(57)【要約】  固定子は、固定子鉄心とコイルとを備えている。固定子鉄心は、円環状の第１鉄心シートと円環状の第２鉄心シートとを複数枚積層して形成されている。第１鉄心シートと第２鉄心シートは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接するコア片のバックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされている。第１鉄心シートは、隣接するバックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部と、中間部から外面側までバックヨーク部の端部を突き合わせた密着部と、を有している。第２鉄心シートは、隣接するバックヨーク部の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から内方に突出した複数のティース部と、を有する固定子鉄心と、
前記固定子鉄心のティース部に巻回されるコイルと、を備え、
前記固定子鉄心は、円環状の第１鉄心シートと円環状の第２鉄心シートとを複数枚積層して形成されており、
前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接する前記コア片の前記バックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされており、
前記第１鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部と、当該中間部から外面側まで前記バックヨーク部の端部を突き合わせた密着部と、を有し、
前記第２鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部を有する、固定子。
【請求項２】
前記固定子鉄心は、前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートを交互に複数枚積層して形成されている、請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固定子と、前記固定子の内側に回転自在に設けられた回転子と、を備えた電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子及びその固定子を備えた電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機等に用いられる電動機は、例えば特許文献１に開示されているように、円環状の固定子と、固定子の内側に回転自在に設けられた回転子とで構成されている。固定子は、円環状のバックヨーク部及び該バックヨーク部から内方に突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、固定子鉄心のティース部に巻回されるコイルと、を備えている。固定子鉄心は、円環状の鉄心シートを複数枚積層して形成されている。鉄心シートは、周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接するコア片のバックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固定子は、電動機が圧縮機に組み込まれた場合、圧縮機の外郭を形成する密閉容器の内面に焼嵌めにより保持される。固定子は、隣接するバックヨーク部の端部同士を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせて密着させた構成とすると、密閉容器の内面に焼嵌めする際に、バックヨーク部の端部同士が突き当たることによって応力が増加し、鉄損が増加する虞がある。【０００５】
一方、固定子は、隣接するバックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって外面側まで隙間を設けることで、密閉容器の内面に焼嵌めする際に、バックヨーク部の端部同士が突き当たることを抑制できるので、鉄損を抑制できる。しかし、固定子は、内面側から径方向に向かって外面側まで隙間を設けると、剛性が低下するため、密閉容器との締結力が低下し、圧縮機の騒音を増加させる虞がある。締結力とは、抜け加重と保持トルクをいう。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、密閉容器の内面に焼嵌めする際に、バックヨーク部の端部同士が突き当たることによって生じる鉄損の増加を抑制することができ、且つ剛性の低下を防止して、圧縮機の騒音の増加を抑制できる固定子及びその固定子を備えた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】
【０００７】
本発明に係る固定子は、円環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から内方に突出した複数のティース部と、を有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心のティース部に巻回されるコイルと、を備え、前記固定子鉄心は、円環状の第１鉄心シートと円環状の第２鉄心シートとを複数枚積層して形成されており、前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接する前記コア片の前記バックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされており、前記第１鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部と、当該中間部から外面側まで前記バックヨーク部の端部を突き合わせた密着部と、を有し、前記第２鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１鉄心シートにおいて特に磁束が集中する部分である内面側から径方向に向かって中間部までを切り欠き部としているので、固定子を密閉容器の内面に焼嵌めする際に、切り欠き部で応力を抑制でき、鉄損を抑制できる。また、第１鉄心シートに切り欠き部を設けることによって、外径を収縮させて密着部の応力を増加させることができるので、密着部の剛性を増加させることができる。この剛性の増加に伴って、ヤング率が増加するので、固定子と密閉容器との締結力を増加させることができ、圧縮機の騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る固定子を備えた電動機を有する密閉型圧縮機の概略構成を示した縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心を示した平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心であって、第１鉄心シートが切り欠き部を有する部分を概略的に示した縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心であって、第１鉄心シートが密着部を有する部分を概略的に示した縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る固定子の第１鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る固定子の第２鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。
【図７】従来の固定子鉄心であって、第１鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。
【図８】従来の固定子鉄心であって、第２鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本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または簡略化する。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、本発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る固定子を備えた電動機を有する密閉型圧縮機の概略構成を示した縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心を示した平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心であって、第１鉄心シートが切り欠き部を有する部分を概略的に示した縦断面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る固定子の固定子鉄心であって、第１鉄心シートが密着部を有する部分を概略的に示した縦断面図である。図１では、密閉型圧縮機１００の一例としてシリンダ型ロータリ圧縮機を示している。この密閉型圧縮機１００は、密閉容器１の内部に、冷媒ガスを圧縮する圧縮要素２と、圧縮要素２を駆動する電動要素３とが収納されている。
【００１２】
密閉容器１は、有底筒形状の下部容器１０と、下部容器１０の上部開口を密閉状態で覆う上部容器１１とで構成されている。下部容器１０の内部には、下側に圧縮要素２が設置され、上側に電動要素３が設置されている。圧縮要素２と電動要素３とは、クランクシャフト１２によって連結され、電動要素３の回転運動が圧縮要素２に伝達される構成である。圧縮要素２は、伝達された回転力によって冷媒ガスを圧縮し、密閉容器１内に吐出する。つまり、密閉容器１内は、圧縮された高温・高圧の冷媒ガスによって満たされている。密閉容器１の下部、すなわち下部容器１０の底部には、圧縮要素２を潤滑するための冷凍機油が貯留されている。
【００１３】
圧縮要素２は、シリンダ２０、ローリングピストン２１、主軸受２２、副軸受２３、吐出マフラー２４、及びベーン（図示は省略）等で構成されている。
【００１４】
シリンダ２０は、内部に圧縮室と吸入室を有するシリンダ室を備えている。シリンダ２０には、冷凍サイクルからの吸入ガスが吸入マフラー２６を介して通る吸入連結管２５が連結されている。シリンダ室は、軸方向両端が開口している。
【００１５】
ローリングピストン２１は、シリンダ室内を偏心回転するものである。ローリングピストン２１はリング状であり、内周がクランクシャフト１２の偏心軸部１２ａに摺動自在に嵌合している。つまり、圧縮要素２は、クランクシャフト１２の偏心軸部１２ａに嵌合するローリングピストン２１がシリンダ室内に収納され、シリンダ２０に設けられた溝内を径方向に往復運動するベーンの一端がローリングピストン２１の外周に当接しながら圧縮室を形成する構成である。
【００１６】
主軸受２２は、クランクシャフト１２の主軸部１２ｂを摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ２０のシリンダ室の一方の開口を閉塞する。主軸受２２には、吐出マフラー２４が取り付けられている。主軸受２２の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、吐出マフラー２４に入り、吐出マフラー２４の吐出穴２４ａから密閉容器１内に放出される。副軸受２３は、クランクシャフト１２の副軸部１２ｃを摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ２０のシリンダ室の他方の開口を閉塞する。
【００１７】
電動要素３は、円環状の固定子４と、固定子４の内側に回転自在に設けられた回転子８と、を備えた電動機である。電動要素３は、一例としてブラシレスＤＣモータで構成されている。
【００１８】
固定子４は、固定子鉄心５と、コイル７とで構成されている。固定子鉄心５は、図２に示すように、円環状のバックヨーク５０部と、バックヨーク部５０から内方に突出した複数のティース部５１とを有している。固定子鉄心５は、図３及び図４に示すように、薄板の電磁鋼板を打ち抜き形成された第１鉄心シート５Ａ及び第２鉄心シート５Ｂを交互に複数枚積層して形成されている。固定子鉄心５は、下部容器１０の中間部分の内径よりも大きい外径で形成され、下部容器１０の内面に焼嵌めによって固定されている。
【００１９】
第１鉄心シート５Ａは、周方向に分割された複数のコア片６を有し、隣接するコア片６のバックヨーク部５０の端部を突き合わせて円環状とした構成である。同様に、第２鉄心シート５Ｂも、周方向に分割された複数のコア片６を有し、隣接するコア片６のバックヨーク部５０の端部を突き合わせて円環状とした構成である。第１鉄心シート５Ａのコア片６と第２鉄心シート５Ｂのコア片６とは、回転軸部５２によって回動自在に連結されている。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態に係る固定子の第１鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。図６は、本発明の実施の形態に係る固定子の第２鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。第１鉄心シート５Ａは、図５に示すように、隣接するバックヨーク部５０の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部６０と、中間部から外面側までバックヨーク部５０の端部を突き合わせた密着部６１と、を有している。一方、第２鉄心シート５Ｂは、図６に示すように、隣接するバックヨーク部５０の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部６２を有している。
【００２１】
切り欠き部６０を設けた部分である内面側から径方向に向かって中間部までは、密閉容器１に固定子４を焼嵌めしたときに、固定子４の内部で磁束が集中する部分である。一方、密着部６１を設けた部分である中間部から外面側までは、密閉容器１に固定子４を焼嵌めしたときに、固定子４の内部で磁束が集中しない部分である。因みに、磁束が集中しない部分とは、例えば固定子４の外面側から径方向に向かって約２ｍｍまでの範囲である。また、磁束が集中する部分とは、例えば固定子４の外面側から径方向に向かって約２ｍｍを超えた位置から内面側までの範囲である。
【００２２】
コイル７は、絶縁部材７０を介して固定子鉄心５のティース部５１に巻回されている。コイル７には、図１に示すように、電圧をかけて電流を流すためのリード線７１が接続されている。リード線７１は、上部容器１１に設けられたガラス端子１３に接続され、密閉容器１の外部から電力の供給を受ける。
【００２３】
回転子８は、回転子鉄心８０と、永久磁石８１と、上バランスウエイト８２と、下バランスウエイト８３と、リベット８４とを備えている。回転子鉄心８０は、薄板電磁鋼板を打ち抜き形成された鉄心シートを複数積層して構成されている。永久磁石８１は、回転子鉄心８０に形成された磁石挿入孔に挿入されている。
【００２４】
上バランスウエイト８２は、回転子鉄心８０の上端部に配置されている。下バランスウエイト８３は、回転子鉄心８０の下端部に配置される。上バランスウエイト８２及び下バランスウエイト８３は、圧縮要素２の冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出などの圧縮工程における回転トルクの変位によって生じる回転子８の回転運動のむらを修正するために設けられている。また、上バランスウエイト８２及び下バランスウエイト８３は、永久磁石８１の飛散を防止する端板の役割も兼ねている。上バランスウエイト８２及び下バランスウエイト８３と端板は別部品でもよい。
【００２５】
リベット８４は、上バランスウエイト８２、下バランスウエイト８３及び回転子鉄心８０を固定するものである。
【００２６】
図７は、従来の固定子鉄心であって、第１鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。図８は、従来の固定子鉄心であって、第２鉄心シートの連結部分を示した要部拡大図である。従来の固定子鉄心も、円環状のバックヨーク部５０と、バックヨーク部５０から内方に突出した複数のティース部５１と、を有している。固定子鉄心は、円環状の第１鉄心シート５Ｃと円環状の第２鉄心シート５Ｄとを交互に複数枚積層して形成されている。
【００２７】
第１鉄心シート５Ｃと第２鉄心シート５Ｄは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片６を有し、隣接するコア片６のバックヨーク部５０の端部を突き合わせて円環状とした構成である。第１鉄心シート５Ｃは、図７に示すように、隣接するバックヨーク部５０の端部間に、内面側から径方向に向かって外面側まで隙間６３を有している。第２鉄心シート５Ｄは、図８に示すように、隣接するバックヨーク部５０の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部６４を有している。
【００２８】
図７及び図８に示した固定子鉄心を備えた固定子は、第１鉄心シート５Ｃに隙間６３を設けているので、固定子の外面を密閉容器１の内面に焼嵌めする時に、バックヨーク部５０の端部同士が突き当たって、応力が増加する事態を抑制でき、鉄損を低減させることができる。しかし、図７及び図８に示した従来の固定子鉄心を備えた固定子のように、内面側から径方向に向かって外面部まで隙間６３を設けてしまうと、鉄損を低減することはできるが、固定子の剛性が低下する虞がある。そのため、固定子と密閉容器１との締結力が低下し、密閉型圧縮機の騒音が増加する虞がある。
【００２９】
一方、本実施の形態に係る固定子４は、第１鉄心シート５Ａにおいて磁束が集中する部分である内面側から径方向に向かって中間部までを切り欠き部６０としているので、密閉容器１の内面に焼嵌めした際に、切り欠き部６０で応力を抑制でき、鉄損を抑制できる。また、固定子４は、第１鉄心シート５Ａに切り欠き部６０を設けることによって、外径を収縮させて密着部６１の応力を増加させることができるので、密着部６１の剛性を増加させることができる。この剛性の増加に伴って、ヤング率が増加するので、密閉容器１への締結力を増加させることができ、密閉型圧縮機１００の騒音を抑制することができる。また、固定子４は、内部で磁束が集中しない部分である中間部から外面側に密着部６１を設けているので、焼嵌めした際に密着部６１に応力が発生しても、当該応力による電磁鋼板の磁気特性の劣化を抑制でき、鉄損を抑制できる。更に、固定子４は、第２鉄心シート５Ｂが隣接するバックヨーク部５０の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部６２を有しているので、積層方向の剛性を高めつつ、内径側の真円度を高めることができ、構造の安定化を図ることができる。
【００３０】
また、本実施の形態に係る固定子４では、固定子鉄心５が第１鉄心シート５Ａと第２鉄心シート５Ｂを交互に複数枚積層して形成することによって、第１鉄心シート５Ａの上記作用効果と第２鉄心シート５Ｂの上記作用効果とをバランス良く効果的に発揮することができる。
【００３１】
以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、密閉型圧縮機１００は、一例としてシリンダ型ロータリ圧縮機を示したが、他の構造の圧縮機でもよい。また、密閉型圧縮機１００は、図示した構成に限定されず、他の構成要素を含んだものでよい。また、固定子鉄心５は、第１鉄心シート５Ａと第２鉄心シート５Ｂを交互に複数枚積層して形成された構成を示したが、これに限定されない。例えば第１鉄心シート５Ａを２枚配置するごとに第２鉄心シート５Ｂを１枚配置する等した構成でもよい。要するに、いわゆる当業者が必要に応じてなす種々なる変更、応用、利用の範囲をも本発明の要旨（技術的範囲）に含むことを念のため申し添える。
【符号の説明】
【００３２】
１  密閉容器、２  圧縮要素、３  電動要素（電動機）、４  固定子、５  固定子鉄心、５Ａ、５Ｃ  第１鉄心シート、５Ｂ、５Ｄ  第２鉄心シート、６  コア片、７  コイル、８  回転子、１０  下部容器、１１  上部容器、１２  クランクシャフト、１２ａ  偏心軸部、１２ｂ  主軸部、１２ｃ  副軸部、１３  ガラス端子、２０  シリンダ、２１  ローリングピストン、２２  主軸受、２３  副軸受、２４  吐出マフラー、２４ａ  吐出穴、２５  吸入連結管、２６  吸入マフラー、５０  バックヨーク部、５１  ティース部、５２  回転軸部、６０  切り欠き部、６１、６２  密着部、６３  隙間、６４  密着部、７０  絶縁部材、７１  リード線、８０  回転子鉄心、８１  永久磁石、８２  上バランスウエイト、８３  下バランスウエイト、８４  リベット、１００  密閉型圧縮機。
【図１】
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【図２】
2019123531.tif 000004
【図３】
2019123531.tif 000005
【図４】
2019123531.tif 000006
【図５】
2019123531.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019123531.tif 000009
【図８】
2019123531.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月6日(2020.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る固定子は、円環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から内方に突出した複数のティース部と、を有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心のティース部に巻回されるコイルと、を備え、前記固定子鉄心は、複数枚の円環状の第１鉄心シートと複数枚の円環状の第２鉄心シートとを組み合わせて積層して形成されており、前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接する前記コア片の前記バックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされており、前記第１鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部と、当該中間部から外面側まで前記バックヨーク部の端部を突き合わせた密着部と、を有し、前記第２鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部を有するものである。
【手続補正２】
【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】
円環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から内方に突出した複数のティース部と、を有する固定子鉄心と、
前記固定子鉄心のティース部に巻回されるコイルと、を備え、
前記固定子鉄心は、複数枚の円環状の第１鉄心シートと複数枚の円環状の第２鉄心シートとを組み合わせて積層して形成されており、
前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートは、それぞれ周方向に分割された複数のコア片を有し、隣接する前記コア片の前記バックヨーク部の端部を突き合わせて円環状とされており、
前記第１鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部間に、内面側から径方向に向かって中間部まで隙間を形成する切り欠き部と、当該中間部から外面側まで前記バックヨーク部の端部を突き合わせた密着部と、を有し、
前記第２鉄心シートは、隣接する前記バックヨーク部の端部を内面側から径方向に向かって外面側までを突き合わせた密着部を有する、固定子。
【請求項２】
前記固定子鉄心は、前記第１鉄心シートと前記第２鉄心シートを交互に複数枚積層して形成されている、請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固定子と、前記固定子の内側に回転自在に設けられた回転子と、を備えた電動機。
【国際調査報告】
2019123531.tif 000011
2019123531.tif 000012
2019123531.tif 000013
2019123531.tif 000014