JP2015091142A - 回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機 - Google Patents

回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機 Download PDF

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達也 堀場
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博史 深作
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泰三 平野
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Abstract

【課題】コイルエンド部を緊縛する紐の使用量の低減と、ステータコアにおいて最外周となる最外相巻線のコイルエンド部の移動防止とを両立させることのできる回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機の提供にある。【解決手段】最外相巻線48Uのコイルエンド部50Uに連続する一対のスロット部49Uの間には、少なくとも3つのティース46A、46B、46Cが配置されており、最外相巻線48Uのコイルエンド部50Uは、空間SU内において、少なくとも3つのティース46A、46B、46Cのうち中央に配置されるティース46Bを除いて両端側に配置される2つのティース46A、46Cの近傍のみに紐60を挿通することによって緊縛されている。【選択図】 図5

Description

この発明は、回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機に関する。
回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機に関係する従来の技術としては、例えば、特許文献1に開示された電動圧縮機を挙げることができる。
特許文献1に開示された電動圧縮機が備える回転電機の固定子は、環状をなし、複数配列されたティース間にスロットが形成されたステータコアと、スロットに巻かれた巻線とからなる。
この巻線は波巻きで巻かれており、U相巻線は第1のスロットの群に通され、V相巻線は第2のスロットの群に通され、W相巻線は第3のスロットの群に通されている。
第1のスロット外に配置されるU相巻線のコイルエンド部と第2のスロット外に配置されるV相巻線のコイルエンド部との間には相間絶縁シートが介在する。
また、第2のスロット外に配置されるV相巻線のコイルエンド部と第3のスロット外に配置されるW相巻線のコイルエンド部との間には相間絶縁シートが介在する。
スロット外に配置される巻線のコイルエンド部と相間絶縁シートは、1本の紐により緊縛されている。
特開2008−301688号公報
ところで、特許文献1に開示された電動圧縮機のように、コイルエンド部と相間絶縁シートを紐により緊縛する場合、通常、コイルエンド部とティースとの間に形成される空間(以下「ティース空間」とする)に紐を挿通して緊縛する。
しかしながら、ステータコアのスロット数が多いほど、コイルエンド部とティースとの間に形成される全てのティース空間に紐を挿通すると紐の使用量が多くなる。
紐の使用量を低減するためには、全てのティース空間に紐を通さず、例えば、紐を挿通したティース空間および紐を挿通しないティース空間が交互となるようにすればよい。
しかしながら、紐を挿通したティース空間と紐を挿通しないティース空間を交互とする場合、紐によるコイルエンド部に対する緊縛力は、全てのティース空間に紐を挿通する場合の緊縛力と比べて低下する。
特に、紐によるコイルエンド部に対する緊縛力が低下すると、ステータコアにおいて最外周となる最外相巻線のコイルエンド部が、振動や磁力等により移動し易くなるという問題がある。
最外相巻線のコイルエンド部が移動し易くなると、ステータコアを覆うハウジングとコイルエンド部とが接近し、コイルエンド部とハウジングとの望ましい絶縁距離を保つことができなくなるおそれがある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、コイルエンド部を緊縛する紐の使用量の低減と、ステータコアにおいて最外周となる最外相巻線のコイルエンド部の移動防止とを両立させることのできる回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機の提供にある。
上記の課題を解決するために、本発明は、環状をなし、複数配列されたティース間にスロットが形成されたステータコアと、前記スロットに波巻きで巻かれ、前記スロット内に配置されるスロット部及び前記スロット外に配置されるコイルエンド部を有する複数相の巻線と、前記コイルエンド部を緊縛する紐と、を備え、前記複数相の巻線のうち、前記ステータコアの最外周に配置される最外相巻線のコイルエンド部と前記ステータコアとの間に空間が形成されている回転電機の固定子において、前記最外相巻線のコイルエンド部に連続する一対の前記スロット部の間には、少なくとも3つの前記ティースが配置されており、前記最外相巻線のコイルエンド部は、前記空間内において、前記少なくとも3つのティースのうち中央に配置されるティースを除いて両端側に配置される2つのティースの近傍のみに前記紐を挿通することによって緊縛されていることを特徴とする。
本発明では、一対のスロット部の間に配置される全てのティースの近傍に紐を挿通するのではなく、中央に配置されるティースを除いて両端側に配置される2つのティースの近傍のみに紐を挿通している。
従って、最外相巻線のコイルエンド部は、両端側に配置される2つのティースの近傍に挿通された紐により緊縛されるから、最外相巻線のコイルエンド部の移動を防止することができ、中央に配置されるティースの近傍には紐が挿通されていないので従来よりも紐の使用量を低減できる。
また、上記の回転電機の固定子において、前記紐は、前記最外相巻線のコイルエンド部と他の相巻線のコイルエンド部と前記両端側に配置されるティースとによって形成される挿通空間に挿通されている構成としてもよい。
この場合、本件の紐を挿通する構成として特に好適である。
また、上記の回転電機の固定子において、前記紐は、前記最外相巻線のコイルエンド部の外周側において、前記挿通空間から2本ずつ広がるように配置されて2辺を形成するとともに、前記2辺を含んだ略四角形状が形成されるように編み込まれている構成としてもよい。
この場合、最外相巻線のコイルエンド部の外周側に略四角形状が形成されるように紐が編み込まれているので、最外相巻線のコイルエンド部の移動をより強固に防止することができる。
また、本発明は、上記の回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機としてもよい。
本発明の車載用電動圧縮機によれば、コイルエンド部を緊縛する紐の使用量の低減と、最外相巻線のコイルエンド部の移動防止とを両立させることができる。
本発明によれば、コイルエンド部を緊縛する紐の使用量の低減と、最外相巻線のコイルエンド部の移動防止とを両立させることのできる回転電機の固定子およびその回転電機の固定子を備えた車載用電動圧縮機を提供できる。
第1の実施形態に係る車載用電動圧縮機の縦断面図である。 第1の実施形態に係る電動モータの巻線の波巻を説明する概略図である。 (a)は電動モータのステータの正面図であり、(b)は電動モータのステータの背面図である。 電動モータのステータの斜視図である。 ステータおよびコイルエンドの要部を展開して紐の緊縛を説明する説明図である。 第2の実施形態に係る車載用電動圧縮機が備える電動モータのステータおよびコイルエンドの要部を展開して紐の緊縛を説明する説明図である。 第3の実施形態に係る車載用電動圧縮機が備える電動モータのステータおよびコイルエンドの要部を展開して紐の緊縛を説明する説明図である。
(第1の実施形態)
以下、本発明の回転電機の固定子を適用した第1の実施形態に係る車載用電動圧縮機について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る車載用電動圧縮機は、走行用の電動モータと内燃機関を走行駆動源とするハイブリッド車に搭載されるスクロール型の電動圧縮機である。
車載用電動圧縮機は、車両用空調装置における冷媒回路の一部を構成している。
車両用空調装置は、車載用電動圧縮機のほか、図示はしないが、凝縮器としてのコンデンサと、レシーバと、膨張弁及びエバポレータを備えたクーリングユニットと、これらの機器を接続する配管を備えている。
図1に示すように、車載用電動圧縮機(以下「圧縮機」と表記する)10は、流体としての冷媒を圧縮する圧縮機構11と、圧縮機構11を駆動する回転電機としての電動モータ12が一体化された圧縮機である。
圧縮機10のハウジング13は金属製のハウジングであり、本実施形態ではアルミ系金属材料により形成されている。
ハウジング13は、第1ハウジング体14と、第2ハウジング体15を有している。
第1ハウジング体14の端面と第2ハウジング体15の端面は接合され、第1ハウジング体14および第2ハウジング体15はボルト16により一体的に固定されている。
因みに、この実施形態の圧縮機10は、エンジンルーム内において横置き状態にて設置される。
圧縮機10の第1ハウジング体14の内部には、圧縮機構11と電動モータ12とが収容されている。
圧縮機構11は固定スクロール17および可動スクロール18を備え、圧縮機構11には固定スクロール17および可動スクロール18により圧縮室19が形成されている。
可動スクロール18と対向して噛合する固定スクロール17が第1ハウジング体14に固定されている。
第1ハウジング体14の上部側には吸入口20が形成されている。
吸入口20は外部冷媒回路(図示せず)と接続されており、外部冷媒回路は第1ハウジング体14の内部と連通する。
圧縮機10の圧縮運転時には、低圧の冷媒は外部冷媒回路から吸入口20を通過し、第1ハウジング体14の内部に送入される。
第2ハウジング体15の内部には圧縮室19と連通する吐出室21が形成されている。
第2ハウジング体15の上部には吐出口22が形成されており、吐出口22は外部冷媒回路と連通する。
第2ハウジング体15には、吐出室21と吐出口22との間を連通する連通路23が形成されている。
第1ハウジング体14内における固定スクロール17と電動モータ12との間には、軸支部材24が設けられている。
軸支部材24は、圧縮機構11の一部を構成し、電動モータ12が備える回転軸25の一方の端部を軸支する軸受26を備えている。
回転軸25の他方の端部は、軸受27を介して第1ハウジング体14に支持されている。
軸支部材24には圧縮室19と連通する吸入ポート28が形成されており、吸入口20から第1ハウジング体14内に取り込まれた冷媒は、吸入ポート28を通じて圧縮室19へ導入される。
また、軸支部材24には、固定側ピン29が圧入により固定されており、固定側ピン29は可動スクロール18へ向けて突出している。
固定側ピン29は可動スクロール18の回転(自転)を防止する自転防止機構である。
回転軸25の固定スクロール17側の端部には、固定スクロール17側へ突出する偏心軸30が設けられている。
偏心軸30は回転軸25の軸心Pに対して偏心した位置に設定されており、回転軸25が回転すると偏心軸30は回転軸25の軸心Pに対して偏心して回転する。
偏心軸30の外周には、ドライブブシュ31が相対回動可能に嵌合されている。
ドライブブシュ31の外周には、可動スクロール18が軸受32を介して旋回自在に連結されている。
回転軸25が回転するとき、可動スクロール18は自転防止機構である固定側ピン29により回転(自転)を行うことなく、軸心Pの周囲を旋回する。
つまり、可動スクロール18は軸心Pの周囲を非自転状態にて旋回可能に設けられている。
冷媒が吸入ポート28を通じて圧縮室19へ導入され、圧縮室19の容積減少により圧縮室19の冷媒は圧縮される。
固定スクロール17の中心に吐出室21と連通する吐出ポート33が形成されており、吐出ポート33を開閉する吐出弁34が備えられている。
圧縮された冷媒は、吐出ポート33を通じて吐出室21へ吐出される。
圧縮機10は、第1ハウジング体14に接合される駆動回路ケース35を備えている。
駆動回路ケース35は、電動モータ12への電力供給を制御する駆動回路36を保護するケースである。
駆動回路36は、インバータおよびその他の電子部品と、インバータおよびその他の電子部品が固定される基板等を備えている。
インバータは、スイッチング素子を備えており、外部から圧縮機10の駆動に必要な電力の供給を受け、供給される直流電力を交流電力に変換する。
駆動回路ケース35はボルト37により第1ハウジング体14に固定される。
駆動回路36と電気的に接続された気密端子38が、第1ハウジング体14に設置されている。
第1ハウジング体14の内部にはクラスタブロック39が設けられ、気密端子38は電動モータ12と電気的に接続されたクラスタブロック39と電気的に接続されている。
このように、電動モータ12と駆動回路36は電気的に接続されており、駆動回路36から気密端子38を介して電動モータ12に通電されると、電動モータ12が駆動され、回転軸25と連結された圧縮機構11が作動される。
次に、電動モータ12の詳細を説明する。
電動モータ12は、駆動回路36により三相交流電力の供給を受けて駆動されるモータである。
電動モータ12が備える回転子としてのロータ40は、回転軸25の軸芯方向に設けた複数の磁石挿入孔を備えたロータコア41と、ロータコア41の磁石挿入孔に埋設された永久磁石42を有している。
ロータコア41は、磁性体の鋼板により製作された複数枚のコア板43を積層することにより形成されている。
ロータコア41の中心には回転軸25が挿通され、回転軸25とロータコア41は互いに固定されている。
電動モータ12が備える固定子としてのステータ44は、第1ハウジング体14の内壁に固定される環状のステータコア45を有している。
図2に示すように、ステータコア45の内周には、複数配列されたティース46間にスロット47が形成されている。
本実施形態では、ティース46およびスロット47の数は30個であり、ティース46およびスロット47は周方向に等間隔を以って配列されている。
スロット47は、U相のスロット47Uと、V相のスロット47Vと、W相のスロット47Wとから構成されている。
スロット47Uには、ステータコア45の最外周となる最外相巻線としてのU相の巻線48Uが波巻きにより巻回されている。
スロット47Vには、U相の巻線48Uの内周側となる他の相巻線としてのV相の巻線48Vが波巻きにより巻回されている。
スロット47Wには、ステータコア45の最内周となる他の相巻線としてのW相の巻線48Wが波巻きにより巻回されている。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、ティース46をティース46A、46B、46Cと区別している。
このため、ティース46A、46Cの間にスロット47Uが位置し、ティース46A、46Bの間にスロット47Vが位置し、さらに、ティース46B、46Cの間にスロット47Wが位置する。
複数相の巻線48(48U、48V、48W)はステータコア45のコイルを形成する。
導電性の巻線48(48U、48V、48W)は、銅線により形成される芯線の外周面にエナメルによる絶縁被膜を形成したものである。
各スロットには絶縁シート(図示せず)が挿入されており、各相の巻線48(48U、48V、48W)はスロット47(47U、47V、47W)の内壁面と絶縁されている。
図2において、巻線48U、48V、48Wを実線により示す部分は、スロット47U、47V、47W外に配置されたステータコア45の一方の端面側(圧縮機構11側)のコイルエンド部50(50U、50V、50W)である。
また、巻線48U、48V、48Wを破線により示す部分は、スロット47U、47V、47W外に配置されたステータコア45の他方の端面側(駆動回路36側)のコイルエンド部51(51U、51V、51W)である。
各相の巻線48U、48V、48Wを実線により示す部分と、巻線48U、48V、48Wを破線により示す部分との間は、各相の巻線48U、48V、48Wにおいて対応するスロット47U、47V、47W内に配置されたスロット部49U、49V、49W(図5を参照)である。
また、U相の巻線48Uのコイルエンド部50Uに連続する一対のスロット部49Uの間には、3つのティース46A、46B、46Cが順に配置されている。
さらに、V相の巻線48Vのコイルエンド部50Vに連続する一対のスロット部49Vの間には、3つのティース46B、46C、46Aが順に配置されている。
また、W相の巻線48Wのコイルエンド部50Wに連続する一対のスロット部49Wの間には、3つのティース46C、46A、46Bが順に配置されている。
図3(a)に示すように、ステータコア45の一方の端面においてスロット47U外に配置されるコイルエンド部50Uとスロット47V外に配置されるコイルエンド部50Vとの間には第1の相間絶縁シート52が周方向にわたって介在されている。
また、ステータコア45の一方の端面においてスロット47V外に配置されるコイルエンド部50Vとスロット47W外に配置されるコイルエンド部50Wとの間には第2の相間絶縁シート53が周方向にわたって介在されている。
第1の相間絶縁シート52および第2の相間絶縁シート53は、樹脂材料により形成された帯状の樹脂シートであり、周方向の両端部は重ねられている。
コイルエンド部50Uは、ステータコア45の最外周となるU相の巻線48Uの一部から形成されており、移動しやすい位置に存在する。
コイルエンド部50Wは、ステータコア45において最内周となるW相の巻線48Wの一部である。
コイルエンド部50Vは、ステータコア45においてV相の巻線48Uの一部あり、コイルエンド部50U、50Wの間に位置し、コイルエンド部50Vの一部はステータコア45の最外周となる位置に存在する。
図3(b)に示すように、ステータコア45の他方の端面においてスロット47U外に配置されるコイルエンド部51Uとスロット47V外に配置されるコイルエンド部51Vとの間には第3の相間絶縁シート54が周方向にわたって介在されている。
また、ステータコア45の一方の端面においてスロット47V外に配置されるコイルエンド部51Vとスロット47W外に配置されるコイルエンド部51Wとの間には第4の相間絶縁シート55が周方向にわたって介在されている。
第3の相間絶縁シート54および第4の相間絶縁シート55は、樹脂材料により形成された帯状の樹脂シートであり、周方向の両端部は重ねられている。
コイルエンド部51Uは、ステータコア45の最外周となるU相の巻線48Uの一部から形成されており、移動しやすい位置に存在する。
コイルエンド部51Wは、ステータコア45において最内周となるW相の巻線48Wの一部である。
コイルエンド部51Vは、ステータコア45においてV相の巻線48Uの一部あり、コイルエンド部51U、51Wの間に位置し、コイルエンド部51Vの一部はステータコア45の最外周となる位置に存在する。
図2に示すように、各相の巻線48U、48V、48Wの始端側は、互いに束ねられてリード線56として一方のコイルエンド部50から引き出され、クラスタブロック39において対応する入力端子57U、57V、57Wと電気的に接続されている。
従って、U相のスロット47Uに挿通されているU相の巻線48Uは、クラスタブロック39における入力端子57Uを介して駆動回路36と電気的に接続されている。
V相のスロット47Vに挿通されているV相の巻線48Vは、クラスタブロック39における入力端子57Vを介して駆動回路36と電気的に接続されている。
W相のスロット47Wに挿通されているU相の巻線48Wは、クラスタブロック39における入力端子57Wを介して駆動回路36と電気的に接続されている。
一方、図2に示すように、各相の巻線48U、48V、48Wの終端側は、ステータコア45の一方の端面側における各相のコイルエンド部50U、50V、50Wと対応して引き出された巻線48U、48V、48Wによる引出部58を備えている。
引出部58の先端部は互いに束ねられ、各相の巻線48U、48V、48Wの芯線を互いに半田付けにより接続しており、電動モータ12の中性点59となる。
引出部58の先端部には絶縁性の樹脂フィルム(図示せず)が巻回され、樹脂フィルムの先端が封止されることにより中性点59の絶縁性が保たれている。
樹脂フィルムに覆われた引出部58の先端部は、次に説明する紐60によりステータコア45の一方の端面側に固定される。
次に、コイルエンド部50、51の緊縛について説明する。
本実施形態では、図4、図5に示すように、ステータコア45の一方の端面側におけるコイルエンド部50(50U、50V、50W)は1本の紐60により緊縛される。
また、ステータコア45の他方の端面側におけるコイルエンド部51(51U、51V、51W)は別の1本の紐60により緊縛される。
なお、図4では、リード線56および中性点59側の引出部58および相間絶縁シート52、53の図示を省略する。
また、図5では、説明の便宜上、ステータコア45およびコイルエンド部50、51の一部を平面的に展開して示した展開図としており、図5では区別しやすいようにコイルエンド部50U、51Uにのみハッチングを施している。
ステータコア45における一方の端面側のコイルエンド部50について詳細に説明する。
U相の巻線48Uのコイルエンド部50Uとステータコア45との間には、空間SUが形成されている。
また、コイルエンド部50U、50V、50Wとステータコア45との間には、ティース空間61、62、63が形成されている。
U相の巻線48Uのコイルエンド部50Uとステータコア45との間には、ティース空間62が中央に位置し、ティース空間61、63はティース空間62の両端側に位置する。
また、V相の巻線48Vのコイルエンド部50Vとステータコア45との間には、ティース空間63が中央に位置し、ティース空間61、62はティース空間63の両端側に位置する。
そして、W相の巻線48Wのコイルエンド部50Wとステータコア45との間には、ティース空間61が中央に位置し、ティース空間62、63はティース空間61の両端側に位置する。
最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uは、空間SUにおいて、3つのティース46A、46B、46Cのうち、中央に配置されるティース46Bを除いて両端側に配置される2つのティース46A、46Cの近傍のみに紐60を挿通することによって緊縛されている。
具体的には、コイルエンド部50Uは、中央のティース空間62を除いて両端側に配置されるティース空間61、63に紐60を挿通することによって緊縛されている。
なお、紐60が挿通されているティース空間61は、U相の巻線48Uのコイルエンド部50UとV相の巻線48Vのコイルエンド部50Vと両端側に配置されるティース46A、46Cの一方のティース46Aとによって形成される挿通空間である。
同様に、紐60が挿通されるティース空間63は、U相の巻線48Uのコイルエンド部50UとW相の巻線48Wのコイルエンド部50Wと両端側に配置されるティース46A、46Cの他方のティース46Cとによって形成される挿通空間である。
コイルエンド部50Vは、中央のティース空間63を除いて両端側に配置される2つのティース空間61、62に紐60を挿通することによって緊縛されている。
コイルエンド部50Wは、中央のティース空間61を除いて両端側に配置される2つのティース空間62、63に紐60を挿通することによって緊縛されている。
従って、紐60を通したティース空間(挿通空間)と紐60を通さないティース空間が周方向にわたって交互に位置する。
各コイルエンド部50U、50V、50Wでは、中央のティース空間を除いて両端側に配置される2つのティース空間に紐60が通され、各コイルエンド部50U、50V、50Wは紐60により互いに緊縛される。
紐60のレーシング(編み方)は、紐60を通したティース空間と紐60を通さないティース空間が交互となる他は、公知のレーシングと基本的に同じである。
最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uでは、輪にした紐60をティース空間63の内周側から外周側へ通し、外周側に通された輪の紐60をコイルエンド部50V側に用意されている紐60の輪に通している。
紐60の輪を通したティース空間63からの紐60の輪の中に、コイルエンド部50Uの端部側から輪にした紐60を通し、コイルエンド部50Uの内周側から外周側へ通した側の紐60の輪を残す。
次に、ティース空間62を飛ばしてティース空間61の内周側から外周側へ輪にした紐60を通し、コイルエンド部50Uの外周側で残した紐60の輪に、ティース空間61を通した紐60を通す。
このようにして、コイルエンド部50U〜50Wの全周にわたって紐60を編み込むことにより、紐60がコイルエンド部50U〜50Wにおいて網目状に編み込まれる。
最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uは、両端側に配置される2つのティース空間61、63を挿通した紐60により緊縛されるから、コイルエンド部50Uの移動(例えば、ステータコア45の径方向外側への移動)が防止される。
次に、ステータコア45における他方の端面側のコイルエンド部51について詳細に説明する。
コイルエンド部51U、51V、51Wとステータコア45との間には、ティース空間64、65、66が形成されている。
U相の巻線48Uのコイルエンド部51Uとステータコア45との間には、ティース空間65が中央に位置し、ティース空間64、66はティース空間65の両端側に位置する。
また、V相の巻線48Vのコイルエンド部51Vとステータコア45との間には、ティース空間66が中央に位置し、ティース空間64、65はティース空間66の両端側に位置する。
そして、W相の巻線48Wのコイルエンド部51Wとステータコア45との間には、ティース空間64が中央に位置し、ティース空間65、66はティース空間64の両端側に位置する。
最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部51Uでは、ティース空間64、66を除く中央のティース空間65に紐60が通されている。
コイルエンド部51Vでは、ティース空間64、65を除く中央のティース空間66に紐60が通されている。
コイルエンド部51Wでは、ティース空間65、66を除く中央のティース空間64に紐60が通されている。
従って、紐60を通したティース空間と紐60を通さないティース空間が交互となる。
各コイルエンド部51U、51V、51Wでは、中央のティース空間に紐60が通され、中央のティース空間の両側となる2箇所のティース空間には紐60が挿通されず、各コイルエンド部51U、51V、51Wは紐60により互いに緊縛される。
紐60のレーシングは、コイルエンド部50U〜50Wと同様に、紐60を通したティース空間と紐60を通さないティース空間が交互となる他は、公知のレーシングと基本的に同じである。
最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部51Uでは、輪にした紐60をティース空間65の内周側から外周側へ挿通し、外周側に挿通された輪の紐60をコイルエンド部51Uのティース空間66側に用意されている紐60の輪に通している。
紐60の輪を通したティース空間65からの紐60の輪の中に、コイルエンド部51Uの端部側から輪にした紐60を通し、コイルエンド部51Uの内周側から外周側へ通した側の紐60の輪を残す。
次に、ティース空間64を飛ばしてコイルエンド部51Uの隣となるコイルエンド部51Vのティース空間66の内周側から外周側へ輪にした紐60を挿通し、コイルエンド部51Uの外周側で残した紐60の輪に、ティース空間66を挿通した紐60を通す。
このようにして、コイルエンド部51U〜51Wの全周にわたって紐60を編み込むことにより、紐60がコイルエンド部51U〜51Wにおいて網目状に編み込まれる。
紐60のレーシングは、公知のレーシング装置(図示せず)により行われる。
コイルエンド部50、51は、レーシングに先立ってプレス装置により環状に成形されている。
本実施形態では、ステータコア45における一方の端面側のコイルエンド部50と他方の端面側のコイルエンド部51とを同時にレーシングを行う。
例えば、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部50Uのティース空間63(図5にて矢印に示す)とし、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Vのティース空間66(図5にて矢印に示す)としている。
従って、巻線48U、48V、48Wが波巻きによりステータコア45に巻回されているため、ステータコア45の一方の端面側におけるコイルエンド部50とステータコア45の他方の端面側におけるコイルエンド部51とはレーシングの位置が異なる。
各コイルエンド部50U、50V、50Wの2箇所のティース空間に紐60が挿通されて互いに緊縛されるコイルエンド部50は、各コイルエンド部51U、51V、51Wの1箇所のティース空間に紐60が挿通されて互いに緊縛されるコイルエンド部51よりも強固な緊縛となる。
従って、ステータコア45の一方の端面側における最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uは、ステータコア45の他方の端面側における最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部51Uと比べてより強固に緊縛され、コイルエンド部50Uの移動防止をより確実に防止できる。
なお、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置がコイルエンド部50Uのティース空間61とする場合、ステータコア45の他方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Wのティース空間64となる。
さらに言うと、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置がコイルエンド部50Vのティース空間62とする場合、ステータコア45の他方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Uのティース空間65となる。
本実施形態の電動モータ12のステータ44および圧縮機10は以下の作用効果を奏する。
(1)最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uは、空間SU内において、一対のスロット部49Uの間に配置される全てのティース46A、46B、46Cの近傍に紐60を挿通するのではなく、中央に配置されるティース46Bを除いて両端側に配置されるティース46A、46Cのみに紐60を挿通している。従って、U相の巻線48Uのコイルエンド部50Uは、両端側に配置される2つのティース46A、46Cの近傍に挿通された紐60により緊縛されるから、U相のコイルエンド部50Uの移動を防止することができる。また、中央に配置されるティース46Bの近傍には紐60が挿通されていないので従来よりも紐60の使用量を低減できる。つまり、コイルエンド部50を緊縛する紐60の使用量の低減と、コイルエンド部50Uの移動防止とを両立させることができる。
(2)紐60は、U相の巻線48Uのコイルエンド部50UとV相の巻線48Vのコイルエンド部50Vと両端側に配置されるティース46A、46Cの一方のティース46Aとによって形成されるティース空間61及びU相の巻線48Uのコイルエンド部50UとW相の巻線48Wのコイルエンド部50Wと両端側に配置されるティース46A、46Cの他方のティース46Cとによって形成されるティース空間63に挿通されている。この場合、紐60を挿通する構成として特に好適である。
(3)ステータコア45における他方の端面側のコイルエンド部51Uは、中央のティース空間65に紐60が挿通され、中央のティース空間65の両端側に配置される2つのティース空間64、66には紐60が挿通されないから、紐60の使用量を低減できる。
(4)コイルエンド部50V(51V)の外周側には相間絶縁シート52(54)が位置し、相間絶縁シート52(54)はコイルエンド部50V(51V)の径方向外側への移動防止を助長することができる。
(5)最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uがステータコア45の径方向外側へ移動することを防止できるので、コイルエンド部50Uとハウジング13との絶縁距離を保つことができる。
(6)コイルエンド部50、51の周方向にわたって紐60を挿通したティース空間と紐60を挿通しないティース空間が交互に位置するから、従来よりも紐60の使用量を低減でき、従来よりもステータコア45の軽量化に寄与することができる。また、紐60を挿通しないティース空間が設定されることから、全てのティース空間に紐60を通す場合と比較してステータ44の組立時間を大幅に短縮化することができる。
(7)圧縮機10を振動や衝撃が発生する車両に搭載しても、最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uの移動を防止することができるから、圧縮機10は車載用電動圧縮機として好適である。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る車載用電動圧縮機について図面を参照して説明する。
本実施形態は、ステータコアにおける他方の端面側のコイルエンド部を、ステータコアの一方のコイルエンド部と同じレーシングとした例である。
本実施形態では、他方の端面側のコイルエンド部における紐による編み方が、第1の実施形態と異なるだけであるから、第1の実施形態の符号を共通して用いる。
本実施形態の圧縮機10が備える電動モータ12のステータコア45では、例えば、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置がコイルエンド部50Uのティース空間63(図6にて矢印に示す)とするとき、ステータコア45の他方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Uのティース空間64(図6にて矢印に示す)としている。
ティース空間64は、ステータコア45の一方の端面側におけるコイルエンド部50Uのティース空間63からみてティース空間が一つ周方向にずれた位置に存在する。
このため、図6に示すように、本実施形態では、ステータコア45の一方の端面側におけるコイルエンド部50と他方の端面側におけるコイルエンド部51とは紐60のレーシングが同一となる。
各コイルエンド部50U、50V、50Wの2箇所のティース空間に紐60が通されるから、コイルエンド部50の紐60による緊縛は強固となる。
さらに、各コイルエンド部51U、51V、51Wの2箇所のティース空間に紐60が通されるから、コイルエンド部51の紐60による緊縛は、コイルエンド部50と同様に強固となる。
従って、ステータコア45の両方の端面側における最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50U、51Uはより強固に緊縛されているため、各コイルエンド部50U、51Uの移動はより確実に防止される。
なお、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置がコイルエンド部50Uのティース空間61とする場合、ステータコア45の他方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Vのティース空間65となる。
さらに言うと、ステータコア45の一方の端面側におけるレーシングの開始位置がコイルエンド部50Vのティース空間62とする場合、ステータコア45の他方の端面側におけるレーシングの開始位置は、コイルエンド部51Uのティース空間66となる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に掛かる車載用電動圧縮機について図面を参照して説明する。
本実施形態は、略四角形状が形成されように紐を編み込んだ例である。
本実施形態では、一方の端面側のコイルエンド部における紐による編み方が、第1の実施形態と異なるだけであるから、第1の実施形態の符号を共通して用いる。
本実施形態の圧縮機10の電動モータ12が備えるステータコア45では、最外周となるU相の巻線48Uのコイルエンド部50Uがより強固に緊縛されている。
図7に示すように、紐60は、コイルエンド部50Uの外周側において、中央のティース空間62を除くティース空間61、63からそれぞれ2本ずつ広がるように配置されて2辺を形成するとともに、2辺を含んだ略四角形状が形成されるように編み込まれて、コイルエンド部50Uを緊縛している。
ティース空間61、63に紐60が2本ずつ挿通され、コイルエンド部50Uの外周側に略四角形状が形成されているのでコイルエンド部50Uの移動をより強固に防止することができる。
なお、V相の巻線48Vのコイルエンド部50Vにおけるティース空間62は、第1の実施形態と同様に、紐60を編みこんでいる。
本実施形態では、第1、第2の実施形態と比較すると、ティース空間61、63を挿通する紐60が増えているため、より強固にコイルエンド部50Uを緊縛することができる。
また、コイルエンド部50U、50V、50Wにおける全てのティース空間61〜63に紐60を通す場合と比べて、紐60の量を少なくすることができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の実施形態では、車載用電動圧縮機に適用した例を説明したが、本発明の回転電機の固定子は、車載用電動圧縮機以外に適用してもよい。また、電動モータや発電機等の回転電機に適用してもよい。
○ 上記の実施形態では、車載用電動圧縮機としてスクロール型の電動圧縮機としたが、圧縮機構の形式はスクロール型に限定されない。例えば、斜板式ピストン型の電動圧縮機でもよく、あるいはベーン型の電動圧縮機としてもよい。
○ 上記の実施形態では、ステータコアにおけるティースおよびスロットの数を30個としたが、ステータコアにおけるティースおよびスロットの数は、電動モータとして成立する数であれば特に制限されない。
○ 第3の実施形態では、ステータコアの一方の端面側における最外相巻線のコイルエンド部に対してのみ略四角形状が形成されるように紐を編み込むようにしたが、ステータコアの他方の端面側における最外相巻線のコイルエンド部に対して略四角形状が形成されるように紐を編み込むようにしてもよい。また、第3の実施形態においてステータコアの他方の端面側における最外相巻線のコイルエンド部を第2の実施形態におけるステータコアの他方の端面側における最外相巻線のコイルエンド部と同じ緊縛としてもよい。
10 電動圧縮機
11 圧縮機構
12 電動モータ
13 ハウジング
17 固定スクロール
18 可動スクロール
19 圧縮室
25 回転軸
28 吸入ポート
30 偏心軸
33 吐出ポート
34 吐出弁
36 駆動回路
38 気密端子
39 クラスタブロック
40 ロータ
41 ロータコア
42 永久磁石
44 ステータ
45 ステータコア
46(46A、46B、46C) ティース
47(47U、47V、47W) スロット
48(48U、48V、48W) 巻線
49(49U、49V、49W) スロット部
50(50U、50V、50W) コイルエンド部
51(51U、51V、51W) コイルエンド部
52 第1の相間絶縁シート
53 第2の相間絶縁シート
54 第3の相間絶縁シート
55 第4の相間絶縁シート
56 リード線
57(57U、57V、57W) 入力端子
58 引出部
59 中性点
60 紐
61、63 ティース空間(挿通空間)
P 軸心
SU 空間

Claims (4)

  1. 環状をなし、複数配列されたティース間にスロットが形成されたステータコアと、
    前記スロットに波巻きで巻かれ、前記スロット内に配置されるスロット部及び前記スロット外に配置されるコイルエンド部を有する複数相の巻線と、
    前記コイルエンド部を緊縛する紐と、を備え、
    前記複数相の巻線のうち、前記ステータコアの最外周に配置される最外相巻線のコイルエンド部と前記ステータコアとの間に空間が形成されている回転電機の固定子において、
    前記最外相巻線のコイルエンド部に連続する一対の前記スロット部の間には、少なくとも3つの前記ティースが配置されており、
    前記最外相巻線のコイルエンド部は、前記空間内において、前記少なくとも3つのティースのうち中央に配置されるティースを除いて両端側に配置される2つのティースの近傍のみに前記紐を挿通することによって緊縛されていることを特徴とする回転電機の固定子。
  2. 前記紐は、前記最外相巻線のコイルエンド部と他の相巻線のコイルエンド部と前記両端側に配置されるティースとによって形成される挿通空間に挿通されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子。
  3. 前記紐は、前記最外相巻線のコイルエンド部の外周側において、前記挿通空間から2本ずつ広がるように配置されて2辺を形成するとともに、前記2辺を含んだ略四角形状が形成されるように編み込まれていることを特徴とする請求項2記載の回転電機の固定子。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項記載の回転電機の固定子を備えたことを特徴とする車載用電動圧縮機。
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