JP2013162676A - Electric motor and compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機および圧縮機に関する。 The present invention relates to an electric motor and a compressor.
従来から、電動機に用いられるステータコアに関して、複数の鋼板が積層され、Vカシメ部により一体化された構造が知られている。例えば特許文献1(特開2008−206227号公報)では、図9Aのように、ステータコア201の環状基部202において、Vカシメ部204の切断線204b(図9B参照)の方向が環状基部202の周方向に沿うようにVカシメ部204が配置され、複数の鋼板Spが一体化されている。ここでは、Vカシメ部204の切断線204bの方向は、矩形状のVカシメ部204の長辺方向である。
Conventionally, regarding a stator core used in an electric motor, a structure in which a plurality of steel plates are laminated and integrated by a V-caulking portion is known. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-206227), as shown in FIG. 9A, the direction of the
ところで、電動機に用いられるステータと電動機のケーシングとの固定方法として、例えば特許文献2(特開2008−45431号公報)のように、ステータとケーシングとが局所的に固定される方法が知られている。このように、ステータとケーシングとが局所的に固定される場合、焼きばめもしくは圧入等によりステータとケーシングとが固定される場合に比べ、ケーシングの振動が抑制される、ステータに作用する応力が低減される等の利点がある。 By the way, as a method for fixing a stator used in an electric motor and a casing of the electric motor, a method in which the stator and the casing are locally fixed is known as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-45431. Yes. In this way, when the stator and the casing are locally fixed, compared to the case where the stator and the casing are fixed by shrink fitting or press fitting, the casing vibration is suppressed, and the stress acting on the stator is reduced. There are advantages such as reduction.
一方で、特許文献2に記載の電動機においては、ステータコアの鋼板の中に、ケーシングと固定されている鋼板と、固定されていない鋼板とが存在し、特許文献1に記載のステータコア201を利用する場合、ケーシングに固定されていない鋼板Spでは、ステータコア201に作用するトルク(電磁力)に応じて生じるVカシメ部204への負荷が大きくなるという問題があることを、本願発明者は見い出した。
On the other hand, in the electric motor described in Patent Document 2, the steel plate of the stator core includes a steel plate fixed to the casing and a non-fixed steel plate, and uses the
さらに、ステータコア201では、Vカシメ部204のすべり方向である切断線204bの方向と、鋼板Spに作用するトルクの方向がほぼ一致する。ここで、Vカシメ部204のすべり方向とは、その方向に負荷がかかったときに、Vカシメ部204の固定がはずれ、積層されている鋼板Spがずれやすい方向をいう。図9A中の矢印Sおよび矢印Tは、環状基部202の左側上方に位置するVカシメ部204における、Vカシメ部204のすべり方向および鋼板Spに作用するトルクの方向を示す。
Furthermore, in the
つまり、特許文献2に記載の電動機においては、Vカシメ部204に大きな負荷が作用しやすく、ステータコア201では、Vカシメ部204に作用する負荷により、図10のようにVカシメ部204による固定が外れ、鋼板Spが回転方向にずれやすいという問題がある。これは、特に大きなトルクが作用する大型の電動機で顕著である。
That is, in the electric motor described in Patent Document 2, a large load is easily applied to the V-
鋼板の位置ずれを抑制する方法として、Vカシメ部の数量を増加させ、それぞれのVカシメ部に生じる負荷を小さくするという方法がある。しかし、この場合には、Vカシメ部におけるトータルの磁気損失が増大するという問題がある。 As a method for suppressing the displacement of the steel sheet, there is a method of increasing the number of V-caulking portions and reducing the load generated in each V-caulking portion. However, in this case, there is a problem that the total magnetic loss in the V caulking portion increases.
その他の鋼板の位置ずれを抑制する方法として、ケーシングとステータとの固定点数を増加させて鋼板の位置ずれを抑制するという方法もある。しかし、この場合には電動機の組立工数が増加するという問題がある。 As another method of suppressing the positional deviation of the steel plate, there is a method of suppressing the positional deviation of the steel plate by increasing the number of fixing points between the casing and the stator. However, in this case, there is a problem that the number of man-hours for assembling the motor increases.
本発明の課題は、ステータとケーシングとが、ステータコアの鋼板の積層方向において局所的に固定される場合に、電動機の効率低下やコストアップを抑制しつつ、積層された鋼板をVカシメ部により強固に一体化する電動機、および、この電動機を用いた圧縮機を提供することにある。 The problem of the present invention is that when the stator and the casing are locally fixed in the stacking direction of the steel plates of the stator core, the stacked steel plates are strengthened by the V-caulking portion while suppressing reduction in efficiency and cost increase of the motor. The present invention provides an electric motor integrated with the electric motor, and a compressor using the electric motor.
本発明の第1観点に係る電動機は、円筒部材の内周に固定されたステータと、ステータの内部空間に回転自在に配置されるロータとを備える。ステータは、複数の鋼板を積層しVカシメ部で一体化して形成される。鋼板は、積層方向において、円筒部材と固定されている第1鋼板と、円筒部材と固定されていない第2鋼板とを含む。Vカシメ部は第1Vカシメ部を含む。第1Vカシメ部では、鋼板の積層平面上において、第1Vカシメ部の切断線を、円筒部材の円筒中心と第1Vカシメ部の図心とを通る直線に平行な第1直線と、第1直線と直交する第2直線とに投影したときに、第1直線への投影長さが、第2直線への投影長さよりも長い。 An electric motor according to a first aspect of the present invention includes a stator fixed to the inner periphery of a cylindrical member, and a rotor that is rotatably disposed in the internal space of the stator. The stator is formed by laminating a plurality of steel plates and integrating them at the V caulking portion. The steel plate includes a first steel plate fixed to the cylindrical member and a second steel plate not fixed to the cylindrical member in the stacking direction. The V caulking part includes a first V caulking part. In the first V-caulking portion, on the lamination plane of the steel plates, the cutting line of the first V-caulking portion is a first straight line parallel to a straight line passing through the cylindrical center of the cylindrical member and the centroid of the first V-caulking portion, When projected onto a second straight line orthogonal to the first straight line, the projection length onto the first straight line is longer than the projection length onto the second straight line.
この電動機では、ステータを構成する鋼板の積層平面上において、円筒部材の中心から見て、第1Vカシメ部の切断線の半径方向成分が、周方向成分よりも大きくなる。すなわち、第1Vカシメ部の切断線の方向は、円筒部材の半径方向に近づく。したがって、ステータに作用するトルクに応じて生じる第1Vカシメ部に作用する負荷が大きい場合でも、第1Vカシメ部のすべり方向に作用する負荷は小さくできる。その結果、円筒部材と固定されていない第2鋼板においても位置ずれが抑制されやすく、積層された鋼板が一体化された状態を維持することができる。なお、ここでは、第1Vカシメ部の切断線の方向を第1Vカシメ部のすべり方向と呼ぶ。 In this electric motor, the radial component of the cutting line of the first V caulking portion is larger than the circumferential component when viewed from the center of the cylindrical member on the plane of lamination of the steel plates constituting the stator. That is, the direction of the cutting line of the first V caulking portion approaches the radial direction of the cylindrical member. Therefore, even when the load acting on the first V-caulking portion generated according to the torque acting on the stator is large, the load acting in the sliding direction of the first V-caulking portion can be reduced. As a result, even in the second steel plate that is not fixed to the cylindrical member, misalignment is easily suppressed, and the state in which the stacked steel plates are integrated can be maintained. Here, the direction of the cutting line of the first V-caulking portion is referred to as the sliding direction of the first V-caulking portion.
本発明の第2観点に係る電動機は、第1観点に係る圧縮機において、第1Vカシメ部では、前記第1切断線と前記第1直線とが平行である。 In the electric motor according to the second aspect of the present invention, in the compressor according to the first aspect, in the first V caulking portion, the first cutting line and the first straight line are parallel.
ここでは、第1Vカシメ部のすべり方向に作用する負荷は略ゼロとなるため、積層された鋼板が一体化された状態を維持することがさらに容易になる。 Here, since the load acting in the sliding direction of the first V-caulking portion is substantially zero, it becomes easier to maintain the state in which the laminated steel plates are integrated.
本発明の第3観点に係る圧縮機は、第1観点または第2観点に係る電動機において、Vカシメ部は第2Vカシメ部をさらに含む。第2Vカシメ部では、鋼板の積層平面上において、第2Vカシメ部の切断線を、円筒部材の円筒中心と第2Vカシメ部の図心とを通る直線に平行な第3直線と、第3直線と直交する第4直線とに投影したときに、第4直線への投影長さが、第3直線への投影長さよりも長い。 In the compressor according to the third aspect of the present invention, in the electric motor according to the first aspect or the second aspect, the V-caulking part further includes a second V-caulking part. In the second V-caulking portion, on the plane of lamination of the steel plates, the cutting line of the second V-caulking portion is divided into a third straight line parallel to a straight line passing through the cylindrical center of the cylindrical member and the centroid of the second V-caulking portion, and a third straight line When projected onto a fourth straight line orthogonal to the projection length, the projection length onto the fourth straight line is longer than the projection length onto the third straight line.
この場合、第2Vカシメ部では切断線の方向が、円筒部材の周方向に近づく。すなわち、第2Vカシメ部の切断線は周方向を向きやすく、第2Vカシメ部はステータの外周縁に近づけて配置できる。ステータの外周近傍では磁束密度が小さいため、第2Vカシメ部を設けることで、磁気損失を抑制することができる。 In this case, the direction of the cutting line approaches the circumferential direction of the cylindrical member in the second V caulking portion. That is, the cutting line of the second V-caulking portion can be easily oriented in the circumferential direction, and the second V-caulking portion can be disposed close to the outer peripheral edge of the stator. Since the magnetic flux density is small in the vicinity of the outer periphery of the stator, magnetic loss can be suppressed by providing the second V caulking portion.
本発明の第4観点に係る圧縮機は、第1観点から第3観点のいずれかに係る電動機において、Vカシメ部は、第1Vカシメ部〜第n(nは2以上の整数)Vカシメ部である。ステータは、略環状のヨーク部と、ヨーク部の内周面から内側に延びる複数のティースとを有する。第1〜第nVカシメ部のそれぞれの図心は、ティースの中心線上に配置される。 A compressor according to a fourth aspect of the present invention is the electric motor according to any one of the first aspect to the third aspect, wherein the V caulking part is from the first V caulking part to the nth (n is an integer of 2 or more) V caulking part. It is. The stator has a substantially annular yoke portion and a plurality of teeth extending inward from the inner peripheral surface of the yoke portion. The centroids of the first to nV caulking portions are arranged on the center line of the teeth.
これにより、磁束通路が確保され易くなり、Vカシメ部による磁気損失を抑制することが容易になる。その結果、高効率の電動機を実現することができる。 Thereby, the magnetic flux path is easily secured, and it is easy to suppress magnetic loss due to the V-caulking portion. As a result, a highly efficient electric motor can be realized.
本発明の第5観点に係る電動機は、第4観点に係る電動機において、第1〜第nVカシメ部は、ヨーク部の外周近傍に配置される。 An electric motor according to a fifth aspect of the present invention is the electric motor according to the fourth aspect, in which the first to nV caulking portions are arranged in the vicinity of the outer periphery of the yoke portion.
この場合、ヨーク部の外周近傍では磁束密度が小さいため、Vカシメ部による磁気損失を抑制することができる。 In this case, since the magnetic flux density is small in the vicinity of the outer periphery of the yoke portion, magnetic loss due to the V-caulking portion can be suppressed.
本発明の第6観点に係る圧縮機は、電動機と、圧縮機構とを備える。電動機は、第1観点から第5観点のいずれかに係る電動機である。圧縮機構は、電動機により駆動され、圧縮対象である流体を圧縮する。 A compressor according to a sixth aspect of the present invention includes an electric motor and a compression mechanism. The electric motor is an electric motor according to any one of the first to fifth aspects. The compression mechanism is driven by an electric motor and compresses a fluid to be compressed.
この場合、電動機のステータにおいて鋼板の位置ずれは発生しにくく、故障や欠陥の少ない圧縮機が実現できる。 In this case, the displacement of the steel plate hardly occurs in the stator of the electric motor, and a compressor with few failures and defects can be realized.
本発明の第1観点に係る電動機では、ステータを構成する鋼板の積層平面上において、円筒部材の中心から見て、第1Vカシメ部の切断線の半径方向成分が、周方向成分よりも大きくなる。したがって、ステータに作用するトルクに応じて生じる第1Vカシメ部に作用する負荷が大きい場合でも、第1Vカシメ部のすべり方向に作用する負荷は小さくなる。その結果、円筒部材と固定されていない第2鋼板においても位置ずれが抑制されやすく、積層された鋼板が一体化された状態が維持される。 In the electric motor according to the first aspect of the present invention, the radial component of the cutting line of the first V caulking portion is larger than the circumferential component when viewed from the center of the cylindrical member on the lamination plane of the steel plates constituting the stator. . Therefore, even when the load acting on the first V-caulking portion generated according to the torque acting on the stator is large, the load acting in the sliding direction of the first V-caulking portion is reduced. As a result, even in the second steel plate that is not fixed to the cylindrical member, the positional deviation is easily suppressed, and the state in which the stacked steel plates are integrated is maintained.
本発明の第2観点に係る電動機では、第1Vカシメ部のすべり方向に作用する負荷の大きさはほぼゼロになるため、鋼板の位置ずれがさらに抑制される。 In the electric motor according to the second aspect of the present invention, since the magnitude of the load acting in the sliding direction of the first V-caulking portion is substantially zero, the displacement of the steel sheet is further suppressed.
本発明の第3観点に係る電動機では、鋼板の位置ずれを抑制できる第1Vカシメ部と、磁気損失が少ない第2Vカシメ部とを両方設けることで、積層された鋼板が一体化された状態の維持と、磁気損失の低減とを両立させることができる。 In the electric motor according to the third aspect of the present invention, the laminated steel plates are integrated by providing both the first V-caulking portion that can suppress the positional deviation of the steel plates and the second V-caulking portion with less magnetic loss. Both maintenance and reduction of magnetic loss can be achieved.
本発明の第4観点又は第5観点に係る電動機では、磁気損失の低減が図られる。 In the electric motor according to the fourth aspect or the fifth aspect of the present invention, magnetic loss can be reduced.
本発明の第6観点に係る圧縮機では、故障や欠陥の少ない圧縮機が実現される。 In the compressor according to the sixth aspect of the present invention, a compressor with few failures and defects is realized.
(1)全体構成
以下、本実施形態の圧縮機の構成について説明する。
(1) Overall Configuration Hereinafter, the configuration of the compressor of the present embodiment will be described.
本発明の一実施形態にかかる電動機100を内蔵したロータリ圧縮機1は、図1に示されるように、主としてケーシング10、電動機100、シャフト30およびロータリ圧縮機構40を有する。
As shown in FIG. 1, a
ロータリ圧縮機1の構成について以下に詳述する。なお、以下の説明では、図1に記載した矢印Uの方向を上、矢印Uと逆方向を下と呼ぶ。
The configuration of the
(2)詳細構成
(2−1)ケーシング10
図1を使って、ケーシング10について説明する。
(2) Detailed configuration (2-1)
The
ロータリ圧縮機1のケーシング10は、上下が開口した円筒部材11と、円筒部材11の上方および下方にそれぞれ設けられた上蓋12aおよび下蓋12bとを有する。ケーシング10の下方には、ロータリ圧縮機構40が圧縮する流体である冷媒を吸入する吸入管15が、ケーシング10を貫通して設けられる。ケーシング10の上方には、流体を吐出する吐出管16が、ケーシング10を貫通して設けられる。
The
(2−2)電動機100
電動機100は、ステータ110とロータ120とを有する。電動機100は、シャフト30を介してロータリ圧縮機構40を駆動する。
(2-2)
The
(2−2−1)ステータ110
図1および図2に示されるステータ110は、ステータコア111と、ステータコア111の上下の両端面のそれぞれに配置されるインシュレータ115a,115bと、ステータコア111およびインシュレータ115a,115bに共に巻きつけられたコイル116と、を有する。
(2-2-1)
A
なお、図2では、後述する第1および第2Vカシメ部114a,114bは省略されている。また、図2では、同じ部材については一部符号を省略している。
In FIG. 2, first and second
ステータコア111は、略環状のヨーク部112と、ヨーク部112の内周面から内側に延びると共に周方向に等間隔に配置される9本のティース113とを有する。ヨーク部112の外周部には、ステータコア111の上端から下端にわたって切り欠かれた切り欠き部118が形成されている。切り欠き部118は、ティース113と同じ周方向位置に、ティース113と向き合うように形成されている。各ティース113には、コイル116が巻き付けられており、コイル116に通電されることにより磁界が発生する。なお、ここでティース113の本数は例示であり、これに限定されるものではない。
The
ステータコア111は、積層された複数の鋼板Spからなる。鋼板Spには、図3Aのように第1Vカシメ部114aおよび第2Vカシメ部114bが形成され、積層された鋼板Spはこの第1および第2Vカシメ部114a,114bにより一体に形成されている。第1および第2Vカシメ部114a,114bの形状および配置については後述する。
The
次に、ステータ110と円筒部材11の固定状態について説明する。
Next, the fixed state of the
図1のように、ステータ110の外周面は、円筒部材11の内周面と所定の隙間が設けられた状態、すなわち隙間ばめの状態で、溶接ポイント117a,117b,117cでTAG溶接されている。なおTAG溶接は溶接方法の例示であり、レーザ溶接等により固定されてもよい。
As shown in FIG. 1, the outer peripheral surface of the
溶接ポイント117a,117b,117cは、図2に示す図1のII−II矢視における圧縮機断面の平面視のように、ヨーク部112の外周面に、隣接する2本のティース113の中間に位置するように、ほぼ等間隔に(ほぼ40度毎に)9箇所設けられている。溶接ポイントは、時計回りに、117a、117b、117cの順で交互に設けられている。
The welding points 117a, 117b, and 117c are located between the two
さらに、溶接ポイント117a,117bおよび117cは、図1および図4のように上下3段に分けて設けられている。各段に、溶接ポイント117a,117bもしくは117cが3箇所ずつ、周方向にほぼ等間隔に(ほぼ120度毎に)設けられている。
Further, the
溶接ポイント117a,117b,117cの設けられた高さに位置するステータコア111の鋼板Spは、円筒部材11と溶接で固定されている。逆に言えば、溶接ポイント117a,117b,117cの設けられた高さ以外に位置する鋼板Spは、円筒部材11とは溶接により固定されていない。したがって、鋼板Spには、鋼板Spの積層方向において、円筒部材11と固定されている第1鋼板Sp1と、円筒部材11と固定されていない第2鋼板Sp2とを含む。図4中のSp1,Sp2は、第1鋼板Sp1と第2鋼板Sp2を例示したものである。なお、図4中のSp1は、溶接ポイント117aの設けられた高さの第1鋼板Sp1を示し、図4中のSp2は、溶接ポイント117aの設けられた高さと溶接ポイント117bの設けられた高さの間に位置する第2鋼板Sp2を示している。
The steel plate Sp of the
<カシメ部の形状>
第1および第2Vカシメ部114a,114bの形状について図3A、図3B、図3C、図5および図6を用いて説明する。なお、図3Aでは、同じ部材については一部符号を省略している。
<Shaped part shape>
The shape of the 1st and 2nd
第1および第2Vカシメ部114a,114bの形状はどちらも同一の矩形である。第1Vカシメ部114aでは図3Bに示した第1切断部119aで、第2Vカシメ部114bでは図3Cに示した第2切断部119bで鋼板Spが切断される。第1切断部119aおよび第2切断部119bでの鋼板Spの切断時に、第1および第2カシメ部114a、114bでは、くさび状のパンチを利用して凸部が形成される。凸部の高さは、鋼板Spの板圧程度である。形成された凸部は、固定する鋼板に形成された凹部に連結される。
The shapes of the first and second
図3AのV−V断面およびVI−VI断面における第1Vカシメ部114aの断面図(第1Vカシメ部114aの長辺方向および短辺方向の断面図)を図5および図6に示す。なお、ここでは第1Vカシメ部114aについてのみ図5および図6に基づき説明するが、第2Vカシメ部114bを長辺方向の断面および短辺方向の断面で見た場合についてもその形状は同様である。
5A and 5B show cross-sectional views of the first V-
第1Vカシメ部114aのV−V断面では、図5のように、第1Vカシメ部114aの凸部は略V字状に形成される。図5の矢印F1の方向に負荷が作用する場合、すなわち第1Vカシメ部114aの長辺方向に負荷が作用する場合、第1Vカシメ部114aの傾斜面上ですべりが発生しやすい。ここでは、Vカシメ部のすべりが発生しやすい向きを、Vカシメ部のすべり方向と呼ぶ。
In the VV cross section of the first
第1Vカシメ部114aのVI−VI断面では、図6のように、第1Vカシメ部114aの凸部は不連続な段差上になっている。この場合は、図6の矢印F2の方向に負荷が作用してもすべりは発生しにくい。
In the VI-VI cross section of the first V-
<カシメ部の配置>
次に第1および第2Vカシメ部114a,114bの配置について図7を用いて説明する。なお、図7は、第1Vカシメ部114aおよび第2Vカシメ部114bについて、代表する各1箇所の配置について詳細に図示するものであり、その他の第1Vカシメ部114aおよび第2Vカシメ部114bについても同様である。
<Arrangement of caulking section>
Next, the arrangement of the first and second
第1および第2Vカシメ部114a,114bは、時計回りに、第1Vカシメ部114a、第2Vカシメ部114b、第2Vカシメ部114bの順序で配置される。Vカシメ部は計9箇所設けられ、第1Vカシメ部114aが計3箇所、第2Vカシメ部114bが計6箇所設けられる。
The first and second V-
第1Vカシメ部114aにおいては、円筒部材11の円筒中心Oと第1Vカシメ部の図心Gaとを通る直線に平行な第1直線L1に、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aが投影されるとき、その投影長さD1は第1切断線119aの長さにほぼ等しい。一方、第1Vカシメ部の第1切断線119aを、第1直線L1と直交する第2直線L2に投影したときの投影長さD2は、ほぼゼロである。言い換えれば、第1切断線119aと、前記第1直線L1とは略平行になる。すなわち、円筒部材の中心Oから見て、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの周方向成分はほぼゼロであり、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aは、円筒部材のほぼ半径方向を向いている。その結果、第1Vカシメ部114aでは、ステータ110にかかるトルク(電磁力)の方向(周方向)と、第1Vカシメ部114aのすべり方向とがほぼ垂直になり、第1Vカシメ部114aのすべり方向には負荷が作用しにくい。つまり、ステータコア111の鋼板Spの位置ずれは発生しにくい。
In the first V-
一方、第2Vカシメ部114bでは、円筒部材11の円筒中心Oと第2Vカシメ部の図心Gbとを通る直線に平行な第3直線L3に、第2Vカシメ部114bの第2切断線119bが投影されるとき、その投影長さD3は、ほぼゼロである。言い換えれば、第2切断線119bと、前記第4直線L4とは略垂直になる。一方、第2Vカシメ部の第2切断線119bを、第3直線L3と直交する第4直線L4に投影したときの投影長さD4は第2切断線119bの長さにほぼ等しい。すなわち、円筒部材の中心Oから見て、第2Vカシメ部114bの第2切断線119bの半径方向成分はほぼゼロであり、第2Vカシメ部114bの第2切断線119bは、円筒部材のほぼ周方向を向いている。第2Vカシメ部114bでは、第2切断線119bの方向、すなわち長辺の方向が周方向を向いているため、第2Vカシメ部114bは、第1Vカシメ部114aよりも、ヨーク部112の外周に近づけて配置することができる。ヨーク部112においては、その外周縁に近づくほど磁束密度が小さくなるため、第2Vカシメ部114bでは磁気損失が抑制されやすい。
On the other hand, in the second
次に、第1および第2Vカシメ部114a,114bの配置に関する共通の特徴として、それぞれの図心Ga、Gbは最寄りのティース113の中心線上に配置される。ティース113の中心線上に第1および第2Vカシメ部114a,114bの図心Ga,Gbを配置することで、Vカシメ部が磁束経路を妨げにくくなり、磁気損失が抑制されやすい。ただし、Vカシメ部の配置は、これに限定されるものではない。
Next, as a common feature related to the arrangement of the first and second
また、別の共通の特徴として、第1および第2Vカシメ部114a,114bは、できる限りヨーク部112の外周縁近傍に配置される。ヨーク部112においては、外周縁に近づくほど磁束密度が小さくなるため、第1および第2Vカシメ部114a,114bを配置しても、磁気損失を抑制することができる。ただし、Vカシメ部の配置は、これに限定されるものではない。
As another common feature, the first and second
(2−2−2)ロータ120
ロータ120は、ステータ110の内部空間に、ステータ110とエアギャップ空間を介して回転自在に配置されている。ロータ120は、シャフト30の主軸31に連結され、シャフト30と共に回転する。
(2-2-2)
The
なお、ロータ120には、コイル116により発生する磁界に対向するように磁石125が配置される。磁石125は、図1および2に示されるように、ロータ120の軸方向に延びる6箇所のスロット126に挿入される。
(2−3)シャフト30
シャフト30は、円筒部材11の中心軸に沿って延びる主軸31と、主軸31に対して偏心している偏心部32とを有する。偏心部32は、後述するロータリ圧縮機構40の揺動ピストン41に回転自在に連結されている。
(2-3)
The
(2−4)ロータリ圧縮機構40
ロータリ圧縮機構40は、円筒部材11に溶接部49aにより固定されたマウンティングプレート49に、ネジ止めにより固定されている。ロータリ圧縮機構40は、図1および図8に示されるように、ブレード42を有する揺動ピストン41と、ブレード42を揺動可能に支持するブッシュ43と、シリンダ47と、フロントヘッド48aと、リアヘッド48bと、を有する。
(2-4)
The
シリンダ47は、揺動ピストン41を収納するシリンダ室S1、ブッシュ43が回転自在に挿入されたブッシュ収容孔45a、およびブッシュ収容孔45aと連通するブレード収容孔45bを有する。
The
揺動ピストン41は、電動機100の回転駆動力を受けてシャフト30の偏心部32が偏心して回転することによって、シリンダ室S1の内部で揺動し、これによって吸入管15から吸入された流体をシリンダ室S1内部で圧縮する。圧縮された流体は、ケーシング10の内部を通って上昇し、吐出管16から吐出される。
The
フロントヘッド48aは、シリンダ47の上端面に配置される部材であって、円筒部材11に固定されたマウンティングプレート49にネジ止めされている。フロントヘッド48aには上部軸受50が一体に形成されている。上部軸受50にはシャフト30が挿入される。
The
リアヘッド48bは、シリンダ47の下端面に配置される部材である。リアヘッド48bには下部軸受51が一体に形成されている。下部軸受51にはシャフト30が挿入される。
The
(3)特徴
(3−1)
本実施形態にかかる圧縮機1の電動機100では、円筒部材11の内周に固定されたステータ110と、ステータ110の内部空間に回転自在に配置されるロータ120とを備える。ステータ110は、複数の鋼板Spを積層しVカシメ部114a,114bで一体化して形成される。鋼板Spは、積層方向において、円筒部材11と固定されている第1鋼板Sp1と、円筒部材11と固定されていない第2鋼板Sp2とを含む。Vカシメ部114a,114bは第1Vカシメ部114aを含む。第1Vカシメ部114aでは、鋼板Spの積層平面上において、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aを、円筒部材11の円筒中心Oと第1Vカシメ部114aの図心Gaとを通る直線に平行な第1直線L1と、第1直線L1と直交する第2直線L2とに投影したときに、第1直線L1への投影長さD1が、第2直線L2への投影長さD2よりも長い。
(3) Features (3-1)
The
この場合、ステータを構成する鋼板Spの積層平面上において、円筒部材11の中心Oから見て、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの半径方向成分が、周方向成分よりも大きくなる。すなわち、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの方向は、円筒部材11の半径方向に近づく。したがって、ステータ110に作用するトルクに応じて生じる第1Vカシメ部114aに作用する負荷が大きい場合でも、第1Vカシメ部114aのすべり方向である、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの方向に作用する負荷は小さくなる。その結果、円筒部材11と固定されていない第2鋼板Spであっても位置ずれが抑制されやすく、積層された鋼板Spが一体化された状態が維持される。
In this case, the radial component of the
(3−2)
本実施形態にかかる圧縮機1の電動機100では、第1Vカシメ部114aでは、第1切断線119aが第1直線L1と略平行である。
(3-2)
In the
第1Vカシメ部114aのすべり方向に作用する負荷は略ゼロとなるため、積層された鋼板Spが一体化された状態を維持することが容易になる。
Since the load acting on the sliding direction of the first V-
(3−3)
本実施形態にかかる圧縮機1の電動機100では、Vカシメ部114a,114bは第2Vカシメ部114bをさらに含む。第2Vカシメ部114bでは、鋼板Spの積層平面上において、第2Vカシメ部114bの第2切断線119bを、円筒部材11の円筒中心Oと第2Vカシメ部の図心Gbとを通る直線に平行な第3直線L3と、第3直線L3と直交する第4直線L4とに投影したときに、第4直線L4への投影長さD4が、第3直線L3への投影長さD3よりも長い。
(3-3)
In the
第2Vカシメ部114bでは切断線の方向が、円筒部材の周方向に近づく。そのため、第2Vカシメ部はステータの外周縁に近づけて配置することが容易になる。ステータの外周近傍では磁束密度が小さいため、第2Vカシメ部を設けることで、磁気損失を抑制することが容易となる。
In the second
(3−4)
本実施形態にかかる圧縮機1の電動機100では、第1Vカシメ部114aと第2Vカシメ部を有する。ステータ110は、略環状のヨーク部112と、ヨーク部112の内周面から内側に延びる複数のティース113とを有する。第1および第2Vカシメ部114a,114bのそれぞれの図心Ga,Gbは、ティース113の中心線上に配置される。
(3-4)
The
これにより、磁束通路が確保され易くなり、第1および第2Vカシメ部114a,114bによる磁気損失を抑制することが容易になる。その結果、高効率の電動機を実現することができる。
Thereby, a magnetic flux path is easily secured, and it is easy to suppress magnetic loss due to the first and second
(3−5)
本実施形態にかかる圧縮機1の電動機100では、第1および第2Vカシメ部114a,114bは、ヨーク部112の外周近傍に配置される。
(3-5)
In the
ヨーク部112の外周近傍では磁束密度が小さくなるため、第1および第2Vカシメ部114a,114bによる磁気損失を抑制することが容易となる。
Since the magnetic flux density is reduced in the vicinity of the outer periphery of the
(3−6)
本実施形態にかかる圧縮機1では、上記の特徴を備える電動機100と、ロータリ圧縮機構40とを備える。ロータリ圧縮機構40は、電動機100により駆動され、圧縮対象である流体を圧縮する。ここでは、電動機100のステータ110において鋼板Spのずれは発生しにくく、故障や欠陥の少ない圧縮機1が実現される。
(3-6)
The
(4)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
(4) Modifications Modifications of the present embodiment are shown below. A plurality of modified examples may be appropriately combined.
(A)
上記の実施形態に示された電動機100は、圧縮機1に使用されるものであるが、圧縮機に代えて、例えばポンプや産業用機械のモータ等に使用されるものであってもよい。また、圧縮機に適用される場合にも、ロータリ圧縮機に限定されるものではなく、例えばスクロール圧縮機に適用されるものであってもよい。
(A)
Although the
(B)
上記の実施形態に示されたVカシメ部の長辺側から見た断面形状は、略V字状に限定されるものではなく、例えば、略台形状や略U字状であってもよい。
(B)
The cross-sectional shape seen from the long side of the V-caulking portion shown in the above embodiment is not limited to a substantially V shape, and may be, for example, a substantially trapezoidal shape or a substantially U shape.
(C)
上記の実施形態に示された第1および第2Vカシメ部114a,114bは矩形状であるが、これに限られない。例えば、略台形状の形状であってもよい。また、各Vカシメ部の寸法および形状が異なるものであってもよい。
(C)
The first and second
(D)
上記の実施形態に示された第1および第2Vカシメ部114a,114bは矩形の長辺を切断線としたが、短辺が切断線であってもよい。
(D)
In the first and second
(E)
上記の実施形態では、第1切断線119aは第1直線L1と略平行であり、第2切断線119bは第4直線L4と略平行である。すなわち、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの第2直線L2への投影長さD2、および第2Vカシメ部114bの第2切断線119bの第3直線L3への投影長さD3は略ゼロである。しかし、これに限定されるものではない。
(E)
In the above embodiment, the
第1Vカシメ部114aでは、第1Vカシメ部114aの第1切断線119aの第1直線L1への投影長さD1が、上記D2より長ければよい。第2Vカシメ部114bでは、第2Vカシメ部114bの第2切断線119bの第4直線L4への投影長さD4が、上記D3より長ければよい。つまり、上記関係を満たせば、第1Vカシメ部114aは略半径方向を向いている必要はなく、第2Vカシメ部114bは略周方向を向いている必要はない。
In the 1st
D1>D2が満たされれば、第1Vカシメ部114aのすべり方向に作用する負荷は小さくなりやすい。一方、D3<D4が満たされれば、第2Vカシメ部114bでは磁気損失が抑制されやすい。
If D1> D2 is satisfied, the load acting on the sliding direction of the first
さらに、上記の実施形態では、第1Vカシメ部114aは全て同一方向(円筒部材11の略半径方向)を向いているが、上記のD1>D2の関係が成り立つ範囲であれば、第1切断線119aと、円筒部材の中心Oと第1Vカシメ部114aの図心Gaを結ぶ直線とのなす角度が、第1Vカシメ部114a毎に異なっていてもよい。第2Vカシメ部114bについても同様である。
Furthermore, in the above embodiment, all the first
(F)
上記の実施形態では、第1Vカシメ部114aおよび第2Vカシメ部114bのみを示したが、上記のD1とD2とが等しくなる(D3とD4とが等しくなる)第3Vカシメ部を有していてもよい。
(F)
In the above embodiment, only the first V-
(G)
上記の実施形態では、Vカシメ部の総数とティースの本数とが一致しているが、これに限定されるものではない。また、9箇所のVカシメ部に対し、第1Vカシメ部114aを3箇所、第2Vカシメ部114bを6箇所としたが、これに限定されるものではない。第1Vカシメ部114aは最低1箇所あればよく、全てのVカシメ部を第1Vカシメ部114aとしてもよい。
(G)
In the above embodiment, the total number of V-caulking portions and the number of teeth coincide with each other, but the present invention is not limited to this. In addition, although nine V-caulking portions are provided with three first V-
(H)
上記の実施形態では、円筒部材11とステータ110とが固定される溶接ポイント117a,117b,117cは計9箇所とし、上下3段で配置されるが、これは例示であり、例えば、固定箇所は9箇所以上であってもよく、上下2段もしくは4段以上に固定箇所を配置してもよい。ただし、組立工数等の問題から、固定箇所は強度を維持できる範囲で少ない方が望ましい。
(H)
In the above embodiment, the
また、固定箇所としての溶接ポイント117a,117b,117cの配置パターンも上記の実施形態で示したものに限定されるものではない。
Further, the arrangement pattern of the
1 圧縮機
11 円筒部材
30 シャフト
40 ロータリ圧縮機構(圧縮機構)
100 電動機
110 ステータ
112 ヨーク部
113 ティース
114a 第1Vカシメ部
114b 第2Vカシメ部
119a 第1切断線
119b 第2切断線
120 ロータ
O 円筒部材中心
Ga 第1Vカシメ部図心
Gb 第2Vカシメ部図心
L1 第1直線
L2 第2直線
L3 第3直線
L4 第4直線
D1 第1Vカシメ部の切断線の第1直線への投影長さ
D2 第1Vカシメ部の切断線の第2直線への投影長さ
D3 第2Vカシメ部の切断線の第3直線への投影長さ
D4 第2Vカシメ部の切断線の第4直線への投影長さ
Sp 鋼板
Sp1 第1鋼板
Sp2 第2鋼板
DESCRIPTION OF
100
Claims (6)
前記ステータの内部空間に回転自在に配置されるロータ(120)と、
を備えた電動機(100)であって、
前記ステータは、複数の鋼板(Sp)を積層しVカシメ部(114a,114b)で一体化して形成され、
前記鋼板は、前記積層の方向において、前記円筒部材と固定されている第1鋼板(Sp1)と、前記円筒部材と固定されていない第2鋼板(Sp2)とを含み、
前記Vカシメ部は第1Vカシメ部(114a)を含み、
前記第1Vカシメ部では、前記鋼板の積層平面上において、前記第1Vカシメ部の第1切断線(119a)を、前記円筒部材の円筒中心(O)と前記第1Vカシメ部の図心(Ga)とを通る直線に平行な第1直線(L1)と、前記第1直線と直交する第2直線(L2)とに投影したときに、前記第1直線への投影長さ(D1)が、前記第2直線への投影長さ(D2)よりも長い、電動機。 A stator (110) fixed to the inner periphery of the cylindrical member (11);
A rotor (120) rotatably disposed in the internal space of the stator;
An electric motor (100) comprising:
The stator is formed by laminating a plurality of steel plates (Sp) and integrating them with V caulking portions (114a, 114b),
The steel plate includes a first steel plate (Sp1) fixed to the cylindrical member and a second steel plate (Sp2) not fixed to the cylindrical member in the stacking direction,
The V-caulking portion includes a first V-caulking portion (114a),
In the first V caulking portion, on the lamination plane of the steel plates, the first cutting line (119a) of the first V caulking portion is aligned with the cylindrical center (O) of the cylindrical member and the centroid (Ga) of the first V caulking portion. ) Is projected onto a first straight line (L1) parallel to a straight line passing through and a second straight line (L2) orthogonal to the first straight line, the projection length (D1) onto the first straight line is An electric motor longer than a projection length (D2) onto the second straight line.
請求項1に記載の電動機。 In the first V crimping portion, the first cutting line and the first straight line are parallel.
The electric motor according to claim 1.
前記第2Vカシメ部では、前記鋼板の積層平面上において、前記第2Vカシメ部の切断線を、前記円筒部材の円筒中心と前記第2Vカシメ部の図心(Gb)とを通る直線に平行な第3直線(L3)と、前記第3直線と直交する第4直線(L4)とに投影したときに、前記第4直線への投影長さ(D4)が、前記第3直線への投影長さ(D3)よりも長い、
請求項1または2に記載の電動機。 The V-caulking portion further includes a second V-caulking portion (114b),
In the second V-caulking portion, the cutting line of the second V-caulking portion is parallel to a straight line passing through the cylindrical center of the cylindrical member and the centroid (Gb) of the second V-caulking portion on the lamination plane of the steel plates. When projected onto the third straight line (L3) and the fourth straight line (L4) orthogonal to the third straight line, the projection length (D4) onto the fourth straight line is the projection length onto the third straight line. Longer than (D3),
The electric motor according to claim 1 or 2.
前記ステータは、略環状のヨーク部(112)と、前記ヨーク部の内周面から内側に延びる複数のティース(113)とを有し、
前記第1〜第nVカシメ部のそれぞれの図心(Ga、Gb)は、前記ティースの中心線上に配置される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電動機。 The V-caulking portion is the first V-caulking portion to the n-th (n is an integer of 2 or more) V-caulking portion (114a, 114b),
The stator includes a substantially annular yoke portion (112) and a plurality of teeth (113) extending inward from an inner peripheral surface of the yoke portion,
The centroids (Ga, Gb) of the first to nV caulking portions are arranged on the center line of the teeth.
The electric motor according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の電動機。 The first to nV caulking portions are disposed in the vicinity of the outer periphery of the yoke portion.
The electric motor according to claim 4.
前記電動機により駆動され、圧縮対象である流体を圧縮する圧縮機構(40)と、
を備えた圧縮機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 5,
A compression mechanism (40) driven by the electric motor and compressing a fluid to be compressed;
With compressor.
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