JP2020120419A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の軸線方向の体格を小型化し、且つコイル及び軸受を効率良く冷却すること。【解決手段】遠心圧縮機は、スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間に配置されて回転軸の軸線方向に延在し、コイル３４と鍔部３６ｆとの間隔を空ける壁部４１を有する樹脂部材４０を備えている。この壁部４１によって、スロット３７の内部に位置するコイル３４の部分が、鍔部３６ｆから離間させた状態で安定的に支持される。また、樹脂部材４０は、壁部４１によって囲まれて軸線方向に延在する連通路４６を有している。連通路４６は、回転軸の軸線方向の端部で開口し、ハウジングの内部におけるステータコア３３を挟んだ一方側と他方側との空間を連通する。【選択図】図３

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機は、回転軸の回転によって流体を圧縮する圧縮部と、回転軸を回転させる電動モータと、電動モータを収容するハウジングと、を備えている。回転軸は、軸受を介してハウジングに回転可能に支持されている。ハウジングは、軸受を保持する筒状の軸受保持部を有している。電動モータは、筒状のステータと、ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備えている。ステータは、先端に鍔部を有して径方向内側に延びる複数のティースを有する筒状のステータコアを有している。ステータコアにおける回転軸の軸線方向に位置する端面からは、隣り合うティースの間に形成されるスロットを通過してティースに巻回されるコイルの一部である環状のコイルエンドが突出している。

ここで、電動圧縮機における回転軸の軸線方向の体格を小型化するために、例えば、軸受保持部の少なくとも一部をコイルエンドの内側に配置させることが考えられる。軸受保持部の少なくとも一部をコイルエンドの内側に配置させるためには、コイルエンドをステータコアの径方向外側に極力配置させる必要がある。そこで、例えば特許文献１には、スロットに挿入されるとともにコイルとティースとの間に配置されるスロット絶縁シートを用いて、スロットの内部に位置するコイルの部分を鍔部から離間させている。これによれば、コイルエンドをステータコアの径方向外側に配置することができる。

特開２００５−１８４９９４号公報

しかしながら、スロット絶縁シートは堅牢性が低い。したがって、特許文献１のように、スロット絶縁シートを用いて、スロットの内部に位置するコイルの部分を鍔部から離間させた状態に支持することが困難であるため、コイルエンドをステータコアの径方向外側に配置した状態に維持することが困難となる虞がある。したがって、軸受保持部の少なくとも一部をコイルエンドの内側に配置することができない虞がある。また、コイル及び軸受を効率良く冷却することが望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転軸の軸線方向の体格を小型化し、且つコイル及び軸受を効率良く冷却することができる電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、回転軸の回転によって流体を圧縮する圧縮部と、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記電動モータを収容するハウジングと、を備え、前記回転軸は、軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持されており、前記ハウジングは、前記軸受を保持する筒状の軸受保持部を有しており、前記電動モータは、筒状のステータと、前記ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備えており、前記ステータは、先端に鍔部を有して径方向内側に延びる複数のティースを有する筒状のステータコアと、隣り合う前記ティースの間に形成されるスロットを通過して前記ティースに巻回されるコイルの一部であるとともに前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向に位置する端面から突出するコイルエンドと、を備える電動圧縮機であって、前記スロットの内部における前記コイルと前記鍔部との間に配置されて前記回転軸の軸線方向に延在し、前記コイルと前記鍔部との間隔を空ける壁部と、前記壁部によって囲まれて前記軸線方向に延在する連通路と、を有する樹脂部材を備え、前記連通路は、前記軸線方向の端部で開口して、前記ステータコアを挟んだ前記ハウジング内部の一方と他方を連通し、前記軸受保持部の少なくとも一部は、前記連通路の開口に対向した状態で前記コイルエンドの内側に配置されている。

これによれば、スロットの内部におけるコイルと鍔部との間に配置される壁部によって、スロットの内部に位置するコイルの部分が、鍔部から離間させた状態で安定的に支持される。したがって、コイルエンドをステータコアの径方向外側に配置した状態に維持することができるため、軸受保持部の少なくとも一部をコイルエンドの内側に配置し易くすることができる。また、樹脂部材は、壁部によって囲まれて軸線方向に延在する連通路を有しているため、連通路の内部を通過する流体によってコイルを冷却することができる。また、軸受保持部の少なくとも一部が、連通路の開口に対向しているため、連通路からの流体によって軸受保持部が冷却され、その結果として、軸受が冷却される。以上のことから、電動圧縮機の回転軸の軸線方向の体格を小型化し、且つコイル及び軸受を効率良く冷却することができる。

上記電動圧縮機において、前記樹脂部材は、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向に位置する端面に当接する当接部を有しているとよい。
これによれば、ステータコアにおける回転軸の軸線方向に位置する端面に対する当接部の当接により、樹脂部材におけるステータコアに対する回転軸の軸線方向への移動を抑制することができる。

上記電動圧縮機において、前記壁部は、前記当接部によって、前記ティースを跨いで隣り合うスロットに挿入される別の壁部と接続されているとよい。
これによれば、当接部によって接続された２つの壁部が隣り合うスロットに対して挿入されるように樹脂部材をステータコアに対して配置するだけで、ティースを跨いで隣り合うスロットに壁部をそれぞれ配置することができる。したがって、複数のスロットの内部に壁部をそれぞれ配置する作業を簡素化することができる。

上記電動圧縮機において、前記樹脂部材は、前記鍔部における前記ロータとの対向面に係止される係止部を有しているとよい。
これによれば、鍔部におけるロータとの対向面に対する係止部の係止、及びスロットの内部での鍔部に対する壁部の接触により、樹脂部材におけるステータコアの径方向への移動を抑制することができる。

上記電動圧縮機において、前記スロットに挿入されるとともに前記コイルと前記ステータコアとの間に配置されるスロット絶縁シートを備え、前記樹脂部材には、前記スロット絶縁シートの一部が挿入される切り欠きが形成されているとよい。

これによれば、スロット絶縁シートの一部が、樹脂部材に形成された切り欠きに挿入されている分だけ、コイルとステータコアとの絶縁距離を長く確保することができるため、コイルとステータコアとの絶縁の信頼性を向上させることができる。

上記電動圧縮機において、前記樹脂部材は、同一の前記スロットの内部において別の樹脂部材と隣り合っており、隣り合った前記樹脂部材の壁部は、互いに接することで、前記スロットを前記ロータ側に向けて閉口させ、互いに離間することで、前記スロットを前記ロータ側に向けて開口させるように配置されており、前記互いの壁部の接離は、前記樹脂部材自身の弾性作用を用いた変形によりなされるとよい。

ティースにコイルの巻線を巻回する際に、巻線が、スロットの内部において、隣り合う樹脂部材同士の間を通過しようとする。このとき、樹脂部材自身が弾性作用を有しているため、スロットの内部において、隣り合う壁部同士が互いに接触していても、互いに離間する方向へ移動可能になっている。したがって、ティースに巻線を巻回する際に、巻線が、スロットの内部において、隣り合う壁部同士の間を通過することができる。そして、ティースに対して巻線が巻き終わった後、スロットの内部において、隣り合う壁部同士が互いに接触することで、巻線が、スロットのロータ側から飛び出してしまうことを防止することができる。

この発明によれば、回転軸の軸線方向の体格を小型化し、且つコイル及び軸受を効率良く冷却することができる。

実施形態における遠心圧縮機を示す側断面図。 電動モータを示す断面図。 ステータの一部を拡大して示す断面図。 樹脂部材の斜視図。 ステータの一部を拡大して示す断面図。 樹脂部材がステータコアに組み付けられた状態を部分的に示す斜視図。 ティースに巻線を巻回している状態を模式的に示す断面図。 別の実施形態における樹脂部材を示す斜視図。 別の実施形態における樹脂部材を示す斜視図。

以下、電動圧縮機を遠心圧縮機に具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車に搭載されている。燃料電池車には、酸素及び水素を供給して発電させる燃料電池システムが搭載されている。そして、遠心圧縮機は、燃料電池に供給される酸素を含む流体としての空気を圧縮する。

図１に示すように、遠心圧縮機１０のハウジング１１は、モータハウジング１２、第１コンプレッサハウジング１３、第２コンプレッサハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及び第３プレート１７を有する筒状である。モータハウジング１２は、板状の底壁１２ａと、底壁１２ａの外周部から筒状に延びる周壁１２ｂと、を有する有底筒状である。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結され、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。

そして、モータハウジング１２の底壁１２ａの内面１２１ａ、周壁１２ｂの内周面１２１ｂ、及び第１プレート１５におけるモータハウジング１２側の端面１５ａによってモータ室１８が区画されている。モータ室１８内には、電動モータ１９が収容されている。よって、ハウジング１１は、電動モータ１９を収容する。モータハウジング１２の周壁１２ｂには、冷却水が流れる冷却水ジャケット１２ｃが形成されている。冷却水ジャケット１２ｃは、周壁１２ｂの周方向の全周に亘って延びている。冷却水ジャケット１２ｃ内を流れる冷却水は、電動モータ１９を冷却する。

第１プレート１５は、第１プレート１５の端面１５ａの中央部から電動モータ１９に向けて突出する円筒状の軸受保持部としての第１軸受保持部２０を有している。第１軸受保持部２０には、軸受としての第１空気軸受２１が保持されている。第１空気軸受２１は円筒状である。第１軸受保持部２０の内側は、第１プレート１５を貫通して第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１５ｂに開口している。

モータハウジング１２は、モータハウジング１２の底壁１２ａの内面１２１ａの中央部から電動モータ１９に向けて突出する円筒状の軸受保持部としての第２軸受保持部２２を有している。第２軸受保持部２２には、軸受としての第２空気軸受２３が保持されている。第２空気軸受２３は円筒状である。第２軸受保持部２２の内側は、モータハウジング１２の底壁１２ａを貫通して底壁１２ａの外面１２２ａに開口している。第１軸受保持部２０の軸心と第２軸受保持部２２の軸心とは一致している。

第２プレート１６は、第１プレート１５の端面１５ｂに連結されている。第２プレート１６の中央部にはシャフト挿通孔１６ａが形成されている。シャフト挿通孔１６ａは、第１軸受保持部２０の内側に連通している。シャフト挿通孔１６ａの軸心は、第１軸受保持部２０の軸心と一致している。

第３プレート１７は、モータハウジング１２の底壁１２ａの外面１２２ａに連結されている。第３プレート１７の中央部にはシャフト挿通孔１７ａが形成されている。シャフト挿通孔１７ａは、第２軸受保持部２２の内側に連通している。シャフト挿通孔１７ａの軸心は、第２軸受保持部２２の軸心と一致している。

第１コンプレッサハウジング１３は、空気が吸入される円孔状の第１吸入口１３ａを有する筒状である。第１コンプレッサハウジング１３は、第１吸入口１３ａの軸心が、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ａの軸心、及び第１軸受保持部２０の軸心と一致した状態で第２プレート１６における第１プレート１５とは反対側の端面１６ｂに連結されている。第１吸入口１３ａは、第１コンプレッサハウジング１３における第２プレート１６とは反対側の端面に開口している。第１コンプレッサハウジング１３と第２プレート１６の端面１６ｂとの間には、第１吸入口１３ａに連通する第１インペラ室１３ｂと、第１インペラ室１３ｂの周囲で第１吸入口１３ａの軸心周りに延びる第１吐出室１３ｃと、第１インペラ室１３ｂと第１吐出室１３ｃとを連通する第１ディフューザ流路１３ｄと、が形成されている。第１インペラ室１３ｂは、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ａに連通している。

第２コンプレッサハウジング１４は、空気が吸入される円孔状の第２吸入口１４ａを有する筒状である。第２コンプレッサハウジング１４は、第２吸入口１４ａの軸心が、第３プレート１７のシャフト挿通孔１７ａの軸心、及び第２軸受保持部２２の軸心と一致した状態で第３プレート１７におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１７ｂに連結されている。第２吸入口１４ａは、第２コンプレッサハウジング１４における第３プレート１７とは反対側の端面に開口している。第２コンプレッサハウジング１４と第３プレート１７の端面１７ｂとの間には、第２吸入口１４ａに連通する第２インペラ室１４ｂと、第２インペラ室１４ｂの周囲で第２吸入口１４ａの軸心周りに延びる第２吐出室１４ｃと、第２インペラ室１４ｂと第２吐出室１４ｃとを連通する第２ディフューザ流路１４ｄと、が形成されている。第２インペラ室１４ｂは、シャフト挿通孔１７ａに連通している。

ハウジング１１内には、回転軸２４が収容されている。回転軸２４の一端には、第１インペラ室１３ｂに収容される第１インペラ２５が連結されている。回転軸２４の他端には、第２インペラ室１４ｂに収容される第２インペラ２６が連結されている。

回転軸２４は、回転軸本体２４ａと、回転軸本体２４ａの外周面における一端側の部位に設けられるとともに第１空気軸受２１の内側に配置される第１支持部２４ｂと、回転軸本体２４ａの外周面における他端側の部位に設けられるとともに第２空気軸受２３の内側に配置される第２支持部２４ｃと、を有している。第１支持部２４ｂは、回転軸本体２４ａに一体的に形成されるとともに回転軸本体２４ａの外周面から突出している。第２支持部２４ｃは、回転軸本体２４ａとは別体であるとともに回転軸本体２４ａの外周面に圧入されることにより取り付けられている。

第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ａと回転軸２４との間には、第１インペラ室１３ｂからモータ室１８に向かう空気の洩れを抑制する第１シール部材２７が設けられている。また、第３プレート１７のシャフト挿通孔１７ａと回転軸２４との間には、第２インペラ室１４ｂからモータ室１８に向かう空気の洩れを抑制する第２シール部材２８が設けられている。第１シール部材２７及び第２シール部材２８は、例えば、メカニカルシールである。

電動モータ１９は、回転軸２４に固定された筒状のロータ３１、及びハウジング１１に固定される筒状のステータ３２を備えている。ロータ３１は、ステータ３２の径方向内側に配置されるとともに回転軸２４と一体的に回転する。ロータ３１は、回転軸２４に止着された円筒状のロータコア３１ａと、ロータコア３１ａに設けられた複数の永久磁石と、を有している。ステータ３２は、ロータ３１を取り囲んでいる。ステータ３２は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面１２１ｂに固定された円筒状のステータコア３３と、ステータコア３３に巻回されたコイル３４と、を有している。電動モータ１９は、コイル３４の一部であるとともにステータコア３３における回転軸２４の軸線方向に位置する両端面３３ａからそれぞれ突出するコイルエンド３４ｅを備えている。回転軸２４は、図示しないバッテリからコイル３４に電流が流れることによって、ロータ３１と一体的に回転する。したがって、電動モータ１９は、回転軸２４を回転させる。

回転軸２４がロータ３１と一体的に回転すると、第１インペラ２５及び第２インペラ２６が回転軸２４と一体的に回転する。すると、第１吸入口１３ａから吸入された空気が第１インペラ室１３ｂ内で第１インペラ２５によって圧縮されるとともに第１ディフューザ流路１３ｄを通過して第１吐出室１３ｃから吐出される。そして、第１吐出室１３ｃから吐出された空気は、図示しない配管を介して第２吸入口１４ａに吸入されて第２インペラ室１４ｂ内で第２インペラ２６によって再び圧縮されるとともに第２ディフューザ流路１４ｄを通過して第２吐出室１４ｃから吐出される。第２吐出室１４ｃから吐出された空気は、図示しない配管を介して燃料電池に供給される。したがって、第１インペラ２５及び第２インペラ２６は、回転軸２４の回転によって空気を圧縮する圧縮部である。

第１空気軸受２１は、電動モータ１９（回転軸２４）の回転数が所定値に達するまでは、第１支持部２４ｂと接触した状態で回転軸２４を支持するとともに、第２空気軸受２３は、電動モータ１９の回転数が所定値に達するまでは、第２支持部２４ｃと接触した状態で回転軸２４を支持する。そして、電動モータ１９の回転数が所定値に達すると、第１支持部２４ｂと第１空気軸受２１との間に生じる動圧によって、第１支持部２４ｂが第１空気軸受２１に対して浮上し、第１空気軸受２１は、第１支持部２４ｂと非接触の状態で回転軸２４を支持する。また、電動モータ１９の回転数が所定値に達すると、第２支持部２４ｃと第２空気軸受２３との間に生じる動圧によって、第２支持部２４ｃが第２空気軸受２３に対して浮上し、第２空気軸受２３は、第２支持部２４ｃと非接触の状態で回転軸２４を支持する。したがって、回転軸２４は、第１空気軸受２１及び第２空気軸受２３を介してハウジング１１に回転可能に支持されている。

図２に示すように、ステータコア３３は、円筒状のヨーク３５、及びヨーク３５の内周面３５ａからヨーク３５の径方向内側に延びる複数のティース３６を有している。各ティース３６は、ヨーク３５の周方向に間隔をあけて配置されるとともにヨーク３５の内周面３５ａからステータコア３３の軸線に向けて延びるティース延在部３６ａと、ティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の内周面３５ａとは反対側の端部からヨーク３５の周方向両側にそれぞれ延びる鍔部３６ｆと、を有している。よって、各ティース３６は、径方向内側の先端に鍔部３６ｆを有している。各ティース延在部３６ａにおけるヨーク３５とは反対側の面、及び両鍔部３６ｆにおけるヨーク３５とは反対側の面は、各ティース３６におけるヨーク３５とは反対側の面３６ｃを形成している。そして、各ティース３６におけるヨーク３５とは反対側の面３６ｃは、ロータコア３１ａの外周面に沿った円弧状である。したがって、両鍔部３６ｆにおけるヨーク３５とは反対側の面は、両鍔部３６ｆにおけるロータ３１との対向面である。

図３に示すように、ステータコア３３の軸線方向に位置するヨーク３５の両端面３５ｅは平坦面状である。ステータコア３３の軸線方向に位置する各ティース３６の両端面３６ｅは平坦面状である。ステータコア３３の軸線方向におけるヨーク３５の長さとステータコア３３の軸線方向における各ティース３６の長さとは同じである。よって、ヨーク３５の端面３５ｅ及び各ティース３６の端面３６ｅは同一平面上に位置している。ヨーク３５の両端面３５ｅ及び各ティース３６の両端面３６ｅは、ステータコア３３の軸線方向に位置する両端面３３ａを形成している。

ステータコア３３は、ヨーク３５の周方向で隣り合うティース３６の間に形成されるスロット３７を有している。コイル３４は、スロット３７を通過する巻線３４ａをティース３６に集中巻きで巻回することにより形成されている。したがって、コイル３４の一部は、スロット３７の内部に位置している。

ステータ３２は、各スロット３７に挿入されるとともにコイル３４とステータコア３３との間に配置されるスロット絶縁シート３９を備えている。スロット絶縁シート３９は、各スロット３７の内部に位置するコイル３４の部分とステータコア３３とを絶縁する。スロット絶縁シート３９は、細長帯状のシートを短手方向に沿って略Ｕ字状に湾曲させた形状である。スロット絶縁シート３９は、その長手方向がステータコア３３の軸線方向に一致した状態でスロット３７に挿入されている。スロット絶縁シート３９は、スロット３７を形成するヨーク３５及びティース３６に沿って延びている。また、スロット絶縁シート３９は、ステータコア３３の軸線方向の一端から他端にかけて延びている。スロット絶縁シート３９の長手方向の両端縁は、ステータコア３３の両端面３３ａからそれぞれ突出している。

図３及び図４に示すように、遠心圧縮機１０は、樹脂部材４０を備えている。樹脂部材４０は、スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間に配置される壁部４１を有している。壁部４１は、回転軸２４の軸線方向に延在し、コイル３４と鍔部３６ｆとの間隔を空ける。本実施形態の樹脂部材４０は、壁部４１を二つ有している。２つの壁部４１は、ヨーク３５の周方向で隣り合うスロット３７にそれぞれ挿入されるとともに、後述する当接部４７で接続されている。

各壁部４１は、コイル３４に接触してコイル３４を支持するコイル接触壁４２と、鍔部３６ｆに接触する鍔部接触壁４３と、鍔部接触壁４３からコイル接触壁４２に向けて延びるとともにコイル接触壁４２を支持する一対の支持壁である第１支持壁４４及び第２支持壁４５と、をそれぞれ有している。コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５はそれぞれ細長薄板状である。

コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５それぞれの長手方向は互いに一致している。コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５それぞれの長手方向の長さは同じである。コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５それぞれの長手方向の長さは、ステータコア３３の軸線方向の長さの略半分である。コイル接触壁４２及び鍔部接触壁４３それぞれの短手方向は互いに一致している。したがって、コイル接触壁４２と鍔部接触壁４３とは互いに平行に延びている。

鍔部接触壁４３は、鍔部３６ｆにおけるヨーク３５側の面に沿って延びている。第１支持壁４４は、鍔部接触壁４３の短手方向の一端縁から立設されるとともに、第２支持壁４５は、鍔部接触壁４３の短手方向の他端縁から立設されている。第１支持壁４４は、ティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面に沿って延びている。第２支持壁４５は、鍔部接触壁４３から離間するにつれて第１支持壁４４に対して離間するように延びている。したがって、第１支持壁４４は、一対の支持壁におけるティース３６側に位置する支持壁である。

図４及び図５に示すように、第１支持壁４４におけるティース延在部３６ａ側の面は、鍔部接触壁４３に連続するとともにティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面に接触する接触面４４ａを有している。また、第１支持壁４４におけるティース延在部３６ａ側の面は、第１支持壁４４における鍔部接触壁４３とは反対側の端部に位置するとともにティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面に対して離間する離間面４４ｂを有している。接触面４４ａと離間面４４ｂとは、段差面４４ｃによって接続されている。段差面４４ｃは、ティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面に対して交差する方向に延びている。

第１支持壁４４における鍔部接触壁４３とは反対側の端部は、鍔部接触壁４３から離間するにつれて厚みが徐々に厚くなっていく肉厚部４４ｄになっている。肉厚部４４ｄにおける鍔部接触壁４３とは反対側の端面４４ｅは、コイル接触壁４２の短手方向に延びる平坦面状である。離間面４４ｂは、肉厚部４４ｄにおけるティース延在部３６ａ側の面を形成している。

コイル接触壁４２は、第２支持壁４５における鍔部接触壁４３とは反対側の端部から第１支持壁４４における鍔部接触壁４３とは反対側の端部に向けて延びている。したがって、コイル接触壁４２は、第２支持壁４５に連続している。コイル接触壁４２における第２支持壁４５とは反対側の端部は、第１支持壁４４の肉厚部４４ｄの端面４４ｅに接触している。したがって、第１支持壁４４とコイル接触壁４２とは連続しておらず、第１支持壁４４とコイル接触壁４２とは切り離されている。そして、各壁部４１は、コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５によって区画されるとともにステータコア３３の軸線方向に延びる連通路４６を有している。したがって、連通路４６は、壁部４１によって囲まれて軸線方向に延在する。そして、連通路４６は、回転軸２４の軸線方向の端部で開口して、ステータコア３３を挟んだモータハウジング１２内部の一方と他方を連通する。

樹脂部材４０は、ステータコア３３の端面３３ａに当接する薄板平板状の当接部４７を有している。当接部４７は、ティース３６の端面３６ｅにおけるヨーク３５の内周面３５ａとは反対側の端部寄りに当接している。本実施形態の樹脂部材４０は、ヨーク３５の周方向でティース３６を跨いで隣り合うスロット３７にそれぞれ挿入される壁部４１同士を当接部４７によって接続して構成されている。したがって、壁部４１は、当接部４７によって、ティース３６を跨いで隣り合うスロット３７に挿入される別の壁部４１と接続されている。当接部４７は、各壁部４１の第１支持壁４４における長手方向の一端縁同士を接続している。

当接部４７は、各壁部４１の第１支持壁４４における接触面４４ａの長手方向の一端縁それぞれに連続するとともに各壁部４１の第１支持壁４４における接触面４４ａの長手方向の一端縁同士を接続している。そして、各壁部４１の第１支持壁４４における離間面４４ｂの長手方向の一端縁と当接部４７との間それぞれには、シート用逃げ凹部４８が形成されている。

スロット絶縁シート３９の短手方向の端部の大部分は、壁部４１の第１支持壁４４における離間面４４ｂとティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面との間に位置している。したがって、スロット絶縁シート３９の一部は、第１支持壁４４とティース３６との間に位置している。また、スロット絶縁シート３９の短手方向の端部であって、且つスロット絶縁シート３９の長手方向におけるステータコア３３の端面３３ａから突出している端縁は、シート用逃げ凹部４８に挿入されている。

図６に示すように、遠心圧縮機１０は、樹脂部材４０を複数有している。複数の樹脂部材４０は、各ティース３６の端面３６ｅと各当接部４７とがそれぞれ当接するとともに、当接部４７によって接続された両壁部４１がヨーク３５の周方向で隣り合うスロット３７に対して挿入されるようにステータコア３３に対してそれぞれ配置されている。複数の樹脂部材４０は、ヨーク３５の周方向に並んでステータコア３３に対してそれぞれ配置されている。

各スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１のコイル接触壁４２における第２支持壁４５側の端部同士は、互いに接触している。したがって、各スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士は、ヨーク３５の周方向で互いに接触している。よって、樹脂部材４０は、同一のスロット３７の内部において別の樹脂部材４０と隣り合っている。そして、隣り合った樹脂部材４０の壁部４１は、互いに接することで、スロット３７をロータ３１側に向けて閉口させ、互いに離間することで、スロット３７をロータ３１側に向けて開口させるように配置されている。互いの壁部４１の接離は、樹脂部材４０自身の弾性作用を用いた変形によりなされる。

また、遠心圧縮機１０は、ステータコア３３の両端面３３ａの一方側から各壁部４１がスロット３７に対して挿入されるようにステータコア３３に対して配置される樹脂部材４０と、ステータコア３３の両端面３３ａの他方側から各壁部４１がスロット３７に対して挿入されるようにステータコア３３に対して配置される樹脂部材４０と、を有する。したがって、ティース３６の両端面３６ｅの一方に当接する当接部４７によって接続された両壁部４１と、ティース３６の両端面３６ｅの他方に当接する当接部４７によって接続された両壁部４１とは、スロット３７の内部において互いに突き合わされている。

図５に示すように、樹脂部材４０は、係止部４９を二つ有している。係止部４９は、各壁部４１において、鍔部接触壁４３の短手方向の他端縁から第２支持壁４５とは反対側に向けて立設される立設部４９ａと、立設部４９ａにおける鍔部接触壁４３とは反対側の端部から第１支持壁４４に向けて突出する爪部４９ｂと、を有している。立設部４９ａにおける第２支持壁４５の長手方向の長さと爪部４９ｂにおける第２支持壁４５の長手方向の長さとは同じである。また、立設部４９ａにおける第２支持壁４５の長手方向の長さ、及び爪部４９ｂにおける第２支持壁４５の長手方向の長さは、第２支持壁４５における長手方向の長さと同じである。

第２支持壁４５における第１支持壁４４とは反対側の面と、立設部４９ａにおける第１支持壁４４とは反対側の面とは同一平面上に位置している。立設部４９ａは、ヨーク３５の周方向で隣り合う鍔部３６ｆ同士の隙間であるスロットオープン３７ａの間に位置している。爪部４９ｂは、鍔部３６ｆにおけるヨーク３５とは反対側の面に係止されている。したがって、樹脂部材４０は、各壁部４１からスロットオープン３７ａを通過して鍔部３６ｆにおけるロータ３１との対向面に係止される係止部４９を有している。そして、各鍔部３６ｆの角部は係止部４９によって覆われている。

図３に示すように、本実施形態の遠心圧縮機１０は、各壁部４１が、スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間にそれぞれ配置されている分だけ、スロット３７の内部に位置するコイル３４の部分が鍔部３６ｆから離間している。その結果、コイルエンド３４ｅがヨーク３５の径方向外側に極力配置されている。そして、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２は、回転軸２４の軸線方向で各壁部４１の連通路４６の開口に少なくとも一部が対向した状態でコイルエンド３４ｅの内側に配置されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間に配置される壁部４１は、鍔部接触壁４３からコイル接触壁４２に向けて延びてコイル接触壁４２を支持する第１支持壁４４及び第２支持壁４５を有しているため、スロット３７の内部に位置するコイル３４の部分が、鍔部３６ｆから離間させた状態で安定的に支持されている。そして、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２が、回転軸２４の軸線方向で各壁部４１に対向した状態でコイルエンド３４ｅの内側に配置されている分だけ、遠心圧縮機１０の回転軸２４の軸線方向の体格が小型化されている。

また、ステータコア３３の端面３３ａに対する当接部４７の当接により、樹脂部材４０におけるステータコア３３に対する回転軸２４の軸線方向への移動が抑制されている。さらに、鍔部３６ｆにおけるロータ３１との対向面に対する係止部４９の係止、及びスロット３７の内部での鍔部３６ｆに対する鍔部接触壁４３の接触により、樹脂部材４０におけるステータコア３３に対するヨーク３５の径方向への移動が抑制されている。

各壁部４１は、回転軸２４の軸線方向に延在するとともに、回転軸２４の軸線方向の端部で開口して、ステータコア３３を挟んだモータハウジング１２内部の一方と他方を連通する連通路４６を有している。このため、例えば、モータ室１８内に存在する空気が連通路４６の内部を通過することにより、コイル３４が連通路４６の内部を通過する空気によって冷却される。また、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２の少なくとも一部が、連通路４６の開口に対向しているため、連通路４６からの空気によって第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２が冷却され、その結果として、第１空気軸受２１及び第２空気軸受２３が冷却される。

図７に示すように、ティース３６に巻線３４ａを巻回する際に、スロットオープン３７ａを通過した巻線３４ａが、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士の間を通過しようとする。このとき、第１支持壁４４とコイル接触壁４２とが切り離されている。このため、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士がヨーク３５の周方向で互いに接触していても、樹脂部材４０自身が弾性作用を有するため、第１支持壁４４の端部によってコイル接触壁４２の端部が案内されるように変形する。これにより、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１それぞれの第２支持壁４５同士が互いに離間する方向へ移動可能になっている。したがって、ティース３６に巻線３４ａを巻回する際に、スロット３７がロータ３１側に向けて開口し、巻線３４ａが、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士の間を通過可能になっている。巻線３４ａは、係止部４９と、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１の第２支持壁４５における第１支持壁４４とは反対側の面と、によって案内されながら、壁部４１同士の間を通過する。そして、ティース３６に対して巻線３４ａが巻き終わった後、スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士がヨーク３５の周方向で互いに接触することで、スロット３７がロータ３１側に向けて閉口する。これにより、巻線３４ａが、スロットオープン３７ａを介してスロット３７から飛び出してしまうことが防止されている。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）遠心圧縮機１０は、スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間に配置されて回転軸２４の軸線方向に延在し、コイル３４と鍔部３６ｆとの間隔を空ける壁部４１を有する樹脂部材４０を備えている。この壁部４１によって、スロット３７の内部に位置するコイル３４の部分が、鍔部３６ｆから離間させた状態で安定的に支持される。したがって、コイルエンド３４ｅをステータコア３３の径方向外側に配置した状態に維持することができるため、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２をコイルエンド３４ｅの内側に配置し易くすることができる。また、樹脂部材４０は、壁部４１によって囲まれて軸線方向に延在する連通路４６を有している。連通路４６は、回転軸２４の軸線方向の端部で開口し、ハウジング１１の内部におけるステータコア３３を挟んだ一方側と他方側との空間を連通する。このため、連通路４６の内部を通過する空気によってコイル３４を冷却することができる。また、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２の少なくとも一部は、連通路４６の開口と対向しており、連通路４６からの空気によって第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２が冷却される。その結果として、第１空気軸受２１及び第２空気軸受２３が冷却される。以上のことから、遠心圧縮機１０の回転軸２４の軸線方向の体格を小型化し、且つコイル３４、第１空気軸受２１、及び第２空気軸受２３を効率良く冷却することができる。

（２）樹脂部材４０は、ステータコア３３における回転軸２４の軸線方向に位置する端面３３ａに当接する当接部４７を有している。これによれば、ステータコア３３における回転軸２４の軸線方向に位置する端面３３ａに対する当接部４７の当接により、樹脂部材４０におけるステータコア３３に対する回転軸２４の軸線方向への移動を抑制することができる。

（３）壁部４１は、当接部４７によって、ティース３６を跨いで隣り合うスロット３７に挿入される別の壁部４１と接続されている。これによれば、当接部４７によって接続された２つの壁部４１がヨーク３５の周方向で隣り合うスロット３７に対して挿入されるように樹脂部材４０をステータコア３３に対して配置するだけで、ティース３６を跨いで隣り合うスロット３７に壁部４１をそれぞれ配置することができる。したがって、複数のスロット３７の内部に壁部４１をそれぞれ配置する作業を簡素化することができる。

（４）樹脂部材４０は、鍔部３６ｆにおけるロータ３１との対向面に係止される係止部４９を有している。これによれば、鍔部３６ｆにおけるロータ３１との対向面に対する係止部４９の係止、及びスロット３７の内部での鍔部３６ｆに対する鍔部接触壁４３の接触により、樹脂部材４０におけるステータコア３３の径方向への移動を抑制することができる。

（５）樹脂部材４０は、同一のスロット３７の内部において別の樹脂部材４０と隣り合っている。そして、隣り合った樹脂部材４０の壁部４１は、互いに接することで、スロット３７をロータ３１側に向けて閉口させ、互いに離間することで、スロット３７をロータ３１側に向けて開口させるように配置されている。互いの壁部４１の接離は、樹脂部材４０自身の弾性作用を用いた変形によりなされる。ティース３６に巻線３４ａを巻回する際に、スロットオープン３７ａを通過した巻線３４ａが、スロット３７の内部において、隣り合う樹脂部材４０同士の間を通過しようとする。このとき、樹脂部材４０自身が弾性作用を有しているため、スロット３７の内部において、隣り合う壁部４１同士が互いに接触していても、互いに離間する方向へ移動可能になっている。したがって、ティース３６に巻線３４ａを巻回する際に、巻線３４ａが、スロット３７の内部において、隣り合う壁部４１同士の間を通過することができる。そして、ティース３６に対して巻線３４ａが巻き終わった後、スロット３７の内部において、隣り合う壁部４１同士が互いに接触していることで、巻線３４ａが、スロット３７のロータ３１側から飛び出してしまうことを防止することができる。

（６）本実施形態によれば、コイルエンド３４ｅをヨーク３５の径方向外側に極力配置させるために、例えば、鍔部３６ｆの厚みを厚くする必要が無いため、ステータコア３３に流れる磁束に影響を及ぼしたりして、電動モータ１９の回転効率が低下してしまうことを回避することができる。

（７）各鍔部３６ｆの角部は係止部４９によって覆われているため、ティース３６に巻線３４ａを巻回する際に、スロットオープン３７ａを通過しようとする巻線３４ａが、各鍔部３６ｆの角部に当たってしまうことを回避することができる。

（８）巻線３４ａがティース３６に巻回される際には、スロット絶縁シート３９がヨーク３５の径方向外側に移動する場合がある。この場合であっても、スロット絶縁シート３９の一部が、第１支持壁４４とティース３６との間に位置している分だけ、ティース延在部３６ａにおけるヨーク３５の周方向に位置する面がスロット３７の内部に露出し難くすることができる。その結果、コイル３４とティース３６との絶縁の信頼性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 図８に示すように、第１支持壁４４とコイル接触壁４２とが切り離されておらず、コイル接触壁４２が第１支持壁４４に連続していてもよく、壁部４１が中空状に形成されていてもよい。これによれば、コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５によって区画されるとともにステータコア３３の軸線方向に延びる連通路４６が密閉された空間になるため、例えば、スロット３７の内部の巻線３４ａが連通路４６内に侵入することが無い。したがって、例えば、コイルエンド３４ｅから引き出されるコイル３４の中性点を連通路４６内に挿入したり、コイル３４の温度を測定するためのサーミスタを連通路４６内に挿入したりすることにより、連通路４６を、中性点やサーミスタの配置スペースとして有効利用することができる。また、連通路４６内に中性点を挿入する場合、スロット３７の内部の巻線３４ａが連通路４６内に侵入することが無いため、中性点が絶縁チューブ等によって被膜されていない状態で、中性点を連通路４６内に挿入することができ、構成を簡素化することができる。なお、この場合、各スロット３７の内部において、ヨーク３５の周方向で隣り合う壁部４１同士は、ヨーク３５の周方向で互いに離間しているのが好ましい。また、壁部４１が中空状であるため、壁部４１が中空状ではない場合に比べると、樹脂部材４０を軽量化することができる。

○ 図９に示すように、樹脂部材４０に、スロット絶縁シート３９の一部が挿入される切り欠き５０が形成されていてもよい。切り欠き５０は、第１支持壁４４における第２支持壁４５側の面における鍔部接触壁４３とは反対側の端部と、コイル接触壁４２における第１支持壁４４側の端部との間に形成されている。切り欠き５０は、第１支持壁４４の長手方向及びコイル接触壁４２の長手方向に延びている。切り欠き５０の長手方向の長さは、第１支持壁４４の長手方向の長さ及びコイル接触壁４２の長手方向の長さと同じである。そして、スロット絶縁シート３９の短手方向の端部の大部分は、切り欠き５０に挿入されて、連通路４６内に位置している。これによれば、スロット絶縁シート３９の一部が、樹脂部材４０に形成された切り欠き５０に挿入されている分だけ、コイル３４とステータコア３３との絶縁距離を長く確保することができるため、コイル３４とステータコア３３との絶縁の信頼性を向上させることができる。

○ 実施形態において、回転軸２４の軸線方向から見たときに、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２の一部が、回転軸２４の軸線方向で壁部４１よりも径方向外側や径方向内側に位置していてもよい。要は、第１軸受保持部２０及び第２軸受保持部２２は、回転軸２４の軸線方向で少なくとも一部が壁部４１に対向した状態でコイルエンド３４ｅの内側に配置されていればよい。

○ 実施形態において、樹脂部材４０は、ヨーク３５の周方向で隣り合うスロット３７にそれぞれ挿入される壁部４１同士が当接部４７によって接続された構成でなくてもよく、例えば、各々のスロット３７毎に一つの壁部４１から当接部４７が延設されている構成であってもよい。

○ 実施形態において、樹脂部材４０は、当接部４７を有していない構成であってもよい。そして、樹脂部材４０は、例えば、一つの壁部４１と、係止部４９と、から構成されていてもよいし、一つの壁部４１のみから構成されていてもよい。

○ 実施形態において、樹脂部材４０は、係止部４９を有していない構成であってもよい。
○ 実施形態において、スロット絶縁シート３９の一部が、第１支持壁４４とティース３６との間に位置していなくてもよい。

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、スロット絶縁シート３９を有していない構成であってもよい。そして、樹脂部材４０が、スロット３７を形成するステータコア３３の内面に沿って延びる絶縁部を有する構成であってもよい。

○ 実施形態において、樹脂部材４０は、コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５それぞれの長手方向の長さが、ステータコア３３の軸線方向の長さと同じ長さである構成であってもよい。また、樹脂部材４０は、コイル接触壁４２、鍔部接触壁４３、第１支持壁４４、及び第２支持壁４５それぞれの長手方向の長さが、ステータコア３３の軸線方向の長さよりも僅かに長い構成であってもよい。このような場合、遠心圧縮機１０は、例えば、ステータコア３３の両端面３３ａの一方側から各壁部４１がスロット３７に対して挿入されるようにステータコア３３に対して配置される樹脂部材４０を有している。そして、遠心圧縮機１０は、ステータコア３３の両端面３３ａの他方側から各壁部４１がスロット３７に対して挿入されるようにステータコア３３に対して配置される樹脂部材４０を有していない。

○ 実施形態において、樹脂部材４０をステータコア３３の両端面３３ａから挿入する場合、ステータコア３３の軸線方向に並ぶ２つの樹脂部材４０が、軸線方向の中央付近で対向することになるが、２つの樹脂部材４０が中央付近まで達せず、間隔が空いていてもよい。

○ 実施形態において、壁部４１が、例えば、円筒状に形成されていてもよい。要は、壁部４１は、スロット３７の内部におけるコイル３４と鍔部３６ｆとの間に配置されて回転軸２４の軸線方向に延在し、コイル３４と鍔部３６ｆとの間隔を空ける構成であればよい。

○ 実施形態において、コイル３４は、各ティース３６に巻線３４ａが分布巻きで巻回されることにより形成されていてもよい。
○ 実施形態において、軸受としては、第１空気軸受２１及び第２空気軸受２３に限らず、例えば、転がり軸受であったり、滑り軸受であったりしてもよい。

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、例えば、第２インペラ２６を有していない構成であってもよく、第１インペラ２５によって圧縮された空気が、燃料電池に供給されてもよい。

○ 実施形態において、電動圧縮機としては、遠心圧縮機１０に限らず、例えば、スクロール型の電動圧縮機であってもよい。
○ 実施形態において、圧縮部が圧縮する流体は、空気に限らず、例えば、冷媒ガスであってもよい。

１０…電動圧縮機としての遠心圧縮機、１１…ハウジング、１９…電動モータ、２０…軸受保持部としての第１軸受保持部、２１…軸受としての第１空気軸受、２２…軸受保持部としての第２軸受保持部、２３…軸受としての第２空気軸受、２４…回転軸、２５…圧縮部としての第１インペラ、２６…圧縮部としての第２インペラ、３１…ロータ、３２…ステータ、３３…ステータコア、３４…コイル、３４ｅ…コイルエンド、３６…ティース、３６ｆ…鍔部、３７…スロット、３９…スロット絶縁シート、４０…樹脂部材、４１…壁部、４６…連通路、４７…当接部、４９…係止部、５０…切り欠き。

Claims (6)

1. 回転軸の回転によって流体を圧縮する圧縮部と、
   前記回転軸を回転させる電動モータと、
   前記電動モータを収容するハウジングと、を備え、
   前記回転軸は、軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持されており、
   前記ハウジングは、前記軸受を保持する筒状の軸受保持部を有しており、
   前記電動モータは、筒状のステータと、前記ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備えており、
   前記ステータは、先端に鍔部を有して径方向内側に延びる複数のティースを有する筒状のステータコアと、隣り合う前記ティースの間に形成されるスロットを通過して前記ティースに巻回されるコイルの一部であるとともに前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向に位置する端面から突出するコイルエンドと、を備える電動圧縮機であって、
   前記スロットの内部における前記コイルと前記鍔部との間に配置されて前記回転軸の軸線方向に延在し、前記コイルと前記鍔部との間隔を空ける壁部と、
   前記壁部によって囲まれて前記軸線方向に延在する連通路と、を有する樹脂部材を備え、
   前記連通路は、前記軸線方向の端部で開口して、前記ステータコアを挟んだ前記ハウジング内部の一方と他方を連通し、
   前記軸受保持部の少なくとも一部は、前記連通路の開口に対向した状態で前記コイルエンドの内側に配置されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記樹脂部材は、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向に位置する端面に当接する当接部を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記壁部は、前記当接部によって、前記ティースを跨いで隣り合うスロットに挿入される別の壁部と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記樹脂部材は、前記鍔部における前記ロータとの対向面に係止される係止部を有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
5. 前記スロットに挿入されるとともに前記コイルと前記ステータコアとの間に配置されるスロット絶縁シートを備え、
   前記樹脂部材には、前記スロット絶縁シートの一部が挿入される切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
6. 前記樹脂部材は、同一の前記スロットの内部において別の樹脂部材と隣り合っており、隣り合った前記樹脂部材の壁部は、互いに接することで、前記スロットを前記ロータ側に向けて閉口させ、互いに離間することで、前記スロットを前記ロータ側に向けて開口させるように配置されており、前記互いの壁部の接離は、前記樹脂部材自身の弾性作用を用いた変形によりなされることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電動圧縮機。