JP2007205227A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの密閉容器への圧入変形を防止して、モータの効率を向上できると共にモータの振動および騒音を低減できる圧縮機を提供する。
【解決手段】ステータコア５１０は、密閉容器１の内周面に接触する接触面５１１ａの径方向内側に貫通孔５１１ｂを有する。したがって、上記ステータコア５１０を上記密閉容器１内に圧入して取り付けるときに、上記ステータコア５１０の上記接触面５１１ａに圧縮荷重がかかって、上記ステータコア５１０における上記接触面５１１ａ付近の部分が変形しても、この接触面５１１ａ付近の部分の変形を、上記貫通孔５１１ｂによって吸収して、上記ステータコア５１０における上記貫通孔５１１ｂよりも径方向内側の部分の変形を防止できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫等に用いられる圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、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ていた。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、上記密閉容器の内周面に取り付けられたステータコアと、このステータコアに巻かれたコイルとを有している（特開平９−１８２３８８号公報：特許文献１参照）。
特開平９−１８２３８８号公報

しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記ステータコアを上記密閉容器内に圧入して取り付けるときに、上記ステータコアに圧縮荷重がかかって、上記ステータコアが変形する問題があった。

したがって、上記ステータが変形することで、鉄損が増加して上記モータの効率が低下すると共に、上記ステータと上記ロータの間のギャップが不均一になって上記モータの振動および騒音が増加していた。

そこで、この発明の課題は、上記ステータコアの上記密閉容器への圧入変形を防止して、上記モータの効率を向上できると共に上記モータの振動および騒音を低減でき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、上記密閉容器の内周面に取り付けられたステータコアと、このステータコアに巻かれたコイルとを有し、
上記ステータコアの外周面は、上記密閉容器の内周面に接触すると共に周方向に互いに間隔をあけて配列された複数の接触面を有し、
上記ステータコアは、上記接触面の径方向内側に貫通孔を有することを特徴としている。

ここで、周方向とは、上記ロータの回転方向をいい、径方向とは、上記ロータの回転軸に直交する方向をいう。

この発明の圧縮機によれば、上記ステータコアは、上記密閉容器の内周面に接触する上記接触面の径方向内側に上記貫通孔を有するので、上記ステータコアを上記密閉容器内に圧入して取り付けるときに、上記ステータコアの上記接触面に圧縮荷重がかかって、上記ステータコアにおける上記接触面付近の部分が変形しても、この接触面付近の部分の変形を、上記貫通孔によって吸収して、上記ステータコアにおける上記貫通孔よりも径方向内側の部分の変形を防止できる。

したがって、上記ステータの変形を防止できるので、鉄損が減少して上記モータの効率を向上できると共に、上記ステータと上記ロータとの間のギャップが均一になって上記モータの振動および騒音を低減できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記ステータコアは、環状部と、この環状部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複数のティースとを有し、上記接触面および上記貫通孔は、隣り合う上記ティースの間の上記環状部に形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記接触面および上記貫通孔は、隣り合う上記ティースの間の上記環状部に形成されているので、上記接触面および上記貫通孔は、上記ティースから離れた位置にある。したがって、上記ステータコアを上記密閉容器内に圧入しても、上記ティースの変形を確実に防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記ステータコアは、環状部と、この環状部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複数のティースとを有し、上記接触面および上記貫通孔は、上記ティースの径方向外側の上記環状部に形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記接触面および上記貫通孔は、上記ティースの径方向外側の上記環状部に形成されているので、上記貫通孔は、上記ステータコアの径方向の寸法が大きい部分にある。したがって、上記ステータコアに上記貫通孔を形成しても、上記ステータコアの曲げ剛性の低減を防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記貫通孔は、上記ステータコアの周方向に延びている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記貫通孔は、上記ステータコアの周方向に延びているので、上記貫通孔は、上記ステータコアを流れる磁束の方向に沿った形状である。したがって、上記貫通孔は、磁束の流れを邪魔し難いので、上記ステータの磁気抵抗は、大きくならない。

また、一実施形態の圧縮機では、上記貫通孔の上記周方向の長さは、上記接触面の周方向の長さよりも、長い。

この実施形態の圧縮機によれば、上記貫通孔の上記周方向の長さは、上記接触面の周方向の長さよりも、長いので、上記ステータコアにおける上記接触面付近の部分の変形を、上記貫通孔によって確実に吸収して、上記ステータコアにおける上記貫通孔よりも径方向内側の部分の変形を確実に防止できる。

この発明の圧縮機によれば、上記ステータコアは、上記密閉容器の内周面に接触する上記接触面の径方向内側に貫通孔を有するので、上記モータの効率を向上できると共に上記モータの振動および騒音を低減できる。

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。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の圧縮機の第１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を上記シャフト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。

上記密閉容器１には、冷媒ガスを吸入する吸入管１１が取り付けられ、この吸入管１１にはアキュームレータ１０が連結されている。つまり、上記圧縮要素２は、上記アキュームレータ１０から上記吸入管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。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、上記圧縮要素２から吐出して上記密閉容器１の内部に満たして、上記モータ３を冷却した後、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、潤滑油９を溜めている。

図１と図２に示すように、上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ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、上記密閉容器１の内周面に取り付けられたステータコア５１０と、このステータコア５１０に巻かれたコイル５２０とを有する。なお、図２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、例えば鉄からなり、上記密閉容器１に、焼き嵌め等の締まり嵌めによって、嵌め込まれている。上記ステータコア５１０の外周面は、上記密閉容器１の内周面に接触すると共に周方向に互いに略等しい間隔をあけて配列された９つの接触面５１１ａを有する。そして、上記ステータコア５１０は、上記接触面５１１ａで溶接されて、上記密閉容器１に固定される。上記ステータコア５１０は、上記接触面５１１ａの径方向内側に貫通孔５１１ｂを有する。ここで、周方向とは、上記ロータ６の回転方向をいい、径方向とは、上記ロータ６の回転軸（つまり、上記シャフト１２の回転軸１２ａ）に直交する方向をいう。

具体的に述べると、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５１２とを有する。上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂは、隣り合う上記ティース５１２，５１２の間の上記環状部５１１に形成されている。

上記ステータコア５１０の外周面には、上記ティース５１２の径方向外側に、周方向に略等間隔で、切り欠き（いわゆるコアカット）５１１ｃが形成され、この隣り合う切り欠き５１１ｃ，５１１ｃの間に、上記接触面５１１ａが形成される。

上記貫通孔５１１ｂは、上記ステータコア５１０の周方向に延びている。つまり、上記貫通孔５１１ｂは、円弧状のスリットである。上記貫通孔５１１ｂの上記周方向の長さは、上記接触面５１１ａの周方向の長さよりも、長い。上記接触面５１１ａの全部は、周方向からみて、上記貫通孔５１１ｂに重なっている。

上記コイル５２０は、上記各ティース５１２にそれぞれ巻かれて複数の上記ティース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、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、このシャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動する。

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。

上記圧縮要素２は、上記シャフト１２の回転軸１２ａに沿って上から下へ順に、上側の端板部材５０と、第１のシリンダ１２１と、中間の端板部材７０と、第２のシリンダ２２１と、下側の端板部材６０とを有する。

上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０は、上記第１のシリンダ１２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。上記中間の端板部材７０および上記下側の端板部材６０は、上記第２のシリンダ２２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。

上記第１のシリンダ１２１、上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０によって、第１のシリンダ室１２２を形成する。上記第２のシリンダ２２１、上記下側の端板部材６０および上記中間の端板部材７０によって、第２のシリンダ室２２２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、上記第１のシリンダ室１２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。

上記本体部５１に関して上記第１のシリンダ１２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁１３１が取り付けられている。この吐出弁１３１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、上記第１のシリンダ１２１と反対側に、上記吐出弁１３１を覆うように、カップ状の第１のマフラカバー３４０が取り付けられている。この第１のマフラカバー３４０は、ボルト等の固定部材によって、上記本体部５１に固定されている。上記第１のマフラカバー３４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記第１のマフラカバー３４０および上記上側の端板部材５０によって、第１のマフラ室３４２を形成する。上記第１のマフラ室３４２と上記第１のシリンダ室１２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

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。上記本体部６１には、上記第２のシリンダ室２２２に連通する（図示しない）吐出口が設けられている。

上記本体部６１に関して上記第２のシリンダ２２１と反対側に位置するように、上記本体部６１に（図示しない）吐出弁が取り付けられ、この吐出弁は上記吐出口を開閉する。

上記本体部６１には、上記第２のシリンダ２２１と反対側に、上記吐出弁を覆うように、第２のマフラカバー２４０が取り付けられている。この第２のマフラカバー２４０は、ボルト等の固定部材によって、上記本体部６１に固定されている。上記第２のマフラカバー２４０は、上記ボス部６２に挿通されている。

上記第２のマフラカバー２４０および上記下側の端板部材６０によって、第２のマフラ室２４２を形成する。上記第２のマフラ室２４２と上記第２のシリンダ室２２２とは、上記吐出口を介して、連通されている。

上記２のマフラ室２４２と上記第１のマフラ室３４２とは、上記下側の端板部材６０、上記第２のシリンダ２２１、上記中間の端板部材７０、上記第１のシリンダ１２１および上記上側の端板部材５０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記第１のマフラ室３４２と上記第１のマフラカバー３４０の外側とは、上記第１のマフラカバー３４０に形成された（図示しない）孔部によって、連通されている。

上記端板部材５０，６０，７０、上記シリンダ１２１，２２１、および、上記マフラカバー２４０，３４０は、ボルト等の固定部材によって、一体に締め付けられ固定されている。上記圧縮要素２の上記上側の端板部材５０は、溶接等によって、上記密閉容器１に取り付けられている。

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、上記第１のシリンダ室１２２および上記第２のシリンダ室２２２の内部に進入している。

上記シャフト１２には、上記第１のシリンダ室１２２内に位置するように、第１の偏心ピン１２６を設けている。この第１の偏心ピン１２６は、第１のローラ１２７に嵌合している。この第１のローラ１２７は、上記第１のシリンダ室１２２内で、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸を公転可能に配置され、この第１のローラ１２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記シャフト１２には、上記第２のシリンダ室２２２内に位置するように、第２の偏心ピン２２６を設けている。この第２の偏心ピン２２６は、第２のローラ２２７に嵌合している。この第２のローラ２２７は、上記第２のシリンダ室２２２内で、上記第２のシリンダ室２２２の中心軸を公転可能に配置され、この第２のローラ２２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記第１の偏心ピン１２６と上記第２の偏心ピン２２６とは、上記シャフト１２の回転軸１２ａに対して、１８０°ずれた位置にある。

次に、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用を説明する。

図３に示すように、上記第１のローラ１２７に一体に設けたブレード１２８で上記第１のシリンダ室１２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード１２８の右側の室は、一の上記吸入管１１が上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吸入室（低圧室）１２３を形成している。一方、上記ブレード１２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吐出室（高圧室）１２４を形成している。

上記ブレード１２８の両面には、半円柱状のブッシュ１２５，１２５が密着して、シールを行っている。上記ブッシュ１２５，１２５は、上記第１のシリンダ１２１に保持されている。つまり、上記ブレード１２８は、上記第１のシリンダ１２１に支持されている。上記ブレード１２８と上記ブッシュ１２５，１２５の間、および、上記ブッシュ１２５と上記第１のシリンダ１２１の間は、上記潤滑油９で潤滑を行っている。

そして、上記第１の偏心ピン１２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記第１の偏心ピン１２６に嵌合した上記第１のローラ１２７が、この第１のローラ１２７の外周面を上記第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。

上記第１のローラ１２７が、上記第１のシリンダ室１２２内で公転するに伴って、上記ブレード１２８は、このブレード１２８の両側面を上記ブッシュ１２５，１２５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１２３に吸入して、上記吐出室１２４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、上記第１のマフラ室３４２を経由して、上記第１のマフラカバー３４０の外側に排出される。

一方、上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用も、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と同様である。つまり、他の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第２のシリンダ室２２２に吸入し、上記第２のシリンダ室２２２内で上記第２のローラ２２７の公転運動で冷媒ガスを圧縮して、この高圧の冷媒ガスを、上記第２のマフラ室２４２および上記第１のマフラ室３４２を経由して、上記第１のマフラカバー３４０の外側に排出する。

上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。

上記構成の圧縮機によれば、上記ステータコア５１０は、上記密閉容器１の内周面に接触する上記接触面５１１ａの径方向内側に上記貫通孔５１１ｂを有するので、上記ステータコア５１０を上記密閉容器１内に圧入して取り付けるときに、上記ステータコア５１０の上記接触面５１１ａに圧縮荷重がかかって、上記ステータコア５１０における上記接触面５１１ａ付近の部分が変形しても、この接触面５１１ａ付近の部分の変形を、上記貫通孔５１１ｂによって吸収して、上記ステータコア５１０における上記貫通孔５１１ｂよりも径方向内側の部分の変形を防止できる。

したがって、上記ステータ５の変形を防止できるので、鉄損が減少して上記モータ３の効率を向上できると共に、上記ステータ５と上記ロータ６の間のギャップが均一になって上記モータ３の振動および騒音を低減できる。

また、上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂは、隣り合う上記ティース５１２，５１２の間の上記環状部５１１に形成されているので、上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂは、上記ティース５１２から離れた位置にある。したがって、上記ステータコア５１０を上記密閉容器１内に圧入しても、上記ティース５１２の変形を確実に防止できる。

また、上記貫通孔５１１ｂは、上記ステータコア５１０の周方向に延びているので、上記貫通孔５１１ｂは、上記ステータコア５１０を流れる磁束の方向に沿った形状である。したがって、上記貫通孔５１１ｂは、磁束の流れを邪魔し難いので、上記ステータ５の磁気抵抗は、大きくならない。

また、上記貫通孔５１１ｂの上記周方向の長さは、上記接触面５１１ａの周方向の長さよりも、長いので、上記ステータコア５１０における上記接触面５１１ａ付近の部分の変形を、上記貫通孔５１１ｂによって確実に吸収して、上記ステータコア５１０における上記貫通孔５１１ｂよりも径方向内側の部分の変形を確実に防止できる。

（第２の実施形態）
図４は、この発明の定着装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態と比較すると、上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂの位置が相違する。つまり、上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂは、上記ティース５１２の径方向外側の上記環状部５１１に形成されている。

したがって、上記貫通孔５１１ｂは、上記ステータコア５１０の径方向の寸法が大きい部分にあるので、上記ステータコア５１０に上記貫通孔５１１ｂを形成しても、上記ステータコア５１０の曲げ剛性の低減を防止できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記貫通孔５１１ｂは、上記ステータコア５１０の周方向に延びている矩形状や楕円形状であってもよく、または、複数の丸孔を上記ステータコア５１０の周方向に一列に並べたような形状であってもよい。上記貫通孔５１１ｂは、周方向に沿った形状に限定されず、弦状であってもよい。

上記接触面５１１ａおよび上記貫通孔５１１ｂの数量の増減は、自由である。上記ティース５１２および上記磁石６２０の数量の増減は、自由である。また、上記コイル５２０を、上記複数のティース５１２にわたって巻いた、いわゆる分布巻きとしてもよい。

また、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、１つのシリンダ室を有する１シリンダタイプでもよい。また、上記第１のマフラカバー３４０の外側に、上記第１のマフラ室３４２および上記第２のマフラ室２４２に連通する第３のマフラカバーを設けて、二段マフラとしてもよい。

本発明の圧縮機の第１実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機のモータ付近の横断面図である。 圧縮機の要部の平面図である。 本発明の圧縮機の第２実施形態を示す断面図である。

符号の説明

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
５１１ 環状部
５１１ａ 接触面
５１１ｂ 貫通孔
５１２ ティース
５２０ コイル
６ ロータ
６１０ ロータ本体
６２０ 磁石
１２ シャフト

Claims (5)

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、上記密閉容器（１）の内周面に取り付けられたステータコア（５１０）と、このステータコア（５１０）に巻かれたコイル（５２０）とを有し、
   上記ステータコア（５１０）の外周面は、上記密閉容器（１）の内周面に接触すると共に周方向に互いに間隔をあけて配列された複数の接触面（５１１ａ）を有し、
   上記ステータコア（５１０）は、上記接触面（５１１ａ）の径方向内側に貫通孔（５１１ｂ）を有することを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１に記載の圧縮機において、
   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複数のティース（５１２）とを有し、
   上記接触面（５１１ａ）および上記貫通孔（５１１ｂ）は、隣り合う上記ティース（５１２）の間の上記環状部（５１１）に形成されていることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１に記載の圧縮機において、
   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複数のティース（５１２）とを有し、
   上記接触面（５１１ａ）および上記貫通孔（５１１ｂ）は、上記ティース（５１２）の径方向外側の上記環状部（５１１）に形成されていることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記貫通孔（５１１ｂ）は、上記ステータコア（５１０）の周方向に延びていることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項４に記載の圧縮機において、
   上記貫通孔（５１１ｂ）の上記周方向の長さは、上記接触面（５１１ａ）の周方向の長さよりも、長いことを特徴とする圧縮機。

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