおよびモータ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a stator piece, a stator and a motor.
- Patent Document 1 discloses an insulating film applicable to a divided stator core.
- the insulating film of patent document 1 is each provided in the side surface which faces the circumferential direction of a teeth part.
- each resin film is fixed by being inserted into the slit groove of the insulator. For this reason, when using the resin film of patent document 1, there existed a problem that an assembly process became complicated and manufacturing cost increased.
- One aspect of the present invention aims to provide a stator piece, a stator and a motor provided with an insulating sheet that can be easily assembled to a core piece.
- stator piece of the present invention is a motor having a rotor rotating around a central axis extending in the vertical direction, and a stator radially opposed to the rotor with a gap therebetween, along the circumferential direction.
- a stator piece which is annularly arranged to constitute the stator, the core piece having a core back portion extending along the circumferential direction and a tooth portion extending radially from the core back portion, and an upper insulator located on the upper side of the core piece
- An insulating sheet having a lower insulator located below the core piece, a pair of side portions respectively covering a pair of side surfaces facing the circumferential direction of the tooth portion, and a connecting portion connecting the side portions, and the upper insulator , Wound around the teeth through the lower insulator and the insulating sheet It has a yl line, wherein the connecting portion is located between the upper insulator and the core piece.
- a stator piece a stator and a motor provided with an insulating sheet that can be easily assembled to the core piece.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor according to one embodiment.
- FIG. 2 is a perspective view of a stator piece of one embodiment.
- FIG. 3 is an exploded view of a stator piece of one embodiment.
- FIG. 4 is a plan view of the stator piece of an embodiment as viewed in the axial direction.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
- FIG. 7 is a perspective view in the vicinity of the upper insulator of the stator piece of the embodiment.
- FIG. 8 is a development view of the insulating sheet of an embodiment.
- FIG. 9 is a schematic view of a compressor provided with a motor according to an embodiment.
- the Z axis is shown as appropriate.
- the Z-axis direction of each drawing is a direction parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG.
- the positive side in the Z-axis direction (+ Z side, one side) is referred to as “upper side”
- the negative side in the Z-axis direction ( ⁇ Z side, other side) as “lower side”.
- a direction (Z-axis direction) parallel to the central axis J is simply referred to as “axial direction”, and a radial direction centered on the central axis J is simply referred to as “radial direction”.
- the circumferential direction centering around the center axis, that is, around the axis of the central axis J, is simply referred to as "circumferential direction”.
- plane view means a state viewed from the axial direction.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor 1 of the present embodiment.
- the motor 1 includes a rotor 10 rotating around a central axis J extending in the vertical direction, a stator 20 radially opposed to the rotor 10 with a gap, and a motor housing 2.
- the motor 1 also has a bearing and a bearing holder (not shown).
- the motor housing 2 accommodates each member that constitutes the motor 1.
- the motor housing 2 has a cylindrical shape that opens to either or both of the upper side (+ Z side) and the lower side ( ⁇ Z side).
- a bearing holder (not shown) is attached to the opening of the motor housing 2.
- the rotor 10 has a shaft 11, a rotor core 12, and a plurality of rotor magnets 13.
- the shaft 11 extends in one direction around a central axis J extending in the vertical direction (Z-axis direction). The upper end and the lower end of the shaft 11 are rotatably supported around the central axis J by means of bellings (not shown).
- the rotor core 12 is fixed to the shaft 11.
- the rotor core 12 circumferentially surrounds the shaft 11.
- a plurality of (10 in the present embodiment) rotor magnets 13 are fixed to the outer surface along the circumferential direction of the rotor core 12. In the plurality of rotor magnets 13, N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction.
- the rotor core 12 and the rotor magnet 13 rotate together with the shaft 11.
- the stator 20 surrounds the radially outer side of the rotor 10.
- the stator 20 is composed of a plurality of stator pieces 30 annularly arranged along the circumferential direction.
- the stator pieces 30 adjacent in the circumferential direction are connected. That is, the stator 20 is configured by connecting a plurality of stator pieces 30 along the circumferential direction.
- the stator 20 of the present embodiment has fifteen teeth portions 42. Between teeth part 42, slot 3 in which coil wire 21 is stored is provided. Since the rotor 10 has ten rotor magnets 13, the motor 1 of the present embodiment is a motor configured of ten poles and fifteen slots. The number of poles and the number of slots of the motor are not limited to those of the present embodiment, and are appropriately selected according to the required output and the winding method. However, by selecting a combination in which the ratio of pole number / slot number is 2/3, the winding of the coil wire 21 becomes easy.
- FIG. 2 is a perspective view of the stator piece 30.
- FIG. FIG. 3 is an exploded view of the stator piece 30.
- FIG. 4 is a plan view of the stator piece 30 as viewed in the axial direction.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
- FIG. 7 is a perspective view of the stator piece 30 in the vicinity of the upper insulator 50A.
- illustration of the coil wire 21 is abbreviate
- the stator piece 30 has a core piece 40, an upper insulator 50A, a lower insulator 50B, an insulating sheet 60, and a coil wire 21 (see FIG. 4).
- the core piece 40 is configured by laminating a plurality of plate members having a substantially T shape in plan view along the axial direction.
- the core piece 40 has a uniform shape along the axial direction.
- the core piece 40 has a core back portion 41, teeth portions 42, and umbrella portions 43. As shown in FIG. 1, the core pieces 40 form a stator core of the stator 20 side by side along the circumferential direction.
- the core back portion 41 extends along the circumferential direction.
- the core back portion 41 is connected to the core back portion 41 of the adjacent core piece 40 at an end portion facing in the circumferential direction.
- the core back portion 41 has a first opposing surface 41 a facing inward in the radial direction.
- Teeth portion 42 extends radially inward from the circumferential center of core back portion 41. The width along the circumferential direction of the teeth portion 42 is uniform. The teeth portion 42 has a pair of side surfaces 42 a facing in the circumferential direction.
- the coil wire 21 is wound around the teeth portion 42 via the upper insulator 50A, the lower insulator 50B, and the insulating sheet 60. In the present embodiment, the winding method of the coil wire 21 is concentrated winding.
- the umbrella portion 43 is located at the tip (radially inner end) of the tooth portion 42.
- the umbrella portion 43 is wider in the circumferential direction than the teeth portion 42. That is, the dimension along the circumferential direction of the umbrella portion 43 is larger than the dimension along the circumferential direction of the teeth portion 42. Further, the dimension along the circumferential direction of the umbrella portion 43 is smaller than the dimension along the circumferential direction of the core back portion 41.
- the radially inward surface of the umbrella portion 43 faces the rotor magnet 13 of the rotor 10.
- the umbrella portion 43 has a second facing surface 43 a facing radially outward.
- the second facing surface 43 a radially faces the first facing surface 41 a of the core back portion 41.
- the coil wire 21 passes between the first opposing surface 41a and the second opposing surface 43a.
- the core piece 40 has an upper surface 40 b and a lower surface 40 c.
- Round holes (recesses) 40a are provided in the upper surface 40b and the lower surface 40c.
- the round hole 40 a is located at the circumferential center of the core back portion 41.
- the insulating sheet 60 is made of, for example, an insulating resin material such as polypropylene terephthalate (PET).
- PET polypropylene terephthalate
- the material which comprises the insulating sheet 60 will not be specifically limited if it is a material which has insulation and can be bend
- the insulating sheet 60 has a uniform thickness to obtain a desired insulating performance.
- the insulating sheet 60 includes a pair of side surface portions 64, a pair of first extending portions 61, a pair of second extending portions 62, and a connecting portion 67.
- the side surface portion 64, the first extending portion 61 and the second extending portion 62 extend in the axial direction.
- the connecting portion 67 extends in the radial direction, and connects the pair of side surface portions 64 with each other.
- the pair of side surfaces 64 cover the pair of side surfaces 42 a of the tooth portion 42 respectively.
- the upper end 64 a of the side surface portion 64 is located above the upper surface 40 b of the core piece 40. Further, the upper end 64a of the side surface portion 64 covers a part of the side surface 53a facing the circumferential direction of the upper insulator 50A. Therefore, the side surface portion 64 can reliably cover the side surface 42 a of the tooth portion 42, and the reliability of the insulation between the side surface portion 64 and the coil wire 21 can be enhanced.
- the lower end 64b (see FIG.
- the side surface portion 64 is also located lower than the lower surface 40c of the core piece 40 and covers a part of the side surface 53a of the lower insulator 50B as the upper end 64a. Therefore, the side surface portion 64 can increase the reliability of the insulation between the side surface portion 64 and the coil wire 21 also at the lower end 64 b.
- the first extending portion 61 extends in the circumferential direction from the radial outer end of the side surface portion 64 along the core back portion 41.
- the first extending portion 61 covers the first opposing surface 41 a of the core back portion 41.
- the second extending portion 62 extends in the circumferential direction from the radially inner end of the side surface portion 64 along the umbrella portion 43.
- the first extending portion 61 covers the second opposing surface 43 a of the umbrella portion 43.
- the first extending portion 61 and the second extending portion 62 of the insulating sheet 60 cover the first opposing surface 41 a of the core back portion 41 and the second opposing surface 43 a of the umbrella portion 43.
- insulation between the core back portion 41 and the umbrella portion 43 and the coil wire 21 can be secured.
- the positions of the upper ends 61a and 62a and the lower ends 61b and 62b of the first extending portion 61 and the second extending portion 62 extend continuously from the upper end 64a and the lower end 64b of the side surface portion 64, respectively. That is, the upper end position and the lower end position of the first extending portion 61, the second extending portion 62, and the side surface portion 64 coincide with each other. Therefore, the upper ends 61 a and 62 a of the first extending portion 61 and the second extending portion 62 are located above the upper surface 40 b of the core piece 40.
- the lower ends 61 b and 62 b of the first extending portion 61 and the second extending portion 62 are located below the lower surface 40 c of the core piece 40. That is, the first extending portion 61 and the second extending portion 62 respectively cover a part of the first wall 51 and the second wall 52 of the upper insulator 50A. The first extending portion 61 and the second extending portion 62 cover parts of the first wall 51 and the second wall 52 of the lower insulator 50B, respectively. Thereby, a gap does not occur between the insulating sheet 60 and the upper insulator 50A and the lower insulator 50B, and the insulation of the core piece 40 and the coil wire 21 can be reliably ensured.
- the connecting portion 67 connects the upper ends 64 a of the pair of side surface portions 64.
- the connecting portion 67 is located between the core piece 40 and the upper insulator 50A.
- the connecting portion 67 since the connecting portion 67 connects the pair of side surfaces 64, the pair of side surfaces 42 a facing in different directions in the circumferential direction of the tooth portion 42 can be covered by one insulating sheet 60.
- the first extending portion 61 and the second extending portion 62 are connected to the side surface portion 64. Therefore, according to the present embodiment, the insulation between the coil wire 21 and the core piece 40 inside the slot 3 partitioned by the tooth portion 42 can be realized by one insulating sheet 60.
- the connecting portion 67 is located between the core piece 40 and the upper insulator 50A in the axial direction, separation of the insulating sheet 60 with respect to the core piece 40 can be suppressed. This facilitates handling of the stator piece 30 in a state before winding the coil wire 21. That is, according to the present embodiment, not only the number of parts of the motor 1 can be reduced, but also the assembling process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
- the connecting portion 67 has a first connecting piece 65 and a second connecting piece 66.
- the first connection piece 65 and the second connection piece 66 connect the pair of side portions 64, respectively.
- the first connection piece 65 and the second connection piece 66 are arranged in the radial direction.
- the first connection piece 65 is located radially outward with respect to the second connection piece 66.
- a holding hole 67 a is provided between the first connection piece 65 and the second connection piece 66. That is, the connecting hole 67 is provided with the holding hole 67a.
- the holding hole 67a penetrates in the axial direction.
- the first connection piece 65 is provided with an introductory portion 65 a having a shape that bulges radially outward in a plan view.
- the through hole 65b penetrating in the axial direction is provided in the jutting portion 65a. That is, the connecting portion 67 is provided with the through hole 65 b.
- the connecting portion 67 includes a flat portion 67b extending along the upper surface 40b of the core piece 40, and a pair of bent portions 67c located on both ends in the circumferential direction of the flat portion 67b and extending axially upward. And.
- the bent portion 67 c is connected to the upper end 64 a of the side surface portion 64 at the upper end. That is, the upper end 64a of the side surface portion 64 is connected to the upper end of the bent portion 67c.
- the bent portion 67c overlaps with a part of the side surface portion 64 in the circumferential direction.
- the side surface portion 64 is positioned on the upper surface 40 b of the core piece 40 by being connected to the upper end 64 a of the side surface portion 64 at the upper end of the bent portion 67 c extending upward.
- Can. As a result, it can suppress that the side surface 42a of the teeth part 42 is exposed, and the certainty of the insulation of the coil wire 21 and the teeth part 42 can be improved.
- the flat portion 67 b and the bent portion 67 c are respectively provided to the first connection piece 65 and the second connection piece 66 that constitute the connection portion 67.
- FIG. 8 is a development view of the insulating sheet 60.
- a dashed dotted line is a mountain fold line
- a dashed double dotted line is a valley fold line.
- the insulating sheet 60 is composed of a single folded sheet. That is, the insulating sheet 60 is manufactured by punching along the shape shown in FIG. 8 and then bending it along the mountain fold line and the valley fold line. Therefore, the insulating sheet 60 of the present embodiment can be manufactured inexpensively.
- the upper insulator 50 ⁇ / b> A is located on the upper side of the core piece 40, and the lower insulator 50 ⁇ / b> B is located on the lower side of the core piece 40.
- the upper insulator 50A and the lower insulator 50B have the same shape.
- the upper insulator 50A and the lower insulator 50B are made of an insulating resin material.
- the upper insulator 50A and the lower insulator 50B have a base 53, a first wall 51, and a second wall 52.
- the base portion 53 overlaps the teeth portion 42 as viewed in the axial direction.
- the first wall 51 overlaps the core back portion 41 as viewed in the axial direction.
- the second wall 52 overlaps the umbrella portion 43 as viewed in the axial direction.
- the coil wire 21 is wound around the base 53.
- the first wall 51 and the second wall 52 face each other in the radial direction across the base 53.
- the first wall 51 and the second wall 52 guide the coil wire 21 wound around the base 53 from the radially outer side and the inner side, respectively.
- the base 53 has a holding surface 53c facing the upper side.
- a surface facing upward means a surface having a vector element whose normal vector is in the + Z direction. Therefore, the surface facing obliquely upward is included in the surface facing the axially upper side.
- the holding surface 53 c contacts the coil wire 21.
- the holding surface 53c is semicircular when viewed from the radial direction. That is, the holding surface 53c is a curved surface having a uniform radius of curvature convex upward when viewed from the radial direction.
- the radius of curvature of the holding surface 53 c is 1/2 of the width along the circumferential direction of the teeth portion 42.
- the normal direction at the end portions on both sides in the circumferential direction coincides with the normal direction of the side surface 42a of the tooth portion 42. Therefore, the holding surface 53c is smoothly connected to the side surface 42a at the end portions on both sides in the circumferential direction.
- a surface (corresponding to the holding surface in the present embodiment) in contact with a coil wire has a flat surface facing upward and corner portions provided with corners R located on both sides in the circumferential direction of the flat surface.
- the holding surface 53c is a curved surface having a uniform curvature radius convex upward, and does not have a flat surface. For this reason, the upper insulator 50A of the present embodiment can bring the coil wire 21 into close contact with the holding surface 53c. Thereby, the slack of the coil wire 21 can be suppressed and the winding density of the coil wire 21 can be increased.
- the base 53 of the lower insulator 50B is provided with a curved holding surface 53c similar to the upper insulator 50A. Therefore, the winding density of the coil wire 21 can be increased also in the lower insulator 50B as in the upper insulator 50A.
- a pair of first notches 53b is provided on the side surface 53a facing the circumferential direction of the upper insulator 50A.
- the bent portions 67c of the first connection piece 65 and the second connection piece 66 of the insulating sheet 60 are accommodated in the pair of first notches 53b, respectively.
- the side surface 53a of the upper insulator 50A is a part of the holding surface 53c. That is, the holding surface 53c has a pair of side surfaces 53a facing in the circumferential direction at the end portions on both sides in the circumferential direction.
- the bent portion 67 c circumferentially overlaps a part of the side surface portion 64.
- the bent portion 67c and the first notch 53b By being accommodated in the bent portion 67c and the first notch 53b, it is possible to suppress that the portion overlapping the bent portion 67c of the side surface portion 64 protrudes from the holding surface 53c. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the boundary portion between the portion overlapping the bent portion 67c of the side surface portion 64 and the holding surface 53c, and to suppress the floating of the coil wire 21 with respect to the holding surface 53c.
- the bending portion 67c is accommodated in the first notch 53b, whereby it is possible to suppress the application of stress in an unintended direction to the bending portion 67c. Thereby, damage to the insulating sheet 60 at the bent portion 67c can be suppressed, and as a result, the reliability of the insulation between the core piece 40 and the coil wire 21 can be enhanced.
- the upper insulator 50 ⁇ / b> A faces the upper surface 40 b of the core piece 40 at the lower surface 54.
- a cylindrical boss (convex portion) 59 is provided on the lower surface 54 of the upper insulator 50A.
- the bosses 59 are inserted into the through holes 65 b of the connecting portion 67 of the insulating sheet 60. According to the present embodiment, since the bosses 59 are inserted into the through holes 65b, the displacement of the insulating sheet 60 with respect to the upper insulator 50A can be effectively suppressed.
- the bosses 59 are also inserted into the round holes 40 a of the core piece 40.
- the upper insulator 50A can be fixed to the core piece 40 without displacement.
- the tips of the bosses 59 are covered with the round holes 40a, and the insulating sheet 60 can be effectively suppressed from being separated from the bosses 59.
- the upper surface 40b of the core piece 40 is provided with a boss and the lower surface 54 of the upper insulator 50A is provided with a circular hole into which the boss is inserted, separation of the insulating sheet 60 from the boss 59 can be effectively suppressed. .
- round holes may be respectively provided on the upper surface 40b of the core piece 40 and the lower surface 54 of the upper insulator 50A, and separately prepared pins may be inserted into these round holes. That is, a boss (convex portion) extending toward the other side is provided in either one of core piece 40 and upper insulator 50A, and the boss is inserted into the other of core piece 40 and upper insulator 50A facing the boss. A round hole may be provided.
- the boss 59 may be press-fit into the round hole 40a by making the boss 59 slightly larger than the round hole 40a. In this case, the certainty of fixing the upper insulator 50A to the core piece 40 can be enhanced. Further, instead of the boss 59 and the round hole 40a, the upper insulator 50A and the core piece 40 may be provided with projections and recesses having the same shape other than the circular shape when viewed from the axial direction. In this case, the rotation of the upper insulator 50A with respect to the core piece 40 can be suppressed by the fitting of the convex portion and the concave portion.
- the lower insulator 50B is provided with a boss 59 which is inserted into a round hole 40a provided on the lower surface 40c of the core piece 40 in the same manner as the upper insulator 50A. Therefore, the lower insulator 50B is fixed to the core piece 40 without being displaced similarly to the upper insulator 50A.
- the lower surface 54 of the upper insulator is provided with a contact surface 54a in contact with the upper surface 40b of the core piece 40 and a pair of step surfaces 54b recessed with respect to the contact surface 54a.
- the pair of step surfaces 54b are arranged in the radial direction.
- the stepped surface 54 b extends along the circumferential direction and reaches both circumferential end portions of the lower surface 54 and is connected to the first notch 53 b.
- the contact surface 54a is located between the pair of step surfaces 54b.
- the specific shapes of the contact surface 54a and the step surface 54b in the present embodiment are illustrated more easily in the lower insulator 50B of FIG.
- the step height of the contact surface 54 a with respect to the step surface 54 b is larger than the thickness of the insulating sheet 60.
- a first connection piece 65 and a second connection piece 66 of the insulating sheet 60 are accommodated between the pair of step surfaces 54 b and the upper surface 40 b of the core piece 40, respectively. For this reason, the contact surface 54 a contacts the upper surface 40 b of the core piece 40 without the insulating sheet 60 interfering with the core piece 40 and the upper insulator 50 A.
- the contact surface 54 a is located inside the holding hole 67 a of the connection portion 67 of the insulating sheet 60 as viewed in the axial direction, and contacts the upper surface 40 b of the core piece 40.
- the insulating sheet 60 is made of a resin material, and has little frictional resistance with the upper insulator 50A, which is also made of a resin material. Therefore, when the upper insulator contacts the core piece through the insulating sheet, the upper insulator may slip relative to the insulating sheet, and the upper insulator may be displaced relative to the core piece. If the upper insulator is displaced relative to the core piece, there is a concern that the winding density can not be sufficiently increased in the winding process of the coil wire.
- the upper insulator 50A is provided with the contact surface 54a in direct contact with the core piece 40. Thereby, the upper insulator 50A can be suppressed from being shifted with respect to the core piece 40.
- the contact surface 54 a is located between the first connection piece 65 and the second connection piece 66 when viewed in the axial direction. That is, the contact surface 54a of the upper insulator 50A is surrounded by the inner peripheral edge of the holding hole 67a as viewed from the axial direction. Thus, the insulating sheet 60 does not separate from the core piece 40 unless the contact surface 54 a is separated from the upper surface 40 b of the core piece 40. That is, according to the present embodiment, detachment of the insulating sheet 60 with respect to the core piece 40 can be effectively suppressed.
- the first wall 51 has a first wall facing surface 51 a facing inward in the radial direction.
- the second wall 52 has a second wall facing surface 52 a facing radially outward.
- the first wall facing surface 51a and the second wall facing surface 52a face each other in the radial direction.
- Second notches 51b and 52b are provided at lower ends of the first wall facing surface 51a and the second wall facing surface 52a, respectively.
- the first wall facing surface 51a and the second wall facing surface 52a are recessed in the second notches 51b and 52b in comparison with other regions.
- the second notches 51b, 52b open toward the circumferential outer side and the lower side of the wall.
- the second notch 51 b of the first wall facing surface 51 a is connected to one of the radially outer sides of the pair of first notches 53 b of the base 53.
- the second notch 52 b of the second wall facing surface 52 a is connected to one of the pair of first notches 53 b of the base 53 on the radially inner side.
- the first extending portion 61 and the second extending portion 62 are located above the upper surface 40 b of the core piece 40 and cover a part of the first wall 51 and the second wall 52. Further, the upper end 61 a of the first extending portion 61 is accommodated in the second notch 51 b of the first wall 51. An upper end 62 a of the second extending portion 62 is accommodated in the second notch 52 b of the second wall portion 52. At the boundary between the core piece 40 and the upper insulator 50A, the steps are eliminated by providing the second notches 51b and 52b.
- the second notches 51b and 52b function as guides for the first extending portion 61 and the second extending portion 62, and it is possible to suppress the insulating sheet 60 from being shifted with respect to the upper insulator 50A.
- second notches 51b and 52b are provided in the first wall 51 and the second wall 52, respectively.
- the lower ends 61b and 62b of the first extending portion 61 and the second extending portion 62 are accommodated in the second notches 51b and 52b, respectively.
- the insulating sheet 60 of the present modification has a pair of third extending portions 63.
- the pair of third extending portions 63 is connected to the pair of first extending portions 61, respectively.
- the third extending portion 63 extends radially inward from an end portion of the first extending portion 61 located on the outer side in the circumferential direction.
- the tip of the third extending portion 63 is located radially inward of the second extending portion 62.
- the third extending portion 63 faces the side surface portion 64 in the circumferential direction via the coil wire 21. That is, the third extending portion 63 and the side surface portion 64 are arranged in the circumferential direction sandwiching the coil wire 21. As shown in FIG. 1, the third extension portion 63 is located between the coil wires 21 of the adjacent stator pieces 30. According to this modification, the coil wire 21 of the stator piece 30 is surrounded by the side surface portion 64, the first extending portion 61, the second extending portion 62, and the third extending portion 63. Thereby, the coil wire 21 can be insulated with respect to the coil wire 21 of the other stator piece 30.
- the coil wires 21 of the adjacent stator pieces 30 can be insulated by one insulating sheet 60. Thereby, the reliability of the stator 20 can be improved.
- the third extending portion 63 extends radially inward along the side surface portion 64 from the first extending portion 61 .
- the third extending portion 63 may extend radially outward from the second extending portion 62 along the side surface portion 64. That is, as long as the third extending portion 63 faces in the circumferential direction via the side surface portion 64 and the coil wire 21, the third extending portion 63 is connected to either the first extending portion 61 or the second extending portion 62. It is also good.
- the third extending portion 63 is provided in a pair with respect to one insulating sheet 60.
- only one third extending portion 63 may be provided on one circumferential side of one insulating sheet 60. This is because, on the other side in the circumferential direction, insulation between the coil wires 21 can be secured by the third extending portion 63 of the stator piece 30 located on the other side in the circumferential direction.
- FIG. 9 is a schematic view of a compressor (compressor) 100 provided with the motor 1 of the present embodiment.
- the compressor 100 of the present embodiment includes a motor 1, a compression mechanism unit 101 located below the motor 1, a case 109, and an accumulator 108.
- the compression mechanism portion 101 has an eccentric rotor 103 and a cylinder 102 surrounding the eccentric rotor 103.
- the eccentric rotor 103 is connected to the shaft 11 of the motor 1 and rotates with the driving of the motor 1.
- the case 109 accommodates the motor 1 and the compression mechanism unit 101.
- the suction pipe 104 and the discharge pipe 105 are connected to the case 109.
- Lubricating oil is supplied to the lubricating oil reservoir 107 inside the case 109 to make the operation of the compression mechanism unit 101 smooth.
- the refrigerant (cooling gas) and the lubricating oil are stored in a separated state. The refrigerant separated in the accumulator 108 is supplied to the compression mechanism section 101 inside the case 109 via the suction pipe 104.
- the compressor 100 rotates the eccentric rotor 103 of the compression mechanism unit 101 with the drive of the motor 1. Thereby, the compressor 100 sucks the refrigerant from the suction pipe 104 into the cylinder 102 and compresses it in the compression mechanism section 101.
- the compressed refrigerant passes through the periphery and the inside of the motor 1 and is discharged from a discharge pipe 105 provided at the top of the case 109.
- the present invention is not limited by the embodiments.
- the inner rotor type motor 1 has been described in the above embodiment, the above configuration may be adopted for an outer rotor type motor.
- the core piece may have a structure in which a tooth portion and a core back portion which are separate parts are combined.
- the core piece may be connected to at least a part of the core back portions of the plurality of core pieces.
- the umbrella portion is not limited to the above-described shape, and may be another shape.
- the teeth portion may not have an umbrella portion.
- the winding method of the coil wire 21 is not limited to concentrated winding, but may be other types of winding method such as distributed winding, wave winding, lap winding, full pitch winding, or short pitch winding.
- the type of compressor is not limited to that described above, and may be another type of compressor.
- the motor having the above-described stator piece can also be used in other devices than the compressor.
- first notch , 53c holding surface
- 54a contact surface
- 59 boss (convex portion)
- 60 insulating sheet
- 61 first extension
- 62 second extension
- 63 third extension
- 64 Side surface portion
- 65b through hole
- 67 connection portion
- 67a holding hole
- 67b flat portion
- 67c bending portion
- J central axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと、ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、を有するモータにおいて、周方向に沿って環状に並びステータを構成するステータピースであって、周方向に沿って延びるコアバック部およびコアバック部から径方向に延びるティース部を有するコアピースと、コアピースの上側に位置する上側インシュレータと、コアピースの下側に位置する下側インシュレータと、ティース部の周方向を向く一対の側面をそれぞれ覆う一対の側面部および側面部同士を繋ぐ連結部を有する絶縁シートと、上側インシュレータ、下側インシュレータおよび絶縁シートを介してティース部に巻き付けられるコイル線と、を有し、連結部は、コアピースと上側インシュレータとの間に位置する。
Description
本発明は、ステータピース、ステータおよびモータに関する。
各分野において、高効率、高出力を実現することを目的として、複数の分割体であるコアピースから構成されたステータコアを有するモータの開発が進んでいる。一般的に、コアピースのティース部は、コイル線との絶縁を確保する為に樹脂材料からなるインシュレータによって囲まれる。しかしながら、インシュレータにより、ティース部の全周を囲む場合、インシュレータの厚さにより隣り合うティース同士の間の隙間が圧迫され、コイルの占積率を増加できないという問題があった。例えば、特許文献1には、分割された固定子鉄心に適用可能な絶縁フィルムが開示されている。
特許文献1の絶縁フィルムは、ティース部の周方向を向く側面にそれぞれ設けられている。また、各樹脂フィルムは、インシュレータのスリット溝に挿入されることで固定される。このため、特許文献1の樹脂フィルムを用いる場合、組み付け工程が複雑となり、製造コストが増大するという問題があった。
本発明の一つの態様は、コアピースに容易に組み付け可能な絶縁シートを備えたステータピース、ステータおよびモータの提供を目的の一つとする。
本発明のステータピースの一つの態様は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、を有するモータにおいて、周方向に沿って環状に並び前記ステータを構成するステータピースであって、周方向に沿って延びるコアバック部および前記コアバック部から径方向に延びるティース部を有するコアピースと、前記コアピースの上側に位置する上側インシュレータと、前記コアピースの下側に位置する下側インシュレータと、前記ティース部の周方向を向く一対の側面をそれぞれ覆う一対の側面部および前記側面部同士を繋ぐ連結部を有する絶縁シートと、前記上側インシュレータ、前記下側インシュレータおよび前記絶縁シートを介して前記ティース部に巻き付けられるコイル線と、を有し、前記連結部は、前記コアピースと前記上側インシュレータとの間に位置する。
本発明の一つの態様によれば、コアピースに容易に組み付け可能な絶縁シートを備えたステータピース、ステータおよびモータを提供できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。また、各図には、適宜Z軸を示す。各図のZ軸方向は、図1に示す中心軸Jの軸方向と平行な方向とする。また、以下の説明においては、Z軸方向の正の側(+Z側,一方側)を「上側」と呼び、Z軸方向の負の側(-Z側,他方側)を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる方向であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。
(モータ)
図1は、本実施形態のモータ1の断面図である。 モータ1は、上下方向に延びる中心軸Jを中心として回転するロータ10と、ロータ10と隙間を介して径方向に対向するステータ20と、モータハウジング2と、を有する。また、モータ1は、図示略のベアリングおよびベアリングホルダを有する。
図1は、本実施形態のモータ1の断面図である。 モータ1は、上下方向に延びる中心軸Jを中心として回転するロータ10と、ロータ10と隙間を介して径方向に対向するステータ20と、モータハウジング2と、を有する。また、モータ1は、図示略のベアリングおよびベアリングホルダを有する。
モータハウジング2は、モータ1を構成する各部材を収容する。モータハウジング2は、上側(+Z側)および下側(-Z側)のうち何れか一方又は両方に開口する円筒状である。モータハウジング2の開口には、ベリングホルダ(図示略)が取り付けられる。
(ロータ)
ロータ10は、シャフト11と、ロータコア12と、複数のロータマグネット13と、を有する。シャフト11は、上下方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心として一方向に延びる。シャフト11の上端および下端は、それぞれベリング(図示略)によって、中心軸Jの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア12は、シャフト11に固定される。ロータコア12は、シャフト11を周方向に囲んでいる。複数(本実施形態では10個)のロータマグネット13は、ロータコア12の周方向に沿った外側面に固定される。複数のロータマグネット13は、N極とS極とが周方向に交互に並べられる。ロータコア12およびロータマグネット13は、シャフト11とともに回転する。
ロータ10は、シャフト11と、ロータコア12と、複数のロータマグネット13と、を有する。シャフト11は、上下方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心として一方向に延びる。シャフト11の上端および下端は、それぞれベリング(図示略)によって、中心軸Jの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア12は、シャフト11に固定される。ロータコア12は、シャフト11を周方向に囲んでいる。複数(本実施形態では10個)のロータマグネット13は、ロータコア12の周方向に沿った外側面に固定される。複数のロータマグネット13は、N極とS極とが周方向に交互に並べられる。ロータコア12およびロータマグネット13は、シャフト11とともに回転する。
(ステータ)
ステータ20は、ロータ10の径方向外側を囲んでいる。ステータ20は、周方向に沿って環状に並ぶ複数のステータピース30から構成される。ステータ20において、周方向に隣接するステータピース30同士は、連結される。すなわち、ステータ20は、ステータピース30を周方向に沿って複数連結させて、構成される。
ステータ20は、ロータ10の径方向外側を囲んでいる。ステータ20は、周方向に沿って環状に並ぶ複数のステータピース30から構成される。ステータ20において、周方向に隣接するステータピース30同士は、連結される。すなわち、ステータ20は、ステータピース30を周方向に沿って複数連結させて、構成される。
本実施形態のステータ20は、15個のティース部42を有する。ティース部42同士の間には、コイル線21が収容されるスロット3が設けられる。ロータ10は、10個のロータマグネット13を有するため、本実施形態のモータ1は、10極15スロットで構成されるモータである。なお、モータの極数およびスロット数は、本実施形態に限定されるものではなく、要求出力および巻線方式などによって適宜選定される。しかしながら、極数/スロット数の比が、2/3となる組み合わせを選択することで、コイル線21の巻線が容易となる。
(ステータピース)
次に、本実施形態のステータピース30の構成について説明する。 図2は、ステータピース30の斜視図である。図3は、ステータピース30の分解図である。図4は、ステータピース30を軸方向から見た平面図である。図5は、図4のV-V線に沿う断面図である。図6は、図4のVI-VI線に沿う断面図である。図7は、上側インシュレータ50Aの近傍におけるステータピース30の斜視図である。なお、図3、図4、図5および図7において、コイル線21の図示を省略する。
次に、本実施形態のステータピース30の構成について説明する。 図2は、ステータピース30の斜視図である。図3は、ステータピース30の分解図である。図4は、ステータピース30を軸方向から見た平面図である。図5は、図4のV-V線に沿う断面図である。図6は、図4のVI-VI線に沿う断面図である。図7は、上側インシュレータ50Aの近傍におけるステータピース30の斜視図である。なお、図3、図4、図5および図7において、コイル線21の図示を省略する。
図3に示す様に、ステータピース30は、コアピース40と、上側インシュレータ50Aと、下側インシュレータ50Bと、絶縁シート60と、コイル線21(図4参照)と、を有する。
コアピース40は、平面視で略T字形形状の複数の板材を軸方向に沿って積層することで構成される。したがって、コアピース40は、軸方向に沿って一様な形状を有する。
コアピース40は、コアバック部41と、ティース部42と、アンブレラ部43と、を有する。図1に示す様に、コアピース40は、周方向に沿って並んで、ステータ20のステータコアを構成する。
コアバック部41は、周方向に沿って延びる。コアバック部41は、周方向を向く端部において、隣接するコアピース40のコアバック部41と連結される。図3に示す様に、コアバック部41は、径方向内側を向く第1の対向面41aを有する。
ティース部42は、コアバック部41の周方向中央から径方向内側に向かって延びる。ティース部42の周方向に沿う幅は一様である。ティース部42は、周方向を向く一対の側面42aを有する。ティース部42には、上側インシュレータ50A、下側インシュレータ50Bおよび絶縁シート60を介してコイル線21が巻き付けられる。なお、本実施形態において、コイル線21の巻線方式は集中巻である。
アンブレラ部43は、ティース部42の先端(径方向内側端部)に位置する。アンブレラ部43は、ティース部42より周方向に幅広である。すなわち、アンブレラ部43の周方向に沿う寸法は、ティース部42の周方向に沿う寸法より大きい。また、アンブレラ部43の周方向に沿う寸法は、コアバック部41の周方向に沿う寸法より小さい。アンブレラ部43の径方向内側を向く面は、ロータ10のロータマグネット13と対向する。アンブレラ部43は、径方向外側を向く第2の対向面43aを有する。第2の対向面43aは、コアバック部41の第1の対向面41aと径方向に対向する。第1の対向面41aと第2の対向面43aとの間には、コイル線21が通過する。
コアピース40は、上面40bと下面40cとを有する。上面40bおよび下面40cには、丸穴(凹部)40aが設けられる。丸穴40aは、コアバック部41の周方向中央に位置する。
絶縁シート60は、例えばポリプロピレンテレフタレート(PET)などの絶縁性の樹脂材料から構成される。なお、絶縁シート60を構成する材料は、絶縁性を有し折り曲げることが可能な材料であれば特に限定されない。絶縁シート60は、所望の絶縁性能を得るための一様な厚さを有する。
絶縁シート60は、一対の側面部64と、一対の第1の延伸部61と、一対の第2の延伸部62と、連結部67と、を有する。側面部64、第1の延伸部61および第2の延伸部62は、軸方向に沿って延びる。また、連結部67は、径方向に沿って延び、一対の側面部64同士を繋ぐ。
一対の側面部64は、ティース部42の一対の側面42aをそれぞれ覆う。 図6に示す様に、側面部64の上端64aは、コアピース40の上面40bより上側に位置する。また、側面部64の上端64aは、上側インシュレータ50Aの周方向を向く側面53aの一部を覆う。このため、側面部64は、ティース部42の側面42aを確実に覆うことができ、側面部64とコイル線21との絶縁の確実性を高めることができる。 なお、側面部64の下端64b(図3参照)に関しても、上端64aと同様に、コアピース40の下面40cより下側に位置し、下側インシュレータ50Bの側面53aの一部を覆う。したがって、側面部64は、下端64bにおいても、側面部64とコイル線21との絶縁の確実性を高めることができる。
図4に示す様に、第1の延伸部61は、側面部64の径方向外側の端部からコアバック部41に沿って周方向に延びる。第1の延伸部61は、コアバック部41の第1の対向面41aを覆う。同様に、第2の延伸部62は、側面部64の径方向内側の端部からアンブレラ部43に沿って周方向に延びる。第1の延伸部61は、アンブレラ部43の第2の対向面43aを覆う。
本実施形態によれば、絶縁シート60の第1の延伸部61および第2の延伸部62が、コアバック部41の第1の対向面41aおよびアンブレラ部43の第2の対向面43aを覆うため、コアバック部41およびアンブレラ部43とコイル線21との絶縁を確保することができる。
図3に示す様に、第1の延伸部61および第2の延伸部62の上端61a、62aおよび下端61b、62bの位置は、それぞれ側面部64の上端64aおよび下端64bから連続して延びる。すなわち、第1の延伸部61、第2の延伸部62および側面部64の上端位置および下端位置は、互いに一致する。したがって、第1の延伸部61および第2の延伸部62の上端61a、62aは、コアピース40の上面40bより上側に位置する。また、第1の延伸部61および第2の延伸部62の下端61b、62bは、コアピース40の下面40cより下側に位置する。すなわち、第1の延伸部61および第2の延伸部62は、上側インシュレータ50Aの第1の壁部51および第2の壁部52の一部をそれぞれ覆う。また、第1の延伸部61および第2の延伸部62は、下側インシュレータ50Bの第1の壁部51および第2の壁部52の一部をそれぞれ覆う。これにより、絶縁シート60と上側インシュレータ50Aおよび下側インシュレータ50Bとの間に、隙間が生じることがなく、コアピース40とコイル線21との絶縁の確実性を高めることができる。
連結部67は、一対の側面部64の上端64a同士を繋ぐ。連結部67は、コアピース40と上側インシュレータ50Aとの間に位置する。本実施形態によれば、連結部67が、一対の側面部64を繋ぐため、ティース部42の周方向の互いに異なる方向を向く一対の側面42aを1つの絶縁シート60により覆うことができる。さらに、側面部64には、第1の延伸部61および第2の延伸部62が繋がる。したがって、本実施形態によれば、ティース部42が区画するスロット3の内部のコイル線21とコアピース40との絶縁を1つの絶縁シート60によって実現できる。また、連結部67は、軸方向においてコアピース40と上側インシュレータ50Aとの間に位置するため、絶縁シート60がコアピース40に対して離脱することを抑制できる。これにより、コイル線21を巻く前の状態のステータピース30の取り扱いが容易となる。 すなわち、本実施形態によれば、モータ1の部品点数を減少させることができるのみならず、組み付け工程を簡素化することができ、製造コストを低減できる。
連結部67は、第1の連結片65と、第2の連結片66と、を有する。第1の連結片65および第2の連結片66は、それぞれ一対の側面部64を繋ぐ。第1の連結片65および第2の連結片66は、径方向に並ぶ。第1の連結片65は、第2の連結片66に対して径方向外側位置する。第1の連結片65と第2の連結片66との間には、保持孔67aが設けられる。すなわち、連結部67には、保持孔67aが設けられる。保持孔67aは、軸方向に貫通する。
第1の連結片65には、平面視において径方向外側に膨らんだ形状の傍出部65aが設けられる。傍出部65aには、軸方向に貫通する貫通孔65bが設けられる。すなわち、連結部67には、貫通孔65bが設けられる。
図6に示す様に、連結部67は、コアピース40の上面40bに沿って延びる平坦部67bと、平坦部67bの周方向両端に位置し軸方向上側に向かって延びる一対の折曲部67cと、を有する。折曲部67cは、上端において、側面部64の上端64aに接続される。すわち、側面部64の上端64aは、折曲部67cの上端に接続される。また、折曲部67cは、側面部64の一部と周方向に重なり合う。
本実施形態によれば、連結部67が上側に延びる折曲部67cの上端において、側面部64の上端64aと接続されることで、側面部64をコアピース40の上面40bの上側に位置させることができる。結果的にティース部42の側面42aが露出することを抑制し、コイル線21とティース部42の絶縁の確実性を高めることができる。なお、平坦部67bおよび折曲部67cは、連結部67を構成する第1の連結片65および第2の連結片66にそれぞれ設けられている。
図8は、絶縁シート60の展開図である。図8において、一点鎖線は山折り線であり、二点鎖線は谷折り線である。絶縁シート60は、折られた1枚のシートから構成される。すなわち、絶縁シート60は、図8に示す形状に抜き打ち加工した後に、山折り線および谷折り線に沿って折り曲げることで製造される。したがって、本実施形態の絶縁シート60は、安価に製造可能である。
図3に示す様に、上側インシュレータ50Aはコアピース40の上側に位置し、下側インシュレータ50Bはコアピース40の下側に位置する。上側インシュレータ50Aおよび下側インシュレータ50Bは、同形状を有する。上側インシュレータ50Aおよび下側インシュレータ50Bは、絶縁性の樹脂材料から構成される。
上側インシュレータ50Aおよび下側インシュレータ50Bは、基部53と、第1の壁部51と、第2の壁部52と、を有する。基部53は、軸方向から見てティース部42と重なる。第1の壁部51は、軸方向から見てコアバック部41と重なる。第2の壁部52は、軸方向から見てアンブレラ部43と重なる。
基部53には、コイル線21が巻き付けられる。第1の壁部51と第2の壁部52は、基部53を挟んで径方向に対向する。第1の壁部51と第2の壁部52は、それぞれ径方向外側および内側から、基部53に巻き付けられたコイル線21をガイドする。
基部53は、上側を臨む保持面53cを有する。ここで、「上側を臨む面」とは、法線ベクトルが+Z方向のベクトル要素を有する面を意味する。したがって、斜め上側を向く面は、軸方向上側を臨む面に含まれる。
図6に示す様に、保持面53cは、コイル線21と接触する。保持面53cは、径方向から見て半円形状である。すなわち、保持面53cは、径方向から見て上側に凸の一様な曲率半径の湾曲面である。保持面53cの曲率半径は、ティース部42の周方向に沿う幅の1/2である。保持面53cは、周方向両側の端部における法線方向は、ティース部42の側面42aの法線方向に一致する。したがって、保持面53cは、周方向両側の端部において、側面42aに滑らかに繋がる。
一般的なインシュレータにおいて、コイル線と接触する面(本実施形態の保持面に相当)は、上側を向く平坦面と平坦面の周方向両側に位置するコーナーRが設けられた角部とを有する。従来のインシュレータにコイル線を巻線するとコイル線が平坦面に対して浮き上がりコイル線の弛みが発生するという問題があった。
本実施形態の上側インシュレータ50Aによれば、保持面53cが上側に凸の一様な曲率半径の湾曲面であり平坦面を有さない。このため、本実施形態の上側インシュレータ50Aは、保持面53cに対しコイル線21を密着させることができる。これにより、コイル線21の弛みを抑制して、コイル線21の巻線密度を高めることができる。
なお、下側インシュレータ50Bの基部53には、上側インシュレ
ータ50Aと同様の湾曲する保持面53cが設けられる。したがって、上側インシュレータ50Aと同様に下側インシュレータ50Bにおいても、コイル線21の巻線密度を高めることができる。
ータ50Aと同様の湾曲する保持面53cが設けられる。したがって、上側インシュレータ50Aと同様に下側インシュレータ50Bにおいても、コイル線21の巻線密度を高めることができる。
図7に示す様に、上側インシュレータ50Aの周方向を向く側面53aには、一対の第1の切欠53bが設けられる。一対の第1の切欠53bには、それぞれ絶縁シート60の第1の連結片65および第2の連結片66の折曲部67cが収容される。 なお、上側インシュレータ50Aの側面53aは、保持面53cの一部である。すなわち、保持面53cは、周方向両側の端部にそれぞれ周方向を向く一対の側面53aを有する。
図6に示す様に、折曲部67cは、側面部64の一部と周方向に重なり合う。折曲部67c、第1の切欠53bに収容されることで、側面部64の折曲部67cと重なり合った部分が、保持面53cから突出することを抑制できる。これにより、側面部64の折曲部67cと重なり合った部分と保持面53cとの境界部分に段差が生じることを抑制することでき、保持面53cに対するコイル線21の浮き上がりを抑制できる。また、折曲部67cが第1の切欠53bに収容されることで、折曲部67cに意図しない方向への応力が加わることを抑制できる。これにより、折曲部67cにおける絶縁シート60の損傷が抑制され、結果的にコアピース40とコイル線21との絶縁の確実性を高めることができる。
図5に示す様に、上側インシュレータ50Aは、下面54においてコアピース40の上面40bと対向する。上側インシュレータ50Aの下面54には、円柱状のボス(凸部)59が設けられる。ボス59は、絶縁シート60の連結部67の貫通孔65bに挿入される。本実施形態によれば、ボス59が貫通孔65bに挿入されるため、上側インシュレータ50Aに対する絶縁シート60のズレを効果的に抑制できる。
なお、本実施形態では、貫通孔65bが上側インシュレータ50Aに設けられたボス(凸部)59に挿入される場合について説明した。しかしながら、コアピース40の上面40bに上側に延びるボスが設けられ、当該ボスに貫通孔65bが挿入される場合であっても同様に、上側インシュレータ50Aに対する絶縁シート60のズレを効果的に抑制できる。すなわち、コアピース40および上側インシュレータ50Aのうち何れか一方には、他方側に向かって延びるボス(凸部)が設けられ、当該ボスに貫通孔65bが挿入されていればよい。
また、ボス59は、コアピース40の丸穴40aにも挿入される。ボス59が丸穴40aに挿入されることで、コアピース40に対して上側インシュレータ50Aをずれることなく固定することができる。また、ボス59が丸穴40aに挿入されることで、ボス59の先端が丸穴40aに覆われ、絶縁シート60がボス59から離脱することを効果的に抑制できる。
なお、コアピース40の上面40bにボスが設けられ、上側インシュレータ50Aの下面54にボスが挿入される丸穴が設けられていても、絶縁シート60がボス59から離脱することを効果的に抑制できる。
また、コアピース40の上面40bおよび上側インシュレータ50Aの下面54にそれぞれ丸穴が設けられ、これらの丸穴に別途用意したピンが挿入されていてもよい。すなわち、コアピース40および上側インシュレータ50Aのうち何れか一方には、他方側に向かって延びるボス(凸部)が設けられ、コアピース40および上側インシュレータ50Aのうちボスに対向する他方に、ボスが挿入される丸穴が設けられていればよい。
なお、コアピース40の上面40bにボスが設けられ、上側インシュレータ50Aの下面54にボスが挿入される丸穴が設けられていても、絶縁シート60がボス59から離脱することを効果的に抑制できる。
また、コアピース40の上面40bおよび上側インシュレータ50Aの下面54にそれぞれ丸穴が設けられ、これらの丸穴に別途用意したピンが挿入されていてもよい。すなわち、コアピース40および上側インシュレータ50Aのうち何れか一方には、他方側に向かって延びるボス(凸部)が設けられ、コアピース40および上側インシュレータ50Aのうちボスに対向する他方に、ボスが挿入される丸穴が設けられていればよい。
なお、ボス59を丸穴40aより若干大きくすることで、丸穴40aに対して圧入してもよい。この場合、コアピース40に対する上側インシュレータ50Aの固定の確実性を高めることができる。 また、ボス59および丸穴40aに代えて、軸方向から見て円形以外の同形状の凸部および凹部を、上側インシュレータ50Aおよびコアピース40に設けてもよい。この場合、凸部と凹部の嵌め合いにより、コアピース40に対する上側インシュレータ50Aの回転を抑制できる。
なお、下側インシュレータ50Bには、上側インシュレータ50Aと同様にコアピース40の下面40cに設けられた丸穴40aに挿入されるボス59が設けられる。したがって、下側インシュレータ50Bは、上側インシュレータ50Aと同様に、コアピース40に対してずれることなく固定される。
図5に示す様に、上側インシュレータの下面54には、コアピース40の上面40bと接触する接触面54aと、接触面54aに対して凹んだ一対の段差面54bと、が設けられる。一対の段差面54bは、径方向に並んで配置される。段差面54bは、周方向に沿って延び下面54の周方向両端部に達し第1の切欠53bに繋がる。また、接触面54aは、一対の段差面54bの間に位置する。
なお、本実施形態における接触面54aおよび段差面54bの具体的な形状については、図4の下側インシュレータ50Bにおいてより分かり易く図示されている。
段差面54bに対する接触面54aの段差高さは、絶縁シート60の厚さより大きい。一対の段差面54bとコアピース40の上面40bとの間には、それぞれ絶縁シート60の第1の連結片65および第2の連結片66が収容される。このため、絶縁シート60が、コアピース40および上側インシュレータ50Aに干渉することなく接触面54aがコアピース40の上面40bに接触する。
接触面54aは、軸方向から見て絶縁シート60の連結部67の保持孔67aの内側に位置してコアピース40の上面40bと接触する。絶縁シート60は、樹脂材料から構成され、同じく樹脂材料から構成される上側インシュレータ50Aとの摩擦抵抗が少ない。このため、上側インシュレータが、絶縁シートを介してコアピースに接触する場合、上側インシュレータが絶縁シートに対して滑ってしまい、上側インシュレータがコアピースに対しずれる虞がある。上側インシュレータがコアピースに対しずれると、コイル線の巻線工程において巻線密度を十分に高めることができないという懸念がある。
これに対して、本実施形態によれば、上側インシュレータ50Aにコアピース40と直接的に接触する接触面54aが設けられる。これにより、上側インシュレータ50Aがコアピース40に対してずれることを抑制できる。
接触面54aは、軸方向から見て第1の連結片65および第2の連結片66の間に位置する。すなわち、上側インシュレータ50Aの接触面54aが、軸方向から見て保持孔67aの内周縁に囲まれる。このため、接触面54aがコアピース40の上面40bから離間しない限り絶縁シート60がコアピース40から離脱することがない。すなわち本実施形態によれば、コアピース40に対し絶縁シート60の離脱を効果的に抑制できる。
図7に示す様に、第1の壁部51は、径方向内側を向く第1の壁部対向面51aを有する。また、第2の壁部52は、径方向外側を向く第2の壁部対向面52aを有する。第1の壁部対向面51aおよび第2の壁部対向面52aは、径方向において互いに対向する。
第1の壁部対向面51aおよび第2の壁部対向面52aの下端部には、それぞれ第2の切欠51b、52bが設けられる。第1の壁部対向面51aおよび第2の壁部対向面52aは、第2の切欠51b、52bにおいて他の領域と比較して凹んでいる。第2の切欠51b、52bは、壁部の周方向外側および下側に向かって開口する。また、第1の壁部対向面51aの第2の切欠51bは、基部53の一対の第1の切欠53bのうち径方向外側の一方と繋がる。同様に、第2の壁部対向面52aの第2の切欠52bは、基部53の一対の第1の切欠53bのうち径方向内側の一方と繋がる。
第1の壁部51および第2の壁部52にそれぞれ第2の切欠51b、52bが設けられることで、コアピース40と上側インシュレータ50Aとの境界に段差が生じることがない。第1の延伸部61および第2の延伸部62は、コアピース40の上面40bより上側に位置し第1の壁部51および第2の壁部52の一部を覆う。また、第1の壁部51の第2の切欠51bには、第1の延伸部61の上端61aが収容される。第2の壁部52の第2の切欠52bには、第2の延伸部62の上端62aが収容される。コアピース40と上側インシュレータ50Aとの境界は、第2の切欠51b、52bが設けられたことで段差が解消されている。このため、第1の延伸部61および第2の延伸部62の上端61a、62aに、負荷が加わることを抑制できる。すなわち、コイル線21を巻き付ける際の絶縁シート60の損傷が抑制され、結果的にコアピース40とコイル線21との絶縁の確実性を高めることができる。また、第2の切欠51b、52bが、第1の延伸部61および第2の延伸部62のガイドとして機能し、絶縁シート60が上側インシュレータ50Aに対してずれることを抑制できる。
なお、下側インシュレータ50Bにも、上側インシュレータ50Aと同様に、第1の壁部51および第2の壁部52にそれぞれ第2の切欠51b、52bが設けられる。第2の切欠51b、52bには、それぞれ第1の延伸部61および第2の延伸部62の下端61b、62bが収容される。
(変形例)
次に、絶縁シート60が第3の延伸部63を有する場合の変形例について、図1および図4を基に説明する。なお、本変形例の絶縁シート60は、第3の延伸部63を有する点以外は、上述の実施形態と同様の構成を有する。
次に、絶縁シート60が第3の延伸部63を有する場合の変形例について、図1および図4を基に説明する。なお、本変形例の絶縁シート60は、第3の延伸部63を有する点以外は、上述の実施形態と同様の構成を有する。
図4に示す様に、本変形例の絶縁シート60は、一対の第3の延伸部63を有する。一対の第3の延伸部63は、それぞれ一対の第1の延伸部61に接続される。第3の延伸部63は、第1の延伸部61の周方向外側に位置する端部から、径方向内側に向かって延びる。第3の延伸部63の先端は、第2の延伸部62より径方向内側に位置する。
第3の延伸部63は、側面部64とコイル線21を介して周方向に対向する。すなわち、第3の延伸部63と側面部64とは、コイル線21を挟んで周方向に並んで配置される。図1に示す様に、第3の延伸部63は、隣接するステータピース30のコイル線21の間に位置する。本変形例によれば、ステータピース30のコイル線21は、側面部64、第1の延伸部61、第2の延伸部62および第3の延伸部63に囲まれる。これにより、コイル線21を他のステータピース30のコイル線21に対して絶縁することができる。
本変形例によれば、1つの絶縁シート60によって、隣接するステータピース30のコイル線21同士を絶縁することができる。これにより、ステータ20の信頼性を高めることができる。
なお、本変形例において、第3の延伸部63は、第1の延伸部61から側面部64に沿って径方向内側に向かって延びる場合について説明した。しかしながら、第3の延伸部63は、第2の延伸部62から側面部64に沿って径方向外側に延びるものであってもよい。すなわち、第3の延伸部63は、側面部64とコイル線21を介して周方向に対向するものであれば、第1の延伸部61および第2の延伸部62うち何れに接続されていてもよい。
また、本変形例において、第3の延伸部63は、1つの絶縁シート60に対して一対設けられる。しかしながら、第3の延伸部63は、1つの絶縁シート60の周方向一方側に1つだけ設けられていてもよい。これは、周方向他方側については、周方向他方側に位置するステータピース30の第3の延伸部63によって、コイル線21同士の絶縁を確保できるためである。
(圧縮機)
図9は、本実施形態のモータ1が設けられた圧縮機(コンプレッサ)100の概略図である。本実施形態の圧縮機100は、モータ1と、モータ1の下側に位置する圧縮機構部101と、ケース109と、アキュムレータ108と、を備える。
図9は、本実施形態のモータ1が設けられた圧縮機(コンプレッサ)100の概略図である。本実施形態の圧縮機100は、モータ1と、モータ1の下側に位置する圧縮機構部101と、ケース109と、アキュムレータ108と、を備える。
圧縮機構部101は、偏心ロータ103と、偏心ロータ103を囲むシリンダ102と、を有する。偏心ロータ103は、モータ1のシャフト11と接続されてモータ1の駆動に伴い回転する。
ケース109は、モータ1と圧縮機構部101とを収容する。ケース109には、吸入管104および吐出管105が接続される。ケース109の内部の潤滑油溜め107には、潤滑油が供給され、圧縮機構部101の動作を円滑にする。
アキュムレータ108には、冷媒(冷却ガス)と潤滑油とが分離された状態で貯留される。アキュムレータ108において分離された冷媒は、吸入管104を介してケース109内部の圧縮機構部101に供給される。
ケース109は、モータ1と圧縮機構部101とを収容する。ケース109には、吸入管104および吐出管105が接続される。ケース109の内部の潤滑油溜め107には、潤滑油が供給され、圧縮機構部101の動作を円滑にする。
アキュムレータ108には、冷媒(冷却ガス)と潤滑油とが分離された状態で貯留される。アキュムレータ108において分離された冷媒は、吸入管104を介してケース109内部の圧縮機構部101に供給される。
圧縮機100は、モータ1の駆動に伴い圧縮機構部101の偏心ロータ103を回転させる。これにより、圧縮機100は、圧縮機構部101において、冷媒を吸入管104からシリンダ102内に吸入して圧縮する。圧縮された冷媒は、モータ1の周囲および内側を通過して、ケース109の上部に設けられた吐出管105から吐出される。
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
例えば、上述の実施形態においてインナーロータ型のモータ1について説明したが、アウターロータ型のモータに対して上述の構成を採用してもよい。
コアピースは、互いに別部品であるティース部とコアバック部とを組み合わせた構造であってもよい。コアピースは、複数のコアピースのコアバック部の少なくとも一部がつながっているものであってもよい。アンブレラ部は、上述の形状に限られず、他の形状であってもよい。ティース部は、アンブレラ部を有していなくてもよい。
コイル線21の巻線方式は集中巻だけでなく、分布巻、波巻き、重ね巻き、全節巻、又は短節巻などの他の種類の巻線方式であってもよい。
圧縮機の種類は上述のものに限られず、他の種類の圧縮機であってもよい。
上述のステータピースを有するモータは、圧縮機以外の他の装置などにおいても用いることができる。
例えば、上述の実施形態においてインナーロータ型のモータ1について説明したが、アウターロータ型のモータに対して上述の構成を採用してもよい。
コアピースは、互いに別部品であるティース部とコアバック部とを組み合わせた構造であってもよい。コアピースは、複数のコアピースのコアバック部の少なくとも一部がつながっているものであってもよい。アンブレラ部は、上述の形状に限られず、他の形状であってもよい。ティース部は、アンブレラ部を有していなくてもよい。
コイル線21の巻線方式は集中巻だけでなく、分布巻、波巻き、重ね巻き、全節巻、又は短節巻などの他の種類の巻線方式であってもよい。
圧縮機の種類は上述のものに限られず、他の種類の圧縮機であってもよい。
上述のステータピースを有するモータは、圧縮機以外の他の装置などにおいても用いることができる。
1…モータ、10…ロータ、20…ステータ、21…コイル線、30…ステータピース、40…コアピース、40a…丸穴(凹部)、41…コアバック部、42…ティース部、42a…側面、43…アンブレラ部、50A…上側インシュレータ、50B…下側インシュレータ、51…第1の壁部、51b,52b…第2の切欠、52…第2の壁部、53…基部、53b…第1の切欠、53c…保持面、54a…接触面、59…ボス(凸部)、60…絶縁シート、61…第1の延伸部、62…第2の延伸部、63…第3の延伸部、64…側面部、65b…貫通孔、67…連結部、67a…保持孔、67b…平坦部、67c…折曲部、J…中心軸
Claims (13)
- 上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、を有するモータにおいて、周方向に沿って環状に並び前記ステータを構成するステータピースであって、
周方向に沿って延びるコアバック部および前記コアバック部から径方向に延びるティース部を有するコアピースと、
前記コアピースの上側に位置する上側インシュレータと、
前記コアピースの下側に位置する下側インシュレータと、
前記ティース部の周方向を向く一対の側面をそれぞれ覆う一対の側面部および前記側面部同士を繋ぐ連結部を有する絶縁シートと、
前記上側インシュレータ、前記下側インシュレータおよび前記絶縁シートを介して前記ティース部に巻き付けられるコイル線と、
を有し、
前記連結部は、前記コアピースと前記上側インシュレータとの間に位置する、
ステータピース。
- 前記コアピースおよび前記上側インシュレータのうち何れか一方には、他方側に向かって延びる凸部が設けられ、
前記連結部には、前記凸部が挿入される貫通孔が設けられる、
請求項1に記載のステータピース。 - 前記コアピースおよび前記上側インシュレータのうち前記凸部に対向する他方には、前記凸部が挿入される凹部が設けられる、
請求項2に記載のステータピース。 - 前記上側インシュレータの下面には、前記コアピースの上面と接触する接触面が設けられ、
前記連結部には保持孔が設けられ、軸方向から見て前記保持孔の内周縁が前記接触面を囲む、
請求項1~3の何れか一項に記載のステータピース。 - 前記連結部は、
前記コアピースの上面に沿って延びる平坦部と、
前記平坦部の周方向両端に位置し上側に延びる一対の折曲部と、
を有し、 前記側面部の上端は、前記コアピースの上面より上側に位置し前記上側インシュレータの周方向を向く側面の一部を覆い、前記折曲部の上端に接続される、
請求項1~4の何れか一項に記載のステータピース。 - 前記上側インシュレータの周方向を向く側面には、前記折曲部が収容される第1の切欠が設けられる、
請求項5に記載のステータピース。 - 前記コアピースは、前記ティース部の先端に位置し前記ティース部より周方向に幅広のアンブレラ部を有し、
前記絶縁シートは、
前記側面部の径方向一方側の端部から前記コアバック部に沿って周方向に延びる第1の延伸部と、
前記側面部の径方向他方側の端部から前記アンブレラ部に沿って周方向に延びる第2の延伸部と、
を有する、請求項1~6の何れか一項に記載のステータピース。 - 前記絶縁シートは、前記第1の延伸部および前記第2の延伸部の何れか一方に接続され、前記側面部と前記コイル線を介して周方向に対向する第3の延伸部を有する、
請求項7に記載のステータピース。 -
前記上側インシュレータは、
軸方向から見て前記コアバック部と重なり周方向に沿って延びる第1の壁部と、
軸方向から見て前記アンブレラ部と重なり周方向に沿って延びる第2の壁部と、
を有し、
前記第1の壁部および前記第2の壁部の互いに対向する面の下端部には、第2の切欠が設けられ、
前記第1の延伸部および前記第2の延伸部の上端は、前記コアピースの上面より上側に位置し前記第2の切欠に収容される、
請求項8に記載のステータピース。 - 前記上側インシュレータは、軸方向から見て前記ティース部と重なる基部を有し、
前記基部は、前記コイル線と接触する保持面を有し、
前記保持面が、径方向から見て上側に凸の一様な曲率半径の湾曲面である、
請求項1~9の何れか一項に記載のステータピース。 - 前記絶縁シートは、折られた1枚のシートから構成される、
請求項1~10の何れか一項に記載のステータピース。 - 請求項1~11の何れか一項に記載のステータピースを周方向に沿って複数連結させた、
ステータ。 - 請求項12に記載のステータと、前記ロータと、を備える、
モータ。
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