JP7285097B2 - オープン巻線型モーター、圧縮機、および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、オープン巻線型モーター、圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。

互いに電気的に分離された三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線を有するオープン巻線型モーターが知られている。オープン巻線型モーターでは、各相の巻線は独立していて互いに結線されていない。各相の巻線の一方の端部は第一口出線に接続され、各相の巻線の他方の端部は第二口出線に接続されている。第一口出線および第二口出線は、モーターの外部に引き出されている。

オープン巻線型モーターは、第一口出線を介して各相の巻線の一方の端部に接続される第１のインバーター回路と、第二口出線を介して各相の巻線の他方の端部に接続される第２のインバーター回路と、を備える駆動回路によって回転駆動される。

特開２０１８－５０３６３号公報

９スロットタイプのオープン巻線型モーターでは、各相の巻線は３つのティースに巻き付けられている。各相の第一口出線および各相の第二口出線は、３つの巻線を並列に接続する。つまり、相毎に、第一口出線と３つの巻線とは３箇所で接続され、第二口出線と３つの巻線とは３箇所で接続される。したがって、三相全体では、都合１８箇所の接続箇所が存在する。

このように多数の接続箇所は、作業の手間を増加させる。作業の手間の増加は、結線ミスのような作業ミスによる品質の低下や、接続箇所ごとの作業のバラツキに起因する品質の低下を誘引する虞がある。

しかしながら、従来のオープン巻線型モーターは、これら口出線と巻線との接続の具体的な態様を明らかにしていない。

そこで、本発明は、９スロットの集中巻固定子を有し、かつ簡単な構造で巻線を巻くことが可能であって、作業ミスや作業のバラツキによる品質低下を防ぎ、製造性の高いオープン巻線型モーター、およびこのオープン巻線型モーターを用いた圧縮機、および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係るオープン巻線型モーターは、筒状の固定子と、前記固定子の内側に配置される回転子と、を備え、前記固定子は、筒状のヨーク、および前記ヨークの内側へ突出し、かつ間隔を隔てて周方向へ並ぶ９つのティースを有する鉄心と、前記鉄心の軸方向の両端面に設けられる複数の絶縁端板と、前記ティースと前記絶縁端板との間に巻き付けられる巻線と、備え、前記９つのティースは、隣り合う三相の前記巻線が同じ順序で並ぶ３つの区分を有し、前記巻線は、相毎に独立して３つのティースに連続して巻かれる３つの独立巻線であり、それぞれの前記独立巻線は、巻き始め端末線、１つめのティースに巻かれる部位、前記１つめのティースから２つめのティースに渡る渡り線、前記２つめのティースに巻かれる部位、前記２つめのティースから３つめのティースに渡る渡り線、前記３つめのティースに巻かれる部位、および巻き終わり端末線まで一続きであって、前記固定子は、相毎に２つ設けられ、各々、前記巻線の前記端末線と前記渡り線との２箇所を導通可能に接続して３つのスロットの巻線を並列に接続する端子を備えている。

また、本発明の実施形態に係る圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内の導入される冷媒を圧縮可能な圧縮機構部と、前記密閉容器に収容され、かつ前記圧縮機構部を駆動させる前記オープン巻線型モーターと、を備えている。

さらに、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置は、前記圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、吸熱器と、前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して冷媒を流通させる冷媒配管と、を備えている。

本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図。 本発明の実施形態に係る電動機の固定子を回転軸の中心線方向から示す図。 本発明の実施形態に係る電動機の三相の巻線の結線図。 本発明の実施形態に係る電動機の圧接端子の一例の図。 本発明の実施形態に係る電動機の渡り線と端末線との配線状態を示す平面図。 本発明の実施形態に係る電動機の渡り線と端末線との配線状態を示す側面図。 本発明の実施形態に係る電動機の固定子を外周側から見た展開図。 Ｕ相の巻線の配線経路を示す図。 Ｖ相の巻線の配線経路を示す図。 Ｗ相の巻線の配線経路を示す図。

本発明に係るオープン巻線型モーター、圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施形態について図１から図１０を参照して説明する。なお、複数の図面中、同じまたは相当する構成には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図である。

図１に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１は、密閉型の圧縮機２と、放熱器３と、膨張装置５と、吸熱器６と、アキュームレーター７と、冷媒配管８と、を備えている。冷媒配管８は、圧縮機２と放熱器３と膨張装置５と吸熱器６とアキュームレーター７とを順次に接続して冷媒を流通させる。

圧縮機２は、冷媒配管８を通じて吸熱器６を通過した冷媒を吸い込み、圧縮し、冷媒配管８を通じて高温高圧の冷媒を放熱器３へ吐き出す。

圧縮機２は、縦置きされる円筒状の密閉容器１１と、密閉容器１１内の上半部に配置されるオープン巻線型モーター１２（以下、単に「電動機１２」と言う。）と、密閉容器１１内の下半部に配置される圧縮機構部１３と、電動機１２の回転駆動力を圧縮機構部１３へ伝達する回転軸１５と、回転軸１５を回転自在に支持する主軸受１６と、主軸受１６と協働して回転軸１５を回転自在に支持する副軸受１７と、を備えている。

密閉容器１１は、上下方向に延びる円筒形状の胴部１１ａと、胴部の上端部を塞ぐ鏡板１１ｂと、胴部の下端部を塞ぐ鏡板１１ｃと、を備えている。

密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、冷媒の吐出用の吐出管８ａが接続されている。吐出管８ａは冷媒配管８に繋がれている。また、密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、電力供給用の密封端子部１８が２個設けられている。

電動機１２は、圧縮機構部１３を回転させる駆動力を発生させる。電動機１２は密閉容器１１の内壁に固定される筒状の固定子２１と、固定子２１の内側に配置され、かつ回転軸１５に固定される回転子２２と、固定子２１から引き出されて密封端子部１８に接続される複数の口出線２３と、を備えている。

回転子２２は、磁石収容孔（図示省略）を有する回転子鉄心２５と、磁石収容孔に収容される永久磁石と、を備えている。回転子２２は、固定子２１に対して回転可能であり、かつ回転軸１５に固定されている。回転子２２および回転軸１５の回転中心線Ｃは、実質的に固定子２１の中心線Ｐに一致している。

複数の口出線２３は、密封端子部１８を通じて固定子２１に電力を供給する配線であり、いわゆるリード線である。口出線２３は、電動機１２の種類に応じて複数配線される。本実施形態では６本の口出線２３が配線されている。

回転軸１５は、電動機１２と圧縮機構部１３とを連結している。回転軸１５は、電動機１２が発生させる回転駆動力を圧縮機構部１３に伝達する。

回転軸１５の中間部分１５ａは、電動機１２と圧縮機構部１３とを繋ぎ、主軸受１６によって回転可能に支持されている。回転軸１５の下端部分１５ｂは、副軸受１７によって回転可能に支持されている。主軸受１６および副軸受１７は、圧縮機構部１３の一部でもある。換言すると、回転軸１５は、圧縮機構部１３を貫通している。

また、回転軸１５は、主軸受１６に支持されている中間部分１５ａと副軸受１７に支持されている下端部分１５ｂとの間に、偏心部２６を備えている。偏心部２６は、回転軸１５の回転中心線に不一致な中心を有する円盤、あるいは円柱である。

圧縮機構部１３は、冷媒、つまり単一冷媒または混合冷媒を圧縮することができる。電動機１２が回転軸１５を回転駆動することによって、圧縮機構部１３は、冷媒配管８からガス状の冷媒を吸込んで圧縮し、かつ密閉容器１１内に吐出する。

圧縮機構部１３は、円形のシリンダー室３１を有するシリンダー３２と、シリンダー室３１内に配置される環状のローラー３３と、ローラ３３の外周面に接して往復動し、シリンダー室３１内を吸込室と圧縮室とに仕切るブレード３７と、を備えている。

シリンダー３２は、密閉容器１１に複数箇所で溶接、例えばスポット溶接によって固定されている。

シリンダー室３１は、シリンダー３２の内側の空間であって、主軸受１６および副軸受１７によって閉鎖されている。シリンダー室３１は、回転軸１５の偏心部２６を収容している。

主軸受１６は、ボルトなどの締結部材３４によってシリンダー３２に固定されている。主軸受１６には、シリンダー室３１内で圧縮された冷媒を吐出する吐出弁機構（図示省略）と、吐出弁機構に覆い被さる吐出マフラー３５と、が設けられている。吐出弁機構は、圧縮機構部１３の圧縮作用にともないシリンダー室３１内の圧力と吐出マフラー３５内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポートを開放して、圧縮された冷媒を吐出マフラー３５内に吐出する。吐出マフラー３５は、吐出マフラー３５の内外を繋ぐ吐出孔（図示省略）を有している。吐出マフラー３５内に吐出された圧縮冷媒は、吐出孔を通じて密閉容器１１内へ吐出される。

副軸受１７は、ボルトなどの締結部材３６によってシリンダー３２に固定されている。

ローラー３３は、偏心部２６の周面に嵌合されている。ローラー３３の外周面は、シリンダー室３１の内周面に線接触している。ローラー３３は、回転軸１５の回転にともなって、その外周面をシリンダー室３１の内周面に線接触させながら偏心運動する。

なお、ローラー３３とシリンダー３２との接触は直接的な接触ではなく、潤滑油３９の油膜（図示省略）を介在させた間接的なものであるが、説明の便宜のために、これら油膜を介した接触を単に「接触」と表現する。ローラー３３と偏心部２６との間、ローラー３３と主軸受１６との間、およびローラー３３と副軸受１７との間も同じである。

吸込管７ａは、密閉容器１１を貫いて、シリンダー３２のシリンダー室３１に接続されている。シリンダー３２には、吸込管７ａに繋がってシリンダー室３１に到達する吸込孔（図示省略）が設けられている。

密閉容器１１の下部は潤滑油３９で満たされている。そして、圧縮機構部１３の大部分は、密閉容器１１内の潤滑油３９中に浸されている。

次いで、電動機１２の固定子２１について詳しく説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る電動機の固定子を回転軸の中心線方向から示す図である。

図１に加えて図２に示すように、本実施形態に係る電動機１２は、三相９スロットタイプである。

固定子２１は、集中巻固定子である。固定子２１は、筒状のヨーク４１（いわゆる継鉄）と、ヨーク４１の内側へ突出し、かつ間隔を隔てて周方向へ並ぶ９つのティース４２と、を有する固定子鉄心４３を備えている。また、固定子２１は、固定子鉄心４３のそれぞれの端面に設けられる２つの絶縁端板４５と、複数の絶縁薄板（図示省略）と、ティース４２と２つの絶縁端板４５との間に巻き付けられる巻線４８と、備えている。

固定子２１の中心線Ｐの方向を「軸方向」と呼ぶ。固定子２１の中心線Ｐは、実質的に回転子２２の回転中心線Ｃに一致している。また、固定子２１の中心線Ｐに直行する平面において、固定子２１の中心線Ｐを通る方向を「径方向」と呼び、固定子２１の中心線Ｐを中心とする円周方向を「周方向」と呼ぶ。

固定子鉄心４３は、軸方向に積層され、かつ一体化された複数の薄板（図示省略）を有している。薄板は、プレス等で打ち抜かれた電磁鋼板である。固定子鉄心４３は、平行な一対の端面４３ａ、４３ｂを有している。一対の端面４３ａ、４３ｂの法線は、軸方向に向けられている。固定子鉄心４３の一方の端面４３ａは、固定子２１の上方側の面、つまり、密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂに近い。固定子鉄心４３の他方の端面４３ｂは、固定子２１の下方側の面、つまり、密閉容器１１の下方側の鏡板１１ｃに近く、かつ一方の端面４３ａよりも圧縮機構部１３に近い。一方の端面４３ａには、第一絶縁端板４５Ａが設けられ、他方の端面４３ｂには、第二絶縁端板４５Ｂが設けられている。

筒状のヨーク４１の中心線は、固定子２１の中心線Ｐに一致している。

９つのティース４２は、周方向へ実質的に等間隔、かつ放射状に並んでいる。それぞれのティース４２は、ヨーク４１から径方向内側に延びている。それぞれのティース４２は、ヨーク４１から径方向内側へ向かって延びるティース基部４２ａと、ティース基部４２ａの先端側に設けられて周方向へ延びるティース先端部４２ｂと、を有している。ティース先端部４２ｂは、ヨーク４１の内側を臨む、換言すると固定子２１を臨むティース先端面４２ｃを有している。

ティース先端面４２ｃは、固定子２１の中心線Ｐを中心とする円弧形状に形成されている。回転子２２は、複数のティース先端面４２ｃによって画定される回転子収容空間４３ｃ内に配置されている。回転子２２の外周面とティース先端面４２ｃとの間には、空隙が隔てられている。

ヨーク４１、および周方向に隣接する２つのティース４２は、スロット４９を画定している。スロット４９は、ティース４２と同数、つまり９つある。スロット４９は、隣接する２つのティース４２のティース先端部４２ｂの間にスロット開口部を有している。

さらに、固定子鉄心４３は、固定子鉄心４３の一方の端面４３ａから他方の端面４３ｂへ達する第一孔（図示省略）を有している。第一孔は、固定子鉄心４３の外周縁部、かつティース４２の根元部分に配置されている。第一孔は、固定子２１の中心線Ｐに実質的に平行に延びている。

絶縁端板４５は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer、Liquid Crystal Plastic、LCP、半・全芳香族ポリエステル）、ポリフェニレンスルファイド（PPS）、またはポリアミド（PA）の一体成型品である。先ず、２つの絶縁端板４５で共通する構成を説明する。そこで、以下の説明では第二絶縁端板４５Ｂの説明は省略し、第一絶縁端板４５Ａについて説明する。

第一絶縁端板４５Ａは、環状の外壁部材５１と、外壁部材５１の内側に配置され、かつ間隔を空けて周方向へ並ぶ複数の内壁部材５２と、外壁部材５１とそれぞれの内壁部材５２を連結する複数の連結部材５３と、を備えている。

外壁部材５１は、径方向に薄く、軸方向に延び、かつ周方向にひと続きのリングである。なお、周方向に不連続な略リング状であっても良い。

それぞれの内壁部材５２は、径方向に薄く、軸方向および周方向へ延びる円弧状の板体である。複数の内壁部材５２は、環状に並んでいる。

連結部材５３は、外壁部材５１の内周面と内壁部材５２の径方向外側の面との間に架け渡されている。

外壁部材５１、内壁部材５２、および連結部材５３は、巻線４８を収容する空間を区画している。

また、第一絶縁端板４５Ａは、固定子鉄心４３の端面４３ａに接する端面（図示省略）を有している。第一絶縁端板４５Ａの端面は、外壁部材５１、内壁部材５２、および連結部材５３に跨がっている。

外壁部材５１、隣接する２つの内壁部材５２および連結部材５３によって画定される空間は、固定子鉄心４３のスロット４９に繋がっている。

第一絶縁端板４５Ａの外壁部材５１、内壁部材５２、および連結部材５３は、それぞれ固定子鉄心４３のヨーク４１、ティース４２のティース先端部４２ｂ、およびティース基部４２ａに隣合わさるように配置される。

なお、内壁部材５２の内周面５２ａは、ティース４２のティース先端面４２ｃより回転子２２側、つまり径方向内側に突出しない。また、外壁部材５１の径方向外側の面５１ａ（外周面５１ａ）は、ヨーク４１の外周面４１ａより外側、つまり径方向外側に突出しない。

ティース先端面４２ｃは、固定子鉄心４３の内周面であり、ヨーク４１の外周面４１ａは、固定子鉄心４３の外周面である。内壁部材５２の内周面５２ａは、第一絶縁端板４５Ａの内周面であり、外周面５１ａは、第一絶縁端板４５Ａの外周面である。

絶縁薄板は、スロット４９に挿入されている。絶縁薄板は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）をシート状に形成したものである。絶縁薄板は、固定子鉄心４３の端面４３ａ、４３ｂから軸方向に突出している。そのため、絶縁薄板は、固定子鉄心４３の端面４３ａと第一絶縁端板４５Ａとの境界部分、および固定子鉄心４３の端面４３ｂと第二絶縁端板４５Ｂとの境界部分における絶縁不良を防止することができる。

巻線４８は、集中巻き方式により、固定子鉄心４３のティース４２のティース基部４２ａと第一絶縁端板４５Ａの連結部材５３、第二絶縁端板４５Ｂの連結部材５３に巻き付けられている。

巻線４８は、Ｕ相の巻線４８Ｕ、Ｖ相の巻線４８Ｖ、およびＷ相の巻線４８Ｗを含んでいる。巻線４８は、相毎に独立して３つのティース４２に連続して巻かれ、かつ個別に電圧が印加される独立巻線である。それぞれの相において、巻線４８の巻き方向は、ティース４２毎に交互に変わる。

ここで、説明の便宜のため、回転子２２の回転方向Ｒに見て、各相の巻線４８に昇順の番号を付与する。つまり、Ｕ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２、およびＵ相第三巻線４８Ｕ３、を有している。Ｖ相の巻線４８Ｖは、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１、Ｖ相第二巻線４８Ｖ２、およびＶ相第三巻線４８Ｖ３、を有している。Ｗ相の巻線４８Ｗは、Ｗ相第一巻線４８Ｗ１、Ｗ相第二巻線４８Ｗ２、およびＷ相第三巻線４８Ｗ３、を有している。

そして、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２、およびＵ相第三巻線４８Ｕ３は、連続して３つのティース４２に巻き付けられている。Ｕ相第二巻線４８Ｕ２の巻き方向は、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１の巻き方向の逆方向であり、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３の巻き方向は、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２の巻き方向の逆方向である。巻線４８を固定子２１の外周側から見たとき、例えば、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１は右巻き（時計方向）に巻かれ、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２は左巻き（反時計方向）に巻かれ、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３は右巻き（時計方向）に巻かれている。Ｖ相の巻線４８Ｖ、およびＷ相の巻線４８Ｗも同様であって、説明を省略する。

巻線４８は、相毎に周方向へ等間隔に並んでいる。換言すると、３つのＵ相の巻線４８Ｕ１、４８Ｕ２、４８Ｕ３は、周方向へ１２０度毎に並んでいる。Ｖ相、Ｗ相も同じである。つまり、隣り合う三相の巻線４８が同じ順序で並ぶ区分（領域）が、３区分（３領域）存在している。本実施形態では、固定子２１は、回転子２２の回転方向Ｒへ向かって、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１、Ｗ相第一巻線４８Ｗ１がこの順序で並ぶ第一区分５５Ａと、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２、Ｖ相第二巻線４８Ｖ２、Ｗ相第二巻線４８Ｗ２がこの順序で並ぶ第二区分５５Ｂと、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３、Ｖ相第二巻線４８Ｖ２、Ｗ相第三巻線４８Ｗ３がこの順序で並ぶ第三区分５５Ｃと、を有している。９つのティース４２についても、隣り合う三相の巻線４８が同じ順序で並ぶ３つの区分に分けられる。

本実施形態に係る巻線４８は、回転子２２の回転方向Ｒに見て、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１、Ｗ相第一巻線４８Ｗ１、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２、Ｖ相第二巻線４８Ｖ２、Ｗ相第二巻線４８Ｗ２、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３、Ｖ相第三巻線４８Ｖ３、Ｗ相第三巻線４８Ｗ３の順に並んでいる。

なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順は、異なっていても良い。

図３は、本発明の実施形態に係る電動機の三相の巻線の結線図である。

図３に示すように、本実施形態に係る電動機１２の固定子２１は、相毎に２つ設けられ、各々、巻線４８の２箇所を導通可能に接続して３つのスロット４９の巻線４８（例えばＵ相の３つの巻線４８Ｕ１、４８Ｕ２、４８Ｕ３）を並列に接続する複数の圧接端子５７を備えている。

つまり、Ｕ相の圧接端子５７Ｕは、Ｕ相の巻線４８Ｕの２箇所を導通可能に接続して３つの巻線４８Ｕ１、４８Ｕ２、４８Ｕ３を並列に接続する２つの圧接端子５７Ｕ１、５７Ｕ２を含んでいる。Ｖ相の圧接端子５７Ｖは、Ｖ相の巻線４８Ｖの２箇所を導通可能に接続して３つの巻線４８Ｖ１、４８Ｖ２、４８Ｖ３を並列に接続する２つの圧接端子５７Ｖ１、５７Ｖ２を含んでいる。Ｗ相の圧接端子５７Ｗは、Ｗ相の巻線４８Ｗの２箇所を導通可能に接続して３つの巻線４８Ｗ１、４８Ｗ２、４８Ｗ３を並列に接続する２つの圧接端子５７Ｗ１、５７Ｗ２を含んでいる。

Ｕ相第一圧接端子５７Ｕ１は、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１の端末線５８Ｕ１とＵ相の２つの巻線４８Ｕ２、４８Ｕ３の間の第一渡り線５９Ｕ１とを接続している。Ｕ相第一圧接端子５７Ｕ１は、Ｕ相第一口出線２３Ｕ１に接続されている。

Ｕ相第二圧接端子５７Ｕ２は、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３の端末線５８Ｕ２とＵ相の２つの巻線４８Ｕ１、４８Ｕ２の間の第二渡り線５９Ｕ２とを接続している。Ｕ相第二圧接端子５７Ｕ２は、Ｕ相第二口出線２３Ｕ２に接続されている。

Ｖ相第一圧接端子５７Ｖ１は、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１の端末線５８Ｖ１とＶ相の２つの巻線４８Ｖ２、４８Ｖ３の間の第一渡り線５９Ｖ１とを接続している。Ｖ相第一圧接端子５７Ｖ１は、Ｖ相第一口出線２３Ｖ１に接続されている。

Ｖ相第二圧接端子５７Ｖ２は、Ｖ相第三巻線４８Ｖ３の端末線５８Ｖ２とＶ相の２つの巻線４８Ｖ１、４８Ｖ２の間の第二渡り線５９Ｖ２とを接続している。Ｖ相第二圧接端子５７Ｖ２は、Ｖ相第二口出線２３Ｖ２に接続されている。

Ｗ相第一圧接端子５７Ｗ１は、Ｗ相第一巻線４８Ｗ１の端末線５８Ｗ１とＷ相の２つの巻線４８Ｗ２、４８Ｗ３の間の第一渡り線５９Ｗ１とを接続している。Ｗ相第一圧接端子５７Ｗ１は、Ｗ相第一口出線２３Ｗ１に接続されている。

Ｗ相第二圧接端子５７Ｗ２は、Ｗ相第三巻線４８Ｗ３の端末線５８Ｗ２とＷ相の２つの巻線４８Ｗ１、４８Ｗ２の間の第二渡り線５９Ｗ２とを接続している。Ｗ相第二圧接端子５７Ｗ２は、Ｗ相第二口出線２３Ｗ２に接続されている。

Ｕ相第一口出線２３Ｕ１は、２つの密封端子部１８の一方を介して、電動機１２の駆動回路（図示省略）の第一インバーター回路６１のＵ相に接続されている。Ｖ相第一口出線２３Ｖ１は、２つの密封端子部１８の一方を介して、電動機１２の駆動回路の第一インバーター回路６１のＶ相に接続されている。Ｗ相第一口出線２３Ｗ１は、２つの密封端子部１８の一方を介して、電動機１２の駆動回路の第一インバーター回路６１のＷ相に接続されている。Ｕ相第二口出線２３Ｕ２、Ｖ相第二口出線２３Ｖ２、およびＷ相第二口出線２３Ｗ２は、２つの密封端子部１８の他方を介して、電動機１２の駆動回路の第二インバーター回路６２のＵ相、Ｖ相、およびＷ相にそれぞれ接続されている。

以下、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のそれぞれの相における巻線４８、渡り線５９、端末線５８、口出線２３、ティース４２、およびスロット４９の関係を説明する場合には、各相を識別するためのＵ、Ｖ、Ｗの符号を付して説明し、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相に共通する巻線４８、渡り線５９、端末線５８、口出線２３、ティース４２、およびスロット４９の関係を説明する場合には、各相を識別するためのＵ、Ｖ、Ｗの符号の記載を省略する。

図４は、本発明の実施形態に係る電動機の圧接端子の一例の図である。

図４に示すように、本実施形態に係る電動機１２の圧接端子５７は、渡り線５９と端末線５８とを接続する。圧接端子５７は、３個の圧接用突部６５と、隣り合う圧接用突部６５の間に位置してＵ字状に切り込まれた２個の圧接スロット６６と、口出線２３を接続するためのタブ６７と、を備えている。圧接スロット６６の周縁には、刃部が形成されている。

図５は、本発明の実施形態に係る電動機の渡り線と端末線との配線状態を示す平面図である。

図６は、本発明の実施形態に係る電動機の渡り線と端末線との配線状態を示す側面図である。

図２に加えて、図５および図６に示すように、本実施形態に係る電動機１２の上方側の第一絶縁端板４５Ａは、巻線４８の２箇所および圧接端子５７を一括で保持する端子受け部６８を備えている。

また、端子受け部６８は、第一インバーター回路６１に接続される圧接端子５７を保持する第一端子受け部６９と、第二インバーター回路６２に接続される圧接端子５７を保持する第二端子受け部７０を、を含んでいる。

また、端子受け部６８は、巻線４８を巻き始めるティース４２の外周部、および巻線４８を巻き終えるティース４２の外周部に設けられている。端子受け部６８は、ティース４２を周方向へ二分する中心線上に配置されている。端子受け部６８は、渡り線５９と端末線５８とを保持する保持部７１と、圧接端子５７の圧接用突部６５が挿入される挿入部７２と、を備えている。

保持部７１に保持された渡り線５９と端末線５８とは、圧接端子５７の圧接スロット６６に圧入されている。渡り線５９と端末線５８との被膜（図示省略）は、渡り線５９と端末線５８とが圧入される圧接スロット６６の刃部に破られる。そして、渡り線５９と端末線５８とは、圧接端子５７を介して電気的に接続される。

保持部７１は、ティース４２の中心線に平行な２つの溝７３ｒ、７３ｌを有している。２つの溝７３ｒ、７３ｌには、圧接スロット６６に圧入される渡り線５９または端末線５８が配置される。２つの溝７３ｒ、７３ｌは、圧接端子５７の圧接用突部６５を下方に配置し、タブ６７を上方に配置して固定子２１の外周側から見たとき、端子受け部６８の右側を溝７３ｒとし、左側を溝７３ｌとする。

圧接端子５７のタブ６７には、口出線２３が接続される。

本実施形態に係る電動機１２は、各相について、２つの巻線４８の間の渡り線５９と１つの巻線４８の端末線５８とを口出線２３に接続している。そのため、電動機１２は、３つの巻線それぞれの端末線、つまり都合３つの端末線を１つの口出線に接続する場合に比べて、配線の本数を削減できて、かつ接続作業に掛かる手間を軽減できる。しかも、電動機１２は、渡り線５９と端末線５８とを、２つの圧接スロット６６を有する圧接端子５７で接続する。そのため、渡り線５９と端末線５８とを接続するに際して、渡り線５９および端末線５８の皮膜を剥離する必要がなく、接続作業に掛かる手間をさらに軽減できる。しかも、被膜を剥離することによる被膜片の発生がない。そのため、電動機１２は、被膜片が電動機１２の回転部の隙間に入り込むことはなく、電動機１２の性能が損なわれることはない。

次いで、巻線４８の配線経路について説明する。

図７は、本発明の実施形態に係る電動機の固定子を外周側から見た展開図である。

図８は、図２において、Ｖ相とＷ相との図示を省略し、Ｕ相の巻線の配線経路を示す図である。

なお、図７は、巻線４８の概略的な配線経路を示している。

図７および図８に示すように、本実施形態に係る電動機１２のＵ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３が巻き付けられるティース４２Ｕ３の外周部に配置されるＵ相第一端子受け部６９Ｕに、Ｕ相巻線４８Ｕの始端が保持されて巻き始められる。また、Ｕ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１が巻き付けられるティース４２Ｕ１の外周部に配置されるＵ相第二端子受け部７０Ｕに終端が保持されて巻き終えられる。Ｕ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第一端子受け部６９Ｕから出発し、Ｕ相第二巻線４８Ｕ２が巻き付けられるティース４２Ｕ２の外周部を経て、ティース４２Ｕ１にＵ相第一巻線４８Ｕ１が巻き付けられる。その後、Ｕ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第二端子受け部７０Ｕで折り返して、ティース４２Ｕ２にＵ相第二巻線４８Ｕ２が巻き付けられる。さらに、Ｕ相の巻線４８Ｕは、Ｕ相第一端子受け部６９Ｕを経てティース４２Ｕ３にＵ相第三巻線４８Ｕ３が巻き付けられ、その後、Ｕ相の巻線４８Ｕの終端がＵ相第二端子受け部７０Ｕに保持される。

Ｕ相の巻線４８Ｕの始端、つまり、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１の端末線５８Ｕ１は、Ｕ相第一端子受け部６９Ｕの保持部７１の右の溝７３ｒに保持されて巻き始められる。Ｕ相第一巻線４８Ｕ１の端末線５８Ｕ１は、Ｕ相第一端子受け部６９ＵからＵ相第二巻線４８Ｕ２が巻かれるティース４２Ｕ２の外周側、Ｗ相第二端子受け部７０Ｗ２の下方、およびＶ相第二端子受け部７０Ｖ２の下方を経て、ティース４２Ｕ１の外周部に達する。そして、端末線５８Ｕ１は、ティース４２Ｕ１に併設される、第一絶縁端板４５ＡのＵ相第一巻線用第一溝７５Ｕ１からスロット４９に入り込んでティース４２Ｕ１の根元に達する。ここでティース４２Ｕ１にＵ相第一巻線４８Ｕ１が巻き付けられる。Ｕ相第一巻線４８Ｕ１の巻き終わりは、第二渡り線５９Ｕ２に続いている。

第二渡り線５９Ｕ２は、Ｕ相第二端子受け部７０Ｕの保持部７１の右の溝７３ｒを固定子２１の内周側から外周側へ通って折り返し、スロット４９を軸方向へ通過して第二絶縁端板４５Ｂに達する。第二渡り線５９Ｕ２は、ティース４２Ｕ１に併設される、第二絶縁端板４５ＢのＵ相第一巻線用第二溝７５Ｕ２を通じてスロット４９から脱し、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１が巻かれるティース４２Ｖ１の外周側、Ｗ相第一巻線４８Ｗ１が巻かれるティース４２Ｗ１の外周側を経て、ティース４２Ｕ２の外周部に達する。そして、第二渡り線５９Ｕ２は、ティース４２Ｕ２に併設される、第二絶縁端板４５ＢのＵ相第二巻線用第一溝７６Ｕ１からスロット４９に入り込んでティース４２Ｕ２の根元に達する。ここでティース４２Ｕ２にＵ相第二巻線４８Ｕ２が巻き付けられる。Ｕ相第二巻線４８Ｕ２の巻き終わりは、第一渡り線５９Ｕ１に続いている。

第一渡り線５９Ｕ１は、ティース４２Ｕ２に併設される、第一絶縁端板４５ＡのＵ相第二巻線用第二溝７６Ｕ２を通じてスロット４９から脱し、Ｖ相第二巻線４８Ｖ２が巻かれるティース４２Ｖ２の外周側、Ｗ相第二巻線４８Ｗ２が巻かれるティース４２Ｗ２の外周側を経て、ティース４２Ｕ３の外周部に達する。そして、第一渡り線５９Ｕ１は、Ｕ相第一端子受け部６９Ｕの保持部７１の左の溝７３ｌを、固定子２１の外周側から内周側へ通り、スロット４９に入り込んでティース４２Ｕ３の根元に達する。ここでティース４２Ｕ３にＵ相第三巻線４８Ｕ３が巻き付けられる。Ｕ相第三巻線４８Ｕ３の巻き終わりは、Ｕ相の巻線４８Ｕの終端、つまり、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３の端末線５８Ｕ２に続いている。

端末線５８Ｕ２は、ティース４２Ｕ３に併設される、第一絶縁端板４５ＡのＵ相第三巻線用溝７７Ｕを通じてスロット４９から脱し、Ｖ相第三巻線４８Ｖ３が巻かれるティース４２Ｖ２の外周側、Ｗ相第三巻線４８Ｗ３が巻かれるティース４２Ｗ２の外周側を経て、ティース４２Ｕ１の外周部に達する。そして、端末線５８Ｕ２は、固定子２１の外周側から内周側へＵ相第二端子受け部７０Ｕの左側の溝７３ｌを通り保持される。ここでＵ相の巻線４８Ｕが巻き終わる。

図９は、図２において、Ｕ相とＷ相との図示を省略し、Ｖ相の巻線の配線経路を示す図である。

図１０は、図２において、Ｕ相とＶ相との図示を省略し、Ｗ相の巻線の配線経路を示す図である。

図７に加えて図９および図１０に示すように、Ｖ相の巻線４８Ｖ、およびＷ相の巻線４８ＷもＵ相の巻線４８Ｕと実質的に同様な配線経路を有するので、説明を省略する。

そして、図２に示すように、巻線４８を巻き始めるティース４２が含まれる区分５５、つまり第一区分５５Ａと、巻線４８を巻き終えるティース４２が含まれる区分５５、つまり第三区分５５Ｃとは、固定子２１の周方向において隣り合っている。なお、第一区分５５Ａには、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１、およびＷ相第一巻線４８Ｗ１が含まれている。第三区分５５Ｃには、Ｕ相第三巻線４８Ｕ３、Ｖ相第三巻線４８Ｖ３、およびＷ相第三巻線４８Ｗ３が含まれている。したがって、Ｕ相の巻線４８Ｕを巻き始めるティース４２Ｕ１が含まれる第一区分５５Ａと、Ｕ相の巻線４８Ｕを巻き終えるティース４２Ｕ３が含まれる第三区分５５Ｃとは、固定子２１の周方向において隣り合っている。Ｖ相の巻線４８Ｖを巻き始めるティース４２Ｖ１が含まれる第一区分５５Ａと、Ｖ相の巻線４８Ｖを巻き終えるティース４２Ｖ３が含まれる第三区分５５Ｃとは、固定子２１の周方向において隣り合っている。Ｗ相の巻線４８Ｗを巻き始めるティース４２Ｗ１が含まれる第一区分５５Ａと、Ｗ相の巻線４８Ｗを巻き終えるティース４２Ｗ３が含まれる第三区分５５Ｃとは、固定子２１の周方向において隣り合っている。

したがって、巻線４８は、第三区分５５Ｃに配置される第一端子受け部６９から出発し、第二区分５５Ｂのティース４２の外周部を経て第一区分５５Ａのティース４２に巻き付けられる。次いで、巻線４８は、第一区分５５Ａに配置される第二端子受け部７０を経て第二区分５５Ｂのティース４２に巻き付けられる。次いで、巻線４８は、第三区分５５Ｃに配置される第一端子受け部６９を経て第三区分５５Ｃのティース４２に巻き付けられ、第一区分５５Ａに配置される第二端子受け部７０に到着する。

つまり、巻線４８の始端、つまり第一区分５５Ａの巻線４８の端末線５８と、第二区分５５Ｂの巻線４８と第三区分５５Ｃの巻線４８との間の渡り線５９とが、第三区分５５Ｃに配置される第一端子受け部６９において、圧接端子５７を介して口出線２３（第一口出線）に接続される。また、第一区分５５Ａの巻線４８と第二区分５５Ｂの巻線４８との間の渡り線５９と、巻線４８の終端、つまり第三区分５５Ｃの巻線４８の端末線５８とが、第一区分５５Ａに配置される第二端子受け部７０において、圧接端子５７を介して口出線２３（第二口出線）に接続される。このような配線によって、ある相の３つのスロット４９の巻線４８が、並列に接続される。

なお、各相の巻き始めの巻線４８と巻き終わりの巻線４８とは、同じ区分に属していなくても良い。例えば、Ｕ相第一巻線４８Ｕ１、Ｖ相第一巻線４８Ｖ１、およびＷ相第一巻線４８Ｗ１は、異なる区分に属していても良い。Ｕ相第三巻線４８Ｕ３、Ｖ相第三巻線４８Ｖ３、およびＷ相第三巻線４８Ｗ３も、異なる区分に属していても良い。この場合には、各相の第一端子受け部６９も、同じ区分に属していなくても良いし、各相の第二端子受け部７０も、同じ区分に属していなくても良い。

このように本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、隣り合う三相の巻線４８が同じ順序で並ぶ３つの区分５５を有する９つのティース４２と、相毎に独立して３つのティース４２に連続して巻かれ、かつ個別に電圧が印加される巻線４８と、固定子２１は、相毎に２つ設けられ、各々、巻線４８の２箇所を導通可能に接続して３つのスロット４９の巻線４８（例えばＵ相の３つの巻線４８Ｕ１、４８Ｕ２、４８Ｕ３）を並列に接続する２つの圧接端子５７と、を備えている。そのため、冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、簡単な構造で巻線４８を巻くことが可能であって、作業ミスや作業のバラツキによる品質低下を防ぐことが可能であって、製造性が高い。

また、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、巻線４８の２箇所および圧接端子５７を一括で保持する端子受け部６８を備えている。そのため、冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、簡単な構造でスロット４９毎に独立する巻線４８を容易に並列に接続することができる。スロット４９毎に独立する巻線４８を容易に並列に接続できることは、作業ミスや作業のバラツキによる品質低下を防ぐことが可能であって、製造性が高い。

さらに、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、固定子鉄心４３の一方の端面側の第一絶縁端板４５Ａに設けられる端子受け部６８を備えている。そのため、冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、圧縮機２の密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂに設けられる密封端子部１８に口出線２３を接続する場合のように、電動機１２の片側の端面に口出線２３を容易に集中、集約して配線（口出線２３）の経路を容易に設定し得る。

なお、端子受け部６８は、固定子鉄心４３の両方の端面に分散して設けられていても良い。例えば、第一インバーター回路６１に接続される圧接端子５７を保持する第一端子受け部６９が固定子鉄心４３の一方の端面側の第一絶縁端板４５Ａに設けられ、第二インバーター回路６２に接続される圧接端子５７を保持する第二端子受け部７０が固定子鉄心４３の他方の端面側の第二絶縁端板４５Ｂに設けられていても良い。つまり、端子受け部６８は、電動機１２の用途に応じて軸方向における口出線２３の引き出し方向を好適に設定できる。

また、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、巻線４８を巻き始めるティース４２が含まれる第一区分５５Ａと、巻線４８を巻き終えるティース４２が含まれる第三区分５５Ｃと、を隣り合わせに配置している。そのため、冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２は、図７から図１０のように、巻線４８を交差させずに配線することができる。

したがって、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、圧縮機２、および電動機１２によれば、９スロット４９の集中巻の固定子２１を有し、かつ簡単な構造で巻線４８を巻くことが可能であって、作業ミスや作業のバラツキによる品質低下を防ぎ、製造性を高めることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…冷凍サイクル装置、２…圧縮機、３…放熱器、５…膨張装置、６…吸熱器、７…アキュームレーター、７ａ…吸込管、８…冷媒配管、８ａ…吐出管、１１…密閉容器、１１ａ…胴部、１１ｂ…鏡板、１１ｃ…鏡板、１２…オープン巻線型モーター、１２…電動機、１３…圧縮機構部、１５…回転軸、１５ａ…回転軸の中間部分、１５ｂ…回転軸の下端部分、１６…主軸受、１７…副軸受、１８…密封端子部、２１…固定子、２２…回転子、２３…口出線、２５…回転子鉄心、２６…偏心部、３１…シリンダー室、３２…シリンダー、３３…ローラー、３４…締結部材、３５…吐出マフラー、３６…締結部材、３９…潤滑油、４１…ヨーク、４１ａ…ヨークの外周面、４２…ティース、４２ａ…ティース基部、４２ｂ…ティース先端部、４２ｃ…ティース先端面、４３…固定子鉄心、４３ａ……固定子鉄心の一方の端面、４３ｂ…固定子鉄心の他方の端面、４３ｃ…回転子収容空間、４５…絶縁端板、４５Ａ…第一絶縁端板、４５Ｂ…第二絶縁端板、４８…巻線、４９…スロット、５１…外壁部材、５１ａ…外壁部材の外周面、５２…内壁部材、５２ａ…内壁部材の内周面、５３…連結部材、５５…区分、５５Ａ…第一区分、５５Ｂ…第二区分、５５Ｃ…第三区分、５７…圧接端子、５８…端末線、５９…渡り線、６１…第一インバーター回路、６２…第二インバーター回路、６５…圧接用突部、６６…圧接スロット、６７…タブ、６８…端子受け部、６９…第一端子受け部、７０…第二端子受け部、７１…保持部、７２…挿入部、７３ｒ、７３ｌ…保持部の溝、７５Ｕ１…Ｕ相第一巻線用第一溝、７５Ｕ２…Ｕ相第一巻線用第二溝、７６Ｕ１…Ｕ相第二巻線用第一溝、７６Ｕ２…Ｕ相第二巻線用第二溝、７７Ｕ…Ｕ相第三巻線用溝。

Claims (6)

1. 筒状の固定子と、
   前記固定子の内側に配置される回転子と、を備え、
   前記固定子は、
   筒状のヨーク、および前記ヨークの内側へ突出し、かつ間隔を隔てて周方向へ並ぶ９つのティースを有する鉄心と、
   前記鉄心の軸方向両端面に設けられる複数の絶縁端板と、
   前記９つのティースと前記絶縁端板との間に巻き付けられる巻線と、備え、
   前記９つのティースは、隣り合う三相の前記巻線が同じ順序で並ぶ３つの区分を有し、
   前記巻線は、相毎に独立して３つのティースに連続して巻かれる３つの独立巻線であり、
   それぞれの前記独立巻線は、巻き始め端末線、１つめのティースに巻かれる部位、前記１つめのティースから２つめのティースに渡る渡り線、前記２つめのティースに巻かれる部位、前記２つめのティースから３つめのティースに渡る渡り線、前記３つめのティースに巻かれる部位、および巻き終わり端末線まで一続きであって、
   前記固定子は、相毎に２つ設けられ、各々、前記巻線の前記端末線と前記渡り線との２箇所を導通可能に接続して３つのスロットの巻線を並列に接続する端子を備えるオープン巻線型モーター。
2. それぞれの相について、前記巻線を巻き始める前記ティースの外周部、および前記巻線を巻き終える前記ティースの外周部に設けられて、前記巻線の前記２箇所および前記端子を一括で保持する端子受け部を備える請求項１に記載のオープン巻線型モーター。
3. 前記端子受け部は、前記鉄心の一方の端面側の前記絶縁端板に設けられている請求項２に記載のオープン巻線型モーター。
4. 前記巻線を巻き始める前記ティースが含まれる前記区分と前記巻線を巻き終える前記ティースが含まれる前記区分とは、前記固定子の周方向において隣り合う請求項１から３のいずれか１項に記載のオープン巻線型モーター。
5. 密閉容器と、
   前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内の導入される冷媒を圧縮可能な圧縮機構部と、
   前記密閉容器に収容され、かつ前記圧縮機構部を駆動させる前記請求項１から４のいずれか１項に記載されるオープン巻線型モーターと、を備える圧縮機。
6. 請求項５に記載される圧縮機と、
   放熱器と、
   膨張装置と、
   吸熱器と、
   前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して冷媒を流通させる冷媒配管と、を備える冷凍サイクル装置。
   

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