JP4228645B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉型圧縮機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６に、密閉型圧縮機の構造の一例を示す。(例えば、特許文献１参照)。図において、上部容器１（ａ）と中間部容器１（ｂ）と下部容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器１は、圧縮要素２を下部に、該圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。該固定子３は、薄板電磁鋼板を積層して形成し、外径が中間部密閉容器１（ｂ）の内径より大きな固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が前記中間部密閉容器１（ｂ）に焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心７に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、前記回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて前記固定子４と前記回転子５の中心がほぼ同軸となるよう下部密閉容器１（ｃ）に固定される。中間部密閉容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【０００３】
次に、動作について簡単に説明する。密閉型圧縮機は冷凍回路に組み込まれ冷媒と圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が封入される。電動要素３に電源が供給されると、回転子５が回転し圧縮要素２を駆動する。すると、冷媒は吸入マフラー９を通り圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に密閉容器１内に吐出される。圧縮要素２から吐出された冷媒は圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、固定子４や回転子５の鉄心に設けられた貫通孔１２、固定子と回転子の空隙等を通り上部容器に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、前記吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔１２、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り、密閉容器１の下部に戻る。
【０００４】
また、電動機の構造に関し、固定子の外径よりも大きな内径をもつブラケット（密閉型圧縮機では密閉容器にあたる）に固定子を固定する方法としてブラケットと固定子の間に別部材を用いて固定子を固定する方法が公知である。この場合、本発明とは趣旨が異なるが、外部より冷却液を循環させ固定子を冷却する為のインナーケースを磁性材料で作成することにより固定子の一部として使用するもので、固定子を小型化できることを目的としたものである。（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０３９６０号公報(第２頁、第３図)
【特許文献２】
特開平６−６２５７４号公報(第１頁、第１図)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
密閉型圧縮機は用途により除湿機や冷蔵庫用の冷凍能力が200W程度のものから、店舗空調機用の冷凍能力が20kW超のものまで作られており、それぞれの冷凍能力帯により圧縮要素の容積が異なる為、圧縮要素を収容する密閉容器もそれに応じて径が異なる。固定子は前述の通り密閉容器に焼嵌めされている為、密閉容器の内径に対応した外径の固定子が必要であった。
【０００７】
また、固定子の生産設備では固定子鉄心の外径が異なると設備が共有できないか大幅な段取り替えが発生する為、外径が異なると生産台数が少ない能力帯においても、生産台数が多い能力帯と同様の設備投資が必要であり、コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さい電動機を、冷媒及び冷凍機油の通路を妨げることなく安価な密閉型圧縮機を得るものである。
【０００９】
また、本発明の目的は材料使用量を低減すると共に低騒音、低振動化させた密閉型圧縮機を得るものである。
【００１０】
また、本発明の目的は密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さい電動機を、冷媒及び冷凍機油の通路を妨げることなく安価な密閉型圧縮機を得ることに加えて、前記密閉容器が半径並びに密閉容器の円筒形状の長さ方向に対し、均一な保持力にて前記固定子を確保しかつ、スペーサを介して密閉容器の外周から前記固定子の内周において円筒度、真円度を確保することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に固定された圧縮要素と、密閉容器内に配置され、圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と密閉容器の内径より小なる外径を有し回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、固定子の外周と密閉容器の内周との間に配置されるとともに、回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられたスペーサと、を備え、固定子がスペーサを介して密閉容器に固定されるとともに、スペーサは、複数の部材が回転自在な連結部を介して円周方向に連結されて構成されているものである。
【００１２】
また、この発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に固定された圧縮要素と、
前記密閉容器内に配置され、前記圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と前記密閉容器の内径より小なる外径を有し前記回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、前記固定子の外周と前記密閉容器の内周との間に配置されるとともに、回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられた環状のスペーサと、を備え、固定子が、スペーサを介して密閉容器に固定されるとともに、スペーサと固定子と回転子は、同一の抜き型により打ち抜かれた電磁鋼板をそれぞれ積層して形成されるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１に密閉型圧縮機の断面図を示す。ここで、固定子４の外径は中間部容器１（ｂ）の内径よりも小さく、該中間部密閉容器１（ｂ）に前記固定子４を固定する為、該固定子４の外径と中間部密閉容器内径との間にスペーサ１１を配置してある。図１に密閉型圧縮機の構造の一例を示す。図において、上部密閉容器１（ａ）と前記中間部密閉容器１（ｂ）と下部密閉容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器１は、圧縮要素２を下部に、該圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。該固定子３は、例えば薄板電磁鋼板を積層して形成し、外径が中間部密閉容器１（ｂ）の内径より大きな固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が前記中間部密閉容器１（ｂ）に焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心６に永久磁石を配置した永久磁石電動機型で形成されることが一般的であり、前記回転子５鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて前記固定子４と前記回転子５の中心が同軸となるよう下部密閉容器１（ｃ）に固定される。中間密閉部容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部密閉容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００１５】
次に、動作について簡単に説明する。密閉型圧縮機は冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が封入される。前記電動要素３に電源が供給されると、前記電動要素３が前記回転子５を回転運動させて前記圧縮要素２を駆動する。次いで冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、前記圧縮要素２により圧縮された後に密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は前記圧縮要素２の上に配置される前記電動要素３の前記密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、前記吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り、前記密閉容器１下部に戻る。
【００１６】
図２に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を示す。図において、密閉容器１の実装回路の下部で、前記スペーサ１１は密閉容器１の内周に焼き嵌めで位置決めされ、かつその内周で固定子４を焼き嵌めで位置決めされている。電動要素３は電線で結線された電源との接続端子を含み、電子回路基板を搭載されその構成要素として前記電子回路基板と接合された固定子４、及び前記固定子の内周と対向する前記回転子５からなり、該回転子５はその中心で回転軸８に焼き嵌められている。貫通孔１２は前記スペーサ１１と前記密閉容器１の内周間及び回転子５に設けられ冷媒や冷凍機油が流通するための孔であり、切欠き１３も同様に冷媒と冷凍機油の流路としてスペーサ１１に設けられている。
【００１７】
図３にスペーサ１１の斜視図を示す。スペーサは一体構造となっており、密閉容器とスペーサの間に冷媒と冷凍機油の流路としての貫通孔１２が出来るよう回転軸方向に貫通した切欠き１３を設けてある。スペーサの内径は固定子外径よりも小さく、焼嵌めにより固定子と結合する構造となっている。固定子４と結合したスペーサ１１の外径は密閉容器１の内径よりも大きくなっており、密閉容器に焼き嵌めにて固定される。
【００１８】
図４において固定子４とスペーサ１１を焼き嵌め固定する工程、図５において前記密閉容器１と前記固定子４と焼き嵌めした該スペーサ１１を焼き嵌め固定する工程を示す。図４(a)において、前記固定子４が前記スペーサ１１へ固着される以前は該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoより小さいが、前記スペーサ１１を加熱し、該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoと同等となる。図４(a)で前記スペーサ１１は上方から治工具で保持され下降し始め、次工程である図４(b)で前記スペーサ１１は更に下降し続け、前記固定子４をその内側に挿入される。次いで、前記スペーサ１１が空気等で冷却され該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoより小さい状態に戻ろうとして収縮し、該スペーサ１１は前記固定子４に固着される。以上により前記スペーサ１１は前記固定子４に対し半径並びに前記スペーサ１１の円筒形状の長さ方向に対し均一な保持力にて確保することができる。また、前記スペーサ１１の全体を均一に温度上昇、下降し前記固定子４に焼き嵌めして固定する方法をとることにより前記スペーサ１１の内周と前記固定子４の外周において円筒度、真円度を確保できる。
【００１９】
図５において、前記スペーサ１１が密閉容器へ固着される以前においては該スペーサ１１の外径Ｄoは密閉容器１の内径ｄsiより大きい。密閉容器１は加熱され、密閉容器１の内径ｄsiはスペーサ１１の外径Ｄoより大きくなり、密閉容器１は上方から治工具で固定され下降し始めスペーサ１１をその内側に挿入される。
【００２０】
図６では前記密閉容器１は上方から治工具で固定され下降した状態を示す。図に示すように前記スペーサ１１を該密閉容器１の内側に挿入される。前記密閉容器１が空気等で冷却され前記密閉容器１の内径ｄsiは前記スペーサ１１の外径Ｄoより小さい状態に戻ろうとし、前記スペーサ１１は前記密閉容器１に固着される。前記密閉容器１内周に前記スペーサ１１を介して固定子４が固着され一連の工程が完了する。以上により前記密閉容器１は前記スペーサ１１に対し半径並びに密閉容器１の円筒形状の長さ方向に対し均一な保持力にて確保することができる。また、密閉容器１の全体を均一に温度上昇、下降しスペーサ１１に焼き嵌めして固定する方法をとることにより密閉容器１の内周、スペーサ１１の外周において円筒度、真円度を確保できる。
【００２１】
図４〜図６による説明にて記述したとおり、前記密閉容器１は半径並びに密閉容器１の円筒形状の長さ方向に対し、均一な保持力にて前記固定子４確保することができる。また、前記密閉容器１や前記スペーサ１１の全体を均一に温度上昇、下降させて前記スペーサ１１に焼き嵌めして固定する方法をとることにより、スペーサ１１を介して密閉容器１の外周から前記固定子４の内周において円筒度、真円度を確保できる。
【００２２】
上記によって密閉容器１内径よりも固定子４の外径が小さな固定子４も密閉容器１内に装着することが可能になる為、従来密閉容器１の内径が小さな密閉型圧縮機に用いていた電動機が使用可能となる。電動機の発生トルクは固定子鉄心６の長さに比例する為、外径が小さくなることにより不足するトルクは鉄心長さを長くすることで補うことが出来る。また、電動機の発生トルクは回転子と固定子の間の空隙での磁束密度にも比例しており、特に従来主流であったフェライト磁石に対し、最大エネルギー積が約１０倍の希土類磁石を用いた永久磁石電動機では、外径が密閉容器１に対して小さな電動機を使用した場合でも、固定子鉄心長さを従来の鉄心長さに対しそれほど長くしなくても済む。
【００２３】
また、電動機の生産設備では固定子鉄心の外径が異なると設備が共有できないか大幅な段取り替えが発生する為、外径を共通化することで生産コスト、設備投資の削減に効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１と同一である。図７に密閉型圧縮機の断面図を示す。本実施の形態の例では固定子の保持力を確保できる範囲でスペーサの長さL2を固定子の鉄心長さL1より短くしてある。圧縮機運転時、固定子４の固有振動数が運転周波数の整数倍に近い場合、騒音および振動が大きくなるが、スペーサの長さL2の長さを固定子の鉄心長さL1より短くすることにより、固有振動数を運転周波数の整数倍からずらし、騒音、振動を低減することが出来る。また、スペーサの材料の使用量を減らす事が出来る為、コスト削減及び省資源化に効果がある。
【００２５】
図７において、１は上部密閉容器１（ａ）と中間部密閉容器１（ｂ）と下部密閉容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器であり、圧縮要素２を下部に、前記圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。前記固定子４は、薄板電磁鋼板を積層するなどして形成し外径が中間部密閉容器の内径より小なる固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が中間部密閉容器１（ｂ）に前記スペーサ１１を介して焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて固定子と回転子の中心がほぼ同軸となるよう下部密閉容器に固定される。中間密閉部容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下密閉部容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００２６】
次に、図７を利用して動作について説明する。密閉型圧縮機は冷凍空調機として製造時、冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が密閉容器１内に封入される。前記電動要素３に対し電源を供給されると、該電動要素３が回転し圧縮要素２を駆動する。冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に前記密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は該圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上密閉部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、該吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、固定子４と回転子５の空隙等を通り、密閉容器下部１(c)に戻る。
【００２７】
図８に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を示す。図において、前記密閉容器１内壁に密着固定された前記スペーサ１１は円周方向に貫通孔１２と交互に、半径方向では該貫通孔１２と同様に前記密閉容器１と前記固定子４の間で空間を占有している。図９に前記スペーサ１１の斜視図を示す。該スペーサ１０は複数の同様な部材から形成されている為、一体構造で製作するよりも冷媒および冷凍機油の流路を広くすることが出来、前記密閉容器１の内径と前記固定子鉄心６の外径の差が小さく、前記スペーサ１１の切欠きまたは前記貫通孔１２を設けることで冷媒および冷凍機油の流路を確保するのが難しい場合有効である。
【００２８】
また、前記固定子４の外周部に設けた凹部と前記スペーサ１１に設けた凸部を嵌合させることにより、スペーサの位置決めが容易となり組立性を向上することが出来る。また、前記固定子４の外周部に設けた凸部と前記スペーサ１１内周部に設けた凹部を嵌合させることによっても、同様にスペーサの位置決めが容易となり組立性を向上する。
【００２９】
図１０に前記固定子４の保持力を確保できる範囲で前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1より短くした場合及び前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1と等しくした場合について、圧縮機運転時の固定子の振動特性を横軸周波数対加振力に対する固定子４の振幅として模式的に表示した図である。前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1を等しくした場合、固有振動数が運転周波数の整数倍に近いとすると固有振動数にあたる周波数値ｎｆの場合の応答は周波数ｎｆの近傍で極大値をとり、騒音および振動が大きくなる。一方、前記固定子長さL２を鉄心長さL１より短くすることによって、固有振動数を運転周波数の整数倍からずらした場合も図１０の特性曲線で示す。図で、L１＞L２として指した最大値は、Ｌ1＝Ｌ2の特性曲線における周波数＝ｎｆでの最大値に比較してより低い値を示し、騒音、振動を低減すされる効果を示す。
【００３０】
実施の形態３．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１及び実施の形態２と同一である。図１１に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を、図１２にスペーサの構造図を示す。スペーサは薄板電磁鋼板を積層して構成され、冷媒および冷凍機油の流路として回転軸方向に貫通孔１２を設けており、凹凸状の第一のカシメ１４，第二のカシメ１５を介して連結されている。スペーサ部に薄板電磁鋼板を用いることにより、スペーサ部を固定子鉄心から漏れる磁束の磁路として使用することが可能であり、固定子鉄心の磁束密度を低減させ圧縮機の効率の向上に寄与する。電磁鋼板の素材は、固定子鉄心や回転子鉄心と同じで無くても良い。
【００３１】
薄肉電磁鋼板は図１２のように一列に打ち抜くことにより材料の歩留まりを向上している。打ち抜かれた電磁鋼板は第一のコア部材１６と第２のコア部材１７が交互に積層されており、第一のカシメ１４は積層方向のコア部材を連結しており、第二のカシメ１５は積層方向の電磁鋼板を結合するのみならず、円周方向のコア部材の結合に寄与しており、カシメを中心に回転自在に連結されている。所定の高さに積層されたスペーサは、回転自在に連結された連結部を中心に回転させることにより、固定子鉄心に巻きつけるように組み立てることが可能となっている。巻きつけたスペーサは両端の結合部を溶接することにより固定子と結合し、密閉容器に焼嵌めされる。
【００３２】
このように、スペーサを回転自在に連結している部材で構成した場合、前記固定子４を嵌合する際に固定子鉄心６へ生じる応力を分散する為、固定子鉄心の応力による変形を防止し、磁歪による鉄損低減及び固定子内径真円度の確保により、高効率，低騒音の圧縮機を提供することが出来る。
【００３３】
また、スペーサと同様に連結部を有する固定子鉄心を用いた固定子に本スペーサを用いる場合には、図１１に示す通り円周方向の連結部分が重ならないように固定することにより、固定子鉄心からスペーサへ漏れる磁束の磁気抵抗を連結部分が重なった場合に比べ低減することができ、効率の改善に寄与する。
【００３４】
複数のスペーサ部材を連結する方法は、カシメの替わりにピンを挿入することにより回転自在に連結しても良い。
【００３５】
また、積層方向のコア部材の連結は、カシメの替わりに溶接を用いても良い。
【００３６】
実施の形態４．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１及び実施の形態２及び実施の形態３と同一である。図１３に密閉型圧縮機の断面図を、図１４にスペーサの構造図を示す。スペーサは積層電磁鋼板を積層して、各部材を回転自在に連結したものであり、固定子の外周部に設けた凹部とスペーサに設けた凸部はそれぞれ中心部にのみ設けてあり、スペーサを巻付けた際、円周方向の位置ずれのみならず軸方向の位置ずれを抑制することが可能である。
【００３７】
図１３において、１は上部密閉容器１（ａ）と中間密閉部容器１（ｂ）と下部容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器であり、圧縮要素２を下部に、前記圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。前記固定子４は、薄板電磁鋼板を積層するなどで形成し外径が中間部容器の内径より小なる固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が中間部容器１（ｂ）に前記スペーサ１１を介して焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて固定子と回転子の中心がほぼ同軸となるよう下部容器に固定される。中間部密閉容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部密閉容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００３８】
次に、図１３を利用して動作について説明する。密閉型圧縮機は冷凍機や空調機として製造時、冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が密閉容器１内に封入される。前記電動要素３に対し電源を供給されると、該電動要素３が回転し圧縮要素２を駆動する。冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に前記密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は該圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、該吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、固定子４と回転子５の空隙等を通り、密閉容器下部１(c)に戻る。
【００３９】
また、スペーサ１１を固定子４に固定した後に、スペーサ１１の外径真円度が悪く密閉容器１との嵌合が厳しい場合には、外周を切削する場合があるが、図１５に鉄心打ち抜き形状として示す通り、固定子４および回転子５の鉄心とを、前記スペーサ１１と固定子鉄心６を同一の抜き型により、同心で、スペーサ１１を打ち抜いて形成したことにより、環状にした場合の真円度を向上し密閉容器への嵌合性を向上し、固定子鉄心との密着性も向上することが出来る。
【００４０】
ここでは、ロータリー式圧縮機について述べたが、固定子が密閉容器に嵌合されている密閉型圧縮機であれば、スクロール式圧縮機等圧縮要素の機構を問わないのは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
この発明の密閉型圧縮機によれば、スペーサを介して、圧縮機内の冷媒および冷凍機油の流路を確保しつつ、密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さな電動機を密閉容器に固定できるとともに、回転自在な連結部を介して複数の部材を円周方向に連結してスペーサを構成しているので、固定子へ生じる応力が分散されることで、固定子鉄心の応力による変形が防止でき、そのため、磁歪による鉄損の低減、および固定子内径の真円度と円筒度の確保ができることにより、高効率で低騒音な密閉型圧縮機を提供することが可能となる。
【００４２】
この発明の密閉型圧縮機によれば、スペーサを介して、圧縮機内の冷媒および冷凍機油の流路を確保しつつ、密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さな電動機を密閉容器に固定できるとともに、スペーサと固定子と回転子を、同一の抜き型により打ち抜かれた電磁鋼板をそれぞれ積層して形成しているので、環状にしたスペーサの真円度を向上でき、密閉容器への嵌合性、および固定子との密着性を向上させることができ、そのため、固定子内径の真円度と円筒度の確保ができることにより、高効率で低騒音な密閉型圧縮機を提供することが可能となる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図２】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図３】 この発明の実施例を示す、スペーサの斜視図。
【図４】 この発明の実施例を示す、固定子とスペーサ組立て工程図。
【図５】 この発明の実施例を示す、密閉容器と固定子と焼き嵌めしたスペーサを焼き嵌め固定する工程図。
【図６】 この発明の実施例を示す、密閉容器とスペーサ完成図。
【図７】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図８】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図９】 この発明の実施例を示す、スペーサ斜視図。
【図１０】 圧縮機運転時の固定子の振動特性を説明した図。
【図１１】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図１２】 この発明の実施例を示す、スペーサ構造図。
【図１３】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図１４】 この発明の実施例を示す、スペーサ斜視図。
【図１５】 この発明の実施例を示す、鉄心打ち抜き形状図。
【図１６】 従来例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【符号の説明】
1 密閉容器 、 １（ａ） 上部密閉容器 、１（ｂ） 中間部密閉容器
１（ｃ） 下部密閉容器 、２ 圧縮要素 、 ３ 電動要素 、 ４ 固定子
５ 回転子 、６ 固定子鉄心 、７ 回転子鉄心 、８ 回転軸 、９ 吸入マフラー 、 １０ 吐出管 、 １１ スペーサ 、１２ 貫通孔 、１３ 切欠き 、 １４ 第一のカシメ 、 １５ 第二のカシメ 、１６ 第一のコア部材 、１７ 第二のコア部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉型圧縮機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６に、密閉型圧縮機の構造の一例を示す。(例えば、特許文献１参照)。図において、上部容器１（ａ）と中間部容器１（ｂ）と下部容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器１は、圧縮要素２を下部に、該圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。該固定子３は、薄板電磁鋼板を積層して形成し、外径が中間部密閉容器１（ｂ）の内径より大きな固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が前記中間部密閉容器１（ｂ）に焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心７に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、前記回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて前記固定子４と前記回転子５の中心がほぼ同軸となるよう下部密閉容器１（ｃ）に固定される。中間部密閉容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【０００３】
次に、動作について簡単に説明する。密閉型圧縮機は冷凍回路に組み込まれ冷媒と圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が封入される。電動要素３に電源が供給されると、回転子５が回転し圧縮要素２を駆動する。すると、冷媒は吸入マフラー９を通り圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に密閉容器１内に吐出される。圧縮要素２から吐出された冷媒は圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、固定子４や回転子５の鉄心に設けられた貫通孔１２、固定子と回転子の空隙等を通り上部容器に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、前記吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔１２、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り、密閉容器１の下部に戻る。
【０００４】
また、電動機の構造に関し、固定子の外径よりも大きな内径をもつブラケット（密閉型圧縮機では密閉容器にあたる）に固定子を固定する方法としてブラケットと固定子の間に別部材を用いて固定子を固定する方法が公知である。この場合、本発明とは趣旨が異なるが、外部より冷却液を循環させ固定子を冷却する為のインナーケースを磁性材料で作成することにより固定子の一部として使用するもので、固定子を小型化できることを目的としたものである。（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０３９６０号公報(第２頁、第３図)
【特許文献２】
特開平６−６２５７４号公報(第１頁、第１図)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
密閉型圧縮機は用途により除湿機や冷蔵庫用の冷凍能力が200W程度のものから、店舗空調機用の冷凍能力が20kW超のものまで作られており、それぞれの冷凍能力帯により圧縮要素の容積が異なる為、圧縮要素を収容する密閉容器もそれに応じて径が異なる。固定子は前述の通り密閉容器に焼嵌めされている為、密閉容器の内径に対応した外径の固定子が必要であった。
【０００７】
また、固定子の生産設備では固定子鉄心の外径が異なると設備が共有できないか大幅な段取り替えが発生する為、外径が異なると生産台数が少ない能力帯においても、生産台数が多い能力帯と同様の設備投資が必要であり、コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さい電動機を、冷媒及び冷凍機油の通路を妨げることなく安価な密閉型圧縮機を得るものである。
【０００９】
また、本発明の目的は材料使用量を低減すると共に低騒音、低振動化させた密閉型圧縮機を得るものである。
【００１０】
また、本発明の目的は密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さい電動機を、冷媒及び冷凍機油の通路を妨げることなく安価な密閉型圧縮機を得ることに加えて、前記密閉容器が半径並びに密閉容器の円筒形状の長さ方向に対し、均一な保持力にて前記固定子を確保しかつ、スペーサを介して密閉容器の外周から前記固定子の内周において円筒度、真円度を確保することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に固定された圧縮要素と、密閉容器内に配置され、圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と密閉容器の内径より小なる外径を有し回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、固定子の外周と密閉容器の内周との間に配置されるとともに、回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられたスペーサと、を備え、固定子がスペーサを介して密閉容器に固定されるとともに、スペーサは、複数の部材が回転自在な連結部を介して円周方向に連結されて構成されているものである。
【００１２】
また、この発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に固定された圧縮要素と、
前記密閉容器内に配置され、前記圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と前記密閉容器の内径より小なる外径を有し前記回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、前記固定子の外周と前記密閉容器の内周との間に配置されるとともに、回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられた環状のスペーサと、を備え、固定子が、スペーサを介して密閉容器に固定されるとともに、スペーサと固定子と回転子は、同一の抜き型により打ち抜かれた電磁鋼板をそれぞれ積層して形成されるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１に密閉型圧縮機の断面図を示す。ここで、固定子４の外径は中間部容器１（ｂ）の内径よりも小さく、該中間部密閉容器１（ｂ）に前記固定子４を固定する為、該固定子４の外径と中間部密閉容器内径との間にスペーサ１１を配置してある。図１に密閉型圧縮機の構造の一例を示す。図において、上部密閉容器１（ａ）と前記中間部密閉容器１（ｂ）と下部密閉容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器１は、圧縮要素２を下部に、該圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。該固定子３は、例えば薄板電磁鋼板を積層して形成し、外径が中間部密閉容器１（ｂ）の内径より大きな固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が前記中間部密閉容器１（ｂ）に焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心６に永久磁石を配置した永久磁石電動機型で形成されることが一般的であり、前記回転子５鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて前記固定子４と前記回転子５の中心が同軸となるよう下部密閉容器１（ｃ）に固定される。中間密閉部容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部密閉容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００１５】
次に、動作について簡単に説明する。密閉型圧縮機は冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が封入される。前記電動要素３に電源が供給されると、前記電動要素３が前記回転子５を回転運動させて前記圧縮要素２を駆動する。次いで冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、前記圧縮要素２により圧縮された後に密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は前記圧縮要素２の上に配置される前記電動要素３の前記密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、前記吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り、前記密閉容器１下部に戻る。
【００１６】
図２に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を示す。図において、密閉容器１の実装回路の下部で、前記スペーサ１１は密閉容器１の内周に焼き嵌めで位置決めされ、かつその内周で固定子４を焼き嵌めで位置決めされている。電動要素３は電線で結線された電源との接続端子を含み、電子回路基板を搭載されその構成要素として前記電子回路基板と接合された固定子４、及び前記固定子の内周と対向する前記回転子５からなり、該回転子５はその中心で回転軸８に焼き嵌められている。貫通孔１２は前記スペーサ１１と前記密閉容器１の内周間及び回転子５に設けられ冷媒や冷凍機油が流通するための孔であり、切欠き１３も同様に冷媒と冷凍機油の流路としてスペーサ１１に設けられている。
【００１７】
図３にスペーサ１１の斜視図を示す。スペーサは一体構造となっており、密閉容器とスペーサの間に冷媒と冷凍機油の流路としての貫通孔１２が出来るよう回転軸方向に貫通した切欠き１３を設けてある。スペーサの内径は固定子外径よりも小さく、焼嵌めにより固定子と結合する構造となっている。固定子４と結合したスペーサ１１の外径は密閉容器１の内径よりも大きくなっており、密閉容器に焼き嵌めにて固定される。
【００１８】
図４において固定子４とスペーサ１１を焼き嵌め固定する工程、図５において前記密閉容器１と前記固定子４と焼き嵌めした該スペーサ１１を焼き嵌め固定する工程を示す。図４(a)において、前記固定子４が前記スペーサ１１へ固着される以前は該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoより小さいが、前記スペーサ１１を加熱し、該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoと同等となる。図４(a)で前記スペーサ１１は上方から治工具で保持され下降し始め、次工程である図４(b)で前記スペーサ１１は更に下降し続け、前記固定子４をその内側に挿入される。次いで、前記スペーサ１１が空気等で冷却され該スペーサ１１の内径Diは前記固定子４の外径ｄcoより小さい状態に戻ろうとして収縮し、該スペーサ１１は前記固定子４に固着される。以上により前記スペーサ１１は前記固定子４に対し半径並びに前記スペーサ１１の円筒形状の長さ方向に対し均一な保持力にて確保することができる。また、前記スペーサ１１の全体を均一に温度上昇、下降し前記固定子４に焼き嵌めして固定する方法をとることにより前記スペーサ１１の内周と前記固定子４の外周において円筒度、真円度を確保できる。
【００１９】
図５において、前記スペーサ１１が密閉容器へ固着される以前においては該スペーサ１１の外径Ｄoは密閉容器１の内径ｄsiより大きい。密閉容器１は加熱され、密閉容器１の内径ｄsiはスペーサ１１の外径Ｄoより大きくなり、密閉容器１は上方から治工具で固定され下降し始めスペーサ１１をその内側に挿入される。
【００２０】
図６では前記密閉容器１は上方から治工具で固定され下降した状態を示す。図に示すように前記スペーサ１１を該密閉容器１の内側に挿入される。前記密閉容器１が空気等で冷却され前記密閉容器１の内径ｄsiは前記スペーサ１１の外径Ｄoより小さい状態に戻ろうとし、前記スペーサ１１は前記密閉容器１に固着される。前記密閉容器１内周に前記スペーサ１１を介して固定子４が固着され一連の工程が完了する。以上により前記密閉容器１は前記スペーサ１１に対し半径並びに密閉容器１の円筒形状の長さ方向に対し均一な保持力にて確保することができる。また、密閉容器１の全体を均一に温度上昇、下降しスペーサ１１に焼き嵌めして固定する方法をとることにより密閉容器１の内周、スペーサ１１の外周において円筒度、真円度を確保できる。
【００２１】
図４〜図６による説明にて記述したとおり、前記密閉容器１は半径並びに密閉容器１の円筒形状の長さ方向に対し、均一な保持力にて前記固定子４確保することができる。また、前記密閉容器１や前記スペーサ１１の全体を均一に温度上昇、下降させて前記スペーサ１１に焼き嵌めして固定する方法をとることにより、スペーサ１１を介して密閉容器１の外周から前記固定子４の内周において円筒度、真円度を確保できる。
【００２２】
上記によって密閉容器１内径よりも固定子４の外径が小さな固定子４も密閉容器１内に装着することが可能になる為、従来密閉容器１の内径が小さな密閉型圧縮機に用いていた電動機が使用可能となる。電動機の発生トルクは固定子鉄心６の長さに比例する為、外径が小さくなることにより不足するトルクは鉄心長さを長くすることで補うことが出来る。また、電動機の発生トルクは回転子と固定子の間の空隙での磁束密度にも比例しており、特に従来主流であったフェライト磁石に対し、最大エネルギー積が約１０倍の希土類磁石を用いた永久磁石電動機では、外径が密閉容器１に対して小さな電動機を使用した場合でも、固定子鉄心長さを従来の鉄心長さに対しそれほど長くしなくても済む。
【００２３】
また、電動機の生産設備では固定子鉄心の外径が異なると設備が共有できないか大幅な段取り替えが発生する為、外径を共通化することで生産コスト、設備投資の削減に効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１と同一である。図７に密閉型圧縮機の断面図を示す。本実施の形態の例では固定子の保持力を確保できる範囲でスペーサの長さL2を固定子の鉄心長さL1より短くしてある。圧縮機運転時、固定子４の固有振動数が運転周波数の整数倍に近い場合、騒音および振動が大きくなるが、スペーサの長さL2の長さを固定子の鉄心長さL1より短くすることにより、固有振動数を運転周波数の整数倍からずらし、騒音、振動を低減することが出来る。また、スペーサの材料の使用量を減らす事が出来る為、コスト削減及び省資源化に効果がある。
【００２５】
図７において、１は上部密閉容器１（ａ）と中間部密閉容器１（ｂ）と下部密閉容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器であり、圧縮要素２を下部に、前記圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。前記固定子４は、薄板電磁鋼板を積層するなどして形成し外径が中間部密閉容器の内径より小なる固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が中間部密閉容器１（ｂ）に前記スペーサ１１を介して焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて固定子と回転子の中心がほぼ同軸となるよう下部密閉容器に固定される。中間密閉部容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下密閉部容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００２６】
次に、図７を利用して動作について説明する。密閉型圧縮機は冷凍空調機として製造時、冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が密閉容器１内に封入される。前記電動要素３に対し電源を供給されると、該電動要素３が回転し圧縮要素２を駆動する。冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に前記密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は該圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上密閉部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、該吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、固定子４と回転子５の空隙等を通り、密閉容器下部１(c)に戻る。
【００２７】
図８に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を示す。図において、前記密閉容器１内壁に密着固定された前記スペーサ１１は円周方向に貫通孔１２と交互に、半径方向では該貫通孔１２と同様に前記密閉容器１と前記固定子４の間で空間を占有している。図９に前記スペーサ１１の斜視図を示す。該スペーサ１０は複数の同様な部材から形成されている為、一体構造で製作するよりも冷媒および冷凍機油の流路を広くすることが出来、前記密閉容器１の内径と前記固定子鉄心６の外径の差が小さく、前記スペーサ１１の切欠きまたは前記貫通孔１２を設けることで冷媒および冷凍機油の流路を確保するのが難しい場合有効である。
【００２８】
また、前記固定子４の外周部に設けた凹部と前記スペーサ１１に設けた凸部を嵌合させることにより、スペーサの位置決めが容易となり組立性を向上することが出来る。また、前記固定子４の外周部に設けた凸部と前記スペーサ１１内周部に設けた凹部を嵌合させることによっても、同様にスペーサの位置決めが容易となり組立性を向上する。
【００２９】
図１０に前記固定子４の保持力を確保できる範囲で前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1より短くした場合及び前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1と等しくした場合について、圧縮機運転時の固定子の振動特性を横軸周波数対加振力に対する固定子４の振幅として模式的に表示した図である。前記スペーサ１１の長さL2を該固定子４の鉄心長さL1を等しくした場合、固有振動数が運転周波数の整数倍に近いとすると固有振動数にあたる周波数値ｎｆの場合の応答は周波数ｎｆの近傍で極大値をとり、騒音および振動が大きくなる。一方、前記固定子長さL２を鉄心長さL１より短くすることによって、固有振動数を運転周波数の整数倍からずらした場合も図１０の特性曲線で示す。図で、L１＞L２として指した最大値は、Ｌ1＝Ｌ2の特性曲線における周波数＝ｎｆでの最大値に比較してより低い値を示し、騒音、振動を低減すされる効果を示す。
【００３０】
実施の形態３．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１及び実施の形態２と同一である。図１１に密閉容器上部より電動要素を覗いた図を、図１２にスペーサの構造図を示す。スペーサは薄板電磁鋼板を積層して構成され、冷媒および冷凍機油の流路として回転軸方向に貫通孔１２を設けており、凹凸状の第一のカシメ１４，第二のカシメ１５を介して連結されている。スペーサ部に薄板電磁鋼板を用いることにより、スペーサ部を固定子鉄心から漏れる磁束の磁路として使用することが可能であり、固定子鉄心の磁束密度を低減させ圧縮機の効率の向上に寄与する。電磁鋼板の素材は、固定子鉄心や回転子鉄心と同じで無くても良い。
【００３１】
薄肉電磁鋼板は図１２のように一列に打ち抜くことにより材料の歩留まりを向上している。打ち抜かれた電磁鋼板は第一のコア部材１６と第２のコア部材１７が交互に積層されており、第一のカシメ１４は積層方向のコア部材を連結しており、第二のカシメ１５は積層方向の電磁鋼板を結合するのみならず、円周方向のコア部材の結合に寄与しており、カシメを中心に回転自在に連結されている。所定の高さに積層されたスペーサは、回転自在に連結された連結部を中心に回転させることにより、固定子鉄心に巻きつけるように組み立てることが可能となっている。巻きつけたスペーサは両端の結合部を溶接することにより固定子と結合し、密閉容器に焼嵌めされる。
【００３２】
このように、スペーサを回転自在に連結している部材で構成した場合、前記固定子４を嵌合する際に固定子鉄心６へ生じる応力を分散する為、固定子鉄心の応力による変形を防止し、磁歪による鉄損低減及び固定子内径真円度の確保により、高効率，低騒音の圧縮機を提供することが出来る。
【００３３】
また、スペーサと同様に連結部を有する固定子鉄心を用いた固定子に本スペーサを用いる場合には、図１１に示す通り円周方向の連結部分が重ならないように固定することにより、固定子鉄心からスペーサへ漏れる磁束の磁気抵抗を連結部分が重なった場合に比べ低減することができ、効率の改善に寄与する。
【００３４】
複数のスペーサ部材を連結する方法は、カシメの替わりにピンを挿入することにより回転自在に連結しても良い。
【００３５】
また、積層方向のコア部材の連結は、カシメの替わりに溶接を用いても良い。
【００３６】
実施の形態４．
以下実施の形態において記載する以外の構成及び動作は上記実施の形態１及び実施の形態２及び実施の形態３と同一である。図１３に密閉型圧縮機の断面図を、図１４にスペーサの構造図を示す。スペーサは積層電磁鋼板を積層して、各部材を回転自在に連結したものであり、固定子の外周部に設けた凹部とスペーサに設けた凸部はそれぞれ中心部にのみ設けてあり、スペーサを巻付けた際、円周方向の位置ずれのみならず軸方向の位置ずれを抑制することが可能である。
【００３７】
図１３において、１は上部密閉容器１（ａ）と中間密閉部容器１（ｂ）と下部容器１（ｃ）からなる円筒状の密閉容器であり、圧縮要素２を下部に、前記圧縮要素２を駆動し固定子４と回転子５からなる電動要素３を上部に収容している。前記固定子４は、薄板電磁鋼板を積層するなどで形成し外径が中間部容器の内径より小なる固定子鉄心６を持ち、この鉄心部分が中間部容器１（ｂ）に前記スペーサ１１を介して焼嵌めされ固定されている。前記回転子５は薄板電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心７にアルミを鋳造して形成したかご型導体を有する誘導電動機型、または前記回転子鉄心に永久磁石を配置した永久磁石電動機型が一般的であり、回転子鉄心部分が前記圧縮要素２を駆動する回転軸８に焼嵌めされている。前記圧縮要素２はスポット溶接にて固定子と回転子の中心がほぼ同軸となるよう下部容器に固定される。中間部密閉容器１（ｂ）と上部密閉容器１（ａ）、下部密閉容器１（ｃ）はそれぞれ一部が重なるように嵌合され、外周を溶接により密閉される。
【００３８】
次に、図１３を利用して動作について説明する。密閉型圧縮機は冷凍機や空調機として製造時、冷凍回路に組み込まれ冷媒と前記圧縮要素２を潤滑する冷凍機油が密閉容器１内に封入される。前記電動要素３に対し電源を供給されると、該電動要素３が回転し圧縮要素２を駆動する。冷媒は吸入マフラー９を通り前記圧縮要素２に吸入され、圧縮された後に前記密閉容器１内に吐出される。前記圧縮要素２から吐出された冷媒は該圧縮要素２の上に配置される電動要素３の密閉容器１との隙間、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、前記固定子４と前記回転子５の空隙等を通り上部容器１(a)に配置される吐出管１０より冷媒回路内に送られる。また、該吐出管１０から冷媒が吐出される前に冷媒と分離された冷凍機油は、前記固定子４や前記回転子５の鉄心に設けられた貫通孔、固定子４と回転子５の空隙等を通り、密閉容器下部１(c)に戻る。
【００３９】
また、スペーサ１１を固定子４に固定した後に、スペーサ１１の外径真円度が悪く密閉容器１との嵌合が厳しい場合には、外周を切削する場合があるが、図１５に鉄心打ち抜き形状として示す通り、固定子４および回転子５の鉄心とを、前記スペーサ１１と固定子鉄心６を同一の抜き型により、同心で、スペーサ１１を打ち抜いて形成したことにより、環状にした場合の真円度を向上し密閉容器への嵌合性を向上し、固定子鉄心との密着性も向上することが出来る。
【００４０】
ここでは、ロータリー式圧縮機について述べたが、固定子が密閉容器に嵌合されている密閉型圧縮機であれば、スクロール式圧縮機等圧縮要素の機構を問わないのは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
この発明の密閉型圧縮機によれば、スペーサを介して、圧縮機内の冷媒および冷凍機油の流路を確保しつつ、密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さな電動機を密閉容器に固定できるとともに、回転自在な連結部を介して複数の部材を円周方向に連結してスペーサを構成しているので、固定子へ生じる応力が分散されることで、固定子鉄心の応力による変形が防止でき、そのため、磁歪による鉄損の低減、および固定子内径の真円度と円筒度の確保ができることにより、高効率で低騒音な密閉型圧縮機を提供することが可能となる。
【００４２】
この発明の密閉型圧縮機によれば、スペーサを介して、圧縮機内の冷媒および冷凍機油の流路を確保しつつ、密閉容器の内径に対し固定子の外径が小さな電動機を密閉容器に固定できるとともに、スペーサと固定子と回転子を、同一の抜き型により打ち抜かれた電磁鋼板をそれぞれ積層して形成しているので、環状にしたスペーサの真円度を向上でき、密閉容器への嵌合性、および固定子との密着性を向上させることができ、そのため、固定子内径の真円度と円筒度の確保ができることにより、高効率で低騒音な密閉型圧縮機を提供することが可能となる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図２】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図３】 この発明の実施例を示す、スペーサの斜視図。
【図４】 この発明の実施例を示す、固定子とスペーサ組立て工程図。
【図５】 この発明の実施例を示す、密閉容器と固定子と焼き嵌めしたスペーサを焼き嵌め固定する工程図。
【図６】 この発明の実施例を示す、密閉容器とスペーサ完成図。
【図７】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図８】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図９】 この発明の実施例を示す、スペーサ斜視図。
【図１０】 圧縮機運転時の固定子の振動特性を説明した図。
【図１１】 この発明の実施例を示す、密閉容器上部より電動要素を覗いた図。
【図１２】 この発明の実施例を示す、スペーサ構造図。
【図１３】 この発明の実施例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【図１４】 この発明の実施例を示す、スペーサ斜視図。
【図１５】 この発明の実施例を示す、鉄心打ち抜き形状図。
【図１６】 従来例を示す、密閉型圧縮機断面図。
【符号の説明】
1 密閉容器 、 １（ａ） 上部密閉容器 、１（ｂ） 中間部密閉容器
１（ｃ） 下部密閉容器 、２ 圧縮要素 、 ３ 電動要素 、 ４ 固定子
５ 回転子 、６ 固定子鉄心 、７ 回転子鉄心 、８ 回転軸 、９ 吸入マフラー 、 １０ 吐出管 、 １１ スペーサ 、１２ 貫通孔 、１３ 切欠き 、 １４ 第一のカシメ 、 １５ 第二のカシメ 、１６ 第一のコア部材 、１７ 第二のコア部材
Claims (7)
- 密閉容器内に固定された圧縮要素と、
前記密閉容器内に配置され、前記圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と前記密閉容器の内径より小なる外径を有し前記回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、
前記固定子の外周と前記密閉容器の内周との間に配置されるとともに、前記回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられたスペーサと、を備え、
前記固定子が、前記スペーサを介して前記密閉容器に固定されるとともに、
前記スペーサは、複数の部材が回転自在な連結部を介して円周方向に連結されて構成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 密閉容器内に固定された圧縮要素と、
前記密閉容器内に配置され、前記圧縮要素を駆動する回転軸に固定される回転子と前記密閉容器の内径より小なる外径を有し前記回転子の外周に半径方向に対向して配置される固定子とからなる電動要素と、
前記固定子の外周と前記密閉容器の内周との間に配置されるとともに、前記回転軸方向に貫通する冷媒および冷凍機油の流路が設けられた環状のスペーサと、を備え、
前記固定子が、前記スペーサを介して前記密閉容器に固定されるとともに、
前記スペーサと前記固定子と前記回転子は、同一の抜き型により打ち抜かれた電磁鋼板をそれぞれ積層して形成されることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 前記固定子の外周に前記スペーサが固定されるとともに、前記スペーサの外周が前記密閉容器の内周に焼き嵌め固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉型圧縮機。
- 前記スペーサの内周と前記固定子の外周のどちらか一方には凹部が、他方には凸部が形成され、前記凹部に凸部が嵌合することで、前記スペーサが位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
- 前記スペーサは、前記複数の部材が前記連結部を中心にそれぞれ回転することにより前記固定子に巻きつき、この巻きついたスペーサの両端が溶接にて結合されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
- 前記複数の部材はそれぞれ前記回転軸方向に鋼板を積層されて形成され、前記連結部での前記複数の部材の回転自在な連結が、積層される前記複数の部材のカシメによるものであることを特徴とする請求項１または請求項５に記載の密閉型圧縮機。
- 前記スペーサの前記回転軸方向の長さが、前記固定子の鉄心部の前記回転軸方向長さより短いことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
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