JPWO2015056364A1 - 圧縮機 - Google Patents

圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015056364A1
JPWO2015056364A1 JP2015542481A JP2015542481A JPWO2015056364A1 JP WO2015056364 A1 JPWO2015056364 A1 JP WO2015056364A1 JP 2015542481 A JP2015542481 A JP 2015542481A JP 2015542481 A JP2015542481 A JP 2015542481A JP WO2015056364 A1 JPWO2015056364 A1 JP WO2015056364A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
stator
housing
electromagnetic steel
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015542481A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6233726B2 (ja
Inventor
昭三 長谷
昭三 長谷
大輔 船越
大輔 船越
昭徳 福田
昭徳 福田
武志 平塚
武志 平塚
仁 高尾
仁 高尾
信一 吉塚
信一 吉塚
逸雄 清水
逸雄 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2015056364A1 publication Critical patent/JPWO2015056364A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6233726B2 publication Critical patent/JP6233726B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/0085—Prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

電動機部２と、圧縮機構部３と、ハウジング５とを備え、電動機部２が、複数枚の電磁鋼板１０１を積層してなる固定子１０と、固定子１０の内側に配設されている回転子１１とからなる圧縮機であって、固定子１０はハウジング５の内壁に複数のレーザ溶接部２０によって固定されており、複数のレーザ溶接部２０を、ハウジング５の円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、レーザ溶接部２０を、所定の長さに渡って形成し、固定子１０は、積層された電磁鋼板１０１が電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２によって固定され、電動機部２の高効率化、ハウジング５の外周面を被覆する被覆材の保護を実現する圧縮機を提供する。【選択図】図８

Description

本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用される圧縮機に関するものである。
冷凍装置や空気調和装置には、圧縮機が使用されている。圧縮機は、蒸発器で蒸発した作動冷媒を吸入し、凝縮するために必要な圧力まで作動冷媒を圧縮し、作動冷媒回路中に高温高圧の作動冷媒を送り出す。このような圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に収納する。電動機部は、密閉容器の内壁面に固定された固定子と、駆動軸に回転動力を伝えるロータとからなる。
従来、電動機部の固定子は、密閉容器の内壁に焼きばめにより密着固定されていた。しかしながら、この方法では、密閉容器の収縮応力によって固定子が変形し、電動機部の効率が低下するという問題がある。すなわち、固定子に圧縮応力がかかり、固定子を構成する電磁鋼板が歪み、ロータ回転時に磁界歪みが発生して電動機部の効率低下を引き起こす。また、固定子で発生した振動が密閉容器に伝達されるので、圧縮機の振動及び騒音が問題となる。
近年、省エネルギー化の観点から、直流電流により駆動される直流ＩＰＭモータが提案されている。また、高効率化の観点から、固定子を構成する電磁鋼板の薄板化が提案されている。この直流モータは、数ｒｐｍから６０００ｒｐｍ以上での幅広い回転数での運転が可能であるが、高速運転時には電流を多く流して、トルクを発生させる弱め界磁制御を用いるため、上述の磁界歪みによる効率の低下や騒音振動の増加がより顕著となる。
そこで、固定子を密閉容器に、レーザ溶接によって密着固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、固定子コアの軸線方向のすべてに亘ってレーザ照射が施されている。
特開昭６３−１８９６８５号公報
しかしながら、特許文献１のように固定子コアの軸線方向のすべてに亘ってレーザ照射が施されている場合、固定子コアのすべてと密閉容器とを溶着させる必要があり、レーザ照射時間や熱量調整が困難となる。また、レーザの照射によってモータが損傷しないように、モータと密閉容器との接触面を幅広く確保する必要がある。さらには、密閉容器の板厚を薄くできないことから、固定子コア設計に制限が生じるという課題ある。
本発明は、固定子がハウジングの内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数のレーザ溶接部を、ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれのレーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、固定子は、積層された電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているものである。
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、電動機部と、圧縮機構部と、ハウジングとを備え、前記電動機部が、複数枚の電磁鋼板を積層してなる固定子と、前記固定子の内側に配設されている回転子とからなる圧縮機であって、前記固定子は前記ハウジング内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数の前記レーザ溶接部を、前記ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれの前記レーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、前記固定子は、積層された前記電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されている。
これにより、電動機部の高効率化、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の保護を実現することができる。また、固定子の電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
本発明によれば、固定子の変形による電動機部の効率低下を防止することができる。また、本発明によれば、レーザ溶接部に盛り上がり（凸部）が生じないので、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。また、固定子の電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
本発明の一実施の形態に係る圧縮機の断面図 本発明の実施の形態に係る電動機部の平面図 本発明の実施の形態に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の実施の形態に係る電動機部とハウジングとの関係を示す図 本発明の変形例１に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の変形例２に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の実施の形態及び変形例２に係るレーザ溶接部間距離を説明する図 本発明の実施の形態に係る固定子の斜視図 電磁鋼板固定用レーザ溶接部とレーザ溶接部との位置関係を示す説明図 レーザ溶接部から電磁鋼板固定用レーザ溶接部までの距離と騒音との関係を示す特性図
第１の発明は、電動機部と、圧縮機構部と、ハウジングとを備え、前記電動機部が、複数枚の電動鋼板を積層してなる固定子と、前記固定子の内側に配設されている回転子とからなる圧縮機であって、前記固定子は前記ハウジング内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数の前記レーザ溶接部を、前記ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれの前記レーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、前記固定子は、積層された前記電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されている。
これにより、固定子の変形による電動機部の効率低下を防止することができる。また、レーザ溶接部が所定の長さを有するので比較的低温・低熱でのレーザ照射が可能となり、局所的な固定子の変形を防止することができる。さらには、レーザ溶接点に盛り上がり（凸形状）が生じないので、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。また、固定子の電磁鋼板がレーザ溶接されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
第２の発明は、前記レーザ溶接部は、前記ハウジングの前記軸方向に対して、傾斜して形成する。
これにより、ハウジング円周方向に関して溶接範囲を広げることができ、圧縮時に固定子が受けるトルク変動と電動機部の回転により発生するトルク変動とを、複数の溶接部で均等に分散して保持することができる。
第３の発明は、第１のレーザ溶接部と、前記第１のレーザ溶接部と円周方向に隣接して配置された第２のレーザ溶接部とは、前記ハウジングの前記軸方向に対する傾斜方向を反対とする。
これにより、隣接するレーザ溶接部間の距離を部分的に短くすることができ、ハウジングの円周方向の剛性を高めることができる。
第４の発明は、前記固定子の外周面には、冷媒通路となる複数の空隙と、前記ハウジングとの接触部分とが形成され、前記レーザ溶接部を前記接触部分に形成し、前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部の中央部から隣接する前記空隙の中央部までの距離の１／２の範囲に形成する。
これにより、特定周波数成分の騒音値を低減できる。
第５の発明は、前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部を形成する前記接触部分又は前記接触部分の側部に形成する。
これにより、特定周波数成分の騒音値を更に低減できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態における圧縮機１００の縦断面図である。圧縮機１００は、密閉容器１、電動機部２、圧縮機構部３及び駆動軸４を備えている。密閉容器１は、円筒状のハウジング５と、このハウジング５の開口を閉塞する上部カバー６及び下部カバー７とから構成されている。圧縮機構部３は、ハウジング５の下部に配置されている。電動機部２は、ハウジング５の内部において、圧縮機構部３の上に配置されている。駆動軸４によって、圧縮機構部３と電動機部２とが連結されている。上部カバー６には、電動機部２に電力を供給するための端子８が設けられている。密閉容器１の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり９が形成されている。電動機部２は、固定子１０及び回転子１１で構成されている。固定子１０は、ハウジング５の内壁に固定されている。回転子１１は、駆動軸４に固定されており、かつ駆動軸４とともに回転する。駆動軸４は、上軸受部材１２と下軸受部材１３とにより回転自在に両端が支持されている。
電動機部２が付勢され、駆動軸４が回転すると、駆動軸偏心部１４ａ、１４ｂがシリンダ１５ａ、１５ｂ内において偏心回転し、ローリングピストン１６ａ、１６ｂがベーン（図示せず）に当接しながら回転運動する。そして、各々半回転ずれた周期で、両シリンダ１５ａ、１５ｂにおいて、冷媒ガスの吸入、圧縮が繰り返される。圧縮機構部３は、上軸受部材１２、下軸受部材１３、シリンダ１５ａ，１５ｂ、ローリングピストン１６ａ，１６ｂ、ベーン（図示せず）から構成される。
密閉容器１の上部には、吐出管１７が設けられている。吐出管１７は、上部カバー６の上部を貫通しているとともに、密閉容器１の内部空間に向かって開口している。吐出管１７は、圧縮機構部３で圧縮された冷媒ガスを密閉容器１の外部に導く吐出流路としての役割を担う。圧縮機１００の動作時において、密閉容器１の内部空間は、圧縮された冷媒で満たされる。
また、圧縮機１００の液圧縮を防止するため、アキュームレータ１８が設けられている。アキュームレータ１８は、圧縮機１００に冷媒ガスを直接吸入する前に、冷媒ガスを気液分離させる。アキュームレータ１８は、円筒状のケース１９と、ケース１９の上部に接続される冷媒ガス導入管と、ケース１９の下部に接続される二本の冷媒ガス導出管とで構成される。
圧縮機構部３で圧縮する冷媒としては、ＨＦＣ冷媒Ｒ３２を用いることが好ましい。ＨＦＣ冷媒Ｒ３２を用いることで、従来の代替冷媒と比較して冷媒循環量が１０％程度増え、負荷トルクが増加しても効率を低下させず、電動機部２の騒音や振動を抑制できる。
このように構成された圧縮機１００において、電動機部２の固定子１０とハウジング５とは、ファイバーレーザによるレーザ照射によって溶接固定されている。
図２に本発明の実施の形態に係る電動機部２の平面図を示す。
図２に示すように、電動機部２には、巻線方式を分布巻きとした直流ＩＰＭモータが適している。電動機部２は、ハウジング５の内壁面に固定された固定子１０と、シャフトに回転動力を伝える回転子１１とからなる。
固定子１０は、固定子コア２２と巻線２５とを有する。
固定子コア２２は、金属材料からなる複数の電磁鋼板を積層して形成される。複数の電磁鋼板は、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２によって積層された状態で固定されている。
固定子コア２２は、環状のヨーク部２２Ａと、ヨーク部２２Ａから径方向の内側に突出するティース部２２Ｂと、隣接するティース部２２Ｂの間に形成されるスロット２３と、ティース部２２Ｂの内側に形成されて回転子１１が配置される貫通孔２２Ｃとを有する。スロット２３には巻線２５との絶縁性を保持する為に絶縁紙（図示せず）が挿入されている。
固定子１０の外周部、すなわちヨーク部２２Ａの外周面には、冷媒通路となる複数の空隙２４Ａが設けられている。空隙２４Ａは、ヨーク部２２Ａの径方向の深さ隙間に対して、ヨーク部２２Ａの周方向の幅隙間ａを大きくしている。空隙２４Ａにおける幅隙間ａは、一つのスロット２３の周方向幅ｂよりも広く、幅隙間ａは、スロット２３の周方向幅ｂの２倍以上とすることが好ましい。このように、空隙２４Ａにおける幅隙間ａを広くすることで、深さ隙間を小さくしても、冷媒通路を確保できるとともに電動機部２の効率低下を防止できる。空隙２４Ａは、電動機部２を軸方向に貫通して設けられており、電動機部２の上部空間と下部空間を連通させる。
隣接する空隙２４Ａの間であって、ティース部２２Ｂの径方向の外側となるヨーク部２２Ａには、冷媒通路となる冷媒通路孔２４Ｂを形成している。冷媒通路孔２４Ｂの直径ｃは、ティース部２２Ｂの最小幅ｄよりも小さい。このように、冷媒通路孔２４Ｂの直径ｃをティース部２２Ｂの最小幅ｄよりも小さくすることで、冷媒通路を確保できるとともに電動機部２の効率低下を防止できる。冷媒通路孔２４Ｂは、電動機部２を軸方向に貫通して設けられており、電動機部２の上部空間と下部空間を連通させる。
圧縮機構部３によって圧縮され、マフラカバー２１の開口から吐出された冷媒は、固定子１０の空隙２４Ａ、回転子１１の空隙（図示せず）、及び冷媒通路孔２４Ｂを通じて、密閉容器１の上部空間へと導かれる。
固定子１０とハウジング５とは、６個のレーザ溶接部２０によって固定されている。
レーザ溶接部２０は、隣接する空隙２４Ａの間であって、スロット２３の径方向の外側となる位置に形成している。レーザ溶接部２０は、ファイバーレーザの集光点が固定子１０の位置となるように形成される。ファイバーレーザを用いることで溶接時の熱影響が少ない。ファイバーレーザの集光点を、ハウジング５と固定子１０との境界位置ではなく、固定子１０とすることで、小さなスポットサイズで確実に溶接することができる。
従来のスポット溶接では、溶接孔をロウ材等の溶接材で埋める必要があるため、溶接部に盛り上がり（凸部）が生じる。これに対し、本実施の形態では、レーザ溶接を用いているため、溶接部には盛り上がり（凸部）が生じず、レーザ溶接部２０の形成によって、ハウジング５の外壁には凹部が形成される。これにより、圧縮機１００の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。
図３に本実施の形態に係るレーザ溶接部２０を説明する図（ハウジング５の展開図）を示す。レーザ溶接部２０は、ハウジング５の円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成されている。本実施の形態では、６個のレーザ溶接部２０が設けられている。なお、レーザ溶接部２０の互いの間隔は同じである必要はなく、異なる間隔であってもよい。以下、レーザ溶接部２０の長さ、配置および傾きについて詳細に説明する。
なお、レーザ溶接部２０の幅は、電磁鋼板の板厚の２倍以上とすることが好ましい。レーザ溶接部２０の幅を、電磁鋼板の板厚の２倍以上とすることで、固定子１０内部への溶け込み深さを抑え、電動機部２の効率低下を防止することができる。レーザ溶接部２０の幅は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍが適している。
＜長さ＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に所定の長さに渡って形成されている。すなわち、レーザ溶接部２０は線状である。従来のスポット溶接における溶接点のように、レーザ溶接部２０を点で形成した場合には、局所的に高温、高熱のレーザを照射する必要があるため、固定子１０における局所的な歪が大きくなる。本実施の形態では、レーザ溶接部２０は所定の長さを有するので、比較的低温・低熱でのレーザ照射が可能となり、局所的な固定子１０の変形を防止することができる。
図４に、本実施の形態における電動機部２とハウジング５との関係を示す図を示す。レーザ溶接部２０の長さをＡ（図３参照）、固定子コア２２の軸方向長さをＢ（図４参照）としたとき、ＡがＢの１０％以上９０％以下が好ましい。
また、固定子コア２２の端面から固定子コア２２の軸方向に、固定子コア２２の軸方向長さＢの５％の長さを超えた位置にレーザ溶接部２０を形成する。
また、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの１０％を下回ると、溶接強度が不足する。
また、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの９０％を越える、又は、固定子コア２２の端面から固定子コア２２の軸方向に、固定子コア２２の軸方向長さＢの５％の長さの範囲内の位置にレーザ溶接部２０が形成されると、固定子１０とハウジング５を溶接する際に発生する火花が、固定子コア２２の上下端からハウジング５内にはみ出すおそれがある。
さらには、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの１０％以上２０％以下が好ましい。２０％以下とすることで、溶接範囲をより小さくして、レーザ溶接時に発生する固定子１０の変形をより効果的に防止できる。
一例として、実用的には、レーザ溶接部２０の長さは１０〜２０ｍｍ程度、固定子コア２２の長さは６０ｍｍ程度である。なお、レーザ溶接部２０の長さとは溶接距離を意味する。レーザ溶接部２０が傾斜している場合、レーザ溶接部２０の長さとは図３に示されるＡとなる。
なお、複数のレーザ溶接部２０のうち全てが同じ長さである必要はなく、異なる長さのレーザ溶接部２０が含まれていてもよい。複数のレーザ溶接部２０のうち全てが同じ長さである場合、円周方向のトルクを同一高さで分散化する。よって、固定子１０に発生する回転トルクを軸方向のモーメント力として受けることがなくなり、固定子１０の振動を抑えることが可能となる。
＜配置１＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に同じ高さに形成されている。これにより、圧縮機構部３により発生するトルク変動と、電動機部２の回転により発生するトルク変動とを、複数のレーザ溶接部２０で均等に分散して保持することが可能となる。なお、「同じ高さ」とは、必ずしも厳密に同一を意味するのではなく、上記作用効果を奏する範囲内で、多少ずれている状態も含む。ハウジング５の軸方向に同じ高さに形成されているとは、レーザ溶接のハウジング５における開始点を、同じ高さにすると言い換えることができる。
（変形例１）
本実施の形態に係るレーザ溶接部２０の変形例１を図５に示す。本変形例では、複数のレーザ溶接部２０Ａがハウジング５の軸方向に違う高さに形成されている。この構成により、電動機部２の高速回転時に発生する磁界の歪みと回転トルクのモーメント力により発生する軸方向の振動とを、異なる高さのレーザ溶接部２０Ａで保持することにより、固定子１０の歪み及び振動を抑えることができる。
＜配置２＞
レーザ溶接部２０は複数個形成され、レーザ溶接部２０は互いに円周方向に１８０度間隔をおいた位置に形成されている。これにより、レーザ溶接による外周方向の歪を相殺することができる。
＜傾き＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に対して、傾斜して形成されている。これにより、ハウジング５の円周方向に関して溶接範囲を広げることができ、圧縮時の固定子１０が受けるトルク変動と電動機部２の回転により発生するトルク変動とを複数のレーザ溶接部２０で均等に分散して保持することが可能となる。実用的には、レーザ溶接部２０の傾きθは、ハウジング５の軸方向に対して、１０度以上３０度以下の範囲で傾斜している。なお、６個全てのレーザ溶接部２０が全て傾斜して形成されていなくてもよい。
隣接するレーザ溶接部２０同士で、ハウジング５の軸方向を基準に反対の方向に傾斜して形成されていることが好ましい。その理由の詳細については後述するが、隣接するレーザ溶接部２０の端部間の距離を短くすることができ、ハウジング５の円周方向の剛性を高めることができる。また、ハウジング５を回転させながら溶接を行えるため、溶接に要する時間を短縮できる。
（変形例２）
本実施の形態に係るレーザ溶接部２０の変形例２を図６に示す。本変形例では、複数のレーザ溶接部２０Ｂがハウジング５の軸方向に平行に形成されている。この構成により、固定子１０の軸方向においてレーザ溶接部２０Ｂを長くできるため、固定子１０の振動を抑えることが可能となる。
以下、本実施の形態に係るレーザ溶接部２０と変形例２に係るレーザ溶接部２０Ｂとのそれぞれの端部同士における間隔について説明する。図７に、本発明の実施の形態及び変形例２に係るレーザ溶接部２０、２０Ｂのそれぞれの端部間距離を説明する図を示す。実施の形態におけるレーザ溶接部２０の端部間の距離（Ｗ）は、変形例２に係るレーザ溶接部２０Ｂの端部間の距離（Ｗ’）よりも小さい（Ｗ＜Ｗ’）。これにより、実施の形態においては、ハウジング５の円周方向における剛性を高めることができる。
次に、固定子１０の構成について説明する。
図８に示すように、固定子１０は、複数の電磁鋼板１０１が積層されて構成されている。本実施の形態では、この複数の電磁鋼板１０１が、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２によって固定されている。これにより、剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
次に、複数の電磁鋼板を固定する電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２と、固定子１０をハウジング５に固定するレーザ溶接部２０との位置関係について説明する。
図９は、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２とレーザ溶接部２０との位置関係を示す説明図であり、図９（ａ）はハウジング５の外周面を示し、図９（ｂ）はハウジング５近傍の断面図を示している。
電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２は、空隙２４Ａの側部、すなわち、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に形成している。スロット２３の径方向の外側となる位置が、ハウジング５と固定子１０との接触部分となっている。
レーザ溶接部２０は、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に形成している。
このように、レーザ溶接部２０を形成するハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を形成することで、騒音低減を図ることができる。
図１０は、レーザ溶接部２０から電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２までの距離と騒音との関係を示す特性図であり、図１０（ａ）は電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２の形成した位置Ａ、Ｂ、Ｃを示し、図１０（ｂ）はそれぞれの位置Ａ、Ｂ、Ｃでの特定周波数成分の騒音値を示している。
位置Ａは、ハウジング５と固定子１０との接触部分であってレーザ溶接部２０と重畳する位置、位置Ｂは、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部、位置Ｃは、空隙２４Ａの中央部である。
図１０（ｂ）に示すように、レーザ溶接部２０の中央部から隣接する空隙２４Ａの中央部までの距離をＬとすると、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２は、レーザ溶接部２０の中央部からＬ／２の範囲に形成することが好ましい。
以上のように、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を、レーザ溶接部２０の中央部からＬ／２の範囲に形成することで特定周波数成分の騒音値を低減でき、更には、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を、レーザ溶接部２０を形成するハウジング５と固定子１０との接触部分又は接触部分の側部に形成することで、特定周波数成分の騒音値を低減することができる。
本願発明は、実施の形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のような、他の実施の形態で実施することができる。
（１）実施の形態では、２ピストンのロータリ式圧縮機に実施した例を示したが、１ピストンのロータリ式圧縮機においても本願発明を実施することができる。また、ロータリ式圧縮機に限らず、例えばスクロール式圧縮機にも適用できる。
（２）実施の形態では、レーザ溶接部２０が６個形成されている例を示したが、６個に限られるものではない。複数個形成されていればよい。
（３）実施の形態では、分布巻き式の電動機部２に実施した例を示したが、集中巻き式の電動機部２においても本願発明を実施することができる。
（４）実施の形態では、固定子１０とハウジング５とをレーザ溶接で固定する例を示したが、まず、円筒状のハウジング５に電動機部２を焼きばめにより挿入し、固定子１０と回転子１１との隙間寸法を確定した後に、レーザ溶接により溶接固定を行ってもよい。
なお、レーザ溶接部２０には、ファイバーレーザが最も適しているが、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２には、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、又はＹＡＧレーザを用いることができる。
以上のように、本発明の圧縮機は、電動機部の変形、歪みを防止することにより、圧縮機の高効率化を図ることが可能となる。これにより、空気調和機用圧縮機のほかに、ヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。
１ 密閉容器
２ 電動機部
３ 圧縮機構部
４ 駆動軸
５ ハウジング
６ 上部カバー
７ 下部カバー
８ 端子
９ オイル溜まり
１０ 固定子
１１ 回転子
１２ 上軸受部材
１３ 下軸受部材
１４ 駆動軸偏心部
１５ シリンダ
１６ ローリングピストン
１７ 吐出管
１８ アキュームレータ
１９ ケース
２０ レーザ溶接部
２１ マフラカバー
２２ 固定子コア
２２Ａ ヨーク部
２２Ｂ ティース部
２３ スロット
２４Ａ 空隙
２４Ｂ 冷媒通路孔
２５ 巻線
１００ 圧縮機
１０１ 電磁鋼板
１０２ 電磁鋼板固定用レーザ溶接部
本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用される圧縮機に関するものである。
冷凍装置や空気調和装置には、圧縮機が使用されている。圧縮機は、蒸発器で蒸発した作動冷媒を吸入し、凝縮するために必要な圧力まで作動冷媒を圧縮し、作動冷媒回路中に高温高圧の作動冷媒を送り出す。このような圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に収納する。電動機部は、密閉容器の内壁面に固定された固定子と、駆動軸に回転動力を伝えるロータとからなる。
従来、電動機部の固定子は、密閉容器の内壁に焼きばめにより密着固定されていた。しかしながら、この方法では、密閉容器の収縮応力によって固定子が変形し、電動機部の効率が低下するという問題がある。すなわち、固定子に圧縮応力がかかり、固定子を構成する電磁鋼板が歪み、ロータ回転時に磁界歪みが発生して電動機部の効率低下を引き起こす。また、固定子で発生した振動が密閉容器に伝達されるので、圧縮機の振動及び騒音が問題となる。
近年、省エネルギー化の観点から、直流電流により駆動される直流ＩＰＭモータが提案されている。また、高効率化の観点から、固定子を構成する電磁鋼板の薄板化が提案されている。この直流モータは、数ｒｐｍから６０００ｒｐｍ以上での幅広い回転数での運転が可能であるが、高速運転時には電流を多く流して、トルクを発生させる弱め界磁制御を用いるため、上述の磁界歪みによる効率の低下や騒音振動の増加がより顕著となる。
そこで、固定子を密閉容器に、レーザ溶接によって密着固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、固定子コアの軸線方向のすべてに亘ってレーザ照射が施されている。
特開昭６３−１８９６８５号公報
しかしながら、特許文献１のように固定子コアの軸線方向のすべてに亘ってレーザ照射が施されている場合、固定子コアのすべてと密閉容器とを溶着させる必要があり、レーザ照射時間や熱量調整が困難となる。また、レーザの照射によってモータが損傷しないように、モータと密閉容器との接触面を幅広く確保する必要がある。さらには、密閉容器の板厚を薄くできないことから、固定子コア設計に制限が生じるという課題ある。
本発明は、固定子がハウジングの内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数のレーザ溶接部を、ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれのレーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、固定子は、積層された電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているものである。
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、電動機部と、圧縮機構部と、ハウジングとを備え、前記電動機部が、複数枚の電磁鋼板を積層してなる固定子と、前記固定子の内側に配設されている回転子とからなる圧縮機であって、前記固定子は前記ハウジング内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数の前記レーザ溶接部を、前記ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれの前記レーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、前記固定子は、積層された前記電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定され、前記レーザ溶接部は、前記ハウジングの前記軸方向に対して傾斜して形成する。
これにより、電動機部の高効率化、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の保護を実現することができる。また、固定子の電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
本発明によれば、固定子の変形による電動機部の効率低下を防止することができる。また、本発明によれば、レーザ溶接部に盛り上がり（凸部）が生じないので、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。また、固定子の電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
本発明の一実施の形態に係る圧縮機の断面図 本発明の実施の形態に係る電動機部の平面図 本発明の実施の形態に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の実施の形態に係る電動機部とハウジングとの関係を示す図 本発明の変形例１に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の変形例２に係るレーザ溶接部を説明する図 本発明の実施の形態及び変形例２に係るレーザ溶接部間距離を説明する図 本発明の実施の形態に係る固定子の斜視図 電磁鋼板固定用レーザ溶接部とレーザ溶接部との位置関係を示す説明図 レーザ溶接部から電磁鋼板固定用レーザ溶接部までの距離と騒音との関係を示す特性図
第１の発明は、電動機部と、圧縮機構部と、ハウジングとを備え、前記電動機部が、複数枚の電動鋼板を積層してなる固定子と、前記固定子の内側に配設されている回転子とからなる圧縮機であって、前記固定子は前記ハウジング内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、複数の前記レーザ溶接部を、前記ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、それぞれの前記レーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、前記固定子は、積層された前記電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部にて固定され、前記レーザ溶接部は、前記ハウジングの前記軸方向に対して傾斜して形成する。
これにより、固定子の変形による電動機部の効率低下を防止することができる。また、レーザ溶接部が所定の長さを有するので比較的低温・低熱でのレーザ照射が可能となり、局所的な固定子の変形を防止することができる。さらには、レーザ溶接点に盛り上がり（凸形状）が生じないので、圧縮機の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。また、固定子の電磁鋼板がレーザ溶接されているので、固定子自体の剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
また、これにより、ハウジング円周方向に関して溶接範囲を広げることができ、圧縮時に固定子が受けるトルク変動と電動機部の回転により発生するトルク変動とを、複数の溶接部で均等に分散して保持することができる。
第３の発明は、第１のレーザ溶接部と、前記第１のレーザ溶接部と円周方向に隣接して配置された第２のレーザ溶接部とは、前記ハウジングの前記軸方向に対する傾斜方向を反対とする。
これにより、隣接するレーザ溶接部間の距離を部分的に短くすることができ、ハウジングの円周方向の剛性を高めることができる。
第４の発明は、前記固定子の外周面には、冷媒通路となる複数の空隙と、前記ハウジングとの接触部分とが形成され、前記レーザ溶接部を前記接触部分に形成し、前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部の中央部から隣接する前記空隙の中央部までの距離の１／２の範囲に形成する。
これにより、特定周波数成分の騒音値を低減できる。
第５の発明は、前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部を形成する前記接触部分又は前記接触部分の側部に形成する。
これにより、特定周波数成分の騒音値を更に低減できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態における圧縮機１００の縦断面図である。圧縮機１００は、密閉容器１、電動機部２、圧縮機構部３及び駆動軸４を備えている。密閉容器１は、円筒状のハウジング５と、このハウジング５の開口を閉塞する上部カバー６及び下部カバー７とから構成されている。圧縮機構部３は、ハウジング５の下部に配置されている。電動機部２は、ハウジング５の内部において、圧縮機構部３の上に配置されている。駆動軸４によって、圧縮機構部３と電動機部２とが連結されている。上部カバー６には、電動機部２に電力を供給するための端子８が設けられている。密閉容器１の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり９が形成されている。電動機部２は、固定子１０及び回転子１１で構成されている。固定子１０は、ハウジング５の内壁に固定されている。回転子１１は、駆動軸４に固定されており、かつ駆動軸４とともに回転する。駆動軸４は、上軸受部材１２と下軸受部材１３とにより回転自在に両端が支持されている。
電動機部２が付勢され、駆動軸４が回転すると、駆動軸偏心部１４ａ、１４ｂがシリンダ１５ａ、１５ｂ内において偏心回転し、ローリングピストン１６ａ、１６ｂがベーン（図示せず）に当接しながら回転運動する。そして、各々半回転ずれた周期で、両シリンダ１５ａ、１５ｂにおいて、冷媒ガスの吸入、圧縮が繰り返される。圧縮機構部３は、上軸受部材１２、下軸受部材１３、シリンダ１５ａ，１５ｂ、ローリングピストン１６ａ，１６ｂ、ベーン（図示せず）から構成される。
密閉容器１の上部には、吐出管１７が設けられている。吐出管１７は、上部カバー６の上部を貫通しているとともに、密閉容器１の内部空間に向かって開口している。吐出管１７は、圧縮機構部３で圧縮された冷媒ガスを密閉容器１の外部に導く吐出流路としての役割を担う。圧縮機１００の動作時において、密閉容器１の内部空間は、圧縮された冷媒で満たされる。
また、圧縮機１００の液圧縮を防止するため、アキュームレータ１８が設けられている。アキュームレータ１８は、圧縮機１００に冷媒ガスを直接吸入する前に、冷媒ガスを気液分離させる。アキュームレータ１８は、円筒状のケース１９と、ケース１９の上部に接続される冷媒ガス導入管と、ケース１９の下部に接続される二本の冷媒ガス導出管とで構成される。
圧縮機構部３で圧縮する冷媒としては、ＨＦＣ冷媒Ｒ３２を用いることが好ましい。ＨＦＣ冷媒Ｒ３２を用いることで、従来の代替冷媒と比較して冷媒循環量が１０％程度増え、負荷トルクが増加しても効率を低下させず、電動機部２の騒音や振動を抑制できる。
このように構成された圧縮機１００において、電動機部２の固定子１０とハウジング５とは、ファイバーレーザによるレーザ照射によって溶接固定されている。
図２に本発明の実施の形態に係る電動機部２の平面図を示す。
図２に示すように、電動機部２には、巻線方式を分布巻きとした直流ＩＰＭモータが適している。電動機部２は、ハウジング５の内壁面に固定された固定子１０と、シャフトに回転動力を伝える回転子１１とからなる。
固定子１０は、固定子コア２２と巻線２５とを有する。
固定子コア２２は、金属材料からなる複数の電磁鋼板を積層して形成される。複数の電磁鋼板は、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２によって積層された状態で固定されている。
固定子コア２２は、環状のヨーク部２２Ａと、ヨーク部２２Ａから径方向の内側に突出するティース部２２Ｂと、隣接するティース部２２Ｂの間に形成されるスロット２３と、ティース部２２Ｂの内側に形成されて回転子１１が配置される貫通孔２２Ｃとを有する。スロット２３には巻線２５との絶縁性を保持する為に絶縁紙（図示せず）が挿入されている。
固定子１０の外周部、すなわちヨーク部２２Ａの外周面には、冷媒通路となる複数の空隙２４Ａが設けられている。空隙２４Ａは、ヨーク部２２Ａの径方向の深さ隙間に対して、ヨーク部２２Ａの周方向の幅隙間ａを大きくしている。空隙２４Ａにおける幅隙間ａは、一つのスロット２３の周方向幅ｂよりも広く、幅隙間ａは、スロット２３の周方向幅ｂの２倍以上とすることが好ましい。このように、空隙２４Ａにおける幅隙間ａを広くすることで、深さ隙間を小さくしても、冷媒通路を確保できるとともに電動機部２の効率低下を防止できる。空隙２４Ａは、電動機部２を軸方向に貫通して設けられており、電動機部２の上部空間と下部空間を連通させる。
隣接する空隙２４Ａの間であって、ティース部２２Ｂの径方向の外側となるヨーク部２２Ａには、冷媒通路となる冷媒通路孔２４Ｂを形成している。冷媒通路孔２４Ｂの直径ｃは、ティース部２２Ｂの最小幅ｄよりも小さい。このように、冷媒通路孔２４Ｂの直径ｃをティース部２２Ｂの最小幅ｄよりも小さくすることで、冷媒通路を確保できるとともに電動機部２の効率低下を防止できる。冷媒通路孔２４Ｂは、電動機部２を軸方向に貫通して設けられており、電動機部２の上部空間と下部空間を連通させる。
圧縮機構部３によって圧縮され、マフラカバー２１の開口から吐出された冷媒は、固定子１０の空隙２４Ａ、回転子１１の空隙（図示せず）、及び冷媒通路孔２４Ｂを通じて、密閉容器１の上部空間へと導かれる。
固定子１０とハウジング５とは、６個のレーザ溶接部２０によって固定されている。
レーザ溶接部２０は、隣接する空隙２４Ａの間であって、スロット２３の径方向の外側となる位置に形成している。レーザ溶接部２０は、ファイバーレーザの集光点が固定子１０の位置となるように形成される。ファイバーレーザを用いることで溶接時の熱影響が少ない。ファイバーレーザの集光点を、ハウジング５と固定子１０との境界位置ではなく、固定子１０とすることで、小さなスポットサイズで確実に溶接することができる。
従来のスポット溶接では、溶接孔をロウ材等の溶接材で埋める必要があるため、溶接部に盛り上がり（凸部）が生じる。これに対し、本実施の形態では、レーザ溶接を用いているため、溶接部には盛り上がり（凸部）が生じず、レーザ溶接部２０の形成によって、ハウジング５の外壁には凹部が形成される。これにより、圧縮機１００の外周面を被覆する被覆材（断熱材、防音材、蓄熱材等）の破損を防止することができる。
図３に本実施の形態に係るレーザ溶接部２０を説明する図（ハウジング５の展開図）を示す。レーザ溶接部２０は、ハウジング５の円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成されている。本実施の形態では、６個のレーザ溶接部２０が設けられている。なお、レーザ溶接部２０の互いの間隔は同じである必要はなく、異なる間隔であってもよい。以下、レーザ溶接部２０の長さ、配置および傾きについて詳細に説明する。
なお、レーザ溶接部２０の幅は、電磁鋼板の板厚の２倍以上とすることが好ましい。レーザ溶接部２０の幅を、電磁鋼板の板厚の２倍以上とすることで、固定子１０内部への溶け込み深さを抑え、電動機部２の効率低下を防止することができる。レーザ溶接部２０の幅は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍが適している。
＜長さ＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に所定の長さに渡って形成されている。すなわち、レーザ溶接部２０は線状である。従来のスポット溶接における溶接点のように、レーザ溶接部２０を点で形成した場合には、局所的に高温、高熱のレーザを照射する必要があるため、固定子１０における局所的な歪が大きくなる。本実施の形態では、レーザ溶接部２０は所定の長さを有するので、比較的低温・低熱でのレーザ照射が可能となり、局所的な固定子１０の変形を防止することができる。
図４に、本実施の形態における電動機部２とハウジング５との関係を示す図を示す。レーザ溶接部２０の長さをＡ（図３参照）、固定子コア２２の軸方向長さをＢ（図４参照）としたとき、ＡがＢの１０％以上９０％以下が好ましい。
また、固定子コア２２の端面から固定子コア２２の軸方向に、固定子コア２２の軸方向長さＢの５％の長さを超えた位置にレーザ溶接部２０を形成する。
また、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの１０％を下回ると、溶接強度が不足する。
また、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの９０％を越える、又は、固定子コア２２の端面から固定子コア２２の軸方向に、固定子コア２２の軸方向長さＢの５％の長さの範囲内の位置にレーザ溶接部２０が形成されると、固定子１０とハウジング５を溶接する際に発生する火花が、固定子コア２２の上下端からハウジング５内にはみ出すおそれがある。
さらには、レーザ溶接部２０の長さＡが固定子コア２２の軸方向長さＢの１０％以上２０％以下が好ましい。２０％以下とすることで、溶接範囲をより小さくして、レーザ溶接時に発生する固定子１０の変形をより効果的に防止できる。
一例として、実用的には、レーザ溶接部２０の長さは１０〜２０ｍｍ程度、固定子コア２２の長さは６０ｍｍ程度である。なお、レーザ溶接部２０の長さとは溶接距離を意味する。レーザ溶接部２０が傾斜している場合、レーザ溶接部２０の長さとは図３に示されるＡとなる。
なお、複数のレーザ溶接部２０のうち全てが同じ長さである必要はなく、異なる長さのレーザ溶接部２０が含まれていてもよい。複数のレーザ溶接部２０のうち全てが同じ長さである場合、円周方向のトルクを同一高さで分散化する。よって、固定子１０に発生する回転トルクを軸方向のモーメント力として受けることがなくなり、固定子１０の振動を抑えることが可能となる。
＜配置１＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に同じ高さに形成されている。これにより、圧縮機構部３により発生するトルク変動と、電動機部２の回転により発生するトルク変動とを、複数のレーザ溶接部２０で均等に分散して保持することが可能となる。なお、「同じ高さ」とは、必ずしも厳密に同一を意味するのではなく、上記作用効果を奏する範囲内で、多少ずれている状態も含む。ハウジング５の軸方向に同じ高さに形成されているとは、レーザ溶接のハウジング５における開始点を、同じ高さにすると言い換えることができる。
（変形例１）
本実施の形態に係るレーザ溶接部２０の変形例１を図５に示す。本変形例では、複数のレーザ溶接部２０Ａがハウジング５の軸方向に違う高さに形成されている。この構成により、電動機部２の高速回転時に発生する磁界の歪みと回転トルクのモーメント力により発生する軸方向の振動とを、異なる高さのレーザ溶接部２０Ａで保持することにより、固定子１０の歪み及び振動を抑えることができる。
＜配置２＞
レーザ溶接部２０は複数個形成され、レーザ溶接部２０は互いに円周方向に１８０度間隔をおいた位置に形成されている。これにより、レーザ溶接による外周方向の歪を相殺することができる。
＜傾き＞
本実施の形態におけるレーザ溶接部２０は、ハウジング５の軸方向に対して、傾斜して形成されている。これにより、ハウジング５の円周方向に関して溶接範囲を広げることができ、圧縮時の固定子１０が受けるトルク変動と電動機部２の回転により発生するトルク変動とを複数のレーザ溶接部２０で均等に分散して保持することが可能となる。実用的には、レーザ溶接部２０の傾きθは、ハウジング５の軸方向に対して、１０度以上３０度以下の範囲で傾斜している。なお、６個全てのレーザ溶接部２０が全て傾斜して形成されていなくてもよい。
隣接するレーザ溶接部２０同士で、ハウジング５の軸方向を基準に反対の方向に傾斜して形成されていることが好ましい。その理由の詳細については後述するが、隣接するレーザ溶接部２０の端部間の距離を短くすることができ、ハウジング５の円周方向の剛性を高めることができる。また、ハウジング５を回転させながら溶接を行えるため、溶接に要する時間を短縮できる。
（変形例２）
本実施の形態に係るレーザ溶接部２０の変形例２を図６に示す。本変形例では、複数のレーザ溶接部２０Ｂがハウジング５の軸方向に平行に形成されている。この構成により、固定子１０の軸方向においてレーザ溶接部２０Ｂを長くできるため、固定子１０の振動を抑えることが可能となる。
以下、本実施の形態に係るレーザ溶接部２０と変形例２に係るレーザ溶接部２０Ｂとのそれぞれの端部同士における間隔について説明する。図７に、本発明の実施の形態及び変形例２に係るレーザ溶接部２０、２０Ｂのそれぞれの端部間距離を説明する図を示す。実施の形態におけるレーザ溶接部２０の端部間の距離（Ｗ）は、変形例２に係るレーザ溶接部２０Ｂの端部間の距離（Ｗ’）よりも小さい（Ｗ＜Ｗ’）。これにより、実施の形態においては、ハウジング５の円周方向における剛性を高めることができる。
次に、固定子１０の構成について説明する。
図８に示すように、固定子１０は、複数の電磁鋼板１０１が積層されて構成されている。本実施の形態では、この複数の電磁鋼板１０１が、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２によって固定されている。これにより、剛性が高く効率や騒音に優れた圧縮機を実現することができる。
次に、複数の電磁鋼板を固定する電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２と、固定子１０をハウジング５に固定するレーザ溶接部２０との位置関係について説明する。
図９は、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２とレーザ溶接部２０との位置関係を示す説明図であり、図９（ａ）はハウジング５の外周面を示し、図９（ｂ）はハウジング５近傍の断面図を示している。
電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２は、空隙２４Ａの側部、すなわち、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に形成している。スロット２３の径方向の外側となる位置が、ハウジング５と固定子１０との接触部分となっている。
レーザ溶接部２０は、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に形成している。
このように、レーザ溶接部２０を形成するハウジング５と固定子１０との接触部分の側部に、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を形成することで、騒音低減を図ることができる。
図１０は、レーザ溶接部２０から電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２までの距離と騒音との関係を示す特性図であり、図１０（ａ）は電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２の形成した位置Ａ、Ｂ、Ｃを示し、図１０（ｂ）はそれぞれの位置Ａ、Ｂ、Ｃでの特定周波数成分の騒音値を示している。
位置Ａは、ハウジング５と固定子１０との接触部分であってレーザ溶接部２０と重畳する位置、位置Ｂは、ハウジング５と固定子１０との接触部分の側部、位置Ｃは、空隙２４Ａの中央部である。
図１０（ｂ）に示すように、レーザ溶接部２０の中央部から隣接する空隙２４Ａの中央部までの距離をＬとすると、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２は、レーザ溶接部２０の中央部からＬ／２の範囲に形成することが好ましい。
以上のように、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を、レーザ溶接部２０の中央部からＬ／２の範囲に形成することで特定周波数成分の騒音値を低減でき、更には、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２を、レーザ溶接部２０を形成するハウジング５と固定子１０との接触部分又は接触部分の側部に形成することで、特定周波数成分の騒音値を低減することができる。
本願発明は、実施の形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のような、他の実施の形態で実施することができる。
（１）実施の形態では、２ピストンのロータリ式圧縮機に実施した例を示したが、１ピストンのロータリ式圧縮機においても本願発明を実施することができる。また、ロータリ式圧縮機に限らず、例えばスクロール式圧縮機にも適用できる。
（２）実施の形態では、レーザ溶接部２０が６個形成されている例を示したが、６個に限られるものではない。複数個形成されていればよい。
（３）実施の形態では、分布巻き式の電動機部２に実施した例を示したが、集中巻き式の電動機部２においても本願発明を実施することができる。
（４）実施の形態では、固定子１０とハウジング５とをレーザ溶接で固定する例を示したが、まず、円筒状のハウジング５に電動機部２を焼きばめにより挿入し、固定子１０と回転子１１との隙間寸法を確定した後に、レーザ溶接により溶接固定を行ってもよい。
なお、レーザ溶接部２０には、ファイバーレーザが最も適しているが、電磁鋼板固定用レーザ溶接部１０２には、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、又はＹＡＧレーザを用いることができる。
以上のように、本発明の圧縮機は、電動機部の変形、歪みを防止することにより、圧縮機の高効率化を図ることが可能となる。これにより、空気調和機用圧縮機のほかに、ヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。
１ 密閉容器
２ 電動機部
３ 圧縮機構部
４ 駆動軸
５ ハウジング
６ 上部カバー
７ 下部カバー
８ 端子
９ オイル溜まり
１０ 固定子
１１ 回転子
１２ 上軸受部材
１３ 下軸受部材
１４ 駆動軸偏心部
１５ シリンダ
１６ ローリングピストン
１７ 吐出管
１８ アキュームレータ
１９ ケース
２０ レーザ溶接部
２１ マフラカバー
２２ 固定子コア
２２Ａ ヨーク部
２２Ｂ ティース部
２３ スロット
２４Ａ 空隙
２４Ｂ 冷媒通路孔
２５ 巻線
１００ 圧縮機
１０１ 電磁鋼板
１０２ 電磁鋼板固定用レーザ溶接部

Claims (5)

  1. 電動機部と、圧縮機構部と、ハウジングとを備え、
    前記電動機部が、複数枚の電磁鋼板を積層してなる固定子と、前記固定子の内側に配設されている回転子とからなる圧縮機であって、
    前記固定子は前記ハウジング内壁に複数のレーザ溶接部によって固定されており、
    複数の前記レーザ溶接部を、前記ハウジングの円周方向に互いに所定の間隔をおいて形成し、
    それぞれの前記レーザ溶接部を、所定の長さに渡って形成し、
    前記固定子は、積層された前記電磁鋼板が電磁鋼板固定用レーザ溶接部によって固定されていることを特徴とする圧縮機。
  2. 前記レーザ溶接部は、前記ハウジングの前記軸方向に対して傾斜して形成することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
  3. 第１のレーザ溶接部と、前記第１のレーザ溶接部と円周方向に隣接して配置された第２のレーザ溶接部とは、前記ハウジングの前記軸方向に対する傾斜方向を反対とすることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
  4. 前記固定子の外周面には、冷媒通路となる複数の空隙と、前記ハウジングとの接触部分とが形成され、
    前記レーザ溶接部を前記接触部分に形成し、
    前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部の中央部から隣接する前記空隙の中央部までの距離の１／２の範囲に形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧縮機。
  5. 前記電磁鋼板固定用レーザ溶接部を、前記レーザ溶接部を形成する前記接触部分又は前記接触部分の側部に形成することを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
JP2015542481A 2013-10-15 2014-03-11 圧縮機 Active JP6233726B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013214504 2013-10-15
JP2013214504 2013-10-15
PCT/JP2014/001377 WO2015056364A1 (ja) 2013-10-15 2014-03-11 圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015056364A1 true JPWO2015056364A1 (ja) 2017-03-09
JP6233726B2 JP6233726B2 (ja) 2017-11-22

Family

ID=52827830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015542481A Active JP6233726B2 (ja) 2013-10-15 2014-03-11 圧縮機

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6233726B2 (ja)
CN (1) CN105492769B (ja)
WO (1) WO2015056364A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015006552T5 (de) * 2015-05-19 2018-02-15 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende elektrische Maschine
JP2017137846A (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 三菱重工業株式会社 回転機械
JP2020037869A (ja) * 2017-01-11 2020-03-12 ダイキン工業株式会社 軸支部を備える圧縮機
CN115735062B (zh) * 2020-06-30 2024-04-05 大金工业株式会社 压缩机
JP2022025831A (ja) * 2020-07-30 2022-02-10 日本電産サンキョー株式会社 モータ
JP7168883B2 (ja) * 2021-03-26 2022-11-10 ダイキン工業株式会社 回転機械ユニット、圧縮機、および冷凍装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101292A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Toshiba Corp 密閉形圧縮機の形成方法
JPS59126564U (ja) * 1983-02-15 1984-08-25 三菱電機株式会社 キヤンド式電動機
JPH05227685A (ja) * 1991-11-26 1993-09-03 Toshiba Corp 回転電機
JP2001304123A (ja) * 2000-04-27 2001-10-31 Mitsubishi Electric Corp 密閉型圧縮機およびその製造方法、冷凍・空調装置。
JP2002142390A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ及びそれを用いた圧縮機
JP2007268609A (ja) * 2006-03-07 2007-10-18 Daikin Ind Ltd 圧縮機の製造方法
JP2010011645A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Daikin Ind Ltd 積層鉄心、モータ及び圧縮機
JP2010041851A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Daikin Ind Ltd 固定子とケーシングとの固定構造及びそれを備えた圧縮機
JP2011050151A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Aichi Elec Co 電動機および圧縮機
JP2013162676A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Daikin Ind Ltd 電動機および圧縮機

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202250865U (zh) * 2011-09-07 2012-05-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 旋转式压缩机
CN202488321U (zh) * 2011-12-26 2012-10-10 深圳市祺金泰电机科技有限公司 一种直流电机设备

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101292A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Toshiba Corp 密閉形圧縮機の形成方法
JPS59126564U (ja) * 1983-02-15 1984-08-25 三菱電機株式会社 キヤンド式電動機
JPH05227685A (ja) * 1991-11-26 1993-09-03 Toshiba Corp 回転電機
JP2001304123A (ja) * 2000-04-27 2001-10-31 Mitsubishi Electric Corp 密閉型圧縮機およびその製造方法、冷凍・空調装置。
JP2002142390A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ及びそれを用いた圧縮機
JP2007268609A (ja) * 2006-03-07 2007-10-18 Daikin Ind Ltd 圧縮機の製造方法
JP2010011645A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Daikin Ind Ltd 積層鉄心、モータ及び圧縮機
JP2010041851A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Daikin Ind Ltd 固定子とケーシングとの固定構造及びそれを備えた圧縮機
JP2011050151A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Aichi Elec Co 電動機および圧縮機
JP2013162676A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Daikin Ind Ltd 電動機および圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
CN105492769B (zh) 2017-05-24
WO2015056364A1 (ja) 2015-04-23
CN105492769A (zh) 2016-04-13
JP6233726B2 (ja) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6222583B2 (ja) 圧縮機
JP6233726B2 (ja) 圧縮機
JP4841536B2 (ja) モータ及びそれを備えた冷媒圧縮機
JP6230441B2 (ja) 単相誘導電動機、密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置
JP2010226830A (ja) 電動機及びそれを搭載した圧縮機
JP6328342B2 (ja) ロータ、電動機、圧縮機および冷凍空調機
JP2010279126A (ja) 電動機固定子鉄心、電動機、密閉型圧縮機、冷凍サイクル装置
JP5506219B2 (ja) 冷媒圧縮機及び流体圧縮機
JP2015075047A (ja) 圧縮機
JP5221030B2 (ja) 回転子及び回転子の製造方法及び密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置
US20220294280A1 (en) Compressor
JP6407432B2 (ja) 圧縮機及び冷凍サイクル装置
KR101166306B1 (ko) 응력완화부를 갖는 고정자 및 그를 포함하는 압축기
JP2011147313A (ja) 電動機および圧縮機並びに冷凍サイクル装置
JP2011102543A (ja) 圧縮機
JP2015071971A (ja) 圧縮機
WO2020166430A1 (ja) 圧縮機
JP2013027141A (ja) ロータ、回転電気機械及び圧縮機
JP6094717B1 (ja) 圧縮機
WO2010113662A1 (ja) 圧縮機
WO2024176546A1 (ja) 電動機、圧縮機、及び機器
JP2023087522A (ja) 電動発電機、圧縮機、及び冷凍装置
KR20160013635A (ko) 로터리 압축기 및 그 제조방법
JP2021136748A (ja) 永久磁石電動機、及び電動圧縮機
TWI524010B (zh) compressor

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171010

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171012

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6233726

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151