(57)【要約】【課題】電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保ち、高効率の電動機を提供する。【解決手段】本電動機は、回転軸２に固定される回転子３と、この回転子３の外周面と狭小の間隙を介して配置され支持フレーム２８にボルト６により固定される固定子３からなり、固定子３の固定子鉄心８にボルト６を挿通するボルト挿通孔９を形成するとともに、このボルト挿通孔９の周囲に応力緩和孔１０を設ける。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定される回転子と、この回転子の外周面と狭小の間隙を介して配置され支持フレームにボルトにより固定される固定子からなる電動機において、前記固定子の鉄心に前記ボルトを挿通するボルト挿通孔を形成するとともに、このボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
密閉ケース内に電動機と、この電動機により回転軸を介して駆動される圧縮機構部を収納してなる密閉型圧縮機において、前記電動機は回転軸に固定される回転子と、この回転子の外周面と狭小の間隙を介して配置され前記圧縮機構部の支持フレームにボルトにより固定される固定子からなり、この固定子の鉄心に上記ボルトを挿通するボルト挿通孔を形成するとともに、このボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機、密閉型圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置に係り、特にボルト止めによる電動機固定子の取付け構造を改良した電動機、密閉型圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉型圧縮機に用いられる電動機の固定子を支持フレームに取付ける構造として、固定子外径を支持フレームに圧入または焼嵌するほかに、固定子鉄心にボルトを通すためのボルト孔を設け、ボルトにより支持フレームに固定する構造がある（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１記載の構造は、図８に示すように、ボルト挿通孔９及びかしめ突起１１を設けた固定子鉄心８を、図９に示すように、ボルト６を用いて支持フレーム２８に固定している。
【０００４】
しかしながら、このような従来の構造は下記欠点を有する。
【０００５】
１）図１０に示すように、固定子３をボルト６で固定すると、ボルト近傍（図中ハッチングで示す部分）の固定子鉄心８に大きな圧縮応力が発生する。一般に固定子鉄心を構成する電磁鋼板は、図１１に示すように、圧縮応力（図中のマイナス側）によって鉄損が大幅に増加するという特性があり、ボルトで固定した際の圧縮応力で電動機の効率に影響を与える鉄損が増加し、電動機の効率が大幅に低下する場合がある。
【０００６】
一方、効率低下を抑制するためには、ボルトの締付け力を小さくすることが考えられるが、振動や衝撃によって固定子がずれたりする問題が発生することがある。
【０００７】
２）固定子鉄心を構成する電磁鋼板は一般的にロールの幅方向で板厚が不均一であるが、この電磁鋼板より打抜いて積層した固定子鉄心は積厚が不均一となる。図１２に示すように、積厚が不均一な固定子鉄心８をボルト６で締付けて固定すると固定子鉄心８に倒れが生じる。
【０００８】
特に、図１３に示すように、ボルト挿通孔９及びかしめ突起１１が設けられ、このかしめ突起１１によって打抜き金型内で一体に積層固着される固定子鉄心８は抜板（電磁鋼板）８ａの間に隙間があり、図１４に示すように、ボルト６で締め付けると隙間が小さくなって積厚方向に縮むが、この際に電磁鋼板８ａの板厚に不均一があるとボルト６の位置によって縮み方が異なり、固定子鉄心８全体に倒れが生じる。
【０００９】
固定子鉄心に倒れが生じると、図１２に示すように、固定子３と回転子４間の空隙が不均一となって効率の低下や振動・騒音の増大が発生することがある。
【００１０】
これを防止するために、電磁鋼板を積層し、外周部を溶接して一体にする固定子鉄心においては積層を複数に分割して電磁鋼板を１８０°交互にずらす等によって積厚の均一化が図られている。
【００１１】
一方、かしめ突起によって打抜き金型内で一体に積層固着される固定子鉄心においては、一定の打抜き回数毎に、打抜かれて型内で積層されている固定子鉄心を回転させ、積厚の均一化を図る場合がある。
【００１２】
しかし、このようにすると金型が複雑となり、また、回転する際には打抜きが中断されて打抜きの所要時間が長くなる問題がある。
【００１３】
３）かしめ突起によって一体に積層固着されている固定子鉄心においては、電磁鋼板相互が密着せずに隙間があり、ボルトで締付けた際に図１４のように隙間が縮まっていく。
【００１４】
このため、ボルトの締め付けトルクに対する積厚の変化に飽和が現れにくく、締め付け後の応力緩和によってボルトの緩みが生じやすい。
【特許文献１】特開平４−７２４８６号公報（［０００９］、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けることにより、電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保ち、高効率の電動機を提供することを目的とする。
【００１６】
また、ボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けることにより、電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保つ電動機を用い高効率の密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１７】
また、ボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けることにより、電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保つ電動機を用いた密閉型圧縮機を備え、高効率の冷凍サイクル装置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】
【００１８】
上述した目的を達成するため、本発明に係る電動機は、回転軸に固定される回転子と、この回転子の外周面と狭小の間隙を介して配置され支持フレームにボルトにより固定される固定子からなる電動機において、前記固定子の鉄心に前記ボルトを挿通するボルト挿通孔を形成するとともに、このボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉ケース内に電動機と、この電動機により回転軸を介して駆動される圧縮機構部を収納してなる密閉型圧縮機において、前記電動機は回転軸に固定される回転子と、この回転子の外周面と狭小の間隙を介して配置され前記圧縮機構部の支持フレームにボルトにより固定される固定子からなり、この固定子の鉄心に上記ボルトを挿通するボルト挿通孔を形成するとともに、このボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電動機によれば、電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保ち、高効率の電動機を提供することができる。
【００２２】
本発明に係る密閉型電動圧縮機によれば、高効率の密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００２３】
本発明の冷凍サイクル装置によれば、高効率の冷凍サイクル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る電動機、密閉型圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る電動機を組込んだ密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置の概念図、図２は本発明に係る電動機の縦断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の冷凍サイクル装置４１は、本発明の密閉型圧縮機２１と、凝縮器４２と、膨張装置４３と、蒸発器４４と、アキュムレータ４５をサイクル状に連通して形成される。
【００２７】
また、本発明の密閉型圧縮機２１は、密閉ケース２２を備え、この密閉ケース２２内には本発明に係る電動機１と、この電動機１に回転軸２を介して連結された圧縮機構部２３が収納される。
【００２８】
圧縮機構部２３は、２個のシリンダ室２４を形成するシリンダブロック２５と、シリンダ室内２４で回転軸２の偏心部２ａに嵌合されたローラ２６と、シリンダブロック２５の電動機１側に位置し、回転軸２を支持する主軸受２７が設けられ、さらに、ネジ孔２８ａが設けられた支持フレーム２８と、シリンダブロック２５の反電動機部側に位置し回転軸２を支持する副軸受２９を備え、回転軸２は電動機１側が片持ちで支持される。
【００２９】
さらに、図２に示すように、本発明の電動機１は、固定子３と、この固定子３内で回転するように、固定子３の外周面と狭小の間隙を介して配置され、回転軸２に固定される回転子４と、固定子２に巻装された巻線５を備え、ボルト６をネジ孔２８ａに螺合することによって、支持フレーム２８を介して圧縮機構部２３と一体的になっている。
【００３０】
図３に示すように、固定子２は円環状継鉄であるヨーク部２ａ、このヨーク部２ａの内側に所定間隔を存して放射状に設置される複数（例えば６個）のティース部（磁極歯）７とから構成され、鋼板８ａを積層してなる固定子鉄心８を備えている。
【００３１】
ティース部７の外周側には、ティース部１個おき（１２０°間隔）にボルト挿通孔９が穿設され、このボルト挿通孔９の周囲、例えば反外周側には、応力緩和用の半円弧状の応力緩和孔１０が設けられ、さらに、外周に平行にかしめ突起１１が設けられている。
【００３２】
また、図１に示すように、巻線５は口出線１４、クラスター端子１５を介して、密閉ケース２２に設けられた入力端子１６に接続されている。
【００３３】
本密閉型電動圧縮機２１の組立ては、図１及び図２に示すように、予め組立てられた電動機１と、予め組立てられ支持フレーム２８に取付けられた圧縮機構部２３を、ボルト挿通孔９を挿通するボルト６をネジ孔２８ａに螺合させることにより、一体的に組立て、しかる後、この支持フレーム２８をケース本体２２ａに圧入し、ケース蓋体２２ｂをケース本体２２ａに溶着することにより行われる。
【００３４】
なお、半円弧状の応力緩和孔に変えて、図４に示すように、小透孔１２を半円弧状に形成してもよく、また、図５に示すように、逆ハ字状の応力緩和孔１３をボルト挿通孔９の周囲に設けてもよい。
【００３５】
上記構造を有する本実施形態の電動機は、図３及び図６に示すように、固定子鉄心８のボルト挿通孔９の周囲に半円弧状の応力緩和孔１０を設けているので、応力緩和孔１０によって応力の伝わりが遮断され、図６に斜線で示すように、応力の生じる範囲が小さくなり、磁束が多く通る歯部近傍に生じる応力がなくなり、鉄損増大がより抑制される。なお、図５に示す逆ハ字状の応力緩和孔を設けた場合にも、図７に示すように、磁束が多く通る歯部近傍に生じる応力がなくなり、電動機の効率に影響を与える鉄損増大が抑制される。
【００３６】
また、図１３に示すように、一般にボルト孔付近の固定子鉄心は鋼板間の隙間が小さくなって積厚が小さくなるが、他の部分は応力緩和孔によって力の伝わりが遮断され、縮みにくくなる。このため、図２に示すように、固定子鉄心全体の倒れが抑制され、固定子と回転子間の狭小間隙はより均一に保たれる。
【００３７】
さらに、一般に図１４に示すように、鋼板間に隙間が生じるが、応力緩和孔を設けることで、ボルト挿通孔近傍の固定子鉄心は、電磁鋼板間の隙間がより小さな締付け力で縮まって隙間がなくなり、固定子鉄心の縮みが早期に飽和に至るため締付け力の管理が行いやすく、応力緩和によるボルトの緩みも生じにくくなる。
【００３８】
本実施形態の電動機によれば、ボルト挿通孔の周囲に応力緩和孔を設けることにより、電磁鋼板に加わる圧縮応力の範囲を減少させて鉄損を低減するとともに、固定子鉄心全体の倒れを減少させて固定子と回転子の間の空隙の均一を保ち、高効率の電動機が実現される。
【００３９】
本実施形態の電動機は、如何なる機器に組込まれてもよいが、密閉型電動圧縮機のような電動機の軸が片持ちで支持されている機器では、高効率の密閉型電動圧縮機が実現される。
【００４０】
本実施形態の密閉型電動圧縮機を用いた冷凍サイクル装置では、高効率の冷凍サイクル装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る電動機、密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の概念図。
【図２】本発明に係る電動機の縦断面図。
【図３】本発明に係る電動機に用いられる固定子鉄心の平面図。
【図４】本発明に係る電動機に用いられる他の実施形態の固定子鉄心の平面図。
【図５】本発明に係る電動機に用いられる他の実施形態の固定子鉄心の平面図。
【図６】図３に示す固定子鉄心の応力発生状態を示す説明図。
【図７】図４に示す固定子鉄心の応力発生状態を示す説明図。
【図８】従来の固定子鉄心の平面図。
【図９】従来の電動機の縦断面図。
【図１０】従来の固定子鉄心の応力発生状態を示す説明図。
【図１１】一般的な鋼板応力と鉄損の相関図。
【図１２】従来の電動機の変形状態を示す縦断面図。
【図１３】一般的な鋼板の積層状態を示す概念図。
【図１４】一般的なボルトによる鋼板の押圧状態を示す概念図。
【符号の説明】
【００４２】
１…電動機、２…回転軸、３…固定子、４…回転子、５…巻線、６…ボルト、８ａ…鋼板、８…固定子鉄心、９…ボルト挿通孔、１０…応力緩和孔、１１…かしめ突起、２１…密閉型圧縮機、２２…密閉ケース、２３…圧縮機構部、２４…シリンダ室、２５…シリンダブロック、２６…ローラ、２７…主軸受、２８ａ…ネジ孔、２８…支持フレーム、２９…副軸受、４１…冷凍サイクル装置、４２…凝縮器、４３…膨張装置、４４…蒸発器。
【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】
2007049842.tif 000011
【図１０】
2007049842.tif 000012
【図１１】
2007049842.tif 000013
【図１２】
2007049842.tif 000014
【図１３】
2007049842.tif 000015
【図１４】
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