JP5810276B2

JP5810276B2 - 電動機、圧縮機、機器

Info

Publication number: JP5810276B2
Application number: JP2011017550A
Authority: JP
Inventors: 俊幸玉村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP2012161126A

Description

本発明は、高効率な電動機およびこれを搭載した圧縮機またはその他機器に関する。

電動機とハウジングの固定方法としては、焼ばめが周知技術として知られている。焼ばめによって固定される電動機の一例としては、電動機の鉄損増加を抑制して高効率化を図ったものが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の場合では、固定子ヨーク部には、焼ばめを施したことによって生じる応力の影響で鉄損が増加することを抑制するために、ハウジングと接触しない構成部を設けて、応力の影響を緩和することによって、高効率化を図っている。

特開２００４−２０１４２８号公報

電動機の工程において焼ばめによる固定を用いる場合は、応力によって鉄損が増加し効率が低下してしまう。そのため、特許文献１では、磁束が多く流れる固定子のヨークとハウジングが接触しないようにすることで、応力による鉄損の増加を抑制し高効率化を図っている。しかしながら、焼ばめによる応力を、完全に無くすには相当な困難を伴ない、限界があると考察される。

例えば、ハウジングの厚みが厚い場合は、焼ばめによる応力が大きいため鉄損増加の抑制効果は小さくなってしまう。また、焼ばめのしめしろが、ばらつきなどによって大きくなった場合も、鉄損増加の抑制効果は小さくなってしまい効率が低下する。さらに、磁束が多く流れる固定子のヨークにハウジングと接触しないようにするためのヨーク溝１７（図５参照)を設けなければならず、ヨーク部の磁束密度が高くなり鉄損増加の原因となってしまう。

本発明は、上述の従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、焼ばめによる固定を選択せず、溶接固定にすることで、固定による鉄損増加を抑制するものであり、高効率な電動機を提供する。

上記従来の課題を解決するために、本発明は、環状のヨークと前記ヨークの内周側に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティースに巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持され、内部あるいは表面に永久磁石を設けてなる回転子を備え、ティースが配置された部分のヨークの外周が溶接によってハウジングに固定された電動機である。溶接の位置を、ティースが配置された部分のヨークの外周にすることで、固定による鉄損増加を抑制することができる。

また、巻線が集中巻線である。

また、溶接による固定と共に、補助的に環状のヨークとハウジングが焼ばめ又は圧入固定されている構成とすれば、環状のヨークとハウジングのガタを防ぐことができ、固定精
度が向上する。また、補助的に焼きばめ、または圧入するため、応力による鉄損増加を抑制できる。

また、ティースが配置された部分のヨークに、軸方向に貫通する孔を設けることで、溶接時の熱がティースに伝わらなくなり、ティースの熱変形を抑制することができる。

また、その貫通する孔の形状を略三角形とすることで、磁束の流れを妨げることが無くなり、鉄損増加を抑制できる。

また、その貫通する孔と、ティースが配置された部分のヨークの外周の間のブリッジの厚みの下限値が、ハウジングの溶接孔の直径の１／２である構成にすることで、溶接時のスパッタを防ぐことが出来る。

また、その貫通する孔の両端に、真円の孔を設けることで、やきばめ応力が加わった場合でも、応力による鉄損増加を抑制できる。

また、本発明は前記の電動機を備えた圧縮機である。

また、本発明は前記の電動機を備えた機器である。

本発明によれば、環状のヨークとハウジングを固定する際の鉄損増加を小さくすることができ、高効率な電動機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における電動機の径方向の断面図図１のティース部分の拡大図図１のティース部分の拡大図本発明の実施の形態２における電動機のティース部分の拡大図従来の電動機の径方向の断面図

以下、本発明における発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の電動機の径方向の断面図である。この図に示すように、本発明の電動機は固定子１０と回転子２０からなり、固定子１０は、環状のヨーク１４と、その環状のヨーク１４の内周部に配置された複数のティース１２を有し、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、３相集中巻線の巻線１３が施されている。環状のヨーク１４とハウジング３０は溶接固定されており、溶接は、ティースが配置された部分のヨーク１１に施されている。ティースが配置された部分のヨーク１１以外は、磁束密度が高く、その部分を溶接した場合は、溶接部での鉄損が増加する。しかし、ティースが配置された部分のヨーク１１は、流れる磁束量が少なく磁束密度が低いため、溶接による鉄損増加は小さく、高効率な電動機を得ることができる。

なお、上記形態は、集中巻線での形態であるが、分布巻線の場合も、磁束密度の低い部分のヨークに溶接を施せば、同様の効果が得られる。

また、環状のヨーク１４とハウジング３０を補助的に焼ばめまたは圧入し、溶接固定す
ることで、環状のヨーク１４とハウジング３０の固定精度が良化され、完成時の回転子２０と固定子１０の不等ＧＡＰに起因する騒音等が低減され、低騒音で高効率な電動機を得ることができる。

図２において、ティースが配置された部分のヨーク１１に、軸方向に貫通する貫通孔１５を設けている。貫通孔を設けることによって、溶接時の熱が、ティース１２に伝わりにくくなり、ティース１２の熱変形を抑制することができる。結果、ＧＡＰの精度を確保することができ、ＧＡＰ不同に起因する騒音等が低減され、低騒音で高効率な電動機を得ることができる。また、ティースが配置された部分のヨーク１１は、流れる磁束量が少なく、貫通孔を設けても高効率を維持することができる。また、この貫通孔を有する本発明の電動機を圧縮機に適用した場合、貫通孔を冷媒が流れる通路にすることができ、更に、高効率な圧縮機を実現できる。また、この貫通孔を有する本発明の電動機を機器に適用した場合、貫通孔を放熱用孔にすることができ、温度上昇が抑制され、高効率な機器を実現できる。

貫通孔を設計する場合、磁束の流れを考慮して、貫通孔の１５ａの部分を環状のヨーク１４を構成するスロットの１４ａの部分と同心円弧またはそれ相当にし、形状を慨三角形にすることで、磁束の流れを妨げることがなくなり、更なる高効率化が可能となる。

図３において、貫通孔と、ティースが配置された部分のヨーク１１の外周との間のブリッジ１６の厚みＢｔを、ハウジングの溶接孔４０の直径Ｙｔの１／２以上にすることで、溶接時のスパッタを防ぐことができ、品質の良い電動機を得ることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における電動機のティース部分の拡大図である。固定子１０とハウジング３０が、補助的であっても、焼ばめ又は圧入された場合は、環状のヨーク１４に応力が加わり、鉄損が増加してしまう。この対策として貫通孔の両端に真円孔を設け応力を緩和させることで、高効率な電動機を得ることができる。更に、本発明の電動機は、圧縮機およびその他の機器に搭載されている。

本発明の電動機は、圧縮機およびその他の機器に適用できる。

１０固定子
１１ティースが配置された部分のヨーク
１２ティース
１３巻線
１４環状のヨーク
１５貫通孔
１６ブリッジ
１７ヨーク溝
２０回転子
３０ハウジング
４０溶接孔

Claims

環状のヨークと前記ヨークの内周側に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティースに巻線を施してなる固定子と、
前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持され、内部あるいは表面に永久磁石を設けてなる回転子を備え、
前記ティースが配置された部分のヨークの外周が溶接によってハウジングに固定された電動機。
前記巻線が、集中巻線である請求項１記載の電動機。
補助的に前記環状のヨークと前記ハウジングが焼きばめ又は圧入固定された請求項１または請求項２に記載の電動機。
前記ティースが配置された部分のヨークに、軸方向に貫通する孔を設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機。
前記孔の形状が略三角形である請求項４記載の電動機。
前記孔と前記ヨークの外周間のブリッジの厚みの下限値が、前記ハウジングの溶接孔の直径の１／２である請求項４または請求項５に記載の電動機。
前記孔の両端に、真円の孔を設けた請求項４〜６のいずれか一項に記載の電動機。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動機を備えた圧縮機。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動機を備えた機器。