(57)【要約】  圧縮機は、外殻を構成するハウジングと、ハウジングの内部に設けられるモータと、ハウジングの内部に設けられ、モータによって駆動して冷媒を圧縮する圧縮部と、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達する軸部と、を備え、モータは、ハウジングの内面に設けられ、周状に並べられた複数の分割コアを有するステータと、ステータの複数の分割コアの内周側に設けられ、ステータによって回転するロータと、を有し、複数の分割コアは、両端部が軸部に沿って延びる延在部を有する。
2020255243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻を構成するハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられるモータと、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記モータによって駆動して冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記モータと前記圧縮部とを接続して前記モータの回転力を前記圧縮部に伝達する軸部と、を備え、
前記モータは、
前記ハウジングの内面に設けられ、周状に並べられた複数の分割コアを有するステータと、
前記ステータの複数の前記分割コアの内周側に設けられ、前記ステータによって回転するロータと、を有し、
複数の前記分割コアは、
両端部が前記軸部に沿って延びる延在部を有する
圧縮機。
【請求項２】
複数の前記分割コアの数は、巻線のコイルの数と等しい
請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記モータは、前記ハウジングの内部において、前記冷媒が吸入される低圧側の低圧空間に設けられている
請求項１又は２記載の圧縮機。
【請求項４】
複数の前記分割コアには、集中的に線が巻きつけられる集中巻方式で巻線されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記冷媒は、ＣＯ２又はＣＯ２を含む冷媒である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記ハウジングに設けられ、液状態又は気液二相状態の冷媒を前記圧縮部に導入するインジェクション配管を更に備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記ステータは、焼嵌によって前記ハウジングに固着されるものであり、
前記ステータの外径から前記ハウジングの内径を減算した焼嵌め代は、１２５μｍ〜１７５μｍである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ハウジングの肉厚は、８．５ｍｍ〜９．５ｍｍである
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記分割コアの厚さは、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍである
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記複数の分割コアが並べられてコアを構成するコア部の径方向の長さであるヨーク幅は、９．５ｍｍ〜１０．５ｍｍである
請求項１〜９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点から、これまで使用されているＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒から、低ＧＷＰの冷媒に移行することが促進されている。ＨＦＣ冷媒よりも低ＧＷＰの冷媒として、二酸化炭素等が挙げられる。二酸化炭素は、物性上、動作圧力が高く、圧縮機の吐出温度が高くなり易い。また、冷凍庫又は冷蔵庫等に使用される圧縮機は、吸入圧力と吐出圧力との圧力比が高い高圧縮比運転を行うため、吐出温度が高い。二酸化炭素は、物性上、ＨＦＣ冷媒よりも動作圧力が高いため、圧縮機の外郭を構成する容器であるハウジングの強度を確保する必要がある。ハウジングの強度は、肉厚を厚くすることによって、向上する。また、吐出温度が高くなる場合、概して、圧縮室の適正な位置に、高圧の液状態の冷媒を圧縮機の内部に導入するインジェクション方式を採用する圧縮機が使用される。【０００３】
特許文献１には、固定スクロールの台板にインジェクションポートが形成され、それぞれ渦巻体を有する固定スクロール及び揺動スクロールが協働して圧縮室を形成するスクロール圧縮機が開示されている。特許文献１の圧縮機は、ステータ及びロータを有するモータがハウジング内部の下部に配置され、圧縮室がハウジング内部の上部に配置され、通常時、ハウジング内は低圧に保たれている。特許文献１において、高圧の液状態の冷媒は、インジェクションポートから中間圧の圧縮室内に流入する。これにより、特許文献１は、圧縮室内のガス温度を下げ、圧縮室から吐出される冷媒の吐出温度を低減して、空気調和効率を向上させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２７２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたスクロール圧縮機は、通常時、ハウジング内は低圧に保たれているものの、圧縮機が停止する際、インジェクションポートからハウジング内に高圧の液状態の冷媒が導入されるため、ハウジング内が高圧となる。このように、特許文献１のハウジングは、高圧と低圧との差圧が大きい。このため、ハウジング内が低圧である場合においてはハウジングの内周面に保持されているステータが、圧縮機が停止する際、インジェクションポートからハウジング内に高圧の液状態の冷媒が導入されたときにハウジング内が高圧となって膨張した場合に、脱落するおそれがある。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ハウジング内の圧力にかかわらずステータの脱落を抑制する圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧縮機は、外殻を構成するハウジングと、ハウジングの内部に設けられるモータと、ハウジングの内部に設けられ、モータによって駆動して冷媒を圧縮する圧縮部と、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達する軸部と、を備え、モータは、ハウジングの内面に設けられ、周状に並べられた複数の分割コアを有するステータと、ステータの複数の分割コアの内周側に設けられ、ステータによって回転するロータと、を有し、複数の分割コアは、両端部が軸部に沿って延びる延在部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ステータの複数の分割コアは、両端部が軸部に沿って延びる延在部を有している。このため、ハウジング内が高圧になって膨張した際、延在部の先端が縮まる分だけ、分割コアがハウジングの径方向に延びる。従って、ハウジング内が拡径しても、複数の分割コアを有するステータの外径が、拡がった径の分だけ追従する。よって、ハウジング内の圧力にかかわらずステータの脱落を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る圧縮機を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係るステータを示す上面図である。
【図４】比較例１に係るステータを示す上面図である。
【図５】実施の形態１に係るステータを示す上面図である。
【図６】実施の形態１に係る複数の分割コアを示す上面図である。
【図７】比較例２に係るステータを示す上面図である。
【図８】実施の形態１に係る分割コアを示す上面図である。
【図９】実施の形態１に係る分割コアを示す斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る複数の分割コアを示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本発明を説明するためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す回路図である。空気調和装置１００は、室内の空気を調整する装置であり、図１に示すように、室外機４１と、室内機４２と、制御装置４７とを備えている。室外機４１には、例えば圧縮機４３、室外熱交換器４４、室外送風機４４ａ、膨張部４５及び中間インジェクション回路５０が設けられている。室内機４２には、例えば室内熱交換器４６及び室内送風機４６ａが設けられている。
【００１２】
圧縮機４３、室外熱交換器４４、膨張部４５及び室内熱交換器４６が冷媒配管４８により接続されて冷媒回路４０が構成されている。圧縮機４３は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。室外熱交換器４４は、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換するものである。室外熱交換器４４は、放熱器として作用する。室外送風機４４ａは、室外熱交換器４４に室外空気を送る機器である。
【００１３】
膨張部４５は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。膨張部４５は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。室内熱交換器４６は、例えば室内空気と冷媒との間で熱交換するものである。室内熱交換器４６は、蒸発器として作用する。室内送風機４６ａは、室内熱交換器４６に室内空気を送る機器である。
【００１４】
中間インジェクション回路５０は、室外熱交換器４４と膨張部４５との間と、圧縮機４３のインジェクション配管１５とを接続するものでる。中間インジェクション回路５０には、室外熱交換器４４から流出した冷媒が流れる。中間インジェクション回路５０には、インジェクション膨張部５１と電磁弁５２とが設けられている。インジェクション膨張部５１は、中間インジェクション回路５０に流れる冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。インジェクション膨張部５１は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。電磁弁５２は、中間インジェクション回路５０に冷媒が流れることを許容又は遮断するものであり、例えば開閉弁である。
【００１５】
制御装置４７は、例えばマイコン及びメモリからなり、空気調和装置１００の各機器を制御する。例えば、制御装置４７は、インジェクション膨張部５１の開度を調整して、中間インジェクション回路５０に流れる冷媒の量を調整する。本実施の形態１において、冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２）が使用されている。なお、冷媒配管４８には、二酸化炭素（ＣＯ２）に限らず、二酸化炭素（ＣＯ２）を含有する混合冷媒が充填されてもよいし、そのほかの冷媒が充填されてもよい。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る圧縮機４３を示す断面図である。次に、圧縮機４３について詳細に説明する。圧縮機４３は、例えば冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入して圧縮し、高温且つ高圧の状態にして吐出するものであり、例えば密閉型のスクロール圧縮機である。圧縮機４３は、図２に示すように、ハウジング８と、フレーム３と、サブフレーム１９と、軸部４と、軸受部３ｂと、副軸受１９ａと、吸入管５と、吐出管１３と、インジェクション配管１５と、圧縮部３５と、凹状軸受け２ｄとを有している。また、圧縮機４３は、偏心ピン部４ａと、オルダムリング２０と、弁１１と、弁押さえ１０と、オイルポンプ２１と、モータ３６とを備えている。
【００１７】
ハウジング８は、圧縮機４３の外殻を構成する密閉容器であり、内部には、圧縮部３５、モータ３６及びそのほかの部品が収納されている。ハウジング８内において、上方に圧縮部３５が配置され、下方にモータ３６が配置されている。なお、ハウジング８の下部には、油溜り１２が形成されている。
【００１８】
フレーム３は、モータ３６の上方に配置されてモータ３６と圧縮部３５との間に位置している。サブフレーム１９は、モータ３６の下方に配置されている。フレーム３とサブフレーム１９とは、モータ３６を挟んで対向するように、ハウジング８の内部に固定されている。フレーム３及びサブフレーム１９は、焼嵌又は溶接等によってハウジング８の内周面に固着されている。軸部４は、ハウジング８の中央において上下方向に延びる棒状のクランク軸であり、モータ３６と圧縮部３５とを接続している。軸部４は、モータ３６と圧縮部３５とを接続してモータ３６の回転力を圧縮部３５に伝達する。軸部４の内部には、油がとおる油回路２２が形成されている。軸受部３ｂは、フレーム３の中央部に設けられており、軸部４を回転自在に支持する。副軸受１９ａは、サブフレーム１９の中央部に設けられており、軸部４を回転自在に支持する。
【００１９】
吸入管５は、ハウジング８の側部において、ハウジング８におけるモータ３６と圧縮部３５との間に形成された低圧空間１７に接続されている。吸入管５は、冷媒配管４８から流れる低圧の冷媒を、低圧空間１７に吸入する。吐出管１３は、ハウジング８の上部において、ハウジング８における圧縮部３５の上方に形成された高圧空間１４に接続されている。吐出管１３は、圧縮部３５によって圧縮された高圧の冷媒を、圧縮機４３の外部の冷媒配管４８に吐出する。インジェクション配管１５は、ハウジング８の上部において、圧縮部３５の圧縮室９に接続されている。インジェクション配管１５は、中間インジェクション回路５０に流れる液状態又は気液二相状態の冷媒を、圧縮室９に導入する。このように、インジェクション配管１５は、ハウジング８に設けられ、液状態又は気液二相状態の冷媒を圧縮部３５に導入する。
【００２０】
圧縮部３５は、吸入管５から吸入された冷媒を圧縮し、ハウジング８の内部上方に形成されている高圧空間１４に排出する。圧縮部３５は、固定スクロール１と揺動スクロール２とを有している。固定スクロール１は、揺動スクロール２の上方においてフレーム３を介してハウジング８に固定されており、第１台板１ｃと、第１渦巻体１ｂとを有している。第１台板１ｃは、板状の部材であり、圧縮部３５の上面を構成する。第１渦巻体１ｂは、第１台板１ｃの下面から下方に延びる渦巻状突起である。
【００２１】
揺動スクロール２は、第２台板２ｃと、第２渦巻体２ｂとを有している。第２台板２ｃは、フレーム３の上方に配置される板状の部材である。第２渦巻体２ｂは、第２台板２ｃの上面から上方に延びる渦巻状突起である。固定スクロール１及び揺動スクロール２は、第１渦巻体１ｂと第２渦巻体２ｂとが互いに噛み合った状態で、ハウジング８内に設けられている。第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂは、インボリュート曲線に倣って形成されており、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂが噛み合った状態で組み合わせられることにより、第１渦巻体１ｂと第２渦巻体２ｂとの間に、複数の圧縮室９が形成される。
【００２２】
また、固定スクロール１の中央部には、圧縮されて高圧となった冷媒が吐出される空間である吐出ポート１ａが形成されている。また、固定スクロール１の第１台板１ｃには、インジェクション配管１５が接続されるインジェクションポート１６が形成されている。インジェクションポート１６は、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂの中心を中心点として点対称となる一対の圧縮室９にそれぞれ１つずつ形成されている。インジェクション配管１５から流入する液状又は気液二相状態の冷媒は、インジェクションポート１６を介して圧縮過程の途中の冷媒が存在する圧縮室９に流出する。
【００２３】
固定スクロール１には、インジェクション分配流路１５ａが形成されている。インジェクション分配流路１５ａは、インジェクション配管１５から供給される冷媒を２つに分岐し、２箇所のインジェクションポート１６に流入させる流路である。なお、本実施の形態１では、インジェクション分配流路１５ａが、固定スクロール１内に形成された穴である場合について例示しているが、固定スクロール１とは独立した配管によって形成されてもよい。この場合、圧縮機４３は、ハウジング８の外部からハウジング８内に位置するインジェクションポート１６に冷媒を導く配管を有し、配管の流出側が２方向に分岐して、各インジェクションポート１６に接続される。
【００２４】
揺動スクロール２の第２台板２ｃの下部は、凹状軸受け２ｄとなっている。凹状軸受け２ｄは、軸部４と、偏心ピン部４ａとを覆い、軸部４を回転自在に支持する。偏心ピン部４ａは、軸部４の上端に設けられ、揺動スクロール２を偏心回転させる。オルダムリング２０は、固定スクロール１と揺動スクロール２との間に配置され、揺動スクロール２の偏心旋回運動中における自転運動を阻止し、揺動スクロール２の公転運動を可能とする。
【００２５】
弁１１は、吐出ポート１ａの出口開口部において、出口開口部を覆い、冷媒の逆流を防止する板バネ製の部材である。弁押さえ１０は、弁１１の一端側において、弁１１のリフト量を制限するものである。圧縮室９内で冷媒が所定の圧力にまで圧縮されると、冷媒は、弁１１の弾性力に逆らって弁１１を持ち上げる。そして、圧縮された冷媒は、吐出ポート１ａから高圧空間１４に吐出され、吐出管１３をとおって圧縮機４３の外部に吐出される。オイルポンプ２１は、軸部４の下部に固着されている。オイルポンプ２１は、例えば容積型ポンプであり、軸部４の回転に従って、油溜り１２に貯留する冷凍機油を軸部４の内部に形成された油回路２２に吸い上げ、油回路２２をとおって軸受部３ｂ及び凹状軸受け２ｄに供給する。
【００２６】
モータ３６は、ハウジング８の内部において、冷媒が吸入される低圧側の低圧空間１７に設けられている。モータ３６は、圧縮部３５を構成する揺動スクロール２を駆動する。即ち、モータ３６は、軸部４を介して揺動スクロール２を回転駆動することによって、圧縮部３５において冷媒が圧縮される。モータ３６は、ロータ６と、ステータ７とを有している。ロータ６は、ステータ７の内周側に設けられている。ロータ６は、ステータ７に通電されることによって回転駆動し、軸部４を回転させる。ロータ６は、軸部４の外周に固定されており、ステータ７と僅かな隙間を隔てて保持されている。
【００２７】
図３は、実施の形態１に係るステータ７を示す上面図である。ステータ７は、ハウジング８の内面に設けられ、通電されることによって、ロータ６を回転駆動させる。本実施の形態１において、ステータ７は、集中的に線が巻きつけられる集中巻方式で巻線されている。図３に示すように、ステータ７は、円環状のコア６１と、コア６１から内周側に向けて延びる複数のティース６２と、各ティース６２に巻きつけられた巻線６３からなるコイルとを有している。なお、各巻線６３同士の間は、スロット６４と呼称される空間となっている。
【００２８】
図４は、比較例１に係るステータ７ａを示す上面図である。ここで、比較例１として、ステータ７ａが分布巻方式で巻線されている場合について説明する。図４に示すように、比較例１に係るステータ７ａは、円環状のコア６１ａと、コア６１ａから内周側に向けて延びるティース６２ａと、複数のティース６２ａに跨って巻き付けられた巻線６３ａからなるコイルとを有している。なお、コア６１ａの内周側は、スロット６４ａと呼称される空間となっている。図３及び図４に示すように、集中巻方式のステータ７のコア６１は、分布巻方式のステータ７ａのコア６１ａよりも細い。
【００２９】
図５は、実施の形態１に係るステータ７を示す上面図であり、図６は、実施の形態１に係る複数の分割コア７０を示す上面図である。本実施の形態１において、ステータ７のコア６１及びティース６２は、図５及び図６に示すように、周状に並べられた複数の分割コア７０からなる。複数の分割コア７０は、それぞれ溶接されて固着されている。この場合、線は、各分割コア７０に巻きつけられ、その後、分割コア７０同士が溶接される。このように、コア６１が複数の分割コア７０からなる場合、巻線ノズル６５を用いずに巻線することができる。分割コア７０の両端部は、分割部７４となっている。本実施の形態１では、複数の分割コア７０の数は、巻線６３のコイルの数と等しい。
【００３０】
図７は、比較例２に係るステータ７ｂを示す上面図である。ここで、比較例２として、ステータ７ｂ及びティース６２ｂが一体コア６１ｂである場合について説明する。図７に示すように、比較例２に係るステータ７ｂは、コアが分割されておらず、一体的な形状をなしている。この場合、巻線６３ｂは、巻線ノズル６５を用いて各ティース６２に巻きつけられる。
【００３１】
図８は、実施の形態１に係る分割コア７０を示す上面図であり、図９は、実施の形態１に係る分割コア７０を示す斜視図である。図８及び図９に示すように、分割コア７０は、Ｔ字状をなす電磁鋼板であり、複数の分割コア７０が並べられてコア６１を構成するコア部７１と、コア部７１から延びてティース６２を構成するティース部７２とを有している。なお、各分割コア７０が密着される部分を、分割部７４と呼称する。ここで、複数の分割コア７０からなるコア６１は、軸部４の軸方向に複数積層されている（図１０参照）。コア部７１の径方向の長さをヨーク幅Ｗと呼称する。ここで、ステータ７がハウジング８に固定される工程について説明する。コイルが形成された各分割コア７０は、互いの分割部７４を密着してハウジング８の内部に配置され、焼嵌によって固着される。ステータ７の外径からハウジング８の内径を減算した値は、締め代（焼嵌め代）と呼ばれる。数１０μｍの締め代をとることによって、ステータ７がハウジング８に固定される。
【００３２】
モータ３６のステータ７は、概して、ハウジング８に圧入又は焼嵌等によって固着されている。圧入又は焼嵌によって固着される場合、適正な締め代が設定される。圧縮機４３のハウジング８の内部の低圧空間１７の圧力と外部との圧力との差圧は、通常運転時、１ＭＰａ程度であるが、停止時、高圧と低圧とが均圧化されて、１０ＭＰａ程度となることが想定される。このため、ハウジング８の肉厚は比較的厚く設定され、ハウジング８とステータ７との締め代は比較的大きく設定される。ハウジング８が差圧によって膨張すると、ステータ７が脱落する虞があるため、嵌め代はより大きく設定される。これにより、ステータ７とハウジング８とが確実に固着される。
【００３３】
次に、圧縮機４３の製造条件について説明する。先ず、焼嵌前のステータ７の外径（１６０ｍｍ）からハウジング８の内径を減算した焼嵌め代は、１５０μｍ程度、例えば１２５μｍ〜１７５μｍとされる。また、ハウジング８の肉厚は、９ｍｍ程度、例えば８．５ｍｍ〜９．５ｍｍとされる。このように、ハウジング８の肉厚は厚いため、硬い。そして、分割コア７０の厚さは、０．３５ｍｍ程度、例えば０．３ｍｍ〜０．４ｍｍであり、ヨーク幅Ｗは、１０ｍｍ程度、例えば９．５ｍｍ〜１０．５ｍｍである。分割コア７０の厚さは比較的薄いため、柔らかい。これにより、ステータ７の焼嵌め時の応力を強く作用させることができる。
【００３４】
図１０は、実施の形態１に係る複数の分割コア７０を示す展開図である。図１０は、ハウジング８を高さ方向に約半分に切り、焼嵌めによって固定された状態のステータ７を水平視したものである。上記の製造条件で製造された圧縮機４３のステータ７は、図１０に示すように、水平視において水平ではなく波打っている。即ち、複数の分割コア７０は、両端部が軸部４に沿って延びる延在部７３を有している。延在部７３は、分割コア７０がハウジング８に焼嵌めされたときの応力によって、分割コア７０同士の境界付近が軸方向に変形したものである。
【００３５】
なお、延在部７３は、目視では確認が容易ではないものの、拡大すれば視認可能である。また、延在部７３は、表面を指等で触ることにより確認することができる。本実施の形態１において、延在部７３は、圧縮部３５側に延びており、サブフレーム１９側が凹んだ形状をなしているが、延在部７３がサブフレーム１９側に延び、圧縮部３５側が凹んだ形状をなしてもよい。また、延在部７３が、圧縮部３５側及びサブフレーム１９側のいずれにも設けられてもよい。
【００３６】
（圧縮機４３の動作）
次に、圧縮機４３の動作について説明する。ハウジング８に設けられた電源端子（図示せず）に通電されると、ステータ７及びロータ６にトルクが発生し、軸部４が回転する。軸部４が回転することによって、揺動スクロール２がオルダムリング２０により自転を規制された状態で偏心旋回運動する。吸入管５からハウジング８の低圧空間１７に吸入された冷媒は、固定スクロール１の第１渦巻体１ｂと揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂとの間に形成された複数の圧縮室９のうち、外周側の圧縮室９に取り込まれる。そして、冷媒を取り込んだ圧縮室９は、揺動スクロール２の偏心旋回運動に伴って、外周側から中心側に移動しながら自身の容積が減り、これにより冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、固定スクロール１に形成された吐出ポート１ａから弁押さえ１０に逆らって高圧空間１４に吐出され、吐出管１３からハウジング８外に吐出される。
【００３７】
（空気調和装置１００の動作）
次に、空気調和装置１００の動作について説明する。圧縮機４３に吸入された冷媒は、圧縮機４３によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機４３から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、凝縮器として作用する室外熱交換器４４に流入し、室外熱交換器４４において、室外送風機４４ａによって送られる室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部４５に流入し、膨張部４５において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室内熱交換器４６に流入し、室内熱交換器４６において、室内送風機４６ａによって送られる室内空気と熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、室内空気が冷やされ、室内において冷房が実施される。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、圧縮機４３に吸入される。
【００３８】
ここで、例えば圧縮機４３に吸入される冷媒の吸入温度と吐出温度との差が大きい運転では、吐出管１３から排出される冷媒は高温となる。なお、吸入温度と吐出温度との差が大きい運転は、高圧と低圧との差圧が大きい高圧縮比運転をいう。この場合、室外熱交換器４４の出口側に流れる液状態又は気液二相状態の冷媒が、圧縮機４３の圧縮室９にインジェクションされることにより、吐出温度が下げられる。室外熱交換器４４から流出する高圧の冷媒は、インジェクション膨張部５１及び電磁弁５２によって、絞り膨張率及び流量が制御されて、中間圧に減圧される。中間圧に減圧された液状態の冷媒は、インジェクション配管１５から圧縮機４３の内部に流入する。圧縮機４３の内部に流入した液状態の冷媒は、固定スクロール１に形成されたインジェクション分配流路１５ａを介してインジェクションポート１６をとおり、圧縮室９にインジェクションされる。これにより、液状態の冷媒は、圧縮室９内において、圧縮途中のガス状態の冷媒を冷却する。
【００３９】
中間圧力の冷媒が圧縮室９にインジェクションされる場合、運転中には、吸入管５から流れる低圧状態の冷媒によって、ハウジング８内の圧力が低圧で満たされる。しかし、停止時には、インジェクションポート１６から中間圧状態の冷媒が導入され、中間圧力となる。冷媒が二酸化炭素である場合、ハウジング８内の圧力は、１ＭＰａ〜１０Ｍｐａといった広範囲に変動する。ハウジング８は、内部の圧力変動によって、膨張又は収縮する。これにより、ステータ７のコア６１とハウジング８の内面との見かけの締め代が変化する。締め代が小さくなると、ステータ７の固着力が弱くなってハウジング８に保持されることができない。そこで、コア６１がハウジング８に焼嵌される際、初期の締め代が大きく設定されることによって、ハウジング８が膨張したときにステータ７が脱落することを抑制することができるものの、コア６１に過大な応力がかかる。
【００４０】
本実施の形態１によれば、ステータ７の複数の分割コア７０は、両端部の分割部７４が軸部４に沿って延びる延在部７３を有している。このため、ハウジング８内が高圧になって膨張した際、延在部７３の先端が縮まる分だけ、分割コア７０がハウジング８の径方向に延びる。従って、ハウジング８内が拡径しても、複数の分割コア７０を有するステータ７の外径が、拡がった径の分だけ追従する。よって、ハウジング８内の圧力にかかわらずステータ７の脱落を抑制することができ、分割コア７０に過剰な応力がかかることを抑制することができる。これにより、高効率且つ高信頼性のモータ３６及び圧縮機４３を実現することができる。更に、モータ３６が安定して運転されるため、モータ３６の不連続で不快な振動及び騒音等を抑制することができる。
【００４１】
従来、コア６１がハウジング８に焼嵌される際、初期の締め代が大きく設定されると、モータ３６のステータ７のコア６１は、磁気特性が悪化して回転効率の低下及び信頼性の低下が生じる。これに対し、本実施の形態１は、モータ３６のステータ７のコア６１が複数の分割コア７０を有しているため、ハウジング８内の圧力が低く収縮している状態で見かけの締め代が大きくても、延在部７３が軸方向に変形して、コア６１にかかる応力が緩和される。応力が緩和されることにより、コア６１の磁気特性を保つことができる。また、ハウジング８内の圧力が高く膨張している状態では、延在部７３の変形度合いが小さくなって、見かけの締め代が広がる。これにより、ステータ７は、適正な保持力を得ることができる。
【００４２】
また、概して、集中巻方式のステータ７のコア６１は、比較例１に係る分布巻方式のステータ７のコア６１よりも、強度が弱い。このため、コア６１に過大な応力が加わり、コア６１の磁気特性が悪化し、モータ３６の効率を落とし、コア６１が変形して巻線６３に損傷を与えるおそれがある。本実施の形態１は、前述の如く、延在部７３を有することによって、コア６１にかかる応力が緩和される。従って、集中巻方式のステータ７であっても、コア６１の磁気特性を保ち、モータ３６の効率を維持することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態１は、空気調和装置１００が冷房運転を行う場合について例示しているが、冷媒回路４０において冷媒が流れる方向を切り替える流路切替装置が設けられてもよい。これにより、空気調和装置１００が暖房運転を行うことができる。
【００４４】
また、前述の如く、複数の分割コア７０の数は、巻線６３のコイルの数と等しい。このように、円環状のコア６１において、コイル及び延在部７３が周状に均一に配置されている。このため、モータ３６の加振力を均一化することができる。従って、モータ３６全体の振動及び騒音も均一化される。従って、圧力変動による騒音及び振動を低減することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  固定スクロール、１ａ  吐出ポート、１ｂ  第１渦巻体、１ｃ  第１台板、２  揺動スクロール、２ｂ  第２渦巻体、２ｃ  第２台板、２ｄ  凹状軸受け、３  フレーム、３ｂ  軸受部、４  軸部、４ａ  偏心ピン部、５  吸入管、６  ロータ、７，７ａ，７ｂ  ステータ、８  ハウジング、９  圧縮室、１０  弁押さえ、１１  弁、１２  油溜り、１３  吐出管、１４  高圧空間、１５  インジェクション配管、１５ａ  インジェクション分配流路、１６  インジェクションポート、１７  低圧空間、１９  サブフレーム、１９ａ  副軸受、２０  オルダムリング、２１  オイルポンプ、２２  油回路、３５  圧縮部、３６  モータ、４０  冷媒回路、４１  室外機、４２  室内機、４３  圧縮機、４４  室外熱交換器、４４ａ  室外送風機、４５  膨張部、４６  室内熱交換器、４６ａ  室内送風機、４７  制御装置、４８  冷媒配管、５０  中間インジェクション回路、５１  インジェクション膨張部、５２  電磁弁、６１，６１ａ  コア、６１ｂ  一体コア、６２，６２ａ，６２ｂ  ティース、６３，６３ａ，６３ｂ  巻線、６４，６４ａ  スロット、６５  巻線ノズル、７０  分割コア、７１  コア部、７２  ティース部、７３  延在部、７４  分割部、１００  空気調和装置。
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月12日(2021.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る圧縮機は、外殻を構成するハウジングと、ハウジングの内部に設けられるモータと、ハウジングの内部に設けられ、モータによって駆動して冷媒を圧縮する圧縮部と、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達する軸部と、を備え、モータは、ハウジングの内面に設けられ、周状に並べられた複数の分割コアを有するステータと、ステータの複数の分割コアの内周側に設けられ、ステータによって回転するロータと、を有し、複数の分割コアは、両端部が軸部に沿って延び、ハウジングに追従してステータの周方向に拡がる延在部を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻を構成するハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられるモータと、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記モータによって駆動して冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記モータと前記圧縮部とを接続して前記モータの回転力を前記圧縮部に伝達する軸部と、を備え、
前記モータは、
前記ハウジングの内面に設けられ、周状に並べられた複数の分割コアを有するステータと、
前記ステータの複数の前記分割コアの内周側に設けられ、前記ステータによって回転するロータと、を有し、
複数の前記分割コアは、
両端部が前記軸部に沿って延び、前記ハウジングに追従して前記ステータの周方向に拡がる延在部を有する
圧縮機。
【請求項２】
前記延在部は、
前記分割コア同士の境界に形成されている
請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記延在部は、
前記ハウジングに追従して前記ステータの軸方向に縮められる
請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
複数の前記分割コアの数は、巻線のコイルの数と等しい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記モータは、前記ハウジングの内部において、前記冷媒が吸入される低圧側の低圧空間に設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
複数の前記分割コアには、集中的に線が巻きつけられる集中巻方式で巻線されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記冷媒は、ＣＯ２又はＣＯ２を含む冷媒である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ハウジングに設けられ、液状態又は気液二相状態の冷媒を前記圧縮部に導入するインジェクション配管を更に備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記ステータは、焼嵌によって前記ハウジングに固着されるものであり、
前記ステータの外径から前記ハウジングの内径を減算した焼き嵌め代は、１２５μｍ〜１７５μｍである
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記ハウジングの肉厚は、８．５ｍｍ〜９．５ｍｍである
請求項１〜９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記分割コアの厚さは、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍである
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記複数の分割コアが並べられてコアを構成するコア部の径方向の長さであるヨーク幅は、９．５ｍｍ〜１０．５ｍｍである
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧縮機。
【国際調査報告】
2020255243.tif 000013
2020255243.tif 000014
2020255243.tif 000015