JPH08312559A - 密閉形電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機始動時に固定子と回転子との接触によ
る異常音を防止し、さらに、始動不良を防止した密閉形
電動圧縮機を提供する。 【構成】 密閉容器１内上部に電動機Ｍを収納し、該電
動機Ｍにクランク軸４で連結された圧縮機構部Ｒを電動
機Ｍ下部に収納し、密閉容器１に固定される固定子２
は、固定子２のコアの外周に密閉容器１内周との接触部
２ｃと、冷媒通路となる非接触部２ｄとを有してなる密
閉形電動圧縮機において、固定子２のコアにおける、密
閉容器１との接触部２ｃに対応するコア内径２ａを、密
閉容器１との非接触部２ｄに対応するコア内径２ｂより
大きく形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉形電動圧縮機に係
り、特に、その始動時に発生する固定子と回転子との接
触による異常音を防止し、さらに始動不良を防止するの
に好適な密閉形電動圧縮機に関するもので、例えば、ル
−ムエアコン等の冷凍装置に使用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の密閉形電動圧縮機の構成を、図１
４ないし図１９を参照して説明する。図１４は、一般的
な従来のロ−タリ圧縮機の縦断面図、図１５は、図１４
の電動機部の固定子の横断面図、図１６は、図１５のＦ
−Ｆ矢視断面図、図１７は、従来の他のロ−タリ圧縮機
の縦断面図、図１８は、図１７のＧ−Ｇ矢視断面図、図
１９は、吸込みパイプとシリンダ吸込穴との接合部の一
例を示す要部断面図である。図１４に示すロ−タリ圧縮
機は、シリンダ５が十分浸かる量の冷凍機油１０を貯溜
した密閉容器１内の上部に電動機Ｍを収納し、密閉容器
１内の下部に、前記電動機Ｍにクランク軸４を介して連
結された圧縮機構部Ｒを収納している。

【０００３】電動機Ｍは、密閉容器１内壁に固定される
固定子２と、クランク軸４を嵌着する回転子３とからな
り、固定子２のコアの上下に主コイル１１および補コイ
ル１２を備えている。圧縮機構部Ｒは、シリンダ５と、
該シリンダ５の両端面を閉塞しクランク軸４を支持する
主軸受８および副軸受７とで圧縮室を構成し、この圧縮
室内に、クランク軸４の偏心部４ａに嵌め合わされたロ
ーラ６と、このローラ６の外周に当接しローラ６の偏心
回転に追従して往復運動し圧縮室を低圧部と高圧部に仕
切るベーン９とを備えたロータリ圧縮機構成のものであ
る。副軸受７には、図示しないが吐出口および吐出弁が
設けられている。

【０００４】図１４，１５に示すように、固定子２の外
径は密閉容器１に接触し嵌合力により固定子２を密閉容
器１に固定するための密閉容器１との接触部２ｃと、密
閉容器１の下部に設けてある圧縮機構部Ｒから密閉容器
１内に吐出された冷媒を密閉容器１上端の吐出パイプ１
５に導く冷媒通路を確保するための密閉容器１との非接
触部２ｄが設けられている。

【０００５】例えば、特開昭５８−２０１５４９号公報
記載の密閉形回転式圧縮機が上記のような構成となって
いる。また、例えば、特開平２−３０５３９６号公報記
載の密閉型圧縮機では、圧縮機の基本構成としては、上
記特開昭５８−２０１５４９号公報と同様であるが、電
動要素の内、固定子２のコアの形状が図１７，１８に示
すようにコアの外周部に多数の波形状の凸部２ｅを全周
に均等に設けたものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５８−２０
１５４９号公報あるいは特開平２−３０５３９６号公報
に記載される従来の技術において、固定子２の内径と回
転子３の外径は略円形をしている。また、固定子２を固
定した密閉容器１に、回転子３を嵌着したクランク軸４
に連結して圧縮機構部を組み立てて固定するときに、回
転子３の内径中心と固定子２の外径中心とが偏心してし
まうという問題があった。この偏心する原因としては次
のものが考えられる。

【０００７】密閉容器１に圧縮機構部を溶接等により固
定する際、溶接の順序が影響し、各溶接個所が冷却され
るまでに時間差があり、圧縮機構部には、最初に溶接し
た方向に偏心が起こる。また、図１９に示すように、密
閉容器１に取り付けられた吸込みパイプ２０とシリンダ
５の吸込み穴５ａと連通させるシールサクション２１、
カラー２２を挿入することにより、密閉容器１内の圧縮
機構部Ｒには、密閉容器１の半径方向に力が作用して偏
心が起こる。

【０００８】そして、主コイル１１の極間方向（後述す
る図１１参照）の偏心量が大きいと、圧縮機始動時に偏
心している側の極間方向に回転子３を引張るように磁気
吸引力が生じる。この磁気吸引力は次式（１）に示すよ
うに、回転子３の積層鋼板の高さと偏心率に比例して増
大する。

【数式１】 Ｆ∝ε×Ｌ ……（１） ここに、Ｆ：磁気吸引力 Ｌ：回転子の積層鋼板の高さ ε：偏心率（＝Δ／ｇ） Δ：固定子と回転子間の偏心量 ｇ：固定子内半径と回転子外半径の差（平均エアギャッ
プ）

【０００９】すなわち、密閉形電動圧縮機では、前記積
層鋼板の高さが大きく、密閉容器１と圧縮機構部Ｒとの
固定点（溶接位置）と回転子３上端との距離が長くなる
と、回転子２上端の撓みは大きくなる。また、固定子２
は密閉容器１に焼嵌めにより固定する際に必要な嵌め合
い力と冷媒の通路を確保するために、図１５に示すよう
に、外周には密閉容器１との非接触部２ｄが設けてあ
る。

【００１０】図８は、圧縮機における固定子内径の変形
を示す説明図で、図８（ａ）は、密閉容器と固定子外径
との接触部を示す要部断面図、図８（ｂ）は、密閉容器
と固定子外径との非接触部を示す要部断面図である。密
閉容器１との嵌め合い時、その応力により固定子２のコ
アの上下端部が図８（ａ）に変形部２ｘとして示すよう
に内径方向に変形する。そして、固定の方法により異な
るが、焼嵌めにより固定した場合は、この内径方向への
変形は、固定子２の接触部２ｃに対応するところにのみ
生じる。

【００１１】また、図１４において、クランク軸４と主
軸受８との間にクリアランス（間隙）があるために、組
立て後、そのクリアランス分クランク軸４が傾き、クラ
ンク軸４の上端部に連結されている回転子３上端は前記
クリアランス以上に傾いてしまう。

【００１２】以上のように、圧縮機の始動時には、回転
子３を含む軸系の撓みとして、偏心により生じる磁気吸
引力による撓みと、クランク軸４と主軸受８との間のク
リアランスによる傾きが考えられる。前記軸系の撓みに
より、回転子３上端が撓んだときに回転子３上端の相対
する固定子２のコアの内径部には、密閉容器１と固定子
２の焼嵌め等の固定により固定子２内径の積層鋼板の上
下端には内径方向に変形を生じる。そして、この内径に
生じる変形により、固定子２と回転子３の空隙距離（エ
アギャップ）が狭くなるために、前述の軸系の撓みに対
して、固定子２と回転子３が接触し、異常音を発生した
り、電動機の負荷が大きくなったりして、始動しづらく
なるという問題があった。

【００１３】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、圧縮機始動時に固定子と回転
子との接触による異常音を防止し、さらに、始動不良を
防止した密閉形電動圧縮機を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る密閉形電動圧縮機の構成は、冷凍機油
を密閉容器内下部に貯溜し、その密閉容器内上部に電動
機部を収納し、該電動機部にクランク軸で連結された圧
縮機構部を該電動機部の下部に収納して構成され、前記
電動機部の密閉容器に固定される固定子は、該固定子の
コアの外周に前記密閉容器内周との接触部と、冷媒通路
となる非接触部とを有してなる密閉形電動圧縮機におい
て、前記固定子のコアにおける、前記密閉容器との接触
部に対応するコア内径を、前記密閉容器との非接触部に
対応するコア内径より大きく形成したものである。

【００１５】より詳しくは、電動機部の固定子を密閉容
器内壁に固定するときに、固定子内径に生じた変形部分
を、上述の密閉容器との接触部のコア内径の大きい部分
に一致させるようにしたものである。また、固定子内に
巻き込まれているコイルの内、主コイルの極間位置を、
上述の密閉容器との接触部に対応するコア内径の大きい
部分に一致させるようにしたものである。さらに、圧縮
機構部を密閉容器内に固定するときに、その圧縮機構部
の上部に設置されている回転子と固定子との偏心方向
を、上述の密閉容器との接触部に対応するコア内径の大
きい部分に一致させるようにしたものである。

【００１６】

【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。本発明は、基本的に、密閉形電動圧縮機において、
密閉容器と固定子との接触部に対応する内径を非接触部
に対応する内径よりも大きくしたものであり、その内径
の大きい部分を密閉容器と固定子との固定により生じる
固定子内径の変形の位置と前記内径の大きな部分を一致
させたものである。この構成により、密閉形電動圧縮機
において、クランク軸の径を大きくしたり、強度を上げ
たりすることなく、圧縮機の小形化、軽量化を図りなが
ら、密閉容器に固定子を固定する際に内径に変形が生じ
た状態で、始動時に回転子を含む軸系が撓んでも回転子
と固定子との接触を防ぎ、接触による異常音や始動不良
を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図１３
を参照して説明する。 〔実施例 １〕本発明の第１の実施例を図１ないし図７
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る
ロータリ圧縮機の縦断面図、図２は、図１のロータリ圧
縮機における電動機部の横断面図、図３は、図２のＡ−
Ａ矢視断面図、図４は、図１のロータリ圧縮機における
固定子の横断面図、図５は、図４のＢ−Ｂ矢視断面図、
図６は、図１の固定子の内径の変化を説明するための横
断面図、図７は、図６のＣ−Ｃ矢視拡大断面図である。
図中、図１４，１５と同一符号のものは従来技術と同等
の働きをする構成部品である。

【００１８】図１，２に示すロ−タリ圧縮機は、シリン
ダ５が十分浸かる量の冷凍機油１０を貯溜した密閉容器
１内の上部に電動機Ｍを収納し、密閉容器１内の下部
に、前記電動機Ｍにクランク軸４を介して連結された圧
縮機構部Ｒを収納している。電動機Ｍは、密閉容器１内
壁に固定される固定子２と、クランク軸４を嵌着する回
転子３とからなり、固定子２のコアの上下に主コイル１
１および補コイル１２を備えている。

【００１９】圧縮機構部Ｒは、シリンダ５と、該シリン
ダ５の両端面を閉塞しクランク軸４を支持する主軸受８
および副軸受７とで圧縮室を構成し、この圧縮室内に、
クランク軸４の偏心部４ａに嵌め合わされたローラ６
と、このローラ６の外周に当接しローラ６の偏心回転に
追従して往復運動し圧縮室を低圧部と高圧部に仕切るベ
ーン９とを備え、ロ−タリ圧縮機を構成したものであ
る。副軸受７には、図示しないが吐出口および吐出弁が
設けられている。

【００２０】図１ないし図５に示すように、固定子２の
外径は密閉容器１に接触し嵌合力により固定子２を密閉
容器１に固定するための密閉容器１との接触部２ｃと、
密閉容器１の下部に設けてある圧縮機構部Ｒから密閉容
器１内に吐出された冷媒を密閉容器１上端の吐出パイプ
１５に導く冷媒通路を確保するための密閉容器１との非
接触部２ｄが設けられている。固定子２を密閉容器１内
壁に固定する手段としては、焼嵌め、溶接、ボルト締結
等のいずれかが考えられるが、本実施例では焼嵌めによ
る固定を説明する。

【００２１】ここで、本実施例のロ−タリ圧縮機は、図
４に示すように前記固定子２内径における、密閉容器１
と固定子２との接触部２ｃに対応するコア内径２ａを、
非接触部２ｄに対応するコア内径２ｂよりも大きくした
ものである。圧縮機の始動時には、回転子３を含む軸系
の撓みとして、偏心により生じる磁気吸引力による撓み
と、クランク軸４と主軸受８との間のクリアランスによ
る傾きとが考えられる。

【００２２】その軸系の撓みにより回転子３上端が撓ん
だときに、回転子３上端に相対する固定子２の内径部に
は、図４に示すように、密閉容器１と固定子２との接触
部２ｃに対応する固定子のコア内径２ａを、非接触部２
ｄに対応するコア内径２ｂよりも大きくしているので次
の効果がある。すなわち、図６，７に示すように、焼嵌
めにより密閉容器１との接触部２ｃに対応する固定子２
内径の積層鋼板の上下端に変形部２ｘが生じても、その
変形後のコア内径は図７に破線で示す非接触部２ｄに対
応するコア内径２ｂとほぼ同程度となり、軸系に撓みが
生じた場合でも、固定子２と回転子３との接触を防止で
きる。

【００２３】偏心により生じる磁気吸引力（先の式
（１）参照）による撓みについて、具体的数値例を挙げ
る。一例として、偏心により生じる磁気吸引力による撓
みは約４３７μｍ、クランク軸４と主軸受８とのクリア
ランスによる傾きは約５６μｍであり、軸系としては約
４９３μｍ撓むことになる。また、密閉容器１と固定子
２との焼嵌め等の固定により固定子２内径の積層鋼板の
上下端には、内径方向に片側で約２０μｍほど変形す
る。

【００２４】従来例では、このときの固定子２と回転子
３との空隙距離（エアーギャップ）は５００μｍであ
り、 ５００＜４３７＋５６＋２０＝５１３ となり、固定子２と回転子３とが接触してしまう。一
方、本発明の例では、内径の大きい部分での空隙距離
（エアーギャップ）は５５０μｍであり、 ５５０＞４３７＋５６＋２０＝５１３ となり、固定子２と回転子３と接触を防止することがで
きる。

【００２５】〔実施例 ２〕次に、本発明の他の実施例
を図９および図１０を参照して説明する。図９は、本発
明の他の実施例に係るロ−タリ圧縮機の電動機部の横断
面図、図１０は、図９のＤ−Ｄ矢視拡大断面図である。
図中、図２，３と同一符号のものは同等部品であるか
ら、その構成についての説明は省略する。図９に示す実
施例では、密閉容器１の内壁に固定子２を焼嵌め、溶
接、ボルト締結等を行うもののうち、ボルト締結により
固定する例を示している。

【００２６】図９に示す実施例では、固定子２内径に生
じた変形部２ｙと、固定子２内径における、密閉容器１
と固定子２との接触部２ｃに対応する固定子２のコア内
径２ａ、すなわち、非接触部２ｄに対応する固定子２の
コア内径２ｂよりも大きくした部分とを一致させてい
る。本実施例では、ボルト１３により、密閉容器１と固
定子２との接触部２ｃを締結固定したものである。この
場合、固定子２内径の積層鋼板のボルト締結部に対応す
る位置の変形は、図１０に示す変形部２ｙのように大き
くなる。そして、この変形の大きな部分と、固定子２の
接触部２ｃに対応する固定子の内径の大きな部分（内径
２ａ）とを一致させたものである。

【００２７】図９，１０の実施例によれば、固定子２内
径の変形が図１０に示すように、ボルト１３により密閉
容器１との接触部２ｃの固定子２内径の積層鋼板に変形
部２ｙが生じても、その変形後の内径は非接触部２ｄに
対応するコア内径２ｂとほぼ同程度となり、軸系に撓み
が生じた場合でも、固定子２と回転子３との接触を防止
できる。

【００２８】〔実施例 ３〕次に、本発明のさらに他の
実施例を図１１および図１２を参照して説明する。図１
１は、本発明のさらに他の実施例に係るロ−タリ圧縮機
の電動機部の横断面図、図１２は、図１１のＥ−Ｅ矢視
断面図である。図中、図２，３と同一符号のものは同等
部品であるから、その構成についての説明は省略する。
図１１に示す実施例では、固定子２の内径における大き
なコア内径２ａの部分を、電動機の主コイル１１の極間
方向Ｐ（図１１の矢印参照）に一致させたものである。

【００２９】圧縮機の始動時に生じる磁気吸引力Ｆは、
主コイル１１の極間方向Ｐに作用する傾向があるが、本
実施例に示すように、主コイル１１の極間方向Ｐに対応
するコア内径２ａ部を大きくすることにより、磁気吸引
力による軸系の撓みに対して固定子２内径と回転子３外
径との空隙距離を確保することができ、固定子２と回転
子３の接触を防止することができる。

【００３０】〔実施例 ４〕次に、本発明のさらに他の
実施例を図１３を参照して説明する。図１３は、本発明
のさらに他の実施例に係るロ−タリ圧縮機の電動機部の
横断面図である。図中、図２と同一符号のものは同等部
品であるから、その構成についての説明は省略する。図
１３に示す実施例では、固定子２の内径における大きな
コア内径２ａの部分を、圧縮機構部を密閉容器１内に溶
接等により固定する際にその圧縮機構部上部に設置され
ている回転子３と固定子２とに生ずる偏心ｅの方向と一
致させたものである。

【００３１】前記偏心ｅが大きな場合には、クランク軸
４と主軸受８との間のクリアランスによる軸系の傾きに
より、前記偏心方向の固定子２と回転子３との空隙距離
が狭くなる。しかし、図１３の実施例に示すように、固
定子２内径における大きなコア内径２ａの部分を、前記
偏心方向に一致させることにより、前記クリアランスに
よる軸系の傾きに対して固定子２内径と回転子３外径と
の空隙距離を確保することができ、固定子２と回転子３
の接触を防止することができる。

【００３２】上記各実施例によれば、密閉形電動圧縮機
において、クランク軸の径を大きくしたり、強度を上げ
たりすることなく、圧縮機の小形化、軽量化を図りなが
ら、始動時に回転子と固定子との接触を防止し、接触に
よる異常音や始動不良を防止できるという効果がある。

【００３３】なお、本発明の電動機は、コア内径が全周
同一径ではなく、コア内径の大小の寸法差は、例えば片
側で０．２５ｍｍ（２５０μｍ）程度あります。このた
め、モータ効率は多少低下するが、０．４％未満のわず
かな減少であり、内径を全周同一径のままで径を拡大す
るよりもモータ効率の低下は防ぐことができるものであ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、圧縮機始動時に固定子と回転子との接触による異
常音を防止し、さらに、始動不良を防止した密閉形電動
圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロ−タリ圧縮機の縦断
面図である。

【図２】図１のロ−タリ圧縮機における電動機部の横断
面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】図１のロータリ圧縮機における固定子の横断面
図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図６】図１の固定子の内径の変化を説明するための横
断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ矢視拡大断面図である。

【図８】圧縮機における固定子内径の変形を示す説明図
である。

【図９】本発明の他の実施例に係るロ−タリ圧縮機の電
動機部の横断面図である。

【図１０】図９のＤ−Ｄ矢視拡大断面図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例に係るロ−タリ圧
縮機の電動機部の横断面図である。

【図１２】図１１のＥ−Ｅ矢視断面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例に係るロ−タリ圧
縮機の電動機部の横断面図である。

【図１４】一般的な従来のロ−タリ圧縮機の縦断面図で
ある。

【図１５】図１４の電動機部の固定子の横断面図であ
る。

【図１６】図１５のＦ−Ｆ矢視断面図である。

【図１７】従来の他のロ−タリ圧縮機の縦断面図であ
る。

【図１８】図１７のＧ−Ｇ矢視断面図である。

【図１９】吸込みパイプとシリンダ吸込穴との接合部の
一例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…固定子、２ａ…大きいコア内径、２
ｂ…コア内径、２ｃ…接触部、２ｄ…非接触部、３…回
転子、４…クランク軸、１０…冷凍機油、１１…主コイ
ル、１２…補コイル、１３…ボルト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍機油を密閉容器内下部に貯溜し、そ
   の密閉容器内上部に電動機部を収納し、該電動機部にク
   ランク軸で連結された圧縮機構部を該電動機部の下部に
   収納して構成され、 前記電動機部の密閉容器に固定される固定子は、該固定
   子のコアの外周に前記密閉容器内周との接触部と、冷媒
   通路となる非接触部とを有してなる密閉形電動圧縮機に
   おいて、 前記固定子のコアにおける、前記密閉容器との接触部に
   対応するコア内径を、前記密閉容器との非接触部に対応
   するコア内径より大きく形成したことを特徴とする密閉
   形電動圧縮機。
2. 【請求項２】 電動機部の固定子を密閉容器内壁に固定
   するときに、固定子内径に生じた変形部分を、密閉容器
   との接触部に対応するコア内径の大きい部分に一致させ
   るようにしたことを特徴とする請求項１記載の密閉形電
   動圧縮機。
3. 【請求項３】 固定子内に巻き込まれているコイルの
   内、主コイルの極間位置を、密閉容器との接触部に対応
   するコア内径の大きい部分に一致させるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の密閉形電動圧縮機。
4. 【請求項４】 圧縮機構部を密閉容器内に固定するとき
   に、その圧縮機構部の上部に設置されている回転子と固
   定子との偏心方向を、密閉容器との接触部に対応するコ
   ア内径の大きい部分に一致させるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の密閉形電動圧縮機。