JP4868851B2

JP4868851B2 - 電動モータ

Info

Publication number: JP4868851B2
Application number: JP2005377876A
Authority: JP
Inventors: 雄大長谷川
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007181332A

Description

本発明は、電動モータに関し、とくに車両用空調装置に用いられるハイブリッド圧縮機に内蔵される電動モータに好適な電動モータに関する。

従来、電動モータのステータは図８に示すように形成されている。図８において、１００は電動圧縮機を示しており、電動圧縮機１００のハウジング１０１内には電動モータ１０２が収納されている。電動モータ１０２は、ロータ１０３と該ロータ１０３の外側に設けられたステータ１０４とを有している。ステータ１０４は、複数のボビン１０５を有しており、各ボビン１０５は略円周状に配置されている。ボビン１０５には、入力導線１０６が巻回されており、該導線１０６によりコイル部１０７が形成されている。入力導線１０６には、給電用外部端子１０８に接続されており、両者の接続部１０９はハウジング１０１に一体化された中空突出部１１０内に収納されている。

このような電動モータ１０２においては、入力導線１０６はステータ１０４の周方向に沿って引き回されており、導線１０６が他の周辺部材に接触するおそれがある。このため、導線１０６を結束部材１１１でステータ１０４を構成する絶縁部材１１２に結束するような方法が採用されていた。

しかし、結束部材１１１を用いて導線１０６を結束するのでは組み付け作業性が著しく低下するおそれがある。また、耐振性の向上、他部材との接触防止効果の向上を図るためには、多数の結束材１１１を用いて結束箇所を増やす必要があるが、この場合導線引き回しの自由度が低下し、組み付け作業性が一層低下するおそれがある。

なお、ステータのコイル部の保持方法としては、特許文献１のような提案がなされているが、入力導線の保持に関しては未だ提案されていない。
特開２００３−１９９２７７号公報

本発明の課題は、ステータへの入力導線のばらつきや他部材への接触を確実に防止し装置の信頼性、耐久性を向上しつつ、しかも組み付け作業性を向上できる電動モータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、導線が巻回されたコイル部が形成されたボビンが内周側に複数配列されたステータを有し、電動圧縮機に収納される内蔵電動モータからなる電動モータにおいて、前記ステータの軸方向端部にロック機構を介して着脱自在に係合され、少なくとも各コイル部への入力導線を保持する保持部材を設け、該保持部材には、各コイル部への入力導線が収納される収納部が前記ステータの周方向に沿って設けられ、該収納部は、前記ステータの導線の導入側から前記ステータの周方向に沿って徐々にその幅が狭くなっていることを特徴とするものからなる。このような構成においては、ステータの軸方向の端部にロック機構を介して保持部材が係合されるので、ステータへの入力導線のばらつきや他部材への接触を確実に防止できる。また、上記保持部材はステータに対し簡単に着脱できるので、ステータの組み立て作業性、ひいてはステータの電動モータへの組み付け作業性を向上できる。

上記保持部材には、各コイル部への入力導線が収納される収納部がステータの周方向に沿って設けられ、収納部は、ステータの導線の導入側からステータの周方向に沿って徐々にその幅が狭くなっている。このような収納部を設ければ、入力導線のばらつきや他部材への接触をより確実に防止できる。また、上記収納部は、たとえば保持部材に設けられた溝等から簡単に形成できる。

また、上記保持部材は、ドーナツ状に形成することができる。また、ドーナツ状に形成される保持部材の内周側および／または外周側は、入力導線の導入側に向かって徐々に径方向に突出されていることが好ましい。つまり、コイル部が形成されるボビンが円周状に配列される場合には、入力導線は周方向に引き回されることになり、入力導線の導入側においては導線が多く周方向にむかって徐々に少なくなる。したがって、ドーナツ状に形成される保持部材の内周側および／または外周側を、入力導線の導入側に向かって徐々に径方向に突出するように形成すれば、上記入力導線の本数に応じて保持部材の導線保持面積を変更できる。したがって、ステータの径方向の寸法が増大した場合においても、保持部材の大型化、重量増加等に伴うコストアップを最小限に抑制することができる。

上記ステータと保持部材とのロック機構はとくに限定されるものではないが、たとえばステータまたは保持部材に設けられた爪と、他方に形成され爪が係止される穴とを備えたものから構成できる。

本発明に係る電動モータは、該電動モータが収納される電動圧縮機に適用される。また、いわゆるハイブリッド圧縮機にも適用可能である。たとえば前記内蔵電動モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての前記内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機からなる場合にも適用可能である。

上記第１駆動源としては、たとえば車両用原動機を挙げることができる。

このような本発明に係る電動モータにおいては、ステータの軸方向の端部にロック機構を介して保持部材が係合されるので、ステータへの入力導線のばらつきや他部材への接触を確実に防止できる。また、上記保持部材はステータに対し簡単に着脱できるので、ステータの組み立て作業性、ひいてはステータの電動モータの組み付け作業性を向上できる。

以下に、本発明の電動モータの望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る電動モータが収納された電動圧縮機を示しており、本実施態様においてはハイブリッド圧縮機から構成されている。図１において、１はハイブリッド圧縮機を示している。

まず、図１に示したハイブリッド圧縮機について説明する。ハイブリッド圧縮機１はスクロール型の圧縮機からなり、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを有している。第１圧縮機構２は、固定スクロール４と、該固定スクロール４とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）５を形成する可動スクロール６に係合して可動スクロール６を旋回運動させる駆動軸７と、第１駆動源としての車両走行用の原動機（図示略）からの動力が伝達されるプーリ８と駆動軸７との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ９と、可動スクロール６の自転を阻止するボールカップリング１０とケーシング１１に形成された吸入ポート１２とを備えている。吸入ポート１２から吸入通路１３を通して吸入室１４へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）は、作動空間５内に取り込まれ、作動空間５が体積を減少させつつ固定スクロール４の中心へ向けて移動されることにより、作動空間５内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール４の中央部には吐出穴１５が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴１５、吐出通路１６、吐出ポート１７を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。

一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール１８と、固定スクロール１８とかみ合って複数の作動空間（流体ポケット）１９を形成する可動スクロール２０と、該可動スクロール２０に係合して可動スクロール２０を旋回運動させる駆動軸２１と、可動スクロール２０の自転を阻止するボールカップリング２２とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸２１を駆動するため、後述のような電動モータ２７が内蔵されている。この第２圧縮機構３においては、吸入ポート１２から第１圧縮機構２の吸入室１４へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）が、連通路２３を通して第２圧縮機構３の吸入室２４に吸入され、作動空間１９内に取り込まれ、作動空間１９が体積を減少させつつ固定スクロール１８の中心に向けて移動されることにより、作動空間１９内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール１８の中央部には吐出穴２５、吐出通路１６を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。なお吐出穴１５、２５はボール弁２６により開閉されるようになっている。

本実施態様では、第１圧縮機構２の固定スクロール４と第２圧縮機構３の固定スクロール１８とは背中合わせに配置されており、かつ、固定スクロール４、１８は一体化された固定スクロール部材４２として形成されている。

ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが稼動される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ２７には電力は供給されず、電動モータ２７は回転しない。したがって、第２圧縮機構３は作動しない。ハイブリッド圧縮機１が電動モータ２７のみにより駆動される場合には、電動モータ２７がオンされて回転し、電動モータ２７の回転が第２圧縮機構３の駆動軸２１へ伝達され、駆動軸２１により可動スクロール２０が旋回運動される。このとき、第１圧縮機構２の電磁クラッチ９には通電されず、第１駆動源としての車両用原動機の回転は第１圧縮機構２には伝達されない。したがって、第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール６に伝達されるとともに、電動モータ２７がオンされその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール２０に伝達される。

このように構成されたハイブリッド圧縮機１において、電動モータ２７は、駆動軸２１に固定された固定されるロータ２８と、ステータ２９とを有しており、ステータ２９はステータハウジング３０に固定されるとともに、電動モータ２７全体がステータハウジング３０に収納されている。

ステータ２９は、図２に示すように複数のボビン３１を有しており、各ボビン３１は略円周状に配置されている。ボビン３１には、入力導線３２が巻回されており、該導線３２によりコイル部３３が形成されている。入力導線３２には、給電用外部端子３４に接続されており、両者の接続部３５はステータハウジング３０に一体化された中空突出部３６内に収納されている。

ステータ２９の軸方向の端部には、各コイル部３３および入力導線３２を保持する保持部材３８が係合されている。本実施態様においては、保持部材３８は樹脂からなっており、図２に示すようにドーナツ状に形成されている。保持部材３８の端縁には図６、図７に示すように爪３９が設けられている。一方、ステータ２９のボビン３１には爪３３が係合される穴４０が設けられている。爪３９を穴４０に嵌合させることにより保持部材３８がステータ２９に係合されるようになっている。本実施態様においては、爪３９、穴４０によりロック機構４３が構成されている。なお、図２において、保持部材３８は断面で表示されているわけではないが、他の部材に対して保持部材３８を明示するためハッチングを施してある。

保持部材３８には、入力導線３２が収納される収納部４１が設けられている。本実施態様においては、収納部４１は溝から形成されており保持部材３８の周方向に延設されている。

給電用外部端子３４に接続された入力導線３２は、ステータ２９の周方向に沿って引き回されており、導入された入力導線３２は円周状に配置された各ボビン３１に巻回され各コイル部３３が形成される。このため、ステータ２９の導線の導入側３７においては入力導線３２の本数が多くステータ２９の周方向に沿って入力導線３２の本数は徐々に少なくなっている。このため、図４、図５に示すように収納部４１はステータ２９の導線の導入側３７からステータ２９の周方向に沿って徐々にその幅が狭くなっている。また、ドーナツ状に形成される保持部材３８の内周側は、ステータ２９の導線の導入側３７からステータ２９の周方向に沿って徐々に径方向の内側へ突出する形状に形成されている。

本実施態様においては、保持部材３８が、ステータ２９の軸方向端部にロック機構４３を介して着脱自在に係合され、各コイル部３３および入力導線３２が保持されているので、ステータ２９への入力導線３２のばらつきや他部材への接触を確実に防止できる。また、上記保持部材３８はステータ２９に対し簡単に着脱できるので、ステータ２９の組み立て作業性、ひいてはステータ２９の電動モータ２７への組み付け作業性を向上できる。

また、保持部材３８には、各コイル部３３への入力導線３２が収納される収納部４１が設けられているので、入力導線３２のばらつきや他部材への接触をより確実に防止できる。また、上記収納部４１は、ステータ２９の導線の導入側３７からステータ２９の周方向に沿って徐々にその幅が狭くなっている。つまり、収納部４１内に収納される入力導線３２の本数に応じて収納部４１の幅が変更され、入力導線３２が収納部４１内に確実に収納することができる。また、ドーナツ状に形成される保持部材３８の内周側は、ステータ２９の導線の導入側３７からステータ２９の周方向に沿って徐々に径方向の内側へ突出する形状に形成されている。したがって、入力導線３２の本数に応じて保持部材３８の導線保持面積を変更できる。したがって、保持すべき導線３２の数が増大した場合においても、保持部材３８の大型化、重量増加等に伴うコストアップを最小限に抑制することができる。

本発明に係る電動モータは、電動モータとくに電動圧縮機に内蔵される電動モータに適用でき、なかでもハイブリッド圧縮機の電動モータとして好適である。

本発明の一実施態様に係る電動モータが適用されたハイブリッド圧縮機の縦断面図である。図１のハイブリッド圧縮機のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図２のハイブリッド圧縮機のＩＩＩ矢視図である。図２のハイブリッド圧縮機のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図２のハイブリッド圧縮機のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図２のハイブリッド圧縮機のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図６Ａ部の拡大断面図である。従来の電動モータが適用された圧縮機の横断面図である。

符号の説明

１ハイブリッド圧縮機
２第１圧縮機構
３第２圧縮機構
４、１８固定スクロール
５、１９作動空間
６、２０可動スクロール
７、２１駆動軸
８プーリ
９電磁クラッチ
１０、２２ボールカップリング
１１ケーシング
１２吸入ポート
１３吸入通路
１４、２４吸入室
１５、２５吐出穴
１６吐出通路
１７吐出ポート
２３連通路
２６ボール弁
２７電動モータ
２８ロータ
２９ステータ
３０ステータハウジング
３１ボビン
３２入力導線
３３コイル部
３４給電用外部端子
３５接続部
３６中空突出部
３７導線の導入側
３８保持部材
３９爪
４０穴
４１入力導線の収納部
４２固定スクロール部材
４３ロック機構

Claims

導線が巻回されたコイル部が形成されたボビンが内周側に複数配列されたステータを有し、電動圧縮機に収納される内蔵電動モータからなる電動モータにおいて、前記ステータの軸方向端部にロック機構を介して着脱自在に係合され、少なくとも各コイル部への入力導線を保持する保持部材を設け、該保持部材には、各コイル部への入力導線が収納される収納部が前記ステータの周方向に沿って設けられ、該収納部は、前記ステータの導線の導入側から前記ステータの周方向に沿って徐々にその幅が狭くなっていることを特徴とする電動モータ。
前記保持部材がドーナツ状に形成されている、請求項１に記載の電動モータ。
前記ドーナツ状に形成される保持部材の内周側および／または外周側が、前記入力導線のステータへの導入側に向けて徐々に径方向に突出されている、請求項２に記載の電動モータ。
前記ロック機構が、前記ステータまたは保持部材のいずれか一方に形成された爪と、他方に形成され前記爪が係止される穴とを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の電動モータ。
前記電動圧縮機が、前記内蔵電動モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての前記内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機からなる、請求項１ないし４のいずれかに記載の電動モータ。
前記第１駆動源が車両用原動機からなる、請求項５に記載の電動モータ。