电动机和使用它的压缩机的制作方法

1.本发明涉及电动机和使用它的压缩机。


背景技术：

2.专利文献1公开了在现有的电动机中使用的定子的一部分、即分割定子块的一个。该电动机的定子将多个分割定子块磁连结而形成为圆环状。其各个分割定子块如图15、图16所示，在第一层叠体102之间夹着第二层叠体104而形成。第一层叠体102将由电磁钢板形成的定子板101层叠多个而构成，第二层叠体104将由非晶薄板形成的定子板103层叠多个而构成。上述第一层叠体102和第二层叠体104都是将分别分散地分离的各个定子板101、103层叠多个而构成。另外，由上述非晶(amorphous，非晶质)薄板形成的定子板103分为轭部105和齿部106分别形成并通过接合而构成。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2014-155347号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.本发明提供将构成上述分割定子块的定子板的层叠工序简化，实现制造成本的削减的电动机和使用它的压缩机。
8.用于解决技术问题的技术方案
9.本发明的电动机是将分割定子块连结而构成定子的电动机，上述分割定子块是将一体地具有轭部和齿部的、连续地连结形成的多个定子板折叠并层叠而形成的结构。
10.发明效果
11.本发明的电动机，能够削减在定子板的层叠时将分散地分离的各个定子板的形状对齐并层叠这样的繁杂且花费时间的工序，并且在形成定子板时也不需要将轭部与齿部接合的工序。因此，能够使层叠工序大幅简化，削减制造成本，能够提供便宜的电动机和使用它的压缩机。
附图说明
12.图1是实施方式1的电动机和使用它的压缩机的截面图。
13.图2是表示该实施方式1的电动机(电动机部)的定子的立体图。
14.图3是表示该电动机部的定子的绕组前的状态的分解立体图。
15.图4是电动机部的定子和构成它的分割定子块的立体图。
16.图5是该电动机部的分割定子块的放大立体图。
17.图6是构成该电动机部的分割定子块的定子板的立体图。
18.图7是用于说明该定子的定子板成型的定子素材板的平面图。
19.图8是表示将该电动机部安装至压缩机前的状态的立体图。
20.图9是图8的分解立体图。
21.图10是表示实施方式1中的相对于压缩机的密闭容器的电动机部的固定结构部分的放大截面图。
22.图11是表示实施方式2中的相对于电动机部的密闭容器的固定结构的截面图。
23.图12是用于说明实施方式3中的相对于电动机部的密闭容器的另一固定结构的定子素材板的平面图(俯视图)。
24.图13是将从该实施方式3中的定子素材板模压成型得到的定子板层叠而构成的定子的立体图。
25.图14是将该实施方式3中的定子热装(热缩配合)固定在压缩机的密闭容器中的状态的平面图。
26.图15是构成现有的电动机的定子分割定子块的立体图。
27.图16是表示构成现有的电动机的定子的分割定子块的轭部和齿部的分解立体图。
具体实施方式
28.(作为本发明的基础的知识等)
29.在发明者想到本发明时，专利文献1中记载的电动机是已知的。该电动机中，第一层叠体102和第二层叠体104构成分割定子块(也称为“分割定子组件”)，构成第一层叠体102和第二层叠体104的定子板的各个是各自分离地形成的。因此，在将要构成第一层叠体102或第二层叠体104的定子板101、103层叠时，需要使分散地分离的各个定子板101、103的形状一致来层叠这样的繁杂的工序。具体而言，构成第二层叠体104的非晶薄板与电磁钢板相比非常薄。因此，在当前不可能如电磁钢板那样在冲压模具内铆缝堆叠，需要将预先切削为规定形状的定子板用粘接剂粘合并层叠，存在制造成本增大的问题。另外，在使构成第一层叠体102的电磁钢板的板厚与非晶薄板为相同程度的薄度的情况下，也由于预先将电磁钢板薄板切削为规定形状，然后将各个定子板对齐并用粘接剂粘合而层叠，因此制造成本增大。并且，使上述定子板101、103的形状一致而层叠这一繁杂的工序，需要与构成定子的分割定子块100的数量相应地进行，所以对制造成本的影响大，助长了制造成本的增大。另外，构成第二层叠体104的定子板103因为使用了铁损少的非晶薄板，所以能够高效率化。但是，需要分为轭部105和齿部106来分别地形成并接合这一工序，存在制造成本越发增大的技术问题。
30.发明者们鉴于这样的即使问题，为了解决这些技术问题而完成了本发明。
31.因此，本发明提供使构成分割定子块的定子板的层叠工序简化，实现制造成本的削减的便宜的电动机和使用它的压缩机。
32.以下，参照附图详细地说明实施方式。但是，存在省略了必要程度以上的详细说明的情况。例如，有时省略对已知事项的详细说明，或者在变形例中对实质上相同的结构标注相同的附图标记而省略重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。
33.此外，本发明中以使用电动机的旋转式压缩机为例进行说明，但是本发明的电动机和使用它的压缩机不限于以下的实施方式所记载的电动机和旋转式压缩机的结构，包括
与在以下的实施方式中说明的技术思想等同的电动机和压缩机的结构。
34.另外，以下说明的实施方式，是表示本发明的一例的方式，实施方式中所示的结构、功能、动作等为例示，而不是限定本发明的内容。
35.(实施方式1)
36.以下，使用图1～图10对关于本发明的电动机和使用它的压缩机的实施方式1进行说明。
37.[1-1.结构]
[0038]
(实施方式1)
[0039]
图1是使用本发明的实施方式的电动机的压缩机的纵截面图。
[0040]
本实施方式的压缩机在密闭容器1内设置电动机部(电动机)2和压缩机构部3而构成。密闭容器1由圆筒状的壳体5、封闭该壳体5的开口的上部盖6、下部盖7构成。
[0041]
压缩机构部3配置在壳体5的下部。另外，电动机部2在壳体5的内部配置在压缩机构部3之上，通过驱动轴4与压缩机构部3连结。
[0042]
此外，在上部盖6设置有用于对电动机部2供给电力的端子8。并且，在密闭容器1的底部形成有用于保存润滑用的油的油槽9。
[0043]
电动机部2由定子10和转子11构成。转子11固定在驱动轴4，且与驱动轴4一起旋转。驱动轴4由上轴承部件12和下轴承部件13支承该驱动轴4的两端而可旋转。
[0044]
当电动机部2被施力，驱动轴4进行旋转时，驱动轴4的驱动轴偏心部14在气缸15内进行偏心旋转，滚动活塞16在与叶片(未图示)抵接的同时进行旋转运动。由此，反复进行制冷剂气体的吸入、压缩。压缩机构部3包括上轴承部件12、下轴承部件13、气缸15、滚动活塞16和叶片(未图示)。
[0045]
在密闭容器1的上部设置有排出管17。排出管17贯通上部盖6的上部，并且向密闭容器1的内部空间开口，承担作为将由压缩机构部3压缩了的制冷剂气体引导至密闭容器1的外部的排出流路的功能。在压缩机工作时，密闭容器1的内部空间由压缩了的制冷剂充满。
[0046]
另外，在密闭容器1的下部，设置有对压缩机构部3供给制冷剂的吸入连接管19，在吸入连接管19连接有使制冷剂气体气液分离的储液器18。储液器18在上部连接着制冷剂气体导入管20，在下部连接着与吸入连接管19连接的制冷剂气体导出管而构成。
[0047]
对这样构成的压缩机的上述电动机部2的结构进行说明。
[0048]
上述电动机部2在转子11的外周配置有定子10，该定子10如图4所示将各分割定子块21排列成圆形而构成。在该例子中，通过将各分割定子块21的周方向两侧部21a呈环状地连结而构成为圆形。另外，上述各分割定子块21包括：与其它分割定子块21连接成圆形而形成外周圆部的轭部22；和从上述轭部22在径向突出的齿部23。上述各分割定子块21通过将定子外周的轭部22的周方向两侧部21a熔接(或焊接)而连结的结合方式、或如专利文献1中记载的基于凸部与凹部的嵌合等的结合方式磁连结。
[0049]
另外，构成各个分割定子块21的定子板24，如图7所示，从条状的定子素材板25将层叠高度尺寸h(参照图4)的分割定子块21以连续地相连的状态进行模压成型。并且，上述相连的状态的定子板部分24a一体地模压成型了轭部22和齿部23，如图7所示，将相邻的定子板部分24a彼此的相连部分26、即轭部22的两侧部，如图6所示折叠而形成分割定子块21。
[0050]
在上述相邻的定子板部分24a彼此的相连部分(以下称为折叠部)26的内外边缘，如图7所示，形成为比轭部22的宽度l窄的宽度m，为了使得容易折叠，形成有锐角凹部27和钝角凹部28。并且，在将分割定子块21连结成圆环状时，为了通过相邻的钝角凹部28彼此使从制冷剂分离了的油返回到密闭容器下部，形成有多个凹状槽29(参照图2)。并且，在上述定子板24的轭部22，如图7所示在定子板折叠方向上设置有长孔30，作为折叠过程中的引导销(未图示)插通用孔。
[0051]
另外，在本实施方式中，作为上述定子板24的素材的定子素材板25的厚度为0.1毫米以下。在本实施方式中，采用更薄的数十微米左右的由非晶合金材料或者使非晶合金的特性进一步提高了的纳米晶体软磁性材料形成的片状薄板。纳米晶体软磁性材料为，对于将fe-si-b-p-cu合金熔液快速凝固而得到的包含α-fe的核的不均匀的非晶(非晶质)合金，施加适当的热处理来进行10纳米级(10万分之1mm)水平的晶体控制，使软磁特性提高了的材料。即，定子板24的厚度为0.1毫米以下，在本实施方式中定子板24利用更薄的数十微米左右的由非晶合金材料或者纳米晶体软磁性材料形成的薄板构成。
[0052]
并且，上述定子10，在各分割定子块21的层叠方向两端面部，在图3所示的状态下，在上下两面层叠配置由形状与定子板24相同的电磁钢板形成的、还作为定子板24发挥左右的增强板31，增强并保护定子10的表面，隔着绝缘材32(参照图2)卷绕地配置绕组33。上述定子10的绕组33经端子8(参照图1)与压缩机外的逆变器电路(未图示)连接，通过通电而产生磁场，以规定的转速驱动转子11。
[0053]
进一步，如图8、图9所示，上述电动机部2在处于其定子10的上下两方的增强板31部分设置有夹着该定子10的环状部件34a、34b。该环状部件34a、34b通过在密闭容器1的内周面进行热装而固定。即，电动机部2的定子10不是热装或者熔接(或焊接)等在密闭容器1，而是由热装固定在密闭容器1的上下的环状部件34a、34b夹着而固定的结构。其中，在本实施方式中，一边用环状部件34a、34b从上下轻轻地对上述定子10加压一边将该环状部件34a、34b热装在密闭容器1，由此，使定子10相对于密闭容器1固定，但是也可以将增强板31进行热装而固定。
[0054]
另外，如图10所示，上述电动机部2的定子10的定子板24的外径，形成为比夹着并固定该定子10的环状部件34a、34b的外径小。并且，在该实施方式中，可以采用上述环状部件34a、34b的线膨胀系数比密闭容器1的线膨胀系数小的材料。
[0055]
另外，上述环状部件34a、34b如图9所示，在其中一个环状部件34a形成有销轴36。销轴36嵌入在上述定子10的外周的凹状槽29中，成为防止转子11的旋转的旋转阻止部。在另一个环状部件34b设置有供上述销轴36嵌合在其中的孔37。
[0056]
其中，上述环状部件34a、34b相对于密闭容器1的固定，不限与热装固定，也可以使用基于激光等的熔接、或者在轻微地热装后进行熔接等。
[0057]
[1-2.动作]
[0058]
下面对如上所述地构成的电动机和使用它的压缩机的作用进行说明。
[0059]
在本实施方式的压缩机中使用的电动机，将构成定子10的各分割定子块21的定子板24以多个相连的状态通过模压成型而形成，并且一边在折叠部26折叠该定子板24一边层叠该定子板24而构成。由此，定子板24自动地使形状一致(对齐形状)地被层叠。由此，能够削减在定子板24的层叠时将分散地分离的各个定子板24合在一起层叠并粘接这样的繁杂
且花费时间的工序。即，能够废弃如现有技术那样对于各自分离地分散的定子板一边使其形状一致一边将其层叠且接合这样的繁杂且花费时间的工序，能够使定子板层叠工序简化。
[0060]
另外，在本实施方式中，因为在上述定子板24沿定子板折叠方向设置有长孔30，所以在折叠过程中能够使引导销(未图示)嵌合在上述长孔30中。由此，能够可靠地抑制在折叠时担心的各定子板24的若干的层叠错位，能够使层叠精度提高。
[0061]
另外，因为上述定子板24模压成型为一体地具有轭部22和齿部23的形状，所以能够削减如现有技术的定子板那样将轭部22与齿部23接合的工序，能够进一步将定子板层叠工序简化。
[0062]
进一步，一体地具有上述轭部22和齿部23的形状的定子板24，其板厚为数十微米左右非常薄，并且使用由铁损少的非晶合金材料或者使非晶合金的特性进一步提高了的纳米晶体软磁性材料形成的薄板，因此能够使电动机高效率化。
[0063]
其中，虽然利用由上述非晶合金材料或者纳米晶体软磁性材料形成的薄板进行由轭部22和齿部23构成的复杂形状的定子板24的模压成型是困难的，但是申请人实现了该模压成型，通过模压成型形成了具有轭部22和齿部23的定子板24。
[0064]
另外，在将由上述非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成的定子板24层叠而构成的分割定子块21的两端面部，层叠配置增强板31，对定子10的表面进行增强和保护，并且隔着绝缘材32卷绕地设置了绕组33。因此，能够防止由脆弱且薄至数十微米左右的非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成的定子板24的变形、皲裂。由此，能够获得使用了铁损少且厚度为数十微米(薄至现有技术的大约1/10左右)的非晶合金材料板、或纳米晶体软磁性材料板的电动机，并能够充分地确保该电动机的高效率化效果。
[0065]
进一步，上述电动机部2在连结分割定子块21而构成的定子10的两端部配置环状部件34a、34b将定子10夹着固定，通过熔接或热装将该环状部件34a、34b固定在压缩机的密闭容器1，因此定子10不会受到在将定子10通过熔接或热装直接固定在密闭容器1时那样的强的压缩应力。
[0066]
因此，即使用脆弱的非晶合金材料、纳米晶体软磁性材料形成电动机2的定子10的定子板24、并且使其为厚度为数十微米左右的片状薄板，也能够防止该定子板24变形而引起电动机2的效率降低。另外，不需要进行熔接时所需的激光照射时间、热量调整，还能够防止由于这些调节的偏差而导致效率降低。
[0067]
另外，上述定子10的外径比夹着并固定该定子10的环状部件34a、34b的外径小。因此，环状部件34a、34b承受由于密闭容器1的热收缩等产生的缩径方向的压缩应力，能够抑制或者消除施加于电动机部2的定子10的压缩应力。
[0068]
由此，还能够防止定子10的定子板24的应力损伤，能够构成充分发挥了非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料具有的性能效率的、高性能的压缩机。
[0069]
另外，虽然由上述非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成的定子素材板25价格昂贵，但是根据图7可知，通过以使齿部23相对(面对面)的方式进行模压成型，能够从条状的定子素材板25没有浪费地取出定子板24。例如，如果定子10不是由分割定子块21构成而是呈一个圆环状地连续的结构，则构成它的定子板24成为圆环状(环状)，环中央部分的材料废弃，因此在材料的取用上产生较大的浪费。但是，如果将定子10形成为分割定子块21的
连结体，则构成它的定子板24如上所述以使定子板24的齿部23相对的方式配置而进行模压成型。由此，几乎能够消除材料取用的浪费，能够大幅度地抑制定子10的制造成本的增大。
[0070]
另外，设置于上述压缩机的一个环状部件34a的销轴36嵌入在定子10的外周的凹状槽29中。因此，即使没有通过热装、熔接等将电动机部2的定子10固定，也能够防止定子10的旋转，能够抑制效率降低，得到高性能的压缩机。
[0071]
[1-3.效果等]
[0072]
如以上所述，本实施方式中公开的电动机，包括转子11和使上述转子11旋转的定子10，上述定子10通过将多个分割定子块21连结而构成，进一步，上述分割定子块21将以一体地具有轭部22和齿部23的方式连续地连结而形成的多个定子板24折叠并层叠而形成。
[0073]
由此，在进行定子板24的层叠时，能够削减将分散地分离的各个定子板24的形状对齐而进行层叠和粘接这样繁杂且花费时间的工序，并且在形成定子板24时也不需要将轭部22与齿部23接合的工序。因此，能够使层叠工序大幅简化，实现制造成本的削减，能够构成便宜的电动机和使用它的压缩机。
[0074]
另外，在上述结构中，构成上述分割定子块21的定子板24中，至少一部分的定子板24或者全部由非晶合金材料或纳米晶体材料的薄板形成，能够实现制造成本的削减，而且能够以便宜的价格形成高性能的电动机和使用它的压缩机。
[0075]
另外，在上述各结构中，上述定子板24形成为，在各个定子板24的适当位置在定子板折叠方向上设置有长孔30。因此，能够用简单的方法抑制定子板的层叠偏移。
[0076]
(实施方式2)
[0077]
图11是表示实施方式2的压缩机的电动机部的纵截面图。
[0078]
[2-1.结构]
[0079]
本实施方式的压缩机采用了，用一体地形成在密闭容器1的内周面的台阶部替代(置换)环状部件34a、34b的至少一个的结构。
[0080]
即，采用了如下所述的结构：，在密闭容器1的下部一体地形成了环状的台阶部1a，将电动机部2的定子10的下端部载置在该台阶部1a，进一步在定子10的上端部侧插入环状部件34a，在将定子10轻微地按压在上述台阶部1a的状态下在密闭容器1中进行热装而固定。
[0081]
[2-2.动作、效果等]
[0082]
按如上所述的方式构成的本实施方式的电动机，能够获得与上述实施方式1同样的作用效果，进一步还能够获得以下的效果。
[0083]
即，在本实施方式中，利用设置在密闭容器内周面的台阶部1a和固定于该内周面的环状部件34a将电动机部2的定子10夹着而固定。因此，能够废除固定在密闭容器1的一个环状部件，能够进一步促进生成率的提高和制造成本的降低。
[0084]
(实施方式3)
[0085]
图12是形成实施方式3的压缩机的定子的定子素材板的平面图，图13是该同实施方式3中将从定子素材板模压成型的定子板层叠而构成的定子的立体图，图14是表示该实施方式3中将定子热装固定在压缩机的密闭容器中的状态的平面图(俯视图)。
[0086]
[3-1.结构]
[0087]
本实施方式的压缩机，不使用环状部件34a、34b而将定子10直接热装固定在密闭
容器1中的结构。
[0088]
即，采用如下所述的结构：在从定子素材板25模压成型的定子板24的折叠部26的外缘侧，形成比轭部22的最外周缘向外侧突出的微小突起38，在层叠地构成该定子板24时，将图13所示的从分割定子块21的外周面突出的微小突起38，如图14所示的那样热装固定在密闭容器1中。
[0089]
其中，上述微小突起38不需要在全部分割定子块21形成，在几个分割定子块21形成即可。
[0090]
[3-2.动作、效果等]
[0091]
如上所述地构成的本实施方式的压缩机，不需要使用在实施方式1中说明了的环状部件34a、34b。另外，因为设置于折叠部26的微小突起38通过加工硬化而使得强度提高，所以即使受到来自密闭容器1的压缩压力也能够抑制变形等。而且因为该微小突起38位于轭部22的两侧部的一部分，所以即使有若干的变形等，对轭部整体的磁特性的影响也较少。由此，因来自密闭容器1的压缩压力而导致的磁特性的劣化少，能够抑制电动机的效率降低且促进结构的简化。
[0092]
(其它实施方式)
[0093]
如上所述，作为在本发明中记载的技术的例示，说明了实施方式1和2、3。但是，本发明的技术不限于此，也能够应用于进行了变更、置换、增加、省略等的实施方式。
[0094]
例如，电动机以内转子方式的电动机进行了说明，但也可以是外转子式的电动机。
[0095]
另外，构成定子10的分割定子块21的定子板24，由非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成，但其也可以是由电磁钢板等形成的定子板，将由电磁钢板等形成的定子板折叠并层叠也能够实现层叠工序的简化。
[0096]
另外，在本实施方式中，说明了将由非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成的定子板折叠并层叠了的两端面部，折叠并层叠了由电磁钢板形成的定子板24的结构，即由非晶合金材或纳米晶体软磁性材料形成的定子板24层与由电磁钢板形成的定子板24的组合结构。但是，也可以仅用由非晶合金材或纳米晶体软磁性材料形成的定子板24形成定子10。并且，在一并使用电磁钢板制的定子板24的情况下，也可以在由非晶合金材料或纳米晶体软磁性材料形成的定子板24的层叠过程中，进行电磁钢板制定子板的层叠等。
[0097]
进一步，说明了压缩机具有旋转式压缩机构的方式，但也可以是涡旋式、往复式、螺杆式等的压缩机，能够应用于各种压缩方式的压缩机。
[0098]
即，本说明书记载的实施方式的全部内容均为例示，而不是限制性的内容，本发明的范围由权利要求的范围表示，包含与权利要求的范围等同的意思和范围内的所有改变。
[0099]
产业上的可利用性
[0100]
如上所述，本发明因为能够将构成定子的分割定子块的层叠工序大幅简化，所以能够实现制造成本的削减，能够提供便宜的电动机和使用它的压缩机。因此，能够作为空调机、冷冻机、鼓风机、热水器等各种设备的冷冻系统的压缩机、驱动压缩机的电动机使用。
[0101]
附图标记的说明
[0102]
1 密闭容器
[0103]
1a 台阶部
[0104]
2 电动机部(电动机)
[0105]
3 压缩机构部
[0106]
4 驱动轴
[0107]
5 壳体
[0108]
6 上部盖
[0109]
7 下部盖
[0110]
8 端子
[0111]
9 油槽
[0112]
10 定子
[0113]
11 转子
[0114]
12 上轴承部件
[0115]
13 下轴承部件
[0116]
14 驱动轴偏心部
[0117]
15 气缸
[0118]
16 滚动活塞
[0119]
17 排出管
[0120]
18 储液器
[0121]
19 吸入连接管
[0122]
20 制冷剂气体导入管
[0123]
21 分割定子块
[0124]
21a 周方向两侧部(周向两侧部)
[0125]
22 轭部
[0126]
23 齿部
[0127]
24 定子板
[0128]
24a 定子板部分
[0129]
25 定子素材板
[0130]
26 相连部分(折叠部)
[0131]
27 锐角凹部
[0132]
28 钝角凹部
[0133]
29 凹状槽
[0134]
30 长孔
[0135]
31 增强板
[0136]
32 绝缘材
[0137]
33 绕组
[0138]
34a、34b 环状部件
[0139]
36 销轴
[0140]
37 孔
[0141]
38 微小突起。