(57)【要約】【課題】本発明は、アキシャルギャップ型モータを構成しているステータが複数の分割コアで構成されており、各分割コアが金属板の積層構造を有している場合において、当該構成を有するステータをハウジング内において安定的に固定することができる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機は、アキシャルギャップ型モータ１００、圧縮機駆動部９０およびこれらを収納するハウジング２００から成る。ステータ２０は、周方向に配設された複数の分割コア２１により構成されている。各分割コア２１は、複数の金属板２１ａの積層体から成る。少なくとも一の分割コア２１において、ハウジング２００側に位置する複数の金属板２１ａのうち、少なくとも２枚以上の金属板２１ａの各々は、ハウジング２００の内壁と接触している接触領域を有している。そして、当該接触領域において金属板２１ａとハウジング２００とは固定されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（ＡＸ）を中心として周方向に回転するロータ（１０）と、前記回転軸の方向に距離を置いて前記ロータと対向するステータ（２０）とを有する、アキシャルギャップ型モータ（１００）と、
前記アキシャルギャップ型モータにより駆動される圧縮機駆動部（９０）と、
前記アキシャルギャップ型モータおよび前記圧縮機駆動部を収納するハウジング（２００）と、
を備え、
前記ステータは、前記周方向に配設された複数の分割コア（２１）により構成されており、
前記分割コアは、前記回転軸を中心とした径方向に積層された複数の金属板（２１ａ）から構成されており、
少なくとも一の前記分割コアにおいて、前記ハウジング側に位置する複数の前記金属板のうち、少なくとも２枚以上の前記金属板の各々は、前記ハウジングの内壁と接触している接触領域を有しており、
前記接触領域において前記金属板と前記ハウジングとは固定されていること、を特徴とする圧縮機。
【請求項２】
第一の前記分割コア（２１Ｓ）は、複数の第一の前記金属板（２１ｓａ）から構成され、
第二の前記分割コア（２１Ｔ）は、複数の第二の前記金属板（２１ｔａ）から構成されており、前記第一の分割コアと隣接しており、
前記第一の金属板の前記周方向に現れる前記回転軸に近い側の第一の端縁部（２１ｓｐ）は、前記第二の金属板の前記周方向に現れる側面部の、前記第二の金属板の第二の端縁部を除く領域（２１ｔｄ）と接していること、を特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記径方向における前記分割コアと前記ハウジングとの間の空隙が、前記圧縮機駆動部によって圧縮される冷媒の通路（Ｒａ）として機能すること、を特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アキシャルギャップ型モータを原動力とする圧縮機に係る発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機やファンに用いられるモータはラジアルギャップ型が主体であった。このラジアルギャップ型モータは、圧縮機を構成しているパイプ状の側面を有するハウジング内に収納される。そして、ステータの外周がハウジングの内周に焼きばめされる。軸方向に長いステータの全周が焼きばめされるため、当該焼きばめを行ったとしてもステータの内周面の変形は少なく、エアギャップの精度への影響は僅少であった。
【０００３】
ところで、上記ラジアルギャップ型モータに対して、アキシャルギャップ型モータが近年注目されている（たとえば、特許文献１参照）。当該アキシャルギャップ型モータは、磁石面積が大きく取れ、小型化が可能であるという利点を有する。さらに、当該アキシャルギャップ型モータは、整列巻およびコイルの小型化によりモータ効率が向上するという利点も有する。
【０００４】
当該アキシャルギャップ型モータを側面部がパイプ形状のハウジング内に収納し、ステータの外周をハウジングの内周に焼きばめすることに関する技術として、特許文献２が存在する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５０７４５号公報
【特許文献２】特開２００７−３３００９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に係る技術では、ステータは複数の分割コアで構成されており、各分割コアは、鋼板の積層構造を有している。当該構成を有するステータを、ハウジング内において安定的に固定することが望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、アキシャルギャップ型モータを構成しているステータが複数の分割コアで構成されており、各分割コアが金属板の積層構造を有している場合において、当該構成を有するステータをハウジング内において安定的に固定することができる、圧縮機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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の圧縮機は、回転軸（ＡＸ）を中心として周方向に回転するロータ（１０）と、前記回転軸の方向に距離を置いて前記ロータと対向するステータ（２０）とを有する、アキシャルギャップ型モータ（１００）と、前記アキシャルギャップ型モータにより駆動される圧縮機駆動部（９０）と、前記アキシャルギャップ型モータおよび前記圧縮機駆動部を収納するハウジング（２００）と、を備え、前記ステータは、前記周方向に配設された複数の分割コア（２１）により構成されており、前記分割コアは、前記回転軸を中心とした径方向に積層された複数の金属板（２１ａ）から構成されており、少なくとも一の前記分割コアにおいて、前記ハウジング側に位置する複数の前記金属板のうち、少なくとも２枚以上の前記金属板の各々は、前記ハウジングの内壁と接触している接触領域を有しており、前記接触領域において前記金属板と前記ハウジングとは固定されている。
【０００９】
また、請求項２に記載の圧縮機は、請求項１に記載の圧縮機であって、第一の前記分割コア（２１Ｓ）は、複数の第一の前記金属板（２１ｓａ）から構成され、第二の前記分割コア（２１Ｔ）は、複数の第二の前記金属板（２１ｔａ）から構成されており、前記第一の分割コアと隣接しており、前記第一の金属板の前記周方向に現れる前記回転軸に近い側の第一の端縁部（２１ｓｐ）は、前記第二の金属板の前記周方向に現れる側面部の、前記第二の金属板の第二の端縁部を除く領域（２１ｔｄ）と接している。
【００１０】
また、請求項３に記載の圧縮機は、請求項１に記載の圧縮機であって、前記径方向における前記分割コアと前記ハウジングとの間の空隙が、前記圧縮機駆動部によって圧縮される冷媒の通路（Ｒａ）として機能する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の圧縮機では、一の分割コアを構成する金属板のうち、複数枚の金属板がハウジングの内壁と固定接続されている。したがって、ハウジング内における分割コアの配置位置を安定的にすることができる。換言すれば、ステータをハウジング内において安定的に固定することができる。これにより、分割コア（又はステータ）の配置位置ずれによりアキシャルギャップ型モータの安定的動作が阻害されることを防止できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の圧縮機では、第一の分割コアと第二の分割コアとの間において形成される空隙の大きさを抑制することができる。したがって、第一の分割コアと第二の分割コアとの間に流れる磁束の流れを阻害することを抑制できる。よって、アキシャルギャップ型モータの駆動効率を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の圧縮機では、ステータとハウジングとの安定的な固定と共に、ステータの冷却も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は、アキシャルギャップ型モータ１００を用いた圧縮機の断面図を示している。
【００１６】
この圧縮機は、図１に示すように、密閉容器であるハウジング２００と、ハウジング２００内に収納されたアキシャルギャップ型モータ１００と、ハウジング２００内に収納された圧縮機構部９０とを備えている。圧縮機構部９０は、アキシャルギャップ型モータ１００の図面上下側に各々配置され、アキシャルギャップ型モータ１００により駆動される。
【００１７】
ハウジング２００の側面部２００Ｐは略円筒形のパイプ状となっており、当該側面部２００Ｐによりアキシャルギャップ型モータ１００は囲繞され、かつ固定されている。アキシャルギャップ型モータ１００は、圧縮機構部９０から吐出された高圧の冷媒が満たされるハウジング２００内の領域に配置される。
【００１８】
上記圧縮機では、圧縮機構部９０の圧縮室（図示せず）に冷媒を供給し、アキシャルギャップ型モータ１００により圧縮機構部９０を駆動させて、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、潤滑油と共に、圧縮機構部９０の吐出孔（図示せず）からハウジング２００内に吐出され、アキシャルギャップ型モータ１００を通ってハウジング２００の外側に吐出される。
【００１９】
当該冷媒の流れにより、アキシャルギャップ型モータ１００（特に、後述するコイル５０等）を冷却することができる。
【００２０】
図２は、アキシャルギャップ型モータ１００の構造を示す拡大断面図である。
【００２１】
図２に示すように、アキシャルギャップ型モータ１００は、回転軸ＡＸを中心として周方向に回転する界磁子たるロータ１０と、回転軸ＡＸの方向に距離を置いてロータ１０と対向する電機子たるステータ２０と、ロータ１０に勘合されるシャフト３０とを備えている。シャフト３０は、圧縮機構部９０およびステータ２０において回転自在に支持されており、ロータ１０の回転力はシャフト３０を介して圧縮機構部９０に伝達される。
【００２２】
図２に示すように、ロータ１０は、バックヨーク１０ａ、永久磁石１０ｂおよびリラクタンスコア１０ｃを備える。なお、永久磁石１０ｂおよびリラクタンスコア１０ｃは各々、バックヨーク１０ａのステータ２０対向面において上記周方向に互いに接触せずに複数配設されている。バックヨーク１０ａは円板形状を有しており、当該バックヨーク１０ａの中央にはシャフト３０が勘合される円形の孔が形成されている。また、リラクタンスコア１０ｃは、リラクタンストルクを発生させる磁束を導く役割を有する。
【００２３】
また図２に示すように、永久磁石１０ｂおよびリラクタンスコア１０ｃの下面は、ステータ２０のティース部２０ａの上面とギャップＧａを挟んで対向している。
【００２４】
図２に示すように、ステータ２０のティース部２０ａには、当該ティース部２０ａを磁心として巻線５０が巻回されている。ここで当該巻線５０は、絶縁部材を介して当該ティース部２０ａに巻回される。当該ティース２０ａはロータ１０へ向かって回転軸ＡＸ方向に屹立している。
【００２５】
またステータ２０は、ハウジング２００の内壁と接触する接触領域を有している。そして、焼きばめ又はスポット溶接等により、当該接触領域においてステータ２０とハウジング２００とは固定されている。
【００２６】
図３は、ステータ２０の構成を示す斜視図である。また図４は、ステータ２０を構成する分割コア２１の構成を示す斜視図である。
【００２７】
アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、図３に示すように、ステータ２０は回転軸ＡＸを中心として周方向に配設された複数（図３の例では１２個）の分割コア２１により構成されている。図４に示すように、各分割コア２１は基部２０ｂとティース部２０ａから成る対称性を有する凸状の形状を有している。ここで、ティース部２０ａは、基部２０ｂの表面からロータ１０（図１，２参照）の配設されている方向に向かって、回転軸ＡＸに沿って突出している。また、回転軸ＡＸ方向から各分割コア２１を眺めると、基部２０ｂの表面はティース部２０ａの両側に現れる。
【００２８】
アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、図３に示すように磁束は、分割コア２１の接触部においても流れる。
【００２９】
また、図４に示す形状を有する各分割コア２１は、複数の金属板（たとえば、鋼板）２１ａを積層させることにより構成されている。アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、各金属板２１ａは回転軸ＡＸを中心として径方向Ｌに沿って積層されている。なお、各金属板２１ａ同士は、たとえば接着剤等で固着されている。
【００３０】
図５は、分割コア２１とハウジング２００の内壁との接触部付近の構成を示す拡大断面図である。
【００３１】
分割コア２１は、上述のように複数の金属板２１ａで構成されている。そして、図５に示すように、少なくとも一の分割コア２０において、ハウジング２００側に位置する幾つかの金属板２１ａのうち、少なくとも２枚以上の金属板２１ａの各々は、ハウジング２００の側面部２００Ｐの内壁と接触している接触領域（図５の黒印参照）を有している。図５の構成では、３枚の金属板２１ａがハウジング２００の内壁と接触している。
【００３２】
ステータ２０がハウジング２００内に収納されている状態において、図４，５に示すように、基部２０ｂを構成している部分における分割コア２１ａの上記周方向側の幅は、次のように段階的に変化する。
【００３３】
まず、分割コア２１を構成する金属板２１ａにおける基部２０ｂを構成する部分の上記周方向側の幅は、回転軸ＡＸから円筒形のハウジング２００の側面部２００Ｐに近づくに連れて大きくなる。そして、ハウジング２００の内壁と接触する最も回転軸ＡＸに近い側の金属板２１ａを起点として、金属板２１ａにおける基部２０ｂを構成する部分の上記周方向の幅は、回転軸ＡＸからハウジング２００に近づくに連れて小さくなる（図５参照）。なお、分割コア２１を構成する複数の金属板２１ａにおいて、上記起点となる金属板２１ａの周方向の幅は、最も大きい。図４，５において、斜線を付した金属板２１ａが上記起点となる部分であると把握できる。
【００３４】
図５の構成では、上記起点となる金属板２１ａを含め、これよりもハウジング２００側に位置する金属板２１ａが各々、ハウジング２００の内壁と接触する接触領域（図５の黒印参照）を有している。
【００３５】
そして、当該接触領域において、焼きばめ又はスポット溶接などにより、各金属板２１ａとハウジング２００とは固定接続されている。
【００３６】
以上のように、本実施の形態では、一の分割コア２１を構成する金属板２１ａのうち、複数枚の金属板２１ａがハウジング２００の内壁と固定接続されている。換言すれば、当該金属板２１ａとハウジング２００との間における複数の接触領域において、分割コア２１とハウジング２００とが固定されている。
【００３７】
したがって、ハウジング２００内における分割コア２１の配置位置を安定的にすることができる。換言すれば、ステータ２０をハウジング２００内において安定的に固定することができる。これにより、分割コア２１（又はステータ２０）の配置位置ずれによりアキシャルギャップ型モータ１００の安定的動作が阻害されることを防止できる。
【００３８】
なお、ステータ２０をハウジング２００に固定させることにより、隣接する分割コア２１同士に応力が働き、上記周方向に隣接する分割コア２１同士の側面同士を互いに接触・固定させることができる。分割コア２１の側面とは、アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、上記周方向側に現れる基部２０ｂの面である。
【００３９】
ここで、上記起点となる金属板２１ａとハウジング２００との間に、ハウジング２００に固定される金属板２１ａが多く配設されると、分割コア２１とハウジング２００との間に形成される冷媒通路として機能する領域を大きく確保することができなくなる。他方、上記起点となる金属板２１ａとハウジング２００との間に、ハウジング２００に固定される金属板２１ａが多く配設されると、分割コア２１はより強固にハウジング２００に固定される。よって、上記起点となる金属板２１ａとハウジング２００との間に配設される、ハウジング２００に固定される金属板２１ａの枚数は、これらのトレードオフの関係により決定される。
【００４０】
なお、上記径方向において分割コア２１とハウジング２００との間に形成される空隙Ｒａを、圧縮機駆動部９０によって圧縮される冷媒の通路として機能させる。これにより、ステータ２０とハウジング２００との安定的な固定と共に、ステータ２０の冷却も可能となる。
【００４１】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、ステータ２０を構成する分割コア２１同士の接触態様について説明する。本実施の形態では、アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、隣接する分割コア２１同士は図６に示すような態様で接触している。図６は、分割コア２１Ｓ，２１Ｔの基部２０ｂを回転軸ＡＸ方向から眺めた、接触部付近の拡大平面図である。
【００４２】
図６に示すように、第一の分割コア２１Ｓは複数の第一の金属板２１ｓａの積層構造であり、第二の分割コア２１Ｔは複数の第二の金属板２１ｔａの積層構造である。第一の分割コア２１Ｓの側面部は、第二の分割コア２１Ｔの側面部と接触している。
【００４３】
図６に示すように、基部２０ｂを構成している部分の各第一の金属板２１ｓａの上記周方向に現れる側面部が、基部２０ｂを構成している部分の各第二の金属板２１ｔａの上記周方向に現れる側面部と接している。より具体的に、アキシャルギャップ型モータ１００が構成されている状態において、各第一の金属板２１ｓａの上記周方向に現れる回転軸ＡＸに近い側の第一の端縁部２１ｓｐは、第二の金属板２１ｔａの上記周方向に現れる側面部と、各々接触している。
【００４４】
ここで当該第一の端縁部２１ｓｐは、第二の金属板２１ｔａの上記側面部において、上記周方向に現れる第二の金属板２１ｔａの第二の端縁部２１ｔｐを除く領域（以下、限定領域と称する）２１ｔｄと接している。つまり本実施の形態では、上記第一の端縁部２１ｓｐは上記第二の端縁部２１ｔｐと接することは無い。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、分割コア２１Ｓ，２１Ｔの側面部同士は上記接触態様にて接触している（図６参照）。
【００４６】
これにより、基部２０ｂを構成している部分の各第一の金属板２１ｓａの上記側面部と基部２０ｂを構成している部分の各第二の金属板２１ｔａの上記側面部との間に形成される空隙Ｖｂの大きさを、上記第一の端縁部２１ｓｐと上記第二の端縁部２１ｔｐとが接触する場合と比較して小さくすることができる。したがって、本実施の形態に係る分割コア２１Ｓ，２１Ｔ同士の接触態様（図６）を採用することにより、アキシャルギャップ型モータ１００の駆動効率を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記各実施の形態では、ハウジング２００内にステータ２０が収納されている状態において、各分割コア２１を径方向Ｌから眺めた場合には、当該各分割コア２１の平面形状は対象性を有する凸形状を有していた（図４参照）。つまり、上記各実施の形態では、当該凸形状を有する分割コア２１を上記周方向に配設することにより、ステータ２０が構成されていた。しかし、他の形状を有する分割コアを用いてステータ２０を構成した場合であっても、上記各実施の形態で説明した構成を採用することができる。
【００４８】
図７は、分割コアの他の形状を示す斜視図である。図８は、図７に示す分割コアを上記周方向に配設して構成されるステータ２０の構造を示す斜視図である。図７に示すように、各分割コア５１を径方向Ｌから眺めた場合には、当該各分割コア５１の平面形状は対象性を有する凹形状を有している。なお、当該図７に示す分割コア５１も、複数の金属板５１ａの積層体により構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】圧縮機の構成を示す断面図である。
【図２】アキシャルギャップ型モータの構成を示す断面図である。
【図３】ステータの構成を示す斜視図である。
【図４】分割コアの構成を示す図である。
【図５】ハウジングと分割コアとの接触態様を示す図である。
【図６】分割コア同士の接触対応を示す図である。
【図７】分割コアの他の構成を示す斜視図である。
【図８】ステータの他の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ロータ
１０ａ  バックヨーク
１０ｂ  永久磁石
１０ｃ  リラクタンスコア
２０  ステータ
２０ａ  ティース部
２０ｂ  基部
２１，５１  分割コア
２１Ｓ  第一の分割コア
２１Ｔ  第二の分割コア
２１ａ，５１ａ  金属板
２１ｓａ  第一の金属板
２１ｓｐ  第一の端縁部
２１ｔａ  第二の金属板
２１ｔｐ  第二の端縁部
２１ｔｄ  限定領域
３０  シャフト
５０  巻線
９０  圧縮機構部
１００  アキシャルギャップ型モータ
２００  ハウジング
２００Ｐ  側面部
Ｖｂ  空隙
Ｌ  径方向
ＡＸ  回転軸
Ｇａ  間隙
【図１】
2010043558.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010043558.tif 000009
【図８】
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