(57)【要約】【課題】誘導同期電動機を搭載した密閉型電動圧縮機に関し、始動直後の同期引き込み時の急激なトルクの変化が発生し、電動圧縮要素の急激な振れが発生しても、コイルバネとコイルバネの内径を保持するスナブバーの表面でのこすれによる異常音を低減し、低騒音の圧縮機を提供する。【解決手段】電動圧縮要素１０４をコイルバネ１１７により弾性的に保持し、コイルバネ１１７の内径部を保持するスナブバー１１８または１１９を電動圧縮要素と密閉容器の少なくとも一方に形成するとともに、スナブバー１１８または１１９の表面を固体潤滑性を備えた材料で構成したので、始動時の同期引き込み時におけるコイルバネ１１７とスナブバー１１８および１１９とのこすれにより発生する異常音を低減することができる。【選択図】図１
2005180366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動時に誘導電動機として始動し同期回転数近くで同期運転に切り替わる誘導同期電動機と、前記誘導同期電動機によって駆動される圧縮要素とからなる電動圧縮要素をコイルバネによって密閉容器内に弾性的に保持し、前記コイルバネの内径部を保持するスナブバーを電動圧縮要素と密閉容器の少なくとも一方に形成するとともに、前記スナブバーの少なくとも表面を、固体潤滑性を有する材料で構成した密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
スナブバーを樹脂材料で形成した請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
スナブバーの表面を四ふっ化エチレンで形成したキャップで被覆した請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
スナブバーの表面に二硫化モリブデン層が形成された請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘導同期電動機を搭載した密閉型電動圧縮機（以下圧縮機という）の低騒音化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機は、コイルバネの内径を保持するスナブバーに鉄系材料を使用したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を説明する。
【０００４】
図６は、特許文献１に記載された上記従来の圧縮機の横断面図、図７は従来の圧縮機の要部拡大図、図８は従来の誘導同期電動機の回転子断面図、図９は従来の誘導同期電動機のＳ−Ｔ特性図（トルクと回転速度との特性図）を示すものである。
【０００５】
図６から図９において、密閉容器１には、誘導同期電動機２と誘導同期電動機２によって駆動される圧縮要素３からなる電動圧縮要素４が収容されている。
【０００６】
誘導同期電動機２は、電気鉄板を積層して形成したコア（図示せず）に巻線（図示せず）が旋巻された固定子５と、同じく電気鉄板を積層して形成した継鉄部６にネオジ等の希土類からなる永久磁石７を収納するとともに、外周近傍にアルミからなる二次導体８を形成した回転子９とから構成されており、起動時にはインダクションモータとして働き、安定運転時には電源周波数に同期して運転する誘導同期型のモータを形成している。
【０００７】
圧縮要素３は、シリンダー１０を形成するブロック１１と、シリンダー１０内に往復自在に嵌入されたピストン１２と、主軸部１３および偏芯部１４からなるシャフト１５と、偏芯部１４とピストン１２を連結するコンロッド１６とを備え、主軸部１３には回転子９が、ブロック１１には固定子５がそれぞれ固定され、レシプロ型の電動圧縮要素４を形成している。
【０００８】
電動圧縮要素４は、複数のコイルバネ１７により密閉容器１内に弾性的に支持されており、コイルバネ１７は、内径部を電動圧縮要素４側に設けたスナブバー１８と密閉容器１側に設けたスナブバー１９により、保持されている。
【０００９】
また、コイルバネ１７およびスナブバー１８，１９はいずれも鉄系材料により構成されている。
【００１０】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
誘導同期電動機２に商用電源から電気が供給されると誘導同期電動機２は通常の誘導電動機として起動し、図９に示されるように、回転数が同期速度に近づくと、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれ、その後、商用電源の周波数に同期して回転を継続する。
【００１２】
回転子９とともにシャフト１５が回転することで、偏芯部１４の偏芯運動がコンロッド１６を介してピストン１２をシリンダー１０内で往復運動させ、周知の圧縮動作を行う。
【特許文献１】特開２００１−７３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、始動直後、回転数が同期速度に近づくと瞬時に、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる。この際、回転数は瞬間的に増加するため誘導同期電動機２は強い加速を伴い、その結果、電動圧縮要素４はシャフト１５の回転方向に大きく振られる。
【００１４】
この際、コイルバネ１７とコイルバネ１７の内径を保持するスナブバー１８，１９の表面でこすれが生じる。
【００１５】
ここで、コイルバネ１７およびスナブバー１８，１９が鉄系材料により構成されているため、鉄系材料は表面エネルギーが高く静摩擦係数が比較的高いので、急激な変位が生じると表面同士が引っかかりながら滑ることで大きなこすれ音、すなわち異常音を発生するという課題を有していた。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、誘導同期電動機を備えながら、コイルバネおよびスナブバーからの異常音が発生しにくい、低騒音の密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、始動時に誘導電動機として始動し同期回転数近くで同期引き込みを行い同期運転に切り替わる誘導同期電動機と、誘導同期電動機によって駆動される圧縮要素とからなる電動圧縮要素を密閉容器内にコイルバネによって弾性的に保持し、コイルバネの内径部を保持するスナブバーを電動圧縮要素と密閉容器の少なくとも一方に形成するとともに、スナブバーの少なくとも表面を、固体潤滑性を有する材料で構成したことで、コイルバネとスナブバー表面の摩擦係数が低くなるため、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際に、コイルバネの内径とスナブバー表面でのこすれが生じてもこれにより発生するこすれ音が低く抑えられるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の密閉型電動圧縮機は、誘導同期電動機を備えながら、スナブバーの少なくとも表面を固体潤滑性を有する材料で構成したことで、コイルバネおよびスナブバーからの異常音が発生しにくい低騒音の圧縮機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、始動時に誘導電動機として始動し同期回転数近くで同期運転に切り替わる誘導同期電動機と、前記誘導同期電動機によって駆動される圧縮要素とからなる電動圧縮要素をコイルバネによって密閉容器内に弾性的に保持し、前記コイルバネの内径部を保持するスナブバーを電動圧縮要素と密閉容器の少なくとも一方に形成するとともに、前記スナブバーの少なくとも表面を、固体潤滑性を有する材料で構成したことにより、コイルバネ内径とスナブバー表面の摩擦係数が低くなるため、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ内径とスナブバー表面でのこすれが生じても、これにより発生するこすれ音が低く抑えられ、異常音の発生を防ぐことができ、誘導同期電動機を備えた低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスナブバーを樹脂材料で形成したもので、樹脂材料が有する表面の固体潤滑性によって、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ内径とスナブバー表面でのこすれが生じても、これにより発生する異常音の発生を防ぐことができ、かつ樹脂材料は安価なため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、安価に誘導同期電動機を備えた低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスナブバーの表面を四ふっ化エチレンで形成したキャップで被覆したもので、四ふっ化エチレンが有する表面の固体潤滑性によって、これにより発生する異常音の発生を防ぐことができ、さらに四ふっ化エチレンで形成したカバーをスナブバーに挿入するだけで組立が完了するため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生産工程が簡単で、安価に誘導同期電動機を備えた低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスナブバーの表面に二硫化モリブデン層を形成したもので、硫化モリブデンが有する表面の固体潤滑性によって、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ内径とスナブバー表面でのこすれが生じても、これにより発生する異常音の発生を防ぐことができ、さらにスナブバーの表面にスパッタリング等の処理で予め二硫化モリブデンをコーティングしておくことで組立工数はなんら変える必要はないため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、組立工数を増やすことなく、安価に誘導同期電動機を備えた低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００２３】
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。また背景技術を説明した図９は実施の形態１から３のいずれにも共通のため、これらの説明に引用する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧縮機の横断面図、図２は、同実施の形態における要部拡大図、図３は同実施の形態における回転子拡大図である。図１、図２、図３および図９において、密閉容器１０１には冷媒（図示せず）が封入されるとともに、誘導同期電動機１０２と誘導同期電動機１０２によって駆動される圧縮要素１０３からなる電動圧縮要素１０４が収容されている。
【００２５】
誘導同期電動機１０２は、起動時にはインダクションモータとして働き、電気鉄板を積層して形成したコア（図示せず）に巻線（図示せず）が旋巻された固定子１０５と、同じく電気鉄板を積層して形成した継鉄部１０６にネオジ等の希土類からなる永久磁石１０７を収納するとともに、外周近傍にアルミからなる二次導体１０８を形成した回転子１０９とから構成されており、安定運転時には電源周波数に同期して運転する誘導同期型のモータを形成している。
【００２６】
次に、圧縮要素１０３の構成を説明する。
【００２７】
ブロック１１１には略円筒形のシリンダー１１０が形成され、シリンダー１１０にはピストン１１２が往復自在に嵌入されている。シリンダー１１０に軸支されたシャフト１１５は、主軸部１１３および偏芯部１１４を備えており、偏芯部１１４とピストン１１２はコンロッド１１６によって連結される。
【００２８】
主軸部１１３には回転子１０９が、ブロック１１１には固定子１０５がそれぞれ固定され、レシプロ型の電動圧縮要素１０４を形成している。
【００２９】
電動圧縮要素１０４は複数のコイルバネ１１７により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。コイルバネ１１７は、内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９に圧入し、電動圧縮要素１０４側に設けたスナブバー１１８に遊嵌することで保持されている。また、スナブバー１１８はピン１２０で電動圧縮要素１０４に固定されている。また、コイルバネ１１７およびスナブバー１１９は鉄系材料から構成され、スナブバー１１８は耐冷媒性を備えた樹脂材料であるポリブチレンテレフタレートから成型されている。
【００３０】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００３１】
誘導同期電動機１０２に商用電源から電気が供給されると、誘導同期電動機１０２は通常の誘導電動機として起動始動し、回転数が同期トルクを発生させる回転数に近づくと回転子１０９の回転は図９に示すとおり、同期トルクを発生させる回転数に瞬時に引き込まれ、同期運転を行う。
【００３２】
回転子１０９とともにシャフト１１５が回転することで、偏芯部１１４は偏芯運動する。この偏芯運動は、コンロッド１１６を介してピストン１１２をシリンダー１１０内で往復運動させ、冷媒はシリンダー１１０内に吸入され、圧縮された後吐出されるという、周知の圧縮動作を行う。
【００３３】
ここで、起動直後、誘導同期電動機１０２の回転数が同期トルクを発生させる回転数に近づくと、回転子１０９の回転は同期トルクを発生させる回転数に瞬時に引き込まれる。この際、回転子１０９の回転数は同期速度近辺の単相誘導電動機としてのトルクカーブ上の点から同期トルクを発生させる回転数へと瞬間的に増加するので、回転子１０９は強い加速を伴い、そのため固定子１０５と回転子１０９との間に回転方向の反力が生じ、電動圧縮要素１０４はシャフト１１５の回転方向に大きく振られる。
【００３４】
その結果、コイルバネ１１７とコイルバネ１１７の内径を保持するスナブバー１１８，１１９の表面でこすれが生じる。本実施の形態では、コイルバネ１１７は内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９に圧入しているため、表面で生じるコイルバネ１１７とのこすれは主に遊嵌されている側のスナブバー１１８との間で発生する。
【００３５】
ここで、本実施の形態では、スナブバー１１８が樹脂材料であるポリブチレンテレフタレートから成型されているが、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料は表面エネルギーが低く、固体潤滑性を備えるため、鉄系の材料との滑りがよい。
【００３６】
従って、急激な変位が生じても表面同士がほとんど引っかかることなく滑るため、大きなこすれ音、すなわち異常音の発生を抑制することができる。そのため、誘導同期電動機を備えながら、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ１１７の内径とスナブバー１１８表面でのこすれが生じても、これにより発生するこすれ音が低く抑えられる。
【００３７】
その結果、コイルバネおよびスナブバーからの異常音が発生しにくい低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００３８】
さらに、スナブバー１１８は樹脂材料の最も一般的な成型方法である射出成型によって形成することができるため、安価に製造することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、樹脂材料にポリブチレンテレフタレートを用いたが、同様の性質を備えた樹脂材料としてポリブチレンナフタレートやポリフェニレンサルファイドを用いてもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における要部拡大図である。
【００４１】
以下、図４および図９に基づいて本実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
電動圧縮要素１０４は、複数のコイルバネ１１７により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。コイルバネ１１７は内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９および電動圧縮要素１０４側に設けたスナブバー１２４によって保持されている。
【００４３】
コイルバネ１１７およびスナブバー１１９は鉄系材料から構成され、同じく鉄系材料から構成されたスナブバー１２４はシート状に形成された四ふっ化エチレンから成型されたキャップ１２５を嵌入させてある。
【００４４】
コイルバネ１１７は内径部をスナブバー１１９に圧入し、キャップ１２５を嵌入させたスナブバー１２４に遊嵌することで保持されている。
【００４５】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００４６】
誘導同期電動機１０２に商用電源から電気が供給されると、誘導同期電動機１０２は通常の誘導電動機として起動始動し、回転数が同期トルクを発生させる回転数に近づくと、回転子１０９の回転は図９に示すとおり、回転数が同期トルクを発生させる回転数に引き込まれ、同期運転を行う。この際、回転子１０９の回転数は同期速度近辺の単相誘導電動機としてのトルクカーブ上の点から、同期トルクを発生させる回転数へと瞬間的に増加するので回転子１０９は強い加速を伴い、そのため固定子１０５と回転子１０９との間に回転方向の反力が生じ、電動圧縮要素１０４はシャフト１１５の回転方向に大きく振られる。
【００４７】
その結果、コイルバネ１１７とコイルバネ１１７の内径を保持するスナブバー１２４のキャップ１２５およびスナブバー１１９の表面でこすれが生じる。本実施の形態では、コイルバネ１１７は内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９に圧入しているため、表面で生じるコイルバネ１１７とのこすれは主に遊嵌されている側のスナブバー１２４に嵌合されたキャップ１２５との間で発生する。
【００４８】
ここで、本実施の形態では、キャップ１２５が四ふっ化エチレンから成型されているが、四ふっ化エチレンは極めて高い固体潤滑性を備えている。この四ふっ化エチレンの高い固体潤滑性は、すべり方向に分子が配向しやすく、また分子が大きいためであるといわれている。
【００４９】
そのため、急激な変位が生じてもこの高い固体潤滑性によって表面同士がほとんど引っかかることなく滑るため、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ１１７の内径とスナブバー１２４のキャップ１２５表面でのこすれが生じても、これにより発生するこすれ音が低く抑えられ、大きなこすれ音、すなわち異常音の発生をほとんど無くすことができる。
【００５０】
その結果、誘導同期電動機を備えながら、コイルバネおよびスナブバーからの異常音が発生しない低騒音の圧縮機を実現することができる。
【００５１】
さらに、予めフッ素樹脂で形成したキャップ１２５をスナブバー１２４に挿入するだけで組立が完了するため、僅かな組立工数の増加で組み立てることができ、安価に製造することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における要部拡大図である。
【００５３】
以下、図５および図９に基づいて本実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
電動圧縮要素１０４は複数のコイルバネ１１７により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。
【００５５】
コイルバネ１１７は、内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９に圧入し、電動圧縮要素１０４側に設けたスナブバー１３０に遊嵌することで保持されている。
【００５６】
コイルバネ１１７およびスナブバー１１９は鉄系材料から構成され、同じく鉄系材料から構成されたスナブバー１３０は表面に二硫化モリブデンを固着した二硫化モリブデン層１３１を形成している。
【００５７】
本実施の形態においては、二硫化モリブデンの粒をある速度以上で母材となる鉄系材料のスナブバー１３０の表面に衝突させる方法を用い、衝突の際に生じる熱エネルギーにより二硫化モリブデンの一部が母材に溶け込み金属結合することにより二硫化モリブデン層１３１を形成している。
【００５８】
なお、二硫化モリブデン層をスナブバー１３０表面に形成する方法としては、イミド基等の熱硬化性の機能をもつ樹脂をバインダーとして用い、ジメチルアセトアミド等の溶剤に上記バインダー溶け込ませた溶液に二硫化モリブデンの粒子をいれた溶液を接触部表面に塗布した後、数百度で焼き付ける方法を用いてもよい。
【００５９】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００６０】
誘導同期電動機１０２に商用電源から電気が供給されると、誘導同期電動機１０２は通常の誘導電動機として起動始動し、回転数が同期トルクを発生させる回転数に近づくと、回転子１０９の回転は図９に示すとおり、回転子１０９の回転数は同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる。この際、回転子１０９の回転数は同期速度近辺の単相誘導電動機としてのトルクカーブ上の点から、同期トルクを発生させる回転数へと瞬間的に増加するので、回転子１０９は強い加速を伴い、そのため固定子１０５と回転子１０９との間に回転方向の反力が生じ、電動圧縮要素１０４はシャフト１１５の回転方向に大きく振られる。
【００６１】
その結果、コイルバネ１１７とコイルバネ１１７の内径を保持するスナブバー１３０，１１９の表面でこすれが生じる。本実施の形態では、コイルバネ１１７は内径部を密閉容器１０１側に設けたスナブバー１１９に圧入しているため、表面で生じるコイルバネ１１７とのこすれは主に遊嵌されている側のスナブバー１３０との間で発生する。
【００６２】
ここで、本実施の形態では、スナブバー１３０は表面に二硫化モリブデンを固着した二硫化モリブデン層１３１を形成してあるが、二硫化モリブデンの組織は稠密六方晶であり、低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。
【００６３】
従って、急激な変位が生じても表面同士がほとんど引っかかることなく滑るため、同期トルクを発生させる回転数に引き込まれる際にコイルバネ１１７の内径とスナブバー１３０表面でのこすれが生じても、これにより発生するこすれ音が低く抑えられ、大きなこすれ音、すなわち異常音の発生をほとんど無くすことができる。
【００６４】
その結果、誘導同期電動機を備えながら、コイルバネおよびスナブバーからの異常音が発生しない低騒音の密閉型電動圧縮機を実現することができる。
【００６５】
さらに、スナブバー１３０の表面に二硫化モリブデンを固着した二硫化モリブデン層１３１を形成するだけなので、部品点数の増加がなく、その結果、組立工数の増加もなく安価な密閉型電動圧縮機を実現することができる。
【００６６】
なお、実施の形態１から３において、少なくとも表面を、固体潤滑性を有する材料で構成したスナブバーはいずれも電動圧縮要素側のスナブバーで例示したが、密閉容器側、あるいは双方を固体潤滑性を有する材料で構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、同期電動機で構成され、始動直後の同期引き込み時の急激なトルクの変化により電動圧縮要素が急に大きく振れても、スナブバーの表面を固体潤滑性を備えた材料で構成することでコイルバネ内径とスナブバー表面でのこすれにより発生する異常音を低減することができるので、自販機、冷凍ショーケース、除湿機などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１における横断面図
【図２】同実施の形態における要部拡大図
【図３】同実施の形態における回転子拡大図
【図４】本発明の実施の形態２における要部拡大図
【図５】本発明の実施の形態３における要部拡大図
【図６】従来の密閉型電動圧縮機における横断面図
【図７】従来の密閉型電動圧縮機における要部拡大図
【図８】従来の密閉型電動圧縮機における回転子断面図
【図９】従来の誘導動機電動機のＳ−Ｔ特性図
【符号の説明】
【００６９】
１０１    密閉容器
１０２    誘導同期電動機
１０３    圧縮要素
１０４    電動圧縮要素
１１７    コイルバネ
１１８，１１９，１２４，１３０    スナブバー
１２５    キャップ
１３１    二硫化モリブデン層
【図１】
2005180366.tif 000003
【図２】
2005180366.tif 000004
【図３】
2005180366.tif 000005
【図４】
2005180366.tif 000006
【図５】
2005180366.tif 000007
【図６】
2005180366.tif 000008
【図７】
2005180366.tif 000009
【図８】
2005180366.tif 000010
【図９】
2005180366.tif 000011