(57)【要約】【課題】密閉型電動圧縮機の回転子内に配設される永久磁石の磁束が主軸受側に漏れ、鉄損（特に渦電流損）が発生して効率が低下するのを防止する。【解決手段】密閉型電動圧縮機の主軸受１２６を非金属にすることで、回転子１４０に内蔵されている永久磁石１４４の磁束が主軸受１２６側に漏れても、主軸受１２６で鉄損（特に渦電流損）が発生せず、損失の発生を防止でき、電動機の入力の増加を抑制することができので、効率の高い密閉型電動圧縮機を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に固定子と回転子とを備えた電動要素と、前記電動要素により駆動される圧縮要素とを収納し、前記電動要素は前記回転子の回転子鉄心に永久磁石を内蔵する誘導同期電動機であり、前記圧縮要素は主軸部と、偏心軸部を備えたシャフトと、円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに形成され前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受とを備え、前記主軸受を非金属で形成した密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
前記主軸受を樹脂で形成した請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
前記主軸受をポリアミドイミドの樹脂で形成した請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
前記主軸受をポリエーテルエーテルケトンの樹脂で形成した請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記圧縮機を、請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機にした冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵装置等に使用される密閉型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の密閉型電動圧縮機は、効率向上を目的に電動要素として誘導電動機でなく回転子に永久磁石を内蔵した効率の高い誘導同期電動機を採用し入力を低減したものがある（例えば、特許文献１参照）。
図４は、従来の密閉型電動圧縮機の縦断面図、図５は、従来の密閉型電動圧縮機の回転子と軸受部の断面図を示すものである。
【０００３】
図４に示すように、従来の密閉型電動圧縮機は密閉容器５１内に、下方に設けた圧縮機構部５２と、この圧縮機構部５２の上方に設けた自己始動形永久磁石式の誘導同期電動機５３とが収納されている。シャフト４９は軸５４とクランク部５６で構成され、軸５４には、誘導同期電動機５３の回転子５５が取付けられている。
【０００４】
圧縮機構部５２は軸５４が挿入される非磁性材であるアルミダイカストからなる主軸受５７と、ピストン５８が摺動するシリンダ５９を備えた鉄系材料の鋳物からなるシリンダブロック６０とからなり、ピストン５８はクランク部５６にコンロッド６１で連結され、シリンダ５９内に圧縮室６２が形成されている。
【０００５】
主軸受５７はシリンダブロック６０にボルト７４で取付けられている。給油管６５はクランク部５６の下端に取付けられ、容閉容器５１の底部に貯溜された潤滑油６６を圧縮機構部５２の摺動部に導いて、潤滑をスムースにさせている。また、誘導同期電動機５３は、固定子６７と、回転子５５とから構成されている。この回転子５５の圧縮機構部５２側にはラップ部６９が形成されており、このラップ部６９内へ主軸受５７の一部が延在している。
【０００６】
次に永久磁石７０ａ，７０ｂの磁束の流れを図５の矢印線で概念的に説明する。上部２個の永久磁石７０ａから出た磁束はラップ部６９の外周に近い回転子鉄心６８を集中的に通って下部の２個の永久磁石７０ｂに流れていく。このとき、回転子鉄心６８には部分的に狭い磁路が形成されているので、磁束密度が非常に高い値となり、まわりの磁性材料を吸引しやすくなっている。
【０００７】
しかしラップ部６９の内側に延在する主軸受５７が非磁性材料のアルミダイカストから形成されているため、ラップ部６９の外周と主軸受５７との間には磁気吸引力が働かず、磁気吸引力によるロストルクは生じない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５３８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記従来の構成では、ラップ部６９の外周付近の回転子鉄心６８を通る永久磁石７０の磁束の漏れに対して、主軸受５７が非磁性で構成されているので、主軸受５７側にも磁束が流れ、鉄損（特に渦電流損）が発生する。その結果、この鉄損（特に渦電
流損）を補って誘導同期電動機５３が運転を続けるために、その見合い分の余分な電力を投入する必要があり、運転時の入力が増加するという課題を有していた。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決するもので、主軸受５７での鉄損（特に渦電流損）を低減して入力の増加を抑制した効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は主軸受を非金属で形成したものである。これにより、回転子に内蔵されている永久磁石の磁束が主軸受側に漏れても、主軸受で鉄損（特に渦電流）が発生せず、損失の発生を防止できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の密閉型電動圧縮機は、主軸受を非金属にすることで主軸受で鉄損（特に渦電流）が発生せず、損失の発生を防止できるので、入力の増加を抑制した効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の回転子と主軸受の断面図
【図３】本発明の実施の形態２における冷凍装置の模式図
【図４】従来の密閉型電動圧縮機の縦断面図
【図５】従来の密閉型電動圧縮機の回転子と主軸受の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、密閉容器内に固定子と回転子とを備えた電動要素と、前記電動要素により駆動される圧縮要素とを収納し、前記電動要素は前記回転子の回転子鉄心に永久磁石を内蔵する誘導同期電動機であり、前記圧縮要素は主軸部と、偏心軸部を備えたシャフトと、円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに固定され、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受とを備え、前記主軸受を非金属とすることで、回転子に内蔵されている永久磁石の磁束の漏れが主軸受に流れても、主軸受が非金属で形成されているので、鉄損(主に渦電流損)が発生せず、入力の増加を抑制した効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１５】
第２の発明は、特に第１の発明の主軸受を樹脂で形成したことにより、回転子に内蔵されている永久磁石の磁束が主軸受に漏れても、主軸受が樹脂で形成されているので、鉄損(主に渦電流損)が発生せず、また樹脂で構成されているので容易に製作することができ、さらに柔軟性があるため、シャフトから主軸受にかかる力で、シャフトがこじることがなく、入力の増加を抑制し高効率で、生産性が高く、信頼性も高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に第２の発明の主軸受をポリアミドイミドの樹脂で形成したもので、回転子に内蔵されている永久磁石の磁束の漏れが主軸受に流れても、主軸受がポリアミドイミドの樹脂で形成されているので、鉄損(主に渦電流損)が発生せず、また耐熱性と摺動性、耐摩耗性が良好であり、入力の増加を抑制し高効率で、さらに信頼性も高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に第２の発明の主軸受をポリエーテルエーテルケトンの樹脂で形成したもので、回転子に内蔵されている永久磁石の磁束の漏れが主軸受に流れても、主軸受が
ポリエーテルエーテルケトンの樹脂で形成されているので、鉄損(主に渦電流損)が発生せず、また耐熱性と摺動性、耐摩耗性が良好であり、また容易に製作することができ、入力の増加を抑制し高効率で、さらに信頼性も高く、生産性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１８】
第５の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記圧縮機を第１から第４のいずれか１つの発明の密閉型電動圧縮機を用いた冷凍装置であることにより、入力の増加を抑制した効率の高い密閉型電動圧縮機の搭載によって冷凍装置の消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦断面図、図２は同実施の形態における密閉型電動圧縮機の回転子と主軸受の断面図である。
【００２０】
図１において、密閉容器１０１内には、電動要素１０２とこの電動要素１０２により回転駆動される圧縮要素１０４がそれぞれ収納され底部にオイル１０６を貯留している。圧縮要素１０４は電動要素１０２の上部に一体に組み立てられ、複数のコイルばね１０８により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。
【００２１】
圧縮要素１０４は、主軸部１１０とツバ部１１２を介して形成された偏心軸部１１４を備えたシャフト１１６と、圧縮室１２０を形成するシリンダブロック１２２と、シリンダブロック１２２にボルト１２７で固定され、主軸部１１０を支持する主軸受１２６と、圧縮室１２０内で往復運動するピストン１２８と、ピストン１２８と偏心軸部１１４とを連結するコンロッド１３０を備え、レシプロ式圧縮機を形成している。
【００２２】
シリンダブロック１２２は、剛性のある鋳物の磁性体でできている。また主軸受１２６は樹脂で形成されている。シャフト１１６は、一端が密閉容器１０１内に貯留したオイル１０６に連通した給油機構１３２と、主軸部１１０に給油機構１３２によって汲み上げられたオイル１０６の一部を上端面１３４に供給する給油溝１３８を有している。
【００２３】
電動要素１０２は、回転子鉄心１４２に磁気エネルギーの大きい希土類の永久磁石１４４を内蔵した回転子１４０と、シリンダブロック１２２の下方に固定された固定子１４６とから構成され、回転子１４０は主軸部１１０に回転子鉄心１４２を焼嵌め等で固定されている。
【００２４】
以上のように構成された密閉型電動圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
電動要素１０２の固定子１４６に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子１４０は始動時に誘導電動機として始動し回転を始める。そして回転子１４０が加速され最大トルクを超え瞬時に同期速度に引き込まれ誘導同期電動機として定常運転を継続する。
【００２６】
回転子１４０が回転するとこれに伴ってシャフト１１６が回転し、偏心軸部１１４の運動がコンロッド１３０を介してピストン１２８に伝わることでピストン１２８は圧縮室１２０内で往復運動を行い、圧縮要素１０４が所定の圧縮動作を行う。
【００２７】
次に永久磁石１４４ａ，１４４ｂの磁束の流れを図２の矢印線で概念的に説明する。上部２個の永久磁石１４４ａから出た磁束は回転子１４０内に主軸受１２６を取り囲むように形成されたボア部１５４の外周に近い回転子鉄心１４２の磁路１４３を集中的に通って
下部の２個の永久磁石１４４ｂに流れていく。
【００２８】
このとき、磁路１４３が部分的に狭くなっているところでは、磁束密度が非常に高い値となり磁束が主軸受１２６に漏れる。しかし主軸受１２６は非金属である樹脂でできているので、回転子に内蔵された永久磁石からの漏れた磁束が主軸受１２６に流れても、主軸受１２６内で鉄損（特に渦電流損）を発生せず、損失の発生を防止できる。
【００２９】
その結果、電動機の入力の増加を抑制した効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。また回転子１４０に発生する径方向の磁気吸引力やコンロッド１３０から偏心軸部１１４へ伝達される圧縮負荷によりシャフト１１６が傾き、主軸受１２６にこじりが発生しても主軸受１２６が樹脂であるため、主軸受１２６がたわみ、シャフト１１６を柔軟に受け止めることができ、摩耗を防止し信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００３０】
また、主軸受１２６は樹脂製なので、射出成形などで容易に形状を構成でき、生産性を向上することができる。さらに、本実施の形態においては、主軸受１２６をポリアミドイミド樹脂で構成しているので摺動性、耐熱性、耐摩耗性に優れている。また、主軸受１２６をポリエーテルエーテルケトンにすることで、摺動性、耐熱性、耐摩耗性に加えて、さらに生産性も向上することができる。
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における冷凍装置の構成を示す模式図である。ここで、冷媒回路には、実施の形態１で説明した密閉型電動圧縮機を搭載した構成とし、冷凍装置の基本構成の概略について説明する。
【００３１】
図３において、冷凍装置は、一面が開口した断熱性の箱体とその開口を開閉する扉体構成の本体３０１と、本体３０１の内部を、物品の貯蔵空間３０３と機械室３０５に区画する区画壁３０７と、貯蔵空間３０３内を冷却する冷媒回路３０９を具備している。
【００３２】
冷媒回路３０９は、圧縮機３１１として実施の形態１で説明した密閉型電動圧縮機と、放熱器３１３と、減圧装置３１５と、吸熱器３１７を環状に配管接続した構成となっている。
【００３３】
そして、吸熱器３１７は、送風機（図示せず）を具備した貯蔵空間３０３内に配置されている。吸熱器３１７の冷却熱は、矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間３０３内を循環するように撹拌される。
【００３４】
以上説明した冷凍装置に、圧縮機３１１として本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機を搭載したことにより、圧縮機３１１の入力の増加が抑制され、効率が向上しているので、冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる密閉型電動圧縮機および冷凍装置は、密閉型圧縮機の主軸受を非金属で形成することにより入力の増加を抑制し、密閉型電動圧縮機の効率を向上することができるので、電気冷蔵庫、あるいはエアーコンディショナー等の家庭用に限らず、業務用ショーケース、自動販売機等の冷凍装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０１  密閉容器
１０２  電動要素
１０４  圧縮要素
１１０  主軸部
１１２  ツバ部
１１４  偏心軸部
１１６  シャフト
１２０  圧縮室
１２２  シリンダブロック
１２６  主軸受
１４０  回転子
１４２  回転子鉄心
１４４  永久磁石
１４６  固定子
３０９  冷媒回路
３１１  圧縮機
３１３  放熱器
３１５  減圧装置
３１７  吸熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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