JP2003032921A - 電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアコンや冷蔵庫の圧縮機等に使用される集
中巻の電動機において、ＰＷＭ駆動でのキャリア周波数
付近の電磁音を低減させることを目的とする。 【解決手段】 略円環形状ヨーク部１６とヨーク部１６
の内周に半径方向に設けられた複数のティース１２を有
する固定子１０と、ティース１２に巻線を集中巻して形
成したコイル部と、固定子１０に対向する略円筒形の回
転子８０と、固定子１０の軸方向端部の片側または両側
の内周部に圧入または嵌合支持されたリング２１から構
成された電動機であって、リング２１により、固定子１
０の内周部に働く半径方向の力による固定子鉄心１１の
変形を緩和し、電磁騒音を低減するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低騒音を実現する
集中巻構造の電動機の構造に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について図７を用いて説明す
る。

【０００３】従来の、エアコンや冷蔵庫の圧縮機等に使
用される集中巻の電動機は図７に示すように、固定子６
０と回転子８０からなり、固定子６０は固定子鉄心６１
に設けられた６本のティース６２に、絶縁物（絶縁フィ
ルム、インシュレータ等：図示せず）を介して直接３相
巻線６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗを施してなる。

【０００４】固定子鉄心６１は鉄などの高透磁率材また
は積層された電磁鋼板からなり、巻線が施されているテ
ィース６２と、前記ティース６２の外周部をつなぐ略環
状のヨーク部６６からなる。ティース６２の先端には、
固定子鉄心内径部に沿って周方向に突出したティース突
出部６４を有する。

【０００５】回転子８０は、鉄などの高透磁率材または
積層された電磁鋼板からなる回転子鉄心８１内部に永久
磁石８２を埋設してなり、軸方向の両端に端板（図示せ
ず）を配し、回転子鉄心８１に設けられた貫通孔８３に
リベット８４を通し、かしめることで固定されている。

【０００６】回転子８０は固定子鉄心６１に施された巻
線に流れる電流による回転磁界によって、マグネットト
ルクと、マグネットトルクより小さいリラクタンストル
クとを併せた回転力によって、シャフト８６を中心にし
て回転している。

【０００７】巻線は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相であり、互い
にスター結線されており、同時に３相中の２相が通電し
て駆動される１２０°矩形波通電である。また、印加電
圧はＰＷＭ制御によって変化させられる。

【０００８】固定子鉄心６１の外周には、切り欠き６７
を有する。これは、固定子６０がコンプレッサーのシェ
ル（図示せず）に焼きばめ圧入された時、コンプレッサ
ーのシェルと固定子鉄心６１との間に貫通孔を有するこ
とになり、冷媒の通路となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】Ｕ相からＶ相に向かっ
て電流が流れているとき、Ｕ相巻線を施した固定子のテ
ィース内径部がＮ極（またはＳ極）、Ｖ相巻線を施した
ティース内径部Ｓ極（またはＮ極）である。Ｗ相巻線を
施した固定子のティース内径部は極性を有さない。この
とき、各ティースに働く半径方向の力および接線方向の
力は図８のようになる。ここで、Ｎｏ．３ティースとＮ
ｏ．４のティースは、互いに見かけ上引き合う方向に接
線力が働くことがわかる。この力と、固定子の内周に向
かう半径方向の力により、図９のように固定子を変形さ
せ、振動させることにより騒音を発生している。なお、
図９中の数字は、図８のティース番号に対応し、６１ｄ
は変形前の形状、６１ｆは変形形状を示す。

【００１０】この力はＰＷＭ駆動の場合、キャリア周波
数が２．５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの間で、矩形波駆動で電
流を入力して回転させる。正弦波駆動に比べ、巻線に流
れる電流に高調波を多く含み、電流の変化も急峻である
ため、より強い力で加振させられる。したがって、分布
巻と比較して集中巻は、固定子ヨーク部の円環振動（楕
円振動）が発生しやすく、キャリア周波数付近の音が増
大する可能性がある。

【００１１】また、集中巻の場合、通常隣接するティー
スの突出部の間の隙間（以下スロットオープン部とい
う）から巻線ノズルを挿入しながら巻線を巻回するた
め、巻線後、隣接するティースの巻線の間にノズルが移
動できるだけのスペースがあいてしまう。このスペース
は、巻回された巻線が自由に振動できるための空間とな
り、スロット内部にほぼ一杯に巻線が挿入された分布巻
のインサータ巻線方式に比べ、巻線の振動が大きい。

【００１２】ここで、固定子全体をモールドすることに
より、剛性を向上させることが可能であるが、密閉型圧
縮機等に用いられる場合、高温の冷媒に晒される環境下
においては、樹脂を多く使用することは好ましくない。
また、モールドは、金型等の生産設備を必要とし、工程
も増えるため、生産性が低下する。

【００１３】本発明はこの固定子ヨーク部の円環振動
（楕円振動）によって発生する電磁騒音を可能な限り低
減させることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、略円環形状ヨーク部と前記ヨーク部の内
周に半径方向に設けられた複数のティースを有する固定
子と、前記ティースに巻線を集中巻して形成したコイル
部と、前記固定子に対向する略円筒形の回転子と、前記
固定子の軸方向端部の片側または両側の内周部に圧入ま
たは嵌合支持されたリングから構成された電動機であっ
て、リングにより、固定子の内周部に働く半径方向の力
による固定子鉄心の変形を緩和し、電磁騒音を低減する
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本願請求項１に記載の発明は、略
円環形状ヨーク部と前記ヨーク部の内周に半径方向に設
けられた複数のティースを有する固定子と、前記ティー
スに巻線を集中巻して形成したコイル部と、前記固定子
に対向する略円筒形の回転子と、前記固定子の軸方向端
部の片側または両側の内周部に圧入または嵌合支持され
たリングから構成された電動機であって、リングによ
り、固定子の内周部に働く半径方向の力による固定子鉄
心の変形を緩和し、電磁騒音を低減するものである。

【００１６】本願請求項２に記載の発明は、固定子鉄心
が、打ち抜いた電磁鋼板を積層してなり、カラマセや溶
接など、打ち抜いた電磁鋼板同士を固着する手段により
固着または連結されてなる、請求項１記載の電動機であ
って、固定子鉄心が剛体となり、剛性が増すことによ
り、振動を低減する効果がある。

【００１７】本願請求項３に記載の発明は、固定子内周
部の、リングを圧入または嵌合支持する部分の内径は、
他の部分の内径より大である、請求項１または請求項２
記載の電動機であって、リングの厚みを剛性を保つため
に十分に確保することができ、かつ、電動機の特性上最
適な固定子鉄心と回転子鉄心により形成される空隙の長
さとすることができる。

【００１８】本願請求項４に記載の発明は、固定子内周
部の、リングを圧入または嵌合支持する部分の内径（直
径）をＤａ、他の部分の内径（直径）をＤｂ、空隙の長
さをΔ、リングの外径（直径）をＤｃ、リングの内径
（直径）をＤｄとしたとき、（Ｄａ−Ｄｂ）＋２Δ＞
（Ｄｃ−Ｄｄ）である、請求項３記載の電動機であっ
て、リングが回転子と干渉することなく、電磁騒音を低
減することができる。

【００１９】本願請求項５に記載の発明は、回転子外周
部の、リングと対向する部分およびその近傍の外径は、
他の部分の外径より小である、請求項１または請求項２
記載の電動機であって、リングの厚みを剛性を保つため
に十分に確保することができ、かつ、リング挿入時に巻
線に対するダメージを最小限とすることができる。

【００２０】本願請求項６に記載の発明は、回転子内周
部の、リングと対向する部分およびその近傍の外径（直
径）をＤｅ、他の部分の外径（直径）をＤｆ、空隙の長
さをΔ、リングの外径（直径）をＤｇ、リングの内径
（直径）をＤｈとしたとき、（Ｄｆ−Ｄｅ）＋２Δ＞
（Ｄｇ−Ｄｈ）である、請求項５記載の電動機であっ
て、リングが回転子と干渉することなく、電磁騒音を低
減することができる。

【００２１】本願請求項７に記載の発明は、リングは、
少なくとも固定子の内周部より軸方向に突出しており、
リングの前記突出部先端において、リングの内周側また
は外周側に折り曲げ部を有する、請求項１から請求項６
のいずれか１項に記載の電動機であって、リングの半径
方向の変形に対する剛性を増大させることができる。

【００２２】本願請求項８に記載の発明は、リングは非
磁性体である請求項１から請求項７のいずれか１項に記
載の電動機であって、固定子に発生する磁束がリングを
介して固定子内で短絡することを防止し、固定子と回転
子の磁束の相互作用によるトルクの減少を抑止できる。

【００２３】本願請求項９に記載の発明は、リングは、
鉄よりも熱膨張係数が大きい材料を使用した請求項１か
ら請求項８のいずれか１項に記載の電動機であって、高
温にて使用された場合であっても、リングが固定子から
脱落することがない。

【００２４】本願請求項１０に記載の発明は、リング
は、金属からなる請求項８記載の電動機であって、剛性
が高く、電磁騒音の低減に効果がある。

【００２５】本願請求項１１に記載の発明は、リング
は、非磁性体金属粉を、絶縁体粉をバインダとして圧粉
成形した金属からなる請求項８記載の電動機であって、
剛性を有するとともに、リング内部に発生する渦電流に
よる損失を低減できる。

【００２６】本願請求項１２に記載の発明は、リングは
樹脂からなる、請求項８記載の電動機であって、リング
内部に渦電流が発生しないため、リングに流れる渦電流
による損失による効率低下を防止できる。

【００２７】本願請求項１３に記載の発明は、リング
は、液晶ポリマーからなる樹脂からなる、請求項９記載
の電動機であって、樹脂でありながら、強度が高く、か
つ、密閉型圧縮機に使用した場合、冷媒との反応が少な
い。

【００２８】本願請求項１４に記載の発明は、液晶ポリ
マーが、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と２−ヒドロキシ−６
−ナフトエ酸を原料とした全芳香族ポリエステルの共重
合体である請求項１３記載の電動機であって、液晶ポリ
マーの中でも特に強度が高く、電磁騒音の低減に効果を
有する。

【００２９】本願請求項１５に記載の発明は、液晶ポリ
マーの充填剤はガラス繊維であり、充填量が２０重量％
以上５０重量％以下であることを特徴とする請求項１３
または請求項１４記載の電動機であって、リングの強度
を高くするのに効果的であり、電磁騒音の低減に効果を
有する。

【００３０】本願請求項１６に記載の発明は、リング
は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と２−ヒドロキシ−６−ナ
フトエ酸、ガラス繊維のみからなり、離型剤等を使用し
ないことを特徴とした、請求項１４または請求項１５記
載の電動機であって、密閉型圧縮機に使用した場合、オ
リゴマの発生量を抑えることができ、キャピラリチュー
ブ詰まりを防止でき、品質向上に効果がある。

【００３１】本願請求項１７に記載の発明は、回転子
に、永久磁石を埋め込んでおり、マグネットトルクとこ
のマグネットトルクより小さいリラクタンストルクによ
り回転駆動する請求項１から請求項１６のいずれか１項
に記載の電動機であって、わずかな空隙をもって固定子
鉄心と回転子鉄心が対向しているため、半径方向の吸引
力による振動が特に大きい電動機において、その加振力
による固定子の変形を抑えることができ、電磁騒音の低
減に効果がある。

【００３２】本願請求項１８に記載の発明は、回転子
は、突極性を有する鉄心からなり、リラクタンストルク
のみにより回転駆動する請求項１から請求項１６のいず
れか１項に記載の電動機であって、わずかな空隙をもっ
て固定子鉄心と回転子鉄心が対向しているため、半径方
向の吸引力による振動が特に大きい電動機において、そ
の加振力による固定子の変形を抑えることができ、電磁
騒音の低減に効果がある。

【００３３】本願請求項１９に記載の発明は、半導体素
子により整流された矩形波電流により駆動される請求項
１７または請求項１８記載の電動機であって、矩形波電
流は加振力に高調波を含むため、特に固定子鉄心の円環
振動を励起しやすいが、円環振動の固有振動数をリング
によって高くすることができるため、共振による電磁騒
音を低減することができる。

【００３４】本願請求項２０に記載の発明は、ＰＷＭ制
御により駆動される請求項１７または請求項１８記載の
電動機であって、円環振動の固有振動数をリングによっ
て高くすることができるため、ＰＷＭ制御のキャリア周
波数と固定子の固有振動数との共振による電磁騒音を低
減することができる。

【００３５】本願請求項２１に記載の発明は、請求項１
から請求項２０のいずれか１項に記載の電動機を用いた
密閉型圧縮機であって、高効率かつ、耐冷媒性を求めら
れる用途にあって、これらを満たしながら、電磁騒音を
低減することができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の具体例について図１〜図６を
参照して説明する。

【００３７】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例における電動機の縦断面図である。

【００３８】図２は、本発明の第１の実施例における電
動機の固定子部分の分解斜視図である。

【００３９】図３は、本発明の第１の実施例における電
動機の横断面図であり、（ａ）は、リングが固定子に圧
入された部分の断面、（ｂ）はリングが固定子に圧入さ
れていない部分の断面図である。

【００４０】図１および図２においては、巻線部分は省
略した。

【００４１】エアコンや冷蔵庫の圧縮機等に使用される
集中巻の電動機は固定子１０と回転子８０からなり、固
定子１０は固定子鉄心１１に設けられた６本のティース
１２に、絶縁物（絶縁フィルム、インシュレータ等：図
示せず）を介して直接３相巻線１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗ
を施してなる。

【００４２】固定子鉄心１１は鉄などの高透磁率材また
は積層された電磁鋼板からなり、巻線が施されているテ
ィース１２と、回転子外周に面し、前記ティース１２の
先端に、通常幅広に配置されたティース先端部１５と、
前記各ティース１２間を外周部にて連結する略環状のヨ
ーク部１６からなる。

【００４３】固定子鉄心１１が、所定の形状に打ち抜か
れた電磁鋼板を積層してなる場合、電磁鋼板相互間を、
カラマセまたは外周溶接等により、互いに固着または連
結する手段を設けるとよい。

【００４４】回転子８０については、従来の電動機と同
様であるので、説明は省略する。

【００４５】固定子鉄心１１のティース１２先端部（以
下、「固定子の内周部」と言う）は、ほぼ、回転子の回
転中心を中心とした円となっている。ここで、固定子１
０の内周部は、回転子８０の外周部とわずかな空隙をも
って対向している。この空隙長をΔとする。

【００４６】固定子の軸方向の両端部の内周部は、他の
部分より内径寸法が大であり、固定子の軸方向の両端部
の内周部の内径寸法をＤａ、その他の部分（固定子の軸
方向の両端部の、内径寸法が大である部分以外の部分）
の内径寸法をＤｂとする。

【００４７】前述の、固定子の軸方向の両端部の、内径
寸法が大である部分には、リング２１が圧入または嵌合
支持されている。このリング２１の外径（固定子内周部
と嵌合する部分）をＤｃ、内径をＤｄとする。

【００４８】リングは、非磁性体であることが望まし
い。磁性体であれば、固定子鉄心１１に発生した磁束
が、リングを介して固定子鉄心内部で短絡してしまい、
回転子８０と固定子との磁束の相互作用によるトルクが
低下してしまう。

【００４９】このとき、（Ｄａ−Ｄｂ）＋２Δ＞（Ｄｃ
−Ｄｄ）とすれば、リング２１が、回転子８０と干渉す
ることがない。

【００５０】また、Ｄａ≦Ｄｃとすれば、固定子鉄心１
１とリング２１とはしまりばめまたは中間ばめとなり、
リング２１には、特別な保持手段を設けなくても、リン
グ２１は固定子鉄心１１から脱落することがない。特
に、高温で使用される場合においては、熱による固定子
鉄心１１およびリング２１の熱膨張を考える必要があ
り、使用される温度範囲において、Ｄａ≦Ｄｃを保つ必
要がある。この時、リング２１の材質として、固定子鉄
心１１の材質である鉄より、熱膨張係数が高い材質を用
いればよい。例えば、ステンレス（熱膨張係数２０×１
０^-6／Ｋ）、アルミ（熱膨張係数２０×１０^-6／Ｋ）
は、鉄（熱膨張係数１１×１０^-6／Ｋ）より熱膨張係数
が高い。さらに、リング２１には金属を使用すれば、剛
性が高いため、固定子の強度を高くでき、固定子の固有
振動数を高くすることも可能である。

【００５１】ここで、リング２１に使用される金属は、
導電率が低いほどよい。これは、リング２１内部に、回
転子の回転による回転子磁束の変化や、巻線への通電に
よる磁束の変化に応じて、渦電流が発生するためであ
り、導電率が低ければ、渦電流による損失も低減できる
ため、効率の低下も抑えることが可能である。例えば、
ステンレスは１×１０⁵Ｓ／ｃｍであり、鉄と同一であ
る。これは銅の約６分の１である。非磁性体金属粉を、
樹脂等の絶縁体をバインダとして圧粉成形したリングを
用いれば好適である。

【００５２】回転子８０は、回転子鉄心内部に永久磁石
を埋め込んでおり、マグネットトルクとこのマグネット
トルクより小さいリラクタンストルクにより回転駆動す
るものであり、わずかな空隙をもって固定子鉄心１１と
回転子鉄心が対向しているため、半径方向の吸引力によ
る振動が特に大きくなる。本実施例における電動機を用
いれば、その加振力による固定子１０の変形を抑えるこ
とができ、電磁騒音の低減に効果がある。特に、希土類
磁石を用いた電動機は、残留磁束密度が高く、電動機体
格の小型化を図っているため、特に空隙の磁束密度が高
くなる傾向にあり、加振力も増大するため、本実施例に
おける電動機を使用すると好適である。

【００５３】また、電動機の駆動には、半導体素子によ
り整流された矩形波電流により駆動されることが多く、
矩形波電流は加振力に高調波を含むため、特に固定子鉄
心１１の円環振動を励起しやすいが、円環振動の固有振
動数をリング２１によって高くすることができるため、
共振による電磁騒音を低減することができる。

【００５４】さらに、運転負荷を変化させるような場
合、ＰＷＭ制御を用いることが多く、本実施例における
電動機を使用すれば、円環振動の固有振動数をリング２
１によって高くすることができるため、ＰＷＭ制御のキ
ャリア周波数と固定子１０の固有振動数との共振による
電磁騒音を低減することができる。通常、固定子１０の
固有振動数（楕円モード）は、２ｋＨｚ〜５ｋＨｚの範
囲にあることが多く、キャリア周波数もこの範囲に設定
されることが多い。リング２１を使用すれば、固定子１
０の固有振動数を５ｋＨｚ〜６ｋＨｚにあげることが可
能であり、共振を避けることができる。

【００５５】なお、本実施例のように、上記構成を有す
る電動機を防振材料を自由に使用できないエアコンや冷
蔵庫等に用いられる密閉型圧縮機に用いると、防振材料
を使用しないですむ本方法は好適である。特に、スクロ
ール型の圧縮機のように、固定子鉄心１１外周を、シェ
ル（図示せず）に焼きばめする場合、固定子鉄心１１の
振動がそのままシェルの振動に伝わるため、特に効果的
である。

【００５６】なお、リング２１の形状は、単純な円環で
説明したが、例えば、隣接するティース１２の先端の
間、すなわちスロット開口部に嵌るような凸部をリング
外周部に設ければ、リング２１の位置決めと、隣接する
ティース１２間の引き付け合うような振動をも抑制でき
る。

【００５７】また、特に絞り加工で作られたリング２１
のような場合、リング２１の厚みの関係で、強度が十分
でない場合があるが、この時は、固定子１０の内周より
軸方向にリングを延ばし、その突出部先端において、リ
ング２１の内周側または外周側に折り曲げれば、十分な
強度が保てる。必要に応じて、折り曲げ部にリブを設け
てもよい。また、折り曲げ部を延長し、軸受を保持する
ハウジングを兼ねてもよい。

【００５８】（実施例２）図４は、本発明の第２の実施
例における電動機の縦断面図である。

【００５９】図５は、本発明の第２の実施例における電
動機の分解斜視図である。

【００６０】図６は、本発明の第２の実施例における電
動機の横断面図であり、（ａ）は、リングが固定子に圧
入された部分の断面、（ｂ）はリングが固定子に圧入さ
れていない部分の断面図である。

【００６１】電動機は固定子３０と回転子９０からな
り、固定子３０は固定子鉄心３１に設けられた６本のテ
ィース３２に、絶縁物（絶縁フィルム、インシュレータ
等：図示せず）を介して直接３相巻線３３Ｕ、３３Ｖ、
３３Ｗを施してなる。

【００６２】固定子鉄心３１は、鉄などの高透磁率材ま
たは積層された電磁鋼板からなり、内周部に向けて半径
方向に延設され、巻線が施されている６本のティース３
２と、前記各ティース３２間を外周側にて連結する略環
状のヨーク部３６からなる。

【００６３】回転子９０は、鉄などの高透磁率材または
積層された電磁鋼板からなり、外周部に向けて半径方向
に延設された４本の極歯９３を有する。

【００６４】巻線は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相であり、それ
ぞれ、互いに１８０°対称位置にあるティース３２ｕ
１、３２ｕ２にはそれぞれ同相、逆向きに巻線が施さ
れ、それぞれの相に順次通電することにより、ｄ軸イン
ダクタンスとｑ軸インダクタンスの差に起因して発生す
るリラクタンストルクによって、回転子９０はシャフト
９６を中心にして回転している。

【００６５】固定子鉄心３１のティース３２先端部（以
下、「固定子の内周部」と言う）は、ほぼ、回転子９０
の回転中心を中心とした円となっている。ここで、固定
子の内周部は、回転子９０の外周部とわずかな空隙をも
って対向している。この空隙長をΔとする。

【００６６】回転子９０の軸方向の両端部の外周部は、
他の部分より外径寸法が小であり、回転子９０の軸方向
の両端部の外周部の外径寸法をＤｅ、その他の部分（回
転子９０の軸方向の両端部の、外径寸法が小である部分
以外の部分）の外径寸法をＤｆとする。

【００６７】前述の、固定子３０の軸方向の両端部の、
回転子９０の外径寸法が小である部分には、リング４１
が圧入または嵌合支持されている。このリング４１の外
径（固定子３０内周部と嵌合する部分）をＤｇ、内径を
Ｄｈとする。リング４１は、回転子９０の軸方向の両端
部の、外径寸法が小である部分の深さよりやや浅めに嵌
合される。

【００６８】このとき、（Ｄｆ−Ｄｅ）＋２Δ＞（Ｄｇ
−Ｄｈ）とすれば、リング４１が、回転子９０と干渉す
ることがない。

【００６９】固定子３０内周部には、リング４１の位置
決めのために微少な段差または突起を設けてもよいし、
リング４１の外周部に、固定子鉄心３１の軸方向端部で
止まるような突起または段差を設けてもよい。

【００７０】リング４１は、非磁性体である樹脂からな
る。樹脂は、十分な強度を保つために、液晶ポリマーに
ガラス繊維を２０重量％以上５０重量％以下添加すると
よい。液晶ポリマーは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と２−
ヒドロキシ−６−ナフトエ酸を原料とした全芳香族ポリ
エステルの共重合体であり、かつ、これらの材質以外、
いかなる離型剤をも使用しなければ、剛性、成形性、樹
脂の流れ、その他において好適である。また、密閉型圧
縮機に用いれば、オリゴマが少なく、品質の良好な電動
機を提供できる。

【００７１】ここで、リング４１の強度をさらに増すた
めに、固定子３０の内周より軸方向にリングを延ばし、
その突出部先端において、リング４１の内周側に折り曲
げ部４２を設ければ、十分な強度が保てる。リング４１
は樹脂成形品であるため、ある程度の形状の自由度を有
する。

【００７２】必要に応じて、折り曲げ部４２にリブを設
けてもよい。また、折り曲げ部４２を延長し、軸受を保
持するハウジングを兼ねてもよい。また、リード線のガ
イド等をリング４１または折り曲げ部４２に設けてもよ
い。

【００７３】

【発明の効果】本願請求項１に記載の発明によれば、リ
ングにより、固定子の内周部に働く半径方向の力による
固定子鉄心の変形を緩和し、電磁騒音を低減するもので
ある。

【００７４】本願請求項２に記載の発明によれば、固定
子鉄心が剛体となり、剛性が増すことにより、振動を低
減する効果がある。

【００７５】本願請求項３に記載の発明によれば、リン
グの厚みを剛性を保つために十分に確保することがで
き、かつ、電動機の特性上最適な固定子鉄心と回転子鉄
心により形成される空隙の長さとすることができ、特
に、永久磁石を表面または表面付近に配した回転子の場
合、永久磁石の磁束の低減を防止することができる。

【００７６】本願請求項４に記載の発明によれば、リン
グが回転子と干渉することなく、電磁騒音を低減するこ
とができる。

【００７７】本願請求項５に記載の発明によれば、リン
グの厚みを剛性を保つために十分に確保することがで
き、かつ、リング挿入時に巻線に対するダメージを最小
限とすることができる。

【００７８】本願請求項６に記載の発明によれば、リン
グが回転子と干渉することなく、電磁騒音を低減するこ
とができる。

【００７９】本願請求項７に記載の発明によれば、リン
グの半径方向の変形に対する剛性を増大させることがで
きる。

【００８０】本願請求項８に記載の発明によれば、固定
子に発生する磁束がリングを介して固定子内で短絡する
ことを防止し、固定子と回転子の磁束の相互作用による
トルクの減少を抑止できる。

【００８１】本願請求項９に記載の発明によれば、高温
にて使用された場合であっても、リングが固定子から脱
落することがない。

【００８２】本願請求項１０に記載の発明によれば、剛
性を有するとともに、リング内部に発生する渦電流によ
る損失を低減できる。

【００８３】本願請求項１２に記載の発明によれば、リ
ング内部に渦電流が発生しないため、リングに流れる渦
電流による損失による効率低下を防止できる。

【００８４】本願請求項１３に記載の発明によれば、樹
脂でありながら、強度が高く、かつ、密閉型圧縮機に使
用した場合、冷媒との反応が少ない。

【００８５】本願請求項１４に記載の発明によれば、液
晶ポリマーの中でも特に強度が高く、電磁騒音の低減に
効果を有する。

【００８６】本願請求項１５に記載の発明によれば、リ
ングの強度を高くするのに効果的であり、電磁騒音の低
減に効果を有する。

【００８７】本願請求項１６に記載の発明によれば、密
閉型圧縮機に使用した場合、オリゴマの発生量を抑える
ことができ、キャピラリチューブ詰まりを防止でき、品
質向上に効果がある。

【００８８】本願請求項１７に記載の発明によれば、わ
ずかな空隙をもって固定子鉄心と回転子鉄心が対向して
いるため、半径方向の吸引力による振動が特に大きい電
動機において、その加振力による固定子の変形を抑える
ことができ、電磁騒音の低減に効果がある。

【００８９】本願請求項１８に記載の発明によれば、わ
ずかな空隙をもって固定子鉄心と回転子鉄心が対向して
いるため、半径方向の吸引力による振動が特に大きい電
動機において、その加振力による固定子の変形を抑える
ことができ、電磁騒音の低減に効果がある。

【００９０】本願請求項１９に記載の発明によれば、矩
形波電流は加振力に高調波を含むため、特に固定子鉄心
の円環振動を励起しやすいが、円環振動の固有振動数を
リングによって高くすることができるため、共振による
電磁騒音を低減することができる。

【００９１】本願請求項２０に記載の発明によれば、円
環振動の固有振動数をリングによって高くすることがで
きるため、ＰＷＭ制御のキャリア周波数と固定子の固有
振動数との共振による電磁騒音を低減することができ
る。

【００９２】本願請求項２１に記載の発明によれば、高
効率かつ、耐冷媒性を求められる用途にあって、これら
を満たしながら、電磁騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電動機の縦断面
図

【図２】本発明の第１の実施例における電動機の固定子
部分の分解斜視図

【図３】（ａ）本発明の第１の実施例における電動機
の、リングが固定子に圧入された部分の横断面図 （ｂ）本発明の第１の実施例における電動機の、リング
が固定子に圧入されていない部分の横断面図

【図４】本発明の第２の実施例における電動機の縦断面
図

【図５】本発明の第２の実施例における電動機の分解斜
視図

【図６】（ａ）本発明の第２の実施例における電動機
の、リングが固定子に圧入された部分の横断面図 （ｂ）本発明の第２の実施例における電動機の、リング
が固定子に圧入されていない部分の横断面図

【図７】従来技術における電動機の横断面図

【図８】各ティースに働く半径方向の力および接線方向
の力を示す図

【図９】固定子鉄心の変形状態を示す図

【符号の説明】

１０、３０ 固定子 １１、３１ 固定子鉄心 １２、３２ ティース ２１、４１ リング ８０、９０ 回転子 ８１ 回転子鉄心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｍ // Ｈ０２Ｋ 1/16 1/16 Ｃ 1/26 1/26 Ｃ 1/27 ５０１ 1/27 ５０１Ｋ (72)発明者 橋本 直 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AB04 5H605 AA04 AA05 BB05 BB07 BB10 CC03 EA06 FF06 FF14 GG04 5H621 BB07 GA01 GA04 JK01 JK13 5H622 CA02 CA10 CA13 CB03 CB05 PP10 PP11

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円環形状ヨーク部と前記ヨーク部の内
   周に半径方向に設けられた複数のティースを有する固定
   子と、前記ティースに巻線を集中巻して形成したコイル
   部と、前記固定子に対向する略円筒形の回転子と、前記
   固定子の軸方向端部の片側または両側の内周部に圧入ま
   たは嵌合支持されたリングから構成された電動機。
2. 【請求項２】 固定子鉄心が、打ち抜いた電磁鋼板を積
   層してなり、カラマセや溶接など、打ち抜いた電磁鋼板
   同士を固着する手段により固着または連結されてなる、
   請求項１記載の電動機。
3. 【請求項３】 固定子内周部の、リングを圧入または嵌
   合支持する部分の内径は、他の部分の内径より大であ
   る、請求項１または請求項２記載の電動機。
4. 【請求項４】 固定子内周部の、リングを圧入または嵌
   合支持する部分の内径（直径）をＤａ、他の部分の内径
   （直径）をＤｂ、空隙の長さをΔ、リングの外径（直
   径）をＤｃ、リングの内径（直径）をＤｄとしたとき、
   （Ｄａ−Ｄｂ）＋２Δ＞（Ｄｃ−Ｄｄ）である、請求項
   ３記載の電動機。
5. 【請求項５】 回転子外周部の、リングと対向する部分
   およびその近傍の外径は、他の部分の外径より小であ
   る、請求項１または請求項２記載の電動機。
6. 【請求項６】 回転子内周部の、リングと対向する部分
   およびその近傍の外径（直径）をＤｅ、他の部分の外径
   （直径）をＤｆ、空隙の長さをΔ、リングの外径（直
   径）をＤｇ、リングの内径（直径）をＤｈとしたとき、
   （Ｄｆ−Ｄｅ）＋２Δ＞（Ｄｇ−Ｄｈ）である、請求項
   ５記載の電動機。
7. 【請求項７】 リングは、少なくとも固定子の内周部よ
   り軸方向に突出しており、リングの前記突出部先端にお
   いて、リングの内周側または外周側に折り曲げ部を有す
   る、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動
   機。
8. 【請求項８】 リングは非磁性体である請求項１から請
   求項７のいずれか１項に記載の電動機。
9. 【請求項９】 リングは、鉄よりも熱膨張係数が大きい
   材料を使用した請求項１から請求項８のいずれか１項に
   記載の電動機。
10. 【請求項１０】 リングは、金属からなる請求項８記載
    の電動機。
11. 【請求項１１】 リングは、非磁性体金属粉を、絶縁体
    粉をバインダとして圧粉成形した金属からなる請求項８
    記載の電動機。
12. 【請求項１２】 リングは樹脂からなる、請求項８記載
    の電動機。
13. 【請求項１３】 リングは、液晶ポリマーからなる樹脂
    からなる、請求項９記載の電動機。
14. 【請求項１４】 液晶ポリマーが、ｐ−ヒドロキシ安息
    香酸と２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸を原料とした全
    芳香族ポリエステルの共重合体である請求項１３記載の
    電動機。
15. 【請求項１５】 液晶ポリマーの充填剤はガラス繊維で
    あり、充填量が２０重量％以上５０重量％以下であるこ
    とを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の電動
    機。
16. 【請求項１６】 リングは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と
    ２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、ガラス繊維のみから
    なり、離型剤等を使用しないことを特徴とした、請求項
    １４または請求項１５記載の電動機。
17. 【請求項１７】 回転子に、永久磁石を埋め込んでお
    り、マグネットトルクとこのマグネットトルクより小さ
    いリラクタンストルクにより回転駆動する請求項１から
    請求項１６のいずれか１項に記載の電動機。
18. 【請求項１８】 回転子は、突極性を有する鉄心からな
    り、リラクタンストルクのみにより回転駆動する請求項
    １から請求項１６のいずれか１項に記載の電動機。
19. 【請求項１９】 半導体素子により整流された矩形波電
    流により駆動される請求項１７または請求項１８記載の
    電動機。
20. 【請求項２０】 ＰＷＭ制御により駆動される請求項１
    ７または請求項１８記載の電動機。
21. 【請求項２１】 請求項１から請求項２０のいずれか１
    項に記載の電動機を用いた密閉型圧縮機。