(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、
前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、
前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、
前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備えて構成され、
前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、
圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、
前記回転子の上面に流れ込む潤滑油を前記下バランスウエイトの下方に導く油流出穴を設けた
ことを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項２】
請求項１において、前記油流出穴は、前記回転子の上面から下面に貫通して形成された第１油流出穴と、前記下バランスウエイトの上面から下面に貫通して形成された第２油流出穴とからなっていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項３】
請求項２において、前記第１油流出穴は複数の細い穴で構成されて前記回転子の中央穴の周囲に円周状に配列され、前記下バランスウエイトは前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴は前記複数の第１油流出穴の配列の円周径よりも大きく形成されて前記第２油流出穴を兼ねていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項４】
請求項３において、前記下バランスウエイトは、その中央穴の下部周囲に当該中央穴に連通し且つ下面に開口する複数のリベット用凹部を設け、その複数の凹部の底面から貫通するリベットにより固定されていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項５】
請求項２において、前記下バランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴と、この中央穴に仕切り壁を介して隣接すると共に回転子側から凹む下アンバランス量付与凹部と、この下アンバランス量付与凹部の底部から下面に貫通する第３油流出穴とを有していることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項６】
請求項５において、前記回転子は複数の磁石挿入穴に挿入された永久磁石を備え、前記下バランスウエイトの仕切り壁は前記磁石挿入穴の下面を塞ぐように設けられていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項７】
請求項２において、前記上バランスウエイトは前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴は前記複数の第１油流出穴の配列の円周径よりも大きく形成されていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項８】
請求項７において、前記上バランスウエイトは、その中央穴に連通し且つ上面に開口する上アンバランス量付与凹部を設け、この上アンバランス量付与凹部の底面から貫通するリベットを介して固定されていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項９】
請求項１から８の何れかにおいて、前記固定子のコイルは集中巻方式で巻かれ、前記上下のバランスウエイトは、回転中心軸を対称軸としたときのバランスウエイトの外周面が対称となるように、亜鉛合金ダイキャスト一体成形品で構成されていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項１０】
鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、
前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、
前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、
前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備え、
前記上下のバランスウエイト及び前記回転子は上下が連通される構成とし、
前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、
圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる
ことを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項１１】
鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、
前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、
前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、
前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備え構成され、
前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、
圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、
前記下バランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴と、この中央穴に仕切り壁を介して隣接すると共に回転子側から凹む上アンバランス付与凹部と、この上アンバランス付与凹部の底部から下面に貫通する油流出穴とを有している
ことを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項１２】
請求項１１において、前記回転子は複数の磁石挿入穴に挿入された永久磁石を備え、前記下バランスウエイトの仕切り壁は前記磁石挿入穴の下面を塞ぐように設けられていることを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項１３】
鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、
前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、
前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、
前記回転子の両側に設置されたバランスウエイトと、を備え構成され、
前記両側のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記両側のエンドコイルよりも突出され、
圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、
前記一側のバランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴に連通し且つ反回転子側の面に開口するアンバランス付与凹部を設け、このアンバランス付与凹部の底面から貫通するリベットを介して固定されている
ことを特徴とする圧縮機用電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機用電動機に係わり、特に回転子の両側にバランスウエイトを設置した圧縮機用電動機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機用電動機としては、特開２０００−７３９７７号公報（特許文献１）に示されたものがある。
【０００３】
この特許文献１の圧縮機用電動機は、鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、この回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、回転子の上側及び下側に設置され且つエンドコイルより低い上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備えて構成されている。
【０００４】
この圧縮機用電動機は、圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが固定子と回転子との間を下側から上側に流れる状態に設置される。
【０００５】
そして、上バランスウエイトの上部を円周外周面とすることで、回転子上部の吐出パイプ近傍の空間でのミスト状の冷媒ガスの掻き回しを低減し、冷媒ガスに含まれた油滴の更なる微細化を抑制することによって、密閉容器外部の冷凍サイクルへ吐出される冷媒ガス中の冷凍機油を減少させ、オイルレートを低減させている。
【０００６】
特許文献１の図３の例では、回転子上部に流れ込む冷凍機油を放出するための開口部を円周外周面の一部に設けている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−７３９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１の圧縮機用電動機では、エンドコイルより低い上バランスウエイト及び下バランスウエイトとなっているため、上バランスウエイトの上面及び下バランスウエイトの下面に冷媒ガスが流れ込み、上下バランスウエイトのこれらの面における冷媒ガスの掻き回しによって冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が行われる。
【０００９】
そこで、上バランスウエイトの先端部外周面を上エンドコイルよりも突出することが考えられるが、回転子上部に流れ込む冷凍機油を放出するための開口部の深さが極めて深くなり（換言すれば、開口部が高さ方向に長くなり）、この開口部による冷媒ガスの掻き回しで冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が行われ、密閉容器外部の冷凍サイクルへ吐出される冷媒ガス中の冷凍機油が増大する、という課題が生じていた。
【００１０】
本発明の目的は、密閉容器から排出される冷媒ガスの油含有率を低減できる圧縮機用電動機を提供することにある。
【００１１】
なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備えて構成され、前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、前記回転子の上面に流れ込む潤滑油を前記下バランスウエイトの下方に導く油流出穴を設けたことにある。
【００１３】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記油流出穴は、前記回転子の上面から下面に貫通して形成された第１油流出穴と、前記下バランスウエイトの上面から下面に貫通して形成された第２油流出穴とからなっていること。
（２）前記（１）において、前記第１油流出穴は複数の細い穴で構成されて前記回転子の中央穴の周囲に円周状に配列され、前記下バランスウエイトは前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴は前記複数の第１油流出穴の配列の円周径よりも大きく形成されて前記第２油流出穴を兼ねていること。
（３）前記（２）において、前記下バランスウエイトは、その中央穴の下部周囲に当該中央穴に連通し且つ下面に開口する複数のリベット用凹部を設け、その複数の凹部の底面から貫通するリベットにより固定されていること。
（４）前記（１）において、前記下バランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴と、この中央穴に仕切り壁を介して隣接すると共に回転子側から凹む下アンバランス量付与凹部と、この下アンバランス量付与凹部の底部から下面に貫通する第３油流出穴とを有していること。
（５）前記（４）において、前記回転子は複数の磁石挿入穴に挿入された永久磁石を備え、前記下バランスウエイトの仕切り壁は前記磁石挿入穴の下面を塞ぐように設けられていること。
（６）前記（１）において、前記上バランスウエイトは前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴は前記複数の第１油流出穴の配列の円周径よりも大きく形成されていること。
（７）前記（６）において、前記上バランスウエイトは、その中央穴に連通し且つ上面に開口する上アンバランス量付与凹部を設け、この上アンバランス量付与凹部の底面から貫通するリベットを介して固定されていること。
（８）前記固定子のコイルは集中巻方式で巻かれ、前記上下のバランスウエイトは、回転中心軸を対称軸としたときのバランスウエイトの外周面が対称となるように、亜鉛合金ダイキャスト一体成形品で構成されていること。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備え、前記上下のバランスウエイト及び前記回転子は上下が連通される構成とし、前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れることにある。
【００１５】
また、本発明の第３の態様は、鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、前記回転子の上側及び下側に設置された上バランスウエイト及び下バランスウエイトと、を備え構成され、前記上下のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記上下のエンドコイルよりも突出され、圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、前記下バランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴と、この中央穴に仕切り壁を介して隣接すると共に回転子側から凹む上アンバランス付与凹部と、この上アンバランス付与凹部の底部から下面に貫通する油流出穴とを有していることにある。
【００１６】
係る本発明の第３の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記回転子は複数の磁石挿入穴に挿入された永久磁石を備え、前記下バランスウエイトの仕切り壁は前記磁石挿入穴の下面を塞ぐように設けられていること。
【００１７】
また、本発明の第４の態様は、鉄芯とこの鉄芯の両側からエンドコイルが突出するコイルとを有する固定子と、前記鉄芯の中央穴に回転可能に配置された回転子と、前記回転子の中央穴に嵌合され少なくとも一側が当該回転子より突出して偏心力が加えられるシャフトと、前記回転子の両側に設置されたバランスウエイトと、を備え構成され、前記両側のバランスウエイトの先端部外周面が全周にわたって前記両側のエンドコイルよりも突出され、圧縮機外殻を構成する密閉容器の内部に設置されて、圧縮機構より吐出される油分を含む冷媒ガスが前記固定子と前記回転子との間を一側から他側に流れる圧縮機用電動機であって、前記一側のバランスウエイトは、前記シャフトが貫通する中央穴を有し、この中央穴に連通し且つ反回転子側の面に開口するアンバランス付与凹部を設け、このアンバランス付与凹部の底面から貫通するリベットを介して固定されていることにある。
【発明の効果】
【００１８】
係る本発明の圧縮機用電動機によれば、密閉容器から排出される冷媒ガスの油含有率を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図１から図１１Ｃを参照しながら説明する。
【００２０】
本実施形態における密閉型電動圧縮機５０の全体の構成、動作、機能などに関して、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図２において、実線矢印は密閉容器１の底部の油溜９から吸い上げられた潤滑油８の流れを示し、点線矢印は圧縮機構２より吐出された冷媒ガスの流れを示す。
【００２１】
密閉型電動圧縮機５０は、冷凍空調装置（例えば、空気調和機、冷蔵庫、冷凍庫、冷蔵・冷凍ショーケースなど）やヒートポンプ式給湯装置などの冷凍サイクルの構成機器として用いられ、密閉容器１、圧縮機構２、及び電動機７を主要構成要素として備えている。
【００２２】
密閉容器１は、円筒状の筒部とこの筒部の上下に溶着された蓋部とから構成され、内部を密閉空間としている。この密閉容器１は、圧縮機構２及び電動機７を収納し、底部の油溜９に冷凍機油などの潤滑油８を貯留している。この潤滑油８の油面は副軸受１５の上方に位置するよう設定されている。
【００２３】
密閉容器１の上蓋部を貫通して吸込パイプ１１が設けられ、密閉容器１の筒部を貫通して吐出パイプ２２が設けられている。この吐出パイプ２２は、フレーム５の直下に位置して、密閉容器１内の中心方向に突出して設けられている。吐出パイプ２２の先端はエンドコイル１７の外周面より中心側に突出して開口されている。
【００２４】
圧縮機構２は、フルオロカーボンや二酸化炭素などの冷媒ガスを圧縮して密閉容器１内に吐出するものであり、密閉容器１内の上部に設置されている。この圧縮機構２は、固定スクロール３、旋回スクロール４、フレーム５、及びオルダムリング１０を主要構成要素として備えている。
【００２５】
固定スクロール３は、端板上に渦巻状のラップを立設して構成され、フレーム５上にボルト止めされている。固定スクロール３の周縁部には吸込口１２が設けられ、中央部には吐出口１４が設けられている。吸込口１２には吸込パイプ１１が連通している。吐出口１４は密閉容器１内の圧縮機構２の上方の空間と連通されている。
【００２６】
旋回スクロール４は、端板上に渦巻状のラップを立設して構成され、固定スクロール３と噛み合わされて圧縮室を形成する。この旋回スクロール４は固定スクロール３とフレーム５との間に挟み込まれている。旋回スクロール４の反固定スクロール側にはボス部が突出して設けられ、このボス部内には旋回軸受が設置され、この旋回軸受内にはシャフト６の偏心ピン部６ａが嵌合されている。
【００２７】
オルダムリング１０は、旋回スクロール４の自転規制機構を構成するものであり、旋回スクロール４とフレーム５との間に設置され、旋回スクロール４が自転するのを防止して円軌道運動を行わせる。
【００２８】
フレーム５は、密閉容器１に溶接で固定され、固定スクロール３、オルダムリング１０、及び旋回スクロール４を支持している。このフレーム５の中央には下方に突出する筒部が設けられている。この筒部内には、シャフト６を軸支する主軸受５ａが設けられている。
【００２９】
固定スクロール３及びフレーム５の外周部には、固定スクロール３の上方空間とフレーム５の下方空間とを連通する複数の吐出ガス通路１８ａが形成されている。この複数の吐出ガス通路１８ａは全周にわたって配置されている。
【００３０】
電動機７は、固定子７ｂ、回転子７ａ、シャフト６、及びバランスウエイト１６を主要構成要素として備え、回転子７ａに永久磁石３５（図５ｂ参照）を備えた同期電動機で構成されている。
【００３１】
固定子７ｂは、電流を流して回転磁界を発生させる複数の導体を有するコイル２４と、この回転磁界を効率よく伝達するための鉄芯２３とを主要構成要素として備えている。コイル２４のエンドコイル１７は鉄芯２３の両側からが突出されている。鉄芯２３は密閉容器１に焼き嵌めして固定されている。固定子７ｂの外周には全周にわたって多数の切欠きが形成され、この切欠きと密閉容器１との間に吐出ガス通路１８が形成されている。
【００３２】
回転子７ａは、鉄芯２５とこの鉄芯２５に内蔵された永久磁石３５とを主要構成要素として備え、固定子７ｂからの回転磁界を回転運動に変換し、シャフト６を中心に回転される。この回転子７ａは、固定子７ｂの鉄芯２３の中央穴に回転可能に配置されている。
【００３３】
シャフト６は、回転子７ａの中央穴に嵌合されて回転子７ａと一体化されている。シャフト６の一側（図示例では上側）は、回転子７ａより突出して圧縮機構２に係合され、圧縮機構２の圧縮動作により偏心力が加えられる。本実施形態では、シャフト６は、その両側が回転子７ａの両側より突出され、回転子７ａの両側で主軸受５ａ及び副軸受１５により軸支され、安定して回転することができる。副軸受１５は、密閉容器１に溶接して固定された支持部材により支持されると共に、潤滑油８に浸漬されている。
【００３４】
シャフト６の下端は密閉容器１の底部の油溜９内に延びている。このシャフト６には潤滑油８を各軸受部および各摺動面へ供給する貫通穴６ｂが設けられ、この貫通穴６ｂを通して油溜９より潤滑油８が吸い上げられるようになっている。シャフト貫通穴６ｂを通して吸い上げられた潤滑油８は、各軸受及び圧縮機構２の摺動部に供給される。圧縮機構２の摺動部に供給された潤滑油８は、冷媒ガスと共に固定スクロール３の中央部の吐出口１４から吐出されるため、吐出口１４より吐出された吐出ガスの中にはミスト状の潤滑油が多く含まれている。
【００３５】
バランスウエイト１６は、回転子７ａの両側に設置された上バランスウエイト（圧縮機構側バランスウエイト）１６ａ及び下バランスウエイト（反圧縮機構側バランスウエイト）１６ｂから構成され、複数のリベット３１を共用して回転子７ａに固定されている。上下のバランスウエイト１６ａ、１６ｂは共通のリベット３１を介して回転子７ａに固定されている。これによって、上下のバランスウエイト１６ａ、１６ｂを回転子７ａに安価に且つ容易に固定することができる。
【００３６】
回転中心軸を対称軸としたときの上バランスウエイト１６ａ及び下バランスウエイト１６ｂの外周面が対称に形成されている。上バランスウエイト１６ａ及び下バランスウエイト１６ｂの先端部外周面は全周にわたって上エンドコイル（圧縮機構側エンドコイル）１７ａ及び下エンドコイル（反圧縮機構側エンドコイル）１７ｂよりも突出されている。
【００３７】
上バランスウエイト１６ａの先端部外周面が全周にわたって上エンドコイル１７ａよりも上方に突出されてフレーム５に接近され、下バランスウエイト１６ｂの先端部外周面が全周にわたって下エンドコイル１７ｂよりも下方に突出されて潤滑油８の油面に接近されている。
【００３８】
エンドコイル１７よりも突出した下バランスウエイト１６ｂの外周面と密閉容器１の内周面との間のガス通路面積Ｂと、エンドコイル１７よりも突出した上バランスウエイト１６ａの外周面と密閉容器１の内周面との間のガス通路面積Ａとの比を、同等以下にしている。具体的には、下側のガス通路面積と下側のガス通路面積との比が０．９〜１．０の範囲内となるように設定されている。
【００３９】
かかる構成において、電動機７に通電されて回転子７ａが回転されると、これに伴ってシャフト６も回転され、偏心ピン部６ａが偏心した回転運動をすることにより、旋回スクロール４が旋回駆動され、固定スクロール３と旋回スクロール４との間に形成される圧縮室が外周側から中央部に移動しながら小さくなる。これによって、密閉容器１の外部の冷凍サイクルに通じた吸込パイプ１１及び吸込口１２を通して冷媒ガスが吸入されて圧縮されて行き、圧縮された冷媒ガスは固定スクロール３の中央部の吐出口１４から密閉容器１内の上部空間に吐出される。これらの動作が繰り返される。
【００４０】
固定スクロール３の吐出口１４から上方へ吐出される多量の潤滑油を含んだミスト状の冷媒ガスは、圧縮機構２の外周部に設けられた吐出ガス通路１８ａを通って密閉容器１の内側の全周から圧縮機構２の下方の空間（電動機７の上方の空間）に導かれる。この過程で冷媒ガスに含まれる油分の一部が分離され、吐出ガス通路１８ａや密閉容器１の内面などを伝わって、最終的には密閉容器１の底部の油溜９に貯留される。
【００４１】
ここで、上バランスウエイト１６ａの先端部外周面が全周にわたって上エンドコイル１７ａよりも上方に突出されているので、圧縮機構２の下方の空間に導かれた冷媒ガスは上バランスウエイト１６ａの上面及びその上方に流入することが抑制される。これによって、上バランスウエイト１６ａの上面で冷媒ガスが掻き回されることが抑制され、冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が抑制されると共に、冷媒ガスが上バランスウエイト１６ａの上面上方を通って直接吐出パイプ２２に至り冷凍サイクルへ流出されることが抑制される。特に、本実施形態では、上バランスウエイト１６ａの先端部外周面が全周にわたってフレーム５に接近されているので、これらの油分流出抑制効果を格段に向上することができる。
【００４２】
このようにして圧縮機構２の下方の空間に導かれた冷媒ガスの大部分は、電動機７の外周部に設けられた吐出ガス通路１８ｂを通って全周から電動機７の下方の空間（潤滑油８の油面上方の空間）に導かれる。この過程で冷媒ガスに含まれる油分の一部がさらに分離され、吐出ガス通路１８ｂや密閉容器１の内面などを伝わって、密閉容器１の底部の油溜９に貯留される。
【００４３】
ここで、下バランスウエイト１６ｂの先端部外周面が全周にわたって下エンドコイル１７ｂよりも下方に突出されているので、電動機７の下方の空間２１に導かれた冷媒ガスは、下バランスウエイト１６ｂの下面及びその下方に流入することが抑制されると共に、下バランスウエイト１６ｂの先端部外周面によって流れる方向が反転され、下バランスウエイト１６ｂと下エンドコイル１７ｂとの間の空間に流入されて流れる方向が反転される。これによって、下バランスウエイト１６ｂの下面で冷媒ガスが掻き回されることが抑制され、冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が抑制されると共に、この吐出ガス通路１８ｂから流出された後に反転する過程で冷媒ガスに含まれる油分の一部がさらに分離される。特に、本実施形態では、下バランスウエイト１６ｂの先端部外周面が全周にわたって潤滑油８の油面に接近されているので、これらの油分流出抑制効果を格段に向上することができる。
【００４４】
流れる方向が反転された冷媒ガスは、下バランスウエイト１６ｂと下エンドコイル１７ｂとの間の空間、回転子７ａと固定子７ｂとの間の空隙１９、上バランスウエイト１６ａと上エンドコイル１７ａとの間の空間、さらには上エンドコイル１７ａの上方の空間２０を通って、吐出パイプ２２に吸込まれて冷凍サイクルに流出される。ここで、上バランスウエイト１６ａの先端部外周面が全周にわたって上エンドコイル１７ａよりも上方に突出されているので、上エンドコイル１７ａの上方の空間に導かれた冷媒ガスは上バランスウエイト１６ａの上面及びその上方に流入することが抑制される。これによって、上バランスウエイト１６ａの上面で冷媒ガスが掻き回されることが抑制され、冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が抑制される。
【００４５】
本実施形態では、下バランスウエイト１６ｂのエンドコイル１７よりも突出した外周面と密閉容器１の内周面との間の空間２０のガス通路面積Ｂとエンドコイル１７よりも突出した上バランスウエイト１６ａの外周面と密閉容器１の内周面との間の空間２１のガス通路面積Ａが同等以下になっているので、油含有率を格段に低減できる。
【００４６】
係る低減効果について、ガス通路面積Ｂとガス通路面積Ａとの比であるガス通路面積比Ｂ／Ａと油含有率との関係を示す図３を参照しながら説明する。
【００４７】
電動機７の下方から回転子７ａと固定子７ｂとの間の空隙を通って電動機７の上方に流れる冷媒ガスに対しては、電動機７の上側と下側の形状の違いによるガス通路面積の差に起因する電動機７の上下間で起こる冷媒ガスの流れの影響を考慮することが必要である。特に、電動機７の上下間でのガス流を流体力学で扱われる定常流とみなしてエネルギー保存則を適用すると、ρｖ２／２＋ｐ＋ρｇｚ＝ｃｏｎｓｔで数式化されるベルヌーイの定理と呼ばれる関係が成り立つことが知られている。
【００４８】
上記関係式によれば、ガス通路面積Ｂがガス通路面積Ａに対して大きい場合、ガス通路面積Ｂでの流速が低下して圧力が上昇し、上側ガス通路面積での流速は相対的に増加して圧力が低下することから、圧力差による下側から上側への流れが発生することになり、下部空間における油分離を妨げる方向に作用することとなる。このため、ガス通路面積比Ｂ／Ａが１．０を超えると、図３に示すように、油含有率が急激に増大する。
【００４９】
上述した本実施形態によれば、電動機７の回転子７ａのバランスウェイト１６ａ、１６ｂ部の変更を行うことのみで、吐出ガスの油含有率を低減することができ、圧縮機構２や副軸受部材１５は従来通りに設計することができることから、変更に伴うコスト増加を抑えることができる。その結果、安価に冷媒ガスと潤滑油との気液分離を行うことができ、吐出ガスの油含有率を抑えることができる。従って、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮器、蒸発器などの熱交換器での熱交換効率の低下を防止するという効果を期待でき、サイクル性能を大幅に向上させることが可能である。また、圧縮機内の油持ち出しを抑えられることから油面安定化にもつながり、軸受部への安定的な油供給が可能になることから信頼性上の向上も期待できる。
【００５０】
次に、図４Ａから図１１Ｃを参照しながら、電動機７について具体的に説明する。
【００５１】
回転子７ａの上面には、軸受を潤滑した潤滑油８や、圧縮機構２から吐出された冷媒ガスから分離された潤滑油８などが流れ込む。図４Ａから図４Ｃに示すように、回転子７ａの上面に流れ込む潤滑油８を回転子７ａ及び下バランスウエイト１６ｂ内を通して下バランスウエイト１６ｂの下方に導く油流出穴２６が設けられている。この油流出穴２６によって潤滑油８を流出することにより、従来例のように回転子７ａの上面に流れ込む潤滑油８を放出するための開口部を上バランスウエイト１６ａの外周面に開口する必要がなく、この開口部による冷媒ガスの掻き回しで冷媒ガスに含まれた油滴の微細化が行われることを防止できる。
【００５２】
油流出穴２６は、回転子７ａの上面から下面に貫通して形成された第１油流出穴２６ａと、下バランスウエイト１６ｂの上面から下面に貫通して形成された第２油流出穴２６ｂとから構成されている。これによって、回転子７ａの上面に流れ込む潤滑油８は、第１油流出穴２６ａを通して回転子７ａの下面に流下され、さらには第２流出穴２６ｂの側壁面を流下された後に、第２流出穴２６ｂに近接する油溜９に確実に滴下させることができる。
【００５３】
第１油流出穴２６ａは、複数の細い穴で構成され、回転子７ａの中央穴の周囲に円周状に配列されている。下バランスウエイト１６ｂはシャフト６が貫通する中央穴２６ｂを有し、この中央穴２６ｂは複数の第１油流出穴２６ａの配列の円周径よりも大きく形成されて第２油流出穴２６ｂを兼ねている。これによって、簡単な構成で、圧縮機が若干傾いていても、回転子７ａの上面に流れ込む潤滑油８を複数の第１油流出穴２６ａの何れかを通して油溜９に確実に滴下させることができる。
【００５４】
下バランスウエイト１６ｂは、その中央穴２６ｂの下部周囲に当該中央穴２６ｂに連通し且つ下面に開口する複数のリベット用凹部２６ｃを等間隔に設け、その複数のリベット用凹部２６ｃの底面から貫通するリベット３１により固定されている。これによって、中央穴２６ｂを流下する潤滑油８は各リベット用凹部２６ｃに集められ、各リベット用凹部２６ｃの壁面を流下されることとなり、より一層確実に潤滑油８を油溜９に確実に滴下させることができると共に、リベット３１の長さを短縮でき、その信頼性を向上することができる。
【００５５】
上バランスウエイト１６ａはシャフト６が貫通する中央穴３７を有し、この中央穴３７は複数の第１油流出穴２６ａの配列の円周径よりも大きく形成されている。これによって、軸受を潤滑した潤滑油８や圧縮機構２から吐出された冷媒ガスから分離された潤滑油８などが多い場合であっても、中央穴３７内に潤滑油８を一時的に貯留させつつ、複数の第１油流出穴２６ａを通して確実に流出させることができる。
【００５６】
下バランスウエイト１６ｂは、中央穴２６ｂに仕切り壁３２を介して隣接すると共に回転子７ａ側から凹む下アンバランス量付与凹部３３と、この上アンバランス付与凹部３３の底部から下面に貫通する第３油流出穴２６ｄとを形成している。回転子７ａの下面を伝わって下アンバランス量付与凹部３３に流入した潤滑油８は第３油流出穴２６ｄより直ぐに流出されるので、下バランスウエイト１６ｂのアンバランス量が下アンバランス量付与凹部３３に流入した潤滑油８で変化することを防止できる。
【００５７】
回転子７ａは複数の磁石挿入穴３４に挿入された永久磁石３５を備え、この永久磁石３５は平面から見て四角形を成すように配置されている。そして、下バランスウエイト１６ｂの仕切り壁３２は磁石挿入穴３４の下面を塞ぐように設けられている。これによって、簡単な構成で、下アンバランス量付与と永久磁石３５の支持とを両立させることができる。
【００５８】
永久磁石３５は、具体的には、複数枚（図示例では、３枚）で構成され、中央の永久磁石３５が仕切り壁３２で支持され、両側の永久磁石３５が下バランスウエイト１６ｂの本体部分で支持されている。このように永久磁石３５を複数枚に分割したことにより、次の効果が得られる。第１に、永久磁石単体のコストダウンを図ることができる。第２に、固定子７ｂからの磁界の影響により永久磁石３５には渦電流が発生するが、永久磁石３５を分割することにより渦電流損を低減させることができる。
【００５９】
上バランスウエイト１６ａは、その中央穴３７に連通し、上面に開口する上アンバランス量付与凹部３６を設け、この上アンバランス量付与凹部３６の底面から貫通するリベット３１を介して固定されている。これによって、リベット３１の長さを短縮でき、その信頼性を向上することができる。
【００６０】
上述したように、上バランスウエイト１６ａ、回転子７ａ及び下バランスウエイト１６ｂは、中央穴３７、油流出穴２６ａ及び中央穴２６ｂにより上下が連通される構成となっている。
【００６１】
固定子７ｂのコイル２４は集中巻方式で巻かれている。これによって、コイルエンド１７の高さを低くすることができ、換言すれば、バランスウエイト１６をエンドコイル１７より容易に突出させることができる。
【００６２】
上下のバランスウエイト１６は、回転中心軸を対称軸としたときのバランスウエイト１６の外周面が対称となるように、金属一体成形品、具体的には亜鉛合金ダイキャスト一体成形品で構成されている。これによって、上下のバランスウエイト１６を容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態における密閉型電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の密閉型電動圧縮機における冷媒ガス及び潤滑油の流れを示す図である。
【図３】密閉型電動圧縮機におけるガス通路面積比Ｂ／Ａと油含有率との関係を実験的に求めた特性図である。
【図４Ａ】本実施形態の電動機の平面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの底面図である。
【図５Ａ】本実施形態の電動機における回転子にバランスウエイトを設置した状態の平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの底面図である。
【図６】本実施形態の電動機における回転子にバランスウエイトを設置した状態の上から見た斜視図である。
【図７】本実施形態の電動機における回転子にバランスウエイトを設置した状態の下から見た斜視図である。
【図８】図６の一部断面拡大図である。
【図９Ａ】本実施形態における回転子の平面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図１０Ａ】本実施形態における上バランスウエイトの平面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＤ−Ｄ断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの底面図である。
【図１１Ａ】本実施形態における下バランスウエイトの平面図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＥ−Ｅ断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの底面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…密閉容器、２…圧縮機構、３…固定スクロール、４…旋回スクロール、５…フレーム、５ａ…主軸受、６…シャフト、６ａ…偏心ピン部、６ｂ…油供給穴、７…電動機、７ａ…回転子、７ｂ…固定子、８…潤滑油、９…油溜、１０…オルダムリング、１１…吸込パイプ、１２…吸込口、１４…吐出パイプ、１５…副軸受、１６ａ…上バランスウェイト、１６ｂ…下バランスウェイト、１７…コイルエンド、１７ａ…上コイルエンド、１７ｂ…下コイルエンド、１８ａ、１８ｂ…吐出ガス通路、１９…固定子と回転子との間の空隙、２０…電動機の上方空間、２１…電動機の下方空間、２２…吐出パイプ、２３…固定子の鉄芯、２４…固定子のコイル、２５…回転子の鉄芯、２６…油流出穴、２６ａ…第１油流出穴、２６ｂ…第２油流出穴（下バランスウエイトの中央穴）、２６ｃ…リベット用凹部、２６ｄ…第３油流出穴、３１…リベット、３２…仕切り壁、３３…下アンバランス量付与凹部、３５…永久磁石、３６…上アンバランス量付与凹部、３７…上バランスウエイトの中央穴、５０…密閉型電動圧縮機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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