WO2018150483A1 - 圧縮機 - Google Patents

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WO2018150483A1
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WO
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stator
sealed container
stator core
back yoke
container
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PCT/JP2017/005453
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English (en)
French (fr)
Inventor
國分　忍
雄介 小河
広康 高橋
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00

Definitions

  • the present invention relates to a compressor in which a cylindrical airtight container and a stator accommodated in the airtight container are fitted and fixed by welding.
  • the silicon steel plate which is the material of the stator
  • the silicon steel plate which is the material of the stator
  • a gas generated by combining a substance such as carbon inside with oxygen is generated.
  • a defect called a blow hole occurs in the welded portion between the sealed container and the stator, and the fixing strength between the stator and the sealed container may be reduced.
  • the present invention is for solving the above-described problems, and provides a compressor in which blowholes are unlikely to occur at a joint portion between a hermetic container and a stator.
  • a compressor according to the present invention includes a cylindrical airtight container, a compression element that is accommodated in the airtight container and compresses refrigerant gas, and an electric motor that is accommodated in the airtight container and drives the compression element.
  • a stator that is fitted and welded to an airtight container, and the stator has an annular back yoke portion and a plurality of teeth portions protruding radially inward from the back yoke portion.
  • the stator core has a recess that forms a sealed space between the sealed container and the back yoke portion at at least one of the outer edges of the back yoke portion, and the sealed container and the stator are A welded portion to be welded is formed through a recess.
  • the stator core has a hollow portion that forms a sealed space between the sealed container and the back yoke portion at at least one position on the outer edge portion of the back yoke portion.
  • a welded portion that welds the stator is formed through the recess. For this reason, bubbles generated during welding easily escape from the welded portion to the recess, and defects called blowholes are unlikely to occur in the welded portion.
  • the hermetic compressor can maintain the fixing strength between the stator and the hermetic container.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 for explaining the position of a recess.
  • It is a top view which shows the 1st electromagnetic steel plate which forms a notch part in an outer periphery part.
  • It is a top view which shows the 2nd electromagnetic steel plate closely_contact
  • FIG. The blowhole formed in the welding part is shown.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of a compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a hermetic compressor 1, and a one-cylinder rotary compressor will be described as an example.
  • the hermetic compressor 1 includes a cylindrical hermetic container 2 composed of an upper container 2 a and a lower container 2 b, a compression element 3 that is accommodated in the hermetic container 2 and compresses refrigerant gas, and the interior of the hermetic container 2. And an electric motor 4 that drives the compression element 3.
  • the compression element 3 and the electric motor 4 are connected by a crankshaft 7, the compression element 3 is accommodated in the lower part of the sealed container 2, and the electric motor 4 is accommodated in the upper part of the sealed container 2.
  • a discharge pipe 8 is connected to the upper container 2a, and a suction connecting pipe 10 to which a suction muffler 9 is attached is connected to the lower container 2b.
  • the discharge pipe 8 is a connection pipe for allowing the high-temperature and high-pressure refrigerant gas in the sealed container 2 compressed by the compression element 3 to flow into the refrigerant pipe.
  • the suction connection pipe 10 is a connection pipe for sending low-temperature and low-pressure refrigerant gas flowing through the suction muffler 9 into the compression element 3.
  • the compression element 3 is fixed inside the sealed container 2 by welding.
  • the compression element 3 houses a rolling piston 13 that fits in the eccentric portion 12 of the crankshaft 7 in the cylinder 11.
  • the cylinder 11 and the rolling piston 13 form a compression chamber while one end of a vane (not shown) reciprocating in a radial direction in a groove provided in the cylinder 11 is in contact with the outer periphery of the rolling piston 13. Openings at both axial ends of the cylinder 11 are closed by a main bearing 14 and a sub-bearing 15.
  • a discharge muffler 16 for silencing the refrigerant gas discharged from the compression element 3 is disposed at the upper part of the main bearing 14, and a muffler discharge hole 17 for discharging the refrigerant gas into the sealed container 2 is provided at the upper part of the discharge muffler 16. ing.
  • the compression element 3 compresses the refrigerant gas when the driving force of the electric motor 4 is transmitted to the compression element 3 via the crankshaft 7.
  • the electric motor 4 includes a stator 5 that is fitted and welded to the sealed container 2, and a rotor 6 that is rotatably provided on the inner peripheral side of the stator 5.
  • a crankshaft 7 that extends downward is attached to the rotor 6.
  • the crankshaft 7 is rotatably supported by the main bearing 14 and the sub bearing 15 and rotates together with the rotor 6.
  • the lead wire 18 of the stator 5 is connected to a glass terminal 19 provided in the upper container 2a in order to supply electric power from the outside of the sealed container.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 2, illustration of the rotor 6 and the crankshaft 7 is omitted in order to describe the sealed container 2 and the stator 5.
  • the stator 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the stator 5 includes a stator core 51 having an annular back yoke portion 53 and a plurality of teeth portions 54 that protrude radially inward from the back yoke portion 53. Further, the stator 5 has a plurality of phases of windings 52 applied to the stator core 51 via an insulator (not shown). Winding 52 is arranged in the gap between adjacent tooth portions 54.
  • the stator core 51 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates made of a high permeability material. Examples of the material of the electromagnetic steel sheet include a silicon steel sheet. Insulators (not shown), which are insulating members, are disposed at the upper and lower ends of the teeth 54 of the stator core 51 in the cylindrical axis direction in order to insulate the teeth 54 of the stator core 51 from the windings 52. The A winding 52 is concentratedly wound around the teeth portion 54 of the stator core 51 via an insulator.
  • the stator core 51 has a recessed portion 55 that forms a sealed space S between the sealed container 2 and the back yoke portion 53 at at least one position on the outer edge portion of the back yoke portion 53.
  • the hollow portion 55 is a portion where a part of the annular stator core 51 in the circumferential direction and the stacking direction (Z-axis direction) is recessed from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
  • the recessed portion 55 is a portion that is recessed from the outer peripheral side of the stator core 51 to the inner peripheral side, but does not penetrate the outer peripheral side and the inner peripheral side of the stator core 51.
  • the hollow portion 55 is formed in the stator core 51 so as to be located in the welded portion 20 where the sealed container 2 and the stator 5 are welded.
  • four recess portions 55 are formed in the circumferential direction of the stator core 51.
  • the formation part of the hollow part 55 is not limited to four places, and may be formed in one place or a plurality of places in the circumferential direction of the stator core 51 depending on the number of the tooth portions 54 included in the stator core 51. Good.
  • one recess portion 55 is formed in the stacking direction (Z-axis direction) of the stator core 51.
  • the formation part of the recessed part 55 is not limited to one place in the lamination direction (Z-axis direction) of the stator core 51, and may be formed in a plurality of places in the lamination direction (Z-axis direction).
  • a space formed by the inner wall of the sealed container 2 and the recessed portion 55 of the stator 5 is configured to be a sealed space S.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 for explaining the position of the recess.
  • the formation position of the recessed part 55 is further demonstrated using FIG.2 and FIG.3.
  • the recess is formed in the back yoke portion 53 between the tooth portion 54 and the adjacent tooth portion 54 in the circumferential direction.
  • the recess 55 includes a first imaginary plane F ⁇ b> 1 that passes through the center O of the stator core 51 and the center in the circumferential direction of the teeth portion 54, and the center O of the stator core 51. It may be formed between the second virtual surface F2 passing through the center in the circumferential direction of the tooth portion 54 adjacent to the first virtual surface F1.
  • the first virtual surface F1 and the second virtual surface F2 are indicated by dotted lines, but the surfaces are formed in a direction perpendicular to the paper surface. Further, the relationship between the first imaginary plane F1 and the second imaginary plane F2 is described with respect to one of the four depressions 55 shown in FIG. 3, but the other three depressions This also applies to 55. Next, the formation method of the hollow part 55 is demonstrated.
  • FIG. 4 is a plan view showing a first electrical steel sheet in which a notch is formed in the outer peripheral edge.
  • FIG. 5 is a plan view showing the second electrical steel sheet in close contact with the inner wall of the sealed container.
  • the stator core 51 is formed by laminating a plurality of first electromagnetic steel plates 51a forming notches 55a on the outer peripheral edge, and is in close contact with the inner wall of the sealed container 2 at both ends in the stacking direction of the laminated first electromagnetic steel plates 51a.
  • the plurality of second electromagnetic steel plates 51b are laminated.
  • the 1st electromagnetic steel plate 51a and the 2nd electromagnetic steel plate 51b are contacting in the both ends of the lamination direction of the laminated
  • the cutout portion 55 a is a portion in which a part of the outer peripheral edge of the first electromagnetic steel plate 51 a formed in an annular shape is cut out.
  • the second electromagnetic steel plate 51b does not have the notch 55a formed by the first electromagnetic steel plate 51a.
  • the recess 55 is formed by stacking a plurality of first electromagnetic steel plates 51a and a plurality of second electromagnetic steel plates 51b on both ends in the stacking direction of the stacked first electromagnetic steel plates 51a. Is formed. That is, the recessed portion 55 is a portion formed by connecting the notched portions 55 a by laminating the electromagnetic steel plates in the stator core 51. As shown in FIG.
  • the stator core 51 is laminated such that both ends of the first electromagnetic steel plates 51a laminated in the lamination direction are in contact with the second electromagnetic steel plates 51b. Therefore, the upper and lower ends of the hollow portion 55 in the lamination direction (Z-axis direction) of the electromagnetic steel plates are closed by the second electromagnetic steel plate 51b.
  • the recessed portion 55 forms a sealed space S between the sealed container 2 and the back yoke portion 53.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view showing a method of fixing the sealed container 2 and the stator 5.
  • a method of fixing the sealed container 2 and the stator 5 will be described.
  • the stator 5 is fitted into the sealed container 2 as shown in FIG. 6A, the stator 5 is welded and fixed to the sealed container 2 as shown in FIG. 6B.
  • the fitting between the sealed container 2 and the stator 5 is preferably press-fitting or shrink fitting.
  • the gap between the sealed container 2 and the stator 5 is a gap fit, the gap between the sealed container 2 and the stator 5 is less than the size of the sputter, which will be described later. Fit the stator 5 together.
  • arc welding such as MAG welding is used.
  • the stator 5 and the sealed container 2 are welded using a welding torch 30 through a weld hole 21 that penetrates the outer peripheral side and the inner peripheral side of the sealed container 2.
  • the welding means between the sealed container 2 and the stator 5 is not limited to arc welding, and other welding means such as laser welding may be used.
  • a winding 52 is wound around the tooth portion 54 via an insulator (not shown), and the winding 52 is coated with an insulating coating material.
  • the insulator and the covering material have a function of electrically insulating the tooth portion 54 and the winding 52.
  • the heat-resistant temperature of the insulator and the covering material is lower than the welding temperature, the insulator and the coating material may be melted by heat generated during welding or may be damaged by moving the winding due to thermal expansion and contraction.
  • the winding 52 is wound so as to be in close contact with the tooth portion 54.
  • the welding part 20 is formed in the back yoke part 53 between the teeth part 54 and the adjacent tooth part 54 in the circumferential direction where the winding 52 is not in contact as shown in FIG.
  • the welded portion 20 includes a first imaginary plane F ⁇ b> 1 that passes through the center O of the stator core 51 and the center in the circumferential direction of the tooth portion 54, and the center O of the stator core 51. It is formed between the second virtual surface F2 passing through the center in the circumferential direction of the tooth portion 54 adjacent to the first virtual surface F1. And the welding part 20 is formed through the hollow part 55.
  • FIG. 7 shows the blowhole formed in the weld.
  • the stator 5 and the sealed container 2 are welded, when the stator 5 is melted, bubbles (gas generated by combining a substance such as carbon inside the material with oxygen) are generated, and a blowhole is formed in the weld 20. A defect called 22 may occur.
  • the blow hole 22 is generated, the fixing strength between the stator and the hermetic container is lowered, so that it is desirable that the blow hole 22 is hardly generated.
  • the welded portion 20 is formed via a hollow portion 55. Therefore, bubbles generated at the time of welding easily escape from the welded portion 20 to the recessed portion 55, and the blowhole 22 is hardly generated in the welded portion 20.
  • the operation of the hermetic compressor 1 will be described.
  • the crankshaft 7 is rotated by driving the electric motor 4
  • the rolling piston 13 in the cylinder 11 is also rotated together with the crankshaft 7.
  • the vane accommodated in the rolling piston 13 rotates eccentrically while moving as a piston.
  • the refrigerant gas enters the compression chamber surrounded by the inner wall of the cylinder 11, the rolling piston 13 and the vane from the suction port of the compression element 3 through the suction connection pipe 10.
  • the refrigerant gas in the compression chamber is compressed as the volume in the compression chamber decreases with the rotation of the rolling piston 13.
  • the compressed refrigerant gas flows into the internal space of the discharge muffler 16 from the discharge port provided in the main bearing 14 through a groove communicating with the inside of the cylinder 11. Then, the refrigerant gas is discharged from the muffler discharge hole 17 into the space A of the sealed container 2 between the electric motor 4 and the compression element 3. The refrigerant gas discharged into the space A reaches the upper part in the sealed container 2 and is discharged from the discharge pipe 8 to the outside of the sealed container 2.
  • the stator core 51 has at least one of the outer edge portions of the back yoke portion 53 that has the recess portion 55 that forms the sealed space S between the sealed container 2 and the back yoke portion 53.
  • a welded portion 20 that is formed at a location and welds the sealed container 2 and the stator 5 is formed via a recess 55. For this reason, bubbles are likely to escape from the welded portion 20 to the recessed portion 55 during welding, and defects called blowholes are less likely to occur in the welded portion 20.
  • the hermetic compressor 1 can maintain the fixing strength between the stator 5 and the hermetic container 2.
  • FIG. 8 is a comparative example of a hermetic compressor in which a weld is provided in the cavity between the stator and the hermetic container.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 8, illustration of the rotor 6 and the crankshaft 7 is omitted in order to describe the welded portion 20 between the sealed container 2 and the stator 5.
  • Parts having the same configuration as those of the hermetic compressor of FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the hermetic compressor 101 is a comparative example of the hermetic compressor 1.
  • the hermetic compressor 101 has a cavity 155 that communicates with the lower space of the hermetic container 102 between the hermetic container 102 and the stator 105, and the welded portion 120 is connected to the cavity 155. It is something to do. That is, the cavity 155 is not a sealed space.
  • the hermetic compressor 101 has a cavity 155 that is not a hermetic space communicating with the lower space of the hermetic container 102 between the hermetic container 102 and the stator 105, and is therefore called a sputter 23 in the inner space of the hermetic container 102 during welding. Melt may scatter. If a melt called spatter 23 scatters in the internal space of the hermetic container 102, this melt enters the inside of the compression element 3 and causes the compression element 3 not to operate.
  • the stator core 51 has a recess 55 that forms a sealed space S between the hermetic container 2 and the back yoke part 53 at least at the outer edge of the back yoke part 53.
  • the welded portion 20 that is formed at one place and welds the sealed container 2 and the stator 5 is formed via a recess 55. Therefore, the hermetic compressor 1 is confined in the sealed space S even if spatter is scattered during welding, and can prevent the spatter from entering the compression element 3.
  • the hermetic compressor 1 is laminated such that both ends of the laminated first electromagnetic steel plates 51a in the lamination direction are in contact with the second electromagnetic steel plates 51b. Therefore, the upper and lower ends of the hollow portion 55 in the lamination direction (Z-axis direction) of the electromagnetic steel plates are closed by the second electromagnetic steel plate 51b.
  • the recessed portion 55 forms a sealed space S between the sealed container 2 and the back yoke portion 53. Therefore, the hermetic compressor 1 is confined in the sealed space S even if spatter is scattered during welding, and can prevent the spatter from entering the compression element 3.
  • the hermetic compressor 1 when the sealed container and the stator are welded on the line connecting the circumferential center of the teeth part and the center of the stator core, heat is transmitted from the teeth part due to the heat generated during welding, and the stator and winding There is a risk that the insulator or the coating layer of the winding between the two will melt or break.
  • the hollow portion 55 is formed in the back yoke portion 53 between the tooth portion 54 and the adjacent tooth portion 54 in the circumferential direction, and is fixed to the hermetic container 2.
  • a welded portion 20 for welding the child 5 is formed through a recess 55.
  • the recessed portion 55 is adjacent to the first virtual surface F1 passing through the center O of the stator core 51 and the center in the circumferential direction of the teeth portion 54, and the center O of the stator core 51 and the first virtual surface F1.
  • the welded portion 20 is formed between the second virtual plane F ⁇ b> 2 passing through the center in the circumferential direction of the tooth portion 54 to be welded, and the welded portion 20 for welding the sealed container 2 and the stator 5 is formed via the recessed portion 55.
  • the distance from the welded portion 20 to the tooth portion 54 is long, and the sealed container 2 is not melted or damaged by the heat generated during welding without melting or breaking the insulator between the stator 5 and the winding 52 and the coating layer of the winding 52.
  • the stator 5 can be welded.
  • the stator core 51 is formed by laminating a plurality of first electromagnetic steel plates 51a that form notches 55a on the outer peripheral edge, and the inner walls of the hermetic container 2 at both ends in the stacking direction of the laminated first electromagnetic steel plates 51a.
  • a plurality of second electromagnetic steel plates 51b that are in close contact with each other are formed by laminating, and the recess 55 is formed by a notch 55a. If the recess 55 is formed in the stator core 51 by machining, the insulating coating of the electromagnetic steel plate of the stator 5 may be peeled off, and current may be passed between the electromagnetic steel plates, reducing the motor efficiency. There is.
  • the stator core 51 is formed by laminating a plurality of first electromagnetic steel plates 51a forming notches 55a on the outer peripheral edge, and is in close contact with the inner wall of the sealed container 2 at both ends in the stacking direction of the laminated first electromagnetic steel plates 51a.
  • the plurality of second electromagnetic steel plates 51b are laminated and the recess 55 is formed by a notch 55a. Therefore, since the insulating coating of the electromagnetic steel sheet is not damaged when forming the recess 55, it is possible to prevent the efficiency of the motor from being lowered.
  • the recessed portion 55 is formed in the back yoke portion 53 between the tooth portion 54 and the adjacent tooth portion 54 in the circumferential direction.
  • the recessed portion 55 is adjacent to the first virtual surface F1 passing through the center O of the stator core 51 and the center in the circumferential direction of the teeth portion 54, and the center O of the stator core 51 and the first virtual surface F1. It is formed between the second virtual plane F2 passing through the center of the teeth portion 54 in the circumferential direction. If there is a cavity on the line connecting the center in the circumferential direction of the tooth portion and the center of the stator core, the cavity becomes a magnetic resistance, which reduces the efficiency of the motor.
  • the hollow portion 55 is formed at the position as described above, and the hollow portion 55 does not become a magnetic resistance, and the efficiency of the motor is not reduced.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be made.
  • a hermetic compressor here, a rotary type compressor is shown as an example.
  • the motor is a hermetic compressor in which the electric motor is placed in a hermetic container, such as a scroll type or a reciprocating type, the compression structure is changed. It doesn't matter.
  • the stator 5 shown in FIG. 2 is formed from one annular stator core 51 that is not divided.
  • the structure of the stator 5 is not limited to that formed from a single annular stator core 51 that is not divided.
  • the stator 5 includes a plurality of substantially T-shaped stator cores. A structure may be adopted in which a plurality of circumferential arrangements are combined in an annular shape.

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Abstract

圧縮機は、筒状の密閉容器と、密閉容器の内部に収容され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素と、密閉容器の内部に収容され圧縮要素を駆動する電動機と、を備え、電動機は、密閉容器と嵌合されて溶接されている固定子を有し、固定子は、環状のバックヨーク部とバックヨーク部から径方向の内側に突出する複数のティース部とを有する固定子コアを有し、固定子コアは、密閉容器とバックヨーク部との間で密閉空間を形成する窪み部をバックヨーク部の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、密閉容器と固定子とを溶接する溶接部が、窪み部を介して形成されているものである。

Description

圧縮機
　本発明は、筒状の密閉容器と、密閉容器の内部に収容される固定子とが嵌合され、溶接により固定されている圧縮機に関するものである。
　従来より、筒状の密閉容器と、密閉容器の内部に収容される固定子とが嵌合され、溶接により固定されている圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、密閉容器と固定子とを溶接する際に、固定子におけるティース部の周方向の中央と固定子コアの中心とを結んだ線上で、密閉容器と固定子とを溶接しているものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００９－０４７０６２号公報 特開２０１０－２３６４２２号公報
　しかしながら、従来の発明では、密閉容器と固定子とを溶接する場合、固定子の素材であるケイ素鋼板が、素材内部に炭素等の不純物を多く含むため、固定子を溶融した際に気泡（素材内部の炭素等の物質が酸素と結合し生じた気体）が発生する場合がある。その結果、密閉容器と固定子との溶接部にブローホールと呼ばれる欠陥が生じ、固定子と密閉容器との固定強度が低下する場合がある。
　そこで、本発明は、上記のよう課題を解決するためのものであり、密閉容器と固定子との接合部に、ブローホールが生じにくい圧縮機を提供するものである。
　本発明に係る圧縮機は、筒状の密閉容器と、密閉容器の内部に収容され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素と、密閉容器の内部に収容され圧縮要素を駆動する電動機と、を備え、電動機は、密閉容器と嵌合されて溶接されている固定子を有し、固定子は、環状のバックヨーク部とバックヨーク部から径方向の内側に突出する複数のティース部とを有する固定子コアを有し、固定子コアは、密閉容器とバックヨーク部との間で密閉空間を形成する窪み部をバックヨーク部の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、密閉容器と固定子とを溶接する溶接部が、窪み部を介して形成されているものである。
　本発明に係る圧縮機は、固定子コアが、密閉容器とバックヨーク部との間で密閉空間を形成する窪み部をバックヨーク部の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、密閉容器と固定子とを溶接する溶接部が、窪み部を介して形成されている。そのため、溶接時に発生する気泡が溶接部位から窪み部に逃げやすく、溶接部にブローホールと呼ばれる欠陥が生じにくい。その結果、密閉型圧縮機は、固定子と密閉容器との固定強度を維持することができる。
本発明の実施の形態１に係る圧縮機の内部を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 窪み部の位置を説明する図１のＡ－Ａ線断面図である。 外周縁部に切り欠き部を形成する第１電磁鋼板を示す平面図である。 密閉容器の内壁に密着した第２電磁鋼板を示す平面図である。 密閉容器２と固定子５との固定方法を示す部分拡大図である。 溶接部に形成されたブローホールを示すものである。 固定子と密閉容器との間の空洞に溶接部を設けた密閉型圧縮機の比較例である。 図８のＢ－Ｂ線断面図である。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の内部を示す断面図である。図１は、密閉型圧縮機１の断面図を表しており、１シリンダ型ロータリ圧縮機を一例として説明する。密閉型圧縮機１は、上部容器２ａと下部容器２ｂとで構成される筒状の密閉容器２と、密閉容器２の内部に収容され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素３と、密閉容器２の内部に収容され圧縮要素３を駆動する電動機４とを備えている。圧縮要素３と電動機４とは、クランクシャフト７で連結され、圧縮要素３が密閉容器２の下部に収容され、電動機４が密閉容器２の上部に収容されている。上部容器２ａには、吐出管８が接続されており、下部容器２ｂにはサクションマフラ９が取り付けられた吸入連結管１０が接続されている。吐出管８は、圧縮要素３によって圧縮された密閉容器２内の高温高圧の冷媒ガスを冷媒配管に流入させるための接続管である。吸入連結管１０は、サクションマフラ９を介して流入する低温低圧の冷媒ガスを圧縮要素３内に送り込むための接続管である。
　圧縮要素３は、密閉容器２の内部に溶接を用いて固定されている。圧縮要素３には、シリンダ１１内にクランクシャフト７の偏心部１２に嵌り合うローリングピストン１３が収納される。シリンダ１１とローリングピストン１３とは、シリンダ１１に設けられた溝内を径方向に往復運動する図示しないベーンの一端がローリングピストン１３の外周に当接しながら圧縮室を形成する。シリンダ１１の軸方向両端の開口部は、主軸受１４および副軸受１５で閉塞されている。主軸受１４の上部は、圧縮要素３から吐出された冷媒ガスを消音する吐出マフラ１６が配置され、吐出マフラ１６の上部には密閉容器２内に冷媒ガスを吐出するマフラ吐出孔１７が設けられている。圧縮要素３は、電動機４の駆動力がクランクシャフト７を介して圧縮要素３に伝達されることで、冷媒ガスを圧縮する。
　電動機４は、密閉容器２と嵌合されて溶接されている固定子５と、固定子５の内周側に回転自在に設けられた回転子６とを有する。回転子６には、下方に延びるクランクシャフト７が取り付けられている。クランクシャフト７は、主軸受１４及び副軸受１５により回転自在に支持され、回転子６と共に回転する。固定子５のリード線１８は、密閉容器外部から電力を供給する為に上部容器２ａに設けられたガラス端子１９に接続される。
　図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。なお、図２では、密閉容器２と固定子５とを説明するために、回転子６とクランクシャフト７との図示を省略している。図１及び図２を用いて、固定子５について説明する。固定子５は、環状のバックヨーク部５３とバックヨーク部５３から径方向の内側に突出する複数のティース部５４とを有する固定子コア５１を有する。また、固定子５は、固定子コア５１にインシュレータ（図示せず）を介して施された複数相の巻線５２を有する。巻線５２は、隣り合うティース部５４の間隙に配置されている。
　固定子コア５１は、高透磁率材料からなる複数枚の電磁鋼鈑が積層されて構成されている。電磁鋼板の素材としては、例えばケイ素鋼板などがある。固定子コア５１のティース部５４の円筒軸方向の上下端には、固定子コア５１のティース部５４と巻線５２とを絶縁するために、絶縁部材であるインシュレータ（図示せず）が配置される。固定子コア５１のティース部５４にはインシュレータを介して巻線５２が集中巻される。
　図１及び図２に示すように、固定子コア５１は、密閉容器２とバックヨーク部５３との間で密閉空間Ｓを形成する窪み部５５をバックヨーク部５３の外縁部の少なくとも１カ所に形成している。窪み部５５は、環状の固定子コア５１の周方向及び積層方向（Ｚ軸方向）の一部が、外周側から内周側に凹んだ部分である。窪み部５５は、固定子コア５１の外周側から内周側に凹んだ部分であるが、固定子コア５１の外周側と内周側とを貫通するものではない。窪み部５５は、密閉容器２と固定子５とが溶接されている溶接部２０に位置するように、固定子コア５１に形成されている。窪み部５５は、図２では、固定子コア５１の周方向に４ヶ所形成されている。なお、窪み部５５の形成箇所は、４ヶ所に限定するものではなく、固定子コア５１が有するティース部５４の数によって、固定子コア５１の周方向において１ヶ所又は複数ヵ所に形成されてもよい。また、窪み部５５は、図１では、固定子コア５１の積層方向（Ｚ軸方向）に１ヶ所形成されている。窪み部５５の形成箇所は、固定子コア５１の積層方向（Ｚ軸方向）において１ヶ所に限定するものではなく、積層方向（Ｚ軸方向）において複数ヵ所に形成されてもよい。密閉容器２の内壁と固定子５の窪み部５５とで形成された空間は、密閉空間Ｓとなるように構成されている。
　図３は、窪み部の位置を説明する図１のＡ－Ａ線断面図である。ここで、窪み部５５の形成位置について、図２及び図３を用いてさらに説明する。図２に示すように、窪み部は、円周方向におけるティース部５４と隣接するティース部５４との間のバックヨーク部５３に形成されている。また、図３に示すように、窪み部５５は、固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央とを通る第１の仮想面Ｆ１と、固定子コア５１の中心Ｏと第１の仮想面Ｆ１に隣接するティース部５４の周方向の中央とを通る第２の仮想面Ｆ２との間に形成されていてもよい。なお、図３において第１の仮想面Ｆ１及び第２の仮想面Ｆ２は点線で示されているが、紙面に対して垂直方向に面が形成されている。また、第１の仮想面Ｆ１及び第２の仮想面Ｆ２との窪み部５５との関係は、図３に示す４つの窪み部５５の１つについて説明しているが、他の３つの窪み部５５についても適用される。次に、窪み部５５の形成方法について説明する。
　図４は、外周縁部に切り欠き部を形成する第１電磁鋼板を示す平面図である。図５は、密閉容器の内壁に密着した第２電磁鋼板を示す平面図である。固定子コア５１は、外周縁部に切り欠き部５５ａを形成する複数の第１電磁鋼板５１ａを積層し、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端に、密閉容器２の内壁に密着した複数の第２電磁鋼板５１ｂを積層して形成されている。なお、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端では、第１電磁鋼板５１ａと第２電磁鋼板５１ｂとが接している。切り欠き部５５ａは、図４に示すように、環状に形成された第１電磁鋼板５１ａの外周縁の一部が切り欠かれた部分である。第２電磁鋼板５１ｂは、図５に示すように、第１電磁鋼板５１ａが形成している切り欠き部５５ａを形成していない。窪み部５５は、積層された複数の第１電磁鋼板５１ａと、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端に複数の第２電磁鋼板５１ｂが積層されることで、切り欠き部５５ａによって形成されている。すなわち、窪み部５５は、固定子コア５１において電磁鋼板を積層することにより切り欠き部５５ａが連なることで形成される部分である。固定子コア５１は、図１に示すように積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端が第２電磁鋼板５１ｂと接して積層されている。したがって、窪み部５５は、電磁鋼板の積層方向（Ｚ軸方向）の上下両端が第２電磁鋼板５１ｂによって塞がれている。そして、窪み部５５は、密閉容器２とバックヨーク部５３との間で密閉空間Ｓを形成する。
　図６は、密閉容器２と固定子５との固定方法を示す部分拡大図である。ここで、密閉容器２と固定子５との固定の仕方について説明する。固定子５は、図６（ａ）に示すように密閉容器２に嵌合された後、図６（ｂ）に示すように密閉容器２に溶接されて固定される。密閉容器２と固定子５との嵌合は、圧入又は焼嵌が望ましい。密閉容器２と固定子５との嵌合を隙間嵌めとする場合には、密閉容器２と固定子５との間の隙間が、後述するスパッタの大きさより小さい隙間となるように密閉容器２と固定子５とを嵌め合わせる。
　密閉容器２と固定子５との溶接手段としては、ＭＡＧ溶接等のアーク溶接が用いられる。例えば、図６（ｂ）に示すように、溶接トーチ３０を用いて、密閉容器２の外周側と内周側とを貫通する溶接孔２１を介して、固定子５と密閉容器２とを溶接する。なお、密閉容器２と固定子５との溶接手段としてはアーク溶接に限定するものではなく、例えば、レーザ溶接等、他の溶接手段を用いてもよい。
　次に、溶接部２０と、固定子５のティース部５４との位置関係について説明する。図２に示すようにティース部５４には巻線５２がインシュレータ（図示せず）を介して巻かれており、巻線５２は絶縁の被覆材でコーティングされている。このインシュレータと被覆材とは、ティース部５４と巻線５２とを電気的に絶縁する機能を有する。しかし、インシュレータと被覆材とは、耐熱温度が溶接の温度よりも低いため、溶接時に発生する熱により溶融し、あるいは、熱膨張収縮によって巻線が移動することで破損する恐れがある。一般に巻線５２は、ティース部５４に対して密着するように巻かれている。固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央を通る第１の仮想面Ｆ１又は第２の仮想面Ｆ２上で固定子５を溶接した場合には、溶接の熱がバックヨーク部５３を介してティース部５４に伝達し、ティース部５４からティース部５４に密着した巻線５２に伝達すしやすい。そのため、固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央を通る第１の仮想面Ｆ１又は第２の仮想面Ｆ２上で固定子５を溶接した場合には、インシュレータあるいは被覆材が熱による影響を受け、溶融あるいは破損する恐れがある。そのため、溶接部２０は、図２のように、巻線５２が接触していない円周方向におけるティース部５４と隣接するティース部５４との間のバックヨーク部５３に形成されている。あるいは、図３に示すように、溶接部２０は、固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央とを通る第１の仮想面Ｆ１と、固定子コア５１の中心Ｏと第１の仮想面Ｆ１に隣接するティース部５４の周方向の中央とを通る第２の仮想面Ｆ２との間に形成されている。そして、溶接部２０は、窪み部５５を介して形成されている。
　図７は、溶接部に形成されたブローホールを示すものである。固定子５と密閉容器２とを溶接する際に、固定子５を溶融した際に気泡（素材内部の炭素等の物質が酸素と結合し生じた気体）が発生し、溶接部２０にブローホール２２と呼ばれる欠陥が生じる場合がある。ブローホール２２が生じると固定子と密閉容器との固定強度が低下するためブローホール２２が生じにくくすることが望ましい。密閉型圧縮機１は、溶接部２０が、窪み部５５を介して形成されている。そのため、溶接時に発生した気泡が溶接部２０から窪み部５５に逃げやすく、溶接部２０にブローホール２２が生じにくい。
　次に、密閉型圧縮機１の動作について説明する。 電動機４の駆動によりクランクシャフト７が回転すると、クランクシャフト７と共にシリンダ１１内のローリングピストン１３も回転する。このローリングピストン１３の回転により、ローリングピストン１３に収納されたベーンがピストン運動しながら偏心的に回転する。この時、冷媒ガスは、吸入連結管１０を介して圧縮要素３の吸入口から、シリンダ１１の内壁、ローリングピストン１３及びベーンにより囲まれた圧縮室内に入る。そして、圧縮室内の冷媒ガスは、ローリングピストン１３の回転に伴って圧縮室内の容積が小さくなるにつれ圧縮されていく。圧縮された冷媒ガスは、シリンダ１１内と連通する溝を介して、主軸受１４に設けられた吐出口から吐出マフラ１６の内部空間に流入する。そして、冷媒ガスは、マフラ吐出孔１７から電動機４と圧縮要素３の間の密閉容器２の空間Ａに吐出される。空間Ａに吐出された冷媒ガスは、密閉容器２内の上部に達し、吐出管８から密閉容器２の外へと吐出される。
　以上のように、密閉型圧縮機１は、固定子コア５１が、密閉容器２とバックヨーク部５３との間で密閉空間Ｓを形成する窪み部５５をバックヨーク部５３の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、密閉容器２と固定子５とを溶接する溶接部２０が、窪み部５５を介して形成されている。そのため、溶接時に気泡が溶接部２０から窪み部５５に逃げやすく、溶接部２０にブローホールと呼ばれる欠陥が生じにくい。その結果、密閉型圧縮機１は、固定子５と密閉容器２との固定強度を維持することができる。
　図８は、固定子と密閉容器との間の空洞に溶接部を設けた密閉型圧縮機の比較例である。図９は、図８のＢ－Ｂ線断面図である。なお、図８では、密閉容器２と固定子５との溶接部２０を説明するために、回転子６とクランクシャフト７との図示を省略している。図１～図７の密閉型圧縮機と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。密閉型圧縮機１０１は、密閉型圧縮機１の比較例であり、密閉容器１０２と固定子１０５との間に密閉容器１０２の下部空間と連通する空洞１５５を有し、空洞１５５に溶接部１２０をするものである。すなわち、空洞１５５は密閉空間ではない。密閉型圧縮機１０１は、密閉容器１０２と固定子１０５との間に密閉容器１０２の下部空間と連通する密閉空間ではない空洞１５５を有するため、溶接時に密閉容器１０２の内部空間にスパッタ２３と呼ばれる溶融物が飛散する場合がある。密閉容器１０２の内部空間にスパッタ２３と呼ばれる溶融物が飛散すると、この溶融物が圧縮要素３の内部に侵入し、圧縮要素３が作動しない原因となる。
　実施の形態１に係る密閉型圧縮機１は、固定子コア５１が、密閉容器２とバックヨーク部５３との間で密閉空間Ｓを形成する窪み部５５をバックヨーク部５３の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、密閉容器２と固定子５とを溶接する溶接部２０が、窪み部５５を介して形成されている。そのため、密閉型圧縮機１は、溶接時にスパッタが飛散しても密閉空間Ｓの中に閉じ込められ、圧縮要素３にスパッタが浸入することを防止することができる。
　また、密閉型圧縮機１は、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端が第２電磁鋼板５１ｂと接して積層されている。したがって、窪み部５５は、電磁鋼板の積層方向（Ｚ軸方向）の上下両端が第２電磁鋼板５１ｂによって塞がれている。そして、窪み部５５は、密閉容器２とバックヨーク部５３との間で密閉空間Ｓを形成している。そのため、密閉型圧縮機１は、溶接時にスパッタが飛散しても密閉空間Ｓの中に閉じ込められ、圧縮要素３にスパッタが浸入することを防止することができる。
　また、ティース部の周方向中央と固定子コアの中心とを結んだ線上で、密閉容器と固定子とを溶接すると、溶接時に発生する熱により、ティース部から熱が伝わり、固定子と巻線との間のインシュレータあるいは巻線の被覆層が、溶融または破損する恐れがある。実施の形態１に係る密閉型圧縮機１は、窪み部５５が、円周方向におけるティース部５４と隣接するティース部５４との間のバックヨーク部５３に形成されており、密閉容器２と固定子５とを溶接する溶接部２０が、窪み部５５を介して形成されている。あるいは、窪み部５５は、固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央とを通る第１の仮想面Ｆ１と、固定子コア５１の中心Ｏと第１の仮想面Ｆ１に隣接するティース部５４の周方向の中央とを通る第２の仮想面Ｆ２との間に形成されており、密閉容器２と固定子５とを溶接する溶接部２０が、窪み部５５を介して形成されている。そのため、溶接部２０からティース部５４までの距離が遠く、溶接時に発生する熱により、固定子５と巻線５２の間のインシュレータ及び巻線５２の被覆層を溶融あるいは破損させることなく密閉容器２と固定子５とを溶接することができる。
　また、固定子コア５１は、外周縁部に切り欠き部５５ａを形成する複数の第１電磁鋼板５１ａを積層し、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端に、密閉容器２の内壁に密着した複数の第２電磁鋼板５１ｂを積層して形成されており、窪み部５５は、切り欠き部５５ａにより形成されている。もし、窪み部５５が、固定子コア５１に機械加工を用いて形成された場合には、固定子５の電磁鋼板の絶縁被膜が剥がれ、電磁鋼板同志で通電し、モータの効率を低下させる恐れがある。固定子コア５１は、外周縁部に切り欠き部５５ａを形成する複数の第１電磁鋼板５１ａを積層し、積層された第１電磁鋼板５１ａの積層方向の両端に、密閉容器２の内壁に密着した複数の第２電磁鋼板５１ｂを積層して形成されており、窪み部５５は、切り欠き部５５ａにより形成されている。そのため、窪み部５５を形成するにあたり、電磁鋼板の絶縁被膜を破損させることがないので、モータの効率の低下を防止することができる。
　また、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１は、窪み部５５が、円周方向におけるティース部５４と隣接するティース部５４との間のバックヨーク部５３に形成されている。あるいは、窪み部５５は、固定子コア５１の中心Ｏとティース部５４の周方向の中央とを通る第１の仮想面Ｆ１と、固定子コア５１の中心Ｏと第１の仮想面Ｆ１に隣接するティース部５４の周方向の中央とを通る第２の仮想面Ｆ２との間に形成されている。もし、ティース部の周方向中央と固定子コアの中心とを結んだ線上に空洞がある場合、空洞が磁気的な抵抗となり、モータの効率を低下させる原因となる。実施の形態１に係る密閉型圧縮機１は、窪み部５５が上記のような位置に形成されており窪み部５５が磁気抵抗とならず、モータの効率を低下させることがない。
　なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態１に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、ここでは密閉型圧縮機の一例として、ロータリ型圧縮機を一例に示したが、スクロール型、レシプロ型等、電動機が密閉容器内に配置される密閉型圧縮機であればその圧縮構造を問わない。また、図２に示す固定子５は、分割されていない１つの環状の固定子コア５１から形成されている。固定子５の構造は、分割されていない１つの環状の固定子コア５１から形成されているものに限定するものではなく、例えば、固定子５は、略Ｔ字形状の複数の固定子コアが周方向に複数配置されて環状に組み合わされて構成される構造であってもよい。
　１　密閉型圧縮機、２　密閉容器、２ａ　上部容器、２ｂ　下部容器、３　圧縮要素、４　電動機、５　固定子、６　回転子、７　クランクシャフト、８　吐出管、９　サクションマフラ、１０　吸入連結管、１１　シリンダ、１２　偏心部、１３　ローリングピストン、１４　主軸受、１５　副軸受、１６　吐出マフラ、１７　マフラ吐出孔、１８　リード線、１９　ガラス端子、２０　溶接部、２１　溶接孔、２２　ブローホール、２３　スパッタ、３０　溶接トーチ、５１　固定子コア、５１ａ　第１電磁鋼板、５１ｂ　第２電磁鋼板、５２　巻線、５３　バックヨーク部、５４　ティース部、５５　窪み部、５５ａ　切り欠き部、１０１　密閉型圧縮機、１０２　密閉容器、１０５　固定子、１２０　溶接部、１５５　空洞。

Claims (4)

  1. 　筒状の密閉容器と、前記密閉容器の内部に収容され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素と、前記密閉容器の内部に収容され前記圧縮要素を駆動する電動機と、
    を備え、
    　前記電動機は、前記密閉容器と嵌合されて溶接されている固定子を有し、
    　前記固定子は、環状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向の内側に突出する複数のティース部とを有する固定子コアを有し、
    　前記固定子コアは、前記密閉容器と前記バックヨーク部との間で密閉空間を形成する窪み部を前記バックヨーク部の外縁部の少なくとも１カ所に形成しており、
    　前記密閉容器と前記固定子とを溶接する溶接部が、前記窪み部を介して形成されている圧縮機。
  2. 　前記窪み部は、円周方向における前記ティース部と隣接する前記ティース部との間の前記バックヨーク部に形成されている請求項１に記載の圧縮機。
  3. 　前記窪み部は、前記固定子コアの中心と前記ティース部の周方向の中央とを通る第１の仮想面と、前記固定子コアの中心と前記第１の仮想面に隣接する前記ティース部の周方向の中央とを通る第２の仮想面との間に形成されている請求項１又は２に記載の圧縮機。
  4. 　前記固定子コアは、外周縁部に切り欠き部を形成する複数の第１電磁鋼板を積層し、積層された前記第１電磁鋼板の積層方向の両端に、前記密閉容器の内壁に密着した複数の第２電磁鋼板を積層して形成されており、
    　前記窪み部は、前記切り欠き部により形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の圧縮機。
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