JP2001289173A - 圧縮機および電動機 - Google Patents
圧縮機および電動機Info
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Abstract
る電動機からの漏電を防止し、さらには、昇温によるガ
タツキや振動、強度低下も防止する。 【解決手段】 固定子3aと容器1や電動機のケーシン
グとの間に非導電性材料31を固定子3aおよび容器1
双方の接触を防止するように設けることにより、さらに
は、固定子3aとこの固定子3aよりも熱膨張係数の大
きな材料よりなる容器1との間に、少なくとも固定子3
aよりも熱膨張係数の大きな非導電性材料31を、固定
子3aおよび容器1の接触を防止するように設けること
により、上記の目的を達成する。
Description
を駆動する電動機を容器に収容した圧縮機、および電動
機に関するものである。
機の固定子を圧縮機の容器や電動機のケーシングの内周
に焼き嵌めしたり、嵌め付けて溶接したり、あるいはボ
ルト止めしたりして固定されている。これによって、容
器やケーシング内に支持される回転子と所定のエアギャ
ップを保って、効率よく安定して動作させられるように
している。
縮機や電動機はそれらの容器やケーシングへの漏れ電流
が生じやすく、漏れ電流による感電などを防止するため
スロット絶縁紙を厚くする、あるいはスロット占積率を
小さくする等の方法がとられていたが、これらは電動機
そのものの効率を低下させてしまう。また、これに対処
するのに巻線そのものに絶縁対策を施すことも考えられ
るが電動機の特性が低下するので実用的ではない。
電動機のケーシングに直接伝わって外部に影響するし騒
音の原因にもなる上、電動機の固定子は鉄系であるのに
対しそれを嵌め合せる前記容器やケーシングが非鉄金属
といった熱膨張係数が固定子よりも大きな材料である
と、駆動の継続によって昇温していくのにつれ、固定子
よりも容器やケーシングの熱膨張が大きく、双方の間に
間隔が生じてガタツキや振動の原因になるし、熱膨張は
電動機を駆動する都度発生し駆動停止によって収縮する
ので、実際には膨張、収縮が繰り返されることになり容
器やケーシングは固定子との間で繰り返し応力を受けて
金属疲労し強度が低下していく問題がある。
下させずに圧縮機の容器や電動機のケーシングに内蔵す
る電動機からの漏電を防止できる圧縮機および電動機を
提供することにあり、さらなる目的は昇温によるガタツ
キや振動、強度低下をも併せ防止できるようにすること
にある。
機をこの電動機により駆動する圧縮機構とともに容器に
収容したものであって、電動機の固定子と容器との間に
非導電性材料を固定子および容器双方の接触を防止する
ように設けたことを特徴としている。
ングとの間に非導電性材料を固定子およびケーシング双
方の接触を防止するように設けたことを特徴としてい
る。
機の容器や電動機のケーシングとが、それらの間にある
非導電性材料により互いの接触が防止されて電気的に絶
縁されているので、固定子の巻線そのものに絶縁を施す
場合のような電動機の特性の低下なしに、電動機から前
記容器やケーシングへの漏電を防止することができ、漏
電による人などまわりへの影響や電動機の実効率の低下
などの問題を回避することができる。
動機により駆動する圧縮機構とともに容器に収容したも
のであって、電動機の固定子とこの固定子よりも熱膨張
係数の大きな材料よりなる容器との間に、少なくとも固
定子よりも熱膨張係数の大きな非導電性材料を、固定子
および容器の接触を防止するように設けたことを特徴と
している。
定子よりも熱膨張係数の大きな材料よりなるケーシング
との間に、少なくとも固定子よりも熱膨張係数の大きな
非導電性材料を、固定子およびケーシングの接触を防止
するように設けたことを特徴としている。
ように圧縮機の容器や電動機のケーシングに電動機から
漏電するのを解消するのに併せ、電動機を駆動すること
により固定子と嵌り合っている前記容器やケーシングが
熱膨張係数の差で固定子よりも大きく熱膨張して固定子
との間の間隔が増大しても、非導電性材料が熱膨張係数
の差で固定子よりも大きく熱膨張することによって前記
間隔の増大を軽減し、また無くせるので、温度上昇によ
るガタツキや振動あるいはこれらによる騒音を抑え、ま
た防止することができる。
軽量な材料を選択して圧縮機や電動機を軽量化すること
ができ、アルミニウムやマグネシウムなどであると軽量
化の効果が特に大きい。
べて軽量で圧縮機や電動機が特に重量化しない上、比較
的高い絶縁性が得られるし、その種類によって違うが、
流動性を利用すると固定子と前記容器やケーシングとの
間に侵入させたり、それらの一方または双方に塗布した
りして設けやすい。また、成形性を利用して固定子など
の表面にモールドしたり、フィルム化して嵌めつけたり
巻きつけたりすることができる。また、固定子の外周の
みはもとより、端面および端部外周などに被さる所定形
状のインシュレータとして容器やケーシングとの絶縁以
外の部分の絶縁を図ることもできる。また、弾性や変形
性による馴染み性、緩衝性を利用して高い寸法精度なし
に実用することができるし、前記間隔の増減に追従しや
すくガタツキや振動を吸収して騒音を防止するととも
に、容器やケーシングが繰り返し熱収縮して固定子との
間で繰り返し応力を受けて金属疲労し強度低下するよう
なことを抑制することができる。また、容器やケーシン
グ、固定子と接触する部分に溝などによる凹凸やスリッ
トを設けたり、内部に多数の独立空泡を有したものとし
たりすることにより緩衝性を高めることができ、独立空
泡であると強い弾力を確保しやすい。
と熱に対して安定性があり、固定子と容器やケーシング
との焼き嵌めに対応できる利点があるとともに、固定子
の外周にコーティングして容易に設けられる。
数と圧縮機の容器や電動機のケーシングの固定子よりも
大きい熱膨張係数との間の熱膨張係数を持った無機物を
蒸着や粉黛塗装して設けても熱的に安定なため固定子と
圧縮機の容器や電動機のケースとの焼き嵌めに好適であ
る。
の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の
各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは
種々な組み合わせで複合して用いることができる。
施の形態に係る圧縮機および電動機について図を参照し
ながら説明し、本発明の理解に供する。
機構をそれを駆動する電動機とともに容器に内蔵した冷
凍サイクル用の圧縮機と、それに組み込んだ電動機の場
合の一例であり、圧縮対象は冷媒である。しかし、本発
明はこれに限られることはなく、ロータリ式やレシプロ
式など各種の圧縮機構をそれを駆動する電動機と組み合
わせた各種タイプの圧縮機に適用して有効であるし、縦
型のものでもその特徴に変わりはない。また、前記容器
に代えて専用のケーシングに収容した電動機単体でも本
発明の目的に対応した特徴を持っている。従って、いず
れの場合も本発明の範疇に属する。
5、図7に示すように、容器1内に圧縮機構2とそれを
クランク軸4により駆動する電動機3が収容されてい
る。クランク軸4はその圧縮機構2側の主軸4aを容器
1内の長手方向の一方側に設けた主軸受部材5に軸受さ
れ、反対の端部は容器1内の長手方向の他方側に設けた
副軸受部材6に軸受されている。
ト止めされ、これら主軸受部材5と固定スクロール7と
の間に、旋回スクロール8を挟み込んで固定スクロール
7に噛み合せスクロール式の圧縮機構2を構成してい
る。旋回スクロール8と主軸受部材5との境界部には旋
回スクロール8の自転を防止して円軌道運動するように
案内するオルダムリングなどによる自転規制機構9が設
けられていることにより、クランク軸4の主軸4aにて
旋回スクロール8を偏心駆動することにより旋回スクロ
ール8を円軌道運動させる。このとき、固定スクロール
7と旋回スクロール8との境界部に形成している圧縮室
11が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを
利用して、容器1外に通じた吸入側接続口12および固
定スクロール7の外周部の吸入口穴13から冷媒を吸入
して圧縮していき所定圧以上になった冷媒が固定スクロ
ール7の中央部の吐出口14からリード弁15を押し開
いて容器1内に吐出させることを繰り返す。
の間に位置して、密閉容器1に固定された固定子3a
と、クランク軸4の途中の外まわりに一体に結合された
回転子3bとで構成され、回転子3bの上下端面の外周
部分にはバランスウエイト16が設けられ、これにより
回転子3bおよびクランク軸4が安定して回転し、旋回
スクロール8を安定して円軌道運動させることができ
る。
ポンプ17が設けられ、容器1の下端部のオイル溜め1
8からポンプ17によってオイル19を吸入し、クラン
ク軸4を通縦しているオイル供給穴21を通じて圧縮機
構2の各部の軸受部22や圧縮機構2の各摺動部に供給
する。供給後のオイル19は供給圧や重力によって逃げ
場を求めるようにして軸受部22などを通じ容器1内に
流出して滴下し、最終的にオイル溜め18に回収され
る。
は電動機3の側に通されて電動機3を冷却した後、容器
1の吐出側接続口23から容器1外に吐出され冷凍サイ
クルに供給される。
吐出される容器1は圧力容器であって厚肉構造になり、
鉄系であると重くなる。そこで、本実施の形態では軽量
化の意味で鉄系に比し比重の小さな非鉄金属を採用して
いる。非鉄金属は1つの例としてアルミニウムを採用し
ており鉄系の場合よりは厚肉になるが軽量化でき有利で
はある。しかし、本発明の特徴からはこれに限られるこ
とはなく、鉄系でもよい。
容器1との間に非導電性材料31を固定子3aおよび容
器1双方の接触を防止するように設けたことを基本構成
としている。これにより、電動機3の固定子3aと容器
1とが、それらの間にある非導電性材料31により互い
の接触が防止されて電気的に絶縁されているので、固定
子3aの巻線3cそのものに絶縁を施す場合のような電
動機3の特性の低下なしに、電動機3の特に固定子3a
から容器1へ漏電するのを防止することができる。従っ
て、漏電による人などまわりへの影響や電動機3の実効
率の低下などの問題を回避することができる。図示しな
いが、電動機3において固定子3aが前記容器1の代わ
りに専用の図示しないケーシングに収容され嵌め合わさ
れる電動機単体の場合にも、固定子3aとケーシングと
の間に非導電性材料31を同様に設けて同様な作用効果
が得られる。
の鉄系の固定子3aよりも熱膨張係数の大きな材料から
なる場合に、前記非導電性材料31が少なくとも固定子
3aよりも熱膨張係数の大きなものとしている。これに
より、非導電性材料31が上記のように圧縮機の容器1
や図示しない電動機のケーシングに電動機の固定子3a
から漏電するのを解消するのに併せ、電動機を働かせる
ことにより固定子3aと嵌り合っている前記容器1や電
動機のケーシングが熱膨張係数の差で固定子3aよりも
大きく熱膨張して固定子3aとの間の間隔が増大して
も、非導電性材料31が熱膨張係数の差で固定子3aよ
りも大きく熱膨張することによって前記隙間が増大する
のを軽減し、また無くせるので、温度上昇によるガタツ
キや振動あるいはこれらによる騒音を抑え、また防止す
ることができる。
料とすると上記のようにアルミニウムなどの軽量な材料
を選択して圧縮機や電動機を軽量化することができる。
しなべて軽量で圧縮機や電動機が特に重量化しない上、
比較的高い絶縁性が得られるので前記漏電防止に好適で
ある。
流動性を利用すると固定子3aと前記容器1や電動機の
ケーシングとの間に侵入させたり、それらの一方または
双方に塗布したりして設けやすい。
表面にモールドしたり、フィルム化して固定子3aの外
周に嵌め合せたり巻き付けたりすることができる。固定
子3aの外周のみはもとより、端面および端部外周など
に被さる所定形状のインシュレータとして、固定子3a
の鉄心端部とコイルとの絶縁や場合によってはスロット
とコイルの絶縁等、固定子3aにおける容器1や電動機
のケーシングとの間の絶縁域以外の部分でも固定子3a
自体の絶縁を図ることもできる。
性を利用して高い寸法精度なしに実用することができる
し、固定子3aを容器1や電動機のケーシングに圧入し
て固定するのに好適である。また、前記間隔の増減に追
従しやすくガタツキや振動を吸収して減衰させ騒音の発
生を防止するとともに、容器1や電動機のケーシングが
繰り返し熱収縮して固定子3aとの間で繰り返し応力を
受けて金属疲労し強度低下するようなことを抑制するこ
とができる。また、容器1や電動機のケーシング、固定
子3aと接触する部分に溝などによる凹凸やスリット、
切り離し部を設けたり、内部に多数の独立空泡を有した
ものとしたりすることにより緩衝性を高めることがで
き、独立空泡であると強い弾力を確保しやすい。
あると、コーティングするのに適している。
リエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレ
フタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレー
ト)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等があ
り、その特徴を表1に示す。成形性を考慮すると、PP
S、PBTがよい。従って、固定子3aの鉄心をモール
ドしたり、インシュレータ等整形品を用いる場合は、こ
れらの材料が好適である。
好適である。なお、高周波電流が多く含まれるインバー
タ駆動のブラシレス等のように、漏れ電流をさらに低減
する場合においては、PETフィルム内に独立した空孔
を形成し、さらに、強度の低下を防ぐため、フィルムの
表面に空孔のないスキン層を設け、これらを一貫製膜す
ることにより、誘電率の低下を実現できる。また、空孔
により、弾性を大きくすることも可能である。
とするためには、樹脂にガラスや炭酸カルシウム等を添
加するが、これらを適当に添加することにより、熱膨張
係数を鉄以上、アルミニウム以下とすることができる。
両者の熱膨張係数の差を樹脂により吸収することが可能
である。
(/deg)、アルミニウムの熱膨張係数は2.313
×10E−5(/deg)である。そこで、PETの場
合ガラス30〜45wt%程度添加すると、熱膨張係数
は2.0×10E−5(/deg)となるし、PPSの
場合、ガラス(無機)50wt%程度添加すると、1.
6×10E−5(/deg)〜1.7×10E−5(/
deg)となり好適である。
は、非導電性材料31である樹脂を用いた成形品は、固
定子3aの外周の一部に嵌め合わされた環状な複数のバ
ンド41であり、固定子3aの外周に設けた環状の凹部
42に嵌め合せて位置保持することにより、固定子3a
を容器1の内周に圧入するのに細いバンド41が位置ず
れしないようにしている。位置の安定性としては接着し
てもよく、この場合前記凹部42を省略することができ
る。バンド41は凹部42を利用して設けることが手伝
って少し厚目のものとしやすく、この特徴を活かして内
部に独立空泡43を有したものとして強い弾力性を確保
しながら吸振性や前記熱膨張による間隔の変化への追従
性を高め、容器1や電動機のケーシングが固定子3aと
の間で受ける繰り返し応力をより軽減できるようにして
ある。もっとも独立空泡43は他の成形品にも適用でき
る。これに適した樹脂はPET、PPS、PBTなどが
あり、PPSは特にオリゴマが少なく圧縮機ではキャピ
ラリが詰まるのを防止しやすい。
料31である樹脂の成形品は、固定子3aのほぼ全長に
亘って圧入し嵌め合せた円筒体44であり、固定子3a
は円筒体44とともに容器1に圧入して固定する。円筒
体44は固定子3aの外周のほぼ全域に圧着する関係か
ら滑りにくいので、固定子3aに対し圧入した以外特別
な固定方法は採用していないが、接着や凹部への嵌め込
みを採用することもできる。これに適した樹脂は上記の
場合同様にPET、PPS、PBTなどがある。もし、
フィルム化するまで薄くして固定子3aの外周にはめ合
せ、あるいは巻き付ける方式を採用するのであれば、P
EN、PETなどのポリエステルフィルムを用いると、
低コストでしかも薄くても絶縁性に優れる利点がある。
このポリエステルフィルムに上記した独立空泡を設けた
もの(低誘電率)とすることもできる。
2における円筒体44の円周上一部に切り離し部44a
を形成して、容器1および固定子3aの 熱拡縮に追従
しやすく、かつ吸振性を高めている。
T、PBTである場合、成形性が良いのを利用して、図
3に仮想線で示す実施例4のように固定子3aの表面に
モールドしたモールド層45とすることができる。これ
により、固定子3aの外周以外の端面3dは勿論、スロ
ット3eの内面など細部までも絶縁することができる。
2における円筒体44の円周上複数の箇所に軸線方向の
スリット44b形成して、容器1および固定子3aの間
で拡縮しやすくしてそれらの熱拡縮に追従しやすく、か
つ吸振性を高めている。
2における円筒体44の容器1や電動機の図示しないケ
ーシングの内周に接する外周に、環状のあるいは部分的
に途切れた溝44cにより凹凸面として、容器1および
固定子3aの間で拡縮しやすくして前記間隔の増減への
追従性や吸振性を高めている。しかし、溝44cは内面
に設けてもよいし、内外周の両面に設けてもよい。ま
た、図6に示す実施の形態7のように溝44cは固定子
3aの軸線方向に形成してもよく、この場合、連続した
溝44cとすることにより冷媒の通路とすることもでき
る。もっとも、円筒体44の厚みによっては溝44cの
代わりに、あるいは溝44cとともに貫通穴を設けても
よい。
電性材料31である樹脂の成形品は、固定子3aの端面
3dおよび端部外周に被せつけられたインシュレータ4
6として、固定子3aの外周とともに端面3dも絶縁で
きるようにしており、固定子3aの端面3dとコイルエ
ンドとの絶縁を兼ねている。インシュレータ46の前記
端面3dを覆うフランジ部46aの内周に、固定子3a
のスロットに対応する切り欠き46bを形成してあり、
巻線3cと干渉せずに固定子3aの端面3dのより多く
の範囲を絶縁して巻線3cからの漏電を防ぎやすくして
いる。
は容器1の段差面1aにボルト47によりボルト止めし
てあり、固定子3aと容器1ないしは電動機の図示しな
いケーシングとの材料関係や、非導電性材料31の材料
の関係から固定子3aと容器1とが焼き嵌めできないよ
うなときの固定方法に適し、インシュレータ46のフラ
ンジ部46aはボルト47の頭および段差面1aと固定
子3aの端面3dとの間の絶縁にも役立っている。そこ
で、固定子3aのボルト47が通る取り付け穴48の内
面とボルト47の外周との間にも非導電性材料31を上
記いずれかの手法で設けてある。これにより、固定子3
aが容器1にボルト止めされていても、ボルト止めして
いるボルト47を通じて固定子3aと容器1とが電気的
に繋がるのを防止することができる。
あると熱に対して安定性があり、固定子3aと容器1や
電動機の図示しないケーシングとの焼き嵌めに対応でき
る利点があるとともに、固定子3aの外周にコーティン
グして容易に設けられる。
熱膨張係数と容器1や電動機のケーシングの熱膨張係数
との間の熱膨張係数を持った無機物を蒸着や粉黛塗装し
て設けても熱的に安定なため固定子3aと容器1や電動
機のケースとの焼き嵌めに好適である。
ように、電動機の固定子と圧縮機の容器や電動機のケー
シングとが、それらの間にある非導電性材料により互い
の接触が防止されて電気的に絶縁され、固定子の巻線そ
のものに絶縁を施す場合のような電動機の特性の低下な
しに、電動機から圧縮機の容器や電動機のケーシングへ
の漏電を防止することができ、漏電による人などまわり
への影響や電動機の実効率の低下などの問題を回避する
ことができる。
と嵌り合っている前記容器やケーシングが熱膨張係数の
差で固定子よりも大きく熱膨張して固定子との間の間隔
が増大しても、非導電性材料が熱膨張係数の差で固定子
よりも大きく熱膨張することによって前記間隔の増大を
軽減し、また無くせるので、温度上昇によるガタツキや
振動あるいはこれらによる騒音を抑え、また防止するこ
とができる。
の(a)は全体の縦断面図、その(b)は要部の縦断面
図である。
断面図である。
子と非導電性材料との組み合わせの関係を示す斜視図で
ある。
非導電性材料との組み合わせの関係を示す斜視図であ
る。
断面図である。
蔵部の回転子を除く横断面図である。
面図である。
る。
Claims (30)
- 【請求項1】 電動機をこの電動機により駆動する圧縮
機構とともに容器に収容した圧縮機であって、 電動機の固定子と容器との間に非導電性材料を固定子お
よび容器双方の接触を防止するように設けたことを特徴
とする圧縮機。 - 【請求項2】 電動機をこの電動機により駆動する圧縮
機構とともに容器に収容した圧縮機であって、 電動機の固定子とこの固定子よりも熱膨張係数の大きな
材料よりなる容器との間に、少なくとも固定子よりも熱
膨張係数の大きな非導電性材料を、固定子および容器の
接触を防止するように設けたことを特徴とする圧縮機。 - 【請求項3】 容器は、非鉄金属材料である請求項2に
記載の圧縮機。 - 【請求項4】 非鉄金属材料は、アルミニウムである請
求項3に記載の圧縮機。 - 【請求項5】 非導電性材料は、樹脂である請求項1〜
4のいずれか1項に記載の圧縮機。 - 【請求項6】 樹脂は、固定子に嵌め合わされる成形品
である請求項5に記載の圧縮機。 - 【請求項7】 成形品は固定子の外周に部分的に嵌め合
わされた複数のバンドである請求項6に記載の圧縮機。 - 【請求項8】 成形品は固定子の外周のほぼ全長または
それに近い範囲に嵌め合わされた1つの筒カバーである
請求項6に記載の圧縮機。 - 【請求項9】 成形品は固定子の端面および端部外周に
被せ付けられたインシュレータである請求項6に記載の
圧縮機。 - 【請求項10】 樹脂は、固定子に巻き付けられたフィ
ルムである請求項5に記載の圧縮機。 - 【請求項11】 樹脂は、固定子の表面にモールドされ
ている請求項5に記載の圧縮機。 - 【請求項12】 樹脂は、固定子外周にコーティングさ
れている請求項5に記載の圧縮機。 - 【請求項13】 非導電性材料は水ガラスである請求項
1〜4のいずれか1項に記載の圧縮機。 - 【請求項14】 水ガラスは固定子の外周にコーティン
グされている請求項13に記載の圧縮機。 - 【請求項15】 非導電性材料は固定子の熱膨張係数と
容器の固定子より大きい熱膨張係数との間の熱膨張係数
を有する無機材料である請求項1〜4のいずれか1項に
記載の圧縮機。 - 【請求項16】 固定子とケーシングとの間に非導電性
材料を固定子およびケーシング双方の接触を防止するよ
うに設けたことを特徴とする電動機。 - 【請求項17】 固定子とこの固定子よりも熱膨張係数
の大きな材料よりなるケーシングとの間に、少なくとも
固定子よりも熱膨張係数の大きな非導電性材料を、固定
子およびケーシングの接触を防止するように設けたこと
を特徴とする電動機。 - 【請求項18】 ケーシングは、非鉄金属材料である請
求項17に記載の電動機。 - 【請求項19】 非鉄金属材料は、アルミニウムである
請求項18に記載の電動機。 - 【請求項20】 非導電性材料は、樹脂である請求項1
6〜19のいずれか1項に記載の電動機。 - 【請求項21】 樹脂は、固定子に嵌め合わされる成形
品である請求項20に記載の電動機。 - 【請求項22】 成形品は固定子の外周に部分的に嵌め
合わされた複数のバンドである請求項21に記載の電動
機。 - 【請求項23】 成形品は固定子の外周のほぼ全長また
はそれに近い範囲に嵌め合わされた1つの筒カバーであ
る請求項21に記載の電動機。 - 【請求項24】 成形品は固定子の端面および端部外周
に被せつけられたインシュレータである請求項21に記
載の電動機。 - 【請求項25】 樹脂は、固定子に巻き付けられたフィ
ルムである請求項20に記載の電動機。 - 【請求項26】 樹脂は、固定子にモールドされている
請求項20に記載の電動機。 - 【請求項27】 樹脂は、固定子外周にコーティングさ
れている請求項20に記載の電動機。 - 【請求項28】 非導電性材料は水ガラスである請求項
16〜19のいずれか1項に記載の電動機。 - 【請求項29】 水ガラスは固定子の外周にコーティン
グされている請求項28に記載の電動機。 - 【請求項30】 非導電性材料は固定子の熱膨張係数と
ケーシングの固定子より大きい熱膨張係数との間の熱膨
張係数を有する無機材料である請求項16〜19のいず
れか1項に記載の電動機。
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