(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ保護装置が検知する温度のばらつきを低減し、モータの保護を確実に行い、信頼性の高い圧縮機を得ることを目的とする。【解決手段】モータコイル１２１０が巻かれたステータ１２００と回転するロータ１１００とからなる電動機部１０００と、該電動機部によって駆動される圧縮機構部２０００と、電動機部と前記圧縮機構部とを収納する密閉容器３０００と、密閉容器に設けられ、冷媒を吸入する吸入管３１００と、密閉容器に設けられ、吸入管で吸入された後に圧縮機構部で圧縮された冷媒を吐出する吐出管３２００と、を備えた密閉型圧縮機において、モータコイルの上方側のコイルエンド部１２１１に設けられ、検知温度又は検知電流が設定値を超えたとき、モータコイルに通電させるモータ回路を遮断するモータ保護装置１３００を備える。【選択図】図１
2015045290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータコイルが巻かれたステータと回転するロータとからなる電動機部と、
該電動機部によって駆動される圧縮機構部と、
前記電動機部と前記圧縮機構部とを収納する密閉容器と、
該密閉容器に設けられ、冷媒を吸入する吸入管と、
前記密閉容器に設けられ、前記吸入管で吸入された後に前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吐出する吐出管と、を備えた密閉型圧縮機において、
前記モータコイルの上方側のコイルエンド部に設けられ、検知温度又は検知電流が設定値を超えたとき、前記モータコイルに通電させるモータ回路を遮断するモータ保護装置と、
前記モータ保護装置と前記コイルエンド部との間に設けられた絶縁部材と、
前記モータ保護装置と前記絶縁部材との間に設けられ、前記モータ保護装置の設置側の底面と接触するように配置される金属板と、を備え、
前記金属板の前記モータ保護装置が配置される側の面積は、前記モータ保護装置の設置側の底面積よりも大きな面積となるように構成されることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記モータ保護装置は、バイメタルを電流遮断部材として内蔵し、この電流遮断部材により、検知電流または検知温度が設定値を超えたとき、モータコイルに通電させるモータ回路を遮断することを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記モータ保護装置と前記絶縁部材の間に介在する前記金属板の材料の熱伝導率は、前記モータ保護装置の設置側の底面を構成する材料の熱伝導率よりも、高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記モータ保護装置と前記絶縁部材の間に介在する前記金属板の材料は、非磁性材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍、空調用の冷媒圧縮機、空気やその他のガス圧縮機として使用される密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００６−００９７７７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「モータコイルに通電させるモータ回路をダイレクトカットするモータプロテクタを、コイルエンド部に取り付けた密閉形スクロール圧縮機において、コイルエンド部に凹部を設け、この凹部にモータプロテクタを密着して配置する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−００９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による従来技術の圧縮機では、駆動するモータを保護するため、電流の異常増加と、モータコイル温度の異常上昇の両者を検知し、モータコイルに通電させるモータ回路をダイレクトカットするモータプロテクタを備えて、このとき、モータコイル温度検知の追従性を上げるため、モータプロテクタはモータコイルに密着するようにコイルエンド部へ取り付けている。
【０００５】
しかし、圧縮機の運転中におけるモータコイルの発熱は、各相ごとのワイヤの巻き方の違いにより相ごとで一様ではなく、モータコイルの表面温度は局部ごとに差が生じ、温度分布にはばらつきがある。
【０００６】
さらに、圧縮機内を流れるガスはモータやモータプロテクタを冷却する効果があるが、形成されたガス流路により、モータやモータコイル近傍を流れるガスは、モータ全体に渡り一様な流れではなく、冷却特性においても局部ごとに差が生じ、よりいっそうモータコイルの温度分布のばらつきを広げる。
【０００７】
また、圧縮機に異常が生じ、例えば、三相誘導モータの一相が通電しない欠相状態に陥った場合においても、電流が流れない欠相している相と通電している相との間でモータコイルの温度に差を生じる。
【０００８】
このようにモータコイルの温度分布にばらつきがあり、モータプロテクタはモータコイルに密着するようにコイルエンド部へ取り付ける場合、モータコイル表面温度が低くなる位置にモータプロテクタが組み付けられると、モータプロテクタの作動が遅れモータを保護できなくなる。また、それを見越してモータプロテクタが作動する温度を低く設定することもできるが、通常の運転中に圧縮機が停止しやすくなり、運転範囲を狭めてしまうという問題がある。
【０００９】
モータコイルの温度分布のばらつきを低下させるために、モータプロテクタとモータコイルの接触面積を増大させ、より広い面積で温度検出することで温度の平均化を図ればよく、この方法としては、特許文献１のように、コイルエンド部に凹部を設け、モータプロテクタはコイルエンド凹部に密着して取り付けることにより、モータプロテクタとモータコイルの接触面積を増大させることができる。しかし、コイルエンド凹部の段差寸法を大きくするに従い、モータコイルを変則的に成形する巻線作業によりステータの生産性が劣っていくため、大きな段差を形成できず、モータプロテクタとモータコイルの接触面積を増大させる妨げとなる。
【００１０】
この他、モータプロテクタとモータコイルの接触面積を増大させるには、モータプロテクタの筐体を大きくする方法があるが、モータプロテクタの生産性に影響しコストに対して不利である。
【００１１】
本発明は、簡単な構造でモータ保護装置がモータコイル表面温度を検知対象とする面積を広げることにより、モータ保護装置が検知する温度のばらつきを低減し、モータの保護を確実に行い、信頼性の高い圧縮機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、
「モータコイルが巻かれたステータと回転するロータとからなる電動機部と、
該電動機部によって駆動される圧縮機構部と、
前記電動機部と前記圧縮機構部とを収納する密閉容器と、
該密閉容器に設けられ、冷媒を吸入する吸入管と、
前記密閉容器に設けられ、前記吸入管で吸入された後に前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吐出する吐出管と、を備えた密閉型圧縮機において、
前記モータコイルの上方側のコイルエンド部に設けられ、検知温度又は検知電流が設定値を超えたとき、前記モータコイルに通電させるモータ回路を遮断するモータ保護装置と、
前記モータ保護装置と前記コイルエンド部との間に設けられた絶縁部材と、
前記モータ保護装置と前記絶縁部材との間に設けられ、前記モータ保護装置の設置側の底面と接触するように配置される金属板と、を備え、
前記金属板の前記モータ保護装置が配置される側の面積は、前記モータ保護装置の設置側の底面積よりも大きな面積となるように構成されること」を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構造にて圧縮機を駆動するモータの保護を確実に行い、信頼性の高い圧縮機を得ることができる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】空調用スクロール圧縮機の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】モータプロテクタを備える電動機部を上方より示す図１の横断面図である。
【図３】ステータとモータプロテクタの結線の一実施例を示す回路図である。
【図４】モータプロテクタ取付部の一実施例を詳細に示す縦断面部分拡大図である。
【図５】モータプロテクタ取付部の一実施例を詳細に示す部分側面図である。
【図６】金属板とモータプロテクタの設置面を明示する三面図である。
【図７】従来のモータプロテクタ取付部を示す縦断面部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、三相交流誘導モータで駆動する空調用密閉型スクロール圧縮機を例に挙げ、モータ保護装置がモータコイルの表面温度を検知する対象となる面積を広げるための形態について説明する。図１は、本発明による一実施例を示すモータ保護装置であるモータプロテクタ１３００を、電動機部１０００のコイルエンド部１２１１に備えた空調用密閉型スクロール圧縮機の縦断面図であり、図２は、電動機部１０００を上方より示す図１の横断面図である。
【００１７】
電動機部１０００と、この電動機部１０００によって駆動される圧縮機構部２０００を密閉容器３０００内に収納し、駆動軸２１００を介してガス圧縮部２２００とロータ１１００が連結され、駆動軸２１００は密閉容器３０００内部に固定設置されているフレーム２３００に収納された主軸受２３１０およびすべり軸受２３２０によって支持されている。
【００１８】
密閉容器３０００に設けた吸入管３１００から吸入した冷媒ガスをガス圧縮部２２００で圧縮する。
【００１９】
電動機部１０００は、密閉容器３０００の内部に収容され、フレーム２３００の下方に配設される三相交流誘導モータである。電動機部１０００は、密閉容器３０００の内壁に固定されるステータ１２００と、このステータ１２００の内側に僅かな間隙（エアギャップ）を設けて回転自在に収容されるロータ１１００とから構成される。ステータ１２００は、導線が巻き付けられているモータコイル１２１０と、電磁鋼板を溶接またはかしめによって積層した積層部とからなり、モータコイル１２１０の上方および下方に形成されているコイルエンド部１２１１とを有する。
【００２０】
ガス圧縮部２２００は台板に渦巻状に直立したラップを持つ固定スクロール２２１０および旋回スクロール２２２０を互いに噛み合わせて構成される。固定スクロール２２１０にはガス圧縮部吸入口２２１１およびガス圧縮部吐出口２２１２が設けられている。旋回スクロール２２２０の反ラップ側にはすべり軸受２２２１を内径に備える筒状のボス２２２２を突設し、駆動軸２１００の先端に備わるクランクピン２１１０が挿入され、ロータ１１００の回転によるクランクピン２１１０の偏心回転が旋回スクロール２２２０を駆動する。また、旋回スクロール２２２０の反ラップ側にはオルダム継手２４００が配設され、旋回スクロール２２２０は自転することなく旋回運動し冷媒ガスを吸入する。
【００２１】
冷媒ガスは吸入管３１００およびガス圧縮部吸入口２２１１を通過し固定スクロール２２１０と旋回スクロール２２２０のラップで形成される圧縮室に吸入され、圧縮室は中央部へ移動しながら、その容積が減少され圧縮される。そして、冷媒ガスはガス圧縮部吐出口２２１２よりガス吐出空間３０１０へ吐出され、圧縮機構部外周ガス連通路３０２０を通過し、モータ室３０３０を経て、密閉容器３０００に設けた吐出管３２００から圧縮機外へ冷媒ガスを排出する。
【００２２】
密閉容器３０００下部に仕切板３３００により隔てられた油溜まり空間３０４０を設け、軸受および摺道部の潤滑油として圧縮機構部２０００内部に供給する冷凍機油３４００を溜める。駆動軸２１００は上端面と下端面を軸方向に貫通する給油穴２１２０を設け、さらに、給油穴２１２０と連通した油溜まり空間３０４０下部に到達する給油パイプ２１３０を備える。圧縮機構部２０００内部と圧縮ガスが充満されるモータ室３０３０の圧力差により冷凍機油３４００を吸い上げ、圧縮機構部２０００内部に冷凍機油３４００を供給する構造にして圧縮機構部２０００の信頼性を向上させている。
【００２３】
また、ステータ１２００のモータコイル１２１０の上方側のコイルエンド部１２１１には、モータ保護装置であるモータプロテクタ１３００が設置される。モータプロテクタ１３００は、モータ電源よりモータリード線１２１２を経て給電されるモータ電流の異常増加とともに、密閉容器３０００内の温度の異常上昇を検知し、電流または温度の設定値を超えたとき、モータコイル１２１０に通電させるモータ回路を遮断する、これにより、電動機部１０００の信頼性を向上させるものである。本実施例によるモータプロテクタ１３００をコイルエンド部１２１１に備えた電動機部１０００について詳細を説明する。
【００２４】
図３は、本発明による一実施例として、モータ電流の異常増加とともに密閉容器３０００内温度の異常上昇を検知するモータプロテクタ１３００をモータの回路内に組み込んだ、三相交流誘導モータの回路図であり、ステータ１２００とモータプロテクタ１３００の結線を示す。スター結線の中性点１０１０にモータプロテクタ１３００を結線し、３相のモータコイル１２１０に対して、モータプロテクタ１３００は、バイメタル方式で開閉する接点部１３１０を２相のライン上に備え、この接点部１３１０の開閉により電流を遮断する。
【００２５】
モータプロテクタ１３００の機械的構造としては、鋼板を成形したモータプロテクタ容器部材１３２０とモータプロテクタ蓋部材１３３０を密閉溶接し、モータプロテクタ１３００の容器内部に接点部１３１０を備え、中性点用プロテクタリード線１３４０によりモータの回路内に接続させる。本構成により、モータ電流の異常増加と圧縮容器３０００内部の異常上昇によりモータコイル１２１０を通電せしめるモータ回路をダイレクトカットする機能を有し、モータプロテクタ１３００の検出温度が正常に戻れば自動復帰する。
【００２６】
図４は、本発明による一実施例として、モータプロテクタ１３００をコイルエンド部１２１１に備える構成を詳細に示し、モータプロテクタ１３００取付部の縦断面部分拡大図である。図５は、それら部材の固定方法の一例を示し、モータプロテクタ１３００取付部の部分的な側面図である。モータプロテクタ１３００とコイルエンド部１２１１の間にはシート状の絶縁部材１４００を第一に介在させ、さらに、モータプロテクタ１３００と絶縁部材１４００の間には金属板１５００を第二に介在させ、モータプロテクタ１３００と金属板１５００と絶縁部材１４００をコイルエンド部１２１１に一体となるように、各々を密着させて縛り紐１６００により固定する。
【００２７】
絶縁部材１４００は、モータコイル１２１０と金属板１５００を電気的に絶縁させるために備え、圧縮機の定格電圧に従って規定される特定の耐電圧と絶縁沿面距離を確保する厚さと大きさである。
【００２８】
図６は、金属板１５００の設置平面とプロテクタ容器部材底面１３２１を明示する部分的な三面図であり、便宜上、金属板１５００とモータプロテクタ１３００を離して図示する。金属板１５００の設置平面はプロテクタ容器部材底面１３２１よりも大きな面積となる形状とし、図５の如く、金属板１５００とモータプロテクタ１３００を一体化させ、コイルエンド部１２１１に固定する。
【００２９】
つまり本実施例の密閉形圧縮機はモータコイル１２１０の上方側のコイルエンド部１２１１に設けられ、検知温度が設定値を超えたとき、モータコイル１２１０に通電させるモータ回路を遮断するモータ保護装置（モータプロテクタ１３００）と、モータ保護装置（モータプロテクタ１３００）とコイルエンド部１２１１との間に設けられた絶縁部材１４００と、モータ保護装置（モータプロテクタ１３００）と絶縁部材１４００との間に設けられ、モータ保護装置（モータプロテクタ１３００）の設置側の底面と接触するように配置される金属板１５００と、を備えている。そして、金属板１５００のモータ保護装置（モータプロテクタ１３００）が配置される側の面積は、モータ保護装置（モータプロテクタ１３００）の設置側の底面積よりも大きな面積となるように構成される。
【００３０】
これにより、モータコイル１２１０の温度感知面を広くすることができ、モータコイル１２１０の温度分布のばらつきをより平均化してモータプロテクタ１３００へ伝熱させることができる。
【００３１】
モータプロテクタ１３００の容器を大きくすれば、設置底面の面積を大きくできるが、プロテクタ容器部材１３２０とプロテクタ蓋部材１３３０の形状を変え、さらに、溶接工程も変える必要が生じ、コストが不利となる。本構成によれば、モータプロテクタ１３００は変更することなく、金属板１５００を一枚追加する簡単な方法で、モータの保護を確実に行い信頼性の高い圧縮機を得ることができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２は、実施例１で説明した密閉型圧縮機に対して、金属板１５００の材料として、プロテクタ容器部材１３２０より高い熱伝導率の材質を用いる。
【００３３】
実施例１では、金属板１５００によりモータコイル１２１０の温度分布のばらつきを平均化してプロテクタ容器部材１３２０へ伝熱させ、一方、従来技術では、プロテクタ容器部材１３２０自身により平均化される。この温度の平均化では高温部から低温部への熱の移動において熱量損失が発生し、忠実な温度の平均化の妨げになる。プロテクタ容器部材１３２０より高い熱伝導率の材料を用いることで、従来技術によるプロテクタ容器部材１３２０が温度を平均化する機能を持つ密閉型圧縮機よりも熱量損失が低減でき、より忠実に温度を平均化することができる。
【００３４】
従来、プロテクタ容器部材１３２０は鋼板を素材として用いているが、大きな効果を得るために、金属片１５００の素材は熱伝導率が鋼よりも高い銅や銅合金、もしくは、アルミニウムやアルミニウム合金等を用いることが望ましい。
【００３５】
プロテクタ容器部材１３２０に用いる材料を熱伝導率が高い材質に変更すれば、熱の移動における熱量損失を低減できるが、プロテクタ容器部材１３２０とプロテクタ蓋部材１３３０の接合工程において大幅に変更する必要が生じ、設備投資が必要となる。本構成によれば、モータプロテクタ１３００は変更することなく、金属板１５００を一枚追加する簡単な方法で、モータの保護を確実に行い信頼性の高い圧縮機を得ることができる。
【実施例３】
【００３６】
実施例３は、実施例１で説明した密閉型圧縮機に対して、金属板１５００の材料として、非磁性体の金属材料を用いる。
【００３７】
実施例１では、モータプロテクタ１３００の設置底面よりも大きな面積の金属板１５００でモータコイル１２１０を覆うように構成するが、このとき、金属板１５００に磁性体の金属材料を用いた場合、モータコイル１２１０で発生する磁束はロータ１１００へ向かわず金属板１５００に吸収される磁束が増え、金属板平面１５０１の面積が大きくなるに従って、磁気的な損失が大きくなる。金属板１５００に非磁性体の金属材料を用いれば、金属板１５００による磁気損失をなくすことができ、圧縮機の性能低下を伴うことなく、モータの保護を確実に行い信頼性の高い圧縮機を得ることができる。
【００３８】
なお、実施例1から実施例３では空調用密閉型スクロール圧縮機により説明したが、冷凍用やその他の用途の密閉型圧縮機、また、スクリュー圧縮機やその他の方式による密閉型圧縮機においても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０００  電動機部
１０１０  モータ回路中性点
１１００  ロータ
１２００  ステータ
１２１０  モータコイル
１２１１  コイルエンド部
１２１２  モータリード線
１２１３  ワイヤ
１３００  モータプロテクタ
１３１０  接点部
１３２０  プロテクタ容器部材
１３２１  プロテクタ容器部材底面
１３３０  プロテクタ蓋部材
１３４０  中性点用プロテクタリード線
１４００  絶縁部材
１５００  金属板
１５０１  金属板平面
１６００  縛り紐
２０００  圧縮機構部
２１００  駆動軸
２１１０  クランクピン
２１２０  給油穴
２１３０  給油パイプ
２２００  ガス圧縮部
２２１０  固定スクロール
２２１１  ガス圧縮部吸入口
２２１２  ガス圧縮部吐出口
２２２０  旋回スクロール
２２２１  すべり軸受
２２２２  ボス
２３００  フレーム
２３１０  主軸受
２３２０  すべり軸受
２４００  オルダム継手
３０００  密閉容器
３０１０  ガス吐出空間
３０２０  圧縮機構部外周ガス通路
３０３０  モータ室
３０４０  油溜まり空間
３１００  吸入管
３２００  吐出管
３３００  仕切板
３４００  冷凍機油
【図１】
2015045290.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015045290.tif 000007
【図６】
2015045290.tif 000008
【図７】
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