WO2018008150A1 - 回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機 - Google Patents

回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機 Download PDF

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stator
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tab
terminal insertion
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裕貴 田村
一弘 庄野
雄介 中川
良平 宇野
加藤 啓介
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三菱電機株式会社
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    • H01R4/242Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot
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    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type

Definitions

  • the present invention relates to a stator constituting a rotating electric machine, a rotating electric machine provided with the stator, and a compressor equipped with the rotating electric machine.
  • a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner equipped with a refrigeration cycle is provided with a compressor as one element device.
  • a compressor is usually mounted with a rotating electric machine (electric motor) as a drive mechanism for compressing fluid.
  • This rotating electrical machine is composed of a rotor that is attached to a rotating shaft and that can be driven to rotate together with the rotating shaft, and a stator that is arranged with a gap around the outer periphery of the rotor.
  • the use of concentrated winding type stators in which the laminated iron cores are wound via insulating members and the laminated iron cores are combined. Has increased.
  • each winding is connected so as to generate a rotating magnetic field. Further, in the concentrated winding type stator, the end of each winding (neutral point side lead wire, power source side lead wire) is connected, so that the neutral point and input line (U phase, V phase, W phase).
  • One connection method at the neutral point of each winding uses a connection terminal (see, for example, Patent Document 1).
  • a connection terminal is inserted and fixed in a connection terminal insertion hole provided on the outer wall side of the insulator, and as an insertion method, an example in which automatic insertion equipment specially designed for each terminal shape is used is common. is there.
  • connection terminal on the winding start side is arranged in parallel with the winding, and the connection terminal on the winding end side is arranged in a direction perpendicular to the winding.
  • the automatic insertion machine requires a mechanism and a system that enable multi-axis control, which increases the running cost of the equipment.
  • the present invention is for solving the above-described problems, and provides a stator of a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, and a compressor that can suppress the running cost of equipment in a manufacturing process.
  • the stator of the rotating electrical machine has a stator core, a plurality of windings applied to the stator core via an insulating member, at least one cut portion and a plate-like tab portion, A connection terminal with a tab for electrically connecting both ends of each phase of the winding, and the connection terminal with the tab is inserted into a part of the insulating member or a resin member different from the insulating member A terminal insertion hole is formed, the connection terminal insertion hole is formed on a circle centered on the axis of the stator, and the tabular surface of the tab portion of the tab-attached connection terminal to be inserted is in the tangential direction of the circle. It is arranged so that.
  • connection terminal insertion hole is arranged on a circle centered on the axis of the stator and is inserted into the tab portion of the connection terminal with tab.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view of the compressor using the stator which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a top view of the simplified rotary electric machine using the stator which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a partial schematic diagram of the stator according to Embodiment 1 of the present invention in plan view. It is a front view which shows the connection terminal with a tab inserted in the stator which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a side view which shows the connection terminal with a tab inserted in the stator which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is the schematic of the front view of the connecting terminal insertion part with a tab of the state inserted in the stator which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor using the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a compressor 100 in FIG. 1 is a so-called vertical scroll compressor that compresses and discharges a working gas such as a refrigerant.
  • the compressor 100 stores lubricating oil at the bottom, and includes a sealed container 108 that constitutes an outer shell of the compressor 100, a compression mechanism unit 101 that is contained in the sealed container 108 and compresses refrigerant, and drives the compression mechanism unit 101.
  • a rotating electrical machine 104 that rotates, and a rotating shaft 107 that connects the rotating electrical machine 104 and the compression mechanism unit 101.
  • the sealed container 108 is formed in a cylindrical shape, for example, and has pressure resistance.
  • a suction pipe 109 for taking the working gas into the sealed container 108 is connected to the side surface of the sealed container 108, and a discharge pipe 110 for discharging the compressed working gas to the outside from the sealed container 108 is connected to the upper part.
  • the compression mechanism part 101, the rotary electric machine 104, the rotating shaft 107, and the oil pump 112 are accommodated in the airtight container 108.
  • the compression mechanism 101 compresses a fluid (for example, a refrigerant) sucked into the sealed container 108 from the suction pipe 109, and includes a rocking scroll 103 and a fixed scroll 102.
  • a compression chamber is formed between the spiral portion of the swing scroll 103 and the spiral portion of the fixed scroll 102.
  • a refrigerant for example, a single refrigerant made of HFO-1123 or a mixed refrigerant containing HFO-1123 is used.
  • FIG. 2 is a plan view of a simplified rotating electrical machine using the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the rotating electrical machine 104 rotates the rotating shaft 107 and has a stator 105 and a rotor 106 to generate a rotational force.
  • the rotor 106 is fixed to the rotating shaft 107 by shrink fitting or the like, and the stator 105 is fixed to the sealed container 108 by shrink fitting or the like.
  • a lead wire 113 is connected to the stator 105, and the lead wire 113 is connected to a sealed terminal 111 provided in the sealed container 108 in order to receive power supply from the outside of the sealed container 108.
  • the rotating electrical machine 104 is composed of, for example, a brushless DC motor.
  • the rotating electrical machine 104 is a permanent magnet type electric motor, but may be another type of electric motor such as an electromagnet type, a reluctance type, or a hysteris type.
  • the rotating shaft 107 transmits the rotational force generated by the rotating electrical machine 104 to the compression mechanism unit 101.
  • An oil supply passage extending in the axial direction from the end of the rotation shaft 107 is formed inside the rotation shaft 107.
  • An oil supply passage is opened at the axial end of the rotating shaft 107, and oil pressurized by the oil pump 112 is supplied from the opening.
  • An eccentric shaft portion is installed at the upper end of the rotating shaft 107 and is engaged with a rocking bearing formed on a boss portion of the rocking scroll 103.
  • An oil pump 112 is provided at the lower end of the rotating shaft 107.
  • the oil pump 112 is attached to the other end of the rotary shaft 107, and sucks oil stored in the oil sump space of the sealed container 108 and supplies it to the oil supply passage in the rotary shaft 107.
  • the oil supplied to the oil supply passage is supplied to each sliding part.
  • FIG. 3 is a partial schematic view in plan view of the stator according to Embodiment 1 of the present invention. 2 and 3, the stator 105 will be described.
  • the stator 105 includes a stator core 1, a multi-phase winding 10 applied to the stator core 1 through an insulator 2, at least one cut portion 7 a and a plate-like tab portion 7 b. It has the connection terminal 7 with a tab which electrically connects the both ends of each phase of the wire
  • the stator 105 is arranged in the circumferential direction by combining a plurality of substantially T-shaped stator cores 1 in an annular shape.
  • a predetermined gap is formed between adjacent tooth portions 1b.
  • one tab connection terminal 7 is arranged on each phase neutral point side and input line side, and the tab portion 7b of the tab connection terminal 7 is connected by a jumper wire for the neutral point. By doing so, the neutral points of the three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) winding 10 are connected.
  • the stator core 1 is configured by laminating a plurality of steel plates made of a high permeability material such as iron.
  • Each stator core 1 includes a back yoke portion 1a disposed on the outer peripheral portion of the stator core 1 and a T-shaped tooth portion 1b projecting inward in the radial direction of the stator core 1 from the center of the back yoke portion 1a.
  • Insulators 2 which are insulating members, are arranged at the upper and lower ends of the teeth portion 1 b of the stator core 1 in the cylindrical axis direction in order to insulate the teeth portion 1 b of the stator core 1.
  • a winding 10 is concentratedly wound on the teeth portion 1 b of the stator core 1 via an insulator 2.
  • stator core 1A the left stator core is 1A
  • the center stator core is 1B
  • the right stator core is 1C. Since the stator core 1A, the stator core 1B, and the stator core 1C all have the same structure, the stator core 1A will be described, and the description of the stator core 1B and the stator core 1C will be omitted. The same applies to the symbols A to C in the other components.
  • winding 10A One end of the winding 10A is an input line side lead line connected to the power source, and the other end of the winding 10A is a neutral point side lead line connected to the neutral point side.
  • Winding 10 ⁇ / b> A is connected to the neutral point-side lead wire of each phase and is Y-connected.
  • the input line side lead line is represented as a winding start line 11A
  • the neutral point side lead line is represented as a winding end line 12A.
  • the winding 10 ⁇ / b> A shows only the portion related to the input line and terminal connection at the neutral point, and the concentrated winding state is not shown.
  • the winding 10B and the winding 10C have the same configuration as the winding 10A, description thereof is omitted.
  • the insulator 2 is made of resin and is attached to the stator core 1.
  • the insulator 2 is attached to the stator core 1 so that the back yoke portion 1a of the stator core 1 and the tips of the tooth portions 1b are exposed.
  • the insulator 2 is mounted on the stator core 1 so that the two insulators 2 are turned upside down and the stator core 1 is sandwiched from above and below.
  • one insulator 2 may be attached to the stator core 1.
  • a neutral point side connection terminal insertion hole 3 and an input line side connection terminal insertion hole 4 into which the tab-equipped connection terminal 7 is inserted are formed on the end surface (the upper surface on the paper surface) of the insulator 2.
  • the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 may be formed in a resin member configured as a component different from the insulator 2.
  • the formation position of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 formed on the end surface (the upper surface of the paper) of the insulator 2 will be described.
  • the neutral point side connection terminal insertion hole 3A and the input line side connection terminal insertion hole 4A formed on the end face of the insulator 2A are formed on a circle centering on the axis O of the stator 105. More preferably, the neutral point side connection terminal insertion hole 3 ⁇ / b> A and the input line side connection terminal insertion hole 4 ⁇ / b> A are formed on a first circle 30 that is the same circle centering on the axis O of the stator 105.
  • the adjacent insulator 2B (insulator 2 adjacent to the right side of the insulator 2A in FIG. 1) and the insulator 2C (insulator 2 adjacent to the right side of the insulator B in FIG. 1) are formed in the same manner. Since the stator core 1A, the stator core 1B, and the stator core 1C are all arranged on the same circle, the neutral point side connection terminal insertion holes 3A, 3B, 3C and the input line side connection terminal insertion holes 4A, 4B 4C are all arranged on the same circle.
  • the tab-equipped connection terminal 7 is inserted into the neutral-point-side connection terminal insertion hole 3 to become the neutral-point-side tab-connected connection terminal 5. Further, a tab-equipped connection terminal 7 is inserted into the input line-side connection terminal insertion hole 4 to become an input line-side tab-attached connection terminal 6. Therefore, the neutral point side tab-attached connection terminal 5A and the input line side tab-attached connection terminal 6A are provided as a pair on the same stator core 1A. Similarly, the neutral point side tabbed connection terminal 5B and the input line side tabbed connection terminal 6B are provided on the stator core 1B, and the neutral point side tabbed connection terminal 5C and the input line side tabbed connection terminal 6C are The stator core 1C is provided.
  • a pair of groove portions 2a for arranging the windings 10 are formed in part of the opposing side walls of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4, respectively.
  • the pair of grooves 2 a are arranged in a radial direction of a circle centering on the axis O of the stator 105.
  • the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 have a pair of grooves so as to be perpendicular to the plate-like surface of the tab portion 7b of the tab-equipped connection terminal 7. 2a is provided.
  • each of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 is formed with one pair of groove portions 2 a, but the pair of groove portions 2 a is formed by the stator 105. A plurality of them may be formed in the circumferential direction.
  • the automatic terminal insertion machine must have a movable axis in the stator axis direction, but the neutral jumper line and the input line side Interference with the lead wire 113 can be prevented, and the effect of improving workability of wiring and shaping can be obtained. Furthermore, by setting the height difference to be equal to or higher than the height of the flag-type terminal attached to the tab portion 7b of the connecting terminal 7 with the tab of the jumper wire or the lead wire 113, the effect can be sufficiently obtained.
  • FIG. 4 is a front view showing a connection terminal with a tab inserted into the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view showing the connection terminal with tab inserted into the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the tab-equipped connection terminal 7 is formed in a plate shape, and one cut portion 7a extending in the vertical direction (Z-axis) is formed in the lower portion.
  • cut portions 7 a facing the front plate and the back plate are formed.
  • a tab portion 7b for connecting to a jumper wire or a lead wire 113 for neutral point connection is formed in a plate shape on the upper part of the connection terminal 7 with a tab.
  • the jumper wire or lead wire 113 is connected by inserting a flag-type terminal provided on the jumper wire or lead wire 113 into the tab portion 7b.
  • the shape of the tab-connected terminal 7 is not limited to that shown in FIGS. 4 and 5, and a terminal having a similar function may be used as the tab-connected terminal 7.
  • the connection terminal 7 with a tab may be formed with a plate structure having a single thickness, and in this case, the number of the cut portions 7a is one.
  • the constituent material of the tab-attached connection terminal 7 is not particularly specified, any conductor (for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, iron, iron alloy, etc.) can be used as a constituent material.
  • the tab-connected terminal 7 has one cut portion 7a, but a plurality of cut portions 7a extending in the vertical direction (Z axis) may be formed in the plate width direction (X axis).
  • the tab-attached connection terminal 7 is inserted into the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4, and the plate-like surface of the tab portion 7 b of the tab connection terminal 7 is the axis of the stator 105.
  • FIG. 6 is a schematic front view of the connecting terminal insertion portion with tabs inserted into the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the connecting terminal insertion portion with tabs in a state of being inserted into the stator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the end of the winding end line 12 on the neutral point side of each stator core 1 is disposed in the groove 2 a of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 formed in the insulator 2.
  • the winding end wire 12 that has been arranged is attached to the cut portion 7a.
  • one winding end line 12A, 12B, 12C of each phase on the neutral point side is connected via a connecting terminal 7 with a tab of each phase.
  • a jumper line is connected to the tab portion 7b of the tab-equipped connection terminal 7 and is connected to each other. As a result, the neutral point of each phase can be connected.
  • the winding start line 11 on the input line side of each stator core 1 is disposed in the groove 2 a of the input line side connection terminal insertion hole 4 formed in the insulator 2.
  • the tab-attached connection terminal 7 is inserted here, the arranged winding start wire 11 is attached to the cut portion 7a.
  • the connection terminal 7 with tabs having at least one notch part 7a and a tab part 7b for connection with the flag-type terminal is used.
  • the winding start wire 11 is inserted into the portion 7a, and the flag terminal of the lead wire 113 is connected to the tab portion 7b.
  • one winding start wire 11A, 11B, 11C of each phase is connected to the connecting terminal 7 with a tab of each phase, and the lead wire 113 connected to the tab portion 7b of the connecting terminal 7 with a tab is connected. Via an external power supply.
  • the plate-like tab portion 7b of the tab-equipped connection terminal 7 is arranged in advance on the same circle, and the plate-like surface of the tab portion 7b.
  • the automatic terminal insertion machine which had been designed exclusively according to the orientation, type, and size of the connection terminal, or had to assemble a complicated mechanism or system, Can be shared or simplified. As a result, it can be set as the highly versatile stator which can suppress the running cost of equipment.
  • the plate-like tab portion 7b of the tab-attached connection terminal 7 is previously arranged in the same circle. And since the plate-like surface of the tab portion 7b is arranged in the tangential direction, the workability is improved, and the load applied to the jumper wire and the lead wire when the molded wiring is fixed can be reduced. The reliability of the coating can be ensured more reliably.
  • connection terminal of the conventional stator a plurality of windings or jumper wires may be inserted into one slot of the connection terminal.
  • Such a configuration may cause a contact failure between the terminal, the winding and the jumper wire.
  • the winding is thickened as one means for reducing the copper loss effective in suppressing the heat generation of the motor.
  • the above connection method may cause contact failure.
  • the wire diameter of the winding is thick, the winding may be hard and difficult to wire.
  • the winding 10 is attached to the cut portion 7a, and the jumper wire or the lead wire is attached to the tab portion 7b. Even when a wire is used, the connection terminal can be reliably connected between the winding and the jumper wire. Further, by attaching the winding 10 to the cut portion 7a and attaching a jumper wire or a lead wire to the tab portion 7b, it is possible to reduce the load applied to each wire and to ensure the reliability of the conductor and the covering. .
  • FIG. 8 is a schematic plan view of the stator for explaining the connecting portion of the stator according to the second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment will be described with a focus mainly on the differences from the first embodiment, and the same parts as those in FIGS.
  • the formation positions of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 provided on the upper surface (the upper surface of the paper) of the insulator 2 are as follows. Different from the stator 105 of the first embodiment.
  • the neutral point side connection terminal insertion holes 3A, 3B, 3C formed on the top surface of the insulator 2A are formed on a first circle 30 that is a concentric circle with the axis O of the stator 105 as the center.
  • the input line side connection terminal insertion holes 4A, 4B, and 4C are formed on a second circle 40 that is a concentric circle with the axis O of the stator 105 as the center.
  • the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 are not formed on the same circle.
  • the radius difference between the first circle 30 where the neutral point side connection terminal insertion hole 3 is formed and the second circle 40 where the input line side connection terminal insertion hole 4 is formed is the tab of the connection terminal 7 with tab.
  • the excess portion of the winding 10 is cut at an appropriate position so that the conductor exposed portion can maintain an appropriate insulation distance.
  • the side of the neutral point side connection terminal insertion hole 3 or the input line side connection terminal insertion hole 4 that is disposed on the outer diameter of the stator 205 it is necessary to determine the cutting position while paying particular attention to this.
  • the neutral point side connection terminal insertion hole 3 and the input line side connection terminal insertion hole 4 are formed on circles having different diameters. Therefore, it is effective to prevent the interference between the jumper line on the neutral point side and the lead line on the input line side, and improve the workability of wiring and shaping.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the first and second embodiments of the present invention, and various modifications can be made.
  • the stator is not limited to such a stator, and may be an integral iron core.
  • the flag type terminal provided on the lead wire or the jumper wire is inserted and connected to the tab portion 7b of the connection terminal 7 with the tab, but the strength that can withstand sufficient current capacity and vibration during operation is shown. May be connected by soldering, resistance welding, or the like.
  • the stator has a Y-connection structure, and the end of the winding is shown as the neutral point side and the input line side, respectively.
  • the present invention is not limited, and the same effect can be obtained even when the neutral point side is not a jumper wire but a lead wire is connected to form a ⁇ connection structure.
  • the vertical type hermetic scroll compressor has been exemplified as the compressor, a horizontal type may be adopted.
  • a vane type compressor may be adopted.
  • stator core 1 stator core, 1A stator core, 1B stator core, 1C stator core, 1a back yoke part, 1b teeth part, 2 insulator, 2A insulator, 2B insulator, 2C insulator, 2a groove part, 3 neutral point side connection Terminal insertion hole, 3A Neutral point side connection terminal insertion hole, 3B Neutral point side connection terminal insertion hole, 3C Neutral point side connection terminal insertion hole, 4 Input line side connection terminal insertion hole, 4A Input line side connection terminal insertion Hole, 4B input line side connection terminal insertion hole, 4C input line side connection terminal insertion hole, 5 neutral terminal tab connection terminal, 5A neutral point tab connection terminal, 5B neutral point tab connection terminal, 5C Neutral point tab connection terminal, 6 Input line side tab connection terminal, 6A Input line side tab connection terminal, 6B Input line side tab connection terminal, 6C Connection terminal with force line side tab, 7 Connection terminal with tab, 7a Notch, 7b Tab, 10 winding, 10A winding

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Abstract

回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機は、固定子コアと、固定子コアに絶縁部材を介して施された複数相の巻線と、少なくとも1つの切り込み部及び板状のタブ部を有し、巻線の各相の両端部を電気的に接続するタブ付接続端子と、を有し、絶縁部材の一部もしくは絶縁部材とは別の樹脂部材には、タブ付接続端子が挿入される接続端子挿入孔が形成されており、接続端子挿入孔が、固定子の軸心を中心とする円上に形成され、挿入されるタブ付接続端子のタブ部の板状面が円の接線方向となるように配置されているものである。

Description

回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機
 本発明は、回転電機を構成する固定子、その固定子を備えた回転電機、及び、その回転電機を搭載した圧縮機に関するものである。
 冷凍サイクルを備えた空気調和装置等の冷凍サイクル装置には、圧縮機が一要素機器として備えられている。このような圧縮機には、通常、流体を圧縮するための駆動機構部としての回転電機(電動機)が搭載されている。この回転電機は、回転軸に取り付けられ、回転軸とともに回転駆動可能な回転子と、この回転子の外周に間隙を設けて配置される固定子と、で構成されている。近年、回転電機の消費電力低減及び生産性向上を目的として、分割された積層鉄心に絶縁部材を介して巻線を行ない、巻線を施した積層鉄心を結合する集中巻方式の固定子の採用が増加している。
 このような集中巻方式の固定子では、各々の巻線が回転磁界を生じさせるような接続がなされている。また、集中巻方式の固定子では、各々の巻線の端部(中性点側引出線、電源側引出線)が接続されることで、中性点や入力線(U相、V相、W相)を形成している。各巻線の中性点における接続方法のひとつに接続端子を用いるものがある(たとえば、特許文献1参照)。尚、このような接続端子は、インシュレーターの外壁側に設けられる接続端子挿入孔に挿入固定され、その挿入方法としては、端子形状毎に専用設計される自動挿入設備が用いられる例が一般的である。
特許第5679833号公報
 特許文献1の固定子は、巻始め側の接続端子は巻線と平行に配置され、巻終わり側の接続端子は巻き線と垂直な向きに配置される場合がある。しかしながら上記構成では、接続端子を専用の自動挿入機で挿入する際には、配置される接続端子の向きに対応する必要がある。そのため、自動挿入機に多軸での制御を可能とする機構、システムを必要とし、設備のランニングコストのコストアップの要因となる。
 本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、製造工程の設備のランニングコストを抑制することができる回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機を提供するものである。
 本発明に係る回転電機の固定子は、固定子コアと、固定子コアに絶縁部材を介して施された複数相の巻線と、少なくとも1つの切り込み部及び板状のタブ部を有し、巻線の各相の両端部を電気的に接続するタブ付接続端子と、を有し、絶縁部材の一部もしくは絶縁部材とは別の樹脂部材には、タブ付接続端子が挿入される接続端子挿入孔が形成されており、接続端子挿入孔が、固定子の軸心を中心とする円上に形成され、挿入されるタブ付接続端子のタブ部の板状面が円の接線方向となるように配置されているものである。
 本発明に係る回転電機の固定子、回転電機及び圧縮機によれば、接続端子挿入孔が、固定子の軸心を中心とする円上に配置され、挿入されるタブ付接続端子のタブ部の板状面が円の接線方向となるように配置されることで、接続端子の向きが統一される。そのため、接続端子挿入用の自動挿入機の機構、システムの簡素化を可能とし、ランニングコストを抑制できる。
本発明の実施の形態1に係る固定子を用いた圧縮機の縦断面図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子を用いた簡略化した回転電機の平面図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子の平面視の部分概略図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入されるタブ付接続端子を示す正面図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入されるタブ付接続端子を示す側面図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入された状態のタブ付接続端子挿入部の正面視の概略図である。 本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入された状態のタブ付接続端子挿入部の側面視の概略図である。 本発明の実施の形態2に係る固定子の接続部を説明するための固定子の平面視の概略図である。
[実施の形態1]
 図1は、本発明の実施の形態1に係る固定子を用いた圧縮機の縦断面図である。以下、図1を参照しながら圧縮機100の構成について説明する。図1の圧縮機100は、いわゆる縦型のスクロール圧縮機であって、例えば冷媒等の作動ガスを圧縮し吐出するものである。圧縮機100は、底部に潤滑油が貯留され、圧縮機100の外殻を構成する密閉容器108と、密閉容器108に収容され、冷媒を圧縮する圧縮機構部101と、圧縮機構部101を駆動する回転電機104と、回転電機104と圧縮機構部101とを接続する回転軸107とを備えている。
 密閉容器108は、例えば円筒形状に形成されており、耐圧性を有している。密閉容器108の側面には作動ガスを密閉容器108内に取り込むための吸入配管109が接続されており、上部には圧縮した作動ガスを密閉容器108から外へと放出する吐出配管110が接続されている。そして、密閉容器108内に圧縮機構部101、回転電機104、回転軸107及び油ポンプ112が収容されている。
 圧縮機構部101は、吸入配管109から密閉容器108内に吸入される流体(例えば冷媒)を圧縮するものであり、揺動スクロール103及び固定スクロール102を備えている。揺動スクロール103の渦巻部と固定スクロール102の渦巻部との間に圧縮室が形成される。冷媒としては、例えば、HFO-1123からなる単一冷媒又はHFO-1123を含む混合冷媒等が用いられる。
 図2は、本発明の実施の形態1に係る固定子を用いた簡略化した回転電機の平面図である。回転電機104は、回転軸107を回転駆動させるものであって、固定子105及び回転子106を有して回転力を発生する。回転子106は焼嵌め等により回転軸107に固定されており、固定子105は焼嵌め等により密閉容器108に固定されている。固定子105には、リード線113が接続されており、リード線113は、密閉容器108の外部から電力の供給を受ける為に密閉容器108に設けられた密封端子111に接続される。そして、固定子105に電力が供給されたとき、回転軸107及び回転子106が固定子105に対し回転する。回転電機104は、例えばブラシレスDCモータからなる。回転電機104は、永久磁石式電動機であるが、電磁石式、リラクタンス式、ヒステリス式等他の種類の電動機であってもよい。
 回転軸107は、回転電機104により発生する回転力を圧縮機構部101に伝える。回転軸107の内部には、回転軸107の端部から軸方向に延びる給油路が形成されている。回転軸107の軸方向端部には給油路が開口し、この開口から油ポンプ112により加圧した油が供給される。回転軸107の上端には、偏心軸部が設置されており、揺動スクロール103のボス部に形成される揺動軸受に係合されている。回転軸107の下端には、油ポンプ112が備えられている。
 油ポンプ112は、回転軸107の他端側に取り付けられており、密閉容器108の油溜め空間に貯留された油を吸引して回転軸107内の給油路に供給するものである。給油路に供給された油は、各摺動部位に供給される。
 図3は、本発明の実施の形態1に係る固定子の平面視の部分概略図である。図2及び図3において、固定子105について説明する。固定子105は、固定子コア1と、固定子コア1にインシュレーター2を介して施された複数相の巻線10と、少なくとも1つの切り込み部7a及び板状のタブ部7bを有し、巻線10の各相の両端部を電気的に接続するタブ付接続端子7とを有する。固定子105は、略T字形状の複数の固定子コア1が環状に組み合わされて周方向に複数配置される。固定子コア1が環状に組み合わされた状態においては、隣り合うティース部1bの間に所定の間隙が形成される。固定子105は、タブ付接続端子7を各相の中性点側、入力線側にそれぞれ1個ずつ配置し、中性点についてはこのタブ付接続端子7のタブ部7bをジャンパ線で接続することで、3相(U相、V相、W相)の巻線10の中性点を接続するようにしたものである。
 固定子コア1は、鉄等の高透磁率材料からなる複数枚の鋼鈑が積層されて構成されている。各固定子コア1は、固定子コア1の外周部に配置されたバックヨーク部1aと、バックヨーク部1aの中央から固定子コア1の径方向内側へ突出したT字形のティース部1bとを有している。固定子コア1のティース部1bの円筒軸方向の上下端には、固定子コア1のティース部1bと絶縁するために、絶縁部材であるインシュレーター2が配置される。固定子コア1のティース部1bにはインシュレーター2を介して巻線10が集中巻される。なお、図3において、左側の固定子コアを1A、中央の固定子コアを1B、右側の固定子コアを1Cとして説明する。固定子コア1A、固定子コア1B及び固定子コア1Cはすべて同一の構造であるため、固定子コア1Aを説明し、固定子コア1B及び固定子コア1Cの説明は省略する。以下、他の構成要素におけるA~Cの符号も同様とする。
 巻線10Aの一端は、電源と接続される入力線側引出線となっており、巻線10Aの他端は、中性点側に接続される中性点側引出線となっている。巻線10Aは、各相の中性点側引出線が接続されてY形結線が行なわれている。図3において、入力線側引出線は巻始め線11A、中性点側引出線は巻終り線12Aとして表されている。なお、図3において、巻線10Aは、入力線、中性点での端子接続に関する部分のみを図示してあり、集中巻されている状態は図示を省略している。また、巻線10B及び巻線10Cは、巻線10Aと同様の構成であるため説明を省略する。
 インシュレーター2は、樹脂で形成されており、固定子コア1に装着される。インシュレーター2は、固定子コア1のバックヨーク部1a及びティース部1bの先端部を露出するように、固定子コア1に装着される。例えば、2つのインシュレーター2を上下逆さまにし、固定子コア1を上下から挟さむようにして、インシュレーター2を固定子コア1に装着される。ただし、必ずしも2つのインシュレーター2で固定子コア1を挟むようにしなくてもよく、例えば、1つのインシュレーター2を固定子コア1に装着するようにしてもよい。インシュレーター2の端面(紙面上側の面)には、タブ付接続端子7が挿入される中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4が形成されている。なお、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4は、インシュレーター2とは別の部品として構成された樹脂部材に形成されてもよい。インシュレーター2以外の樹脂成型品等の絶縁部材を用意することで、インシュレーター2を持たない固定子にも適用することができる。
 インシュレーター2の端面(紙面上側の面)に形成される、中性点側接続端子挿入孔3、入力線側接続端子挿入孔4の形成位置について説明する。インシュレーター2Aの端面に形成された中性点側接続端子挿入孔3A、及び入力線側接続端子挿入孔4Aは、固定子105の軸心Oを中心とする円上に形成される。より好ましくは、中性点側接続端子挿入孔3A、及び入力線側接続端子挿入孔4Aは、固定子105の軸心Oを中心とする同一円である第1円30上に形成される。隣接するインシュレーター2B(図1ではインシュレーター2Aの右側に隣接しているインシュレーター2)、インシュレーター2C(図1ではインシュレーターBの右側に隣接しているインシュレーター2)についても同様に形成される。固定子コア1A、固定子コア1B、固定子コア1Cは共に同一円上に配置されることから、中性点側接続端子挿入孔3A、3B、3C及び入力線側接続端子挿入孔4A、4B、4Cは全て同一円上に配置されることになる。
 中性点側接続端子挿入孔3には、タブ付接続端子7が挿入され、中性点側タブ付接続端子5となる。また、入力線側接続端子挿入孔4には、タブ付接続端子7が挿入され、入力線側タブ付接続端子6となる。したがって、中性点側タブ付接続端子5Aと入力線側タブ付接続端子6Aとは、1対で同一の固定子コア1Aに設けられる。同様に、中性点側タブ付接続端子5Bと入力線側タブ付接続端子6Bは、固定子コア1Bに設けられ、中性点側タブ付接続端子5Cと入力線側タブ付接続端子6Cは、固定子コア1Cに設けられている。
 また、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4のそれぞれ対向する側壁の一部には巻線10を配置するための1対の溝部2aが形成されている。この一対の溝部2aは、固定子105の軸心Oを中心する円の半径方向に配置される。換言すれば、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4には、タブ付接続端子7のタブ部7bの板状面に対し直角方向となるように1対の溝部2aが設けられている。図3において、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4には、それぞれ1対の溝部2aが1つ形成されているが、1対の溝部2aは、固定子105の周方向に複数形成されてもよい。
 なお、中性点側接続端子挿入孔3と入力線側接続端子挿入孔4の高さ方向については言及していないが、同一であっても、高低差を設けても良い。高低差を設けた場合は、自動端子挿入機の機構として固定子軸方向に可動軸を持たせる必要があることに留意しなくてはならないが、中性点側のジャンパ線と、入力線側のリード線113との干渉を防ぎ、配線や整形の作業性向上の効果を得ることができる。さらに、高低差をジャンパ線、もしくはリード線113の、タブ付接続端子7のタブ部7bに装着される旗型端子の高さ分以上とすることで、その効果を十分に得ることができる。
 図4は、本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入されるタブ付接続端子を示す正面図である。図5は、本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入されるタブ付接続端子を示す側面図である。タブ付接続端子7は、板状に形成され、下部に上下方向(Z軸)に延びる切り込み部7aが1つ形成されている。タブ付接続端子7は、図5に示すような薄板の折り曲げ構造である場合は、表板と裏板の2箇所に対向する切り込み部7aが形成されることになる。タブ付接続端子7の上部には、中性点接続のためのジャンパ線又はリード線113と接続するためのタブ部7bが板状に形成されている。ジャンパ線又はリード線113は、ジャンパ線又はリード線113に設けた旗型端子をタブ部7bに挿入して接続される。なお、タブ付接続端子7の形状は、図4及び5に示すようなものに限定するものではなく、同様の機能を持つ端子をタブ付接続端子7として使用してもよい。たとえば、タブ付接続端子7は、端子が1枚の厚みのある板構造で形成されてもよく、この場合に切り込み部7aは、1つである。タブ付接続端子7の構成素材を特に明記していないが、導体(たとえば、銅や銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄、鉄合金等)であれば構成材料として適用できる。また、タブ付接続端子7は、切り込み部7aが1つ形成されているが、上下方向(Z軸)に延びる切り込み部7aが板の幅方向(X軸)に複数形成されてもよい。
 タブ付接続端子7は、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4に挿入され、タブ付接続端子7のタブ部7bの板状面が、固定子105の軸心Oを中心とする同一円である第1円30の接線方向となるように配置されている。また、中性点側接続端子挿入孔3に挿入されたタブ付接続端子7と、入力線側接続端子挿入孔4に挿入されたタブ付接続端子7との間の角度θは、全て同一(例えば、θ=360°/(固定子スロット数)/2)のピッチ間隔となるように配置されている。
 図6は、本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入された状態のタブ付接続端子挿入部の正面視の概略図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る固定子に挿入された状態のタブ付接続端子挿入部の側面視の概略図である。次に、中性点側の巻終り線12とジャンパ線、入力線側の巻始め線11とリード線113の接続について説明する。
 各固定子コア1の中性点側の巻終り線12の端部は、インシュレーター2に形成されている中性点側接続端子挿入孔3の溝部2aに配置される。ここにタブ付接続端子7が挿入されると、配置されていた巻終り線12が切り込み部7aに装着される。その後、中性点側の各相の1本の巻終り線12A、12B、12Cは、各相のタブ付接続端子7を介して接続される。例えば、タブ付接続端子7のタブ部7bにジャンパ線を接続し、相互に接続される。その結果、各相の中性点が接続できる。
 各固定子コア1の入力線側の巻始め線11は、インシュレーター2に形成されている入力線側接続端子挿入孔4の溝部2aに配置される。ここにタブ付接続端子7が挿入されると、配置されていた巻始め線11が切り込み部7aに装着される。入力線側の巻始め線11とリード線113との接続方法としては、少なくとも1つの切り込み部7aと、旗型端子との接続のためのタブ部7bを有するタブ付接続端子7を用い、切り込み部7aに巻始め線11を挿入し、タブ部7bにリード線113の旗型端子を接続することで形成されている。具体的には、各相の1本の巻始め線11A、11B、11Cは、各相のタブ付接続端子7に接続され、タブ付接続端子7のタブ部7bに接続されたリード線113を介して外部電源と接続される。
 巻線10の余剰部は適当な位置でカットする。巻線10に余剰部が生じた場合、導体の切断端がむき出しのため、そのまま放置しておくと図示しない金属フレームや、オイルパイプなどと近接し接触する可能性がある。そのために、導体露出部が適正な絶縁距離を保てるように余剰部をカットすることになる。
 以上のように、本発明の実施の形態1に係る固定子105によれば、タブ付接続端子7の板状のタブ部7bを予め同一円上に配置し、かつタブ部7bの板状面をこの円の接線方向に配置した構成とすることで、これまで接続端子の向きや種類、大きさによって専用設計する、もしくは複雑な機構やシステムを組まざるを得なかった自動端子挿入機を、共通化もしくは簡素化できる。その結果、設備のランニングコストを抑制することができる汎用性の高い固定子とすることができる。
 また、タブ付接続端子7のタブ部7bにジャンパ線、リード線を配線し、それらを円環状に成形する工程では、タブ付接続端子7の板状のタブ部7bを予め同一円に配置し、かつタブ部7bの板状面を接線方向に配置されていることから作業性が良くなり、成形した配線を固定した際にジャンパ線、リード線にかかる負荷を軽減することかができ、導体、被覆の信頼性確保をより確実にすることができる。
 ここで、従来の固定子の接続端子における接続は、接続端子の1つのスロットに複数の巻線やジャンパ線を挿入する場合がある。このような構成であると、端子と巻線及びジャンパ線との接触不良を生じる場合がある。特に、昨今の冷媒動向から、圧縮機内の温度上昇への対応が求められており、モータの発熱抑制に有効な銅損低減を図る上での1つの手段である巻線の太線化を実施する場合において、前記の接続方法では接触不良を生じる場合がある。また、巻線の線径が太い場合には巻線が硬く配線しにくい場合がある。
 この点、本発明の実施の形態1に係る固定子105によれば、切り込み部7aに巻線10を装着し、タブ部7bにジャンパ線又はリード線を装着することで、線径が太い巻線を用いた場合でも接続端子と巻線及びジャンパ線との間を確実に接続することができる。また、切り込み部7aに巻線10を装着し、タブ部7bにジャンパ線又はリード線を装着することで、各線にかかる負荷を減らし、導体、被覆の信頼性確保をより確実にすることができる。
 また、中性点側接続端子挿入孔3及び入力線側接続端子挿入孔4に挿入された各タブ付接続端子7間の角度θを全て同一(例えば、θ=360°/(固定子スロット数)/2)の等ピッチ間隔となるように配置としておくことで、更に自動端子挿入機の制御を簡素化することも可能となる。
[実施の形態2]
 図8は、本発明の実施の形態2に係る固定子の接続部を説明するための固定子の平面視の概略図である。なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、図1~図7と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
 本発明の実施の形態2に係る固定子205では、インシュレーター2の上面(紙面上側の面)に設けられる、中性点側接続端子挿入孔3と入力線側接続端子挿入孔4の形成位置が実施の形態1の固定子105と異なる。インシュレーター2Aの上面に形成された中性点側接続端子挿入孔3A、3B、3Cは、固定子105の軸心Oを中心とする同心円である第1円30上に形成される。また、入力線側接続端子挿入孔4A、4B、4Cは、固定子105の軸心Oを中心とする同心円である第2円40上に形成される。すなわち、中性点側接続端子挿入孔3と、入力線側接続端子挿入孔4とは同一円上に形成されないことを特徴としている。この時、中性点側接続端子挿入孔3が形成される第1円30、入力線側接続端子挿入孔4が形成される第2円40の半径差としては、タブ付接続端子7のタブ部7bに装着される旗型端子の厚み分以上とすることで、ジャンパ線とリード線113との干渉を軽減し、配線や整形の作業性を確保することができる。
 固定子205においても巻線10の余剰部は導体露出部が適正な絶縁距離を保てるように適当な位置でカットする。中性点側接続端子挿入孔3、入力線側接続端子挿入孔4のいずれか固定子205の外径に配置される側については、特にこれに留意してカット位置を決定する必要がある。
 以上のように、本発明の実施の形態2に係る固定子205によれば、中性点側接続端子挿入孔3と、入力線側接続端子挿入孔4とは異なる直径の円上に形成されることで、さらに中性点側のジャンパ線と、入力線側のリード線との干渉を防ぎ、配線や整形の作業性を向上させるのに有効である。
 なお、本発明の実施の形態は、上記本発明の実施の形態1及び2に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、固定子が分割鉄心を用いて集中巻を施しているものを例に示したが、このような固定子に限定するものではなく、一体鉄心でも良い。
 また、タブ付接続端子7のタブ部7bにリード線若しくはジャンパ線に設けた旗型端子を挿入して接続する形態で示したが、十分な電流容量や、運転中の振動等に耐えうる強度が確保可能であることを前提として、ハンダや抵抗溶接等によって接続されても良い。
 また、実施の形態1及び実施の形態2では、固定子がY結線構造で、巻線の端部をそれぞれ中性点側、入力線側とした例を示したが、このような固定子に限定するものではなく、中性点側をジャンパ線ではなく、リード線を接続してΔ結線構造とする場合においても同様の効果を得ることができる。
 また、圧縮機として、縦置き型の密閉型スクロール圧縮機を例示したが、横置き型のものを採用してもよい。また、ベーン型圧縮機を採用してもよい。
 1 固定子コア、1A 固定子コア、1B 固定子コア、1C 固定子コア、1a バックヨーク部、1b ティース部、2 インシュレーター、2A インシュレーター、2B インシュレーター、2C インシュレーター、2a 溝部、3 中性点側接続端子挿入孔、3A 中性点側接続端子挿入孔、3B 中性点側接続端子挿入孔、3C 中性点側接続端子挿入孔、4 入力線側接続端子挿入孔、4A 入力線側接続端子挿入孔、4B 入力線側接続端子挿入孔、4C 入力線側接続端子挿入孔、5 中性点側タブ付接続端子、5A 中性点側タブ付接続端子、5B 中性点側タブ付接続端子、5C 中性点側タブ付接続端子、6 入力線側タブ付接続端子、6A 入力線側タブ付接続端子、6B 入力線側タブ付接続端子、6C 入力線側タブ付接続端子、7 タブ付接続端子、7a 切り込み部、7b タブ部、10 巻線、10A 巻線、10B 巻線、10C 巻線、11A 巻始め線、11B 巻始め線、11C 巻始め線、12A 巻終り線、12B 巻終り線、12C 巻終り線、30 第1円、40 第2円、100 圧縮機、101 圧縮機構部、102 固定スクロール、103 揺動スクロール、104 回転電機、105 固定子、106 回転子、107 回転軸、108 密閉容器、109 吸入配管、110 吐出配管、111 密封端子、112 油ポンプ、113 リード線、205 固定子。

Claims (9)

  1.  固定子コアと、
     前記固定子コアに絶縁部材を介して施された複数相の巻線と、
     少なくとも1つの切り込み部及び板状のタブ部を有し、前記巻線の各相の両端部を電気的に接続するタブ付接続端子と、を有し、
     前記絶縁部材の一部もしくは前記絶縁部材とは別の樹脂部材には、前記タブ付接続端子が挿入される接続端子挿入孔が形成されており、
     前記接続端子挿入孔が、前記固定子の軸心を中心とする円上に形成され、挿入される前記タブ付接続端子の前記タブ部の板状面が前記円の接線方向となるように配置されている、
    回転電機の固定子。
  2.  複数の前記接続端子挿入孔は、前記固定子の軸心を中心とする同一の円上に形成されている請求項1に記載の回転電機の固定子。
  3.  前記巻線の各相の巻始め線側の前記接続端子挿入孔が、前記固定子の軸心を中心とする第1円上に形成され、
     前記巻線の各相の巻終わり線側の前記接続端子挿入孔が、前記固定子の軸心を中心とする第2円上に形成され、
     前記第1円と前記第2円とは直径が異なる請求項1に記載の回転電機の固定子。
  4.  前記接続端子挿入孔の対向する側壁の一部には前記巻線を配置するための少なくとも1対の溝部が形成されており、前記溝部が前記タブ付接続端子のタブ部の板状面に対し直角方向となるように形成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。
  5.  前記巻始め線側の前記接続端子挿入孔と前記巻終わり線側の前記接続端子挿入孔との間の角度は、全て同一のピッチ間隔となるように形成されている請求項1~4のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。
  6.  前記巻始め線側の前記接続端子挿入孔の高さと、前記巻終り線側の前記接続端子挿入孔の高さとが異なる請求項1~5のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の回転電機の固定子を備えた回転電機。
  8.  外殻を構成する密閉容器と、
     前記密閉容器内に配置され、流体を圧縮する圧縮機構部と前記密閉容器内に配置され、前記圧縮機構部が回転軸により前記圧縮機構部を駆動する請求項7に記載の回転電機を備えた圧縮機。
  9.  HFO-1123からなる単一冷媒又はHFO-1123を含む混合冷媒を使用する請求項8に記載の圧縮機。
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