(57)【要約】【課題】高効率かつ安価な圧縮機の提供。【解決手段】圧縮機構部３を駆動する電動機部２を、固定子１０の外周部に回転子１１を配置したアウターローター構成とし、かつ更に、固定子１０の固定子積層板２４はアモルファス合金またはナノ結晶材で形成した構成としてある。これにより、電動機部の固定子積層板２４を構成するアモルファス合金またはナノ結晶材が持つ低鉄損、高飽和磁束密度により、高回転数領域であっても高い電動機効率、ひいては高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。しかも、電動機部は固定子１０が回転子１１の内周部に位置するアウターローター構成としているので、インナーローター構成の電動機部の固定子積層板に比べ、アモルファス合金またはナノ結晶材の使用量を大幅に低減することができる。したがって、安価に提供できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリもしくはスクロール型の圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、を密閉容器内に収容して構成した圧縮機であって、
前記電動機部は、固定子の外周部に回転子を配置したアウターローター構成とし、
かつ、前記固定子を構成する固定子積層板は、アモルファス合金またはナノ結晶材で形成した圧縮機。
【請求項２】
前記電動機部の前記固定子は、前記固定子積層板の板厚を０．１ミリ以下とした請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記電動機部は、前記固定子積層板の両面に補強板を配置し、前記補強板を介して前記固定子を前記密閉容器内のブラケットに固定した請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記補強板は、電磁鋼鈑で形成した請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記電動機部は、圧縮機構部駆動用の回転軸を前記密閉容器内の前記ブラケットに軸支させるとともに、
前記固定子を、前記電動機部の前記回転軸に遊嵌させた状態で前記ブラケットに固定し、かつ、前記固定子の前記固定子積層板は、前記回転軸に遊嵌させる挿入孔の内径を前記補強板の前記回転軸に遊嵌させる挿入孔の内径より大径とした請求項３または４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記電動機部は、前記圧縮機構部と前記ブラケットとの間に配置して、前記固定子を前記ブラケットに固定するとともに、前記ブラケットと反対側部分に回転子の回転子フレームを配置して圧縮機構部駆動用の前記回転軸と連結固定した請求項３から５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記固定子は、前記補強板を締結具、溶接等の結合手段を用いて前記ブラケットに固定した請求項３から６のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記固定子は、その両面に前記固定子積層板と略同形状の前記補強板を配するとともに、前記補強板と前記固定子積層板の双方に貫通孔を設けて、前記貫通孔に挿通した締結具により前記ブラケットに固定した請求項３から７のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記電動機部は、インバータ駆動するブラシレスＤＣ電動機とした請求項１から８のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記電動機部は、６極９スロット、８極１２スロット、１０極１２スロットのうち、いずれかの集中巻き構成とした請求項１から９のいずれか一項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機、冷凍機、給湯機等に使用される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、を密閉容器内に収容して構成してある。そして、電動機部は、圧縮機構部を駆動する回転子とこの回転子を回転駆動する固定子と、からなり、固定子は０．３ミリ〜０．５ミリ程度の板厚の電磁鋼鈑からなる固定子積層板を積層して形成した固定鉄心に、電磁コイルを巻き付けて構成してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１５は、特許文献１記載の圧縮機を示している。
【０００４】
圧縮機は、密閉容器１０１内に、ロータリ型の圧縮機構部１０２と、圧縮機構部１０２を駆動する電動機部１０３と、を設けて構成してある。
【０００５】
電動機部１０３は、圧縮機構部１０２を駆動する回転軸１０４に一体化した回転子１０５と、この回転子１０５の外周に位置していて回転子１０５を回転駆動する固定子１０６と、からなっている。
【０００６】
そして、固定子１０６は、電磁鋼鈑からなる固定子積層板を積層して形成した固定鉄心に、電磁コイルを巻き付けて構成してあり、電磁コイルへ通電することによって磁界を発生させて回転子１０５を回転駆動する。
【０００７】
このように構成されている圧縮機は、これを使用するエアコン等の機器の省エネ性を向上させるために、その圧縮機効率を高めることが求められており、その圧縮機効率の高効率化傾向は、地球環境保護等の諸般の情勢から強くなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４５４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成の電動機部は、回転数が高い領域での固定子の鉄損が大きく、電動機効率、ひいては圧縮機効率を一定以上改善できないという課題があった。
【００１０】
そこで、出願人は、電動機部の固定子の固定子積層板を、回転数が高い領域でも鉄損が少ないアモルファス合金、もしくはこれと同等以上に低い鉄損を有しアモルファス合金を遥かに上回る高飽和磁束密度を備えたナノ結晶材で形成するとともに、その厚みを従来の固定子積層板の略１／１０程度まで薄くすることを試みている。
【００１１】
しかし、上記のように構成した電動機部は、固定子積層板を構成するアモルファス合金、ナノ結晶材、特にナノ結晶材が脆弱であり、そのうえ、固定子積層板を０．１ミリ以下、好ましくは、数十ミクロン程度まで薄くしてフィルム状態としているため、電動機部を圧縮機構部、或いは、密閉容器等に固定する際、固定子積層板が変形したり、固定子積層板自体に亀裂が入るなどして、回転時の磁界歪みによる効率低下を加速し、電動機効率を大きく低下させてしまう。
【００１２】
例えば、電動機部の固定方法としては、焼きばめ、あるいは、図１５に示されているように溶接１０７がある。
【００１３】
しかしながら、焼きばめによる固定は、密閉容器の収縮応力によって固定子が変形し、電動機効率が低下する。つまり、固定子に圧縮応力がかかり、固定子を構成する脆弱な固定子積層板が薄板化したことも加わって変形し、回転子の回転時に磁界歪みが発生して電動機効率の低下を引き起こす。
【００１４】
また、溶接は、高温、高熱による溶けが生じて固定子積層板の一部が一体化するなどの局所的な歪が生じるので、溶接時間や熱量の調整に注意を要する。特に、固定子を構成する固定子積層板を薄板化して電動機効率の向上を図ると、固定子積層板の薄板化に伴って固定子の局所歪が生じやすく、かつ大きくなる傾向にあるため、溶接時間や熱量の調整が大きな課題となる。
【００１５】
つまり、固定子積層板をアモルファス合金、ナノ結晶材で形成し、かつ、その厚みを数十ミクロンと従来の略１／１０程度まで薄くしたことによって得られる高い電動機効率、ひいては、高い圧縮機効率を十分に得られないという結果を引き起こしてしまう。
【００１６】
また、固定子積層板の材料となるアモルファス合金、ナノ結晶材は、電磁鋼鈑に比べ高価であり、コストアップを招く。
【００１７】
特に、電動機部を特許文献１のように、インナーローター型の電動機とした場合、図１６に示すように、固定子積層板用部分２０２と回転子積層板用部分２０３を共取りして歩留まりを上げるが、回転子積層板用部分２０３には磁石を埋設設置するための溝２０４を設ける必要があって、この溝２０４同士の間の部分２０５の幅が狭いため脆弱で薄いアモルファス合金、ナノ結晶材では、当該部分２０５が亀裂によって切断してしまう等のことがあり、共取りができない。そのため、回転子積層板用部分２０３を廃棄せざるを得ず、無駄になる材料部分が多くなってコストアップを加速させてしまう。
【００１８】
本発明は、このような試みと知見に基づき、前記従来の課題を解決したもので、高効率、かつ安価な圧縮機を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、ロータリもしくはスクロール型の圧縮機構部を備えた圧縮機において、前記圧縮機構部を駆動する電動機部は固定子の外周部に回転子を配置したアウターローター構成とし、かつ、前記固定子の固定子積層板はアモルファス合金またはナノ結晶材で形成した構成としてある。
【００２０】
これにより、電動機部の固定子積層板を構成するアモルファス合金またはナノ結晶材が持つ低鉄損、高飽和磁束密度により高回転数領域であっても、高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。しかも、電動機部は、固定子が回転子の内周部に位置するアウターローター構成としているので、インナーローター構成の電動機部の素材板のように、固定子積層板部分と回転子積層板部分を共取りすることなく、固定子積層板部分だけを形成すればよく、インナーローター構成の電動機部の場合のような、無駄になる部分をなくすると同時に、使用材料の大きさも小さなものとすることができ、アモルファス合金またはナノ結晶材の使用量を大幅に低減することができる。したがって、安価に提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成により、高効率かつ安価な圧縮機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図
【図２】同実施の形態１における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図３】同実施の形態１における圧縮機の電動機部の巻線巻き前の状態を示す斜視図
【図４】同実施の形態１における圧縮機の電動機部の固定子を示す斜視図
【図５】同実施の形態１における圧縮機の電動機部の固定子の分解斜視図
【図６】（ａ）同実施の形態１における圧縮機の電動機部の固定子の平面図、（ｂ）同固定子の断面図、（ｃ）同固定子の挿通孔部分を示す拡大断面図
【図７】固定子積層板を構成する電磁鋼鈑及びアモルファス合金、ナノ結晶材の周波数−鉄損特性図
【図８】（ａ）固定子積層板を電磁鋼鈑、アモルファス合金、ナノ結晶材で形成した６極９スロットの電動機部における電動機効率を説明する図、（ｂ）同８極１２スロットの電動機部における電動機効率を説明する図、（ｃ）同１０極１２スロットの電動機部における電動機効率を説明する図
【図９】本発明の実施の形態２における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図１１】本発明の実施の形態４における圧縮機の断面図
【図１２】本発明の実施の形態４における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図１３】本発明の実施の形態５における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図１４】本発明の実施の形態６における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図
【図１５】従来の圧縮機の断面図
【図１６】インナーローター型の電動機部における固定子及び回転子の材料取りを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第１の発明は、ロータリもしくはスクロール型の圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、を密閉容器内に収容して構成した圧縮機であって、前記電動機部は、固定子の外周部に回転子を配置したアウターローター構成とし、かつ、前記固定子を構成する固定子積層板は、アモルファス合金またはナノ結晶材で形成した構成としてある。
【００２４】
これにより、アモルファス合金またはナノ結晶材が持つ低鉄損、高飽和磁束密度により高回転数領域であっても、高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。しかも、電動機部は、固定子が回転子の内周部に位置するアウターローター構成としているので、インナーローター構成の電動機部の素材板のように、固定子積層板部分と回転子積層板部分を共取りすることなく、固定子積層板部分だけを形成すればよく、インナーローター構成の電動機部の場合のような、無駄になる部分をなくすると同時に使用材料の大きさも小さなものとすることができ、アモルファス合金またはナノ結晶材の使用量を大幅に低減することができる。したがって、安価に提供できる。
【００２５】
第２の発明は、第１の発明において、前記電動機部の前記固定子は、前記固定子積層板の板厚を０．１ミリ以下とした構成としてある。
【００２６】
これにより、各固定子積層板の断面部分で生じる渦流損失を大きく低減でき、アモルファス合金またはナノ結晶材が持つ特性を効果的に生かすことができて、その電動機効率、ひいては圧縮機効率の向上効果を一段と高いものとすることができる。
【００２７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記電動機部は、前記固定子積層板の両面に補強板を配置し、前記補強板を介して前記固定子を前記密閉容器内のブラケットに固定した構成としてある。
【００２８】
これにより、固定子を構成する固定子積層板のアモルファス合金またはナノ結晶材が脆弱であって、その板厚を０．１ミリ以下、すなわち従来の電磁鋼鈑からなる固定子積層板の略１／１０程度まで薄くしたことによる弊害、つまり、電動機部の固定子を密閉容器内のブラケットに固定する際、固定子積層板が変形したり、固定子積層板自体に亀裂が入るなどして、磁界歪みによる電動機効率の低下が発生するのを防止できる。したがって、固定子積層板をアモルファス合金またはナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化することによって得られる電動機効率、つまり、圧縮機効率の向上効果を十分に生かした高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００２９】
第４の発明は、第３の発明において、前記補強板は、電磁鋼鈑で形成した構成としてある。
【００３０】
これにより、補強板部分で生じる鉄損損失を最小限にとどめ、補強板を設けたことによってアモルファス合金またはナノ結晶材製の固定子積層板の積層厚みが薄くなることによって生じる飽和磁束密度低下損失分を低減することができ、より高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００３１】
第５の発明は、第３または第４の発明において、前記電動機部は、圧縮機構部駆動用の回転軸を前記密閉容器内の前記ブラケットに軸支させるとともに、前記固定子を、前記電動機部の前記回転軸に遊嵌させた状態で前記ブラケットに固定し、かつ、前記固定子の前記固定子積層板は、前記回転軸に遊嵌させる挿入孔の内径を前記補強板の前記回転軸に遊嵌させる挿入孔の内径より大径とした構成としてある。
【００３２】
これにより、固定子を回転軸に嵌合させる組み立て時に、固定子積層板の内径部分が回転軸の外周に当たって固定子積層板に亀裂が入るなどの問題が発生するのを予防することができ、固定子積層板をアモルファス合金またはナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化することによって得られる電動機効率、つまり、圧縮機効率の向上効果を確実に発揮させることができる。
【００３３】
第６の発明は、第３から第５のいずれかの発明において、前記電動機部は、前記圧縮機構部と前記ブラケットとの間に配置して、前記固定子を前記ブラケットに固定するとともに、前記ブラケットと反対側部分に回転子の回転子フレームを配置して圧縮機構部駆動用の前記回転軸と連結固定した構成としてある。
【００３４】
これにより、電動機部の回転軸は固定子を貫通させる必要がなくなり、固定子を構成する固定子積層板の回転軸挿通用孔が不要となって、当該回転軸挿通用孔もアモルファス合金またはナノ結晶材とすることができる。よって、その分、磁界強度が向上し、電動機効率、つまり、圧縮機効率を更に向上させることができる。
【００３５】
第７の発明は、第３から第６のいずれかの発明において、前記固定子は、前記補強板を締結具、溶接等の結合手段を用いて前記ブラケットに固定した構成としてある。
【００３６】
これにより、固定子をブラケットに固定する際に、固定子にかかる局所的な荷重を補強板によって低減し、脆弱かつ薄板化した固定子積層板の損傷を確実に防止することができる。よって、固定子積層板をアモルファス合金またはナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化することによって得られる電動機効率、つまり、圧縮機効率の向上効果をより確実に生かすことができる。
【００３７】
第８の発明は、第３から第７のいずれかの発明において、前記固定子は、その両面に前記固定子積層板と略同形状の前記補強板を配するとともに、前記補強板と前記固定子積層板の双方に貫通孔を設けて、前記貫通孔に挿通した締結具により前記ブラケットに固定した構成としてある。
【００３８】
これにより、締結具による圧縮機構部への固定によりかかる局所荷重を補強板によって固定子積層板の全面に分散させ、固定子積層板の亀裂損傷等を効果的に防止できるとともに、固定子積層板積層時には上記貫通孔にピン冶具を挿入するなどして、固定子積層板の積層ずれを防止し、積層品質の高い固定子とすることができる。
【００３９】
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明において、前記電動機部は、インバータ駆動するブラシレスＤＣ電動機とした構成としてある。
【００４０】
これにより、固定子積層板をアモルファス合金またはナノ結晶材で形成したことによる特徴を生かして、低回転数から高回転数にわたる全域において、高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００４１】
第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明において、前記電動機部は、６極９スロット、８極１２スロット、１０極１２スロットのうち、いずれかの集中巻き構成としてある。
【００４２】
これにより、固定子積層板の積層厚みを薄くして、従来同等レベルの駆動トルク持つ電動機部を、コンパクトかつ高効率化して提供することができる。
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における圧縮機の縦断面図である。
【００４５】
本実施の形態の圧縮機は、密閉容器１内に、電動機部２と圧縮機構部３とを設けて構成してある。密閉容器１は、円筒状のハウジング４と、このハウジング４の開口を閉塞する上部カバー５と、下部カバー６と、から構成されている。
【００４６】
圧縮機構部３は、密閉容器１の下部に配置されている。また、電動機部２は、密閉容器１の内部において、圧縮機構部３の上に配置されており、回転軸７によって、圧縮機構部３と連結されている。
【００４７】
なお、上部カバー５には、電動機部２に電力を供給するための端子８が設けられている。そして、密閉容器１の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり９が形成されている。
【００４８】
電動機部２は、固定子１０及び回転子１１で構成されている。
【００４９】
回転子１１は、回転軸７に固定されており、かつ、回転軸７とともに回転する。回転軸７は、上軸受部材１２と下軸受部材１３とにより回転自在に支持されている。
【００５０】
電動機部２が付勢され、回転軸７が回転すると、回転軸７の偏心軸部７ａがシリンダ１５内において偏心回転し、ローリングピストン１６がベーン（図示せず）に当接しながら回転運動する。これにより、冷媒ガスの吸入、圧縮が繰り返される。圧縮機構部３は、上軸受部材１２、下軸受部材１３、シリンダ１５、ローリングピストン１６、ベーン（図示せず）から構成される。
【００５１】
密閉容器１の上部には、吐出管１７が設けられている。吐出管１７は、上部カバー５の上部を貫通しているとともに、密閉容器１の内部空間に向かって開口しており、圧縮機構部３で圧縮された冷媒ガスを密閉容器１の外部に導く吐出流路としての役割を担う。圧縮機の動作時において、密閉容器１の内部空間は、圧縮された冷媒で満たされる。
【００５２】
また、密閉容器１の下部には、圧縮機構部３に冷媒を供給する吸入接続管１８が設けられており、冷媒ガスを気液分離させるアキュームレータ１９が接続してある。アキュームレータ１９は、上部に冷媒ガス導入管２０、下部に吸入接続管１８に接続される冷媒ガス導出管２１が接続されて構成されている。
【００５３】
次に、電動機部２の詳細を、図２から図８を用いて説明する。
【００５４】
図２は、圧縮機の電動機部を示す拡大断面図、図３は、同圧縮機の電動機部の巻線巻き前の状態を示す斜視図、図４は、同圧縮機の電動機部の固定子を示す斜視図、図５は、同圧縮機の電動機部の固定子の分解斜視図、図６（ａ）は、同圧縮機の電動機部の固定子の平面図、（ｂ）同固定子の断面図、（ｃ）同固定子の挿通孔部分を示す拡大断面図、図７は、固定子積層板を構成する電磁鋼鈑及びアモルファス合金、ナノ結晶材の周波数−鉄損特性図、図８（ａ）は、固定子積層板を電磁鋼鈑、アモルファス合金、ナノ結晶材で形成した６極９スロットの電動機部における電動機効率を説明する図、（ｂ）同８極１２スロットの電動機部における電動機効率を説明する図、（ｃ）同１０極１２スロットの電動機部における電動機効率を説明する図である。
【００５５】
図２に示すように、電動機部２は、固定子１０と回転子１１を備えた突極集中巻方式のＤＣブラシレスモータで、固定子１０の周りを囲むように回転子１１を同軸配置したアウターローター型構成としてあり、インバータ回路部（図示せず）によってインバータ駆動される。
【００５６】
回転子１１は、Ｓ４５ＣやＳＳ４００等からなる凹状の回転子フレーム２２の外周壁部２２ａ内面に永久磁石２３を固着して構成してあり、中心部に設けた筒状部２２ｂを前記回転軸７に溶接等により固定して回転軸７と一体化してある。
【００５７】
固定子１０は、固定子積層板２４を積層して構成した固定子鉄心の複数の磁極歯に絶縁材２５（図３参照）を介して巻線２６（図２参照）を巻回し構成してある。上記固定子１０の巻線２６は、端子８（図１参照）を介して圧縮機外のインバータ回路（図示せず）に接続され、通電により磁界を発生して複数の回転数で回転子１１を駆動する。
【００５８】
ここで、固定子１０は、これを構成する固定子積層板２４をアモルファス合金またはナノ結晶材、本実施の形態では、アモルファス合金の特性を更に向上させたナノ結晶材（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ−Ｃｕ合金溶湯を急速凝固して得られたα−Ｆｅの核を含む不均一なアモルファス（非晶質）合金に対して適切な熱処理を加えて１０ナノスケール（１０万分の１ｍｍ）レベルの結晶制御を行い、軟磁気特性を向上させたもの）で形成し、その板厚は、０．１ミリ以下、本実施の形態では、従来の電磁鋼鈑製の固定子積層板の略１／１０程度まで薄い数十ミクロン程度のシート状薄板としてある。
【００５９】
そして、シート状の固定子積層板２４を積層して構成した固定子１０の両面、図２に示す状態では、上下両面に、補強板２７を積層配置して固定子表面を補強かつ保護している。
【００６０】
固定子積層板２４と補強板２７とによって構成した固定子１０は、密閉容器１の内周面に溶接等で固定した電動機部固定用のブラケット２８に固定してある。
【００６１】
詳述すると、固定子１０は、図５、図６等に示すように、回転軸７を貫通させる挿通孔２９の周りに複数の透孔３０が設けてある。そして、固定子１０は、図２に示すように、その挿通孔２９を回転軸７に遊嵌させ、かつ、挿通孔２９の周りの透孔３０に挿通させたボルト等の締結具３１を電動機部固定用のブラケット２８の軸受筒部３２下端面に螺合することによりブラケット２８にボルト止め固定してある。
【００６２】
電動機部２の回転軸７に遊嵌させる固定子１０の挿通孔２９は、図６の（ｂ）、（ｃ）に示すように、固定子積層板２４に設けた挿通孔２９ａの内径ΦＸが補強板２７に設けた挿通孔２９ｂの内径ΦＹより大きい径としてある。
【００６３】
また、固定子１０の両面に設けた補強板２７は、本実施の形態では、厚さ０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度の電磁鋼鈑とし、かつ、固定子積層板２４と略同形状に形成してある。なお、補強板２７は、電磁鋼鈑に限られるものではなく、例えば、鉄板、ステンレス板、樹脂板等であってもよいものである。
【００６４】
以上のように構成された圧縮機について、次に、その作用効果を説明する。
【００６５】
インバータ回路部から端子８を介して電動機部２に通電すると、固定子１０の巻線２６に電流が流れ、磁界が発生し、回転軸７が回転する。回転軸７が回転すると、回転軸７の偏心軸部７ａがシリンダ１５内において偏心回転し、ローリングピストン１６がベーン（図示せず）に当接しながら回転運動する。これにより、冷媒ガスの吸入、圧縮が繰り返され、所定の圧縮動作を行う。
【００６６】
圧縮動作は、固定子１０に発生する磁界によって回転子１１を回転させることによって行われるが、回転子駆動用の磁界を発生する固定子１０の固定子積層板２４は、ナノ結晶材で形成してある。このナノ結晶材は、従来の固定子積層板として用いられている電磁鋼鈑に比べると、鉄損は０．７Ｗ／ｋｇと低く、かつ、飽和磁束密度はＢｓ＝１．８４Ｔとアモルファス合金を遥かに上回る高飽和磁束密度を兼備している。そして、上記ナノ結晶材は、図７に示す如く、回転子１１を駆動する周波数が高くなっても、その鉄損は電磁鋼鈑ほど極端に増えることなく低く維持される。よって、高回転数領域であっても高い電動機効率を発揮する。つまり、高回転数領域であっても高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００６７】
図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、６極９スロット、８極１２スロット、１０極１２スロットの各電動機部における電動機効率を示す。電動機部は、６極９スロット、８極１２スロット、１０極１２スロットと多極化するほど、回転子を駆動する周波数が高くなるが、ナノ結晶材の鉄損（棒グラフの白抜き部分）は、多極化、つまり周波数が高くなっても、電磁鋼鈑のように、その鉄損が極端に増えることなく低く維持される。その結果、各電動機部の○印で示す電動機効率は、ナノ結晶材の場合、多極化、換言すると、周波数が高くなっても電磁鋼鈑の場合のように極端に低下することなく、ほぼ同じ、もしくは、逆に若干向上する。
【００６８】
つまり、固定子１０の固定子積層板２４をナノ結晶材で形成した電動機部２は、上記した如く、高回転数領域であっても、高い電動機効率を発揮し、圧縮機効率を大きく向上させる。
【００６９】
また、本実施の形態の固定子１０は、その固定子積層板２４の板厚を０．１ミリ以下とし、従来の電磁鋼鈑からなる固定子積層板の略１／１０程度まで薄いフィルム状薄板としてあるから、各固定子積層板２４の断面部分で生じる渦流損失を大きく低減でき、ナノ結晶材が持つ特性を効果的に生かすことができて、その電動機効率、つまり圧縮機効率の向上効果を一段と高いものとすることができる。
【００７０】
また、上記のように、ナノ結晶材からなる固定子積層板２４を積層して構成した固定子１０は、ナノ結晶材が脆弱であって、その板厚を０．１ミリ以下、すなわち、従来の電磁鋼鈑からなる固定子積層板の略１／１０程度まで薄くしているから、固定子１０をブラケット２８の軸受筒部３２の下端にボルト止め固定する際、固定子積層板２４が変形したり、固定子積層板自体に亀裂が入るなどして、磁界歪みによる電動機効率の低下を引き起こしてしまう。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態では、前記固定子１０の両面に補強板２７を配して補強し、この補強板２７を介してボルト等の締結具３１によりブラケット２８の軸受筒部３２の下端に締結固定している。これにより、締結具３１の締結による局所荷重を低減し、固定子積層板２４の変形や亀裂等を防止できる。
【００７２】
本実施の形態では、固定子１０の固定は、固定子１０の固定子積層板２４と補強板２７の双方に設けた透孔３０ａ、３０ｂに締結具３１を挿通して、これをブラケット２８の軸受筒部３２の下端に螺合することにより行っているが、補強板２７は固定子積層板２４と略同じ形状としているから、締結具３１による圧縮機構部３への固定によってかかる局所荷重を補強板２７によって固定子積層板２４の全面に効果的に分散させることができる。
【００７３】
また、圧縮機構部３への固定前に行う固定子１０の巻線巻き工程時に固定子１０の表面を保護することができる。したがって、固定子積層板２４が亀裂損傷等するのを効果的に防止することができる。しかも、固定子積層板積層時には、透孔３０にピン冶具を挿入するなどして固定子積層板２４の積層ずれを防止し、積層品質の高い固定子とすることができる。
【００７４】
なお、補強板２７は締結具３１で締結する部分にのみ対応する部分的な形状、例えば、ドーナツ状、或いは、更に小さなワッシャ等に形成したものであってもよく、このように部分的な形成としたものであっても、固定子１０にかかる局所的な荷重を低減し、脆弱かつ薄板化した固定子積層板２４の損傷を確実に防止することができる。
【００７５】
また、補強板２７は固定子１０の両面に配していることから、ブラケット２８の軸受筒部３２の下端と面する側も締結荷重から保護するようになる。したがって、ブラケット２８の軸受筒部３２下端に面する側の固定子積層板２４の亀裂損傷等も効果的に防止することできる。
【００７６】
以上のことから、この圧縮機は、固定子積層板２４の変形や亀裂損傷等を防止して、固定子１０をナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化したことによって得られる電動機効率の向上効果を十分に生かした高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００７７】
また、固定子１０は、電動機部２の回転軸７に遊嵌させてブラケット２８の軸受筒部３２下端に固定しているが、固定子１０の固定子積層板２４は、前記回転軸７に遊嵌させる挿入孔２９ａの内径ΦＸを補強板２７の前記回転軸７に遊嵌させる挿入孔２９ｂの内径ΦＹより大径としてある。したがって、図６の（ｃ）に示すように、固定子積層板２４の挿入孔２９ａ内縁と回転軸７外周との間には若干の間隙ｔが形成されることになる。よって、固定子１０を回転軸７外周に嵌合させる組み立て時に、固定子積層板２４の挿入孔内縁部分が回転軸７の外周に当たって固定子積層板２４に亀裂が入るなどの問題が発生するのを予防することができる。
【００７８】
よって、この点からも、固定子積層板２４の変形や亀裂損傷等を防止して、固定子１０をナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化したことによって得られる電動機効率の向上効果を十分に生かした高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００７９】
更に、固定子１０の補強板２７は、電磁鋼鈑で形成しているから、補強板部分で生じる鉄損損失を最小限にとどめ、ナノ結晶材製固定子積層板の積層厚みが薄くなることによって生じる飽和磁束密度低下損失分を大きく低減することができる。
【００８０】
すなわち、補強板２７を構成する電磁鋼鈑はナノ結晶材に比べると鉄損が大きいため、補強板２７を設けた分だけ、ナノ結晶材からなる固定子積層板２４の積層厚みが薄くなって、その分鉄損損失が生じることになる。
【００８１】
しかしながら、本実施の形態では、固定子積層板２４を電磁鋼鈑で形成しているので、鉄板等で形成する場合に比べ、その鉄損を少なくでき、その分だけ、鉄損損失を少なくできる。したがって、補強板２７を設けて固定子積層板２４の変形や亀裂等を防止する構成としていても、それによって生じる鉄損増加を最小限に抑制し、飽和磁束密度低下損失分を低減して、高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００８２】
また、圧縮機の電動機部２は、固定子１０が回転子１１の内周部に位置するアウターローター構成としているので、インナーローター構成の電動機部の固定子積層板のように、固定子積層板部分とともに回転子積層板部分を共取りすることなく、固定子積層板部分だけを形成する形とすることができる。
【００８３】
したがって、材料取りする場合、使用材料の大きさも小さなものとすることができるとともに、インナーローター構成の電動機部の場合のように、無駄になる部分をなくすることができ、ナノ結晶材の使用量を大幅に低減することができる。
【００８４】
つまり、固定子積層板材料となるナノ結晶材の歩留まりを大きく改善し、安価に提供することができる。
【００８５】
また、電動機部２は、インバータ駆動するブラシレスＤＣ電動機としているから、固定子積層板２４をナノ結晶材で形成したことによる特徴を生かして、低回転数から高回転数にわたる全域において、高い圧縮機効率を発揮する高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００８６】
しかも、６極９スロット、８極１２スロット、１０極１２スロットと多極化していっても、固定子積層板２４の積層厚みを薄く維持しつつ、従来と同等レベルの駆動トルク持つ電動機部とすることができる。つまり、高効率かつコンパクトな電動機部として提供することができる。
【００８７】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図である。
【００８８】
本実施の形態の圧縮機は、固定子１０を補強する補強板２７のうち、一方の補強板２７の挿通孔２９ｂの周縁に筒部２７ａを一体形成し、この筒部２７ａをブラケット２８に設けた軸受筒部３２外周に溶接して固定子１０をブラケット２８に固定した構成としてある。
【００８９】
上記構成によれば、固定子１０の固定子積層板２４には固定のための荷重が全くかからないようにすることができ、ナノ結晶材からなる脆弱な固定子積層板２４の変形や亀裂等の損傷をより確実に防止することができる。
【００９０】
したがって、固定子積層板２４をナノ結晶材で形成し、かつ、薄板化することによって得られる電動機効率の向上効果をより十分に生かして、高効率高性能な圧縮機とすることができる。
【００９１】
なお、その他の構成及び作用効果は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【００９２】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図である。
【００９３】
本実施の形態の圧縮機は、実施の形態２と同様、固定子１０は補強板２７の筒部２７ａをブラケット２８の軸受筒部３２に溶接して固定したものであるが、電動機部２はブラケット２８の下部に配置して回転軸７を短くし、その先端部に回転子１１の回転子フレーム２２を連結固定した構成としてある。
【００９４】
すなわち、電動機部２は圧縮機構部３とブラケット２８との間に配置して、固定子１０の前記ブラケット２８と対面する側を前記ブラケット２８に固定するとともに、前記固定子１０のブラケット２８と反対側部分に回転子１１の回転子フレーム２２を配置して圧縮機構部駆動用の回転軸７と連結固定した構成としてある。
【００９５】
なお、固定子１０のブラケット２８への固定は、実施の形態１と同様、ビス等の締結具３１によって行ってもよいものである。
【００９６】
上記構成によれば、回転子１１には回転軸７を挿通するための挿通孔２９が不要となる。よって、挿通孔２９部分もナノ結晶材部分とすることができ、その分、磁界強度が向上する。したがって、電動機効率を更に向上させることができる。
【００９７】
なお、その他の構成及び作用効果は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【００９８】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４における圧縮機の断面図、図１２は、同圧縮機の電動機部を示す拡大断面図である。
【００９９】
本実施の形態の圧縮機は、電動機部駆動用の圧縮機構部３をスクロール圧縮機としたものである。すなわち、この圧縮機は、図１１、図１２に示すように、密閉容器１内に溶接固定した主軸受部材３６とこの主軸受部材３６上にボルト止めした固定スクロール３７との間に、固定スクロール３７と噛み合う旋回スクロール３８を挟み込んでスクロール式の圧縮機構部３９を構成している。なお、その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して詳細な説明は省略する。
【０１００】
上記構成において、電動機部２は回転軸７の偏心軸部７ａを介して旋回スクロール３８を偏心駆動することにより、固定スクロール３７と旋回スクロール３８との間に形成されている圧縮室４０が、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動し、密閉容器１外の冷凍サイクルに通じた吸入管４１から固定スクロール３７に設けられた吸入室４２を経て冷媒ガスを吸入し、圧縮室４０に閉じ込んだのち圧縮を行う。所定の圧力に到達した冷媒ガスは、固定スクロール３７の中央部の吐出口４３からリード弁４４を押し開けて、吐出される。
【０１０１】
電動機部２は、実施の形態１と同様に構成されており、圧縮機構部３９下部の密閉容器１内に溶接や焼きばめなどで固定したブラケット２８に実施の形態１と同様、締結具３１によりブラケット２８に取り付け固定してある。
【０１０２】
上記のように、圧縮機構部３９をスクロール圧縮機とした場合も、実施の形態１と同様の作用効果が得られるものであり、その詳細説明は省略する。
【０１０３】
なお、その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して説明は省略する。
（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図である。
【０１０４】
本実施の形態の圧縮機は、圧縮機構部３をスクロール圧縮機とした場合の電動機部２の他の固定構成を示し、実施の形態２と同様、溶接にて固定したものである。すなわち、固定子１０を補強する補強板２７のうち、一方の補強板２７の挿通孔２９ｂの周縁に筒部２７ａを一体形成し、この筒部２７ａをブラケット２８に設けた軸受筒部３２外周に溶接して固定子１０をブラケット２８に固定した構成としてある。
【０１０５】
本実施の形態においても、実施の形態２と同様の作用効果を有するものであり、その詳細説明は省略する。
【０１０６】
なお、その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【０１０７】
（実施の形態６）
図１４は、実施の形態６における圧縮機の電動機部を示す拡大断面図である。
【０１０８】
本実施の形態の圧縮機は、電動機部２を固定するブラケット２８に軸受筒部３２を設け、この軸受筒部３２の下端外周にねじ部４５を形成し、このねじ部４５にナット等の締結具４６をねじ込んで、固定子１０をブラケット２８の軸受筒部３２の段部３２ｂ下面に挟み込み固定した構成としてある。
【０１０９】
上記構成によれば、固定子１０の固定子積層板２４に締結具挿通用の透孔３０を設ける必要がなくなる。よって、透孔３０部分もナノ結晶材部分となって、その分、磁界強度が向上する。したがって、電動機効率を更に向上させることができる。
【０１１０】
なお、その他の構成及び作用効果は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【０１１１】
以上、本発明に係る圧縮機について、固定子積層板２４の材料としてナノ結晶材を用いたものを例にして説明したが、これはアモルファス合金であってもよいものである。このアモルファス合金であっても、薄板化したことによってナノ結晶材ほどではないにしても、電磁鋼鈑の場合に比べると、その電動機効率、つまり圧縮機効率の向上効果は大きなものがある。また、ナノ結晶材もＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ−Ｃｕ合金以外の磁性材料であってもよいものである。
【０１１２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明は、高効率かつ安価な圧縮機を提供することができる。したがって、空調機、冷凍機、給湯機等、各種機器の冷凍システムの圧縮機として使用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  密閉容器
２  電動機部
３、３９  圧縮機構部
４  ハウジング
５  上部カバー
６  下部カバー
７  回転軸
７ａ  偏心軸部
８  端子
９  オイル溜まり
１０  固定子
１１  回転子
１２  上軸受部材
１３  下軸受部材
１５  シリンダ
１６  ローリングピストン
１７  吐出管
１８  吸入接続管
１９  アキュームレータ
２０  冷媒ガス導入管
２１  冷媒ガス導出管
２２  回転子フレーム
２２ａ  外周壁部
２２ｂ  筒状部
２３  永久磁石
２４  固定子積層板
２５  絶縁材
２６  巻線
２７  補強板
２７ａ  筒部
２８  ブラケット
２９、２９ａ、２９ｂ  挿通孔
３０、３０ａ、３０ｂ  透孔
３１、４６  締結具（ボルト、ナット）
３２  軸受筒部
３６  主軸受部材
３７  固定スクロール
３８  旋回スクロール
４０  圧縮室
４１  吸入管
４２  吸入室
４３  吐出口
４４  リード弁
４５  ねじ部
【図１】
2019132143.tif 000003
【図２】
2019132143.tif 000004
【図３】
2019132143.tif 000005
【図４】
2019132143.tif 000006
【図５】
2019132143.tif 000007
【図６】
2019132143.tif 000008
【図７】
2019132143.tif 000009
【図８】
2019132143.tif 000010
【図９】
2019132143.tif 000011
【図１０】
2019132143.tif 000012
【図１１】
2019132143.tif 000013
【図１２】
2019132143.tif 000014
【図１３】
2019132143.tif 000015
【図１４】
2019132143.tif 000016
【図１５】
2019132143.tif 000017
【図１６】
2019132143.tif 000018