【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調装置に用いられる流体圧縮機構をＤＣブラシレスモータによって駆動する冷媒圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷媒圧縮機は、例えば下記の特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の冷媒圧縮機を図４に示す。図中符号の、５１は流体圧縮機構、２はＤＣブラシレスモータ７２のロータ、５３はＤＣブラシレスモータ７２のステータである。また、４はロータ２に焼き嵌め固定されて流体圧縮機構５１を駆動する回転駆動軸、５は器内下部に流体圧縮機構５１を固定配備するとともに器内上下中間部にステータ５３を支持する密閉容器である。２ａはロータ鉄心であり、２ｂはロータ鉄心２ａに埋め込み配置された永久磁石である。３ａはステータ５３の巻線ワイヤ、３ｂはステータ鉄心である。ステータ５３は、図５に示すように、合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａがステータ鉄心３ｂに巻かれた後に整形され、その後さらにワニスを塗布し乾燥させてワニス被膜３ｃとしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１９７４９０号公報
【０００４】
次に動作について説明する。ステータ５３に給電されると、ロータ２はトルクを発生して回転駆動軸４とともに回転し、流体圧縮機構５１を回転させることで低温低圧の吸入冷媒ガスを高温高圧のガスにして吐出する。また、回転駆動軸４の回転により、密閉容器５底部の潤滑油が回転駆動軸４を軸心方向に貫通する油穴で吸い上げられ、流体圧縮機構５１を含む各軸受部を潤滑するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、冷凍空調装置の性能向上が要求されるようになり、磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータを搭載する冷媒圧縮機が多くなってきた。このタイプはモータのロータに埋め込まれた永久磁石を、圧縮機組立て前にあるいは組立て途中に磁化すなわち着磁する必要がある。また最近では、大きな磁力を持つ永久磁石も開発され、磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータが大型の圧縮機にも搭載されるようになってきた。しかし、上記した着磁の際には、短い時間であるが非常に高い電圧と電流がステータの巻線ワイヤに加えられる。この際、巻線ワイヤは縛り糸で固定されているにもかかわらず、極めて僅かではあるが振動する。圧縮機組立て途中にステータとロータを組み込んで着磁を行うと、巻線ワイヤの振動のため巻線ワイヤ間がこすれて絶縁被膜にダメージを与えてしまう。また、大型の圧縮機になるほど大きな磁力が必要になるため、着磁時にかかる電圧と電流の値はより大きくなってダメージがさらに増大する。圧縮機の起動時も同様に、高い電圧と電流がステータの巻線ワイヤに加わり、同様に絶縁被膜にダメージを与えてしまう。さらには、その高い電圧と電流のため巻線ワイヤの絶縁被膜に小さなピンホールがあるとスパークしてしまうため、その巻線ワイヤの絶縁被膜のダメージが圧縮機のモータ寿命を短くしてしまったり、モータを焼損してしまったりする問題があった。一方、圧縮機組立て前に着磁専用のステータを用いて着磁しても、同様にその着磁専用ステータの巻線ワイヤの寿命は短く、頻繁に交換しなければならない。また、ロータが大きな磁力を持つため、着磁後のロータの組立てやその後の他部品の組立ては非常に困難になってしまう。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解決するために為されたものであり、予めロータを着磁しておく必要がなく、圧縮機組立て途中にステータとロータを組み込んで着磁を行え、また、着磁の際にも高い電圧と電流による巻線ワイヤに致命的なダメージを与えてしまうことのない冷媒圧縮機を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒圧縮機は、密閉容器内に、流体圧縮機構、およびこの流体圧縮機構を回転駆動軸を介して駆動するモータが収容され、モータが、ロータに永久磁石を備えるとともに、ステータに外周が絶縁被膜で被覆された巻線ワイヤを備えてなるＤＣブラシレスモータで構成されている冷媒圧縮機において、巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚が、ロータ着磁時に巻線ワイヤに通電されてもモータ寿命を所定寿命以上に維持可能な所定膜厚に設定されているものである。
【０００８】
また、請求項２に係る冷媒圧縮機は、請求項１に係る構成において、絶縁被膜は、巻線ワイヤを被覆した合成樹脂被膜と、合成樹脂被膜の外面を更に被覆したワニス被膜とからなり、ワニス被膜は、合成樹脂被膜により被覆された巻線ワイヤがステータとしてコイル状に巻かれた状態でワニス浴中への浸漬処理および乾燥処理が少なくとも２回繰り返されて形成されているものである。
【０００９】
また、請求項３に係る冷媒圧縮機は、請求項１または請求項２に係る構成において、流体圧縮機構がスクロール方式で構成されているものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図に基づいて詳しく説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機の概略側断面図、図２は図１におけるＡ部拡大断面図である。
図１において、この実施形態に係る冷媒圧縮機では、密閉容器５内の上部に冷媒を圧縮して吐出する流体圧縮機構１が配備され、この流体圧縮機構１を回転駆動軸４を介して駆動するＤＣブラシレスモータ２２が密閉容器５内の中下部に収容されている。ＤＣブラシレスモータ２２は、回転駆動軸４に焼き嵌め固定されたロータ２と、ロータ２の外周に対面する位置で密閉容器５内周面に固設されたステータ３とから成っている。ロータ２のロータ鉄心２ａには永久磁石２ｂが埋め込み配置されている。回転駆動軸４はその上端が流体圧縮機構１の駆動部と連結され、下端が密閉容器５内下部に固定配備されたサブフレーム８に回動自由にスラスト支持されている。密閉容器５の上部には冷媒を吐き出す（または吸い込む）ための冷媒管２３が連結され、密閉容器５の胴部に冷媒を吸い込む（または吐き出す）ための冷媒管２４が連結されている。本実施形態の冷媒圧縮機による冷媒圧縮動作は、従来技術で述べた冷媒圧縮機の動作と同じである。
【００１１】
そして、ＤＣブラシレスモータ２２のステータ３は、図２に示すように、予め合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａがステータ鉄心３ｂに巻かれた後に整形され、その後さらにワニスが塗布されたものである。ワニスの塗布は、別途用意したワニス浴（図示省略）中にステータ鉄心３ｂに巻かれた巻線ワイヤ３ａ全体を浸漬することにより行われる。その後、巻線ワイヤ３ａ全体をワニス浴から引き上げて乾燥させることにより、合成樹脂被膜３ｄ上にワニス被膜３ｃが定着する。これらの合成樹脂被膜３ｄとワニス被膜３ｃの複合構造が、本発明にいうところの絶縁被膜２５である。
【００１２】
上記のように絶縁被膜２５を有するステータ３を搭載した冷媒圧縮機においては、ロータ２の永久磁石２ｂの着磁時に巻線ワイヤ３ａに通電がなされて、着磁時の高い電圧と電流が加わる。これにより、巻線ワイヤ３ａが一瞬振動することによる絶縁被膜２５の剥離や、小さなピンホールでのスパーク等のＤＣブラシレスモータ特有のストレスがあるが、絶縁被膜２５の被膜ｔが寿命カーブのフラットな長寿命域となる４０μｍ（所定膜厚Ｓ）以上に設定されているので、図３に示すように、モータ寿命を通常の使用状態に耐え得る所定寿命Ｒ（誘導電動機と同等の寿命）以上に維持することができる。これにより、モータ焼損がなく、長寿命のモータを持った高効率で信頼性の高い磁石埋め込み型のＤＣブラシレスモータ搭載スクロール圧縮機を得ることができる。
【００１３】
尚、流体圧縮機構１としては、例えば、小容量の冷媒圧縮機に多用されるレシプロ式流体圧縮機構や、大容量の冷媒圧縮機に多用されるスクロール式流体圧縮機構が使用可能である。
【００１４】
実施の形態２．
この実施形態では、流体圧縮機構１としてスクロール式流体圧縮機構２１を用いた場合を説明する。他の構成は前述した実施形態１の冷媒圧縮機と同じである。
スクロール式流体圧縮機構２１は、密閉容器５内の上部に固定配備されて渦巻翼を有する固定スクロール６と、固定スクロール６に対し所定の旋回動作を行って冷媒を圧縮する揺動スクロール７とから構成されている。揺動スクロール７は回転駆動軸４の上端に連結されている。
【００１５】
前記のように、絶縁被膜２５の膜厚ｔを所定膜厚Ｓに設定してモータ寿命を所定寿命Ｒ以上に維持できるようにした冷媒圧縮機に、スクロール式流体圧縮機構２１を用いれば、小容量から大容量までの広領域可変速において高効率の冷媒圧縮機を得ることができる。特に、スクロール式流体圧縮機構は大型の冷凍空調装置に用いられることが多く、大型の冷凍空調装置も長寿命化することが可能となる。
【００１６】
実施の形態３．
これまでに述べた実施形態では、巻線ワイヤ３ａの合成樹脂被膜３ｄに塗布されるワニスの塗布回数を特に限定していない。そこで、この実施形態では、合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａをステータとしてコイル状に巻いたものをワニス浴中へ浸漬する浸漬処理と、ワニス浴から引き上げて風乾ないしは加熱乾燥させる乾燥処理を、それぞれ２回以上繰り返した。このようにして形成されたワニス被膜３ｃはそれ自体の膜厚が厚くなり所定膜厚Ｓを超えやすくなるのは無論のこと、隣合った巻線ワイヤ３ａ，３ａ間がワニスで十分に満たされて固められるため、コイル全体の機械強度が高くなる。従って、ロータ２の永久磁石２ｂの着磁時における不具合をよりいっそう抑えることができ、格段に長寿命の冷媒圧縮機が実現される。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る冷媒圧縮機によれば、ステータの巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚が所定膜厚に設定されているので、ロータ着磁時の高い電圧と電流が加えられることによる巻線ワイヤの一瞬の振動を小さくすることができ、巻線ワイヤ間のこすれによる被膜の剥離を抑えることができる。また、小さなピンホールでのスパークを抑えることも可能である。かかる作用効果により、モータ焼損がなく長寿命のモータを有する磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータ搭載の冷媒圧縮機が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷媒圧縮機の概略側断面図である。
【図２】図１におけるＡ部拡大断面図である。
【図３】前記冷媒圧縮機におけるモータステータの絶縁被膜の膜厚とモータ寿命との関係を表した図である。
【図４】従来の冷媒圧縮機の概略側断面図である。
【図５】図４におけるＢ部拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 流体圧縮機構、２ ロータ、２ａ ロータ鉄心、２ｂ 永久磁石、３ ステータ、３ａ 巻線ワイヤ、３ｂ ステータ鉄心、３ｃ ワニス被膜、３ｄ 合成樹脂被膜、４ 回転駆動軸、５ 密閉容器、６ 固定スクロール、７ 揺動スクロール、２１ スクロール式流体圧縮機構、２２ ＤＣブラシレスモータ、２５ 絶縁被膜、Ｒ 所定寿命、Ｓ 所定膜厚、ｔ 膜厚。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant compressor that drives a fluid compression mechanism used in a refrigerating air conditioner by a DC brushless motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of refrigerant compressor is described in, for example, Patent Document 1 below. FIG. 4 shows a refrigerant compressor described in Patent Document 1. In the figure, reference numeral 51 denotes a fluid compression mechanism, 2 denotes a rotor of the DC brushless motor 72, and 53 denotes a stator of the DC brushless motor 72. Reference numeral 4 denotes a rotary drive shaft which is shrink-fitted and fixed to the rotor 2 and drives the fluid compression mechanism 51. Reference numeral 5 denotes a hermetic seal in which the fluid compression mechanism 51 is fixedly provided in a lower portion of the inside of the device and a stator 53 is supported at an upper and lower middle portion in the device. Container. 2a is a rotor core, and 2b is a permanent magnet embedded in the rotor core 2a. 3a is a winding wire of the stator 53, and 3b is a stator core. As shown in FIG. 5, the stator 53 is shaped after a winding wire 3a covered with a synthetic resin film 3d is wound around a stator core 3b, and then further coated with varnish and dried to form a varnish film 3c. It is.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-197490 [0004]
Next, the operation will be described. When power is supplied to the stator 53, the rotor 2 generates torque and rotates together with the rotary drive shaft 4. By rotating the fluid compression mechanism 51, the low-temperature low-pressure suction refrigerant gas is discharged as high-temperature high-pressure gas. In addition, by the rotation of the rotary drive shaft 4, the lubricating oil at the bottom of the sealed container 5 is sucked up by an oil hole penetrating the rotary drive shaft 4 in the axial direction, and lubricates each bearing portion including the fluid compression mechanism 51. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the performance of refrigeration and air-conditioning systems has been required to be improved, and the number of refrigerant compressors equipped with an embedded magnet type DC brushless motor has increased. This type requires permanent magnets embedded in the rotor of the motor to be magnetized or magnetized before or during assembly of the compressor. In recent years, permanent magnets having a large magnetic force have been developed, and DC brushless motors with embedded magnets have come to be mounted on large compressors. However, during the above-described magnetization, a very short but very high voltage and current are applied to the winding wires of the stator. At this time, the winding wire vibrates, though very slightly, despite being fixed by the binding thread. If the stator and the rotor are assembled during the assembly of the compressor and magnetized, the wound wires are rubbed due to the vibration of the wound wires, and the insulating film is damaged. In addition, since a larger compressor requires a larger magnetic force, the value of the voltage and current applied during magnetization is further increased, and the damage is further increased. Similarly, when starting the compressor, a high voltage and current are applied to the winding wire of the stator, which similarly damages the insulating coating. Furthermore, because of the high voltage and current, if there is a small pinhole in the insulation coating of the winding wire, sparks will occur, and damage to the insulation coating of the winding wire will shorten the life of the motor of the compressor. However, there is a problem that the motor is burned. On the other hand, even if the magnetizing is performed by using a magnetizing-dedicated stator before assembling the compressor, the life of the winding wire of the magnetized-dedicated stator is similarly short and must be frequently replaced. In addition, since the rotor has a large magnetic force, it is very difficult to assemble the rotor after magnetization and to assemble other parts thereafter.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, it is not necessary to magnetize the rotor in advance, it is possible to magnetize by incorporating the stator and rotor during the compressor assembly, It is another object of the present invention to provide a refrigerant compressor that does not cause a fatal damage to a winding wire due to a high voltage and current even when magnetized.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the refrigerant compressor according to claim 1 of the present invention is configured such that a fluid compression mechanism and a motor that drives the fluid compression mechanism via a rotary drive shaft are housed in a closed container, In a refrigerant compressor in which a motor includes a permanent magnet on a rotor and a winding brush wire having an outer periphery covered with an insulation coating on a stator, a film thickness of the insulation coating of the winding wire is provided. However, even if the winding wire is energized during the magnetization of the rotor, the motor life is set to a predetermined film thickness that can maintain the motor life longer than the predetermined life.
[0008]
Further, in the refrigerant compressor according to claim 2, in the configuration according to claim 1, the insulating coating comprises a synthetic resin coating covering the winding wire, and a varnish coating further covering the outer surface of the synthetic resin coating, The varnish coating is formed by repeating a dipping process and a drying process in a varnish bath at least twice in a state where a winding wire covered with a synthetic resin film is wound in a coil shape as a stator.
[0009]
A refrigerant compressor according to a third aspect is the refrigerant compressor according to the first or second aspect, wherein the fluid compression mechanism is configured by a scroll system.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic side sectional view of a refrigerant compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.
In FIG. 1, in the refrigerant compressor according to this embodiment, a fluid compression mechanism 1 for compressing and discharging a refrigerant is provided at an upper portion in a closed container 5, and the fluid compression mechanism 1 is driven via a rotary drive shaft 4. The DC brushless motor 22 is accommodated in the middle and lower parts of the closed container 5. The DC brushless motor 22 includes a rotor 2 fixed to the rotary drive shaft 4 by shrink fitting, and a stator 3 fixed to the inner peripheral surface of the closed casing 5 at a position facing the outer periphery of the rotor 2. A permanent magnet 2b is embedded in a rotor core 2a of the rotor 2. The upper end of the rotary drive shaft 4 is connected to the drive unit of the fluid compression mechanism 1, and the lower end is rotatably supported by a sub-frame 8 fixedly arranged in the lower portion of the closed vessel 5. A refrigerant pipe 23 for discharging (or sucking) the refrigerant is connected to an upper portion of the closed container 5, and a refrigerant pipe 24 for sucking (or discharging) the refrigerant is connected to the body of the closed container 5. The refrigerant compression operation of the refrigerant compressor of the present embodiment is the same as the operation of the refrigerant compressor described in the related art.
[0011]
Then, as shown in FIG. 2, the stator 3 of the DC brushless motor 22 is shaped after a winding wire 3a previously coated with a synthetic resin film 3d is wound around a stator core 3b, and then a varnish is further applied. Things. The varnish is applied by dipping the entire winding wire 3a wound around the stator core 3b into a separately prepared varnish bath (not shown). Thereafter, the entire winding wire 3a is pulled up from the varnish bath and dried to fix the varnish coating 3c on the synthetic resin coating 3d. The composite structure of the synthetic resin film 3d and the varnish film 3c is the insulating film 25 according to the present invention.
[0012]
In the refrigerant compressor equipped with the stator 3 having the insulating coating 25 as described above, the winding wire 3a is energized when the permanent magnet 2b of the rotor 2 is magnetized, and a high voltage and current are applied during magnetization. . As a result, there is a stress peculiar to the DC brushless motor such as the peeling of the insulating film 25 due to the momentary vibration of the winding wire 3a and the spark in a small pinhole, but the film t of the insulating film 25 has a flat life curve. Since it is set to 40 μm (predetermined film thickness S) or more, which is a long life range, as shown in FIG. 3, the motor life is longer than a predetermined life R (life equivalent to that of an induction motor) that can withstand normal use. Can be maintained. This makes it possible to obtain a highly efficient, highly reliable magnet-embedded DC brushless motor-mounted scroll compressor having a long-life motor without motor burnout.
[0013]
As the fluid compression mechanism 1, for example, a reciprocating fluid compression mechanism frequently used in a small capacity refrigerant compressor or a scroll fluid compression mechanism frequently used in a large capacity refrigerant compressor can be used.
[0014]
Embodiment 2 FIG.
In this embodiment, a case where a scroll-type fluid compression mechanism 21 is used as the fluid compression mechanism 1 will be described. Other configurations are the same as those of the refrigerant compressor of the first embodiment.
The scroll-type fluid compression mechanism 21 includes a fixed scroll 6 fixedly provided at an upper portion in the closed vessel 5 and having a spiral blade, and an oscillating scroll 7 that performs a predetermined turning operation on the fixed scroll 6 to compress the refrigerant. It is configured. The orbiting scroll 7 is connected to the upper end of the rotary drive shaft 4.
[0015]
As described above, if the scroll type fluid compression mechanism 21 is used for a refrigerant compressor in which the thickness t of the insulating film 25 is set to the predetermined thickness S and the motor life can be maintained to be equal to or longer than the predetermined life R, A high-efficiency refrigerant compressor can be obtained in a wide range variable speed from a large capacity to a large capacity. In particular, the scroll-type fluid compression mechanism is often used for a large-sized refrigeration / air-conditioning apparatus, and the life of the large-sized refrigeration / air-conditioning apparatus can be extended.
[0016]
Embodiment 3 FIG.
In the embodiments described above, the number of times of applying the varnish applied to the synthetic resin film 3d of the winding wire 3a is not particularly limited. Therefore, in this embodiment, a dipping process in which the coiled wire 3a covered with the synthetic resin film 3d is wound into a coil shape as a stator is dipped into a varnish bath, and drying is performed by pulling up from the varnish bath and air drying or heat drying. The treatment was repeated twice or more each time. It goes without saying that the varnish coating 3c formed in this way has a large thickness itself and easily exceeds the predetermined thickness S. The varnish is sufficiently filled between the adjacent winding wires 3a. Since the coil is hardened, the mechanical strength of the entire coil increases. Therefore, it is possible to further suppress the trouble at the time of the magnetization of the permanent magnet 2b of the rotor 2, and to realize a refrigerant compressor having a remarkably long life.
[0017]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the refrigerant compressor of the present invention, since the thickness of the insulating coating of the winding wire of the stator is set to a predetermined thickness, a high voltage and current during magnetization of the rotor are reduced. Momentary vibration of the winding wire due to the addition can be reduced, and peeling of the coating due to rubbing between the winding wires can be suppressed. It is also possible to suppress sparks in small pinholes. By such an operation and effect, a refrigerant compressor equipped with a magnet-embedded DC brushless motor having a long-life motor without motor burnout is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a film thickness of an insulating film of a motor stator and a motor life in the refrigerant compressor.
FIG. 4 is a schematic side sectional view of a conventional refrigerant compressor.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion B in FIG.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 fluid compression mechanism, 2 rotor, 2a rotor core, 2b permanent magnet, 3 stator, 3a winding wire, 3b stator core, 3c varnish coating, 3d synthetic resin coating, 4 rotary drive shaft, 5 closed vessel, 6 fixed scroll, 7 orbiting scroll, 21 scroll-type fluid compression mechanism, 22 DC brushless motor, 25 insulating film, R predetermined life, S predetermined film thickness, t film thickness.
