JPWO2017187534A1 - Stator, motor, compressor and refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Abstract
固定子(41)の固定子鉄心(43)は、互いに積層されている複数枚の第一板状部材(81)と、これら複数枚の第一板状部材(81)よりも外径が大きい少なくとも一枚の第二板状部材(82)とを有する。第二板状部材(82)は、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材(81)に積層されている。よって、この固定子(41)を備えるモータ(40)が密閉容器(20)の内側に固定されたときには、磁気回路外または磁気回路の境界付近に位置する第二板状部材(82)が密閉容器(20)の内周面(26)に接触して固定される。The stator core (43) of the stator (41) has a plurality of first plate-like members (81) stacked on one another and an outer diameter larger than those of the plurality of first plate-like members (81). And at least one second plate member (82). The second plate member (82) is laminated on the first plate member (81) at least at one end in the lamination direction. Therefore, when the motor (40) including the stator (41) is fixed inside the sealed container (20), the second plate member (82) located outside the magnetic circuit or near the boundary of the magnetic circuit is sealed. It contacts and is fixed to the internal peripheral surface (26) of a container (20).
Description
本発明は、固定子、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a stator, a motor, a compressor, and a refrigeration cycle apparatus.
圧縮機用モータ固定子では、モータ駆動時に発生する固定子内磁束により鉄損が生じる。鉄損は、磁束密度が高い部分ほど増加する傾向がある。 In the compressor motor stator, iron loss occurs due to the magnetic flux in the stator generated when the motor is driven. The iron loss tends to increase as the magnetic flux density increases.
固定子鉄心の外周部が密閉容器の内周部に接触するようにモータ固定子が密閉容器に焼き嵌めされて固定された圧縮機がある。このような圧縮機では、焼き嵌めによる半径方向内側への圧縮応力が固定子に加わり、鉄損が増加する。 There is a compressor in which a motor stator is shrink-fitted and fixed in a hermetic container so that the outer peripheral part of the stator core contacts the inner peripheral part of the hermetic container. In such a compressor, a radially inward compressive stress due to shrink fitting is applied to the stator, and iron loss increases.
特許文献1には、鉄損の増加を抑制するために、磁束密度が低く、外径が大きい電磁鋼板と、磁束密度が高く、外径が小さい電磁鋼板とを交互にあるいは数枚おきに積層して構成されたモータ固定子が開示されている。 In Patent Document 1, in order to suppress an increase in iron loss, an electromagnetic steel sheet having a low magnetic flux density and a large outer diameter and an electromagnetic steel sheet having a high magnetic flux density and a small outer diameter are laminated alternately or every several sheets. A motor stator configured as described above is disclosed.
特許文献1に開示されているモータ固定子では、磁気回路内に配置された、外径が大きい電磁鋼板に対し、焼き嵌めによる応力が加わり、鉄損が増加する。磁気回路内における鉄損の増加は、モータ効率の低下を引き起こす。 In the motor stator disclosed in Patent Document 1, stress due to shrink fitting is applied to an electromagnetic steel sheet having a large outer diameter arranged in a magnetic circuit, and iron loss increases. An increase in iron loss in the magnetic circuit causes a reduction in motor efficiency.
本発明は、磁気回路内における鉄損の増加を抑制することを目的とする。 An object of this invention is to suppress the increase in the iron loss in a magnetic circuit.
本発明の一態様に係る固定子は、
巻線と、
それぞれ電磁鋼板であり、互いに積層されている複数枚の第一板状部材と、前記複数枚の第一板状部材よりも外径が大きく、前記複数枚の第一板状部材のうち、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材に積層されている少なくとも一枚の第二板状部材とを有し、前記複数枚の第一板状部材と前記少なくとも一枚の第二板状部材との両方によって、環状のバックヨークが形成され、前記複数枚の第一板状部材と前記少なくとも一枚の第二板状部材とのうち、少なくとも前記複数枚の第一板状部材によって、前記バックヨークの内周面から半径方向に延び、前記巻線が巻かれた複数個のティースが形成されている固定子鉄心とを備える。The stator according to one aspect of the present invention is:
Windings,
Each of the plurality of first plate-like members, each of which is an electromagnetic steel plate, and has a larger outer diameter than the plurality of first plate-like members, and is laminated among the plurality of first plate-like members. At least one second plate-like member laminated on the first plate-like member at at least one end in the direction, and the plurality of first plate-like members and the at least one second plate-like member. And an annular back yoke is formed, and among the plurality of first plate members and the at least one second plate member, at least the plurality of first plate members, A stator core extending in a radial direction from the inner peripheral surface of the back yoke and formed with a plurality of teeth around which the windings are wound.
本発明では、固定子の固定子鉄心が、互いに積層されている複数枚の第一板状部材と、これら複数枚の第一板状部材よりも外径が大きい少なくとも一枚の第二板状部材とを有する。第二板状部材は、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材に積層されている。よって、この固定子を備えるモータが密閉容器の内側に固定されたときには、磁気回路外または磁気回路の境界付近に位置する第二板状部材が密閉容器の内周面に接触して固定される。その結果、磁気回路内における鉄損の増加を抑制することができる。 In the present invention, the stator core of the stator is a plurality of first plate-like members stacked on each other, and at least one second plate-like member having an outer diameter larger than those of the plurality of first plate-like members. Member. The second plate member is laminated on the first plate member at least at one end in the lamination direction. Therefore, when the motor including this stator is fixed inside the sealed container, the second plate-like member located outside the magnetic circuit or near the boundary of the magnetic circuit is fixed in contact with the inner peripheral surface of the sealed container. . As a result, an increase in iron loss in the magnetic circuit can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。装置、器具、部品等の構成について、材質、形状、大きさ等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds in each figure. In the description of the embodiments, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate. The material, shape, size, and the like of the configuration of the apparatus, instrument, component, etc. can be changed as appropriate within the scope of the present invention.
実施の形態1.
本実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。Embodiment 1 FIG.
This embodiment will be described with reference to FIGS.
***構成の説明***
図1および図2を参照して、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置10の構成を説明する。*** Explanation of configuration ***
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the refrigerating
図1は、冷房運転時の冷媒回路11を示している。図2は、暖房運転時の冷媒回路11を示している。 FIG. 1 shows the refrigerant circuit 11 during cooling operation. FIG. 2 shows the refrigerant circuit 11 during heating operation.
冷凍サイクル装置10は、本実施の形態では空気調和機であるが、冷蔵庫、ヒートポンプサイクル装置といった空気調和機以外の装置であってもよい。
The
冷凍サイクル装置10は、冷媒が循環する冷媒回路11を備える。冷凍サイクル装置10は、さらに、圧縮機12と、四方弁13と、室外熱交換器である第一熱交換器14と、膨張弁である膨張機構15と、室内熱交換器である第二熱交換器16とを備える。圧縮機12と、四方弁13と、第一熱交換器14と、膨張機構15と、第二熱交換器16は、冷媒回路11に接続されている。
The
圧縮機12は、冷媒を圧縮する。四方弁13は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れる方向を切り換える。第一熱交換器14は、冷房運転時には凝縮器として動作し、圧縮機12により圧縮された冷媒を放熱させる。すなわち、第一熱交換器14は、圧縮機12により圧縮された冷媒を用いて熱交換を行う。第一熱交換器14は、暖房運転時には蒸発器として動作し、室外空気と膨張機構15で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。膨張機構15は、凝縮器で放熱した冷媒を膨張させる。第二熱交換器16は、暖房運転時には凝縮器として動作し、圧縮機12により圧縮された冷媒を放熱させる。すなわち、第二熱交換器16は、圧縮機12により圧縮された冷媒を用いて熱交換を行う。第二熱交換器16は、冷房運転時には蒸発器として動作し、室内空気と膨張機構15で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱する。
The
冷凍サイクル装置10は、さらに、制御装置17を備える。
The
制御装置17は、具体的には、マイクロコンピュータである。図1および図2では、制御装置17と圧縮機12との接続しか示していないが、制御装置17は、圧縮機12だけでなく、冷媒回路11に接続された圧縮機12以外の要素に接続されてもよい。制御装置17は、制御装置17に接続されている要素の状態を監視したり、制御したりする。
Specifically, the
冷媒回路11を循環する冷媒としては、R32、R125、R134a、R407C、R410A等のHFC(HydroFluoroCarbon)系冷媒が使用される。あるいは、R1123、R1132(E)、R1132(Z)、R1132a、R1141、R1234yf、R1234ze(E)、R1234ze(Z)等のHFO(HydroFluoroOlefin)系冷媒が使用される。あるいは、R290(プロパン)、R600a(イソブタン)、R744(二酸化炭素)、R717(アンモニア)等の自然冷媒が使用される。あるいは、その他の冷媒が使用される。あるいは、これらの冷媒のうち2種類以上の混合物が使用される。 As the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 11, HFC (HydroFluoroCarbon) refrigerants such as R32, R125, R134a, R407C, and R410A are used. Alternatively, HFO (HydroFluoroOlefin) refrigerants such as R1123, R1132 (E), R1132 (Z), R1132a, R1141, R1234yf, R1234ze (E), R1234ze (Z) are used. Alternatively, natural refrigerants such as R290 (propane), R600a (isobutane), R744 (carbon dioxide), R717 (ammonia) are used. Alternatively, other refrigerants are used. Alternatively, a mixture of two or more of these refrigerants is used.
図3を参照して、本実施の形態に係る圧縮機12の構成を説明する。
With reference to FIG. 3, the structure of the
図3は、圧縮機12の縦断面を示している。
FIG. 3 shows a longitudinal section of the
圧縮機12は、本実施の形態では密閉型圧縮機である。圧縮機12は、具体的には、単シリンダのロータリ圧縮機であるが、多シリンダのロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、あるいは、レシプロ圧縮機であってもよい。
In the present embodiment, the
圧縮機12は、密閉容器20と、圧縮機構30と、モータ40と、クランク軸60とを備える。
The
密閉容器20の底部には、冷凍機油が貯留されている。密閉容器20には、冷媒を吸入するための吸入管21と、冷媒を吐出するための吐出管22とが取り付けられている。
Refrigerating machine oil is stored at the bottom of the sealed
圧縮機構30は、密閉容器20に収納されている。具体的には、圧縮機構30は、密閉容器20の内側下部に設置されている。
The
モータ40も、密閉容器20に収納されている。具体的には、モータ40は、密閉容器20の内側上部に設置されている。すなわち、モータ40は、密閉容器20の内部で圧縮機構30の上方に配置されている。モータ40は、本実施の形態では集中巻のモータであるが、分布巻のモータであってもよい。
The
圧縮機構30とモータ40は、クランク軸60によって連結されている。クランク軸60は、冷凍機油の給油路とモータ40の回転軸とを形成している。
The
冷凍機油は、クランク軸60の回転に伴い、クランク軸60の下部に設けられたオイルポンプによって汲み上げられる。そして、冷凍機油は、圧縮機構30の各摺動部へ供給され、圧縮機構30の各摺動部を潤滑する。冷凍機油としては、合成油であるPOE(ポリオールエステル)、PVE(ポリビニルエーテル)、AB(アルキルベンゼン)等が使用される。
The refrigerating machine oil is pumped up by an oil pump provided at the lower portion of the
圧縮機構30は、クランク軸60を介して伝達されるモータ40の回転力によって駆動されることで冷媒を圧縮する。この冷媒は、具体的には、吸入管21に吸入された低圧のガス冷媒である。圧縮機構30で圧縮された高温かつ高圧のガス冷媒は、圧縮機構30から密閉容器20内に吐出される。
The
クランク軸60は、偏心軸部61と、主軸部62と、副軸部63とからなる。これらは、軸方向において主軸部62、偏心軸部61、副軸部63の順に設けられている。すなわち、偏心軸部61の軸方向一端側に主軸部62、偏心軸部61の軸方向他端側に副軸部63が設けられている。偏心軸部61、主軸部62および副軸部63は、それぞれ円柱状である。主軸部62と副軸部63は、互いの中心軸が一致するように、すなわち、同軸に設けられている。偏心軸部61は、中心軸が主軸部62および副軸部63の中心軸からずれるように設けられている。主軸部62および副軸部63が中心軸周りに回転すると、偏心軸部61は偏心回転する。
The
以下では、モータ40の詳細を説明する。
Below, the detail of the
モータ40は、本実施の形態ではブラシレスDC(Direct・Current)モータであるが、誘導電動機等、ブラシレスDCモータ以外のモータであってもよい。
The
モータ40は、固定子41と、回転子42とを備える。
The
固定子41は、円筒状であり、密閉容器20の内周面に接するように固定されている。回転子42は、円柱状であり、固定子41の内側に幅が0.3ミリメートル以上1.0ミリメートル以下の空隙を介して設置されている。
The
固定子41は、固定子鉄心43と、巻線44とを備える。固定子鉄心43は、鉄を主成分とする、厚さが0.1ミリメートル以上1.5ミリメートル以下の複数枚の電磁鋼板を一定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメにより固定して製作される。固定子鉄心43の一部は、外径が密閉容器20の中間部の内径よりも大きく、密閉容器20の内側に焼き嵌めされて固定されている。巻線44は、固定子鉄心43に巻かれている。具体的には、巻線44は、固定子鉄心43に絶縁部材45を介して集中巻で巻かれている。巻線44には、リード線25の一端が接続されている。巻線44は、芯線と、芯線を覆う少なくとも一層の被膜とからなる。本実施の形態において、芯線の材質は、銅である。被膜の材質は、AI(アミドイミド)/EI(エステルイミド)である。絶縁部材45の材質は、PET(ポリエチレンテレフタレート)である。
The
なお、固定子鉄心43の電磁鋼板同士を固定する方法は、カシメに限らず、溶接等、他の方法であってもよい。固定子鉄心43を密閉容器20の内側に固定する方法は、焼き嵌めに限らず、圧入であってもよい。巻線44の芯線の材質は、アルミニウムであってもよい。絶縁部材45の材質は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、LCP(液晶ポリマー)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、または、フェノール樹脂であってもよい。
In addition, the method of fixing the electromagnetic steel plates of the
回転子42は、回転子鉄心46と、永久磁石47とを備える。回転子鉄心46は、固定子鉄心43と同じように、鉄を主成分とする、厚さが0.1ミリメートル以上1.5ミリメートル以下の複数枚の電磁鋼板を一定の形状に打ち抜き、軸方向に積層し、カシメにより固定して製作される。永久磁石47は、回転子鉄心46に形成された複数個の挿入孔に挿入されている。永久磁石47は、磁極を形成する。永久磁石47としては、フェライト磁石、または、希土類磁石が使用される。
The
なお、回転子鉄心46の電磁鋼板同士を固定する方法は、カシメに限らず、溶接等、他の方法であってもよい。
In addition, the method of fixing the electromagnetic steel plates of the
永久磁石47が軸方向に抜けないようにするために、回転子42の軸方向両端には、それぞれ上端板51および下端板52が設けられている。上端板51および下端板52は、モータ40の駆動時のトルクを安定化させる回転バランサを兼ねる。上端板51および下端板52は、固定用リベット等の固定具53により回転子鉄心46に固定されている。
In order to prevent the
なお、上端板51および下端板52が回転バランサを兼ねる代わりに、上端板51および下端板52とは別個の重りが回転バランサとして設けられていてもよい。
Instead of the upper end plate 51 and the
回転子鉄心46の平面視中心には、クランク軸60の主軸部62が焼き嵌めまたは圧入される軸孔が形成されている。すなわち、回転子鉄心46の内径は、主軸部62の外径よりも小さくなっている。回転子鉄心46の軸孔の周囲には、軸方向に貫通する複数個の貫通孔48が形成されている。それぞれの貫通孔48は、後述する吐出マフラ35から密閉容器20内の空間へ放出されるガス冷媒の通路の一つになる。それぞれの貫通孔48は、密閉容器20の上部に導かれた冷凍機油を密閉容器20の下部に落とすための通路の一つにもなる。
A shaft hole into which the
図示していないが、モータ40が誘導電動機として構成される場合には、回転子鉄心46に形成された複数個のスロットにアルミニウムまたは銅等で形成される導体が充填または挿入される。そして、導体の両端をエンドリングで短絡したかご形巻線が形成される。
Although not shown, when the
密閉容器20の頂部には、インバータ装置等の外部電源と接続する端子24が取り付けられている。端子24は、具体的には、ガラス端子である。本実施の形態において、端子24は、溶接により密閉容器20に固定されている。端子24には、リード線25の他端が接続されている。これにより、端子24とモータ40の巻線44とが電気的に接続されている。
A terminal 24 connected to an external power source such as an inverter device is attached to the top of the sealed
密閉容器20の頂部には、さらに、軸方向両端が開口した吐出管22が取り付けられている。圧縮機構30から吐出されるガス冷媒は、密閉容器20内の空間から吐出管22を通って外部の冷媒回路11へ吐出される。
A
以下では、図3だけでなく図4も参照して、圧縮機構30の詳細を説明する。
Hereinafter, details of the
図4は、図3のA−A線、すなわち、クランク軸60の軸方向と垂直な平面で圧縮機構30を切断した場合の切断面を示している。なお、図4において、断面を表すハッチングは省略している。
FIG. 4 shows a cut surface when the
圧縮機構30は、シリンダ31と、ピストン32と、主軸受33と、副軸受34と、吐出マフラ35とを備える。
The
シリンダ31の内周は、平面視円形である。シリンダ31の内部には、平面視円形の空間であるシリンダ室71が形成されている。シリンダ31の外周面には、冷媒回路11からガス冷媒を吸入するための吸入口が設けられている。吸入口から吸入された冷媒は、シリンダ室71で圧縮される。シリンダ31は、軸方向両端が開口している。
The inner circumference of the
ピストン32は、リング状である。よって、ピストン32の内周および外周は、平面視円形である。ピストン32は、シリンダ室71内で偏心回転する。ピストン32は、ピストン32の回転軸となるクランク軸60の偏心軸部61に摺動自在に嵌められている。
The
シリンダ31には、シリンダ室71につながり、半径方向に延びるベーン溝72が設けられている。ベーン溝72の外側には、ベーン溝72につながる平面視円形の空間である背圧室73が形成されている。ベーン溝72内には、シリンダ室71を低圧の作動室である吸入室と高圧の作動室である圧縮室とに仕切るためのベーン74が設置されている。ベーン74は、先端が丸まった板状である。ベーン74は、ベーン溝72内で摺動しながら往復運動する。ベーン74は、背圧室73に設けられたベーンスプリングによって常にピストン32に押し付けられている。密閉容器20内が高圧であるため、圧縮機12の運転が開始すると、ベーン74の背圧室73側の面であるベーン背面に密閉容器20内の圧力とシリンダ室71内の圧力との差による力が作用する。このため、ベーンスプリングは、主に密閉容器20内とシリンダ室71内の圧力に差がない圧縮機12の起動時に、ベーン74をピストン32に押し付ける目的で使用される。
The
主軸受33は、側面視逆T字状である。主軸受33は、クランク軸60の偏心軸部61よりも上の部分である主軸部62に摺動自在に嵌められている。クランク軸60の内部には、給油路となる貫通孔64が軸方向に沿って設けられており、主軸受33と主軸部62との間には、この貫通孔64を介して吸い上げられた冷凍機油が供給されることで油膜が形成されている。主軸受33は、シリンダ31のシリンダ室71およびベーン溝72の上側を閉塞している。すなわち、主軸受33は、シリンダ31内の二つの作動室の上側を閉塞している。
The main bearing 33 has an inverted T shape when viewed from the side. The main bearing 33 is slidably fitted to a
副軸受34は、側面視T字状である。副軸受34は、クランク軸60の偏心軸部61よりも下の部分である副軸部63に摺動自在に嵌められている。副軸受34と副軸部63との間には、クランク軸60の貫通孔64を介して吸い上げられた冷凍機油が供給されることで油膜が形成されている。副軸受34は、シリンダ31のシリンダ室71およびベーン溝72の下側を閉塞している。すなわち、副軸受34は、シリンダ31内の二つの作動室の下側を閉塞している。
The
主軸受33と副軸受34は、それぞれボルト等の締結具36によってシリンダ31に固定され、ピストン32の回転軸であるクランク軸60を支持している。主軸受33は、主軸受33と主軸部62との間の油膜の流体潤滑によって主軸部62に接触せずに主軸部62を支持している。副軸受34は、主軸受33と同様に、副軸受34と副軸部63との間の油膜の流体潤滑によって副軸部63に接触せずに副軸部63を支持している。
The main bearing 33 and the
図示していないが、主軸受33には、シリンダ室71で圧縮された冷媒を冷媒回路11に吐出するための吐出口が設けられている。吐出口は、シリンダ室71がベーン74によって吸入室と圧縮室とに仕切られているときに圧縮室につながる位置にある。主軸受33には、吐出口を開閉自在に閉塞する吐出弁が取り付けられている。吐出弁は、圧縮室内のガス冷媒が所望の圧力になるまで閉じ、圧縮室内のガス冷媒が所望の圧力になると開く。これにより、シリンダ31からのガス冷媒の吐出タイミングが制御される。
Although not shown, the main bearing 33 is provided with a discharge port for discharging the refrigerant compressed in the
吐出マフラ35は、主軸受33の外側に取り付けられている。吐出弁が開いたときに吐出される高温かつ高圧のガス冷媒は、一旦吐出マフラ35に入り、その後吐出マフラ35から密閉容器20内の空間に放出される。
The discharge muffler 35 is attached to the outside of the main bearing 33. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged when the discharge valve is opened once enters the discharge muffler 35 and is then discharged from the discharge muffler 35 into the space in the sealed
なお、吐出口および吐出弁は、副軸受34、あるいは、主軸受33と副軸受34との両方に設けられていてもよい。吐出マフラ35は、吐出口および吐出弁が設けられている軸受の外側に取り付けられる。
The discharge port and the discharge valve may be provided in the
密閉容器20の横には、吸入マフラ23が設けられている。吸入マフラ23は、冷媒回路11から低圧のガス冷媒を吸入する。吸入マフラ23は、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ31のシリンダ室71に入り込むことを抑制する。吸入マフラ23は、シリンダ31の外周面に設けられた吸入口に吸入管21を介して接続されている。吸入口は、シリンダ室71がベーン74によって吸入室と圧縮室とに仕切られているときに吸入室につながる位置にある。吸入マフラ23の本体は、溶接等により密閉容器20の側面に固定されている。
A
本実施の形態において、シリンダ31、主軸受33および副軸受34の材質は、焼結鋼であるが、ねずみ鋳鉄または炭素鋼であってもよい。ピストン32の材質は、クロム等を含有する合金鋼である。ベーンの材質は、高速度工具鋼である。
In the present embodiment, the material of the
図示していないが、圧縮機12がスイング式のロータリ圧縮機として構成される場合には、ベーン74が、ピストン32と一体に設けられる。クランク軸60が駆動されると、ベーン74は、ピストン32に回転自在に取り付けられた支持体の溝に沿って往復運動する。ベーン74は、ピストン32の回転に従って揺動しながら半径方向へ進退することによって、シリンダ室71の内部を圧縮室と吸入室とに区画する。支持体は、横断面が半円形状の2個の柱状部材で構成される。支持体は、シリンダ31の吸入口と吐出口との中間部に形成された円形状の保持孔に回転自在に嵌められる。
Although not shown, when the
***動作の説明***
図3および図4を参照して、本実施の形態に係る圧縮機12の動作を説明する。圧縮機12の動作は、本実施の形態に係る冷媒圧縮方法に相当する。*** Explanation of operation ***
The operation of the
端子24からリード線25を介してモータ40の固定子41に電力が供給される。これにより、固定子41の巻線44に電流が流れ、巻線44から磁束が発生する。モータ40の回転子42は、巻線44から発生する磁束と、回転子42の永久磁石47から発生する磁束との作用によって回転する。具体的には、回転子42は、固定子41の巻線44に電流が流れることで発生する回転磁界と回転子42の永久磁石47の磁界との吸引反発作用によって回転する。回転子42の回転によって、回転子42に固定されたクランク軸60が回転する。クランク軸60の回転に伴い、圧縮機構30のピストン32が圧縮機構30のシリンダ31のシリンダ室71内で偏心回転する。シリンダ31とピストン32との間の空間であるシリンダ室71は、ベーン74によって吸入室と圧縮室とに分割されている。クランク軸60の回転に伴い、吸入室の容積と圧縮室の容積とが変化する。吸入室では、徐々に容積が拡大することにより、吸入マフラ23から低圧のガス冷媒が吸入される。圧縮室では、徐々に容積が縮小することにより、中のガス冷媒が圧縮される。圧縮され、高圧かつ高温となったガス冷媒は、吐出マフラ35から密閉容器20内の空間に吐出される。吐出されたガス冷媒は、さらに、モータ40を通過して密閉容器20の頂部にある吐出管22から密閉容器20の外へ吐出される。密閉容器20の外へ吐出された冷媒は、冷媒回路11を通って、再び吸入マフラ23に戻ってくる。
Electric power is supplied from the terminal 24 to the
***詳細な構成の説明***
図5、図6および図7を参照して、本実施の形態に係る固定子41の構成を説明する。*** Detailed explanation of the structure ***
The configuration of the
前述したように、固定子41は、巻線44と、固定子鉄心43とを備える。
As described above, the
固定子鉄心43は、互いに積層されている複数枚の第一板状部材81と、これら複数枚の第一板状部材81のうち、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材81に積層されている少なくとも一枚の第二板状部材82とを有する。「複数枚の第一板状部材81」に含まれる第一板状部材81の枚数は、二枚以上であれば任意の枚数でよいが、本実施の形態では十枚である。「少なくとも一枚の第二板状部材82」が積層方向の一端にある第一板状部材81のみに積層されている場合、「少なくとも一枚の第二板状部材82」に含まれる第二板状部材82の枚数は、一枚でもよいし、複数枚でもよい。「少なくとも一枚の第二板状部材82」が積層方向の両端にある第一板状部材81に積層されている場合、「少なくとも一枚の第二板状部材82」に含まれる第二板状部材82の枚数は、複数枚であれば任意の枚数でよい。すなわち、積層方向の一端にある第一板状部材81に積層されている第二板状部材82の枚数は、一枚でもよいし、複数枚でもよい。積層方向の他端にある第一板状部材81に積層されている第二板状部材82の枚数も、一枚でもよいし、複数枚でもよい。本実施の形態では、一部の第二板状部材82が、積層方向の一端にある第一板状部材81に積層され、残りの第二板状部材82が、積層方向の他端にある第一板状部材81に積層されている。具体的には、一枚の第二板状部材82が、積層方向の一端にある第一板状部材81に積層され、別の一枚の第二板状部材82が、積層方向の他端にある第一板状部材81に積層されている。すなわち、積層方向の一端にある第一板状部材81に積層されている第二板状部材82の枚数、および、積層方向の他端にある第一板状部材81に積層されている第二板状部材82の枚数は、それぞれ一枚である。よって、本実施の形態では、「少なくとも一枚の第二板状部材82」に含まれる第二板状部材82の枚数は、合計二枚である。
The
第一板状部材81は、電磁鋼板である。第二板状部材82も、本実施の形態では電磁鋼板である。第二板状部材82は、第一板状部材81と同じ材質の電磁鋼板であってもよいし、異なる材質の電磁鋼板であってもよい。具体例として、第二板状部材82は、第一板状部材81とケイ素の含有率が同じ電磁鋼板であってもよいし、ケイ素の含有率が異なる電磁鋼板であってもよい。
The
それぞれの第二板状部材82の外径は、いずれの第一板状部材81の外径よりも大きい。具体的には、固定子鉄心43が密閉容器20の内側に焼き嵌めされる前の時点で、それぞれの第二板状部材82の外径は、密閉容器20の内径よりも大きく、それぞれの第一板状部材81の外径は、密閉容器20の内径よりも小さい。
The outer diameter of each
本実施の形態において、それぞれの第二板状部材82の内径は、いずれの第一板状部材81の内径とも等しい。
In the present embodiment, the inner diameter of each
固定子鉄心43には、第一板状部材81と第二板状部材82との両方によって、環状のバックヨーク83が形成されている。また、固定子鉄心43には、第一板状部材81と第二板状部材82とのうち、少なくとも第一板状部材81によって、複数個のティース84が形成されている。本実施の形態では、第一板状部材81と第二板状部材82との両方によって、複数個のティース84が形成されている。「複数個のティース84」に含まれるティース84の個数は、任意の個数でよいが、本実施の形態では九個である。なお、ティース84の個数は、周方向でティース84を数えた数である。「周方向」は、固定子鉄心43を含むモータ40が構成されたときに固定子鉄心43の内側に設置される回転子42の回転方向と同じ方向である。
An
ティース84は、バックヨーク83の内周面85から半径方向に延びている。ティース84には、巻線44が巻かれている。本実施の形態では、ティース84には、巻線44が絶縁部材45を介して集中巻で巻かれている。
The
本実施の形態において、固定子鉄心43は、複数個の分割鉄心80が周方向に連結された構造を持っている。そのため、本実施の形態では、第一板状部材81と第二板状部材82との両方が周方向に分割されている。分割鉄心80の個数は、任意の個数でよいが、本実施の形態ではティース84と同じ個数、すなわち、九個である。なお、分割鉄心80の個数は、周方向で分割鉄心80を数えた数である。前述したように、第一板状部材81および第二板状部材82の枚数は、本実施の形態では、それぞれ十枚および二枚であるが、これらの枚数は、軸方向だけで第一板状部材81および第二板状部材82を数えた数である。
In the present embodiment, the
それぞれの分割鉄心80は、バックヨーク83とティース84とが一体に形成された構造を持っている。隣り合う分割鉄心80同士は、互いのバックヨーク83が結合されることで連結されている。
Each divided
それぞれの分割鉄心80において、ティース84は、バックヨーク83の半径方向の内側から延びている。ティース84は、根元から一定の幅で半径方向の内側に延び、先端において幅が広がった形状となっている。巻線44は、ティース84の一定の幅で延びている部分に巻かれる。巻線44に電流が流されると、巻線44が巻きつけられたティース84が磁極となる。磁極の方向は、巻線44に流される電流の方向によって決まる。
In each divided
図8および図9を参照して、本実施の形態に係る圧縮機12においてモータ40が密閉容器20に固定されるしくみを説明する。
With reference to FIG. 8 and FIG. 9, the mechanism by which the
図9は、第一板状部材81と密閉容器20との関係を左側、第二板状部材82と密閉容器20との関係を右側に示している。なお、図9において、断面を表すハッチングは省略している。
FIG. 9 shows the relationship between the
固定子41において、複数枚の第一板状部材81は、モータ40が密閉容器20に焼き嵌めされた後、密閉容器20の内周面26に接触しない外周面86を有する電磁鋼板である。一方、少なくとも一枚の第二板状部材82は、モータ40が密閉容器20に焼き嵌めされた後、密閉容器20の内周面26に接触する外周面87を有する電磁鋼板である。すなわち、本実施の形態では、複数枚の第一板状部材81と少なくとも一枚の第二板状部材82とのうち、複数枚の第一板状部材81を除く少なくとも一枚の第二板状部材82が密閉容器20の内周面26に接触して固定されている。そのため、第二板状部材82は、焼き嵌めにより加わる半径方向内側への圧縮応力CSを受けるが、第一板状部材81は、圧縮応力CSを受けない。
In the
第一板状部材81は、固定子41内の磁束の通過する部分、すなわち、磁気回路内に配置されている。一方、第二板状部材82は、主に、固定子41内の磁束の通過しない部分、すなわち、磁気回路外または磁気回路の境界付近に配置されている。そのため、固定子41は、磁気回路外または磁気回路の境界付近では圧縮応力CSを受けるが、磁気回路内では圧縮応力CSを受けない。よって、磁気回路内における鉄損の増加を抑制することができる。
The first plate-
***実施の形態の効果の説明***
本実施の形態では、固定子41の固定子鉄心43が、互いに積層されている複数枚の第一板状部材81と、これら複数枚の第一板状部材81よりも外径が大きい少なくとも一枚の第二板状部材82とを有する。第二板状部材82は、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材81に積層されている。よって、この固定子41を備えるモータ40が密閉容器20の内側に固定されたときには、磁気回路外または磁気回路の境界付近に位置する第二板状部材82が密閉容器20の内周面26に接触して固定される。その結果、磁気回路内における鉄損の増加を抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、従来よりも高性能かつ高効率なモータ40を提供することが可能である。*** Explanation of the effect of the embodiment ***
In the present embodiment, the
***他の構成***
本実施の形態では、第二板状部材82が電磁鋼板として構成されているが、変形例として、第二板状部材82が電磁鋼板以外の板状部材として構成されていてもよい。すなわち、第二板状部材82の材料は、電磁鋼板とは異なる材料であってもよい。これは、第二板状部材82が、モータ40の駆動に寄与しない磁気回路外に配置されるからである。*** Other configurations ***
In the present embodiment, the
本実施の形態では、積層方向の両端にある第一板状部材81のそれぞれに一枚の第二板状部材82が積層されているが、変形例として、積層方向の両端にある第一板状部材81のそれぞれに二枚以上の第二板状部材82が積層されていてもよい。積層方向の両端にある第一板状部材81のそれぞれに異なる枚数の第二板状部材82が積層されていてもよい。あるいは、積層方向の一端にある第一板状部材81に一枚以上の第二板状部材82が積層され、積層方向の他端にある第一板状部材81には第二板状部材82が積層されていなくてもよい。
In the present embodiment, one second plate-
本実施の形態では、分割鉄心80が、バックヨーク83とティース84とが一体に形成された構造を持っているが、変形例として、分割鉄心80が、バックヨーク83とティース84とが半径方向に連結された構造を持っていてもよい。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、固定子鉄心43が、複数個の分割鉄心80が周方向に連結された構造を持っているが、変形例として、固定子鉄心43が、周方向において一体に形成された構造を持っていてもよい。
In the present embodiment, the
実施の形態2.
本実施の形態について、図10および図11を用いて、主に実施の形態1との差異を説明する。Embodiment 2. FIG.
With respect to the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described with reference to FIGS. 10 and 11.
***詳細な構成の説明***
実施の形態1と同じように、固定子鉄心43は、互いに積層されている複数枚の第一板状部材81と、これら複数枚の第一板状部材81のうち、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材81に積層されている少なくとも一枚の第二板状部材82とを有する。「複数枚の第一板状部材81」に含まれる第一板状部材81の枚数は、二枚以上であれば任意の枚数でよいが、本実施の形態では十二枚である。「少なくとも一枚の第二板状部材82」に含まれる第二板状部材82の枚数は、一枚以上であれば任意の枚数でよいが、望ましくは複数枚であり、本実施の形態では二枚である。*** Detailed explanation of the structure ***
As in the first embodiment, the
実施の形態1では、第一板状部材81と第二板状部材82との両方によって、複数個のティース84が形成されている。これに対し、本実施の形態では、第一板状部材81と第二板状部材82とのうち、第二板状部材82を除く第一板状部材81によって、複数個のティース84が形成されている。「複数個のティース84」に含まれるティース84の個数は、任意の個数でよいが、本実施の形態でも九個である。
In the first embodiment, a plurality of
ティース84は、バックヨーク83の第一板状部材81によって形成された部分の内周面85から半径方向に延びている。ティース84には、実施の形態1と同じように、巻線44が巻かれている。本実施の形態において、ティース84は、バックヨーク83の第二板状部材82によって形成された部分の半径方向内側には存在しない。よって、それぞれの第二板状部材82の内径は、いずれの第一板状部材81の内径よりも小さい。
The
図10および図11を参照して、本実施の形態に係る圧縮機12においてモータ40が密閉容器20に固定されるしくみを説明する。
With reference to FIG. 10 and FIG. 11, a mechanism in which the
図11は、第一板状部材81と密閉容器20との関係を左側、第二板状部材82と密閉容器20との関係を右側に示している。なお、図11において、断面を表すハッチングは省略している。
FIG. 11 shows the relationship between the
固定子41において、複数枚の第一板状部材81は、実施の形態1と同じように、モータ40が密閉容器20に焼き嵌めされた後、密閉容器20の内周面26に接触しない外周面86を有する電磁鋼板である。一方、少なくとも一枚の第二板状部材82は、本実施の形態では、モータ40が密閉容器20に焼き嵌めされた後、密閉容器20の内周面26に接触する外周面87を有するだけでなく、巻線44が巻かれる部分を持たない電磁鋼板である。すなわち、本実施の形態では、複数枚の第一板状部材81と少なくとも一枚の第二板状部材82とのうち、少なくとも一枚の第二板状部材82を除く複数枚の第一板状部材81に巻線44が巻かれている。そのため、実施の形態1と比べて、巻線44のコイル周長を短縮することができる。
In the
実施の形態1と同じように、第一板状部材81は、固定子41内の磁束の通過する部分、すなわち、磁気回路内に配置されている。第二板状部材82は、主に、固定子41内の磁束の通過しない部分、すなわち、磁気回路外または磁気回路の境界付近に配置されている。実施の形態1では、モータ40の駆動に寄与しない磁気回路外にも巻線44が配置され、コイル周長が余分に増大して銅損が増加する場合がある。これに対し、本実施の形態では、磁気回路外に巻線44が配置されないため、銅損の増加を抑制することができる。
As in the first embodiment, the first plate-
***実施の形態の効果の説明***
本実施の形態では、実施の形態1と同じような効果が得られるほか、実施の形態1と比べて、巻線44のコイル周長を短くすることができ、銅損の増加を抑制することができる。*** Explanation of the effect of the embodiment ***
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the coil circumference of the winding 44 can be shortened compared to the first embodiment, and the increase in copper loss can be suppressed. Can do.
***他の構成***
本実施の形態では、バックヨーク83の第二板状部材82によって形成される部分の半径方向内側の端部と、バックヨーク83の第一板状部材81によって形成される部分の半径方向内側の端部とが同じ位置にあるが、変形例として、それぞれの端部が異なる位置にあってもよい。具体例として、図12に示すように、バックヨーク83の第二板状部材82によって形成される部分の半径方向内側の端部が、バックヨーク83の第一板状部材81によって形成される部分の半径方向内側の端部よりも半径方向外側にあってもよい。*** Other configurations ***
In the present embodiment, the radially inner end of the portion formed by the second plate-
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、一つの実施の形態または二つ以上の実施の形態の組み合わせを部分的に実施しても構わない。実施の形態1の変形例として説明した構成を実施の形態2に適用しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement partially one embodiment or the combination of two or more embodiment among these embodiments. The configuration described as a modification of the first embodiment may be applied to the second embodiment. In addition, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.
10 冷凍サイクル装置、11 冷媒回路、12 圧縮機、13 四方弁、14 第一熱交換器、15 膨張機構、16 第二熱交換器、17 制御装置、20 密閉容器、21 吸入管、22 吐出管、23 吸入マフラ、24 端子、25 リード線、26 内周面、30 圧縮機構、31 シリンダ、32 ピストン、33 主軸受、34 副軸受、35 吐出マフラ、36 締結具、40 モータ、41 固定子、42 回転子、43 固定子鉄心、44 巻線、45 絶縁部材、46 回転子鉄心、47 永久磁石、48 貫通孔、51 上端板、52 下端板、53 固定具、60 クランク軸、61 偏心軸部、62 主軸部、63 副軸部、64 貫通孔、71 シリンダ室、72 ベーン溝、73 背圧室、74 ベーン、80 分割鉄心、81 第一板状部材、82 第二板状部材、83 バックヨーク、84 ティース、85 内周面、86 外周面、87 外周面。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
それぞれ電磁鋼板であり、互いに積層されている複数枚の第一板状部材と、前記複数枚の第一板状部材よりも外径が大きく、前記複数枚の第一板状部材のうち、積層方向の少なくとも一端にある第一板状部材に積層されている少なくとも一枚の第二板状部材とを有し、前記複数枚の第一板状部材と前記少なくとも一枚の第二板状部材との両方によって、環状のバックヨークが形成され、前記複数枚の第一板状部材と前記少なくとも一枚の第二板状部材とのうち、少なくとも前記複数枚の第一板状部材によって、前記バックヨークの内周面から半径方向に延び、前記巻線が巻かれた複数個のティースが形成されている固定子鉄心と
を備える固定子。Windings,
Each of the plurality of first plate-like members, each of which is an electromagnetic steel plate, and has a larger outer diameter than the plurality of first plate-like members, and is laminated among the plurality of first plate-like members. At least one second plate-like member laminated on the first plate-like member at at least one end in the direction, and the plurality of first plate-like members and the at least one second plate-like member. And an annular back yoke is formed, and among the plurality of first plate members and the at least one second plate member, at least the plurality of first plate members, A stator comprising a stator core extending in a radial direction from an inner peripheral surface of a back yoke and formed with a plurality of teeth around which the windings are wound.
密閉容器と
を備え、
前記複数枚の第一板状部材と前記少なくとも一枚の第二板状部材とのうち、前記複数枚の第一板状部材を除く前記少なくとも一枚の第二板状部材が前記密閉容器の内周面に接触して固定されている圧縮機。A motor according to claim 6;
A sealed container,
Among the plurality of first plate-like members and the at least one second plate-like member, the at least one second plate-like member excluding the plurality of first plate-like members is the sealed container. A compressor that is fixed in contact with the inner surface.
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