(57)【要約】  本発明に係る回転電機の固定子は、円環状のコアバック部と、コアバック部から固定子の中心軸の周方向に配列された複数のティース部と、複数のティース部の隣り合うティース部はスロット部を形成し、スロット部に巻かれた巻線とを有する三相の回転電機の固定子において、三相の各相は、スロット部のうちの第１スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第１コイル群と、スロット部のうちの第２スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第２コイル群とを有し、第１コイル群の第１口出し線及び第２コイル群の第２口出し線にはそれぞれ第１電源線及び第２電源線が接続される。
2020213028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアバック部と、前記コアバック部から固定子の中心軸の周方向に配列された複数のティース部と、前記複数のティース部の隣り合うティース部はスロット部を形成し、前記スロット部に巻かれた巻線とを有する三相の回転電機の固定子において、
前記三相の各相は、
前記スロット部のうちの第１スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第１コイル群と、
前記スロット部のうちの第２スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第２コイル群とを有し、
前記第１コイル群の第１口出し線及び前記第２コイル群の第２口出し線にはそれぞれ第１電源線及び第２電源線が接続される、
回転電機の固定子。
【請求項２】
前記第１コイル群の第１口出し線の口出し線取り出し位置から前記第１口出し線の第１電源線までの前記第１口出し線の長さをＬ１、
前記第２コイル群の第２口出し線の口出し線取り出し位置から前記第２口出し線の第２電源線までの前記第２口出し線の長さをＬ２とした場合、Ｌ１とＬ２との長さが異なる、請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記第１口出し線及び前記第２口出し線は、同一のスロットから伸びている、請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第１コイル群の複数の巻線及び前記第２コイル群の複数の巻線は、周方向に交互に配置される、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記第１口出し線及び前記第１口出し線と前記第１電源線との接合部は、絶縁材で覆われている、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記第１口出し線と前記第１電源線との第１接合部及び前記第２口出し線と前記第２電源線との第２接合部は、コイルエンド上に配置される、請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記第１接合部及び前記第２接合部は、前記固定子の中心軸の径方向に重ならないように配置される、請求項６に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
前記第１電源線及び前記第２電源線は、コイルエンド上で一束に固定される、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
各相の前記第１電源線及び前記第２電源線のうち、１つの相の前記第１電源線及び前記第２電源線はコイルエンド上で第１方向の回りに配置され、他の２つの相の前記第１電源線及び前記第２電源線は前記コイルエンド上で前記第１の方向と反対の第２方向の回りに配置される、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機又は発電機などの回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉容器内に圧縮機構部と電動機部が収容された密閉型電動圧縮機において、電動機部は回転子と固定子により構成される。回転子は圧縮機構部の主軸を介して接続されており、また、固定子は密閉容器に焼嵌め等の方法により固定される。圧縮機には、外部電源との接続のための端子があり、一般にガラス端子が用いられる。端子の圧縮容器内側のピンには、固定子から伸びる電源線が接続される。一般に端子は金属製圧縮容器の側面に取り付けられている。そのため、電源線は絶縁被膜に覆われており、容器内壁及び他の金属部品と接触のないよう取り回される。また、回転子などの回転部、回転部を支える軸受け部といった駆動部に対し、接触し断線することの無いよう、電源線が回転部及び駆動部から十分な距離を離して配置されなければならない。【０００３】
固定子のコイルエンド外径についても、コイルエンド上に配置される各相の電源線との接合部及び各相の接合部である中性点と圧縮容器内径との絶縁距離を確保するため、可能な限り縮小されることが望ましい。各相のコイルを周方向に振り分けてスロット内に挿入することで、各相のコイルの重なりを分散し、コイルエンド外径を縮小し、絶縁距離担保可能な固定子の構成が提案される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６５３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載したような固定子の形状では、各相に電源線は１本しか接続されず、モータの出力向上を目的とした固定子巻線への大電流の通電及び高い許容電流を求められる大型圧縮機に対応することができない。【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高い許容電流を確保することができる回転電機の固定子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機の固定子は、円環状のコアバック部と、前記コアバック部から固定子の中心軸の周方向に配列された複数のティース部と、前記複数のティース部の隣り合うティース部はスロット部を形成し、前記スロット部に巻かれた巻線とを有する三相の回転電機の固定子において、前記三相の各相は、前記スロット部のうちの第１スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第１コイル群と、前記スロット部のうちの第２スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第２コイル群とを有し、前記第１コイル群の第１口出し線及び前記第２コイル群の第２口出し線にはそれぞれ第１電源線及び第２電源線が接続される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各相毎に第１電源線及び第２電源線を設けることにより、高い許容電流を確保することができる回転電機の固定子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における密閉型電動圧縮機の断面図である。
【図２】実施の形態１における回転電機の固定子を回転軸方向から見た平面図である。
【図３】実施の形態１における回転電機のＡ相のみを記載した固定子を回転軸方向から見た平面図である。
【図４】実施の形態１における回転電機の各層のコイル群の配置を示した平面図である。
【図５】実施の形態１における回転電機の固定子の口出し線と電源線との接合部の様子を示したものである。
【図６】実施の形態１における回転電機の固定子のコイルエンド上の絶縁材、電源線配置を示した模式図である。
【図７】実施の形態１における圧縮機構部のガイドフレームの密閉容器への固定時の固定位相を示す平面図である。
【図８】実施の形態１における回転電機の固定子の電源線の結線の様子を示す模式図である。
【図９】実施の形態１における回転電機の固定子から端子までの回路を示したものである。
【図１０】実施の形態２における回転電機の固定子の口出し線と電源線との接合部の様子を示したものである。
【図１１】実施の形態３における回転電機の固定子の電源線の結線の様子を示す模式図である。
【図１２】実施の形態４における回転電機の固定子のコイルエンド上の絶縁材及び電源線の配置を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施の形態に係る回転電機を備えた密閉型電動圧縮機について説明する。なお、図面において、同一の構成要素には同一符号を付して説明し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における回転電機を備えた密閉型電動圧縮機の断面図である。
【００１２】
本実施の形態１における回転電機を備えた密閉型電動圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１８内の上部に圧縮機構部１、下部に回転電機部７が収納される。
【００１３】
圧縮機構部１は、固定スクロール２、揺動スクロール３、ガイドフレーム４、コンプライアントフレーム５及びオルダムリング６を主要構成要素とする。
【００１４】
回転電機部７は、回転子８、固定子９を主要構成要素とする。固定子９は密閉容器１８に焼嵌め等の方法により固定される。固定子９は固定子電源線１０により、密閉容器１８に取り付けられた端子１１に接続される。
【００１５】
圧縮機構部１と回転電機部７はガイドフレーム４とサブフレーム１３により保持された回転軸１２によって繋がっている。これにより回転電機部７で発生した動力が圧縮機構部１へ伝達される。密閉容器１８内には各摺動部を潤滑するための冷凍機油１７が封入される。
【００１６】
圧縮機構部１内の固定スクロール２はボルトによってガイドフレーム４に固定される。ガイドフレーム４は密閉容器１８に溶接によって固定される。揺動スクロール３はコンプライアントフレーム５によって保持される。コンプライアントフレーム５はガイドフレーム４に保持される。オルダムリング６の持つ爪形状は、ガイドフレーム４および揺動スクロール３に設けられた溝形状に嵌る。揺動スクロール３が固定スクロール２に対して回転運動をしないようにその姿勢が規制される。
【００１７】
また、固定スクロール２の中心には、圧縮機構部１より冷媒を吐出する吐出ポート１６が設けられている。固定スクロール２の外側には圧縮機構部１に冷媒を吸入する吸入ポート１４が設けられている。密閉容器１８の側面には、密閉容器１８内に吐出された高圧の冷媒を冷凍回路へ流出させるため、吐出管１５が設けられている。
【００１８】
このように構成された高圧シェル方式のスクロール圧縮機における圧縮機構部１では、台盤上にインボリュート渦巻に沿って形成された立壁形状を有する固定スクロール２と、固定スクロール２と同形状を１８０度回転させた立壁形状を有する揺動スクロール３とが対向して組合せられる。そして、偏芯した回転軸１２によって回転電機部７から得た動力にて揺動スクロール３が円周運動される。このとき、オルダムリング６が持つ爪形状は、ガイドフレーム４および揺動スクロール３に互いに直角に設けられた溝形状に沿って平行運動し、これにより揺動スクロール３の固定スクロール２に対する回転運動が規制される。ここで、対向して組み合わされた固定スクロール２と揺動スクロール３は、互いの立壁が接することにより渦巻形状の外側から圧縮室を作る。また、互いの立壁が揺動スクロール３の円周運動によって吸入ポート１４より吸入した冷媒を渦巻の中心に向かって移送圧縮する。圧縮された冷媒は、圧縮機構部１の中心に設けられた吐出ポート１６より密閉容器１８内に吐出される。密閉容器１８内に吐出された高圧の冷媒は吐出管１５より冷凍回路へ流出する。なお、本実施の形態１はロータリー圧縮機及び他の電動機についても適用できる。
【００１９】
図２は、実施の形態１における回転電機の固定子９を回転軸方向から見た平面図（この図例ではスロット数ｓ＝１８、極数ｐ＝６）である。
【００２０】
図２に示すように、実施の形態１の固定子９は、Ａ相２０、Ｂ相２１及びＣ相２２からなる固定子巻線２３と固定子鉄心部２４とを有する。固定子鉄心部２４は円環状のコアバック部２４ａ、それぞれ該コアバック部から径方向内方に延在して周方向に一定間隔のピッチで配列されたティース部２４ｂを有する。隣り合うティース部２４ｂは、スロット部１９を形成する。
【００２１】
図３は、固定子の巻線イメージの詳細図としてＡ相のみを記載した固定子９を回転軸方向から見た平面図である。
【００２２】
図３に示すように、スロット部１９は隣り合うティース部２４ｂにより形成される。同一のＡ相口出し線取り出し位置２７を起点にＡ相第１コイル群２５ａは固定子中心から見て反時計回りに等ピッチ（今回は１〜４ピッチ）でスロット部１９に挿入される。Ａ相第２コイル群２５ｂは固定子中心から見て時計回りに等ピッチでそれぞれスロット部１９に挿入される。
【００２３】
Ａ相第１コイル群中性点取り出し位置２８ａとＡ相第２コイル群中性点取り出し位置２８ｂはそれぞれ図３に示した配置となる。巻線は、複数の巻線が直列に接続されたＡ相第１コイル群２５ａと、残りの複数の巻線が直列に接続されたＡ相第２コイル群２５ｂとを有する。Ａ相第１コイル群２５ａ及びＡ相第２コイル群２５ｂにはそれぞれ電源線が接続される。
【００２４】
さらに、図３に示すように、Ａ相第１口出し線の２６ａの長さである、Ａ相口出し線取り出し位置２７から電源線までのＡ相第１コイル群２５ａの巻線のＡ相第１口出し線２６ａの長さをＬ１とする。Ａ相第２口出し線の２６ｂの長さである、Ａ相口出し線取り出し位置２７から電源線までのＡ相第２コイル群２５ｂの巻線の長さをＬ２とする。このとき、Ｌ１とＬ２の長さが異なる。
【００２５】
Ａ相口出し線取り出し位置２７に示すように、同相の口出し線取り出し位置を同一箇所に統一することで、電源線を接合する際、誤った相と電源線を接合するリスクを回避できる。実施の形態１において、固定子中心から見て時計回り、反時計周りとは巻線の方向を示しているものである。Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａの巻線の方向とＡ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ、Ｃ相第２コイル群３１ｂの巻線の方向とが逆方向であれば良い。
実施の形態１では、各相の口出し線取り出し位置は、異なるスロット部１９である。
【００２６】
また、Ａ相第１コイル群２５ａの複数の巻線は、連続して同一方向に巻線されることが巻線工程上サイクルタイムを短縮できるために望ましい。Ａ相第２コイル群２５ｂの複数の巻線は、連続して同一方向に巻線されることが巻線工程上サイクルタイムを短縮できるために望ましい。
【００２７】
図４は、実施の形態１における回転電機の各層のコイル群の配置を示した平面図である。
実施の形態１においては、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａの各コイルをある巻線方向に統一し巻線する。もう一方のＡ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂの各コイルの巻線方向をＡ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａの各コイルの巻線方向と反対方向に統一して巻線し作製する。図３に示すように、固定子周方向にＡ相第１コイル群２５ａの巻線とＡ相第２コイル群２５ｂの巻線とを周方向に交互に配置する。
Ａ相と同様に、固定子周方向にＢ相第１コイル群２９ａの巻線とＢ相第２コイル群２９ｂの巻線とを周方向に交互に配置する。また、固定子周方向にＣ相第１コイル群３１ａの巻線とＣ相第２コイル群３１ｂの巻線とを周方向に交互に配置する。これにより、連続して同一方向に巻線されたコイル群を固定子鉄心部に挿入することが可能となる。
【００２８】
図４に示すように、実施の形態１の回転電機の固定子９は、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａを有する。また、実施の形態１の回転電機の固定子は、Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂを有する。すなわち、Ａ相第１コイル群２５ａ及びＡ相第２コイル群２５ｂの２つのコイル群が、固定子９の中心軸に対して周方向に交互に配置される。Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＢ相第２コイル群２９ｂの２つのコイル群が、固定子９の中心軸に対して周方向に交互に配置される。Ｃ相第１コイル群３１ａ及びＣ相第２コイル群３１ｂの２つのコイル群が、固定子９の中心軸に対して周方向に交互に配置される。
【００２９】
また、Ｂ相、Ｃ相もＡ相同様に、口出し線取り出し位置を起点にＢ相第１コイル群２９ａは固定子中心から見て反時計回りに等ピッチで、Ｂ相第２コイル群２９ｂは固定子中心から見て時計回りに等ピッチでそれぞれスロット部に挿入される。口出し線取り出し位置を起点にＣ相第１コイル群３１ａは固定子中心から見て反時計回りに等ピッチで、Ｃ相第２コイル群３１ｂは固定子中心から見て時計回りに等ピッチでそれぞれスロット部に挿入される。また、Ｂ相第１口出し線の３０ａの長さである、Ｂ相口出し線取り出し位置から電源線までのＢ相第１コイル群２９ａの巻線の長さをＬ１’とする。Ｂ相第２口出し線の３０ｂの長さである、Ｂ相口出し線取り出し位置から電源線までのＢ相第２コイル群２９ｂの巻線の長さをＬ２’とする。このとき、Ｌ１’とＬ２’の長さが異なる。Ｃ相第１口出し線の３２ａの長さである、Ｃ相口出し線取り出し位置から電源線までのＣ相第１コイル群３１ａの巻線の長さをＬ１’’とし、Ｃ相第２口出し線の３２ｂの長さである、Ｃ相口出し線取り出し位置から電源線までのＣ相第２コイル群３１ｂの巻線の長さをＬ２’’としたとき、Ｌ１’’とＬ２’’の長さが異なる。なお、図４において、３３ａは第１中性点、３３ｂは第２中性点を示している。
【００３０】
実施の形態１においては、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａの巻線はそれぞれ電源線と接合する。また、Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂの巻線はそれぞれ電源線と接合する。各相に電源線を２本ずつ接合するため、３相の巻線の場合、合計で６本の電源線と接合する必要がある。そのため、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ、Ｃ相第１コイル群３１ａ、Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂから伸びる６本の巻線と６本の電源線を間違えずに接合するためには、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ、Ｃ相第１コイル群３１ａ、Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂを判別する必要がある。
【００３１】
また、巻線であるＡ相第１口出し線２６ａ、Ｂ相第１口出し線３０ａ、Ｃ相第１口出し線３２ａ、Ａ相第２口出し線２６ｂ、Ｂ相第２口出し線３０ｂ及びＣ相第２口出し線３２ｂが図３に示すように同一のスロットから伸びる場合を考慮する。この場合、Ａ相第１口出し線２６ａ、Ｂ相第１口出し線３０ａ、Ｃ相第１口出し線３２ａ、Ａ相第２口出し線２６ｂ、Ｂ相第２口出し線３０ｂ及びＣ相第２口出し線３２ｂの長さが同じであれば、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ、Ｃ相第１コイル群３１ａ、Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ及びＣ相第２コイル群３１ｂを判別するのが困難である。
【００３２】
実施の形態１の回転電機の固定子９では、Ａ相第１コイル群２５ａから伸びるＡ相第１口出し線２６ａの長さをＬ１とする。Ｂ相第１コイル群２９ａから伸びるＢ相第１口出し線３０ａ及びＣ相第１口出し線３２ａの長さをＬ１’とする。Ｃ相第１コイル群３１ａから伸びるＣ相第１口出し線３２ａの長さをＬ１’’とする。また、Ａ相第２コイル群２５ｂから伸びるＡ相第２口出し線２６ｂの長さをＬ２とする。Ｂ相第２コイル群２９ｂから伸びるＢ相第２口出し線３０ｂの長さをＬ２’とする。Ｃ相第２コイル群３１ｂから伸びるＣ相第２口出し線３２ｂの長さをＬ２’’とする。この場合、Ｌ１とＬ２との長さは異なる。また、Ｌ１’とＬ２’との長さは異なる。さらに、Ｌ１’’とＬ２’’との長さは異なる。これにより、Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ、Ｃ相第１コイル群３１ａの巻線とＡ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ、Ｃ相第２コイル群３１ｂの巻線とを巻線の長さで判別することができ、容易にコイル群を判別することができる。Ａ相第１口出し線２６ａ及びＡ相第２口出し線２６ｂは、同一のスロットから伸びる。Ｂ相第１口出し線３０ａ及びＢ相第２口出し線３０ｂは、同一のスロットから伸びる。Ｃ相第１口出し線３２ａ及びＣ相第２口出し線３２ｂは、同一のスロットから伸びる。
【００３３】
また、各相の判別は異なるスロット部１９から巻線が伸びているため、どのスロットから巻線が伸びているかを確認することで、巻線がどの相であるかを容易に判別することができる。
【００３４】
図５は、同相（図はＣ相）の２つの固定子の口出し線と電源線との接合部の様子を示したものである。なお、ここではＣ相について示すが、Ａ相及びＢ相についても同様の構成が採用される。
【００３５】
図５に示すように、同一スロットから伸びるＣ相第１口出し線３２ａ及びＣ相第２口出し線３２ｂは、Ｃ相第１電源線３５ａとＣ相第２電源線３５ｂとそれぞれ接合される。コイルエンド上にはＣ相第１電源線接合部３４ａ及びＣ相第２電源線接合部３４ｂが配置される。Ｃ相第１電源線接合部３４ａ及びＣ相第２電源線接合部３４ｂは絶縁のため、それぞれ第１絶縁材３６ａで覆われる。
【００３６】
また、Ｃ相第１口出し線３２ａ及びＣ相第２口出し線３２ｂは他相に渡るように配置されるため、Ｃ相第１口出し線３２ａ及びＣ相第２口出し線３２ｂもそれぞれ絶縁材で覆われる必要がある。
【００３７】
Ｃ相第１口出し線３２ａの長さＬ１’’とＣ相第２口出し線３２ｂの長さＬ２’’の短いほうのコイル群の巻線であるＣ相第１口出し線３２ａ、Ｃ相第１電源線接合部３４ａ及びコア端面付近のＣ相第１電源線３５ａは、第１絶縁材３６ａで、被膜部分が露出しないよう覆われる。
【００３８】
Ｃ相第１口出し線３２ａの長さＬ１’’とＣ相第２口出し線３２ｂの長さＬ２’’の長いほうのコイル群の巻線であるＣ相第２口出し線３２ｂのうちコア端面付近のＣ相第２口出し線３２ｂ、Ｃ相第２電源線接合部３４ｂ及びコア端面付近のＣ相第２電源線３５ｂを第１絶縁材３６ａで、被膜部分が露出しないよう覆われる。また、別の第２絶縁材３６ｂで、Ｃ相第２口出し線３２ｂのコア端面から伸びている巻線の被膜部分が露出しないよう覆う。これにより、絶縁材の数を削減することができ、コストを下げることができる。また、絶縁材を配置する作業も少なくなるため、作業性も改善することができる。
【００３９】
また、Ｃ相第１口出し線３２ａの長さＬ１’’とＣ相第２口出し線３２ｂの長さＬ２’’の長さを変えることで、Ｃ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとの距離Ｗが変わるため、Ｃ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとが径方向に重ならないような構成とすることができる。
【００４０】
さらに、Ｃ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとが径方向に重ならない配置にできるため、コイルエンド成型の際、コイルエンド部を径方向に押し付けた際にＣ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとが干渉し、絶縁材を傷つけるリスクを回避することができる。
【００４１】
なお、ここで言うＣ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとの距離Ｗとは巻線とリード線を接合する際の接合材の端部からの距離である。
【００４２】
Ｃ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとを接合しているロウ材が固く、重なる場合、コイルエンドを成型する際及び絶縁材等の位置規制のためコイルエンドを縛り糸３７による応力、運転中の振動などによりロウ材同士が絶縁材を介して接触し、Ｃ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとを絶縁している絶縁材に傷又は穴をあけてしまう。そのため、絶縁性の悪化を招いてしまう恐れがある。Ｃ相第１口出し線３２ａの長さＬ１’’とＣ相第２口出し線３２ｂの長さＬ２’’の長さの差はＣ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂとを接合しているロウ材の長さよりも大きくするとよい。
【００４３】
図６は、コイルエンド上に絶縁材、電源線配置を示した模式図である。コイルエンド上には前述のＣ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第２電源線接合部３４ｂに加え、Ａ相第１電源線接合部３８ａとＡ相第２電源線接合部３８ｂとＢ相第１電源線接合部３９ａとＢ相第２電源線接合部３９ｂがそれぞれ第１絶縁材３６ａに保護され配置される。さらに、第１中性点３３ａと第２中性点３３ｂの絶縁保護のための絶縁材４０が配置される。
【００４４】
コイルエンドに沿って配置される各相の電源線は任意の電源線立ち上がり位置４１でコイルエンド上にまとめられる。電源線立ち上がり位置４１より飛び出している各相の電源線は固定子軸方向に取り出される。
【００４５】
コイルエンド上に配置された各部材は、ワニスにより、コイルエンド上に固定される。それぞれの部材の配置に粗密差ができるとコイルエンド形状に偏りが生じ、径方向または軸方向へのコイルエンド突出も問題となる。実施の形態１の固定子では、Ｃ相第１電源線接合部３４ａ、Ａ相第１電源線接合部３８ａ、Ｂ相第１電源線接合部３９ａ、Ｃ相第２電源線接合部３４ｂ、Ａ相第２電源線接合部３８ｂ、Ｂ相第２電源線接合部３９ｂの間に十分な距離を設けることで絶縁材の配置が密となることを回避できる。また、この距離はＬ１とＬ２の長さの差により調整することができる。Ｌ１’とＬ２’の長さの差により調整することができる。Ｌ１’’とＬ２’’の長さの差により調整することができる。これにより、自然とコイルエンド上にバランスよく第１絶縁材３６ａを配置することができる。そのため、中性点の絶縁材４０を空いたスペースに配置することになり、コイルエンド形状が安定する。
【００４６】
図７は、ガイドフレーム４の密閉容器１８への固定時の位相を示したものである。ガイドフレーム４は密閉容器１８への固定のため溶接される。ガイドフレーム４の溶接位置の位相は端子１１の位置を避けた９０°ピッチであり、図７に示すように、第１ガイドフレーム溶接点４２ａ、第２ガイドフレーム溶接点４２ｂ、第３ガイドフレーム溶接点４２ｃ及び第４ガイドフレーム溶接点４２ｄのポイントとなる。
【００４７】
一方、図６のように電源線立ち上がり位置４１を定めた場合は電源線の取り回しは縛り糸３７の固定上、反時計周りとすることが好ましい。かつ電源線長さは可能な限り短くしたほうが、他部品との接触を回避する上で有利であり、材料費の原価を低減できる。そうすると、電源線立ち上がり位置４１の配置は第１ガイドフレーム溶接点４２ａ付近に限定される。一方電源線取り回しが時計回り有利に配置した場合、電源線立ち上がり位置４１の配置は第２ガイドフレーム溶接点４２ｂ付近に限定される。
【００４８】
図８は、固定子電源線と密閉容器に取り付けられた端子への結線の様子を示したものである。簡単のため、圧縮機構部１の記載は省略している。端子１１側にはＡ、Ｂ及びＣ相それぞれに２本ずつピンがあり、計６本のピンがある。同相のピンは端子側で短絡しており、視覚的に位相間違いに気付けるようになっている。
【００４９】
一方、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂは、相ごとに色分けされた絶縁被膜を有する。これにより、誤配線を防止できる。Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂは、コイルエンド上で固定される電源線固定位置４５でまとめて縛られ規制される。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂの取り回しを制限でき、圧縮機構部１と密閉容器１８との距離が確保できる。
【００５０】
また、固定子９は密閉容器１８に焼き嵌め等の方法により接触した状態で固定されるため、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂと密閉容器１８内壁間の距離を十分に確保しなければ、接触リスクを回避できない。また、図１のように固定子９内径側には、圧縮機構部１があり、圧縮機構部１とも接触を回避する必要がある。
【００５１】
一方、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂが、同一の電源線立ち上がり地点から、端子１１に接続する場合、よりコイルエンド上端に近いピンにつなぐＡ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ及びＢ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂほど作業性に影響を与えることなく長さを短くすることができる。
【００５２】
Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂの長さを短くして端子１１に接続することで、電源線立ち上がり地点と端子接続点とで電源線を保持することになる。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂの固定子９の周方向及び軸方向の移動を抑制することが可能である。
【００５３】
移動を抑制した状態でＡ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂは、コイルエンド上で固定される電源線固定位置４５で、一束となるよう縛られ、固定される。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂについても固定子周方向及び軸方向の移動を抑制でき、圧縮機構部１及び密閉容器１８への接触を回避することが可能になる。
【００５４】
図９は、固定子から端子までの回路を示したものである。
【００５５】
実施の形態１の回路では、Ａ相第１コイル群２５ａは連続した３つのコイルを有する。Ａ相第２コイル群２５ｂは連続した３つのコイルを有する。Ｂ相第１コイル群２９ａは連続した３つのコイルを有する。Ｂ相第２コイル群２９ｂ、連続した３つのコイルを有する。Ｃ相第１コイル群３１ａは連続した３つのコイルを有する。Ｃ相第２コイル群３１ｂは連続した３つのコイルを有する。Ａ相第１コイル群２５ａ、Ｂ相第１コイル群２９ａ及びＣ相第１コイル群３１ａは、Ｙ結線で結線される。Ａ相第２コイル群２５ｂ、Ｂ相第２コイル群２９ｂ、Ｃ相第２コイル群３１ｂは、Ｙ結線で結線される。
【００５６】
Ａ相第１コイル群２５ａのＡ相第１口出し線２６ａは、Ａ相第１電源線４３ａに接続される。Ａ相第２コイル群２５ｂのＡ相第２口出し線２６ｂは、Ａ相第２電源線４３ｂに接続される。Ｂ相第１コイル群２９ａのＢ相第１口出し線３０ａは、Ｂ相第１電源線４４ａに接続される。Ｂ相第２コイル群２９ｂのＢ相第１口出し線３０ａは、Ｂ相第２電源線４４ｂに接続される。Ｃ相第１コイル群３１ａのＣ相第１口出し線３２ａは、Ｃ相第１電源線３５ａに接続される。Ｃ相第２コイル群３１ｂのＣ相第２口出し線３２ｂは、Ｃ相第２電源線３５ｂに接続される。Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂは、最終的に圧縮機側の端子１１で短絡され、２／／Ｙ結線となる。
【００５７】
従って、実施の形態１の回転電機の固定子９によれば、高い許容電流を確保することができる回転電機部７の固定子を提供することができる。
また、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂを回転子８などの回転電機部７及び回転電機部７を支える軸受け部といった駆動部に対し、接触しないように配置することができる。
【００５８】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２における回転電機の固定子の口出し線と電源線との接合部の様子を示したものである。なお、ここではＣ相について説明するが、Ａ相及びＢ相についても同様である。
Ｃ相第１電源線接合部３４ａ、Ｃ相第２電源線接合部３４ｂ、Ｃ相第１口出し線３２ａ及びＣ相第２口出し線３２ｂは絶縁のため、それぞれ絶縁材で覆う必要がある。図１０に示すように、Ｃ相第１電源線接合部３４ａからコア端面までの距離が短いＣ相第１口出し線３２ａ、Ｃ相第１電源線接合部３４ａ及びコア端面付近のＣ相第１電源線３５ａは、第１絶縁材３６ａで、被膜部分が露出しないよう覆われる。
【００５９】
Ｃ相第２電源線接合部３４ｂからコア端面までの距離が長いＣ相第２口出し線３２ｂは、第１絶縁材３６ａと同種の長さ違いの第３絶縁材３６ｃで保護する。絶縁が必要な箇所に第１絶縁材３６ａ及び第３絶縁材３６ｃを配置する。これにより、Ｃ相第１電源線接合部３４ａ及びＣ相第２電源線接合部３４ｂの間に十分な距離を設けることで絶縁距離を担保することが可能になる。
【００６０】
第３絶縁材３６ｃは他機種の絶縁材を流用することも可能である。Ｃ相第１電源線接合部３４ａからコア端面までの距離が短いＣ相第１口出し線３２ａは、第１絶縁材３６ａでＣ相第１電源線接合部３４ａとＣ相第１口出し線３２ａの両方を保護する。Ｃ相第２電源線接合部３４ｂからコア端面までの距離が長いＣ相第２口出し線３２ｂは、Ｃ相第２電源線接合部３４ｂは第１絶縁材３６ａで保護し、Ｃ相第２口出し線３２ｂを別の絶縁材（例えば絶縁スリーブ）で保護する。これにより、絶縁が必要な箇所に絶縁材を配置しつつ、Ｃ相第１電源線接合部３４ａ及びＣ相第２電源線接合部３４ｂの間に十分な距離を設けることができる。絶縁材を使用しないため、コイル本数が多くなった場合でも、絶縁材への挿入が容易であり、作業性が改善する。
【００６１】
実施の形態３．
実施の形態１においては、固定子９のＡ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂを端子１１に接続する際、図８のように、コイルエンド上端に近い端子ピン（図８ではＣ相端子）に接続するＣ相第１電源線３５ａ、Ｃ相第２電源線３５ｂに対し、コイルエンド上端から離れた端子ピンに接続されるＡ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂは軸方向に膨らむような軌跡を描き、端子ピンに接続される。この時、電源線立ち上がり部から最も離れた端子ピン（図８ではＡ相）に接続されるＡ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂが最も軸方向への高さが高くなる。電源線の他部品との接触回避については、径方向だけでなく、ガイドフレーム４の下端への距離確保のため、軸方向への規制も必要である。
【００６２】
図１１は、実施の形態３における回転電機の固定子９の電源線の結線の様子を示す模式図である。
図１１においては、最も長い電源線であるＡ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂと密閉容器１８との間を通り、端子１１に他の電源線であるＢ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂが配線された構造を示す。この構造とすることで、最も長い電源線であるＡ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂの動きを規制することができる。その結果、密閉容器１８などとの接触を回避することができることから、作業性を低下させることなく、絶縁信頼性を担保することができる。
実施の形態３においては、図１１のように、Ａ相に接続されるＡ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂをコイルエンド上端から離れ、電源線立ち上がり部から近い方の端子ピン（図１１ではＢ相）に接続されるＢ相第１電源線４４ａ及びＢ相第２電源線４４ｂで固定子９の外径側から内径側に巻き込むように結線する。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ及びＡ相第２電源線４３ｂをＢ相第１電源線４４ａ及びＢ相第２電源線４４ｂで軸方向下向きに押さえつけることができ、電源線の軸方向への膨らみを抑制できる。
【００６３】
またＢ相電源線が固定子９の内径方向へのＡ相電源線への移動を規制できるため、圧縮機構部１との距離を担保可能となる。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂを固定位置で縛る規制が不要となる。これにより、Ａ相第１電源線４３ａ、Ａ相第２電源線４３ｂ、Ｂ相第１電源線４４ａ、Ｂ相第２電源線４４ｂ、Ｃ相第１電源線３５ａ及びＣ相第２電源線３５ｂを固定するための部材の費用を低減することができる。
【００６４】
実施の形態４．
図６では、コイルエンド上の電源線の取り回しは各相の電源線取り出し口から電源線立ち上がり位置４１まで回転子中心から見て反時計回りに向かっている。しかし、従来の電源線本数に対し電源線本数が２倍となる本実施の形態１から実施の形態４では、コイルエンド上の電源線配置が密になり、電源線密部のコイルエンド形状が大きくなり、他部品との絶縁距離の裕度が少なくなる。
【００６５】
図１２は、実施の形態４における回転電機の固定子９のコイルエンド上の絶縁材４０及び電源線の配置を示した模式図である。
実施の形態４では、コイルエンド上の電源線配置について、１つの相の電源線は電源線立ち上がり位置４１までコイルエンド上で固定子中心からみて時計回り、または反時計回りに配置される。他の２つの相の４つの電源線はその反対方向でコイルエンド上に配置される。
図１２では、Ａ相の２つの電源線が電源線立ち上がり位置４１までコイルエンド上で固定子中心からみて時計回りに配置される。Ｂ相の２つの電源線及びＣ相の２つの電源線が電源線立ち上がり位置４１までコイルエンド上で固定子中心からみて反時計回りに配置される。
【００６６】
実施の形態４では、電源線の配置も振り分けることが可能となり、コイルエンド上の電源線配置の粗密を緩和でき、コイルエンド形状が安定する。また、端子への結線については電源線立ち上がり位置４１を統一することで実施の形態１と同様の結果を得ることが可能である。
【００６７】
上述の実施の形態１〜４は、例として提示したものであり、実施の形態１〜４の範囲を限定することは意図していない。実施の形態１〜４は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施の形態１〜４及びその変形は、実施の形態１〜４の範囲及び要旨に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１  圧縮機構部、２  固定スクロール、３  揺動スクロール、４  ガイドフレーム、５  コンプライアントフレーム、６  オルダムリング、７  回転電機部、８  回転子、９  固定子、１０  固定子電源線、１１  端子、１２  回転軸、１３  サブフレーム、１４  吸入ポート、１５  吐出管、１６  吐出ポート、１７  冷凍機油、１８  密閉容器、１９  スロット部、２０  Ａ相、２１  Ｂ相、２２  Ｃ相、２３  固定子巻線、２４  固定子鉄心部、２４ａ  コアバック部、２４ｂ  ティース部、２５ａ  Ａ相第１コイル群、２５ｂ  Ａ相第２コイル群、２６ａ  Ａ相第１口出し線、２６ｂ  Ａ相第２口出し線、２７  Ａ相口出し線取り出し位置、２８ａ  Ａ相第１コイル群中性点取り出し位置、２８ｂ  Ａ相第２コイル群中性点取り出し位置、２９ａ  Ｂ相第１コイル群、２９ｂ  Ｂ相第２コイル群、３０ａ  Ｂ相第１口出し線、３０ｂ  Ｂ相第２口出し線、３１ａ  Ｃ相第１コイル群、３１ｂ  Ｃ相第２コイル群、３２ａ  Ｃ相第１口出し線、３２ｂ  Ｃ相第２口出し線、  ３３ａ  第１中性点、３３ｂ  第２中性点、３４ａ  Ｃ相第１電源線接合部、３４ｂ  Ｃ相第２電源線接合部、３５ａ  Ｃ相第１電源線、３５ｂ  Ｃ相第２電源線、３６ａ  第１絶縁材、３６ｂ  第２絶縁材、３６ｃ  第３絶縁材、３７  縛り糸、３８ａ  Ａ相第１電源線接合部、３８ｂ  Ａ相第２電源線接合部、３９ａ  Ｂ相第１電源線接合部、３９ｂ  Ｂ相第２電源線接合部、４０  絶縁材、４１  電源線立ち上がり位置、４２ａ  第１ガイドフレーム溶接点、４２ｂ  第２ガイドフレーム溶接点、４２ｃ  第３ガイドフレーム溶接点、４２ｄ  第４ガイドフレーム溶接点、４３ａ  Ａ相第１電源線、４３ｂ  Ａ相第２電源線、４４ａ  Ｂ相第１電源線、４４ｂ  Ｂ相第２電源線、４５  電源線固定位置。
【図１】
2020213028.tif 000003
【図２】
2020213028.tif 000004
【図３】
2020213028.tif 000005
【図４】
2020213028.tif 000006
【図５】
2020213028.tif 000007
【図６】
2020213028.tif 000008
【図７】
2020213028.tif 000009
【図８】
2020213028.tif 000010
【図９】
2020213028.tif 000011
【図１０】
2020213028.tif 000012
【図１１】
2020213028.tif 000013
【図１２】
2020213028.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月22日(2021.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る回転電機の固定子は、円環状のコアバック部と、前記コアバック部から固定子の中心軸の周方向に配列された複数のティース部と、前記複数のティース部の隣り合うティース部はスロット部を形成し、前記スロット部に巻かれた巻線とを有する三相の回転電機の固定子において、前記三相の各相は、前記スロット部のうちの第１スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第１コイル群と、前記スロット部のうちの第２スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第２コイル群とを有し、前記第１コイル群の第１口出し線及び前記第２コイル群の第２口出し線にはそれぞれ第１電源線及び第２電源線が接続され、前記第１コイル群の第１中性点は、前記第２コイル群の第２中性点とは異なる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアバック部と、前記コアバック部から固定子の中心軸の周方向に配列された複数のティース部と、前記複数のティース部の隣り合うティース部はスロット部を形成し、前記スロット部に巻かれた巻線とを有する三相の回転電機の固定子において、
前記三相の各相は、
前記スロット部のうちの第１スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第１コイル群と、
前記スロット部のうちの第２スロット部に挿入され、かつ直列に接続された複数の巻線を有する第２コイル群とを有し、
前記第１コイル群の第１口出し線及び前記第２コイル群の第２口出し線にはそれぞれ第１電源線及び第２電源線が接続され、
前記第１コイル群の第１中性点は、前記第２コイル群の第２中性点とは異なる、
回転電機の固定子。
【請求項２】
前記第１コイル群の第１中性点が引き出されるスロットは、前記第２コイル群の第２中性点が引き出されるスロットとは異なる、
請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記第１コイル群の第１口出し線の口出し線取り出し位置から前記第１口出し線の第１電源線までの前記第１口出し線の長さをＬ１、
前記第２コイル群の第２口出し線の口出し線取り出し位置から前記第２口出し線の第２電源線までの前記第２口出し線の長さをＬ２とした場合、Ｌ１とＬ２との長さが異なる、請求項１又は２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第１口出し線及び前記第２口出し線は、同一のスロットから伸びている、請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記第１コイル群の複数の巻線及び前記第２コイル群の複数の巻線は、周方向に交互に配置される、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記第１口出し線及び前記第１口出し線と前記第１電源線との接合部は、絶縁材で覆われている、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記第１口出し線と前記第１電源線との第１接合部及び前記第２口出し線と前記第２電源線との第２接合部は、コイルエンド上に配置される、請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
前記第１接合部及び前記第２接合部は、前記固定子の中心軸の径方向に重ならないように配置される、請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
前記第１電源線及び前記第２電源線は、コイルエンド上で一束に固定される、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
各相の前記第１電源線及び前記第２電源線のうち、１つの相の前記第１電源線及び前記第２電源線はコイルエンド上で第１方向の回りに配置され、他の２つの相の前記第１電源線及び前記第２電源線は前記コイルエンド上で前記第１の方向と反対の第２方向の回りに配置される、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2020213028.tif 000015
【国際調査報告】
2020213028.tif 000016
2020213028.tif 000017
2020213028.tif 000018
2020213028.tif 000019