TW564290B - Electromotive compressor and cooling device using the same - Google Patents

Description

7174 pif 3 玖、發明說明： 本發明是有關於一種電動壓縮機，其係由在密閉容 器內之電動裝置以及用以驅動連結到該電動裝置之旋轉 軸的壓縮裝置所構成。 習知之電動壓縮機，例如日本特開平10-288180號 公報（F04C29/00)以及申請人先前所申請之日本特願平5-350444號中所揭示一般。據此，習知之電動壓縮機之電 動機爲使用感應電動機或直流（DC)馬達等，在DC馬達 爲稀土元素構成之永久磁鐵馬達的情況下，永久磁鐵與 轉子、定子之厚度相同，而在鐵氧系永久磁鐵馬達的情 況時，轉子105與永久磁鐵的堆積高度比定子104還高。

其次，以第21圖與第22圖來說明此種習知的電動 壓縮機。如圖所示，密閉容器101之內部上側有電動機 裝置（如DC馬達）102，電動機裝置102之下側則配置以 此電動機裝置102所驅動之壓縮裝置103。密閉容器101 係由上端開口之圓筒型的外殼（shell)lOlA以及將此外殼 101A之上端開口封閉的頂蓋（end cap) 101B兩部分構成。 同時，在外殼101A內容置電動機102與壓縮裝置103 後，頂蓋101B便覆蓋於外殻101A之上端開口，並利用 高頻率黏著劑加以封閉。此外，密閉容器101之外殻101A 7174 pif 3 內的底部爲油集中處。 電動機102係由固定在密閉容器101之內壁的定子 104以及以轉軸106爲中心在定子104內側自由旋轉而 支撐之轉子105所構成。定子104係由將略呈甜甜圈狀 的定子鐵板以複數枚疊合而成的定子鐵心174,以及分 布捲在此定子鐵心174之內圈周圍所形成的複數個齒狀 結構上，用以在轉子105上產生旋轉磁場之定子線圈（驅 動線圈）1〇7所構成。定子鐵心174之外緣與密閉容器104 之外殻101A之內壁密接固定。 在此情形下，在定子鐵心174的外周緣會形成複數 個缺口 176，此缺口 176會與外殻101A之內壁分離，而 形成通路177。 壓縮裝置103具有以中間隔板108分隔而成的第一 旋轉汽缸（cylinder)109與第二旋轉汽缸110。各個汽缸 109、110配置以轉軸106所旋轉驅動的偏心裝置111、 112，並且偏心裝置111、112之偏心位置彼此相差180 度之相位。 第一滾輪（rolle〇113與第二滾輪114分別在汽缸109 與110內，以偏心裝置111、112之旋轉而旋轉。第一框 體115與中央分隔板108之間形成第一旋轉汽缸109之 7174 pif 3 密閉壓縮空間；相同地，第二框體116與中央分隔板108 之間形成第二旋轉汽缸110之密閉壓縮空間。此外，第 一與第二框體115、U6分別可以自由旋轉而支撐於旋 轉軸106下端之軸承117、118。 杯狀排氣管（cup muffle〇119、120分別覆蓋安裝於 第一與第二框體115、116。另外，第一旋轉汽缸109與 杯狀排氣管119藉由設置於第一框體115之連通孔（圖未 顯示）加以連通，而第二旋轉汽缸110與杯狀排氣管120 也藉由設置於第二框體116之連通孔（圖未顯示）加以連 通。旁通管121係配置在密閉容器101外部，而連通到 杯狀排氣管120之內部。 排放管122係設置於密閉容器101之上，吸入管 123、124則分別連接到第一與第二旋轉汽缸109、110。 此外，密封蓋125係用來從密部容器101外部供應電力 給定子104之定子線圈1〇7(連接密封蓋125與定子線圈 107之導線並未繪示出）。 轉子105之轉子鐵心126係以厚度約0.3到0.7mm 之電磁鋼板以預定的形狀打造成轉子鐵板’而以複數層 方式互相鉚接成一體的堆積結構。 構成轉子鐵心126之轉子鐵板係由具有四極磁極結 7174 pif 3 構之突出磁極128、129、130、131之電磁鋼板打造而 成，凹槽132、133、134、135分別形成於突出磁極128、 129、130、131 之間。 開槽141、142、143、144係用來插入磁性物質（永 久磁鐵）145，並且以對應於各突出磁極128、129、130、 131與轉子鐵心126之外緣的位置上，沿著旋轉軸106 支軸方向且在同心圓圓周上貫穿配置。 此外，標號146係形成於轉子鐵心126之中心位置， 以使旋轉軸106燒嵌於其中。之後，各轉子用鐵板以複 數層堆積後，便互相以鉚接方式加以一體化成型以構成 » 轉子鐵心126。 磁性物質145例如是以鐯系之永久磁鐵，或是在表 面鍍上鎳之鈸系的永久磁鐵等之稀土族永久磁鐵所構 成，其外型整體爲長方形，呈現出矩形的形狀。開槽141、 142、143、144是可以適於插入永久磁鐵145之大小。 此外，平板狀的端面部166、167係用來安裝於轉子鐵 心126之上下端，其係以不鏽鋼或黃銅等非磁性材料所 構成，而大致爲圓盤狀。 此外，圓盤狀之油分離板172係位於端面部166之 上方，並安裝於轉子1〇5上。平衡配重173則配置於油 564290 7174 pif 3 分離板172與端面部166之間。 如上述之構成，將電動機102之定子104的定子線 圈107通電後，便形成旋轉磁場，轉子105便旋轉。藉 由轉子105之旋轉，經由旋轉軸旋轉汽缸109、110內 之滾輪113、114便偏心旋轉，而從吸入管123、124所 吸入的氣體便被壓縮。 被壓縮之高壓氣體經由前述之連通孔，從旋轉汽缸 109排放到杯狀排氣管119,在從圖未顯示之形成於杯 狀排氣孔119之排放孔排出密閉容器1 〇 1。另一方面， 從旋轉汽缸110透過前述之連通孔排放到杯狀排氣管 120，並經由旁通管121排放到密閉容器101外。 被排出的高壓氣體通過電動機102內的間隙而到達 排放管122，而排放到外界。另一方面，氣體中包含油， 此油在到達排放管122之前，藉由油分離板172等加以 分離，以離心力拋向外側’並經過通路17 7等流到積油 處。 當設置在電動壓縮機之電動機102之磁性物質145 爲稀土族類之永久磁鐵的情形時’永久磁鐵與轉子105、 定子104之堆積厚度大致上設計成相等；而當磁性物質 145爲鐵氧系之永久磁鐵時’轉子1〇5與永久磁鐵的堆 11 564290 7174 pif 3 積高度比定子104還高。 因此，相較一般之感應電動機，用於電動壓縮機之 DC馬達（電動機）之向半徑方向的磁吸力與斥力很大。爲 此，電動機之軛部被振動到的話，便造成電動壓縮機之 噪音增大的原因。特別是，使用高磁力稀土類永久磁鐵 之電動機或開槽數少之磁極集中捲線式電動機之磁力線 變化比開槽數多之電動機還要大，故而如何降低噪音便 成爲重大的課題之一。 此外，施壓於定子鐵心之齒狀結構的振動，會對定 子的軛部產生振動，並在與外殼的接觸部分直接使外殻 產生振動。據此，成爲電動壓縮機的噪音發生的主要因 素。 本發明係爲了解決上述之習知技術的問題，而提供 一種電動壓縮機，其可以縮小定子與外殻之接觸面積， 並且可以大幅地降低噪音。 本發明之申請專利範圍第1項提供一種電動壓縮 機，其形成於一密閉容器之中，具有電動裝置；以及壓 縮要素，其以連接到電動裝置之旋轉軸所驅動。電動裝 置更包括定子，其具有與密閉容器之內壁接觸而加以固 定之定子鐵心；以及轉子，具有磁性物質，並裝配於旋 12 564290 7174 pif 3 轉軸上而可自由旋轉地支撐於定子之內側，並且在定子 鐵心之與密閉容器接觸部分的沿旋轉軸方向之尺寸爲 Η，定子鐵心之旋轉軸方向的尺寸爲Ho時，具有H<Ho 之特徵。 此外，本發明之申請專利範圍第2項提供一種電動 壓縮機，形成於一密閉容器之中，具有電動裝置；以及 壓縮要素，其以連接到電動裝置之旋轉軸所驅動。其中 電動裝置更包括定子，其具有與密閉容器之內壁接觸而 加以固定之定子鐵心；以及轉子，其具有磁性物質，並 裝配於旋轉軸上而可自由旋轉地支撐於定子之內側，並 且磁性物質於旋轉軸方向之尺寸爲Hmg，定子鐵心之旋 轉軸方向的尺寸爲Ho時，具有Hmg<Ho之特徵。 此外，本發明之申請專利範圍第3項提供一種電動 壓縮機，其形成於密閉容器之中，具有電動裝置；以及 壓縮要素，其以連接到電動裝置之旋轉軸所驅動。其中 電動裝置更包括定子，其具有與密閉容器之內壁接觸而 加以固定之定子鐵心；以及轉子，其具有磁性物質，並 裝配於旋轉軸上而可自由旋轉地支撐於定子之內側，並 且在定子鐵心之與密閉容器接觸部分的沿旋轉軸方向之 尺寸爲Η，定子鐵心之旋轉軸方向的尺寸爲Ho，且磁性 13 7174 pif 3 物質於旋轉軸方向之尺寸爲Hmg時，具有H<Ho以及 Hmg<Ho之特徵。 此外，如申請專利範圍第4項配合第1或第3項所 述之電動壓縮機，其中定子鐵心之定子鐵心之與密閉容 器接觸部分的沿旋轉軸方向之尺寸Η相對於該旋轉軸方 向的尺寸Ho的比率之範圍係在0.2 S Η/Ηο < 0.8。 另外，如申請專利範圍第5項配合第2或第3項所 述之電動壓縮機，其中磁性物質於旋轉軸方向之尺寸 Hmg相對於旋轉軸方向的尺寸Ho的比率之範圍係在0.2 S H/Ho 幺 0.98。 再者，如申請專利範圍第6項配合第1項、第2項、 第3項、第4項或第5項之電動壓縮機，其中磁性物質 利用稀土族磁鐵材料構成，並且在轉子之轉子鐵心之直 徑爲D，轉子鐵心之旋轉軸方向的尺寸爲L，磁性物質 之厚度尺寸爲t的情形時，尺寸L相對於尺寸D之比率 爲L/D<1.1以及尺寸t相對於尺寸Hmg的比率爲 t/Hmg<0.1 〇 再者，如申請專利範圍第7項配合第1項、第2項、 第3項、第4項、第5項或第6項之電動壓縮機，其中 電動壓縮機與凝縮機、減壓裝置以及蒸發器構成冷煤迴 564290 7174 pif 3 路。 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖繪示本發明之電動壓縮機的縱向剖面示意 圖，其在轉子的旋轉延伸方向設置缺口； 第2圖繪示第1圖所示之電動壓縮機的上視剖面示 意圖； 第3圖繪示本發明之轉子的部分側面剖面示意圖·， 第4圖繪示本發明之轉子的平面圖； 第5圖繪示構成本發明之轉子的轉子用鐵板之平面 圖； 第6圖繪示構成本發明之轉子的轉子鐵心之側面 圖， 第7圖繪示繪示構成本發明之轉子的磁性物質的立 體示意圖； 第8圖繪示做爲磁性物質之永久磁鐵的減磁曲線示 意圖； 第9圖繪示本發明之在轉子的旋轉延伸方向設置缺 15 564290 7174 pif 3 口的電動壓縮機所產生的噪音波型式意圖； 第10圖繪示本發明另一實施例之電動壓縮機的縱 向剖面示意圖； 第11圖繪示第10圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖； 第12圖繪示本發明另一實施例之電動壓縮機的縱 向剖面示意圖； 第13圖繪示第12圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖； 第14圖繪示本發明另一實施例之電動壓縮機的縱 向剖面示意圖； 第15圖繪示第14圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖； 第16圖繪示本發明另一實施例之電動壓縮機的縱 向剖面示意圖，其中設置於轉子之磁性物質比定子短； 第17圖繪示第16圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖； 第18圖本發明之具有設置於轉子之磁性物質比定 子短的電動壓縮機之噪音波型式意圖； 第19圖本發明之電動壓縮機的縱向剖面示意圖， 16 564290 7174 pif 3 其中在轉子之旋轉軸延伸方向設置缺口並且設置於轉子 之磁性物質比定子短； 第20圖繪示第19圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖； 第21圖繪示習知之電動壓縮機的縱向剖面示意圖； 第22圖繪示第21圖之電動壓縮機的上視剖面示意 圖；以及 第23圖繪示使用本發明之電動壓縮機的冷卻裝置 所構成的冷煤迴路示意圖。 標號說明： 1密閉容器‘ 1A外殻 2電動機 3壓縮裝置 4定子 5轉子 6旋轉軸 7定子線圈 26轉子鐵心 45磁性物質 68壓縮機 69凝縮機 70膨脹閥 71蒸發器 74定子鐵心 74A 缺口 C電動壓縮機 較佳實施例 17 564290 7174 pif 3 首先對於減少定子鐵心與密閉容器殻體內壁接觸面 積得以降低振動的理由做簡單說明。在習知的結構中， 沒有空隙的存在，接觸面積較大，故主要爲磁束所產生 的振動傳遞到殻體，而使壓縮機之振動與噪音增加。反 之，在本發明之結構中，定子與外殼間爲高頻氣體振動 而定子與轉子間爲磁束變化產生的振動。故而，因空隙 的存在，在定子側爲高頻氣體振動較難以傳遞到殻體。 故減少接觸面接可以降低振動。 其次，在習知結構中，磁性物質的大小與轉子、定 子的截面相同，故產生的不同方向磁力大致對應，使得 磁力互相抵銷（減磁）的效應增加。反之在本發明結構中， 轉子內的磁性物質的截面略小於轉子截面，亦即有空隙 存在。由於空隙之存在，轉子對應空隙部分產生的磁力 不會被磁性物質產生的磁力抵銷，故而減磁效果低。因 此，藉由空隙的存在，減磁效果降低，馬達的效能得以 提升。隨著馬達特性的改善，馬達可以更平滑地運轉， 也就可以減少振動。 接著，依據圖式來詳加敘述本發明之較佳實施例。 第1圖係本發明之電動壓縮機C的縱切剖面圖，第2圖 爲電動壓縮機C之上視剖面圖。如圖所示，密閉容器1 18 564290 7174 pif 3 爲用來容置在冷凍庫、冷藏庫或展示櫃等之內所配置的 冷卻裝置，在密閉容器1之上側配置做爲電動裝置之電 動機2，而其下側則配置以此電動機2來加以旋轉驅動 之壓縮裝置3。密閉容器1係由上端爲開口之圓筒狀外 殻1A與將外殼1A之上端開口封閉的頂蓋1B所構成的。 在外殻1A中容置電動機2與壓縮裝置3後，便將頂蓋1B 覆蓋於外殻1A之上，並利用高頻率溶著等方法加以密 封起來。此外，此密閉容器1之外殻1A內的底部係做 爲積油處。 電動機2係所謂的集中式磁極捲曲方式的直捲直流 (DC)馬達，其係由固定在密閉容器1之內壁的定子4以 及以在定子4內側之中心軸6爲中心而自由旋轉之轉子 5所構成。定子4係由將約略爲圈狀的定子鐵板（矽鋼板） 以數層堆積而構成的定子鐵心74以及用來在轉子5產 生旋轉磁場的定子線圈（驅動線圈）7所構成。 定子鐵心74之內緣部分設置了未在圖中顯示的6 個齒狀構造。在齒狀構造的內側與上下形成開放的開槽 78。利用在齒狀構造之間的開槽78將前述之定子線圈7 直接捲上，以集中直接捲曲方式形成定子4的磁極，而 構成四極開槽的定子4。 19 564290 7174 pif 3 定子鐵心74之外緣面與密閉容器1之外殼1A之內 壁接觸而固定之。在此場合，定子鐵心74與密閉容器1 接觸部分之旋轉軸6方向的尺寸爲Η，而定子鐵心74之 旋轉軸6方向的尺寸爲Ho，其中Η<Ηο。在定子鐵心74 外圈之圓周形成複數個弦狀的缺口 76(在實施例中爲6 個），此些缺口 76與外殻1Α之內壁分離，以形成後述 的油迴路通路77。 第3圖係第1圖所示之轉子5的部分側面剖面圖， 第4圖爲轉子5之上視圖（套入旋轉軸6之前的狀態）。 如各圖所示，轉子鐵心26係由厚度0·3ππη〜0.7mm之電 磁鋼板打造成如第5圖所示之轉子鐵心27，其爲複數層 積層結構，而以鉚接方式一體堆積成。（此外，不使用鉚 接方式而以溶接方式來形成一體化結構也可以）。 轉子鐵心27係由如第5圖所示之構成四極磁鐵的 突出磁極28〜31所形成之電磁鋼板打造而成，凹入部 32〜35係分別形成在突出磁極28〜31之間。各突出磁極 28〜31中兩相對突出磁極之頂點之間的外徑（直徑）D爲15 框架（frame)的壓縮機，而實施例中以50mm爲例子。此 外，在各個突出磁極28〜31的旋轉方向（轉子5的旋轉方 向。在實施例爲第5圖之順時鐘方向）一側的外面，以向 20 564290 7174 pif 3 內側傾斜一預定範圍的方式加以切割，而形成切割部分 36〜39。此外，轉子5係以逆時鐘方向旋轉的方式設計 時，切割部36〜39係向著旋轉方向的對側加以切割。亦 即，從第4圖與第5圖之反對側加以切割。 開槽41〜44係用來容置壓入後述的磁性材料（例如永 久磁鐵）45，其係以對應到各個突出磁極28〜31，並且在 轉子用鐵板27之外緣側，沿著轉軸6之軸方向的同心 圓上穿過配置。在與各開槽41〜44鄰接的突出磁極28〜31 的側壁之間的狹窄幅度d爲0.3mm〜1.0mm(在此實施例 中以0.5mm爲例）。 標號46爲形成在轉子用鐵板27之中心的旋轉軸6 插入孔。各個轉子用鐵板27以複數層堆積後，藉由彼 此鉚接而一體化後形成轉子鐵心26。貫通孔47〜50係用 以讓後敘之柳接用的鉚釘51〜54通過，並與鉚釘51〜54 之大小約略相同，並且貫穿配置在對應各個開槽41〜44 之內側位置上。鉚接部56〜59係用來使各轉子用鐵板27 相互鉚接的，其與各貫通孔47〜50約略在同一同心圓周 上，且形成於各開槽41〜44之間。再者，標號61〜64爲 穿過位於各個鉚接部56〜59內側的位置，而形成由-油通 路的孔洞。 21 564290 7174 pif 3 各個轉子用鐵板27以複數層堆積後’藉由前述鉚 接部56〜59彼此互相鉚接而一體化後形成轉子鐵心26。 此時，轉子鐵心26之外徑爲前述之轉子用鐵板27之外 徑DCO^Omm)，而旋轉軸6方向之積層尺寸（堆積高度）L 例如爲40mm。因此，前述之外徑與積層尺寸L之比値 L/D比1.1來得小。在此實施例中，L/D比値爲0.8。亦 即，將旋轉軸6方向的尺寸設定的較小。 另一方面，磁性物質45，例如是鐯（praseodym)系列 的磁鐵或者是在表面鍍上鎳的銨（neodym)系列磁鐵等之 稀土類磁鐵材料所構成，其外型則例如第7圖所示一般 之矩形。此外，各個開槽41〜44爲可以剛好壓入磁性物 質45之大小。磁性物質45之厚度t爲例如2.65mm，而 其旋轉軸6方向之尺寸Hmg與前述之堆積尺寸L相同， 均爲40mm。在設計上，使前述的厚度t與尺寸Hmg之 比値t/Hmg小於0.1(本實施例以0.08爲例子）。亦即， 磁性物質45之旋轉軸6方向的尺寸爲Hmg而定子鐵心 74之旋轉軸6方向之尺寸爲Ho的情形下，其設計規則 爲 Hmg<Ho。此外，油分離板（oil separate plate)72 係位 在端面構件66上方，並且安裝於轉子5上之圓盤狀結 構，平衡配重（balance weight)73則配置在端面構件66 22 564290 7174 pif 3 與油分離板72之間。 端面構件66、67係大致爲平面狀，且配置在轉子 鐵心26的上下端之處，其利用鋁或樹脂材料等肥磁性 材質所構成，並且與前述之轉子用鐵板27之形狀大致 相同。此外，端面構件66、67之外徑與前述之轉子鐵 心26的外徑D相同或者略爲縮小。其次，在端面構件66、 67上對應前述之貫穿孔47〜50的位置上貫穿配置貫穿孔 81〜84，而在對應到孔洞59、61〜64的位置貫穿配置孔 洞 76 、 87〜90 。 將前述之磁性物質45壓入轉子鐵心26之開槽41〜44 內之後，從上下兩側安裝端面構件66、67,而將開槽41〜44 之上下端封住。在此狀態下，貫穿孔47〜50以及貫穿孔 81〜84便沿著轉子鐵心26與端面構件66、67之旋轉軸 6的方向貫穿。孔洞61〜64以及87〜90則貫穿轉子鐵心 26與端面構件66、67。之後，將鉚釘51〜54插入各個 貫穿孔47〜50與81〜84,從上下端加以鉚接而成爲一體。 再者，平衡配重73與上方的端面構件66同時以鉚釘51 固定於轉子鐵心26。 在前述之定子鐵心74設置缺口 74A，此缺口 74A 係沿著轉子5之旋轉軸6的延伸方向以一預定的尺寸切 23 564290 7174 pif 3 開，同時向旋轉軸6方向切割一定深度。在此情形，當 定子鐵心74與外殼1A內壁之接觸長度爲Η(第1圖中 的Η1+Η2)以及定子鐵心74的堆積厚度（在此爲轉子5之 轉軸方向的尺寸）爲Ho時，相對於尺寸Ho之尺寸Η的 比率的設計規則爲0.2 S H/Ho S 0.8。 亦即，使在定子鐵心74之旋轉軸6的橫向延伸方 向所設置之缺口 74Α之兩側突出部（Η1、Η2)與外殻1Α 之內壁接觸，同時使缺口 74Α與外殼1Α之內壁分離。 藉此，相較於一般之感應電動機，電動機2(DC馬達）藉 由向半徑方向之轉子5的磁力吸引與反作用力，使得轉 子5之軛的振動很難傳到外殻1A。因此，電動壓縮機C 之噪音可以被降低。 另一方面，旋轉壓縮裝置3以中間分隔板分割出第 〜旋轉缸（rotary cylinder)9與第二旋轉缸10。各旋轉缸 9、1〇係安裝於以旋轉軸6所驅動的偏心裝置11、12上。 偏心裝置11、12的偏心位置彼此互相相距180度的相 位。 第一滾輪1 3與第二滾輪14分別爲在第一與第二旋 轉缸9、10之內旋轉，其分別藉由偏心裝置11、12的 旋轉使之在第一^與第一*旋轉紅9、10之內轉動。第一框 24 564290 7174 pif 3 體15與中間分隔板8之間形成第一旋轉缸9之密閉的 壓縮空間。同樣地，第二框體16與中間分隔板8之間 形成第二旋轉缸10之密閉的壓縮空間。此外，第一框 體15與第二框體16分別具有軸承17、18，使其可以在 旋轉軸6之下方以可自由旋轉方式加以支撐。 杯狀排氣管（cup mUffle〇19、20分別覆蓋於第一與 第二框體15、16上。此外，旋轉缸9與杯狀排氣管19 以配置於第一框體15之連通孔（未繪示在圖式中）加以連 通，而旋轉缸10與杯狀排氣管20以配置於第二框體16 之連通孔（未繪示在圖式中）加以連通。在此實施例中， 杯狀排氣管20內係透過貫穿旋轉缸9、10與中央分隔 板8之貫穿孔79連通到上面的杯狀排氣管19。 排放管22係配置於密閉容器1之上方，吸入管23、 24則分別接到旋轉缸9、10。此外，密封蓋25係從密 閉容器1之外部供應電力給定子4之定子線圈7，其中 連接密閉蓋25與定子線圈7的導線並未繪示出。 以上述之構造，將電動機2之定子4的定子線圈7 加以通電後，便形成旋轉磁場而轉子5得以轉動。藉由 轉子5之旋轉，旋轉缸9、10內的滾輪13、14便經由 旋轉軸6而偏心轉動，從吸入管23、24所吸入的吸入 25 564290 7174 pif 3 氣體便被壓縮。 經由前述之連通孔，被壓縮的高壓氣體從旋轉缸9 排到杯狀排氣管19內，並從形成於杯狀排氣管19之排 放孔（圖未繪示）排放到上方的密閉容器1內。另一方面， 經由前述之連通孔，從旋轉缸10排到杯狀排氣管20內， 並經過之貫穿孔（圖未繪示）進入到杯狀排氣管19內，並 且同樣地從排放孔排放到上方的密閉容器1內。 被排出的高壓氣體，通過電動機2之裝設於定子4 內的間隙以及定子鐵心74與轉子5之間的間隙’以及 通過轉子鐵心26之凹入部32、33、34、35後，而上升。 之後，氣體與油分離板72接觸，以離心力向外側上升’ 而從排放管22排放出去。 接著，第23圖係使用電動壓縮機C之冷卻裝置的 冷煤迴路示意圖。電動壓縮機C之出口處連接到凝縮機 69，凝縮機69之出口側則連接到圖未繪出的液體承接 器，透過液管電磁閥連接到做爲減壓裝置之膨脹閥70 ° 膨脹閥70連接到蒸發器71。蒸發器71之出口處經由壓 縮器筒（accumulator)連接到電動壓縮機C之吸入側’而 構成環狀的冷煤迴路。從電動壓縮機C排出的高溫高壓 氣體冷煤油凝縮機69放熱，使之凝縮液化。之後’以 26 564290 7174 pif 3 膨脹閥減壓後，導入蒸發器71。於此，由周圍環境加以 散熱，而反覆操作此汽化循環。 第9圖繪示電動壓縮機C之噪音波形的示意圖。如 圖所示，可聽音頻（500Hz〜1.6kHz)之斜線部分的噪音是 明顯地降低。此外，電動壓縮機C係使用700W的2汽 缸的旋轉壓縮機（twin-rotary compressor)，冷煤爲 R401A，電動機2爲使用集中捲線並使用稀土類永久磁 鐵。此外，以Ct/EtMSYMfC，80Hz運轉。麥克風設 置在水平距離lm的位置上。以上述條件，得到表一的 實驗數據。 表一 H/Ho 1.0 0.75 0.5 0.375 0.25 Ho 40 40 40 40 40 Η 40 30 20 15 10 噪音位準 dB(A) 63.5 62.5 60.5 60.5 60 從上表可以充分了解噪音可以被降低。 如上所述，在構成使用於電動壓縮機C之電動機 2(DC馬達）的轉子5的定子鐵心74的外緣設置缺口 74A，因爲此缺口 74A以外的部分與外殻1A內壁接觸， 使用於電動壓縮機C之電動機2(DC馬達），相較於一般 27 564290 7174 pif 3 之感應電動機，藉由往半徑方向之轉子的磁吸力、反作 用力，使轉子5之軛部振動；但因爲在構成轉子5之定 子鐵心74的外緣設置缺口 74A，而使此缺口 74A以外 的部分與外殻1A內壁接觸，故即使定子4的軛部被振 動的情況，往外殻1A之振動傳遞也可以使之減少。據 此，電動壓縮機C之噪音得以被大幅降低。 特別是，高磁力之稀土類永久磁鐵與開槽數少的磁 極集中捲線式電動機，比起開槽數多的電動機而言，磁 力線的變化較大，因爲在定子鐵心74的外緣設置缺口 74A，而與外殻1A接觸，所以從定子4的軛部到外殻1A 的振動傳遞可以減小。據此，電動壓縮機C之噪音得以 被大幅降低。 接著，第10圖與第11圖係繪示本發明另一個電動 壓縮機C之構造。在此情形，在定子鐵心74之外緣以 轉子5之旋轉軸6的延伸方向切開預定的尺寸，同時往 旋轉軸6切開預定的深度而形成缺口 74。缺口 74A以旋 轉軸6之延伸方向從定子鐵心74之中心往其中一方（圖 式中爲往下）切開，同時往旋轉軸6方向切開預定的深 4 度。在此情形，當定子鐵心74與外殼1A內壁面接觸的 長度H(圖中的H1)，且定子鐵心74之厚度（在此情形爲 28 564290 7174 pif 3 轉子5之旋轉軸6方向的尺寸）Ho時，設計規則爲0.2 < Hl/Ho 幺 0.8。 亦即，在定子鐵心74之旋轉軸6的延伸方向所設 置的缺口 74A之另一側（圖中的H1部分）與外殻1A之內 壁面接觸，同時缺口 74A與外殻1A之內壁面分離。此 外，除了定子鐵心74外，與第1圖與第2圖所示的構 造相同。據此，電動機2(DC馬達），相較於一般之感應 電動機，其藉由往半徑方向之轉子5的磁吸力、反作用 力，使轉子5之軛部振動很難往外殼1A之傳遞。據此， 電動壓縮機C之噪音得以被大幅降低。 接著，第12圖與第13圖係繪示本發明再一個電動 壓縮機C之構造。在此情形，在定子鐵心74之外緣以 轉子5之旋轉軸6的延伸方向切開預定的尺寸，同時往 旋轉軸6切開預定的深度而形成缺口 74。缺口 74A以旋 轉軸6之延伸方向從定子鐵心74之中心往其中一方（圖 式中爲往上）切開，同時往旋轉軸6方向切開預定的深 度。在此情形，當定子鐵心74與外殼1A內壁面接觸的 長度H(圖中的H2)，且定子鐵心74之厚度（在此情形爲 轉子5之旋轉軸6方向的尺寸）Ho時，設計規則爲0.2 < H2/Ho 幺 0.8。 29 564290 7174 pif 3 亦即，在定子鐵心74之旋轉軸6的延伸方向所設 置的缺口 74A之另一側H2與外殼1A之內壁面接觸， 同時缺口 74A與外殻1A之內壁面分離。此外，除了定 子鐵心74外，與第1圖與第2圖所示的構造相同。據 此’電動機2(DC馬達），相較於一般之感應電動機，其 藉由往半徑方向之轉子5的磁吸力、反作用力，使轉子 5之軛部振動很難往外殼1A之傳遞。據此，電動壓縮機 C之噪音得以被大幅降低。 接著，第14圖與第15圖係繪示本發明再一個電動 壓縮機C之構造。在此情形，在定子鐵心74之外緣以 轉子5之旋轉軸6的延伸方向切開預定的尺寸，同時往 旋轉軸6切開預定的深度而形成缺口 74。缺口 74A以旋 轉軸6之延伸方向切開數個地方（在此例爲兩處），同時 往旋轉軸6方向切開預定的深度。在此情形，當定子鐵 心74與外殼1A內壁面接觸的長度H(圖中的 H1+H2+H3)，且定子鐵心74之厚度（在此情形爲轉子5 之旋轉軸6方向的尺寸）時’設計規則爲〇·2 < H1+H2+H3/HO 幺 0.8。 亦即，在定子鐵心74之旋轉軸6的延伸方向所設 置的兩個缺口 74A以外的地方（圖中之HI、H2、H3)與 30 564290 7174 pif 3 外殻1A之內壁面接觸，同時缺口 74A與外殻1A之內 壁面分離。此外，除了定子鐵心74外，與第1圖與第2 圖所示的構造相同。據此，電動機2(DC馬達），相較於 一般之感應電動機，其藉由往半徑方向之轉子5的磁吸 力、反作用力，使轉子5之軛部振動很難往外殼1A之 傳遞。據此，電動壓縮機C之噪音得以被大幅降低。 接著，第16圖與第17圖係繪示本發明再一個電動 壓縮機C之構造。在此情形，插入到配置於轉子5中之 各開槽41、42、43、44內的各磁性物質（永久磁鐵）45 的堆積厚度比定子鐵心74的堆積厚度（在此例爲轉子5 之旋轉軸6方向的尺寸）還短。各開槽41、42、43、44 內所插入之磁性物質45係配置於各開槽41、42、43、44 之長邊方向的中心。此外，當設置在轉子5中之磁性物 質45的堆積厚度爲Hmg，且定子鐵心的堆積厚度爲Ho 時，尺寸Hmg對尺寸Ho的比率係爲0.2 S Hmg/Ho < 0.8。 亦即，插入各開槽41、42、43、44中的磁性物質45， 以相同的尺寸短於該開槽41、42、43、44的兩端處。 此外，除了磁性物質45外，與第1圖與第2圖所示的 構造相同。據此，電動機2(DC馬達），相較於一般之感 應電動機，其藉由往半徑方向之轉子5的磁吸力、反作 31 564290 7174 pif 3 用力，使轉子5之軛部振動很難往外殼1A之傳遞。據 此，電動壓縮機c之噪音得以被大幅降低。 第8圖繪示產生磁場之磁性物質45所採用的永久 磁鐵（如鐵氧系磁鐵材料或稀土族磁鐵材料）的減磁曲 線，其中縱軸爲磁力線密度Β，而橫軸爲保持力He。此 外，如第8圖所示，虛線表示使用一般的鐵氧系磁鐵材 料，實線表示使用一般稀土族磁鐵材料，T1爲+25°C， T2爲150°C。從該圖可以輕易了解，稀土族磁鐵材料之 殘留磁通量B與保持例He均比鐵氧系磁鐵材料來得大， 而磁能也較大。據此，即使磁鐵的面積小，也可以確保 必要的磁力線數，而得到預定的輸出。 亦即，因爲即使各磁性物質（永久磁鐵）45的堆積厚 度比定子鐵心74的堆積厚度小，仍舊可以獲得預定的 輸出，故不會使電動機2之輸出降低，並且定子4之對 齒狀結構的振動力量可以分散到比磁性物質45厚度Hmg 還大的定子4厚度的方向（圖中的箭頭方向）。並且藉由 振動傳遞的分散，使對外殼1A的振動傳遞可以減輕。 此外，Hmg/Ho之最低値〇·2係由電動機2之效率與定 子4之成本來加以考量決定。 第18圖繪示電動壓縮機C之噪音波形的示意圖。 32 564290 7174 pif 3 如圖所示，可聽音頻（500HZ〜1.6kHz)之斜線部分的噪音 是明顯地降低。圖中SH表示Ho。由圖所示可知，定子 4厚度Ho=40mm與磁性物質厚度Hmg=40mm爲習知之 大噪音的情形；而在定子4厚度Ho=50mm與磁性物質 厚度Hmg=40mm時，噪音大爲降低。定子4厚度H〇=45mm 與磁性物質厚度Hmg=40mm時，定子4厚度Ho = 50mm 與40mm之間的噪音也可以輕易得知。此外，電動壓縮 機C係使用700W的2汽缸的旋轉壓縮機（twin-rotary compressor)，冷煤爲R401A，電動機2爲使用集中捲線 並使用稀土類永久磁鐵。此外，以Ct/Et=43°C/44°C，80Hz 運轉。麥克風設置在水平距離lm的位置上。其次，第 18圖的說明以表二來展示，噪音位準爲使Hmg/Ho變化 時之數値。

Hmg/Ho 1.0 0.89 0.8 0.6 0.4 Ho 40 45 50 50 50 Hmg 40 40 40 30 20 噪音位準 dB(A) 63.5 61.5 60.5 60 59.5 從上表可以充分了解噪音可以被降低。 接著，第19圖與第20圖係繪示本發明再一個電動 33 564290 7174 pif 3 壓縮機C之構造。在此情形，電動壓縮機c使用第丨圖 所示之配置缺口 74A的定子4，同時設置轉子5，其係 使插入第16圖之各開槽41、42、43、44內的各磁性物 質（永久磁鐵）45的堆積厚度比定子鐵心74的堆積厚度 還短。 磁性物質45比轉子鐵心26之直徑D與旋轉軸6方 向尺寸L之比値L/D小1·1，並且磁性物質45之厚度尺 寸t與旋轉軸方向之堆積厚度Hmg之比t/Hmg小於0.1。 亦即，利用稀土族磁鐵材料構成磁性物質45，並且在轉 子5之轉子鐵心26之直徑D，轉子鐵心26之旋轉軸6 方向的尺寸爲L，磁性物質45之厚度尺寸爲t的情形時， 藉由L相對於尺寸D之比率爲L/D<1.1以及t相對於尺 寸Hmg的比率爲t/Hmg<0.1，定子4之軛部的振動可以 被分散而減少外殼1A之振動。並且藉由磁性物質45之 厚度尺寸t與旋轉軸方向之堆積厚度Hmg之比t/Hmg小 於0.1，使得定子4之軛部的振動可以被分散而可以減 少外殻1A之振動。此外，除定子鐵心74與磁性物質45 以外，其餘與第1圖與第2圖所示的構造相同。藉此， 定子4之軛部即使被振動，對定子5之齒狀結構之振動 例也可使之分散，使傳遞到外殼1A之振動可以大福地 34 564290 7174 pif 3 減少。據此，從空調、冷凍庫、冷藏室或展示櫃等之中 所設置的冷卻裝置所發出的噪音可以大幅地降低。 如上所詳述，依據申請專利範圍第1項所述，電動 裝置具有定子，其具有與該密閉容器之內壁接觸而加以 固定之定子鐵心；以及轉子，其具有磁性物質，並裝配 於旋轉軸上而可自由旋轉地支撐於定子之內側。並且因 爲在定子鐵心之與該密閉容器接觸部分的沿該旋轉軸方 向之尺寸爲Η，定子鐵心之該旋轉軸方向的尺寸爲Ho 時，具有H<Ho之特徵，從定子鐵心傳到外殻之振動可 以減少。據此，例如即使定子之軛部被施以振動，仍可 以減少傳遞到外殻的振動。因此，電動機壓縮機之噪音 便可以大幅地降低。 此外，依據申請專利範圍第2項所述，電動裝置更 包括定子，其具有與密閉容器之內壁接觸而加以固定之 定子鐵心；以及轉子，具有磁性物質，並裝配於旋轉軸 上而可自由旋轉地支撐於定子之內側。並且因爲磁性物 質於旋轉軸方向之尺寸爲Hmg，定子鐵心之該旋轉軸方 向的尺寸爲Ho時，具有Hmg<Ho之特徵，磁性物質之 磁力可以使之分散至定子鐵心的旋轉軸方向。藉此，因 磁力使轉子產生的振動可以使之集中於旋轉軸方向之中 35 564290 7174 pif 3 心，藉以減少對外殼的振動。因此，電動機壓縮機之噪 音便可以大幅地降低。 此外，依據申請專利範圍第3項所述，電動裝置更 包括定子，其具有與密閉容器之內壁接觸而加以固定之 定子鐵心；以及轉子，具有磁性物質，並裝配於旋轉軸 上而可自由旋轉地支撐於定子之內側。並且在定子鐵心 之與密閉容器接觸部分的沿旋轉軸方向之尺寸爲Η，定 子鐵心之旋轉軸方向的尺寸爲Ho，且磁性物質於旋轉軸 方向之尺寸爲Hmg時，具有H<Ho以及Hmg<Ho之特 徵時，從定子鐵心傳到外殻的振動可以減少，也可以讓 磁性物質之磁力分散至定子鐵心的旋轉軸方向。因此， 電動機壓縮機之噪音便可以大幅地降低。 另外，如申請專利範圍第4項所述，因爲其中定子 鐵心之定子鐵心之與密閉容器接觸部分的沿旋轉軸方向 之尺寸Η相對於旋轉軸方向的尺寸Ho的比率之範圍係 在0.2 < H/Ho S 0.8，相較於一般之感應電動機，利用對 半徑方向之轉子的磁力吸引力與反作用力，使轉子之軛 部的振動很難傳遞到電動壓縮機的外殼。因此，如前所 述電動機壓縮機之噪音便可以大幅地降低。 再者，如申請專利範圍第5項所述，因爲磁性物質 36 564290 7174 pif 3 於旋轉軸方向之尺寸Hmg相對於旋轉軸方向的尺寸Ho 的比率之範圍係在0.2 < Hmg/Ho < 0.98，故可以分散對 定子之齒狀結構的振動。據此，可以減少傳遞到外殼之 振動。因此’電動機之效率以及防止增加定子的成本， 並且可以分散施加於定子之軛部的振動，更可以將電動 機壓縮機之噪音便可以大幅地降低。 再者，如申請專利範圍第6項，因爲磁性物質係利 用稀土族磁鐵材料構成，並且在轉子之該轉子鐵心之直 徑爲D，轉子鐵心之旋轉軸方向的尺寸爲L，磁性物質 之厚度尺寸爲t的情形時，因爲尺寸L相對於尺寸D之 比率爲L/D<M以及尺寸t相對於尺寸Hmg的比率爲 t/Hmg<〇.l，藉由l相對於尺寸D之比率爲L/D<1.1，當 與習知之使用鐵氧系磁鐵材料的情形相比，既可以維持 所需要的電動機輸出，且可以縮小轉子鐵心的尺寸大 小，並且使轉子的振動分散，進而減少外殼的振動。此 外，利用磁性物質之厚度t與旋轉軸方向的堆積厚度Hmg 之比値t/Hmg小於〇」，更可以將因轉子產生的振動加 以分散，進而減少外殼的振動。因此，可以大幅地增加 降低噪音的效果。故，電動機之效率以及防止增加定子 的成本，並且可以分散施加於定子之軛部的振動，更可 37 564290 7174 pif 3 以將電動機壓縮機之噪音便可以大幅地降低。 特別是轉子鐵心之直徑D與旋轉軸方向的尺寸L的 比値L/D小於1.1，因爲轉子鐵心之尺寸縮小係在於縮 小旋轉軸方向之尺寸L，轉子鐵心之直徑或壓縮機之密 閉容器的外徑可以不必變更，也就不必更換製造設備， 更可以降低因轉子振動產生的噪音加以分散。 再者，如申請專利範圍第7項所述，因爲電動壓縮 機與凝縮機、減壓裝置以及蒸發器構成冷煤迴路，如空 調、冷凍庫、冷藏室或展示櫃等之中所設置的冷卻裝置 所發出的噪音可以大幅地降低。因此，可以提供較佳無 噪音環境之冷卻裝置。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如 上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在 不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤 飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所 界定者爲準。 38

Claims (1)

1. 564290 7174 pif 3 拾、申請專利範圍： 1·一種電動壓縮機，形成於一密閉容器之中，該電 動壓縮機包括： 一電動裝置；以及 一壓縮要素，以連接到該電動裝置之一旋轉軸所驅 動， 其中該電動裝置更包括一定子，其具有與該密閉容 器之內壁接觸而加以固定之一定子鐵心；以及一轉子， 具有一磁性物質，並裝配於該旋轉軸上而可自由旋轉地 支撐於該定子之內側，並且在該定子鐵心之與該密閉容 器接觸部分的沿該旋轉軸方向之尺寸爲Η，該定子鐵心 之該旋轉軸方向的尺寸爲Ho時，具有Η<Ηο。 2. —種電動壓縮機，形成於一密閉容器之中，該電 動壓縮機包括： 一電動裝置；以及 一壓縮要素，以連接到該電動裝置之一旋轉軸所驅 動， 其中該電動裝置更包括一定子，其具有與該密閉容 器之內壁接觸而加以固定之一定子鐵心；以及一轉子， 具有一磁性物質，並裝配於該旋轉軸上而可自由旋轉地 支撐於該定子之內側，並且該磁性物質於該旋轉軸方向 之尺寸爲Hmg，該定子鐵心之該旋轉軸方向的尺寸爲Ho 時，具有Hmg<Ho。 3. —種電動壓縮機，形成於一密閉容器之中，該電 39 7174 pif 3 動壓縮機包括： 一電動裝置；以及 一壓縮要素，以連接到該電動裝置之一旋轉軸所驅 動， 其中該電動裝置更包括一定子，其具有與該密閉容 器之內壁接觸而加以固定之一定子鐵心；以及一轉子， 具有一磁性物質，並裝配於該旋轉軸上而可自由旋轉地 支撐於該定子之內側，並且在該定子鐵心之與該密閉容 器接觸部分的沿該旋轉軸方向之尺寸爲Η，該定子鐵心 之該旋轉軸方向的尺寸爲Ho，且該磁性物質於該旋轉軸 方向之尺寸爲Hmg時，具有H<Ho以及Hmg<Ho。 4_如申請專利範圍第1項或第3項之電動壓縮機， 其中該定子鐵心之該該定子鐵心之與該密閉容器接觸部 分的沿該旋轉軸方向之尺寸Η相對於該旋轉軸方向的尺 寸Ho的比率之範圍係在0.2 S H/Ho S 0.8。 5·如申請專利範圍第2項或第3項之電動壓縮機， 其中該磁性物質於該旋轉軸方向之尺寸Hmg相對於該旋 轉軸方向的尺寸Ho的比率之範圍係在0.2 S Hmt/Ho < 0.98。 6·如申請專利範圍第1項、第2項或第3項之電動 壓縮機，其中該磁性物質利用一稀土族磁鐵材料構成， 並且在該轉子之該轉子鐵心之直徑爲D，該轉子鐵心之 該旋轉軸方向的尺寸爲L，該磁性物質之厚度尺寸爲t 的情形時，尺寸L相對於尺寸D之比率爲L/D< 1.1以及 564290 7174 pif 3 尺寸t相對於尺寸Hmg的比率爲t/Hmg<0.1。 7.如申請專利範圍第1項、第2項或第3項之電 動壓縮機，其中該電動壓縮機與一凝縮機、一減壓裝置 以及一蒸發器構成一冷煤迴路。 41