(57)【要約】密閉型圧縮機であって、密閉容器（１０２）内に、電動要素（１０４）と、電動要素（１０４）によって駆動される圧縮要素（１０６）とを収容する。圧縮要素（１０６）は、主軸（１３６）と偏心軸（１３４）とから構成されるシャフト（１２６）と、シャフト（１２６）の主軸（１３６）を軸支する軸受（１４４）とシリンダ（１４２）とを有するシリンダブロック（１２８）と、を備える。また、シリンダ内で往復運動するピストン（１３０）と、偏心軸（１３４）とピストン（１３０）とを連結する連結部（１３２）と、を備える。また、電動要素（１０４）は、固定子（１５０）と、固定子（１５０）の外周を囲むように、および、固定子（１５０）と同軸に配置された回転子（１５２）と、を備えたアウターロータ型モータである。また、固定子（１５０）が軸受（１４４）の外周面（１６２）へ接着剤（１６３）で固定されている。
2016006229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、
前記圧縮要素は、
主軸と偏心軸とから構成されるシャフトと、
前記シャフトの前記主軸を軸支する軸受とシリンダとを有するシリンダブロックと、
前記シリンダ内で往復運動するピストンと、
前記偏心軸と前記ピストンとを連結する連結部と、を備え、
前記電動要素は、
固定子と、前記固定子の外周を囲むように、および、前記固定子と同軸に配置された回転子と、を備えたアウターロータ型モータとし、かつ、
前記固定子が前記軸受の外周面へ接着剤で固定された密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記固定子の内周部の一部に軸受の外周面と嵌合する嵌め合い部が設けられた請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記嵌め合い部が前記固定子の上端面と下端面に設けられ、前記嵌め合い部以外の前記固定子の内周部と前記軸受の外周面に隙間が設けられた請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記嵌め合い部に前記固定子の内周部と前記軸受の外周面との隙間に開口する開口部が設けられた請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記開口部が複数設けられた請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記隙間が前記軸受側に設けられた請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記嵌め合い部が前記固定子の前記偏心軸側の上半分に設けられた請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記軸受が炭素を含んだ鉄系材質である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
前記軸受が前記炭素を１％以上７％以下含んだ請求項８に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
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、前記圧縮機が、請求項１から９のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機である冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型圧縮機およびそれを用いた家庭用電気冷凍冷蔵庫およびショーケース等の冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食材の多様化にともない家庭用電気冷凍冷蔵庫の庫内容積の大容量化の要望が強まっている。家庭用電気冷凍冷蔵庫の外観寸法はそのままで、庫内容積を広げるための１つの方法として、密閉型圧縮機を収納する機械室の縮小化が進められている。家庭用電気冷凍冷蔵庫やその他の冷凍サイクル装置等に使用される密閉型圧縮機においては、小型化、低背化が強く要望されている。【０００３】
従来、この種の密閉型圧縮機としては、小型化、低背化のために、インナーロータ型モータではなく、小型化、薄型化に適したアウターロータ型モータを用いるものがある（例えば、特許文献１を参照）。インナーロータ型モータでは、電動要素として、固定子の内側を回転子が回る。アウターロータ型モータでは、固定子の外側を回転子が回る。【０００４】
図７は、従来の密閉型圧縮機の軸受機構と電動要素を示す側面図である（特許文献１を参照）。【０００５】
図７に示すように、従来の密閉型圧縮機は、主軸４および偏心軸６を備えるシャフト８と、主軸４を軸支する軸受１０とを備える。主軸４の外周面と軸受１０の内周面にはそれぞれ、摺動部１２、１４が形成されている。【０００６】
電動要素１８は、固定子２０と、固定子２０の周りを囲むように、かつ、固定子２０と同軸に配置された回転子２２と、で構成されるアウターロータ型モータである。【０００７】
固定子２０は、軸受１０の外周面２３に溶接、焼き嵌め、または圧入等で固定されている。固定子２０が固定される軸受１０の内周には、摺動部１４がある。【０００８】
また、回転子２２には、円盤状のフレーム２４の外周端部２６に永久磁石２８が配置されている。回転子２２は、フレーム２４の中心に形成された円筒状の回転子軸孔３０によって、シャフト８の下端の外周に焼き嵌め等で固定されている。【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の構成では、固定子２０が軸受１０の外周部２３に溶接、焼き嵌め、または圧入等で固定されている。このため、従来の構成は、固定子２０が固定される軸受１０の内周面が変形し、主軸４の摺動部１２との間に固体接触が発生し摩耗しやすくなるという課題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００５１２６６号明細書
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するものである。本発明は、固定子を軸受の外周面に固定した時に、固定された軸受の内周面の変形を低減することにより、軸受と主軸との間に発生する固体接触を回避し、摩耗の発生を防止する。これにより、本発明は耐久性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に、電動要素と、電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容する。また、圧縮要素は、主軸と偏心軸とから構成されるシャフトと、シャフトの主軸を軸支する軸受とシリンダとを有するシリンダブロックと、シリンダ内で往復運動するピストンと、偏心軸とピストンとを連結する連結部と、を備える。また、電動要素は、固定子と、固定子の外周を囲むように、および、固定子と同軸に配置された回転子とを備えたアウターロータ型モータである。また、固定子が軸受の外周面へ接着剤で固定されている。
【００１３】
これにより、固定子を軸受の外周面に固定したときに発生する軸受の内周面の変形を低減できる。したがって、軸受と主軸との間に発生する固体接触を回避して、摩耗の発生を防止することができる。
【００１４】
本発明の密閉型圧縮機は、固定子を軸受の外周面に接着剤で固定しているので、溶接、焼き嵌め、および圧入等で固定した場合よりも、軸受の内周面の変形を低減できる。これにより、軸受と主軸との間に発生する固体接触を回避し、摩耗の発生を防止することができる。したがって、密閉型圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子と軸受の固定部分を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子と軸受を下部から見た下面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子と軸受の固定部分を示す別の拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子と軸受の固定部分を示すさらに別の拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における冷凍装置を示す模式図である。
【図７】図７は、従来の密閉型圧縮機の軸受機構と電動要素を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の断面図である。図２は、同密閉型圧縮機の固定子と軸受の固定部分を示す拡大断面である。図３は、同密閉型圧縮機の固定子と軸受を下部から見た下面図である。
【００１８】
図１において、本実施の形態における密閉型圧縮機は、鉄板の絞り成型によって形成された密閉容器１０２の内部に、電動要素１０４と、圧縮要素１０６とを備えた圧縮機本体１０８を有する。圧縮要素１０６は、電動要素１０４によって駆動される。
【００１９】
この圧縮機本体１０８は、サスペンションスプリング１２０によって弾性的に支持されている。
【００２０】
さらに、密閉容器１０２内には、冷媒ガス１２２が、冷凍装置（図示せず）の低圧側と同等圧力で、比較的低温の状態で封入されている。冷媒ガス１２２は、例えば、地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａ等である。密閉容器１０２内底部には、潤滑用のオイル１２４が封入されている。
【００２１】
圧縮要素１０６は、シャフト１２６、シリンダブロック１２８、ピストン１３０、および連結部１３２等で構成されている。
【００２２】
シャフト１２６は、偏心軸１３４と、主軸１３６と、オイル１２４に浸漬された主軸１３６の下端から偏心軸１３４の上端までオイル１２４を供給する給油機構１３８とを備えている。
【００２３】
シリンダブロック１２８は、圧縮室１４０を形成するシリンダ１４２と、主軸１３６を回転自在に軸支する軸受１４４とが一体に形成されている。
【００２４】
主軸１３６は、軸受１４４の内周面１６４との摺動部１３７の一部に、主軸１３６の外径を細くした中抜きで形成した非摺動部１４６を有している。また、主軸１３６の非摺動部１４６は、軸受１４４の上端と下端の間に配置されている。
【００２５】
電動要素１０４は、固定子１５０と、固定子１５０の周りを囲むように、かつ、固定子１５０と同軸で配置された回転子１５２と、で構成されるアウターロータ型モータである。
【００２６】
回転子１５２には、円盤状のフレーム１５４の外周端部１５６に永久磁石１５８が配置されている。フレーム１５４の中心に形成された円筒状の回転子軸孔１６０が、主軸１３６の下端の外周に圧入、溶接、または焼嵌め等で固定されている。
【００２７】
固定子１５０は、図２の拡大断面図から明らかなように、上端面１６５と下端面１６６にそれぞれ、嵌め合い部１６７と嵌め合い部１６９が設けられている。また、嵌め合い部１６７と嵌め合い部１６９以外の固定子１５０の内周面は、嵌め合い部１６７と嵌め合い部１６９よりもさらに内径が大きく、軸受１４４の外周面１６２と一定の隙間をとっている。
【００２８】
ここで、図３に示すように、固定子１５０の嵌め合い部１６９には、嵌め合い部１６７および嵌め合い部１６９以外の内周面と軸受１４４の外周面１６２との隙間に開口する開口部１７０が設けられている。そして、固定子１５０は、軸受１４４の外周面１６２と固定子１５０の内周面との間の隙間に、開口部１７０から流し込んだエポキシ系等の耐熱性に優れた接着剤１６３で固定されている。
【００２９】
軸受１４４は、炭素を含んだ鉄系材質としている。
【００３０】
軸受１４４は主軸１３６との摺動性、耐焼き付き性の向上と強度確保のために、炭素含有量が１％以上、10%以下の鉄系材料で構成されている。
【００３１】
軸受１４４の材質が鉄系で炭素含有量が１％以上の場合、固定子１５０を軸受１４４に溶接で固定することは、溶接の際、軸受１４４が脆くなり困難である。しかし、接着剤１６３で固定する方法であれば、固定子１５０を軸受１４４に安定的に固定することができる。炭素含有量が多くなると、脆くなるため、炭素含有量は通常７％までが望ましい。
【００３２】
また、固定子１５０を軸受１４４に溶接で固定する場合、軸受１４４が炭素含有量１％以上の鉄系材料であるため、溶接の際、軸受１４４が脆くなり、容易に固定できないが、本実施の形態では固定子１５０を接着剤１６３で軸受１４４に固定しているため、軸受１４４が炭素含有量１%以上の鉄系材料でも安定的に固定することができる。
【００３３】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作および作用を説明する。
【００３４】
電動要素１０４に通電すると、固定子１５０に電流が流れ、磁界が発生し、主軸１３６に固定された回転子１５２が回転する。この回転子１５２の回転により、シャフト１２６が回転する。偏心軸１３４に回転自在に取り付けられた連結部１３２を介して、ピストン１３０がシリンダ１４２内を往復運動する。こうして、圧縮要素１０６が所定の圧縮動作を行う。
【００３５】
次に、固定子１５０が、軸受１４４の外周面１６２に接着剤１６３で固定された作用と効果について説明する。
【００３６】
本実施の形態のようなアウターロータ型モータの固定子１５０は、通常は軸受１４４の外周面１６２に圧入、溶接、または焼嵌め等で固定されている。このため、固定子１５０が固定された位置の軸受１４４の内周面１６４が変形し、主軸１３６の摺動部１３７と固定子１５０との間に固体接触が発生し摩耗しやすくなる。
【００３７】
しかしながら、本実施の形態の密閉型圧縮機の固定子１５０は、接着剤１６３で軸受１４４の外周面１６２に固定されているため、圧入、溶接、または焼嵌めのように軸受１４４に過大な力が働くことがない。したがって、軸受１４４の内周面１６４に歪みが発生することを抑制できる。
【００３８】
よって、軸受１４４の内周面１６４と主軸１３６の摺動部１３７との固体接触を回避し、摩耗の発生を防止することができる。したがって、密閉型圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、固定子１５０の内周面と軸受１４４の外周面１６２との間に接着剤１６３が介在していても、固定子１５０の嵌め合い部１６７と嵌め合い部１６９により、軸受の内周面１６４と固定子１５０の外周面の同軸度の悪化を抑制することができる。よって、固定子１５０と回転子１５２の隙間を均一に保つことができる。したがって、密閉型圧縮機の効率が向上する。
【００４０】
さらに、固定子１５０の嵌め合い部１６７と嵌め合い部１６９以外の内周面は軸受１４４の外周面１６２と一定の隙間をとる。嵌め合い部１６９に、固定子１５０の内周面と軸受１４４の外周面１６２との隙間に開口する開口部１７０を設けている。これらにより、開口部１７０から固定子１５０の内周面と軸受１４４の外周面１６２との隙間に容易に接着剤１６３を封入することができる。したがって、生産性が向上する。また、固定子１５０と軸受１４４を確実に固定することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、開口部１７０を固定子１５０の嵌め合い部１６９に設けたが、嵌め合い部１６７に設けても同様の効果が得られる。
【００４２】
また、本実施の形態においては、開口部１７０を複数設けてもよい。これにより、接着剤１６３の封入しやすさがさらに向上する。
【００４３】
図４は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子１５０と軸受１４４の固定部分を示す別の拡大断面図である。図４においては、接着剤１６３を封入する隙間が軸受１４４側に設けられている。これにより、固定子１５０の電磁鋼板を同一形状にできる。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の固定子１５０と軸受１４４の固定部分を示すさらに別の拡大断面図である。図５において、紙面の上側が固定子１５０の上側である。図５においては、嵌め合い部１６７が固定子１５０の上半分に設けられている。これにより、接着剤１６３を入れやすくすることができる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の密閉型圧縮機は、密閉容器１０２内に、電動要素１０４と、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１０６とを収容する。また、圧縮要素１０６は、主軸１３６と偏心軸１３４とから構成されるシャフト１２６と、シャフト１２６の主軸１３６を軸支する軸受１４４とシリンダ１４２とを有するシリンダブロック１２８と、を備える。また、圧縮要素１０６は、シリンダ１４２内で往復運動するピストン１３０と、偏心軸１３４とピストン１３０とを連結する連結部１３２と、を備える。また、電動要素１０４は、固定子１５０と、固定子１５０の外周を囲むように、および、固定子１５０と同軸に配置された回転子１５２と、を備えたアウターロータ型モータである。また、固定子１５０が軸受１４４の外周面１６２へ接着剤１６３で固定されている。
【００４６】
これにより、固定子１５０を固定した軸受１４４の内周面１６４の変形を低減できる。これにより、軸受１４４と主軸１３６との間に発生する固体接触を回避して摩耗の発生を防止することができる。したがって、密閉型圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、固定子１５０の内周部の一部に軸受１４４の外周面１６２と嵌合する嵌め合い部１６７、１６９が設けられてもよい。これにより、固定子１５０の内周部と軸受１４４の外周面１６２に接着剤１６３が介在しても、軸受１４４の内周部と固定子１５０の外周面との同軸度の悪化を抑制し、固定子１５０と回転子１５２の隙間を均一に保つことができる。したがって、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。
【００４８】
また、嵌め合い部１６７、１６９が固定子１５０の上端面１６５と下端面１６６に設けられ、嵌め合い部１６７、１６９以外の固定子１５０の内周部と軸受１４４の外周面１６２に隙間が設けられてもよい。これにより、固定子１５０の内周部と軸受１４４の外周面１６２の間に接着剤１６３を封入しやすくなる。したがって、確実に軸受１４４の外周面１６２と固定子１５０を固定することができる。
【００４９】
また、接着剤１６３とオイル１２４とが、嵌め合い部１６７、１６９で隔離されている。これにより、オイル１２４が接着剤１６３にアタックすることを抑制できることとなり、接着剤１６３自体の劣化を抑制できるとともに、接着剤１６３から、オイル１２４や冷媒ガス１２２に悪影響を及ぼす物質の発生を抑制できる。その結果、密閉型圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
また、嵌め合い部１６７、１６９に固定子１５０の内周部と軸受１４４の外周面１６２との隙間に開口する開口部１７０が設けられてもよい。これにより、固定子１５０の内周部と軸受１４４の外周面１６２に設けられた隙間に接着剤１６３を容易に注入することができる。したがって、生産性を向上させることができる。
【００５１】
また、開口部１７０が複数設けられてもよい。これにより、接着剤１６３の封入しやすさがさらに向上する。
【００５２】
また、隙間が軸受１４４側に設けられてもよい。これにより、固定子１５０の電磁鋼板を同一形状にできる。
【００５３】
また、嵌め合い部１６７が固定子１５０の偏心軸側の上半分に設けられてもよい。これにより、接着剤１６３を入れやすくすることができる。
【００５４】
また、軸受１４４が炭素を含んだ鉄系材質としてもよい。これにより、軸受１４４は主軸１３６との摺動性、耐焼き付き性の向上と強度を確保することができる。
【００５５】
また、軸受１４４が炭素を１％以上７％以下含んでもよい。これにより、固定子１５０を軸受１４４に安定的に固定することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における冷凍装置を示す模式図である。ここでは、冷凍装置は、冷媒回路３１０に、実施の形態１で説明した密閉型圧縮機を搭載する。冷凍装置の基本構成の概略について説明する。
【００５７】
図６において、冷凍装置は、扉付の開口を有した断熱性の箱体からなる本体３０２と、本体３０２の内部を、物品の貯蔵空間３０４と機械室３０６に区画する区画壁３０８と、貯蔵空間３０４内を冷却する冷媒回路３１０とを具備している。
【００５８】
冷媒回路３１０は、実施の形態１で説明した密閉型圧縮機である圧縮機３１２と、放熱器３１４と、減圧装置３１６と、吸熱器３１８とを環状に配管接続した構成である。吸熱器３１８は、送風機（図示せず）を具備した貯蔵空間３０４内に配置されている。吸熱器３１８の冷却熱は、図６に矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間３０４内を循環するように撹拌され、貯蔵空間３０４が冷却される。
【００５９】
以上説明した冷凍装置は、実施の形態１で説明した密閉型圧縮機である圧縮機３１２を具備する。すなわち、圧縮機３１２は、固定子１５０を接着剤１６３で軸受１４４の外周面１６２に固定することにより、軸受１４４の内周面１６４に発生する歪みを抑制する。また、軸受１４４の内周面１６４と主軸１３６との固体接触を回避する。よって、摩耗の発生を防止した耐久性の高い密閉型圧縮機を提供する。したがって、冷凍装置の耐久性を向上することができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態の冷凍装置は、圧縮機３１２、放熱器３１４、減圧装置３１６、吸熱器３１８を配管によって環状に連結した冷媒回路３１０を有する。また、圧縮機３１２が、実施の形態１に記載の密閉型圧縮機であればよい。これにより、冷凍装置の性能と耐久性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明は、耐久性の高い密閉型圧縮機および冷凍装置を提供することができる。したがって、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】
【００６２】
１０２    密閉容器
１０４    電動要素
１０６    圧縮要素
１０８    圧縮機本体
１２０    サスペンションスプリング
１２２    冷媒ガス
１２４    オイル
１２６    シャフト
１２８    シリンダブロック
１３０    ピストン
１３２    連結部
１３４    偏心軸
１３６    主軸
１３７    摺動部
１３８    給油機構
１４０    圧縮室
１４２    シリンダ
１４４    軸受
１４６    非摺動部
１５０    固定子
１５２    回転子
１５４    フレーム
１５６    外周端部
１５８    永久磁石
１６０    回転子軸孔
１６２    外周面
１６３    接着剤
１６４    内周面
１６５    上端面
１６６    下端面
１６７，１６９    嵌め合い部
１７０    開口部
３０２    本体
３０４    貯蔵空間
３０６    機械室
３０８    区画壁
３１０    冷媒回路
３１２    圧縮機
３１４    放熱器
３１６    減圧装置
３１８    吸熱器
【図１】
2016006229.tif 000003
【図２】
2016006229.tif 000004
【図３】
2016006229.tif 000005
【図４】
2016006229.tif 000006
【図５】
2016006229.tif 000007
【図６】
2016006229.tif 000008
【図７】
2016006229.tif 000009
【国際調査報告】
2016006229.tif 000010
2016006229.tif 000011
2016006229.tif 000012
2016006229.tif 000013