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公開番号2025121265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016607
出願日2024-02-06
発明の名称電動機および圧縮機
出願人愛知電機株式会社
代理人弁理士法人勇智国際特許事務所
主分類H02K 3/34 20060101AFI20250812BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動機において、固定子巻線の占積率を向上させる技術を提供する。
【解決手段】電動機において、固定子は、固定子コアと、電気絶縁体と、固定子巻線とを含む。固定子コアは、軸方向に延在する筒状の形状を有する。固定子コアは、周方向に延在するヨークと、ヨークから径方向内側に延在する複数のティースとを有する。ティースは、ヨークから径方向内側に延在するティース基部と、ティース基部の径方向内側の先端に連設されるティース先端部とを含む。電気絶縁体は、ヨークの軸方向第1側に配置される第1外壁部と、ティース基部の軸方向第1側に配置される第1胴部と、ティース先端部の軸方向第1側に配置される第1内壁部とを含む。第1胴部は、周方向第1側の第1側面と、周方向第2側の第2側面とを備える。電気絶縁体は、第1胴部と第1外壁部との接続部に形成され、第1外壁部の内周面と第1側面とに接続される傾斜壁面を有する突出部を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
固定子および回転子を備える電動機であって、
前記固定子は、固定子コアと、電気絶縁体と、固定子巻線と、を含み、
前記固定子コアは、
軸方向に延在する筒状の形状を有し、
周方向に延在するヨークと、前記ヨークから径方向内側に延在する複数のティースとを有し、
前記ティースは、
前記ヨークから径方向内側に延在するティース基部と、
前記ティース基部の径方向内側の先端に連設されるティース先端部とを含み、
前記電気絶縁体は、
前記ヨークの軸方向第１側に配置される第１外壁部と、
前記ティース基部の軸方向第１側に配置される第１胴部と、
前記ティース先端部の軸方向第１側に配置される第１内壁部とを含み、
前記第１胴部は、周方向第１側の第１側面と、周方向第２側の第２側面とを備え、
前記固定子巻線は、少なくとも前記ティース基部の軸方向第１側に前記第１胴部が配置された状態の前記ティース基部の周りに巻き付けられ、
前記電気絶縁体は、前記第１胴部と前記第１外壁部との接続部に形成され、前記第１外壁部の内周面と前記第１側面とに接続される傾斜壁面を有する突出部を備える、
電動機。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記傾斜壁面の面方向と前記第１胴部の延在方向との間の傾斜角は、４０度以上７０度以下である、
電動機。
【請求項３】
請求項１に記載の電動機であって、
前記傾斜壁面における前記第１外壁部の内周面から前記第１側面までの幅は、前記固定子巻線を形成する導線の直径の１．５倍以上３倍以下である、
電動機。
【請求項４】
請求項１に記載の電動機であって、
前記第１外壁部の内周面には、前記第２側面の面方向が交差する位置に、前記軸方向に延在する溝部が設けられる、
電動機。
【請求項５】
請求項１に記載の電動機であって、
前記第１内壁部は、さらに、前記第１胴部から周方向第１側に向かって突出する第１鍔部と、前記第１胴部から周方向第２側に向かって突出する第２鍔部とを備え、
前記第２鍔部における径方向の厚みは、前記第１鍔部における前記径方向の厚みよりも厚くなるように構成されている、
電動機。
【請求項６】
請求項５に記載の電動機であって、
前記第２鍔部に接する固定子巻線の位置は、前記第１鍔部に接する固定子巻線の位置に対して径方向外側にオフセットされている、
電動機。
【請求項７】
請求項５に記載の電動機であって、
前記第２鍔部における前記径方向の厚みは、前記第１鍔部における前記径方向の厚みよりも、前記固定子巻線を形成する導線の直径の０．２５倍以上１．０倍未満の厚さだけ厚い、
電動機。
【請求項８】
請求項５に記載の電動機であって、
前記第１外壁部の内周面には、前記第２側面の面方向が交差する位置に、前記軸方向に延在する溝部が設けられる、
電動機。
【請求項９】
請求項１に記載の電動機であって、
前記電気絶縁体は、
さらに、前記ヨークの軸方向第２側に配置される第２外壁部と、前記ティース基部の軸方向第２側に配置される第２胴部と、前記ティース先端部の軸方向第２側に配置される第２内壁部とを有し、
前記第１外壁部、前記第１胴部、および前記第１内壁部を含む第１電気絶縁部と、前記第１電気絶縁部とは別体であり、前記第２外壁部、前記第２胴部、および前記第２内壁部を含む第２電気絶縁部と、を含む、
電動機。
【請求項１０】
請求項９に記載の電動機であって、
前記電気絶縁体は、さらに、前記第２胴部と前記第２外壁部との接続部に形成され、前記第２外壁部の内周面と前記第２側面とに接続される第２傾斜壁面を有する第２突出部を備える、
電動機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機および圧縮機に関する。
続きを表示（約 4,800 文字）【背景技術】
【０００２】
固定子コアと固定子巻線とを絶縁する電気絶縁体に固定子巻線が巻き付けられる集中巻方式の固定子が知られている。固定子は、周方向に沿って延在するヨークと、ヨークから径方向に沿って延在する複数のティースと、隣接するティース間に規定される複数のスロットとを有している。ティースは、ヨークから径方向に沿って内側に延在するティース基部と、ティース基部の先端側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部を有している。例えば、特許文献１では、ティース基部の上面に傾斜面が形成される固定子が開示されている。これにより、固定子巻線を、連結部の上面に形成された傾斜面に沿って外壁部側に滑らせながら巻き付けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２７２０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、固定子巻線が互いに交差して巻き付けられることがあり、スロット内における固定子巻線の占積率が低下することがある。そのため、スロット内における固定子巻線の占積率の向上が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の一形態によれば、固定子および回転子を備える電動機が提供される。この電動機において、前記固定子は、固定子コアと、電気絶縁体と、固定子巻線と、を含む。前記固定子コアは、軸方向に延在する筒状の形状を有する。前記固定子コアは、周方向に延在するヨークと、前記ヨークから径方向内側に延在する複数のティースとを有する。前記ティースは、前記ヨークから径方向内側に延在するティース基部と、前記ティース基部の径方向内側の先端に連設されるティース先端部とを含む。前記電気絶縁体は、前記ヨークの軸方向第１側に配置される第１外壁部と、前記ティース基部の軸方向第１側に配置される第１胴部と、前記ティース先端部の軸方向第１側に配置される第１内壁部とを含む。前記第１胴部は、周方向第１側の第１側面と、周方向第２側の第２側面とを備える。前記固定子巻線は、少なくとも前記ティース基部の軸方向第１側に前記第１胴部が配置された状態の前記ティース基部の周りに巻き付けられる。前記電気絶縁体は、前記第１胴部と前記第１外壁部との接続部に形成され、前記第１外壁部の内周面と前記第１側面とに接続される傾斜壁面を有する突出部を備える。
この形態の電動機によれば、第１側面上に配置される固定子巻線の配列が乱れることを抑制または防止することができ、固定子巻線の占積率を向上させることができる。
（２）上記形態の電動機において、前記傾斜壁面の面方向と前記第１胴部の延在方向との間の傾斜角は、４０度以上７０度以下であってよい。
この形態の電動機によれば、固定子巻線を最密構造で配列することを促し、固定子巻線の占積率を向上させることができる。
（３）上記形態の電動機において、前記傾斜壁面における前記第１外壁部の内周面から前記第１側面までの幅は、前記固定子巻線を形成する導線の直径の１．５倍以上３倍以下であってよい。
この形態の電動機によれば、固定子巻線の３段分において、径方向における最も外側の固定子巻線を最密構造で配列することを促し、複数段に亘る固定子巻線の占積率を向上させることができる。
（４）上記形態の電動機において、前記第１外壁部の内周面には、前記第２側面の面方向が交差する位置に、前記軸方向に延在する溝部が設けられてよい。
この形態の電動機によれば、外壁部から第２側面に導かれる固定子巻線と、胴部に巻き回された固定子巻線とが干渉することを抑制または防止することができる。
（５）上記形態の電動機において、前記第１内壁部は、さらに、前記第１胴部から周方向第１側に向かって突出する第１鍔部と、前記第１胴部から周方向第２側に向かって突出する第２鍔部とを備えてよい。前記第２鍔部における径方向の厚みは、前記第１鍔部における前記径方向の厚みよりも厚くなるように構成されてよい。
この形態の電動機によれば、第２側面上において、固定子巻線間の間隙を抑制または防止することができ、固定子巻線の占積率を向上させることができる。
（６）上記形態の電動機において、前記第２鍔部に接する固定子巻線の位置は、前記第１鍔部に接する固定子巻線の位置に対して径方向外側にオフセットされてよい。
この形態の電動機によれば、固定子巻線を周方向に対して径方向外側に傾斜させて巻き回すことができ、固定子巻線の配列が乱れることを抑制または防止することができる。
（７）上記形態の電動機において、前記第２鍔部における前記径方向の厚みは、前記第１鍔部における前記径方向の厚みよりも、前記固定子巻線を形成する導線の直径の０．２５倍以上１．０倍未満の厚さだけ厚くてよい。
この形態の電動機によれば、第２側面上の固定子巻線間の間隙の発生や固定子巻線の脱落などを抑制または防止することができる。
（８）上記形態の電動機において、前記第１外壁部の内周面には、前記第２側面の面方向が交差する位置に、前記軸方向に延在する溝部が設けられてよい。
この形態の電動機によれば、外壁部から第２側面に導かれる固定子巻線と、胴部に巻き回された固定子巻線とが干渉することを抑制または防止することができる。
（９）上記形態の電動機において、前記電気絶縁体は、さらに、前記ヨークの軸方向第２側に配置される第２外壁部と、前記ティース基部の軸方向第２側に配置される第２胴部と、前記ティース先端部の軸方向第２側に配置される第２内壁部とを有してよい。前記電気絶縁体は、前記第１外壁部、前記第１胴部、および前記第１内壁部を含む第１電気絶縁部と、前記第１電気絶縁部とは別体であり、前記第２外壁部、前記第２胴部、および前記第２内壁部を含む第２電気絶縁部と、を含んでよい。
この形態の電動機によれば、簡易な方法により固定子を生産することができる。また、第１電気絶縁部と第２電気絶縁部とが別体とされることにより、固定子の軸方向の長さが変更になった場合でも新たに成形型を製作することなく電動機を製造することができる。
（１０）上記形態の電動機において、前記電気絶縁体は、さらに、前記第２胴部と前記第２外壁部との接続部に形成され、前記第２外壁部の内周面と前記第２側面とに接続される第２傾斜壁面を有する第２突出部を備えてよい。
この形態の電動機によれば、軸方向第１側と軸方向第２側との両側に傾斜壁面を設けることにより、固定子巻線が軸方向に沿って配列されやすくなる。したがって、固定子巻線の配列が乱れることをより確実に抑制または防止することができる。
（１１）上記形態の電動機において、前記電気絶縁体は、さらに、前記ヨークの軸方向第２側に配置される第２外壁部と、前記ティース基部の軸方向第２側に配置される第２胴部と、前記ティース先端部の軸方向第２側に配置される第２内壁部とを有してよい。前記電気絶縁体は、前記第１外壁部、前記第１胴部、および前記第１内壁部を含む第１電気絶縁部と、前記第２外壁部、前記第２胴部、および前記第２内壁部を含む第２電気絶縁部と、前記第１電気絶縁部と前記第２電気絶縁部との間に連設される絶縁体接続部とを含んでよい。
この形態の電動機によれば、電気絶縁体と固定子コアとを組み立てるための工程数を削減することができ、電動機の生産性を向上させることができる。また、軸方向の中間を絶縁体接続部とすることにより固定子の積厚（軸方向の長さ）が変更になった場合でも新たに成形型を製作することなく電動機を製造することができる。
（１２）上記形態の電動機において、前記電気絶縁体は、さらに、前記第２胴部と前記第２外壁部との接続部に形成され、前記第２外壁部の内周面と前記第２側面とに接続される第２傾斜壁面を有する第２突出部を備えてよい。
この形態の電動機によれば、軸方向第１側と軸方向第２側との両側に傾斜壁面を設けることにより、固定子巻線が軸方向に沿って配列されやすくなる。したがって、固定子巻線の配列が乱れることをより確実に抑制または防止することができる。
（１３）本開示の他の形態によれば、流体を圧縮して送出する圧縮機構と前記圧縮機構を駆動する電動機とを備える圧縮機が提供される。この圧縮機は、上記各形態の電動機を備えてよい。
本開示は、電動機以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、固定子、固定子の製造方法、電動機の製造方法、固定子巻線の形成方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係るモータを備える圧縮機の内部構造を示す説明図。
第１実施形態に係るモータに用いられる固定子の構成を示す説明図。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ位置を示す断面図。
電気絶縁体の外観構成を示す斜視図。
電気絶縁体の外観構成を示す平面図。
図５の一部の範囲を拡大して示す説明図。
胴部に巻き回された固定子巻線を模式的に示す説明図。
外壁部の構成を示す説明図。
溝部を拡大して示す説明図。
突出部の周辺を拡大して示す説明図。
第１鍔部および第２鍔部の周辺を拡大して示す説明図。
図３の一部の範囲を拡大して示す説明図。
比較例としての従来の固定子コアの構成を示す説明図。
第２実施形態に係るモータが備える固定子コアの構成を示す説明図。
第３実施形態に係るモータが備える固定子コアの構成を示す説明図。
第４実施形態に係るモータが備える固定子コアの構成を示す説明図。
電気絶縁体の変形例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．圧縮機３００およびモータ３１０の構成：
図１は、本開示の第１実施形態に係るモータ３１０を備える圧縮機３００の内部構造を示す説明図である。圧縮機３００は、例えば、スクロール型の電動圧縮機である。圧縮機３００は、例えば、図示しない車両に搭載され、例えば、蒸発器、膨張弁、および凝縮器などとともに車両用空調装置の冷凍回路として機能する。
【０００９】
図１に示すように、圧縮機３００は、ハウジング３０１と、モータ３１０と、流体を圧縮して送出する圧縮機構３２０と、駆動軸３３０と、駆動回路３４０とを備えている。ハウジング３０１は、モータ３１０および圧縮機構３２０を収容している。ハウジング３０１には、吸入口３０２と、モータ３１０が配置されるモータ室３０３と、吐出口３０５とが形成されている。
【００１０】
吸入口３０２は、モータ室３０３と連通している。吸入口３０２は、例えば、図示しない蒸発器と接続されており、蒸発器から供給される冷媒を受け入れてモータ室３０３へと流動させる。吐出口３０５は、圧縮機構３２０によって圧縮された高圧の冷媒を圧縮機３００の外部に吐出する。吐出口３０５は、例えば、図示しない凝縮器と接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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