JP2008248889A5

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Publication number: JP2008248889A5
Application number: JP2008173783A
Authority: JP
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2011-02-17

Description

密閉型圧縮機

本発明は、モータステータがケーシング内部に固定された密閉型圧縮機に関する。

従来より、密閉型圧縮機では、モータステータがケーシングの内周面に固定された構造が採用されている。例えば、特許文献１に記載の集中巻きモータは、モータステータがケーシング内部に焼きばめあるいは圧入によって固定されている。
密閉型圧縮機
特開２００４―２０１４２８号公報

しかし、特許文献１に記載の集中巻きモータのティースに磁束が集中して流れるとモータステータを変形しようとする円周方向の力（ラジアル力）が大きくなる傾向にある。また、矩形波電圧または矩形波電流によって駆動されるモータは、ティースに磁束が集中することで円周方向の力が偏り、モータの振動や騒音が増大する。これにより、モータステータと密接に接触しているケーシングの振動および騒音が増大する。

また、特許文献１に記載の集中巻きモータの場合、モータステータがケーシングに焼きばめあるいは圧入によって固定されているので、モータのヨークに応力が加わり、鉄損が増大するという問題がある。

さらに、ＣＯ₂冷媒を用いた密閉型圧縮機の場合には、ケーシング内部の内圧が高いので、ケーシング内部にモータステータを焼きばめあるいは圧入によって固定することが困難である。

本発明の課題は、ケーシングの振動を抑制することができる密閉型圧縮機を提供することにある。

第１発明の密閉型圧縮機は、環状のモータステータと、モータロータと、ケーシングと、複数の点接合部とを備えている。モータロータは、モータステータの内部空間に回転自在に配置されている。ケーシングは、筒状部を含む。筒状部は、モータステータおよびモータロータを収納する。複数の点接合部は、モータステータと筒状部との間に隙間を確保した状態で、モータステータと筒状部との間を点接合によって固定する。点接合部は、モータステータの外周面における周方向に３点以上配置されている。点接合部は、スポット溶接により形成されている。

ここでは複数の点接合部が、モータステータと筒状部との間に隙間を確保した状態で、モータステータと筒状部との間を点接合によって固定しているので、ケーシングの筒状部の振動および騒音を抑制することが可能である。

また、点接合部がモータステータの外周面における周方向に３点以上配置されているので、モータステータを安定した状態で固定しながらケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することが可能である。

さらに、点接合部がスポット溶接により形成されているので、モータステータを容易かつ確実にケーシングの筒状部の内部に固定することができるとともにケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することが可能である。

第２発明の密閉型圧縮機は、第１発明の密閉型圧縮機であって、隙間の大きさは、１０〜３００μｍである。

ここでは、隙間の大きさが半径で１０μｍ程度以上に設定されているので、筒状部の振動をより効果的に抑制することが可能である。また、隙間の上限を半径で３００μｍ程度以下に設定されているので、点接合をスポット溶接で行う場合、発生するスパッタが圧縮機内部への混入を防止することが可能である。また、凸部で接合させる場合、必要接合強度を満足することが可能である。

第３発明の密閉型圧縮機は、第１発明から第２発明のいずれかの密閉型圧縮機であって、点接合部は、モータステータの外周面におけるモータロータの軸方向に複数箇所配置されている。

ここでは、点接合部がモータステータの外周面におけるモータロータの軸方向に複数箇所配置されているので、モータステータを安定した状態で固定しながらケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することが可能である。

点接合部は、モータステータまたは筒状部のどちらかに形成された凸部であってもよい。

ここでは、点接合部がモータステータまたは筒状部のどちらかに形成された凸部であるので、モータステータの振動は、ケーシングに伝わりにくくなり、ケーシングの筒状部の振動を抑制することが可能である。

なお、ここでいう、筒状部の凸部とは、筒状外側から内側に変形させた突起であったり、筒状部内面を削って設けた爪であったり、筒状部内側に別部品で設けた突起等である。また、モータステータの凸部とは、部分的に積層鋼板外径を大きくしたり、モータステータ外周部に別部品で設けた突起であったり、筒状部及びモータステータに向かって凸部があるか接触部の限られた部品等である。また、モータステータの凸部とは１０〜３００μｍの隙間の範囲で表面が凸凹していたり、または、筒状部に（ケーシング内側から見て）凸部がありこれをかしめたもの等でもよい。

点接合部は、モータステータと筒状部との間に挟まれたスペーサと、スペーサをモータステータおよび筒状部にそれぞれレーザ溶接したレーザ溶接部とを有してもよい。

ここでは、点接合部がスペーサとレーザ溶接部とを有しているので、モータステータの振動は、ケーシングに伝わりにくくなり、ケーシングの筒状部の振動を抑制することが可能である。

第４発明の密閉型圧縮機は、第１発明から第３発明のいずれかの密閉型圧縮機であって、モータステータの外周面と筒状部の内周面とが対向している部分に対して、点接合部を含む筒状部の中心軸に直交した断面上の点接合部の周長の合計と、筒状部の内周面の周長との割合が、１０％未満であり、点接合部以外の他の部分では隙間が確保されている。

ここでは、モータステータの外周面と筒状部の内周面とが対向している部分に対して、点接合部を含む筒状部の中心軸に直交した断面上の点接合部の周長の合計と、筒状部の内周面の周長との割合が、１０％未満であり、点接合部以外の他の部分では隙間が確保されている。そのため、モータステータの振動は、ケーシングに伝わりにくくなっているので、ケーシングの筒状部の振動を抑制することが可能である。

また、点接合部がスポット溶接により形成されているので、モータステータを容易かつ確実にケーシングの筒状部の内部に固定することができるとともにケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することが可能である。

第５発明の密閉型圧縮機は、第１発明から第４発明のいずれかの密閉型圧縮機であって、ケーシングの内部には、圧縮機構とマウンティングプレートとがさらに収納されており、圧縮機構は、マウンティングプレートを前記ケーシングにスポット溶接することによって、ケーシングに固定されている。

第６発明の密閉型圧縮機は、第１発明から第５発明のいずれかの密閉型圧縮機であって、筒状部には、モータステータに対し溶接孔が設けられている。モータステータは溶接孔を介して筒状部に溶接されている。

ここでは、筒状部に溶接孔が設けられているので、モータステータは溶接孔を介して筒状部に溶接することによって固定することが可能である。

第１及び第５発明によれば、ケーシングの筒状部の振動および騒音を抑制することができる。

また、モータステータを安定した状態で固定しながらケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することができる。

さらに、モータステータを容易かつ確実にケーシングの筒状部の内部に固定することができるとともにケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することができる。

第２発明によれば、筒状部の振動をより効果的に抑制することができる。

第３発明によれば、モータステータを安定した状態で固定しながらケーシングの筒状部の振動をより効果的に抑制することができる。

第４発明によれば、ケーシングの筒状部の振動を抑制することができる。

第６発明によれば、モータステータは溶接孔を介して筒状部に溶接することによって固定することができる。

図１に示されるＣＯ₂冷媒を用いた密閉型圧縮機１は、ケーシング２と、モータ３と、圧縮機構４と、アキュームレータ５と、シャフト６と、複数の点接合部７とを備えている。モータ３、圧縮機構４およびシャフト６は、ケーシング２の内部に収納されている。

モータ３は、環状のモータステータ８と、モータステータ８の内部空間８ａに回転自在に配置されたモータロータ９とを有している。モータロータ９は、シャフト６に連結され、シャフト６とともに回転することが可能である。

ケーシング２は、筒状部１０と、筒状部１０の上下の開口端を閉じる一対の鏡板１１、１２とを有している。ケーシング２の筒状部１０は、モータ３のモータステータ８およびモータロータ９を収納している。ＣＯ₂冷媒が充填されたケーシング２の内圧は、高圧（１４ＭＰａ程度）になっている。

複数の点接合部７は、モータステータ８と筒状部１０との間に隙間１３を確保した状態で、モータステータ８と筒状部１０との間をスポット溶接による点接合によって固定している。これにより、モータステータ８の振動は、ケーシング２に伝わりにくくなっているので、ケーシング２の筒状部１０の振動を抑制することが可能である。このことは、モータステータ８から筒状部１０へ振動が伝達する部分の断面積（複数の点接合部７の断面積）が狭いことに起因する。

すなわち、本実施形態では、モータステータ８の外周面と筒状部１０の内周面とが対向している部分に対して、接合部７を含む筒状部１０の中心軸に直交した断面上の接合部７の周長の合計と、筒状部１０の内周面の周長との割合が、１０％未満であり、点接合部７以外の他の部分では隙間１３が確保されている。そのため、モータステータ８の振動は、ケーシング２に伝わりにくくなっているので、ケーシング２の筒状部１０の振動を抑制することが可能である。

ここで、接合部７を含む筒状部１０の中心軸に直交した断面上（すなわち、筒状部１０の横断面上（円形断面上））の接合部７の周長の合計と、筒状部１０の内周面の周長との割合が、１０％未満である場合、従来の焼きばめ圧入による固定方法では、接合面積が小さすぎるのでモータステータ８を筒状部１０内部に固定することが困難である。しかも、ＣＯ₂冷媒が充填されたケーシング２の内圧が高圧であるので、内圧によるケーシング２の膨張を考慮すれば、従来の焼きばめ圧入による固定は一層困難である。

図２に示されるように、筒状部１０の内部には、モータステータ８は、１つの横断面につき３点以上の点接合部７で、かつ、２横断面以上でスポット溶接によって固定されている。

点接合部７の個数は、筒状部１０とモータステータ８の半径および長さに対応して適宜設定すればよい。

隙間１３の大きさｇは、１０〜３００μｍ程度に設定されているので、筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

ここで、図３に示されるように、隙間１３の大きさｇ（ミクロン）と圧縮機運転音Ａ（デシベル）との関係を概略的に調べた場合、隙間１３の大きさｇが−２０ミクロン以下の場合（すなわち、締まりばめの状態）における圧縮機運転音Ａ１に対して、隙間１３の大きさｇが１０ミクロンの場合の圧縮機運転音Ａ２は、Ａ１のほぼ９０％まで低減し、さらに隙間１３の大きさｇが２０ミクロン以上の場合の圧縮機運転音Ａ３は、Ａ１のほぼ８０％まで低減することが分かった。

点接合部７は、モータステータ８の外周面における周方向に３点以上配置されているので、モータステータ８を安定した状態で固定しながらケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

点接合部７は、モータステータ８の外周面におけるモータロータ９の軸方向に複数箇所配置されているので、モータステータ８を安定した状態で固定しながらケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

点接合部７は、スポット溶接により形成されているので、モータステータ８を容易かつ確実にケーシング２の筒状部１０の内部に固定することができるとともにケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

点接合部７は、具体的には、筒状部１０に溶接孔として貫通孔１０ａを形成し、その貫通孔１０ａを通してモータステータ８をスポット溶接することにより形成される。

圧縮機構４は、図１および図４に示されるように、ブレード２２を有する揺動ピストン２１と、ブレード２２を揺動可能に支持するブッシュ２３と、シリンダ２７とを有している。シリンダ２７は、揺動ピストン２１を収納するシリンダ室２４、ブッシュ２３が回転自在に挿入されたブッシュ孔２５、およびブッシュ孔２５に連通する給油連通孔２６を有している。

揺動ピストン２１は、モータ３の回転駆動力を受けてシャフト６の偏心部６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室２４の内部で揺動し、これによって、吸入管２８から吸入されたＣＯ₂冷媒をシリンダ室２４内部で圧縮する。圧縮されたＣＯ₂冷媒は、ケーシング２の内部を通って上昇し、吐出管２９から吐出される。

シリンダ２７は、下部ブロック２７ａと、上部ブロック２７ｂとを有している。シリンダ２７は、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング２の筒状部１０に固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。

＜特徴＞
（１）
実施形態の密閉型圧縮機１では、複数の点接合部７が、モータステータ８と筒状部１０との間に隙間１３を確保した状態で、モータステータ８と筒状部１０との間をスポット溶接による点接合によって固定しているので、ケーシング２の筒状部１０の振動およびそれに起因する騒音を抑制することが可能である。

（２）
また、実施形態の密閉型圧縮機１は、ＣＯ₂冷媒を用いた密閉型圧縮機であり、ケーシング２内部の内圧が高いので、モータステータ８を焼きばめあるいは圧入によって固定することが困難であるが、複数の点接合部７によってモータステータ８と筒状部１０との間を点接合によって固定することが可能である。これによってモータステータ８の脱落を防止することが可能である。

（３）
実施形態の密閉型圧縮機１では、ケーシング２の筒状部１０の内部において、モータステータ８を筒状部１０から大きな応力がかからないように複数の点接合部７によって固定することができるので、鉄損を減少することが可能である。

（４）
実施形態の密閉型圧縮機１では、複数の点接合部７が、モータステータ８と筒状部１０との間に隙間１３を確保した状態で、モータステータ８と筒状部１０との間をスポット溶接による点接合によって固定しているので、ケーシングの振動防止のための２重ケーシング構造や特殊なモータ固定部材が不要になり、密閉型圧縮機１の製造コストを大幅に低減することが可能である。

（５）
実施形態の密閉型圧縮機１では、隙間１３の大きさｇは、１０〜３００μｍ程度に設定されているので、筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

（６）
実施形態の密閉型圧縮機１では、点接合部７は、モータステータ８の外周面における周方向に３点以上配置されているので、モータステータ８を安定した状態で固定しながらケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

（７）
実施形態の密閉型圧縮機１では、点接合部７は、モータステータ８の外周面におけるモータロータ９の軸方向に複数箇所配置されているので、モータステータ８を安定した状態で固定しながらケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

（８）
実施形態の密閉型圧縮機１では、点接合部７は、スポット溶接により形成されているので、モータステータ８を容易かつ確実にケーシング２の筒状部１０の内部に固定することができるとともにケーシング２の筒状部１０の振動をより効果的に抑制することが可能である。

（９）
実施形態の密閉型圧縮機１では、モータステータ８の外周面と筒状部１０の内周面とが対向している部分に対して、接合部７を含む筒状部１０の中心軸に直交した断面上の接合部７の周長の合計と、筒状部１０の内周面の周長との割合が、１０％未満であり、点接合部７以外の他の部分では隙間１３が確保されている。そのため、モータステータ８の振動は、ケーシング２に伝わりにくくなっているので、ケーシング２の筒状部１０の振動を抑制することが可能である。

（１０）
実施形態の密閉型圧縮機１では、筒状部１０に溶接孔として貫通孔１０ａが設けられているので、モータステータ８は、貫通孔１０ａを介して筒状部１０に溶接することによって固定することが可能である。

本発明は、モータステータがケーシング内部に固定された密閉型圧縮機について広く適用することが可能である。

本発明の実施形態に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。図１のケーシングの筒状部、モータステータ、および点接合部の配置を概略的に示した斜視図。図１の筒状部とモータステータとの隙間の大きさと圧縮機運転音の大きさとの関係を示したグラフ。図１の圧縮機構の水平断面図。

１密閉型圧縮機
２ケーシング
３モータ
４圧縮機構
７点接合部
８モータステータ
９モータロータ
１０筒状部
１３隙間

Claims

環状のモータステータ（８）と、
前記モータステータ（８）の内部空間に回転自在に配置されたモータロータ（９）と、
前記モータステータ（８）およびモータロータ（９）を収納する筒状部（１０）を含むケーシング（２）と、
前記モータステータ（８）と前記筒状部（１０）との間に隙間（１３）を確保した状態で、前記モータステータ（８）と前記筒状部（１０）との間を点接合によって固定する複数の点接合部（７）と
を備えており、
前記点接合部（７）は、前記モータステータ（８）の外周面における周方向に３点以上配置されており、
前記点接合部（７）は、スポット溶接により形成されている、
密閉型圧縮機（１）。
前記隙間（１３）の大きさ（ｇ）は、１０〜３００μｍである、
請求項１に記載の密閉型圧縮機（１）。
前記点接合部（７）は、前記モータステータ（８）の外周面における前記モータロータ（９）の軸方向に複数箇所配置されている、
請求項１または２に記載の密閉型圧縮機（１）。
前記モータステータ（８）の外周面と前記筒状部（１０）の内周面とが対向している部分に対して、前記点接合部（７）を含む前記筒状部（１０）の中心軸に直交した断面上の前記点接合部（７）の周長の合計と、前記筒状部（１０）の内周面の周長との割合が、１０％未満であり、前記点接合部（７）以外の他の部分では隙間（１３）が確保されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機（１）。
前記ケーシング（２）の内部には、圧縮機構（４）とマウンティングプレート（３０）とがさらに収納されており、
前記圧縮機構（４）は、前記マウンティングプレート（３０）を前記ケーシング（２）にスポット溶接することによって、前記ケーシング（２）に固定されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機（１）。
前記筒状部（１０）には、前記モータステータ（８）に対し溶接孔（１０ａ）が設けられており、前記モータステータ（８）は前記溶接孔（１０ａ）を介して前記筒状部（１０）に溶接されている請求項１から５のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機（１）。