JP2016028191A - 密閉型圧縮機および空調機器 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で効率が高い密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器１０１内に電動要素１１１によって駆動される圧縮要素１１３を収容した密閉型圧縮機であって、回転子スロット１２３には、導電性材料で形成されたスロットバー１２５が挿入され、スロットバー１２５を上下で挟み込む形で形成されたエンドリング１２７を備えており、スロットバー１２５は、エンドリング１２７よりも電気抵抗の低い材料で形成されており、スロットバー１２５とエンドリング１２７は、溶接によって接合されたことにより、スロットバー１２５とエンドリング１２７を確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率のが悪化を防止できる。【選択図】図２

Description

本発明は、家庭用電気冷凍冷蔵庫やショーケースなどの空調機器に使用される密閉型圧縮機に関し、特に密閉型圧縮機の電動機に関するものである。

近年、地球環境保護に対する要求はますます強まってきており、冷蔵庫やその他の冷凍サイクル装置などにおいても、特に、高効率化が強く要望されている。

従来、この種の密閉型圧縮機としては、銅スロットバーを充填した後に、エンドリングをアルミダイキャストで形成していた（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。

図８は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図９は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の回転子の縦断面図の縦断面図である。

図８から図９に示すように、従来の密閉型圧縮機は、密閉容器１の底部に冷凍機油３を貯留するとともに冷媒ガス５が充填され、圧縮機本体７がサスペンションスプリング９によって、密閉容器１に対して弾性的に支持されている。

圧縮機本体７は、電動要素１１と、電動要素１１の上方に配設される圧縮要素１３と、を備え、電動要素１１は、固定子１５および回転子１７を有している。

回転子１７は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板１９を所定枚数積層して製作される回転子鉄心２１を備え、回転子鉄心２１には外周縁に沿って回転子スロット２３が形成されており、回転子スロット２３には導電性材料で形成されたスロットバー２５が挿入され、スロットバー２５を上下で挟み込む形で、アルミダイキャスティングで形成されたエンドリング２７を備えている。

以上のように構成された特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、密閉型圧縮機は、電動要素１１の固定子１５に電流を流して磁界を発生させ、この磁界の中を、回転子１７に備えられたスロットバー２５に誘導電流が発生し、回転トルクが発生することで回転子１７が回転する。

そして、回転子１７の回転により、圧縮要素１３に備えられたピストン２９の往復運動により、冷媒ガス５の圧縮室３１への吸入と圧縮および冷凍サイクル（図示せず）への吐出が繰り返される。

特開２０１１−１８８７０３号公報

しかしながら、前記従来の特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の構成では、ス
ロットバー２５を上下で挟み込む形で、アルミダイキャスティングでエンドリング２７を形成しているため、溶融したアルミ材料を流し込み、凝固する際に熱収縮によりエンドリング２７の体積が収縮する。

さらに、スロットバー２５は融点が高いために溶融することはないため、エンドリング２７とスロットバー２５は隙間が発生し、電気的には部分的に接触し完全に繋がっていないため、電流回路が不完全なため十分な回転トルクが発生することなく、損失が大きいために密閉型圧縮機の効率が低下するという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安価で、効率が高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、スロットバーとエンドリングを溶接することにより、スロットバーとエンドリングを確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを防止するという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機は、安価で、効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の縦断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子のスロットバー先端部の詳細断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の他のスロットバー先端部の詳細断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の他のスロットバー先端部詳細断面図 本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の回転子の縦断面図 特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図 特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の回転子の縦断面図

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動要素によって駆動される圧縮要素を収容した密閉型圧縮機であって、前記電動要素は、固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して配置される回転子と、を備えており、前記回転子は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される回転子鉄心を備え、前記回転子鉄心には外周縁に沿って回転子スロットが形成されており、前記回転子スロットには、導電性材料で形成されたスロットバーが挿入され、前記スロットバーを上下で挟み込む形で形成されたエンドリングを備えており、前記スロットバーは、前記エンドリング材料よりも電気抵抗の低い材料で形成されており、前記スロットバーと前記エンドリングは、溶接によって接合されたことにより、スロットバーとエンドリングは、確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スロットバーと前記エンドリングの溶接は、拡散接合であることにより、スロットバーとエンドリングは、より確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを
防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記スロットバーの先端部は、中心部が凸形状としたことにより、拡散接合時加圧した際に面圧を高め、スロットバーとエンドリングの密着箇所で表面皮膜が容易に消失し、空隙内の残留ガスを押し出すことができ、原子の拡散を容易にすることで確実な固着をさせることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記スロットバーの先端部と対向する前記エンドリングの端部に座グリ部を設け、前記スロットバーの先端部が前記座グリ部にカシメられたことにより、拡散接合時の電極近傍で拡散させることでより確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記スロットバーは銅系材料であり、前記エンドリングはアルミニウム系材料であることにより、磁界の強いスロットバーの部分は損失が小さく、磁界の弱いエンドリング部分は安価な材料を使用することで、より安価で、損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明の密閉型圧縮機を用いた空調機器であり、損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができ、効率の高い空調機器を得ることができる。

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この発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図、
図２は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の縦断面図である。

図３は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子のスロットバー先端部の詳細断面図、図４は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の他のスロットバー先端部の詳細断面図、図５は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の回転子の他のスロットバー先端部詳細断面図である。

図１から図５において、本発明の実施の形態における密閉型圧縮機は、密閉容器１０１内底部に冷凍機油１０３を貯留するとともに、冷媒ガス１０５として例えば地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａなどが封入してある。

また、密閉容器１０１は、鉄板の絞り成型によって形成されるとともに、一端が密閉容器１０１内に連通し、他端が冷凍サイクル（図示せず）の低圧側に接続される吸入管１０４を備えている。

密閉容器１０１内には、電動要素１１１と圧縮要素１１３とを備えた圧縮機本体１０７が、サスペンションスプリング１０９によって、密閉容器１０１に対して弾性的に支持されて収納されている。

圧縮機本体１０７は、電動要素１１１と、電動要素１１１の上方に配設される圧縮要素１１３と、を備え、電動要素１１１は、固定子１１５および回転子１１７を有している。

回転子１１７は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板１１９を所定枚数積層して製作される回転子鉄心１２１を備え、回転子鉄心１２１には外周縁に沿って回転子スロット１２３が形成されており、回転子スロット１２３には導電性が良好な銅系材料で形成されたスロットバー１２５が挿入され、スロットバー１２５を上下で挟み込む形でアルミニウム系材料で形成されたエンドリング１２７を備えている。

さらに、図３に示すように、スロットバー１２５の先端は円錐形状であり、スロットバー１２５とエンドリング１２７は、溶接により接合されている。

本実施の形態では、具体的には、拡散接合により固着されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、密閉型圧縮機は、電動要素１１１の固定子１１５に電流を流して磁界を発生させ、この磁界の中を、回転子１１７に備えられたスロットバー１２５に誘導電流が発生し、回転トルクが発生することで回転子１１７が回転する。

そして、回転子１１７の回転により、圧縮要素１１３に備えられたピストン１２９の往復運動により、冷媒ガス１０５が圧縮室１３１への吸入と圧縮および冷凍サイクル（図示せず）への吐出が繰り返される。

ここで、本実施の形態１の回転子１１７は、スロットバー１２５の先端は円錐形状である。

これにより、拡散接合時に加圧した際に面圧を高め、スロットバー１２５とエンドリング１２７の密着箇所で、表面皮膜が容易に消失し、空隙内の残留ガスを押し出すことができ、原子の拡散を容易にすることとなり、スロットバー１２５とエンドリング１２７を確実に固着させることとなり、確実に電流回路を形成することができ、損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

なお、スロットバー１２５の先端部は、中心部が凸形状としたしたものである。

具体的には、図４に示すように、球面形状にしたり、また、図５に示すように、中心部を突起形状にすることで、同様の効果を得ることができる。

本実施の形態では、スロットバー１２５は銅系材料であり、エンドリング１２７はアルミニウム系材料である。

これにより、磁界の強いスロットバーの部分は損失が小さく、磁界の弱いエンドリング部分は安価な材料を使用することで、より安価で、損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

また、スロットバー１２５は、必要に応じて、銀や金を用いてもよい。

なお、本実施の形態では、スロットバー１２５は銅系材料で形成し、エンドリング１２７はアルミニウム系材料で形成したが、スロットバーは、エンドリングよりも電気抵抗の低い材料で形成されていればよい。

なお、本実施の形態の密閉型圧縮機を用いた空調機器であると、損失を最小にし、効率
が悪化することを防止することができ、効率を向上させた空調機器を得ることができる。

具体的に空調機器としては、本実施の形態の密閉型圧縮機は、家庭用電気冷蔵庫、業務用冷蔵庫、エアーコンディショナー、自動販売機、洗濯乾燥機、給湯器、などに適用可能である。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図、図７は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の回転子の縦断面図である。

図６から図７において、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機は、密閉容器２０１内底部に冷凍機油２０３を貯留するとともに、冷媒ガス２０５として例えば地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａなどが封入してある。

また、密閉容器２０１は、鉄板の絞り成型によって形成されるとともに、一端が密閉容器２０１内に連通し、他端が冷凍サイクル（図示せず）の低圧側に接続される吸入管２０４を備えている。

密閉容器２０１内には、電動要素２１１と圧縮要素２１３とを備えた圧縮機本体２０７がサスペンションスプリング２０９によって、密閉容器２０１に対して弾性的に支持されて収納されている。

圧縮機本体２０７は、電動要素２１１と、電動要素２１１の上方に配設される圧縮要素２１３とを備え、電動要素２１１は、固定子２１５および回転子２１７を有している。

回転子２１７は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板２１９を所定枚数積層して製作される回転子鉄心２２１を備え、回転子鉄心２２１には外周縁に沿って回転子スロット２２３が形成されており、回転子スロット２２３には導電性が良好な銅系材料で形成されたスロットバー２２５が挿入され、スロットバー２２５を上下で挟み込む形でアルミニウム系材料で形成されたエンドリング２２７を備えている。

さらに、エンドリング２２７の端部に座グリ部２３０を設け、スロットバー２２５の先端部が２３０にカシメられ、カシメ部を拡散接合により固着されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、密閉型圧縮機は、電動要素２１１の固定子２１５に電流を流して磁界を発生させ、この磁界の中を、回転子２１７に備えられたスロットバー２２５に誘導電流が発生し回転トルクが発生することで回転子２１７が回転する。

そして、回転子２１７の回転により、圧縮要素２１３に備えられたピストン２２９の往復運動により、冷媒ガス２０５が圧縮室２３１への吸入と圧縮および冷凍サイクル（図示せず）への吐出が繰り返される。

本実施の形態の回転子２１７は、スロットバー２２５の先端部と対向するエンドリング２２７の端部に座グリ部２３０を設け、スロットバー２２５の先端部が座グリ部２３０にカシメられたことにより、カシメ部を直接電極で加圧することで、拡散接合時の電極近傍で電流を流し拡散させることでより確実に固着させることとなり、電流回路を形成し損失を最小にし、効率が悪化することを防止することができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、冷却システムの性能を安定させ、効率を向上できるので、家庭用電気冷蔵庫に限らず、業務用冷蔵庫、エアーコンディショナー、自動販売機、洗濯乾燥機、給湯器、その他の冷凍装置や空調機器などに広く適用できる。

１０１ 密閉容器
１０７ 圧縮機本体
１１１ 電動要素
１１３ 圧縮要素
１１５ 固定子
１１７ 回転子
１２５ スロットバー
１２７ エンドリング
２０１ 密閉容器
２０７ 圧縮機本体
２１１ 電動要素
２１３ 圧縮要素
２１５ 固定子
２１７ 回転子
２２５ スロットバー
２２７ エンドリング
２３０ 座グリ部

Claims (6)

1. 密閉容器内に電動要素によって駆動される圧縮要素を収容した密閉型圧縮機であって、前記電動要素は、固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して配置される回転子と、を備えており、前記回転子は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される回転子鉄心を備え、前記回転子鉄心には外周縁に沿って回転子スロットが形成されており、前記回転子スロットには、導電性材料で形成されたスロットバーが挿入され、前記スロットバーを上下で挟み込む形で形成されたエンドリングを備えており、前記スロットバーは、前記エンドリング材料よりも電気抵抗の低い材料で形成されており、前記スロットバーと前記エンドリングは、溶接によって接合された密閉型圧縮機。
2. 前記スロットバーと前記エンドリングの溶接は、拡散接合である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記スロットバーの先端部は、中心部が凸形状とした請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記スロットバーの先端部と対向する前記エンドリングの端部に座グリ部を設け、前記スロットバーの先端部が前記座グリ部にカシメられた請求項２に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記スロットバーは銅系材料であり、前記エンドリングはアルミニウム系材料である請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
6. 請求項１から請求項５に記載のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を用いた空調機器。

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