JP2005344599A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、アウターローター型電動機部を備えることを前提として、下部側に位置する圧縮機構部の密閉ケース内への組み込み作業を容易化して作業性の向上を図る密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉ケース１内に回転軸２を介して圧縮機構部３と電動機部４とを連結してなる電動圧縮機本体５を収容し、電動機部は回転軸を軸支する主軸受け１５の外径部に圧入固定される固定子９と、回転軸に取付けられ固定子の外周面と所定の間隙を存するよう延出される傘型回転子１０とからなるいわゆるアウターローター型電動機部を構成し、密閉ケースは互いに略椀状に形成され、密閉ケースは、互いに略椀状に形成され、下端部全面が開口される上部ケース１Ａと、上端部全面が開口される下部ケース１Ｂとからなり、これら下部ケースと上部ケースの開口部が嵌め込まれて互いに密封シール構造となし、上部ケースの軸方向長さをＬ１、下部ケースの軸方向長さをＬ２としたとき、 Ｌ１≧Ｌ２ とするとともに、圧縮機構部を下部ケースに取付け固定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転軸を軸支する軸受けに固定される固定子と、回転軸に取付けられ固定子の外周面と所定間隙を存するよう延出される傘型回転子とからなる、いわゆるアウターローター型電動機部を備えた密閉型圧縮機に関する。

たとえば冷凍サイクル構成機器として用いられる密閉型圧縮機は種々の形態があるが、一般的には密閉ケース内に、回転軸を介して圧縮機構部と電動機部とを連結してなる電動圧縮機本体を収容している。近時、上記圧縮機構部は２シリンダタイプが多用されるとともに、電動機部として、いわゆるアウターローター型のものが提案されている。
上記アウターローター型電動機部は、軸受けの内径部に回転軸を軸支し、この軸受けの外径部に固定子を取付け固定する。回転子は、回転軸に取付けられ端部が固定子外周に延出される傘部と、この傘部の端部に一体に設けられ固定子外周面と所定の間隙を存して並行な回転子部とからなり、いわゆる傘型回転子を備える。
具体的には、たとえば［特許文献１］および［特許文献２］に開示されるようになっている。いずれも、回転軸は圧縮機構部を構成する主軸受けに軸支され、この主軸受けの外径部に固定子孔部が圧入固定される。回転軸は主軸受け上端および固定子上端面から突出し、この突出部に傘型回転子の傘部が嵌着される。
特開２００１−２６８８３２号公報 特開２００２− ２１７３３号公報

ところで、上述の［特許文献１］と［特許文献２］に開示される密閉型圧縮機において、回転軸を介して連結される圧縮機構部と電動機部を収容する密閉ケースは、いずれも直径と比較して軸方向が長い縦長状をなしていて、圧縮機構部が下部側に、電動機部が上部側に配置される。
このことから、圧縮機の組立てにあたって、深絞り成形された下部ケースの上端開口部から圧縮機構部を挿入して組み込まなければならず、極めて面倒な作業となって作業性が悪く、生産性が上がらない。

いずれの圧縮機においても、密閉ケースの上端面に給電部が設けられていて、口出し線を介して電動機部に接続される。このような給電部が密閉ケースの上端面に取付けられることが、密閉ケースの軸方向長さを長くする一因にもなっている。
そして、これら先行技術では、アウターローター型電動機部を備えているところから、固定子の外周に傘型回転子が位置して回転駆動される。そのため、傘型回転子外周面と密閉ケース内周壁との間の僅かな隙間に口出し線を通さなければならず、作業的に無理がある。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、第１の目的とするところは、アウターローター型電動機部を備えることを前提として、下部側に位置する圧縮機構部の密閉ケース内への組み込み作業を容易化して、作業性の向上を図る密閉型圧縮機を提供しようとするものである。
本発明の第２の目的とするところは、アウターローター型電動機部を備えることを前提として、電動機部に口出し線を介して電気的に接続される給電部の位置を選択することにより、密閉ケース内における口出し線の配線の容易化を図って作業性の向上を得られる密閉型圧縮機を提供しようとするものである。

上述の第１の目的を満足するため本発明の密閉型圧縮機は、密閉ケース内に回転軸を介して圧縮機構部と電動機部とを連結してなる電動圧縮機本体を収容し、電動機部は回転軸を軸支する軸受けの外径部に圧入固定される固定子と、回転軸に取付けられ固定子の外周面と所定の間隙を存するように延出される傘型回転子とからなるいわゆるアウターローター型電動機部を構成し、密閉ケースは互いに略椀状に形成され下端部全面が開口される上部ケースと、上端部全面が開口される下部ケースとからなり、これら下部ケースと上部ケースの開口部が嵌め込まれて互いに密封シール構造となし、上部ケースの軸方向長さをＬ１、下部ケースの軸方向長さをＬ２としたとき、Ｌ１≧Ｌ２とするとともに圧縮機構部を下部ケースに取付け固定した。

上述の第２の目的を満足するため本発明の密閉型圧縮機は、密閉ケース内に回転軸を介して圧縮機構部と電動機部とを連結してなる電動圧縮機本体を収容し、電動機部は回転軸を軸支する軸受けの外径部に圧入固定される固定子と、回転軸に取付けられ固定子の外周面と所定の間隙を存するように延出される傘型回転子とからなるいわゆるアウターローター型電動機部を構成し、密閉ケースは互いに略椀状に形成され下端部全面が開口される上部ケースと、上端部全面が開口される下部ケースとからなり、これら下部ケースと上部ケースの開口部が嵌め込まれて互いに密封シール構造となし、圧縮機構部は密閉ケースを構成する下部ケースに対向して下部側に配置され、電動機部は密閉ケースを構成する上部ケースに対向して上部側に配置され、下部ケースに電動機部と口出し線を介して電気的に接続される給電部が取付けられる。

本発明によれば、アウターローター型電動機部を備え、下部側に位置する圧縮機構部の密閉ケース内への組み込み作業を容易化して作業性の向上を図るとともに、電動機部に口出し線を介して電気的に接続される給電部の位置を選択して、密閉ケース内における口出し線の配線の容易化を図り作業性の向上を得られる密閉型圧縮機を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る密閉型圧縮機について説明する。
図１は密閉型圧縮機の断面図である。
図中１は密閉ケースであって、これは上部ケース１Ａと下部ケース１Ｂを組合せてなる組立て体である。上部ケース１Ａおよび下部ケース１Ｂとも、浅絞り用の安価な鋼材で略椀状に一体成形されているが、それぞれ胴部に鋼管等を用いるとともに、端部を浅絞りの２ピースとなし、互いにアーク溶接などの手段で一体化してもよい。

上部ケース１Ａは下端部全面が開口され、下部ケース１Ｂは上端部全面が開口される。上部ケース１Ａの下端開口部内径は下部ケース１Ｂ上端開口部外径と略同一に形成され、上部ケース１Ａ下端開口部内径に下部ケース１Ｂ上端開口部外径が嵌め込まれ、たとえばアーク溶接等の手段をもって嵌め込み部分を完全シール構造となしている。
なお密閉ケースについて説明すると、上部ケース１Ａと下部ケース１Ｂともに同一板厚の鋼材から成形されているので、図に示すように上部ケース１Ａの開口部内径をφＤ１とし、下部ケース１Ｂの開口部内径をφＤ２としたとき、 φＤ１ ＞ φＤ２ の関係が成立する。

そして、下部ケース１Ｂは後述するように中央部が膨出形成されるが、上部ケース１Ａの軸方向長さである下部ケース１Ｂとの嵌め込み部分端縁から上端面までの長さをＬ１とし、下部ケース１Ｂの軸方向長さである上部ケース１Ａとの嵌め込み部分端縁から下端膨出端部までの長さをＬ２としたとき、 Ｌ１ ≧ Ｌ２ の関係が成立するように構成される。
このような密閉ケース１内には、回転軸２を介して後述する圧縮機構部３と電動機部４とが連結されてなる電動圧縮機本体５が収容される。上記圧縮機構部３は下部側に配置され、密閉ケース１を構成する下部ケース１Ｂと対向している。上記電動機部４は上部側に配置され、密閉ケース１を構成する上部ケース１Ａと対向して配置される。

そして、圧縮機構部３は中間仕切板６を挟んで上下に２組のシリンダ７Ａ，７Ｂを備えた２シリンダタイプのものであり、上記電動機部４は固定子９と傘型回転子１０を備えた、いわゆるアウターローター型電動機部である。
さらに圧縮機構部３から詳述すると、下部側に第１のシリンダ７Ａが設けられ、中間仕切板６を介して上部側に第２のシリンダ７Ｂが設けられる。第１のシリンダ７Ａの外径は第２のシリンダ７Ｂの外径よりも大に形成され、この外周部は複数の取付けボルト１１を介して下部ケース１Ｂの取付け座１２に取付け固定される。
第１のシリンダ７Ａの下面部には副軸受け１３が取付けられ、このシリンダの下部側開口面を閉成する。下部ケース１Ｂの中心軸部分は下面側に膨出形成されていて、潤滑油を集溜する油溜り部１４が形成される。下部ケース１Ｂに油溜り部１４を設けることによって、上記副軸受け１３に対する下部ケース１Ｂの干渉が回避される。

第１のシリンダ７Ａの上部側開口面は中間仕切板６によって閉成される。第２のシリンダ７Ｂの下部側開口面は中間仕切板６により、かつ上部側開口面は主軸受け１５により閉成される。したがって、第１のシリンダ７Ａ内には、副軸受け１３と中間仕切板６によって囲まれる第１のシリンダ室が形成され、第２のシリンダ７Ｂ内には中間仕切板６と主軸受け１５によって囲まれる第２のシリンダ室が形成される。
第１、第２のシリンダ室には、それぞれ上記回転軸２に一体に設けられる偏心部が収容され、かつこれら偏心部にはローラが回転自在に嵌め込まれる。第１、第２のシリンダ室と偏心部およびローラは図示していないが、上記偏心部は回転軸２中心を介して互いに対称方向で、かつ同一寸法の位置に重心があるよう偏心している。

回転軸２の回転にともなって、それぞれのシリンダ室では回転軸偏心部とローラが偏心回転をなす。ローラの周面一部は常に軸方向に沿ってシリンダ室周面と線状に接触し、この接触部分はシリンダ室を二室に区分する。ローラの回転方向でシリンダ室の区分された一方の室部分には弁機構を備えている。
上記主軸受け１５は、第２のシリンダ７Ｂの上端開口面を閉成するフランジ部１５ａと、このフランジ部から回転軸２に沿い上方へ一体に突設され、内径部で回転軸２の一部を回転自在に軸支し、かつ外径部に上記電動機部４を構成する固定子９が圧入固定されるボス部１５ｂとから構成される。

上記回転軸２は、主軸受けボス部１５ｂの上端から突出し、固定子９孔部を挿通して固定子上端面よりも上方へ突出する。この回転軸２の主軸受けボス部１５ｂから突出し、固定子９孔部に挿通する部位には、第１のバランサ１５が取付けられる。そして、回転軸２の固定子９上端面から突出する上端部に上記傘型回転子１０が取付けられる。
この傘型回転子１０は、回転軸２上端部に嵌着固定される第２のバランサ１０Ａと、このバランサ１０Ａに一体に設けられ径方向に延出されるとともに、所定部位で折曲形成される傘部１０Ｂおよび、この傘部１０Ｂの折曲部に一体に取付けられる固定子部１０Ｃとから構成される。

なお傘型回転子１０について説明すると、上記第１のバランサ１５に対して第２のバランサ１０Ａは、回転軸２中心を介して互いに対称の方向で、かつ互いに同一の距離の位置に重心があるよう偏心している。上記傘部１０Ｂは、固定子９外周面と所定間隔を存した位置で、かつ固定子９外周面と並行に折曲される。上記回転子部１０Ｃは、傘部１０Ｂの折曲部位に取付けられ、その内周面が固定子９外周面と所定（狭小）の間隙を存するように円環状をなす。
上記回転子部１０Ｃは、通常の電動機部を構成する回転子と同一素材および同一構成をなす、回転子そのものである。そして、回転子部１０Ｃは、上部ケース１Ａの内周壁と所定間隔を存して対向する部位にある。上述したように密閉ケース１は、下部ケース１Ｂの上端外径部に上部ケース１Ａの下端内径部が嵌め込まれるところから、回転子部１０Ｃと上部ケース１Ａ内壁面との間に寸法的な余裕があり、設計上および組立て上、有利な構成となっている。

一方、上記固定子９を構成するコイル部９ｂは、下部ケース１Ｂに取付けられる給電部１６と口出し線１７を介して電気的に接続される。上記給電部１６を下部ケース１Ｂに取付けたから、下部ケース１Ｂに上部ケース１Ａを取付ける以前の状態、すなわち下部ケース１Ｂの上端が開放した状態で給電部１６と固定子９との間に亘って口出し線１７の接続作業ができ、作業性のより簡単化を図れる。
このようにして構成される密閉型圧縮機であって、給電部１６を介して固定子９に駆動信号が入力され傘型回転子１０が回転駆動される。傘型回転子１０と一体に連結される回転軸２が回転して、回転軸２の偏心部およびローラが第１のシリンダ室と第２のシリンダ室において偏心回転する。それにともない、冷媒ガスは図示しない吸込み管を介して第１、第２のシリンダ室に吸込まれ、かつ圧縮されて密閉ケース１内に充満し図示しない吐出管を介して吐出される。

さらに、回転軸２の回転にともなって下部ケース１Ｂの油溜り部１４から潤滑油が吸い上げられ、圧縮機構部３の各摺動部に給油される。したがって、圧縮機構部３では潤滑性が確保される。各摺動部に給油された潤滑油の一部はそのまま油溜り部１４に戻り、一部は油粒子となって密閉ケース１内に浮遊し、密閉ケース１内壁面や傘型回転子１０周面および回転軸２に接触して油滴に変り、かつ流下して再び油溜り部１４に戻る。
一方、このような密閉型圧縮機において、傘型回転子１０を固定子９の外側に配置した電動機部４と圧縮機構部３とを回転軸２で連結して、同一の密閉ケース１内に配置する構造で、密閉ケース１を構成する上部ケース１Ａの軸方向長さＬ１と下部ケース１Ｂの軸方向長さＬ２の関係を、 Ｌ１ ≧ Ｌ２ とし、かつ圧縮機構部３を下部ケース１Ｂ側に取付け固定した。

すなわち、圧縮機構部３が配置される下部ケース１Ｂの方が上部ケース１Ａよりも絞りが浅く形成されていて、圧縮機構部３をより浅い絞り側の（下部）ケース１Ｂの内径を基準にして配置し、セッティングできる。そのため、圧縮機構部３が組立て易くなって、作業性と生産性の向上化を得られる。
さらに、いわゆるアウターローター型電動機部４を構成したうえで、圧縮機構部３を下部ケース１Ｂに対向して下部側に配置し、電動機部４を上部ケース１Ａに対向して上部側に配置し、下部ケース１Ｂに給電部１６を取付けて、電動機部４と口出し線１７を介して電気的に接続している。
電動機部４の固定子９は、圧縮機構部３を介して下部ケース１Ｂと一体化することとなり、固定子コイル部９ｂの口出し線１７取出し口と給電部１６との位置関係は一定であり、電気安全性を確保し易い。

電動機部４を構成する回転子１０を傘型回転子とすることを前提として、先に説明した先行技術のように上部ケースの上端面に給電部を取付けると、口出し線を傘型回転子と上部ケースとの間に通さなければならないが、上述のように構成することにより給電部１６の周囲に回転物が無く、電気安全性を確保できる。
密閉ケース１を構成する上部ケース１Ａの下端開口部内径をφＤ１とし、下部ケース１Ｂの上端開口部内径をφＤ２としたとき、 φＤ１ ＞ φＤ２ とした。すなわち、傘型回転子１０を備えた場合の電動機部４の効率向上には、内側に配置される固定子９の巻線収納スロットの断面積を大きくとることが有効である。そのため、同一出力を得るには、電動機部の外径を従来の電動機部よりも大きくとる必要がある。

また、圧縮機構部は固定摺動損失を最小にし、かつコスト低減をなすため小型化が推進されているが、密閉ケースの内部容積を有効に使うためには、上述の構成（φＤ１＞φＤ２）を採用するとよく、封入油量の最適化ができる。そして、上述の構成を採用することで、２シリンダタイプである圧縮機構部３の外径はさらに小さくなる。
さらに、傘型回転子１０を備えた電動機部４と、複数のシリンダ７Ａ，７Ｂを備えた圧縮機構部３を回転軸２を介して連結し、同一の密閉ケース１内に収容配置する構成で、密閉ケース１の継ぎ目である上部ケース１Ａと下部ケース１Ｂとの重なり代部（すなわち、溶接部）を、電動機部４と圧縮機構部３との間に位置させた。
この種の密閉型圧縮機のように、固定子９が密閉ケース１に内接していない構造では、固定子９から密閉ケース１への電磁振動伝達は少なくなるが、圧縮機構部３での圧縮仕事による影響で、密閉ケース１への振動が伝達し易い傾向にある。これに対して、上述の構成のように密閉ケース１の上下方向略中間部に節部を設けることによって、剛性を上げることができ、静音化を実現できる。

本発明における第１の実施の形態に係る、密閉型圧縮機の断面図。

符号の説明

１…密閉ケース、２…回転軸、３…圧縮機構部、４…電動機部、５…電動圧縮機本体、１５…主軸受け、９…固定子、１０…傘型回転子、１Ａ…上部ケース、１Ｂ…下部ケース、１７…口出し線、１６…給電部。

Claims (3)

1. 密閉ケース内に、回転軸を介して圧縮機構部と電動機部とを連結してなる電動圧縮機本体を収容し、
   上記電動機部は、上記回転軸を軸支する軸受けの外径部に圧入固定される固定子と、上記回転軸に取付けられ、上記固定子の外周面と所定の間隙を存するように延出される傘型回転子とからなる、いわゆるアウターローター型電動機部を構成し、
   上記密閉ケースは、互いに略椀状に形成され、下端部全面が開口される上部ケースと、上端部全面が開口される下部ケースとからなり、これら下部ケースと上部ケースの開口部が嵌め込まれて互いに密封シール構造となし、
   上部ケースの軸方向長さをＬ１、下部ケースの軸方向長さをＬ２としたとき、
   Ｌ１ ≧ Ｌ２
   とするとともに、上記圧縮機構部を下部ケースに取付け固定したことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 密閉ケース内に、回転軸を介して圧縮機構部と電動機部とを連結してなる電動圧縮機本体を収容し、
   上記電動機部は、上記回転軸を軸支する軸受けの外径部に圧入固定される固定子と、上記回転軸に取付けられ、上記固定子の外周面と所定の間隙を存するように延出される傘型回転子とからなる、いわゆるアウターローター型電動機部を構成し、
   上記密閉ケースは、互いに略椀状に形成され、下端部全面が開口される上部ケースと、上端部全面が開口される下部ケースとからなり、これら上部ケースと下部ケースの開口部が互いに嵌め込まれて互いに密封シール構造をなし、
   上記圧縮機構部は、密閉ケースを構成する下部ケースに対向して下部側に配置され、
   上記電動機部は、密閉ケースを構成する上部ケースに対向して上部側に配置され、
   上記下部ケースに、上記電動機部と口出し線を介して電気的に接続される給電部が取付けられることを特徴とする密閉型圧縮機。
3. 上記密閉ケースを構成する上部ケースの下端開口部内径をφＤ１とし、下部ケースの上端開口部内径をφＤ２としたとき、
   φＤ１ ＞ φＤ２
   としたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の密閉型圧縮機。

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