(57)【要約】【課題】予めロータを着磁しておく必要がなく、圧縮機組立て途中にステータとロータを組み込んで着磁を行え、また、着磁の際にも高い電圧と電流による巻線ワイヤの致命的なダメージを与えてしまうことのない冷媒圧縮機が求められている。【解決手段】冷媒圧縮機は、密閉容器５内に、流体圧縮機構１、およびこの流体圧縮機構１を回転駆動軸４を介して駆動するＤＣブラシレスモータ２２が収容されている。ＤＣブラシレスモータ２２はロータ２に永久磁石２ｂを備えるとともに、ステータ３に外周が絶縁被膜で被覆された巻線ワイヤを備えている。そして、巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚は、ロータ着磁時に巻線ワイヤに通電されてもモータ寿命を所定寿命以上に維持可能な所定膜厚に設定されている。【選択図】      図１
2004166400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、流体圧縮機構、およびこの流体圧縮機構を回転駆動軸を介して駆動するモータが収容され、前記モータが、ロータに永久磁石を備えるとともに、ステータに外周が絶縁被膜で被覆された巻線ワイヤを備えてなるＤＣブラシレスモータで構成されている冷媒圧縮機において、前記巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚が、ロータ着磁時に前記巻線ワイヤに通電されてもモータ寿命を所定寿命以上に維持可能な所定膜厚に設定されていることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項２】
絶縁被膜は、巻線ワイヤを被覆した合成樹脂被膜と、前記合成樹脂被膜の外面を更に被覆したワニス被膜とからなり、前記ワニス被膜は、前記合成樹脂被膜により被覆された巻線ワイヤがステータとしてコイル状に巻かれた状態でワニス浴中への浸漬処理および乾燥処理が少なくとも２回繰り返されて形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
流体圧縮機構がスクロール方式で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調装置に用いられる流体圧縮機構をＤＣブラシレスモータによって駆動する冷媒圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷媒圧縮機は、例えば下記の特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の冷媒圧縮機を図４に示す。図中符号の、５１は流体圧縮機構、２はＤＣブラシレスモータ７２のロータ、５３はＤＣブラシレスモータ７２のステータである。また、４はロータ２に焼き嵌め固定されて流体圧縮機構５１を駆動する回転駆動軸、５は器内下部に流体圧縮機構５１を固定配備するとともに器内上下中間部にステータ５３を支持する密閉容器である。２ａはロータ鉄心であり、２ｂはロータ鉄心２ａに埋め込み配置された永久磁石である。３ａはステータ５３の巻線ワイヤ、３ｂはステータ鉄心である。ステータ５３は、図５に示すように、合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａがステータ鉄心３ｂに巻かれた後に整形され、その後さらにワニスを塗布し乾燥させてワニス被膜３ｃとしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１９７４９０号公報
【０００４】
次に動作について説明する。ステータ５３に給電されると、ロータ２はトルクを発生して回転駆動軸４とともに回転し、流体圧縮機構５１を回転させることで低温低圧の吸入冷媒ガスを高温高圧のガスにして吐出する。また、回転駆動軸４の回転により、密閉容器５底部の潤滑油が回転駆動軸４を軸心方向に貫通する油穴で吸い上げられ、流体圧縮機構５１を含む各軸受部を潤滑するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、冷凍空調装置の性能向上が要求されるようになり、磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータを搭載する冷媒圧縮機が多くなってきた。このタイプはモータのロータに埋め込まれた永久磁石を、圧縮機組立て前にあるいは組立て途中に磁化すなわち着磁する必要がある。また最近では、大きな磁力を持つ永久磁石も開発され、磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータが大型の圧縮機にも搭載されるようになってきた。しかし、上記した着磁の際には、短い時間であるが非常に高い電圧と電流がステータの巻線ワイヤに加えられる。この際、巻線ワイヤは縛り糸で固定されているにもかかわらず、極めて僅かではあるが振動する。圧縮機組立て途中にステータとロータを組み込んで着磁を行うと、巻線ワイヤの振動のため巻線ワイヤ間がこすれて絶縁被膜にダメージを与えてしまう。また、大型の圧縮機になるほど大きな磁力が必要になるため、着磁時にかかる電圧と電流の値はより大きくなってダメージがさらに増大する。圧縮機の起動時も同様に、高い電圧と電流がステータの巻線ワイヤに加わり、同様に絶縁被膜にダメージを与えてしまう。さらには、その高い電圧と電流のため巻線ワイヤの絶縁被膜に小さなピンホールがあるとスパークしてしまうため、その巻線ワイヤの絶縁被膜のダメージが圧縮機のモータ寿命を短くしてしまったり、モータを焼損してしまったりする問題があった。一方、圧縮機組立て前に着磁専用のステータを用いて着磁しても、同様にその着磁専用ステータの巻線ワイヤの寿命は短く、頻繁に交換しなければならない。また、ロータが大きな磁力を持つため、着磁後のロータの組立てやその後の他部品の組立ては非常に困難になってしまう。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解決するために為されたものであり、予めロータを着磁しておく必要がなく、圧縮機組立て途中にステータとロータを組み込んで着磁を行え、また、着磁の際にも高い電圧と電流による巻線ワイヤに致命的なダメージを与えてしまうことのない冷媒圧縮機を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒圧縮機は、密閉容器内に、流体圧縮機構、およびこの流体圧縮機構を回転駆動軸を介して駆動するモータが収容され、モータが、ロータに永久磁石を備えるとともに、ステータに外周が絶縁被膜で被覆された巻線ワイヤを備えてなるＤＣブラシレスモータで構成されている冷媒圧縮機において、巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚が、ロータ着磁時に巻線ワイヤに通電されてもモータ寿命を所定寿命以上に維持可能な所定膜厚に設定されているものである。
【０００８】
また、請求項２に係る冷媒圧縮機は、請求項１に係る構成において、絶縁被膜は、巻線ワイヤを被覆した合成樹脂被膜と、合成樹脂被膜の外面を更に被覆したワニス被膜とからなり、ワニス被膜は、合成樹脂被膜により被覆された巻線ワイヤがステータとしてコイル状に巻かれた状態でワニス浴中への浸漬処理および乾燥処理が少なくとも２回繰り返されて形成されているものである。
【０００９】
また、請求項３に係る冷媒圧縮機は、請求項１または請求項２に係る構成において、流体圧縮機構がスクロール方式で構成されているものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図に基づいて詳しく説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機の概略側断面図、図２は図１におけるＡ部拡大断面図である。
図１において、この実施形態に係る冷媒圧縮機では、密閉容器５内の上部に冷媒を圧縮して吐出する流体圧縮機構１が配備され、この流体圧縮機構１を回転駆動軸４を介して駆動するＤＣブラシレスモータ２２が密閉容器５内の中下部に収容されている。ＤＣブラシレスモータ２２は、回転駆動軸４に焼き嵌め固定されたロータ２と、ロータ２の外周に対面する位置で密閉容器５内周面に固設されたステータ３とから成っている。ロータ２のロータ鉄心２ａには永久磁石２ｂが埋め込み配置されている。回転駆動軸４はその上端が流体圧縮機構１の駆動部と連結され、下端が密閉容器５内下部に固定配備されたサブフレーム８に回動自由にスラスト支持されている。密閉容器５の上部には冷媒を吐き出す（または吸い込む）ための冷媒管２３が連結され、密閉容器５の胴部に冷媒を吸い込む（または吐き出す）ための冷媒管２４が連結されている。本実施形態の冷媒圧縮機による冷媒圧縮動作は、従来技術で述べた冷媒圧縮機の動作と同じである。
【００１１】
そして、ＤＣブラシレスモータ２２のステータ３は、図２に示すように、予め合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａがステータ鉄心３ｂに巻かれた後に整形され、その後さらにワニスが塗布されたものである。ワニスの塗布は、別途用意したワニス浴（図示省略）中にステータ鉄心３ｂに巻かれた巻線ワイヤ３ａ全体を浸漬することにより行われる。その後、巻線ワイヤ３ａ全体をワニス浴から引き上げて乾燥させることにより、合成樹脂被膜３ｄ上にワニス被膜３ｃが定着する。これらの合成樹脂被膜３ｄとワニス被膜３ｃの複合構造が、本発明にいうところの絶縁被膜２５である。
【００１２】
上記のように絶縁被膜２５を有するステータ３を搭載した冷媒圧縮機においては、ロータ２の永久磁石２ｂの着磁時に巻線ワイヤ３ａに通電がなされて、着磁時の高い電圧と電流が加わる。これにより、巻線ワイヤ３ａが一瞬振動することによる絶縁被膜２５の剥離や、小さなピンホールでのスパーク等のＤＣブラシレスモータ特有のストレスがあるが、絶縁被膜２５の被膜ｔが寿命カーブのフラットな長寿命域となる４０μｍ（所定膜厚Ｓ）以上に設定されているので、図３に示すように、モータ寿命を通常の使用状態に耐え得る所定寿命Ｒ（誘導電動機と同等の寿命）以上に維持することができる。これにより、モータ焼損がなく、長寿命のモータを持った高効率で信頼性の高い磁石埋め込み型のＤＣブラシレスモータ搭載スクロール圧縮機を得ることができる。
【００１３】
尚、流体圧縮機構１としては、例えば、小容量の冷媒圧縮機に多用されるレシプロ式流体圧縮機構や、大容量の冷媒圧縮機に多用されるスクロール式流体圧縮機構が使用可能である。
【００１４】
実施の形態２．
この実施形態では、流体圧縮機構１としてスクロール式流体圧縮機構２１を用いた場合を説明する。他の構成は前述した実施形態１の冷媒圧縮機と同じである。
スクロール式流体圧縮機構２１は、密閉容器５内の上部に固定配備されて渦巻翼を有する固定スクロール６と、固定スクロール６に対し所定の旋回動作を行って冷媒を圧縮する揺動スクロール７とから構成されている。揺動スクロール７は回転駆動軸４の上端に連結されている。
【００１５】
前記のように、絶縁被膜２５の膜厚ｔを所定膜厚Ｓに設定してモータ寿命を所定寿命Ｒ以上に維持できるようにした冷媒圧縮機に、スクロール式流体圧縮機構２１を用いれば、小容量から大容量までの広領域可変速において高効率の冷媒圧縮機を得ることができる。特に、スクロール式流体圧縮機構は大型の冷凍空調装置に用いられることが多く、大型の冷凍空調装置も長寿命化することが可能となる。
【００１６】
実施の形態３．
これまでに述べた実施形態では、巻線ワイヤ３ａの合成樹脂被膜３ｄに塗布されるワニスの塗布回数を特に限定していない。そこで、この実施形態では、合成樹脂被膜３ｄで被覆された巻線ワイヤ３ａをステータとしてコイル状に巻いたものをワニス浴中へ浸漬する浸漬処理と、ワニス浴から引き上げて風乾ないしは加熱乾燥させる乾燥処理を、それぞれ２回以上繰り返した。このようにして形成されたワニス被膜３ｃはそれ自体の膜厚が厚くなり所定膜厚Ｓを超えやすくなるのは無論のこと、隣合った巻線ワイヤ３ａ，３ａ間がワニスで十分に満たされて固められるため、コイル全体の機械強度が高くなる。従って、ロータ２の永久磁石２ｂの着磁時における不具合をよりいっそう抑えることができ、格段に長寿命の冷媒圧縮機が実現される。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る冷媒圧縮機によれば、ステータの巻線ワイヤの絶縁被膜の膜厚が所定膜厚に設定されているので、ロータ着磁時の高い電圧と電流が加えられることによる巻線ワイヤの一瞬の振動を小さくすることができ、巻線ワイヤ間のこすれによる被膜の剥離を抑えることができる。また、小さなピンホールでのスパークを抑えることも可能である。かかる作用効果により、モータ焼損がなく長寿命のモータを有する磁石埋め込み型ＤＣブラシレスモータ搭載の冷媒圧縮機が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷媒圧縮機の概略側断面図である。
【図２】図１におけるＡ部拡大断面図である。
【図３】前記冷媒圧縮機におけるモータステータの絶縁被膜の膜厚とモータ寿命との関係を表した図である。
【図４】従来の冷媒圧縮機の概略側断面図である。
【図５】図４におけるＢ部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  流体圧縮機構、２  ロータ、２ａ  ロータ鉄心、２ｂ  永久磁石、３  ステータ、３ａ  巻線ワイヤ、３ｂ  ステータ鉄心、３ｃ  ワニス被膜、３ｄ  合成樹脂被膜、４  回転駆動軸、５  密閉容器、６  固定スクロール、７  揺動スクロール、２１  スクロール式流体圧縮機構、２２  ＤＣブラシレスモータ、２５  絶縁被膜、Ｒ  所定寿命、Ｓ  所定膜厚、ｔ  膜厚。
【図１】
2004166400.tif 000003
【図２】
2004166400.tif 000004
【図３】
2004166400.tif 000005
【図４】
2004166400.tif 000006
【図５】
2004166400.tif 000007