(57)【要約】【課題】運転時の振動を減少できて騒音が小さな圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器１内に圧縮機要素部２と電動機要素部３とが収納される圧縮機である。電動機要素部３が、回転子１４と、回転子１４の外周側に配置されて密閉容器１に固定される固定子１５とを有する。密閉容器１に、密閉容器１の変形を規制する補強部材２５を設ける。補強部材２５は、密閉容器１内に収納されて、この密閉容器１の内側への変形を規制する。補強部材２５を、電動機要素部３の近傍にこの電動機要素部３と分離して配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器（１）内に圧縮機要素部（２）と電動機要素部（３）とが収納されると共に、上記電動機要素部（３）が、回転子（１４）と、この回転子（１４）の外周側に配置されて上記密閉容器（１）に固定される固定子（１５）とを有する圧縮機であって、上記密閉容器（１）に、この密閉容器（１）の変形を規制する補強部材（２５）を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
上記補強部材（２５）は、密閉容器（１）内に収納されて、この密閉容器（１）の内側への変形を規制することを特徴とする請求項１の圧縮機。
【請求項３】
上記補強部材（２５）を、電動機要素部（３）の近傍にこの電動機要素部（３）と分離して配置したことを特徴とする請求項２の圧縮機。
【請求項４】
上記補強部材（２５）をリング体にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機の室外機等に設けられる圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機等に用いられる圧縮機には、密閉容器と、この密閉容器の下部側に収納される圧縮機要素部と、密閉容器の上部側に収納される電動機要素部とを備えた密閉型回転圧縮機がある（例えば、特許文献１参照）。また、電動機要素部は、回転子と、この回転子の外周側に配置される固定子とを有するものであって、このような圧縮機において、４極モータが使用されることが多く、また、固定子としては、集中巻方式が採用されることが多い。
【特許文献１】特開平１１−１０７９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、４極モータを使用すれば、回転子と固定子との電磁吸引力が１回の回転中に４回発生するため、４ｎ（運転周波数×４）の加振力が発生する。そして、この４ｎ加振力は集中巻方式のモータを使用すれば、高速運転時に大きくなり、また、４ｎの周波数帯と、クランク軸（回転軸）等の固有値とが合致した場合に、４ｎ加振力が特に大きくなる。このような４ｎ加振力が発生すれば、固定子は変形することがあった。
【０００４】
具体的には、図８に示すように、回転子（ロータ）５１と、この回転子５１の外周側に配置される固定子（ステータ）５２とを有する４極モータにおいて、ある瞬間の電磁吸引力は、固定子５２の各ティース５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆに対して、矢印Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６のように発生する。ずなわち、第１ティース５３ａと第３ティース５３ｃと第４ティース５３ｄと第６ティース５３ｆには、それぞれ内径方向への吸引力が作用し、第２ティース５３ｃと第５ティース５３ｅには、第１ティース５３ａ等に作用する吸引力よりも大きな外径方向への吸引力が作用する。このため、図８に示すように平面視において円形状であった固定子５２は、図９に示すように、楕円状に変形して、ロータ５１の回転方向Ｂに対して反対方向Ｃに回転する。
【０００５】
このように、固定子５２が変形すれば、この変形によりこの固定子５２を収納している密閉容器も変形することになる。このため、運転時の電動機要素部からの振動が密閉容器に伝播し、これによって、４ｎ音として外部へ放射され、圧縮機として大きな騒音を発生させていた。
【０００６】
この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、運転時の振動を減少できて騒音が小さな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】
そこで、請求項１の圧縮機は、密閉容器１内に圧縮機要素部２と電動機要素部３とが収納されると共に、上記電動機要素部３が、回転子１４と、この回転子１４の外周側に配置されて上記密閉容器１に固定される固定子１５とを有する圧縮機であって、上記密閉容器１に、この密閉容器１の変形を規制する補強部材２５を設けたことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の圧縮機では、補強部材２５にて密閉容器１の変形を規制することができるので、駆動時に発生する電磁吸引力にて電動機要素部３の固定子１５が変形して、この固定子１５が固定される密閉容器１が変形しようとするのを抑えることができる。
【０００９】
請求項２の圧縮機は、上記補強部材２５は、密閉容器１内に収納されて、この密閉容器１の内側への変形を規制することを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の圧縮機では、密閉容器１内に収納される補強部材２５にてこの密閉容器２５の内側への変形を規制するので、この内側への変形の規制に伴って、外側への変形量も少なくすることができる。このため、駆動時に発生する電磁吸引力にて電動機要素部３の固定子１５が変形して、この固定子１５が固定される密閉容器１が変形しようとするのを、容器全体として少なくすることができる。
【００１１】
また、請求項３の圧縮機では、上記補強部材２５を、電動機要素部３の近傍にこの電動機要素部３と分離して配置したことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の圧縮機では、補強部材２５を電動機要素部３の近傍に配置したことによって、電動機要素部３の固定子１５が変形しようとするのを、安定して少なく抑えることができる。また、補強部材２５は電動機要素部３と分離されているので、電動機要素部３からの振動が直接的に伝わらず、この補強部材２５の振動を小さく抑えることができる。
【００１３】
また、請求項４の圧縮機は、上記補強部材２５をリング体にて構成したことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の圧縮機では、補強部材２５をリング体にて構成するので、製造し易く、また、補強部材２５の取り扱いが容易である。しかも、密閉容器１０全周にわたって変形を規制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記請求項１の圧縮機によれば、駆動時に発生する電磁吸引力にて電動機要素部の固定子が変形して、この固定子が固定される密閉容器が変形しようとするのを抑えることができる。これにより、この容器から外部へ放射される音（騒音）を減少させることができ、静寂な圧縮機となる。また、補強部材を設けることによって、外部へ放射される音を減少させることができるので、密閉容器としては肉厚を大として剛性を上げる必要がない。このため、この密閉容器の低コスト化及び重量の軽減化を達成できる利点もある。
【００１６】
請求項２の圧縮機によれば、駆動時に発生する電磁吸引力にて電動機要素部の固定子が変形して、この固定子が固定される密閉容器が変形しようとするのを、容器全体として少なくすることがきる。これによって、この容器から外部へ放射される音（騒音）を減少させることができる。また、補強部材は密閉容器内に収納されるので、外部に露出せず、圧縮機の外形のシンプル化を図ってコンパクト化を達成できる。しかも、密閉容器内に固定子を固定する必要があり、この密閉容器の内面が精度良く仕上げられるので、補強部材を密閉容器へ内嵌させ易い利点もある。
【００１７】
上記請求項３の圧縮機によれば、電動機要素部の固定子が変形しようとするのを、安定して少なく抑えることができる。このため、低騒音化を一層図ることができる。また、電動機要素部からの振動が補強部材に直接的に伝わらず、この補強部材の振動を小さく抑えることができる。これにより、圧縮機全体としての低騒音化を一層達成することができる。
【００１８】
上記請求項４の圧縮機によれば、補強部材をリング体にて構成するので、製造し易く、低コスト化を図ることができる。また、補強部材の取り扱いが容易であって、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、密閉容器全周にわたって変形を規制することができるので、低騒音化の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、この発明の圧縮機の具体的な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１にこの圧縮機の断面図を示す。圧縮機は密閉型回転圧縮機であり、密閉容器１と、この密閉容器１の下部側に収納される圧縮機要素部２と、この密閉容器１の上部側に収納される電動機要素部３とを備える。この場合、密閉容器１は、円筒状の胴部４と、この円筒状の胴部４の下部に連設される底部材５と、この胴部４の上部に連設される上蓋部材６とから成る。そして、この上蓋部材６には、冷媒ガスを吐出させる吐出管１２が接続されている。
【００２０】
上記圧縮機要素部２はシリンダ７を備え、密閉容器１内においてその軸心部に上下方向に沿って延びる回転軸８が、回転自在に挿通されている。また、シリンダ７には吸込口９が形成され、吸込口９には吸込管１０が接続され、この吸込管１０を介して、アキュームレータ１１（図３参照）から冷媒ガスがシリンダ７に供給される。
【００２１】
次に、電動機要素部３はいわゆる４極モータであって、上記回転軸８に外嵌固定される回転子１４と、この回転子１４の外周側に配設される固定子１５とを備える。回転子１４は、図２に示すように、上記回転軸８が挿入される軸心孔１６を有するコア本体１７と、このコア本体１７に挿入固定される複数（４枚）の平板状の磁石１８・・とを備える。コア本体１７は、所定形状に形成された珪素鋼板等の薄肉体を複数積層したものであって、このコア本体１７に複数の磁石嵌入用孔部１９・・を設け、各孔部１９・・に磁石１８・・を嵌入している。
【００２２】
また、固定子１５は、ステータコア２０と、このステータコア２０の複数（この場合６本）のティース２１・・に巻設されるコイル（図示省略）とを有する。ステータコア２０は、所定形状に形成された珪素鋼板等の薄肉体を複数積層したコア本体２２を有し、このコア本体２２の上下端にインシュレータ２３、２３（図１参照）が付設されている。この場合、固定子１５は、密閉容器１の胴部４に圧入固定（焼嵌め）される。
【００２３】
そして、図１に示すように、密閉容器１にはこの密閉容器１の変形を規制する補強部材２５が設けられている。この場合、補強部材２５はリング体からなり、電動機要素部３の上方側においてこの密閉容器１に収納されている。この補強部材２５は、平板リング状の本体部２６と、この本体部２６の外周側に立設される外周壁部２７とからなる。そして、密閉容器１の胴部４の上端側に圧入固定（焼嵌め）される。このため、密閉容器１の胴部４の内側への変形を規制している。この際、補強部材２５は、電動機要素部３の近傍にこの電動機要素部３と分離して配置される。すなわち、補強部材２５は、電動機要素部３の固定子１５の上面側に対して僅かな隙間２４をもって対向している。なお、補強部材２５はリング体からなるので、その孔部２８を介して圧縮機要素部２側からの冷媒ガスを上記吐出管１２に供給することができる。
【００２４】
ところで、電動機要素部３において、図２に示すように、ある瞬間の電磁吸引力は、固定子１５の各ティース２１・・に、矢印Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６のように発生する。すなわち、第１ティース２１ａと第３ティース２１ｃと第４ティース２１ｄと第６ティース２１ｆには、それぞれ内径方向への吸引力が作用し、第２ティース２１ｃと第５ティース２１ｅには、第１ティース２１ａ等に作用する吸引力よりも大きな外径方向への吸引力が作用する。これによって、固定子１５は楕円形に変形しようとする。また、密閉容器１の胴部４はパイプ材からなり、構造上あまりその肉厚を大きくすることができず、剛性が小さい。このため、密閉容器１内に補強部材２５が無ければ、この固定子１５の変形に伴って、図３（ａ）の実線で示すように、密閉容器１の胴部４は楕円形に変形する。すなわち、中心に関して約１８０度対称の部位３０、３１がそれぞれ径方向内側に変形し、この部位に対して約９０度周方向にずれた部位３２、３３が径方向外側に変形する。
【００２５】
これに対して、密閉容器１内に補強部材２５を収納させれば、固定子１５が変形して密閉容器１の胴部４が変形しようとした場合、補強部材２５が密閉容器１の胴部４の内側への変形を規制することができる。また、密閉容器１の胴部４が内側へ変形しようとする部位３０、３１に対して周方向に約９０度ずれた部位３２、３３では、胴部４は外側へ変形しようとするが、部位３０、３１の内側への変形を規制することによって、この外側への変形も規制することができる。このため、密閉容器１の胴部４の変形量は全体として図３（ｂ）のように小さいものとなる。
【００２６】
このように、上記圧縮機では、密閉容器１内に収納される補強部材２５にてこの密閉容器１の内側への変形を規制するので、この内側への変形の規制に伴って、外側への変形量も少なくすることができる。このため、駆動時に発生する電磁吸引力にて電動機要素部３の固定子１５が変形して、この固定子１５が固定される密閉容器１が変形しようとするのを、密閉容器１全体として少なくすることがきる。これによって、この容器１から外部へ放射される音（騒音）を減少させることができる。特に、４ｎ音の振動に対して低減効果があり、従来から圧縮機に使用されているモータ部（電動要素部）に対する低騒音化を達成でき、静寂な圧縮機を構成することができる。また、補強部材２５は密閉容器１内に収納されるので、外部に露出せず、圧縮機の外形のシンプル化を図ってコンパクト化を達成できる。しかも、密閉容器１内に固定子１５を固定する必要あり、この密閉容器１の内面が精度良く仕上げられるので、補強部材２５を密閉容器１へ内嵌させ易い利点もある。また、補強部材２５を電動機要素部３の近傍に配置したことによって、電動機要素部３の固定子１５が変形しようとするのを、安定して少なく抑えることができる。さらに、補強部材２５は電動機要素部３と分離されているので、電動機要素部３からの振動が直接的に伝わらず、この補強部材２５の振動を小さく抑えることができる。しかも、補強部材２５をリング体にて構成するので、製造し易く、また、補強部材２５の取り扱いが容易であって、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、補強部材２５をリング体にて構成することによって、密閉容器全周にわたって変形を規制することができるので、低騒音化の信頼性が向上する。さらに、補強部材２５を設けることによって、外部へ放射される音を減少させることができるので、密閉容器１としては肉厚を大として剛性を上げる必要がない。このため、この密閉容器１の低コスト化及び重量の軽減化を達成できる利点もある。
【００２７】
ところで、補強部材２５の配置位置として、電動機要素部３の固定子１５の上方側に限るものではなく、図１の仮想線で示すように、固定子１５の下方側に配置してもよい。すなわち、この補強部材２５は電動機要素部３の固定子１５の下面側に対して僅かな隙間３４をもって対向している。このため、この補強部材２５でもって、密閉容器１の胴部４の変形を規制することができる。この場合、固定子１５の下方側にのみ配置するものであっても、固定子１５の上方側及び下方側に配置するものであってもよい。このように、固定子１５の上方側及び下方側に配置すれば、密閉容器１の変形の規制の信頼性が向上する利点がある。
【００２８】
次に、この補強部材２５を有する場合と、補強部材２５を有さない場合とで音圧（ｄＢ）の差について調べた。この場合図４に示すように、アキュームレータ１１を密閉容器１に対して隣接し、アキュームレータ１１の外方位置（反密閉容器側）にアキュームレータ１１側の音を拾うマイクロホン３６を配置すると共に、このマイクロホン３６の対して反時計周りに約９０度だけずれてこの圧縮機自体の音を拾うマイクロホン３５を配置した。
【００２９】
そして、この圧縮機の回転周波数を６０Ｈｚから１１０Ｈｚまで変化させて、マイクロホン（第１マイクロホン）３５にて拾った音の４ｎ（運転周波数×４）の成分についての音圧（ｄＢ）を図５のグラフ図に表した。この場合、補強部材２５を有する場合が、補強部材２５を有さない場合よりも音圧が低下することが分る。また、この圧縮機の回転周波数を６０Ｈｚから１１０Ｈｚまで変化させて、マイクロホン（第２マイクロホン）３６にて拾った音の４ｎ（運転周波数×４）の成分についての音圧（ｄＢ）を図６のグラフ図に表した。この場合も、補強部材２５を有する場合、補強部材２５を有さない場合よりも音圧が低下することが分る。
【００３０】
また、補強部材２５を有する場合と、補強部材２５を有さない場合とで、４ｎ（４２５Ｈｚ）での加速度（ｍ／ｓ２）を調べて、その結果を図７に示した。この場合、密閉容器１の胴部４の外周面に、周方向に沿って３０ピッチで加速度センサを貼り付け、各加速度センサにて加速度を検出した。ここで、Ａとは、上記第１マイクロホン３５側を示し、Ｂとは、この第１マイクロホン３５と密閉容器１の軸心に関して対称位置側を示し、Ａｃｃとは、上記第２マイクロホン３６側を示し、反Ａｃｃとは、第２マイクロホン３６と密閉容器１の軸心に関して対称位置側を示している。
【００３１】
この図７からわかるように、補強部材２５を有する場合、補強部材２５を有さない場合よりも各方向の加速度が減少している。すなわち、振動が減少することがわかる。なお、Ａｃｃ側については測定しなかった。
【００３２】
ところで、上記実施の形態では、補強部材２５を密閉容器１内に収納（内嵌）していたが、他の実施の形態として、密閉容器１の外側に補強部材２５を配置したものであってもよい。すなわち、リング状の補強部材２５を密閉容器１の胴部４に外嵌することによって、密閉容器１に付設するようにしてもよい。このように、補強部材２５を密閉容器１に外嵌した場合、密閉容器１の外側への変形を規制することができる。また、密閉容器１の胴部４が外側へ変形しようとする部位３２、３３に対して周方向に約９０度ずれた部位３０、３１では、胴部４は内側に変形しようとするが、部位３２、３３の外側への変形を規制することによって、この内側への変形も規制することができる。このため、密閉容器１の胴部４の変形量は、補強部材２５を密閉容器１に内嵌したものと同様、全体として小さいものとなって、低騒音化を達成できる。
【００３３】
この場合、補強部材２５を密閉容器１に内嵌する場合と相違して、リング状の補強部材２５の配置位置を密閉容器１の外周側において任意設定できるので、密閉容器１内の固定子１５に対応する部位（固定子１５の外周側）において密閉容器１に外嵌することができる。これによって、固定子１５の変形に基づく密閉容器１の胴部４の変形を確実に小さいものとすることができ、圧縮機全体としての低騒音化を一層達成することができる。なお、このように、補強部材２５を密閉容器１に外嵌する場合であっても、その補強部材２５として一つに限るものではなく、複数配置してもよい。
【００３４】
以上にこの発明の圧縮機の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、補強部材２５の材質や肉厚寸法や、孔部２８の孔径等は、固定子１５の変形に基づく密閉容器１の変形を規制できる範囲に、密閉容器１自体の剛性等に応じて任意に設定できる。また、図１の仮想線で示す補強部材２５は、実線で示した補強部材２５と相違して、外周壁２７を有さないリング体から構成しているが、もちろん実線で示した補強部材２５と同様に外周壁２７を有するリング体にて構成してもよい。逆に、固定子１５の上方側に配置する補強部材２５として外周壁２７を有さない図１の仮想線で示したリング体にて構成してもよい。また、上記図１の実施の形態では、補強部材２５を密閉容器１に圧入していたが、補強部材２５を溶接等の他の固定手段にて密閉容器１内に固定するようにしてもよい。さらに、上記実施の形態では、１シリンダタイプの圧縮機であったが、２シリンダタイプの圧縮機であってもよく、また、電動機要素部としては、４極モータに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の圧縮機の実施の形態を示す断面図である。
【図２】上記圧縮機の電動機要素部の要部簡略平面図である。
【図３】圧縮機の密閉容器を示し、（ａ）は補強部材を有さない場合の簡略断面平面図であり、（ｂ）は補強部材を有する場合の簡略断面平面図である。
【図４】密閉容器とアキュームレータとの位置関係を示す簡略平面図である。
【図５】圧縮機周波数と音圧との関係を示すグラフ図である。
【図６】圧縮機周波数と音圧との関係を示すグラフ図である。
【図７】上記圧縮機の加速度を示すグラフ図である。
【図８】従来の問題点を説明するための電動機要素部の簡略図である。
【図９】固定子の変形状態を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・密閉容器、２・・圧縮機要素部、３・・電動機要素部、１４・・回転子、１５・・固定子、２５・・補強部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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