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公開番号2024042691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2023149810
出願日2023-09-15
発明の名称絶縁配置
出願人ハンオンシステムズ
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H02K 3/34 20060101AFI20240321BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】1000ボルトまでの電圧範囲で使用するための要件を満たし、同時に国際規格や仕様に適合するために十分な沿面距離と空気経路を実現する絶縁配置を提供する。
【解決手段】
本発明は、複数の固定子コイル(2)を有する電動機の固定子(1)の絶縁装置に関するものであり、各コイル分離部(3)が隣接する固定子コイル(2)間に配置され、コイル分離部(3)の端部がそれぞれ環状の下部コイルを介して接続されていることを特徴とするコイル分離部コネクタ(4)と環状の上部コイル分離部コネクタ(5)との接続を電気絶縁材料接続と組み合わせて正のラッチ接続として具現する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
複数の固定子コイル（２）を有する電気モーターの固定子（１）のための絶縁配置であって、
それぞれのコイル分離部（３）が隣接する固定子コイル（２）の間に配置され、前記コイル分離部（３）は端部を環状の下部コイル分離部コネクタ（４）および環状の上部コイル分離部コネクタ（５）を介してそれぞれ接続され、コイル分離部（３）とコイル分離部コネクタ（４，５）との接続は、電気絶縁材料接続と組み合わせて正のラッチ接続として実現することを特徴とする絶縁装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記コイル分離部コネクタ（４，５）は、前記コイル分離部（３）のための鋸歯状の軸方向に延びるガイド部（６）を有する円筒状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁装置。
【請求項３】
前記コイル分離部（３）は、前記コイル分離部コネクタ（４，５）と対向する端部領域にガイド部受容領域（７）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁装置。
【請求項４】
コイル分離部（３）はラッチ部レセプタクル（８）を有し、
コイル分離部コネクタ（４，５）は対応するラッチ部（９）を有し、
ラッチ接続は半径方向に作用して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁装置。
【請求項５】
前記ラッチ接続は、前記コイル分離部（３）上のラッチ部レセプタクル（８）と、
前記コイル分離部コネクタ（４，５）上のラッチングラグとして具現化されたラッチ部（９）とによって形成され、
前記コイル分離部コネクタ（４，５）上に軸方向案内用のガイド溝（１０）が追加で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁装置。
【請求項６】
前記ラッチ部（９）はウェブとして形成され、
前記ラッチ部レセプタクル（８）は対応するように溝として形成されていることを特徴とする請求項４に記載の絶縁装置。
【請求項７】
接着接続はエポキシ樹脂で具現化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁装置。
【請求項８】
コイル分離部コネクタ（４，５）のガイド部（６）とコイル分離部（３）のガイド部受容領域（７）とが圧入されていることを特徴とする請求項２に記載の絶縁装置。
【請求項９】
より大きな面積の接着領域のための接触面拡幅領域（１１）は、ガイド部（６）の間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の絶縁装置。
【請求項１０】
電気モーター、特に電動圧縮機の電気モーターの固定子における請求項１または２に記載の絶縁配置を取付けるための方法であって、板状のコイル分離部がそれぞれ、下部コイル分離部コネクタと上部コイル分離部コネクタとの間の端部においてラッチ接続に入るように軸方向に位置決めされ、前記コイル分離部と前記下部コイル分離部コネクタおよび前記上部コイル分離部コネクタとの間の接触領域に電気絶縁物質が導入され、前記電気絶縁物質が、前記コイル分離部と前記下部コイル分離部コネクタおよび前記上部コイル分離部コネクタとの間の物質的接続を形成することを特徴とする絶縁配置を取付けるための方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の固定子の絶縁配置に関する。電動機は、互いに電気的に絶縁された複数の固定子コイルを有する。電動機が構成される電圧範囲に応じて、個々のコイルの互いに対する電気絶縁には異なる要件が設定される。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
本発明による絶縁配置の適用分野は、例えば、密閉冷媒システムの冷媒圧縮機を駆動するための電動機である。このような電動モーターは、自動車、特に自動車の空調システムの冷媒圧縮機に使用される。
最大１０００ボルトの高電圧のため、電気式冷媒コンプレッサーの要件は非常に高い。沿面経路と二相間および無電圧金属部品間の空気経路は、多くの国際規格に基づいて実施される。モーター／固定子を実現するための設置スペースが小さいため、必要な絶縁調整に関して、対応する絶縁材料システムを実現するための特別な措置が必要である。
【０００３】
空気経路とは、２つのコイルなど、２つの導電性部品間の空気による直接距離のことである。さらに、空気経路とは、導電性部品から、例えば固定子コアのような電圧のない金属部品までの距離として定義される。対照的に、沿面経路は、動作時間の経過とともに蓄積される表面を横切る電流伝導経路である。これは、導電性部品間または次の無電圧金属部品までの表面上の最短経路を指定する。
約４００ボルトの電圧範囲で作動する電気モーターでは、空気経路と沿面経路が著しく短くなる。
そのため、１０００ボルトまでの電圧範囲で電気モーターの要件を満たすことは、これらの一般的な距離の倍増または大幅な増加を意味する。一方、特に自動車の空調システムなどの移動用途では、コンポーネントのコンパクトな設計が不可欠である。
【０００４】
従来技術では、冷媒圧縮機の電動モーターの固定子コイルは、軸方向に取り付けられたコイル分離部によって既に電気的に絶縁されている。しかしながら、円盤状の軸方向に配置されたコイル分離部は、１０００ボルトまでの超高電圧用途における沿面距離の延長と空気経路の問題を解決するものではない。電動圧縮機の電動機用の絶縁配置は、特許文献１から公知である。この絶縁配置は、冒頭で説明したタイプの固定子コアを備えた電動機のために設けられている。固定子コアのこの構造によれば、電線は、コイルを形成するために、ヘッド端に形成された内側フランジを有する固定子リングの内周から半径方向内側に延びるコイルキャリアに巻かれ、隣接するコイル間には、専門家によって固定子溝と呼ばれる中間空間が存在する。固定子の内周に放射状に配置されたコイルのこれらの中間空間には、固定子の内周から半径方向内側へ、および固定子の軸方向端面の間で軸方向へ延びる、板状部の形をしたそれぞれのコイルセパレータが配置される。
【０００５】
これらのコイルセパレータの特別な特徴は、長手方向に垂直な断面において、内側に向いたＹ字形状を有し、Ｙ字形状のそれぞれのフォーク端が、コイルキャリアの対向する内側フランジの軸方向長手側において、隣接するコイル間の中間空間を画定することである。固定子溝内では、コイルセパレータは弾性変形によって押し込まれた位置に保持される。Ｙ字形の脚端の軸方向長手方向側面は固定子リングの内面に押し付けられ、頭端はそれぞれ固定子コアのコイルキャリアの対向する内側フランジの軸方向長手方向側面に押し付けられる。
【０００６】
また、公知のコイルセパレータは、断面形状がＹ形であるため、その製造や取り付けが比較的複雑である。さらに、コイルセパレータを固定子コアの構成部品に押し付けるだけでは、漏れ電流が流れる可能性のある電流経路を排除するには不十分であることが示されている。従って、固定子配置の整列した隣接する構成部間に隙間が生じ、それに応じて沿面経路や望ましくない電流が流れる危険性が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
独国特許出願公告第１０２０１９１１２５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、１０００ボルトまでの電圧範囲で使用するための要件を満たし、同時に国際規格や仕様に適合するために十分な沿面距離と空気経路を実現する絶縁配置を提供することである。
この目的は、独立請求項による主題および方法によって達成される。さらなる発展が従属請求項に示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、特に、複数の固定子コイルを有する電気モーターの固定子用の絶縁配置によって達成され、それぞれのコイル分離部が隣接する固定子コイルの間に配置され、コイル分離部が、環状の下部コイル分離部コネクタおよび環状の上部コイル分離部コネクタを介してそれらの端部でそれぞれ接続される。コイル分離部のコイル分離部コネクタへの接続は、電気絶縁材料接続と組み合わせたポジティブラッチ接続として具現化される。
【００１０】
本発明のコンセプトは、超高電圧用途における絶縁効果の向上は、漏れ電流が流れる可能性のある経路をなくすために２つの部品を互いに押し付けるだけでは実現できない。機械的接続の性質として、接続された２つの部品の間には原則として隙間が残る。リーク電流が流れる可能性のある経路をなくすためには、機械的に接続された部品の間に物質的な接続を確立しなければならない。つまり、国際規格に従って沿面電流経路をなくし、対応する空気経路を確立するために、例えば、互いに隣接して配置された絶縁部を互いに接着、はんだ付け、溶接、または加硫する。
（【００１１】以降は省略されています）

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