WO2018012024A1 - モータおよびモータ搭載機器 - Google Patents

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俊輔 薬師寺
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三菱重工業株式会社
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    • 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
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    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/12—Vibration

Definitions

  • the present invention relates to a motor (electric motor) and a motor-equipped device such as an electric compressor equipped with the motor.
  • the motor generates vibration as the rotor rotates relative to the stator.
  • the stator outer peripheral portion is welded to the case at three points that are equally spaced in the circumferential direction, and even at the second height below the first height, The outer periphery of the stator is welded to the case at three welding points that are equally spaced in the circumferential direction. Then, the three welding points of the first height and the second height are positioned so that one welding point at the second height is located between two welding points adjacent in the circumferential direction at the first height. Three welding points are shifted.
  • the plurality of welding points are relatively shifted in the circumferential direction at the first height and the second height, which are different in height, so that the vibration of the motor is changed between the height direction and the circumferential direction. It is said that the vibration can be reduced because it is distributed to the case and transmitted to the case.
  • the motor vibrates in a vibration mode according to its own natural frequency.
  • the vibration mode can be classified into a plurality of modes having different frequencies and orders, and FIG. 2 shows an example of the vibration mode.
  • the order (N) corresponds to the number of antinodes A in the vibration mode.
  • N 2 is minimized, and when the frequency is increased, a higher-order vibration mode is superimposed.
  • the vibration mode also rotates, and the position of the antinode A having a relatively large amplitude changes in the circumferential direction.
  • the antinode A is located at the junction between the stator and the case, the amount of vibration transmitted from the motor to the case is large.
  • an object of the present invention is to provide a motor and a motor-equipped device capable of further suppressing vibration transmission from a joint portion between a stator and a case and reducing noise.
  • a motor according to the present invention includes a rotor coupled to a shaft, a stator that surrounds the rotor, and a case that accommodates the rotor and the stator, and the stator includes a plurality of joints distributed in the circumferential direction of the stator. The part is joined to the case. And when the present invention assumes a plurality of antinodes distributed in the circumferential direction with respect to the second, third, or fourth vibration mode, one of the plurality of antinodes is one of the plurality of antinodes. At the same time when one is located, the positions in the circumferential direction of the plurality of joints are determined such that no other antinodes are located at other joints.
  • vibration antinodes distributed in the circumferential direction at intervals of 0 °, 90 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 270 ° are assumed as the plurality of antinodes. .
  • a plurality of joints can be distributed in the axial direction of the stator in addition to the circumferential direction.
  • the other joint has another According to one solution that satisfies the condition where the antinode is not located, the positions of the plurality of joints in the circumferential direction are determined, and at the second position in the axial direction of the stator, according to another solution that satisfies the above conditions, The position in the circumferential direction can be determined.
  • a motor-equipped device includes the above-described motor and a device main body driven by the motor.
  • the device body is, for example, a compression mechanism that compresses fluid.
  • the member provided in the case is located between adjacent members in the circumferential direction among the plurality of joint portions.
  • the device main body is a compression mechanism that is housed in a case together with the rotor and the stator and compresses the refrigerant
  • the member is a gas-liquid separator that separates the refrigerant into a gas phase and a liquid phase.
  • the pipe is a pipe that supplies a gas phase from a gas-liquid separator to a compression mechanism.
  • the angles (0 °, 90 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 270 °) of the positions of the antinodes of the vibration modes of the order that are likely to be connected to noise are considered.
  • the positions of the plurality of joints are determined so that the antinodes do not coincide with two or more joints at the same time, the transmission of vibration from the motor to the case is suppressed, and the vibration of the motor is reduced. The resulting noise can be reduced.
  • (A) And (b) is a figure which shows the electric compressor which concerns on embodiment of this invention.
  • (A) is a longitudinal cross-sectional view of an electric compressor.
  • (B) is a sectional view taken along line Ib-Ib in (a).
  • (A)-(c) is a figure which shows the vibration mode of a motor. It is a figure which shows the position of the some junction part distributed in the circumferential direction. It is a figure for demonstrating an example of the process which calculates
  • (A) is a figure which shows the example of the junction part by shrink fitting.
  • (B) is a figure which shows the example in which the junction part is distributed also in the axial direction of a stator.
  • (A)-(c) is a figure which shows the example in which the some junction part exists in the position where the axial direction of a stator differs, respectively. It is a figure which shows the structure of the prior art example in which a some junction part is located at equal intervals.
  • an electric compressor 1 will be described as an example of a device on which the motor 2 is mounted.
  • An electric compressor 1 shown in FIGS. 1A and 1B includes a motor 2, a rotary type compression mechanism 3 that compresses refrigerant (fluid) by being driven by the motor 2, and the motor 2 and the compression mechanism 3. And a gas-liquid separator 5 supported by the case 4.
  • the case 4 has a cylindrical peripheral wall 41.
  • the electric compressor 1 is a component of a refrigerant circuit that constitutes an air conditioner, a refrigerator, or the like.
  • the electric compressor 1 may include another compression mechanism that compresses the refrigerant, for example, a scroll compression mechanism.
  • the type of the motor 2 is not particularly limited.
  • a permanent magnet 22M (FIG. 1B) is embedded in the rotor 22 of the motor 2 of the present embodiment.
  • the stator 21 surrounding the rotor 22 is provided with a stator coil 21C (FIG. 1B).
  • the motor 2 is a vibration source.
  • the vibration of the motor 2 is transmitted to the case 4 that supports the stator 21.
  • the noise radiated from the case 4 excited by the vibration transmitted from the motor 2 is reduced by appropriately determining the location where the stator 21 is joined to the case 4.
  • the stator 21 is joined to the peripheral wall 41 of the case 4 surrounding the outer peripheral portion of the stator 21 at a plurality of locations (P).
  • a plurality of joints P where the stator 21 is joined to the peripheral wall 41 are distributed at intervals in the circumferential direction (D1) of the stator 21.
  • the stator 21 is welded (spot welded) to the case 4 by resistance heating by overlapping a peripheral wall 41 of the case 4 on the outer periphery of the stator 21 and applying a local current while applying pressure.
  • spot welding iron loss can be reduced by reducing the compressive residual stress, so that the efficiency of the motor 2 can be improved.
  • stator 21 can be locally joined to the case 4 by projection welding, friction stir spot joining, or the like.
  • the stator 21 may be joined to the case 4 by shrink fitting, pressure welding, or the like.
  • the stator 21 is also attached to the case 21 when the tip of the protrusion 21B between the groove 21A and the groove 21A through which the refrigerant passes is shrink-fitted into the case 4. 4 is locally joined in the circumferential direction.
  • FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) which is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib of FIG. 1 (a)
  • the stator 21 is positioned at a predetermined height in the axial direction.
  • the joint P is located at the place.
  • the joints P should be selected at two or more locations distributed in the circumferential direction (D1). Can do.
  • the motor 2 vibrates so as to repeatedly expand and contract in the radial direction from the shaft center around the shaft center, and has the largest amplitude at the position of the antinode A.
  • FIG. 2B shows a third-order vibration mode with three antinodes A
  • FIG. 2C shows a fourth-order vibration mode with four antinodes A. ing.
  • the frequency increases in the order of (a), (b), and (c).
  • the plurality of antinodes A are distributed at equal intervals in the circumferential direction of the stator 21 (at equal angles with respect to the axis). If an arbitrary position in the circumferential direction of the stator 21 is 0 °, in (a), there are antinodes A at 0 ° and 180 °, and in (b), there are antinodes A at 0 °, 120 °, and 240 °. , (C), there is a belly A at 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °.
  • the vibration mode of the motor 2 shows the same tendency as in FIGS. 2A to 2C even if the configuration and size of the motor 2 are different. Illustrations of higher-order vibration modes corresponding to frequencies higher than the frequencies corresponding to FIGS. 2A to 2C are omitted.
  • the position of the joint P is determined in consideration of the vibration modes from the second to the fourth order (N is from 2 to 4) corresponding to the relatively low frequency, which is likely to cause noise because the sound pressure level is high. Shall be selected.
  • the vibration amplitude is largest at the position of the antinode A, when the antinode A is located at the joint P, the amount of vibration transmission from the motor 2 to the case 4 is large. Since the vibration mode is also rotated with the rotation of the motor 2, the antinode A of any vibration mode always arrives at each joint P. However, if the positions of the plurality of joints P are set at, for example, equal intervals without considering the vibration mode, the plurality of joints (Z) shown in FIG. The position of the antinode A in the vibration mode matches, and the amount of vibration transmission becomes large.
  • the vibration mode is taken into consideration, and the vibration A is prevented from being transmitted from the motor 2 to the case 4 by avoiding the antinode A being simultaneously positioned at the plurality of joints P.
  • the positions of the antinodes A of the vibration mode that are superimposed on the basis of 0 ° in FIGS. 2A to 2C are summarized, and the angles of the antinodes A are enumerated, 0 °, 90 °, 120 °, 180 °. 240 ° and 270 °.
  • the position of each joint P of the present embodiment is determined.
  • the angle at which any one of the straight lines t1 to t6 is individually changed up and down, the angle of the other straight lines and the display of the circled numbers “1” to “6” change according to appropriate calculation, and the straight line Whether or not the above condition is satisfied can be visually confirmed by the positional relationship between t1 to t6 and the encircled numbers.
  • the calculation sheet as shown in FIG. 4 can be created using, for example, spreadsheet software.
  • the positions of the joints P1 to P6 can be determined so as to have an angle interval of the straight lines t1 to t6 shown in FIG.
  • the straight line t1 indicates the timing at which one of the angles of the antinode A listed above (0 °, 90 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 270 °) coincides with the joint P1.
  • the straight line t1 indicates the timing at which one of the listed angles of the antinode A coincides with the joint P2
  • the straight line t2 indicates the same timing.
  • the straight line t3, the straight line t4, the straight line t5, and the straight line t6 correspond to the joint part P3, the joint part P4, the joint part P5, and the joint part P6, respectively.
  • a circled number “1” shown in FIG. 4 indicates the positions of the joints P1 to P6 at the timing when one of the antinodes A coincides with the joint P1.
  • “1” on the straight line t1 indicates the position of the joint P1
  • the other “1” indicates the positions of the joints P2 to P6.
  • the circled numeral “2” indicates the position of each of the joints P1 to P6 at the timing when one of the antinodes A coincides with the joint P2.
  • “2” on the straight line t2 indicates the position of the joint P2, and the other “2” indicates the positions of the joints P1, P3 to P6.
  • FIG. 4 shows the angle at which the straight lines t1 to t6 are located (see the right end of FIG. 4) is “two or more simultaneously.
  • This is one solution that satisfies the condition that the antinode A is not located at the joint P (FIG. 4 shows pattern f in the table below). That is, the positions of the six joints P1 to P6 are set at intervals of angles (0 °, 40 °, 80 °, 140 °, 210 °, and 290 °) at which the straight lines t1 to t6 shown in FIG. 4 are respectively located. Can be determined.
  • FIG. 3 shows the positions of the joints P1 to P6 determined according to another solution obtained by changing the angles of the straight lines t1 to t6 (pattern a in the table below). Examples of combinations of angles of the joints P1 to P6 including other solutions are shown below.
  • the joint portions P1 to P6 define an arbitrary reference position of 0 °, and can be set at any angular interval of the patterns a to f shown in the above table.
  • the joints P1 to P6 do not have to be strictly positioned at the above-mentioned angle, and the position of each joint P may have a width of about 10 °, for example.
  • the circumferential positions of the joints P1 to P6 can be determined using the calculation sheet of FIG. 4 or according to a solution obtained by another appropriate method.
  • the position of each joint P is determined in accordance with the solution of the positions of the joints P that satisfies the same condition as in the case of six. Can do.
  • an angle is selected by the number of the joints P from the six angles of the pattern in the above table, and the circumferential direction of the joints P is selected at intervals of the selected angles.
  • the position can be determined. For example, when there are three joints P, the positions of the joints P may be determined at intervals of 0 °, 135 °, and 278 ° selected from the six angles of the pattern a. Also in the examples shown in FIGS. 5A and 5B, the positions of the plurality of joints P distributed in the circumferential direction can be similarly determined.
  • the abdomen A coincides with one joint P
  • the number of the joints P is large, When the region that can be provided is limited to the circumferential direction, a small number (for example, a few) of the remaining joints P, at the same time when the antinode A coincides with one joint P It is allowed that the belly A coincides with the part P.
  • the case 4 is provided with a suction pipe 51 extending from the gas-liquid separator 5 and a stay 52 that supports the tank of the gas-liquid separator 5 as shown in FIG.
  • the position of the stay 52 is indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the circumferential position of the suction pipe 51 is the same as that of the stay 52.
  • the position X where the stay 52 and the suction pipe 51 are provided has a plurality of joints P. It is preferable that it is located between those adjacent to each other, particularly in the middle thereof. If the joint P to the position X are separated in the circumferential direction, the vibration transmission amount transmitted from the stator 21 to the gas-liquid separator 5 through the stay 52 and the suction pipe 51 can be reduced. Considering this, the circumferential positions of the joints P1 to P6 may be determined so that the position X is located between the adjacent joints P, particularly in the middle thereof.
  • the plurality of legs 42 (FIG. 1A) provided at the bottom of the case 4 are locally joined to the positions in the circumferential direction and the inner periphery of the case 4 by spot welding, shrink fitting, or the like.
  • the positions of the joints P1 to P6 can be determined in consideration of the joint position of the cylinder 32 and the like of the compression mechanism 3 in the same manner as the position X described above.
  • a plurality of joints P are distributed in the axial direction of the stator 21.
  • the stator 21 is placed in the case 4 at a plurality of axial positions (heights). Can be joined.
  • the joints P1 to P6 at the first position S1 whose positions are selected in one pattern and the joints P1 to P6 at the second position S2 whose positions are selected in the same pattern are used.
  • the phase is shifted.
  • the joints P1 to P6 at the first position S1 are positioned at intervals of 0 °, 40 °, 80 °, 140 °, 250 °, and 290 ° according to the pattern e shown in Table 1.
  • the joints P1 to P6 at the second position S2 are positioned at intervals of 30 °, 70 °, 110 °, 170 °, 280 °, and 320 ° with the phase advanced by 30 °.
  • the positions of the six joints P at the first position S1 and the positions of the six joints P at the second position S2 are the above-described patterns a to f shown in Table 1. Are determined based on different patterns. Even if it does in this way, when the antinode A corresponds to the junction part P of 1st position S1, it can avoid that the antinode A corresponds to the junction part P of 2nd position S2, or can reduce the opportunity to match. Therefore, the amount of vibration transmitted from the stator 21 to the case 4 can be suppressed.
  • an antinode of a second, third, or fourth order vibration mode is assumed.
  • the aggregated angles (0 °, 120 °, 180 °, 240 °) are assumed as the positions of the plurality of antinodes A only in the second and third vibration modes.
  • a plurality of antinodes A are not located at the other joints P. The position in the circumferential direction of the joint P can be determined.
  • the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as long as it does not depart from the gist of the present invention.

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Abstract

ステータとケースとの接合部からの振動伝達をより一層抑えて騒音を低減することが可能なモータおよびモータ搭載機器を提供すること。モータ２は、シャフト６に結合されるロータ２２と、ロータ２２を包囲するステータ２１と、ロータ２２およびステータ２１を収容するケース４とを備えている。ステータ２１は、ステータ２１の周方向Ｄ１に分布している複数の接合部Ｐでケース４に接合されている。２次、３次、または４次の振動モードに関して周方向Ｄ１に分布している複数の腹を想定すると、複数の接合部Ｐのうちの一つに複数の腹Ａのうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部Ｐに他の腹Ａが位置していないように、複数の接合部Ｐの周方向Ｄ１における位置が定められている。

Description

モータおよびモータ搭載機器
　本発明は、モータ（電動機）、およびモータが搭載された電動圧縮機等のモータ搭載機器に関する。
　モータは、ステータに対するロータの回転に伴い振動を発生する。モータの振動に起因する騒音を低減するため、モータから外部へと振動が伝達されるのを抑制したい。
　そのためには、ステータの外周部がケースに接合される面積を小さくするとよい。したがって、ステータとケースとの接合方法としては、ステータの外周部とケースの内周部とを周方向の広範囲に亘り接合する方法（例えば、焼きばめ）を採用するよりも、ステータの周方向に分布した複数の箇所での点接合を採用することが好ましい（例えば、特許文献１）。
　特許文献１では、モータの軸方向の第１高さにおいて、周方向に等間隔をおいた３点でステータ外周部をケースに溶接するとともに、第１高さよりも下方の第２高さでも、周方向に等間隔をおいた３つの溶接点でステータの外周部をケースに溶接している。そして、第１高さにおいて周方向に隣接する２つの溶接点の中間に、第２高さにおける１つの溶接点が位置するように、第１高さの３つの溶接点と第２高さの３つの溶接点とをシフトさせている。
　特許文献１によれば、高さの異なる第１高さと第２高さとで、複数の溶接点を相対的に周方向にシフトさせていることで、モータの振動が高さ方向と周方向とに分散されてケースに伝達されるので、振動を低減できるとされている。
特開２００８－２５５８０８号公報
　モータは、それ自身が持つ固有周波数に応じた振動モードで振動する。振動モードは、周波数および次数の異なる複数のモードに区分でき、図２に振動モードの一例を示す。次数（Ｎ）は、振動モードの腹Ａの数に相当する。
　振動モードは、Ｎ＝２を最小として、周波数が上がると、高い次数の振動モードが重畳する。モータの回転に伴い、振動モードも回転し、相対的に振幅が大きい腹Ａの位置が周方向に変化する。腹Ａが、ステータとケースとの接合点に位置している時に、モータからケースへの振動伝達量が大きい。
　モータの磁気加振力は回転しており、振動モードも回転することになるため、接合点に腹の位置が巡ってくることは避けられない。しかし、周方向に分布する複数の接合点にそれぞれ、同じく周方向に分布する複数の腹の位置が同時に一致するとしたら、一つの接合点に腹の一つが一致する場合と比べて振動伝達量が増加してしまう。特許文献１では、第１高さでも第２高さでも、図７に示すように、３つの溶接点Ｚが等間隔に位置しているため、同じく等間隔に位置する、図２（ｂ）の振動モードにおける３つの腹Ａの位置が、図７に二点鎖線で示すように、３つの溶接点Ｚに同時に一致するタイミングがある。モータのロータが１回転する間に、３つの溶接点Ｚに同時に腹Ａの位置が一致するタイミングが、第１高さと第２高さとに関して合計２回あり、その度に、振動が腹の位置で各接合点を介して外部に伝達されてしまう。
　以上より、本発明は、ステータとケースとの接合部からの振動伝達をより一層抑えて騒音を低減することが可能なモータおよびモータ搭載機器を提供することを目的とする。
　本発明のモータは、シャフトに結合されるロータと、ロータを包囲するステータと、ロータおよびステータを収容するケースと、を備えており、ステータは、ステータの周方向に分布している複数の接合部でケースに接合されている。
　そして、本発明は、２次、３次、または４次の振動モードに関して周方向に分布している複数の腹を想定すると、複数の接合部のうちの一つに複数の腹のうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部に他の腹が位置していないように、複数の接合部の周方向における位置が定められていることを特徴とする。
　本発明のモータでは、複数の腹として、０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°の間隔で周方向に分布している振動の腹が想定されていることが好ましい。
　本発明のモータにおいて、複数の接合部を、周方向に加えてステータの軸方向にも分布させることができる。
　本発明のモータにおいて、ステータの軸方向の第１位置では、複数の接合部のうちの一つに複数の腹のうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部に他の腹が位置していない条件を満たす一つの解に従って、複数の接合部の周方向における位置を定め、ステータの軸方向の第２位置では、上記条件を満たす別の解に従って、複数の接合部の周方向における位置を定めることができる。
　本発明のモータ搭載機器は、上述のモータと、モータにより駆動される機器本体と、を備えることを特徴とする。
　本発明のモータ搭載機器において、機器本体は、例えば、流体を圧縮する圧縮機構である。
　本発明のモータ搭載機器において、ケースに備えられる部材は、複数の接合部のうち周方向において隣り合うもの同士の間に位置することが好ましい。
　本発明のモータ搭載機器において、機器本体は、ロータおよびステータと共にケースに収容され、冷媒を圧縮する圧縮機構であり、部材は、冷媒を気相と液相とに分離させる気液分離器をケースに支持する支持部、あるいは気液分離器から気相を圧縮機構に供給する配管であることが好ましい。
　本発明によれば、後述するように、騒音に繋がり易い次数の各振動モードの腹の位置を集約した角度（０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°）を考慮し、極力、同時に２以上の接合部に腹が一致しないように複数の接合部の位置が定められていることにより、モータからケースへと振動が伝達されるのを抑制し、モータの振動に起因する騒音を低減することができる。
（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電動圧縮機を示す図である。（ａ）は、電動圧縮機の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、モータの振動モードを示す図である。 周方向に分布した複数の接合部の位置を示す図である。 条件を満たす複数の接合部の位置を求めるプロセスの一例を説明するための図である。 （ａ）は、焼きばめによる接合部の例を示す図である。（ｂ）は、ステータの軸方向にも接合部が分布している例を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、ステータの軸方向の異なる位置にそれぞれ複数の接合部が存在する例を示す図である。 複数の接合部が等間隔に位置する従来例の構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
　本実施形態では、モータ２が搭載された機器の一例として、電動圧縮機１について説明する。
　図１（ａ）および（ｂ）に示す電動圧縮機１は、モータ２と、モータ２により駆動されることで冷媒（流体）を圧縮するロータリー式の圧縮機構３と、モータ２および圧縮機構３を収容するケース４と、ケース４に支持された気液分離器５とを備えている。ケース４は、円筒状の周壁４１を有する。
　電動圧縮機１は、空気調和機や冷凍機等を構成する冷媒回路の構成要素である。電動圧縮機１は、冷媒を圧縮する他の圧縮機構、例えば、スクロール圧縮機構を備えていてもよい。
　モータ２の種類は特に限定されない。本実施形態のモータ２が有するロータ２２には永久磁石２２Ｍ（図１（ｂ））が埋め込まれている。ロータ２２を包囲するステータ２１にはステータコイル２１Ｃ（図１（ｂ））が設けられている。
　ステータコイル２１Ｃに通電されると、ステータ２１に対してロータ２２が回転する。ロータ２２の回転により、ロータ２２と結合されているシャフト６に回転駆動力が出力される。このシャフト６から伝達される回転駆動力によって圧縮機構３のピストンロータ３１が回転することにより、シリンダ３２内で冷媒が圧縮される。シリンダ３２内には、気液分離器５により液相と分離された気相の冷媒が、気液分離器５から延びた吸入配管５１を通じて吸入される。
　圧縮機構３により圧縮された冷媒は、ロータ２２とステータ２１との間のギャップＧ（図１（ｂ））や、ステータ２１の外周部に形成されている溝２１Ａ（図１（ｂ））を通じてケース４の内部空間の上部へと流れ、吐出配管７（図１（ａ））から冷媒回路へと吐出される。
　さて、電動圧縮機１をはじめとして、モータ２が搭載される機器においては、モータ２が振動源となる。モータ２の振動は、ステータ２１を支持するケース４に伝達される。本実施形態は、ステータ２１をケース４に接合する箇所を適切に定めることで、モータ２から伝達される振動により加振されたケース４から放射される騒音を低減する。
　図１（ｂ）に示すように、ステータ２１は、ステータ２１の外周部を包囲するケース４の周壁４１に複数箇所（Ｐ）で接合されている。ステータ２１が周壁４１に接合されている複数の接合部Ｐは、ステータ２１の周方向（Ｄ１）に間隔をおいて分布している。
　ステータ２１は、ステータ２１の外周部にケース４の周壁４１を重ね、加圧しながら局所的に電流を印加することによる抵抗加熱によりケース４に溶接（スポット溶接）されている。スポット溶接を採用すると、圧縮残留応力の低減により鉄損を低減できるため、モータ２の効率向上を望める。その他、プロジェクション溶接、摩擦撹拌点接合等によりステータ２１をケース４に局所的に接合することができる。
　ステータ２１とケース４との接合面積が周方向において局所的に限定されている限り、焼きばめや圧接等によりステータ２１がケース４に接合されていてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、ステータ２１に、冷媒が通過する溝２１Ａと溝２１Ａとの間の凸条２１Ｂの先端がケース４に焼きばめされる場合も、ステータ２１がケース４に周方向において局所的に接合されている。
　本実施形態では、図１（ａ）と、図１（ａ）のIｂ－Iｂ線断面図である図１（ｂ）に示すように、ステータ２１の軸方向の所定の高さに位置する６箇所に、接合部Ｐが位置している。
　接合部Ｐは、ここでは６つあるが（Ｐ１～Ｐ６）、ステータ２１とケース４との接合強度も考慮して、周方向（Ｄ１）に分布した２箇所以上に接合部Ｐを選定することができる。
　以下、回転するモータ２の振動モードの腹の位置との関係で、ステータ２１からケース４への振動伝達に影響を与える接合部Ｐの周方向位置の選定について説明する。複数の接合部Ｐが、図５（ｂ）に示すようにステータ２１の軸方向に分布している場合も、以下と同様に考えて接合部Ｐの位置を選定すればよい。ステータ２１をケース４に接合する複数の接合部Ｐが、モータ２の同一断面（横断面）に位置している必要はない。
　接合部Ｐの位置を選定するにあたり、図２に示すモータ２の振動モードを考慮する。図２（ａ）は、振動の腹Ａが２つある２次（Ｎ＝２）の振動モードを模式的に示す。モータ２は、軸心を中心に、軸心から径方向に拡大、縮小を繰り返すように振動し、腹Ａの位置で最も振幅が大きい。
　図２（ａ）と同様に、図２（ｂ）は、３つの腹Ａがある３次の振動モードを示し、図２（ｃ）は、４つの腹Ａがある４次の振動モードを示している。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に、周波数が上がる。
　各振動モードにおいて、複数の腹Ａは、ステータ２１の周方向において等間隔に（軸心に対して等角度で）分布している。
　ステータ２１の周方向の任意の位置を０°とすると、（ａ）では、０°と１８０°に腹Ａがあり、（ｂ）では、０°、１２０°、および２４０°に腹Ａがあり、（ｃ）では、０°、９０°、１８０°、および２７０°に腹Ａがある。
　モータ２の振動モードは、モータ２の構成やサイズが異なっていても、図２（ａ）～（ｃ）と同様の傾向を示す。
　図２（ａ）～（ｃ）が対応する周波数よりも高い周波数に対応する、より高次の振動モードの図示は省略している。本実施形態では、音圧レベルが高いため騒音に繋がり易い、比較的低い周波数に対応する２次から４次まで（Ｎが２から４まで）の振動モードを考慮し、接合部Ｐの位置を選定するものとする。
　振動振幅は、腹Ａの位置で最も大きいので、腹Ａが接合部Ｐに位置している時に、モータ２からケース４への振動伝達量が大きい。
　モータ２の回転に伴い振動モードも回転しているため、いずれの振動モードの腹Ａも、各接合部Ｐに必ず到来する。
　しかし、振動モードを考慮することなく、複数の接合部Ｐの位置を例えば等間隔に定めていると、図７に示すように、複数の接合部（Ｚ）にそれぞれ、図２（ｂ）の振動モードの腹Ａの位置が一致し、振動伝達量が大きくなってしまう。
　本実施形態では、振動モードを考慮し、複数の接合部Ｐに同時に腹Ａが位置することを避けることによって、モータ２からケース４へと振動が伝達されるのを抑制する。
　ここで、図２（ａ）～（ｃ）の０°を基準として重畳する振動モードの腹Ａの位置を集約し、腹Ａの角度を列挙すると、０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°である。
　モータ２の回転に伴い腹Ａの位置は変位するから、０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°の間隔で分布している腹Ａを想定し、複数の接合部Ｐのうちの一つに複数の腹Ａの一つが位置しているときと同時には、他の接合部Ｐに他の腹Ａが位置していないように、複数の接合部Ｐの周方向における位置を定めればよい。
　つまり、「同時に２つ以上の接合部Ｐには腹Ａが位置しないこと」の条件を満たすように、各接合部Ｐの位置を定めることが好ましい。
　この条件を満たす解の一つに従い、任意の０°と、０°を起点として周方向Ｄ１の一方側に測った角度である９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°の位置を避けるように、図３に示すように本実施形態の各接合部Ｐの位置が定められている。
　以下、「同時に２つ以上の接合部Ｐには腹Ａが位置しないこと」の条件を満たすように、６つの接合部Ｐの位置を定めるプロセスの一例を説明する。
　図４には、接合部Ｐの数と同じ数（ここでは６つ）の直線ｔ１～ｔ６が引かれている。
　図４に示す０°～３６０°は、ステータ２１の周方向における任意の位置を基準の０°に取ったときの角度である。
　直線ｔ１～ｔ６のうち、任意の一つが位置する角度を個別に上下に変更すると、適宜な計算により、他の直線の角度と、丸囲み数字「１」～「６」の表示が変わり、直線ｔ１～ｔ６と丸囲み数字との位置関係によって、上述の条件を満たすかどうかを視覚的に確認できるようになっている。図４に示すような計算シートは、例えば、表計算ソフトウェア等を用いて作成可能である。
　図４に示された直線ｔ１～ｔ６の角度の間隔となるように、接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を定めることができる。
　直線ｔ１は、接合部Ｐ１に、上記で列挙された腹Ａの角度（０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°）の一つが一致するタイミングを示している。直線ｔ１上は、同一のタイミングを示している。同様に、直線ｔ２は、接合部Ｐ２に、腹Ａの列挙された角度の一つが一致するタイミングを示し、直線ｔ２上は、同一のタイミングを示している。ｔ３以降も同様であり、直線ｔ３、直線ｔ４、直線ｔ５、および直線ｔ６は、それぞれ、接合部Ｐ３、接合部Ｐ４、接合部Ｐ５、および接合部Ｐ６に対応している。
　図４に示す丸囲み数字の「１」により、接合部Ｐ１に腹Ａの一つが一致するタイミングにおける各接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を示している。直線ｔ１上にある「１」は、接合部Ｐ１の位置を示し、その他の「１」は、接合部Ｐ２～Ｐ６のそれぞれの位置を示している。
　同様に、丸囲み数字の「２」により、接合部Ｐ２に腹Ａの一つが一致するタイミングにおける各接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を示している。直線ｔ２上にある「２」は、接合部Ｐ２の位置を示し、その他の「２」は、接合部Ｐ１，Ｐ３～Ｐ６のそれぞれの位置を示している。丸囲み数字の「３」、「４」、「５」、「６」についても同様である。
　いま、図４に示すように、直線ｔ１上に「１」しか位置しておらず、「２」～「６」が位置していないということは、直線ｔ１のタイミング、すなわち接合部Ｐ１に腹Ａの一つが位置する時と同時には、他の接合部Ｐ２～Ｐ６には他の腹Ａのいずれも位置していないことを意味している。
　もし、接合部Ｐ１に腹Ａの一つが位置するタイミングで、他の接合部Ｐ２～Ｐ６のいずれかに腹Ａが位置している場合には、直線ｔ１上に、例えば、「１」と「５」のように、「１」の他に、他の数字が表示される。
　直線ｔ１と同様に、直線ｔ２上に「２」しか位置しておらず、「１」、「３」～「６」が位置していないということは、直線ｔ２のタイミング、すなわち接合部Ｐ２に腹Ａの一つが位置する時と同時には、他の接合部Ｐ１、Ｐ３～Ｐ６のいずれにも腹Ａが位置していないことを意味している。
　直線ｔ３～ｔ６についても同様である。
　図４に示すように、直線ｔ１～ｔ６にそれぞれ、１つの数字しか一致していない場合に、直線ｔ１～ｔ６が位置している角度（図４の右端参照）が、「同時に２つ以上の接合部Ｐには腹Ａが位置しないこと」の条件を満たす一つの解である（図４は下記の表のパターンｆ）。つまり、図４に示す直線ｔ１～ｔ６がそれぞれ位置している角度の間隔（0°、40°、80°、140°、210°、290°）で、６つの接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を定めることができる。
　図３には、直線ｔ１～ｔ６の角度を変更することで得られた別の解に従って定められた、接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を示している（下記の表のパターンａ）。
　その他の解も含め、接合部Ｐ１～Ｐ６の角度の組み合わせのパターン例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　接合部Ｐ１～Ｐ６は、任意の基準位置０°を定め、上記の表に示すパターンａ～ｆのいずれの角度の間隔にも、設定することができる。接合部Ｐ１～Ｐ６は、上記の角度に厳密に位置している必要はなく、各接合部Ｐの位置に、例えば１０°程度の幅を持たせてもよい。
　上記の表の他にも、図４の計算シートを用いたり、他の適宜な方法により求められた解に従って、接合部Ｐ１～Ｐ６の周方向の位置を定めることができる。
　接合部Ｐの数が、６つ未満、あるいは６つ以上であっても、６つの場合と同様に考えて、条件を満たす接合部Ｐの位置の解に従って、各接合部Ｐの位置を定めることができる。接合部Ｐの数が６つ未満である場合は、上記の表の一のパターンの６つの角度から、接合部Ｐの数だけ角度を選び、選んだ角度の間隔で接合部Ｐの周方向の位置を定めることができる。例えば、接合部Ｐが３つの場合は、パターンａの６つの角度から選んだ0°、135°、278°の間隔で、接合部Ｐの位置を定めるとよい。
　図５（ａ）や図５（ｂ）に示す例でも、周方向に分布する複数の接合部Ｐの位置を同様に定めることができる。
　１つの接合部Ｐに腹Ａが一致する時には、極力、他の接合部Ｐのいずれにも腹Ａが一致していないことが好ましいが、接合部Ｐの数が多い場合や、接合部Ｐを設けることのできる領域が周方向に限定されている場合には、１つの接合部Ｐに腹Ａが一致する時と同時に、残りの接合部Ｐのうちの少数（例えば、２，３）の接合部Ｐに腹Ａが一致することも許容される。
　以上により、接合部Ｐ１～Ｐ６の角度の間隔が得られたならば、角度の基準位置（０°）をどこに設定するかを定める。その際には、ケース４に備えられる付属品等の部材の位置を考慮する。例えば、ケース４には、図１（ａ）に示すように、気液分離器５から延びた吸入配管５１が設けられるとともに、気液分離器５のタンクを支持するステー５２が設けられる。ステー５２の位置を、図３に二点鎖線で示す。吸入配管５１の周方向の位置はステー５２と同様である。
　モータ２の振動が気液分離器５へと伝達され、気液分離器５から騒音として放射されるのを抑制するため、ステー５２や吸入配管５１が設けられる位置Ｘが、複数の接合部Ｐの隣り合うもの同士の間、特にその中間に位置していることが好ましい。接合部Ｐから位置Ｘまでが周方向に離れていれば、ステータ２１から、ステー５２や吸入配管５１を通じて気液分離器５へと伝達される振動伝達量を低減できる。
　これを考慮して、位置Ｘが、隣り合う接合部Ｐ同士の間、特にその中間に位置するように、接合部Ｐ１～Ｐ６の周方向の位置を定めるとよい。
　その他、ケース４の底部に設けられる複数の脚４２（図１（ａ））のそれぞれの周方向における位置や、ケース４の内周部にスポット溶接や焼きばめ等により局所的に接合される圧縮機構３のシリンダ３２等の接合位置等をも上記の位置Ｘと同様に考慮して、各接合部Ｐ１～Ｐ６の位置を定めることができる。
　以下に示す本発明の変形例では、複数の接合部Ｐがステータ２１の軸方向に分布している。
　ステータ２１の大きさや、周方向に分布する接合部Ｐの数等によっては、図６（ａ）～（ｃ）に示すように、軸方向の複数の位置（高さ）でステータ２１をケース４に接合することができる。
　図６（ａ）に示す例では、ステータ２１の軸方向の第１位置Ｓ１と、第１位置Ｓ１とは異なる第２位置Ｓ２とに６つずつ（その一部を図示）、接合部Ｐが位置している。
　第１位置Ｓ１における６つの接合部Ｐと、第２位置Ｓ２における６つの接合部Ｐとは、上記のパターンａ～ｆのうちの同一のパターンに基づいて、周方向における位置が定められている。
　第１位置Ｓ１で周方向に分布する接合部Ｐの位置も、第２位置Ｓ２で周方向に分布する接合部Ｐの位置も、上述の条件を満たす解に従って定められていることから、同時に２以上の接合部Ｐに腹Ａが位置することを回避できる。
　図６（ｂ）では、一のパターンで位置が選定された第１位置Ｓ１の接合部Ｐ１～Ｐ６と、それと同一のパターンで位置が選定された第２位置Ｓ２の接合部Ｐ１～Ｐ６との位相をシフトさせている。例えば、第１位置Ｓ１の接合部Ｐ１～Ｐ６が、表１に示した上記のパターンｅに従って、０°、４０°、８０°、１４０°、２５０°、２９０°の間隔で位置しているとすると、第２位置Ｓ２の接合部Ｐ１～Ｐ６は、位相を３０°進めて、３０°、７０°、１１０°、１７０°、２８０°、３２０°の間隔で位置している。
　こうすると、第１位置Ｓ１の接合部Ｐ１に腹Ａが一致した時に、第２位置Ｓ２の接合部Ｐ１に腹Ａが一致しないので、ステータ２１からケース４への振動伝達量を抑えることができる。
　図６（ｃ）に示す例では、第１位置Ｓ１における６つの接合部Ｐの位置と、第２位置Ｓ２における６つの接合部Ｐの位置とが、表１に示した上記のパターンａ～ｆのうちの異なるパターンに基づいて定められている。このようにしても、第１位置Ｓ１の接合部Ｐに腹Ａが一致した時に、第２位置Ｓ２の接合部Ｐに腹Ａが一致することを回避、あるいは一致する機会を減少させることができるので、ステータ２１からケース４への振動伝達量を抑えることができる。
　以上で説明した実施形態および変形例のいずれによっても、騒音に繋がり易い次数の各振動モード（図２（ａ）～（ｃ））の腹Ａの位置を集約した角度（０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°）を想定し、同時に２以上の接合部Ｐに腹Ａが一致しないように各接合部Ｐの位置が定められているため、モータ２からケース４へと、また、ケース４から外部へと振動が伝達されるのを抑制し、モータ２の径方向振動に起因する騒音を低減することができる。
　本発明においては、２次、３次、または４次の振動モードの腹を想定するものとする。但し、４次以上を含まない場合には、２次および３次の振動モードのみにおける複数の腹Ａの位置として、集約された角度（０°、１２０°、１８０°、２４０°）を想定し、複数の接合部Ｐのうちの一つにそれらの腹Ａのうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部Ｐに他の腹Ａが位置していないように、複数の接合部Ｐの周方向における位置を定めることができる。
　上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
１　　　　電動圧縮機（モータ搭載機器）
２　　　　モータ
３　　　　圧縮機構（機器本体）
４　　　　ケース
５　　　　気液分離器
６　　　　シャフト
７　　　　吐出配管
２１　　　ステータ
２１Ａ　　溝
２１Ｂ　　凸条
２１Ｃ　　ステータコイル
２２　　　ロータ
２２Ｍ　　永久磁石
３１　　　ピストンロータ
３２　　　シリンダ
４１　　　周壁
４２　　　脚
５１　　　吸入配管（配管）
５２　　　ステー（支持部）
Ａ　　　　腹
Ｄ１　　　周方向
Ｇ　　　　ギャップ
Ｐ，Ｐ１～Ｐ６　　　接合部
Ｓ１　　　第１位置
Ｓ２　　　第２位置
ｔ１～ｔ６　　　直線
Ｘ　　　　位置

Claims (13)

  1. 　シャフトに結合されるロータと、
    　前記ロータを包囲するステータと、
    　前記ロータおよび前記ステータを収容するケースと、を備え、
    　前記ステータは、前記ステータの周方向に分布している複数の接合部で前記ケースに接合されており、
    　２次、３次、または４次の振動モードに関して前記周方向に分布している複数の腹を想定すると、
    　前記複数の接合部のうちの一つに前記複数の腹のうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部に他の腹が位置していないように、前記複数の接合部の前記周方向における位置が定められている、
    ことを特徴とするモータ。
  2. 　前記複数の腹として、
    　０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、および２７０°の間隔で前記周方向に分布している振動の腹が想定されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記複数の接合部は、
    　前記周方向に加えて前記ステータの軸方向にも分布している、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  4. 　前記複数の接合部は、
    　前記周方向に加えて前記ステータの軸方向にも分布している、
    ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
  5. 　前記ステータの軸方向の第１位置では、
    　前記複数の接合部のうちの一つに前記複数の腹のうちの一つが位置しているときと同時には、他の接合部に他の腹が位置していない条件を満たす一つの解に従って、前記複数の接合部の前記周方向における位置が定められており、
    　前記ステータの前記軸方向の第２位置では、
    　前記条件を満たす別の解に従って、前記複数の接合部の前記周方向における位置が定められている、
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  6. 　請求項１から４のいずれか一項に記載のモータと、
    　前記モータにより駆動される機器本体と、を備える、
    ことを特徴とするモータ搭載機器。
  7. 　請求項５に記載のモータと、
    　前記モータにより駆動される機器本体と、を備える、
    ことを特徴とするモータ搭載機器。
  8. 　前記機器本体は、流体を圧縮する圧縮機構である、
    ことを特徴とする請求項６に記載のモータ搭載機器。
  9. 　前記機器本体は、流体を圧縮する圧縮機構である、
    ことを特徴とする請求項７に記載のモータ搭載機器。
  10. 　前記ケースには、
    　前記複数の接合部のうち前記周方向において隣り合うもの同士の間に位置する部材が備えられている、
    ことを特徴とする請求項６に記載のモータ搭載機器。
  11. 　前記ケースには、
    　前記複数の接合部のうち前記周方向において隣り合うもの同士の間に位置する部材が備えられている、
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のモータ搭載機器。
  12. 　前記機器本体は、前記ロータおよび前記ステータと共に前記ケースに収容され、冷媒を圧縮する圧縮機構であり、
    　前記部材は、
    　前記冷媒を気相と液相とに分離させる気液分離器を前記ケースに支持する支持部、あるいは前記気液分離器から前記気相を前記圧縮機構に供給する配管である、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ搭載機器。
  13. 　前記機器本体は、前記ロータおよび前記ステータと共に前記ケースに収容され、冷媒を圧縮する圧縮機構であり、
    　前記部材は、
    　前記冷媒を気相と液相とに分離させる気液分離器を前記ケースに支持する支持部、あるいは前記気液分離器から前記気相を前記圧縮機構に供給する配管である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のモータ搭載機器。
     
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