(57)【要約】【課題】電動機のロータとステ―タ間の隙間を通る流体量を増加させ、電動機内部の十分な冷却を行うことにより、電動機内部の温度上昇による銅損減少による電動機損失の低減および、電動機巻線絶縁材の劣化の低減を図れる密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】密閉型圧縮機の圧縮機部駆動用電動機のロータとステ―タの間の容積を、ロータコア表面およびステ―タコアの歯先に凹部を設けることによって増大させ、それにより、電動機のロータとステ―タの間を流れる流体の量を十分確保することにより、電動機内部の十分な冷却を得る。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と前記密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と前記密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記駆動用電動機のロータコア表面に、軸方向に延びる凹溝を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記ロータコア表面に軸方向に設けた凹溝を、複数設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記圧縮機部の駆動用電動機のステ―タコアの歯先に、軸方向に凹溝を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項４】
密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記圧縮機部の駆動用電動機のロータコア表面に、軸方向に凹溝を複数設けると共に、ステ―タコアの歯先に、軸方向に凹溝を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記ロータコア表面に設けた凹溝を、軸方向に対して所定の角度をつけて設けたことを特徴とする、請求項１、２及び４に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉型圧縮機に係り、特に密閉容器内の流体の循環の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の密閉型圧縮機について、図６を用いて以下に説明する。
密閉容器１内の上方には圧縮機部２が、下方には圧縮機駆動用の電動機３がそれぞれ配設されている。圧縮機部２は、台板上にうず巻状のラップ５ａをもつ固定スクロール５と、同じく台板上にうず巻上のラップ６ａをもつ旋回スクロール６と、固定スクロール５と一体化され、旋回スクロール６を支持するフレーム７を備え、固定スクロール５および旋回スクロール６のラップ同士を噛合わせた構成となっている。
【０００３】この圧縮機部２は、旋回スクロール６が電動機３で駆動されるクランク軸９を介して旋回運動すると、旋回スクロール６、固定スクロール５により形成される空間がスクロール中心方向に移動するにつれて容積を減少して、吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール５の台板の中央に設けられた吐出口１０から密閉容器１内の上部空間へ吐出される。なお、この冷媒ガスは圧縮機部２内を潤滑した潤滑油と混合されて吐出される。
【０００４】固定スクロール５およびフレーム７と密閉容器１の内側壁との間には、固定スクロール５およびフレーム７の外周部に上下方向に延びる溝を設けることによって、上部空間中の冷媒ガスを圧縮機部の下方の空間へ導くための冷媒通路１２が形成されている。また、圧縮機部２の下方空間と電動機３の下方空間を連通させるための冷媒通路１３が、電動機のステ―タコアの外周を部分的にカットすることによって、電動機３と密閉容器１の内側壁との間に形成されている。
【０００５】前述のように密閉容器１内の上方空間へ吐出された冷媒ガスおよび潤滑油は、冷媒通路１２をとおり圧縮機部の下方空間に入る。そして、電動機３の上側を冷却した後、吐出配管の接続口１５より吐出される。また、他の冷媒ガスおよび潤滑油は、更に冷媒通路１３を通って電動機３の下側に行き、電動機３の下側を冷却した後、電動機３のロータ１７とステ―タ１８間の隙間および冷媒通路１３を通って圧縮機部２の下方空間に入り、吐出配管の接続口１６から吐出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４４６６７号公報（第２−３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術では、電動機のロータとステ―タ間の隙間が狭いため、その隙間の間を流体が通過し難く、そのため、電動機の内部の冷却が不十分であった。これにより、電動機内部の温度上昇による銅損が増加することによる電動機損失を招いていた。また、温度上昇による電動機巻線絶縁材の劣化を避けられなかった。
【０００８】本発明の目的は、電動機のロータとステ―タ間の隙間を通る流体量を増加させ、電動機内部の十分な冷却を行うことにより、電動機内部の温度上昇による銅損減少による電動機損失の低減および、電動機巻線絶縁材の劣化の低減を図れる密閉型圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と前記密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と前記密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記駆動用電動機のロータコア表面に、軸方向に延びる凹溝を設けた。
【００１０】また、前記ロータコア表面に軸方向に設けた凹溝を複数設けた。
【００１１】また、密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記圧縮機部の駆動用電動機のステ―タコアの歯先に、軸方向に凹溝を設けた。
【００１２】また、密閉容器内の上方に圧縮機部を、下方にステ−タとロータからなる前記圧縮機部の駆動用電動機を夫々配設し、前記圧縮機部外周部と前記密閉容器の間及び前記ステ−タのステ−タコア外周部と密閉容器の間にそれぞれ上下方向に延びる冷媒通路を設け、前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間の前記密閉容器に吐出配管の接続口を設け、前記圧縮機部で圧縮された冷媒ガスを前記圧縮機部外周部と密閉容器間及び前記ステ−タコア外周部と密閉容器の内側壁の間に設けた冷媒通路を通して電動機下方へ導き、電動機下方から前記ステ−タと前記ロータの間および前記ステ−タコア外周部と密閉容器の間に設けた冷媒通路を通して前記圧縮機部と前記駆動用電動機の間へ導き、前記吐出配管の接続口に接続された吐出配管より吐出する密閉型圧縮機において、前記圧縮機部の駆動用電動機のロータコア表面に、軸方向に凹溝を複数設けると共に、ステ―タコアの歯先に、軸方向に凹溝を設けた。
【００１３】また、前記ロータコア表面に設けた凹溝を、軸方向に対して所定の角度をつけて設けた。
【００１４】
【作用】上記手段によれば、電動機のロータコア表面に軸方向に複数の凹溝を設けたことにより、電動機のロータとステ―タの間の隙間をとおる流体の量が増大し、電動機内部まで十分な冷却を行うことができるため、銅損による電動機損失、電動機巻線絶縁材の劣化の低減を図れる。
【００１５】また、電動機のステ―タコアの歯の先に軸方向に凹溝を設けることにより、電動機のロータとステ―タの間を隙間をとおる流体の量が増大し、電動機内部まで十分な冷却を行うことができるため、銅損による電動機損失、電動機巻線の絶縁材の劣化の低減を図れる。
【００１６】また、電動機のロータコア表面に軸方向に凹溝を複数設け、さらに、電動機のステ―タコアの歯の先に軸方向に凹溝を設けるにより、どちらか一方のみを実施したときよりもさらに電動機のロータとステ―タの間をとおる流体の量が増大し、電動機の内部の十分な冷却が得られる。
【００１７】また、前記電動機のロータコアに設けられた複数の凹溝をクランク軸の方向に対して所定の角度をつけて設けたことにより電動機回転時に、電動機のロータとステ―タの間に流体を導きやすくなる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５により説明する。
【００１９】図１において、密閉容器１内の上方には圧縮機部２が、下方には電動機３がそれぞれ配設され、また、密閉容器１の底部には潤滑の油だまり４が形成されている。圧縮機部２は、台板上にうず巻状のラップ５ａを持つ固定スクロール５と、おなじく台板上にうず巻状のラップ６ａをもつ旋回スクロール６と、固定スクロールと一体化され、旋回スクロールを支持するフレーム７を具え、固定スクロール５および旋回スクロール６のラップ同士を噛合わせた構成となっている。また、旋回スクロール６とフレーム７との間には、旋回スクロール６の自転を防止するオルダム機構８が設けられている。電動機３は密閉容器１に圧入締結され、クランク軸９を介して旋回スクロール６を旋回運動させるようになっている。
【００２０】圧縮機部２は旋回スクロール６が電動機３で駆動されるクランク軸９を介して旋回運動をすると、旋回スクロール６、固定スクロール５より形成される空間がスクロール中心方向に移動するにつれて容積を減少して、吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール５の台板の中央に設けられた吐出口１０から密閉容器１内の上部空間へ吐出される。なお、このとき、冷媒ガスは圧縮機部および軸受け等を潤滑した潤滑油と混合されて吐出されている。
【００２１】固定スクロール５およびフレーム７と密閉容器１の内壁との間には、固定スクロール５およびフレーム７の外周部に上下方向に延びる溝を設けることによって、上部空間中の冷媒ガスを圧縮機部の下方へ導くための冷媒通路１２が形成されている。また前記冷媒通路から出てきた冷媒ガスを、前記電動機下方へ導くために、圧縮機部と駆動用電動機の間に案内板１４を設け、また、電動機３のステ―タコア外周を部分的にカットし、上記案内板、電動機のステ―タコア外周カット部、および密閉容器内壁により、冷媒ガスを電動機下方へ導くための冷媒通路１３が形成されている。
【００２２】密閉容器内下方の電動機３は、ロータ１７とステ―タ１８からなり、前記ロータは、図２および図３に示すように、ロータコア１９、前記ロータコアの上下両端のエンドリング２１およびエンドリングに固定されているバランサ２２からなる。前記ロータコア１９表面には図２にあるように軸方向に複数の凹溝２０が設けられている。このロータコア１９は、図４に示すように、中心にクランク軸がとおる孔２３を設けた円板状の鉄製のコアシート２４を積層することにより製造される。前記コアシート２４は、外周に沿って放射状に孔２５が設けられており、前記ロータコア表面の凹溝を形成するための複数の切り欠き２６が、前記コアシートの外周に沿って前記放射状の孔の間に設けられている。このコアシート２４をステッピングモータ等を用いて所定角度回転させながら積層する。このようにすることで、ロータコア１９完成時にロータコア表面の凹溝２０が軸方向に対して所定の角度を持った状態になる。その後、前記コアシートの孔２５に入るバーおよびロータコアの上下両端部のエンドリング２１が鋳造にて一体成形される。このため、前記コアシートの孔に入るバーはロータコアの上下両端部のエンドリング２１によって接続された状態になる。
【００２３】凹溝２０は前記のとおり、軸方向に対し、所定の角度をもって施されており、これは、ロータ回転時、凹溝２０を軸方向と平行に設けた時よりも、前記圧縮機部の駆動用電動機のロータ１７とステ―タ１８の間の隙間に、冷媒ガスがより導かれ易くすることを意図して設けられている。したがって、この凹溝２０の方向は、ロータ１７の回転方向と、冷媒ガスの流れる方向に依存し、本実施例では、ロータ１７の回転方向は、電動機上方から見て時計回りであり、かつ、冷媒ガスを電動機下方から上方へ導きたい為、前記凹溝２１はロータコア下端から右上方に傾斜するように形成されている。
【００２４】また、前記密閉容器下方の電動機３のステ―タコア２７には図５に示すように、歯２８の先の表面に軸方向に凹溝２９が設けてある。つまり、前記電動機のロータ表面に対向するように前記凹溝２９が設けられている。
【００２５】なお、図５に示されたステ−タコアには、歯２８の全てに凹溝２９が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹溝２９を設ける歯２８は適宜選択可能であり、必ずしもステ−タコアの歯２８全てに凹溝を設けることを要するものではない。
【００２６】このようにロータコア１９およびステ―タコア２７にそれぞれ凹溝を設けたことによって、圧縮機部の駆動用電動機３のロータ１７とステ―タ１８の間の隙間の容積が、凹溝を設けていない時のロータコアおよびステ―タの間の隙間に比べ、この凹溝の容積分増大したことになり、このロータ１７とステ―タ１８の間を冷媒が流れやすくなる。さらに本実施例では、ロータコアに設けた凹溝に軸方向に対して所定の角度を設けたため、電動機のロータが回転することで、電動機のロータとステ―タの間の隙間により多くの冷媒を導くことが可能になる。
【００２７】本実施例では、ロータコア１９とステ―タコア２７の両方に凹溝を設けているが、ロータコア１９とステ―タコア２７のどちらか一方のみ凹溝を設けても、ロータ１７とステ―タ１８の間に流れる冷媒の量を多くする効果が得られる。
【００２８】次に、圧縮機部２から吐出された冷媒ガスの密閉容器１内の循環経路について説明する。
【００２９】固定スクロール５の台板の中央に設けられた吐出口１０から密閉容器１内の上部空間へ吐出された冷媒ガスおよび潤滑油は、冷媒通路１２をとおり、さらに、前記案内板１４、電動機ステ―タコア外周カット部および密閉容器内壁で構成された冷媒通路１３をとおり、さらに、圧縮機部の下方空間と電動機の下方空間を連通させるための、電動機３のステ―タコアを部分的にカットし、電動機３と密閉容器１の内側壁との間に形成された冷媒通路１３をとおり、電動機下方へ導かれる。電動機下方へ導かれた冷媒ガスは、電動機３の下端に衝突し潤滑油と分離する。そして電動機３の下方を冷却した後、一部の冷媒ガスはロータが回転することにより、電動機３のロータ１７とステ―タ１８の間の隙間に導かれ、ここをとおって圧縮機部の下方空間に流れ込む。この際、前述のとおりロータコア表面およびステ―タコア歯先の表面には凹溝が設けられているので、ロータとステ―タの間の隙間の容積は、この凹溝の容積分増大し、ロータ１７とステ―タ１８の間の隙間を流れる冷媒ガスの量はこの凹溝が施されていないものよりも当然増加する。さらに、一部の冷媒ガスは、圧縮機部の下方空間と電動機の下方空間を連通させるための、電動機３のステ―タコアを部分的にカットし、電動機３と密閉容器１の内側壁との間に形成された冷媒通路１３をとおり、圧縮機部の下方空間にもどり、電動機のロータ１７とステ―タ１８の間の隙間をとおってきた冷媒ガスと共に吐出配管の接続口１６より吐出される。
【００３０】なお、本実施例では圧縮機部にスクロール型圧縮機を用いたものを記載しているが、本発明は圧縮機部をスクロール型圧縮機とするものに限定するものではない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、電動機のロータとステ―タの間の容積を、ロータコア表面およびステ―タコアの歯先に凹溝を設けることによって増大させ、それにより、電動機のロータとステ―タの間を流れる流体の量を十分確保することにより、電動機内部の十分な冷却を得ることができ、電動機内部の温度上昇により生ずる銅損の低減を図り、それによる電動機損失の低減をはかり、さらに温度上昇による電動機巻線絶縁材の劣化の低減を図れる。
【００３２】また、ロータコア表面に設けた凹溝を軸方向に対して所定の角度をつけて設けたため、電動機のロータとステ―タの間の隙間に冷媒ガスが導かれやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の密閉型圧縮機断面図
【図２】本発明の一実施例の圧縮機部駆動用電動機のロータ側面図
【図３】本発明の一実施例の圧縮機部駆動用電動機のロータ上面図
【図４】本発明の一実施例のロータコアのコアシート
【図５】本発明の一実施例のステ―タコア断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の断面図
【符号の説明】
１…密閉容器
２…圧縮機部
３…電動機
４…油だまり
５…固定スクロール
５ａ…うず巻状のラップ
６…旋回スクロール
６ａ…うず巻状のラップ
７…フレーム
８…オルダム機構
９…クランク軸
１０…吐出口
１１…上部空間
１２…冷媒通路
１３…冷媒通路
１４…案内板
１５…冷媒通路
１６…吐出配管の接続口
１７…ロータ
１８…ステ―タ
１９…ロータコア
２０…凹溝
２１…エンドリング
２２…バランサ
２３…孔
２４…コアシート
２５…孔
２６…切り欠き
２７…ステ―タコア
２８…歯
２９…凹溝
【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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