專利名稱：集中繞組定子、密閉型壓縮機及制冷循環(huán)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及由鐵心、配置于該鐵心的軸向兩端的絕緣端板和配置于鐵心的槽內的 絕緣片構成的集中繞組定子，組裝有具有該集中繞組定子的電動機的密閉型壓縮機，以及 組裝有該密閉型壓縮機的制冷循環(huán)裝置。
背景技術：
在制冷循環(huán)裝置等的密閉型壓縮機中組裝的電動機包括集中繞組定子。該集中繞 組定子具有從環(huán)狀的芯部朝中心部形成有多個齒部的鐵心，在該鐵心的軸向兩端配置有一 對絕緣端板。在該絕緣端板上形成有將上述鐵心的齒部的軸向端面覆蓋的絕緣齒部。另外，在鐵心的多個齒部間形成有槽，在上述槽內配置有絕緣片。此外，在鐵心上 隔著絕緣端板及絕緣片卷繞有繞線。在上述絕緣端板的絕緣齒部的連結與鐵心相反一側的端面和側面的角部形成有 曲面，沿該角部的曲面卷繞有繞線(例如，參照專利文獻1、專利文獻2)。專利文獻1 日本專利特開2009-55742號公報專利文獻2 日本專利特開2003-324880號公報然而，由于專利文獻1所記載的集中繞組定子的絕緣片的端部從絕緣端板的絕緣 齒部的上表面突出，因此，存在當卷繞繞線時絕緣片的端部大幅度變形，從而產生裂紋的不 良情況。另外，專利文獻2所記載的集中繞組定子中，使絕緣端板的絕緣齒部的厚度變大， 以使絕緣片的端部從絕緣端板的絕緣齒部的上表面不突出。因此，存在絕緣片的端部與絕緣端板的絕緣齒部的上表面之間的距離變長，被卷 繞的繞線的周長變長，效率變差這樣的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明著眼于上述技術問題而作，其目的在于提供能在卷繞繞線時在絕緣片的端 部不產生裂紋且能使被卷繞的繞線的周長不變長的集中繞組定子、密閉型壓縮機及制冷循 環(huán)裝置。為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案1所記載的集中繞組定子包括從環(huán) 狀的定子朝中心部形成有多個齒部的鐵心；配置于該鐵心的軸向兩端，并具有將上述鐵心 的齒部的軸向端面覆蓋的絕緣齒部的一對絕緣端板；配置于在上述鐵心的多個齒部間形成 的槽內的絕緣片；以及隔著上述絕緣端板及上述絕緣片卷繞于上述鐵心的繞線，其特征是， 上述絕緣端板的絕緣齒部中，連結與鐵心相反一側的端面和側面的角部形成為曲面，且上 述絕緣齒部的外周側的厚度形成得比內周側的厚度大，上述絕緣片形成為該絕緣片的端部 與上述絕緣齒部的內周側的曲面重疊，而與外周側的曲面不重疊的長度，上述繞線從上述 絕緣齒部的外周側開始卷繞。技術方案4所記載的密閉型壓縮機的特征是，將具有技術方案1所記載的集中繞組定子的電動機和被該電動機驅動的壓縮機構部收納于密閉殼體內。技術方案5所記載的制冷循環(huán)裝置的特征是，包括技術方案4所記載的密閉型壓 縮機、冷凝器、膨脹裝置及蒸發(fā)器。根據本發(fā)明，能提供在卷繞繞線時在絕緣片的端部不產生裂紋且能使被卷繞的繞 線的周長不變長的集中繞組定子、密閉型壓縮機及制冷循環(huán)裝置。


圖1是表示本發(fā)明實施方式的包括組裝有集中繞組定子的密閉型旋轉式壓縮機 的制冷循環(huán)裝置的結構圖。圖2是從鐵心的齒部側表示圖1的集中繞組定子的主要部分的立體圖。圖3是表示圖2的鐵心的俯視圖。圖4是將圖1的集中繞組定子分解表示的側視圖。圖5是表示圖4的絕緣端板的立體圖。圖6是將圖5的絕緣端板的絕緣齒部放大表示的立體圖。圖7是沿圖6中a-a線表示的剖視圖。圖8是沿圖7中b_b線表示的剖視圖。圖9是沿圖7中c-c線表示的剖視圖。圖10是表示在圖8的鐵心的齒部隔著絕緣齒部及絕緣片卷繞有繞線的狀態(tài)的圖。圖11是表示圖5中的A部的剖視圖。圖12是將圖5的B部、C部放大表示的圖。圖13是表示圖4的定子芯部、絕緣端板及絕緣片的長度關系的圖。(符號說明)1制冷循環(huán)裝置2冷凝器3膨脹裝置4蒸發(fā)器10密閉型旋轉式壓縮機11密閉殼體20旋轉驅動部21集中繞組定子22 鐵心22a 芯部22b 齒部22c 槽23絕緣端板23a端板主體23b 絕緣齒部T與鐵心相反一側的端面S 側面
R 曲面24 絕緣片(Insulation Sheet)25 繞線30壓縮機構部31卡定部33臨時固定部40壓縮機構50 轉軸
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的組裝有集中繞組定子21的密閉型旋轉式壓縮 機10的截面結構和包括該密閉型旋轉式壓縮機10的制冷循環(huán)裝置1的結構圖。制冷循環(huán)裝置1包括對制冷劑進行冷凝的冷凝器2 ；與該冷凝器2連接的膨脹裝 置3 ；與該膨脹裝置3連接，使制冷劑汽化的蒸發(fā)器4 ；以及與該蒸發(fā)器4的出口側連接的密 閉型旋轉式壓縮機10。密閉型旋轉式壓縮機10是雙缸型的旋轉活塞式壓縮機(Rolling Piston Type Compressor)，具有密閉殼體11。在密閉殼體11內的上部側收容有旋轉驅動部20，在密閉 殼體11內的下部側收容有壓縮機構部30。旋轉驅動部20與壓縮機構部30通過轉軸50連結。密閉型旋轉式壓縮機10是轉 軸50沿豎直方向設置的縱置型的壓縮機。旋轉驅動部20例如使用無刷直流電動機(brushless DC motor)，其包括固定于 密閉殼體11的內表面的集中繞組定子21 ；以及與該集中繞組定子21的內側隔著規(guī)定間隙 配置的、與轉軸50嵌連的轉子四。旋轉驅動部20與外部的電源供給部(未圖示)連接，接受供電。壓縮機構部30包括兩組壓縮機構40、主軸承41及副軸承42，并與設于主軸承41 側的閥蓋43和設于副軸承42側的閥蓋44 一起被螺栓45旋緊固定。主軸承41及副軸承 42分別將轉軸支承成能自由旋轉。在各壓縮機構40中設有汽缸室46，并偏心設置有后述輥子52，通過該輥子52的 動作將汽缸室46劃分為吸入室側和壓縮室側，從而進行壓縮動作。轉軸50包括設于與汽缸室46對應的位置的曲柄軸部51 ；以及與該曲柄軸部51 的外周嵌合的輥子52。采用這種結構的制冷循環(huán)裝置1的密閉型旋轉式壓縮機10按如下運轉。S卩，朝旋轉驅動部20供電，以驅動轉軸50旋轉，從而驅動壓縮機構部30。在壓縮 機構部30中，通過輥子52在汽缸室46內進行偏心旋轉，來逐漸壓縮被引導至汽缸室46的 制冷劑氣體。轉軸50繼續(xù)旋轉，汽缸室46的壓縮室的容量進一步減少，從而使制冷劑氣體被壓 縮，當壓縮室內的氣體壓力上升到規(guī)定壓力時，排出閥打開。高壓氣體經由閥蓋43排出到 密閉殼體11內并將其充滿。接著，該高壓氣體從密閉殼體U排出。
從密閉殼體11排出的高壓氣體被引導至冷凝器2冷凝液化，在膨脹裝置3中絕熱 膨脹，并在蒸發(fā)器4中從熱交換空氣除去蒸發(fā)潛熱來實現(xiàn)制冷作用。接著，蒸發(fā)后的制冷劑 經由儲罐5被吸入到汽缸室46，從而在上述制冷循環(huán)裝置1的通路中循環(huán)。然而，如圖2所示，上述集中繞組定子21包括從環(huán)狀的芯部22a朝中心部形成有 多個齒部22b的鐵心22。在該鐵心22的軸向兩端，設有具有將鐵心22的齒部22b的軸向 端面覆蓋的絕緣齒部(絕緣端板的齒部)23b的一對絕緣端板23。如圖3所示，在鐵心22的多個齒部22b間形成有槽22c，在該槽22c內配置有絕緣 片24。在鐵心22上隔著絕緣端板23及絕緣片24卷繞有繞線25 (參照圖1)。圖4是將上述一對絕緣端板23、絕緣片24及鐵心22分解表示的圖。接著，對上述絕緣端板23進行詳細說明。圖5是表示絕緣端板23的整體的外觀立體圖，圖6將該絕緣端板23的一部分放 大表示。絕緣端板23包括安裝于芯部22a的端板主體23a ；以及從該端板主體23a朝中 心側延伸設置的絕緣齒部23b。圖7是沿圖6中a-a線表示的剖視圖。絕緣端板23的絕緣齒部23b在連接絕緣端板23的與鐵心相反一側的端面T (以 下，稱為與鐵心相反一側的端面)和側面S的角部形成有曲面R，且絕緣端板23的絕緣齒部 23b的外周側的厚度h2比其內周側的厚度hi形成得厚。圖8是沿圖7中b-b線表示的剖視圖，圖9是沿圖7中c_c線表示的剖視圖。絕緣片24形成為如圖9所示其端部與絕緣齒部23b的內周側的曲面R部重疊，且 如圖8所示形成與外周側的曲面R部不重疊的長度。如圖10所示，隔著絕緣片24卷繞于 絕緣齒部23b的繞線25從絕緣齒部23b的外周側開始卷繞。圖11是將圖5中的A部局部剖開表示的圖。即，在絕緣齒部23b的內周側，設有夾住絕緣片24的端部而將其卡定的卡定部31。 該卡定部31能以在卡定絕緣片24的端部時使絕緣片24的端部從絕緣齒部23b的上表面 不突出、且使絕緣片24的端部覆蓋曲面R部的方式進行定位。即，在絕緣端板23的上表面 與卡定部31的上表面之間存在距離d2。圖12是將圖5中的B部、C部放大表示的圖。S卩，在設于鐵心22的軸向兩端的一對絕緣端板23的一個圓周部，且在繞線25的 卷繞結束的附近(稱為卷繞結束部)，設有將繞線25的端部嵌入以對其進行臨時固定的狹 縫狀的臨時固定部33及切入部35，此外，還設有空腔的間隙34。在繞線25的卷繞結束側的端部嵌入臨時固定部33而被臨時固定后，將繞線25沿 絕緣端板23的圓周外側拉繞，然后，使該繞線25直接從切入部35返回到絕緣端板23的圓 周內側并嵌入空腔的間隙34而固定，在上述固定后，該繞線25被壓接端子固定。上述絕緣端板23利用聚苯硫醚(PPS polyphenylene sulf ido)成形，絕緣片24 利用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN polyethylene naphthalate)膜，或由芳族聚酰胺(全芳香 族聚酰胺)聚合物制成的片等成形。圖13是表示定子芯部22a、絕緣端板23及絕緣片24的長度關系的圖。一般而言，定子芯部22a的厚度公差為士0. 5mm,絕緣片24的寬度的尺寸公差為 士 0. 2mmο
將絕緣端板23的厚度D設為3. 8mm,將曲面R的半徑設為2. Omm,將側面的直線部 的長度設為1. 8mm，將供絕緣片M的一端側抵接的卡定部31的與絕緣片M的抵接部到絕 緣端板23的與鐵心相反一側的端面的距離設為1. 0mm。另外，在將芯部22a的長度設為Li，將絕緣片M的寬度設為L2，并設定L2 = L1+5. 9時，絕緣片24的最小寬度L2min = L1+5. 7，最大寬度L2max = L1+6. 1。接著，將絕緣片M的另一端側覆蓋絕緣端板23的曲面R的長度設為d(mm)，來算 出d。當芯部22a的厚度最小，且絕緣片M的寬度最小時，d = L2min- (L1-0. 5) -2. 8-1. 8= Ll+5. 7-L1+0. 5-2. 8-1. 8= 1. 6當芯部22a的厚度最小，且絕緣片M的寬度最大時，d = L2max- (L1-0. 5) -2. 8-1. 8= Ll+6. 1-L1+0. 5-2. 8-1. 8=2.0當芯部22a的厚度最大，且絕緣片M的寬度最小時，d = L2min- (L1+0. 5) -2. 8-1. 8= Ll+5. 7-L1-0. 5-2. 8-1. 8= 0. 6當定子22a的厚度最大，且絕緣片M的寬度最大時，d = L2max_(Ll+0. 5)-2. 8-1. 8= Ll+6. 1-L1-0. 5-2. 8-1. 8= 1. 0即使考慮了公差的上限及下限，上限和下限情況下絕緣片M的端部也均位于曲 面R部內。另外，在本實施例的情況下，絕緣片M的一端側與絕緣端板23接觸的長度為 2. 8mm(3. 8mm-l. 0mm)，由于上述d即使最小也為0. 6mm，所以絕緣片M的另一端側與絕緣端 板23接觸的長度為0. 6mm與直線部1. 8mm相加得到的2. 4mm,從而能確保電動機所需的沿 面距離2. 4mm。該例是一般的公差，若將定子的公差設為士0. 35mm，則也能將絕緣端板23的厚度 設為不足3. 8mmο在歸納成一般算式時，若將絕緣端板23的厚度設為D，將定子芯部2 的厚度公差 設為H1，將絕緣片M的寬度尺寸公差設為H2，則D 彡 2H1+2H2+2. 4若將卡定絕緣片M的卡定部31的上表面與絕緣端板23的上表面的距離設為 d2(在上例中，為1.0mm)，則D-d 彡 2. 4，L2 彡 Ll+2D_d2L2 彡 Ll+2D-d2_dl
如上所述，根據本實施方式，將絕緣端板23的絕緣齒部23b的外周側的厚度形成 得比內周側的厚度大，并將絕緣片M形成為其端部與絕緣齒部2 的內周側的曲面R重疊 而與外周側的曲面R部不重疊的長度，因此，不存在絕緣片M的端部從絕緣端部23的上表 面突出的情況。另外，在卷繞繞線25時，由于絕緣片M的端部與絕緣齒部2 側面部S或曲面R 部相仿，所以沒有較大的變形，不會在絕緣片M的端部產生裂縫等。因此，也能將由缺乏柔軟性的材料即聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、芳族聚酰胺(全 芳香族聚酰胺)聚合物制成的片等作為絕緣片對來使用。另外，由于將絕緣端板23的絕緣齒部23b的外周側的厚度形成得較厚，并將內周 側的厚度形成得比外周側的厚度薄，因此，與將絕緣齒部23的厚度從其外周側到內周側全 都形成得較厚的情況比較，能縮短卷繞的繞線25的周長，從而能提高效率，并能實現(xiàn)成本 的降低。此外，由于使絕緣片M的端部與絕緣端板23的絕緣齒部23b的外周側的曲面R 部不重疊，因此，不會在絕緣齒部23b與絕緣片M之間產生間隙。另外，由于將繞線25從絕緣齒部2 的外周側開始卷繞，所以在絕緣片M的端部 被固定在絕緣齒部23b的外周側后，繞線25朝內周側卷繞。因此，即使絕緣片M的端部與 絕緣齒部23b的內周側的曲面R部重疊，也不會被繞線25卷入。將卡定部31設于絕緣端板23的絕緣齒部2 的內周側，并利用該卡定部31將絕 緣片M的端部定位于絕緣齒部2 的上表面與曲面R部之間，因此，存在以下優(yōu)點能可靠 地防止絕緣片M的端部從絕緣端板23的上表面突出，且能可靠地配置成使絕緣片M的端 部覆蓋絕緣齒部23b的曲面R部。另外，在絕緣端板23的圓周部且在經卷繞后的繞線25的卷繞結束的上部附近，設 置對經卷繞后的繞線25的端部、即卷繞結束部進行臨時固定的狹縫狀的臨時固定部33，因 此，能在最短的距離處固定繞線25的卷繞結束側，也沒有繞線25的松弛，從而能防止與相 鄰卷繞的繞線25接觸。以往，將繞線25的卷繞結束側直接固定于空腔的間隙34，因此，容易產生該繞線 25松弛而與相鄰卷繞的繞線接觸這樣的不良情況。另外，絕緣端板23采用聚苯硫醚(PPQ，絕緣片M采用聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)膜，因此，能使用密閉型壓縮機中使用的成形模具、絕緣片的切削夾具成形夾具等， 從而能廉價地進行制造，其中，上述密閉型壓縮機使用無破壞臭氧層危險的新代替物質 HFC(Hydrofluorocarbon)(氫氟烴)制冷劑即R410A制冷劑作為制冷劑。此外，在使用CO2作為制冷劑的壓縮機中，耐熱性是必需的，從而使PPS材料、PEN 材料等變?yōu)楸匦璧牟牧?，所以效果較大。本發(fā)明并不限定于上述實施方式。例如，對在空調用的制冷循環(huán)裝置中，密閉型 壓縮機10為雙缸型的構件進行了說明，但并不限定于此，例如可以是制冷用的制冷循環(huán)裝 置，也可以是包括單缸型、三缸或三缸以上的汽缸的密閉型壓縮機。此外，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在實施階段可在不脫離其主旨的范圍內 將構成要素變形后具體化，并能通過上述實施方式所公開的多個構成要素的適當組合來形 成各種發(fā)明。
權利要求
1.一種集中繞組定子，包括鐵心，該鐵心從環(huán)狀的芯部朝中心部形成有多個齒部；一對絕緣端板，該一對絕緣端板配置于所述鐵心的軸向兩端，并具有將所述鐵心的齒 部的軸向端面覆蓋的絕緣齒部；絕緣片，該絕緣片配置于在所述鐵心的多個齒部間形成的槽內；以及 繞線，該繞線隔著所述絕緣端板及所述絕緣片卷繞于所述鐵心， 其特征在于，所述絕緣端板的絕緣齒部中，連結與鐵心相反一側的端面和側面的角部形成為曲面， 且所述絕緣齒部的外周側的厚度形成得比內周側的厚度大，所述絕緣片形成為絕緣片的端部與所述絕緣齒部的內周側的曲面重疊，而與外周側的 曲面不重疊的長度，所述繞線從所述絕緣齒部的外周側開始卷繞。
2.如權利要求1所述的集中繞組定子，其特征在于，在所述絕緣齒部的內周側設置使所述絕緣片的端部卡定的卡定部。
3.如權利要求1所述的集中繞組定子，其特征在于，包括狹縫狀的臨時固定部，該臨時固定部設于所述一對絕緣端板的一個圓周部，且設 于所述繞線的卷繞結束部，對所述繞線的端部進行臨時固定。
4.一種密閉型壓縮機，其特征在于，將具有權利要求1 3中任一項所述的集中繞組定子的電動機和被該電動機驅動的壓 縮機構部收納于密閉殼體內。
5.一種制冷循環(huán)裝置，其特征在于，包括權利要求4所述的密閉型壓縮機、冷凝器、膨脹裝置及蒸發(fā)器。
全文摘要
一種本發(fā)明提供集中繞組定子、密閉型壓縮機及制冷循環(huán)裝置，根據本發(fā)明的集中繞組定子，在卷繞繞線時，在絕緣片的端部不產生裂紋，且不增長被卷繞的繞線的周長。集中繞組定子包括從環(huán)狀的芯部朝中心部形成有多個齒部的鐵心；配置于該鐵心的軸向兩端，并具有將鐵心的齒部的軸向端面覆蓋的絕緣齒部(23b)的一對絕緣端板(23)；配置于在鐵心的多個齒部間形成的槽內的絕緣片(24)；以及隔著絕緣端板(23)及絕緣片(24)卷繞于所述鐵心的繞線，其中，絕緣端板(23)的絕緣齒部(23b)中，在連結與鐵心相反一側的端面(T)和側面(S)的角部形成為曲面(R)，并使絕緣齒部(23b)的外周側的厚度形成得比內周側的厚度大，絕緣片(24)形成為絕緣片(24)的端部與絕緣齒部(23b)的內周側的曲面(R)部重疊而與外周側的曲面(R)部不重疊的長度，繞線從絕緣齒部(23b)的外周側開始卷繞。
文檔編號F04B35/04GK102082471SQ201010587980
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權日2009年11月30日
發(fā)明者曾根初昭, 田島將希 申請人:東芝開利株式會社