JP7258201B2

JP7258201B2 - ３相コネクタ一体型ステータ及びこれを含む電動圧縮機

Info

Publication number: JP7258201B2
Application number: JP2022067162A
Authority: JP
Inventors: 贊皓白; セボン金; グァン勳宋; 孝根全; 碩濟鄭; 京衙洪
Original assignee: ハンオンシステムズ
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2042-04-14
Also published as: CN115378188A; US20220376581A1; JP2022179352A; DE102022111647A1

Description

本発明は、車両の電動圧縮機のステータに接続される３相コネクタと、ステータの一側に結合されてコイルを保護するカバーを一体に構成したステータ及びこれを含む電動圧縮機に関する。

近年、化石燃料の枯渇や環境汚染などの問題による低公害・高燃費ポリシーにより、化石燃料と電気の両方を駆動源とするハイブリッド自動車や電気自動車が脚光を浴びており、これに関する研究が活発に行われている。

このようなハイブリッド自動車や電気自動車は、電動モータにより車両が推進される。そのため、既存の車両空調システムでは広く用いられていた機械式圧縮機が、近年、電動式圧縮機に変化している。

電動式圧縮機は、電気エネルギーを力学的エネルギーに切り替える電動モータと、電動モータの回転を制御するインバータとを含んで構成される。よって、電動モータの組立構造と大きさが圧縮機全体の組立構造に多い影響を及ぼす。

このような電動式圧縮機の電動モータは、一般的に、円筒状の回転子と、その外周を囲むコイルが巻回された固定子とを含んで構成される。

図１は従来の電動圧縮機の電動モータのステータを示す斜視図である。

図１に示すように、電動圧縮機の電動モータは、概略的な形状が中空円筒状に形成されてコイルが巻き取られたステータ１０と、ステータ１０の内側に配置されて回転するロータ（図示せず）とを含む。また、ステータ１０は、インバータから３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電源の供給を受けるためにコイルのエンドターン２０からコイルの引出線が延び、その末端には３つの端子を有する３相コネクタ３０が構成される。ここで、３相コネクタ３０は、ステータ１０が圧縮機ハウジングの内部に収納される際に圧縮機ハウジングの一側に形成された開口部から露出し、それにより、３相コネクタ３０に含まれる端子３２がハウジングの開口部の外側に設けられるインバータに電気的に接続される。

ところが、このような従来の電動圧縮機は、３相コネクタ３０の固定部３１がステータ１０の溝１１に締り嵌めされて固定される構造であり、ステータが熱間圧入により圧縮機ハウジングの内部に結合されて固定される。このとき、圧縮機ハウジングを加熱してステータを挿入した後に圧縮機ハウジングを冷却して固定する過程で、圧縮機ハウジングとステータとの間の遊びによりステータの位置や角度が変化する。よって、３相コネクタの位置も変化するので、圧縮機ハウジングに形成されたコネクタピン結合部に取り付けられるコネクタピンを３相コネクタに組み付けることが困難である。また、３相コネクタ及びステータに別途の結合構造を形成するので、３相コネクタをステータに組み付け及び固定することも困難である。

韓国登録特許第１０－１４２２３２０号公報（２０１４年７月１６日登録）

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、３相コネクタをステータに組み付けて結合することが容易であり、コネクタピンを３相コネクタに組み付けることが容易な、３相コネクタ一体型ステータ及びこれを含む電動圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による３相コネクタ一体型ステータは、円筒状コアから複数のティースが延設され、インシュレータが前記コア及び前記ティースの外側を囲むように結合され、それぞれの前記ティースにおいて前記インシュレータの外側に巻き取られたコイルを含むステータと、前記ステータの中心軸方向に上側の前記インシュレータに結合され、上板から上方にコネクタ結合部が突設されたモータカバーと、前記モータカバーのコネクタ結合部に挿入されて結合され、前記ステータの３相コイルとコネクタピンが接続される３相コネクタとを含んでなることを特徴とする。

前記モータカバーのコネクタ結合部及び前記３相コネクタは、半径方向に前記ステータの外側に配置されることを特徴とする。

前記モータカバーのコネクタ結合部は、前記３相コネクタを介して２箇所以上の位置に形成され、両面を貫通する結合孔がそれぞれ形成された複数の側壁であり、前記３相コネクタは、前記結合孔に挿入されて係止される係止突起が形成されることを特徴とする。

前記モータカバーは、中心軸方向に前記コネクタ結合部の反対側に支持部が突設され、前記支持部は、前記ステータの外周面に接触して支えられることを特徴とする。

前記モータカバーは、前記上板の半径方向内側端から上方にガイド板が突設されることを特徴とする。

前記モータカバーは、前記ガイド板の上端から半径方向外側に前記３相コイルの引出線の固定のための固定タップが突設されることを特徴とする。

前記モータカバーの上板には、前記固定タップに対応する位置で上下両面を貫通する貫通孔が形成されることを特徴とする。

前記３相コネクタは、半径方向内側面にコイル引出線結合部が形成され、上面にコネクタピン結合部が形成されることを特徴とする。

前記ステータのインシュレータには、上面に固定溝が形成され、前記モータカバーは、下面から固定突起が突設され、前記固定突起が前記固定溝に挿入されて結合されることを特徴とする。

前記固定溝は、前記インシュレータの上端外周縁から上面及び半径方向外側側面に連結された形態で形成され、前記固定突起は、前記モータカバーの上板及び周壁が交わる内側で前記固定溝に対応する形態で突設されることを特徴とする。

前記固定突起は、前記固定溝に挿入される方向に行くにつれて幅が徐々に狭くなる形態で形成されることを特徴とする。

前記ステータのインシュレータには、側面に係止溝が形成され、前記モータカバーは、側面から係止突起が突設され、前記係止突起が前記係止溝に挿入されて結合されることを特徴とする。

前記モータカバーの上板には、上下両面を貫通する引出孔が形成されることを特徴とする。

半径方向に前記コネクタ結合部の内側側面からケーブルガイド壁が突設され、前記ステータの３相コイルの引出線の端部が前記ケーブルガイド壁に挿入されることを特徴とする。

本発明の３相コネクタ一体型ステータを含む電動圧縮機は、前記３相コネクタ一体型ステータと、前記３相コネクタ一体型ステータが挿入されて収容されたハウジングとを含んでなることを特徴とする。

前記３相コネクタ一体型ステータのモータカバーには、外側面から半径方向外側にガイド部が突設され、前記ハウジングは、前記ステータが挿入される内部空間である収容部で連結されて前記モータカバーのコネクタ結合部が挿入されるガイド溝が形成され、前記ガイド溝に沿って前記ガイド部が挿入されて結合されることを特徴とする。

前記モータカバーのコネクタ結合部は、前記ハウジングのガイド溝から離隔して配置されることを特徴とする。

本発明による３相コネクタ一体型ステータ及びこれを含む電動圧縮機は、３相コネクタをステータに組み付けて結合することが容易であり、３相コネクタの位置調節が可能であることから、コネクタピンを３相コネクタに容易に組み付けることができるという利点がある。

従来の電動圧縮機の電動モータのステータを示す斜視図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す組立斜視図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す分解斜視図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す平面図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す背面図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す断面図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータのモータカバーを示す斜視図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータ及びハウジングを含む圧縮機を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータ及びハウジングを含む圧縮機を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の３相コネクタ一体型ステータ及びこれを含む電動圧縮機について詳細に説明する。

図２～図６は本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータを示す組立斜視図、分解斜視図、平面図、背面図及び断面図であり、図７は本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータのモータカバーを示す斜視図である。

同図に示すように、本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータは、大きくステータ１００、モータカバー２００及び３相コネクタ３００を含んで構成される。

ステータ１００は、コア１１０、ティース１２０、インシュレータ１３０及びコイル１４０を含んで構成される。円筒状に形成されたコア１１０の内周面から複数のティース１２０が半径方向内側に延設され、複数のティース１２０は、円周方向に互いに特定の角度だけ離隔して配置される。また、インシュレータ１３０がコア１１０及びティース１２０の外側を囲む形態で結合され、それぞれのティース１２０においてインシュレータ１３０の外側にコイル１４０が巻き取られる。さらに、コイル１４０に接続された３相の引出線１４１がコイルのエンドターン付近から延びて引き出される。ここで、インシュレータ１３０は、巻き取られるコイル１４０が離脱しないように、半径方向に内側と外側とに内側壁と外側壁とが離隔して突出した形態で形成される。外側壁は、コアに対応する位置で円周方向に連続的に形成される。さらに、インシュレータ１３０の外側壁は、内側壁及び巻き取られたコイルよりも上方に突出した形態である。インシュレータ１３０の外側壁には、上面から固定溝１３１が凹んで形成される。

モータカバー２００は、上板２１０、周壁２２０及びコネクタ結合部２５０を含んで構成される。また、ガイド板２３０、固定突起２４０及び支持部２６０をさらに含む。上板２１０は、板状のリング形状に形成される。また、上板２１０の半径方向最外側から下方に円筒状の周壁２２０が延設される。よって、モータカバー２００は、周壁２２０の内側にインシュレータ１３０の外側壁が挿入されて結合され、モータカバー２００の上板２１０がインシュレータ１３０の外側壁の上端に接触して支えられる形態で結合される。さらに、上板２１０の一側から上方にコネクタ結合部２５０が突設される。ここで、コネクタ結合部２５０は、ステータ１００のコア１１０の外周面より半径方向外側に配置される。また、コネクタ結合部２５０は、上板２１０から上方に突設された複数の側壁である。また、側壁により囲まれた内側に３相コネクタが挿入されて固定される。さらに、側壁には、厚さ方向に両面を貫通する結合孔２５１が形成され、３相コネクタ３００の係止突起３１０が係止されて固定される。さらに、モータカバー２００は、中心軸方向にコネクタ結合部２５０の反対側に支持部２６０が突設され、支持部２６０は、ステータ１００のコア１１０の外周面に接触して支えられる。よって、コネクタ結合部２５０に３相コネクタ３００を挿入して結合する際に、押圧する力によりモータカバー２００が変形し、破損することを防止できる。さらに、上板２１０の半径方向内側端から上方にガイド板２３０が突設される。また、ガイド板２３０の上端から半径方向外側に固定タップ２３１が突設される。ここで、固定タップ２３１は、上板２１０から離隔して設けられ、固定タップ２３１は、複数で構成されて複数の固定タップ２３１が円周方向に互いに離隔して配置される。さらに、上板２１０には、上下両面を貫通する引出孔２１３が形成される。また、引出孔２１３から上板２１０の上側にコイル１４０の引出線１４１が引き出される。さらに、引出線１４１は、上板２１０とガイド板２３０と固定タップ２３１間の空間に沿って円周方向に配置され、引出線１４１の端部は、３相コネクタ３００に挿入される。さらに、上板２１０には、固定タップ２３１に対応する位置で上下両面を貫通する貫通孔２１１が形成され、射出成形によりモータカバー２００を製造する際、固定タップ２３１の形状を成形するための金型の構造を簡単にすることができる。さらに、上板２１０の下面から固定突起２４０が突設され、固定突起２４０がインシュレータ１３０の固定溝１３１に挿入されて結合される。

３相コネクタ３００は、概略的な外形が直方体状に形成される。また、コネクタ結合部２５０の上部側からコネクタ結合部２５０に３相コネクタ３００を挿入して結合される。さらに、３相コネクタ３００は、コネクタ結合部２５０の結合孔２５１に対応する位置に係止突起３１０が突設され、結合時に係止突起３１０が結合孔２５１に挿入されて係止されることにより、３相コネクタ３００がコネクタ結合部２５０から離脱しないようにされる。さらに、３相コネクタ３００は、半径方向内側面にコイル引出線結合部３２０が形成され、コイル引出線結合部３２０に引出線１４１の端部が挿入及び結合されて電気的に接続される。さらに、３相コネクタ３００は、上面にコネクタピン結合部３３０が形成される。コネクタピン結合部３３０は、コイル引出線結合部３２０と電気的に接続される。さらに、図示していないが、コネクタピン結合部３３０には、インバータ部との接続のためのコネクタピンが挿入されて結合される。コネクタピンは、ハウジングにシール部により結合される。

よって、本発明の３相コネクタ一体型ステータは、３相コネクタをステータに組み付けて結合することが容易であり、ステータとモータカバーとの間の遊び及びコネクタ結合部と３相コネクタとの間の遊びがあり、３相コネクタの若干の位置調節が可能であることから、コネクタピンを３相コネクタに容易に組み付けることができる。

また、ステータ１００の上側にはモータカバー２００が結合され、ステータ１００の下側には下部カバー４００が結合される。

さらに、インシュレータ１３０の固定溝１３１は、インシュレータ１３０の上端外周縁から上面及び半径方向外側側面に連結された形態で形成される。モータカバー２００の固定突起２４０は、上板２１０及び周壁２２０が交わる内側で固定溝１３１に対応する形態で突設される。よって、固定突起２４０を固定溝１３１に容易に挿入して結合できる。また、固定突起２４０が上板２１０及び周壁２２０の両方に連結された形態であるので、固定突起２４０がより強固にモータカバー２００に結合される。そのため、固定突起の破損を防止できる。ここで、固定突起２４０及び固定溝１３１によりモータカバー２００がステータ１００のインシュレータ１３０に結合された状態で、モータカバー２００の回転及び中心軸方向に垂直な方向への遊び及び搖動を防止できる。

固定突起２４０は、固定溝１３１に挿入される方向に行くにつれて幅が徐々に狭くなる形態で形成される。モータカバー２００の固定溝１３１は、固定突起２４０に対応する形態で形成される。よって、モータカバー２００をインシュレータ１３０に容易に結合できる。

ステータ１００のインシュレータ１３０には、側面に係止溝１３２が形成され、モータカバー２００は、周壁２２０の内側面から係止突起２４１が突設され、係止突起２４１が係止溝１３２に挿入されて結合される。よって、モータカバー２００がインシュレータ１３０に結合された状態で、モータカバー２００が中心軸方向にインシュレータ１３０に結合された反対側に外れにくくなる。

モータカバー２００には、半径方向にコネクタ結合部２５０の内側側面から複数のケーブルガイド壁２５２が突設され、ステータ１００の３相コイルの引出線１４１の端部が一対のケーブルガイド壁２５２間に挿入される。すなわち、引出線１４１の端部において、終端部は、被覆が除去された状態で、３相コネクタ３００のコイル引出線結合部３２０に挿入及び結合され、電気的に接続される。このとき、引出線１４１の端部が一対のケーブルガイド壁２５２間に挿入されるので、引出線１４１の絶縁がさらに向上する。ここで、ケーブルガイド壁２５２は、引出線１４１の端部を保持する役割も果たし、３相コネクタ３００のコイル引出線結合部３２０に引出線１４１の端部が接続される部分で引出線１４１の素線が切れることを防止できる。また、ケーブルガイド壁２５２は、一対が一組となって、３相コイルにおけるそれぞれの引出線１４１に対応するように３組で形成される。

図８及び図９は本発明の一実施形態による３相コネクタ一体型ステータ及びハウジングを含む圧縮機を示す分解斜視図及び平面図である。

同図に示すように、本発明の３相コネクタ一体型ステータを含む電動圧縮機は、３相コネクタ一体型ステータと、３相コネクタ一体型ステータが挿入されて収容されたハウジング５００とを含んで構成される。ハウジング５００は、上側が開放された容器状に形成される。ハウジング５００は、ステータ１００が挿入される内部空間である収容部５１０にガイド溝５２０が連結された形態で形成される。ここで、ガイド溝５２０は、モータカバー２００のコネクタ結合部２５０部分が挿入される空間である。また、モータカバー２００は、周壁２２０の外側面から半径方向外側にガイド部２７０が突設される。ガイド部２７０は、ハウジング５００のガイド溝５２０に沿って挿入される。さらに、モータカバー２００のガイド部２７０は、コネクタ結合部２５０の両側に隣接して２箇所に形成される。また、一対のガイド部２７０の幅方向外側の距離がコネクタ結合部２５０の幅より広く形成される。よって、一対のガイド部２７０により、コネクタ結合部２５０がハウジング５００のガイド溝５２０から離隔して配置される。従って、３相コネクタ一体型ステータをハウジング５００に挿入して組み付ける際に組付性が向上する。また、コネクタ結合部２５０側に直接的な結合力や振動が伝達されなくなり、組付時の破損の防止及び使用時の耐久性の増大を図ることができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、通常の知識を有する者であれば多様に変形できることは言うまでもない。

１０ステータ
１１溝
２０エンドターン
３０３相コネクタ
３１固定部
１００ステータ
１１０コア
１２０ティース
１３０インシュレータ
１３１固定溝
１３２係止溝
１４０コイル
１４１引出線
２００モータカバー
２１０上板
２１１貫通孔
２１３引出孔
２２０周壁
２３０ガイド板
２３１固定タップ
２４０固定突起
２４１係止突起
２５０コネクタ結合部
２５１結合孔
２５２ケーブルガイド壁
２６０支持部
２７０ガイド部
３００３相コネクタ
３１０係止突起
３２０コイル引出線結合部
３３０コネクタピン結合部
４００下部カバー
５００ハウジング
５１０収容部
５２０ガイド溝

Claims

円筒状コアから複数のティースが延設され、インシュレータが前記コア及び前記ティースの外側を囲むように結合され、それぞれの前記ティースにおいて前記インシュレータの外側に巻き取られたコイルを含むステータと、
前記ステータの中心軸方向に上側の前記インシュレータに結合され、上板から上方にコネクタ結合部が突設されたモータカバーと、
前記モータカバーのコネクタ結合部に挿入されて結合され、前記ステータの３相コイルとコネクタピンが接続される３相コネクタと、
を含んでなることを特徴とする３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーのコネクタ結合部及び前記３相コネクタは、半径方向に前記ステータの外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーのコネクタ結合部は、前記３相コネクタを介して２箇所以上の位置に形成され、両面を貫通する結合孔がそれぞれ形成された複数の側壁であり、
前記３相コネクタは、前記結合孔に挿入されて係止される係止突起が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーは、中心軸方向に前記コネクタ結合部の反対側に支持部が突設され、前記支持部は、前記ステータの外周面に接触して支えられていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーは、前記上板の半径方向内側端から上方にガイド板が突設されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーは、前記ガイド板の上端から半径方向外側に前記３相コイルの引出線の固定のための固定タップが突設されていることを特徴とする請求項５に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーの上板には、前記固定タップに対応する位置で上下両面を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記３相コネクタは、半径方向内側面にコイル引出線結合部が形成され、上面にコネクタピン結合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記ステータのインシュレータには、上面に固定溝が形成され、前記モータカバーは、下面から固定突起が突設され、前記固定突起が前記固定溝に挿入されて結合されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記固定溝は、前記インシュレータの上端外周縁から上面及び半径方向外側側面に連結された形態で形成され、
前記固定突起は、前記モータカバーの上板及び周壁が交わる内側で前記固定溝に対応する形態で突設されていることを特徴とする請求項９に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記固定突起は、前記固定溝に挿入される方向に行くにつれて幅が徐々に狭くなる形態で形成されていることを特徴とする請求項９に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記ステータのインシュレータには、側面に係止溝が形成され、前記モータカバーは、側面から係止突起が突設され、前記係止突起が前記係止溝に挿入されて結合されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
前記モータカバーの上板には、上下両面を貫通する引出孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
半径方向に前記コネクタ結合部の内側側面からケーブルガイド壁が突設され、
前記ステータの３相コイルの引出線の端部が前記ケーブルガイド壁に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の３相コネクタ一体型ステータ。
請求項１～１４のいずれかに記載の３相コネクタ一体型ステータと、
前記３相コネクタ一体型ステータが挿入されて収容されたハウジングと、
を含んでなることを特徴とする圧縮機。
前記３相コネクタ一体型ステータのモータカバーには、外側面から半径方向外側にガイド部が突設され、
前記ハウジングは、前記ステータが挿入される内部空間である収容部で連結されて前記モータカバーのコネクタ結合部が挿入されるガイド溝が形成され、
前記ガイド溝に沿って前記ガイド部が挿入されて結合されていることを特徴とする請求項１５に記載の圧縮機。
前記モータカバーのコネクタ結合部は、前記ハウジングのガイド溝から離隔して配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の圧縮機。