(57)【要約】  コアバック部とティース部とを有する固定子鉄心板を複数枚積層して構成される固定子鉄心を備えた電動機の固定子に関する。固定子鉄心板同士は、コアバック部に設けられたカシメ部によって互いに連結されている。固定子鉄心板は、固定子鉄心板に入れられた２本の切り込み間に位置する部分を固定子鉄心板の面方向と直交する方向に切り起こした形状の突出部と、固定子鉄心板を貫通する貫通部とを備える。積層方向に隣接する固定子鉄心板同士で互いに、突出部と貫通部とが入れ違いの位置関係になっており、突出部の２つの切り込み端面が、突出部の先端側に重ねられた固定子鉄心板の貫通部に圧入されてカシメ部が構成される一方、２つの切り込み端面以外の面が、貫通部の内面に接触せずに貫通部内に位置することで、固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有する。
2019175930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアバック部とティース部とを有する固定子鉄心板を複数枚積層して構成される固定子鉄心を備えた電動機の固定子において、
前記固定子鉄心板同士が、前記コアバック部に設けられたカシメ部によって互いに連結されており、
前記固定子鉄心板は、前記固定子鉄心板に入れられた２本の切り込み間に位置する部分を前記固定子鉄心板の面方向と直交する方向に切り起こした形状の突出部と、前記固定子鉄心板を貫通する貫通部とを備え、積層方向に隣接する前記固定子鉄心板同士で互いに、前記突出部と前記貫通部とが入れ違いの位置関係になっており、
前記突出部の２つの切り込み端面が、前記突出部の先端側に重ねられた前記固定子鉄心板の前記貫通部に圧入されて前記カシメ部が構成される一方、前記２つの切り込み端面以外の面が、前記貫通部の内面に接触せずに前記貫通部内に位置することで、前記固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有する電動機の固定子。
【請求項２】
２つの前記突出部と２つの前記貫通部とがそれぞれ、前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称に形成されている請求項１記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称な２つの前記突出部を１組としたとき、前記固定子鉄心板は、前記突出部を１組有し、
前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称な２つの前記貫通部を１組としたとき、前記固定子鉄心板は、前記貫通部を２組有し、
積層方向に隣接する前記固定子鉄心板同士で互いに、前記突出部と前記貫通部とが入れ違いの位置関係となる部分と、前記貫通部が積層方向に２つ重なる部分とを有し、
前記固定子鉄心は、前記固定子鉄心板の前記突出部が、前記突出部の先端側に重ねられた前記固定子鉄心板とその次の前記固定子鉄心板とにおいて２つ重なる前記貫通部に圧入されて前記カシメ部が構成され、前記固定子鉄心板同士が互いに連結された構造を有する請求項２記載の電動機の固定子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の固定子と、回転子とを備えた電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機の固定子及び電動機に関するものであり、更に詳しくは、固定子の固定子鉄心の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば密閉型圧縮機に搭載される電動機の固定子は、複数の固定子鉄心を円環状に組み合わせて形成されている（例えば、特許文献１参照）。固定子鉄心は、電磁鋼板で構成された固定子鉄心板を複数枚、積層し、カシメ部によって互いに固定された構成を有する。固定子鉄心板は、円弧状のコアバック部と、コアバック部から固定子の軸心方向に延びるティース部とから構成されており、特許文献１では、カシメ部が、コアバック部に２箇所、ティース部に１箇所、設けられている。【０００３】
カシメ部は、固定子鉄心板を塑性変形して構成されるため、カシメ部には残留応力が発生する。このように残留応力が発生すると、カシメ部又はカシメ部近傍を磁束が通過する際に渦電流が発生し、鉄損が増加する。よって、これを改善するには、電動機運転時の磁束密度の高い部分、具体的にはコアバック部よりも磁束密度の高いティース部にカシメ部を設けない構成とすることが有効である。この構成とすることで、鉄損低減による電動機の効率を改善することが可能である。【０００４】
しかし、集中巻の電動機の場合、ティース部のみに巻線が施されるため、ティース部には、積層した固定子鉄心板を圧縮する方向に力が働く。これにより、積層された固定子鉄心板同士の隙間である積層隙間が、ティース部側では押しつぶされて短くなる一方、コアバック部側では、カシメ部があるため元々の長さが維持される。よって、固定子鉄心の厚みが、コアバック部側よりもティース部側で短くなる。つまり、固定子鉄心に、部分的な積厚差及び占積率差が生じる。ここで、占積率とは、ティース部に巻かれたコイルの断面に占める導体の割合である。【０００５】
このような積厚差及び占積率差が生じると、巻線の整列性確保が難しくなり、隣接する相の巻線同士が干渉する。これにより、巻線品質の一つである絶縁性の悪化、及び、巻線の弛みが生じ、その手直し等でモータ生産の際の歩留まり悪化が生じてしまう。このため、巻線の整列性確保の難易度が高い細線を使用して高巻数化を図り、モータ効率改善を狙う場合に技術的な障壁となっていた。【０００６】
これに対して、特許文献１では、ティース部にカシメ部を設けるものの、そのカシメ部の形状を工夫することで、積層間の絶縁を維持しながら巻線する構成としている。これにより、磁束密度の高いティース部にカシメ部を設けながらも、カシメ部による渦電流損失を低減し、高巻線品質を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０４３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、ティース部に設けるカシメ部の形状を工夫しており、ティース部のカシメ部は、コアバック部に設けるカシメ部と形状が異なったものとなっている。このように、カシメ部の形状がティース部とコアバック部とで異なると、ティース部側とコアバック部側とで、ティース部に巻線を施した後の積層隙間を均一にすることは難しいと考えられる。よって、コアバック部側とティース部側とで積厚差及び占積率差が生じる可能性がある。【０００９】
なお、特許文献１は、ティース部にカシメ部を設けることによる鉄損を低減するにあたり、ティース部にカシメ部を設けたままで渦電流を低減できるように、かしめ部の形状を工夫するというアプローチである。しかし、別のアプローチとして、ティース部にカシメ部を設けない構成としても積厚差及び占積率差が生じない構造を得るというアプローチも考えられる。しかし、特許文献１では、このアプローチについて全く検討されていない。【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ティース部にカシメ部を設けない構成としながらも、固定子鉄心の局所的な積厚差及び占積率差を防止できる電動機の固定子及び電動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】
【００１１】
この発明に係る電動機の固定子は、コアバック部とティース部とを有する固定子鉄心板を複数枚積層して構成される固定子鉄心を備えた電動機の固定子において、固定子鉄心板同士が、コアバック部に設けられたカシメ部によって互いに連結されており、固定子鉄心板は、固定子鉄心板に入れられた２本の切り込み間に位置する部分を固定子鉄心板の面方向と直交する方向に切り起こした形状の突出部と、固定子鉄心板を貫通する貫通部とを備え、積層方向に隣接する固定子鉄心板同士で互いに、突出部と貫通部とが入れ違いの位置関係になっており、突出部の２つの切り込み端面が、突出部の先端側に重ねられた固定子鉄心板の貫通部に圧入されてカシメ部が構成される一方、２つの切り込み端面以外の面が、貫通部の内面に接触せずに貫通部内に位置することで、固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、コアバック部にカシメ部が設けられており、カシメ部で固定子鉄心板同士が結合された状態において、固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有するため、ティース部にカシメ部を設けない構成としながらも、固定子鉄心の局所的な積厚差及び占積率差を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の概略断面図である。
【図２】固定子鉄心における磁束イメージを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の分解斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の突出部の拡大斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心を示す図である。
【図６】図５（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。
【図７】図５（ｃ）の拡大図である。
【図８】図５（ｄ）の拡大図である。
【図９】図５（ｅ）の拡大図である。
【図１０】図６の点線で囲った部分の拡大図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の中心線での断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の分解斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心を示す図である。
【図１４】図１３（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。
【図１５】図１３（ｃ）の拡大図である。
【図１６】図１３（ｄ）の拡大図である。
【図１７】図１３（ｅ）の拡大図である。
【図１８】図１３（ｆ）の拡大図である。
【図１９】図１４の点線で囲った部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１５】
実施の形態１．
まず、この実施の形態１の電動機の固定子を備えた密閉型圧縮機について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の概略断面図である。以下、密閉型圧縮機の全体構成を説明する。
密閉型圧縮機１３０として、１シリンダ型ロータリ圧縮機を一例として説明する。密閉型圧縮機１３０は、上部容器１０１ａと下部容器１０１ｂとで構成される密閉容器１０１内に、冷媒を圧縮する圧縮要素１０２と、この圧縮要素１０２を駆動する電動機１０３とを収納している。圧縮要素１０２と電動機１０３とは、クランクシャフト１０４で連結され、圧縮要素１０２が密閉容器１０１の下部に、電動機１０３が密閉容器１０１の上部に収納されている。また、密閉容器１０１の側面には、ガスを吸入するための吸入連結管１２８が接続され、密閉容器１０１の上面には、圧縮したガスを吐出するための吐出管１２９が接続されている。
【００１６】
電動機１０３は、環状の固定子１と、固定子１の内周側に回転自在に保持される回転子５とを備えている。電動機１０３には、例えば、ブラシレスＤＣモータが用いられる。固定子１は下部容器１０１ｂに焼嵌めで固定されている。回転子５は焼嵌めによりクランクシャフト１０４に固定されている。
【００１７】
固定子１は、複数の固定子鉄心１０を円環状に組み合わせて形成されている。固定子鉄心１０は、薄板電磁鋼板を打抜き形成された固定子鉄心板１１を積層して構成されている。固定子鉄心１０には、絶縁材で形成されたインシュレータ３が固定子１の軸方向における両端部に取り付けられている。そして、固定子鉄心１０に、インシュレータ３を介してコイル４が巻装されている。
【００１８】
固定子１のリード線９は、密閉容器１０１の外部から電力を供給するために上部容器１０１ａに設けられたガラス端子１１９に接続される。そして、固定子１に電力が供給されたとき、クランクシャフト１０４及び回転子５が回転する。
【００１９】
回転子５は、薄板の電磁鋼板を打抜き形成された回転子鉄心板を積層して構成された環状のコア５ａを有する。コア５ａには磁石挿入穴２４ａが形成されており、磁石挿入穴２４ａに、磁極を構成する永久磁石２４が埋設されている。また、回転子５は、コア５ａの軸方向の両端部に、上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂを有する。上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂは、圧縮要素１０２における偏心回転時のクランクシャフト１０４周りに生じる遠心力をキャンセルする役割を有する。上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂは更に、永久磁石２４が磁石挿入穴２４ａから抜け落ちないように支持する端板の役割も兼ねている。なお、端板は上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂとは別部品で構成してもよい。
【００２０】
コア５ａ、上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂには、軸方向に貫通するリベット挿通孔２６ａが形成されており、リベット挿通孔２６ａにリベット２６が挿入されて軸方向に回転子全体が締結されている。
【００２１】
また、コア５ａ、上バランスウェイト２５ａ及び下バランスウェイト２５ｂには、軸方向に貫通する冷媒流路２７が形成されている。冷媒流路２７は、圧縮要素１０２から吐出された冷媒ガスを密閉容器１０１の上部へ導くと共に、冷媒ガスと共に密閉容器１０１の上部に導かれた冷凍機油を、密閉容器１０１の下部に落とすための役割を持つ。また、固定子１の外周面と密閉容器１０１の内周面との間には、密閉容器１０１の上部と下部を連通する隙間が形成されて冷媒流路が形成されており、冷媒流路２７と同様の役割を持っている。
【００２２】
クランクシャフト１０４は、クランクシャフト１０４の上部を構成する長軸部１０４ａと、クランクシャフト１０４の下部を構成する短軸部１０４ｂと、これら長軸部１０４ａと短軸部１０４ｂとの間に形成された偏心軸部１０４ｃと、で構成されている。偏心軸部１０４ｃは、その中心軸が長軸部１０４ａ及び短軸１０４ｃ部の中心軸から所定距離だけ偏心している。そして、偏心軸部１０４ｃは、圧縮要素１０２の後述するシリンダ室１０８に配置され、シリンダ室１０８内で偏心回転運動する構成となっている。
【００２３】
圧縮要素１０２は、シリンダ１０５と、ローリングピストン１０９と、図示しないベーン等を備えている。シリンダ１０５は平板で構成され、その略中心には、略円筒状の貫通孔が軸方向に貫通形成されている。この貫通孔の軸方向の両端は、主軸受け１０６及び副軸受け１０７で閉塞され、シリンダ１０５内に円筒形状のシリンダ室１０８が形成されている。そして、シリンダ１０５室内には、ローリングピストン１０９が配置されている。
【００２４】
ローリングピストン１０９は円環状に形成されており、クランクシャフト１０４の偏心軸部１０４ｃに摺動自在に設けられている。また、シリンダ１０５には、径方向に延びる溝が形成されており、この溝にベーン（図示せず）が収納されて径方向に往復運動するようになっている。このベーンの先端部が、ローリングピストン１０９の外周部に当接することにより、シリンダ室１０８が吸入室と圧縮室とに分割される。
【００２５】
シリンダ１０５には、密閉容器１０１を貫通して設けられた吸入連結管１２８の密閉容器１０１内の一端が接続され、吸入連結管１２８の密閉容器１０１外の他端に、吸入マフラー１２７が接続されている。吸入マフラー１２７は、密閉容器１０１に隣接して配置されており、シリンダ室１０８内の吸入室に吸入連結管１２８で連通している。吸入マフラー１２７は、液冷媒を貯留するアキュムレータとしての役割と冷媒音を消去する役割とを有している。
【００２６】
シリンダ１０５には更に、シリンダ室１０８の圧縮室内で圧縮された冷媒をシリンダ室１０８から吐出する吐出口（図示せず）が設けられている。そして、吐出口を覆うように吐出マフラー１１０が取り付けられている。吐出マフラー１１０には吐出口１１０ａが形成されている。
【００２７】
このように構成された圧縮要素１０２では、電動機１０３に電力が供給されると、電動機１０３によってクランクシャフト１０４が回転する。クランクシャフト１０４が回転することにより、シリンダ１０５内で偏心軸部１０４ｃが偏心回転運動する。
【００２８】
偏心軸部１０４ｃの偏心回転運動に伴い、ローリングピストン１０９がシリンダ１０５内を偏心回転運動する。ローリングピストン１０９の回転に伴い、冷媒ガスが吸入された吸入室が圧縮室に転じ、圧縮室の容積が徐々に縮小されることで冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダ１０５の吐出口（図示せず）から吐出マフラー１１０内に吐出され、吐出マフラー１１０に形成された吐出口１１０ａから密閉容器１０１の内部空間に吐出される。密閉容器１０１の内部空間に吐出された冷媒ガスは、電動機１０３を通り、吐出管１２９から冷凍サイクル装置へ送り出される。
【００２９】
ここでは密閉型圧縮機の一例として、ロータリ型圧縮機を一例に示したが、スクロール型又はレシプロ型等、電動機が密閉容器内に配置される密閉型圧縮機であればその圧縮構造を問わない。
【００３０】
この実施の形態１は、固定子１の構造に特徴を有している。以下、固定子１の構造を説明するに先立って、電動機１０３の運転時の固定子鉄心１０における磁束密度について説明する。
【００３１】
図２は、固定子鉄心における磁束イメージを示す図である。図２において、矢印は磁束を示している。
固定子鉄心１０を構成する固定子鉄心板１１は、円弧状のコアバック部１２と、コアバック部１２から固定子１の軸心方向に突出して形成されたティース部１３とから構成されている。固定子鉄心板１１においてティース部１３は、図２に示したようにコアバック部１２に比べて磁束密度が高い。この実施の形態１では、磁束密度が高いティース部１３にはカシメ部を設けず、磁束密度の低い低磁束密度領域（図２において点線で囲った部分）にカシメ部を設けた構成とする。カシメ部の構成については後述する。このように、磁束密度が高いティース部１３にカシメ部を設けないことで、鉄損低減によるモータ効率改善を図る。
【００３２】
また、この実施の形態１は、ティース部１３にカシメ部を設けないことで生じる、固定子鉄心１０における部分的な積厚差及び占積率差の拡大を抑制することを可能とする構造を特徴としている。以下、この特徴部分の構造について説明する。
【００３３】
図３は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の分解斜視図である。図４は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の突出部の拡大斜視図である。図５は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心を示す図である。図５（ａ）は平面図である。図５（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断した端面図である。図５（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断した端面図である。図５（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃで切断した端面図である。図５（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄで切断した端面図である。図６は、図５（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。図７は、図５（ｃ）の拡大図である。図８は、図５（ｄ）の拡大図である。図９は、図５（ｅ）の拡大図である。
【００３４】
固定子鉄心１０は、上述したように、複数の固定子鉄心板１１を積層した構成を有する。固定子鉄心板１１には、図３に示すように固定子鉄心板１１ａと固定子鉄心板１１ｂとの２パターンあり、固定子鉄心板１１ａと固定子鉄心板１１ｂとでは、後述の突出部２１と貫通部２２との形成位置が異なっている。図３では、突出部２１と貫通部２２とを見た目上、区別するため、突出部２１を点線で図示し、貫通部２２を実線で図示している。そして、固定子鉄心１０は、固定子鉄心板１１ａと固定子鉄心板１１ｂとを交互に積層し、そして、最も端に固定子鉄心板１１ｃを積層した構成を有する。以下、固定子鉄心板１１ａ〜１１ｃを区別しない場合は、総称して固定子鉄心板１１という。
【００３５】
固定子鉄心板１１ａ及び固定子鉄心板１１ｂにはそれぞれ、コアバック部１２に、突出部２１と、貫通孔である貫通部２２とが形成されている。突出部２１は、図４に示すように、固定子鉄心板１１の一部が切り起こされた形状を有している。すなわち、固定子鉄心板１１ａに、間隔を空けて２本の切り込み２１ａが入れられ、２本の切り込み２１ａ間に位置する部分を、固定子鉄心板１１の面方向と直交する方向に切り起こして突出部２１が形成されている。そして、突出部２１は、切り込み２１ａが延びる方向の両端の一対の傾斜面２１ｂと、一対の傾斜面２１ｂ間の連結面２１ｃとから構成されている。
【００３６】
突出部２１及び貫通部２２は、固定子鉄心板１１の中心線１０ａを中心として対称な位置に配置されている。そして、固定子鉄心板１１ａと固定子鉄心板１１ｂとでは、突出部２１と貫通部２２とが入れ違いの位置関係になっている。すなわち、固定子鉄心板１１ａにおいて突出部２１が配置されていた位置に、固定子鉄心板１１ｂでは貫通部２２が配置されている。また、固定子鉄心板１１ａにおいて貫通部２２が配置されていた位置に、固定子鉄心板１１ｂでは突出部２１が配置されている。よって、固定子鉄心板１１ａと固定子鉄心板１１ｂとを交互に積層することで、積層方向に突出部２１と貫通部２２とが交互に位置する構造となる。なお、最も端の固定子鉄心板１１ｃは、固定子鉄心板１１ａ及び固定子鉄心板１１ｂのそれぞれにおいて突出部２１と貫通部２２とが配置されている部分が貫通孔２３となっている。
【００３７】
このように、積層方向に突出部２１と貫通部２２とが交互に位置する構造となり、突出部２１が、突出部２１の先端側に重ねられた固定子鉄心板１１の貫通部２２に圧入されて嵌合することでカシメ結合され、固定子鉄心板１１同士が互いに連結される。以下では、２枚の固定子鉄心板１１の一方の突出部２１と他方の貫通部２２とでカシメ結合された部分をカシメ部２０Ａといい、積層方向に複数構成されるカシメ部２０Ａの全体を指すときは、積層カシメ部２０という。この例では、図５に示すようにコアバック部１２に４箇所の積層カシメ部２０が構成されている。
【００３８】
ここで、カシメ部２０Ａにおける突出部２１の貫通部２２への嵌合部分について説明する。突出部２１の貫通部２２への嵌合部分は、具体的には図８及び図９に示すように突出部２１の切り込み端面２１Ａが、突出部２１の先端側の貫通部２２の内周面に嵌合することでカシメ結合される。つまり、突出部２１においてカシメ結合に作用している部分は、突出部２１の切り込み端面２１Ａである。
【００３９】
以上は、カシメ部２０Ａを、固定子１の径方向（図５（ａ）の上下方向）の断面で見た場合の構造であるが、次に、固定子１の周方向（図５（ａ）の左右方向）の断面で見た場合の構造について説明する。
【００４０】
図１０は、図６の点線で囲った部分の拡大図で、カシメ部を周方向の断面で見た場合の拡大断面図である。
図１０には、固定子鉄心板１１ｂに形成された突出部２１が、固定子鉄心板１１ｂに形成された貫通部２２にカシメ結合された様子を示している。突出部２１においてカシメ結合に作用している部分は、上述したように、突出部２１の切り込み端面２１Ａ（図４参照）であり、突出部２１のその他の面はカシメ結合に寄与せず、貫通部２２の内面に接触しない構造となっている。つまり、突出部２１は、以下の全ての条件を満足する構造となっている。
【００４１】
Ｗ＞Ｘ＞０、Ｗ＞Ｙ＞０、固定子鉄心板１１の板厚＞Ｚ≧０
ここで、
Ｗ：貫通部２２の周方向（図１０の左右方向）の幅
Ｘ：貫通部２２の周方向の幅Ｗ内に収まる、突出部２１の周方向の両端の平坦部２１ｄ、のうちの一方（図１０において左側）の平坦部の幅
Ｙ：貫通部２２の周方向の幅Ｗ内に収まる、突出部２１の周方向の両端の平坦部２１ｄ、のうちの他方（図１０において右側）の平坦部の幅
Ｚ：突出部２１の突出側に重ねられた固定子鉄心板１１の貫通部２２内に突出部２１が入り込んだ長さを、固定子鉄心板１１の板厚から減算した長さ。
【００４２】
以上のように、カシメ部２０Ａでは、突出部２１の切り込み端面２１Ａが貫通部２２に圧入されてカシメ結合される一方、突出部２１のその他の面は、貫通部２２の内面に接触せずに貫通部２２内に位置する。よって、突出部２１のその他の面は、積層方向に隣接する固定子鉄心板１１に干渉しない。つまり、突出部２１が貫通部２２に圧入された際のスプリングバッグが発生せず、固定子鉄心板１１間に隙間が発生しない。この状態について次の図１１に示す。
【００４３】
図１１は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の中心線での断面図である。
複数の固定子鉄心板１１は、カシメ部２０Ａで互いにカシメ結合された状態で、カシメ部２０Ａが設けられていないティース部１３側も、カシメ部２０Ａが設けられたコアバック部１２側も、図１１に示すように隙間無く積層される。このため、ティース部１３にインシュレータ３を介して巻線を施した際に、コアバック部１２の厚みｔ１とティース部１３の厚みｔ２とで差が生じることはなく、同じ厚みとなる。つまり、ティース部１３にカシメ部２０Ａを設けない構成としても、固定子鉄心１０に部分的に積厚差及び占積率差が生じることを防止できる。その結果、巻線の整列性を確保でき、歩留まりの向上が可能である。また、巻線の整列性を確保できることで、巻線の細線及び巻線の高巻数化が可能となり、高効率かつ高巻線品質な電動機を実現することが可能である。
【００４４】
なお、この実施の形態１の固定子鉄心１０では、４箇所の全ての積層カシメ部２０におけるカシメ部２０Ａの数が、おおよそ、固定子鉄心板１１の積層枚数を２で割った数に、積層カシメ部２０の数である４を積算した数となる。よって、各固定子鉄心板のそれぞれに設けた突出部を、突出部の先端側に重ねられた固定子鉄心板の突出部の裏面側にカシメ結合する従来構造のものと、実施の形態１の固定子鉄心１０とを比較すると、以下のことが言える。すなわち、実施の形態１の固定子鉄心１０は、従来構造でティース部に積層カシメ部を２箇所設けた構成と、略同じ数のカシメ部を有する。よって、実施の形態１では、従来構造と同等のカシメ結合力を保持しつつ、積厚差及び占積率差が生じることを防止可能な固定子鉄心１０を得ることができる。
【００４５】
なお、実施の形態１では、突出部２１が、一対の傾斜面２１ｂと、一対の傾斜面２１ｂ間の連結面２１ｃとから構成されている構成を示したが、突出部２１の面形状は、図示の形状に限られない。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１に比べてカシメ結合力を向上させた形態に関する。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。この実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４７】
図１２は、この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心の分解斜視図である。図１３は、この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の回転子鉄心を示す図である。図１３（ａ）は平面図である。図１３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断した端面図である。図１３（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断した端面図である。図１３（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃで切断した端面図である。図１３（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄで切断した端面図である。図１３（ｆ）は（ａ）のＥ−Ｅで切断した端面図である。図１４は、図１３（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。図１５は、図１３（ｃ）の拡大図である。図１６は、図１３（ｄ）の拡大図である。図１７は、図１３（ｅ）の拡大図である。図１８は、図１３（ｆ）の拡大図である。
【００４８】
上記実施の形態１では、積層カシメ部２０が４つであったが、実施の形態２では積層カシメ部２０が６つとなっている。そして、実施の形態２の固定子鉄心１０は、固定子鉄心板１１Ａと、固定子鉄心板１１Ｂと、固定子鉄心板１１Ｂとを、１枚毎に任意の順で、任意の枚数、積層し、そして、最も端に固定子鉄心板１１Ｄを２枚、積層した構成を有する。以下、固定子鉄心板１１Ａ〜１１Ｄを区別しない場合は、総称して固定子鉄心板１１という。
【００４９】
固定子鉄心板１１Ａ、固定子鉄心板１１Ｂ及び固定子鉄心板１１Ｃのそれぞれには、コアバック部１２に、突出部２１と貫通部２２とが形成されている。突出部２１の形状は、図４と同様である。固定子鉄心板１１Ａ、固定子鉄心板１１Ｂ及び固定子鉄心板１１Ｃの何れにおいても、突出部２１及び貫通部２２は、固定子鉄心板１１の中心線１０ａを中心として、対称な位置に配置されている。
【００５０】
中心線１０ａを中心として対称な２つの突出部２１を１組とすると、固定子鉄心板１１には突出部２１が１組形成されている。また、中心線１０ａを中心として対称な２つの貫通部２２を１組とすると、貫通部２２が２組形成されている。そして、固定子鉄心板１１Ａ、固定子鉄心板１１Ｂ及び固定子鉄心板１１Ｃのそれぞれでは、突出部２１と貫通部２２との位置の組み合わせが互いに異なっている。このため、固定子鉄心板１１Ａ、固定子鉄心板１１Ｂ及び固定子鉄心板１１Ｂを、１枚ずつ重ねた構成とすることで、以下の構造となる。すなわち、積層方向に隣接する固定子鉄心板１１同士で互いに、突出部２１と貫通部２２とが入れ違いの位置関係となる部分と、貫通部２２が積層方向に２つ重なる部分とが形成された構造となる。なお、最も端の２枚の固定子鉄心板１１Ｄは、固定子鉄心板１１ａ等において突出部２１と貫通部２２とが配置されている部分が貫通孔２３となっている。
【００５１】
そして、積層方向に重なる任意の３枚の固定子鉄心板１１では、突出部２１と２つの貫通部２２とが積層方向に重なる部分でカシメ部２０Ａが構成され、２つのカシメ部２０Ａが中心線１０ａを中心として対称に構成される。
【００５２】
ここで、カシメ部２０Ａにおける突出部２１の２つの貫通部２２への嵌合部分について説明する。突出部２１の２つの貫通部２２への嵌合部分は、具体的には図１６〜図１８に示すように突出部２１の切り込み端面２１Ａである。つまり、切り込み端面２１Ａが、突出部２１の突出側に重ねられた固定子鉄心板１１とその次の固定子鉄心板１１とのそれぞれの貫通部２２の内周面に嵌合することで、カシメ結合される。
【００５３】
以上は、カシメ部２０Ａを、固定子１の径方向（図１３（ａ）の上下方向）の断面で見た場合の構造であるが、次に、固定子１の周方向（図１３（ｂ）の左右方向）の断面で見た場合の構造について説明する。
【００５４】
図１９は、図１４の点線で囲った部分の拡大図で、カシメ部を周方向の断面で見た場合の拡大断面図である。
図１９には、固定子鉄心板１１Ｂに形成された突出部２１が、固定子鉄心板１１Ｃ及び固定子鉄心板１１Ａに形成された貫通部２２にカシメ結合された様子を示している。突出部２１においてカシメ結合に作用している部分は、上述したように、突出部２１の切り込み端面２１Ａである。よって、突出部２１のその他の面はカシメ結合に寄与せず、固定子鉄心板１１Ｃ及び固定子鉄心板１１Ｄのそれぞれの貫通部２２の内面に接触しない構造となっている。つまり、突出部２１は、以下の全ての条件を満足する構造となっている。
【００５５】
Ｗ＞Ｘ＞０、Ｗ＞Ｙ＞０、固定子鉄心板１１の板厚＞Ｚ≧０
ここで、
Ｗ：貫通部２２の周方向（図１９の左右方向）の幅
Ｘ：貫通部２２の周方向の幅Ｗ内に収まる、突出部２１の周方向の両端の平坦部２１ｄ、のうちの一方（図１９において左側）の平坦部の幅
Ｙ：貫通部２２の周方向の幅Ｗ内に収まる、突出部２１の周方向の両端の平坦部２１ｄ、のうちの他方（図１９において右側）の平坦部の幅
Ｚ：突出部２１の突出側に重ねられた２枚目の固定子鉄心板１１の貫通部２２に突出部２１が入り込んだ長さを、固定子鉄心板１１の板厚から減算した長さ。
【００５６】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、以下の効果が得られる。すなわち、突出部２１が、２枚の固定子鉄心板１１の貫通部２２に圧入されるため、突出部２１が圧入される断面積が向上し、カシメ結合力を向上させることが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  固定子、３  インシュレータ、４  コイル、５  回転子、５ａ  コア、９  リード線、１０  固定子鉄心、１０ａ  中心線、１１  固定子鉄心板、１１Ａ  固定子鉄心板、１１Ｂ  固定子鉄心板、１１Ｃ  固定子鉄心板、１１Ｄ  固定子鉄心板、１１ａ  固定子鉄心板、１１ｂ  固定子鉄心板、１１ｃ  固定子鉄心板、１２  コアバック部、１３  ティース部、２０  積層カシメ部、２０Ａ  カシメ部、２１  突出部、２１Ａ  切り込み端面、２１ａ  切り込み、２１ｂ  傾斜面、２１ｃ  連結面、２１ｄ  平坦部、２２  貫通部、２３  貫通孔、２４  永久磁石、２４ａ  磁石挿入穴、２５ａ  上バランスウェイト、２５ｂ  下バランスウェイト、２６  リベット、２６ａ  リベット挿通孔、２７  冷媒流路、１０１  密閉容器、１０１ａ  上部容器、１０１ｂ  下部容器、１０２  圧縮要素、１０３  電動機、１０４  クランクシャフト、１０４ａ  長軸部、１０４ｂ  短軸部、１０４ｃ  偏心軸部、１０５  シリンダ、１０６  主軸受け、１０７  副軸受け、１０８  シリンダ室、１０９  ローリングピストン、１１０  吐出マフラー、１１０ａ  吐出口、１１９  ガラス端子、１２７  吸入マフラー、１２８  吸入連結管、１２９  吐出管、１３０  密閉型圧縮機。
【図１】
2019175930.tif 000003
【図２】
2019175930.tif 000004
【図３】
2019175930.tif 000005
【図４】
2019175930.tif 000006
【図５】
2019175930.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019175930.tif 000009
【図８】
2019175930.tif 000010
【図９】
2019175930.tif 000011
【図１０】
2019175930.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019175930.tif 000015
【図１４】
2019175930.tif 000016
【図１５】
2019175930.tif 000017
【図１６】
2019175930.tif 000018
【図１７】
2019175930.tif 000019
【図１８】
2019175930.tif 000020
【図１９】
2019175930.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月29日(2020.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る電動機の固定子は、コアバック部とティース部とを有する固定子鉄心板を複数枚積層して構成される固定子鉄心を備えた電動機の固定子において、固定子鉄心板同士が、コアバック部に設けられたカシメ部によって互いに連結されており、固定子鉄心板は、固定子鉄心板に入れられた２本の切り込み間に位置する部分を固定子鉄心板の面方向と直交する方向に切り起こした形状の突出部と、固定子鉄心板を貫通する貫通部とを備え、積層方向に隣接する固定子鉄心板同士で互いに、突出部と貫通部とが入れ違いの位置関係になっており、突出部の２つの切り込み端面が、突出部の先端側に重ねられた固定子鉄心板の貫通部に圧入されてカシメ部が構成される一方、２つの切り込み端面以外の面が、貫通部の内面に接触せずに貫通部内に位置することで、固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有し、突出部の先端が位置する貫通部内において突出部が入り込んだ長さを、固定子鉄心の板厚から減算した長さＺが、０超且つ固定子鉄心板の板厚未満であるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の概略断面図である。
【図２】固定子鉄心における磁束イメージを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の分解斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の突出部の拡大斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心を示す図である。
【図６】図５（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。
【図７】図５（ｃ）の拡大図である。
【図８】図５（ｄ）の拡大図である。
【図９】図５（ｅ）の拡大図である。
【図１０】図６の点線で囲った部分の拡大図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の中心線での端面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の分解斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心を示す図である。
【図１４】図１３（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。
【図１５】図１３（ｃ）の拡大図である。
【図１６】図１３（ｄ）の拡大図である。
【図１７】図１３（ｅ）の拡大図である。
【図１８】図１３（ｆ）の拡大図である。
【図１９】図１４の点線で囲った部分の拡大図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図３は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の分解斜視図である。図４は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の突出部の拡大斜視図である。図５は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心を示す図である。図５（ａ）は平面図である。図５（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断した端面図である。図５（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断した端面図である。図５（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃで切断した端面図である。図５（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄで切断した端面図である。図６は、図５（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。図７は、図５（ｃ）の拡大図である。図８は、図５（ｄ）の拡大図である。図９は、図５（ｅ）の拡大図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１０は、図６の点線で囲った部分の拡大図で、カシメ部を周方向の断面で見た場合の拡大端面図である。
図１０には、固定子鉄心板１１ｂに形成された突出部２１が、固定子鉄心板１１ｂに形成された貫通部２２にカシメ結合された様子を示している。突出部２１においてカシメ結合に作用している部分は、上述したように、突出部２１の切り込み端面２１Ａ（図４参照）であり、突出部２１のその他の面はカシメ結合に寄与せず、貫通部２２の内面に接触しない構造となっている。つまり、突出部２１は、以下の全ての条件を満足する構造となっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図１１は、この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の中心線での端面図である。
複数の固定子鉄心板１１は、カシメ部２０Ａで互いにカシメ結合された状態で、カシメ部２０Ａが設けられていないティース部１３側も、カシメ部２０Ａが設けられたコアバック部１２側も、図１１に示すように隙間無く積層される。このため、ティース部１３にインシュレータ３を介して巻線を施した際に、コアバック部１２の厚みｔ１とティース部１３の厚みｔ２とで差が生じることはなく、同じ厚みとなる。つまり、ティース部１３にカシメ部２０Ａを設けない構成としても、固定子鉄心１０に部分的に積厚差及び占積率差が生じることを防止できる。その結果、巻線の整列性を確保でき、歩留まりの向上が可能である。また、巻線の整列性を確保できることで、巻線の細線及び巻線の高巻数化が可能となり、高効率かつ高巻線品質な電動機を実現することが可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図１２は、この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心の分解斜視図である。図１３は、この発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の固定子の固定子鉄心を示す図である。図１３（ａ）は平面図である。図１３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断した端面図である。図１３（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断した端面図である。図１３（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃで切断した端面図である。図１３（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄで切断した端面図である。図１３（ｆ）は（ａ）のＥ−Ｅで切断した端面図である。図１４は、図１３（ｂ）の点線で囲った部分の拡大図である。図１５は、図１３（ｃ）の拡大図である。図１６は、図１３（ｄ）の拡大図である。図１７は、図１３（ｅ）の拡大図である。図１８は、図１３（ｆ）の拡大図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図１９は、図１４の点線で囲った部分の拡大図で、カシメ部を周方向の断面で見た場合の拡大端面図である。
図１９には、固定子鉄心板１１Ｂに形成された突出部２１が、固定子鉄心板１１Ｃ及び固定子鉄心板１１Ａに形成された貫通部２２にカシメ結合された様子を示している。突出部２１においてカシメ結合に作用している部分は、上述したように、突出部２１の切り込み端面２１Ａである。よって、突出部２１のその他の面はカシメ結合に寄与せず、固定子鉄心板１１Ｃ及び固定子鉄心板１１Ｄのそれぞれの貫通部２２の内面に接触しない構造となっている。つまり、突出部２１は、以下の全ての条件を満足する構造となっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアバック部とティース部とを有する固定子鉄心板を複数枚積層して構成される固定子鉄心を備えた電動機の固定子において、
前記固定子鉄心板同士が、前記コアバック部に設けられたカシメ部によって互いに連結されており、
前記固定子鉄心板は、前記固定子鉄心板に入れられた２本の切り込み間に位置する部分を前記固定子鉄心板の面方向と直交する方向に切り起こした形状の突出部と、前記固定子鉄心板を貫通する貫通部とを備え、積層方向に隣接する前記固定子鉄心板同士で互いに、前記突出部と前記貫通部とが入れ違いの位置関係になっており、
前記突出部の２つの切り込み端面が、前記突出部の先端側に重ねられた前記固定子鉄心板の前記貫通部に圧入されて前記カシメ部が構成される一方、前記２つの切り込み端面以外の面が、前記貫通部の内面に接触せずに前記貫通部内に位置することで、前記固定子鉄心板同士が隙間なく積層された構造を有し、
前記突出部の先端が位置する前記貫通部内において前記突出部が入り込んだ長さを、前記固定子鉄心の板厚から減算した長さＺが、０超且つ前記固定子鉄心板の板厚未満である電動機の固定子。
【請求項２】
２つの前記突出部と２つの前記貫通部とがそれぞれ、前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称に形成されている請求項１記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称な２つの前記突出部を１組としたとき、前記固定子鉄心板は、前記突出部を１組有し、
前記固定子鉄心板の中心線を中心として対称な２つの前記貫通部を１組としたとき、前記固定子鉄心板は、前記貫通部を２組有し、
積層方向に隣接する前記固定子鉄心板同士で互いに、前記突出部と前記貫通部とが入れ違いの位置関係となる部分と、前記貫通部が積層方向に２つ重なる部分とを有し、
前記固定子鉄心は、前記固定子鉄心板の前記突出部が、前記突出部の先端側に重ねられた前記固定子鉄心板とその次の前記固定子鉄心板とにおいて２つ重なる前記貫通部に圧入されて前記カシメ部が構成され、前記固定子鉄心板同士が互いに連結された構造を有する請求項２記載の電動機の固定子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の固定子と、回転子とを備えた電動機。
【国際調査報告】
2019175930.tif 000022
2019175930.tif 000023
2019175930.tif 000024
2019175930.tif 000025