JPH0847207A - 密閉型回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転圧縮機要素を駆動する永久磁石型同期電
動機の回転軸を、摩擦力を軽減させて軸受できるように
図り、消費電力が少なく、効率的運転を行なうことので
きる密閉型回転圧縮機を提供する。 【構成】 固定子２５に対し永久磁石を埋め込んだ回転
子２６をＢなる寸法に下げて組み込むことで、軸受部１
８，１９で上下にスラスト自在に支承された回転軸７に
上向きの力Ｆ１を生じさせることができる。この力Ｆ１
は回転子２６等の重力Ｆ２と見合い、シリンダー室１４
で回転する回転軸下部の偏心部１１と軸受部１９との摩
擦力を低減し、円滑な回転動作が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫や空気調和機等
を冷却運転するための密閉型回転圧縮機型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に密閉型回転圧縮機１は、図２
に示すようにガス冷媒吸入管２とガス冷媒吐出管３が設
けられた密閉のケーシング４の下部に回転圧縮機要素５
を配設する一方、ケーシング４の上部に固定子６と回転
軸７を有した回転子８とからなる電動機要素９を配設し
た構造となっている。

【０００３】ここで、このような密閉型回転圧縮機１で
は電動機要素９の回転子８を回転させることにより、回
転子８の下部に設けた偏心部１１にて回転圧縮機要素５
のローラ１２を偏心運動させるようにしている。そして
このようにローラ１２を偏心運動させることによりアキ
ュムレータ１３からのガス冷媒をシリンダー室１４で吸
込圧縮した後、回転圧縮機要素５から吐出させる一方、
このガス冷媒を電動機要素９を通過させた後、ケーシン
グ４の上部に設けたガス冷媒吐出管３から外部の冷凍回
路に吐出するようにしている。

【０００４】ところで、回転圧縮機要素５の駆動源であ
る電動機要素９としては、従来よりかご形誘導電動機が
多く用いられている。同誘導電動機は固定子巻線１５を
巻装した固定子６と、回転軸７を中心に設けた回転子
８、例えばアルミダイカスト製の回転子とより成る。そ
してこの誘導電動機において、回転子８は固定子６に対
して同図に示すように、同一位置又は所定寸法Ｄ分だけ
上方へ上げた位置関係で組み込んでいた。

【０００５】また、この回転子８はその回転軸７を回転
圧縮機要素５のシリンダー室１４を上下に挿通するよう
に組入れ、シリンダー室１４の上下を塞ぐように配した
上部枠体１６と下部枠体１７の各軸受部１８，１９で軸
支すると共に、回転軸７下部の偏心部１１をシリンダー
室１４内で軸方向に若干スラスト可能に軸承させてい
る。

【０００６】こうして、回転子８は回転圧縮機要素５に
スラスト自在に挿通軸支させた回転軸７に取り付け固定
して、回転圧縮機要素５と一体に組み付けしている。
尚、２１は上部枠体１６と下部枠体１７をシリンダー本
体５Ａに挾着固定させるボルトを示し、またこのボルト
２１はガス冷媒の吐出穴２２を有して上部支持体１６を
被うカバー部材２３をも共締め固定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さてこのような構造の
誘導電動機を用いた従来の密閉型回転圧縮機では、圧縮
機の起動時及び運転時において、回転子８と回転軸７の
自重が偏心部１１を介して、下部の軸受部１９のＰで示
す部分に集中してかかっている。

【０００８】よって、誘導電動機が回転駆動する時、回
転軸７と軸受部１９には常に摩擦力が発生し、機械損失
による入力の増加がある。この入力の増加は不経済な消
費電力の増加をもたらし効率を悪くすると共に、軸受作
用に悪影響を与えて、信頼性、耐久性を低下させるとい
う問題がある。

【０００９】また、誘導電動機の場合、トルクを得るた
めの磁界形成のために固定子の固定子巻線に励磁電流を
流す必要がある。このため、上述の機械損失による入力
の増加に加えてこの電流による損失もあり、効率が悪く
消費電力の多い圧縮機となっていた。そこで近年、この
ような励磁損失の無い永久磁石型回転子を用いた同期電
動機を駆動源とする密閉型回転圧縮機が開発されるよう
になった。

【００１０】本発明は、この永久磁石型の同期電動機を
用い、固定子と回転子との位置関係を特定に設定するこ
とで回転子に上向きの力を働かせることができることに
着目して、回転軸と軸受との摩擦力を低減するように図
り、消費電力が少なく効率的に駆動し、信頼性の向上し
た密閉型回転圧縮機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガス冷媒の吸
入管と吐出管とが設けられたケーシングと、前記ケーシ
ングの下部に配置され、シリンダー室とシリンダー室に
設けられたローラとを有する回転圧縮機要素と、前記ケ
ーシングの上部に配置され、固定子と永久磁石を埋め込
んだ回転子鉄心及びこの回転子鉄心の中心に設けられ、
下部には前記ローラを回転させる偏心部を設けている回
転軸とを有する永久磁石型回転子とからなる電動機要素
とを備え、前記固定子より低い位置に前記永久磁石型回
転子を取り付けたものである。

【００１２】また本発明は、ガス冷媒の吸入管と吐出管
とが設けられたケーシングと、前記ケーシングの下部に
配置され、シリンダー室とシリンダー室に設けられたロ
ーラとを有する回転圧縮機要素と、前記ケーシングの上
部に配置され、固定子と永久磁石を埋め込んだ回転子鉄
心及びこの回転子鉄心の中心に設けられ、下部には前記
ローラを回転させる偏心部を設けている回転軸とを有す
る永久磁石型回転子とからなる電動機要素とを備え、前
記永久磁石型回転子は、前記固定子より所定の寸法分下
げた位置に取り付けると共に、前記所定の寸法分は前記
シリンダー室での前記回転軸のスラストによる前記偏心
部の上下の移動幅よりも小さく設定されているものであ
る。

【００１３】

【作用】シリンダー室内で偏心回転するローラにより、
ガス冷媒の吸入圧縮、吐出が行なわれる回転圧縮機要素
は、永久磁石を内蔵した回転子が固定子と組まれた同期
電動機で駆動させる。ここで回転子を固定子より若干下
げた関係で組み込んだ同期電動機とすると、同電動機が
駆動すると固定子と回転子の磁気的中心の位置的ずれを
修正し一致させるように、回転子に対して元の位置に上
がるような上向きの力が発生し、回転子及びその回転軸
の重力と釣り合うようになる。

【００１４】これによって下部にローラを回転させる偏
心部を有して回転圧縮機要素に上下にスラスト自在に組
入れした回転軸と、それを支承する軸受部との間の摩擦
力を低減することができ、偏心部は摺動抵抗少なくして
回転作動し、効率的な圧縮が行なわれる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、図２に示す従来装置と同一または相当する構
成部は、同一番号を付すと共に、その詳細な説明は割愛
する。

【００１６】ケーシング４は側面の下部にガス冷媒吸入
管２を設けた有底ケース４ａと、ガス冷媒吐出管３を設
けた上蓋ケース４ｂとより成る。ここでこの有底ケース
４ａは、内底部２５をオイル溜めとする一方、シリンダ
ー本体５Ａとこのシリンダー本体５Ａ内に形成した円形
状のシリンダー室１４と、該シリンダー室１４の内壁に
沿って偏心回転するローラ１２と、シリンダー室１４の
上下面を塞ぐ上部枠体１６と下部枠体１７、及びガス冷
媒の吐出穴２２を有したカバー部材２３等からなる回転
圧縮機要素５を下部に配置するようにしている。また上
部には固定子巻線２４を巻装した固定子２５と、該固定
子２５と微小なエアキャップを保って内挿され、内部に
永久磁石（図示せず）を埋め込んだ永久磁石型回転子２
６とからなる同期電動機２７を配置するようにしてい
る。ここで固定子２５は珪素鋼板を略環状に打ち抜き、
その内周にスロットを形成した薄い鉄板を積層した固定
子鉄心に固定子巻線２４を前記スロットに通して巻装し
たものである。一方永久磁石型回転子２６は、同じく珪
素鋼板から打ち抜いた薄い鉄板を積層して形成した回転
子鉄心２８と、この回転子鉄心２８の外周部に等間隔で
埋め込み配置した図示しない永久磁石と、回転子鉄心２
８の中央に焼嵌めにより取り付け固定している回転軸７
とより構成されている。

【００１７】尚、２９は固定子巻線２４に通電するため
のハーメチック端子で、上蓋ケース４ｂに密封的に装着
されている。そして上記同期電動機２７が回転駆動する
と、ローラが回転する偏心部１１で偏心回転して、ガス
冷媒をシリンダー室１４に吸い込み、圧縮して、回転圧
縮機要素５から吐出させ、吐出したガス冷媒は同期電動
機２７を通過してガス冷媒吐出管３より矢印に示すよう
外部回路に吐出して、再びアキュムレータ１３からガス
冷媒吸込路３１を介して吸入されるようになる。ここ
で、固定子２５と永久磁石型回転子２６とよりなる同期
電動機２７において、永久磁石型回転子２６が固定子２
５に対して、所定の下げ幅（寸法分）Ｂだけ下にずらし
て、固定子２５内に組み込んだものとしている。

【００１８】このように永久磁石型回転子２６が下がっ
て固定子２５とずれている関係に組み込むと、同期電動
機が駆動する際には固定子と回転子とは互いにその磁気
中心を一致させて回転するため、この場合は回転子２６
を元の位置に上げようとする磁力が作用する。即ち、回
転子２６と回転軸７に対し押し上げるように働く上向き
の力Ｆ１が発生する。

【００１９】一方、偏心部１１を受けている下部の軸受
部１９には、回転子２６と回転軸７の自重による下向き
の力Ｆ２が働いている。従って、回転子２６と固定子２
５とのズレにより発生する上向きの力Ｆ１は、回転子２
６と回転軸７の重力Ｆ２を打ち消すように作用すること
になって、回転軸７と軸受部１９間との摩擦力を低減す
ることができる。そして上述の下げ幅Ｂは、「回転子２
６と回転軸７の重力Ｆ２」と「回転子２６と固定子２５
をずらした時に発生する上向きの力Ｆ１」とが釣り合う
ようにして定めるようにする。

【００２０】ここで、下げ幅Ｂの寸法の一例をあげる
と、或る永久磁石型同期電動機を搭載した小型の圧縮機
においての実験結果では、回転子２６と固定子２５との
ずれ幅、即ち下げ幅を０．５ｍｍとすると、回転子２６
と回転軸７の重力Ｆ２と上向きの力Ｆ１とはほぼ釣り合
うことが確かめられた。

【００２１】更に、この下げ幅Ｂは回転軸７のスラスト
寸法をＡとすると、「Ａ≧Ｂ」なる関係、即ちスラスト
寸法Ａ以下とする。ここで、スラスト寸法Ａは回転軸７
下部の偏心部１１がシリンダー室１４でその高さ方向に
動き得る余裕的距離、即ちシリンダー室高さＨと偏心部
幅ｈとの差（Ｈ−ｈ）である。

【００２２】このように回転子及び回転軸の重力と等し
くなる上向きの力が働くように回転子と固定子をずらす
ことにより、従来のかご形誘導電動機では解消できなか
った起動時での摩擦力低減が可能となる。これにより回
転軸と軸受部間の摺動は円滑に維持されて、圧縮効率は
良くなり、信頼性が向上する。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、密閉型回転圧縮
機の駆動源として永久磁石型同期電動機を用いた場合
に、その固定子に対し永久磁石を内蔵した回転子を所定
の寸法分下げてずらして組み込むことにより、回転子の
自重及び回転圧縮機要素に上下方向にスラスト自在に組
入れした回転軸の重力に抗する上向きの力を発生するこ
とができるようになる。これにより回転軸と軸受部との
摩擦力が低減でき、機械的損失が減り、消費電力を抑え
た回転圧縮機とすることができる。また、回転軸、軸受
部間の摺動部における耐摩耗性を改善し、電動機の回転
効率が良くなり、信頼性及び耐久性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】永久磁石型回転子を固定子に対し下方にずらし
て組み込んだ同期電動機を駆動源とする本発明に係る密
閉型回転圧縮機の側面断面図。

【図２】駆動源を誘導電動機とする従来の密閉型回転圧
縮機の側面断面図。

【符号の説明】

４ ケーシング ５ 回転圧縮機要素 ７ 回転軸 １１ 偏心部 １４ シリンダー室 １８，１９ 軸受部 ２５ 固定子 ２６ 永久磁石型回転子 ２７ 同期電動機 Ａ スラスト寸法 Ｂ 下げ幅

フロントページの続き (72)発明者 昆 努 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス冷媒の吸入管と吐出管とが設けられ
   たケーシングと、 前記ケーシングの下部に配置され、シリンダー室とシリ
   ンダー室に設けられたローラとを有する回転圧縮機要素
   と、 前記ケーシングの上部に配置され、固定子と永久磁石を
   埋め込んだ回転子鉄心及びこの回転子鉄心の中心に設け
   られ、下部には前記ローラを回転させる偏心部を設けて
   いる回転軸とを有する永久磁石型回転子とからなる電動
   機要素とを備え、 前記固定子より低い位置に前記永久磁石型回転子を取り
   付けたことを特徴とする密閉型回転圧縮機。
2. 【請求項２】 ガス冷媒の吸入管と吐出管とが設けられ
   たケーシングと、 前記ケーシングの下部に配置され、シリンダー室とシリ
   ンダー室に設けられたローラとを有する回転圧縮機要素
   と、 前記ケーシングの上部に配置され、固定子と永久磁石を
   埋め込んだ回転子鉄心及びこの回転子鉄心の中心に設け
   られ、下部には前記ローラを回転させる偏心部を設けて
   いる回転軸とを有する永久磁石型回転子とからなる電動
   機要素とを備え、 前記永久磁石型回転子は、前記固定
   子より所定の寸法分下げた位置に取り付けると共に、前
   記所定の寸法分は前記シリンダー室での前記回転軸のス
   ラストによる前記偏心部の上下の移動幅よりも小さく設
   定されていることを特徴とする密閉型回転圧縮機。