電動圧縮機
【課題】電動機と本体ケーシングの隙間の発生や焼嵌め時の冷却のためのタクトの拡大化を防止し、小型・軽量で効率の良い電動圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮部２と、前記圧縮部を駆動する電動機５と、前記圧縮部２と電動機５を内蔵した本体ケーシング１とを備え、圧縮部２と電動機５の固定子とは前記本体ケーシング１の内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため本体ケーシングや固定子および圧縮部に発生する内部応力を緩和する。その結果、本体ケーシングが小型で薄肉になり、電動機や圧縮部の効率を劣化させず信頼性も向上する。
【解決手段】圧縮部２と、前記圧縮部を駆動する電動機５と、前記圧縮部２と電動機５を内蔵した本体ケーシング１とを備え、圧縮部２と電動機５の固定子とは前記本体ケーシング１の内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため本体ケーシングや固定子および圧縮部に発生する内部応力を緩和する。その結果、本体ケーシングが小型で薄肉になり、電動機や圧縮部の効率を劣化させず信頼性も向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両用空気調和装置等の冷媒圧縮機用に用いられる電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動圧縮機はアルミニウム製のシェルに鉄製のモータ固定子を直接焼嵌した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
またモータハウジングを弾性変形させてモータを固定するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。図１３は、特許文献２に記載された電動圧縮機におけるステータコアとモータハウジングの固定方法を示すものである。壁に３箇所の膨出部１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄを有する非真円のモータハウジング（シェル）１１５において、前記膨出部１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄに外力を加えて締め代部１１５ｅ，１１５ｆ，１１５ｇを外側に変形させ、前記ステータコア（円柱状電動機固定子）３２を挿入後、外力を解除して締め代部１１５ｅ，１１５ｆ，１１５ｇで固定している。
更には、前記固定子の端面部に固定子およびシェルより熱膨張係数の大きな材料からなる固定部材を径方向に係合すると共に軸方向にはシェルで挟み込んでボルト固定した構造も提案されている。（例えば、特許文献３参照）
図１４は特許文献３に記載された従来の電動圧縮機を示すものである。図１４に示すように、中空状に形成された圧縮機本体（シェル）１０１と、圧縮機本体１０１に吸入された流体を圧縮する圧縮部（図示なし）と、圧縮部を駆動するモータ１０２と、圧縮機本体１０１及びモータ１０２よりも熱膨張係数の高い材質からなり、周方向所定位置にモータ１０２及び圧縮機本体１０１の少なくとも一方に係合する係合部を設けた固定部材１０３を介してモータ１０２を圧縮機本体１０１に固定する構造としてある。具体的には圧縮機本体１０１を１０１ａ、１０２ｂに分割して前記固定部材１０３を軸方向から挟み、ボルト１０４にて固定した構造としてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８７５８５号公報
【特許文献２】特許第４２６９９０７号公報
【特許文献３】特開２００３−３４３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す焼嵌の例ではハウジングを加熱し固定子を挿入、固定した後、ハウジングを冷却する必要があるため、冷却時間をかけたり、強制冷却したりする必要があり、生産効率や設備投資が増大する課題があった。
【０００５】
また、特許文献２に示す例では外力変形によって発生する力によりステータコアの積層板が変形してモータの効率が劣化したり、モータハウジング（シェル）が破損したりすることがあり、ハウジングの肉厚を小さく出来にくい課題を有していた。
【０００６】
更に、特許文献３の場合には、固定部材１０３は圧縮機本体１０１を二分割して挟み込み、ボルトにより締結する必要があるため、締結部が突出すると共に、シール材や複数のボルトが必要になるなどの弊害を有するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、圧縮機本体（シェル）の外形拡大やシール
材の必要が無く、かつモータの効率劣化やシェルの厚肉化を防止し、小型・軽量で低コストな電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。
【０００９】
これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため、本体ケーシングを肉厚化したり、固定子および圧縮部に過大な外力が加わってこれが変形等するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動圧縮機は、本体ケーシングの弾性変形力のみで電動機と圧縮部を本体ケーシングへ固定しているので、焼嵌時の冷却時間の必要性による生産能率減少や設備投資の増大を緩和することが出来る。また、ケーシングの応力を低く抑えることが出来、設計的に肉厚を薄くすることができる為、小型・軽量に出来る。更には、シェルやボルト等の部品点数を増加させることがないなど、低コストの電動圧縮機にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電動圧縮機の軸方向断面図
【図２】本発明の実施の形態１において電動機の固定子を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図３】本発明の実施の形態１における電動機の固定子の本体ケーシングへの固定状態を示す横断面図
【図４】本発明の実施の形態１における電動機の固定子と本体ケーシングの固定状態を示す縦断面図
【図５】本発明の実施の形態１において圧縮部（軸受けホルダー）を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図６】本発明の実施の形態１における圧縮部（軸受けホルダー）の平面図
【図７】本発明の実施の形態１における圧縮部（軸受けホルダー）の本体ケーシングへの固定状態を示す横断面図
【図８】本発明の実施の形態１における電動機と圧縮部（軸受けホルダー）の本体ケーシングへの固定状態を示す縦断面図
【図９】本発明の実施の形態２における電動機の固定子と本体ケーシングの固定状態を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態２において圧縮部（軸受けホルダー）を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図１１】本発明の実施の形態２における圧縮部（軸受けホルダー）の平面図
【図１２】本発明の実施の形態３において電動機の固定子を固定する本体ケーシングの断面図
【図１３】従来の電動圧縮機のステータコア（電動機固定子）を固定するモータハウジング（本体ケーシング）の横断面図
【図１４】従来の電動圧縮機のモータ（電動機固定子）と圧縮機本体（本体ケーシング）の固定状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため、本体ケーシングや固定子および圧縮部に発生する内部応力を緩和することができ、本体ケーシングを肉厚化したり、固定子および圧縮部に過大な外力が加わってこれが変形等するのを防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とを前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分に固定した電動圧縮機であって、前記本体ケーシングの一方の固定断面において外壁側から対向する２つの外力によって当該本体ケーシングを楕円形状に弾性変形させて前記圧縮部または電動機の固定子の一方を挿入し軸方向に位置決め後前記外力を解除して径方向に構成したシメシロ部で固定するとともに、前記圧縮部または電動機の固定子の他方の部品を前記と同様の方法により前記本体ケーシングの他方の断面に固定し、前記一方の断面に作用させる外力の方向に対し他方の断面に作用させる外力の方向が概ね直交する構成としてある。これにより前記第１の発明と同様の効果が得られる。
【００１４】
第３の発明は、前記電動機の固定子の外周に対応する本体ケーシングの内壁には少なくとも前記外力が作用する方向に凹部を形成するとともに、前記固定子が締結される断面の本体ケーシングの内壁には前記外力が作用する方向とは異なる箇所に凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１５】
第４の発明は、前記電動機の固定子の外周に円弧部とＤカット形状の凹部を交互に形成し、前記外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲の前記円弧部に対応させて前記本体ケーシングの内壁に凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１６】
第５の発明は、前記電動機の固定子の外周に少なくとも２箇所の円弧部を残し多角形状に凹部を形成するとともに、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲には前記凹部が位置する形態としてある。
【００１７】
第６の発明は、圧縮部が固定される断面の本体ケーシングの内壁または圧縮部の外周の少なくとも一方に、外力が作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲において凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１８】
第７の発明は、前記本体ケーシングは前記電動機の固定子より熱膨張係数が大きな金属材料で形成した電動圧縮機としてある。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電動圧縮機の縦断面図である。図１に示す電動圧縮機は、本体ケーシング１とケーシングカバー１ａとで圧縮部２を軸方向に挟み込み固定してある。圧縮部２はスクロール式の構造であり、固定スクロール３に対し、旋回スクロール４は旋回運動を行い、冷媒ガスを外周から中央部に向け圧縮する。前記、旋回スクロール４は電動機５の回転子６に圧入されたシャフト６ａにより駆動される。電動機５
の固定子５ａと圧縮部２の軸受けホルダー２ａは、以下に説明する方法にて前記本体ケーシング１にそれぞれ径方向において位置決め固定される。
【００２１】
図２は前記本体ケーシング１の電動機５の前記固定子５ａが締結される断面の形状を示す。この本体ケーシング１の内壁はほぼ真円形状１４であるが、４箇所に逃げ凹部Ａ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成されている。図２に示すように本体ケーシング１は上下から冶具を介し外壁に外力を作用させると，内壁の真円形状は図中一点鎖線で示すように上下で内壁間距離が短くなり、左右の内壁間距離が拡大した楕円形状１５に変形し、斜め４５度、１３５度方向の距離は変化しない。
【００２２】
図３は前記本体ケーシング１の内部に前記電動機５の固定子５ａが挿入された状態を示す。固定子５ａはこの実施例では外周に固定子円弧部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ、９ｆを等角度で６個所残して、Ｄカット形状の固定子凹部８ａ，８ｂ，８ｃ、８ｄ，８ｅ、８ｆが交互に形成され、１対の固定子凹部８ａ，８ｄは前記本体ケーシング１に作用する対向した外力の方向となるよう配置されている。前記本体ケーシング１に形成された４箇所の逃げ凹部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、固定子５ａを本体ケーシング内壁が楕円状に変形した状態で前述した固定子５ａを内部に挿入する際の逃げとなるものである。すなわち、前記固定子５ａの前記１対の固定子凹部８ａ，８ｄの両端の固定子円弧部９ａ，９ｂ，９ｄ，９ｅが本体ケーシング１の内壁と干渉する部分を逃げるために形成されている。
【００２３】
以上説明したような形態において、上下から作用している外力を解除すると、本体ハウジング１の内壁は弾性により真円形状に戻ろうとするが、図中左右２点のシメシロ部１０ａ，１０ｂにおいては固定子５ａの固定子円弧部の外径寸法を本体ハウジング１の内径寸法に対し０．３〜０．５ｍｍほど大きく設定した為、シメシロ部１０ａ、１０ｂが形成され固定子５ａは位置決め固定される。
【００２４】
この形態において固定子５ａは本体ハウジング１に一応固定されるが、本体ケーシング１のシメシロ部１０ａ、１０ｂが左右２点の為、左右に長軸となる楕円形態が残りながらも固定子５ａは本体ケーシング１に位置決め固定される。
【００２５】
しかしながら、断面Ａ−Ａでは上下方向の物理的規制がない為本体ハウジングがアルミニウム合金の場合、材料強度上、壁内引張り許容応力が鉄より減少することにより本体ハウジングと固定子５ａの締結力が圧力、温度上昇により減少しても十分なレベルに設計することが難しくなる。
【００２６】
そこで、本発明では図４に示すように、この後同じ本体ケーシング１の固定子５ａを固定した断面Ａ−Ａの隣の異なる断面Ｂ−Ｂに圧縮部２の軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１の弾性変形力を使った同様な手法にて位置決め固定している。以下、その構成について説明する。
【００２７】
図５は軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１に位置決め固定するにあたり、本体ケーシング１の軸受けホルダー２ａを固定する断面Ｂ−Ｂの外壁に左右から外力を作用させて本体ケーシング１の真円形状１４の内壁を左右方向壁間距離が短縮するような楕円形状１５に変形させた形態を示している。この場合、本体ケーシング１の内壁には左右に逃げ凹部Ｂ１１ａ，１１ｂが形成されており、図６に示すように真円形状で直径が本体ケーシング１の真円部の内径よりシメシロ分大きな軸受けホルダー２ａを、外力により楕円状に変形した本体ケーシング１の内部に挿入可能な形状としている。
【００２８】
図７は前記軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１のＢ−Ｂ断面に位置決め固定した状態を示している。この場合、上下の内壁円弧部１２ａ、１２ｂの両端１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ，１０ｄの４点にてシメシロ部が発生し、本体ケーシング１は上下に長軸楕円形態が残る状態で軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１に位置決め固定する。
【００２９】
図８は本体ケーシング１に電動機５を位置決め固定した後、圧縮部２の軸受けホルダー２ａを位置決め固定した状態の縦断面図を示す。このように、対向して作用させる外力の方向を隣の断面に対し概ね直交する方向から作用させる形態にすることにより、同一の本体ケーシング１で固定子５ａを固定した隣の断面Ａ−Ａにも軸方向連続体として影響を及ぼし、断面Ｂ−Ｂにおいて左右方向に長軸である楕円形状により断面Ａ−Ａで単独では上下方向に長軸である楕円形状が十文字形状に変化するような力が作用するため、断面Ａ−Ａにおける固定子５ａの締結力を増加させる。逆にＢ−Ｂ断面でも同様にＡ−Ａ断面の変形形状が影響し、単独断面の締め付け力に対し、近接した断面の変形方向の相違による相互作用により強い締結力が得られる形態に変化する。
【００３０】
（実施の形態２）
図９〜図１１に実施の形態２を示す。図９において、円筒状の固定子５ａの外周に設けられた６個の固定子凹部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆのうち本体ハウジング１に作用する上下方向の外力の方向の存在する一対の凹部８ａ，８ｄは、外力に対し直交ではなく傾斜して位置決め固定された形態としてある。本体ハウジング１の内壁で固定子が位置決めされる断面Ａ−Ａには前記固定子５ａにおける固定子円弧部９ａ，９ｄに対応した内壁逃げ凹部Ｂ７ａ，７ｃが形成され、本体ハウジング１の外壁に上下から外力が作用し、内壁が真円形状１４から左右に長軸となる楕円形状１５に変形しても干渉せず固定子５ａを挿入可能としている。この実施例ではシメシロ部は円弧部９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｆの４箇所に対応した１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとなる。
【００３１】
一方、圧縮部２の軸受けホルダー２ａが固定される本体ケーシング１の断面Ｂ−Ｂを図１０、軸受けホルダー２ａの形状を図１１に示す。図１０において本体ケーシング１の内壁は真円形状とし、図１１に示す軸受けホルダー２ａの外周の左右には軸受けホルダー凹部１３ａ，１３ｂが形成された形態としている。即ち、本体ケーシング１のＢ−Ｂ断面において左右方向から対向した外力が作用し、本体ハウジング１のＢ−Ｂ断面が真円形状１４から一点鎖線で示した上下方向に長軸となる楕円形状１５に弾性変形した状態で前記軸受けホルダー２ａを挿入した後、本体ケーシング１に作用している左右からの外力を解除すると、シメシロ部１０ａ，１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが形成され位置決め固定される。
【００３２】
断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂの外力の方向は実施例１と同様に概ね直交させた形態として実施例１と同様お互いに軸方向において作用し合い、単独の場合に比べ強い締結力が得られる。
【００３３】
（実施の形態３）
図１２は実施の形態３を示す。この実施の形態は、円筒状の固定子５ａの外周に設けられた６個の固定子凹部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆに加え本体ハウジング１に作用する上下方向の外力の方向に存在する円弧部の存在した場所に、一対の固定子第２凹部１６ａ，１６ｂを新たに形成し，多角形状としてある。この場合、本体ハウジング１のこの断面Ａ−Ａの内壁は真円形状１４から上下方向の外力により左右方向に長軸となる楕円形状１５に弾性変形させ、前述した固定子５ａを挿入し、外力を解除して位置決め固定した状態を示す。この形態ではシメシロ部は１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの場所に形成される。
【００３４】
この場合にも前述した実施例１，２のように隣接した別断面Ｂ−Ｂにおいて断面Ａ−Ａに対し概ね直交させた方向から外力を作用させて軸受けホルダーを位置決め固定することにより同様な効果が得られる。
【００３５】
以上、各実施の形態を説明してきたが、近隣の異なる断面に作用する外力の方向に対しその断面に作用する対向した外力が概ね直交していれば効果は同じであることは言うまでもない。
【００３６】
更には固定子の外径形状について円弧部を残した等角度配分の正６角形に近い形状の場合で説明したが、少なくとも２箇所の円弧部をシメシロ部として残した不等角度配分形状の擬似多角形形状としても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上説明したように、本発明にかかる電動圧縮機は、小型・軽量で効率が良く、信頼性に優れた電動機及び圧縮部の本体ケーシングへの固定が可能であり、自動車の空気調和機用電動圧縮機のみならず、小型・軽量が求められるルームエアコンや給湯器用などの家電分野等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 本体ケーシング
２ 圧縮部
２ａ 軸受けホルダー（圧縮部）
５ 電動機
５ａ 固定子
６ 回転子
６ａ シャフト
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 内壁逃げ凹部Ａ（凹部）
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ 固定子円弧部（円弧部）
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ 固定子凹部（凹部）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ シメシロ部
１１ａ、１１ｂ 内壁逃げ凹部Ｂ（凹部）
１２ａ、１２ｂ 軸受けホルダー円弧部（円弧部）
１３ａ、１３ｂ 軸受けホルダー凹部（凹部）
１４ 真円形状
１５ 楕円形状
１６ａ、１６ｂ 固定子第２凹部（凹部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両用空気調和装置等の冷媒圧縮機用に用いられる電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動圧縮機はアルミニウム製のシェルに鉄製のモータ固定子を直接焼嵌した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
またモータハウジングを弾性変形させてモータを固定するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。図１３は、特許文献２に記載された電動圧縮機におけるステータコアとモータハウジングの固定方法を示すものである。壁に３箇所の膨出部１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄを有する非真円のモータハウジング（シェル）１１５において、前記膨出部１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄに外力を加えて締め代部１１５ｅ，１１５ｆ，１１５ｇを外側に変形させ、前記ステータコア（円柱状電動機固定子）３２を挿入後、外力を解除して締め代部１１５ｅ，１１５ｆ，１１５ｇで固定している。
更には、前記固定子の端面部に固定子およびシェルより熱膨張係数の大きな材料からなる固定部材を径方向に係合すると共に軸方向にはシェルで挟み込んでボルト固定した構造も提案されている。（例えば、特許文献３参照）
図１４は特許文献３に記載された従来の電動圧縮機を示すものである。図１４に示すように、中空状に形成された圧縮機本体（シェル）１０１と、圧縮機本体１０１に吸入された流体を圧縮する圧縮部（図示なし）と、圧縮部を駆動するモータ１０２と、圧縮機本体１０１及びモータ１０２よりも熱膨張係数の高い材質からなり、周方向所定位置にモータ１０２及び圧縮機本体１０１の少なくとも一方に係合する係合部を設けた固定部材１０３を介してモータ１０２を圧縮機本体１０１に固定する構造としてある。具体的には圧縮機本体１０１を１０１ａ、１０２ｂに分割して前記固定部材１０３を軸方向から挟み、ボルト１０４にて固定した構造としてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８７５８５号公報
【特許文献２】特許第４２６９９０７号公報
【特許文献３】特開２００３−３４３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す焼嵌の例ではハウジングを加熱し固定子を挿入、固定した後、ハウジングを冷却する必要があるため、冷却時間をかけたり、強制冷却したりする必要があり、生産効率や設備投資が増大する課題があった。
【０００５】
また、特許文献２に示す例では外力変形によって発生する力によりステータコアの積層板が変形してモータの効率が劣化したり、モータハウジング（シェル）が破損したりすることがあり、ハウジングの肉厚を小さく出来にくい課題を有していた。
【０００６】
更に、特許文献３の場合には、固定部材１０３は圧縮機本体１０１を二分割して挟み込み、ボルトにより締結する必要があるため、締結部が突出すると共に、シール材や複数のボルトが必要になるなどの弊害を有するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、圧縮機本体（シェル）の外形拡大やシール
材の必要が無く、かつモータの効率劣化やシェルの厚肉化を防止し、小型・軽量で低コストな電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。
【０００９】
これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため、本体ケーシングを肉厚化したり、固定子および圧縮部に過大な外力が加わってこれが変形等するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動圧縮機は、本体ケーシングの弾性変形力のみで電動機と圧縮部を本体ケーシングへ固定しているので、焼嵌時の冷却時間の必要性による生産能率減少や設備投資の増大を緩和することが出来る。また、ケーシングの応力を低く抑えることが出来、設計的に肉厚を薄くすることができる為、小型・軽量に出来る。更には、シェルやボルト等の部品点数を増加させることがないなど、低コストの電動圧縮機にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電動圧縮機の軸方向断面図
【図２】本発明の実施の形態１において電動機の固定子を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図３】本発明の実施の形態１における電動機の固定子の本体ケーシングへの固定状態を示す横断面図
【図４】本発明の実施の形態１における電動機の固定子と本体ケーシングの固定状態を示す縦断面図
【図５】本発明の実施の形態１において圧縮部（軸受けホルダー）を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図６】本発明の実施の形態１における圧縮部（軸受けホルダー）の平面図
【図７】本発明の実施の形態１における圧縮部（軸受けホルダー）の本体ケーシングへの固定状態を示す横断面図
【図８】本発明の実施の形態１における電動機と圧縮部（軸受けホルダー）の本体ケーシングへの固定状態を示す縦断面図
【図９】本発明の実施の形態２における電動機の固定子と本体ケーシングの固定状態を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態２において圧縮部（軸受けホルダー）を固定する本体ケーシングの変形状態説明図
【図１１】本発明の実施の形態２における圧縮部（軸受けホルダー）の平面図
【図１２】本発明の実施の形態３において電動機の固定子を固定する本体ケーシングの断面図
【図１３】従来の電動圧縮機のステータコア（電動機固定子）を固定するモータハウジング（本体ケーシング）の横断面図
【図１４】従来の電動圧縮機のモータ（電動機固定子）と圧縮機本体（本体ケーシング）の固定状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成としてある。これにより本体ケーシングが三次元的に弾性変形し強い締結力が得られるとともに、本体ケーシングが十文字形状に変形して応力を吸収するため、本体ケーシングや固定子および圧縮部に発生する内部応力を緩和することができ、本体ケーシングを肉厚化したり、固定子および圧縮部に過大な外力が加わってこれが変形等するのを防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とを前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分に固定した電動圧縮機であって、前記本体ケーシングの一方の固定断面において外壁側から対向する２つの外力によって当該本体ケーシングを楕円形状に弾性変形させて前記圧縮部または電動機の固定子の一方を挿入し軸方向に位置決め後前記外力を解除して径方向に構成したシメシロ部で固定するとともに、前記圧縮部または電動機の固定子の他方の部品を前記と同様の方法により前記本体ケーシングの他方の断面に固定し、前記一方の断面に作用させる外力の方向に対し他方の断面に作用させる外力の方向が概ね直交する構成としてある。これにより前記第１の発明と同様の効果が得られる。
【００１４】
第３の発明は、前記電動機の固定子の外周に対応する本体ケーシングの内壁には少なくとも前記外力が作用する方向に凹部を形成するとともに、前記固定子が締結される断面の本体ケーシングの内壁には前記外力が作用する方向とは異なる箇所に凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１５】
第４の発明は、前記電動機の固定子の外周に円弧部とＤカット形状の凹部を交互に形成し、前記外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲の前記円弧部に対応させて前記本体ケーシングの内壁に凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１６】
第５の発明は、前記電動機の固定子の外周に少なくとも２箇所の円弧部を残し多角形状に凹部を形成するとともに、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲には前記凹部が位置する形態としてある。
【００１７】
第６の発明は、圧縮部が固定される断面の本体ケーシングの内壁または圧縮部の外周の少なくとも一方に、外力が作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲において凹部を形成した電動圧縮機としてある。
【００１８】
第７の発明は、前記本体ケーシングは前記電動機の固定子より熱膨張係数が大きな金属材料で形成した電動圧縮機としてある。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電動圧縮機の縦断面図である。図１に示す電動圧縮機は、本体ケーシング１とケーシングカバー１ａとで圧縮部２を軸方向に挟み込み固定してある。圧縮部２はスクロール式の構造であり、固定スクロール３に対し、旋回スクロール４は旋回運動を行い、冷媒ガスを外周から中央部に向け圧縮する。前記、旋回スクロール４は電動機５の回転子６に圧入されたシャフト６ａにより駆動される。電動機５
の固定子５ａと圧縮部２の軸受けホルダー２ａは、以下に説明する方法にて前記本体ケーシング１にそれぞれ径方向において位置決め固定される。
【００２１】
図２は前記本体ケーシング１の電動機５の前記固定子５ａが締結される断面の形状を示す。この本体ケーシング１の内壁はほぼ真円形状１４であるが、４箇所に逃げ凹部Ａ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成されている。図２に示すように本体ケーシング１は上下から冶具を介し外壁に外力を作用させると，内壁の真円形状は図中一点鎖線で示すように上下で内壁間距離が短くなり、左右の内壁間距離が拡大した楕円形状１５に変形し、斜め４５度、１３５度方向の距離は変化しない。
【００２２】
図３は前記本体ケーシング１の内部に前記電動機５の固定子５ａが挿入された状態を示す。固定子５ａはこの実施例では外周に固定子円弧部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ、９ｆを等角度で６個所残して、Ｄカット形状の固定子凹部８ａ，８ｂ，８ｃ、８ｄ，８ｅ、８ｆが交互に形成され、１対の固定子凹部８ａ，８ｄは前記本体ケーシング１に作用する対向した外力の方向となるよう配置されている。前記本体ケーシング１に形成された４箇所の逃げ凹部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、固定子５ａを本体ケーシング内壁が楕円状に変形した状態で前述した固定子５ａを内部に挿入する際の逃げとなるものである。すなわち、前記固定子５ａの前記１対の固定子凹部８ａ，８ｄの両端の固定子円弧部９ａ，９ｂ，９ｄ，９ｅが本体ケーシング１の内壁と干渉する部分を逃げるために形成されている。
【００２３】
以上説明したような形態において、上下から作用している外力を解除すると、本体ハウジング１の内壁は弾性により真円形状に戻ろうとするが、図中左右２点のシメシロ部１０ａ，１０ｂにおいては固定子５ａの固定子円弧部の外径寸法を本体ハウジング１の内径寸法に対し０．３〜０．５ｍｍほど大きく設定した為、シメシロ部１０ａ、１０ｂが形成され固定子５ａは位置決め固定される。
【００２４】
この形態において固定子５ａは本体ハウジング１に一応固定されるが、本体ケーシング１のシメシロ部１０ａ、１０ｂが左右２点の為、左右に長軸となる楕円形態が残りながらも固定子５ａは本体ケーシング１に位置決め固定される。
【００２５】
しかしながら、断面Ａ−Ａでは上下方向の物理的規制がない為本体ハウジングがアルミニウム合金の場合、材料強度上、壁内引張り許容応力が鉄より減少することにより本体ハウジングと固定子５ａの締結力が圧力、温度上昇により減少しても十分なレベルに設計することが難しくなる。
【００２６】
そこで、本発明では図４に示すように、この後同じ本体ケーシング１の固定子５ａを固定した断面Ａ−Ａの隣の異なる断面Ｂ−Ｂに圧縮部２の軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１の弾性変形力を使った同様な手法にて位置決め固定している。以下、その構成について説明する。
【００２７】
図５は軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１に位置決め固定するにあたり、本体ケーシング１の軸受けホルダー２ａを固定する断面Ｂ−Ｂの外壁に左右から外力を作用させて本体ケーシング１の真円形状１４の内壁を左右方向壁間距離が短縮するような楕円形状１５に変形させた形態を示している。この場合、本体ケーシング１の内壁には左右に逃げ凹部Ｂ１１ａ，１１ｂが形成されており、図６に示すように真円形状で直径が本体ケーシング１の真円部の内径よりシメシロ分大きな軸受けホルダー２ａを、外力により楕円状に変形した本体ケーシング１の内部に挿入可能な形状としている。
【００２８】
図７は前記軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１のＢ−Ｂ断面に位置決め固定した状態を示している。この場合、上下の内壁円弧部１２ａ、１２ｂの両端１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ，１０ｄの４点にてシメシロ部が発生し、本体ケーシング１は上下に長軸楕円形態が残る状態で軸受けホルダー２ａを本体ケーシング１に位置決め固定する。
【００２９】
図８は本体ケーシング１に電動機５を位置決め固定した後、圧縮部２の軸受けホルダー２ａを位置決め固定した状態の縦断面図を示す。このように、対向して作用させる外力の方向を隣の断面に対し概ね直交する方向から作用させる形態にすることにより、同一の本体ケーシング１で固定子５ａを固定した隣の断面Ａ−Ａにも軸方向連続体として影響を及ぼし、断面Ｂ−Ｂにおいて左右方向に長軸である楕円形状により断面Ａ−Ａで単独では上下方向に長軸である楕円形状が十文字形状に変化するような力が作用するため、断面Ａ−Ａにおける固定子５ａの締結力を増加させる。逆にＢ−Ｂ断面でも同様にＡ−Ａ断面の変形形状が影響し、単独断面の締め付け力に対し、近接した断面の変形方向の相違による相互作用により強い締結力が得られる形態に変化する。
【００３０】
（実施の形態２）
図９〜図１１に実施の形態２を示す。図９において、円筒状の固定子５ａの外周に設けられた６個の固定子凹部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆのうち本体ハウジング１に作用する上下方向の外力の方向の存在する一対の凹部８ａ，８ｄは、外力に対し直交ではなく傾斜して位置決め固定された形態としてある。本体ハウジング１の内壁で固定子が位置決めされる断面Ａ−Ａには前記固定子５ａにおける固定子円弧部９ａ，９ｄに対応した内壁逃げ凹部Ｂ７ａ，７ｃが形成され、本体ハウジング１の外壁に上下から外力が作用し、内壁が真円形状１４から左右に長軸となる楕円形状１５に変形しても干渉せず固定子５ａを挿入可能としている。この実施例ではシメシロ部は円弧部９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｆの４箇所に対応した１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとなる。
【００３１】
一方、圧縮部２の軸受けホルダー２ａが固定される本体ケーシング１の断面Ｂ−Ｂを図１０、軸受けホルダー２ａの形状を図１１に示す。図１０において本体ケーシング１の内壁は真円形状とし、図１１に示す軸受けホルダー２ａの外周の左右には軸受けホルダー凹部１３ａ，１３ｂが形成された形態としている。即ち、本体ケーシング１のＢ−Ｂ断面において左右方向から対向した外力が作用し、本体ハウジング１のＢ−Ｂ断面が真円形状１４から一点鎖線で示した上下方向に長軸となる楕円形状１５に弾性変形した状態で前記軸受けホルダー２ａを挿入した後、本体ケーシング１に作用している左右からの外力を解除すると、シメシロ部１０ａ，１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが形成され位置決め固定される。
【００３２】
断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂの外力の方向は実施例１と同様に概ね直交させた形態として実施例１と同様お互いに軸方向において作用し合い、単独の場合に比べ強い締結力が得られる。
【００３３】
（実施の形態３）
図１２は実施の形態３を示す。この実施の形態は、円筒状の固定子５ａの外周に設けられた６個の固定子凹部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆに加え本体ハウジング１に作用する上下方向の外力の方向に存在する円弧部の存在した場所に、一対の固定子第２凹部１６ａ，１６ｂを新たに形成し，多角形状としてある。この場合、本体ハウジング１のこの断面Ａ−Ａの内壁は真円形状１４から上下方向の外力により左右方向に長軸となる楕円形状１５に弾性変形させ、前述した固定子５ａを挿入し、外力を解除して位置決め固定した状態を示す。この形態ではシメシロ部は１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの場所に形成される。
【００３４】
この場合にも前述した実施例１，２のように隣接した別断面Ｂ−Ｂにおいて断面Ａ−Ａに対し概ね直交させた方向から外力を作用させて軸受けホルダーを位置決め固定することにより同様な効果が得られる。
【００３５】
以上、各実施の形態を説明してきたが、近隣の異なる断面に作用する外力の方向に対しその断面に作用する対向した外力が概ね直交していれば効果は同じであることは言うまでもない。
【００３６】
更には固定子の外径形状について円弧部を残した等角度配分の正６角形に近い形状の場合で説明したが、少なくとも２箇所の円弧部をシメシロ部として残した不等角度配分形状の擬似多角形形状としても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上説明したように、本発明にかかる電動圧縮機は、小型・軽量で効率が良く、信頼性に優れた電動機及び圧縮部の本体ケーシングへの固定が可能であり、自動車の空気調和機用電動圧縮機のみならず、小型・軽量が求められるルームエアコンや給湯器用などの家電分野等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 本体ケーシング
２ 圧縮部
２ａ 軸受けホルダー（圧縮部）
５ 電動機
５ａ 固定子
６ 回転子
６ａ シャフト
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 内壁逃げ凹部Ａ（凹部）
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ 固定子円弧部（円弧部）
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ 固定子凹部（凹部）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ シメシロ部
１１ａ、１１ｂ 内壁逃げ凹部Ｂ（凹部）
１２ａ、１２ｂ 軸受けホルダー円弧部（円弧部）
１３ａ、１３ｂ 軸受けホルダー凹部（凹部）
１４ 真円形状
１５ 楕円形状
１６ａ、１６ｂ 固定子第２凹部（凹部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成とした電動圧縮機。
【請求項２】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とを前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分に固定した電動圧縮機であって、前記本体ケーシングの一方の固定断面において外壁側から対向する２つの外力によって当該本体ケーシングを楕円形状に弾性変形させて前記圧縮部または電動機の固定子の一方を挿入し軸方向に位置決め後前記外力を解除して径方向に構成したシメシロ部で固定するとともに、前記圧縮部または電動機の固定子の他方の部品を前記と同様の方法により前記本体ケーシングの他方の断面に固定し、前記一方の断面に作用させる外力の方向に対し他方の断面に作用させる外力の方向が概ね直交する構成とした電動圧縮機。
【請求項３】
電動機の固定子の外周に対応する本体ケーシングの内壁には少なくとも外力が作用する方向に凹部を形成するとともに、前記固定子が締結される断面の本体ケーシングの内壁には前記外力が作用する方向とは異なる箇所に凹部を形成した請求項１または２記載の電動圧縮機。
【請求項４】
電動機の固定子の外周に円弧部とＤカット形状の凹部を交互に形成し、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲の前記円弧部に対応させて本体ケーシングの内壁に凹部を形成した請求項１または２記載の電動圧縮機。
【請求項５】
電動機の固定子の外周に少なくとも２箇所の円弧部を残し多角形状に凹部を形成するとともに、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲には前記凹部が位置する形態とした請求項３または４記載の電動圧縮機。
【請求項６】
圧縮部が固定される断面の本体ケーシングの内壁または圧縮部の外周の少なくとも一方に、外力が作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲において凹部を形成した構成とした請求項３または４記載の電動圧縮機。
【請求項７】
本体ケーシングは電動機の固定子より熱膨張係数が大きな金属材料からなる第１〜６のいずれか１項記載の電動圧縮機。
【請求項１】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とは前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分にシメシロ固定し、当該圧縮部の前記本体ケーシングへのシメシロ固定部と電動圧縮機の固定子のシメシロ固定部とは概ね直交する位置にある構成とした電動圧縮機。
【請求項２】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記圧縮部と前記電動機を内蔵した本体ケーシングとを備え、前記圧縮部と前記電動機の固定子とを前記本体ケーシングの内壁の隣接した２つの断面部分に固定した電動圧縮機であって、前記本体ケーシングの一方の固定断面において外壁側から対向する２つの外力によって当該本体ケーシングを楕円形状に弾性変形させて前記圧縮部または電動機の固定子の一方を挿入し軸方向に位置決め後前記外力を解除して径方向に構成したシメシロ部で固定するとともに、前記圧縮部または電動機の固定子の他方の部品を前記と同様の方法により前記本体ケーシングの他方の断面に固定し、前記一方の断面に作用させる外力の方向に対し他方の断面に作用させる外力の方向が概ね直交する構成とした電動圧縮機。
【請求項３】
電動機の固定子の外周に対応する本体ケーシングの内壁には少なくとも外力が作用する方向に凹部を形成するとともに、前記固定子が締結される断面の本体ケーシングの内壁には前記外力が作用する方向とは異なる箇所に凹部を形成した請求項１または２記載の電動圧縮機。
【請求項４】
電動機の固定子の外周に円弧部とＤカット形状の凹部を交互に形成し、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲の前記円弧部に対応させて本体ケーシングの内壁に凹部を形成した請求項１または２記載の電動圧縮機。
【請求項５】
電動機の固定子の外周に少なくとも２箇所の円弧部を残し多角形状に凹部を形成するとともに、外力の作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲には前記凹部が位置する形態とした請求項３または４記載の電動圧縮機。
【請求項６】
圧縮部が固定される断面の本体ケーシングの内壁または圧縮部の外周の少なくとも一方に、外力が作用する方向に対し少なくとも±４５度の範囲において凹部を形成した構成とした請求項３または４記載の電動圧縮機。
【請求項７】
本体ケーシングは電動機の固定子より熱膨張係数が大きな金属材料からなる第１〜６のいずれか１項記載の電動圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６８１８７（Ｐ２０１３−６８１８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８５７７（Ｐ２０１１−２０８５７７）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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