以下に、本願が開示する実施形態にかかる3相モータおよび圧縮機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
図1は、実施例の3相モータ6が設けられた圧縮機1を示す縦断面図である。圧縮機1は、図1に示されているように、容器2とシャフト3と圧縮機部5と3相モータ6とを備えている。容器2は、密閉された内部空間7を形成している。内部空間7は、概ね円柱状に形成されている。容器2は、水平面に縦置きされたときに、内部空間7の円柱の中心軸が鉛直方向に平行になるように、形成されている。容器2には、内部空間7の下部に油溜め8が形成されている。油溜め8には、圧縮機部5を潤滑させる冷凍機油が貯留される。容器2には、冷媒を吸入する吸入管11と圧縮された冷媒を吐出する吐出管12とが接続されている。シャフト3は、棒状に形成され、一端が油溜め8に配置されるように、容器2の内部空間7に配置されている。シャフト3は、内部空間7が形成する円柱の中心軸に平行である回転軸を中心に回転可能に容器2に支持されている。シャフト3は、回転することにより、油溜め8に貯留される冷凍機油を圧縮機部5に供給する。
圧縮機部5は、内部空間7の下部に配置され、油溜め8の上方に配置されている。圧縮機1は、さらに、上マフラーカバー14と下マフラーカバー15とを備えている。上マフラーカバー14は、内部空間7のうちの圧縮機部5の上部に配置されている。上マフラーカバー14は、内部に上マフラー室16を形成している。下マフラーカバー15は、内部空間7のうちの圧縮機部5の下部に配置され、油溜め8の上部に配置されている。下マフラーカバー15は、内部に下マフラー室17を形成している。下マフラー室17は、圧縮機部5に形成されている連通路(図示されていない)を介して上マフラー室16に連通している。上マフラーカバー14とシャフト3との間には、圧縮冷媒吐出孔18が形成され、上マフラー室16は、圧縮冷媒吐出孔18を介して内部空間7に連通している。
圧縮機部5は、いわゆるロータリー型の圧縮機であり、シャフト3が回転することにより吸入管11から供給される冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を上マフラー室16と下マフラー室17とに供給する。その冷媒は、冷凍機油と相溶性を有している。3相モータ6は、内部空間7のうちの圧縮機部5の上部に配置されている。3相モータ6は、ロータ21とステータ22とを備えている。ロータ21は、シャフト3に固定されている。ステータ22は、概ね円筒形に形成され、ロータ21を囲むように配置され、容器2に固定されている。ステータ22は、ステータコア23と上インシュレータ24と下インシュレータ25と複数の巻き線26を備えている。上インシュレータ24は、ステータコア23の上部に配置されている。下インシュレータ25は、ステータコア23の下部に配置されている。上インシュレータ24と下インシュレータ25とは、ステータコア23と巻き線26とを絶縁する絶縁部の一例である。
図2は、ステータコア23を示す下面図である。ステータコア23は、たとえば、ケイ素鋼板に例示される軟磁性体で形成された複数の板が積層されて形成され、図2に示されているように、ヨーク部31と複数のステータコアティース部32-1~32-9とを備えている。ヨーク部31は、概ね円筒形に形成されている。複数のステータコアティース部32-1~32-9のうちの第1ステータコアティース部32-1は、概ね柱体状に形成されている。第1ステータコアティース部32-1は、一端がヨーク部31の内周面に連続して形成され、すなわち、ヨーク部31の内周面から突出するように、形成されている。複数のステータコアティース部32-1~32-9のうちの第1ステータコアティース部32-1と異なるステータコアティース部も、第1ステータコアティース部32-1と同様に、概ね柱体状に形成され、ヨーク部31の内周面から突出している。複数のステータコアティース部32-1~32-9は、さらに、ヨーク部31の内周面に40度ごとの等間隔に配置されるように、形成されている。
図3は、下インシュレータ25を示す斜視図である。下インシュレータ25は、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)に例示される絶縁体から形成され、図3に示されているように、外周壁部41と複数のインシュレータ歯部42-1~42-9と複数の鍔部43-1~43-9とを備えている。外周壁部41は、概ね円筒形に形成されている。外周壁部41は、複数のスリット44が形成されている。複数のインシュレータ歯部42-1~42-9のうちの第1インシュレータ歯部42-1は、断面が概ね半円である直柱体状に形成されている。第1インシュレータ歯部42-1は、一端が外周壁部41の内周面に連続して形成され、すなわち、外周壁部41の内周面から突出するように、形成されている。複数のインシュレータ歯部42-1~42-9のうちの第1インシュレータ歯部42-1と異なるインシュレータ歯部も、直柱体状に形成され、第1インシュレータ歯部42-1と同様に、外周壁部41の内周面から突出するように、形成されている。複数のインシュレータ歯部42-1~42-9は、外周壁部41の内周面に40度ごとの等間隔に配置されるように、形成されている。
複数の鍔部43-1~43-9は、複数のインシュレータ歯部42-1~42-9に対応し、それぞれ、概ね半円形の板状に形成されている。複数の鍔部43-1~43-9のうちの第1インシュレータ歯部42-1に対応する第1鍔部43-1は、第1インシュレータ歯部42-1の他端に連続して形成されている。複数の鍔部43-1~43-9のうちの第1鍔部43-1と異なる鍔部も、第1鍔部43-1と同様に、複数のインシュレータ歯部42-1~42-9の他端に連続して形成されている。
上インシュレータ24も、下インシュレータ25と同様に形成され、すなわち、絶縁体から形成され、外周壁部と複数のインシュレータ歯部と複数の鍔部とを備えている。
図4は、ステータ22を示す下面図である。ステータコア23の複数のステータコアティース部32-1~32-9は、図4に示されているように、複数の巻き線26がそれぞれ巻回されている。複数の巻き線26は、複数のU相巻き線46-U1~46-U3と複数のV相巻き線46-V1~46-V3と複数のW相巻き線46-W1~46-W3とを備えている。
U相巻き線は複数の巻き線を備えている。具体的には、第1U相巻き線46-U1と第2U相巻き線46-U2と第3U相巻き線46-U3とを備えている。第1U相巻き線46-U1は、第4ステータコアティース部32-4に巻回されている。第2U相巻き線46-U2は、第7ステータコアティース部32-7に巻回されている。第3U相巻き線46-U3は、第1ステータコアティース部32-1に巻回されている。
V相巻き線は複数の巻き線を備えている。具体的には、第1V相巻き線46-V1と第2V相巻き線46-V2と第3V相巻き線46-V3とを備えている。第1V相巻き線46-V1は、第8ステータコアティース部32-8に巻回されている。第2V相巻き線46-V2は、第2ステータコアティース部32-2に巻回されている。第3V相巻き線46-V3は、第5ステータコアティース部32-5に巻回されている。
W相巻き線は複数の巻き線を備えている。具体的には、第1W相巻き線46-W1と第2W相巻き線46-W2と第3W相巻き線46-W3とを備えている。第1W相巻き線46-W1は、第6ステータコアティース部32-6に巻回されている。第2W相巻き線46-W2は、第9ステータコアティース部32-9に巻回されている。第3W相巻き線46-W3は、第3ステータコアティース部32-3に巻回されている。
第1ステータコアティース部32-1は、下インシュレータ25の第1インシュレータ歯部42-1と上インシュレータ24の第1インシュレータ歯部とこれらインシュレータの間に配置される絶縁フィルム(不図示)とともに第3U相巻き線46-U3が巻回されている。このため、第3U相巻き線46-U3は、上インシュレータ24と下インシュレータ25とにより、第1ステータコアティース部32-1から適切に絶縁され、ステータコア23から適切に絶縁されている。さらに、第3U相巻き線46-U3は、下インシュレータ25の第1鍔部43-1と外周壁部41との間に挟まれるように巻回され、上インシュレータ24の第1鍔部と外周壁部との間に挟まれるように巻回されている。このため、第3U相巻き線46-U3は、上インシュレータ24と下インシュレータ25とにより、第1ステータコアティース部32-1からロータ21の側に外れる、いわゆる巻きこぼれが防止されている。
複数の巻き線26のうちの第3U相巻き線46-U3と異なる他の巻き線に関しても、上インシュレータ24と下インシュレータ25とにより、ステータコア23から適切に絶縁され、巻きこぼれが防止されている。
図5は、複数の巻き線26を示す展開図である。第1U相巻き線46-U1は、図5に示されているように、第4ステータコアティース部32-4に反時計回りに巻回されている。第2U相巻き線46-U2は、第7ステータコアティース部32-7に時計回りに巻回されている。第3U相巻き線46-U3は、第1ステータコアティース部32-1に反時計回りに巻回されている。第1V相巻き線46-V1は、第8ステータコアティース部32-8に反時計回りに巻回されている。第2V相巻き線46-V2は、第2ステータコアティース部32-2に時計回りに巻回されている。第3V相巻き線46-V3は、第5ステータコアティース部32-5に反時計回りに巻回されている。第1W相巻き線46-W1は、第6ステータコアティース部32-6に反時計回りに巻回されている。第2W相巻き線46-W2は、第9ステータコアティース部32-9に時計回りに巻回されている。第3W相巻き線46-W3は、第3ステータコアティース部32-3に反時計回りに巻回されている。
ステータ22は、複数のU相中性線47-U1~47-U3と複数のV相中性線47-V1~47-V3と複数のW相中性線47-W1~47-W3とをさらに備えている。複数のU相中性線47-U1~47-U3と複数のV相中性線47-V1~47-V3と複数のW相中性線47-W1~47-W3とは、複数のステータコアティース部32-1~32-9より下インシュレータ25から遠い上インシュレータ24側に配置されている。なお、上インシュレータ24側には電源線であるリード側も配置されるため、以下、本明細書では上インシュレータ24側をリード側とも呼ぶ。
第1U相中性線47-U1は、一端が第1U相巻き線46-U1に電気的に接続されている。第1U相中性線47-U1は、その一端が第4ステータコアティース部32-4の第1方向側(図5で左側)に配置され、他端が第4ステータコアティース部32-4より下インシュレータ25から遠いリード側に配置されている。第2U相中性線47-U2は、一端が第2U相巻き線46-U2に電気的に接続されている。第2U相中性線47-U2は、その一端が第7ステータコアティース部32-7の第1方向側に配置され、他端が第7ステータコアティース部32-7よりリード側に配置されている。第3U相中性線47-U3は、一端が第3U相巻き線46-U3に電気的に接続されている。第3U相中性線47-U3は、その一端が第1ステータコアティース部32-1の第1方向側に配置され、他端が第1ステータコアティース部32-1よりリード側に配置されている。
複数のV相中性線47-V1~47-V3は、第1V相中性線47-V1と第2V相中性線47-V2と第3V相中性線47-V3とを備えている。第1V相中性線47-V1は、一端が第1V相巻き線46-V1に電気的に接続されている。第1V相中性線47-V1は、その一端が第5ステータコアティース部32-5の第1方向側に配置され、他端が第5ステータコアティース部32-5よりリード側に配置されている。第2V相中性線47-V2は、一端が第2V相巻き線46-V2に電気的に接続されている。第2V相中性線47-V2は、その一端が第2ステータコアティース部32-2の第1方向側に配置され、他端が第2ステータコアティース部32-2よりリード側に配置されている。第3V相中性線47-V3は、一端が第3V相巻き線46-V3に電気的に接続されている。第3V相中性線47-V3は、その一端が第5ステータコアティース部32-5の第1方向側に配置され、他端が第5ステータコアティース部32-5よりリード側に配置されている。
複数のW相中性線47-W1~47-W3は、第1W相中性線47-W1と第2W相中性線47-W2と第3W相中性線47-W3とを備えている。第1W相中性線47-W1は、一端が第1W相巻き線46-W1に電気的に接続されている。第1W相中性線47-W1は、その一端が第6ステータコアティース部32-6の第1方向側に配置され、他端が第6ステータコアティース部32-6よりリード側に配置されている。第2W相中性線47-W2は、一端が第2W相巻き線46-W2に電気的に接続されている。第2W相中性線47-W2は、その一端が第9ステータコアティース部32-9の第1方向側に配置され、他端が第9ステータコアティース部32-9よりリード側に配置されている。第3W相中性線47-W3は、一端が第3W相巻き線46-W3に電気的に接続されている。第3W相中性線47-W3は、その一端が第3ステータコアティース部32-3の第1方向側に配置され、他端が第3ステータコアティース部32-3よりリード側に配置されている。
ステータ22は、複数のU相電源線48-U1~48-U3と複数のV相電源線48-V1~48-V3と複数のW相電源線48-W1~48-W3とをさらに備えている。
複数のU相電源線48-U1~48-U3は、一端が第1ステータコアティース部32-1のリード側に配置され、その一端が第1ステータコアティース部32-1の第2方向側(図5で右側)に配置されている。第1U相電源線48-U1の他端は、第1U相巻き線46-U1に電気的に接続されている。第2U相電源線48-U2の他端は、第2U相巻き線46-U2に電気的に接続されている。第3U相電源線48-U3の他端は、第3U相巻き線46-U3に電気的に接続されている。
第1U相電源線48-U1は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第1U相渡り線部分49-U1を含んでいる。第1U相電源線48-U1の一部である第1U相渡り線部分49-U1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第2U相電源線48-U2は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第2U相渡り線部分49-U2を含んでいる。第2U相電源線48-U2の一部である第2U相渡り線部分49-U2は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。
複数のV相電源線48-V1~48-V3は、一端が第5ステータコアティース部32-5のリード側に配置され、その一端が第5ステータコアティース部32-5の第2方向側に配置されている。第1V相電源線48-V1の他端は、第1V相巻き線46-V1に電気的に接続されている。第2V相電源線48-V2の他端は、第2V相巻き線46-V2に電気的に接続されている。第3V相電源線48-V3の他端は、第3V相巻き線46-V3に電気的に接続されている。
第1V相電源線48-V1は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第1V相渡り線部分49-V1を含んでいる。第1V相電源線48-V1の一部である第1V相渡り線部分49-V1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第2V相電源線48-V2は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第2V相渡り線部分49-V2を含んでいる。第2V相電源線48-V2の一部である第2V相渡り線部分49-V2は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。
複数のW相電源線48-W1~48-W3は、一端が第3ステータコアティース部32-3のリード側に配置され、その一端が第3ステータコアティース部32-3の第2方向側に配置されている。第1W相電源線48-W1の他端は、第1W相巻き線46-W1に電気的に接続されている。第2W相電源線48-W2の他端は、第2W相巻き線46-W2に電気的に接続されている。第3W相電源線48-W3の他端は、第3W相巻き線46-W3に電気的に接続されている。
第1W相電源線48-W1は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第1W相渡り線部分49-W1を含んでいる。第1W相電源線48-W1の一部である第1W相渡り線部分49-W1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第2W相電源線48-W2は、さらに、一部が下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を通り、第2W相渡り線部分49-W2を含んでいる。第2W相電源線48-W2の一部である第2W相渡り線部分49-W2は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。
図6は、複数の巻き線26の結線状態を示す結線図である。ステータ22は、図6に示されているように、複数の中性点をさらに備えている。複数の中性点は、複数のステータコアティース部32-1~32-9のリード側に配置され、第1中性点51-1と第2中性点51-2と第3中性点51-3とを備えている。第1中性点51-1と第2中性点51-2と第3中性点51-3とは、互いに電気的に絶縁されている。
第1U相巻き線46-U1は、一端が第1U相中性線47-U1を介して第1中性点51-1に電気的に接続され、他端が第1U相電源線48-U1を介してU相電源に電気的に接続されている。第2U相巻き線46-U2は、一端が第2U相中性線47-U2を介して第2中性点51-2に電気的に接続され、他端が第2U相電源線48-U2を介してU相電源に電気的に接続されている。第3U相巻き線46-U3は、一端が第3U相中性線47-U3を介して第3中性点51-3に電気的に接続され、他端が第3U相電源線48-U3を介してU相電源に電気的に接続されている。
第1V相巻き線46-V1は、一端が第1V相中性線47-V1を介して第3中性点51-3に電気的に接続され、他端が第1V相電源線48-V1を介してV相電源に電気的に接続されている。第2V相巻き線46-V2は、一端が第2V相中性線47-V2を介して第1中性点51-1に電気的に接続され、他端が第2V相電源線48-V2を介してV相電源に電気的に接続されている。第3V相巻き線46-V3は、一端が第3V相中性線47-V3を介して第2中性点51-2に電気的に接続され、他端が第3V相電源線48-V3を介してV相電源に電気的に接続されている。
第1W相巻き線46-W1は、一端が第1W相中性線47-W1を介して第2中性点51-2に電気的に接続され、他端が第1W相電源線48-W1を介してW相電源に電気的に接続されている。第2W相巻き線46-W2は、一端が第2W相中性線47-W2を介して第3中性点51-3に電気的に接続され、他端が第2W相電源線48-W2を介してW相電源に電気的に接続されている。第3W相巻き線46-W3は、一端が第3W相中性線47-W3を介して第1中性点51-1に電気的に接続され、他端が第3W相電源線48-W3を介してW相電源に電気的に接続されている。
[ステータ22の製造方法]
ステータ22は、巻線機を用いて、上インシュレータ24と下インシュレータ25とが適切に取り付けられたステータコア23にU相電線とV相電線とW相電線とが適切に配置されることにより、製作される。電線は例えばエナメル線(銅線をエナメルの被膜で被覆した電線)である。巻線機は、例えばU相電線用ノズルとV相電線用ノズルとW相電線用ノズルとを備えている。U相電線用ノズルとV相電線用ノズルとW相電線用ノズルとは、互いに固定されている。U相電線用ノズルは、適切に移動することにより、U相電線をステータコア23に対して所定の位置に配置させることができる。V相電線用ノズルは、適切に移動することにより、V相電線をステータコア23に対して所定の位置に配置させることができる。W相電線用ノズルは、適切に移動することにより、W相電線をステータコア23に対して所定の位置に配置させることができる。なお、巻線機は本実施例に限られず、1本のノズルを備えているものであってもよい。
巻線機は、まず、上インシュレータ24と下インシュレータ25と図示しない絶縁フィルムが適切に取り付けられたステータコア23がセットされる。巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させて、U相電線の一端を第1ステータコアティース部32-1のリード側に配置させ、U相電線を第1ステータコアティース部32-1の第2方向側に沿わせ、複数のスリット44の1つに通す。次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿わせることにより、U相電線から第1U相渡り線部分49-U1を形成する。巻線機は、さらに、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を複数のスリット44の1つから第4ステータコアティース部32-4までの間に配置することにより、U相電線から第1U相電源線48-U1を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第1V相電源線48-V1を形成し、W相電線から第1W相電源線48-W1を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第4ステータコアティース部32-4に反時計回りに巻回することにより、U相電線から第1U相巻き線46-U1を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線を第8ステータコアティース部32-8に反時計回りに巻回し、V相電線から第1V相巻き線46-V1を形成する。巻線機は、W相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、W相電線を第6ステータコアティース部32-6に反時計回りに巻回し、W相電線から第1W相巻き線46-W1を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第4ステータコアティース部32-4の第1方向側から第4ステータコアティース部32-4のリード側までの間に配置することにより、U相電線から第1U相中性線47-U1を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第1V相中性線47-V1を形成し、W相電線から第1W相中性線47-W1を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第7ステータコアティース部32-7のリード側から第7ステータコアティース部32-7の第1方向側までの間に配置することにより、U相電線から第2U相中性線47-U2を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第2V相中性線47-V2を形成し、W相電線から第2W相中性線47-W2を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第7ステータコアティース部32-7に時計回りに巻回することにより、U相電線から第2U相巻き線46-U2を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線を第2ステータコアティース部32-2に時計回りに巻回し、V相電線から第2V相巻き線46-V2を形成する。巻線機は、W相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、W相電線を第9ステータコアティース部32-9に時計回りに巻回し、W相電線から第2W相巻き線46-W2を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を複数のスリット44の1つに通して外周壁部41の外周面に沿わせることにより、U相電線から第2U相渡り線部分49-U2を形成する。巻線機は、さらに、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を複数のスリット44の1つを通して第1ステータコアティース部32-1のリード側に配置することにより、U相電線から第2U相電源線48-U2を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第2V相電源線48-V2を形成し、W相電線から第2W相電源線48-W2を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第1ステータコアティース部32-1のリード側から第1ステータコアティース部32-1の第2方向側までの間に配置することにより、U相電線から第3U相電源線48-U3を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第3V相電源線48-V3を形成し、W相電線から第3W相電源線48-W3を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第1ステータコアティース部32-1に反時計回りに巻回することにより、U相電線から第3U相巻き線46-U3を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線を第5ステータコアティース部32-5に反時計回りに巻回し、V相電線から第3V相巻き線46-V3を形成する。巻線機は、W相電線用ノズルをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、W相電線を第3ステータコアティース部32-3に反時計回りに巻回し、W相電線から第3W相巻き線46-W3を形成する。
次いで、巻線機は、U相電線用ノズルを適切に移動させてU相電線を第1ステータコアティース部32-1の第1方向側から第1ステータコアティース部32-1のリード側までの間に配置することにより、U相電線から第3U相中性線47-U3を形成する。このとき、巻線機は、V相電線用ノズルとW相電線用ノズルとをU相電線用ノズルと同期して移動させることにより、V相電線から第3V相中性線47-V3を形成し、W相電線から第3W相中性線47-W3を形成する。
このように巻回されることによれば、第3U相巻き線46-U3は、図5と図6とに示すように、巻き始めと巻き終わりが共にリード側に配置される。一方、第1U相巻き線46-U1と第2U相巻き線46-U2は反リード側から巻き始められてリード側で巻き終わるようになる。従って、第3U相巻き線46-U3が巻回される巻き数は、第1U相巻き線46-U1が巻回される巻き数と異なり、第2U相巻き線46-U2が巻回される巻き数と異なっている。また、第1U相巻き線46-U1と第2U相巻き線46-U2は、U相電源と接続されるU相電源線が引き回される長さが異なる。これらを言い換えれば、第1U相巻き線46-U1~第3U相巻き線46-U3は、巻き線の巻き数や電源線の長さを含めた巻き方が異なる。このため、中性点51-1からU相電源線までの電線の長さは、第1U相巻き線46-U1、第2U相巻き線46-U2、第3U相巻き線46-U3のそれぞれにおいて異なり、インピーダンスも異なっている。
第1U相中性線47-U1と第2U相中性線47-U2とが切り離され、第1V相中性線47-V1と第2V相中性線47-V2とが切り離され、第1W相中性線47-W1と第2W相中性線47-W2とが切り離される。第1U相中性線47-U1の端と第2V相中性線47-V2の端と第3W相中性線47-W3の端とが、電線の被膜を剥離せずに複数の巻き線を電気的に接続できる接続具(以下、接続具という)により電気的に接続される。接続具として例えば図7に示すような第1スプライス端子52を用いることができる。図7は、第1スプライス端子52と電線の接続前の状態を示す斜視図である。本実施例では、第1U相中性線47-U1の端と第2V相中性線47-V2の端と第3W相中性線47-W3の端とが第1スプライス端子52により互いに固着されて互いに電気的に接続されることにより、第1中性点51-1が形成される。図7に示すように、3本の電線は互いに接する状態で安定して束ねられる。接続具としての第1スプライス端子52は、束ねられた電線を包むようにして3本の電線を互いに固着して互いに電気的に接続することができる。なお、接続具で束ねる電線の本数は3本には限られない。すなわち、電線を互いに固着して互いに電気的に接続することができる限り、束ねる本数は限定されない。第2U相中性線47-U2の端と第3V相中性線47-V3の端と第1W相中性線47-W1の端とが第2スプライス端子により互いに固着されて互いに電気的に接続されることにより、第2中性点51-2が形成される。第3U相中性線47-U3の端と第1V相中性線47-V1の端と第2W相中性線47-W2の端とが第3スプライス端子により互いに固着されて互いに電気的に接続されることにより、第3中性点51-3が形成される。このような動作によれば、第1中性点51-1と第2中性点51-2と第3中性点51-3とは、容易に形成されることができる。
[圧縮機1の動作]
圧縮機1は、図示しない冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒を圧縮して、冷凍サイクル装置に冷媒を循環させることに利用される。3相モータ6は、複数のU相電源線48-U1~48-U3と複数のV相電源線48-V1~48-V3と複数のW相電源線48-W1~48-W3とに三相電圧がそれぞれ印加されることにより、回転磁界を発生させる。ロータ21は、ステータ22により生成された回転磁界により回転する。3相モータ6は、ロータ21が回転することにより、シャフト3を回転させる。
圧縮機部5は、シャフト3が回転すると、吸入管11を介して低圧冷媒ガスを吸入し、その吸入された低圧冷媒ガスを圧縮することにより高圧冷媒ガスを生成し、その高圧冷媒ガスを上マフラー室16と下マフラー室17とに供給する。下マフラーカバー15は、下マフラー室17に供給された高圧冷媒ガスの圧力の脈動を低減し、圧力脈動が低減された高圧冷媒ガスを上マフラー室16に供給する。上マフラーカバー14は、上マフラー室16に供給された高圧冷媒ガスの圧力の脈動を低減し、圧力脈動が低減された高圧冷媒ガスを内部空間7のうちの圧縮機部5と3相モータ6との間の空間に圧縮冷媒吐出孔18を介して供給する。
内部空間7のうちの圧縮機部5と3相モータ6との間の空間に供給された高圧冷媒ガスは、3相モータ6に形成されている隙間を通過することにより、内部空間7のうちの3相モータ6より上の空間に供給される。内部空間7のうちの3相モータ6より上の空間に供給された冷媒は、吐出管12を介して冷凍サイクル装置のうちの圧縮機1の後段の装置に吐出される。
[従来例の3相モータ]
図8は、従来例の3相モータの複数の巻き線を示す展開図である。従来例の3相モータは、既述の実施例の3相モータ6の第1U相中性線47-U1と第1V相中性線47-V1と第1W相中性線47-W1とが、他の第1U相中性線147-U1と第1V相中性線147-V1と第1W相中性線147-W1とにそれぞれ置換されている。
第1U相中性線147-U1は、下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を介して一部が下インシュレータ25の外周壁部41の外側に配置されている。すなわち、第1U相中性線147-U1は、第1U相渡り線部分101-U1を含んでいる。第1U相渡り線部分101-U1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第1U相中性線147-U1は、さらに、第2U相中性線47-U2と切り離されておらず、第2U相中性線47-U2に繋がったままである。
第1V相中性線147-V1は、下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を介して一部が下インシュレータ25の外周壁部41の外側に配置されている。すなわち、第1V相中性線147-V1は、第1V相渡り線部分101-V1を含んでいる。第1V相渡り線部分101-V1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第1V相中性線147-V1は、さらに、第2V相中性線47-V2と切り離されておらず、第2V相中性線47-V2に繋がったままである。
第1W相中性線147-W1は、下インシュレータ25の外周壁部41の複数のスリット44を介して一部が下インシュレータ25の外周壁部41の外側に配置されている。すなわち、第1W相中性線147-W1は、第1W相渡り線部分101-W1を含んでいる。第1W相渡り線部分101-W1は、下インシュレータ25の外周壁部41の外周面に沿うように配置されている。第1W相中性線147-W1は、さらに、第2W相中性線47-W2と切り離されておらず、第2W相中性線47-W2に繋がったままである。
既述の実施例の3相モータ6は、第1V相渡り線部分101-V1と第1W相渡り線部分101-W1と第1W相渡り線部分101-W1とが形成されておらず、従来例の3相モータに比較して、必要とする電線の長さを短縮することができる。また、従来例の3相モータのステータは、既述の実施例の3相モータ6のステータ22と同様に、巻線機を用いて、製作されることができる。このとき、巻線機は、U相電線から第1U相中性線147-U1を形成するときに、U相電線を外周壁部41の外周面に沿わせる必要がある。既述の実施例の3相モータ6の第1U相中性線47-U1は第2U相中性線47-U2と切り離されている。従って、巻線機によりU相電線から第1U相中性線47-U1が形成されるときに、U相電線を外周壁部41の外周面に引きまわす必要がなく、従来例の3相モータの第1U相中性線147-U1に比較して、短時間に形成されることができる。このため、既述の実施例の3相モータ6は、従来例の3相モータに比較して、短時間に製作されることができる。
図9は、従来例の3相モータの複数の巻き線26の結線状態を示す結線図である。従来例の3相モータは、さらに、図9に示されているように、既述の実施例の3相モータ6の複数の中性点51-1~51-3が1つの中性点102に置換されている。複数のU相巻き線46-U1~46-U3は、複数のU相中性線47-U1~47-U3を介して1つの中性点102に電気的に接続されている。複数のV相巻き線46-V1~46-V3は、複数のV相中性線47-V1~47-V3を介して1つの中性点102に電気的に接続されている。複数のW相巻き線46-W1~46-W3は、複数のW相中性線47-W1~47-W3を介して1つの中性点102に電気的に接続されている。
1つの中性点102は、複数のU相中性線47-U1~47-U3と複数のV相中性線47-V1~47-V3と複数のW相中性線47-W1~47-W3とが皮膜剥離された後に互いに半田付けされることにより形成される。1つの中性点102は、皮膜剥離しない場合に、複数のU相中性線47-U1~47-U3と複数のV相中性線47-V1~47-V3と複数のW相中性線47-W1~47-W3とを形成する銅線自体が溶接されることにより形成される。これに対し、既述の実施例の3相モータ6の複数の中性点51-1~51-3は、巻き線の被膜を剥離せずに複数の巻き線を電気的に接続できる接続具としてのスプライス端子により形成されていることにより、1つの中性点102に比較して、容易に形成されることができる。接続具により中性点を構成する巻き線を束ねる工程と電気的な接続工程を同時に行える。このため、既述の実施例の3相モータ6は、従来例の3相モータに比較して、より容易に製作されることができる。ところで、既述の実施例の3相モータ6の複数の中性点51-1~51-3は、スプライス端子により形成されているが、スプライス端子と異なる他の圧着端子により形成されてもよい。
[比較例1の3相モータ]
比較例1の3相モータは、既述の実施例の3相モータ6の複数の巻き線26が、既述の実施例の3相モータ6の結線状態と異なる他の結線状態で接続されている。第1中性点51-1は、複数の巻き線26のうちの第1ステータコアティース部32-1に巻回される巻き線と、第3ステータコアティース部32-3に巻回される巻き線と、第5ステータコアティース部32-5に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第1中性点51-1は、第3U相中性線47-U3と第3V相中性線47-V3と第3W相中性線47-W3とに電気的に接続されている。
第2中性点51-2は、複数の巻き線26のうちの第2ステータコアティース部32-2に巻回される巻き線と、第4ステータコアティース部32-4に巻回される巻き線と、第6ステータコアティース部32-6に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第2中性点51-2は、第1U相中性線47-U1と第2V相中性線47-V2と第1W相中性線47-W1とに電気的に接続されている。
第3中性点51-3は、複数の巻き線26のうちの第7ステータコアティース部32-7に巻回される巻き線と、第8ステータコアティース部32-8に巻回される巻き線と、第9ステータコアティース部32-9に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第3中性点51-3は、第2U相中性線47-U2と第1V相中性線47-V1と第2W相中性線47-W2とに電気的に接続されている。
[比較例2の3相モータ]
比較例2の3相モータは、既述の実施例の3相モータ6の複数の巻き線26が、既述の実施例の3相モータ6の結線状態と異なる他の結線状態で接続されている。第1中性点51-1は、複数の巻き線26のうちの第1ステータコアティース部32-1に巻回される巻き線と、第3ステータコアティース部32-3に巻回される巻き線と、第5ステータコアティース部32-5に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第1中性点51-1は、第3U相中性線47-U3と第3V相中性線47-V3と第3W相中性線47-W3とに電気的に接続されている。
第2中性点51-2は、複数の巻き線26のうちの第4ステータコアティース部32-4に巻回される巻き線と、第6ステータコアティース部32-6に巻回される巻き線と、第8ステータコアティース部32-8に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第2中性点51-2は、第1U相中性線47-U1と第1V相中性線47-V1と第1W相中性線47-W1とに電気的に接続されている。
第3中性点51-3は、複数の巻き線26のうちの第2ステータコアティース部32-2に巻回される巻き線と、第7ステータコアティース部32-7に巻回される巻き線と、第9ステータコアティース部32-9に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第3中性点51-3は、第2U相中性線47-U2と第2V相中性線47-V2と第2W相中性線47-W2とに電気的に接続されている。
[比較例3の3相モータ]
比較例3の3相モータは、既述の実施例の3相モータ6の複数の巻き線26が、既述の実施例の3相モータ6の結線状態と異なる他の結線状態で接続されている。第1中性点51-1は、複数の巻き線26のうちの第1ステータコアティース部32-1に巻回される巻き線と、第2ステータコアティース部32-2に巻回される巻き線と、第3ステータコアティース部32-3に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第1中性点51-1は、第3U相中性線47-U3と第2V相中性線47-V2と第3W相中性線47-W3とに電気的に接続されている。
第2中性点51-2は、複数の巻き線26のうちの第4ステータコアティース部32-4に巻回される巻き線と、第5ステータコアティース部32-5に巻回される巻き線と、第6ステータコアティース部32-6に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第2中性点51-2は、第1U相中性線47-U1と第3V相中性線47-V3と第1W相中性線47-W1とに電気的に接続されている。
第3中性点51-3は、複数の巻き線26のうちの第7ステータコアティース部32-7に巻回される巻き線と、第8ステータコアティース部32-8に巻回される巻き線と、第9ステータコアティース部32-9に巻回される巻き線とに電気的に接続されている。すなわち、第3中性点51-3は、第2U相中性線47-U2と第1V相中性線47-V1と第2W相中性線47-W2とに電気的に接続されている。
図10は、実施例の3相モータ6と従来例1~比較例3の3相モータとにそれぞれ発生する騒音の音圧レベルを示す折れ線グラフである。図10の折れ線グラフは、実施例の3相モータ6の回転数が55rpsであるときに、実施例の3相モータ6に発生する騒音のうちの周波数が値fである騒音の音圧レベルが最も大きいことを示している。図10の折れ線グラフは、さらに、従来例2~比較例3の3相モータの回転数が55rpsであるときに、実施例の3相モータ6に発生する騒音のうちの周波数が値fである音の音圧レベルが最も大きいことを示している。値fは、330Hzを示している。すなわち、図10の折れ線グラフは、3相モータに発生する騒音のうちの3相モータの回転数の6倍の周波数の音の音圧レベルが最も大きいことを示している。図10の折れ線グラフは、さらに、3相モータに発生する騒音のうちの3相モータの回転数の6倍の周波数の音の音圧レベルを用いて、騒音の大きさを評価することができることを示している。
図11は、3相モータの回転数が45rpsであるときの実施例の3相モータ6と従来例~比較例3の3相モータとにそれぞれ発生する騒音のうちの周波数が270Hzの音の音圧レベルを示す棒グラフである。図11の棒グラフは、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルに概ね等しいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルよりやや小さいことを示している。図11の棒グラフは、さらに、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが比較例1~比較例3の3相モータの騒音の音圧レベルより小さいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音が比較例1~比較例3の3相モータの騒音より小さいことを示している。
図12は、3相モータの回転数が55rpsであるときの実施例の3相モータ6と従来例~比較例3の3相モータとにそれぞれ発生する騒音のうちの周波数が330Hzの音の音圧レベルを示す棒グラフである。図12の棒グラフは、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルに概ね等しいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルよりやや小さいことを示している。図12の棒グラフは、さらに、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが比較例1~比較例3の3相モータの騒音の音圧レベルより小さいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音が比較例1~比較例3の3相モータの騒音より小さいことを示している。
図13は、3相モータの回転数が60rpsであるときの実施例の3相モータ6と従来例~比較例3の3相モータとにそれぞれ発生する騒音のうちの周波数が360Hzの音の音圧レベルを示す棒グラフである。図13の棒グラフは、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルに概ね等しいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが従来例の3相モータの騒音の音圧レベルよりやや小さいことを示している。図13の棒グラフは、さらに、実施例の3相モータ6の騒音の音圧レベルが比較例1~比較例3の3相モータの騒音の音圧レベルより小さいことを示し、実施例の3相モータ6の騒音が比較例1~比較例3の3相モータの騒音より小さいことを示している。
図11の棒グラフと図12の棒グラフと図13の棒グラフとは、3相モータの回転数が異なる場合でも、複数の巻き線26と複数の中性点51-1~51-3との結線状態が異なるときに、3相モータの騒音の大きさが異なることを示している。図11の棒グラフと図12の棒グラフと図13の棒グラフとは、さらに、実施例の3相モータ6の騒音が比較例1~比較例3の3相モータの騒音より小さいことを示している。
[実施例の3相モータの効果]
実施例の3相モータ6は、ロータ21と、ロータ21を回転させる磁界を生成するステータ22とを備えている。ステータ22は、複数のステータコアティース部32-1~32-9と、複数のステータコアティース部32-1~32-9にそれぞれ巻回される複数の巻き線26と、互いに異なる複数の中性点51-1~51-3とを備えている。複数の巻き線26は、U相電源に接続される複数のU相巻き線46-U1~46-U3と、V相電源に接続される複数のV相巻き線46-V1~46-V3と、W相電源に接続される複数のW相巻き線46-W1~46-W3とを備えている。複数のU相巻き線46-U1~46-U3は、第1巻き方で巻回される第1U相巻き線46-U1と第2巻き方で巻回される第2U相巻き線46-U2と第3巻き方で巻回される第3U相巻き線46-U3とを備えている。複数のV相巻き線46-V1~46-V3は、第1巻き方で巻回される第1V相巻き線46-V1と第2巻き方で巻回される第2V相巻き線46-V2と第3巻き方で巻回される第3V相巻き線46-V3とを備えている。複数のW相巻き線46-W1~46-W3は、第1巻き方で巻回される第1W相巻き線46-W1と第2巻き方で巻回される第2W相巻き線46-W2と第3巻き方で巻回される第3W相巻き線46-W3とを備えている。
実施例の3相モータ6は、複数の中性点51-1~51-3のそれぞれが、3つの電線を電気的に接続して構成されるため電線を束ねる工程と電気的に接続する工程を同時に行うことができる接続具を用いることができ、複数の中性点51-1~51-3の形成が容易になる。
また、実施例の3相モータ6は、複数の中性点51-1~51-3のうちの第1中性点51-1は、第1巻き方で巻回される第1U相巻き線46-U1と第2巻き方で巻回される第2V相巻き線46-V2と第3巻き方で巻回される第3W相巻き線46-W3とに電気的に接続されている。第2中性点51-2は、第1巻き方で巻回される第1W相巻き線46-W1と第2巻き方で巻回される第2U相巻き線46-U2と第3巻き方で巻回される第3V相巻き線46-V3とに電気的に接続されている。第3中性点51-3は、第1巻き方で巻回される第1V相巻き線46-V1と第2巻き方で巻回される第2W相巻き線46-W2と第3巻き方で巻回される第3U相巻き線46-U3とに電気的に接続されている。このように、本実施例の3相モータ6は、それぞれの中性点51-1~51-3が、各相毎に異なる巻き方で巻回される巻き線を電気的に接続して構成される。複数の中性点51-1~51-3をこのように構成することで、各中性点の中性点電位にバラツキが生じにくくなる。このように中性点電位にバラツキが生じにくくなることで電流バランスが適正化されることにより、回転磁界を適切に生成することができ、騒音を悪化させることがない。
また、実施例の3相モータ6の第1U相巻き線46-U1と第2V相巻き線46-V2と第3W相巻き線46-W3とは、複数のステータコアティース部32-1~32-9のうちの互いに隣り合う3つのティース部にそれぞれ巻回されている。第1W相巻き線46-W1と第2U相巻き線46-U2と第3V相巻き線46-V3とは、複数のステータコアティース部32-1~32-9のうちの互いに隣り合う3つのティース部にそれぞれ巻回されている。第1V相巻き線46-V1と第2W相巻き線46-W2と第3U相巻き線46-U3とは、複数のステータコアティース部32-1~32-9のうちの互いに隣り合う3つのティース部にそれぞれ巻回されている。このような3相モータ6は、互いに隣り合う3つのティース部にそれぞれ巻回される3つの巻き線が1つの中性点に接続されることにより、複数の巻き線26が適切に接続されていか否かを外観で容易に確認することができる。
また、実施例の3相モータ6の第3巻き方により巻回される第3巻き線が巻回される巻き数は、第1巻き線が巻回される巻き数と異なっている。また、実施例の3相モータ6の第2巻き線が巻回される巻回方向は、第1巻き線が巻回される巻回方向の反対方向である。複数の巻き線26は、巻き数、巻回方向が異なる巻き方で巻回されることにより、インピーダンスが異なる。3相モータ6は、複数の巻き線26の巻き数、巻回方向が異なる場合でも、複数の巻き線26が複数の中性点51-1~51-3に適切に接続されることより、騒音を悪化させずに製造を容易にすることができる。
実施例の圧縮機1は、3相モータ6と、ロータ21が回転する動力により冷媒を圧縮する圧縮機部5とを備えている。このような圧縮機1は、3相モータ6から発生する騒音が悪化しないことにより、発生する騒音の音圧レベルを維持することができる。
ところで、既述の実施例の3相モータ6が設けられる圧縮機1の圧縮機部5は、ロータリー圧縮機から形成されているが、ロータリー圧縮機と異なる機構から形成される他の圧縮機部に置換されてもよい。その機構としては、スクロール圧縮機が例示される。
以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。