JP2007318924A

JP2007318924A - 電動機のステータ固定構造

Info

Publication number: JP2007318924A
Application number: JP2006146280A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hoshino; 誠一星野; Itsuo Kito; 逸夫鬼頭; Masataka Mizutani; 昌貴水谷
Original assignee: Aichi Elec Co; Sanden Corp
Current assignee: Aichi Elec Co; Sanden Corp
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】ステータからハウジングに伝達する振動を小さくして騒音を低減することのできる電動機のステータ固定構造を提供する。
【解決手段】ステータコア３４の外周面とハウジング１０の内周面との間に充填された樹脂製の固定部材３６により、ハウジング１０にステータコア３４を固定したので、ステータコア３４の変形から生じる振動を固定部材３６によって減衰することができ、ステータ３２からハウジング１０に伝達する振動を小さくして騒音を低減することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外周面側に永久磁石を有するロータと、ロータの外周面側に設けられ、電磁石を有するステータとを備えたインナーロータ型の電動機のステータ固定構造に関するものである。

従来、この種の電動機のステータ固定構造としては、ステータコア及びステータコアに取付けられたコイルを合成樹脂で覆い、剛性を高くすることによって変形量を小さくしたステータを、ハウジング内に圧入して固定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−５２６７９号公報

しかしながら、従来の電動機のステータ固定構造では、ステータをハウジング内に圧入して固定しているため、電動機の運転によって発生するステータの振動が直接ハウジングに伝わるとともに、ステータの剛性を高くすることによってハウジングに伝わる振動を小さくしても、ステータの振動周波数が高くなるため、高周波振動がハウジングに伝わることによって、人にとって不快な高音域の音が騒音として発生するという問題点があった。

また、密閉型の電動圧縮機の場合には、ステータコア、冷媒を圧縮する圧縮部及びステータコアを保持する部材がそれぞれ異なる振動周波数で振動するため、各振動周波数の最小公倍数となる振動周波数の高次振動が騒音として発生するという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステータからハウジングに伝達する振動を小さくして騒音を低減することのできる電動機のステータ固定構造を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、コイルが設けられたステータをハウジングの内部に固定する電動機のステータ固定構造において、前記ステータの外周面とハウジングの内周面との間に充填された振動減衰性を有する合成樹脂製の固定部材により、ハウジングにステータを固定している。

これにより、ステータの外周面とハウジングの内周面との間に充填された合成樹脂製の固定部材によって、ステータの振動が固定部材によって減衰される。

本発明によれば、ステータの振動を固定部材によって減衰することができ、ステータからハウジングに伝達する振動を小さくして騒音を低減することが可能となる。

図１乃至図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は図２のＡ−Ａ′断面図、図２は圧縮機の平面断面図、図３は図２のＢ−Ｂ′断面図、図４は固定部材の充填方法を示す圧縮機の要部側面断面図である。

図１は、本発明の電動機を備えた密閉型の圧縮機であり、縦長形状のハウジング１０と、ハウジング１０内の上部に設けられ、吸入した冷媒を圧縮する圧縮部２０と、ハウジング１０内の圧縮部２０の下方に設けられ、圧縮部２０を駆動させる電動機３０とを備えている。また、この圧縮機は、ハイドロフルオロカーボンまたは二酸化炭素が冷媒として用いられる。

ハウジング１０は、上下に延びる円筒状に形成され、その上端開口及び下端開口が半球形状のキャップ１１によって閉鎖されている。

圧縮部２０は、互いに上下に対向するように設けられ、それぞれ対向する面側に渦巻体が設けられた固定スクロール部材２１と可動スクロール部材２２とを有している。圧縮部２０は、固定スクロール部材２１に対して可動スクロール部材２２を自転することなく旋回させることにより、各渦巻体の間で図示しない吸入口から吸入した冷媒を圧縮し、図示しない吐出口から吐出するようになっている。また、可動スクロール部材２２の渦巻体の反対面には、上下方向に延びる駆動シャフト２３が連結され、駆動シャフト２３の回転により可動スクロール部材２２が旋回するようになっている。

電動機３０は、駆動シャフト２３に設けられた永久磁石からなるロータ３１と、ロータ３１を囲むように設けられ、ハウジング１０に固定されたステータ３２とを有している。

ステータ３２は、複数の電磁鋼板３３をハウジング１０の中心軸方向に積層することにより設けられたステータコア３４と、ステータコア３４に巻き付けられたコイル３５とを有している。ステータ３２は、ハウジング１０内のステータ３２の取付位置において、射出成型により成型される樹脂製の固定部材３６によって外部が覆われ、ハウジング１０内で固定されるようになっている。固定部材３６は、液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）からなり、液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）は高弾性率及び高振動減衰特性を有する熱可塑性樹脂である。

ステータコア３４は、内周部に周方向に亘って複数のティース３４ａ（ここでは６個）が設けられ、各ティース３４ａ毎にコイル３５を巻き付ける集中巻が施されている。また、ステータコア３４は、外周部が正多角形状（ここでは正６角形状）に形成され、各頂点が接触部３４ｂとしてハウジング１０の内周面に接触するようになっている。即ち、ハウジング１０の内周面に各接触部３４ｂが接触することにより、ハウジング１０に対してステータ３２の径方向の位置決めがされるようになっている。更に、ステータコア３４の外周面とハウジング１０の内周面との隙間には、射出成型によって固定部材３６が充填されるようになっている。

ハウジング１０内にステータ３２を固定する方法としては、まず、ハウジング１０の上下両端を開放した状態で、ハウジング１０内にステータ３２を挿入し、ステータ３２の上下両側に金型３７を配置する。この状態で、金型３７内に加熱することにより溶解した固定部材３６を射出し、固定部材３６を冷却して固化させることにより、ハウジング１０内にステータ３２を固定する。

以上のように構成された電動機のステータ固定構造において、電動機３０を駆動させると、ロータ３１とステータ３２との間に生じる磁力によってステータ３２は繰り返し変形して振動を発生させる。しかし、ステータ３２からハウジング１０に伝わる振動は、固定部材３６としての液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）の振動減衰特性によって低減され、ハウジング１０の振動を低減することが可能となる。

このように、本実施形態の電動機のステータ固定構造によれば、ステータコア３４の外周面とハウジング１０の内周面との間に充填された樹脂製の固定部材３６により、ハウジング１０に対してステータコア３４を固定したので、ステータコア３４の変形から生じる振動を固定部材３６によって減衰することができ、ステータ３２からハウジング１０に伝達する振動を小さくして騒音を低減することが可能となる。

また、固定部材３６を、液晶ポリエステル樹脂によって形成したので、他の樹脂材料と比較して高い振動減衰特性によってステータコア３４の振動を減衰させることができ、ステータ３２からハウジング１０に伝達する振動を更に小さくして騒音を低減することが可能となる。

また、ステータコア３４の外周面の一部に、ハウジング１０の内周面に接触する接触部３４ｂを設けたので、ハウジング１０内のステータコア３４の固定位置においてステータコア３４を位置決めすることができ、ハウジング１０に対するステータコア３４の組付け精度を向上させることが可能となる。

また、ハウジング１０に対してステータ３２を組付けた状態で射出成型によって固定部材３６を成型したので、ステータコア３４の外周面とハウジング１０の内周面との間に確実に固定部材３６を充填することができ、ハウジング１０に対してステータコア３４を強固に固定することが可能となる。

図５及び図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、図５は圧縮機の平面断面図、図６は図５のＣ−Ｃ′断面図である。尚、前記第１の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

この電動機のステータコア３４は、前記第１の実施形態と同様に外周部を正多角形状に形成することにより接触部３４ｂを有する電磁鋼板３３と、外周部に接触部３４ｂを有しない電磁鋼板３３ａとを互いに一枚ずつまたは複数枚ずつ交互に積層したものであり、ハウジング１０の中心軸方向に間隔をおいて並ぶ各接触部３４ｂの間に固定部材３６としての液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）が充填されるようになっている。これにより、固定部材３６に対してステータコア３４をより強固に固定することが可能となる。

このように、本実施形態の電動機のステータ固定構造によれば、前記接触部３４ｂを、ハウジング１０の中心軸方向に沿って互いに間隔をおいて並ぶように複数設けたので、ハウジング１０の中心軸方向に間隔をおいて並ぶ各接触部３４ｂの間に固定部材３６を充填することができ、固定部材３６に対してステータコア３４をより強固に固定することが可能となる。

図７及び図８は本発明の第３の実施形態を示すもので、図７は圧縮機の平面断面図、図８は図７のＤ−Ｄ′断面図である。尚、前記第１及び第２の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

この電動機のステータコア３４は、外周部が真円形状に形成され、外周部に沿ってハウジング１０の内周面に接触する接触部３４ｃを有する電磁鋼板３３ｂと、外周部に接触部を有しない真円形状の電磁鋼板３３ｃとを積層したものであり、電磁鋼板３３ｃの外周部とハウジング１０の内周面との間に固定部材３６としての液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）が充填されるようになっている。これにより、ステータコア３４は、電磁鋼板３３ｂによってハウジング１０に位置決めされる。また、ステータコア３４は、電磁鋼板３３ｃの外周部とハウジング１０の内周面との間に固定部材３６が充填されることにより、ハウジング１０内に固定される。

このように、本実施形態の電動機のステータ固定構造によれば、ステータコア３４を構成する一部の電磁鋼板３３ｂに周方向に沿ってハウジング１０の内周面に接触する接触部３４ｃを設けたので、ハウジング１０内のステータコア３４の固定位置においてステータコア３４を位置決めすることができ、ハウジング１０に対するステータコア３４の組付け精度を向上させることが可能となる。

図９は本発明の第４の実施形態を示すもので、圧縮機の平面断面図である。尚、前記第１乃至第３の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

この電動機のステータコア３４は、前記第３の実施形態の電磁鋼板３３ｂの代わりに、外周部に沿って互いに間隔をおいて設けられ、ハウジング１０の内周面に接触する複数の接触部３４ｄを有する電磁鋼板３３ｄを設けたものであり、各接触部３４ｄの間に固定部材３６としての液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）が充填されるようになっている。これにより、固定部材３６に対してステータコア３４をより強固に固定することが可能となる。

このように、本実施形態の電動機のステータ固定構造によれば、ステータコア３４を構成する一部の電磁鋼板３３ｄに、外周部の周方向に沿って互いに間隔をおいて設けられ、ハウジング１０の内周面に接触するように複数設けたので、ステータコア３４の外周部の周方向に間隔をおいて並ぶ各接触部３４ｄの間に固定部材３６を充填することができ、固定部材３６に対してステータコア３４をより強固に固定することが可能となる。

図１０及び図１１は本発明の第５の実施形態を示すもので、図１０は圧縮機の平面断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ′断面図である。尚、前記第１乃至第４の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

この電動機のステータ３２は、前記第１の実施形態のステータコア３４を周方向に分割するように設けられ、複数のステータコア３４ｅをハウジング１０の内周面に周方向に配置することにより設けられている。また、各ステータコア３４ｅのティース３４ａとコイル３５との間には、ステータコア３４ｅとコイル３５とを絶縁する液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）からなるボビン３８が設けられている。ボビン３８は、固定部材３６を射出成型によって成型する際に、融解した固定部材３６の温度で融解するため、ステータコア３４ｅにコイル３５を確実に固定することが可能となる。また、ボビン３８は、固定部材３６と同一の部材であるため、圧縮機の運転時の温度変化によって固定部材３６が剥離することはない。ボビン３８は、固定部材３６と同一の液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）以外に、固定部材３６と同一の線膨張係数を有し、固定部材３６を成型する際の融解した固定部材３６の温度よりも低い融点の部材を用いることが可能となる。

このように、本実施形態の電動機のステータ固定構造によれば、ステータ３２を、互いに周方向に配置された複数のステータコア３４ｅから構成したので、各ステータコア３４ｅ毎にコイル３５を巻き付けることができ、コイル３５の占積率を向上させることが可能となる。

また、ボビン３８を固定部材３６と同一の部材から形成したので、固定部材３６を成型する際に、融解した固定部材３６の温度で融解させることができ、ステータコア３４ｅにコイル３５を確実に固定することが可能となる。また、固定部材３６とボビン３８は同一の線膨張係数を有しているため、圧縮機の運転時の温度変化によってボビン３８から固定部材３６が剥離することはない。

尚、前記第１乃至第５の実施形態では、接触部３４ｂ，３４ｃ，３４ｄをステータコア３４，３４ｅ側に設けたものを示したが、図１２に示すように、ハウジング１０側にステータコア３４，３４ｅと接触する接触部３４ｆを設けるようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態を示す圧縮機の側面断面図圧縮機の平面断面図図２のＢ−Ｂ′断面図固定部材の充填方法を示す圧縮機の要部側面断面図本発明の第２の実施形態を示す圧縮機の平面断面図図５のＣ−Ｃ′断面図本発明の第３の実施形態を示す圧縮機の平面断面図図７のＤ−Ｄ′断面図本発明の第４の実施形態を示す圧縮機の平面断面図本発明の第５の実施形態を示す圧縮機の平面断面図図１０のＥ−Ｅ′断面図その他の例を示す圧縮機の平面断面図

符号の説明

１０…ハウジング、３０…電動機、３２…ステータ、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…電磁鋼板、３４…ステータコア、３４ａ…ティース、３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…接触部、３４ｅ…ステータコア、３４ｆ…接触部、３５…コイル、３６…固定部材、３７…金型、３８…ボビン。

Claims

コイルが設けられたステータをハウジングの内部に固定する電動機のステータ固定構造において、
前記ステータの外周面とハウジングの内周面との間に充填された振動減衰性を有する合成樹脂製の固定部材により、ハウジングにステータを固定した
ことを特徴とする電動機のステータ固定構造。
前記固定部材を、液晶ポリエステル樹脂によって形成した
ことを特徴とする請求項１記載の電動機のステータ固定構造。
前記ステータの外周面とハウジングの内周面との間に、ステータの外周面とハウジングの内周面とが周方向一部で接触する接触部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部を、円筒状のハウジングの中心軸方向に沿って形成した
ことを特徴とする請求項３記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部を、ハウジングの中心軸方向に沿って互いに間隔をおいて並ぶように複数設けた
ことを特徴とする請求項４記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部を、ステータの外周面の周方向に沿って形成した
ことを特徴とする請求項３記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部を、ステータの外周面の周方向に沿って互いに間隔をおいて並ぶように複数設けた
ことを特徴とする請求項６記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部をステータ側に設けた
ことを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。
前記接触部をハウジング側に設けた
ことを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。
前記ステータとして、集中巻方式のステータを用いた
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。
前記ステータを、互いに周方向に配置された複数のステータコアから構成した
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。
前記各ステータコアとコイルとの間に合成樹脂製のボビンを設けた
ことを特徴とする請求項１１記載の電動機のステータ固定構造。
前記ボビンを、固定部材の線膨張係数と同一の線膨張係数を有する部材から形成した
ことを特徴とする請求項１２記載の電動機のステータ固定構造。
前記ボビンを、固定部材と同一の材質からなる部材から形成した
ことを特徴とする請求項１２記載の電動機のステータ固定構造。
前記ボビンを、固定部材を成型する際の融解した固定部材の温度よりも低い融点を有する部材から形成した
ことを特徴とする請求項１２記載の電動機のステータ固定構造。
前記固定部材を、ハウジングに対してステータを組付けた状態で射出成型によって成型した
ことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。
ハイドロフルオロカーボンまたは二酸化炭素を冷媒として用いる密閉型の電動圧縮機に用いた
ことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の電動機のステータ固定構造。