KR101663409B1 - 차량용 전동 압축기 - Google Patents

Abstract

고정자 코어, 코일들, 및 끈을 포함하는 고정자를 가지는 전동 모터를 갖춘 압축기에 관한 것이다. 고정자 코어는 적층된 코어 플레이트들로 형성되고 요크와 치형부들의 베이스들 사이 경계들에서 크림핑부들을 갖는다. 크림핑부들은 고정자 코어의 원주 방향으로 등간격으로 이격되어 있다. 끈이 고정자 코어의 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들을 통과하지 않지만, 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들 각각의 양측에 인접하여 위치한 치형부 공간들을 통과하고 또한 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 중 적어도 하나를 통과하도록 끈에 의해 코일 단부들이 레이싱된다.

Description

차량용 전동 압축기{ELECTRIC COMPRESSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 전동 압축기에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공개 제 2008-301688 호는 차량용 전동 압축기를 개시한다. 상기 공개의 전동 압축기에서, 전동 모터의 고정자는 환형 형상을 가지고 복수의 치형부들에 의해 형성된 슬롯들, 및 슬롯들에 권취된 코일들을 가지는 고정자 코어를 포함한다. 고정자 코어는 금속 자기 재료로 만들어진 복수의 적층된 코어 플레이트들에 의해 형성된다. 코일들은 파권 (wave winding) 에 의해 형성된다. U 상 코일, V 상 코일, 및 W 상 코일은 슬롯들의 제 1 군, 제 2 군 및 제 3 군에 각각 제공된다.

상간 절연 시트는, 슬롯들의 제 1 군 바깥쪽에 배치된 U 상 코일의 코일 단부와 슬롯들의 제 2 군 바깥쪽에 배치된 V 상 코일의 코일 단부 사이에 제공된다. 유사하게, 상간 절연 시트는, 슬롯들의 제 2 군 바깥쪽에 배치된 V 상 코일의 코일 단부와 슬롯들의 제 3 군 바깥쪽에 배치된 W 상 코일의 코일 단부 사이에 제공된다. 각각의 상 코일의 코일 단부와 상간 절연 시트는 끈으로 레이싱된다.

상기 공개의 전동 압축기에서, 각각의 상 코일의 코일 단부와 상간 절연 시트는 코일 단부와 치형부 사이에 형성된 공간 (이하, 치형부 공간으로 지칭됨) 으로 통과하는 끈으로 레이싱된다. 크로셰 니들 (crochet needle) 은 끈에 의해 레이싱하는데 사용된다. 크로셰 니들은 고정자 코어의 반경방향으로 치형부 공간에서 왕복운동가능하다.

복수의 코어 플레이트들을 적층함으로써 형성된 고정자 코어에서, 코어 플레이트들이 층간 분리되는 것을 방지하도록 고정자 코어 플레이트들은 크림핑에 의해 함께 고정된다. 각각의 코어 플레이트는, 크림핑부 (crimped portion) 에서 코어 플레이트의 양측에, 돌출부와 리세스를 갖는다. 구체적으로, 임의의 2 개의 인접한 코어 플레이트들의 돌출부와 리세스는 서로 치합되어 코어 플레이트들을 함께 고정한다. 코어 플레이트들의 돌출부들 및 리세스들에 의해 형성된 크림핑부들은, 등각도 간격으로 이격되어 있고 고정자 코어의 외주연에 인접한 복수의 위치들에 형성될 수도 있다. 크림핑부의 돌출부가 존재하지 않을 수도 있는 고정자 코어의 단부면에서 다른 부분들과 비교해 고정자 코어의 단부면에서 크림핑부의 돌출부에 의해 크로셰 니들의 운동이 방해를 받을 수도 있는 것으로 우려된다. 따라서, 크림핑부는 레이싱 크로셰 니들의 운동을 방해하지 않도록 배치될 수도 있고 슬롯의 외주연에 인접한 위치에 둘 수도 있다. 하지만, 슬롯의 외주연에 인접한 위치에 크림핑부를 제공하는 것은, 고정자 코어에서 자속 유동이 저해되는 문제점을 제기할 수도 있다. 또한, 전동 압축기가 소형이거나 모터의 극 개수가 증가될 때, 치형부 공간 및 슬롯의 바닥에 인접한 요크의 폭은 더 작아지고, 이것은 레이싱 크로셰 니들이 크림핑부의 돌출부에 의한 간섭을 받지 않는 것을 어렵게 한다.

전술한 문제점들을 고려하여 만들어진 본 발명은 코일 단부가 끈에 의해 단단히 레이싱될 수 있고 크로셰 니들과 크림핑부 사이 간섭이 성공적으로 방지되는 전동 압축기를 제공하고자 한다.

고정자를 가지는 회전 전동 기계를 갖춘 차량용 전동 압축기가 제공된다. 고정자는 고정자 코어, 복수의 상들의 코일들, 및 끈을 포함한다. 고정자 코어는 환형 형상으로 형성되고, 환형 요크 및 치형부들 사이에 복수의 슬롯들을 규정하도록 상기 요크로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부들을 갖는다. 상기 고정자 코어는 복수의 적층된 코어 플레이트들로 형성되고 상기 요크와 상기 치형부들의 베이스들 사이 경계들에 또는 상기 요크에 복수의 크림핑부들을 가져서 상기 코어 플레이트들을 함께 고정한다. 상기 크림핑부들은 상기 고정자 코어의 원주 방향으로 등간격으로 이격되어 있다. 복수의 상들의 코일들은, 각각, 상기 슬롯들에 배열된다. 각각의 코일은 상기 고정자 코어의 일 단부로부터 외부로 연장되는 복수의 코일 단부들을 갖는다. 복수의 치형부 공간들이 각각의 코일 단부와 상기 고정자 코어 사이에 규정되고 각각의 치형부 공간은 치형부들 중 하나를 위해 각각 제공된다. 끈은 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들을 통과하지 않지만, 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 상기 크림핑부들을 가지는 상기 치형부 공간들 각각의 양측에 인접하여 위치한 치형부 공간들을 통과하고 또한 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 중 적어도 하나를 통과하도록 상기 끈에 의해 상기 코일 단부들이 레이싱된다.

본 발명의 다른 양태들 및 장점들은, 예로서 본 발명의 원리를 도시한 첨부 도면들과 함께 하기 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

본 발명의 목적들 및 장점들과 함께, 본 발명은, 첨부 도면들과 함께 본원의 바람직한 실시형태들에 대한 하기 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 차량용 전동 압축기의 종단면도이다.
도 2a 는 도 1 의 압축기의 전동 모터에 제공되는 고정자 코어를 보여주는 정면도이고, 도 2b 는 도 2a 의 A-A 선을 따라서 본 단면도이다.
도 3 은 도 1 에서 전동 모터의 고정자 코어의 파권을 도시한 개략도이다.
도 4a 는 끈에 의해 레이싱된 코일 단부를 보여주는 정면도이고, 도 4b 는 도 4a 의 B-B 선을 따라서 본 단면도로, 크로셰 니들이 레이싱을 위해 어떻게 사용되는지 보여준다.
도 5 는 도 1 에서 전동 모터의 고정자 코어와 코일 단부의 일부를 보여주고 코일 단부가 끈에 의해 어떻게 레이싱되는지 보여주는 개략적 전개도 (flattened view) 이다.
도 6 은 도 5 와 유사한 개략적 전개도로, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 차량용 전동 압축기의 전동 모터의 고정자 코어 및 코일 단부의 일부를 보여주고, 또한 코일 단부가 끈에 의해 어떻게 레이싱되는지 도시한다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 차량용 전동 압축기의 전동 모터에 제공되는 고정자 코어를 보여주는 정면도이다.

자속의 유동을 고려해서, 크림핑부는 치형부 공간에 인접해 있고 그 공간의 반경방향으로 바깥쪽에 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 크림핑부가 치형부 공간에 인접해 있고 그 공간의 반경방향으로 바깥쪽에 있는 위치에 형성될 때, 모든 치형부 공간들을 통하여 끈을 레이싱하지 않고 끈이 통과하는 치형부 공간과 끈이 통과하지 않는 치형부 공간이 교대로 배치되도록 구성될 수도 있다. 하지만, 크림핑부들의 개수에 따라, 크로셰 니들은 일부 크림핑부들의 돌출부에 의해 잡힐 수도 있다. 또한, 크림핑부에서 돌출부와 크로셰 니들의 간섭 가능성을 감소시키고자 끈을 레이싱하기 위한 치형부 공간들의 개수가 감소된다면, 코일 단부를 죄어주는 힘은 감소되고 코일 단부에서 코일은 진동으로 인해 움직일 수도 있고, 그 결과 코일과 고정자 코어 사이 절연이 저하될 수도 있다. 부수적으로, 복수의 크림핑부들이, 등각도 간격으로 이격되어 있고 고정자 코어의 외주연에 인접한 복수의 위치들에 형성되는 구성은 고정자 코어에서 균형 잡힌 자속의 발생을 위해 필요하다. 따라서, 등각도 간격으로 이격되어 있고 고정자 코어의 외주연에 인접한 위치들에 복수의 크림핑부들이 형성되는 배경 기술에서, 크로셰 니들이 크림핑부에 잡히는 것을 방지하면서 끈에 의해 코일 단부를 단단히 레이싱하는 것은 어렵다.

제 1 실시형태

하기에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 차량용 전동 압축기에 적용되는 고정자를 설명할 것이다. 제 1 실시형태에 따른 차량용 전동 압축기는 구동원으로서 내연 엔진과 전동 모터를 가지는 하이브리드 차량에 장착될 스크롤식 전동 압축기이다. 차량용 전동 압축기는 차량 공조기의 냉각 회로 일부를 형성한다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, 차량 공조기는, 전동 압축기뿐만 아니라, 응축기, 리시버, 팽창 밸브, 증발기 및 이 기기들을 상호 연결하는 튜브들을 추가로 포함한다.

도 1 을 참조하면, 도면부호 10 으로 지정된 스크롤식 압축기 (이하 압축기로 지칭됨) 는 하우징 (13), 유체로서 냉매를 압축하기 위한 압축 기구 (11), 및 압축 기구 (11) 를 구동하기 위한 전동 모터 (12) 를 포함한다. 하우징 (13) 은 금속으로 만들어진다. 제 1 실시형태에서, 하우징 (13) 은 알루미늄 합금으로 만들어진다. 하우징 (13) 은 제 1 하우징 (14) 과 제 2 하우징 (15) 을 포함한다. 제 1 하우징 (14) 과 제 2 하우징 (15) 은 그것의 단부들에서 볼트들 (16) 에 의해 고정되게 연결된다. 부수적으로, 제 1 실시형태에 따른 압축기 (10) 는 엔진실에서 수평 위치로 장착된다.

압축기 (10) 의 제 1 하우징 (14) 은 내부에 압축 기구 (11) 와 전동 모터 (12) 를 갖는다. 압축 기구 (11) 는 고정 스크롤 (17) 과 가동 스크롤 (18) 을 포함한다. 복수의 압축 챔버들 (19) 은 압축 기구 (11) 에서 고정 스크롤 (17) 과 가동 스크롤 (18) 에 의해 그 스크롤들 사이에 형성된다. 고정 스크롤 (17) 은 제 1 하우징 (14) 에 고정되고 가동 스크롤 (18) 은 고정 스크롤에 대면하게 고정 스크롤 (17) 과 치합된다. 제 1 하우징 (14) 은 그것의 상부에 그것을 관통하는 유입구 (20) 를 가지고 이 유입구는 외부 냉각 회로와 제 1 하우징 (14) 의 내부 사이에서 유체 연통을 제공하기 위해 외부 냉각 회로 (도면에 미도시됨) 에 연결된다. 압축기 (10) 의 작동 중, 저압 냉매는 유입구 (20) 를 통하여 외부 냉각 회로로부터 제 1 하우징 (14) 으로 유입된다.

제 2 하우징 (15) 은, 내부에, 압축 챔버 (19) 와 연통가능한 토출 챔버 (21) 를 갖는다. 제 2 하우징 (15) 은, 그것의 상부에, 토출 챔버 (21) 와 외부 냉각 회로 사이 유체 연통을 제공하기 위한 유출구 (22) 를 갖는다. 제 2 하우징 (15) 은, 내부에, 토출 챔버 (21) 와 유출구 (22) 사이 유체 연통을 제공하는 통로 (23) 를 갖는다.

샤프트 지지 부재 (24) 는 제 1 하우징 (14) 에서 고정 스크롤 (17) 과 전동 모터 (12) 사이에 제공된다. 샤프트 지지 부재 (24) 는 압축 기구 (11) 의 일부를 형성하고 내부에 전동 모터 (12) 의 회전 샤프트 (25) 의 일 단부를 지지하는 베어링 (26) 을 갖는다. 회전 샤프트 (25) 의 타 단부는 베어링 (27) 을 통하여 제 1 하우징 (14) 에 의해 지지된다. 샤프트 지지 부재 (24) 는 그것을 관통하는 흡입구 (28) 를 가지고 이 흡입구를 통하여 제 1 하우징 (14) 의 내부는 압축 챔버들 (19) 과 연통한다. 유입구 (20) 를 통하여 제 1 하우징 (14) 으로 유입된 냉매는 흡입구 (28) 를 통하여 압축 챔버들 (19) 로 도입된다. 샤프트 지지 부재 (24) 는, 샤프트 지지 부재 (24) 에 압입끼워맞춤되고 가동 스크롤 (18) 을 향하여 돌출한 회전 방지 핀들 (29) 을 갖는다. 회전 방지 핀들 (29) 은, 가동 스크롤 (18) 이 회전하는 것을 방지하기 위한 회전 방지 기구를 형성한다.

고정 스크롤 (17) 에 인접한 회전 샤프트 (25) 의 단부로부터 고정 스크롤 (17) 을 향하여 돌출하는 편심핀 (30) 이 제공된다. 편심핀 (30) 의 축선은 회전 샤프트 (25) 의 축선 (P) 에 대해 편심으로 위치결정되어서, 회전 샤프트 (25) 가 회전하도록 구동될 때 편심핀 (30) 은 회전 샤프트 (25) 의 축선 (P) 에 대해 편심으로 회전된다. 구동 부시 (31) 는 편심핀 (30) 에 회전가능하게 장착된다.

가동 스크롤 (18) 은 베어링 (32) 을 통하여 구동 부시 (31) 의 외주면에 회전가능하게 장착되어서, 가동 스크롤 (18) 은 회전 샤프트 (25) 의 회전으로 고정 스크롤 (17) 에 대해 선회 (orbit) 한다. 즉, 가동 스크롤 (18) 은 회전 없이 축선 (P) 주위에서 선회하도록 제공된다.

냉매는 흡입구 (28) 를 통하여 압축 챔버들 (19) 로 유입되고 압축 챔버들 (19) 의 용적 감소에 의해 압축된다. 고정 스크롤 (17) 은 그것의 중심에 토출구 (33) 를 가지고 이 토출구는 토출구 (33) 를 개폐하기 위한 토출 밸브 (34) 를 통하여 토출 챔버 (21) 와 연통가능하다. 압축된 냉매는 토출구 (33) 를 통하여 토출 챔버 (21) 로 토출된다.

압축기 (10) 는, 제 1 하우징 (14) 에 고정되게 연결되고 구동 회로를 보호하기 위해 구동 회로 (36) 를 수용하는 케이스 (35) 를 포함한다. 구동 회로 (36) 는 인버터 유닛, 다양한 전자 부품들, 및 인버터 유닛과 부품들을 위에 장착하는 회로 보드를 가지고 전동 모터 (12) 를 위한 전력 공급을 제어한다. 인버터 유닛은 스위칭 기기들을 갖는다. 인버터 유닛은 외부 전력원으로부터 전력 공급을 받아들이고 압축기 (10) 를 구동하기 위해 DC 전력을 AC 전력으로 변환한다. 케이스 (35) 는 볼트들 (37) 에 의해 제 1 하우징 (14) 에 고정된다. 제 1 하우징 (14) 은, 구동 회로 (36) 에 전기적으로 접속된 기밀 단자 (38) 가 배열되는 밀폐된 공간을 형성한다.

클러스터 블록 (39) 은 제 1 하우징 (14) 에 제공된다. 기밀 단자 (38) 는 전동 모터 (12) 에 전기적으로 접속되는 클러스터 블록 (39) 에 전기적으로 접속된다. 따라서, 전동 모터 (12) 와 구동 회로 (36) 는 전기적으로 서로 접속된다. 구동 회로 (36) 로부터 기밀 단자 (38) 를 통하여 AC 전력을 공급받을 때 전동 모터 (12) 는 구동되어서 회전 샤프트 (25) 를 회전시키고 회전 샤프트 (25) 에 연결된 압축 기구 (11) 가 따라서 작동된다.

하기에서 전동 모터 (12) 를 상세히 설명할 것이다. 전동 모터 (12) 는 구동 회로 (36) 에 의해 구동된 3 상 AC 모터이다. 전동 모터 (12) 는 제 1 하우징 (14) 의 내주연에 고정된 고정자 (44), 및 고정자 (44) 에 삽입되고 회전 샤프트와 회전하도록 회전 샤프트 (25) 에 고정되는 회전자 (40) 를 포함한다. 회전자 (40) 는 회전 샤프트 (25) 의 축선 방향 (P) 으로 형성된 복수의 삽입 슬롯들 (도면에 미도시됨) 을 내부에 가지는 회전자 코어 (41), 및 각각의 삽입 슬롯들에 삽입되는 영구 자석들 (42) 을 갖는다. 회전자 코어 (41) 는 금속 자기 재료로 만들어진 복수의 적층된 코어 플레이트들 (43) 로 만들어진다. 회전자 코어 (41) 는 회전 샤프트와 회전하기 위해 회전 샤프트 (25) 에 고정되게 장착된다.

고정자 (44) 는 제 1 하우징 (14) 의 내벽에 고정된 환형 고정자 코어들 (45) 을 갖는다. 도 2a 에 나타난 것처럼, 고정자 코어 (45) 는 고정자 코어 (45) 의 반경방향으로 내부로 연장되는 복수의 치형부들 (46) 을 가지고 슬롯 (47) 은 임의의 2 개의 인접한 치형부들 (46) 사이에 형성된다. 고정자 (44) 의 반경 방향으로 치형부들 (46) 의 반경방향으로 외부에 있는 고정자 코어 (45) 의 부분은 요크 (48) 이다. 요크 (48) 의 내주연은 요크 (48) 와 치형부들 (46) 사이 경계이다. 제 1 실시형태에서, 치형부들 (46) 과 슬롯들 (47) 의 개수는 30 개이다. 치형부들 (46) 과 슬롯들 (47) 은, 각각, 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 등각도 간격으로 형성된다. 도 2b 에 나타난 것처럼, 회전자 코어 (41) 는 금속 자기 재료로 만들어진 복수의 적층된 코어 플레이트들 (49) 로 만들어지고 코어 플레이트들 (49) 은 크림핑부들 (50) 에서 함께 크림핑된다. 도 2a 에 나타난 것처럼, 크림핑부들 (50) 은 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 등각도 간격으로 이격된 요크 (48) 에서 6 개의 상이한 위치들에 만들어진다. 제 1 실시형태에서, 크림핑부들 (50) 은 치형부들 (46) 의 베이스에 인접한 요크 (48) 에 위치한다. 치형부들 (46) 의 베이스는 요크 (48) 에 인접한 단부이다. 도 2b 에 나타난 것처럼, 코어 플레이트 (49) 는, 그것의 일면에, 단면이 실질적으로 사다리꼴 형상으로 형성되는 돌출부 (51), 및 그것의 대향면에, 돌출부 (51) 에 대응하는 위치에서 리세스 (52) 를 갖는다. 코어 플레이트 (49) 의 돌출부 (51) 는 도 2b 에 나타난 것처럼 하나의 코어 플레이트 (49) 바로 위에 위치하는 다른 코어 플레이트 (49) 의 리세스 (52) 에 끼워맞춤되어서, 코어 플레이트들 (49) 은 함께 연결된다. 미리 정해진 개수의 코어 플레이트들 (49) 이 고정자 코어 (45) 를 형성하도록 함께 적층된다. 돌출부 측에서 고정자 코어 (45) 의 일 단부에 위치한 코어 플레이트 (49) 는 내부에 홀들 (53) 을 가지고 이 홀들에 인접한 코어 플레이트 (49) 의 돌출부들 (51) 이 도 2b 에 나타난 것처럼 끼워맞추어져 삽입되는 점에 주목한다.

도 3 에 나타난 것처럼, 슬롯들 (47) 은 U 상을 위한 슬롯들 (47U), V 상을 위한 슬롯들 (47V), 및 W 상을 위한 슬롯들 (47W) 을 포함한다. 슬롯들 (47U) 에서, U 상을 위한 코일 (54U) 은 분배된 권선들 중 하나인 파권에서 고정자 (44) 의 반경방향으로 최외측 위치에 권취된다. 슬롯들 (47V) 에서, V 상을 위한 코일 (54V) 은 U 상 코일 (54U) 의 반경방향으로 안쪽에 있는 위치에서 파권에 권취된다. 슬롯들 (47W) 에서, W 상을 위한 코일 (54W) 은 고정자 (44) 의 최내측 위치에서 파권에 권취된다.

고정자 코어 (45) 의 코일은 코일들 (54U, 54V, 54W) 을 포함하는 도전성 코일들 (54) 에 의해 형성된다. 도전성 코일들 (54) 은 에나멜 코팅된 구리 와이어로 만들어진다. 절연 시트 (도면에 미도시됨) 는, 슬롯들 (47U, 47V, 47W) 의 내면으로부터 코일들 (54U, 54V, 54W) 을 각각 전기 절연시키도록 각각의 슬롯 (47) 에 삽입된다.

도 3 에 나타난 것처럼, 실선으로 나타낸 각각의 코일들 (54U, 54V, 54W) 의 부분들은, 슬롯들 (47U, 47V, 47W) 바깥쪽에 그리고 압축 기구 (11) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 일 단부에 위치한 코일 단부 (55) 를 형성한다. 점선으로 나타낸 각각의 코일들 (54U, 54V, 54W) 의 부분들은, 슬롯들 (47U, 47V, 47W) 바깥쪽에 그리고 구동 회로 (36) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 타 단부에 위치한 코일 단부 (56) 를 형성한다. 나머지 코일들 (54U, 54V, 54W) 은 각각의 슬롯들 (47U, 47V, 47W) 에 배치되고 도면에 도시되지 않는다.

도 3 에 나타난 것처럼, 코일 단부 (55) 로부터 인출되고 함께 묶인 코일들 (54U, 54V, 54W) 의 개시 단부들은, 클러스터 블록 (39) 에서, 입력 단자들 (62U, 62V, 62W) 에 코일들 (54U, 54V, 54W) 을 각각 전기 접속시키기 위한 리드 와이어 (61) 를 형성한다. 따라서, U 상 슬롯들 (47U) 에 삽입되는 U 상 코일 (54U) 은 클러스터 블록 (39) 에서 입력 단자 (62U) 를 통하여 구동 회로 (36) 에 전기적으로 접속된다. V 상 슬롯들 (47V) 에 삽입되는 V 상 코일 (54V) 은 클러스터 블록 (39) 에서 입력 단자 (62V) 를 통하여 구동 회로 (36) 에 전기적으로 접속된다. W 상 슬롯들 (47V) 에 삽입되는 W 상을 위한 W 상 코일 (54W) 은 클러스터 블록 (39) 에서 입력 단자 (62W) 를 통하여 구동 회로 (36) 에 전기적으로 접속된다.

한편, 코일 단부 (55) 로부터 인출되고 함께 묶인 코일들 (54U, 54V, 54W) 의 종단 단부들은 인출부 (63; leading part) 를 형성한다. 인출부 (63) 의 코일들 (54U, 54V, 54W) 의 종단 단부들은 납땜에 의해 전기적으로 서로 접속되고 접속부는 전동 모터 (12) 의 중성점 (64) 으로서 역할을 한다. 인출부 (63) 의 단부는 절연 수지 필름 (도면에 미도시됨) 으로 권취되고 중성점 (64) 의 절연은 권취된 절연 수지 필름의 단부를 밀봉함으로써 달성된다. 절연 수지 필름으로 권취된 인출부 (63) 의 단부는 이하 설명될 끈 (65) 에 의해 압축 기구 (11) 에 인접한 일 단부에서 고정자 코어 (45) 에 고정된다.

하기에 코일 단부들 (55, 56) 의 레이싱을 설명할 것이다. 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하면, 압축 기구 (11) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 일 단부에서 코일 단부 (55; 55U, 55V, 55W) 는 끈 (65) 에 의해 레이싱된다. 도 5 에 나타난 것처럼, 고정자 코어 (45) 의 타 단부에서 코일 단부 (56; 56U, 56V, 56W) 는 또한 다른 끈 (65) 에 의해 레이싱된다. 리드 와이어 (61) 및 중성점 (64) 에 인접한 인출부 (63) 는 도 4a 에서 도시 생략되었음에 주목한다. 도 5 에서, 고정자 코어 (45) 및 코일 단부들 (55, 56) 의 일부는 설명을 용이하게 하기 위해 전개하여 나타내고 코일 단부들 (55U, 56U) 은 구별을 용이하게 하기 위해 해칭되어 있다.

도 4a 에 나타난 것처럼, 압축 기구 (11) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 일 단부에서, 제 1 상간 절연 시트 (57) 는 슬롯 (47U) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (55U) 와 슬롯 (47V) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (55V) 사이에서 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 제공된다. 압축 기구 (11) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 동일 단부에서, 제 2 상간 절연 시트 (58) 는 슬롯 (47V) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (55V) 와 슬롯 (47W) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (55W) 사이 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 제공된다. 제 1 상간 절연 시트 (57) 와 제 2 상간 절연 시트 (58) 는, 수지로 만들어지고 그것의 연장 방향으로 양 단부에서 중첩되는 스트립 시트들이다. 부수적으로, 구동 회로 (36) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 타 단부에서, 제 3 상간 절연 시트 (도면에 미도시됨) 는 슬롯 (47U) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (56U) 와 슬롯 (47V) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (56V) 사이에서 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 제공된다. 구동 회로 (36) 에 인접한 고정자 코어 (45) 의 동일한 단부에서, 제 4 상간 절연 시트 (도면에 미도시됨) 는 슬롯 (47V) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (56V) 와 슬롯 (47W) 바깥쪽에 배치된 코일 단부 (56W) 사이에서 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 제공된다. 제 3 상간 절연 시트와 제 4 상간 절연 시트는, 수지로 만들어지고 그것의 연장 방향으로 양 단부에서 중첩되는 스트립 시트들이다.

도 5 에 나타난 것처럼, 치형부 공간 (66) 은 코일 단부들 (55U, 55V, 55W) 과 고정자 코어 (45) 사이에 형성된다. 치형부 공간 (66) 은 각각의 치형부 (46) 에 대해 형성되지만, 구별을 용이하게 하기 위해, 치형부 공간들은 또한 도면부호 66A, 66B 및 66C 로 지정된다. 치형부 공간들 (66A, 66B, 66C) 은 이 순서로 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 연속 배치된다.

제 1 실시형태에서, 코일 단부 (55) 는, 도 4b 에 나타난 것처럼, 레이싱 크로셰 니들 (69) 을 사용하여 끈 (65) 에 의해 레이싱된다. 크로셰 니들 (69) 은 처음에 고정자 코어 (45) 의 외주연에 인접한 위치에 배치되고 구동 수단 (도면에 미도시됨) 에 의해 고정자 코어 (45) 의 축선 방향 및 반경 방향으로 왕복 운동가능하다. 크로셰 니들 (69) 은 끈 (65) 을 걸기 위해 니들의 팁 단부에 후크 (70) 를 갖는다. 끈 (65) 은 고정자 코어 (45) 의 중심에 인접한 위치에서 이동가능하게 제공되는 끈 공급 기구 (도면에 미도시됨) 로부터 공급된다. 도 4b 에 나타난 것처럼, 크로셰 니들 (69) 은 치형부 공간 (66) 에서 그리고 코일 단부 (55) 의 말단에 인접한 영역에서 움직인다. 도면에 도시되지 않았지만, 끈 (65) 에 의해 코일 단부 (56) 를 레이싱하기 위한 코일 단부 (55) 에 관하여 전술한 바와 동일한 방식으로 코일 단부 (56) 에 인접한 크로셰 니들 (69) 및 끈 공급 기구가 또한 제공된다.

도 4a 및 도 5 에 나타난 것처럼, 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않는다. 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치하는 치형부 공간들 (66) 은, 각각, 그것을 통과하는 끈 (65) 을 갖는다. 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 이외의 치형부 공간들 및 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 각각의 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치한 치형부 공간들 (66) 에 대해서, 끈 (65) 이 통과하지 않는 2 개의 인접한 치형부 공간들 (66) 은 존재하지 않는다. 즉, 끈 (65) 은 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 (66) 중 하나를 통과한다. 끈이 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 중 적어도 하나를 통과하도록 코일 단부 (55) 는 레이싱된다.

끈 (65) 이 일부 치형부 공간들 (66) 을 통과하지만 다른 치형부 공간들 (66) 을 통과하지 않는 것을 제외하고는 끈 (65) 의 레이싱은 공지된 레이싱과 실질적으로 동일하다. 도 5 에서, 예를 들어, 도면에서 가장 아래에 나타낸 코일 (54U) 의 코일 단부 (55U) 에서, 크림핑부 (50) 는 코일 단부 (55) 의 중심에 위치하는 치형부 공간 (66B) 의 반경방향으로 바깥쪽에 위치한다. 도 5 에서 가장 아래에 도시된 치형부 공간 (66A) 에서, 링 모양인 끈 (65) 은, 치형부 공간 (66A) 의 내주연에 인접한 위치로부터 치형부 공간 (66A) 의 외주연에 인접한 위치까지, 크로셰 니들 (69) 에 의해 통과된다. 치형부 공간 (66A) 의 외주연에 인접한 위치로 통과하는 링 모양의 끈 (65) 은, 동일한 끈 (65) 에 의해 형성되고 코일 단부 (55) 바깥쪽에 준비된 다른 링을 통하여, 치형부 공간 (66A) 의 외주연에 인접한 위치로 통과한다. 링 모양이고 코일 단부 (55) 의 말단으로부터 인출되는 끈 (65) 은, 치형부 공간 (66A) 의 외주연에 인접한 위치로 통과하는 끈 (65) 의 링을 통과한다. 링 모양이고 코일 단부 (55) 의 말단으로부터 인출되는 끈 (65) 은 다음 레이싱에 사용된다. 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66B) 에 인접한 치형부 공간 (66C) 에서, 링 모양인 끈 (65) 은, 치형부 공간 (66C) 의 내주연에 인접한 위치로부터 치형부 공간 (66C) 의 외주연에 인접한 위치까지 통과하고, 링 모양이고 코일 단부 (55) 의 말단으로부터 인출되는 끈 (65) 의 링을 통과한다. 따라서, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66B) 에, 끈 (65) 은 통과하지 않는다. 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66B) 의 양측에 위치하는 치형부 공간들 (66A, 66C) 에, 끈 (65) 이 통과한다.

전술한 대로, 끈 (65) 은, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않는다. 끈 (65) 은, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치하는 치형부 공간들 (66) 을 통과한다. 따라서, 코일 단부 (55) 는 그것의 원주에 대하여 끈 (65) 에 의해 레이싱되고 편조된다.

고정자 코어 (45) 의 타 단부에서의 코일 단부 (56) 에서, 레이싱은 코일 단부 (55) 에서와 실질적으로 동일한 방식으로 이루어진다. 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않는다. 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치하는 치형부 공간들 (66) 로 통과한다. 코일 단부 (56) 는 그것의 원주에 대하여 끈 (65) 에 의해 레이싱되고 편조된다.

코일 단부들 (55, 56) 은 레이싱 전 프레스에 의해 원형으로 미리 형성된다. 제 1 실시형태에서, 고정자 코어 (45) 의 양 단부에 위치하는 코일 단부들 (55, 56) 은 동시에 레이싱된다.

제 1 실시형태에 따른 압축기 (10) 는 다음과 같은 유리한 효과들을 제공한다.

(1) 끈 (65) 은 치형부 공간 (66) 의 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않기 때문에, 레이싱 작동 중 크로셰 니들 (69) 과 크림핑부 (50) 사이에 간섭이 발생하지 않는다. 또한, 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치하는 치형부 공간들 (66) 을 통과하고 끈이 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 중 적어도 하나를 통과하도록 코일 단부들 (55, 56) 이 끈들 (65) 에 의해 레이싱되기 때문에, 코일 단부들 (55, 56) 은 단단히 레이싱된다.

(2) 끈 (65) 이 통과하지 않는 2 개의 인접한 치형부 공간들 (66) 이 존재하지 않도록 끈은 치형부 공간을 통과한다. 따라서, 레이싱에 사용될 끈 (65) 의 양은 감소되고 레이싱 시간은 단축되어서, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부를 가지는 치형부 공간들 (66) 이외의 치형부 공간들이 모두 끈들 (65) 에 의해 레이싱되는 압축기와 비교했을 때 생산성이 개선된다.

(3) 인접한 코어 플레이트들 (49) 을 함께 고정하도록 복수의 크림핑부들 (50) 이 주연 방향으로 치형부들 (46) 의 베이스에 인접한 위치들에서 고정자 코어 (45) 에 형성되고 등각도 간격으로 이격되어 있다. 이러한 구성에서, 고정자 코어 (45) 에서 발생된 자속은, 크림핑부들이 슬롯 (47) 에 인접하고 슬롯의 반경방향으로 바깥쪽에 있는 위치들에서 형성되는 압축기와 비교해 유리하게 유동한다.

(4) 짝수의 크림핑부들 (50) 이 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 등각도 간격으로 형성되고 전동 모터 (12) 의 극들 및 슬롯들의 개수도 또한 짝수이므로, 크림핑부들의 개수가 홀수인 압축기와 비교해, 자속은 원활하게 유동한다.

(5) 레이싱 중 크로셰 니들 (69) 과 끈 (65) 사이에 간섭이 발생하지 않기 때문에, 크로셰 니들 (69) 의 변형 및 손상이 방지되고, 이것은 레이싱 효율을 개선하도록 돕는다.

(6) 끈 (65) 이 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않기 때문에, 크로셰 니들 (69) 과 크림핑부 (50) 사이 간섭 우려는 줄어든다. 따라서, 소형 전동 모터에서 알맞은 크림핑부의 설계 자유도가 확보된다.

제 2 실시형태

하기에서는 도 6 을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 차량용 전동 모터를 설명할 것이다. 제 2 실시형태는, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들 이외의 모든 치형부 공간들을 끈들이 통과하는 압축기의 실시예이다. 제 2 실시형태에서, 코일 단부들에서 끈들에 의한 편조 방법은 제 1 실시형태의 방법과 상이하다. 따라서, 공통의 또는 유사한 부품들 또는 요소들을 나타내기 위해서 제 2 실시형태의 설명에 동일한 도면 부호들이 사용된다.

도 6 에 나타난 것처럼, 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않는다. 끈들 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들 이외의 모든 치형부 공간들 (66) 을 통과하고 끈들 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 의 양측에 위치한 치형부 공간들 (66) 을 통과한다.

제 2 실시형태에 따른 압축기는, 제 1 실시형태의 단락 (1) 및 (3) 내지 (6) 에 설명된 유리한 효과들을 제공한다. 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들 (50) 을 가지는 치형부 공간들 이외의 모든 치형부 공간들 (66) 을 끈들 (65) 이 통과하는 제 2 실시형태에서, 코일 단부들 (55, 56) 은 보다 단단히 레이싱된다.

제 3 실시형태

하기에서는 도 7 을 참조하여 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 차량용 전동 모터를 설명할 것이다. 제 3 실시형태는, 고정자 코어가 5 개의 크림핑부들을 가진다는 점에서 제 1 실시형태와 상이하다. 제 3 실시형태는 단지 크림핑부들의 개수에서만 제 1 실시형태와 상이하기 때문에, 공통의 또는 유사한 부품들 또는 요소들을 나타내기 위해서 제 3 실시형태의 설명에 동일한 도면 부호들이 사용된다.

제 3 실시형태의 전동 압축기용 전동 모터의 고정자 코어 (45) 를 보여주는 도 7 을 참조하면, 5 개의 크림핑부들 (50) 은 등각도 간격으로 이격된 위치에서 고정자 코어 (45) 의 원주 방향으로 고정자 코어 (45) 에 형성된다. 홀수의 크림핑부들 (50) 또는 5 개의 크림핑부들 (50) 은 요크 (48) 에서 치형부 (46) 의 베이스에 인접한 위치들에 배치된다. 고정자 코어 (45) 의 단부와 코일 단부들 (55, 56) 사이에 형성된 치형부 공간 (66) 은 도면에 나타나 있지 않지만, 끈 (65) 의 일부는, 끈 (65) 이 통과하는 치형부 공간 (66) 에 대응하는 치형부 (46) 에서 파선으로 도 7 에 나타나 있다. 끈 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간 (66) 을 통과하지 않는다. 제 3 실시형태에서, 끈들 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간들 (66) 이외의 모든 치형부 공간들 (66) 을 통과한다. 따라서, 끈들 (65) 은, 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 상기 치형부 공간의 양측에 위치한 치형부 공간들 (66) 을 통과한다.

제 3 실시형태에 따른 압축기는 제 1 실시형태의 단락들 (1), (3), (5) 및 (6) 에 설명된 유리한 효과들을 보여준다. 홀수의 크림핑부들이 제공될지라도, 레이싱 크로셰 니들 (69) 과 크림핑부 (50) 사이 간섭은 성공적으로 방지되고 코일 단부들 (55, 56) 은 끈 (65) 에 의해 단단히 레이싱된다. 또한, 끈들 (65) 은 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부 (50) 를 가지는 치형부 공간들 이외의 모든 치형부 공간들 (66) 을 통과한다. 따라서, 코일 단부들 (55, 56) 은 추가로 단단히 레이싱된다.

본 발명은 전술한 실시형태들에 제한되지 않고, 그것은 이하 예시되는 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 다양하게 수정되거나 실시될 수도 있다.

전술한 실시형태들에 따른 압축기가 고정 스크롤과 가동 스크롤을 포함하는 스크롤식 압축 기구를 가지지만, 압축 기구의 유형은 제한되지 않는다. 예를 들어, 회전 날개식 압축 기구 또는 피스톤을 사용하는 왕복동식 압축 기구가 채택될 수도 있다. 전술한 실시형태들에서 압축기가 3 상 전동 모터를 가지고 전동 모터의 고정자 코어가 10 개의 극들과 30 개의 슬롯들을 가지지만, 고정자 코어의 극들 및 슬롯들의 개수는 제한되지 않는다. 예를 들어, 전동 모터의 고정자는 6 개의 극들과 18 개의 슬롯들을 형성하는 고정자 코어를 가지도록 구성될 수도 있다.

코일이 파권에 의해 고정자 코어의 슬롯에 권취되지만, 코일은 분배된 권선들 중 하나인 동심 권선에 의해 슬롯에 형성될 수도 있다. 이 경우에, 레이싱 작동 중 크로셰 니들과 크림핑부 사이에 간섭이 발생하지 않도록 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부를 가지는 치형부 공간을 끈이 통과하지 않는다. 전술한 실시형태들에서, 크림핑부들은 각각의 치형부의 베이스에 인접한 위치에서 요크에 배치되지만, 크림핑부들의 위치는 제한되지 않는다. 예를 들어, 크림핑부는 치형부들의 베이스와 요크 사이 경계 위치에 형성될 수도 있다. 이 경우에, 요크의 원주 방향으로 크림핑부의 길이는 요크의 원주 방향으로 베이스에서 치형부의 치수보다 더 작게 설정될 수도 있다.

제 3 실시형태에서, 끈들이 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부를 가지는 치형부 공간 이외의 모든 치형부 공간들을 통과하지만, 고정자 코어는 이와 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 끈이 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부를 가지는 치형부 공간을 통과하지 않고 끈들이 반경방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부를 가지는 상기 치형부 공간의 양측에 위치한 치형부 공간들을 통과하도록 구성될 수도 있다. 나머지 치형부 공간들에 관해 말하면, 끈이 통과하는 치형부 공간과 끈이 통과하지 않는 치형부 공간이 교대로 배열될 수도 있다.

Claims (3)

1. 차량용 전동 압축기로서,
   상기 전동 압축기는 고정자를 포함하는 회전 전동 기계를 갖추고 있고, 상기 고정자는:
   환형 형상으로 형성되고, 환형 요크, 및 치형부들 사이에 복수의 슬롯들을 규정하도록 상기 요크로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부들을 가지는 고정자 코어로서, 상기 고정자 코어는 복수의 적층된 코어 플레이트들로 형성되고 또한 상기 코어 플레이트들을 함께 고정하도록 상기 요크와 상기 치형부들의 베이스들 사이의 경계들에 또는 상기 요크에 복수의 크림핑부들 (crimped portions) 을 갖고, 상기 크림핑부들은 상기 고정자 코어의 원주 방향으로 등간격으로 이격되어 있는, 상기 고정자 코어;
   각각, 상기 슬롯들에 배열된 복수의 상들의 코일들로서, 각각의 코일은 상기 고정자 코어의 축선 방향으로 상기 고정자 코어의 일 단부로부터 외부로 연장되는 복수의 코일 단부들을 가지고, 복수의 치형부 공간들이 각각의 코일 단부와 상기 고정자 코어 사이에 규정되고, 각각의 치형부 공간이 상기 치형부들 중 하나를 위해 각각 제공되는, 상기 복수의 상들의 코일들; 및
   끈으로서, 상기 끈이 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 크림핑부들을 가지는 치형부 공간들을 통과하는 것이 아니라, 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 상기 크림핑부들을 가지는 상기 치형부 공간들 각각의 대향측들에 인접하여 위치한 치형부 공간들을 통과하고 또한 임의의 2 개의 인접한 치형부 공간들 중 적어도 하나를 통과하도록, 상기 끈에 의해 상기 코일 단부들이 레이싱되는, 상기 끈
   을 포함하는, 차량용 전동 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 끈은, 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된 상기 크림핑부들을 가지는 상기 치형부 공간들 이외의 모든 치형부 공간들을 통과하는, 차량용 전동 압축기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정자는 짝수의 크림핑부들을 가지는, 차량용 전동 압축기.

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