(57)【要約】【課題】溶接によるステータの内側部分の変形を抑え、それにより音や振動を抑制することが可能な圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１は、筒状の本体ケーシング２と、電動機３とを備えている。電動機３は、本体ケーシング２の内部に固定されたステータ８、およびステータ８に対して回転可能に配置されたロータ９とを有する。ステータ８は、その外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くした突出部４１を有している。本体ケーシング２の内壁とステータ８の外周面の突出部４１との間が溶接されている。【選択図】図２
2011055576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体ケーシング（２）と、
前記本体ケーシング（２）の内部に固定されたステータ（８）、および前記ステータ（８）に対して回転可能に配置されたロータ（９）とを有する電動機（３）と
を備えている圧縮機（１）において、
前記ステータ（８）は、その外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くした突出部（４１、４８）を有しており、
前記本体ケーシング（２）の内壁と前記ステータ（８）の外周面の突出部（４１、４８）との間が溶接されている、
圧縮機（１）。
【請求項２】
圧縮冷媒はＣＯ２を使用した請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記ステータ（８）における前記突出部（４１、４８）が突出した部分の半径方向の厚さとそれ以外の部分の半径方向の平均厚さとの比が１．２：１以上である、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記突出部（４１）の内部には、溶接される位置に対応して空間部（４５、４６、４７）が形成されている、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記空間部は、前記突出部（４１）における溶接される面と異なる面に形成された少なくとも１本の溝（４６、４７）である、
請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記突出部（４８）は、前記ステータ（８）における前記突出部（４８）以外の部分よりもヤング率が低い材料により形成されている、
請求項１から５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記ステータ（８）は、複数の積層鋼鈑を前記突出部（４１、４８）の位置でかしめることにより製造されている、
請求項１から６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ステータ（８）は、その外周面において、隣接する２個の前記突出部（４１、４８）の間に凹部（４３）が形成されている、
請求項１から７のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のステータが本体ケーシングに溶接によって固定された圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧縮機のケーシング内部に電動機の固定子であるステータを固定するために種々の方法があり、例えば、ステータは、ケーシング胴部のパイプとステータの内壁に焼嵌めまたは溶接により固定されている。
【０００３】
また、特開２００７−３１８８７６号公報に圧縮機の記載されるように、ステータの環状のヨーク部の外周面のリブとケーシングの凹部とを嵌合させて隙間嵌めを行う構造もあるが、この構造は、溶接固定ではなく、内部の凹凸による結合なので、構造が複雑であり、また、ステータの固定状態が上記の焼嵌めまたは溶接よりも弱い。
【０００４】
ここで、ケーシング胴部のパイプとステータの固定方法として焼嵌めを行う場合、パイプと接触しているステータ外周に大きな圧縮応力がかかり、ステータ内径が変形してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、外部からの圧縮応力がステータに影響することを抑えるために、ヨーク部の外周面とパイプ（ケーシング胴部）を複数の溶接箇所で点状のタッグ（ＴＡＧ）溶接が行われることが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、パイプとステータの固定方法として隙間嵌めの状態でタッグ溶接を行うことにより、溶接箇所からステータに対して外側（パイプ側）への引張り応力がかかり、ステータ内径が変形してしまうおそれがある。これにより、ステータの形状が不均一になり、磁束の流れやすいティース部と流れにくいティース部が生じるおそれがあり、圧縮機の音や振動を増加させるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、溶接によるステータの内側部分の変形を抑え、それにより音や振動を抑制することが可能な圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の圧縮機は、筒状の本体ケーシングと、電動機とを備えている。電動機は、本体ケーシングの内部に固定されたステータ、およびステータに対して回転可能に配置されたロータとを有する。ステータは、その外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くした突出部を有している。しかも、本体ケーシングの内壁とステータの外周面の突出部との間が溶接されている。
【０００９】
ここでは、電動機のステータは、その外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くした突出部を有しており、しかも、本体ケーシングの内壁とステータの外周面の突出部との間が溶接されているので、溶接によるステータの内側部分の変形を抑えることが可能であり、圧縮機の運転中の音や振動を低減することが可能である。
【００１０】
第２発明の圧縮機は、第１発明の圧縮機であって、圧縮冷媒はＣＯ２を使用している。
【００１１】
ここでは、圧縮冷媒としてＣＯ２を使用しているが、ＣＯ２冷媒とともに高い粘度の潤滑油が用いられても、ステータ外周の突起部により、油戻り通路が広くなるので油の流動低下を抑制する効果が大きい。
【００１２】
第３発明の圧縮機は、第１発明の圧縮機であって、ステータにおける突出部が突出した部分の半径方向の厚さとそれ以外の部分の半径方向の平均厚さとの比が１．２：１以上である。
【００１３】
ここでは、突出部が突出した部分の半径方向の厚さとそれ以外の部分の半径方向の平均厚さとの比が１．２：１以上であるので、突出部の剛性を上げて、溶接によるステータの内側部分の変形を抑えることが可能である。なお、ここでいう「（突出部が突出した部分の）それ以外の部分」とは、ステータのうち、ティース部を含まない部分であり、例えば、突出部が無いスロットのステータ外径がＲ（曲面）になっている部分の平均厚みのことをいう。
【００１４】
第４発明の圧縮機は、第１発明の圧縮機であって、突出部の内部には、溶接される位置に対応して空間部が形成されている。
【００１５】
ここでは、突出部の内部には、溶接される位置に対応して空間部が形成されているので、突出部の部分だけ溶接によって変形しやすくすることにより、ステータの内側部分の変形を抑えることが可能である。
【００１６】
第５発明の圧縮機は、第４発明の圧縮機であって、空間部は、突出部における溶接される面と異なる面に形成された少なくとも１本の溝であるので、溝によって突出部の部分だけ溶接によって変形しやすくすることにより、ステータの内側部分の変形を抑えることが可能である。しかも、溝が外部に露出しているので、溝の加工が容易である。
【００１７】
第６発明の圧縮機は、第１発明から第５発明のいずれかの圧縮機であって、突出部は、ステータにおける突出部以外の部分よりもヤング率が低い材料により形成されている。
【００１８】
ここでは、突出部がステータにおける突出部以外の部分よりもヤング率が低い材料により形成されているので、ステータの内側部分の変形を抑えることができ、圧縮機の運転中の音や振動を低減することが可能である。
【００１９】
第７発明の圧縮機は、第１発明から第６発明のいずれかの圧縮機であって、ステータは、複数の積層鋼鈑を前記突出部の位置でかしめることにより製造されている。
【００２０】
ここでは、ステータが複数の積層鋼鈑を前記突出部の位置でかしめることにより製造されているで、かしめの部分がステータ内部の磁束の妨げになることを抑えることが可能になり、効率のいい電動機を提供することが可能になる。
【００２１】
第８発明の圧縮機は、第１発明から第７発明のいずれかの圧縮機であって、ステータは、その外周面において、隣接する２個の突出部の間に凹部が形成されている。
【００２２】
ここでは、ステータがその外周面において隣接する２個の突出部の間に凹部が形成されているので、ステータの厚肉の部分を減らして全体のバランスを取ることが可能であり、音や振動がさらに低減することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明によれば、溶接によるステータの内側部分の変形を抑えることが可能であり、圧縮機の運転中の音や振動を低減することができる。
【００２４】
第２発明によれば、ＣＯ２冷媒とともに高い粘度の潤滑油が用いられても、ステータ外周の突起部により、油戻り通路が広くなるので油の流動低下を抑制する効果が大きい。
【００２５】
第３発明によれば、突出部の剛性を上げて、溶接によるステータの内側部分の変形を抑えることができる。
【００２６】
第４発明によれば、ステータの内側部分の変形を抑えることができる。
【００２７】
第５発明によれば、溝によって突出部の部分だけ溶接によって変形しやすくすることにより、ステータの内側部分の変形を抑えることができる。しかも、溝の加工が容易である。
【００２８】
第６発明によれば、ステータの内側部分の変形を抑えることができ、圧縮機の運転中の音や振動を低減することができる。
【００２９】
第７発明によれば、かしめの部分がステータ内部の磁束の妨げになることを抑えることができ、効率のいい電動機を提供することができる。
【００３０】
第８発明によれば、ステータの厚肉の部分を減らして全体のバランスを取ることができ、音や振動がさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の圧縮機の実施形態に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。
【図２】図１の密閉型圧縮機のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】図１のステータの平面図。
【図４】図１の圧縮機構の内部を示す水平断面図。
【図５】図１のステータの外周面の突出部の拡大平面図。
【図６】本発明の変形例である貫通孔を有する突出部の拡大平面図。
【図７】本発明の他の変形例である両側面に溝を有する突出部の拡大平面図。
【図８】本発明のさらに他の変形例である片側の側面から溝が中心まで延びる突出部の拡大平面図。
【図９】本発明のさらに他の変形例であるヤング率が低い突出部の拡大平面図。
【図１０】本発明のさらに他の変形例であるかしめ部が形成された突出部の拡大平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
つぎに本発明の圧縮機の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３３】
〔実施形態〕
図１〜２示される密閉型圧縮機１は、給湯機のＣＯ２冷媒を圧縮するために用いられるものであり、ケーシング２と、電動機３と、圧縮機構４と、アキュームレータ５と、シャフト６とを備えている。電動機３、圧縮機構４およびシャフト６は、ケーシング２の内部に収納されている。
【００３４】
密閉された筒状のケーシング２は、筒状部１０と、筒状部１０の上下の開口端を閉じる一対の鏡板１１、１２とを有している。ケーシング２の筒状部１０は、後述する電動機３のステータ８およびロータ９を収納している。
【００３５】
＜密閉型圧縮機１の構成＞
密閉型圧縮機１は、ケーシング２と、ケーシング２内に配置される電動機３及び圧縮機構４と、ケーシング２の側方に配置されるアキュームレータ５とを備えている。この圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、ＣＯ２冷媒を利用している。そして、この圧縮機１は、ケーシング２内において、圧縮機構４が電動機３の下側に配置される。また、ケーシング２の下部には、圧縮機構４の各摺動部に供給される潤滑油が貯留されている。
【００３６】
＜電動機３の構成＞
電動機３は、環状のステータ８（固定子）と、ステータ８の内部空間８ａに回転自在に配置されたロータ９（回転子）と、複数のコイル３８と、複数の磁石３５とを備えている。電動機３は、ステータ８がケーシング２の内壁に固定された状態で、ケーシング２に格納されている、
ロータ９は、シャフト６に連結され、シャフト６とともに回転することが可能であり、ステータ８に対して回転可能に配置されている。
【００３７】
図１〜２に示されるように、磁石３５は、ロータ９の軸方向に延びる複数（例えば６箇所）のスロット９ａに挿入されて固定され、コイル３８から発生する磁界に対向するように配置されている。
【００３８】
＜ステータの説明＞
図１〜３および図５に示されるステータ８は、環状のヨーク部４０と、ヨーク部４０の内周面から内向きに延びる複数（例えば９本）のティース３７と、複数の突出部４１とを有している。
【００３９】
複数のコイル３８は、ステータ８のヨーク部４０から内向きに伸びる複数（例えば９本）のティース３７に巻かれて固定されている。複数のコイル３８に通電されることにより磁界が発生する。
【００４０】
ステータ８は、複数の積層鋼鈑（例えば、０．５ｍｍ以下の厚みの薄いケイ素鋼板）をかしめ、または溶接することによりヨーク部４０とティース３７と後述する突出部４１とが一体になるように製造されている。図３に示されるステータ８では、各ティース３７の根元（背部）付近にかしめ部４２が形成されている。
【００４１】
さらに、図３および図５に示されるように、突出部４１は、ステータ８の外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くしてステータ８の周方向に等間隔に３個形成されている。
【００４２】
突出部４１は、略扇形または略矩形の水平断面を有する中実の略直方体である。
【００４３】
ステータ８は、ケーシング２の筒状部１０の内壁とステータ８の外周面の突出部４１との間をタッグ溶接することにより、ケーシング２の筒状部１０との間に隙間１３（図１〜２参照）を確保した状態で、固定されている。これにより、溶接によるステータの内側部分の変形を抑えることが可能である。
【００４４】
本実施例では、図１に示されるように、３個の突出部４１のそれぞれに上下２個のタッグ溶接による溶接部分７があるので、ステータ８は、合計６箇所でタッグ溶接されている。
【００４５】
また、図３および図５に示されるように、突出部４１の剛性を上げて、溶接によるステータ８の内側部分の変形を確実に抑えることができるように、ステータ８における突出部４１が突出した部分の半径方向の厚さδ１とそれ以外の部分の半径方向の平均厚さδ２との比は、δ１／δ２≧１．２に設定されている。ここで、（突出部４１が突出した部分の）それ以外の部分とは、ステータ８のうち、ティース３７を含まない部分であり、例えば、突出部４１が無いスロットのステータ外径がＲ（曲面）になっている部分の平均厚みδ２（図３参照）のことをいう。
【００４６】
実施可能な範囲は、１．５≧δ１／δ２≧１．２程度であるが、δ１／δ２は１．４程度であれば、ステータ８の変形抑制効果が高く、かつ、電動機３の性能低下を抑えることができるなどの点で実施上最も好ましい。
【００４７】
また、δ１／δ２≧１．２であれば、ステータ８とケーシング２との間に冷媒通路を確保することが可能であり、パイプとの溶接によるステータ８の鉄損悪化に影響がなく、高性能な圧縮機を提供できる。
【００４８】
さらに、ステータ８は、その外周面において、隣接する２個の突出部４１の間に凹部としてステータ８の軸方向に延びる溝４３が形成されている。溝４３には、ステータ８とケーシング２との間に挟むインシュレータ（図示せず）を固定することが可能である。
【００４９】
＜圧縮機構４の構成＞
圧縮機構４は、図１および図４に示されるように、ブレード２２を有する揺動ピストン２１と、ブレード２２を揺動可能に支持するブッシュ２３と、シリンダ２７とを有している。シリンダ２７は、揺動ピストン２１を収納するシリンダ室２４、ブッシュ２３が回転自在に挿入されたブッシュ孔２５、およびブッシュ孔２５に連通する給油連通孔２６を有している。
【００５０】
揺動ピストン２１は、電動機３の回転駆動力を受けてシャフト６の偏心部６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室２４の内部で揺動し、これによって、吸入管２８から吸入された冷媒をシリンダ室２４内部で圧縮する。圧縮された冷媒は、ケーシング２の内部を通って上昇し、吐出管２９から吐出される。
【００５１】
シリンダ２７は、下部ブロック２７ａと、上部ブロック２７ｂとを有している。シリンダ２７は、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング２の筒状部１０に固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。
【００５２】
＜特徴＞
（１）
実施形態の密閉型圧縮機１では、図１〜３および図５に示されるように、ステータ８は、その外周面において半径方向外側に突出させて部分的に厚くした３個の突出部４１を有している。しかも、ステータ８は、ケーシング２の筒状部１０の内壁とステータ８の外周面の突出部４１との間をタッグ溶接することにより、固定されている。
【００５３】
これにより、溶接によるステータ８の内側部分の変形を抑えることが可能である。そのため、ステータ８の形状が均一になり、磁束の流れやすいティース３７と流れにくいティース３７が生じるおそれがなくなり、圧縮機の運転中の音や振動を低減することが可能である。
【００５４】
（２）
また、実施形態の密閉型圧縮機１では、図３および図５に示されるように、ステータ８における突出部４１が突出した部分の半径方向の厚さδ１とそれ以外の部分の半径方向の平均厚さδ２との比が１．２：１以上であるので、突出部４１の剛性を上げて、溶接によるステータ８の内側部分の変形を確実に抑えることができる。
【００５５】
（３）
また、実施形態の密閉型圧縮機１は、ステータ８の外周面において、隣接する２個の突出部４１の間に凹部としてステータ８の軸方向に延びて形成された溝４３を有しているので、環状のヨーク部４０の厚肉の部分を少し削ることにより全体のバランスを取ることが可能であり、さらに音や振動の低減効果が高くなる。
【００５６】
（４）
また、実施形態の密閉型圧縮機１では、圧縮冷媒としてＣＯ２を使用している。ＣＯ２冷媒は通常高い粘度の潤滑油とともに用いられ、粘度が高くなると潤滑油が流れにくくなる傾向にあるが、本実施形態の密閉型圧縮機１では、ステータ８の外周面に突起部４１が設けられことにより、油戻り通路が広くなるので、高粘度の潤滑油でも流動の低下を抑制する効果が大きい。
【００５７】
＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、突出部４１が剛性の高い中実のブロックからなる例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６〜８に示されるように、突出部４１の内部には、溶接位置である溶接部分７にそれぞれ対応して空間部（貫通孔４５、溝４６、４７）を形成してもよい。これらの場合、突出部４１の部分だけ溶接によって変形しやすくすることにより、ステータ８の内側部分の変形を抑えることができ、圧縮機の運転中の音や振動を低減することが可能である。
【００５８】
（Ｂ）
とくに、図７〜８に示されるように、突出部４１における溶接される面４１ａと異なる面に形成された１本または２本の溝４６、４７を形成する場合、これらの溝４６、４７は、外部に露出しているので、加工が容易である。また、溝４６、４７は、溶接部分７から離間しているので、溶接部分７との干渉を考慮せずに溝幅を設定することが可能である。
【００５９】
一方、図６に示されるような突出部４１内部にステータ８の軸方向に延びる貫通孔４５を形成する場合、貫通孔４５の両端で壁４１ｂを支持しているので、安定して壁４１ｂを保持することが可能である。
【００６０】
（Ｃ）
さらに本発明の他の変形例として、図９に示されるように、突出部４８をステータ８における突出部４８以外の部分よりもヤング率が低い材料により形成しても、ステータ８の内側部分の変形を抑えることができ、圧縮機の運転中の音や振動を低減することが可能である。
【００６１】
例えば、ステータ８のヨーク部４０およびティース３７を鋼板で製造し、突出部４８だけ鋼板よりも低いヤング率の材料（例えばアルミニウム材など）で製造すればよい。
【００６２】
（Ｄ）
また、本発明のさらに他の変形例として、かしめ部がステータ８内部の磁束の妨げにならないように、図１０に示されるように、ステータ８は、複数の積層鋼鈑を突出部４１の位置でかしめることにより製造してもよい。図１０では、突出部４１の中央付近にかしめ部４９が形成されている。
【００６３】
この場合、かしめ部４９の位置をヨーク部４０の外周側（いわゆるバックヨーク）の厚い位置に設定することによって、かしめ部４９がステータ８内部の磁束の妨げになることを抑えることが可能になり、効率のいい電動機３を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、電動機のステータが本体ケーシングに溶接によって固定された圧縮機に種々適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  密閉型圧縮機
２  ケーシング
３  電動機
６  シャフト
８  ステータ
９  ロータ
３５  磁石
３８  コイル
４１、４８  突出部
４５  貫通孔
４６、４７  溝
４９  かしめ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００７−３１８８７６号公報
【図１】
2011055576.tif 000003
【図２】
2011055576.tif 000004
【図３】
2011055576.tif 000005
【図４】
2011055576.tif 000006
【図５】
2011055576.tif 000007
【図６】
2011055576.tif 000008
【図７】
2011055576.tif 000009
【図８】
2011055576.tif 000010
【図９】
2011055576.tif 000011
【図１０】
2011055576.tif 000012