(57)【要約】【課題】密閉容器型電動機付圧縮機において、冷媒が冷媒流通ギャップを通過する際の圧損及び通過音の発生を抑制することを目的とする。【解決手段】密閉型電動機付圧縮機は、冷媒入口１３及び冷媒出口４９が形成された密閉容器１０内の回転軸３０に、圧縮機４０と電動機５０とが並設されている。電動機５０は密閉容器に固定された固定子３１と、回転軸に取り付けられ固定子５１との間に冷媒流通ギャップ７４が形成された回転子７０とから成る。固定子はその軸方向に貫通し内周面５６で開口しない複数の貫通孔５３が形成されたコア５２と、コアに挿入され端面から突出した先端部が接合された複数の松葉形状の導体セグメント６２から成る導体コイル６０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒入口及び冷媒出口が形成された密閉容器内の回転軸に、圧縮機と該圧縮機を駆動する電動機とが並設された密閉型電動機付圧縮機において、前記電動機は、前記密閉容器に固定された固定子と、前記回転軸に取り付けられ前記固定子との間に冷媒流通ギャップが形成された回転子とから成り、
前記固定子はその軸方向に貫通した複数の貫通孔が形成され平滑な内周面を持つコアと、該貫通孔に挿入された導体コイルとを含むことを特徴とする密閉型電動機付圧縮機。
【請求項２】
前記貫通孔と前記内周面との間に薄肉部が残されている請求項１に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【請求項３】
前記導体コイルは、前記コアの貫通孔に挿入され端面から突出した先端部が接合された複数の松葉形状の導体セグメントから成る請求項２に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【請求項４】
前記密閉容器の軸方向において、前記冷媒入口は前記電動機側に形成され、前記冷媒出口は前記圧縮機側に形成されている請求項３に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【請求項５】
冷媒入口及び冷媒出口が形成された密閉容器内の回転軸に、圧縮機と該圧縮機を駆動する電動機とが並設された密閉型電動機付圧縮機において、前記電動機は、前記密閉容器に固定された固定子と、前記回転軸に取り付けられ前記固定子との間に冷媒流通ギャップが形成された回転子とから成り、
前記固定子はその軸方向に貫通し内周面で開口しない複数の貫通孔が形成されたコアと、該コアの貫通孔に挿入された導体コイルとを含むことを特徴とする密閉型電動機付圧縮機。
【請求項６】
前記貫通孔と前記内周面との間に薄肉部が残されている請求項５に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【請求項７】
前記導体コイルは、前記コアの貫通孔に挿入され端面から突出した先端部が接合された複数の松葉形状の導体セグメントから成る請求項６に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【請求項８】
前記密閉容器の軸方向において、前記冷媒入口は前記電動機側に形成され、前記冷媒出口は前記圧縮機側に形成されている請求項７に記載の密閉型電動機付圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に圧縮機と電動機とが並設された密閉型電動機付圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記密閉型電動機付圧縮機の一種に、密閉容器に支持された回転軸上に圧縮機と電動機とが並設された（軸方向に並んで配置された）タイプのものがある。このタイプの従来例（特許文献１参照）を図５及び図６に示す。
【０００３】
図５において、一端壁に冷媒の吐出口２０１が形成された密閉容器２００内には圧縮機２０５と電動機２１０とが回転軸２０７を共有して並設されている。電動機２１０は密閉容器２０１に固定された固定子２２５と、回転軸２０７に取り付けられた回転子２１５とから成る。回転子２１５は円筒形状の鉄心２１６、永久磁石２１７、これらを覆うケーシング２１８及び止めピン２１９を含む。
【０００４】
図５及び図６に示すように、固定子２２５は内周面２２６側が開口（２２７）した複数のスロット２２８が形成されたコア２３０と、このスロット２２８に挿入された導体コイル２３２とを含む。固定子２２５の内周面２２６と回転子２１４のケーシング２１８の外周面２１４との間に冷媒流通ギャップ２３５が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１１７３４号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この密閉型電動機付圧縮機の作動時、回転子２１５が固定子２２５に対して回転し、この回転力で圧縮機２０５を作動させる。吸入口（不図示）から密閉容器２００内に吸入された冷媒は圧縮機２０５で圧縮された後、電動機２１０の固定子２２５と回転子２１５と間の冷媒流通ギャップ２３５を流通し、吐出口２０１から吐出される。
【０００７】
冷媒流通ギャップ２３５を流通する際、冷媒は回転する回転子２１５から円周方向の力を受け矢印ａで示すようにらせん状に流通し、遠心方向の速度成分を持つ。その結果、矢印ｂで示すように遠心方向の分流が発生し、この分流ｂがスロット２２８の内周側の開口２２７を区画している突起２２９に衝突し易くなる。
【０００８】
冷媒の分流ｂの突起２２９への衝突により、第１に冷媒に乱流が発生し、圧力の損失（以下、必要に応じて「圧損」と略称する）が発生する。圧損は冷媒の圧力及び循環量を減少させ、最終的に冷凍サイクル効率（ＣＯＰ）が低下する。第２に、冷媒が冷媒流通ギャップ２３５を通過する際、気障りな冷媒通過音が発生する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、冷媒が冷媒流通ギャップを通過する際の圧損及び冷媒通過音の発生が抑制できる密閉容器型電動機付圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、固定子の導体コイルが挿入されるコアの内周面に、圧力損失は冷媒通過音の発生原因となる開口及び突起を形成しない方策を思い付いて、本発明を完成した。
【００１１】
本願の第１発明に係る密閉型電動機付圧縮機は、請求項１に記載したように、冷媒入口及び冷媒出口が形成された密閉容器内の回転軸に、圧縮機と該圧縮機を駆動する電動機とが並設されている。電動機は、密閉容器に固定された固定子と、回転軸に取り付けられ固定子との間に冷媒流通ギャップが形成された回転子とから成る。一方、固定子はその軸方向に貫通した複数の貫通孔が形成され平滑な内周面を持つコアと、貫通孔に挿入された導体コイルとを含む。
【００１２】
この密閉型電動機付圧縮機において、冷媒入口から吸入され圧縮機で未圧縮の冷媒又は圧縮機で圧縮済みの冷媒が冷媒流通ギャップを軸方向に流通し、冷媒出口から吐出される。その際、固定子の内周面は平滑であるので、冷媒の流れは層流となる。
【００１３】
第２発明に係る密閉型電動機付圧縮機は、請求項５に記載したように、冷媒入口及び冷媒出口が形成された密閉容器内の回転軸に、圧縮機と該圧縮機を駆動する電動機とが並設されている。電動機部は、密閉容器に固定された固定子と、回転軸に取り付けられ固定子との間に冷媒流通ギャップが形成された回転子とから成る。固定子はその軸方向に貫通し内周面で開口しない複数の貫通孔が形成されたコアと、コアの貫通孔に挿入された導体コイルとを含む。
【００１４】
この密閉型電動機付圧縮機において、冷媒入口から吸入され圧縮機で未圧縮の冷媒又は圧縮機で圧縮済みの冷媒が冷媒流通ギャップを軸方向に流通し、冷媒出口から吐出される。その際、固定子の貫通孔は内周面で開口していないので、冷媒の流れは層流となる。
【００１５】
請求項２及び請求項５の密閉型電動機付圧縮機は、請求項１又は５において、貫通孔と内周面との間に薄肉部が残されている。請求項３及び請求項６の密閉型電動機付圧縮機は、請求項２又は６において、導体コイルは、コアの貫通孔に挿入され端面から突出した先端部が接合数の松葉形状の導体セグメントから成る。請求項５及び請求項８の密閉型電動機付圧縮機は、請求項３又は７において、密閉容器の軸方向において、冷媒入口は電動機側に形成され、冷媒出口は圧縮機側に形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜密閉容器＞
全体として箱形状又は円筒形状を持つ密閉容器は単一部材から成っても良いし、複数の部材から成っても良い。圧縮機の構成部品を密閉容器の構成部品として共用することもできる。密閉容器はその内部空間を冷媒が流通するものであり、外界から密閉されている。
【００１７】
密閉容器は冷媒入口と冷媒出口を有する。冷媒入口及び冷媒出口は密閉容器の両端部に形成されれば良い。よって、冷媒入口を電動機側に形成しても良いし、圧縮機側に形成しても良い。冷媒出口は反対側に形成される。冷媒入口を電動機側に形成した場合は、未圧縮の冷媒が冷媒流通ギャップを通過し、冷媒入口を圧縮機側に形成した場合は、圧縮後の冷媒が冷媒流通ギャップを通過することになる。
【００１８】
尚、冷媒の圧縮による温度上昇と電動機の作動時の発熱とを考慮すると、比較的冷媒の温度が低い冷媒入口を発熱熱源である電動機側の端部に形成し、冷媒出口を圧縮機側の端部に形成することが望ましい。
＜圧縮機＞
圧縮機は回転軸上の一端に取り付けられ、固定スクロール及び可動スクロールを含む。固定スクロールに対して可動スクロールが電動機の回転力により回転し、冷媒を圧縮する。
＜電動機＞
電動機は回転軸上の他端に圧縮機と並んで配置され、固定子と回転子とから成る。固定子のコアは円筒形状で、複数の貫通孔を備え、密閉容器に固定される。コアの内周面に貫通孔が開口しておらず、貫通孔の半径方向内側には薄肉部が存在する。固定子の導体セグメントは貫通孔に軸方向に挿入されている（貫通孔は開口していないので半径方向外向きに挿入することはできない）。
【００１９】
導体コイルは、各々松葉形状を持つ複数の導体セグメントで構成することが望ましい。長手方向中間部の一対の収容部が貫通孔に収容され、一端のターン部（Ｕ字形部）がコアの一端面から突出し、他端の一対の接合部が他端面から突出している。
【００２０】
回転子は円柱形状の永久磁石から成ることができ、固定子と同軸的に即ち固定子の半径方向内方に配置されている。その結果、回転子の外周面と固定子の内周面との間には薄肉円筒形状の冷媒流通ギャップが形成されている。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１から図４を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に示すように、密閉型電動機付圧縮機は密閉容器１０と、圧縮機４０と電動機５０とから成る。このうち、密閉容器１０は本体ケース１１と支持部材２０と蓋ケース４６とを含む。本体ケース１１は有底円筒形状で円筒部１２と蓋部１５とを備え、円筒部１２の右端上方に冷媒入口１３が形成されている。
【００２２】
本体ケース１１の左端開口は内外径が異なり、かつ軸方向にずれた大径部２２、中径部２４及び小径部２８を有する支持部材２０に覆われている。大径部２２が本体ケース１１の端面に当接し、中径部２４が軸受２５を介して回転軸３０の太径部３１を回転可能に支持している。回転軸３０の右端の細径部３２は軸受３５を介して本体ケース１１の蓋部１５により回転可能に支持されている。
【００２３】
尚、小径部２８は回転軸３０に緩く嵌合されている。支持部材２０の大径部２２の半径方向内側で回転軸３０の太径部３１の側方となる位置に、カウンタバランサ３７が取り付けられている。
【００２４】
圧縮機４０は可動スクロール４１及び固定スクロール４４等を含む。回転軸３０の左端の細径部３３にはスライドブッシュ３８を介して可動スクロール４１が取り付けられ、回転軸３０と共に回転する。可動スクロール４１及び支持部材２０の軸方向外側（左側）には中心部に吐出弁４４を備えた固定スクロール４３が可動スクロール４１を覆うように取り付けられ圧縮チャンバー４２を形成している。固定スクロール４３の更に軸方向外側には、蓋ケース４６が取り付けられ、吐出チャンバー４７を形成している。蓋ケース４６に冷媒出口４９が形成されている。
【００２５】
電動機５０は固定子５１と回転子７２とから成る。図１及び図２に示すように、固定子５１のコア５２は全体として円筒形状で、軸方向に貫通する複数の貫通孔５３が円周方向に隔設されている。各貫通孔５３の横断面は矩形状で、半径方向及び円周方向に所定寸法を持つ。図２及び図４に示すように、内周面５６で開口しておらず、その結果貫通孔５３の半径方向内側には所定厚さの薄肉部５７が残され、その内周面５６は平滑になっている（半径方向の凹凸がない）。
【００２６】
導体コイル６０は複数の導体セグメント６２を接合して成る。図３に示すように、各導体セグメント６２は松葉形状で、長手方向一端のターン部６３と中間の一対の収容部６４ａ、６４ｂと、他端の一対の接合部６５ａ、６５ｂとから成る。絶縁材６７を介して一対の収容部６４ａ、６４ｂがコア５２の所定ピッチ離れた貫通孔５３に収容され、ターン部６３が左端面から突出している。右端面から突出した一対の接合部６５ａ、６５ｂが所定ピッチ離れた接合部６５ａ、６５ｂと接合されている。
【００２７】
一方、回転子７０は円柱形状の永久磁石から成る。固定子５１と同軸的に配置され、その外周面７１と固定子５１の内周面５６との間に薄肉円筒形状の冷媒流通ギャップ７４が形成されている。
（作用効果）
エンジンのスタート時、導体コイル６０に流れる電流により生ずる電磁力により電動機５０が作動を開始する。回転子７０が固定子５１に対して回転し、それに伴い回転軸３０に取り付けられた可動スクロール４１が固定スクロール４３に対して回転する。これにより、冷媒入口１３から冷媒が半径方向内向きに吸引され、流れ方向を直角に変えた後、固定子５１と回転子７０との間の冷媒流通ギャップ７４を左方に流れる。
【００２８】
その後、支持部材２０及び可動スクロール４１に形成された連通孔（不図示）を通過して、可動スクロール４１と固定スクロール４３との間の圧縮チャンバー４２に流入する。冷媒は可動スクロール４１の回転により圧縮チャンバー４２内で圧縮され、所定圧力以上になったとき吐出弁４４から吐出チャンバー４７に流出し、その後冷媒出口４９から吐出される。
【００２９】
上述したように、冷媒は冷媒流通ギャップ７４をらせん状に通過し、それに基づき遠心方向の力が発生する。しかし図２及び図４に示すように、コア５２の貫通孔５３は内周面で開口しておらず、内周面５７は平滑であり半径方向の凹凸は存在しない。よって、冷媒は矢印ｃで示すように、この冷媒流通ギャップ７４を層流又はそれに近い状態で流通する。その結果、流通時の圧力損失が抑制され、冷媒の循環量及び圧力の減少が抑制されると共に、冷媒通過音の発生が抑制される。
【００３０】
また、密閉容器１１内に圧縮機４０と電動機５０とを並設し、冷媒入口１３及び冷媒出口４９を密閉容器１１の両端部に形成しており、内部空間が有効に利用されている。更に、発熱源である電動機５０が収容されているのは、冷媒温度が比較的低い冷媒出口４９側の端部である。そのため、冷媒の温度の上昇を抑制することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明の密閉型電動機付圧縮機によれば、固定子の内周面は平滑であるので、冷媒流通ギャップを流通する未圧縮又は圧縮済みの冷媒は層流となる。よって、従来例のような乱流及び分流の発生が防止される。その結果、従来例に比べて冷媒の循環量及び圧力が上昇し、最終的に冷凍サイクル効率が上昇する。
【００３２】
また、第２発明の密閉型電動機付圧縮機によれば、固定子の貫通孔は内周面に開口していないので、冷媒流通ギャップを流通する未圧縮又は圧縮済みの冷媒は層流となる。よって、第１発明と同様の効果が得られる。
【００３３】
請求項２及び６によれば、固定子の内周面に凹凸が形成されず、また貫通孔が内周面で開口しない。請求項３及び７によれば、コアの導体コイルを貫通孔に軸方向に挿入できるので、貫通孔への導体コイルの挿入が容易になる。請求項４及び８によれば、密閉容器の内部空間を効率良く利用でき、冷媒の温度上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体を示す縦断面図である。
【図２】同じく横断面図である。
【図３】上記実施例の導体セグメントの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】従来例の要部縦断面図である。
【図６】図５のＢ方向視図である。
【符号の説明】
１０：密閉容器                          １１：本体ケース
２０：支持部材                          ３０：回転軸
４０：圧縮機                            ４１：可動スクロール
４３：固定スクロール                    ５０：電動機
５１：固定子                            ５２：コア
５３：貫通孔                            ５６：内周面
５７：薄肉部                            ６０：導体コイル
７０：回転子
【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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【図６】
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