JP7210311B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

特許文献１では、モータにおけるステータの中性点を、絶縁された止め具に挿入し、その止め具をステータに取り付けている。

特開平６－２２４８４号公報

ステータコアに取り付けるインシュレータを、スロットごとに分割して成形した場合、ステータの中性点を収容部材に収容し、この収容部材を一部のインシュレータに取り付けることが考えられるが、収容部材の配置によっては大型化を招く可能性がある。
本発明の課題は、中性点を収容する収容部材の取付け構造において、大型化を抑制することである。

本発明の一態様に係る電動圧縮機は、
モータのステータに含まれ、コイルが巻かれるスロットごとに個別に成形された複数の巻枠部材と、
巻枠部材におけるモータ軸方向の一端に当接させてあり、通電端子が接続されるコネクタ部材と、
コイルの中性点が収容され、コネクタ部材におけるモータ軸方向の他方側に配置され、巻枠部材におけるモータ軸方向の一端よりもコネクタ部材の側に出っ張らないように、巻枠部材におけるモータ軸方向の一端側に嵌り合う収容部材と、を備える。

本発明によれば、収容部材を巻枠部材に嵌め合わせ、コネクタ部材の側に出っ張らないように配置したため、大型化を抑制することができる。

圧縮機における軸方向に沿った断面図である。 ステータを示す図である。 インシュレータを示す図である。 中性点ボックスを示す図である。 中性点ボックスを嵌め合わせた状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
図１は、圧縮機における軸方向に沿った断面図である。
圧縮機１１（電動圧縮機）は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型のスクロール圧縮機である。すなわち、車両に搭載され、内蔵したモータによって駆動されるときに、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。
圧縮機１１は、気密性が保たれたステータハウジング１２の内部に、モータ１３が収容されている。モータ１３は、ステータハウジング１２の内周面に固定されたステータ１４と、ステータ１４の内側に配置された回転自在のロータ１５と、を備える。

ステータ１４は、ステータコア２１と、インシュレータ２２（巻枠部材）と、コイル２３と、を備える。ステータコア２１は、円環状に形成され、ステータハウジング１２の内周面に固定される。インシュレータ２２は、コイル２３が巻かれる巻枠部材であり、ステータコア２１の内周面に形成された溝に取り付けられる。ステータハウジング１２の内部では、回転軸２５が回転自在に支持されており、この回転軸２５に、永久磁石からなるロータ１５が固定されている。
ステータハウジング１２の前側には、インバータ収容部２６が形成されており、インバータ収容部２６の内部には、モータ１３の駆動回路２７が収容されている。駆動回路２７は、通電端子２８を介してコイル２３に接続される。

図２は、ステータを示す図である。
ここでは、コイル２３の図示を省略している。インシュレータ２２は、例えば合成樹脂で成形された絶縁部材であり、コイル２３が巻かれるスロットごとに個別に成形され、夫々、ステータコア２１に取り付けられている。ここでは、三相１２スロットの例を示している。
一部のインシュレータ２２には、軸方向の前側に、クラスタハウジング３１（コネクタ部材）が嵌め合わされている。クラスタハウジング３１は、三相分をまとめたコネクタ部材であり、軸方向の前側から通電端子２８が接続される。

一部のインシュレータ２２には、中性点ボックス（収容部材）２４が嵌め合わされている。コイル２３は、Ｙ結線により各相の一端が中性点で接続されており、中性点は、例えば捩じり接続のうえ半田付けされ、中性点ボックス２４内でモールド樹脂によって固定されている。
中性点ボックス２４は、クラスタハウジング３１における軸方向の後側に配置されている。さらに、インシュレータ２２における軸方向の前端よりもクラスタハウジング３１の側に出っ張らないように、二つのインシュレータ２２における軸方向の前端側に嵌め込まれている。

図３は、インシュレータを示す図である。
図中の（ａ）は、径方向の内側、及び軸方向の前側から見た斜視図であり、図中の（ｂ）は、径方向の外側、及び軸方向の前側から見た斜視図である。インシュレータ２２は、軸方向の前端、且つ径方向の外側となる位置に、突出板３２が形成されている。突出板３２は、軸方向の前側に向かって突出しており、面方向が径方向と直交するように配置されている。突出板３２の先端には、部分的に軸方向の後側に凹んだ切欠状の凹部３３が形成されている。インシュレータ２２は、軸方向の前端、且つ径方向の内側となる位置に、からげ用の突起部３４が形成されている。突起部３４は、基準面３５から軸方向の前側に向かって突出しており、先端部は、軸方向から見て略Ｔ字状に形成され、基端側にコイル２３の一端側が係留される。軸直角方向から見て、突出板３２の先端位置と突起部３４の先端位置は略同等である。

図４は、中性点ボックスを示す図である。
図中の（ａ）は、径方向の内側、及び軸方向の前側から見た斜視図であり、図中の（ｂ）は、径方向の外側、及び軸方向の前側から見た斜視図である。中性点ボックス２４は、軸方向の前側が開放された有底の容器であり、隣接した二つのインシュレータ２２に嵌め込むため、軸方向から見て鈍角（ここでは１５０度）に屈曲した形状とされている。
中性点ボックス２４は、径方向の外側となる位置に、各インシュレータ２２における突出板３２の凹部３３に嵌り合う鍔部４１が形成されている。ここでは、一つのインシュレータ２２に対して一つの鍔部４１が形成されており、合わせて二つの鍔部４１がある。各鍔部４１は、中性点ボックス２４における軸方向の前端から、軸直角方向（又は径方向）に突出している。各鍔部４１の厚さは、凹部３３の深さに対応している。

中性点ボックス２４は、径方向の内側となる位置に、脚部４２が形成されている。ここでは、一つのインシュレータ２２に対して二つの脚部４２が形成されており、合わせて四つの脚部４２がある。各脚部４２は、各インシュレータ２２における突起部３４を挟んだ両側の位置から軸方向の後側に向かって突出している。
図５は、中性点ボックスを嵌め合わせた状態を示す図である。
図中の（ａ）は、径方向の内側から見た斜視図であり、図中の（ｂ）は、径方向の外側から見た斜視図である。中性点ボックス２４を嵌め合わせるインシュレータ２２は、所定位置に配置された二つだけである。中性点として引き出すコイル２３は、短いほど耐振性に優れるため、最終縛り位置を基点とし、そこから１８０度以内の角度範囲内で選ぶことが好ましい。

該当するインシュレータ２２に中性点ボックス２４を嵌め合わせると、中性点ボックス２４は、突出板３２の凹部３３に鍔部４１が嵌り合い、且つ脚部４２の先端が基準面３５に当接する。このとき、軸直角方向から見て、中性点ボックス２４における軸方向の前端面は、突出板３２の先端位置、及び突起部３４の先端位置と略同等であり、少なくとも軸方向の前側に飛び出ることはない。
クラスタハウジング３１は、中性点ボックス２４の半分を隠し、残りの半分を露出させる位置に取り付けられる。このとき、クラスタハウジング３１の後端面は、突出板３２の先端、及び突起部３４の先端に当接する。なお、中性点は、クラスタハウジング３１によって隠されていない露出領域から中性点ボックス２４へと差し込まれる。
このように、中性点ボックス２４は、インシュレータ２２に嵌め込まれると共に、クラスタハウジング３１によって押さえられることで、軸方向及び軸直角方向の位置が規制される。

《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
中性点ボックス２４を一部のインシュレータ２２に取り付けることが考えられるが、中性点ボックス２４の配置によっては大型化を招く可能性がある。
そこで、中性点ボックス２４をインシュレータ２２に嵌め合わせ、且つクラスタハウジング３１の側に出っ張らないように配置している。これにより、特に軸方向の大型化を抑制することができる。クラスタハウジング３１における軸方向の後側で、且つインシュレータ２２における突出板３２と突起部３４との間は、元々、デッドスペースであるため、ここを有効利用している。中性点ボックス２４は、突出板３２と突起部３４との間に配置され、且つクラスタハウジング３１によって押さえられている。これにより、中性点ボックス２４の軸方向及び軸直角方向の位置を規制することができる。

インシュレータ２２に中性点ボックス２４を嵌め合わせると、突出板３２の凹部３３に鍔部４１が嵌り合う。このように、インシュレータ２２の凹部３３によって中性点ボックス２４の鍔部４１が支持されるため、中性点ボックス２４の軸方向及び軸直角方向の位置を規制することができる。突出板３２は、クラスタハウジング３１を取り付ける目的で既存のインシュレータ２２にも形成されている。したがって、既存の突出板３２を利用できるため、大幅な設計変更が求められることはない。
また、脚部４２が基準面３５に当接する。このように、インシュレータ２２の基準面３５によって中性点ボックス２４の脚部４２が支持されるため、中性点ボックス２４の軸方向の位置を規制し、姿勢を安定化させることができる。突起部３４は、コイル２３を係留する目的で既存のインシュレータ２２にも形成されている。したがって、既存の突起部３４をそのまま利用できるため、大幅な設計変更が求められることはない。

また、インシュレータ２２を一スロットごとに取付けできるように１２分割しており、その一部に中性点ボックス２４を嵌め合わせることになる。中性点ボックス２４を取り付けるインシュレータ２２と、中性点ボックス２４を取り付けないインシュレータ２２とを個別に成形すると、コストの増大を招き、部品管理も煩雑になる。
そこで、中性点ボックス２４を取り付けるインシュレータ２２と、中性点ボックス２４を取り付けないインシュレータ２２とを、全て同一形状にした。これにより、コストの増大を抑制し、部品管理の簡素化を図ることができる。
また、中性点は、中性点ボックス２４に収容され、モールド樹脂によって固定されている。これにより、中性点を堅固に支持することができる。
また、クラスタハウジング３１は、隣接する二つのインシュレータ２２に対して嵌め合わされているため、軸方向及び軸直角方向の位置を効果的に規制することができる。

《変形例》
一実施形態では、三相のコネクタ部材を一体化させたクラスタハウジング３１について説明したが、これに限定されるものではない。各相のコネクタ部材を分離して形成してもよい。
一実施形態では、三相交流のモータ１３について説明したが、これに限定されるものではなく、単相交流としてもよい。
一実施形態では、スクロール式の電動圧縮機について説明したが、これに限定されるものではなく、斜板式など、任意の電動圧縮機に適用することができる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…圧縮機、１２…ステータハウジング、１３…モータ、１４…ステータ、１５…ロータ、２１…ステータコア、２２…インシュレータ、２３…コイル、２４…中性点ボックス、２５…回転軸、２６…インバータ収容部、２７…駆動回路、２８…通電端子、３１…クラスタハウジング、３２…突出板、３３…凹部、３４…突起部、３５…基準面、４１…鍔部、４２…脚部

Claims (5)

1. モータのステータに含まれ、コイルが巻かれるスロットごとに個別に成形された複数の巻枠部材と、
   前記巻枠部材におけるモータ軸方向の一端に当接させてあり、通電端子が接続されるコネクタ部材と、
   前記コイルの中性点が収容され、前記コネクタ部材におけるモータ軸方向の他方側に配置され、前記巻枠部材におけるモータ軸方向の一端よりも前記コネクタ部材の側に出っ張らないように、前記巻枠部材におけるモータ軸方向の一端側に嵌り合う収容部材と、を備えることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記巻枠部材は、
   モータ軸方向の一方側に向かって突出し、前記コネクタ部材に当接する先端に凹部が形成された突出板を備え、
   前記収容部材は、
   モータ軸直角方向に突出し、前記凹部に嵌り合う鍔部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記巻枠部材は、
   基準面からモータ軸方向の一方側に向かって突出し、基端側に前記コイルの一端側が係留される突起部を備え、
   前記収容部材は、
   モータ軸方向の他方側に向かって突出し、先端が前記基準面に当接する脚部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
4. 前記収容部材は、一部の前記巻枠部材におけるモータ軸方向の一端側に嵌め合わされ、
   前記収容部材が嵌め合わされる前記巻枠部材と、前記収容部材が嵌め合わされない前記巻枠部材とが、全て同一形状であることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の電動圧縮機。
5. 前記中性点は、前記収容部材に収容され、モールド樹脂によって固定されることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の電動圧縮機。

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