WO2017082085A1 - 圧縮機 - Google Patents

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WO2017082085A1
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magnetic flux
flux density
stator core
peak
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French (fr)
Inventor
青田　桂治
藤井　秀樹
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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    • 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
    • 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

Definitions

  • This invention relates to a compressor.
  • a compressor includes a compression mechanism section and a motor that drives the compression mechanism section, and the stator core of the motor folds a plurality of core pieces connected via the connection section into an annular shape, and abuts both ends. Some are formed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-95193 (Patent Document 1)).
  • an object of the present invention is to provide a compressor capable of suppressing efficiency reduction and abnormal noise generation during motor driving.
  • the compressor of the present invention is: A compression mechanism, A motor for driving the compression mechanism,
  • the motor has a stator core in which a plurality of core pieces are connected in an annular shape,
  • the stator core is at least one of the locations where the plurality of core pieces are connected in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the whole stator core when the load pulsation of the motor is at a peak.
  • the structure is characterized in that there is no place welded in a region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density.
  • the peak of the motor load pulsation is the peak of the motor load at the rated output.
  • the welding portion is provided in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the entire stator core when the pulsation of the load of the motor is at a peak.
  • the stator core has the welded portion in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density when the load pulsation of the motor is at a peak and the torque ripple of the motor is at a peak.
  • the stator core by providing a weld in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density when the pulsation of the load of the motor is peak and the torque ripple of the motor is peak, The influence on the magnetic flux can be further reduced in the welded portion of the stator core.
  • the number of the welded portions of the stator core is one.
  • the number of welding processes can be reduced and the influence on the magnetic flux can be more reliably reduced by using a single welded portion of the stator core.
  • the peak of the pulsation of the load of the motor is one per rotation of the rotor of the motor.
  • the pattern of the low magnetic flux density region and the high magnetic flux density region of the stator core is specified as one pattern. It is easy to provide a weld in the region where the magnetic flux density is low. That is, compared with the case where there are a plurality of pulsation peaks of the load of the motor per one rotation of the rotor, it is possible to easily set the location where the welded portion is provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a band-shaped stator core.
  • FIG. 3 is a plan view of a stator core formed in an annular shape.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the magnetic flux distribution of the motor, the torque ripple, and the motor phase current.
  • FIG. 5 is a diagram showing the magnetic flux distribution of the motor when the pulsation of the motor load is at a peak.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a compressor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a stator core and a rotor of the motor of the compressor.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotating machine angle of the motor and the torque of the motor shaft.
  • FIG. 9 is a diagram showing the magnetic flux distribution of the stator core when the pulsation of the motor load is at a peak.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • the compressor according to the first embodiment includes a sealed container 1, a compression mechanism unit 2 disposed in the sealed container 1, and a compressor mechanism unit 2 disposed in the sealed container 1. And a motor 3 that is driven via a drive shaft 12.
  • the compressor according to the first embodiment is a one-cylinder rotary compressor.
  • a compression mechanism section 2 is disposed on the lower side of the sealed container 1, and a motor 3 is disposed on the upper side of the compression mechanism section 2.
  • the compressor 6 is driven by the rotor 6 of the motor 3 via the drive shaft 12.
  • the compression mechanism section 2 sucks refrigerant gas from the accumulator 10 through the suction pipe 11.
  • the refrigerant gas is obtained by controlling a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator (not shown) that constitute an air conditioner as an example of a refrigeration system together with the compressor.
  • the compressor discharges compressed high-temperature and high-pressure refrigerant gas from the compression mechanism unit 2 to fill the inside of the sealed container 1 and cools the motor 3 through a gap between the stator 5 and the rotor 6 of the motor 3. After that, the discharge pipe 13 provided on the upper side of the motor 3 is discharged to the outside.
  • An oil reservoir 9 in which lubricating oil is accumulated is formed at the lower part of the high-pressure region in the sealed container 1.
  • the lubricating oil moves from the oil reservoir portion 9 to a sliding portion such as the compression mechanism portion 2 through an oil passage (not shown) provided in the drive shaft 12, and lubricates the sliding portion. .
  • the compression mechanism 2 includes a cylinder 21 attached to the inner surface of the sealed container 1, an upper end plate member 50 (front head) and a lower end plate attached to the upper and lower open ends of the cylinder 21. Member 60 (rear head).
  • a cylinder chamber 22 is formed by the cylinder 21, the upper end plate member 50, and the lower end plate member 60.
  • the upper end plate member 50 is an example of a first head
  • the lower end plate member 60 is an example of a second head.
  • the upper end plate member 50 includes a disk-shaped main body 51 and a boss 52 provided upward in the center of the main body 51.
  • the drive shaft 12 is inserted through the main body 51 and the boss 52.
  • the main body 51 is provided with a discharge port 51 a communicating with the cylinder chamber 22.
  • a discharge valve 31 is attached to the main body 51 so as to be located on the opposite side of the main body 51 from the cylinder 21.
  • the discharge valve 31 is a reed valve, for example, and opens and closes the discharge port 51a.
  • a cup-type muffler cover 40 is attached to the main body 51 so as to cover the discharge valve 31 on the side opposite to the cylinder 21.
  • the muffler cover 40 is fixed to the main body 51 by bolts 35 or the like.
  • the muffler cover 40 has a boss portion 52 inserted therethrough.
  • the muffler chamber 42 is formed by the muffler cover 40 and the upper end plate member 50.
  • the muffler chamber 42 and the cylinder chamber 22 communicate with each other through a discharge port 51a.
  • the muffler cover 40 has a hole 43 that allows the muffler chamber 42 to communicate with the outside of the muffler cover 40.
  • the lower end plate member 60 includes a disk-shaped main body 61 and a boss 62 provided downward in the center of the main body 61.
  • the drive shaft 12 is inserted through the body portion 61 and the boss portion 62.
  • one end of the drive shaft 12 is supported by the upper end plate member 50 and the lower end plate member 60.
  • One end portion (support end side) of the drive shaft 12 enters the cylinder chamber 22.
  • An eccentric shaft portion 26 is provided on the support end side of the drive shaft 12 so as to be positioned in the cylinder chamber 22 on the compression mechanism portion 2 side.
  • the eccentric shaft portion 26 is fitted to the roller 27 of the piston 28.
  • the piston 28 is disposed so as to be able to revolve in the cylinder chamber 22, and performs a compression action by the revolving motion of the piston 28.
  • one end of the drive shaft 12 is supported by the housing 7 of the compression mechanism portion 2 on both sides of the eccentric shaft portion 26.
  • the housing 7 includes an upper end plate member 50 and a lower end plate member 60.
  • FIG. 2 is a plan view of a strip-shaped stator plate 110 used for the stator core 105 of the stator 5
  • FIG. 3 is a plan view of the annular stator plate 110 used for the stator core 105.
  • the stator plate 110 is manufactured by punching a magnetic steel sheet having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm.
  • stator plate 110 As shown in FIG. 2, six core pieces 111a to 111f are linearly developed via a connecting portion 113.
  • the core pieces 111a to 111f have teeth portions 112a to 112f.
  • the stator plates 110 in which the core pieces 111a to 111f are linearly developed, they are deformed into an annular shape, and welded ends 114 are welded to provide a welded portion 114. ing. Thereby, the annular stator core 105 is formed.
  • laser welding, spot welding, or the like is used for welding the welded portion 114, but the welding method is not limited to this.
  • a coil (shown in FIG. 5) is wound around the teeth 105a of the stator core 105 deformed into an annular shape.
  • a coil (not shown) may be wound around the teeth 105a after the stator plates 110 in which the core pieces 111a to 111f shown in FIG.
  • stator core of the motor for driving the compression mechanism of the present invention is not limited to the one in which the stator plates 110 shown in FIGS. 2 and 3 are stacked, and any core core may be used as long as a plurality of core pieces are connected in a ring shape.
  • FIG. 4 shows the relationship between the magnetic flux distribution of the motor 3, torque ripple, and motor phase current.
  • FIG 4 shows the magnetic flux distribution of the rotor 6 and the stator 5 at the rotation positions (a) to (k) and (m) at every 30 degrees of the rotor 6 rotating counterclockwise.
  • the pulsation of the motor load is indicated by a thick dotted line superimposed on this torque ripple.
  • This pulsation of the motor load has one peak per rotation of the rotor 6.
  • the motor load is the compression mechanism unit 2 (shown in FIG. 1). Specifically, as the rotor 6 of the motor 3 (shown in FIG. 1) rotates, the piston 28 (shown in FIG. 1) in the compression mechanism 2 revolves through the drive shaft 12 (shown in FIG. 1). As the compression of the refrigerant proceeds, the motor load gradually increases. When the pressure in the cylinder chamber 22 exceeds a certain level, the discharge valve 31 (shown in FIG. 1) opens and high-pressure refrigerant is discharged from the cylinder chamber 22 to The pressure in the chamber 22 decreases and the motor load decreases.
  • FIG. 4 shows the motor phase current (three phases) flowing through the coil 120 of the stator 5 (shown in FIG. 5).
  • the horizontal axis of the torque ripple and motor phase current graph represents the rotation angle [deg], and the vertical axis is an arbitrary scale.
  • the torque generated on the N pole side of the rotor 6 increases, and on the S pole side of the rotor 6.
  • the generated torque is reduced.
  • the magnetic flux density increases between the pole through which the maximum current of the stator 5 (shown in FIG. 1) flows and the pole adjacent to the pole, and the magnetic flux density between the other poles and the other poles decreases.
  • FIG. 5 shows the magnetic flux distribution of the motor 3 (rotation position (f) of the rotor 6) when the torque ripple is peak and the pulsation of the motor load is peak.
  • the boundaries of the core pieces 111a to 111f and the connecting portion 113 shown in FIG. Reference numerals 106a to 106d denote magnets inserted in the rotor 6 at intervals in the axial direction.
  • the motor 3 includes a four-pole rotor 6 and a three-phase six-throttle stator 5.
  • the areas S2 and S2 shown in FIG. 5 are areas where the magnetic flux density of the stator core 105 is low.
  • the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the entire stator core 105 when the pulsation of the motor load is peak.
  • a welded portion is provided in a region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density of the entire stator core 105, eddy currents are generated by alternating magnetic flux in the welded portion where the laminated steel plates are welded in the laminating direction. Be disturbed.
  • no welded portion is provided in a region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density of the entire stator core 105. Therefore, efficiency reduction and abnormal noise are generated when the motor 3 is driven. It can be effectively suppressed.
  • stator core 105 by providing the weld 114 in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density when the load pulsation of the motor 3 is peak and the torque ripple of the motor 3 is peak, The influence on the magnetic flux can be further reduced in the welded portion 114 of the stator core 105.
  • the welding process can be reduced and the influence on the magnetic flux can be more reliably reduced.
  • the region of the stator core 105 formed when the pulsation of the motor load is peak and the magnetic flux density are low.
  • region is specified as one, and the welding part 114 can be easily provided in the area
  • the weld 114 is provided in a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the entire stator core 105 when the torque ripple of the motor 3 is peak and the pulsation of the motor load is peak.
  • the weld 114 may be provided in a region where the magnetic flux density of the stator core 105 is low when the torque ripple of the motor 3 is peak and the peak of the torque ripple is adjacent to the peak of pulsation of the motor load. This case also has the same effect as the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a longitudinal sectional view of a compressor according to the second embodiment of the present invention.
  • the compressor of the second embodiment has the same configuration as the compressor of the first embodiment except for the motor 203, and the same reference numerals are assigned to the same components.
  • the motor 203 used in the compressor of the second embodiment includes an annular stator 205 and a cylindrical rotor 206 disposed on the inner periphery of the stator 205.
  • FIG. 7 is a plan view of the stator core 305 and the rotor 206 of the motor 203 of the compressor.
  • the stator core 305 includes an annular back yoke 305a and a plurality of teeth 305b protruding radially inward on the inner peripheral side of the back yoke 305a.
  • the motor 203 includes a cylindrical rotor 206 and eight magnets 206a inserted in the axial direction with a space between the rotor 206 and the rotor 206.
  • the motor 203 includes an 8-pole rotor 206 and a three-phase 12-throttle stator 205.
  • the stator core 305 forms an annular stator core 305 by annularly connecting a plurality of core pieces (not shown) in the same manner as the stator core 105 of the first embodiment (see FIGS. 2 and 3).
  • an electromagnetic steel sheet having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm is punched to produce a strip-shaped stator plate in which 12 core pieces (not shown) are linearly developed through a connecting portion.
  • the welded portions 314 are provided by welding the joined ends by deforming them in an annular shape. Thereby, the annular stator core 305 is formed.
  • laser welding, spot welding, or the like is used for welding the welded portion 314, but the welding method is not limited thereto.
  • a coil (not shown) is wound around the teeth 305a of the stator core 305 deformed into an annular shape.
  • FIG. 8 shows the relationship between the rotating machine angle [deg] of the motor 203 and the torque [arbitrary scale] of the motor shaft.
  • the torque of the motor shaft (corresponding to the motor load) increases from about 0 deg to about 180 deg and reaches a peak, and then decreases from the peak to about 360 deg. It is pulsating.
  • FIG. 9 shows the magnetic flux distribution of the stator core 305 when the torque of the motor shaft (motor load) has a peak pulsation.
  • a region S201 shown in FIG. 9 is a region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density of the entire stator core 305 when the pulsation of the load of the rotor 206 being driven is at a peak.
  • a region S202 shown in FIG. 9 is a region where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the entire stator core 305.
  • the rotating magnetic field of the stator 205 has a rotating machine angle in the counterclockwise direction in the order of region A (150 deg to 170 deg), region B (170 deg to 190 deg) and region C (190 deg to 210 deg). Rotate.
  • the welded portion 314 is provided in the region B where the magnetic flux density is lower than the average magnetic flux density of the entire stator core 305 when the pulsation of the torque of the motor shaft (motor load) is at a peak.
  • the magnetic flux density is within a region lower than the average magnetic flux density of the entire stator core 305 when the pulsation of the motor load is at a peak.
  • a welded portion is provided in a region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density of the entire stator core 305, eddy currents are generated by alternating magnetic flux in the welded portion where the laminated steel plates are welded in the laminating direction. Be disturbed.
  • the welded portion is not provided in the region where the magnetic flux density is higher than the average magnetic flux density of the entire stator core 305, it is effective to reduce efficiency and generate abnormal noise when the motor 203 is driven. Can be suppressed.
  • the welding process can be reduced and the influence on the magnetic flux can be more reliably reduced.
  • the stator core 305 formed at the peak of the pulsation of the motor load has a low magnetic flux density region and a magnetic flux density.
  • region is specified as one, and the welding part 314 can be easily provided in the area
  • the one-cylinder compressor has been described.
  • the present invention may be applied to a two-cylinder compressor.
  • the rotary compressor has been described.
  • the present invention may be applied to a compressor in which a motor load pulsates, such as an oscillating compressor or a scroll compressor.
  • stator core 105 the compressor using the strip-shaped stator plate 110 in which the core pieces 111a to 111f are connected via the connecting portion 113 except for the welded portion has been described as the stator core 105.
  • a stator plate in which a plurality of core pieces are connected via a hinge or the like except for a welded portion may be used.
  • the compressor provided with the permanent magnet embedded motor has been described.
  • a motor having another configuration such as a reluctance motor may be used.
  • the compressor of the present invention is A compression mechanism, A motor for driving the compression mechanism,
  • the motor has a stator core in which a plurality of core pieces are connected in an annular shape, When the torque ripple of the motor is at a peak, a region with a low magnetic flux density and a region with a high magnetic flux density are formed in the stator core, In the stator core, the torque ripple of the motor is at a peak and the pulsation of the load of the motor is at a peak, and the magnetic flux density is low, or the torque ripple of the motor is at a peak and the torque ripple has a peak.
  • the magnetic flux has a welded portion where at least one of the portions where the plurality of core pieces are connected is welded.
  • a feature is that there is no welded portion in a high density region.
  • the welding portion when the torque ripple of the motor is at the peak and the pulsation of the load of the motor is at the peak, the welding portion is provided in the region where the magnetic flux density of the stator core is low, or the torque ripple of the motor is at the peak.
  • the number of the welded portions of the stator core is one.
  • the number of welding processes can be reduced and the influence on the magnetic flux can be more reliably reduced by using a single welded portion of the stator core.
  • the peak of the pulsation of the load of the motor is one per rotation of the rotor of the motor.
  • the pattern of the low magnetic flux density region and the high magnetic flux density region of the stator core is specified as one pattern. It is easy to provide a weld in the region where the magnetic flux density is low. That is, compared with the case where there are a plurality of pulsation peaks of the load of the motor per one rotation of the rotor, it is possible to easily set the location where the welded portion is provided.
  • End plate member 61 ... Main body 62 ... Boss portion 105, 305 ... Stator core 105a, 305b ... Teeth 110 ... Stator plate 111a-111f ... Multiple core pieces 112a-112f ... Teeth portion 113 ... Connecting portion 114, 314 ... Welding Part 120 ... Coil

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Abstract

圧縮機は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータを備える。モータは、複数のコア片が環状に連結されたステータコア(１０５)を有する。ステータコア(１０５)は、モータ負荷の脈動がピークであるときのステータコア(１０５)全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域(Ｓ２)内において、複数のコア片が連結された箇所のうちの１箇所が溶接された溶接部(１１４)を有する一方、上記平均の磁束密度よりも磁束密度が高い領域(Ｓ１,Ｓ１)内に溶接された箇所がない。これにより、モータ駆動時の効率低下や異音の発生を抑制できる圧縮機を提供する。

Description

圧縮機
　この発明は、圧縮機に関する。
　従来、圧縮機としては、圧縮機構部とその圧縮機構部を駆動するモータとを備え、モータのステータコアが、連結部を介して連結された複数のコア片を環状に折り曲げて両端同士を突き合わせて形成されたものがある(例えば、特開２００２－９５１９３号公報(特許文献１)参照)。
特開２００２－９５１９３号公報
　ところで、上記圧縮機のステータコアでは、複数のコア片の各連結部を折り曲げて環状にした後、最終的に両端のつなぎ目の部分を溶接している。
　このため、上記圧縮機では、ステータコアの溶接部において磁束が妨げられ、モータ駆動時に効率低下や振動による異音の発生という問題があり、特に、モータ負荷の脈動が大きいロータリ圧縮機や揺動型圧縮機では、ステータコアの溶接部の箇所が適切でないと、モータ駆動時の効率低下や異音発生の問題が顕著になる。
　そこで、この発明の課題は、モータ駆動時の効率低下や異音の発生を抑制できる圧縮機を提供することにある。
　上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
　圧縮機構部と、
　上記圧縮機構部を駆動するモータと
を備え、
　上記モータは、複数のコア片が環状に連結されたステータコアを有し、
　上記ステータコアは、上記モータの負荷の脈動がピークであるときの上記ステータコア全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内において、上記複数のコア片が連結された箇所のうちの少なくとも１箇所が溶接された溶接部を有する一方、上記平均の磁束密度よりも磁束密度が高い領域内に溶接された箇所がない構成としていることを特徴とする。
　ここで、「モータの負荷の脈動のピーク」は、定格出力におけるモータの負荷のピークである。
　上記構成によれば、複数のコア片が環状に連結されたステータコアにおいて、モータの負荷の脈動がピークのときのステータコア全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内に溶接部を設けることにより、ステータコアの溶接部において磁束に対する影響が少なくなる一方で、溶接部があると影響の大きいステータコアの磁束密度の高い領域には溶接部を設けていないので、モータ駆動時に効率低下や異音が発生を効果的に抑制できる。
　また、一実施形態の圧縮機では、
　上記ステータコアは、上記モータの負荷の脈動がピークでかつ上記モータのトルクリップルがピークであるときの上記平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内において、上記溶接部を有する。
　上記実施形態によれば、ステータコアにおいて、モータの負荷の脈動がピークでかつモータのトルクリップルがピークであるときの上記平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内に溶接部を設けることによって、ステータコアの溶接部において磁束に対する影響をさらに少なくできる。
　また、一実施形態の圧縮機では、
　上記ステータコアの上記溶接部は１つである。
　上記実施形態によれば、ステータコアの溶接部を１つにすることによって、溶接工程を少なくできると共に、磁束に対する影響をより確実に低減できる。
　また、一実施形態の圧縮機では、
　上記モータの負荷の脈動のピークは、上記モータのロータの１回転あたり１つである。
　上記実施形態によれば、モータの負荷の脈動のピークが、モータのロータの１回転あたり１つであるので、モータのトルクリップルがピークでかつモータの負荷の脈動がピークのとき(またはモータのトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークがモータの負荷の脈動のピークに隣接するとき)に形成されるステータコアの磁束密度が低い領域と磁束密度が高い領域のパターンが１つに特定され、そのときの磁束密度が低い領域内において溶接部を設けることが容易にできる。すなわち、モータの負荷の脈動のピークが、ロータの１回転あたり複数ある場合に比べ、溶接部を設ける箇所を容易に設定できる。
　以上より明らかなように、この発明によれば、モータのトルクリップルがピークでかつモータ負荷の脈動がピークのとき(またはモータのトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークがモータの負荷の脈動のピークに隣接するとき)にステータコアの磁束密度が低い領域内において溶接部を設け、磁束密度が高い領域に溶接部を設けないことにより、モータ駆動時の効率低下や異音の発生を抑制できる圧縮機を実現することができる。
図１はこの発明の第１実施形態の圧縮機の縦断面図である。 図２は帯状のステータコアの平面図である。 図３は環状に形成されたステータコアの平面図である。 図４はモータの磁束分布とトルクリップルおよびモータ相電流の関係を示す図である。 図５はモータ負荷の脈動がピークのときのモータの磁束分布を示す図である。 図６はこの発明の第２実施形態の圧縮機の縦断面図である。 図７は上記圧縮機のモータのステータコアとロータの平面図である。 図８は上記モータの回転機械角度とモータ軸のトルクの関係を示す図である。 図９はモータ負荷の脈動がピークのときのステータコアの磁束分布を示す図である。
　以下、この発明の圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
　〔第１実施形態〕
　図１はこの発明の第１実施形態の圧縮機の縦断面図を示している。
　この第１実施形態の圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮機構部２と、密閉容器１内に配置され、圧縮機構部２を駆動軸１２を介して駆動するモータ３とを備えている。この第１実施形態の圧縮機は、１シリンダ構成のロータリ圧縮機である。
　この圧縮機は、密閉容器１内の下側に、圧縮機構部２を配置し、その圧縮機構部２の上側にモータ３を配置している。このモータ３のロータ６によって、駆動軸１２を介して、圧縮機構部２を駆動するようにしている。
　上記圧縮機構部２は、アキュームレータ１０から吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。
　上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、圧縮機構部２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、モータ３のステータ５とロータ６との間の隙間を通して、モータ３を冷却した後、モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。
　上記密閉容器１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この潤滑油は、油溜まり部９から、駆動軸１２に設けられた油通路(図示せず)を通って、圧縮機構部２等の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。
　上記圧縮機構部２は、密閉容器１の内面に取り付けられるシリンダ２１と、このシリンダ２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている上側の端板部材５０(フロントヘッド)および下側の端板部材６０(リアヘッド)とを備える。上記シリンダ２１と上側の端板部材５０と下側の端板部材６０によって、シリンダ室２２を形成する。上記上側の端板部材５０は、第１ヘッドの一例であり、下側の端板部材６０は、第２ヘッドの一例である。
　上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。本体部５１およびボス部５２は、駆動軸１２が挿通されている。
　上記本体部５１には、シリンダ室２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。上記本体部５１に関してシリンダ２１と反対側に位置するように、本体部５１に吐出弁３１が取り付けられている。この吐出弁３１は、例えば、リード弁であり、吐出口５１ａを開閉する。
　上記本体部５１には、シリンダ２１と反対側に、吐出弁３１を覆うようにカップ型のマフラカバー４０が取り付けられている。このマフラカバー４０は、ボルト３５などによって本体部５１に固定されている。上記マフラカバー４０は、ボス部５２が挿通されている。
　上記マフラカバー４０および上側の端板部材５０によって、マフラ室４２を形成する。上記マフラ室４２とシリンダ室２２とは、吐出口５１ａを介して連通されている。
　上記マフラカバー４０は、マフラ室４２とマフラカバー４０の外側とを連通する孔部４３を有する。
　上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１およびボス部６２は、駆動軸１２が挿通されている。
　このように、駆動軸１２の一端部は、上側の端板部材５０および下側の端板部材６０に支持されている。上記駆動軸１２の一端部(支持端側)は、シリンダ室２２の内部に進入している。
　上記駆動軸１２の支持端側には、圧縮機構部２側のシリンダ室２２内に位置するように、偏心軸部２６を設けている。この偏心軸部２６は、ピストン２８のローラ２７に嵌合している。このピストン２８は、シリンダ室２２内で、公転可能に配置され、このピストン２８の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。
　言い換えると、駆動軸１２の一端部は、偏心軸部２６の両側において、圧縮機構部２のハウジング７で支持されている。このハウジング７は、上側の端板部材５０および下側の端板部材６０を含む。
　図２はステータ５のステータコア１０５に用いられる帯状のステータ板１１０の平面図を示し、図３はステータコア１０５に用いられる環状に形成されたステータ板１１０の平面図を示している。このステータ板１１０は、厚さ０．２ｍｍ～０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を打ち抜いて製作される。
　このステータ板１１０は、図２に示すように、６つのコア片１１１ａ～１１１ｆが連結部１１３を介して直線状に展開されている。このコア片１１１ａ～１１１ｆは、ティース部１１２ａ～１１２ｆを有する。
　そして、図３に示すように、コア片１１１ａ～１１１ｆが直線状に展開されたステータ板１１０を積層した後、環状に変形させて、つき合わせた端部を溶接することにより溶接部１１４を設けている。これにより、環状のステータコア１０５が形成される。ここで、この第１実施形態では、溶接部１１４の溶接にレーザー溶接やスポット溶接などを用いているが、溶接方法はこれに限らない。
　次に、環状に変形されたステータコア１０５のティース１０５ａにコイル(図５に示す)を巻回する。
　なお、図２に示すコア片１１１ａ～１１１ｆが直線状に展開されたステータ板１１０を積層した後、ティース１０５ａにコイル(図示せず)を巻回してもよい。
　また、この発明の圧縮機構部を駆動するモータのステータコアは、図２,図３に示すステータ板１１０を積層したものに限らず、複数のコア片が環状に連結されたものであればよい。
　図４はモータ３の磁束分布とトルクリップルおよびモータ相電流の関係を示している。
　図４の上側には、反時計方向に回転するロータ６の３０度毎の回転位置(a)～(k),(m)において、ロータ６およびステータ５の磁束分布を示している。
　また、ロータ６およびステータ５の磁束分布を示す図の下側には、３０度間隔で周期的に変動するモータ３のトルクリップルの変化を示すグラフを示している。
　また、このトルクリップルに重ねてモータ負荷の脈動を太い点線で示している。このモータ負荷の脈動は、ロータ６の１回転あたり１つのピークを有する。ここで、モータ負荷は、圧縮機構部２(図１に示す)である。詳しくは、モータ３(図１に示す)のロータ６の回転に伴って駆動軸１２(図１に示す)を介して圧縮機構部２内のピストン２８(図１に示す)が公転運動し、冷媒の圧縮が進むにつれてモータ負荷が徐々に大きくなり、シリンダ室２２内の圧力が一定以上になると吐出弁３１(図１に示す)が開いて高圧冷媒がシリンダ室２２内から吐出されて、シリンダ室２２内の圧力が下がり、モータ負荷が小さくなる。
　さらに、図４の下側には、ステータ５のコイル１２０(図５に示す)に流れるモータ相電流(三相)を示している。上記トルクリップルとモータ相電流のグラフの横軸は、回転角度[ｄｅｇ]を表し、縦軸は任意目盛である。
　図４に示すように、モータ相電流における回転角度が１８０ｄｅｇのとき、トルクリップルのピークおよびモータ負荷のピークが重なる。
　例えば、ロータ６の回転位置(a)では、モータ相電流の三相のうちの一相が最大電流のとき、ロータ６のＮ極側に発生するトルクが大きくなり、ロータ６のＳ極側に発生するトルクが小さくなる。ここで、ステータ５(図１に示す)の最大電流が流れる極とその極に隣接する極間で磁束密度が高くなり、他の極および他の極間の磁束密度は低くなる。
　次に、ロータ６の回転位置(b)では、モータ相電流の三相のうちの他の一相が最大電流のとき、ロータ６のＳ極側に発生するトルクが大きくなり、ロータ６のＮ極側に発生するトルクが小さくなる。同様に、ステータ５の最大電流が流れる極とその極に隣接する極間で磁束密度が高くなり、他の極および他の極間の磁束密度は低くなる。
　図５はトルクリップルがピークでかつモータ負荷の脈動がピークのときのモータ３の磁束分布(ロータ６の回転位置(f))を示している。なお、図５において、図を見やすくするため、図３に示したコア片１１１ａ～１１１ｆの境界や連結部１１３を省略している。また、１０６ａ～１０６ｄは、ロータ６に間隔をあけて軸方向に挿入された磁石である。
　ここで、磁石１０６ａ,１０６ｃの外側がＳ極、磁石１０６ｂ,１０６ｄの外側がＮ極である。このモータ３は、４極のロータ６と三相６スロットルのステータ５で構成されている。
　図５に示す領域Ｓ１,Ｓ１は、駆動中のロータ６の回転位置(f)においてステータコア１０５の磁束密度が最大となる領域である。これに対して、図５に示す領域Ｓ２,Ｓ２は、ステータコア１０５の磁束密度が低い領域である。
　上記構成の圧縮機によれば、複数のコア片１１１ａ～１１１ｆが環状に連結されたステータコア１０５において、モータ負荷の脈動がピークであるときのステータコア１０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内に溶接部１１４を設けることにより、ステータコア１０５の溶接部１１４において磁束に対する影響が少なくなる。
　一方で、ステータコア１０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度の高い領域に溶接部を設けると、積層鋼板を積層方向に溶接された溶接部内には交番磁束により渦電流が発生するため、磁束が妨げられる。これに対して、この第１実施形態では、ステータコア１０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度の高い領域には溶接部を設けていないので、モータ３の駆動時に効率低下や異音が発生を効果的に抑制することができる。
　また、上記ステータコア１０５において、モータ３の負荷の脈動がピークでかつモータ３のトルクリップルがピークであるときの上記平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内に溶接部１１４を設けることによって、ステータコア１０５の溶接部１１４において磁束に対する影響をさらに少なくできる。
　また、上記ステータコア１０５の溶接部１１４を１つにすることによって、溶接工程を少なくできると共に、磁束に対する影響をより確実に低減できる。
　また、上記モータ負荷の脈動のピークが、モータ３のロータ６の１回転あたり１つであるので、モータ負荷の脈動がピークのときに形成されるステータコア１０５の磁束密度が低い領域と磁束密度が高い領域のパターンが１つに特定され、そのときの磁束密度が低い領域内において溶接部１１４を設けることが容易にできる。すなわち、モータ負荷の脈動の１回転あたりのピーク数が複数である場合に比べ、溶接部１１４を設ける箇所を容易に設定できる。
　上記第１実施形態では、モータ３のトルクリップルがピークでかつモータ負荷の脈動がピークであるときのステータコア１０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内において溶接部１１４を設けたが、モータ３のトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークがモータ負荷の脈動のピークに隣接するときのステータコア１０５の磁束密度が低い領域内において溶接部１１４を設けてもよい。この場合も、上記第１実施形態と同様の効果を有する。
　ここで、「モータ３のトルクリップルがピークでそのトルクリップルがピークがモータ負荷の脈動のピークに隣接するとき」とは、モータ３のトルクリップルのピークにおいて、前後の互いに隣接するトルクリップルのピーク間の中間点よりも内側にモータ負荷の脈動のピークがあるときである。
　〔第２実施形態〕
　図６はこの発明の第２実施形態の圧縮機の縦断面図を示している。この第２実施形態の圧縮機は、モータ２０３を除いて第１実施形態の圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
　この第２実施形態の圧縮機に用いられるモータ２０３は、図６に示すように、環状のステータ２０５と、ステータ２０５の内周に配置された円筒状のロータ２０６を備える。
　また、図７は上記圧縮機のモータ２０３のステータコア３０５とロータ２０６の平面図を示している。図７に示すように、ステータコア３０５は、環状のバックヨーク３０５ａと、そのバックヨーク３０５ａの内周側に径方向内側に向かって突出する複数のティース３０５ｂとを有する。また、上記モータ２０３は、円筒状のロータ２０６と、そのロータ２０６に間隔をあけて軸方向に挿入された８つの磁石２０６ａを備えている。
　ここで、複数の磁石２０６ａは、外側がＳ極の磁石と外側がＮ極の磁石を周方向に交互に配置している。このモータ２０３は、８極のロータ２０６と三相１２スロットルのステータ２０５で構成されている。
　上記ステータコア３０５は、第１実施形態のステータコア１０５と同様にして、複数のコア片(図示せず)を環状に連結することにより環状のステータコア３０５を形成する(図２,図３参照)。
　まず、厚さ０．２ｍｍ～０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を打ち抜いて、１２のコア片(図示せず)が連結部を介して直線状に展開された帯状のステータ板を製作する。
　そして、上記コア片が直線状に展開されたステータ板を積層した後、環状に変形させて、つき合わせた端部を溶接することにより溶接部３１４を設けている。これにより、環状のステータコア３０５が形成される。ここで、溶接部３１４の溶接にレーザー溶接やスポット溶接などを用いているが、溶接方法はこれに限らない。
　次に、環状に変形されたステータコア３０５のティース３０５ａにコイル(図示せず)を巻回する。
　図８は上記モータ２０３の回転機械角度[ｄｅｇ]とモータ軸のトルク[任意目盛]の関係を示している。図８に示すように、モータ軸のトルク(モータ負荷に相当)は、回転機械角度が０ｄｅｇ付近から略１８０ｄｅｇまで上昇してピークに達した後、ピークから３６０ｄｅｇ付近まで下降して、１回転周期で脈動している。
　図９は上記モータ軸のトルク(モータ負荷)の脈動がピークのときのステータコア３０５の磁束分布を示している。
　図９に示す領域Ｓ２０１は、駆動中のロータ２０６の負荷の脈動がピークのときのステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が高い領域である。これに対して、図９に示す領域Ｓ２０２は、ステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域である。
　ここで、ステータ２０５の回転磁界は、図７に示すように、回転機械角度が領域Ａ(１５０ｄｅｇ～１７０ｄｅｇ)と領域Ｂ(１７０ｄｅｇ～１９０ｄｅｇ)と領域Ｃ(１９０ｄｅｇ～２１０ｄｅｇ)の順に反時計方向に回転する。この場合、モータ軸のトルク(モータ負荷)の脈動がピークのときのステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域Ｂにおいて溶接部３１４を設けることになる。
　上記構成の圧縮機によれば、複数のコア片が環状に連結されたステータコア３０５において、モータ負荷の脈動がピークであるときのステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内に溶接部３１４を設けることにより、ステータコア３０５の溶接部３１４において磁束に対する影響が少なくなる。
　一方で、ステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度の高い領域に溶接部を設けると、積層鋼板を積層方向に溶接された溶接部内には交番磁束により渦電流が発生するため、磁束が妨げられる。これに対して、この実施形態では、ステータコア３０５全体の平均の磁束密度よりも磁束密度の高い領域には溶接部を設けていないので、モータ２０３の駆動時に効率低下や異音が発生を効果的に抑制することができる。
　また、上記ステータコア３０５の溶接部３１４を１つにすることによって、溶接工程を少なくできると共に、磁束に対する影響をより確実に低減できる。
　また、上記モータ負荷の脈動のピークが、モータ２０３のロータ２０６の１回転あたり１つであるので、モータ負荷の脈動がピークのときに形成されるステータコア３０５の磁束密度が低い領域と磁束密度が高い領域のパターンが１つに特定され、そのときの磁束密度が低い領域内において溶接部３１４を設けることが容易にできる。すなわち、モータ負荷の脈動の１回転あたりのピーク数が複数である場合に比べ、溶接部３１４を設ける箇所を容易に設定できる。
　上記第１,第２実施形態では、１シリンダ構造の圧縮機について説明したが、２シリンダ構造の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
　また、上記第１,第２実施形態では、ロータリ圧縮機について説明したが、揺動型圧縮機やスクロール圧縮機などのモータ負荷が脈動する圧縮機にこの発明を適用してもよい。
　また、上記第１実施形態では、溶接部を除いてコア片１１１ａ～１１１ｆが連結部１１３を介して連結された帯状のステータ板１１０をステータコア１０５に用いた圧縮機について説明したが、ステータコアはこれに限らず、溶接部を除いて複数のコア片が蝶番などを介して連結されたステータ板を用いてもよい。このことは、上記第２実施形態においても同様である。
　また、上記第１,第２実施形態では、永久磁石埋め込み型のモータを備えた圧縮機について説明したが、リラクタンスモータなどの他の構成のモータでもよい。
　この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１,第２実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１,第２実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
　また、この発明の圧縮機は、
　圧縮機構部と、
　上記圧縮機構部を駆動するモータと
を備え、
　上記モータは、複数のコア片が環状に連結されたステータコアを有し、
　上記モータのトルクリップルがピークのときに上記ステータコアに磁束密度が低い領域と磁束密度が高い領域が形成され、
　上記ステータコアは、上記モータのトルクリップルがピークでかつ上記モータの負荷の脈動がピークであるときの上記磁束密度が低い領域内において、または、上記モータのトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークが上記モータの負荷の脈動のピークに隣接するときの上記磁束密度が低い領域内において、上記複数のコア片が連結された箇所のうちの少なくとも１箇所が溶接された溶接部を有する一方、上記磁束密度が高い領域内に溶接された箇所がない構成としていることを特徴とする。
　上記構成によれば、モータのトルクリップルがピークでかつモータの負荷の脈動がピークのときにステータコアの磁束密度が低い領域内において溶接部を設けるか、または、モータのトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークがモータの負荷の脈動のピークに隣接するときにステータコアの磁束密度が低い領域内において溶接部を設けることにより、ステータコアの溶接部において磁束に対する影響が少なくなる一方で、溶接部があると影響の大きいステータコアの磁束密度の高い領域には溶接部を設けていないので、モータ駆動時に効率低下や異音が発生を効果的に抑制できる。
　また、一実施形態の圧縮機では、
　上記ステータコアの上記溶接部は１つである。
　上記実施形態によれば、ステータコアの溶接部を１つにすることによって、溶接工程を少なくできると共に、磁束に対する影響をより確実に低減できる。
　また、一実施形態の圧縮機では、
　上記モータの負荷の脈動のピークは、上記モータのロータの１回転あたり１つである。
　上記実施形態によれば、モータの負荷の脈動のピークが、モータのロータの１回転あたり１つであるので、モータのトルクリップルがピークでかつモータの負荷の脈動がピークのとき(またはモータのトルクリップルがピークでそのトルクリップルのピークがモータの負荷の脈動のピークに隣接するとき)に形成されるステータコアの磁束密度が低い領域と磁束密度が高い領域のパターンが１つに特定され、そのときの磁束密度が低い領域内において溶接部を設けることが容易にできる。すなわち、モータの負荷の脈動のピークが、ロータの１回転あたり複数ある場合に比べ、溶接部を設ける箇所を容易に設定できる。
１…密閉容器
２…圧縮機構部
３,２０３…モータ
５,２０５…ステータ
６,２０６…ロータ
７…ハウジング
９…油溜まり部
１０…アキュームレータ
１１…吸入管
１２…駆動軸
１３…吐出管
２１…シリンダ
２２…シリンダ室
２２ａ…吸入室(低圧室)
２２ｂ…吐出室(高圧室)
２５…ブッシュ
２６…偏心軸部
２７…ローラ
２８…ピストン
３１…吐出弁
３５…ボルト
４０…マフラカバー
４２…マフラ室
４３…孔部
５０…端板部材
５１…本体部
５１ａ…吐出口
５２…ボス部
６０…端板部材
６１…本体部
６２…ボス部
１０５,３０５…ステータコア
１０５ａ,３０５ｂ…ティース
１１０…ステータ板
１１１ａ～１１１ｆ…複数のコア片
１１２ａ～１１２ｆ…ティース部
１１３…連結部
１１４,３１４…溶接部
１２０…コイル

Claims (4)

  1. 　圧縮機構部(２)と、
    　上記圧縮機構部(２)を駆動するモータ(３,２０３)と
    を備え、
    　上記モータ(３,２０３)は、複数のコア片(１１１ａ～１１１ｆ)が環状に連結されたステータコア(１０５,３０５)を有し、
    　上記ステータコア(１０５,３０５)は、上記モータ(３,２０３)の負荷の脈動がピークであるときの上記ステータコア(１０５,３０５)全体の平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内において、上記複数のコア片(１１１ａ～１１１ｆ)が連結された箇所のうちの少なくとも１箇所が溶接された溶接部(１１４,３１４)を有する一方、上記平均の磁束密度よりも磁束密度が高い領域内に溶接された箇所がない構成としていることを特徴とする圧縮機。
  2. 　請求項１に記載の圧縮機において、
    　上記ステータコア(１０５,３０５)は、上記モータ(３,２０３)の負荷の脈動がピークでかつ上記モータ(３,２０３)のトルクリップルがピークであるときの上記平均の磁束密度よりも磁束密度が低い領域内において、上記溶接部(１１４,３１４)を有することを特徴とする圧縮機。
  3. 　請求項１または２に記載の圧縮機において、
    　上記ステータコア(１０５,３０５)の上記溶接部(１１４,３１４)は１つであることを特徴とする圧縮機。
  4. 　請求項１から３までのいずれか１つに記載の圧縮機において、
    　上記モータ(３,２０３)の負荷の脈動のピークは、上記モータ(３,２０３)のロータ(６,２０６)の１回転あたり１つであることを特徴とする圧縮機。
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