JP2002272047A - モータとその製造方法、これらを用いた圧縮機 - Google Patents

モータとその製造方法、これらを用いた圧縮機

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jig
stator core
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Masahiko Makino
雅彦 牧野
Yoshifumi Abe
喜文 阿部
Tatsuhisa Taguchi
辰久 田口
Yoshinari Asano
能成 浅野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 さらなる小型化またはおよび軽量化ができる
ようにする。 【解決手段】 ステータコア６ａに施した巻き線６ｃに
おけるコイルエンド６ｄを、それに設定される内周面を
形成するための内側成形面２１ａを持つように配した内
側治具２１と、この内側成形面２１ａおよびステータコ
ア６ａ端面に対向する外まわり成形面２２ａを持った外
まわり治具２２との間で、外まわり治具２２を内側治具
２１およびステータコア６ａに近づけることにより前記
コイルエンド６ｄを圧縮し成形を行うようにして、上記
の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータとその製造
方法、およびそれらを用いた圧縮機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンのみで走行する自動車の場合、
元来、エンジンにより駆動する圧縮機を用いて車室内の
空調を行っており、圧縮機はエンジンに横付けして搭載
されてきた。
【０００３】一方、電気自動車、あるいはエンジンとモ
ータとを使い分けて走行するハイブリッド自動車が、最
近一般道路用のものとして実用されるようになってい
る。その多くはハイブリッド自動車であり、従来型のエ
ンジン自動車同様にエンジンにより冷凍圧縮機を駆動し
て車内の空調を行っている。
【０００４】一方、屋内空調用の冷凍圧縮機としては、
図１０に示すように圧縮機構ａとこれを駆動するモータ
ｂとを容器ｃに収容したいわゆる密閉型のモータ内蔵の
圧縮機が広く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ド自動車では、エンジンによる環境への影響を軽減する
という本来の目的から、自動車が信号などで一時停止す
る場合にはエンジンを止めることが提案されている。こ
のような場合、エンジンで駆動する圧縮機を用いると、
自動車が停止する都度乗車中にもかかわらず空調が止ま
ることになり、快適性が損なわれ、夏季や冬季、極寒や
極暑の地では特に問題になる。
【０００６】そこで、モータで駆動する圧縮機を採用す
ることが考えられる。また、電気自動車で空調を行うに
はモータで駆動する圧縮機の採用が当然となる。このよ
うな圧縮機として前記した屋内の空調用のものを利用で
きれば好適である。このものは、圧縮機構ａは容器ｃに
設けた吸入管ｄを通じて冷凍サイクルから戻る冷媒を吸
入して圧縮し、一旦容器ｃ内に吐出してモータｂを冷却
した後、容器ｃの吐出管ｅから吐出させて冷凍サイクル
に供給することを繰り返す。
【０００７】したがって容器ｃは高圧に耐える圧力容器
となり比較的厚みのある金属板で形成される上、収容す
るモータｂや圧縮機構ａなどとともにＵＬ規格などによ
って制限される限界一杯まで接近させて配置する構造と
なっており、重量物の塊のようで家庭の空調用でも６ｋ
ｇ程度と重い。
【０００８】これを軽量かつ小型化するのは困難である
が、本発明者等が種々に実験し研究したところ、モータ
自体の小型化、圧縮機における絶縁上の安全間隔の詰
め、あるいは圧縮機の組み立て後にモータｂのステータ
の巻き線に通電し、そのとき生じるステータの起磁力に
よってロータを着磁させる作業において、巻き線がまわ
りの圧縮機構ａなどの磁性部材との間で磁気的に引き合
って磁性部材側に膨れるのを防止するための磁気的な安
全間隔の詰め、容器の径や長さの短縮、などが、種々な
改良を伴って可能で、さらなる小型化またはおよび軽量
化ができることが判明した。
【０００９】本発明の主たる目的は、そのような新たな
知見に基づき、さらなる小型化またはおよび軽量化がで
きるモータとその製造方法、それらを用いてさらなる小
型化および軽量化ができる圧縮機を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明のモータは、ステータコアのスロット
間に巻き線が施されたステータと、ステータの内周に同
心に位置して回転するように支持されたロータとを備
え、巻き線のコイルエンドが、内周側に設定された内回
り面に対し、外まわりからボリュームを圧縮した外まわ
り面を持つように成形されていることを特徴とするもの
である。
【００１１】このような構成では、ステータコアに施し
た巻き線のコイルエンドの内周面側の内回り面が外まわ
り面に優先して、回転するロータや回転軸との関係で許
容される内側限界一杯に設定して、この内まわり面を作
るようにコイルエンドのボリュームを外まわりから圧縮
して成形されることで、コイルエンド部においてモータ
の長さまたはおよび径を小さくすることができる。
【００１２】巻き線が分布巻きされていると、巻き線の
コイルエンド部のコイル束が円周方向に分散して円周方
向各部でのコイル密度が増し、圧縮成形に際して内部に
空間が残りにくくコイルエンドの外まわり面を内側限界
一杯の内回り面に一層近付けてモータをさらに小型化す
ることができる。
【００１３】コイルエンドの外周面に前記圧縮成形によ
る凹部や溝、段差などの後退部を持ち、この後退部に巻
き線の給電用の接続具を収容して保持されていると、接
続具が巻き線から延びたリード線の先端に設けられてふ
ら付くのを、巻き線の一部に保持して防止し、かつ巻き
線の外まわり面から突出しないようになるので、ステー
タを取り扱う際に邪魔にならないし、モータのケーシン
グやモータが収容される圧縮機の容器などへの組み込み
なども容易に行える。しかも、このための後退部はコイ
ルエンドの全ボリュームに対して小さくコイルエンドを
特に大きくすることにはならないので、本来の目的であ
るモータの小型化を特に損なうことはない。しかも、モ
ータに外部から給電するための内外接続ターミナルを前
記ケーシングや容器の胴部に設けて前記巻き線の接続具
と接続させるような場合、双方が対向し合う位置関係と
しておけるので互いに接続しやすくなる。
【００１４】接続具が巻き線を結束している結束材によ
って保持されていると、接続具を保持するのに特別な部
材や作業が要らない利点がある。
【００１５】巻き線が自己融着線であって、圧縮成形後
に加熱または通電により自己融着されていると、巻き線
が隣接するコイルどうしの融着によって全体が確固に結
束して、振動や磁気作用、自動車の急激な加減速時の慣
性、急カーブでの遠心力によって結束が緩むことがな
い。従って、前記結束の緩みや磁気作用による膨れを配
慮していた従来の絶縁上や磁気上の安全間隔を、実際に
必要な安全間隔程度まで詰めることができ、ケーシング
を含むモータ自体、およびモータを圧縮機構とともに容
器に収容して構成する圧縮機をさらに小型化することが
でき、それらケーシングまたは容器の小型化はモータ自
体およびそれを用いた圧縮機の軽量化につながる。従っ
て、軽量な面でモータ自体を自動車の走行用に用いて、
また、圧縮機を自動車の空調用に用いて好適である。こ
れらの意味で移動するバッテリーとともに用いて有効で
ある。
【００１６】本発明のモータの製造方法は、回転できる
ように支持されたロータの外側に同心的に位置して固定
されるステータが、そのステータコアの内周のスロット
間に巻き線を施されているモータを製造するのに、ステ
ータコアに施した巻き線におけるコイルエンドを、それ
に設定される内周面を形成するための内側成形面を持つ
ように配した内側治具と、この内側成形面およびステー
タコア端面に対向する外まわり成形面を持った外まわり
治具との間で、外まわり治具を内側治具およびステータ
コアに近づけることにより前記コイルエンドを圧縮し成
形を行う工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】このような構成では、コイルエンドをそれ
に内側限界一杯に設定した内周面を作るように外まわり
から圧縮し成形するので、内周面が内側限界一杯まで従
来よりも内側に移動する分、外まわり面も内側に移動
し、モータをそのコイルエンド部において長さまたはお
よび径の小さなものとして製造することができる。
【００１８】このようなモータの製造において、コイル
エンドを圧縮成形した後、内側治具および外まわり治具
と、ステータと、を分離し、ステータとロータとを組み
付けるようにすれば、コイルエンドを圧縮成形するのに
ステータをロータから切り離しておけるので、ステータ
の一端側から他端側に内側を通した内側成形面でコイル
エンドの内側を受け止め、ステータの他端側からコイル
エンドの外まわり面に外側成形面を押し当てて圧縮成形
することができるので、ステータの同じ端部側から内外
の成形面を臨ませて圧縮成形するような場合に比し、成
形作業が容易になる。
【００１９】内側治具は円周方向に複数に分割してそれ
ぞれ半径方向外方に進出させることにより、内側成形面
の少なくとも一部をステータコアの内周よりも外側に位
置させて前記圧縮成形を行い、成形後内側治具のそれぞ
れは半径方向内方に後退させてから抜き去るようにする
と、コイルエンドの内周面における少なくともステータ
コア端面側の部分を、ステータコアの内周よりも外側に
位置するように設定しても、内側治具の前記半径方向の
移動によってこの内周面を作る外まわりからの前記圧縮
成形ができ、コイルエンドの内側面における少なくとも
ステータコア端面側の部分をステータコアの内周よりも
外側に位置させて回転するロータなどとの万一の接触を
も防止する対策が行える。この場合、内側治具はステー
タコアの内側を通じて一端側から他端側に挿入し、径方
向外方に進出させてコイルエンドの圧縮成形に供した
後、径方向内方に後退させて一端側に抜き去ることがで
きる。
【００２０】本発明の圧縮機は、上記各場合のモータ
と、このモータのロータと一体の回転軸と連結された圧
縮機構と、を容器に収容し、モータに容器外から給電し
て圧縮機構を駆動するようにしたことを特徴とするもの
である。
【００２１】このような構成では、各場合のモータが小
型化されている分だけ、圧縮機が小型化する。具体的に
は、コイルエンドによるモータの長さ方向の短縮化によ
り、隣接する圧縮機構と従来通りの安全間隔を小さくす
ることなく容器の長さが短縮し、コイルエンドの外径の
小型化により、容器との絶縁距離が大きくなって絶縁に
余裕ができる分容器の外径を小さくして圧縮機の小型化
が図れるので、自動車のエンジンルームに設置するのに
好適であるし、重い圧力容器の長さおよび径の縮小によ
り高い割合で軽量化することができ、自動車で代表され
る移動車に搭載するのに好適である。これらの意味で移
動するバッテリーとともに用いられる圧縮機として特に
有効である。
【００２２】前記給電のための内外接続ターミナルが容
器の胴部に設けられていると、従来、容器の鏡板に設け
られて長手方向に突出していたのが胴部に移ることによ
り全体の長さを短くすることができる。これに併せ、容
器に設けられて圧縮機構に通じる吸入管および吐出管が
容器の胴部に設けられる形式のものを採用すると配管面
でも圧縮機が占める長手方向のスペースを無くすことが
できる。
【００２３】ステータの巻き線のコイルエンドにまわり
との絶縁を図る絶縁覆いを設けたものであると、ステー
タの巻き線に通電してロータを着磁させるときのコイル
エンドのまわりの磁性部材側への膨らみ、あるいは遠心
力や振動などによるコイルエンドの結束の緩みなど、巻
き線にまわりとの各種安全間隔が小さくなる現象が後事
的に生じ、あるいは生じようとしても、コイルエンドと
そのまわりの導電体や磁性部材との絶縁が絶縁覆いによ
って確保されるので、コイルエンドと回りの非磁性の導
電体や磁性部材との絶縁上や磁気的な安全間隔、つま
り、容器や圧縮機構などとの間を絶縁覆いで隔てる程度
まで小さくして、圧縮機を絶縁の問題なしに径方向およ
び長手方向に短縮することができる。従って、絶縁覆い
は確保すべき絶縁距離分の厚みを持って覆っていると、
コイルエンドとまわりの胴電体および磁性体との間の絶
縁距離をどのような場合にも機械的に確保することがで
きる。これらの意味で、絶縁覆いはコイルエンドの端面
および外周面の双方を覆っていると、容器および圧縮機
構など径方向および軸方向に対向するどの部材とも絶縁
を確保することができる。必要に応じてコイルエンドの
内周面をも絶縁覆いにて覆うようにしてもよい。
【００２４】また、絶縁覆い内に非磁性の導電体を内蔵
していると、ステータの巻き線に容器外から通電してス
テータの起磁力によって磁性ロータに着磁する場合に、
コイルエンドがまわりの磁性部材との間で磁気的に引き
合おうとする磁力線を非磁性の導電体により遮断し、コ
イルエンドが磁性部材側に膨れるようなことを防止する
ことができる。
【００２５】本発明のそれ以上の目的及び特徴は、以下
の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の
各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは
種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の幾つかの実施例に係るモータ
とその製造方法、およびそれらを用いた圧縮機について
図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００２７】本実施例は電気自動車、あるいはハイブリ
ッド自動車など移動する バッテリを持った移動車に搭
載するのに好適な、小型化ができるモータ、およびこれ
らを用いた小型化および軽量化できるようにした空調用
の圧縮機の場合の一例である。しかし、本発明はこれに
限られることはなく、種々な用途のモータ、従来の屋内
空調用のモータ内蔵の圧縮機やその他の冷凍用に適用し
ても有効であるのは勿論である。
【００２８】本実施例に係るモータは図１、図２、図９
に示すように、ステータコア６ａのスロット６ｂ間に巻
き線６ｃが施されたステータ６と、ステータ６の内周に
同心に位置して回転するように支持されたロータ７とを
備えてモータ３を構成している。前記巻き線６ｃのコイ
ルエンド６ｄが、内周側に設定された内回り面Ａに対
し、外まわりからボリュームを圧縮した外まわり面Ｂを
持つように成形されている。
【００２９】このようにすると、ステータコア６ａに施
した巻き線６ｃのコイルエンド６ｄの内周側の内回り面
Ａが外まわり面Ｂに優先して、回転するロータ７や回転
軸８との関係で許容される内側限界一杯に設定してお
き、この内まわり面Ａを作るように図２に仮想線で示す
コイルエンド６ｄのボリュームを外まわりから圧縮して
図１、図２に実線で示すように成形されることで、モー
タ３をそのコイルエンド６ｄ部において長さまたはおよ
び径を小さくすることができる。
【００３０】特に、図１、図２、図９の右側、のそれぞ
れに示すコイルエンド６ｄは、図９に示す回転軸８の小
さな軸受部１４と対向するだけで、内側限界がかなり内
側になるのを利用して、内まわり面Ａのステータコア６
ａの端面側一部を除いて、ステータコア６ａの内周より
も内側に張り出すように設定してあり、この内まわり
面、特に内周面とステータコア６ａに外まわり面Ｂを近
付けるように圧縮したものとすることにより、外径およ
びステータコア６ａ端面からの張り出しをより抑えてモ
ータの小型化をさらに図れるようにしてある。また、こ
れに併せ、コイルエンド６ｄのステータコア６ａの端面
側がステータコア６ａの内周よりも大きくしてあること
により、何らかの原因でコイルエンド６ｄが内周側に緩
んだり部分的に変位したりして、回転するロータ７や回
転軸８などに万一にも接触するようなことを防止するこ
とができる。
【００３１】図９の左側に示すコイルエンド６ｄは、モ
ータ３と共に容器１に収容されてモータ内蔵の圧縮機１
３を構成する圧縮機構２側の回転軸８の軸受部１５が大
きいことにより、内側限界が右側よりも外側に設定する
必要がある。このような関係から、内周面におけるステ
ータコア６ａの端面側一部を除く部分をロータ７の内周
近くにせまる程度の位置に設定して、コイルエンド６ｄ
の径およびステータコア６ａの端面からの張り出しを抑
えるようにしてある。これによっても、従来コイルエン
ドの外周面の位置を設定しておき、このような外周面を
作るように内周がわから圧縮して成形し、コイルエンド
の内周面の内径やステータコア端面からの張り出し量が
不用意に大きくなっていた場合に比し、モータ３の小型
化が図れる。
【００３２】なお、左右のコイルエンド６ｄは同じ径に
する場合、平均内径が大きくなる側の左側のコイルエン
ド６ｄの長さが右側のコイルエンド６ｄのそれよりも長
くなる。しかし、モータ内蔵の圧縮機１３の容器１、あ
るいはこの圧縮機１３に代えてモータ自体を構成する場
合のケーシングの径を左右のコイルエンド６ｄの外径の
違いに合わせて異ならせるような場合、左右のコイルエ
ンド６ｄのステータコア６ａからの張り出し量を同じに
して径を異ならせ、内径の違いを吸収することもでき
る。要するに、左右のステータコア６ａの断面形状はど
のように異なってもよく、モータ３として全体に小型化
できればよい。
【００３３】また、モータ３を内蔵した圧縮機１３とし
ては、モータ３が小型化されている分だけ、圧縮機１３
が小型化する。具体的には、コイルエンド６ｄによるモ
ータ３の長さ方向の短縮化により、隣接する圧縮機構２
と従来通りの安全間隔を確保しても容器１の長さが短縮
し、コイルエンド６ｄの外径の短縮により、容器１との
絶縁に余裕ができる分容器１の外径を小さくして圧縮機
１３の小型化が図れるので、自動車のエンジンルームに
設置するのに好適である。さらに、重い圧力容器１の長
さおよび径の縮小により高い割合で軽量化することがで
き、自動車で代表される移動車に搭載するのに好適であ
る。これらの意味で移動するバッテリーとともに用いら
れる圧縮機１３として好適である。このような軽量化は
モータ３をケーシングに収容してモータ単体とするよう
な場合のケーシングの縮小化によってモータ３単体が軽
量化されるのは同じである。
【００３４】なお、巻き線６ｃは分布巻きされている。
これにより、巻き線６ｃのコイルエンド６ｄのコイル束
６ｅが円周方向に分散してコイル密度が増し、圧縮成形
に際して内部に空間が残りにくくなる。従って、コイル
エンド６ｄの外まわり面Ｂを内回り面Ａに一層近付けて
モータ３をさらに小型化することができる。
【００３５】以上のような小型化できるモータの製造方
法は、図２に示すように、ステータコア６ａに施した巻
き線６ｃにおけるコイルエンド６ｄを、それに設定され
る内側面を形成するための内側成形面２１ａを持つよう
に配した内側治具２１と、この内側成形面２１ａおよび
ステータコア６ａの端面に対向する外まわり成形面２２
ａを持った外まわり治具２２との間で、外まわり治具２
２を例えば図２に示す仮想線の位置から実線で示す位置
まで内側治具２１およびステータコア６ａに近づけるこ
とにより、前記コイルエンド６ｄを外まわりから圧縮し
内側成形面２１ａを基準位置とした圧縮成形を行う工程
を、通常のモータ製造時のコイル成形工程として備えれ
ば足り、コイルエンド６ｄをそれに内側限界一杯に設定
した内まわり面Ａを作るように外まわりから圧縮するこ
とにより、内まわり面Ａが内側限界一杯にまで従来の場
合よりも内側に移動した分、外まわり面Ｂも内側に移動
させられるので、モータ３をそのコイルエンド６ｄ部に
おいて長さおよび径の小さなものとして製造することが
できる。つまりモータ３をコイルエンド６ｄの部分にて
小型化することができる。なお、外まわりから圧縮する
治具はコイルエンド上半部を圧縮する面を有し、軸方向
に力を加えることで外まわりからも同時に圧縮できる構
成である。
【００３６】このようなモータの製造において、コイル
エンド６ｄを圧縮成形した後、内側治具２１および外ま
わり治具２２と、ステータ６と、を分離してから、ステ
ータ６とロータ７とを組み付けるようにすれば、コイル
エンド６ｄを圧縮成形するのにステータ６を図２に示す
ようにロータ７から切り離しておけるので、ステータ６
の一端側から他端側に内側を通した内側成形面２１ａで
コイルエンド６ｄを内側から受け止め、ステータ６の他
端側からコイルエンド６ｄの外まわり面Ｂに外まわり成
形面２２ａを押し当てていって圧縮成形することができ
る。これにより、ステータ６の同じ端部側から内外の成
形面２１ａ、２２ａを臨ませて圧縮成形するような場合
に比し、成形作業が容易になる。もっとも、外まわり治
具２２は、図２における上方から圧縮する治具と、側方
から圧縮する治具とに分離することができる。分割数や
分割の形態は自由に選択し設定できる。
【００３７】内側治具２１は図２〜図４に示すように、
円周方向に複数に分割されて、具体的には３つに分割さ
れて、それぞれ図２に示す位置まで半径方向外方に進出
させることにより、内側成形面２１ａの少なくとも一部
をステータコア６ａの内周よりも外側に位置させて前記
圧縮成形を行い、成形後に内側治具２１の分割部分のそ
れぞれは図３、図４に示す位置まで半径方向内方に後退
させてから抜き去るようにすると、コイルエンド６ｄの
内側面における少なくともステータコア６ａの端面側の
部分を、ステータコア６ａの内周よりも内側に位置する
ように設定しても、内側治具２１の前記半径方向の移動
によってこの内側成形面２１ａを基準にした前記圧縮成
形ができ、コイルエンド６ｄの内まわり面６Ａにおける
少なくともステータコア６ａの端面側の部分をステータ
コア６ａの内周よりも内側に位置させて回転するロータ
７などとの間の万一の接触を防止する対策が行える。
【００３８】このような内側治具２１の動きを可能にす
るため、図２〜図４に示す例では、内側治具２１をステ
ータコア６ａに対して出し入れするための支持軸２３に
おいて、その先端部のまわりに設けた径方向のポケット
２３ａ内に分割された内側治具２１のスライド部２１ｂ
を径方向の進退ができるよう受け入れて保持し、ばね２
４により径方向内方に後退するよう付勢しておき、支持
軸２３に縦通させているスピンドル２５を図２における
上方へ移動させることにより、そのテーパ面２５ａにて
各内側治具２１を径方向外方に進出させ、スピンドル２
５を下方に移動させることにより各内側治具２１が径方
向内方へばね２４の付勢により後退させられるようにし
ている。
【００３９】これによって、内側治具２１は前記半径方
向の動きによってステータコア６ａの内側を通じて一端
側から他端側に挿入して、径方向外方に進出して他端側
のコイルエンド６ｄの圧縮成形に供した後、径方向内方
に後退して一端側に抜き去ることが可能となり、図２、
図９の右側に示すような形状に形成されるコイルエンド
６ｄがステータコア６ａの内径よりも小さな部分を持っ
ていることによって、内側治具２１が右側に抜きにくい
が左側に難なく抜ける。具体的には、内側治具２１を図
９に示す左側から挿入して、既述した図９の右側のコイ
ルエンド６ｄを成形した後左側から抜き去るようにする
ことにより、成形後のコイルエンド６ｄのステータコア
６ａの内径よりも小さな部分が邪魔になる問題を回避す
ることができる。しかも、図９の左側のコイルエンド６
ｄの内径がステータコア６ａの内周よりも小さい部分を
持たない形状に成形していることにより、前記内側治具
２１の左側への抜き去りをさらに容易にしていて好都合
である。
【００４０】もっとも、内側治具２１の後退量を大きく
すると、図９の右側のコイルエンド６ｄの成形後に内側
治具２１を右側に抜き去ることもできる。
【００４１】内側治具２１を半径方向に進退させるため
の分割数は、少なくとも２つにすれば可能であるが、そ
れ以上にする方が成形時の進出がコイルエンド６ｄとの
引っ掛かりなくスムーズに行える。しかし、多いと内側
治具２１が複雑になるだけでそれ以上の利点がないの
で、図に示す３つ位いが好適である。
【００４２】図５に示すように、コイルエンド６ｄの外
周面に前記圧縮成形によって凹部３１、あるいはその他
の溝、段差などの後退部を形成しておき、この凹部３１
に巻き線６ｃの給電用の接続具３２を収容して保持する
ようにすることもできる。このように、接続具３２が巻
き線６ｃから延びたリード線３４の先端に設けられてふ
ら付くのを、巻き線６ｃの一部に保持して防止し、かつ
巻き線６ｃの外面から突出しないようになるので、ステ
ータ６を取り扱う際に邪魔にならないし、モータ３のケ
ーシングやモータ３が収容される圧縮機１３の容器１な
どへの組み込みなども容易に行える。しかも、凹部３１
などはコイルエンド６ｄの全ボリュームに対して小さく
コイルエンド６ｄを特に大きくすることにはならないの
で、本来の目的であるモータ３の小型化を特に損なうこ
とはない。接続具３２は各リード線３４の先端に設けた
接続端子３２ａそのものでもよいが、図５、図９に示す
ようにそれら接続端子３２ａを内蔵した１つのクラスタ
ーブロックなどと１つにまとまったものにしておくと、
接続具３２を凹部３１に収容して保持したり、モータ３
のケーシングや圧縮機１３の容器１にモータ３への外部
からの給電のために設けられる図９に示すような内外接
続ターミナル３３と内側から接続したりするときの取り
扱いが楽になる。このとき、コイルエンドと給電部端子
との絶縁が問題となるが、これらの間にポリエステルフ
ィルムを設け、必要な沿面距離をもうければよい。
【００４３】また、モータ３に外部から給電すための内
外接続ターミナル３３を前記ケーシングや容器１の胴部
に、例えば図９に示すように設けて前記巻き線６ｃの接
続具３２と接続させるようにすると、双方が図９に示す
ように対向し合う位置関係としておけば互いを接続しや
すくなる。しかも、このように内外接続ターミナル３３
が容器１の胴部に設けられていると、従来、容器１の鏡
板に設けられて長手方向に突出していたのが胴部に移っ
て容器１の全体の長さを短くすることができる。これに
併せ、容器１に設けられて圧縮機構２に通じる吸入管９
および吐出管１０が容器１の胴部に設けられている形式
を採用すると配管面でも圧縮機１３が占める長手方向の
スペースを無くすことができ、ハイブリッド自動車のエ
ンジンルームに設置するような場合に特に有効である。
【００４４】図５では接続具３２は巻き線６ｃを結束し
ている結束材としての縛り紐３５によって保持されてい
る。このようにすると接続具３２を保持するのに特別な
部材や作業が要らない利点がある。しかし、巻き線６ｃ
が合成樹脂などよりなる熱融着材が表面に塗布された自
己融着線であって、圧縮成形後に加熱または通電により
巻き線６ｃの隣接するコイル１本１本どうしが融着材の
熱融着によって自己融着されているようにすると、巻き
線６ｃの全体が確固に結束して、振動や磁気作用、自動
車の急激な加減速時の慣性、急カーブでの遠心力によっ
て結束が緩むことがない。従って、モータ３を磁性部材
を持った駆動対象である圧縮機構２やそれらの軸受部１
４、１５などと隣接して容器１内に配置し、容器１外か
らステータ６の巻き線６ｃに通電してロータ７を着磁さ
せるときの、巻き線６ｃと圧縮機構２などの磁性部材と
の引き合いによる巻き線６ｃの膨れを防止するために圧
縮機構２などの磁性部材との間に設定する磁気的な安全
隙間を絶縁上の安全間隔まで詰めて、圧縮機１３を小型
化することができる。
【００４５】ここで、モータ３は電機子であるステータ
６と磁石を持ったロータ７とを組み合わせたブラシレス
モータである。回転軸８によって圧縮機構２を駆動し、
圧縮機構２は容器１に設けられた吸入管９を通じて冷凍
サイクルから戻る冷媒を吸引して圧縮し、圧縮した冷媒
を容器１内に吐出する。容器１内に吐出された冷媒はモ
ータ３の部分を通過してこれを冷却した後、容器１に設
けられた吐出管１０を通じて外部に吐出し冷凍サイクル
に供給する。容器１の底部にはオイル１１が貯留され、
このオイル１１は回転軸８を共用して駆動するポンプ１
２によって吸入して回転軸８の軸受部１５や圧縮機構２
の摺動部に回転軸８を通じて圧送しそれらの部分を潤滑
する。潤滑した後のオイル１１は供給圧により各摺動部
から染み出すように流れでて容器１内に戻る。容器１内
に吐出された冷媒の一部は容器１に貯留されているオイ
ル１１との相溶性によりそれを持ち運び、前記ポンプ１
２によりオイル１１が圧送されない軸受部１４などの摺
動部を潤滑する。以上によって図に示すモータ３内蔵の
圧縮機１３は長期に亘ってメンテナンスフリーな使用に
耐える。
【００４６】図６、図７に示すように、ステータ６の巻
き線６ｃのコイルエンド６ｄにまわりとの絶縁を図る絶
縁覆い４１を設けることもできる。このようにすると、
ステータ６の巻き線６ｃに通電してロータ７を着磁させ
るときのコイルエンド６ｄのまわりの圧縮機構２や軸受
部１４、１５などの磁性部材側への膨らみ、あるいは振
動や自動車の急激な加減速時の慣性、急カーブでの遠心
力などによるコイルエンド６ｄの結束の緩みなど、巻き
線６ｃにまわりの圧縮機構２などの磁性部材との間隔が
小さくなる現象が後事的に生じ、あるいは生じようとし
ても、コイルエンド６ｄとそのまわりの圧縮機構２など
の磁性部材との絶縁が図れるので、コイルエンド６ｄと
回りの容器１や圧縮機構２などの磁性部材との絶縁上の
安全間隔を絶縁覆い４１で隔てる程度まで小さくして、
圧縮機１３を絶縁の問題なしに径方向および長手方向に
短縮することができる。従って、絶縁覆い４１は確保す
べき絶縁距離分の厚みを持って覆っていると、コイルエ
ンド６ｄとまわりの容器１や圧縮機構２などの磁性体と
の間の絶縁上の安全間隔をどのような場合にも機械的に
確保することができる。これらの意味で、絶縁覆い４１
はコイルエンド６ｄの端部および側周の双方を覆ってい
るのがこうてきである。
【００４７】絶縁覆い４１はコイルエンド６ｄの外周面
をも覆う形態であると、その周壁の端部に形成した図
６、図７に示すような爪部４１ａをコイルエンド６ｄ外
周のステータ６端面側の端部にスリット４１ｂによる周
壁の弾性変形により弾性係合させて、あるいは周壁のス
リット４１ｂを省略した状態にて無理嵌めして、簡易に
抜け止めすることができる。
【００４８】また、図８に示すように、絶縁覆い４１内
に銅などの非磁性の導電体４３を内蔵しておくこともで
きる。このようにすると、ステータ６の巻き線６ｃに容
器１外から通電してステータ６の起磁力によってロータ
７を着磁させる場合に、コイルエンド６ｄがまわりの圧
縮機構２などの磁性体との間で磁気的に引き合おうとす
る磁力線を非磁性の導電体４３により遮断し、コイルエ
ンド６ｄが圧縮機構２などの磁性体側に膨れるようなこ
とを防止することができる。
【００４９】導電体４３はどのように設けても有効であ
るが、上記のような絶縁覆い４１に内蔵させると導電体
４３を設けるのに絶縁の問題が一挙に解決できる利点が
ある。導電体４３は磁気の遮断によって渦電流が生じ、
熱などに変わるが、発生する熱量が多く問題になるとき
は、渦電流を容器１や容器１外にアースを通じて逃がす
こともできる。
【００５０】
【発明の効果】上記の説明で明らかなように、本発明の
モータによれば、ステータコアに施した巻き線のコイル
エンドの内周面側の内回り面が外まわり面に優先して、
回転するロータや回転軸との関係で許容される内側限界
一杯に設定して、この内まわり面を作るようにコイルエ
ンドのボリュームを外まわりから圧縮して成形されるこ
とで、コイルエンド部においてモータの長さまたはおよ
び径を小さくすることができる。
【００５１】巻き線が分布巻きされていると、巻き線の
コイルエンド部のコイル束が円周方向に分散して円周方
向各部でのコイル密度が増し、圧縮成形に際して内部に
空間が残りにくくコイルエンドの外まわり面を内側限界
一杯の内回り面に一層近付けてモータをさらに小型化す
ることができる。
【００５２】コイルエンドの外周面に前記圧縮成形によ
る凹部や溝、段差などの後退部に巻き線の給電用の接続
具を収容して保持されていると、接続具が巻き線から延
びたリード線の先端に設けられてふら付くのを、巻き線
の一部に保持して防止し、かつ巻き線の外まわり面から
突出しないようになるので、ステータを取り扱う際に邪
魔にならないし、モータのケーシングやモータが収容さ
れる圧縮機の容器などへの組み込みなども容易に行え
る。しかも、このための後退部はコイルエンドの全ボリ
ュームに対して小さくコイルエンドを特に大きくするこ
とにはならないので、本来の目的であるモータの小型化
を特に損なうことはない。しかも、モータに外部から給
電するための内外接続ターミナルを前記ケーシングや容
器の胴部に設けて前記巻き線の接続具と接続させるよう
な場合、双方が対向し合う位置関係としておけるので互
いに接続しやすくなる。
【００５３】巻き線が自己融着線であって、圧縮成形後
に加熱または通電により自己融着されていると、巻き線
が隣接するコイルどうしの融着によって全体が確固に結
束して、振動や磁気作用、自動車の急激な加減速時の慣
性、急カーブでの遠心力によって結束が緩むことがな
い。従って、前記結束の緩みや磁気作用による膨れを配
慮していた従来の絶縁上や磁気上の安全間隔を、実際に
必要な安全間隔程度まで詰めることができ、ケーシング
を含むモータ自体、およびモータを圧縮機構とともに容
器に収容して構成する圧縮機をさらに小型化することが
でき、それらケーシングまたは容器の小型化はモータ自
体およびそれを用いた圧縮機の軽量化につながる。従っ
て、軽量な面でモータ自体を自動車の走行用に用いて、
また、圧縮機を自動車の空調用に用いて好適である。こ
れらの意味で移動するバッテリーとともに用いて有効で
ある。
【００５４】本発明のモータの製造方法によれば、コイ
ルエンドをそれに内側限界一杯に設定した内周面を作る
ように外まわりから圧縮し成形するので、内周面が内側
限界一杯まで従来よりも内側に移動する分、外まわり面
も内側に移動し、モータをそのコイルエンド部において
長さまたはおよび径の小さなものとして製造することが
できる。
【００５５】内側治具は円周方向に複数に分割してそれ
ぞれ半径方向外方に進出させることにより、内側成形面
の少なくとも一部をステータコアの内周よりも外側に位
置させて前記圧縮成形を行い、成形後内側治具のそれぞ
れは半径方向内方に後退させてから抜き去るようにする
と、コイルエンドの内周面における少なくともステータ
コア端面側の部分を、ステータコアの内周よりも外側に
位置するように設定しても、内側治具の前記半径方向の
移動によってこの内周面を作る外まわりからの前記圧縮
成形ができ、コイルエンドの内側面における少なくとも
ステータコア端面側の部分をステータコアの内周よりも
外側に位置させて回転するロータなどとの万一の接触を
も防止する対策が行える。この場合、内側治具はステー
タコアの内側を通じて一端側から他端側に挿入し、径方
向外方に進出させてコイルエンドの圧縮成形に供した
後、径方向内方に後退させて一端側に抜き去ることがで
きる。
【００５６】本発明の圧縮機によれば、上記各場合のモ
ータが小型化されている分だけ、圧縮機が小型化する。
具体的には、コイルエンドによるモータの長さ方向の短
縮化により、隣接する圧縮機構と従来通りの安全間隔を
小さくすることなく容器の長さが短縮し、コイルエンド
の外径の小型化により、容器との絶縁距離が大きくなっ
て絶縁に余裕ができる分容器の外径を小さくして圧縮機
の小型化が図れるので、自動車のエンジンルームに設置
するのに好適であるし、重い圧力容器の長さおよび径の
縮小により高い割合で軽量化することができ、自動車で
代表される移動車に搭載するのに好適である。これらの
意味で移動するバッテリーとともに用いられる圧縮機と
して特に有効である。
【００５７】前記給電のための内外接続ターミナルが容
器の胴部に設けられていると、従来、容器の鏡板に設け
られて長手方向に突出していたのが胴部に移ることによ
り全体の長さを短くすることができる。これに併せ、容
器に設けられて圧縮機構に通じる吸入管および吐出管が
容器の胴部に設けられる形式のものを採用すると配管面
でも圧縮機が占める長手方向のスペースを無くすことが
できる。
【００５８】ステータの巻き線のコイルエンドにまわり
との絶縁を図る絶縁覆いを設けたものであると、ステー
タの巻き線に通電してロータを着磁させるときのコイル
エンドのまわりの磁性部材側への膨らみ、あるいは振動
や自動車の急激な加減速時の慣性、急カーブによる遠心
力などによるコイルエンドの結束の緩みなど、巻き線に
まわりとの各種安全間隔が小さくなる現象が後事的に生
じ、あるいは生じようとしても、コイルエンドとそのま
わりの導電体や磁性部材との絶縁が絶縁覆いによって確
保されるので、コイルエンドと回りの非磁性の導電体や
磁性部材との絶縁上や磁気的な安全間隔、つまり、容器
や圧縮機構などとの間を絶縁覆いで隔てる程度まで小さ
くして、圧縮機を絶縁の問題なしに径方向および長手方
向に短縮することができる。従って、絶縁覆いは確保す
べき絶縁距離分の厚みを持って覆っていると、コイルエ
ンドとまわりの導電体および磁性体との間の絶縁距離を
どのような場合にも機械的に確保することができる。こ
れらの意味で、絶縁覆いはコイルエンドの端面および外
周面の双方を覆っていると、容器および圧縮機構など径
方向および軸方向に対向するどの部材とも絶縁を確保す
ることができる。必要に応じてコイルエンドの内周面を
も絶縁覆いにて覆うようにしてもよい。
【００５９】また、絶縁覆い内に非磁性の導電体を内蔵
していると、ステータの巻き線に容器外から通電してス
テータの起磁力によって磁性ロータに着磁する場合に、
コイルエンドがまわりの磁性部材との間で磁気的に引き
合おうとする磁力線を非磁性の導電体により遮断し、コ
イルエンドが磁性部材側に膨れるようなことを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るモータのステータとロー
タとの組み合わせ構造をステータを主体として示す一端
部側の斜視図である。
【図２】図１のステータの一端側のコイルエンドを成形
するモータの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】図２のモータの製造方法に用いる内側治具を示
す斜視図である。
【図４】図３の内側治具の平面図である。
【図５】図１の一端側のコイルエンドを成形するのに凹
部を設けてそこに巻き線の接続具を収容して保持した変
形例を示す斜視図である。
【図６】モータのコイルエンドに絶縁覆いを設ける実施
例を示す分解斜視図である。
【図７】図６の絶縁覆いをコイルエンドに施した状態を
示す断面図である。
【図８】導電体を内蔵した絶縁覆いの例を示す一部を断
面して見た側面図である。
【図９】図１に示すモータを内蔵した本発明の圧縮機の
実施例を示す断面図である。
【図１０】従来のモータ内蔵の圧縮機を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 容器 ２ 圧縮機構 ３ モータ ６ ステータ ６ａ ステータコア ６ｂ スロット ６ｃ 巻き線 ６ｄ コイルエンド ７ ロータ ８ 回転軸 ９ 吸入管 １０ 吐出管 １３ 圧縮機 １４、１５ 軸受部 ２１ 内側治具 ２１ａ 内側成形面 ２２ 外まわり治具 ２２ａ 外まわり成形面 ２３ 支持軸 ３１ 凹部 ３２ 接続具 ３３ 内外接続ターミナル ３５ 縛り紐 ４１ 絶縁覆い ４３ 導電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 3/50 Ｈ０２Ｋ 3/50 Ｚ ５Ｈ６０７ 7/14 7/14 Ｂ ５Ｈ６１５ // Ｈ０２Ｋ 15/04 15/04 Ｆ (72)発明者 田口 辰久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 浅野 能成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB03 AC03 CD01 CD06 CE03 CF02 CF05 CF06 3H029 AA02 AA14 AB03 BB32 CC02 CC07 CC09 CC24 CC25 CC27 5H115 PA11 PG04 PI16 PU11 PU21 QA01 QE12 SE03 5H603 AA03 AA09 BB01 BB12 CA01 CB04 CB18 CC01 CC17 CD08 CD21 CD33 CD34 EE01 EE08 EE13 FA18 5H604 AA05 AA08 BB01 BB14 CC01 CC05 CC11 DB19 PB04 PC04 QA04 QA08 QB01 QB16 5H607 AA12 BB01 BB14 BB23 CC01 DD01 DD16 FF07 GG08 5H615 AA01 BB01 BB14 BB17 PP01 PP14 PP15 PP20 PP28 QQ28 RR01 TT05

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータコアのスロット間に巻き線が施
    されたステータと、ステータの内周に同心に位置して回
    転するように支持されたロータとを備えたモータにおい
    て、 巻き線のコイルエンドが、内周側に設定された内回り面
    に対し、外まわりからボリュームを圧縮した外まわり面
    を持つように成形されていることを特徴とするモータ。
  2. 【請求項２】 巻き線は分布巻きされている請求項１に
    記載のモータ。
  3. 【請求項３】 コイルエンドの外周面に前記圧縮成形に
    よる凹部や溝、段差などの後退部を持ち、この後退部に
    巻き線の給電用の接続具を収容して保持されている請求
    項１、２のいずれか１項に記載のモータ。
  4. 【請求項４】 接続具は巻き線を結束している結束材に
    よって保持されている請求項３に記載のモータ。
  5. 【請求項５】 巻き線は自己融着線であって、圧縮成形
    後に加熱または通電により自己融着されている請求項１
    〜３のいずれか１項に記載のモータ。
  6. 【請求項６】 移動するバッテリーとともに用いられる
    請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ。
  7. 【請求項７】 回転できるように支持されたロータの外
    側に同心的に位置して固定されるステータが、そのステ
    ータコアの内周のスロット間に巻き線を施されているモ
    ータの製造方法において、 ステータコアに施した巻き線におけるコイルエンドを、
    それに設定される内周面を形成するための内側成形面を
    持つように配した内側治具と、この内側成形面およびス
    テータコア端面に対向する外まわり成形面を持った外ま
    わり治具との間で、外まわり治具を内側治具およびステ
    ータコアに近づけることにより前記コイルエンドを圧縮
    し成形を行う工程を備えたことを特徴とするモータの製
    造方法。
  8. 【請求項８】 コイルエンドを圧縮成形した後、内側治
    具および外まわり治具と、ステータと、を分離し、ステ
    ータとロータとを組み付ける工程を備えた請求項７に記
    載のモータの製造方法。
  9. 【請求項９】 内側治具は円周方向に複数に分割してそ
    れぞれ半径方向外方に進出させることにより、内側成形
    面の少なくとも一部をステータコアの内周よりも外側に
    位置させて前記圧縮成形を行い、成形後内側治具のそれ
    ぞれは半径方向内方に後退させてから抜き去る請求項
    ７、８のいずれか１項に記載のモータの製造方法。
  10. 【請求項１０】 内側治具はステータコアの内側を通じ
    て一端側から他端側に挿入し、他端側のコイルエンドを
    圧縮成形した後、一端側に抜き去る請求項９に記載のモ
    ータの製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜５に記載のモータと、この
    モータのロータと一体の回転軸と連結された圧縮機構
    と、を容器に収容し、モータに容器外から給電して圧縮
    機構を駆動するようにしたことを特徴とする圧縮機。
  12. 【請求項１２】 前記給電のための内外接続ターミナル
    が容器の胴部に設けられている請求項１１に記載の圧縮
    機。
  13. 【請求項１３】 容器に設けられて圧縮機構に通じる吸
    入管および吐出管が容器の胴部に設けられている請求項
    １１、１２のいずれか１項に記載の圧縮機。
  14. 【請求項１４】 ステータの巻き線のコイルエンドにま
    わりとの絶縁距離を確保する絶縁体による絶縁覆いを設
    けた請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の圧縮機。
  15. 【請求項１５】 絶縁覆いは確保すべき絶縁距離分の厚
    みを持って覆っている請求項１４に記載の圧縮機。
  16. 【請求項１６】 絶縁覆いはコイルエンドの端面および
    外周面の双方を覆っている請求項１４、１５のいずれか
    １項に記載の圧縮機。
  17. 【請求項１７】 絶縁覆い内に非磁性の導電体を内蔵し
    ている請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の圧縮
    機。
  18. 【請求項１８】 移動するバッテリーとともに用いられ
    る請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の圧縮機。
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