JP2016535573A - 接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機を開示する。該接線構造は配線板と、電源端子と、シールリングとを含み、前記配線板の材料は鋼材であり、前記鋼材の透磁率μは１．３１×１０−６Η／ｍ以下である。前記配線板は平板であり、上下表面を備え、前記配線板上に配線孔が設置される。前記シールリングは前記電源端子上に装着され、前記電源端子は前記配線孔を介して前記配線板に固定され、前記シールリングは前記配線板に緊密に貼り合わせられ、渦電流による発熱を低減するという目的を果たす。

Description

関連出願
本特許出願は２０１３年７月３１日に出願された出願番号２０１３１０３２９６８７．９、出願名「接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機」の中国特許出願に基づく優先権を主張するものであり、ここにおいて参考として、その全文が引用される。

本発明は電気モーターに関わるものであり、特に電気モーターに用いられ、良好な放熱性を有し、密封可能な接線構造及び該接線構造に応用される永久磁石可変速電気モーターと遠心冷凍圧縮機に関わるものである。

従来の技術において、永久磁石可変速電気モーターについては、渦電流の影響を受けるために、一般に鋼により製造される電気モーター配線部品は発熱し易く、電磁誘導の法則によれば、誘導起電力Ｅ＝ｄΨ／ｄｔであることから、周波数が大きくなればなるほど、ｄｔは小さくなり、誘導起電力Ｅが大きくなればなるほど、誘導電流は増加し、発熱も大きくなり、更には温度が極めて高温となり、信頼性の低下、ひいては潜在的な安全性の問題を引き起こすものであった。特に永久磁石可変速電気モーターが応用される遠心冷凍圧縮機では、配線板の発熱が深刻であれば、密封不良を引き起こし、電気モーターを冷却するための冷媒を漏出されてしまうおそれがあった。

一方、電気工学系絶縁材料で製造される電気モーター配線部品は、体積が大きいのみならず、生産が困難であって、更には信頼性も低いものであった。上述の欠点に鑑み、本発明の発明者は長期にわたる研究と実践の結果、本発明を完成するに至った。

本発明は発熱反応を低減する接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機を提供する。本発明は、具体的には、配線板と、電源端子と、シールリングと、を有し、
前記配線板の材料が鋼材であり、前記鋼材の透磁率μが１．３１×１０^−６Η／ｍ以下であって、
前記配線板が平板であり、上下表面を備え、前記配線板に配線孔が設置され、
前記シールリングが前記電源端子に装着され、前記電源端子が前記配線孔を介して前記配線板に固定され、前記シールリングが前記配線板に緊密に貼り合わせられる接線構造を提供する。

実施形態の一つでは、前記配線孔が変形断面の貫通孔である。

実施形態の一つでは、前記配線孔の内壁に二段の傾斜面が形成され、第一傾斜面と第二傾斜面にそれぞれ区分され、前記第一傾斜面は前記配線板の上表面に近接し、前記シールリングが前記第一傾斜面上に緊密に貼り合わせられ、
前記第一傾斜面と前記上表面、前記第二傾斜面と前記上表面の傾斜角度がいずれも９０°未満である。

実施形態の一つでは、前記第一傾斜面の傾斜度が前記第二傾斜面の傾斜度より大きい。実施形態の一つでは、前記第一傾斜面の傾斜度の範囲が７７°〜７９°であり、前記第二傾斜面（の傾斜度）の範囲が４４°〜４６°である。

実施形態の一つでは、前記第一傾斜面の傾斜度が７８°である。

実施形態の一つでは、前記電源端子上に凸台が設置され、前記凸台の下表面上に環状凹溝が設置され、
前記環状凹溝の断面形状と直径が前記シールリングの断面形状と直径に合致し、
前記シールリングが前記環状凹溝内に設置される。

実施形態の一つでは、前記接線構造センサー端子及びガスケットを更に含む。

実施形態の一つでは、前記配線板上にセンサー配線孔が含まれ、
前記センサー端子が前記センサー配線孔を介して前記配線板に固定され、
前記ガスケットが環形であって、その一端の直径が他端の直径より小さく、前記ガスケットの直径が小さい方の一端が前記センサー配線孔中に取り付けられ、二個の前記ガスケットが、前記センサー端子上に装着され、前記配線板の上、下表面にそれぞれ緊密に貼り合わせられる。

実施形態の一つでは、前記配線板、前記ガスケット及び前記センサー端子の間に空隙が形成される。

実施形態の一つでは、前記鋼材がオーステナイト系ステンレス鋼である。

永久磁石可変速電気モーターは、前記接線構造を含む。

遠心冷凍圧縮機は、前記永久磁石可変速電気モーターを含む。

従来の技術に比べ、本発明は以下の有益な効果を有する。本発明の接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機は、渦電流によって発熱した後に接線構造の温度が過度に高温になるという課題を有効に解決する。密封性が良好で、マルチレベルの設計により密封性を多重に保証する。小体積で、加工し易く、信頼性と安全性が極めて高い。システムの集積度が高く、組立手順を削減し、生産効率の向上を実現する。

図１は接線構造の正面図である。
図２は接線構造のシール溝の断面図である。
図３は接線構造の俯瞰図である。
図４は接線構造の温度測定端子の断面図である。

温度が過度に高温となるという問題を解決するため、熱反応を低減する接線構造、永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機を開示する。

以下、図を参照し、本発明の上述の、及びそれ以外の技術的特徴と優位性について、更に詳細に説明する。

図１を参照するに、図１は接線構造の正面図であり、前記接線構造は配線板１、電源端子２及びシールリング３を含む。

前記配線板１は平板であり、前記配線板１の材料には鋼材が採用され、渦電流作用による配線板の発熱を防止するため、前記鋼材の透磁率μは１．３１×１０^−６Η／ｍ以下である（磁気誘導強度Β＝μΗ）。前記鋼材は、好ましくは非磁性鋼であって、非磁性鋼とは強磁性を有さず、磁化されることのない安定したオーステナイト鋼のことを言い、非磁性鋼の金属組織が電磁気特性を決定することから、これら材料を使用して製造された前記配線板１の組織は安定的であり、透磁率は低く、磁場中の渦電流損は極めて小さく、良好な絶縁性、概ね良好な電導性、優良な力学的性質を有する。

一般に、オーステナイト系ステンレス鋼は全て非磁性鋼として利用することができ、オーステナイト系ステンレス鋼は常温下においてオーステナイト組織を有するステンレスであり、その中に含まれるＣｒは約１７％〜１９％、Ｍは約７％〜１５％である。前記配線板１の鋼材中には少量のフェライトとマルテンサイトが含まれていても良いが、透磁率μが１．３１×１０^−６Η／ｍ以下であることを満たすものでなければならない。

前記配線板１において渦電流が発生する時には、高すぎるエネルギーを蓄積することがなく、発熱が効果的に防がれ、また複数の前記電源端子２間の距離を厳密に制御する必要がないことから、前記接線構造全体の体積を有効に制御できる。更に金属材料の信頼性は極めて高く、使用中に損壊し難い。

前記電源端子２の密封面上に環状凹溝が設置され、前記環状凹溝の直径は前記シールリング３の直径と同一であり、前記シールリング３の仮置きを行うために用いられる。前記シールリング３は前記電源端子２上に装着され、前記電源端子２の環状凹溝内に仮置きされ、前記電源端子２に前記シールリング３を固定する前に位置のズレが生じることを防止する。実施例では前記電源端子２上に環形凸台が設置され、前記環形凸台の下表面は前記電源端子２の密封面である。

本実施例では、前記シールリング３の断面が円形であり、前記環状凹溝の断面が半円形であって、その深さと前記シールリング３断面の円形の半径が前記シールリング３断面の円形の半径と同一か、又は小さい。前記シールリング３の断面は更に長方形又はその他の形状とすることができ、この場合は、前記環状凹溝の断面形状と合致し、前記シールリング３を脱落しないように挟めることを保証する。更に前記環状凹溝内に粘着力のやや弱い接着剤を少量塗布し、前記シールリング３を予め固定することもできる。

前記電源端子２は前記配線板１の配線孔を通過し、前記電源端子２の密封面を前記シールリング３に押し付け、前記シールリング３を圧着して前記配線板１上に緊密に貼り合わせ、前記電源端子２を端子用ナットを用いて前記配線板１上に固定する。

前記シールリング３は弾性材料で製造された閉じた環状リングであり、前記シールリング３はゴム材質であって、好ましくは水素化ニトリルブタジエンゴムである。

図２を参照するに、図２は接線構造のシール溝の断面図であり、前記配線板１の三相電源主端子Ｕ、Ｖ、Ｗが前記配線孔において密閉して装着するための構造を示す。

前記配線孔は変形断面の傾斜孔であり、配線孔は、前記配線板１上表面の直径が大きい方の座ぐり孔に近接し、前記電源端子２の前記端子用ナットの一部を収容するために用いられ、前記端子用ナットの位置決め作用を有し、前記座ぐり孔の高さは必要に応じて設計することができる。前記座ぐり孔は第一の傾斜面に隣接し、前記第一傾斜面と前記座ぐり孔との連接部にＲ１の面取り部を使用し、前記シールリング３が装着される時に傷が付くことを防止する。前記第一傾斜面は第二傾斜面に隣接し、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面の間はスムーズに接続される。

前記第一傾斜面の高さと前記シールリング３の高さはほぼ等しく、前記シールリング３が圧入される時は主に前記第一傾斜面に当接する。

前記第一傾斜面の傾斜度範囲が７７°〜７９°であり、前記第二傾斜面の傾斜度範囲は４４°〜４６°である。前記第一傾斜面の角度は、好ましくは７８°であり、この時、前記シールリング３の変形量が最適となる。角度が７９°より大きくなると、変形量は過大となり、角度が７７°より小さくなると、変形量が過少となって、いずれの場合も最高の密封効果が得られない。前記第二傾斜面の角度は、好ましくは４５°であり、緊密に固定するプロセスでは、前記電源端子２の密封面を押し付けつつ、前記シールリング３を前記傾斜度孔内の下方に向かって押し込み、前記端子用ナットと前記座ぐり孔の底面とが緊密に貼り合わせられるに伴い、前記シールリング３は前記傾斜度孔内にわずかに押し出されて変形し、前記電源端子２と前記配線板１との間に緊密な密封状態が形成される。この方法は、密封効果が良好であり、更に前記配線板１上表面への環形のシールリング収容溝の設置を必要としないことから、工程の難度を下げ、加工効率を向上させる。

図３を参照するに、図３は接線構造の俯瞰図であり、本実施例では前記配線板１は長方形であるが、更にその他の形状でも設計することができ、好ましくは必要な端子とその他（付属品）が配置されるレイアウトとする。

前記配線板１上にはセンサーの接線構造を設置することができ、本実施例では前記配線板１にＰＴ１００とＰＴＣ等の電気モーターベアリングと巻線温度の温度を測定するための配線端子が設置され、温度測定配線端子の動作電流は２ｍＡ未満であり、ガラスフリット方式によって密封配線板と連接され、固定及び密封作用を発揮する。

図４を参照するに、図４は接線構造の温度測定端子の断面図であり、前記温度測定端子にはセンサー端子４とガスケット５が含まれ、前記配線板１上には更にセンサー配線孔が含まれ、前記センサー配線孔は通常の貫通孔である。

前記ガスケット５は環形であり、その一端の直径が他端の直径より小さく、前記ガスケット５の直径の小さい方の一端が前記センサー配線孔中に取り付けられ、好ましくは、良好な密封効果が得られるよう、両者を締まりばめする。

二個の前記ガスケット５は前記センサー端子４上に装着され、前記センサー端子４は前記センサー配線孔を介して前記配線板１上に固定的に取り付けられ、二個の前記ガスケット５は前記配線板１の上、下表面にそれぞれ緊密に貼り合わせられる。

前記ガスケット５の熱膨張冷収縮時及びナット締め時に前記ガスケット５が応力を受けて生じた変形に対応する変形用の空間を提供するため、前記センサー端子４、前記配線板１と前記ガスケット５の間に空隙を残すことによって、前記配線板１の密封性を保証する。なお前記ガスケット５は、好ましくは絶縁されたポリテトラフルオロエチレン材料である。

本実施例では、温度測定のための前記センサー端子４は電導性ポストであり、前記配線板１上に電源端子とセンサー端子が同時に設置され、従来の技術において慣用的に単独で設置されていたセンサージャンクションボックスを省くことによって、前記接線構造の永久磁石可変速電気モーター及び遠心冷凍圧縮機をより簡素に見栄え良くし、システムの集積度を高めるのみならず、更には生産における組立工程の簡素化を実現する。

以上の実施例は本発明の幾つかの実施形態を示したものに過ぎず、説明は具体的かつ詳細であるが、これによって本発明の特許範囲が限定されるものではない。本分野の通常の技術者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、若干の変形及び改善を加えることも可能であるが、これらは全て本発明の保護の範囲内であることは言うまでもない。

Claims (13)

1. 配線板と、電源端子と、を含む接線構造であって、
   更にシールリングを含み、
   前記配線板の材料が鋼材であり、前記鋼材の透磁率μが１．３１×１０^−６Η／ｍ以下であって、
   前記配線板が平板であり、上下表面を備え、前記配線板に配線孔が設置され、
   前記シールリングが前記電源端子に装着され、
   前記電源端子が前記配線孔を介して前記配線板に固定され、
   前記シールリングが前記配線板に緊密に貼り合わせられる、
   ことを特徴とする接線構造。
2. 前記配線孔が変形断面の貫通孔である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の接線構造。
3. 前記配線孔の内壁に二段の傾斜面が形成され、第一傾斜面と第二傾斜面にそれぞれ区分され、
   前記第一傾斜面は前記配線板の上表面に近接し、
   前記シールリングが前記第一傾斜面上に緊密に貼り合わせられ、
   前記第一傾斜面と前記上表面、及び前記第二傾斜面と前記上表面の傾斜角度が、いずれも９０°未満である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の接線構造。
4. 前記第一傾斜面の傾斜度が前記第二傾斜面の傾斜度より大きい、
   ことを特徴とする請求項３に記載の接線構造。
5. 前記第一傾斜面の傾斜度の範囲が７７°〜７９°であり、
   前記第二傾斜面の傾斜度の範囲が４４°〜４６°である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の接線構造。
6. 前記第一傾斜面の傾斜度が７８°である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の接線構造。
7. 前記電源端子上に凸台が設置され、前記凸台の下表面上に環状凹溝が設置され、
   前記環状凹溝の断面形状と直径が前記シールリングの断面形状と直径に合致し、
   前記シールリングが前記環状凹溝内に設置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに一項に記載の接線構造。
8. 前記接線構造がセンサー端子及びガスケットを更に含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の接線構造。
9. 前記配線板上にセンサー配線孔が含まれ、
   前記センサー端子が前記センサー配線孔を介して前記配線板に固定され、
   前記ガスケットが環形であり、その一端の直径が他端の直径より小さく、前記ガスケットの直径が小さい方の一端が前記センサー配線孔中に取り付けられ、
   二個の前記ガスケットが前記センサー端子上に装着され、
   前記配線板の上、下表面にそれぞれ緊密に貼り合わせられる、
   ことを特徴とする請求項８に記載の接線構造。
10. 前記配線板、前記ガスケット及び前記センサー端子の間に空隙が形成される、
    ことを特徴とする請求項９に記載の接線構造。
11. 前記鋼材がオーステナイト系ステンレス鋼である、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の接線構造。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の接線構造を含む、
    ことを特徴とする永久磁石可変速電気モーター。
13. 請求項１２に記載の永久磁石可変速電気モーターを含む、
    ことを特徴とする遠心冷凍圧縮機。
    

Images