(57)【要約】【課題】圧縮機が備える電動機の固定子の内径真円度を向上させる。【解決手段】圧縮機製造装置９０は、押し付け治具９１と、押さえ治具９５とを備える。押し付け治具９１は、密閉容器の外側から密閉容器の外周面８３に半径方向の力Ｆを作用させることで、密閉容器の内周面８１に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、２つの凸部を、固定子４１の外周面７１に形成された２つの凹部に入り込ませる。押さえ治具９５は、固定子４１の内側から固定子４１の内周面７０に半径方向の力Ｇを作用させることで、押し付け治具９１からの力Ｆによる固定子４１の内周面７０の変形を抑制する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造装置であって、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませる押し付け治具と、
前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する押さえ治具と
を備え、
前記押さえ治具は、くさび形の引き出し棒と、前記引き出し棒が挿入されるテーパ状の中空部が形成され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる圧縮機製造装置。
【請求項２】
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造装置であって、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませる押し付け治具と、
前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する押さえ治具と
を備え、
前記押し付け治具は、前記容器が加熱された状態で前記２つの凸部を形成し、
前記２つの凸部は、前記容器が加熱された後に熱収縮することで、前記固定子の前記２つの凹部の間の部分を挟み込み、
前記圧縮機製造装置は、さらに、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記２つの凸部の熱収縮による前記容器の外周面の変形を抑制する他の押さえ治具を備える圧縮機製造装置。
【請求項３】
前記押さえ治具は、駆動機構と、前記駆動機構により半径方向に駆動され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる、請求項２に記載の圧縮機製造装置。
【請求項４】
前記２つの凹部は、前記固定子の外周面の円周方向における複数箇所に形成され、
前記押し付け治具は、前記容器の外周面における前記複数箇所に対応する位置に半径方向の力を作用させ、
前記押さえ治具は、前記固定子の内周面における前記複数箇所に対応する位置に半径方向の力を作用させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機製造装置。
【請求項５】
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造方法であって、
押し付け治具によって前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませ、
くさび形の引き出し棒と、前記引き出し棒が挿入されるテーパ状の中空部が形成され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる押さえ治具によって前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する圧縮機製造方法。
【請求項６】
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造方法であって、
押し付け治具によって前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませ、
押さえ治具によって前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制し、
前記押し付け治具は、前記容器が加熱された状態で前記２つの凸部を形成し、
前記２つの凸部は、前記容器が加熱された後に熱収縮することで、前記固定子の前記２つの凹部の間の部分を挟み込み、
前記圧縮機製造方法は、さらに、
他の押さえ治具によって前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記２つの凸部の熱収縮による前記容器の外周面の変形を抑制する圧縮機製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機製造装置及び圧縮機製造方法に関するものである。本発明は、例えば、空気調和機や冷蔵庫等の冷凍サイクル装置に用いられる密閉型電動圧縮機の製造装置及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型電動圧縮機の電動機の固定子を密閉容器に固定する方法としては、密閉容器内径よりも大きな外径を持つ固定子を焼き嵌めにより密閉容器に固定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。密閉容器内径よりも小さな外径を持つ固定子をアークスポット溶接又はレーザ溶接により密閉容器に固定する方法もある。
【０００３】
焼き嵌めを施さずに固定子を密閉容器に固定する方法もある（例えば、特許文献２参照）。この方法では、固定子外周面に、互いに近接する複数の下穴を設ける。密閉容器の当該複数の下穴に対向する箇所を局所的に加熱した後に、当該箇所に押し付け治具を半径方向内向きに押し付け、下穴に係合する凸部を密閉容器に形成する。密閉容器の冷却による熱収縮により、密閉容器の凸部で固定子の下穴間を締め付けて、固定子を密閉容器に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１５９３９１号公報
【特許文献２】特開２００７−３０３３７９号公報
【特許文献３】特開２００７−３０９２１１号公報
【特許文献４】特開２０１４−１３５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機の固定子を密閉容器に焼き嵌めで固定する方法では、固定子に作用する締め付け力を制御することが難しい。特に電磁鋼板を積層させることで形成される固定子は剛性が小さく、固定子の内径真円度が悪化することにより、固定子と回転子との間のエアギャップが不均一となり、圧縮機の運転中に磁気アンバランス音が発生する。また、密閉容器を加熱する際の温度分布のばらつきや、部品の加熱によって生じる加工歪の解放により、固定子鉄心の特定箇所に応力が集中して鉄損が発生し、電動機効率が低下する。
【０００６】
アークスポット溶接又はレーザ溶接により固定子を密閉容器に固定する方法でも、溶接時に固定子に熱収縮による引張力が作用するため、固定子の内径真円度が悪化することにより、圧縮機の運転中に磁気アンバランス音が発生する。また、溶接時に密閉容器内に異物が入る。
【０００７】
焼き嵌めを施さずに固定子を密閉容器に固定する方法では、密閉容器に押し付け治具が半径方向内向きに押し付けられることにより、固定子外周面の複数の下穴に密閉容器の凸部が入り込むが、このときに固定子内周面が変形し、固定子の内径真円度が悪化するおそれがある。
【０００８】
本発明は、例えば、圧縮機が備える電動機の固定子の内径真円度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様に係る圧縮機製造装置は、
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する。
前記圧縮機製造装置は、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませる押し付け治具と、
前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する押さえ治具とを備える。
前記押さえ治具は、くさび形の引き出し棒と、前記引き出し棒が挿入されるテーパ状の中空部が形成され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる。
前記押し付け治具は、前記容器が加熱された状態で前記２つの凸部を形成し、
前記２つの凸部は、前記容器が加熱された後に熱収縮することで、前記固定子の前記２つの凹部の間の部分を挟み込み、
前記圧縮機製造装置は、さらに、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記２つの凸部の熱収縮による前記容器の外周面の変形を抑制する他の押さえ治具を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、圧縮機製造装置の押さえ治具が、固定子の内側から固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、押し付け治具からの力による固定子の内周面の変形を抑制する。このため、本発明によれば、固定子の内径真円度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路図。
【図２】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路図。
【図３】実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】実施の形態１に係る電動機の固定子の固定子鉄心の斜視図。
【図６】実施の形態１に係る電動機の固定子の固定子鉄心の平面図。
【図７】実施の形態１に係る密閉容器の部分斜視図。
【図８】実施の形態１に係る密閉容器の横断面図。
【図９】実施の形態１に係る電動機の固定子の分割鉄心の平面図。
【図１０】実施の形態１に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の平面図。
【図１１】実施の形態１に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の縦断面図。
【図１２】実施の形態１に係る電動機の固定子及び密閉容器の部分断面図。
【図１３】実施の形態１に係る電動機の固定子及び密閉容器の部分断面図。
【図１４】実施の形態１に係る電動機の固定子及び密閉容器の部分断面図。
【図１５】図１４のＥ矢視図。
【図１６】実施の形態１に係る圧縮機製造装置の押さえ治具及び電動機の固定子の平面図。
【図１７】実施の形態２に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の縦断面図。
【図１８】実施の形態３に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の縦断面図。
【図１９】実施の形態４に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の平面図。
【図２０】実施の形態４に係る圧縮機製造装置及び圧縮機の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一又は相当する部分については、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった配置や向き等は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。装置、器具、部品等の構成について、その材質、形状、大きさ等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１３】
実施の形態１．
図１及び図２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０の回路図である。図１は、冷房運転時の冷媒回路１１ａを示している。図２は、暖房運転時の冷媒回路１１ｂを示している。
【００１４】
本実施の形態において、冷凍サイクル装置１０は、空気調和機である。なお、冷凍サイクル装置１０が冷蔵庫、ヒートポンプサイクル装置といった空気調和機以外の機器であっても、本実施の形態を適用することができる。
【００１５】
図１及び図２に示すように、冷凍サイクル装置１０は、冷媒が循環する冷媒回路１１ａ，１１ｂを備える。
【００１６】
冷媒回路１１ａ，１１ｂには、圧縮機１２と、四方弁１３と、室外熱交換器１４と、膨張弁１５と、室内熱交換器１６とが接続されている。圧縮機１２は、冷媒を圧縮する。四方弁１３は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れる方向を切り換える。室外熱交換器１４は、第１熱交換器の例である。室外熱交換器１４は、冷房運転時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室外熱交換器１４は、暖房運転時には蒸発器として動作し、室外空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。膨張弁１５は、膨張機構の例である。膨張弁１５は、凝縮器で放熱した冷媒を膨張させる。室内熱交換器１６は、第２熱交換器の例である。室内熱交換器１６は、暖房運転時には凝縮器として動作し、圧縮機１２により圧縮された冷媒を放熱させる。室内熱交換器１６は、冷房運転時には蒸発器として動作し、室内空気と膨張弁１５で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。
【００１７】
冷凍サイクル装置１０は、さらに、制御装置１７を備える。
【００１８】
制御装置１７は、例えば、マイクロコンピュータである。図１及び図２では、制御装置１７と圧縮機１２との接続しか示していないが、制御装置１７は、圧縮機１２だけでなく、冷媒回路１１ａ，１１ｂに接続された各要素に接続される。制御装置１７は、各要素の状態を監視したり、制御したりする。
【００１９】
冷媒回路１１ａ，１１ｂを循環する冷媒としては、Ｒ４０７Ｃ冷媒、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒等、任意の冷媒を使用することができる。
【００２０】
図３は、圧縮機１２の縦断面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。なお、図３及び図４において、断面を表すハッチングは省略している。また、図４では、密閉容器２０の内側のみを示している。
【００２１】
本実施の形態において、圧縮機１２は、１気筒のロータリ圧縮機である。なお、圧縮機１２が多気筒のロータリ圧縮機、或いは、スクロール圧縮機であっても、本実施の形態を適用することができる。
【００２２】
図３に示すように、圧縮機１２は、密閉容器２０と、圧縮機構３０と、電動機４０と、クランク軸５０とを備える。
【００２３】
密閉容器２０は、容器の例である。密閉容器２０には、冷媒を吸入するための吸入管２１と、冷媒を吐出するための吐出管２２とが取り付けられている。密閉容器２０は、高さ方向の一端が開口された容器本体２６と、容器本体２６の開口された一端を塞ぐように容器本体２６に取り付けられる容器蓋２７とからなる。
【００２４】
圧縮機構３０は、密閉容器２０の内側に収納される。具体的には、圧縮機構３０は、密閉容器２０の内側下部に設置される。圧縮機構３０は、電動機４０によって駆動される。圧縮機構３０は、吸入管２１に吸入された冷媒を圧縮する。
【００２５】
電動機４０も、密閉容器２０の内側に収納される。具体的には、電動機４０は、密閉容器２０の内側で、圧縮機構３０により圧縮された冷媒が吐出管２２から吐出される前に通過する位置に設置される。即ち、電動機４０は、密閉容器２０の内側で、圧縮機構３０の上方に設置される。電動機４０は、集中巻のモータである。なお、電動機４０が分布巻のモータであっても、本実施の形態を適用することができる。
【００２６】
密閉容器２０の底部には、圧縮機構３０の各摺動部を潤滑するための冷凍機油２５が貯留されている。冷凍機油２５は、クランク軸５０の回転に伴い、クランク軸５０の下部に設けられたオイルポンプによって汲み上げられ、圧縮機構３０の各摺動部へ供給される。冷凍機油２５としては、例えば、合成油であるＰＯＥ（ポリオールエステル）、ＰＶＥ（ポリビニルエーテル）、ＡＢ（アルキルベンゼン）が使用される。
【００２７】
以下では、圧縮機構３０の詳細について説明する。
【００２８】
図３及び図４に示すように、圧縮機構３０は、シリンダ３１と、ローリングピストン３２と、ベーン３６と、主軸受３３と、副軸受３４とを備える。
【００２９】
シリンダ３１の外周は、平面視略円形である。シリンダ３１の内部には、平面視略円形の空間であるシリンダ室６２が形成される。シリンダ３１は、軸方向両端が開口している。
【００３０】
シリンダ３１には、シリンダ室６２につながり、半径方向に延びるベーン溝６１が設けられる。ベーン溝６１の外側には、ベーン溝６１につながる平面視略円形の空間である背圧室６３が形成される。
【００３１】
図示していないが、シリンダ３１には、冷媒回路１１ａ，１１ｂからガス冷媒が吸入される吸入ポートが設けられる。吸入ポートは、シリンダ３１の外周面からシリンダ室６２に貫通している。
【００３２】
図示していないが、シリンダ３１には、シリンダ室６２から圧縮された冷媒が吐出される吐出ポートが設けられる。吐出ポートは、シリンダ３１の上端面を切り欠いて形成されている。
【００３３】
ローリングピストン３２は、リング状である。ローリングピストン３２は、シリンダ室６２内で偏心運動する。ローリングピストン３２は、クランク軸５０の偏心軸部５１に摺動自在に嵌合する。
【００３４】
ベーン３６の形状は、平坦な略直方体である。ベーン３６は、シリンダ３１のベーン溝６１内に設置される。ベーン３６は、背圧室６３に設けられるベーンスプリング３７によって常にローリングピストン３２に押し付けられている。密閉容器２０内が高圧であるため、圧縮機１２の運転が開始すると、ベーン３６の背圧室６３側の面であるベーン背面に密閉容器２０内の圧力とシリンダ室６２内の圧力との差による力が作用する。このため、ベーンスプリング３７は、主に密閉容器２０内とシリンダ室６２内の圧力に差がない圧縮機１２の起動時に、ベーン３６をローリングピストン３２に押し付ける目的で使用される。
【００３５】
主軸受３３は、側面視略逆Ｔ字状である。主軸受３３は、クランク軸５０の偏心軸部５１よりも上の部分である主軸部５２に摺動自在に嵌合する。主軸受３３は、シリンダ３１のシリンダ室６２及びベーン溝６１の上側を閉塞する。
【００３６】
副軸受３４は、側面視略Ｔ字状である。副軸受３４は、クランク軸５０の偏心軸部５１よりも下の部分である副軸部５３に摺動自在に嵌合する。副軸受３４は、シリンダ３１のシリンダ室６２及びベーン溝６１の下側を閉塞する。
【００３７】
図示していないが、主軸受３３は、吐出弁を備える。主軸受３３の外側には、吐出マフラ３５が取り付けられる。吐出弁を介して吐出される高温かつ高圧のガス冷媒は、一旦吐出マフラ３５に入り、その後吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に放出される。なお、吐出弁及び吐出マフラ３５は、副軸受３４、或いは、主軸受３３と主軸受３３との両方に設けられてもよい。
【００３８】
シリンダ３１、主軸受３３、副軸受３４の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結鋼、炭素鋼等である。ローリングピストン３２の材質は、例えば、クロム等を含有する合金鋼である。ベーン３６の材質は、例えば、高速度工具鋼である。
【００３９】
密閉容器２０の横には、吸入マフラ２３が設けられる。吸入マフラ２３は、冷媒回路１１ａ，１１ｂから低圧のガス冷媒を吸入する。吸入マフラ２３は、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ３１のシリンダ室６２に入り込むことを抑制する。吸入マフラ２３は、シリンダ３１の吸入ポートに吸入管２１を介して接続される。吸入マフラ２３の本体は、溶接等により密閉容器２０の側面に固定される。
【００４０】
以下では、電動機４０の詳細について説明する。
【００４１】
本実施の形態において、電動機４０は、ブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ・Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータである。なお、電動機４０が誘導電動機等、ブラシレスＤＣモータ以外のモータであっても、本実施の形態を適用することができる。
【００４２】
図３に示すように、電動機４０は、略円筒状の固定子４１と、略円柱状の回転子４２とを備える。
【００４３】
固定子４１は、密閉容器２０の内周面に当接して固定される。回転子４２は、固定子４１の内側に０．３〜１ｍｍ程度の空隙を介して設置される。
【００４４】
固定子４１は、固定子鉄心４３と、巻線４４とを備える。固定子鉄心４３は、鉄を主成分とする、厚さが０．１〜１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を一定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。巻線４４は、固定子鉄心４３に絶縁部材４７を介して集中巻で巻かれている。巻線４４は、芯線と、芯線を覆う少なくとも１層の被膜とからなる。芯線の材質は、例えば、銅である。被膜の材質は、例えば、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）である。絶縁部材４７の材質は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール樹脂である。巻線４４には、リード線４５が接続されている。
【００４５】
回転子４２は、回転子鉄心４６と、図示していない永久磁石とを備える。回転子鉄心４６は、固定子鉄心４３と同様に、鉄を主成分とする、厚さが０．１〜１．５ｍｍの複数枚の電磁鋼板を一定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメや溶接等により固定して製作される。永久磁石は、回転子鉄心４６に形成される複数の挿入孔に挿入される。永久磁石は、磁極を形成する。永久磁石としては、例えば、フェライト磁石、希土類磁石が使用される。
【００４６】
永久磁石が軸方向に抜けないようにするために、回転子４２の軸方向両端である回転子上端及び回転子下端には、それぞれ上端板４８及び下端板４９が設けられる。上端板４８及び下端板４９は、回転バランサを兼ねる。上端板４８及び下端板４９は、図示していない複数の固定用リベット等により回転子鉄心４６に固定されている。
【００４７】
図示していないが、回転子鉄心４６の平面視中心には、クランク軸５０の主軸部５２が焼き嵌め又は圧入される軸孔が形成されている。回転子鉄心４６の軸孔の周囲には、略軸方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。それぞれの貫通孔は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。
【００４８】
図示していないが、電動機４０が誘導電動機として構成される場合には、回転子鉄心４６に形成される複数のスロットにアルミニウムや銅等で形成される導体が充填又は挿入される。そして、導体の両端をエンドリングで短絡したかご形巻線が形成される。
【００４９】
密閉容器２０の頂部には、インバータ装置等の外部電源と接続する端子２４が取り付けられている。端子２４は、例えば、ガラス端子である。端子２４は、例えば、溶接により密閉容器２０に固定されている。端子２４には、電動機４０からのリード線４５が接続される。
【００５０】
密閉容器２０の頂部には、軸方向両端が開口した吐出管２２が取り付けられている。圧縮機構３０から吐出されるガス冷媒は、密閉容器２０内の空間から吐出管２２を通って外部の冷媒回路１１ａ，１１ｂへ吐出される。
【００５１】
詳細については後述するが、電動機４０の固定子４１の外周面７１には、凹部７２が形成される。密閉容器２０の内周面８１には、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定するために、凹部７２に入り込む凸部８２が形成される。
【００５２】
以下では、圧縮機１２の動作について説明する。
【００５３】
端子２４からリード線４５を介して電動機４０の固定子４１に電力が供給される。これにより、固定子４１の巻線４４に電流が流れ、巻線４４から磁束が発生する。電動機４０の回転子４２は、巻線４４から発生する磁束と、回転子４２の永久磁石から発生する磁束との作用によって回転する。回転子４２の回転によって、回転子４２に固定されたクランク軸５０が回転する。クランク軸５０の回転に伴い、圧縮機構３０のローリングピストン３２が圧縮機構３０のシリンダ３１のシリンダ室６２内で偏心回転する。シリンダ３１とローリングピストン３２との間の空間は、圧縮機構３０のベーン３６によって２つに分割されている。クランク軸５０の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化する。一方の空間では、徐々に容積が拡大することにより、吸入マフラ２３から低圧のガス冷媒が吸入される。他方の空間では、徐々に容積が縮小することにより、中のガス冷媒が圧縮される。圧縮され、高圧かつ高温となったガス冷媒は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間に吐出される。吐出されたガス冷媒は、さらに、電動機４０を通過して密閉容器２０の頂部にある吐出管２２から密閉容器２０の外へ吐出される。密閉容器２０の外へ吐出された冷媒は、冷媒回路１１ａ，１１ｂを通って、再び吸入マフラ２３に戻ってくる。
【００５４】
図示していないが、圧縮機１２がスイング式のロータリ圧縮機として構成される場合には、ベーン３６が、ローリングピストン３２と一体に設けられる。クランク軸５０が駆動されると、ベーン３６は、ローリングピストン３２に回転自在に取り付けられた支持体の受入溝に沿って出入りする。ベーン３６は、ローリングピストン３２の回転に従って揺動しながら半径方向へ進退することによって、シリンダ室６２の内部を圧縮室と吸入室とに区画する。支持体は、横断面が半円形状の２つの柱状部材で構成される。支持体は、シリンダ３１の吸入口と吐出口との中間部に形成された円形状の保持孔に回転自在に嵌められる。
【００５５】
以下では、電動機４０の固定子４１の固定子鉄心４３、及び、密閉容器２０の構成について順番に説明する。
【００５６】
図５は、電動機４０の固定子４１の固定子鉄心４３の斜視図である。図６は、電動機４０の固定子４１の固定子鉄心４３の平面図である。
【００５７】
図５及び図６に示すように、本実施の形態では、固定子鉄心４３の外周面７１の円周方向における複数箇所に、円周方向に沿って並ぶ２つの凹部７２が形成され、当該２つの凹部７２の間に切り欠き７３が形成される。なお、固定子鉄心４３の外周面７１は、電動機４０の固定子４１の外周面に相当する。
【００５８】
それぞれの凹部７２は、軸方向に沿って溝状に延びている。
【００５９】
それぞれの切り欠き７３は、吐出マフラ３５から密閉容器２０内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の１つとなる。それぞれの切り欠き７３は、電動機４０の上から密閉容器２０の底部に戻る冷凍機油２５の通路にもなる。
【００６０】
固定子鉄心４３は、複数の分割鉄心７４が円周方向に連結されて構成される。即ち、本実施の形態では、電動機４０の固定子４１が、円周方向に連結されて固定子鉄心４３を構成する複数の分割鉄心７４を有する。それぞれの分割鉄心７４には、ティース７５が形成される。ティース７５は、根元から一定の幅で半径方向の内側に延び、先端において幅が広がった形状となっている。ティース７５の一定の幅で延びている部分には、巻線４４が巻かれる。巻線４４に電流が流されると、巻線４４が巻きつけられたティース７５が磁極となる。磁極の方向は、巻線４４に流される電流の方向によって決まる。
【００６１】
図５及び図６では、一例として、外周面７１の円周方向における９箇所に２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成された固定子鉄心４３を示しているが、２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成される箇所の数は適宜変更することができる。なお、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に確実に固定するため、外周面７１の円周方向における３箇所以上に２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成されることが望ましい。
【００６２】
また、一例として、２つの凹部７２に対して、当該２つの凹部７２の間に１つの切り欠き７３が形成される構成を示しているが、当該２つの凹部７２の間に２つ以上の切り欠き７３が形成される構成を採用してもよい。
【００６３】
また、一例として、９個のティース７５が形成された固定子鉄心４３を示しているが、ティース７５の個数は適宜変更することができる。
【００６４】
また、一例として、複数の分割鉄心７４で構成された固定子鉄心４３を示しているが、一体の固定子鉄心４３が用いられてもよい。
【００６５】
また、一例として、全てのティース７５に、或いは、全ての分割鉄心７４に２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成される構成を示しているが、一部のティース７５のみに、或いは、一部の分割鉄心７４のみに２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成されてもよい。なお、全ての分割鉄心７４に２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成される場合は、一部の分割鉄心７４のみに２つの凹部７２と切り欠き７３とが形成される場合と比べて、分割鉄心７４の形状の統一化によるコスト削減が可能である。
【００６６】
また、一例として、それぞれの凹部７２が軸方向の全体に亘って溝状に延びる構成を示しているが、それぞれの凹部７２が軸方向の一部のみに延びる構成、即ち、それぞれの凹部７２が穴として形成される構成を採用してもよい。それぞれの凹部７２が軸方向の全体に亘って溝状に延びる場合は、それぞれの凹部７２が穴として形成される場合と比べて、積層される電磁鋼板の形状の統一化によるコスト削減、或いは、電磁鋼板の組み間違えのリスク回避が可能である。
【００６７】
図５及び図６に示したように、凹部７２は、近接した状態の２つが１組となって設けられている。以下では、２つの凹部７２と、当該２つの凹部７２によって挟まれた部位とを合わせた、固定子鉄心４３の外周面７１の部分的な領域を固定部７６と呼ぶものとする。本実施の形態では、固定部７６が、固定子鉄心４３の外周面７１にほぼ等間隔で９個設けられている。よって、凹部７２は、全部で１８個ある。１８個のうち、６個が電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定するために使用される。
【００６８】
図７は、密閉容器２０の部分斜視図である。図８は、密閉容器２０の横断面図である。なお、図７は、密閉容器２０の軸方向における一部のみを示している。密閉容器２０の軸方向とは、密閉容器２０の高さ方向のことである。密閉容器２０の軸方向は、電動機４０の固定子４１の軸方向と平行である。
【００６９】
図７及び図８に示すように、本実施の形態では、密閉容器２０の内周面８１の円周方向における複数箇所に、円周方向に沿って並ぶ２つの凸部８２が形成される。２つの凸部８２が図５及び図６に示した２つの凹部７２に入り込んで電動機４０の固定子４１の切り欠き７３が形成された部分を挟み込むことで、密閉容器２０の内側に電動機４０の固定子４１が固定される。
【００７０】
密閉容器２０の外周面８３において、それぞれの凸部８２に対応する位置には、それぞれの凸部８２を内周面８１に形成するために外周面８３が押し込まれて形成された加工穴８４がある。
【００７１】
図７及び図８では、一例として、内周面８１の円周方向における３箇所に２つの凸部８２が形成された密閉容器２０を示しているが、２つの凸部８２が形成される箇所は適宜変更することができる。なお、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に確実に固定するため、内周面８１の円周方向における３箇所以上に、２つの凸部８２が形成されることが望ましい。
【００７２】
図７及び図８に示したように、凸部８２は、近接した状態の２つが１組となって設けられるが、後述するように、凸部８２は、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に設置した状態で密閉容器２０の外周面８３を密閉容器２０の内側に押し込むことで形成される。組となる２つの凸部８２は、組となる２つの凹部７２に入り込んで、２つのかしめ点を形成する。以下では、これらのかしめ点を形成する２つの凸部８２を合わせた、密閉容器２０の内周面８１の部分的な領域をかしめ部８５と呼ぶものとする。本実施の形態では、かしめ部８５が、密閉容器２０の内周面８１及び外周面８３にほぼ等間隔で３個設けられている。よって、凸部８２は、全部で６個ある。
【００７３】
図９は、電動機４０の固定子４１の分割鉄心７４の平面図である。
【００７４】
前述したように、本実施の形態では、電動機４０の固定子４１及び密閉容器２０の互いに対応する複数箇所で、２つの凸部８２が２つの凹部７２に入り込んで電動機４０の固定子４１の切り欠き７３が形成された部分を挟み込むことで、密閉容器２０の内側に電動機４０の固定子４１が固定される。切り欠き７３がない場合、２つの凸部８２で２つの凹部７２の間の部分が締め付けられることにより、図９に示すＢの箇所、即ち、分割鉄心７４の継ぎ目の半径方向内側の端部に応力が集中する。Ｂの箇所は、本来、ティース７５に形成される磁極からの磁束が流れる位置であるため、この箇所に応力が集中するとヒステリシス損失が発生する。ヒステリシス損失とは、応力が集中する箇所の磁気抵抗が増大することにより、その箇所で磁束が流れにくくなって損失が発生することをいう。ヒステリシス損失は、いわゆる鉄損であり、電動機効率を低下させる要因となる。一方、本実施の形態では、２つの凹部７２の間に切り欠き７３があるため、図９に示すＣの箇所、即ち、切り欠き７３の半径方向内側の隅部に応力を集中させることができる。Ｃの箇所は、磁極からの磁束の流路から離れた位置であるため、この箇所に応力が集中してもヒステリシス損失は発生しにくい。また、Ｃの箇所に応力が集中すれば、Ｂの箇所にかかる応力を大幅に低減させることができる。したがって、鉄損の発生を回避し、電動機効率の低下を抑制することができる。
【００７５】
また、図９に示すように、本実施の形態では、固定子鉄心４３を構成する分割鉄心７４の外周面７１の切り欠き７３と２つの凹部７２のそれぞれとの間の領域に、分割鉄心７４の外周面７１の他の領域よりも半径方向の外側に突出する突出部７７が形成される。密閉容器２０の内周面８１が突出部７７に接触することで、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に、より確実に固定することが可能となる。しかも、固定子４１の外周面７１全体が密閉容器２０の内周面８１に接触する代わりに、突出部７７が密閉容器２０の内周面８１に接触することで、固定子４１の内径真円度が向上する。即ち、本実施の形態では、密閉容器２０に形成された２つの凸部８２が固定子４１の切り欠き７３が形成された部分を挟み込んでいるため、密閉容器２０から固定子４１に作用する締め付け力が低くても、固定子４１を密閉容器２０の内側に固定することができる。よって、密閉容器２０の内周面８１と固定子４１の外周面７１とを接触させつつ、その接触面積を小さくすることで、固定子４１の確実な固定と、固定子４１の内径真円度の向上とを両立させることが可能となる。固定子４１の外周面７１において、密閉容器２０の内周面８１と接触する領域を突出部７７に限定することで、接触面積を小さくすることができる。
【００７６】
本実施の形態では、固定子鉄心４３を構成する分割鉄心７４の外周面７１の切り欠き７３と２つの凹部７２のそれぞれとの間の領域が、切り欠き７３につながり突出部７７が形成されない非接触領域７８と、２つの凹部７２のいずれかにつながり突出部７７が形成される接触領域７９とに分かれる。なお、非接触領域７８と接触領域７９との位置関係を逆にしてもよいが、非接触領域７８が凹部７２の側にある場合、凸部８２が根元まで凹部７２に入り込まなくなる。よって、凸部８２による締め付け力を増大させるには、接触領域７９を凹部７２の側に設けるほうが望ましい。非接触領域７８と接触領域７９との面積比は、任意に設定することができる。
【００７７】
本実施の形態では、電動機４０の固定子４１が焼き嵌めにより密閉容器２０の内側に嵌められることで、密閉容器２０の内周面８１が突出部７７に接触する。ここで、焼き嵌めとは、固定子４１の外径よりも小さい内径の密閉容器２０を加熱し、熱膨張させた状態で、固定子４１を密閉容器２０に嵌め込み、その後、密閉容器２０が熱収縮することを利用して固定子４１を密閉容器２０に固定する手法のことである。焼き嵌めのみによって電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定する場合は、固定子鉄心４３の内径真円度が悪化することにより、固定子４１と回転子４２との間のエアギャップが不均一となり、磁気アンバランス音が引き起こされるおそれがある。しかし、本実施の形態では、電動機４０の固定子４１及び密閉容器２０の互いに対応する複数箇所で、２つの凸部８２が２つの凹部７２に入り込んで電動機４０の固定子４１の切り欠き７３が形成された部分を挟み込んでいるため、焼き嵌めによる固定の度合いを低くすることができる。即ち、固定子鉄心４３の外周面７１において、焼き嵌めによる締め付け箇所を接触領域７９のみに留めることができる。仮に非接触領域７８がなく、分割鉄心７４の外周面７１の切り欠き７３と２つの凹部７２のそれぞれとの間の領域全体が密閉容器２０の内周面８１と接触する構成を採用したとしても、焼き嵌めのみによって電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定する構成よりも、焼き嵌めによる締め付け箇所の面積を低減することができる。したがって、固定子鉄心４３の内径真円度を向上させることができ、磁気アンバランス音の発生を抑制することが可能となる。なお、電動機４０の固定子４１が冷やし嵌めにより密閉容器２０の内側に嵌められても構わない。
【００７８】
本実施の形態では、２つの凹部７２が複数の分割鉄心７４のそれぞれの円周方向における中央位置の両側に分かれて配置される。なお、図９では、分割鉄心７４の円周方向における中央位置を示す中心線を一点鎖線Ｄによって表している。
【００７９】
なお、電動機４０の固定子４１の２つの凹部７２に切り欠き７３がなくてもよい。切り欠き７３の有無に関わらず、電動機４０の固定子４１及び密閉容器２０の互いに対応する複数箇所で、２つの凸部８２が２つの凹部７２に入り込んで固定子４１の２つの凹部７２の間の部分を挟み込むことで、密閉容器２０の内側に電動機４０の固定子４１が固定される。
【００８０】
以下では、圧縮機１２を製造する装置の構成、圧縮機１２を製造する方法、当該装置及び当該方法により得られる効果について順番に説明する。
【００８１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１０は、圧縮機１２を製造する装置である、本実施の形態に係る圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の平面図である。図１１は、圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の縦断面図である。なお、図１０及び図１１は、製造途中の圧縮機１２を簡略化して示している。
【００８２】
図１０及び図１１に示すように、圧縮機製造装置９０は、押し付けプレス機である押し付け治具９１と、内張治具である押さえ治具９５とを備える。
【００８３】
押し付け治具９１は、密閉容器２０の外側から密閉容器２０の外周面８３に半径方向の力Ｆを作用させることで、後述するように、密閉容器２０の内周面８１に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部８２を形成し、２つの凸部８２を２つの凹部７２に入り込ませる。このとき、密閉容器２０は、容器蓋２７が取り付けられておらず、容器本体２６だけの状態である。押さえ治具９５は、固定子４１の内側から固定子４１の内周面７０に半径方向の力Ｇを作用させることで、後述するように、押し付け治具９１からの力Ｆによる固定子４１の内周面７０の変形を抑制する。
【００８４】
前述したように、２つの凹部７２は、固定子４１の外周面７１の円周方向における複数箇所に形成される。そのため、押し付け治具９１は、密閉容器２０の外周面８３における当該複数箇所に対応する位置に半径方向の力Ｆを作用させる。押さえ治具９５は、固定子４１の内周面７０における当該複数箇所に対応する位置に半径方向の力Ｇを作用させる。本実施の形態では、押し付け治具９１は、密閉容器２０の外周面８３の３箇所に半径方向の力Ｆを作用させる。押さえ治具９５は、固定子４１の内周面７０における少なくとも３箇所に半径方向の力Ｇを作用させる。
【００８５】
押さえ治具９５は、駆動機構９６と、駆動機構９６により半径方向に駆動され、固定子４１の内周面７０に接触する外型９７とからなる。前述した半径方向の力Ｇは、固定子４１の内周面７０に対する外型９７の押圧力である。この押圧力は、駆動機構９６により外型９７が半径方向の外側に駆動されるほど大きくなり、駆動機構９６により外型９７が半径方向の内側に駆動されるほど小さくなる。よって、半径方向の力Ｇは、駆動機構９６により適宜調整することができる。
【００８６】
駆動機構９６としては、外型９７を半径方向に駆動できるものであれば、任意の機構を採用することができる。例えば、油圧又は空気圧により外型９７を半径方向に駆動する機構を採用してもよいし、後述する実施の形態２又は３のような機構を採用してもよい。
【００８７】
＊＊＊方法の説明＊＊＊
圧縮機１２を製造する方法である、本実施の形態に係る圧縮機製造方法が備える工程として、以下のようなものがある。
・収納工程：圧縮機構３０を密閉容器２０の内側に収納する工程である。なお、密閉容器２０は、容器蓋２７が取り付けられておらず、容器本体２６だけの状態である。
・設置工程：電動機４０の固定子４１を、密閉容器２０の内側に設置する工程である。
・加工工程：密閉容器２０の内周面８１の円周方向における複数箇所を加熱し、加熱した複数箇所を加工して、２つの凹部７２に入り込む２つの凸部８２を形成する工程である。この工程では、押し付け治具９１によって密閉容器２０の外側から密閉容器２０の外周面８３に半径方向の力Ｆを作用させることで、密閉容器２０の内周面８１に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部８２を形成し、これら２つの凸部８２を２つの凹部７２に入り込ませる。同時に、押さえ治具９５によって固定子４１の内側から固定子４１の内周面７０に半径方向の力Ｇを作用させることで、押し付け治具９１からの力Ｆによる固定子４１の内周面７０の変形を抑制する。
・固定工程：２つの凸部８２を熱収縮させて、２つの凸部８２により電動機４０の固定子４１の切り欠き７３が形成された部分を挟み込むことで、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定する工程である。
・閉塞工程：容器本体２６の開口された一端を容器蓋２７で閉塞する工程である。
【００８８】
上記５つの工程は、収納工程、設置工程、加工工程、固定工程、閉塞工程の順番に実施される。
【００８９】
以下、加工工程及び固定工程について説明する。
【００９０】
図１２及び図１３及び図１４は、電動機４０の固定子４１を密閉容器２０の内側に固定するための各工程における電動機４０の固定子４１及び密閉容器２０の部分断面図である。図１２及び図１３及び図１４は、具体的には、固定子４１の固定子鉄心４３の断面の一部、及び、密閉容器２０の容器本体２６の断面の一部を示している。
【００９１】
加工工程では、図１２に示すように、密閉容器２０の外周面８３における、各固定部７６の２つの凹部７２の間の中心位置に対応する位置を中心とする一定の範囲が、密閉容器２０における、各固定部７６に対向する部分を密閉容器２０の外側から局所的に加熱する。加熱により密閉容器２０を熱膨張させた後、図１３に示すように、密閉容器２０の外側から２つの凹部７２に向けて押し付け治具９１を真っ直ぐに押し付ける。具体的には、凹部７２の幅よりもわずかに小さい幅を有し、端面が四角形状の平坦面である、押し付け治具９１の２つの先端部９２を同時に２つの凹部７２に向けて押し付ける。これにより、図１４に示すように、密閉容器２０の外周面８３に、押し付け治具９１の先端部９２と幅が等しい加工穴８４が形成される。密閉容器２０の内周面８１には、２つの凹部７２に入り込む２つの凸部８２が形成される。即ち、２つのかしめ点を有するかしめ部８５が形成される。押し付け治具９１は、３つの固定部７６のそれぞれに対して１つずつ用いられる。即ち、３つの押し付け治具９１が用いられて、３つのかしめ部８５が形成される。３つのかしめ部８５は、３つの押し付け治具９１が固定子鉄心４３の外周面７１の３箇所にほぼ同時に押し付けられて形成される。
【００９２】
固定工程では、図１４に示すように、熱膨張した密閉容器２０が冷却する。密閉容器２０が冷却すると、熱収縮により２つの凸部８２が、加熱された範囲の中心に向かって引き寄せられる。そのため、２つの凸部８２によって、固定部７６の近接する２つの凹部７２が円周方向に締め付けられる。これにより、固定子鉄心４３を含む電動機４０の固定子４１が密閉容器２０に固定される。従来の焼き嵌めによる固定方法のように、半径方向の力によって電動機４０の固定子４１が固定されるのではなく、円周方向の力によって電動機４０の固定子４１が固定されるため、固定子鉄心４３に与える歪を小さくすることができる。また、従来のアークスポット溶接及びレーザ溶接による固定方法と異なり、密閉容器２０に穴あけ加工を施さないため、異物が混入したり、冷媒が漏れたりするおそれもない。
【００９３】
図１５は、図１４のＥ矢視図である。即ち、図１５は、図１４に示したＥ方向から密閉容器２０の外周面８３を見た図である。
【００９４】
図１５に示すように、加工工程では、密閉容器２０が局所的に加熱され、例えば円形の加熱範囲９３で熱の影響により密閉容器２０が軟化する。加熱範囲９３に押し付け治具９１の２つの先端部９２が押し付けられると、密閉容器２０の外周面８３に、近接する２つの加工穴８４が形成される。密閉容器２０の内周面８１の対応する位置には、２つの凸部８２が形成される。固定工程では、密閉容器２０が冷却し、２つの凸部８２が加熱中心９４に向かって引き寄せられる。
【００９５】
加工工程において、押し付け治具９１の押し込み量Ｈ（図１４参照）を増加させていくと、密閉容器２０の最小肉厚部の厚さＫ（図１４参照）は減少していく。ここで、最小肉厚部の厚さＫとは、密閉容器２０に形成される凸部８２の根元と加工穴８４との間の距離のことである。加工穴８４の深さＪ（図１４参照）の増加に伴い、押し込み量Ｈは大きくなる。なお、加工穴８４の深さＪは、基本的には凸部８２の内周面８１からの突出長さに等しい。そして、最小肉厚部の厚さＫは、加工穴８４の深さＪによって決まる。押し込み量Ｈを確保するうえで加工穴８４は必ず形成され、最小肉厚部の厚さＫは、密閉容器２０の板厚よりも、ほぼ加工穴８４の深さＪだけ小さい値となる。押し込み量Ｈを大きくするために、加工穴８４の深さＪを増大させると、密閉容器２０の最小肉厚部の厚さＫが薄くなってしまい、密閉容器２０に内圧が作用したときに、その最小肉厚部から冷媒が漏れてしまうおそれがある。よって、密閉容器２０に要求される耐圧強度を満足できる範囲で、加工穴８４の深さＪの最大許容値が決定される。最小肉厚部の厚さＫが密閉容器２０の板厚の０．５倍以上であれば、通常、密閉容器２０の耐圧強度を十分満足することができる。例えば、密閉容器２０の板厚が２．６ｍｍであれば、加工穴８４の深さＪを１．３ｍｍ以下にしておけばよい。したがって、押し込み量Ｈも密閉容器２０の板厚の０．５倍以下となる。
【００９６】
本実施の形態では、固定子４１の外周面７１の３箇所で固定部７６を形成しているが、３箇所の配置は１２０°の等ピッチとすることが望ましい。図１３に示したように、加工工程において、押し付け治具９１の先端部９２は、密閉容器２０に直接接触して密閉容器２０を塑性変形する。これにより、かしめ部８５が３箇所に形成される。１箇所で２つのかしめ点が形成されるので、かしめ点数は合計で６つとなる。１つのかしめ部８５につき、１台の押し付け治具９１が使用される。即ち、押し付け治具９１は、合計で３台設置される。図１０に示したように、押し付け治具９１から密閉容器２０に与えられる力Ｆは、密閉容器２０の中心に向かって作用する。３つの力Ｆの大きさは等しい。
【００９７】
図１６は、加工工程における圧縮機製造装置９０の押さえ治具９５及び電動機４０の固定子４１の平面図である。図１６は、具体的には、押さえ治具９５の駆動機構９６及び外型９７と、固定子４１の固定子鉄心４３とを示している。
【００９８】
電磁鋼板の積層で形成されている固定子４１は剛性が低いため、密閉容器２０の外周面８３に半径方向に押し付け治具９１の先端部９２を押し付ける際に固定子４１の内周面７０が変形し、固定子４１の内径真円度が悪化するおそれがある。その対策として、本実施の形態では、図１６に示すように、固定子４１の内周面７０に半径方向に力Ｇを作用させ、固定子４１の内周面７０の変形を抑制するために押さえ治具９５を用いる。
【００９９】
押さえ治具９５は、駆動機構９６によって固定子４１の半径方向に駆動され、力Ｇを作用させる外型９７を有している。この外型９７の少なくとも一部は、固定子鉄心４３に形成されているティース７５の数と同数に分割されている。外型９７の分割された部分の外周形状は、固定子４１の内周面７０に接触するために、ティース７５の内周形状と同じ円弧形状になっている。押さえ治具９５の外型９７の分割された部分は、それぞれ対向するティース７５を適宜設定される力Ｇで押圧する。なお、押さえ治具９５の外型９７の分割された部分のうち、一部のみがティース７５に接触し、残りがティース７５に接触しなくてもよい。即ち、Ｇ＝０となる箇所があってもよい。
【０１００】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
以下、本実施の形態の奏する効果について説明する。
【０１０１】
本実施の形態では、圧縮機製造装置９０の押さえ治具９５が、固定子４１の内側から固定子４１の内周面７０に半径方向の力Ｇを作用させることで、押し付け治具９１からの力Ｆによる固定子４１の内周面７０の変形を抑制する。このため、本実施の形態によれば、固定子４１の内径真円度が向上する。
【０１０２】
本実施の形態では、固定子４１の外周面７１に設けた２つの凹部７２に入り込む２つの凸部８２を形成し、２つの凸部で２つの凹部７２の間の部分を挟み込んで固定する。このため、本実施の形態によれば、異物が発生するアークスポット溶接又はレーザ溶接を不要とすることができ、異物量の少ない、より信頼性の高い圧縮機１２を製造することができる。また、固定子４１の保持力を十分に確保することができるため、焼き嵌めによる固定子４１の外周面７１と密閉容器２０の内周面８１との接触面積を大幅に低減することが可能となる。よって、焼き嵌めによる固定子４１に対する締め付け力を大幅に低減することができ、より性能の高い圧縮機１２を製造することができる。
【０１０３】
本実施の形態では、固定子４１の外周面７１に設けた２つの凹部７２に入り込む２つの凸部８２を形成する際に、固定子４１の内側から力Ｇを作用させることで固定子４１の内径真円度の悪化を低減することができる。このため、本実施の形態によれば、運転中に磁気アンバランス音が発生しにくい、より信頼性の高い圧縮機１２を製造することができる。
【０１０４】
本実施の形態では、圧縮機１２の密閉容器２０に形成された２つの凸部８２が、圧縮機１２の電動機４０の固定子４１に形成された２つの凹部７２に入り込んで、これら２つの凹部７２の間の切り欠き７３が形成された部分を挟み込むことで、電動機４０の固定子４１が密閉容器２０の内側に固定される。切り欠き７３があることで損失の要因となる応力集中が緩和される。また、固定子４１の外周面７１の切り欠き７３と２つの凹部７２のそれぞれとの間の領域に、固定子４１の外周面７１の他の領域よりも半径方向の外側に突出する突出部７７が形成される。固定子４１の外周面７１全体が密閉容器２０の内周面８１に接触する代わりに、突出部７７が密閉容器２０の内周面８１に接触することで、固定子４１の内径真円度が向上する。したがって、本実施の形態によれば、電動機効率の低下を抑制することができる。
【０１０５】
本実施の形態によれば、電動機４０の固定子４１の鉄損の発生及び内径真円度の悪化を最小限に抑えることで、電動機効率が高く騒音の小さい密閉型電動圧縮機を得ることができる。長期的な使用に対しても、電動機４０の固定子４１のがたつきによる騒音や振動の増加等の不具合が生じない信頼性が高く、固定子４１の応力集中による鉄損を低減し、電気効率の優れた密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【０１０６】
本実施の形態によれば、密閉容器２０の近接した２つの凸部８２にて電動機４０の固定子４１の２つの凹部７２の間に十分な挟み込み力を発生させることで、密閉容器２０に電動機４０の固定子４１を強固に固定することができる。密閉型電動圧縮機の長期的な使用に対しても、稼働中に発生する普通及び過剰な力に耐え、電動機４０の固定子４１のがたつきによる騒音や振動の増加等の不具合が生じない信頼性の高い圧縮機１２を得ることができる。また、電動機４０の固定子４１が受ける力を減少させ、応力集中による鉄損の発生を抑制することができるので、性能の向上につながる。
【０１０７】
密閉容器２０の材料は、一般的に鉄である。鉄は、６００℃辺りから、急激に降伏点が低下する。このように急激に降伏点が低下し始める温度を、ここでは軟化する温度と呼ぶことにする。つまり、鉄が軟化する温度は６００℃ということになる。密閉容器２０の材料の降伏点を下げ、密閉容器２０を効率よく一定の形状に変形させるため、加熱時の温度は材料が軟化する温度以上で融点未満が良い。加熱により降伏点を低下させることで、密閉容器２０を塑性変形させて凸部８２を形成した後における密閉容器２０の半径方向のスプリングバック、即ち、凸部８２の戻りが抑制される。また、効率よく、しかも確実に一定の押し込み量Ｈ（図１４参照）を確保することができる。ここで押し込み量Ｈとは、凹部７２に凸部８２が入り込む深さのことである。上記のように、密閉容器２０の材料は鉄であり、その軟化する温度は６００℃である。そして、鉄の融点は１５６０℃程度である。そのため、局所加熱する加熱温度は、６００℃以上１５００℃以下が望ましい。もちろん材料が鉄以外であれば、加熱温度は変化し、その材料の軟化する温度以上で融点未満とすることが望ましい。
【０１０８】
加熱範囲９３が、押し付け治具９１の押し付け部位となる加工穴８４を全て含むことで、前述したような密閉容器２０の材料の高温時の特性を用いて、凸部８２を確実に形成することができる。また、凸部８２の形成のための押し込み力が低下し、圧縮機１２の組み立て時の固定子鉄心４３に発生する歪を低減できる。さらに、密閉容器２０の加熱中心９４を２つの凹部７２の中心に重なる位置とすることで、密閉容器２０に２つの凸部８２を確実に形成させた後、加熱中心９４に向かって熱収縮する２つの凸部８２で２つの凹部７２を強固に挟み込むことができる。
【０１０９】
このように密閉容器２０の凸部８２が確実に形成され、電動機４０の固定子４１の凹部７２の間を密閉容器２０の凸部８２が強固に挟み込むことで電動機４０の固定子４１を固定するため、長期的な圧縮機１２の使用に対して、圧縮機１２の稼働中に発生する普通及び過剰な力に耐え、がたつきが発生することのない強固な電動機４０の固定子４１の固定が可能となる。また、固定子４１の固定に焼き嵌めを併用する場合にも、固定子４１と密閉容器２０との焼き嵌めによる接触面積を従来より大幅に低減することができる。
【０１１０】
圧縮機１２の軸方向に対しては、電動機４０の固定子４１は密閉容器２０の凸部８２の挟み込みにより支持され、接線方向に対しては、電動機４０の固定子４１は密閉容器２０の凸部８２の挟み込みによる支持だけでなく、密閉容器２０の凸部８２の剛性でも支持される。固定部７６に発生する加速度に応じて必要な固定強度を得られるよう、固定形状を選択すればよい。例えば、凸部８２の断面積を増加させたり、固定部７６の個数を増やしたりすることで、固定強度を増加させることができる。また、固定子４１の凹部７２の幅を、軸方向の加速度が発生する圧縮機１２の輸送や落下等に対しての抜け強度仕様を満足するように選定することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、固定子鉄心４３の複数箇所に溝状の複数の凹部７２が形成されているため、固定子鉄心４３を同一型の電磁鋼板の積層により形成することができ、多くの型を用意する必要がないため、コストを抑えることができ、さらに組み間違いのリスクも低減することができる。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、固定子４１と密閉容器２０とのより高い固定強度を確保するため、前述した設置工程で固定子４１と密閉容器２０とを焼き嵌めした後に、加工工程及び固定工程を実施しているが、焼き嵌めは必須ではない。
【０１１３】
焼き嵌めを行う場合、固定子４１と密閉容器２０とを焼き嵌めした後に、密閉容器２０の外周面８３における、固定子４１の凹部７２に対応する箇所を局所的に加熱する。その後、密閉容器２０の外周面８３に押し付け治具９１を半径方向内向きに押し付け、凹部７２に係合する凸部８２を密閉容器２０に形成する。そして、密閉容器２０の冷却による熱収縮により、密閉容器２０の複数の凸部８２で凹部７２間を締め付ける。これにより、固定子４１を密閉容器２０に強固に固定することができ、かつ、熱収縮による固定のときにがたが発生することなく安定的に固定子４１を密閉容器２０に固定することができる。
【０１１４】
本実施の形態では、固定子４１と熱収縮したときの密閉容器２０の凸部８２との間に微小ながたが発生しない程度の強度で固定子４１を密閉容器２０に焼き嵌めればよいので、固定子４１と密閉容器２０の焼き嵌めによる接触面積を従来の焼き嵌めのみにより固定する場合より大幅に低減させることができる。そのため、固定子４１に作用する応力を低減することができ、圧縮機１２の性能を向上させることができる。
【０１１５】
本実施の形態では、固定子鉄心４３が複数のＴ字型の分割鉄心７４を輪状に接合したものになっている。固定子鉄心４３の外周面７１に形成される凹部７２は、それぞれの分割鉄心７４に設けられている。仮に、近接する２つの凹部７２が２つの分割鉄心７４に跨って形成されるとすると、対応する２つの凸部８２の熱収縮時に作用する力が２つの分割鉄心７４を互いに押し当てるように作用するため、固定子鉄心４３の内径真円度を悪化させるおそれがある。一方、図９に示したように、近接する２つの凹部７２が１つの分割鉄心７４の円周方向の中央位置を挟むようにして当該１つの分割鉄心７４に形成される場合には、対応する２つの凸部８２が熱収縮したときにも、当該１つの分割鉄心７４の剛性により良好な内径真円度を保つことができるため、磁気アンバランス音の発生を抑制できる。
【０１１６】
本実施の形態では、前述したように、固定子４１の凹部７２を溝状に設けるかわりに、例えば、四角形状の下穴として設けてもよい。その場合においても、同様に固定子４１を密閉容器２０に固定することができる。例えば、固定子４１の四角形状の下穴は、２種類の電磁鋼板を積層することにより形成することができる。固定子４１の下穴を四角形状とすることで、固定子４１が密閉容器２０の凸部８２による挟み込みだけでなく、密閉容器２０の凸部８２自身の剛性でも支持されるため、より強固に固定子４１を密閉容器２０に固定することができる。
【０１１７】
実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【０１１８】
図１７は、本実施の形態に係る圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の縦断面図である。なお、図１７は、図１１と同様に、製造途中の圧縮機１２を簡略化して示している。
【０１１９】
図１７に示すように、圧縮機製造装置９０の押さえ治具９５の駆動機構９６は、チャック機構として実装されてもよい。
【０１２０】
実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【０１２１】
図１８は、本実施の形態に係る圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の縦断面図である。なお、図１８は、図１１と同様に、製造途中の圧縮機１２を簡略化して示している。
【０１２２】
図１８に示すように、圧縮機製造装置９０の押さえ治具９５の駆動機構９６は、くさび機構として実装されてもよい。即ち、本実施の形態では、押さえ治具９５が、くさび形の引き出し棒９８と、引き出し棒９８が挿入されるテーパ状の中空部が形成され、固定子４１の内周面７０に接触する外型９７とからなる。引き出し棒９８を外型９７の中空部から下方に引き出すことで、くさび効果により外型９７が半径方向に駆動し、固定子４１の内周面７０に力Ｇが作用する。
【０１２３】
実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【０１２４】
図１９は、本実施の形態に係る圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の平面図である。図２０は、圧縮機製造装置９０及び圧縮機１２の縦断面図である。なお、図１９及び図２０は、図１０及び図１１と同様に、製造途中の圧縮機１２を簡略化して示している。図１９では、押し付け治具９１を省略している。
【０１２５】
図１９及び図２０に示すように、圧縮機製造装置９０は、実施の形態１と同様の押し付け治具９１及び押さえ治具９５に加えて、押し付けプレス機である他の押さえ治具９９を備える。
【０１２６】
実施の形態１のように、容器本体２６を局所加熱後、押し付け治具９１で加圧する際、押し付け治具９１の加圧、容器本体２６の熱収縮等により、容器本体２６の開口された端部が変形するおそれがある。本実施の形態では、その変形量を低減するため、固定子４１の上端面と密閉容器２０の上端面との間を密閉容器２０の外側から押さえ治具９９でクランプし、力Ｉを作用させる。
【０１２７】
即ち、押し付け治具９１は、密閉容器２０が加熱された状態で２つの凸部８２を形成する。これら２つの凸部８２は、密閉容器２０が加熱された後に熱収縮することで、固定子４１の２つの凹部７２の間の部分を挟み込むが、このとき、密閉容器２０を変形させる力がはたらく。そのため、本実施の形態では、図１９に示すように、押さえ治具９９が、密閉容器２０の外側から密閉容器２０の外周面８３に半径方向の力Ｉを作用させることで、２つの凸部８２の熱収縮による密閉容器２０の外周面８３の変形を抑制する。具体的には、図２０に示すように、押さえ治具９９は、密閉容器２０の軸方向の両端のうち圧縮機構３０よりも固定子４１に近い一端と固定子４１との間に半径方向の力Ｉを作用させる。ここで、密閉容器２０の軸方向の両端のうち圧縮機構３０よりも固定子４１に近い一端とは、容器本体２６の開口された一端のことである。例えば、図２０に示すように、押さえ治具９９は、固定子４１の内周面７０における、等間隔で離れた４箇所に半径方向の力Ｉを作用させる。即ち、４台の押さえ治具９９が等間隔に配置され、これらの押さえ治具９９によって密閉容器２０がクランプされる。これにより、密閉容器２０の変形を抑えることができる。なお、半径方向の力Ｉを作用させる箇所の数、即ち、押さえ治具９９の台数は、４つに限らず、２つ以上であればよい。
【０１２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。或いは、これらの実施の形態のうち、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施しても構わない。例えば、これらの実施の形態の説明において「部」として説明するもののうち、いずれか１つのみを採用してもよいし、いくつかの任意の組み合わせを採用してもよい。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１２９】
本発明の実施の形態に係る圧縮機製造装置は、
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造装置であって、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませる押し付け治具と、
前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する押さえ治具と
を備える。
【０１３０】
前記２つの凹部は、前記固定子の外周面の円周方向における複数箇所に形成され、
前記押し付け治具は、前記容器の外周面における前記複数箇所に対応する位置に半径方向の力を作用させ、
前記押さえ治具は、前記固定子の内周面における前記複数箇所に対応する位置に半径方向の力を作用させる。
【０１３１】
前記押さえ治具は、駆動機構と、前記駆動機構により半径方向に駆動され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる。
【０１３２】
前記押さえ治具は、くさび形の引き出し棒と、前記引き出し棒が挿入されるテーパ状の中空部が形成され、前記固定子の内周面に接触する外型とからなる。
【０１３３】
前記押し付け治具は、前記容器が加熱された状態で前記２つの凸部を形成し、
前記２つの凸部は、前記容器が加熱された後に熱収縮することで、前記固定子の前記２つの凹部の間の部分を挟み込み、
前記圧縮機製造装置は、さらに、
前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記２つの凸部の熱収縮による前記容器の外周面の変形を抑制する他の押さえ治具を備える。
【０１３４】
前記他の押さえ治具は、前記容器の軸方向の両端のうち前記圧縮機構よりも前記固定子に近い一端と前記固定子との間に半径方向の力を作用させる。
【０１３５】
本発明の実施の形態に係る圧縮機製造方法は、
固定子を有し、前記固定子の外周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凹部が形成される電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構と、前記固定子及び前記圧縮機構を収納する容器とを備える圧縮機を製造する圧縮機製造方法であって、
押し付け治具によって前記容器の外側から前記容器の外周面に半径方向の力を作用させることで、前記容器の内周面に円周方向に沿って並ぶ２つの凸部を形成し、前記２つの凸部を前記２つの凹部に入り込ませ、
押さえ治具によって前記固定子の内側から前記固定子の内周面に半径方向の力を作用させることで、前記押し付け治具からの力による前記固定子の内周面の変形を抑制する。
【符号の説明】
【０１３６】
１０  冷凍サイクル装置、１１ａ，１１ｂ  冷媒回路、１２  圧縮機、１３  四方弁、１４  室外熱交換器、１５  膨張弁、１６  室内熱交換器、１７  制御装置、２０  密閉容器、２１  吸入管、２２  吐出管、２３  吸入マフラ、２４  端子、２５  冷凍機油、２６  容器本体、２７  容器蓋、３０  圧縮機構、３１  シリンダ、３２  ローリングピストン、３３  主軸受、３４  副軸受、３５  吐出マフラ、３６  ベーン、３７  ベーンスプリング、４０  電動機、４１  固定子、４２  回転子、４３  固定子鉄心、４４  巻線、４５  リード線、４６  回転子鉄心、４７  絶縁部材、４８  上端板、４９  下端板、５０  クランク軸、５１  偏心軸部、５２  主軸部、５３  副軸部、６１  ベーン溝、６２  シリンダ室、６３  背圧室、７０  内周面、７１  外周面、７２  凹部、７３  切り欠き、７４  分割鉄心、７５  ティース、７６  固定部、７７  突出部、７８  非接触領域、７９  接触領域、８１  内周面、８２  凸部、８３  外周面、８４  加工穴、８５  かしめ部、９０  圧縮機製造装置、９１  押し付け治具、９２  先端部、９３  加熱範囲、９４  加熱中心、９５  押さえ治具、９６  駆動機構、９７  外型、９８  引き出し棒、９９  押さえ治具。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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