(57)【要約】【課題】圧縮装置及び該圧縮装置に連結される駆動モーターとを備える密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】アルミニウム線及び該アルミニウム線の外面に配置される絶縁層からなる固定子コイルを備える固定子を有する駆動モーターを提供し、前記アルミニウム線は、約０．４〜１．２ｍｍの直径とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮装置と、
該圧縮装置に結合され、アルミニウム線及び該アルミニウム線の外面に配置される絶縁層からなる固定子コイルを備える固定子を有する駆動モーターと、を備え、
前記アルミニウム線は、約０．４〜１．２ｍｍの直径を有することを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記アルミニウム線は、９９．７％より大きい純度を有するアルミニウムからな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】
前記絶縁層は、合成樹脂からなることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記絶縁層は、内側絶縁層と該内側絶縁層周囲の外側絶縁層とからなることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記内側絶縁層はポリエステルイミドからなり、前記外側絶縁層は、ポリアミドイミドからなることを特徴とする、請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記アルミニウム線の外面に配置される自己潤滑層をさらに備え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７】
前記自己潤滑層は、ポリアミドイミド及び潤滑剤からなることを特徴とする、請求項６に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
９９．７％を超える純度を有するアルミニウムからなる、約０．４〜１．２ｍｍ直径のアルミニウム線と、
前記アルミニウム線の外面に配置される絶縁層と、
前記絶縁層上に配置される自己潤滑層と、
を備えることを特徴とする、密閉型圧縮機の固定子コイル。
【請求項９】
前記絶縁層は、内側絶縁層と、該内側絶縁層周囲の外側絶縁層とからなることを特徴とする、請求項８に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル。
【請求項１０】
前記内側絶縁層はポリエステルイミドからなり、前記外側絶縁層はポリアミドイミドからなることを特徴とする、請求項９に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル。
【請求項１１】
前記絶縁層は、合成樹脂からなることを特徴とする、請求項８に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル。
【請求項１２】
前記自己潤滑層は、ポリアミドイミド及び潤滑剤からなることを特徴とする、請求項８に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル。
【請求項１３】
約０．４〜１．２ｍｍの直径を有するアルミニウム線を提供する段階と、
前記アルミニウム線を絶縁層でコーティングする段階と、
前記絶縁層付きアルミニウム線を固定子に巻き取る段階と、
を含む、密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１４】
純度９９．７％を超えるアルミニウムを提供する段階と、
前記アルミニウムでアルミニウム線を形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁層は、合成樹脂からなることを特徴とする、請求項１３に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１６】
前記アルミニウム線を内側絶縁層でコーティングする段階と、
前記内側絶縁層を外側絶縁層でコーティングする段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１７】
前記内側絶縁層はポリエステルイミドからなり、前記外側絶縁層はポリアミドイミドからなることを特徴とする、請求項１５に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１８】
前記アルミニウム線の外面に自己潤滑層を配置する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【請求項１９】
前記自己潤滑層は、ポリアミドイミド及び潤滑剤からなることを特徴とする、請求項１７に記載の密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫の密閉型圧縮機に係り、より詳細には、効率低下を防止しながらも駆動モーターの製造コストを低減できる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型圧縮機は、外観を形成しながら、内部に密閉空間が形成される密閉容器を備える。この密閉容器の内部には、冷媒を圧縮する圧縮装置と、この圧縮装置を駆動する駆動モーターとが配設される。
【０００３】
ここで、駆動モーターは、圧縮装置に駆動力を提供するもので、密閉容器内に固定される固定子と、固定子と電磁気的に相互作用しつつ回転するように固定子の内側に設けられた回転子と、を備える。この回転子の回転運動を用いて圧縮装置は冷媒の圧縮を行う。
【０００４】
駆動モーターの固定子は、コアと、該コアに巻き取られた複数の固定子コイルとからなる。固定子コイルは、ターミナルブロックから延在している電源線と連結され、ターミナルブロックは、電源を受けるように構成された、密閉容器に装着されたターミナルと結合される。各固定子コイルは、通常、銅線からなり、固定子コイルの外面には他の固定子コイルとの短絡を防ぐように絶縁層がコーティングされる。
【０００５】
駆動モーターの駆動時には、固定子の鉄損及び銅損、渦流損、回転子の風損などのモーターの損失が発生することがある。したがって、このような色々な損失を考慮し、駆動モーターの効率を向上させるべく、固定子のコアは低鉄損の材質で構成し、固定子コイルは、純度９９．９０％以上の銅線からなる。このような高純度の銅線の使用は、しかしながら、それ自体が高価である他、銅の国際相場における価格変動幅が大きいためにその確保に難があり、結果として駆動モーターの製造コストを大幅に上昇させる要因とされてきた。
【特許文献１】米国特許第６，７２９，２２５号公報
【特許文献２】米国特許第６，８９３，２３３号公報
【特許文献３】米国特許第７，０２４，９６０号公報
【特許文献４】米国特許出願第１１／１０９，７２４号
【特許文献５】米国特許第７，２２５，７２４号公報
【特許文献６】米国特許第７，２２５，７２３号公報
【特許文献７】同時係属の米国特許出願第１１／４７４，９８７号
【特許文献８】同時係属の米国特許出願第１１／４５３，８５６号
【特許文献９】同時係属の米国特許出願第１１／４８６，２５５号
【特許文献１０】同時係属の米国特許出願第１１／４３５，６８６号
【特許文献１１】同時係属の米国特許出願第１１／４５２，９５４号
【特許文献１２】同時係属の米国特許出願第１１／４４７，１５７号
【特許文献１３】同時係属の米国特許出願第１１／８０８，１５５号
【特許文献１４】同時係属の米国特許出願第１１／８１２，３７２号
【特許文献１５】同時係属の米国特許出願第１１／８０８，１５５号
【特許文献１６】同時係属の米国特許出願第１１／８２６，７６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、効率低下を防止しながらも駆動モーターの製造コストを低減することができる密閉型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の一実施例として、圧縮装置と、該圧縮装置に結合され、アルミニウム線及び該アルミニウム線の外面に配置される絶縁層からなる固定子コイルを備える固定子を有する駆動モーターと、を備え、前記アルミニウム線は、約０．４〜１．２ｍｍの直径を有することを特徴とする密閉型圧縮機が提供される。
【０００８】
本発明の他の実施例として、９９．７％を超える純度を有するアルミニウムからなる、約０．４〜１．２ｍｍ直径のアルミニウム線と、前記アルミニウム線の外面に配置される絶縁層と、前記絶縁層上に配置される自己潤滑層と、を備える密閉型圧縮機の固定子コイルが提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の実施例として、約０．４〜１．２ｍｍの直径を有するアルミニウム線を提供する段階と、前記アルミニウム線を絶縁層でコーティングする段階と、前記絶縁層付きアルミニウム線を固定子に巻き取る段階と、を含む密閉型圧縮機の固定子コイル製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の密閉型圧縮機によれば、駆動モーターの固定子に採用される固定子コイルが大径のアルミニウム線からなるので、駆動モーターの効率を保持しながらも駆動モーターの製造コストを大幅に低減させることが可能になる。なお、本発明によれば、アルミニウム線の外面に合成樹脂からなる２重の絶縁層を設けているため、引張強度及び曲げ強度を持つ固定子コイルを提供でき、かつ、合成樹脂からなる自己潤滑層の提供によって絶縁層の損傷を実質的に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る密閉型圧縮機の好適な実施例について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の一実施例による密閉型圧縮機１００は、密閉容器１０と、圧縮装置２０と、駆動モーター３０とを備える。密閉容器１０の内部には密閉空間が形成され、この密閉空間に圧縮装置２０及び駆動モーター３０が設けられる。圧縮装置２０は冷媒を圧縮し、駆動モーター３０は圧縮装置２０を駆動させる役割を果たす。密閉容器１０の一側には、冷媒を冷凍サイクルの蒸発器（図示せず）から密閉容器１０に導く吸入管１１と、密閉容器１０から冷媒を冷凍サイクルの凝縮器（図示せず）に導く吐出管１２とが配置されることができる。
【００１３】
圧縮装置２０は、フレーム２１、シリンダ２２、圧縮室２２ａ、ピストン２３、シリンダヘッド２４及びバルブ装置２５を備える。シリンダ２２は、フレーム２１に一体に形成されるもので、一端においてピストン２３が収容され、他端においてシリンダヘッド２４が結合されるように構成される。圧縮室２２ａは、シリンダ２２の内部においてピストン２３とシリンダヘッド２４との間に形成される。ピストン２３は、シリンダ２２内で直線往復動するように構成される。シリンダヘッド２４は、シリンダ２２の他端を密閉する機能を果たす。また、冷媒を吸入管１１から圧縮室２２ａに導くように構成された冷媒吸入室２４ａと圧縮室２２ａから吐き出される冷媒を吐出管１２に導くように構成された冷媒吐出室２４ｂが、シリンダヘッド２４内に形成されることができる。シリンダ２２とシリンダヘッド２４との間には、冷媒吸入室２４ａから圧縮室２２ａに吸入される、または、圧縮室２２ａから冷媒吐出室２４ｂに吐出される冷媒の流れを制御するバルブ装置２５が介在される。
【００１４】
駆動モーター３０は、圧縮装置２０で冷媒を圧縮するようにピストン２３を直線往復動させるもので、圧縮装置２０と向かい合ってフレーム２１に固着され、磁場を形成する固定子３１と、固定子３１の内部にこの固定子３１と離間して回転可能に設けられ、固定子３１との電磁気的な相互作用によって回転する回転子３２と、を備える。
【００１５】
このような駆動モーター３０は、回転軸３３に結合され、該回転軸３３は圧縮装置２０に結合される。すなわち、回転軸３３は、フレーム２１の中央に形成された中空部２１ａに挿入されてその内部で回転可能に支持される。回転軸３３の一側部は、回転軸３３が回転子３２と共に回転するように、回転子３２の中心に圧入される。また、回転軸３３の他側部は、フレーム２１から突出し、偏心軸部３３ａを形成する。この偏心軸部３３ａは、回転軸３３と同心形成されておらず、よって、回転子３２の回転時に回転軸３３の縦軸３５を周回する。偏心軸部３３ａはコンロッド２６に連結され、コンロッド２６はピストン２３に連結されるので、コンロッド２６は偏心軸部３３ａの偏心回転運動をピストン２３の直線往復運動に切り換えることができる。
【００１６】
したがって、密閉型圧縮機１００に電流が印加されると、固定子３１は磁場を生成し、該固定子３１との電磁気的な相互作用によって回転子３２が回転する。これにより、回転軸３３の偏心軸部３３ａが回転軸３３の縦軸３５を周回しつつ、偏心軸部３３ａとコンロッド２６を介して連結されたピストン２３を圧縮室２２ａの内部で直線往復運動させ、このピストン２３の直線往復運動によって圧縮室２２ａの内部と外部間には圧力差ができる。したがって、ピストン２３がシリンダヘッド２４から遠ざかるほど圧縮室２２ａが拡張され、吸入管１１によって冷媒吸入室２４ａに導かれた冷媒は、圧縮室２２ａに吸入される。一方、ピストン２３は、シリンダヘッド２４に近づくほど圧縮室２２ａを押しつけ、圧縮室２２ａ内で冷媒を圧縮する。この圧縮された冷媒は、圧縮室２２ａから冷媒吐出室２４ｂ内に吐き出され、続いて、吐出管１２によって冷媒吐出室２４ｂから冷凍サイクルの凝縮器に導かれる。
【００１７】
また、回転軸３３とフレーム２１との間やコンロッド２６と偏心軸部３３ａとの間などの可動部間における過度な摩擦による摩耗を防止すべく、オイルが供給されて圧縮装置２０及び駆動モーター３０の可動部を潤滑及び冷却させることができる。このため、密閉容器１０の下部には所定量のオイルが貯蔵されるオイル貯蔵空間１３が形成されることができ、また、回転軸３３には、オイル貯蔵空間１３のオイルを、回転軸３３の回転による遠心力を用いて当該可動部に導くオイル流路３３ｂが形成され、回転軸３３の下端には、オイル流路３３ｂとオイル貯蔵空間１３との間に経路を形成しながら、オイル貯蔵空間１３からオイルを集めるオイルピックアップ部材３３ｃが設けられる。すなわち、冷媒の圧縮時に、オイルピックアップ部材３３ｃは、貯蔵空間１３からオイルを集め、該オイルをオイル流路３３ｂに導く経路を提供する。したがって、当該オイルは、回転軸３３の遠心力によってオイル流路３３ｂを通って可動部に流れ、圧縮装置２０及び駆動モーター３０の可動部を冷却及び潤滑する。
【００１８】
なお、固定子に電力を供給するために、密閉容器１０は、一端が外部電源に結合され、他端が密閉容器１０内のターミナルブロック４１に結合されるターミナル４０を備える。このターミナルブロック４１から固定子３１に複数の電源線が延長されることができる。図２を参照すると、固定子３１は、コア３１ａに巻き取られた複数の固定子コイル５０を有する。固定子３１への電流印加のために、各固定子コイル５０の一端はターミナルブロック４１から延在する該当の各電源線６０に連結される。
【００１９】
各固定子コイル５０は、図３を参照すると、アルミニウム線５１からなる。これは、通常、アルミニウム線が銅線に比べて安価であり、且つ、アルミニウムが銅に比べて国際市場価格において安定しているためである。したがって、固定子コイル５０をアルミニウム線５１で形成することによって、駆動モーター３０の製造コストを低減させることができる。
【００２０】
このようなアルミニウム線５１で作られる固定子コイル５０は、従来の銅線で作られる固定子コイルに比べて低い導電率を示しがちであるが、アルミニウム線５１を従来固定子コイルの銅線よりも大径とし、上記の低い導電率を補償することができる。好ましくは、アルミニウム線の直径は略０．４〜１．２ｍｍの範囲にすると良い。なお、アルミニウム線５１は、ＣＣＲ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃａｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｏｌｌｉｎｇ）で９９．７％より大きい純度を有するＡｌｕｍｉｎｕｍ  １３５０線またはＡｌｕｍｉｎｕｍ  １３７０線を母材として形成することが好ましい。この高純度のアルミニウムからなる大径のアルミニウム線５１は、銅線に略同一な導電率を示す。したがって、本発明の駆動モーター３０は、従来の駆動モーターと遜色ない駆動効率を提供することが可能になる。
【００２１】
このアルミニウム線５１の外面には、他の固定子コイル５０との短絡を防止するために絶縁層５２が配置される。この絶縁層５２は、合成樹脂からなるもので、絶縁度の向上と同時に固定子コイル５０の引張強度及び曲げ強度の保持を図る目的で、内側絶縁層５２ａと外側絶縁層５２ｂとで構成される（図３）。すなわち、銅線は２２ｋｇ／ｍｍ２の引張強度を有する反面、アルミニウムは１０ｋｇ／ｍｍ２の引張強度を有するため、アルミニウム線５１で作られた固定子コイル５０は、その相対的に弱い引張強度によって、引張力が加えられた時に切断される恐れがある。したがって、絶縁層５２ａと絶縁層５２ｂの二重の絶縁層でアルミニウム線５１を被服することによって、アルミニウム線５１で作られる固定子コイル５０の引張強度及び曲げ強度の低下を防止することができる。一実施例において、内側絶縁層５２ａはポリエステルイミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ−ｉｍｉｄｅ）からなり、外側絶縁層５２ｂはポリアミドイミド（ｐｏｌｙ−ａｍｉｄｅ−ｉｍｉｄｅ）からなる。
【００２２】
この固定子コイル５０は、コア３１ａの内部に絶縁紙３１ｂが固定された状態で、巻取機（図示せず）によって絶縁紙３１ｂに巻き取られるが、固定子コイル５０はその巻取り時に絶縁紙３１ｂやコア３１ａに傷つくことができ、これにより、固定子コイル５０の絶縁層５２が損傷し、固定子コイル５０同士間の短絡につながる可能性がある。このような絶縁層５２の損傷を防止するために、固定子コイル５０は、外側絶縁層５２ｂの外面に配置される合成樹脂の自己潤滑層５３（図３）を含む。この自己潤滑層５３は、外側絶縁層５２ｂを構成するポリアミドイミドに潤滑剤を添加することによって得ることができる。したがって、自己潤滑層５３が形成されている状態では、固定子コイル５０がコア３１ａや絶縁紙３１ｂに傷ついても、自己潤滑層５３の潤滑作用によって固定子コイル５０の摩耗が防止され、絶縁層５２の破壊を防止することが可能になる。なお、この自己潤滑層５３は絶縁層５２と一緒に固定子コイル５０の剛性を増大させることができる。
【００２３】
ポリエステルイミドやポリアミドイミドを用いると、オイル貯蔵空間１３中のオイル及び密閉容器１０中の冷媒との不所望の化学反応を引き起こさず、したがって、ポリエステルイミドまたはポリアミドイミドからなる絶縁層５０及び自己潤滑層５３は、オイルまたは冷媒との願わぬ化学反応から固定子コイル５２を保護することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例による密閉型圧縮機の断面図である。
【図２】図１に示す密閉型圧縮機の固定子の斜視図である。
【図３】図２に示す固定子の固定子コイルの断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
３１      固定子
３１ａ    コア
５０      固定子コイル
５１      アルミニウム線
５２      絶縁層
５２ａ    内側絶縁層
５２ｂ    外側絶縁層
５３      自己潤滑層
【図１】
2008173001.tif 000003
【図２】
2008173001.tif 000004
【図３】
2008173001.tif 000005