JP7345562B2 - Stators, motors, compressors, and air conditioners - Google Patents
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Description
本発明は、モータのステータに関する。 The present invention relates to a stator for a motor.
一般に、モータを圧縮機のシェル内に固定するための固定方法として、焼き嵌めなどの固定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In general, a fixing method such as shrink fitting has been proposed as a fixing method for fixing the motor in the shell of a compressor (see, for example, Patent Document 1).
焼き嵌めなどの固定方法でステータが圧縮機のシェルに固定される場合、ステータのヨーク部がシェルに接触する。この場合、ステータのヨーク部に圧縮応力が発生する。この圧縮応力は、ヨーク部における鉄心の透磁率を低下させ、鉄損密度を増加させる。具体的には、ヨーク部における鉄心の透磁率が低下した場合、モータのトルクを一定に維持するためのモータ電流が増加する。これにより、ステータのコイルにおける銅損が増加する。また、鉄心の鉄損密度増加により、同一回転磁界中のステータにおける鉄損が増加する。その結果、モータの効率が低下し、モータの信頼性が低下する。 When the stator is fixed to the shell of the compressor by a fixing method such as shrink fitting, the yoke portion of the stator comes into contact with the shell. In this case, compressive stress is generated in the yoke portion of the stator. This compressive stress reduces the magnetic permeability of the iron core in the yoke portion and increases iron loss density. Specifically, when the magnetic permeability of the iron core in the yoke portion decreases, the motor current for maintaining constant motor torque increases. This increases copper losses in the stator coils. Furthermore, due to the increase in iron loss density of the iron core, iron loss in the stator in the same rotating magnetic field increases. As a result, motor efficiency decreases and motor reliability decreases.
本発明は、以上に述べた課題を解決し、モータの信頼性を向上させることを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems and improve the reliability of the motor.
本発明の一態様に係るステータは、シェルに固定されるステータであって、前記シェルに接触する第１のステータコアと、前記シェルに接触しない第２のステータコアとを備え、前記第１のステータコアは、複数の第１の電磁鋼板で構成されており、前記第２のステータコアは、複数の第２の電磁鋼板で構成されており、前記複数の第１の電磁鋼板の各々の厚さ及び前記複数の第２の電磁鋼板の各々の厚さは、同じ厚さであり、軸方向における前記第１のステータコアの長さをＬ１とし、前記第１のステータコアの重量をＷ１とし、前記軸方向における前記第２のステータコアの長さをＬ２とし、前記第２のステータコアの重量をＷ２としたとき、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。
本発明の他の態様に係るモータは、ロータと、前記ロータの外側に配置された前記ステータとを備える。
本発明の他の態様に係る圧縮機は、前記シェルと、前記シェル内に配置された圧縮装置と、前記圧縮装置を駆動する前記モータとを備える。
本発明の他の態様に係る空気調和機は、前記圧縮機と、熱交換器とを備える。
A stator according to one aspect of the present invention is a stator fixed to a shell, and includes a first stator core that contacts the shell and a second stator core that does not contact the shell, wherein the first stator core is , the second stator core is composed of a plurality of second electromagnetic steel plates, and the thickness of each of the plurality of first electromagnetic steel plates and the plurality of The thickness of each of the second electromagnetic steel sheets is the same, the length of the first stator core in the axial direction is L1, the weight of the first stator core is W1, and the length of the first stator core in the axial direction is L1, the weight of the first stator core is W1, and When the length of the second stator core is L2 and the weight of the second stator core is W2, (W1/L1)<(W2/L2) is satisfied.
A motor according to another aspect of the present invention includes a rotor and the stator disposed outside the rotor.
A compressor according to another aspect of the present invention includes the shell, a compression device disposed within the shell, and the motor that drives the compression device.
An air conditioner according to another aspect of the present invention includes the compressor and a heat exchanger.
本発明によれば、モータの信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, reliability of the motor can be improved.
実施の形態１．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、モータ１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘは、ロータ２の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」とも称する。径方向は、ロータ２又はステータ３の半径方向であり、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。矢印Ａ１は、軸線Ａｘを中心とする周方向を示す。ロータ２又はステータ３の周方向を、単に「周方向」とも称する。
In the xyz orthogonal coordinate system shown in each figure, the z-axis direction (z-axis) indicates a direction parallel to the axis Ax of the
図１は、実施の形態１に係るモータ１の構造を概略的に示す断面図である。
図２は、図１における線Ｃ２－Ｃ２に沿った断面図である。
図３は、図１における線Ｃ３－Ｃ３に沿った断面図である。
モータ１は、ロータ２と、ロータ２の外側に配置されたステータ３とを有する。モータ１は、例えば、永久磁石埋込型電動機などの永久磁石同期電動機（ブラシレスＤＣモータとも称する）である。モータ１は、例えば、ロータリー圧縮機に用いられる。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line C2-C2 in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line C3-C3 in FIG.
The
モータ１は、インバータを有してもよい。モータ１は、インバータによって駆動される。すなわち、モータ１は、例えば、インバータ制御で制御される。
The
〈ロータ２の構造〉
ロータ２の構造について具体的に説明する。
図４は、ロータ２の構造を概略的に示す断面図である。<Structure of
The structure of the
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the
ロータ２は、ロータコア２１と、ロータコア２１に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石２２と、ロータコア２１に取り付けられたシャフト２３とを有する。本実施の形態では、ロータ２は、永久磁石埋込型ロータである。
The
ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２は、軸線Ａｘを中心として回転可能である。軸線Ａｘは、ロータ２の回転中心であり、且つ、シャフト２３の軸線である。
The
ロータ２（具体的には、ロータコア２１の外周面２１ａ）とステータ３との間には、エアギャップが存在する。ロータ２とステータ３との間のエアギャップは、例えば、０．３ｍｍから１ｍｍである。指令回転数に同期した周波数を持つ電流がステータ３のコイル３５に供給されると、ステータ３に回転磁界が発生し、ロータ２が回転する。
An air gap exists between the rotor 2 (specifically, the outer
ロータコア２１は、焼き嵌め、圧入などの固定方法でシャフト２３に固定されている。ロータ２が回転すると、回転エネルギーがロータコア２１からシャフト２３に伝達される。
The
ロータコア２１は、ロータ２の周方向に配列された複数の磁石挿入孔２１１と、シャフト孔２１２と、複数のスリット２１３と、複数の薄肉部２１４とを有する。各磁石挿入孔２１１は、少なくとも１つの永久磁石２２が配置される空隙である。本実施の形態では、各磁石挿入孔２１１には、２つの永久磁石２２が配置されている。ロータ２の１磁極に１つの磁石挿入孔２１１が対応している。
The
本実施の形態では、ロータ２は、６個の磁石挿入孔２１１と１２個の永久磁石２２とを有し、ロータ２の磁極数は、６極である。ただし、ロータ２の磁極数は、６極に限定されない。
In this embodiment, the
ｘｙ平面において、磁石挿入孔２１１の中央部は、軸線Ａｘに向けて突出している。すなわち、ｘｙ平面において、各磁石挿入孔２１１はＶ字形状を持っている。各磁石挿入孔２１１の形状は、Ｖ字形状に限定されるものではなく、例えばストレート形状であってもよい。
In the xy plane, the center portion of the
ロータコア２１は、円筒形の鉄心である。ロータコア２１は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板を持つ。これらの電磁鋼板はカシメで互いに固定されている。複数の電磁鋼板の各々は、予め定められた形状を持つように打ち抜かれている。複数の電磁鋼板の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、複数の電磁鋼板の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
The
複数のスリット２１３は、各磁石挿入孔２１１とロータコア２１の外周面２１ａとの間に設けられている。
The plurality of
ｘｙ平面において、薄肉部２１４は、周方向における各磁石挿入孔２１１の端部とロータコア２１の外周面２１ａとの間に設けられている。すなわち、各薄肉部２１４は、ロータコア２１の一部である。各薄肉部２１４は、隣り合う磁極間の漏れ磁束、すなわち、極間部を通る磁束を抑制する。
In the xy plane, the
シャフト２３は、焼き嵌め、圧入などの方法で、シャフト孔２１２に固定されている。
The
各永久磁石２２は、軸方向に長い平板状の磁石である。磁石挿入孔２１１に配置された各永久磁石２２は、ｘｙ平面において永久磁石２２の長手方向と直交する方向に磁化されている。すなわち、ｘｙ平面において、各永久磁石２２は、各永久磁石２２の短手方向（厚さ方向とも称する）に磁化されている。各永久磁石２２は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、及びボロン（Ｂ）を含む希土類磁石である。
Each
〈ステータ３の構造〉
ステータ３の構造について具体的に説明する。
図５は、ステータ３の構造を概略的に示す断面図である。
図１，２，３，及び５に示されるように、ステータ３は、ステータコア部３０と、ステータコア部３０に固定された少なくとも１つのインシュレータ３４と、各インシュレータ３４に巻き付けられた少なくとも１つのコイル３５と、コイル３５が配置される少なくとも１つのスロット３３とを有する。ステータコア部３０は、円環形状を持つヨーク部３１１と、複数のティース部３１２とを有する。本実施の形態では、ステータコア部３０は、９個のティース部３１２と、９個のスロット３３とを有する。各スロット３３は、互いに隣接するティース部３１２間の空間である。<Structure of
The structure of the
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the
As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5, the
ただし、ティース部３１２の数は９個に限定されない。同様に、スロット３３の数は、９個に限定されない。
However, the number of
本実施の形態では、ロータ２の磁極数とスロット３３の数との比は、２：３であり、ロータ２の磁極数とティース部３１２の数との比も、２：３である。
In this embodiment, the ratio of the number of magnetic poles of the
図５に示される例では、ステータコア部３０は、２つの第１のステータコア３１と、１つの第２のステータコア３２とを有する。２つの第１のステータコア３１及び１つの第２のステータコア３２は、軸方向に積層されている。具体的には、第１のステータコア３１、第２のステータコア３２、及びもう一つの第１のステータコア３１は、この順に積層されている。
In the example shown in FIG. 5, the
図２及び３に示されるように、ｘｙ平面において、複数のティース部３１２は、放射状に位置している。言い換えると、複数のティース部３１２は、ステータコア部３０の周方向に等間隔に配列されている。各ティース部３１２は、ヨーク部３１１からロータ２の回転中心に向けて延びている。言い換えると、各ティース部３１２は、ヨーク部３１１から径方向内側に向けて突出している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
各ティース部３１２は、例えば、径方向に延在する本体部と、本体部の先端に位置しており周方向に延在するティース先端部とを有する。
Each
複数のティース部３１２及び複数のスロット３３は、ステータコア部３０の周方向に交互に等間隔で配列されている。
The plurality of
ステータコア部３０は、円環状の鉄心である。ステータコア部３０は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板を持つ。
The
各ティース部３１２の周りには、コイル３５が巻かれており、これにより、各スロット３３には、コイル３５が配置されている。例えば、コイル３５は、集中巻で各ティース部３１２の周りに巻かれている。具体的には、コイル３５は、各ティース部３１２上に設けられたインシュレータ３４の周りに巻かれている。
A
コイル３５は、例えば、マグネットワイヤである。コイル３５に電流（すなわち、モータ電流）が流れると、回転磁界が発生する。コイル３５の巻回数及び線径は、モータ１の回転数、トルク、電圧仕様、及びスロット３３の断面積などに応じて定められる。コイル３５の線径は、例えば、０．８ｍｍである。コイル３５の巻回数は、例えば、７０である。ただし、コイル３５の線径及び巻回数は、これらの例に限られない。
The
コイル３５の巻線方式は、例えば、集中巻である。例えば、ステータコア部３０を円環状に配列する前の状態（例えば、ステータコア部３０が直線状に配列された状態）で、ステータコア部３０にコイル３５を巻きつけることができる。コイル３５が巻きつけられたステータコア部３０は、円環状に折り畳まれて、溶接等によって固定される。
The winding method of the
図６は、ステータ３の一部を概略的に示す斜視図である。図６では、コイル３５は、ステータコア部３０に巻かれていない。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a part of the
インシュレータ３４は、ステータコア部３０と組み合わされる。本実施の形態では、インシュレータ３４は、軸方向におけるステータコア部３０の両端に設けられている。ただし、インシュレータ３４は、軸方向におけるステータコア部３０の一方の端部に備えられていてもよい。本実施の形態では、インシュレータ３４は、絶縁性樹脂である。
The
図６に示されるように、ステータ３は、インシュレータ３６を有してもよい。この場合、インシュレータ３４を第１のインシュレータと称し、インシュレータ３６を第２のインシュレータと称する。
As shown in FIG. 6, the
インシュレータ３６は、フィルム、例えば、薄いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。この場合、ＰＥＴフィルムの厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．２ｍｍである。インシュレータ３６は、ステータコア部３０のティース部３１２の側面を覆う。インシュレータ３６がフィルムである場合、コイル３５の巻線径を太くすることができ、モータ１のコイル抵抗を小さくでき、銅損低減により効率を高めることができる。
ステータコア部３０は、複数の分割コアで構成されていてもよい。この場合、各分割コアは、１つのヨーク部３１１と、１つのティース部３１２とを有し、隣接する２つの分割コアは、隣接するヨーク部３１１で連結されている。ステータコア部３０が複数の分割コアで構成されている場合、コイル３５の巻回数を増加させることができ、モータ１のトルクを高めることができる。
The
図５に示されるように、ステータ３は、少なくとも１つの第１のステータコア３１と、少なくとも１つの第２のステータコア３２とを有する。図５に示される例では、ステータ３（具体的には、ステータコア部３０）は、２つの第１のステータコア３１と、１つの第２のステータコア３２とを有する。
As shown in FIG. 5, the
２つの第１のステータコア３１及び１つの第２のステータコア３２は、軸方向に積層されている。具体的には、第１のステータコア３１、第２のステータコア３２、及びもう一つの第１のステータコア３１は、この順に積層されている。すなわち、図５に示される例では、各第１のステータコア３１は軸方向におけるステータコア部３０の端部に位置しており、第２のステータコア３２は２つの第１のステータコア３１の間に位置している。言い換えると、第１のステータコア３１は、軸方向におけるステータ３の両端に位置している。
The two
各第１のステータコア３１は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板である。第１のステータコア３１を構成する各電磁鋼板を、「第１の電磁鋼板」と称する。これらの電磁鋼板はカシメで互いに固定されている。具体的には、軸方向において互いに隣接するヨーク部３１１がカシメで固定されている。本実施の形態では、各ティース部３１２に対して３か所カシメで固定されている。
Each
第１のステータコア３１を構成する各電磁鋼板は、予め定められた形状を持つように打ち抜かれている。複数の電磁鋼板の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、複数の電磁鋼板の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
Each electromagnetic steel plate constituting the
各第２のステータコア３２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板である。第２のステータコア３２を構成する各電磁鋼板を、「第２の電磁鋼板」と称する。これらの電磁鋼板はカシメで互いに固定されている。具体的には、軸方向において互いに隣接するヨーク部３１１がカシメで固定されている。本実施の形態では、各ティース部３１２に対して３か所カシメで固定されている。
Each
第２のステータコア３２を構成する各電磁鋼板は、予め定められた形状を持つように打ち抜かれている。複数の電磁鋼板の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、複数の電磁鋼板の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
Each electromagnetic steel plate constituting the
第１のステータコア３１の配置及び第２のステータコア３２の配置は、図５に示される例に限定されない。
The arrangement of the
モータ１が圧縮機に設けられる場合、ステータ３は、焼き嵌め、圧入などの固定方法で圧縮機のシェル６１に固定される。この場合、圧縮機のシェル６１は、例えば、実施の形態２で説明するシェル６１である。シェル６１は、例えば、鋼板で作られている。
When the
圧入でステータ３がシェル６１の内側に固定される場合、圧入前のシェル６１の内径は、ステータ３の外径（具体的には、第１のステータコア３１の最大外径Ｒ１）よりも僅かに小さい。例えば、圧入前のシェル６１の内径は、ステータ３の外径（具体的には、第１のステータコア３１の最大外径Ｒ１）よりも５０μｍから２００μｍ小さい。これにより、ステータ３を圧入でシェル６１の内側に固定することができる。
When the
図５に示されるように、第１のステータコア３１の最大外径Ｒ１は、第２のステータコア３２の最大外径Ｒ２よりも大きい。
As shown in FIG. 5, the maximum outer diameter R1 of the
ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置されたときに、第１のステータコア３１は、シェル６１に接触する。図２に示される例では、第１のステータコア３１の外周面がシェル６１の内周面に接触している。ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置されたときに、第２のステータコア３２は、シェル６１に接触しない。
The
第１のステータコア３１の単位長さ当たりの重量は、第２のステータコア３２の単位長さ当たりの重量よりも小さい。すなわち、軸方向における少なくとも１つの第１のステータコア３１の長さの合計をＬ１とし、少なくとも１つの第１のステータコア３１の重量の合計をＷ１とし、軸方向における少なくとも１つの第２のステータコア３２の長さの合計をＬ２とし、少なくとも１つの第２のステータコア３２の重量の合計をＷ２としたとき、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。
The weight per unit length of the
図５に示される例では、軸方向における各第１のステータコア３１の長さがＬａである。したがって、図５に示される例では、Ｌ１＝２×Ｌａであり、２つの第１のステータコア３１の重量がＷ１である。
In the example shown in FIG. 5, the length of each
図５に示される例では、軸方向における第２のステータコア３２の長さがＬｂである。したがって、図５に示される例では、Ｌ２＝Ｌｂであり、第２のステータコア３２の重量がＷ２である。
In the example shown in FIG. 5, the length of the
図５に示される例では、Ｌａ＝５ｍｍであり、Ｌｂ＝４０ｍｍであり、軸方向におけるステータコア部３０の長さは５０ｍｍである。ただし、長さＬａ及び長さＬｂはこれらの例に限定されない。
In the example shown in FIG. 5, La=5 mm, Lb=40 mm, and the length of the
〈第１のステータコア３１の構造〉
図７は、シェル６１内に配置された各第１のステータコア３１の一部の構造を概略的に示す図である。
図７に示されるように、第１のステータコア３１は、ヨーク部３１１と、ヨーク部３１１から第１のステータコア３１の中心に向けて延在する少なくとも１つのティース部３１２と、シェル６１に接触可能な少なくとも１つの突出部３１３とを有する。ステータ３がシェル６１内に配置された場合に、第１のステータコア３１の一部は、シェル６１に接触している。図７に示される例では、第１のステータコア３１のヨーク部３１１の一部がシェル６１に接触している。<Structure of
FIG. 7 is a diagram schematically showing the structure of a part of each
As shown in FIG. 7, the
本実施の形態では、第１のステータコア３１は、複数の突出部３１３を有する。各突出部３１３は、ヨーク部３１１からステータ３の径方向外側に突出している。これにより、ステータ３がシェル６１内に配置された場合に、各突出部３１３がシェル６１に接触する。
In this embodiment, the
第１のステータコア３１のヨーク部３１１を、第１のヨーク部とも称し、第１のステータコア３１のティース部３１２を、第１のティース部とも称する。
The
ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅は、Ｔａで示されている。第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、第１のステータコア３１のティース部３１２の、径方向と直交する方向における長さである。図７において、径方向と直交する方向は、ｘ軸方向である。
In the xy plane, the width of the
ただし、第１のステータコア３１に、図７に示される形状以外の形状が混在していてもよい。
However, the
〈第２のステータコア３２の構造〉
図８は、シェル６１内に配置された第２のステータコア３２の一部の構造を概略的に示す図である。
図８に示されるように、第２のステータコア３２は、ヨーク部３１１と、ヨーク部３１１から第２のステータコア３２の中心に向けて延在する少なくとも１つのティース部３１２とを有する。ステータ３がシェル６１内に配置された場合に、第２のステータコア（具体的には、ヨーク部３１１）とシェル６１との間にギャップが設けられる。<Structure of
FIG. 8 is a diagram schematically showing the structure of a part of the
As shown in FIG. 8 , the
第２のステータコア３２のヨーク部３１１を、第２のヨーク部とも称し、第２のステータコア３２のティース部３１２を、第２のティース部とも称する。
The
ｘｙ平面において、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅は、Ｔｂで示されている。第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂは、第２のステータコア３２のティース部３１２の、径方向と直交する方向における長さである。図８において、径方向と直交する方向は、ｘ軸方向である。
In the xy plane, the width of the
ただし、第２のステータコア３１に、図８に示される形状以外の形状が混在していてもよい。
However, the
ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さい。すなわち、ステータ３は、Ｔａ＜Ｔｂを満たす。したがって、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２は、第２のステータコア３２のティース部３１２よりも小さい。そのため、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。
In the xy plane, the width Ta of the
本実施の形態では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは８ｍｍであり、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂは１０ｍｍである。この場合、径方向と直交する方向において、第１のステータコア３１のティース部３１２の端部は、第２のステータコア３２のティース部３１２の端部からそれぞれ１ｍｍ内側に位置する。その結果、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２の各側面と第２のステータコア３２のティース部３１２の各側面との間に差分が生じている。本実施の形態では、各差分は、１ｍｍである。
In this embodiment, the width Ta of the
第１のステータコア３１のティース部３１２が本体部３１２ａとティース先端部３１２ｂとからなり、第２のステータコア３２のティース部３１２が本体部３１２ａとティース先端部３１２ｂとからなる場合、第１のステータコア３１の本体部３１２ａの各側面と第２のステータコア３２の本体部３１２ａの各側面との間に差分が生じ、第１のステータコア３１のティース先端部３１２ｂの各側面と第２のステータコア３２のティース先端部３１２ｂの各側面との間にも差分が生じる。
When the
第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａ及び第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂはこれらの例に限定されない。
The width Ta of the
図９は、ステータがシェルに固定されたときに、シェルに接触しているステータコア部に発生する圧縮応力の分布を示す図である。
図１０は、図９に示されるステータコア部に発生する圧縮応力の分布を示す拡大図である。
モータが圧縮機に設けられる場合、モータのステータは、焼き嵌め、圧入などの固定方法で圧縮機のシェルに固定される。この場合、図９及び図１０に示されるように、シェルに接触しているヨーク部に圧縮応力が発生する。例えば、シェルに接触しているヨーク部に最大１００ＭＰａの圧縮応力が発生する。この圧縮応力は、ヨーク部における透磁率を低下させ、鉄損密度を増加させる。FIG. 9 is a diagram showing the distribution of compressive stress generated in the stator core portion that is in contact with the shell when the stator is fixed to the shell.
FIG. 10 is an enlarged view showing the distribution of compressive stress generated in the stator core portion shown in FIG. 9. FIG.
When the motor is installed in a compressor, the stator of the motor is fixed to the shell of the compressor by a fixing method such as shrink fitting or press fitting. In this case, as shown in FIGS. 9 and 10, compressive stress is generated in the yoke portion that is in contact with the shell. For example, a maximum compressive stress of 100 MPa is generated in the yoke portion that is in contact with the shell. This compressive stress lowers the magnetic permeability in the yoke portion and increases iron loss density.
図１１は、異なる圧縮応力が発生しているステータ３における、磁界Ｈ［Ａ／ｍ］と磁束密度Ｂ［Ｔ］との関係を示すグラフである。図１１に示されるように、ヨーク部３１１に発生する圧縮応力が大きいほど、磁束密度Ｂが小さい。特に、磁界Ｈが弱い範囲では、圧縮応力の影響が大きい。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the magnetic field H [A/m] and the magnetic flux density B [T] in the
モータ１が圧縮機に設けられる場合、ティース部３１２に比べて、ヨーク部３１１に発生する圧縮応力が大きい。この場合、ティース部３１２に比べて、ヨーク部３１１における透磁率の低下が大きい。
When the
本実施の形態では、ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置される場合、第１のステータコア３１は、シェル６１に接触し、第２のステータコア３２は、シェル６１に接触しない。これにより、ステータ３が圧縮機のシェル６１内で固定された状態において、第２のステータコア３２のヨーク部３１１に圧縮応力が発生することを防ぐことができる。その結果、第２のステータコア３２のヨーク部３１１における透磁率の著しい低下及び鉄損密度の増加を防ぐことができる。
In this embodiment, when the
ここで、一般的に、モータの駆動中において、磁束は、ステータコア部のティース部からヨーク部に連続的に流れる。そのため、ティース部の幅及びヨーク部の幅は、磁束の流れを考慮して適切に設計されることが望ましい。しかしながら、本実施の形態では、ステータ３は、シェル６１に接触する第１のステータコア３１と、シェル６１に接触しない第２のステータコア３２とを有するので、第１のステータコア３１と第２のステータコア３２との間における適切な寸法の比率は、従来の技術とは異なる。
Generally, during driving of the motor, magnetic flux continuously flows from the teeth of the stator core to the yoke. Therefore, it is desirable that the width of the teeth portion and the width of the yoke portion be appropriately designed in consideration of the flow of magnetic flux. However, in this embodiment, the
上述のように、ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置される場合、第１のステータコア３１は、シェル６１に接触し、第２のステータコア３２は、シェル６１に接触しない。この場合、第１のステータコア３１のヨーク部３１１における透磁率が低下し、第２のステータコア３２のヨーク部３１１における透磁率は低下しない。
As mentioned above, when the
そのため、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくした場合でも、ステータコア部３０全体における磁束量の影響が少ない。すなわち、ティース部の幅が一定であるステータに対して、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくした場合でも、ステータコア部３０全体における磁束量の低下が少ない。
Therefore, even if the width Ta of the
したがって、本実施の形態では、ステータコア部３０全体における磁束量を確保した状態で、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくすることが可能になる。
Therefore, in this embodiment, the width Ta of the
図１２は、横軸：基準値に対するティース部の幅の比率と、縦軸：ステータコアにおける鎖交磁束の量との関係を示すグラフである。図１２において、線Ｂ１は、第１のステータコア３１における鎖交磁束の量を示し、線Ｂ２は、第２のステータコア３２における鎖交磁束の量を示す。図１２に示される例では、「基準値」は１０ｍｍである。例えば、図１２において、基準値に対するティース部の幅の比率が１００％とは、幅Ｔａ＝１０ｍｍ、幅Ｔｂ＝１０ｍｍを意味する。図１２における縦軸は、基準値に対する第２のステータコア３２のティース部３１２の幅の比率が１００％（幅Ｔｂ＝１０ｍｍ）の場合の第２のステータコア３２における鎖交磁束の量を、１００％（基準）とする。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the horizontal axis: the ratio of the width of the tooth portion to the reference value, and the vertical axis: the amount of interlinkage magnetic flux in the stator core. In FIG. 12, a line B1 indicates the amount of magnetic flux linkage in the
図１２における線Ｂ１で示されるように、基準値に対する第１のステータコア３１のティース部３１２の幅の比率が１００％の場合の第１のステータコア３２における鎖交磁束の量は、９６％である。これは、第１のステータコア３１は、シェル６１に接触し、第１のステータコア３１のヨーク部３１１に圧縮応力が発生し、ヨーク部３１１の透磁率が低下しているためである。また、基準値に対するティース部の幅の比率が８０％の場合でも、第１のステータコア３２における鎖交磁束の量は、９６％であり、第１のステータコア３１における鎖交磁束の量の変化が小さい。これは、前述のとおり、第１のステータコア３１のヨーク部３１１における透磁率が低下しているため、ティース部３１２の幅を小さくしても、第１のステータコア３１における鎖交磁束の量への影響が小さいためである。本実施の形態では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは８ｍｍであり、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂは１０ｍｍである。この場合、基準値に対する第２のステータコア３２のティース部３１２の幅の比率は１００％であり、基準値に対する第１のステータコア３１のティース部３１２の幅の比率は８０％である。上述のように、基準値に対する第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａの比率が８０％の場合でも、第１のステータコア３１における鎖交磁束の量の変化が小さいので、ステータコア部３０全体における磁束量は、ティース幅の比率が１００％の場合（幅Ｔａ＝１０ｍｍ）と同等の磁束量を確保することができる。
As shown by line B1 in FIG. 12, when the ratio of the width of the
したがって、Ｔａ＜Ｔｂの場合において、比率Ｔａ／Ｔｂの関係が、８０％≦Ｔａ／Ｔｂ＜１００％であれば、ステータコア部３０全体における磁束量を確保した状態で、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくすることが可能になる。
Therefore, in the case of Ta<Tb, if the relationship of the ratio Ta/Tb is 80%≦Ta/Tb<100%, the teeth of the
図１３は、図５における線Ｃ１３－Ｃ１３に沿った断面図である。
図１３に示されるように、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さい。これにより、第１のステータコア３１のティース部３１２の各側面と第２のステータコア３２のティース部３１２の各側面との間に差分Ｔｃが設けられている。したがって、Ｕ字形状を持つインシュレータ３４を各第１のステータコア３１に嵌めることができる。具体的には、各第１のステータコア３１の各ティース部３１２の各側面と第２のステータコア３２の各ティース部３１２の各側面との間に設けられた各差分Ｔｃに、各インシュレータ３４の各側壁３４ａを配置することができる。これにより、各第１のステータコア３１の各ティース部３１２に、インシュレータ３４が固定される。その結果、各第１のステータコア３１の各ティース部３１２とコイル３５との間の距離を大きくすることができる。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C13-C13 in FIG.
As shown in FIG. 13, the width Ta of the
図１３において、各インシュレータ３４の内径はＴｉで示されている。この場合、インシュレータ３４の内径Ｔｉは、各第１のステータコア３１の各ティース部３１２の幅Ｔａに等しい。したがって、インシュレータ３４の内径Ｔｉとティース部３１２の幅Ｔｂとの関係は、Ｔｉ＜Ｔｂを満たす。
In FIG. 13, the inner diameter of each
本実施の形態では、第１のステータコア３１のティース部３１２の各側面と第２のステータコア３２のティース部３１２の各側面との間に設けられた差分Ｔｃは、１ｍｍである。コイル３５は、インシュレータ３４及び３６の周りに巻かれるため、第１のステータコア３１のティース部３１２とコイル３５との間に、少なくとも１ｍｍの絶縁距離を確保することができる。
In this embodiment, the difference Tc provided between each side surface of the
図１４は、比較例に係るモータにおけるステータの構造を概略的に示す断面図である。図１４に示される断面の位置は、図１３に示される断面の位置に対応する。
図１４に示される比較例では、ティース部の幅は一定である。すなわち、図１４に示される比較例では、幅Ｔａ＝幅Ｔｂである。したがって、差分Ｔｃ＝０である。FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a stator in a motor according to a comparative example. The position of the cross section shown in FIG. 14 corresponds to the position of the cross section shown in FIG.
In the comparative example shown in FIG. 14, the width of the teeth portion is constant. That is, in the comparative example shown in FIG. 14, width Ta=width Tb. Therefore, the difference Tc=0.
図１５は、ステータコア部３０とコイル３５との間の領域における相対的な静電容量を示すグラフである。図１５に示される比較例は、図１４に示される比較例に対応する。
本実施の形態では、第１のステータコア３１のティース部３１２の各側面と第２のステータコア３２のティース部３１２の各側面との間に差分Ｔｃが設けられている。そのため、図１５に示されるように、比較例における静電容量を基準とすると、本実施の形態に係るモータ１のステータ３における静電容量は、比較例の７３％である。したがって、本実施の形態では、比較例に比べて、ステータコア部３０とコイル３５との間の領域における静電容量を低減することができる。その結果、モータ１がインバータで制御されている間における漏洩電流を低減することができ、モータ１の信頼性を向上させることができる。FIG. 15 is a graph showing the relative capacitance in the region between
In this embodiment, a difference Tc is provided between each side surface of the
図１６は、コイル３５の相対的な電気抵抗を示すグラフである。図１６に示される比較例は、図１４に示される比較例に対応する。
本実施の形態では、Ｕ字形状を持つインシュレータ３４を各第１のステータコア３１に嵌めることができる。具体的には、Ｕ字形状を持つインシュレータ３４を差分Ｔｃの位置に嵌めることができる。これにより、絶縁距離を確保しつつ、図１４に示されるインシュレータ３４のｚ軸方向の高さＴｄを比較例よりも小さくすることができる。FIG. 16 is a graph showing the relative electrical resistance of the
In this embodiment, a
例えば、本実施の形態では、比較例に比べて、インシュレータ３４のｚ軸方向の高さＴｄを４ｍｍ小さくすることができる。したがって、コイル３５の長さ、具体的には、コイル３５の周長を比較例よりも短くすることができる。その結果、図１６に示されるように、比較例におけるコイル３５の電気抵抗を基準とすると、本実施の形態に係るモータ１のステータ３におけるコイル３５の電気抵抗は、比較例の９２％である。
For example, in this embodiment, the height Td of the
そのため、本実施の形態では、比較例に比べて、コイル３５の電気抵抗を低減することができる。これにより、モータ１の駆動中におけるコイル３５における銅損を低減することができ、モータ１の効率を高めることができる。その結果、モータ１の信頼性を向上させることができる。
Therefore, in this embodiment, the electrical resistance of the
さらに、本実施の形態によれば、コイル３５の密度を高めることができる。したがって、モータ１の効率を高めることができる。その結果、モータ１の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, according to this embodiment, the density of the
変形例１．
図１７は、ステータコア部３０の他の例を示す断面図である。
ステータコア部３０は、図５に示される構造に限定されず、例えば、図１７に示される構造を持っていてもよい。変形例１では、ステータコア部３０は、複数の第１のステータコア３１及び複数の第２のステータコア３２を有する。図１７に示される例では、ステータ３（具体的には、ステータコア部３０）は、３つの第１のステータコア３１と、２つの第２のステータコア３２とを有する。３つの第１のステータコア３１及び２つの第２のステータコア３２は、軸方向に積層されている。具体的には、軸方向におけるステータコア部３０の端部に第１のステータコア３１が位置しており、軸方向において第１のステータコア３１及び第２のステータコア３２が交互に配置されている。Modification example 1.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of the
The
第１のステータコア３１がステータ３（具体的には、ステータコア部３０）の両端に位置している場合、各第１のステータコア３１の少なくとも一部がシェル６１に接触可能である。この場合において、ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置されるとき、ステータ３は少なくとも２つの第１のステータコア３１によってシェル６１に固定される。そのため、第１のステータコア３１がステータコア部３０の両端に配置されている場合、ステータ３の剛性を高めることができる。さらに、第２のステータコア３２は、コイル３５の巻回又はカシメで各第１のステータコア３１に固定されるので、第２のステータコア３２の振動を防止することができる。
When the
変形例２．
図１８は、ステータコア部３０のさらに他の例を示す断面図である。
ステータコア部３０は、図５に示される構造に限定されず、例えば、図１８に示される構造を持っていてもよい。図１８に示される例では、ステータ３（具体的には、ステータコア部３０）は、１つの第１のステータコア３１と、１つの第２のステータコア３２とを有する。第１のステータコア３１及び第２のステータコア３２は、軸方向に積層されている。Modification example 2.
FIG. 18 is a sectional view showing still another example of the
The
この場合、軸方向における第１のステータコア３１の長さがＬ１であり、第１のステータコア３１の重量がＷ１である。軸方向における第２のステータコア３２の長さがＬ２であり、第２のステータコア３２の重量がＷ２である。
In this case, the length of the
変形例３．
図１９は、第１のステータコア３１の構造の他の例を示す図である。
第１のステータコア３１は、図１９に示される構造を、第１のステータコア３１の一部又は全部として持っていてもよい。図１９に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２の本体部３１２ａが凹部３１２ｄを持っている。言い換えると、ティース部３１２の各側面に凹部３１２ｄが形成されている。図１９に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、ｘｙ平面におけるティース部３１２の最小幅である。この場合、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、凹部３１２ｄ間の幅である。コイル３５は、インシュレータ３４及び３６の周りに巻かれるため、第１のステータコア３１の凹部３１２ｄとコイル３５との間に、十分な絶縁距離を確保することができる。変形例３においても、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。Modification example 3.
FIG. 19 is a diagram showing another example of the structure of the
The
変形例４．
図２０は、第１のステータコア３１の構造のさらに他の例を示す図である。
第１のステータコア３１は、図２０に示される構造を、第１のステータコア３１の一部又は全部として持っていてもよい。図２０に示される例では、第１のステータコア３１の径方向（図２０では、ｙ軸方向）における第１のステータコア３１のヨーク部３１１の幅Ｔｅは、第２のステータコア３２の径方向における第２のステータコア３２のヨーク部３１１の幅よりも小さい。これにより、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のヨーク部３１１の内側表面と第２のステータコア３２のヨーク部３１１の内側表面との間に差分Ｔｆが生じている。コイル３５は、インシュレータ３４及び３６の周りに巻かれるため、第１のステータコア３１のヨーク部３１１の内側表面とコイル３５との間に、十分な絶縁距離を確保することができる。変形例４においても、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。Modification example 4.
FIG. 20 is a diagram showing still another example of the structure of the
The
変形例５．
図２１は、第１のステータコア３１の構造のさらに他の例を示す図である。
第１のステータコア３１は、図２１に示される構造を、第１のステータコア３１の一部又は全部として持っていてもよい。図２１に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２は、第１のステータコア３１の径方向（図２１では、ｙ軸方向）に延在する凹部３１２ｅを持っている。言い換えると、第１のステータコア３１のティース部３１２に凹部３１２ｅが形成されている。凹部３１２ｅは、スリットでもよい。Modification example 5.
FIG. 21 is a diagram showing still another example of the structure of the
The
図２１に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、ｘｙ平面における凹部３１２ｅを除いたティース部３１２の最小幅である。すなわち、図２１に示される例では、幅Ｔａ＝幅Ｔａ１＋幅Ｔａ２である。したがって、変形例５においても、ステータ３は、Ｔａ＜Ｔｂを満たす。これにより、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａと第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂとの差分が生じている。
In the example shown in FIG. 21, the width Ta of the
その結果、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２は、第２のステータコア３２のティース部３１２よりも小さい。すなわち、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅の平均値が、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅の平均値よりも小さければよい。変形例５においても、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。また、ティース部３１２に凹部３１２ｅを形成したことにより、モータ駆動時のトルク脈動を抑制することができ、モータの騒音を低減することができる。その結果、モータの信頼性を向上させることができる。
As a result, the
変形例６．
図２２は、第１のステータコア３１の構造のさらに他の例を示す図である。
第１のステータコア３１は、図２２に示される構造を、第１のステータコア３１の一部として持っていてもよい。図２２に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２の一部の形状が、第２のステータコア３２のティース部３１２の形状と同じである。したがって、図２２に示される例では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａは、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂに等しい。この場合でも、ｘｙ平面において、第１のステータコア３１全体のティース部３１２の幅の平均値が、第２のステータコア３２全体のティース部３１２の幅の平均値よりも小さければよい。これにより、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たす。Modification example 6.
FIG. 22 is a diagram showing still another example of the structure of the
The
ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たしさえすれば、第１のステータコア３１は、変形例３，４，５，６，又はこれらの変形例の組み合わせの構造を、第１のステータコア３１の一部又は全部として持っていてもよい。さらに、ステータ３は、（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たしさえすれば、第１のステータコア３１は、変形例６の構造を、第１のステータコア３１の一部として持っていてもよい。
As long as the
以上に説明したように、ステータ３が圧縮機に設けられる場合、ステータ３は、焼き嵌め、圧入などの固定方法で圧縮機のシェル６１に固定される。この場合、第１のステータコア３１のヨーク部３１１に圧縮応力が発生する。この圧縮応力は、第１のステータコア３１のヨーク部３１１における透磁率を低下させ、鉄損密度を増加させる。ステータコア部３０の各ティース部３１２には圧縮応力が発生しないので、ヨーク部３１１と各ティース部３１２との間で透磁率に差異が生じる。
As explained above, when the
ステータ３が圧縮機に設けられる場合、少なくとも１つの第１のステータコア３１がシェル６１に接触し、ステータ３が固定される。したがって、第２のステータコア３２は、シェル６１に接触しない。これにより、第２のステータコア３２のヨーク部３１１に圧縮応力が発生せず、第２のステータコア３２のヨーク部３１１の透磁率の低減及び鉄損密度の増加を防ぐことが可能になる。
When the
ここで、一般的に、モータの駆動中において、磁束は、ステータコア部のティース部からヨーク部に連続的に流れる。そのため、ティース部の幅及びヨーク部の幅は、磁束の流れを考慮して適切に設計されることが望ましい。しかしながら、本実施の形態では、ステータ３は、シェル６１に接触する第１のステータコア３１と、シェル６１に接触しない第２のステータコア３２とを有するので、第１のステータコア３１と第２のステータコア３２との間における適切な寸法の比率は、従来の技術とは異なる。
Generally, during driving of the motor, magnetic flux continuously flows from the teeth of the stator core to the yoke. Therefore, it is desirable that the width of the teeth portion and the width of the yoke portion be appropriately designed in consideration of the flow of magnetic flux. However, in this embodiment, the
すなわち、本実施の形態では、ステータ３は、ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置される場合に、シェル６１に接触する第１のステータコア３１と、シェル６１に接触しない第２のステータコア３２とを有する。したがって、ステータ３が圧縮機のシェル６１内に配置される場合、第１のステータコア３１のヨーク部３１１における透磁率が低下し、第２のステータコア３２のヨーク部３１１における透磁率は低下しない。
That is, in the present embodiment, when the
そのため、ステータ３が（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たすように、ステータ３を設計した場合でも、ステータコア部３０全体における磁束量の影響が少ない。例えば、ステータ３が（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）を満たすように、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくした場合でも、ステータコア部３０全体における磁束量の影響が少ない。この場合、ティース部３１２の幅が一定である第２のステータコア３２に対して、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを、第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくした場合でも、ステータコア部３０全体における磁束量の低下が少ない。
Therefore, even if the
したがって、第２のステータコア３２に比べて、第１のステータコア３１ではティース部３１２からヨーク部３１１に磁束が通りにくいという特性を考慮して、本実施の形態では、第１のステータコア３１のティース部３１２の幅Ｔａを第２のステータコア３２のティース部３１２の幅Ｔｂよりも小さくすることが可能になる。
Therefore, in consideration of the characteristic that magnetic flux is difficult to pass from the
この構成により、第１のステータコア３１の各ティース部３１２とコイル３５との間に、大きな絶縁距離を確保することができる。これにより、図１５に示されるように、ステータコア部３０とコイル３５との間の領域における静電容量を低減することができる。その結果、モータ１がインバータで制御されている間における漏洩電流を低減することができ、モータ１の信頼性を向上させることができる。
With this configuration, a large insulation distance can be ensured between each
さらに、図１３に示されるように、本実施の形態では、Ｕ字形状を持つインシュレータ３４を各第１のステータコア３１に嵌めることができる。具体的には、Ｕ字形状を持つインシュレータ３４を差分Ｔｃの位置に嵌めることができる。これにより、インシュレータ３４のｚ軸方向の高さＴｄを比較例よりも小さくすることができる。例えば、本実施の形態では、比較例に比べて、差分Ｔｃの分、ｚ軸方向の高さＴｄを小さくすることができる。したがって、コイル３５の長さ、具体的には、コイル３５の周長を比較例よりも短くすることができる。その結果、図１６に示されるように、ステータ３におけるコイル３５の電気抵抗を低減することができ、モータ１の駆動中におけるコイル３５における銅損を低減することができ、モータ１の効率を高めることができる。その結果、モータ１の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 13, in this embodiment, a
実施の形態２．
実施の形態２に係る圧縮機６について説明する。
図２３は、実施の形態２に係る圧縮機６の構造を概略的に示す断面図である。
FIG. 23 is a sectional view schematically showing the structure of the
圧縮機６は、電動要素としてのモータ１と、ハウジングとしてのシェル６１（密閉容器とも称する）と、圧縮要素（圧縮装置とも称する）としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリー圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリー圧縮機に限定されない。
The
圧縮機６は、例えば、空気調和機における冷凍サイクルに用いられる。
The
圧縮機６内のモータ１は、実施の形態１で説明したモータ１である。モータ１は、圧縮機構６２を駆動する。
The
シェル６１は、モータ１及び圧縮機構６２を覆う。シェル６１は、円筒状の容器である。シェル６１は、例えば、鋼板で作られている。シェル６１は、上部シェルと下部シェルとに分割されていてもよく、単一の構造体でもよい。シェル６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
圧縮機６は、さらに、シェル６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、冷媒を圧縮機６の外に吐出するための吐出パイプ６６とを有する。
The
圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレームとも称する）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレームとも称する）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄに取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ内の領域を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構６２は、シェル６１内に配置されている。圧縮機構６２は、モータ１によって駆動される。
The
ガラス端子６３は、電源から圧縮機６内のモータ１に電力を供給するための端子である。
The
モータ１は、圧入又は焼き嵌めでシェル６１内に固定されている。
The
モータ１のコイル（例えば、実施の形態１で説明したコイル３５）には、ガラス端子６３を通して電力が供給される。
Electric power is supplied to the coil of the motor 1 (for example, the
モータ１のロータ２（具体的には、シャフト２３の片側）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受けによって回転自在に支持されている。
The rotor 2 (specifically, one side of the shaft 23) of the
ピストン６２ｂには、シャフト２３が挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、シャフト２３が回転自在に挿通されている。これにより、シャフト２３は、モータ１の動力を圧縮機構６２に伝達することができる。
The
上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を通して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。
The
次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、シェル６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。モータ１が回転することにより、シャフト２３に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒が圧縮される。
Next, the operation of the
圧縮された冷媒は、マフラ６２ｅを通り、シェル６１内を上昇する。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ６６を通って冷凍サイクルの高圧側へ供給される。
The compressed refrigerant passes through the
圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらの種類に限られない。圧縮機６の冷媒として、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が小さい冷媒、例えば、下記の冷媒を用いることができる。
As the refrigerant for the
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、例えばＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ－Ｆｌｕｏｒｏ－Ｏｒｅｆｉｎ）－１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）を用いることができる。ＨＦＯ－１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、例えばＲ１２７０（プロピレン）を用いてもよい。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ－１２３４ｙｆより低いが、可燃性はＨＦＯ－１２３４ｙｆより高い。
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素又は組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素を含む混合物を用いてもよく、そのハロゲン化炭化水素及びその炭化水素の両方を含む混合物を用いてもよい。例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆとＲ３２との混合物を用いてもよい。上述したＨＦＯ－１２３４ｙｆは低圧冷媒のため圧損が大きくなる傾向があり、冷凍サイクル（特に蒸発器）の性能低下を招く可能性がある。そのため、ＨＦＯ－１２３４ｙｆよりも高圧冷媒である、Ｒ３２又はＲ４１を含む混合物を用いることが実用上は望ましい。(1) A halogenated hydrocarbon having a carbon double bond in its composition, for example, HFO (Hydro-Fluoro-Orefin)-1234yf (CF3CF=CH2) can be used. GWP of HFO-1234yf is 4.
(2) A hydrocarbon having a carbon double bond in its composition, such as R1270 (propylene), may be used. The GWP of R1270 is 3, lower than that of HFO-1234yf, but the flammability is higher than that of HFO-1234yf.
(3) A halogenated hydrocarbon having a carbon double bond in its composition or a mixture containing a hydrocarbon having a carbon double bond in its composition may be used, and both the halogenated hydrocarbon and the hydrocarbon may be used. You may use the mixture containing. For example, a mixture of HFO-1234yf and R32 may be used. Since the above-mentioned HFO-1234yf is a low-pressure refrigerant, it tends to have a large pressure drop, which may lead to a decrease in the performance of the refrigeration cycle (particularly the evaporator). Therefore, it is practically desirable to use a mixture containing R32 or R41, which is a higher pressure refrigerant than HFO-1234yf.
実施の形態２に係る圧縮機６は、実施の形態１で説明した利点を持つ。
The
さらに、実施の形態２に係る圧縮機６は、実施の形態１に係るモータ１を有するので、圧縮機６の信頼性を改善することができる。
Furthermore, since the
実施の形態３．
実施の形態２に係る圧縮機６を有する、空気調和機としての冷凍空調装置７について説明する。
図２４は、実施の形態３に係る冷凍空調装置７の構成を概略的に示す図である。
A refrigeration and
FIG. 24 is a diagram schematically showing the configuration of the refrigerating and
冷凍空調装置７は、例えば、冷暖房運転が可能である。図２４に示される冷媒回路図は、冷房運転が可能な空気調和機の冷媒回路図の一例である。
The refrigeration and
実施の形態３に係る冷凍空調装置７は、室外機７１と、室内機７２と、室外機７１及び室内機７２を接続する冷媒配管７３とを有する。
The
室外機７１は、圧縮機６と、熱交換器としての凝縮器７４と、絞り装置７５と、室外送風機７６（「送風機」とも称する）とを有する。凝縮器７４は、圧縮機６によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置７５は、凝縮器７４によって凝縮された冷媒を減圧し、冷媒の流量を調節する。絞り装置７５は、減圧装置とも言う。
The
室内機７２は、熱交換器としての蒸発器７７と、室内送風機７８（「送風機」とも称する）とを有する。蒸発器７７は、絞り装置７５によって減圧された冷媒を蒸発させ、室内空気を冷却する。
The
冷凍空調装置７の動作の一例として、冷凍空調装置７における冷房運転の基本的な動作について以下に説明する。冷房運転では、冷媒は、圧縮機６によって圧縮され、凝縮器７４に流入する。凝縮器７４によって冷媒が凝縮され、凝縮された冷媒が絞り装置７５に流入する。絞り装置７５によって冷媒が減圧され、減圧された冷媒が蒸発器７７に流入する。蒸発器７７において冷媒は蒸発し、冷媒（具体的には、冷媒ガス）が再び室外機７１の圧縮機６へ流入する。室外送風機７６によって空気が凝縮器７４に送られると冷媒と空気との間で熱が移動し、同様に、室内送風機７８によって空気が蒸発器７７に送られると冷媒と空気との間で熱が移動する。
As an example of the operation of the refrigeration and
以上に説明した冷凍空調装置７の構成及び動作は、一例であり、上述した例に限定されない。
The configuration and operation of the refrigerating
実施の形態３に係る冷凍空調装置７によれば、実施の形態１から２で説明した利点を持つ。
According to the
さらに、実施の形態３に係る冷凍空調装置７は、実施の形態２に係る圧縮機６を有するので、冷凍空調装置７の信頼性を改善することができる。
Furthermore, since the refrigeration and
以上に説明したように、好ましい実施の形態を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。 As explained above, the preferred embodiment has been specifically described, but it is obvious that those skilled in the art can make various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. .
以上に説明した各実施の形態における特徴及び各変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。 The features of each embodiment and the features of each modification described above can be combined with each other as appropriate.
１ モータ、 ２ ロータ、 ３ ステータ、 ６ 圧縮機、 ７ 冷凍空調装置、 ３０ ステータコア部、 ３１ 第１のステータコア、 ３２ 第２のステータコア、 ３４ インシュレータ、 ３５ コイル、 ６１ シェル、 ６２ 圧縮機構、 ３１１ ヨーク部、 ３１２ ティース部、 ３１２ｄ，３１２ｅ 凹部。 1 motor, 2 rotor, 3 stator, 6 compressor, 7 refrigeration and air conditioning system, 30 stator core section, 31 first stator core, 32 second stator core, 34 insulator, 35 coil, 61 shell, 62 compression mechanism, 311 yoke section , 312 teeth portion, 312d, 312e recessed portion.
Claims (15)
前記シェルに接触する第１のステータコアと、
前記シェルに接触しない第２のステータコアと
を備え、
前記第１のステータコアは、複数の第１の電磁鋼板で構成されており、
前記第２のステータコアは、複数の第２の電磁鋼板で構成されており、
前記複数の第１の電磁鋼板の各々の厚さ及び前記複数の第２の電磁鋼板の各々の厚さは、同じ厚さであり、
軸方向における前記第１のステータコアの長さをＬ１とし、前記第１のステータコアの重量をＷ１とし、前記軸方向における前記第２のステータコアの長さをＬ２とし、前記第２のステータコアの重量をＷ２としたとき、
（Ｗ１／Ｌ１）＜（Ｗ２／Ｌ２）
を満たすステータ。 A stator fixed to the shell,
a first stator core in contact with the shell;
a second stator core that does not contact the shell;
The first stator core is composed of a plurality of first electromagnetic steel plates,
The second stator core is composed of a plurality of second electromagnetic steel plates,
The thickness of each of the plurality of first electromagnetic steel sheets and the thickness of each of the plurality of second electromagnetic steel sheets are the same thickness,
The length of the first stator core in the axial direction is L1, the weight of the first stator core is W1, the length of the second stator core in the axial direction is L2, and the weight of the second stator core is When set to W2,
(W1/L1)<(W2/L2)
A stator that meets the requirements.
前記第２の電磁鋼板は、第２のヨーク部と、前記第２のヨーク部から前記第２のステータコアの中心に向けて延在する第２のティース部とを有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第１のティース部の幅をＴａとし、前記第２のティース部の幅をＴｂとしたとき、
Ｔａ＜Ｔｂ
を満たす請求項２に記載のステータ。 The first electromagnetic steel sheet has a first yoke portion and a first tooth portion extending from the first yoke portion toward the center of the first stator core,
The second electromagnetic steel sheet has a second yoke portion and a second tooth portion extending from the second yoke portion toward the center of the second stator core,
In a plane perpendicular to the axial direction, when the width of the first tooth portion is Ta and the width of the second tooth portion is Tb,
Ta<Tb
The stator according to claim 2 , which satisfies the following.
前記第１のティース部の側面と前記第２のティース部の側面との間に設けられた差分に前記インシュレータの側壁が配置されている請求項３に記載のステータ。 further comprising an insulator fixed to the first teeth part,
The stator according to claim 3 , wherein a side wall of the insulator is disposed at a difference between a side surface of the first tooth portion and a side surface of the second tooth portion.
前記ロータの外側に配置された請求項１から１２のいずれか１項に記載のステータと
を備えたモータ。 rotor and
A motor comprising: the stator according to any one of claims 1 to 12 , the stator being disposed outside the rotor.
前記シェル内に配置された圧縮装置と、
前記圧縮装置を駆動する請求項１３に記載のモータと
を備えた圧縮機。 the shell;
a compression device disposed within the shell;
A compressor comprising: the motor according to claim 13 , which drives the compression device.
熱交換器と
を備えた空気調和機。 A compressor according to claim 14 ,
Air conditioner equipped with heat exchanger and.
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