JP2000224787A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数枚の鋼板を積層して形成したステータコ
アの変形を抑制する。 【解決手段】 突条１４１が、ステータコア１４０の径
方向において、ロータ１３１を挟んで溝部１４２と反対
側（対角の位置）に位置するように形成する。これによ
り、対角の位置に溝部１４２が位置することがなく、ロ
ータ１３１の軸方向に切断した任意の断面における最小
断面二次モーメントＩｚが大きくなるので、ロータ１３
１の軸方向に関する各鋼板１４０ａの曲げ剛性ＥＩｚが
大きくなり、各鋼板１４０ａ（ステータコア１４０）の
変形を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ機構とこの
ポンプ機構を駆動する電動モータとが一体となった密閉
型電動圧縮機に関するもので、冷凍サイクルに適用して
有効である。

【０００２】

【従来の技術】密閉型電動圧縮機では、ポンプ機構から
吐出した流体は、電動モータが収納されたモータ室内を
流通して電動モータ（ロータ及びステータ等）を冷却し
た後、電動圧縮機から吐出されるが、流体を単純にモー
タ室内を流通させると、モータ室内での圧力損失が大き
いので、通常、ハウジングとステータ（ステータコア）
との間に流体を流通させる流体通路を設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステータコ
アには、ロータの回転に伴ってトルク反力が作用するた
め、ステータコアがハウジングに対して回転しないよう
に比較的大きな絞め代を設定してステータコアをハウジ
ングに焼きばめ固定している。このため、ステータコア
には、比較的大きな保持力（ステータコアの径外方側か
ら中心側に向かう向きの力）が常に作用している。

【０００４】一方、ステータコアは、多数枚の鋼板（電
磁鋼板やけい素鋼板等）を積層して形成したラミネーシ
ョンコアであるため、ステータコアの肉厚が薄くなる流
体通路の近傍において、保持力により各鋼板が座屈する
ように変形してしまうおそれが高い（図５（ｂ）参
照）。本発明は、上記点に鑑み、ステータコアの変形を
抑制することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、
２、４に記載の発明では、ステータコア（１４０）の径
外方側には、ハウジング（１２０）の内壁に向かって突
出してハウジング（１２０）に接触するとともに、軸方
向に延びる複数本の突条（１４１）が形成され、また、
隣り合う突条（１４１）間に形成された溝部（１４２）
及びハウジング（１２０）により、ポンプ機構（１１
０）から吐出された流体が流通する流体通路（１４３）
が形成されており、さらに、突条（１４１）は、ステー
タコア（１４０）の径方向において、ロータ（１３１）
を挟んで溝部（１４２）と反対側に位置するように形成
されていることを特徴とする。

【０００６】これにより、ロータ（１３１）の軸方向に
切断した任意の断面における最小断面二次モーメントＩ
ｚが、従来技術に関するステータコアの最小断面二次モ
ーメントＩｚに比べて大きくなるので、ロータ（１３
１）の軸方向に関する各鋼板（１４０ａ）の曲げ剛性Ｅ
Ｉｚが大きくなり、ステータコア（１４０）の変形を抑
制することができる。

【０００７】請求項３、４に記載の発明では、ステータ
コア（１４０）の径外方側には、ハウジング（１２０）
の内壁に向かって突出してハウジング（１２０）に接触
するとともに、軸方向に延びる複数本の突条（１４１）
が形成され、隣り合う突条（１４１）間に形成された溝
部（１４２）及びハウジング（１２０）により、ポンプ
機構（１１０）から吐出された流体が流通する流体通路
（１４３）が形成されており、また、多数枚の鋼板（１
４０ａ）には、その一部を塑性変形させて鋼板（１４０
ａ）が軸方向と直交する方向にずれることを防止するか
しめ部（１４５）が形成され、さらに、溝部（１４２）
には、軸方向に延びて鋼板（１４０ａ）を接合する溶接
部（Ｗｅ）が設けられていることを特徴とする。

【０００８】これにより、各鋼板（１４０ａ）（特に、
軸方向端部に位置する鋼板）が、ロータ（１３１）の軸
方向に変形することを抑制することができるので、軸方
向端部に位置する鋼板（１４０ａ）の変形を基に、ステ
ータコア（１４０）全体の座屈変形が進行することが抑
制される。したがって、ステータコア（１４０）の変形
を抑制することができる。

【０００９】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る密閉型電動圧縮機（以下、電動圧縮機と略
す。）１００を車両用冷凍サイクル（車両用空調装置）
の電動圧縮機に適用したものであって、図１は冷凍サイ
クルの模式図である。

【００１１】そして、２００は電動圧縮機１００から吐
出する冷媒（流体）を冷却する放熱器（凝縮器）であ
り、３００は放熱器２００から流出する冷媒を気相冷媒
と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出するとともに、
冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるレシーバ（気液分離
器）である。４００は、レシーバ３００から流出した液
相冷媒を減圧するキャピラリーチューブ（減圧器）であ
り、５００はキャピラリーチューブ４００にて減圧され
た冷媒を蒸発させる蒸発器である。

【００１２】次に、電動圧縮機１００について述べる。
図２は本実施形態に係る電動圧縮機１００の軸方向断面
図であり、１１０は冷媒を吸入吐出するポンプ機構であ
る。ポンプ機構１１０は、後述する電動モータのロータ
により回転駆動されるポンプロータ１１１、並びにポン
プ機構１１０及び電動モータを収納する略円筒状に形成
されたアルミニウム系金属製のハウジング１２０に対し
て固定したポンプステータ１１２等から構成されてい
る。

【００１３】そして、ハウジング１２０の軸方向一端側
（ポンプ機構１１０側）には、蒸発器５００の冷媒流出
側に接続される吸入口１２１が形成され、他端側には放
熱器２００の冷媒流入側に接続される吐出口１２２が形
成されている。また、１３０はポンプ機構１１０を駆動
する同期電動機型の電動モータ（以下、モータと略
す。）であり、このモータ１３０は、磁力により回転す
るロータ１３１、及びロータ１３１周りに回転磁界を発
生させるステータ１３２を有して構成されている。

【００１４】ここで、ロータ１３１は、永久磁石１３
３、永久磁石１３３を保持固定する回転子鉄心（回転子
コア）１３４、並びに永久磁石１３３及び回転子鉄心１
３４を保持するロータシャフト１３５を有して構成され
ており、ロータシャフト１３５（ロータ１３１）は、ハ
ウジング１２０に配設された軸受１２３を介して回転可
能に支持されている。なお、以下、ハウジング１２０内
の空間のうちモータ１３０が収納された空間をモータ室
１２４と呼ぶ。

【００１５】また、ステータ１３２は、図３に示すよう
に、複数個のティース１３６、隣り合うティース１３６
間に形成されたスロット１３７に収納された巻線１３
８、及びティース１３６と一体化された略円筒状のヨー
ク１３９を有して構成されている。そして、ティース１
３６及びヨーク１３９（以下、これらを総称してステー
タコア１４０と呼ぶ。）は、所定形状にプレス成形され
た多数枚の鋼板ラミネーションコア（電磁鋼板やけい素
鋼板等）１４０ａをロータ１３１（ロータシャフト１３
５）の軸方向に積層して構成されたものであり、このス
テータコア１４０の径外方側には、ハウジング１２０の
内壁に向かって突出してハウジング１２０に接触すると
ともに、ロータ１３１の軸方向に延びる複数本（本実施
形態では５本）の突条１４１が形成されている。

【００１６】このため、隣り合う突条１４１間には、ロ
ータ１３１の軸方向に延びる溝部１４２が形成されるこ
ととなり、この溝部１４２及びハウジング１２０によ
り、ポンプ機構１１０からモータ室１２４（図２参照）
内に吐出された冷媒を吐出口１２２まで流通させる冷媒
通路（流体通路）１４３が形成されるまた、突条１４１
は、図３に示すように、ステータコア１４０の径方向に
おいて、ロータ１３１を挟んで溝部１４２（冷媒通路１
４３）と反対側（対角の位置）に位置するように形成さ
れている。つまり、突条１４１及び溝部１４２は、ヨー
ク１３９の径外方側において、その周方向に等間隔に
（等ピッチにて）奇数個形成されている。

【００１７】そして、突条１４１の根本部１４１ａに
は、その根本側１４１ａに向かうほど突条１４１の幅寸
法Ｗ１が拡大するようなテーパ部１４４が形成されてい
る。ここで、突条１４１の幅寸法Ｗ１とは、突条１４１
の長手方向（ロータ１３１の長手方向と平行な方向）と
直交する円弧寸法を言い、Ｗ２はテーパ部１４４が形成
されている範囲を示すものである。

【００１８】また、多数枚の鋼板１４５ａには、図４に
示すように、その一部をロータ１３１の軸方向に塑性変
形させて各鋼板１４５ａが軸方向と直交する方向（径方
向）にずれることを防止するかしめ部１４５が形成され
ている。次に、本実施形態の特徴を述べる。図５（ａ）
は、溝部１４２が、ステータコア１４０の径方向におい
て、ロータ１３１を挟んで対角の位置（対称の位置）に
位置するように形成した場合（従来技術に関するステー
タコア）の例であり、このようなステータコアの多く
は、図５（ｂ）に示すように座屈変形してしまう。

【００１９】このとき、ステータコアは保持力ｆにより
座屈変形するが、ロータ１３１の軸方向に切断した任意
の断面における断面二次モーメントＩｚのうち、断面二
次モーメントＩｚが最小となる断面（断面Ｃ１−Ｃ１又
は断面Ｃ２−Ｃ２）において座屈変形する。これに対し
て、本実施形態では、突条１４１は、ステータコア１４
０の径方向において、ロータ１３１を挟んで溝部１４２
（冷媒通路１４３）と反対側（対角の位置）に位置する
ように形成されているので、対角の位置に溝部１４２が
位置することがなく、ロータ１３１の軸方向に切断した
任意の断面における最小断面二次モーメントＩｚ（例え
ば、図３のＣ−Ｃ断面における断面二次モーメントＩ
ｚ）が、従来技術に関するステータコアの最小断面二次
モーメントＩｚに比べて大きくなる。

【００２０】したがって、ロータ１３１の軸方向に関す
る各鋼板ラミネーションコア１４０ａの曲げ剛性ＥＩｚ
が大きくなるので、各鋼板ラミネーションコア１４０ａ
（ステータコア１４０）の変形を抑制することができ
る。ところで、車両用冷凍サイクルでは、電動圧縮機１
００の軽量化を図るため、ハウジング１２０にアルミニ
ウムを採用している。このため、電動圧縮機１００の温
度（スタータコア１４０及びハウジング１２０）が上昇
すると、スタータコア１４０とハウジング１２０との線
膨張率の差により、保持力が低減してステータコア１４
０がトルク反力により回転してしまうおそれがある（図
６参照）。

【００２１】そこで、従来は、絞め代を大きくして、電
動圧縮機１００の温度が上昇しても保持力が所定の保持
力を下回ることがないようにしているため、各鋼板ラミ
ネーションコア１４０ａ（ステータコア１４０）の変形
が発生し易かった。これに対して、本実施形態では、上
述のごとく、各鋼板ラミネーションコア１４０ａ（ステ
ータコア１４０）の変形を抑制することができるので、
絞め代を大きくして保持力が所定の保持力を下回ること
がないようにすることができる。

【００２２】また、突条１４１の根本部１４１ａには、
その根本側１４１ａに向かうほど突条１４１の幅寸法Ｗ
１が拡大するようなテーパ部１４４が形成されているの
で、応力が集中することを緩和しつつ、ロータ１３１の
軸方向に切断した任意の断面における最小断面二次モー
メントＩｚの増大を図ることができる。したがって、各
鋼板ラミネーションコア１４０ａ（ステータコア１４
０）の変形をさらに抑制することができる。

【００２３】（第２実施形態）本実施形態は、図７、８
に示すように、溝部１４２にロータ１３１の軸方向に延
びて各鋼板ラミネーションコア１４０ａを接合する溶接
部Ｗｅを設けるとともに、かしめ部１４５を突条１４１
に設けたものである。なお、本実施形態に係るステータ
コア１４０は、従来技術に関するステータコアと同様
に、溝部１４２が、ステータコア１４０の径方向におい
て、ロータ１３１を挟んで対角の位置（対称の位置）に
位置するように形成している。

【００２４】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態では、各鋼板ラミネーションコア１４０ａを接合す
る溶接部Ｗｅが設けられいるので、各鋼板ラミネーショ
ンコア１４０ａ（特に、軸方向端部に位置する鋼板ラミ
ネーションコア１４０ａ）が、ロータ１３１の軸方向に
変形することを抑制することができる。

【００２５】したがって、軸方向端部に位置する鋼板ラ
ミネーションコア１４０ａの変形を基に、ステータコア
１４０全体の座屈変形が進行することが抑制されるの
で、各鋼板ラミネーションコア１４０ａ（ステータコア
１４０）の変形を抑制することができる。また、保持力
ｆは突条１４１から各鋼板ラミネーションコア１４０ａ
に作用するので、突条１４１にかしめ部１４５を設ける
ことにより、各鋼板ラミネーションコア１４０ａが径方
向にずれることを防止できる。

【００２６】因みに、本実施形態では、従来技術に関す
るステータコアの同様な形状を有するステータコア１４
０の溝部１４２に溶接部Ｗｅを設けたが、本実施形態
は、第１実施形態と同様な、形状を有するステータコア
１４０の溝部１４２に溶接部Ｗｅを設けても実施するこ
とができる。 （その他の実施形態）本発明に係る密閉型電動圧縮機
は、冷凍サイクル用にその適用が限定されるものではな
く、電動エアポンプ、電動ウォータポンプ等のその他の
ものにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍サイクルの模式図である。

【図２】第１実施形態に係る電動圧縮機の軸方向断面図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】かしめ部の拡大図である。

【図５】（ａ）は従来の技術に係る電動圧縮機におけ
る、図２のＡ−Ａ断面に相当する断面の断面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【図６】絞め代と温度との関係を示すグラフである。

【図７】第２実施形態に係る電動圧縮機における、図２
のＡ−Ａ断面に相当する断面の断面図である。

【図８】第２実施形態に係る電動圧縮機のステータコア
の斜視図である。

【符号の説明】

１３１…ロータ、１４０…ステータコア、１４１…突
条、１４２…溝部、１４３…冷媒通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津曲 祐市 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AB05 AC03 CE03 CF06 5H002 AA08 AB01 AB04 AB06 AD02 AE08 5H609 BB03 BB14 BB19 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 QQ05 QQ10 QQ12 RR01 RR27 RR42

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を吸入吐出するポンプ機構（１１
   ０）と、 磁力により回転するロータ（１３１）、並びに多数枚の
   鋼板（１４０ａ）を前記ロータ（１３１）の軸方向に積
   層して構成されたステータコア（１４０）及び巻線（１
   ３８）からなるステータ（１３２）を有し、前記ポンプ
   機構（１１０）を駆動する電動モータ（１３０）と、 前記ポンプ機構（１１０）及び前記電動モータ（１３
   ０）を収納する略円筒状のハウジング（１２０）とを備
   え、 前記ステータコア（１４０）の径外方側には、前記ハウ
   ジング（１２０）の内壁に向かって突出して前記ハウジ
   ング（１２０）に接触するとともに、前記軸方向に延び
   る複数本の突条（１４１）が形成され、 隣り合う前記突条（１４１）間に形成された溝部（１４
   ２）及び前記ハウジング（１２０）により、前記ポンプ
   機構（１１０）から吐出された流体が流通する流体通路
   （１４３）が形成されており、 さらに、前記突条（１４１）は、前記ステータコア（１
   ４０）の径方向において、前記ロータ（１３１）を挟ん
   で前記溝部（１４２）と反対側に位置するように形成さ
   れていることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 前記突条（１４１）の根本部（１４１
   ａ）には、前記根本側（１４１ａ）に向かうほど前記突
   条（１４１）の幅寸法（Ｗ１）が拡大するようなテーパ
   部（１４４）が形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 【請求項３】 流体を吸入吐出するポンプ機構（１１
   ０）と、 磁力により回転するロータ（１３１）、並びに多数枚の
   鋼板（１４０ａ）を前記ロータ（１３１）の軸方向に積
   層して構成されたステータコア（１４０）及び巻線（１
   ３８）からなるステータ（１３２）を有し、前記ポンプ
   機構（１１０）を駆動する電動モータ（１３０）と、 前記ポンプ機構（１１０）及び前記電動モータ（１３
   ０）を収納する略円筒状のハウジング（１２０）とを備
   え、 前記ステータコア（１４０）の径外方側には、前記ハウ
   ジング（１２０）の内壁に向かって突出して前記ハウジ
   ング（１２０）に接触するとともに、前記軸方向に延び
   る複数本の突条（１４１）が形成され、 隣り合う前記突条（１４１）間に形成された溝部（１４
   ２）及び前記ハウジング（１２０）により、前記ポンプ
   機構（１１０）から吐出された流体が流通する流体通路
   （１４３）が形成されており、 前記多数枚の鋼板（１４０ａ）には、その一部を塑性変
   形させて前記鋼板（１４０ａ）が前記軸方向と直交する
   方向にずれることを防止するかしめ部（１４５）が前記
   突条（１４１）に形成され、 さらに、前記溝部（１４２）には、前記軸方向に延びて
   前記鋼板（１４０ａ）を接合する溶接部（Ｗｅ）が設け
   られていることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ハウジング（１２０）は、アルミニ
   ウム系の金属にて形成されていることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載の密閉型電動圧縮
   機。