CN105492769B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机，其包括电动机部(2)、压缩机构部(3)和壳体(5)，电动机部(2)包括：层叠多个电磁钢板(101)而成的定子(10)；和配置在定子(10)的内侧的转子(11)，定子(10)由多个激光焊接部(20)固定于壳体(5)的内壁，多个激光焊接部(20)在壳体(5)的圆周方向上彼此隔开规定的间隔形成，激光焊接部(20)遍及规定的长度形成，定子(10)中，层叠了的电磁钢板(101)被电磁钢板固定用激光焊接部(102)固定，实现电动机部(2)的高效率化、包覆壳体(5)的外周面的包覆材料的保护。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及空调机、制冷机、鼓风机、热水器等所使用的压缩机。

背景技术

制冷装置、空气调节装置中使用压缩机。压缩机吸入在蒸发器中蒸发了的工作制冷剂，将工作制冷剂压缩至为了进行冷凝所需要的压力，对工作制冷剂回路中送出高温高压的工作制冷剂。这样的压缩机在密闭容器内收纳对制冷剂气体进行压缩的压缩机构部、和对压缩机构部进行驱动的电动机部。电动机部包括：固定在密闭容器的内壁面的定子、和对驱动轴施加旋转动力的转子。

现有技术中，电动机部的定子通过热装而密接固定于密闭容器的内壁。但是，在该方法中，定子因密闭容器的收缩应力而产生变形，存在电动机部的效率降低的问题。即，在定子上作用压缩应力，构成定子的电磁钢板形变，在转子旋转时产生磁场失真而引起电动机部的效率降低。另外，由定子产生的振动被传递至密闭容器，所以压缩机的振动和噪声成为问题。

近年来，从节能化的观点出发，提出了由直流电流驱动的直流IPM电动机。从另外，从高效率化的观点出发，提出了构成定子的电磁钢板的薄板化。该直流电动机能够进行几rpm至6000rpm以上的范围大的转速的运转，但在高速运转时流过较多电流，使用产生转矩的弱励磁控制，所以因上述的磁场失真导致的效率的降低、噪声振动的增加变得更加明显。

于是，提案有通过激光焊接将定子密接固定于密闭容器的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，遍及定子铁芯的轴线方向的全部实施激光照射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭和63-189685号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，如专利文献1的方式遍及定子铁芯的轴线方向的全部实施激光照射的情况下，需要使定子铁芯的全部与密闭容器熔接，难以进行激光照射时间、热量调整。另外，需要确保电动机与密闭容器的接触面较大，以使得电动机不因激光的照射而损伤。并且，因为无法使密闭容器的板厚薄，所以定子铁芯设计产生限制。

本发明中，定子由多个激光焊接部固定在壳体的内壁，多个激光焊接部在壳体的圆周方向彼此隔开规定的间隔形成，使各个激光焊接部遍及规定的长度形成，定子是通过电磁钢板固定用激光焊接部固定有层叠了的电磁钢板的部件。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有技术的课题，本发明的压缩机包括电动机部、压缩机构部和壳体，上述电动机部包括：层叠多个电磁钢板而成的定子；和配置于上述定子的内侧的转子，上述定子由多个激光焊接部固定于上述壳体内壁，多个上述激光焊接部在上述壳体的圆周方向上彼此隔开规定的间隔地形成，以规定的长度形成各个上述激光焊接部，上述定子中，层叠了的上述电磁钢板由电磁钢板固定用激光焊接部固定。

由此，能够实现电动机部的高效率化、包覆压缩机的外周面的包覆材料(隔热材料、防声材料、蓄热材料等)的保护。另外，定子的电磁钢板被电磁钢板固定用激光焊接部固定，所以能够实现定子自身的刚性高且效率和噪声优秀的压缩机。

发明的效果

根据本发明，能够防止因定子的变形导致的电动机部的效率降低。另外，根据本发明，在激光焊接部不产生凸起(凸部)，所以能够防止包覆压缩机的外周面的包覆材料(隔热材料、防声材料、蓄热材料等)的破损。另外，定子的电磁钢板被电磁钢板固定用激光焊接部固定，所以能够实现定子自身的刚性高且效率和噪声优秀的压缩机。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的压缩机的截面图。

图2是本发明的实施方式的电动机部的俯视图。

图3是说明本发明的实施方式的激光焊接部的图。

图4是表示本发明的实施方式的电动机部与壳体的关系的图。

图5是说明本发明的变形例1的激光焊接部的图。

图6是说明本发明的变形例2的激光焊接部的图。

图7是说明本发明的实施方式和变形例2的激光焊接部间距离的图。

图8是本发明的实施方式的定子的立体图。

图9是表示电磁钢板固定用激光焊接部与激光焊接部的位置关系的说明图。

图10是表示从激光焊接部至电磁钢板固定用激光焊接部的距离与噪声的关系的特性图。

具体实施方式

第1发明中提供一种压缩机，其特征在于，包括电动机部、压缩机构部和壳体，上述电动机部包括：层叠多个电磁钢板而成的定子；和配置于上述定子的内侧的转子，上述定子由多个激光焊接部固定于上述壳体内壁，多个上述激光焊接部在上述壳体的圆周方向上彼此隔开规定的间隔地形成，以规定的长度形成各个上述激光焊接部，上述定子中，层叠了的上述电磁钢板由电磁钢板固定用激光焊接部固定。

由此，能够防止因定子的变形导致的电动机部的效率降低。另外，激光焊接部具有规定的长度，所以能够机械能比较低温、低热的激光照射，能够防止局部的定子的变形。并且，在激光焊接点不产生凸起(凸形状)，所以能够防止包覆压缩机的外周面的包覆材料(隔热材料、防声材料、蓄热材料等)的破损。另外，定子的电磁钢板被进行激光焊接，所以能够实现定子自身的刚性高且效率和噪声优秀的压缩机。

第2发明中，上述激光焊接部以相对于上述壳体的上述轴方向倾斜的方式形成。

由此，能够在壳体圆周方向上扩大焊接范围，能够利用多个激光焊接部均匀分散地在压缩时定子受到的转矩变动和因电动机部的旋转而产生的转矩变动从而进行保持。

第3发明中，第1激光焊接部和与上述第1激光焊接部在圆周方向上相邻配置的第2激光焊接部，相对于上述壳体的上述轴方向倾斜的方向相反。

由此，能够使相邻的激光焊接部间的距离部分缩短，能够提高壳体的圆周方向的刚性。

第4发明中，在上述定子的外周面形成有成为制冷剂通路的多个空隙和与上述壳体的接触部分，上述激光焊接部形成于上述接触部分，上述电磁钢板固定用激光焊接部形成在从上述激光焊接部的中央部至相邻的上述空隙的中央部的距离的1/2的范围。

由此，能够降低特定频率成分的噪声值。

第5发明中，上述电磁钢板固定用激光焊接部形成在形成上述激光焊接部的上述接触部分或者上述接触部分的侧部。

由此，能够进一步降低特定频率成分的噪声值。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，本发明并不限于本实施方式。

(实施方式)

图1是本发明的一个实施方式的压缩机100的纵截面图。压缩机100包括密闭容器1、电动机部2、压缩机构部3和驱动轴4。密闭容器1包括：圆筒状的壳体5；和封闭该壳体5的开口的上部罩6和下部罩7。压缩机构部3配置在壳体5的下部。电动机部2在壳体5的内部配置在压缩机构部3之上。通过驱动轴4将压缩机构部3与电动机部2连结。在上部罩6设置有用于对电动机部2供给电力的端子8。密闭容器1的底部形成有用于保持润滑用的油的油槽9。电动机部2由定子10和转子11构成。定子10固定于壳体5的内壁。转子11固定于驱动轴4，且与驱动轴4一起旋转。驱动轴4利用上轴承部件12和下轴承部件13可旋转地支承两端。

当电动机部2被施力，驱动轴4旋转时，驱动轴偏心部14a、14b在缸15a、15b内进行偏心旋转，滚动活塞16a、16b与叶片(未图示)抵接着进行旋转运动。而且，各自以错开半圈的周期，在两缸15a、15b中，反复进行制冷剂气体的吸入、压缩。压缩机构部3包括：上轴承部件12、下轴承部件13、缸15a、15b、滚动活塞16a、16b、叶片(未图示)。

在密闭容器1的上部设置有排出管17。排出管17贯通上部罩6的上部并且向密闭容器1的内部空间开口。排出管17起到作为将在压缩机构部3中压缩了的制冷剂气体引导至密闭容器1的外部的排出流路的作用。在压缩机100动作时，密闭容器1的内部空间被压缩了的制冷剂充满。

另外，为了防止压缩机100的液压缩，设置有蓄液器18。蓄液器18在将制冷剂气体直接吸入压缩机100之前，使制冷剂气体气液分离。蓄液器18包括：圆筒状的壳(case)19；与壳19的上部连接的制冷剂气体导入管；和与壳19的下部连接的两个制冷剂气体导出管。

作为在压缩机构部3中进行压缩的制冷剂优选使用HFC制冷剂R32。通过使用HFC制冷剂R32，与现有的代替制冷剂相比，制冷剂循环量增加10％左右，负荷转矩增加也不降低效率，能够抑制电动机部2的噪声、振动。

在如上述方式构成的压缩机100中，电动机部2的定子10与壳体5通过利用纤维激光器进行的激光照射被焊接固定。

图2表示本发明的实施方式的电动机部2的俯视图。

如图2所示，电动机部2应用绕组方式为分布绕组的直流IPM电动机。电动机部2包括：固定于壳体5的内壁面的定子10；和对轴施加旋转动力的转子11。

定子10具有定子铁芯22和绕组25。

定子铁芯22通过将由金属材料形成的多个电磁钢板层叠而形成。多个电磁钢板被电磁钢板固定用激光焊接部102以层叠的状态固定。

定子铁芯22包括：环状的轭部22A；从轭部22A向径方向的内侧突出的齿部22B；形成于相邻的齿部22B之间的槽23；和形成于齿部22B的内侧用于配置转子11的贯通孔22C。为了保持与绕组25的绝缘性而在槽23中插入绝缘纸(未图示)。

在定子10的外周部、即轭部22A的外周面设置有成为制冷剂通路的多个空隙24A。空隙24A相对于轭部22A的径方向的深度间隙增大轭部22A的周方向的宽度间隙a。优选空隙24A的宽度间隙a比一个槽23的周方向宽度b宽，宽度间隙a为槽23的周方向宽度b的2倍以上。如上所述，通过增大空隙24A的宽度间隙a，即使深度间隙减小，也能够确保制冷剂通路并且防止电动机部2的效率降低。空隙24A设置成在轴向上贯通电动机部2，使电动机部2的上部空间与下部空间连通。

在相邻的空隙24A之间、且成为齿部22B的径方向的外侧的轭部22A形成有成为制冷剂通路的制冷剂通路孔24B。制冷剂通路孔24B的直径c比齿部22B的最小宽度d小。如上所述，通过使制冷剂通路孔24B的直径c比齿部22B的最小宽度d小，能够确保制冷剂通路并且能够防止电动机部2的效率降低。制冷剂通路孔24B设置成在轴向上贯通电动机部2，使电动机部2的上部空间和下部空间连通。

由压缩机构部3压缩、从消音器罩21的开口排出的制冷剂，通过定子10的空隙24A、转子11的空隙(未图示)和制冷剂通路孔24B，被引导至密闭容器1的上部空间。

定子10和壳体5由6个激光焊接部20固定。

激光焊接部20形成于相邻的空隙24A之间、且作为槽23的径方向的外侧的位置。激光焊接部20形成为纤维激光器的聚光点在定子10的位置。通过使用纤维激光器，焊接时的热影响少。不仅能够使纤维激光器的聚光点在壳体5和定子10的边界位置，而且通过使纤维激光器的聚光点在定子10，能够以小的点尺寸可靠地进行焊接。

在现有的点焊中，需要用钎焊材料等的焊接材填埋焊接孔，所以在焊接部产生凸起(凸部)。对此，在本实施方式中，使用激光焊接，因此在焊接部不产生凸起(凸部)，通过形成激光焊接部20，在壳体5的外壁形成凹部。由此，能够防止包覆压缩机100的外周面的包覆材料(隔热材料、防声材料、蓄热材料等)的破损。

图3表示说明本实施方式的激光焊接部20的图(壳体5的展开图)。激光焊接部20彼此隔开规定的间隔形成在壳体5的圆周方向上。本实施方式中设置有6个激光焊接部20。此外，激光焊接部20彼此的间隔不需要为相同，可以为不同的间隔。以下，对激光焊接部20的长度、配置和倾斜进行详细说明。

此外，激光焊接部20的宽度优选为电磁钢板的板厚的2倍以上。通过使激光焊接部20的宽度为电磁钢板的板厚的2倍以上，能够抑制向定子10内部的熔入深度，能够防止电动机部2的效率降低。激光焊接部20的宽度例如采用0.5mm～3mm。

<长度>

本实施方式中的激光焊接部20在壳体5的轴方向上遍及规定的长度形成。即，激光焊接部20为线状。如现有的点焊中的焊接点那样，在使激光焊接部20形成为点的情况下，需要局部照射高温、高热的激光，所以定子10上的局部的形变变大。在本实施方式中，激光焊接部20具有规定的长度，所以能够进行比较低温、低热的激光照射，能够防止局部的定子10的变形。

图4表示显示本实施方式的电动机部2与壳体5的关系的图。设令激光焊接部20的长度为A(参照图3)、定子铁芯22的轴方向长度为B(参照图4)时，优选A在B的10％以上90％以下。

另外，从定子铁芯22的端面起在定子铁芯22的轴方向上、超过了定子铁芯22的轴方向长度B的5％的长度的位置形成激光焊接部20。

另外，当激光焊接部20的长度A少于定子铁芯22的轴方向长度B的10％时，焊接强度不足。

另外，在激光焊接部20的长度A超过定子铁芯22的轴方向长度B的90％、或者从定子铁芯22的端面起在定子铁芯22的轴方向上、定子铁芯22的轴方向长度B的5％的长度的范围内的位置形成激光焊接部20时，将定子10和壳体5焊接时产生的火花有可能从定子铁芯22的上下端露出至壳体5内。

并且，优选激光焊接部20的长度A在定子铁芯22的轴方向长度B的10％以上20％以下。通过令其在20％以下，能够进一步减小焊接范围，能够更加有效地防止在激光焊接时产生的定子10的变形。

作为一例，在实用上,激光焊接部20的长度为10～20mm左右，定子铁芯22的长度为60mm左右。此外，激光焊接部20的长度是指焊接距离。在激光焊接部20倾斜的情况下，激光焊接部20的长度是图3中所示的A。

此外，不需要多个激光焊接部20中全部为相同的长度，可以包含不同长度的激光焊接部20。在多个激光焊接部20中全部为相同的长度的情况下，使圆周方向的转矩以同一高度分散化。由此，没有接受在定子10产生的旋转转矩作为轴方向的力矩力的问题，能够抑制定子10的振动。

<配置1>

本实施方式的激光焊接部20在壳体5的轴方向上形成于相同的高度。由此，能够利用多个激光焊接部20均匀分散地保持由压缩机构部3产生的转矩变动和因电动机部2的旋转而产生的转矩变动。此外，“相同的高度”并不一定严密地意味着相同，在起到上述作用效果的范围内，也包含稍微错开的状态。在壳体5的轴方向上形成于相同的高度，能够说是使激光焊接的壳体5的开始点在相同的高度。

(变形例1)

图5表示本实施方式的激光焊接部20的变形例1。在本变形例中，多个激光焊接部20A形成于壳体5的轴方向上不同的高度。根据该结构，利用不同高度的激光焊接部20A保持在电动机部2的高速旋转时产生的磁场的失真和因旋转转矩的力矩力而产生的轴方向的振动，由此能够抑制定子10的形变和振动。

<配置2>

激光焊接部20形成有多个，激光焊接部20彼此形成于在圆周方向山隔开180度间隔的位置。由此，能够使因激光焊接导致的外周方向的形变抵消。

<倾斜>

本实施方式的激光焊接部20以相对于壳体5的轴方向倾斜的方式形成。由此，能够在壳体5的圆周方向上扩大焊接范围，能够利用多个激光焊接部20均匀分散压缩时的定子10所受到的转矩变动和因电动机部2的旋转而产生的转矩变动从而进行保持。实用上，激光焊接部20的倾斜θ相对于壳体5的轴方向在10度以上30度以下的范围倾斜。此外，6个全部的激光焊接部20可以不形成为全部倾斜。

优选相邻的激光焊接部20彼此以壳体5的轴方向为基准在相反的方向上倾斜地形成。对其理由的详细在后文述说，但是能够缩短相邻的激光焊接部20的端部间的距离，能够提高壳体5的圆周方向的刚性。另外，能够一边使壳体5旋转一边进行焊接，所以能够缩短焊接所需要的时间。

(变形例2)

图6表示本实施方式的激光焊接部20的变形例2。本变形例中，多个激光焊接部20B形成为与壳体5的轴方向平行。根据该结构，能够在定子10的轴方向上增长激光焊接部20B，所以能够抑制定子10的形变和振动。

以下，说明本实施方式的激光焊接部20和变形例2的激光焊接部20B各自的端部彼此的间隔。图7表示说明本发明的实施方式和变形例2的激光焊接部20、20B各自的端部间距离的图。实施方式中的激光焊接部20的端部间的距离(W)比变形例2的激光焊接部20B的端部间的距离(W’)小(W＜W’)。由此，在实施方式中，能够提高壳体5的圆周方向上的刚性。

接着，说明定子10的结构。

如图8所示，定子10通过将多个电磁钢板101层叠而构成。在本实施方式中，该多个电磁钢板101被电磁钢板固定用激光焊接部102固定。由此，能够实现刚性高且效率和噪声优秀的压缩机。

接着，说明固定多个电磁钢板的电磁钢板固定用激光焊接部102与将定子10固定到壳体5的激光焊接部20的位置关系。

图9是表示电磁钢板固定用激光焊接部102和激光焊接部20的位置关系的说明图，图9的(a)表示壳体5的外周面，图9的(b)表示壳体5附近的截面图。

电磁钢板固定用激光焊接部102形成在空隙24A的侧部、即壳体5与定子10的接触部分的侧部。作为槽23的径方向的外侧的位置，为壳体5与定子10的接触部分。

激光焊接部20形成在壳体5和定子10的接触部分的侧部。

如上所述，在形成激光焊接部20的壳体5与定子10的接触部分的侧部形成电磁钢板固定用激光焊接部102，能够实现噪声降低。

图10是表示从激光焊接部20至电磁钢板固定用激光焊接部102的距离与噪声的关系的特性图，图10的(a)表示电磁钢板固定用激光焊接部102的形成位置A、B、C，图10的(b)表示在各个位置A、B、C的特定频率成分的噪声值。

位置A是在壳体5与定子10的接触部分且与激光焊接部20重叠的位置，位置B是壳体5与定子10的接触部分的侧部，位置C是空隙24A的中央部。

如图10的(b)所示，当设从激光焊接部20的中央部至相邻的空隙24A的中央部的距离为L时，优选电磁钢板固定用激光焊接部102形成在从激光焊接部20的中央部起L/2的范围。

如上所述，通过使电磁钢板固定用激光焊接部102形成在从激光焊接部20的中央部起L/2的范围，能够降低特定频率成分的噪声值，并且，通过使电磁钢板固定用激光焊接部102形成在形成激光焊接部20的壳体5与定子10的接触部分或者接触部分的侧部，能够降低特定频率成分的噪声值。

在本申请发明中，不限于实施方式的结构，在本申请发明的主旨的范围内能够进行各种变更，能够以以下那样的、其它的实施方式进行实施。

(1)在实施方式中，表示了在双活塞的旋转式压缩机中实施的例子，但是在单活塞的旋转式压缩机中也能够实施本申请发明。另外，不限于旋转式压缩机，例如也能够应用于涡旋式压缩机。

(2)在实施方式中，表示了形成有6个激光焊接部20的例子，但是不限于6个。也可以形成有多个。

(3)在实施方式中，表示了在分布绕组式的电动机部2中实施的例子，但是也能够在集中绕组式的电动机部2中实施本申请发明。

(4)在实施方式中，表示了利用激光焊接将定子10和壳体5固定的例子，但是，可以首先通过热套将电动机部2插入到圆筒状的壳体5，在确定定子10和转子11的间隙尺寸之后，通过激光焊接进行焊接固定。

此外，激光焊接部20最适合纤维激光器，而电磁钢板固定用激光焊接部102能够使用纤维激光器、二氧化碳激光器、或者YAG激光器。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明的压缩机通过防止电动机部的变形、形变，能够实现压缩机的高效率化。由此，除了空气调节机用压缩机之外，还能够用于热泵式热水器等的用途。

附图标记说明

1 密闭容器

2 电动机部

3 压缩机构部

4 驱动轴

5 壳体

6 上部罩

7 下部罩

8 端子

9 油槽

10 定子

11 转子

12 上轴承部件

13 下轴承部件

14 驱动轴偏心部

15 缸

16 滚动活塞

17 排出管

18 蓄液器

19 壳

20 激光焊接部

21 消音器罩

22 定子铁芯

22A 轭部

22B 齿部

23 槽

24A 空隙

24B 制冷剂通路孔

25 绕组

100 压缩机

101 电磁钢板

102 电磁钢板固定用激光焊接部

Claims (4)

1.一种压缩机，其特征在于：

包括电动机部、压缩机构部和壳体，

所述电动机部包括：层叠多个电磁钢板而成的定子；和配置于所述定子的内侧的转子，

所述定子由多个激光焊接部固定于所述壳体内壁，

多个所述激光焊接部在所述壳体的圆周方向上彼此隔开规定的间隔地形成，

以规定的长度形成各个所述激光焊接部，

所述定子中，层叠了的所述电磁钢板由电磁钢板固定用激光焊接部固定，

所述激光焊接部以相对于所述壳体的轴方向倾斜的方式形成。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

第1激光焊接部和与所述第1激光焊接部在圆周方向上相邻配置的第2激光焊接部，相对于所述壳体的所述轴方向倾斜的方向相反。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：

在所述定子的外周面形成有成为制冷剂通路的多个空隙和与所述壳体的接触部分，

所述激光焊接部形成于所述接触部分，

所述电磁钢板固定用激光焊接部形成在从所述激光焊接部的中央部至相邻的所述空隙的中央部的距离的1/2的范围。

4.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于：

所述电磁钢板固定用激光焊接部形成在形成所述激光焊接部的所述接触部分或者所述接触部分的侧部。