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公開番号2024142039
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053998
出願日2023-03-29
発明の名称電動機
出願人愛知電機株式会社
代理人弁理士法人勇智国際特許事務所
主分類H02K 3/38 20060101AFI20241003BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源電圧が高圧化された場合でも、絶縁性能の低下を防止しながらカバーを電気絶縁体アセンブリに取り付けることができる技術を開示する。
【解決手段】カバー500は、固定子コア100の軸線方向第1側に配置されている第1の電気絶縁体アセンブリ200に、複数の取り付け機構により取り付けられている。各取り付け機構は、係止片と、係止片が係止可能な係合凹部により構成されている。複数の取り付け機構には、少なくとも第1の取り付け機構が含まれている。第1の取り付け機構を構成する第1の係止片530は、カバー500の周壁部510に形成され、径方向外側に飛び出ている爪531を有している。第1の取り付け機構を構成する第1の係合凹部240は、第1の電気絶縁体アセンブリ200の外壁部210の軸線方向第2側の端部に設けられている、径方向外側に飛び出ている突部250に形成されている。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
回転子と固定子により構成され、
前記固定子は、軸線方向に延在する筒状の固定子コアと、前記固定子コアの軸線方向第１側及び軸線方向第２側に配置されている第１の電気絶縁体アセンブリ及び第２の電気絶縁体アセンブリと、固定子巻線と、カバーと、を備え、
前記固定子コアは、軸線を中心とする周方向に延在するヨークと、前記ヨークから径方向内側に延在する複数のティースと、を有し、
前記第１の電気絶縁体アセンブリ及び前記第２の電気絶縁体アセンブリは、前記周方向及び前記軸線方向に延在する外壁部と、前記外壁部より径方向内側に配置され、前記周方向及び前記軸線方向に延在する複数の内壁部と、前記外壁部と前記各内壁部の間であって、前記軸線方向に沿って前記固定子コア側に配置され、径方向に延在する複数の胴部と、を有し、
前記固定子巻線は、前記固定子コアの前記ティース、前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記胴部及び前記第２の電気絶縁体アセンブリの前記胴部に巻き付けられている巻き付け部を有し、
前記カバーは、前記周方向及び前記軸線方向に延在し、前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部の径方向外側に配置される周壁部と、前記周壁部の、前記軸線方向第１側の端部に連設されているとともに、前記周方向及び前記径方向に延在し、前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部の前記軸線方向第１側に配置される頂壁部と、を有し、
前記カバーの前記周壁部には、周方向に離間する複数の第１の箇所それぞれに係止部が形成され、
前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部には、周方向に離間し、前記複数の第１の箇所に対応する複数の第２の箇所それぞれに、対応する前記第１の箇所に形成されている前記係止部が係止可能な被係止部が形成されている電動機であって、
前記カバーの前記頂壁部には、前記複数の第１の箇所のうちの少なくとも１つの第１の箇所に対応する箇所に、前記軸線方向に貫通する開口部が形成されていないことを特徴とする電動機。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記カバーの前記周壁部には、前記複数の第１の箇所のうちの前記少なくとも１つの第１の箇所に、径方向外側に飛び出ている第１の爪を有する第１の係止片が形成され、
前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部には、前記複数の第２の箇所のうちの、前記少なくとも１つの第１の箇所に対応する少なくとも１つの第２の箇所に、径方向外側に飛び出ている突部が形成され、前記突部に、前記第１の係止片の前記第１の爪が係止可能な第１の係合凹部が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項３】
請求項２に記載の電動機であって、
前記第１の係止片は、前記軸線方向に延在し、前記軸線方向第２側の端部が、前記軸線方向第１側の端部を中心に径方向に弾性変形可能に形成され、前記軸線方向第２側の端部に前記第１の爪が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項４】
請求項２に記載の電動機であって、
前記第１の係合凹部は、前記第１の爪が挿入可能な挿入口を有しているとともに、前記挿入口より前記軸線方向第２側に、前記第１の爪が係止可能な第１の係止面を有していることを特徴とする電動機。
【請求項５】
請求項２に記載の電動機であって、
前記カバーの前記周壁部には、前記複数の第１の箇所のうちの、前記少なくとも１つの第１の箇所以外の第１の箇所に、径方向内側に飛び出ている第２の爪を有する第２の係止片が形成され、
前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部には、前記複数の第２の箇所のうちの、前記少なくとも１つの第１の箇所に対応する前記少なくとも１つの第２の箇所以外の第２の箇所に、前記第２の係止片の前記第２の爪が係止可能な第２の係止面を有する第２の係合凹部が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項６】
請求項２～５のうちのいずれか一項に記載の電動機であって、
前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部に形成されている前記突部は、前記軸線方向第２側に飛び出ている位置決め用突部を有し、
前記固定子コアの外周面には、前記軸線方向に延在し、前記軸線方向第１側が開口しているとともに、前記位置決め用突部が挿入可能な位置決め用凹部が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項７】
請求項１～５のうちのいずれか一項に記載の電動機であって、
前記固定子巻線は、第１相～第３相の固定子巻線により構成され、前記第１相～第３相の固定子巻線は、前記固定子コアの前記ティース、前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記胴部及び前記第２の電気絶縁体アセンブリの前記胴部に巻き付けられている巻き付け部と、電源に接続される第１のリード部と、共通に接続される第２のリード部と、を有し、
前記固定子は、前記第１相～第３相の固定子巻線の前記第２のリード部が共通に接続される中性点ブスバーを備え、
前記カバーは、前記頂壁部から前記軸線方向第２側に飛び出ており、前記周方向及び前記軸線方向に延在し、前記軸線方向第２側が開口している凹部を形成する少なくとも１つの壁部を有し、
前記中性点ブスバーは、前記第１の電気絶縁体アセンブリの前記外壁部に取り付けられているとともに、前記カバーの前記凹部内に配置されていることを特徴とする電動機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固定子コアの軸線方向両側に電気絶縁体アセンブリが配置されている電動機に関し、特に、一方の電気絶縁体アセンブリにカバーが取り付けられ電動機に関する。
続きを表示（約 6,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）や燃料電池自動車（ＦＣＶ）等のエコカーと呼ばれる自動車では、空調機の圧縮機として、電動機により圧縮機構部を駆動する圧縮機（「電動圧縮機」と呼ばれている）が用いられている。
圧縮機構部を駆動する電動機としては、例えば、特開２００４－２１５３２５号公報（特許文献１）に開示されている電動機が用いられている。特許文献１に開示されている電動機は、回転子と固定子により構成されている。
固定子は、固定子コア、固定子コアの軸線方向第１側及び軸線方向第２側に配置されている第１及び第２の電気絶縁体アセンブリ（「樹脂ボビン」、「ボビン」、「インシュレータ」と呼ばれている）、固定子巻線、第１の電気絶縁体アセンブリに取り付けられるカバーにより構成されている。カバーは、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部の外側に配置される周壁部と、外壁部の軸線方向第１側に配置される頂壁部を有している。
カバーは、取り付け機構により第１の電気絶縁体アセンブリに取り付けられる。取り付け機構は、カバーの周壁部に形成されている係止片と、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部に形成されている係合凹部により構成されている。係止片は、軸線方向第２側の端部に、径方向内側に飛び出ている爪を有している。係合凹部は、係止片の爪が係止可能な係止面を有している。
カバーが第１の電気絶縁体アセンブリに取り付けられていることにより、第１の電気絶縁体に配置されている固定子巻線と他の電気部品との間の絶縁距離を長くすることができる（絶縁耐力を高めることができる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－２１５３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車の電源電圧の高電圧化（４００Ｖ以上、特に、４００Ｖ～１５００Ｖの範囲の電圧）に伴って、電動圧縮機に用いられる電動機も高電圧仕様のものが求められている。
特許文献１に開示されている電動機では、係止片に、径方向内側に飛び出ている爪が形成されている。ここで、絶縁特性を有する樹脂によりカバーを形成する場合、頂壁部の、係止片に対応する箇所に、頂壁部を貫通する凹部が形成される。
従来の電動機は、低圧仕様であるため、カバーの頂壁部に凹部が形成されていても、絶縁距離が確保されていた。
一方、高電圧仕様の電動機では、カバーの頂壁部に形成される凹部の存在により、絶縁距離が短くなり、絶縁破壊が発生するおそれがある。
本開示の目的は、電源電圧が高電圧化された場合でも、絶縁性能の低下を防止しながらカバーを電気絶縁体アセンブリに取り付けることができる技術を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、回転子と固定子により構成される電動機に関する。
固定子は、軸線方向に延在する筒状の固定子コアと、固定子コアの軸線方向第１側及び軸線方向第２側に配置されている第１及び第２の電気絶縁体アセンブリと、固定子巻線と、カバーと、を備えている。
固定子コアは、軸線を中心とする周方向に延在するヨークと、ヨークから径方向内側に延在する複数のティースと、を有している。
第１及び第２の電気絶縁体アセンブリは、外壁部、複数の内壁部及び複数の胴部を有している。外壁部は、周方向及び軸線方向に延在している。複数の内壁部は、外壁部より径方向内側で、周方向に離間する位置に配置され、周方向及び軸線方向に延在している。複数の胴部は、外壁部と各内壁部の間であって、軸線方向に沿って固定子コア側に配置され、径方向に延在している。
固定子巻線は、固定子コアのティースと、第１及び第２の電気絶縁体アセンブリの胴部に巻き付けられている巻き付け部を有している。
カバーは、周壁部と頂壁部を有している。周壁部は、周方向及び軸線方向に延在している。周壁部は、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部の径方向外側に配置される。頂壁部は、周方向及び径方向に延在している。頂壁部は、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部の軸線方向第１側に配置される。
カバーの周壁部には、周方向に離間する複数の第１の箇所それぞれに係止部が形成されている。また、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部には、周方向に離間し、複数の第１の箇所に対応する複数の第２の箇所それぞれに、対応する第１の箇所に形成されている係止部が係止可能な被係止部が形成されている。
カバーは、カバーの周壁部に形成されている係止部を、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部に形成されている被係止部に係止させることによって、第１の電気絶縁体アセンブリに取り付けられる。
そして、本開示の電動機では、カバーの頂壁部には、複数の第１の箇所のうちの少なくとも１つの第１の箇所に対応する箇所に、軸線方向に貫通する開口部が形成されていない。少なくとも１つの第１の箇所は、例えば、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部の外側に電気部品が配置される箇所の近傍の第１の箇所が対応する。
本開示の電動機では、電源電圧が高電圧化された場合でも、絶縁性能の低下を防止しながらケースを電気絶縁体アセンブリに取り付けることができる。
本開示の電動機の異なる形態では、カバーの周壁部には、複数の第１の箇所のうちの少なくとも１つの第１の箇所に第１の係止片が形成されている。第１の係止片は、径方向外側に飛び出ている第１の爪を有している。
また、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部には、複数の第２の箇所のうちの、少なくとも１つの第１の箇所に対応する少なくとも１つの第２の箇所に、径方向外側に飛び出ている突部が形成されている。そして、突部に、第１の係止片の第１の爪が係止可能な第１の係合凹部が形成されている。
カバーの周壁部の、少なくとも１つの第１の箇所に、径方向外側に飛び出ている第１の爪を有する第１の係止片を形成することにより、例えば、絶縁特性を有する樹脂によりカバーを形成する際に、カバーの頂壁部の、少なくとも１つの第１の箇所に対応する箇所に、周壁部を軸線方向に貫通する凹部が形成されない。これにより、カバーの頂壁部に形成される凹部による絶縁特性の低下を防止することができる。
少なくとも１つの第１の箇所としては、例えば、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部の外側に電気部品が配置される箇所（近傍を含む）が設定される。
本形態では、簡単な構成で、絶縁性能の低下を防止することができる。
本開示の電動機の異なる形態では、第１の係止片は、軸線方向に延在し、軸線方向第２側の端部が、軸線方向第１側の端部を中心に径方向に弾性変形可能に形成されている。すなわち、軸線方向第１側の端部が固定端とされ、軸線方向第２側の端部が自由端とされている。そして、第１の係止片の軸線方向第２側の端部に、径方向外側に飛び出ている第１の爪が形成されている。
本形態では、第１の係止片を容易に形成することができる。
本開示の電動機の異なる形態では、第１の係合凹部は、軸線方向第１側に、第１の係止片の第１の爪が挿入可能な挿入口を有している。そして、第１の係合凹部は、挿入口より軸線方向第２側に、第１の係止片の第１の爪が係止可能な第１の係止面を有している。
本形態では、第１の係止片の、径方向外側に飛び出ている第１の爪が係止可能な第１の係合凹部を、容易に形成することができる。
本開示の電動機の異なる形態では、カバーの周壁部には、複数の第１の箇所のうちの、少なくとも１つの第１の箇所以外の第１の箇所に、第２の係止片が形成されている。第２の係止片は、径方向内側に飛び出ている第２の爪を有している。
第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部には、複数の第２の箇所のうちの、第１の係止片が形成されている少なくとも１つの第１の箇所に対応する少なくとも１つの第２の箇所以外の第２の箇所に、第２の係止凹部が形成されている。第２の係止凹部は、第２の係止片の第２の爪が係止可能な第２の係止面を有している。
本形態では、第２の係止片及び第２の係合凹部を容易に形成することができる。
本開示の電動機の異なる形態では、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部に形成されている突部は、軸線方向第２側（固定子コア側）に飛び出ている位置決め用突部を有している。例えば、位置決め用突部は、軸線方向に延在するように形成される。
また、固定子コアの外周面には、軸線方向に延在する位置決め用凹部が形成されている。位置決め用凹部は、軸線方向第１側が開口しているとともに、位置決め用突部が挿入可能に形成されている。例えば、位置決め用凹部は、固定子コアの、軸線方向第１側の固定子コア端面に開口する（開口部を有する）ように形成される。
位置決め用突部を位置決め用凹部に挿入することにより、第１の電気絶縁体アセンブリは、固定子コアに位置決めされる。すなわち、第１の絶縁体アセンブリの、固定子コアに対する周方向に沿った位置が規定される。
本形態では、第１の絶縁体アセンブリを固定子コアに容易に位置決めすることができるとともに、容易に組み付けることができる。
本開示の電動機の異なる形態では、固定子巻線は、第１相～第３相の固定子巻線により構成されている。第１相～第３相の固定子巻線は、固定子コアのティース、第１及び第２の電気絶縁体アセンブリの胴部に巻き付けられている巻き付け部と、電源に接続される第１のリード部と、共通に接続される第２のリード部と、を有している。
固定子は、第１相～第３相の固定子巻線の第２のリード部が共通に接続される中性点ブスバーを備えている。
カバーは、頂壁部から軸線方向第２側（固定子コア側）に飛び出ている少なくとも１つの壁部を有している。少なくとも１つの壁部により、周方向及び軸線方向に延在し、軸線方向第２側が開口している凹部が形成される。
中性点ブスバーは、第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部に取り付けられているとともに、カバーの凹部内に配置されている。
中性点ブスバーを第１の電気絶縁体アセンブリの外壁部に取り付ける方法としては、種々の方法を用いることができる。
本形態では、中性点ブスバーと巻き付け部との間の絶縁距離を長くすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の電動機では、電源電圧が高電圧化された場合でも、絶縁性能の低下を防止しながらカバーを電気絶縁体アセンブリに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態の圧縮機の部分断面図である。
図１を矢印ＩＩ－ＩＩ線方向から見た断面図である。
一実施形態の電動機の一部の斜視図である。
一実施形態の電動機を構成する第１の電気絶縁体アセンブリの斜視図である。
図３を矢印Ｖ方向から見た図である。
図５の、矢印ＶＩで示されている部分を拡大した図である。
図６を、矢印ＶＩＩ方向から見た図である。
図３を矢印ＶＩＩＩ方向から見た図である。
一実施形態の電動機の斜視図である。
図９を矢印Ｘ方向から見た図である。
一実施形態の電動機で用いられている第１実施形態のカバーの斜視図である。
図１１を矢印ＸＩＩ方向から見た図である。
図１２を矢印ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線方向から見た図である。
図１２を矢印ＸＩＶ－ＸＩＶ線方向から見た図である。
図１０を矢印ＸＶ－ＸＶ線方向から見た図である。
図１０を矢印ＸＶＩ－ＸＶＩ線方向から見た図である。
第２実施形態のカバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本開示の電動機の実施形態を、図面を参照して説明する。
本明細書では、固定子コア１００の軸線Ｐの延在方向（図１、図２において、Ｘで示されている方向）を「軸線方向」という。固定子コア１００の軸線Ｐは、回転子５０が固定子４０に回転可能に配置されている状態において、回転子５０の回転中心線に対応する。
また、軸線方向一方側から見て（図２参照）、軸線Ｐを中心とする円周方向を「周方向」（図２において、Ｙで示されている方向）という。
また、軸線方向一方側から見て、軸線Ｐを通る線の延在方向を「径方向」という。「径方向内側」という記載は、径方向に沿って軸線Ｐ側を示し、「径方向外側」という記載は、径方向に沿って軸線Ｐと反対側を示す。
なお、電気絶縁体アセンブリ（第１の電気絶縁体アセンブリ２００、第２の電気絶縁体アセンブリ３００）、カバー５００に対しては、「軸線方向」、「周方向」及び「径方向」という記載は、固定子コア１００に配置された状態における「軸線方向」、「周方向」及び「径方向」を示す。
また、以下では、図１において、矢印Ｘ１で示されている方向（紙面に沿って上方向）を「軸線方向第１側」といい、矢印Ｘ２で示されている方向（紙面に沿って下方向）を「軸線方向第２側」という。
また、図１、図２において、矢印Ｙ１で示されている方向（時計方向）を「周方向第１側」といい、矢印Ｙ２で示されている方向（反時計方向）を「周方向第２側」という。
勿論、「軸線方向第１側」、「軸線方向第２側」、「周方向第１側」及び「周方向第２側」を、逆の方向に規定することもできる。
【０００９】
図１～図１６を参照して、一実施形態の圧縮機１０と、一実施形態の圧縮機１０に用いられている一実施形態の電動機３０を説明する。
図１は、圧縮機１０の部分断面図であり、図２は、図１を矢印ＩＩ－ＩＩ線方向から見た断面図である。なお、図１には、電動機３０の概略構成が示されている。
図３は、カバー５００を取り外した状態における電動機３０の斜視図である。
図４は、第１の電気絶縁体アセンブリ２００の斜視図である。図５は、図３を矢印Ｖ方向から見た図であり、図６は、図５の、矢印ＶＩで示されている部分の拡大図であり、図７は、図６を、矢印ＶＩＩ方向から見た図である。
図８は、図３を矢印ＶＩＩＩ方向から見た図である。
図９は、カバー５００を取り付けた状態における電動機３０の斜視図であり、図１０は、図９を矢印Ｘ方向から見た図である。
図１１は、第１実施形態のカバー５００の斜視図であり、図１２は、図１１を矢印ＸＩＩ方向から見た図である。図１３は、図１２を矢印ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線方向から見た図であり、図１４は、図１２を矢印ＸＩＶ－ＸＩＶ線方向から見た図である。
図１５は、図１０を矢印ＸＶ－ＸＶ線方向から見た図であり、図１６は、図１０を矢印ＸＶＩ－ＸＶＩ線方向から見た図である。
【００１０】
圧縮機１０は、密閉容器２０、電動機３０、圧縮機構部（図示省略）により構成されている。電動機３０と圧縮機構部は、密閉容器２０の密閉容器内周面２１により形成される密閉容器空間内に収容されている。圧縮機構部と電動機３０の配置位置（上下方向の配置位置、左右方向の配置位置）は、適宜変更可能である。圧縮機構部としては、公知の圧縮機構部が用いられる。
電動機３０により圧縮機構部が駆動されると、吸入口から吸入された冷却媒体は、圧縮機構部で圧縮された後、吐出口から吐出される。
（【００１１】以降は省略されています）

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