JP4120266B2

JP4120266B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP4120266B2
Application number: JP2002150577A
Authority: JP
Inventors: 義博片岡; 龍一郎天野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003343439A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機に関し、特に、そのモータによる振動を低減する対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧縮機として例えば、特開平９−１８２３８８号公報に開示されているように、ケーシング内に圧縮機構と該圧縮機構を駆動する駆動モータとが収納されたものが一般によく知られている。この種の圧縮機に用いられる駆動モータは、一般に、ケーシングの内面に固定された固定子と、該固定子の内側で回転自在に配置された回転子とにより構成されている。この固定子は、ケーシング内面に対応した環状の本体部と、該本体部から内側に突出する複数の巻線装着部とにより構成された固定子コアを備え、この各巻線装着部に巻線が巻装されている。そして、駆動モータは、巻線に通電することにより固定子に回転磁界を発生させ、回転子を回転させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記駆動モータにおいては、固定子コアに装着された巻線に通電すると、各巻線装着部に磁力が発生し、この磁力を受けて回転子が回転するが、このとき、巻線装着部は、回転子に吸引され又は回転子から離反する力を交互に受けて振動する。そして、この振動が固定子コアの本体部を振動させてケーシングを振動させることとなり、このために圧縮機の振動が増大してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定子コアの構造に改良を加えることで、圧縮機の振動を低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、駆動モータ(30)の固定子コア(36)における本体部(61)に回転子(35)との作用により発生する巻線装着部(62)の振動を吸収する振動吸収手段を設けるようにしたものである。
【０００６】
具体的に、請求項１の発明は、駆動モータ(30)がケーシング(10)内に収納された圧縮機を前提として、上記駆動モータ(30)の固定子(34)は、ケーシング(10)に接合固定される本体部(61)と、該本体部(61)内側に形成され、巻線(39)が巻装される巻線装着部(62)とを有する固定子コア(36)を備え、上記固定子コア(36)の本体部(61)には、回転子(35)との作用により発生する巻線装着部(62)の振動を吸収する振動吸収手段が設けられているとともに、上記固定子コア（36）の本体部（61）の外周面には、凹部により構成されるコアカット部（69）が設けられている。
【０００７】
上記振動吸収手段は、巻線装着部(62)とコアカット部（69）との間の本体部（61）に固定子コアの円周方向に延びるように形成された空隙部(65)によって構成され、上記空隙部（ 65 ）の円周方向の長さは、上記巻線装着部（ 62 ）の先端に形成された幅拡大部（ 63 ）の幅よりも長い。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、空隙部(65)は、巻線装着部(62)を幅方向に二分するよう固定子コア（36）の半径方向に延びる直線を、跨ぐように形成されている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、巻線(39)は、複数の巻線装着部(62)の各々毎に巻装されている。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１から３の何れか１項の発明において、冷凍装置又は空気調和装置に使用される。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明では、駆動モータ(30)の巻線(39)に通電すると、固定子コア(36)の巻線装着部(62)に磁力が発生し、固定子コア(36)に回転磁界が発生する。これにより回転子(35)が回転し、駆動モータ(30)が駆動する。このとき、上記の如く、固定子コア(36)の巻線装着部(62)が、回転子(35)との間に生じる吸引力又は離反力によって振動するが、この振動は固定子コア(36)の本体部(61)に設けられた振動吸収手段によってケーシング(10)に伝達する前に吸収される。したがって、このような巻線装着部(62)の振動の吸収によりケーシング(10)の振動を抑制することができ、この結果、圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００１２】
また、上記振動吸収手段を本体部(61)における巻線装着部(62)とコアカット部（69）との間に形成された空隙部(65)によって構成するようにしたために、巻線装着部(62)の振動がこの空隙部(65)によって吸収され、ケーシング(10)の振動を確実に抑制することができる。さらに、固定子コア(36)の振動を抑制するために該固定子コア(36)の本体部(61)の半径方向厚みを厚くする必要性がなくなるために、巻線装着部(62)の半径方向長さを長くすることができ、駆動モータ(30)の性能を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明において、巻線装着部(62)を幅方向に二分するよう固定子コア（36）の半径方向に延びる直線を、跨ぐように、空隙部(65)を形成したため、巻線装着部(62)を半径方向に伝わる振動を確実に吸収することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、複数設けられた巻線装着部(62)の各々毎に巻線(39)が巻装されている構造のモータでは各巻線装着部(62)に生ずる磁力が大きくなり、駆動モータ(30)の駆動力が大きくなるとともに巻線装着部(62)の振動も大きくなる。しかしながら、固定子コア(36)の振動吸収手段が巻線装着部(62)の振動を吸収するために、大きな駆動力を得ながら圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００１５】
また、請求項４の発明では、請求項１から３の何れか１項の発明において、圧縮機(1)の振動を低減することができるために、低騒音の冷凍装置又は空気調和装置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の圧縮機(1)は、作動流体としての冷媒を圧縮するための圧縮機構(20)と、該圧縮機構(20)と駆動軸(31)によって連結された駆動モータである圧縮機モータ(30)とをケーシング(10)内に収納し、全密閉型に形成されていわゆる高圧ドーム型に構成されている。そして、冷媒が循環して冷凍サイクル運転を行う冷媒回路（図示省略）に接続されている。つまり、この圧縮機(1)は、図示省略した空気調和装置又は冷凍装置に使用されるものである。
【００１８】
上記ケーシング(10)は、円筒状の胴部(11)と、該胴部(11)の上下にそれぞれ溶接固定された椀状の鏡板(12,13) とによって構成されている。上記ケーシング(10)の胴部(11)には、該胴部(11)を貫通する吸入管(15)が、また、上側の鏡板（12）には、該鏡板(12)を貫通する吐出管(16)がそれぞれ設けられている。また、上部の鏡板(12)には、図示しない外部電源に接続されて圧縮機モータ(30)に電力を供給するターミナル(17)が設けられている。一方、ケーシング(10)の下部には所定量の潤滑油が貯留された油貯留部が形成されている（図示せず）。
【００１９】
上記圧縮機構(20)は、シリンダ(21)と、該シリンダ(21)内に配設されたロータリピストン(25)とを備え、このシリンダ(21)は、シリンダ本体(22)とシリンダヘッド(23)とにより構成されている。上記シリンダ本体(22)は、円筒状に形成され、ケーシング(10)の内面に溶接固定されるとともに、ケーシング(10)と同心に配置されている。上記シリンダヘッド(23)は、シリンダ本体(22)を上下方向から挟み込むように設けられており、ボルト(29)で締結されてシリンダ本体(22)と一体に組み立てられている。
【００２０】
上記シリンダヘッド(23)には、中央を上下に貫通する軸孔(23a)が形成されており、この軸孔(23a)に上記駆動軸(31)が回転自在に嵌め込まれている。この駆動軸(31)には、上記ロータリピストン(25)に嵌入される偏心部(32)が一体に形成されている。そして、上記シリンダ(21)内に圧縮室(26)が区画形成されており、上記駆動軸(31)の回転に伴ってロータリピストン(25)が圧縮室(26)内を揺動又は公転することによって冷媒を圧縮するようになっている。
【００２１】
なお、シリンダヘッド(23)には、図示しないが、上記圧縮室(26)内の高圧冷媒を吐出させるための吐出孔が形成されている。この吐出孔は、圧縮室(26)内の冷媒圧力が上昇してケーシング(10)内の圧力と同程度になると開口して圧縮室(26)内とケーシング(10)内とを連通させるようになっている。
【００２２】
一方、圧縮機モータ(30)は、固定子であるステータ(34)と、回転子であるロータ(35)とを備え、上記圧縮機構(20)の上方に配置されている。
【００２３】
上記ステータ(34)は、円筒状の固定子コア(36)と、該固定子コア(36)の上端及び下端に配置される絶縁部材からなる上端板(37)及び下端板(38)と、該固定子コア(36)及び両端板(37,38)に亘って巻装される３相の巻線(39)とを備えている。固定子コア(36)は、ケーシング(10)の胴部(11)内に焼き嵌めされると共に該胴部(11)に溶接固定されている。そして、上記ステータ(34)は、上記ターミナル(17)を通して各巻線(39)に通電することによって回転磁界を発生させるように構成されている。固定子コア(36)の詳細については後述する。
【００２４】
上記ロータ(35)は、磁性材としての多数枚の電磁鋼板製の円形薄板を軸心方向に積層した円筒状の回転子コア(41)と、この回転子コア(41)の上下両端部に配設された端板(42)とを備えている。この回転子コア(41)と端板(42)とは、両者を軸心方向に貫通する締結ボルト(43)により一体化されている。
【００２５】
上記ロータ(35)の中央部には上記駆動軸(31)の上部が焼き嵌めされて固定されており、上記ロータ(35)は、上記ステータ(34)の内側でステータ(34)との間に僅かな隙間のエアギャップ(47)を形成して回転自在に配置されている。また、上記ロータ(35)には、図２に示すように、上記駆動軸(31)の周りで正方形の各辺部をなすように平板状の永久磁石(45)が嵌め込まれている。これにより、上記ロータ(35)は、上記ステータ(34)に発生する回転磁界によってステータ(34)の内側で回転し、このことで上記圧縮機構(20)に回転駆動力を付与して該圧縮機構(20)を駆動するようになっている。
【００２６】
また、上記ロータ(35)の上端には、図１及び図２に示すように、ロータ(35)と略同一径の円板からなる油分離板(46)が配設されている。この油分離板(46)は、ステータ(34)とロータ(35)との間のエアギャップ(47)を流通して上側に流出した冷媒が半径方向外側に向かって流れるように流れを変えるためのものである。これにより、冷媒と一緒に流れる潤滑油が吐出管(16)からケーシング(10)外に流出するのを抑制することができるようになっている。
【００２７】
なお、上記駆動軸(31)には、図示省略するが、ケーシング(10)内に貯留する潤滑油を汲み上げる遠心ポンプが設けられている。遠心ポンプによって汲み上げられた潤滑油は、駆動軸(31)内に形成された給油路（図示省略）を通して各摺動部分へ供給されるようになっている。
【００２８】
上記圧縮機(1)には、吸入管(15)を介してアキュームレータ(50)が接続されている。このアキュームレータ(50)は、上下方向に長い密閉容器(52)を備えており、この密閉容器(52)の下端には上記吸入管(15)が、また上端には戻し管(54)がそれぞれ嵌入されている。そして、アキュームレータ(50)は、戻し管(54)を通して流入した冷媒から液冷媒を分離するように構成されている。
【００２９】
上記固定子コア(36)は、図２及び図３に示すように、円環状の本体部(61)と、該本体部(61)の内端部から半径方向内側に向かって突出するように上記本体部(61)と一体に形成された巻線装着部であるティース(62)とを備えた薄板が多数積層された構成とされている。この各薄板のティース(62)は、周方向に互いに等間隔をおいて複数（本実施形態では６個）形成されている。ティース(62)の先端には、周方向幅を両側に拡大するように突出形成される幅拡大部(63)が設けられている。幅拡大部(63)の内周側の面、即ちティース(62)の先端面は、回転子(35)の外径よりも僅かに大きな径の曲面に形成されている。
【００３０】
上記固定子コア(36)の本体部(61)には、本発明の特徴である振動吸収手段としての空隙部(65)が設けられている。この空隙部(65)は、ティース(62)の振動を吸収してケーシング(10)への振動伝達を低減させるようにするためのものであり、各ティース(62)の基端側における本体部(61)にそれぞれ設けられている。つまり、各空隙部(65)は、ティース(62)と本体部(61)外周面との間に形成されている。各空隙部(65)は、ティース(62)を周方向略中央で二分し且つ半径方向に延びる直線(66)を跨ぐように本体部(61)の半径方向略中央に配置されており、横断面形状が周方向に長い細長形状に形成されている。この各空隙部(65)は、その周方向長さがティース(62)の周方向幅よりも長くなるように形成されている。そして、この各空隙部(65)は、固定子コア(36)を構成する薄板の全てに亘って同様に形成されていて、本体部(61)を軸方向に貫通している。
【００３１】
一方、上記固定子コア(36)の本体部(61)の外周面には、図２及び図３に示すように、冷媒及び潤滑油を流通させるためのコアカット部(69)が固定子コア(36)の上端面から下端面に亘って形成されている。コアカット部(69)は、各薄板において周方向に等間隔をあけて切欠形成される複数の凹部により構成されている。このコアカット部(69)は、各薄板の外周面におけるティース(62)の形成個所に対応した個所に形成されており、その周方向幅は、上記空隙部(65)の周方向長さとほぼ同じ幅に形成されている。
【００３２】
そして、固定子コア(36)の本体部(61)における外周面は、コアカット部(69)以外の部分においてケーシング胴部(11)の内面と接合しており、この部分において胴部(11)と溶接されている。
【００３３】
尚、上記固定子コア(36)の上端板(37)は、図２に示すように、上記固定子コア(36)の本体部(61)に対応した円環部(71)と、上記ティース(62)に対応したティース押え部(72)とを備え、このティース押え部(72)は、その先端においてティース(62)の幅拡大部(63)に対応した形状で上側に向かって延びる内側押え部(73)が立設されている。そして、この円環部(71)、ティース押え部(72)及び内側押え部(73)によって形成される空間を巻線(39)の上端部分が通るようになっている。また、上記固定子コア(36)の下端板(38)は、上記上端板(37)と同様の形状に構成されていて、上記上端板(37)とは上下逆向きになって固定子コア(36)の下端に配設されている（図１参照）。
【００３４】
上記巻線(39)は、上記固定子コア(36)の各ティース(62)の各々毎にそれぞれ３相の巻線(39)の内の何れかが巻装されていて、いわゆる集中巻き方式となっている。これら巻線(39)は、各ティース(62)において基端から先端に亘って巻き付けられている。そして、それぞれ互いに対向するティース(62)には同一相の巻線(39)が装着されている。このように集中巻き方式とすることにより、磁束密度を高めることができて、より強い回転駆動力を得ることができるようになっている。
【００３５】
続いて、本実施形態に係る圧縮機(1)の運転動作について説明する。
【００３６】
ターミナル(19)を通じて圧縮機モータ(30)に電力が供給されると、固定子コア(36)の巻線(39)に通電されてステータ(34)に回転磁界が発生する。この回転磁界によって、ロータ(35)の永久磁石(45)が磁力を受けてロータ(35)が回転する。このロータ(35)の回転により駆動軸(31)が回転してロータリピストン(25)が圧縮室(26)内で揺動又は公転する。これにより、アキュームレータ(50)で液冷媒が分離された低圧冷媒が、吸入管(15)を通して圧縮室(26)に吸入されて圧縮される。そして、圧縮室(26)内が所定圧力に達すると吐出孔が開口し、高圧冷媒が圧縮室(26)からケーシング(10)内に吐出される。そして、ケーシング(10)内の高圧冷媒は、吐出管(16)から吐出されて図外の冷媒回路を循環する。一方、ケーシング(10)内の高圧冷媒には潤滑油が含まれており、この潤滑油はケーシング(10)の内壁を伝って固定子コア(36)のコアカット部(69)を流れ、ケーシング(10)の下部に貯留される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る圧縮機(1)によれば、圧縮機モータ(30)の巻線(39)に通電すると、固定子コア(36)のティース(62)に磁力が発生し、固定子コア(36)に回転磁界が発生する。これによりロータ(35)が回転し、圧縮機モータ(30)が駆動する。このとき、固定子コア(36)のティース(62)が、その内側に配置されたロータ(35)との間に生じる吸引力又は離反力によって通電電流に対応した所定周波数で振動する。特に、通電電流の２倍の周波数の振動が顕著に現れる。しかし、この振動は、固定子コア(36)の本体部(61)に設けられた振動吸収手段によってケーシング(10)に伝達する前に吸収されるために、このようなティース(62)の振動の吸収によりケーシング(10)の振動を抑制することができ、この結果、圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００３８】
また、振動吸収手段を本体部(61)におけるティース(62)と本体部(61)外周面との間に形成された空隙部(65)によって構成するようにしたために、ティース(62)の振動がこの空隙部(65)によって吸収され、ケーシング(10)の振動を確実に抑制することができる。さらに、固定子コア(36)の振動を抑制するために該固定子コア(36)の本体部(61)の半径方向厚みを厚くする必要性がなくなり、ティース(62)の半径方向長さを長くすることができて、圧縮機モータ(30)の性能を向上させることができる。
【００３９】
また、ティース(62)を周方向略中央で二分し且つ半径方向に延びる直線(66)を跨ぐように空隙部(65)を形成するようにしたため、ティース(62)を半径方向に伝わる振動を確実に吸収することができる。
【００４０】
また、円周方向の長さがティース(62)の幅以上の長さになるように空隙部(65)を形成するようにしたために、ティース(62)から本体部(61)に伝わる振動をさらに確実に吸収することができる。
【００４１】
また、巻線(39)が複数設けられたティース(62)の各々毎にそれぞれ巻線(39)が巻装されている構造のモータであるときに各ティース(62)に生ずる磁力が大きくなり、圧縮機モータ(30)の駆動力が大きくなるとともにティース(62)の振動も大きくなる。しかしながら、固定子コア(36)の空隙部(65)がティース(62)の振動を吸収するために、大きな駆動力を得ながら圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００４２】
また、圧縮機(1)の振動を低減することができるために、低騒音の冷凍装置又は空気調和装置を得ることができる。
【００４３】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態では、空隙部(65)は、ティース(62)を幅方向で二分し且つ半径方向に延びる直線(66)を跨ぐように形成するようにしたが、このような構成に限られるものではない。
【００４４】
また、上記実施形態では、空隙部(65)は、本体部(61)を軸方向に貫通するように構成したが、このような構成に限られるものではなく、例えば、固定子コア(36)を構成する薄板の一部に空隙部(65)を設ける構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、ステータ(34)は、巻線(39)を各ティース(62)に独立して巻く、いわゆる集中巻き方式としたが、本発明は、このような構成に限られるものではなく、例えば、各巻線(39)同士がオーバーラップするとともに、複数のティース(62)に跨るように巻装されるいわゆる分布巻き方式に適用してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、冷凍装置又は空気調和装置に使用される圧縮機(1)としたが、これに限られるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、固定子コア(36)の本体部(61)に振動吸収手段を設けるようにしたために、巻線装着部(62)の振動を吸収することができてケーシング(10)の振動を抑制することができ、この結果、圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００４８】
また、上記振動吸収手段を本体部(61)における巻線装着部(62)とコアカット部(69)との間の本体部(61)に形成された空隙部(65)によって構成するようにしたために、巻線装着部(62)の振動がこの空隙部(65)によって吸収され、ケーシング(10)の振動を確実に抑制することができる。さらに、固定子コア(36)の振動を抑制するために該固定子コア(36)の本体部(61)の半径方向厚みを厚くする必要性がなくなり、巻線装着部(62)の半径方向長さを長くすることができて、駆動モータ(30)の性能を向上させることができる。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、巻線装着部(62)を幅方向に二分するよう固定子コア（36）の半径方向に延びる直線(66)を、跨ぐように、空隙部(65)を形成したため、巻線装着部(62)を半径方向に伝わる振動を確実に吸収することができる。
【００５０】
また、請求項３の発明によれば、複数設けられた巻線装着部(62)の各々毎にそれぞれ独立して巻線(39)を巻装するようにしたために、大きな駆動力を得ながら圧縮機(1)の振動を低減することができる。
【００５１】
また、請求項４の発明によれば、圧縮機(1)の振動を低減することができるために、低騒音の冷凍装置又は空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】ステータコアの平面図である。
【符号の説明】
(10) ケーシング
(30) 圧縮機モータ
(34) ステータ
(35) ロータ
(36) 固定子コア
(39) 巻線
(61) 本体部
(62) ティース
(65) 空隙部
(66) 直線

Claims

駆動モータ(30)がケーシング(10)内に収納された圧縮機において、
上記駆動モータ(30)の固定子(34)は、ケーシング(10)に接合固定される本体部(61)と、該本体部(61)内側に形成され、巻線(39)が巻装される巻線装着部(62)とを有する固定子コア(36)を備え、
上記固定子コア(36)の本体部(61)には、回転子(35)との作用により発生する巻線装着部(62)の振動を吸収する振動吸収手段が設けられているとともに、
上記固定子コア（36）の本体部（61）の外周面には、凹部により構成されるコアカット部（69）が設けられていて、
上記振動吸収手段は、巻線装着部(62)とコアカット部（69）との間の本体部（61）に固定子コアの円周方向に延びるように形成された空隙部(65)によって構成され、
上記空隙部（ 65 ）の円周方向の長さは、上記巻線装着部（ 62 ）の先端に形成された幅拡大部（ 63 ）の幅よりも長い
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１において、
空隙部(65)は、巻線装着部(62)を幅方向に二分するよう固定子コア（36）の半径方向に延びる直線を、跨ぐように形成されている
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１または２において、
巻線(39)は、複数の巻線装着部(62)の各々毎に巻装されている
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１から３の何れか１項において、
冷凍装置又は空気調和装置に使用される
ことを特徴とする圧縮機。