JP2010252511A - モータ、圧縮機及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】インシュレータとロータとの間で均一なエアギャップを確保可能なモータ、圧縮機及び空気調和機を提供する。
【解決手段】モータは、環状に配置された複数の歯部63を有するコア53と、コア53の一端に配置され且つ歯部63とそれぞれ積層される複数の第1突出部60を有する第1インシュレータ54と、コア53の複数の歯部63の内側に配置された回転子51とを備え、第1突出部60の先端62は、歯部63の先端より径方向内側に配置されると共に、回転子51は、第1突出部60の先端62と対向した部分を有している。
【選択図】図8
【解決手段】モータは、環状に配置された複数の歯部63を有するコア53と、コア53の一端に配置され且つ歯部63とそれぞれ積層される複数の第1突出部60を有する第1インシュレータ54と、コア53の複数の歯部63の内側に配置された回転子51とを備え、第1突出部60の先端62は、歯部63の先端より径方向内側に配置されると共に、回転子51は、第1突出部60の先端62と対向した部分を有している。
【選択図】図8
Description
本発明は、家電用機器等で使用されるモータと、このモータを適用した圧縮機及び空気調和機とに関する。
従来の圧縮機の組立は、例えば、電線を巻回するための各歯部が形成された固定子の外周面を、焼嵌め等により予めケーシングの内周面に対して固定した後に、別途に組み込んだメカ部と回転子とを固定子の内部へと挿入すると共に、挿入したメカ部とケーシングの内周面とを溶接等で固着することにより行われている(例えば、特許文献1及び2参照)。このような従来の組立工程では一般的に、回転子と固定子の各歯部との間で均一なエアギャップを確保するために、回転子と固定子の各歯部との間に配置されるスキマゲージが使用されている。
ところが、特許文献1では、モータの振動及び騒音を低減することを目的として、固定子の歯部の形状に工夫がなされ、歯部の形状が湾曲することにより複雑な形状を有している。したがって、特許文献1では、回転子と固定子の各歯部との間の距離が不均一となり、均一なエアギャップを確保することが難しいという問題がある。また、特許文献2では、固定子の歯部に凹部が形成されており、この凹部にスキマゲージを嵌合することで、均一なエアギャップを確保可能な構成となっている。
したがって、特許文献1の固定子の歯部に対して、特許文献2と同様の凹部さえ形成すれば、たとえ歯部の表面形状が複雑化しても、この凹部にスキマゲージを嵌合することにより均一なエアギャップを確保できると考えられるが、その一方で、このような凹部を歯部に形成することにより、モータの振動及び騒音の低減を図るという特許文献1の本来の効果を維持できなくなるという問題がある。
本発明の目的は、インシュレータとロータとの間で均一なエアギャップを確保可能なモータ、圧縮機及び空気調和機を提供することである。
第1の発明に係るモータは、環状に配置された複数の歯部を有するコアと、コアの一端に配置され且つ歯部とそれぞれ積層される複数の第1突出部を有する第1インシュレータと、コアの複数の歯部の内側に配置された回転子とを備え、第1突出部の先端は、歯部の先端より径方向内側に配置されると共に、回転子は、第1突出部の先端と対向した部分を有している。
このモータでは、第1インシュレータの第1突出部の先端と、回転子との間で均一なエアギャップを確保できる。したがって、コアの歯部の表面形状が複雑化することにより歯部と回転子との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップを確保できる。
第2の発明に係るモータは、第1の発明に係るモータにおいて、平面視において、第1突出部の先端は円弧状であると共に、回転子の外周面は円形である。
このモータでは、平面視において、第1突出部の先端を円弧状に形成すると共に、回転子の外周面を円形に形成することにより、第1突出部の先端と回転子の外周面との間の隙間を全周にわたって測定できるので、エアギャップが全周で確保できているか、測定が可能である。
第3の発明に係るモータは、第1または第2の発明に係るモータにおいて、第1インシュレータの第1突出部の先端のコア側の角部には、コアに近づくにつれて径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部が形成されている。
このモータでは、第1インシュレータの第1突出部をコアの歯部よりも径方向内側に配置したことで、コアの軸方向に沿って第1突出部と回転子との間にスキマゲージを挿入する際に、このスキマゲージが、第1突出部の先端に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、第1突出部の先端の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。
第4の発明に係るモータは、第1または第2の発明に係るモータにおいて、コアの他端に配置され且つ歯部とそれぞれ積層される複数の第2突出部を有する第2インシュレータを備え、第2突出部の先端は、歯部の先端より径方向内側に配置されると共に、回転子は、第2突出部の先端と対向した部分を有している。
このモータでは、第1インシュレータの第1突出部と回転子との間に形成される隙間と、第2インシュレータの第2突出部と回転子との間に形成される隙間の両方を用いてエアギャップを測定できるので、第1インシュレータの第1突出部と回転子との間に形成される隙間のみを用いてエアギャップを測定する場合と比べて、高精度にエアギャップを測定することができる。
第5の発明に係るモータは、第4の発明に係るモータにおいて、平面視において、第2突出部の先端は円弧状であると共に、回転子の外周面は円形である。
このモータでは、平面視において、第2突出部の先端を円弧状に形成すると共に、回転子の外周面を円形に形成することにより、第2突出部の先端と回転子の外周面との間の隙間を全周にわたって測定できるので、エアギャップが全周で確保できているか、測定が可能である。
第6の発明に係るモータは、第4または第5の発明に係るモータにおいて、第2インシュレータの第2突出部の先端のコア側の角部には、コアに近づくにつれて径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部が形成されている。
このモータでは、第2インシュレータの第2突出部をコアの歯部よりも径方向内側に配置したことで、第1インシュレータ側からコアの軸方向に沿って第2突出部と回転子との間にスキマゲージを挿入する際に、このスキマゲージが、第2突出部の先端に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、第2突出部の先端の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。
第7の発明に係る圧縮機は、第1〜第6のいずれの発明に係るモータを用いる。
この圧縮機では、第1〜第6の発明と同様の効果を得ることができる。
第8の発明に係る空気調和機は、第7の発明に係る圧縮機を用いる。
この空気調和機では、第7の発明と同様の効果を得ることができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の発明では、第1インシュレータの第1突出部の先端と、回転子との間で均一なエアギャップを確保できる。したがって、コアの歯部の表面形状が複雑化することにより歯部と回転子との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップを確保できる。
また、第2の発明では、平面視において、第1突出部の先端を円弧状に形成すると共に、回転子の外周面を円形に形成することにより、第1突出部の先端と回転子の外周面との間の隙間を全周にわたって測定できるので、エアギャップが全周で確保できているか、測定が可能である。
また、第3の発明では、第1インシュレータの第1突出部をコアの歯部よりも径方向内側に配置したことで、コアの軸方向に沿って第1突出部と回転子との間にスキマゲージを挿入する際に、このスキマゲージが、第1突出部の先端に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、第1突出部の先端の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。
また、第4の発明では、第1インシュレータの第1突出部と回転子との間に形成される隙間と、第2インシュレータの第2突出部と回転子との間に形成される隙間の両方を用いてエアギャップを測定できるので、第1インシュレータの第1突出部と回転子との間に形成される隙間のみを用いてエアギャップを測定する場合と比べて、高精度にエアギャップを測定することができる。
また、第5の発明では、平面視において、第2突出部の先端を円弧状に形成すると共に、回転子の外周面を円形に形成することにより、第2突出部の先端と回転子の外周面との間の隙間を全周にわたって測定できるので、エアギャップが全周で確保できているか、測定が可能である。
また、第6の発明では、第2インシュレータの第2突出部をコアの歯部よりも径方向内側に配置したことで、第1インシュレータ側からコアの軸方向に沿って第2突出部と回転子との間にスキマゲージを挿入する際に、このスキマゲージが、第2突出部の先端に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、第2突出部の先端の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。
また、第7の発明では、第1〜第6の発明と同様の効果を得ることができる。
また、第8の発明では、第7の発明と同様の効果を得ることができる。
(第1実施形態)
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る空気調和機の斜視図である。図2は、空気調和機の配管系統図である。
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る空気調和機の斜視図である。図2は、空気調和機の配管系統図である。
[空気調和機の全体構成]
第1実施形態の空気調和機1は、図1に示すように、室内の壁面等に設置される室内機1aと、室外に設置される室外機1bと、室内機1aと室外機1bとを接続する接続配管1cとを備えており、室内機1a及び室外機1b内に収納された機器・弁類と、接続配管1cとが接続されて冷媒回路を構成している。図2に示すように、冷媒回路は、主として、室内熱交換器2、室外熱交換器3、圧縮機4および電動膨張弁5により構成される。これにより、冷房運転時には、圧縮機4から吐出された高温高圧冷媒が室外熱交換器3に流入する。そして、室外熱交換器3で凝縮したCO2冷媒(以下、冷媒と略記する)は、電動膨張弁5で減圧された後、室内熱交換器2に流入する。そして、室内熱交換器2で蒸発した冷媒が、圧縮機4の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器2の周囲の空気が冷却されて、冷風が室内に供給される。また、暖房運転時には、圧縮機4から吐出された高温高圧冷媒が室内熱交換器2に流入する。そして、室内熱交換器2で凝縮した冷媒は、電動膨張弁5で減圧された後、室外熱交換器3に流入する。そして、室外熱交換器3で蒸発した冷媒が、圧縮機4の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器2の周囲の空気が加熱されて、温風が室内に供給される。
第1実施形態の空気調和機1は、図1に示すように、室内の壁面等に設置される室内機1aと、室外に設置される室外機1bと、室内機1aと室外機1bとを接続する接続配管1cとを備えており、室内機1a及び室外機1b内に収納された機器・弁類と、接続配管1cとが接続されて冷媒回路を構成している。図2に示すように、冷媒回路は、主として、室内熱交換器2、室外熱交換器3、圧縮機4および電動膨張弁5により構成される。これにより、冷房運転時には、圧縮機4から吐出された高温高圧冷媒が室外熱交換器3に流入する。そして、室外熱交換器3で凝縮したCO2冷媒(以下、冷媒と略記する)は、電動膨張弁5で減圧された後、室内熱交換器2に流入する。そして、室内熱交換器2で蒸発した冷媒が、圧縮機4の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器2の周囲の空気が冷却されて、冷風が室内に供給される。また、暖房運転時には、圧縮機4から吐出された高温高圧冷媒が室内熱交換器2に流入する。そして、室内熱交換器2で凝縮した冷媒は、電動膨張弁5で減圧された後、室外熱交換器3に流入する。そして、室外熱交換器3で蒸発した冷媒が、圧縮機4の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器2の周囲の空気が加熱されて、温風が室内に供給される。
[室内機及び室外機]
図2に示すように、室内機1aは、主として、室内熱交換器2と、室内熱交換器2に付設される室内ファン6とを備えている。室外機1bは、圧縮機4と、圧縮機4の吐出側に接続された四路切換弁7と、圧縮機4の吸入側に接続されたアキュムレータ8と、四路切換弁7に接続された室外熱交換器3と、室外熱交換器3に接続された電動膨張弁5と、室外熱交換器3に付設される室外ファン9とを備えている。電動膨張弁5は、液冷媒配管を介して室内熱交換器2の一端と接続されている。また、四路切換弁7は、ガス冷媒配管を介して室内熱交換器2の他端と接続されている。なお、液冷媒配管及びガス冷媒配管は、上記した接続配管1cに相当する。
図2に示すように、室内機1aは、主として、室内熱交換器2と、室内熱交換器2に付設される室内ファン6とを備えている。室外機1bは、圧縮機4と、圧縮機4の吐出側に接続された四路切換弁7と、圧縮機4の吸入側に接続されたアキュムレータ8と、四路切換弁7に接続された室外熱交換器3と、室外熱交換器3に接続された電動膨張弁5と、室外熱交換器3に付設される室外ファン9とを備えている。電動膨張弁5は、液冷媒配管を介して室内熱交換器2の一端と接続されている。また、四路切換弁7は、ガス冷媒配管を介して室内熱交換器2の他端と接続されている。なお、液冷媒配管及びガス冷媒配管は、上記した接続配管1cに相当する。
[圧縮機の全体構成]
図3は、図2に示した圧縮機4及びアキュムレータ8の内部構造を示した側面視図である。圧縮機4は、2シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、アキュムレータ8から導入される冷媒を圧縮して、その上端部に配置された吐出管11aから圧縮した圧縮冷媒を排出するものである。圧縮機4は、図3に示すように、密閉ケーシング10と、密閉ケーシング10内に配置される駆動機構としてのモータ20と、このモータ20によって駆動される圧縮機構30とを備えている。この圧縮機4は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、密閉ケーシング10内において、圧縮機構30がモータ20の下側に配置される。また、密閉ケーシング10の下部には、圧縮機構30の各摺動部に供給される潤滑油40が貯留されている。
図3は、図2に示した圧縮機4及びアキュムレータ8の内部構造を示した側面視図である。圧縮機4は、2シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、アキュムレータ8から導入される冷媒を圧縮して、その上端部に配置された吐出管11aから圧縮した圧縮冷媒を排出するものである。圧縮機4は、図3に示すように、密閉ケーシング10と、密閉ケーシング10内に配置される駆動機構としてのモータ20と、このモータ20によって駆動される圧縮機構30とを備えている。この圧縮機4は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、密閉ケーシング10内において、圧縮機構30がモータ20の下側に配置される。また、密閉ケーシング10の下部には、圧縮機構30の各摺動部に供給される潤滑油40が貯留されている。
[密閉ケーシングの構成]
密閉ケーシング10は、密閉空間を形成するためのトップ11、パイプ12及びボトム13で構成されている。トップ11は、パイプ12の上端の開口を塞ぐ部材として設けられている。このトップ11には、圧縮機構30によって圧縮された高温高圧の冷媒を密閉ケーシング10の外部に吐出するための吐出管11aが設けられている。このトップ11には、駆動機構20に接続されるターミナル端子11bが設けられている。ボトム13は、パイプ12の下端の開口を塞ぐ部材として設けられると共に、その内部には油溜部41が設けられている。
密閉ケーシング10は、密閉空間を形成するためのトップ11、パイプ12及びボトム13で構成されている。トップ11は、パイプ12の上端の開口を塞ぐ部材として設けられている。このトップ11には、圧縮機構30によって圧縮された高温高圧の冷媒を密閉ケーシング10の外部に吐出するための吐出管11aが設けられている。このトップ11には、駆動機構20に接続されるターミナル端子11bが設けられている。ボトム13は、パイプ12の下端の開口を塞ぐ部材として設けられると共に、その内部には油溜部41が設けられている。
[モータの構成]
モータ20は、シャフト50と、このシャフト50が取り付けられたロータ51(回転子)と、このロータ51の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ52とを有している。ロータ51は、積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有している。ステータ52は、コア53と、このコア53の両端にそれぞれ配置された上側インシュレータ54(第1インシュレータ)及び下側インシュレータ55と、後述するコイル64とを有している。コア53は、例えば積層された複数の鋼板からなる。上側インシュレータ54及び下側インシュレータ55は、例えば、液晶ポリマー(LCP)やポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリイミドやポリエステル等の耐熱性の良い樹脂材料で構成される。なお、上側インシュレータ54及び下側インシュレータ55は、その強度を向上させるために、例えばガラス繊維入りの材料で構成しても良い。
モータ20は、シャフト50と、このシャフト50が取り付けられたロータ51(回転子)と、このロータ51の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ52とを有している。ロータ51は、積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有している。ステータ52は、コア53と、このコア53の両端にそれぞれ配置された上側インシュレータ54(第1インシュレータ)及び下側インシュレータ55と、後述するコイル64とを有している。コア53は、例えば積層された複数の鋼板からなる。上側インシュレータ54及び下側インシュレータ55は、例えば、液晶ポリマー(LCP)やポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリイミドやポリエステル等の耐熱性の良い樹脂材料で構成される。なお、上側インシュレータ54及び下側インシュレータ55は、その強度を向上させるために、例えばガラス繊維入りの材料で構成しても良い。
モータ20は、ステータ52で発生する電磁力により、ロータ51をシャフト50と共に回転させる。シャフト50は、上述したロータ51と共に回転することによって、圧縮機構30のローラ34、37を回転させる。このシャフト50には、後述するフロントシリンダ33のシリンダ室B1内に位置するように偏心部50aが設けられると共に、リアシリンダ36のシリンダ室B2内に位置するように偏心部50bが設けられている。これらの偏心部50a、50bには、ローラ34、37がそれぞれ装着されている。これにより、シャフト50の回転に伴って、偏心部50aに装着されるローラ34がシリンダ室B1で回転すると共に、偏心部50bに装着されるローラ37がシリンダ室B2で回転する。なお、偏心部50aと偏心部50bとは、シャフト50の回転方向に180°ずれた位置に配置されている。
[圧縮機構の構成]
圧縮機構30は、駆動機構20のシャフト50の回転軸に沿って上から下に向かって、2重構造となっているフロントマフラ31と、フロントヘッド32と、フロントシリンダ33と、ミドルプレート35と、リアシリンダ36と、リアヘッド38と、リアマフラ39とを有している。フロントマフラ31は、フロントヘッド32に設けられる吐出ポート(図示せず)から吐出された冷媒を消音して1次空間に吐出する。このフロントマフラ31は、フロントヘッド32に取り付けられる。フロントヘッド32は、フロントシリンダ33の上面に接合されており、シリンダ室B1の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド32には、シリンダ室B1において圧縮された冷媒を、上記したフロントマフラ31によって形成されるマフラ空間A1に吐出するための吐出ポート(図示せず)が設けられている。
圧縮機構30は、駆動機構20のシャフト50の回転軸に沿って上から下に向かって、2重構造となっているフロントマフラ31と、フロントヘッド32と、フロントシリンダ33と、ミドルプレート35と、リアシリンダ36と、リアヘッド38と、リアマフラ39とを有している。フロントマフラ31は、フロントヘッド32に設けられる吐出ポート(図示せず)から吐出された冷媒を消音して1次空間に吐出する。このフロントマフラ31は、フロントヘッド32に取り付けられる。フロントヘッド32は、フロントシリンダ33の上面に接合されており、シリンダ室B1の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド32には、シリンダ室B1において圧縮された冷媒を、上記したフロントマフラ31によって形成されるマフラ空間A1に吐出するための吐出ポート(図示せず)が設けられている。
フロントシリンダ33には、その中央部分にシリンダ室B1が設けられる。シリンダ室B1には、シャフト50の回転に伴って偏心回転運動するローラ34が配置されている。このシリンダ室B1は、上記した吐出ポートを介してマフラ空間A1に連通している。したがって、シャフト50の偏心部50aに装着されるローラ34の偏心回転運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室B1からマフラ空間A1に導かれる。ローラ34は、シリンダ室B1の内周面に沿って偏心回転運動を行い、アキュムレータ8から吸入された冷媒を圧縮する。ローラ34の外周面には、図示しないブレードが配置されており、これらのローラ34及びブレードは、それぞれ、別体として構成されている。ミドルプレート35は、フロントシリンダ33とリアシリンダ36との間に配置される。このミドルプレート35は、フロントシリンダ33のシリンダ室B1の下方の開口を閉塞し、且つ、リアシリンダ36のシリンダ室B2の上方の開口を閉塞している。リアシリンダ36、ローラ37、リアヘッド38及びリアマフラ39は、各機能からみて、上記したフロントシリンダ33、ローラ34、フロントヘッド32及びフロントマフラ31と同様であるので、その説明を省略する。なお、リアシリンダ36のシリンダ室B2において圧縮された冷媒は、リアヘッド38とリアマフラ39とにより形成されるマフラ空間A2を通過した後、リアヘッド38とリアシリンダ36とミドルプレート35とフロントシリンダ33とに連通する連通孔(図示せず)、及び、フロントヘッド32に形成される導入ポート(図示せず)を介して、マフラ空間A1に導かれる。
[インシュレータの構成]
図4は、図3に示した上側インシュレータ54を上側から見た斜視図である。図5は、図3に示した上側インシュレータ54の上面視図である。図4及び図5に示すように、上側インシュレータ54は、後述する各ティース63(歯部)と略同一の形状に形成された9つの突出部60(第1突出部)を有しており、各突出部60は、各ティース63とそれぞれ積層される。各突出部60は、上側インシュレータ54の周方向に沿って等間隔で環状に配置されており、図5に示すように、平面視において、各突出部60は、径方向内側に向けて突出した略T字型の形状を有しており、各先端62の内周面は円弧状に形成されている。また、図4及び図5に示すように、各突出部60よりも径方向外側には、上方に向けて軸方向に沿って延在する環状の外壁部61が形成されており、この外壁部61は、上側インシュレータ54の周方向に沿って全周にわたって形成されている。なお、図4及び図5では図示を省略したが、下側インシュレータ55についても同様の突出部65及び外壁部66を有しており、平面視において、各突出部65の先端67の内周面は円弧状に形成されている。
図4は、図3に示した上側インシュレータ54を上側から見た斜視図である。図5は、図3に示した上側インシュレータ54の上面視図である。図4及び図5に示すように、上側インシュレータ54は、後述する各ティース63(歯部)と略同一の形状に形成された9つの突出部60(第1突出部)を有しており、各突出部60は、各ティース63とそれぞれ積層される。各突出部60は、上側インシュレータ54の周方向に沿って等間隔で環状に配置されており、図5に示すように、平面視において、各突出部60は、径方向内側に向けて突出した略T字型の形状を有しており、各先端62の内周面は円弧状に形成されている。また、図4及び図5に示すように、各突出部60よりも径方向外側には、上方に向けて軸方向に沿って延在する環状の外壁部61が形成されており、この外壁部61は、上側インシュレータ54の周方向に沿って全周にわたって形成されている。なお、図4及び図5では図示を省略したが、下側インシュレータ55についても同様の突出部65及び外壁部66を有しており、平面視において、各突出部65の先端67の内周面は円弧状に形成されている。
[ステータの構成]
図6は、図3に示したステータ52を上側から見た斜視図である。図6に示すように、ステータ52は、コア53の径方向内側に向けて突出すると共に、このコア53の周方向に沿って等間隔で環状に設けられた9つのティース63を有している。図6に示すように、各ティース63のそれぞれは略同一の形状に形成されており、各ティース63と、上側インシュレータ54の各突出部60と、下側インシュレータ55の各突出部65には、コイル64が巻回されている。ステータ52の径方向内側には、各突出部60の先端62や、コア53の各ティース63や、各突出部65の先端67によって取り囲まれた内部空間70が形成されている。この内部空間70は、ロータ51を収容するために形成されている。
図6は、図3に示したステータ52を上側から見た斜視図である。図6に示すように、ステータ52は、コア53の径方向内側に向けて突出すると共に、このコア53の周方向に沿って等間隔で環状に設けられた9つのティース63を有している。図6に示すように、各ティース63のそれぞれは略同一の形状に形成されており、各ティース63と、上側インシュレータ54の各突出部60と、下側インシュレータ55の各突出部65には、コイル64が巻回されている。ステータ52の径方向内側には、各突出部60の先端62や、コア53の各ティース63や、各突出部65の先端67によって取り囲まれた内部空間70が形成されている。この内部空間70は、ロータ51を収容するために形成されている。
図7及び図8は、ロータ51を内部空間70に収容した状態をそれぞれ示した平面視図及び側面視図である。なお、これらの図では、図面を簡略化するために、パイプ12の図示を省略している。図7に示すように、平面視において、ロータ51の外周面51aは円形状に形成されている。図8に示すように、上側インシュレータ54の突出部60の先端62は、ティース63の先端よりも径方向内側に配置されている。また、ロータ51の上端部は、突出部60の先端62の内周面と対向する位置に配置されており、ロータ51の中間部及び下端部は、ティース63の先端の内周面と対向する位置に配置されている。より具体的には、図8の一点鎖線で取り囲んだ円部分を拡大した図に示すように、突出部60の先端62は、ティース63の先端よりも距離Δg1だけロータ51の上端部に向けて径方向内側に突出した位置に配置されており、突出部60の先端62の内周面とロータ51の外周面51aとの間には所定の隙間g1が形成されている。その一方で、拡大図中に示すように、ティース63の先端の内周面とロータ51の外周面51aとの間には、この隙間g1よりも距離Δg1だけ大きい隙間が形成されている。なお、この隙間g1には、図10を参照して後述するように、圧縮機4の一部分の組立工程において、スキマゲージ90の測定部90aが挿入される。
図9及び図10は、圧縮機4の一部分の組立工程の一例を示した説明図である。この例では、初期状態において、図9(a)に示すように、両端に上側インシュレータ54及び下側インシュレータ55を装着したコア53の外周面が、パイプ12の上端部の内周面に対して焼き嵌め等により嵌め込まれており、この状態で、ロータ51はシャフト50を介して圧縮機構30と組み立てられている。そして、このロータ51をステータ52側に向けてパイプ12の軸方向に沿って移動させることにより、図9(b)に示すように、ロータ51は、ステータ52の径方向内側に形成した内部空間70に収容される。このとき、ロータ51の上端部は、突出部60の先端62と所定の隙間g1を隔てて対向する位置に配置される。次に、図10(a)に示すように、ロータ51を内部空間70に収容した状態で、ステータ52の上方に、例えば金属性のスキマゲージ90を配置する。このスキマゲージ90は、シャフト50の軸方向に沿って延在する測定部90aを有している。この測定部90aは、4つの突出部60の位置に合わせて、ロータ51の周方向に沿って4つ形成されている。つまり、この測定部90aは、図10(b)の一点鎖線で取り囲んだ四角部分を拡大した図に示すように、4つの突出部60の各先端62とロータ51の外周面51aと間に形成される4箇所の隙間g1に挿入可能な構成となっており、このスキマゲージ90は、この4箇所の隙間g1を用いてエアギャップを測定することにより、均一なエアギャップg1を確保可能な器具として構成されている。そして、このスキマゲージ90を用いて、均一なエアギャップg1を確保した後に、フロントヘッド32の外周面をパイプ12の内周面に対して溶接等で固定することにより、圧縮機構30がパイプ12に対して固定され、圧縮機4の一部分の組立が完了する。
[第1実施形態の空気調和機の特徴]
第1実施形態の空気調和機1では、上側インシュレータ54の各突出部60の各先端62と、ロータ51との間で均一なエアギャップg1を確保できる。したがって、コア53のティース63の表面形状が複雑化することにより、ティース63とロータ51との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップg1を確保できる。
第1実施形態の空気調和機1では、上側インシュレータ54の各突出部60の各先端62と、ロータ51との間で均一なエアギャップg1を確保できる。したがって、コア53のティース63の表面形状が複雑化することにより、ティース63とロータ51との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップg1を確保できる。
さらに、第1実施形態の空気調和機1では、平面視において、上側インシュレータ54の突出部60の先端62を円弧状に形成すると共に、ロータ51の外周面51aを円形状に形成することにより、突出部60の先端62とロータ51の外周面との間の隙間g1を全周にわたって測定できるので、組立後のエアギャップg1を測定する際の作業性を向上できる。また、凹部が無いため、スキマゲージ90は、複数の厚みのゲージを用いることなく、1つの種類の厚みで、全周を測定できる。
(第2実施形態)
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第2実施形態について説明する。この実施形態では、第1実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図11は、ロータ51を内部空間70に収容した状態を示した側面視図である。なお、ここでは、図面を簡略化するために、パイプ12の図示を省略する。
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第2実施形態について説明する。この実施形態では、第1実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図11は、ロータ51を内部空間70に収容した状態を示した側面視図である。なお、ここでは、図面を簡略化するために、パイプ12の図示を省略する。
この実施形態では、図11に示すように、下側インシュレータ55(第1インシュレータ)の突出部65(第1突出部)の先端67が、ティース63の先端よりも径方向内側に配置される。また、ロータ51の下端部は、突出部65の先端67の内周面と対向する位置に配置されており、ロータ51の上端部及び中間部は、ティース63の先端と対向する位置に配置されている。また、図11の一点鎖線で取り囲んだ円部分を拡大した図に示すように、先端67のティース63側の角部には、このティース63に近づくにつれて(上方にいくにつれて)径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部67aが形成されており、これらの点で、先に述べた第1実施形態と相違する。このような配置により、拡大図中に示すように、突出部65の先端67の内周面とロータ51の外周面51aとの間には所定の隙間g2が形成されており、その一方で、ティース63の先端の内周面とロータ51の外周面51aとの間には、この隙間g2よりも距離Δg2だけ大きい隙間が形成されている。なお、この隙間g2には、図12を参照して後述するように、圧縮機4の一部分の組立工程において、スキマゲージ90の測定部90aが挿入される。
図12は、圧縮機4の一部分の組立工程の一例を示した説明図である。この例では、初期状態において、図12(a)に示すように、ロータ51が内部空間70に収容されており、スキマゲージ90の測定部90aは、突出部60の先端62及びティース63の先端と、ロータ51の外周面51aとの間に形成された所定の隙間に軸方向に沿って挿入されることにより、測定部90aの先端が、突出部65の先端67に形成した面取り部67aの位置に配置されている。そして、図12(b)に示すように、スキマゲージ90をパイプ12の下端側に向けてさらに移動させることにより、図中の一点鎖線で取り囲んだ四角部分を拡大した図に示すように、測定部90aの先端は、突出部65の先端67の内周面とロータ51の外周面51aとの間に形成された隙間g2に挿入されると共に、この隙間g2を用いて均一なエアギャップg2を確保可能な構成となっている。そして、スキマゲージ90を用いて、均一なエアギャップg2を確保した後に、フロントヘッド32の外周面をパイプ12の内周面に対して溶接等で固定することにより、圧縮機構30がパイプ12に対して固定され、圧縮機4の一部分の組立が完了する。
[第2実施形態の空気調和機の特徴]
第2実施形態の空気調和機では、下側インシュレータ55の各突出部65の各先端67とロータ51との間で均一なエアギャップg2を確保できる。したがって、コア53のティース63の表面形状が複雑化することにより、ティース63とロータ51との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップg2を確保できる。
第2実施形態の空気調和機では、下側インシュレータ55の各突出部65の各先端67とロータ51との間で均一なエアギャップg2を確保できる。したがって、コア53のティース63の表面形状が複雑化することにより、ティース63とロータ51との間に形成される隙間を用いて均一なエアギャップを得ることができなくても、均一なエアギャップg2を確保できる。
さらに、第2実施形態の空気調和機では、下側インシュレータ55の突出部65の先端67をティース63の先端よりも径方向内側に配置したことで、上側インシュレータ54側から下側インシュレータ55に向けて軸方向に沿ってスキマゲージ90を移動させる際に、このスキマゲージ90が、突出部65の先端67に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、この先端67のティース63側の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。また、面取りではなく、R形状でもよく、ティース63の先端よりも径方向内側が、傾斜していれば良い。
(第3実施形態)
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第3実施形態について説明する。この実施形態では、第1実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図13は、ロータ51を内部空間70に収容した状態を示した側面視図である。なお、ここでは、図面を簡略化するために、パイプ12の図示を省略する。
以下、図面に基づいて、本発明に係るモータ、圧縮機及び空気調和機の第3実施形態について説明する。この実施形態では、第1実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図13は、ロータ51を内部空間70に収容した状態を示した側面視図である。なお、ここでは、図面を簡略化するために、パイプ12の図示を省略する。
この実施形態では、図13に示すように、上側インシュレータ54(第1インシュレータ)の突出部60(第1突出部)の先端62と、下側インシュレータ55(第2インシュレータ)の突出部65(第2突出部)の先端67の両方が、ティース63の先端よりも径方向内側に配置される。また、ロータ51の上端部及び下端部は、それぞれ、突出部60の先端62と突出部65の先端67に対向する位置に配置されている。また、ロータ51の中間部は、ティース63の先端と対向する位置に配置されている。また、図13の一点鎖線で取り囲んだ円部分を拡大した図に示すように、先端67のティース63側の角部には、このティース63に近づくにつれて(上方にいくにつれて)径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部67aが形成されており、これらの点で先に述べた第1実施形態と相違する。図中の拡大図に示すように、各先端62、67は、ティース63の先端よりも距離Δg3だけロータ51の上端部及び下端部に向けてそれぞれ径方向内側に突出した位置に配置されている。このような配置により、拡大図中に示すように、各先端62、67の内周面とロータ51の外周面51aとの間には隙間g3が形成されており、その一方で、ティース63の先端の内周面とロータ51の外周面51aとの間には、この隙間g3よりも距離Δg3だけ大きい隙間が形成されている。なお、この隙間g3には、図14を参照して後述するように、圧縮機4の一部分の組立工程において、スキマゲージ90の測定部90aが挿入される。
図14は、圧縮機4の一部分の組立工程の一例を示した説明図である。この例では、初期状態において、図14(a)に示すように、ロータ51が内部空間70に収容されており、ステータ52の上方には、スキマゲージ90が配置されている。そして、このスキマゲージ90の測定部90aを、図14(b)の一点鎖線で取り囲んだ四角部分を拡大した図に示すように、各先端62、67の内周面とロータ51の外周面51aとの間に形成した隙間g3に挿入することにより、この隙間g3を用いてエアギャップを測定し、均一なエアギャップg3を確保可能な構成となっている。そして、スキマゲージ90を用いて、均一なエアギャップg3を確保した後に、フロントヘッド32の外周面をパイプ12の内周面に対して溶接等で固定することにより、圧縮機構30がパイプ12に対して固定され、圧縮機4の一部分の組立が完了する。
[第3実施形態の空気調和機の特徴]
第3実施形態の空気調和機では、上側インシュレータ54の突出部60とロータ51との間に形成される隙間g3と、下側インシュレータ55の突出部65とロータ51との間に形成される隙間g3の両方を用いてエアギャップを測定できるので、上側インシュレータ54の突出部60とロータ51との間に形成される隙間g3のみを用いてエアギャップを測定する場合と比べて、組立時に高精度にエアギャップを確保でき、また、組立後に高精度にエアギャップを測定することができる。
第3実施形態の空気調和機では、上側インシュレータ54の突出部60とロータ51との間に形成される隙間g3と、下側インシュレータ55の突出部65とロータ51との間に形成される隙間g3の両方を用いてエアギャップを測定できるので、上側インシュレータ54の突出部60とロータ51との間に形成される隙間g3のみを用いてエアギャップを測定する場合と比べて、組立時に高精度にエアギャップを確保でき、また、組立後に高精度にエアギャップを測定することができる。
さらに、第3実施形態の空気調和機では、下側インシュレータ55の突出部65の先端67をティース63の先端よりも径方向内側に配置したことで、上側インシュレータ54側から下側インシュレータ55に向けて軸方向に沿ってスキマゲージ90を移動させる際に、このスキマゲージ90が、突出部65の先端67に当たって途中で止まってしまう恐れがあるが、この先端67のティース63側の角部を予め面取り加工することにより、このような恐れを防止できる。また、面取りではなく、R形状でもよく、ティース63の先端よりも径方向内側が、傾斜していれば良い。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
なお、上述した第1〜第3実施形態では、平面視において、各突出部60、65の各先端62、67を円弧状に形成し、外周面を円形状に形成したロータ51との間に形成される各隙間g1〜g3を用いて、均一なエアギャップg1〜g3を確保する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、図15に示すように、上側インシュレータ154の各先端162の内周面が、平面視において、周方向に沿って湾曲した複雑な形状を有するような場合、図15に示すように、各先端162の周方向に沿う中間部に凹状の溝を形成し、図16の一点鎖線で取り囲んだ円部分を拡大した図に示すように、この溝の奥部とロータ51の外周面51aとの間に形成される隙間g4を用いて、均一なエアギャップg4を確保してもよい。なお、このような凹状の溝は、軸方向に沿って各先端162の全長にわたって形成されることが望ましいが、上述した隙間g4を形成可能であれば、各先端162の一部分に形成されるものでもよく、各先端162の周方向に沿う中間部以外の位置に形成されるものでもよい。また、図15では、各突出部60の個数に合わせて先端162のそれぞれに各1個の溝を形成したが、かかる例に限定されず、各先端162のうちの一部の先端162のみに溝を形成してもよい。また、形成した溝の全てを用いてエアギャップを確保する必要はなく、例えば各突出部60の個数に合わせて先端162のそれぞれに各1個の溝を形成した場合であれば、このように形成した9つの溝のうちの例えば3つの溝のみを使用してエアギャップを確保可能である。
なお、上述した第1〜第3実施形態では、スキマゲージ90が、ロータ51の周方向に沿って4つの測定部90aを有する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。このスキマゲージ90は、ロータ51の周方向に沿って3つ以下、または、5つ以上の測定部90aを有するものでもよいが、全ての突出部の数である9つを有するものが最もよく、さらに筒状の測定部90aを有するものでもよい。
なお、上述した第1〜第3実施形態では、本発明を2シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。本発明は、1シリンダ型ロータリ圧縮機にも、3シリンダ以上の圧縮機にも適用可能であり、さらに、ロータリ圧縮機以外のスクロール圧縮機等にも適用可能である。
なお、上述した第1〜第3実施形態では、CO2冷媒を利用する圧縮機について説明したが、本発明はこれに限らず、CO2冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも本発明を適用することができる。
なお、上述した第1〜第3実施形態では、ローラ34及びブレードを、それぞれ、別体として構成する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。ローラ34及びブレードを一体として構成してもよい。
なお、上述した第3実施形態では、下側インシュレータ55の突出部65の先端67のティース63側の角部に、面取り部67aを形成する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。下側インシュレータ55の突出部65の先端67のティース63側の角部に、面取り部67aを形成しなくてもよい。
1 空気調和機
4 圧縮機
20 モータ
51 ロータ(回転子)
53 コア
54 上側インシュレータ(第1インシュレータ)
55 下側インシュレータ(第1インシュレータ及び第2インシュレータ)
60 突出部(第1突出部)
62、67 先端
63 ティース(歯部)
65 突出部(第1突出部及び第2突出部)
4 圧縮機
20 モータ
51 ロータ(回転子)
53 コア
54 上側インシュレータ(第1インシュレータ)
55 下側インシュレータ(第1インシュレータ及び第2インシュレータ)
60 突出部(第1突出部)
62、67 先端
63 ティース(歯部)
65 突出部(第1突出部及び第2突出部)
Claims (8)
- 環状に配置された複数の歯部を有するコアと、
前記コアの一端に配置され且つ前記歯部とそれぞれ積層される複数の第1突出部を有する第1インシュレータと、
前記コアの前記複数の歯部の内側に配置された回転子とを備え、
前記第1突出部の先端は、前記歯部の先端より径方向内側に配置されると共に、
前記回転子は、前記第1突出部の先端と対向した部分を有していることを特徴とするモータ。 - 平面視において、前記第1突出部の先端は円弧状であると共に、前記回転子の外周面は円形であることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記第1インシュレータの前記第1突出部の先端の前記コア側の角部には、前記コアに近づくにつれて径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
- 前記コアの他端に配置され且つ前記歯部とそれぞれ積層される複数の第2突出部を有する第2インシュレータを備え、
前記第2突出部の先端は、前記歯部の先端より径方向内側に配置されると共に、
前記回転子は、前記第2突出部の先端と対向した部分を有していることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。 - 平面視において、前記第2突出部の先端は円弧状であると共に、前記回転子の外周面は円形であることを特徴とする請求項4に記載のモータ。
- 前記第2インシュレータの前記第2突出部の先端の前記コア側の角部には、前記コアに近づくにつれて径方向外側に配置されるように傾斜した面取り部が形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載のモータ。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のモータを用いたことを特徴とする圧縮機。
- 請求項7に記載の圧縮機を用いたことを特徴とする空気調和機。
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JP2009098800A JP2010252511A (ja) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | モータ、圧縮機及び空気調和機 |
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-
2009
- 2009-04-15 JP JP2009098800A patent/JP2010252511A/ja active Pending
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