JP4548411B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫の圧縮機等に用いられるモータのステータコアを用いている圧縮機に関する。

従来、圧縮機に用いられるモータとしては、ロータと、このロータの径方向外側に配置されたステータとを備え、このステータのステータコアは、積層された複数の鋼板と、隣り合う上記鋼板を互いに接着するワニスとを有している（特開２００３−３２４８６９号公報：特許文献１参照）。

上記ワニスは、主剤と溶剤とからなり、上記ワニスとしては、一般的に、巻線ワニスと同等の高濃度のワニスを用いていた。具体的に述べると、上記ワニスの主剤の濃度は、２０％〜２５％である。
特開２００３−３２４８６９号公報

しかしながら、上記従来のモータのステータコアでは、上記ワニスの主剤の濃度は、２０％〜２５％であるので、上記ワニスの上記鋼板への付着量が多くなって、余分なワニスの拭き取りが、必要になると共に、拭き取りに用いるウエスのごみが、上記鋼板に付着するおそれがあった。

また、上記ワニスの上記鋼板への付着量が多くなって、上記ワニスの付着による上記ステータコアの内径および外径の寸法に影響がでて、上記ステータコアを用いるステータの寸法変更や切削加工が必要になった。

そこで、この発明の課題は、上記隣り合う鋼板の互いの接着を保持しつつ、上記ワニスの上記鋼板への付着量を低減できるステータコアを用いている圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
この密閉容器内に配置された圧縮要素と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータと
を備え、
上記密閉容器内の冷媒は、二酸化炭素であり、
上記モータは、
ロータと、
このロータの径方向外側に配置されたステータと
を有し、
上記ステータは、
ステータコアと、
上記ステータコアに巻き付けられたコイルと
を有し、
上記ステータコアは、
積層された複数の鋼板と、
隣り合う上記鋼板を互いに接着するワニスと
を有し、
このワニスの主剤の濃度は、１％〜５％であることを特徴としている。

ここで、上記ワニスは、主剤と溶剤とからなる。上記主剤は、例えば、エポキシ樹脂であり、上記溶剤は、例えば、キシレン、ブチルセルソルブ、スチレン、トルエン、エチルベンゼンなどである。上記ワニスの主剤の濃度とは、主剤および溶剤に対する主剤の重量％である。

この発明の圧縮機によれば、上記ワニスの主剤の濃度を低くしても、上記ワニスの主剤の濃度を１％以上とすれば、上記隣り合う鋼板を確実に接着でき、ステータコアの剛性を保持できる。

そして、上記ワニスの主剤の濃度は低いので、上記ワニスの上記鋼板への付着量が少なくなって、余分なワニスの拭き取りが、不要になると共に、拭き取りに用いるウエスのごみが、上記鋼板に付着することを防止できる。

また、上記ワニスの上記鋼板への付着量が少ないので、上記ワニスの付着による上記ステータコアの内径および外径の寸法に影響がなく、上記ステータコアを用いるステータの寸法変更や切削加工が不要になる。

したがって、上記隣り合う鋼板の互いの接着を保持しつつ、上記ワニスの上記鋼板への付着量を低減できる。

また、上記ステータコアを有する上記ステータを備えているので、ワニス付着による上記ステータの径寸法に影響がなく、上記ステータの寸法変更が不要になることに加え、上記ステータと組み合わせられる上記ロータの寸法変更が不要になる。よって、コアワニスを行ったステータコアと、コアワニスを行っていないステータコアとに、共通のロータを組み合わせることが可能である。

また、上記ステータコアの剛性を保持できて、モータの作動時のモータの振動の低減を図ることができる。

また、上記モータを備えているので、ワニス付着による上記ステータの径寸法に影響がなく、上記ステータおよび上記ロータの寸法変更が不要になることに加え、上記密閉容器の寸法変更が不要になる。よって、コアワニスを行ったステータコアと、コアワニスを行っていないステータコアとに、共通のロータを組み合わせることが可能である。

また、上記密閉容器内の冷媒ガスへの上記ワニスの抽出量を低減できて、上記ワニスの溶出による冷凍システム内の詰まりの発生を防ぐことができる。特に、上記圧縮機の冷媒として二酸化炭素を使用した場合は、冷凍システム内の高低圧差及び温度差が他の冷媒を使用したときよりも大きくなる。冷凍システム内の膨張過程において、圧力や温度の低下度合いが大きくなると、抽出物が析出しやすくなるため、冷媒として二酸化炭素を用いた圧縮機に対して、ワニスの主剤の濃度を１〜５％という低濃度にすることは特に有効となる。

また、上記ステータコアの剛性を保持できて、上記モータの作動時の圧縮機の振動の低減を図ることができる。

この発明の圧縮機によれば、上記ワニスの主剤の濃度は、１％〜５％であるので、上記隣り合う鋼板の互いの接着を保持しつつ、上記ワニスの上記鋼板への付着量を低減できる。

また、上記ステータコアを有する上記ステータを備えているので、ワニス付着による上記ステータおよび上記ロータの寸法変更が不要になると共に、上記ステータコアの剛性を保持できてモータの振動の低減を図ることができる。

また、上記モータを備えているので、ワニス付着による上記ステータ、上記ロータおよび上記密閉容器の寸法変更が不要になると共に、上記ステータコアの剛性を保持できて圧縮機の振動の低減を図ることができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２をシャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。

この圧縮機は、いわゆる縦型の高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。このモータ３のロータ６によって、上記シャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動するようにしている。

上記圧縮要素２は、アキュームレータ１０から吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。この冷媒は、例えば、二酸化炭素やＨＣやＲ４１０Ａ等のＨＦＣ、Ｒ２２等のＨＣＦＣである。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、上記圧縮要素２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３のステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、上記モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。

上記密閉容器１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この潤滑油は、上記油溜まり部９から、上記シャフト１２に設けられた（図示しない）油通路を通って、上記圧縮要素２や上記モータ３のベアリング等の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。この潤滑油は、例えば、（ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等の）ポリアルキレングリコール油や、エーテル油や、エステル油や、鉱油である。

上記圧縮要素２は、上記密閉容器１の内面に取り付けられるシリンダ２１と、このシリンダ２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている上側の端板部材５０および下側の端板部材６０とを備える。上記シリンダ２１、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０によって、シリンダ室２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。

上記本体部５１には、上記シリンダ室２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。上記本体部５１に関して上記シリンダ２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁３１が取り付けられている。この吐出弁３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記シリンダ２１と反対側に、上記吐出弁３１を覆うように、カップ型のマフラカバー４０が取り付けられている。このマフラカバー４０は、（ボルト等の）固定部材３５によって、上記本体部５１に固定されている。上記マフラカバー４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記マフラカバー４０および上記上側の端板部材５０によって、マフラ室４２を形成する。上記マフラ室４２と上記シリンダ室２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記マフラカバー４０は、孔部４３を有する。この孔部４３は、上記マフラ室４２と上記マフラカバー４０の外側とを連通する。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。

要するに、上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記シリンダ室２２の内部に進入している。

上記シャフト１２の支持端側には、上記圧縮要素２側の上記シリンダ室２２内に位置するように、偏心ピン２６を設けている。この偏心ピン２６は、ローラ２７に嵌合している。このローラ２７は、上記シリンダ室２２内で、公転可能に配置され、このローラ２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

言い換えると、上記シャフト１２の一端部は、上記偏心ピン２６の両側において、上記圧縮要素２のハウジング７で支持されている。このハウジング７は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０を含む。

次に、上記シリンダ室２２の圧縮作用を説明する。

図２に示すように、上記ローラ２７に一体に設けたブレード２８で上記シリンダ室２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード２８の右側の室は、上記吸入管１１が上記シリンダ室２２の内面に開口して、吸入室（低圧室）２２ａを形成している。一方、上記ブレード２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記シリンダ室２２の内面に開口して、吐出室（高圧室）２２ｂを形成している。

上記ブレード２８の両面には、半円柱状のブッシュ２５，２５が密着して、シールを行っている。上記ブレード２８と上記ブッシュ２５，２５との間は、上記潤滑油で潤滑を行っている。

そして、上記偏心ピン２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記偏心ピン２６に嵌合した上記ローラ２７が、このローラ２７の外周面を上記シリンダ室２２の内周面に接して、公転する。

上記ローラ２７が、上記シリンダ室２２内で公転するに伴って、上記ブレード２８は、このブレード２８の両側面を上記ブッシュ２５，２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室２２ａに吸入して、上記吐出室２２ｂで圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記マフラ室４２を経由して、上記マフラカバー４０の外側に排出される。

図１と図３に示すように、上記モータ３は、上記ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置された上記ステータ５とを有する。

上記ロータ６は、ロータ本体６１０と、このロータ本体６１０に埋設された磁石６２０とを有する。上記ロータ本体６１０は、円筒形状であり、例えば積層された電磁鋼板からなる。上記ロータ本体６１０の中央の孔部には、上記シャフト１２が取り付けられている。上記磁石６２０は、平板状の永久磁石である。６つの上記磁石６２０が、上記ロータ本体６１０の周方向に等間隔の中心角度で、配列されている。

上記ステータ５は、ステータコア５１０と、上記ステータコア５１０に巻き付けられたコイル５２０とを有する。なお、図３では、上記コイル５２０を一部省略して描いている。

上記ステータコア５１０は、上記密閉容器１に、焼き嵌めなどによって、嵌め込まれている。上記ステータコア５１０は、環状部５１１と、この環状部５１１の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に等間隔に配列された９つのティース部５１２とを有する。

上記コイル５２０は、上記各ティース部５１２にそれぞれ巻かれて複数の上記ティース部５１２に渡って巻かれていない、いわゆる集中巻きである。上記モータ３は、いわゆる６極９スロットである。上記コイル５２０に電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を、上記シャフト１２と共に、回転させる。

図４に示すように、上記ステータコア５１０は、積層された複数の鋼板１５と、隣り合う上記鋼板１５を互いに接着するワニス１６とを有する。上記全ての鋼板１５は、例えばカシメによって、一体に固定されている。上記ワニス１６は、少なくとも上記隣り合う鋼板１５の間に、あり、詳しくは、上記ワニス１６は、上記各鋼板１５の全面を、覆っている。

上記ワニス１６は、主剤と溶剤とからなる。上記主剤は、例えば、エポキシ樹脂である。上記溶剤は、例えば、キシレンおよびブチルセルソルブであり、キシレンとブチルセルソルブとの重量比は、３：１である。上記ワニス１６の主剤の濃度、つまり上記主剤および上記溶剤に対する上記主剤の重量％は、１％〜５％である。

上記ステータコア５１０の製造方法を説明すると、上記複数の鋼板１５を積層し、上記ワニス１６で、隣り合う上記鋼板１５を互いに接着する。なお、上記複数の鋼板１５を積層するとき、例えば、上記隣り合う鋼板１５を互いにカシメ加工にて一体化してもよい。また、上記ワニス１６で上記隣り合う鋼板１５を互いに接着するとき、例えば、積層された上記複数の鋼板１５を上記ワニス１６にドブ付けする。

図５に、ワニスの濃度とステータコアの直径寸法の変化量との関係を、示す。図５では、横軸に、上記ワニス１６の主剤の濃度［％］を示し、縦軸に、上記ステータコア５１０の直径の寸法の変化量［μｍ］を示す。

図５からわかるように、ワニス濃度が大きくなるにつれて、ステータコアの直径寸法の変化量が大きくなっている。そして、ワニス濃度が５％以下では、ステータコアの直径寸法の変化量は、ステータコアの寸法変更や切削加工が不要になる程度の、許容範囲となっている。つまり、ワニス濃度は低いので、上記ワニス１６の上記鋼板１５への付着量が少なくなって、上記ワニス１６の付着による上記ステータコア５１０の直径寸法に影響がない。

また、ワニス濃度が１％以上では、上記モータ３の作動時の振動による騒音は、良好に抑制されている。つまり、ワニス濃度が１％であるときと、ワニス濃度が２０％であるときとは、同等の騒音の抑制効果を得ることができる。これは、ワニス濃度が１％以上では、上記隣り合う鋼板１５を相対移動不可能な程度に接着でき、上記ステータコア５１０の剛性を保持できて、上記モータ３の作動時の振動を低減できるからである。

上記構成のステータコア５１０では、上記ワニス１６の主剤の濃度を低くしても、上記ワニス１６の主剤の濃度を１％以上とすれば、上記隣り合う鋼板１５を確実に接着でき、上記ステータコア５１０の剛性を保持できる。

そして、上記ワニス１６の主剤の濃度は低いので、上記ワニス１６の上記鋼板１５への付着量が少なくなって、余分なワニス１６の拭き取りが、不要になると共に、拭き取りに用いるウエスのごみが、上記鋼板１５に付着することを防止できる。

また、上記ワニス１６の上記鋼板１５への付着量が少ないので、上記ワニス１６の付着による上記ステータコア５１０の内径および外径の寸法に影響がなく、上記ステータコア５１０を用いるステータ５の寸法変更や切削加工が不要になる。

したがって、上記隣り合う鋼板１５の互いの接着を保持しつつ、上記ワニス１６の上記鋼板１５への付着量を低減できる。

これに対して、上記ワニス１６の主剤の濃度が１％未満では、上記隣り合う鋼板１５の接着を保持できず、上記各鋼板１５が相対移動可能な不安定な状態となって、上記モータ３を作動させると、上記モータ３や、このモータ３を組み込んだ圧縮機に、振動や騒音が発生するという問題がある。一方、上記ワニス１６の主剤の濃度が５％を超えると、上記ワニス１６の上記鋼板１５への付着量が多くなって、上記ワニス１６の付着による上記ステータコア５１０の内径および外径の寸法に影響がでて、上記ステータ５の寸法変更や切削加工が必要になる。

また、上記構成のモータ３では、上記ステータコア５１０を有する上記ステータ５を備えているので、ワニス付着による上記ステータ５の径寸法に影響がなく、上記ステータ５の寸法変更や切削加工が不要になることに加え、上記ステータ５と組み合わせられる上記ロータ６の寸法変更が不要になる。また、上記ステータコア５１０の剛性を保持できて、上記モータ３の作動時のモータ３の振動の低減を図ることができる。

また、上記構成の圧縮機によれば、上記モータ３を備えているので、ワニス付着による上記ステータ５の径寸法に影響がなく、上記ステータ５および上記ロータ６の寸法変更が不要になることに加え、上記密閉容器１の寸法変更が不要になる。また、上記密閉容器１内の冷媒ガスへの上記ワニス１６の抽出量を低減できて、上記ワニス１６の溶出による冷凍システム内の詰まりの発生を防ぐことができる。特に、上記圧縮機の冷媒として二酸化炭素を使用した場合は、冷凍システム内の高低圧差及び温度差が他の冷媒を使用したときよりも大きくなる。冷凍システム内の膨張過程において、圧力や温度の低下度合いが大きくなると、抽出物が析出しやすくなるため、冷媒として二酸化炭素を用いた圧縮機に対して、ワニス１６の主剤の濃度を１〜５％という低濃度にすることは特に有効となる。また、上記ステータコア５１０の剛性を保持できて、上記モータ３の作動時の圧縮機の振動の低減を図ることができる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記圧縮要素２として、ローラとブレードが別体であるロータリタイプでもよい。上記圧縮要素２として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。

また、上記圧縮要素２として、２つのシリンダ室を有する２シリンダタイプでもよい。上記圧縮要素２が上、上記モータ３が下に配置されていてもよい。また、上記モータ３を、圧縮機以外のファン等に、用いてもよい。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機の要部の平面図である。 圧縮機のモータ付近の横断面図である。 ステータコアの拡大断面図である。 ワニス濃度とステータコアの直径寸法の変化量との関係を示すグラフである。

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
５１０ ステータコア
５２０ コイル
６ ロータ
１２ シャフト
１５ 鋼板
１６ ワニス
２１ シリンダ

Claims (1)

1. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置され、上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動するモータ（３）と
   を備え、
   上記密閉容器（１）内の冷媒は、二酸化炭素であり、
   上記モータ（３）は、
   ロータ（６）と、
   このロータ（６）の径方向外側に配置されたステータ（５）と
   を有し、
   上記ステータ（５）は、
   ステータコア（５１０）と、
   上記ステータコア（５１０）に巻き付けられたコイル（５２０）と
   を有し、
   上記ステータコア（５１０）は、
   積層された複数の鋼板（１５）と、
   隣り合う上記鋼板（１５）を互いに接着するワニス（１６）と
   を有し、
   このワニス（１６）の主剤の濃度は、１％〜５％であることを特徴とする圧縮機。

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