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密閉型圧縮機 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 密閉型圧縮機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−43791(P2007−43791A)
公開日 平成19年2月15日(2007.2.15)
出願番号 特願2005−223671(P2005−223671)
出願日 平成17年8月2日(2005.8.2)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 坪井 康祐
要約 課題
密閉型圧縮機の電動要素のクリアランス不良を減らし、高効率化を図る。

解決手段
電動要素の固定子135は、ボルトによってブロックの複数の脚部に固定され、固定子135のコア132には、ボルトを貫通させるボルト孔143と電磁鋼板131どうしを結合する絡ませ機構144をおのおの複数設け、絡ませ機構144はボルト孔143よりコア132の内径部134側に位置するよう配置しているので、電磁鋼板131の隙間に生じる横ずれを抑制できコア132の内径部134の変形を抑えるため、固定子135と回転子130との適正なクリアランス寸法を維持することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
略円筒形の回転子と、複数の電磁鋼板を積層して形成したコアの内径部に前記回転子を所定のクリアランスをもって配置した固定子と、前記回転子を固定したシャフトと、前記固定子がボルトによって固定される複数の脚部を形成したブロックを備え、前記固定子の前記コアには前記ボルトを貫通させるボルト孔と前記電磁鋼板どうしを結合する絡ませ機構をおのおの複数設けるとともに、前記絡ませ機構を前記ボルト孔より前記コアの内径部側に位置するよう配置した密閉型圧縮機。
【請求項2】
絡ませ機構の突起形状を略長方形または略長円形とし、その長手方向がボルト孔とコアの内径部中心を結ぶ方向と略垂直であることを特徴とする請求項1に記載の密閉型圧縮機。
【請求項3】
電磁鋼板の板厚は0.35mm以下である請求項1または2に記載の密閉型圧縮機。
【請求項4】
コアの内径部の径と回転子の外径との差が0.6mm未満である請求項1または2に記載の密閉型圧縮機。
【請求項5】
電磁鋼板は珪素を2.5%以上含む請求項1または2に記載の密閉型圧縮機。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いられる密閉形圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、冷凍冷蔵庫等の冷凍装置に使用される密閉型圧縮機については、低価格化と共に、消費電力の低減のための高効率化が望まれている。
【0003】
従来、この種の密閉型圧縮機は、生産性を改善するため、ボルト締付けの時における電動要素の変形を抑制したものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
【0005】
図5は、特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図6は従来の密閉型圧縮機の固定子のコアの平面図を示すものである。図7は従来の密閉型圧縮機の図6のコアのC−C線断面の拡大図である。
【0006】
図5、図6に示すように、密閉容器1内には、コア2に巻線3を巻回した固定子4と回転子5とからなる電動要素6と、電動要素6によって駆動される圧縮要素7を収容する。シャフト10は、回転子5を固定した主軸部11および主軸部11に対し偏心して形成された偏心軸部12を有する。シリンダブロック13は、略円筒形の圧縮室14を有するとともに、軸受部15と、ボルト穴16を有する取付脚17とを一体に形成してある。ピストン18は、シリンダブロック13の圧縮室14に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部12との間を連結手段19によって連結されている。
【0007】
コア2は、回転子5収納用の円筒孔20と、ボルト挿通孔21と、巻線3を収納するスロット22が形成されている。また、コア2の3箇所のコーナ隅部23におけるボルト挿通孔21の内側に円筒孔20の軸心Rを中心として略同一円上に点在する複数の貫通孔24を形成してある。そして、シリンダブロック13とコア2はボルト挿通孔21を介して取付脚17のボルト穴16に螺合するボルト25により締付け固定されている。
【0008】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【0009】
電動要素6の回転子5はシャフト10を回転させ、偏心軸部12の回転運動が連結手段19を介してピストン18に伝えられることでピストン18は圧縮室14内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム(図示せず)から圧縮室14内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【0010】
また、取付脚17やコア2の接合面における平面度不良に起因してボルト25を締付ける時に生じる締付け応力の偏りを、複数の貫通孔24で緩和することで、シリンダブロック13やコア2の変形を低減し、電動要素6の固定子4と回転子5のクリアランス寸法を適正に維持しようとした技術である。
【特許文献1】特開昭63−297777号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上記従来の構成では、コア2を複数の電磁鋼板で積層して形成した場合には、ボルト25により締付けることにより、ボルト挿通孔21が変形し、ボルト挿通孔21に向う方向(図7中の矢印Q方向)に、電磁鋼板の隙間に横ずれが生じることがわかった。その結果、コア2の内径からボルト挿通孔21方向へ引っ張られるようにコア2の内径が変形し、固定子4と回転子5とのクリアランス寸法を適正に維持することができない可能性があるという課題を有していた。また、効率の最適となる設計クリアランス寸法は狭い方にあり、実現するためには、寸法精度が必要となるので効率を高くすることができないという課題を有していた。
【0012】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、効率の良い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】
【0013】
上記従来の課題を解決するために本発明の密閉型圧縮機は、固定子のコアにボルトを貫通させるボルト孔と電磁鋼板どうしを結合する絡ませ機構をおのおの複数設けるとともに、絡ませ機構をボルト孔よりコアの内径部側に位置するよう配置したもので、電磁鋼板の隙間に生じる横ずれを抑制できコアの内径部の変形を抑制するため、固定子と回転子との適正なクリアランス寸法を維持するという作用を有する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の密閉型圧縮機は、固定子と回転子との適正なクリアランス寸法を維持することで、効率の良い圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
請求項1に記載の発明は、略円筒形の回転子と、複数の電磁鋼板を積層して形成したコアの内径部に前記回転子を所定のクリアランスをもって配置した固定子と、前記回転子を固定したシャフトと、前記固定子がボルトによって固定される複数の脚部を形成したブロックを備え、前記固定子の前記コアには前記ボルトを貫通させるボルト孔と前記電磁鋼板どうしを結合する絡ませ機構をおのおの複数設けるとともに、前記絡ませ機構を前記ボルト孔より前記コアの内径部側に位置するよう配置したもので、前記ボルトを締め付けたとき電磁鋼板の隙間に生じる横ずれを抑制するので、コアの内径部の変形を抑制するため、固定子と回転子との適正なクリアランス寸法を維持することができるので効率の良い圧縮機を提供することができる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に、更に、絡ませ機構の突起形状を略長方形または略長円形とし、その長手方向がボルト孔とコアの内径部中心を結ぶ方向と略垂直であることを特徴とするもので、請求項1に記載の発明の効果に加えて、絡ませ機構の突起が電磁鋼板のすべる方向に対して大きな抵抗となり、電磁鋼板間のすべりをより効果的に抑制できるので、固定子と回転子との適正なクリアランス寸法を維持することができ、さらに効率の良い圧縮機を提供することができる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明に、更に、電磁鋼板の板厚は0.35mm以下であるとしたもので、請求項1または2に記載の発明の効果に加えて、軸方向への渦電流が流れにくくなるため、鉄損が減少するため、さらに高効率にすることができる。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明に、更に、コアの内径部の径と回転子の外径との差が0.6mm未満であるもので、請求項1または2に記載の発明の効果に加えて、磁束を有効に用いることができるため、さらに高効率にすることができる。
【0019】
請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明に、更に、電磁鋼板は珪素を2.5%以上含むとしたもので、請求項1または2に記載の発明の効果に加えて、電磁鋼板内の渦電流損を減少させることができるため、更に高効率にすることができる。
【0020】
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。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。
【0021】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の縦断面図、図2は、同実施の形態の密閉型圧縮機の固定子の平面図である。図3は、図2の絡ませ機構のA−A線断面図である。図4は、図2のコアのB−B線断面におけるボルト孔内径と内径部付近の拡大図である。
【0022】
図1、図2、図3において、密閉容器101内に潤滑油102を貯溜するとともに、電動要素103と電動要素103によって駆動される圧縮要素104を収容している。
【0023】
圧縮要素104は偏心軸部111と主軸部112を有したシャフト113と、シャフト113の主軸部112を軸支する軸受114を備えている。鋳鉄からなるブロック116は、略円筒形の圧縮室117を有するとともに、軸受114と複数の脚部118が一体に形成されている。ピストン119は、ブロック116の圧縮室117に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部111との間を連結手段120によって連結されている。
【0024】
尚、本圧縮機に使用される冷媒は、オゾン破壊係数がゼロのR134aやR600aに代表される温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒等であり、それぞれ相溶性の有る潤滑油と組み合わせてある。
【0025】
電動要素103は、略円筒形の回転子130と、複数の電磁鋼板131を積層して形成したコア132の内径部134に回転子130を所定のクリアランスをもって配置した固定子135とで構成される。回転子130はシャフト113に固定されている。コア132の内径部134の径と回転子130の外径との差が0.6mm未満である0.5mmで構成している。
【0026】
固定子135は、ボルト140によってブロック116の複数の脚部118に固定され、固定子135のコア132には、巻線141を巻回しており、また、ボルト140を貫通させるボルト孔143と電磁鋼板131どうしを結合する絡ませ機構144をおのおの複数設けている。
【0027】
絡ませ機構144は、図3に示すように積層する電磁鋼板131どうしを切欠きを設けて押し込む様にして摩擦により結合させる機構で、各ボルト孔143の近傍に設けてあり、ボルト孔143よりコア132の内径部134側に位置するよう配置している。また、絡ませ機構144の突起形状は図2に示す通り、略長方形としており、その長手方向(図2中の矢印L方向)がボルト孔143とコア132の内径部134中心Mを結ぶ方向と略垂直である。
【0028】
電磁鋼板131の板厚は0.35mm以下であり、電磁鋼板131の含有成分は珪素が2.5%以上含まれている。
【0029】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【0030】
電動要素103の回転子130がシャフト113を回転させ、偏心軸部111の回転運動が連結手段120を介してピストン119に伝えられることで、ピストン119は圧縮室117内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム(図示せず)から圧縮室117内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【0031】
組立時にボルト140で固定子135を固定する際、ボルト140の座145からコア132に軸方向(図4中の矢印N)の締付け力が発生し、ボルト孔143の周辺では電磁鋼板131が圧縮される。そのとき、ボルト孔143の内径付近では材料境界であるので変形し易く傾斜ができるため、ボルト孔143の中心方向へ(図4中の矢印O)の力の成分が生じる。従来は、この中心方向への力の成分により電磁鋼板131の隙間に横ずれが発生していたと考えられる。
【0032】
しかし実施の形態では絡ませ機構144をボルト孔143よりコア132の内径部134側に位置するよう配置しているので、ボルト140を締め付けたときに、電磁鋼板131がボルト孔143へと引っ張られても絡ませ機構144による強い抵抗が働き、図4に示すように電磁鋼板131には滑りがほとんど発生せずに変形のみが生じる。
【0033】
その結果、電磁鋼板131の隙間に生じる横ずれを抑制することができ、コア132の内径部134の変形を抑さえることができるので、内径部134全周に渡って高い円筒度を維持できる。その結果、固定子135と回転子130との適正なクリアランス寸法を維持することができるため、効率のばらつきを小さく抑えることができるものである。
【0034】
ここで、絡ませ機構144の長手方向Lがボルト孔143とコア132の内径部134中心を結ぶ方向と略垂直であるので、絡ませ機構144がより大きな抵抗力を発生し、電磁鋼板131間のずれをより効果的に抑制できるので、コア132の内径部134の変形を大幅に抑制するため、さらに固定子135と回転子130との適正なクリアランス寸法を維持することができる。
【0035】
また、電磁鋼板131の板厚は0.35mm以下であり、積層枚数が増え、それに伴い隙間の数が増えることで電磁鋼板131の隙間に生じる横ずれの影響が大きくなるにも係わらず、本実施の形体によれば電磁鋼板131間のずれを効果的に抑制できるので、電磁鋼板131の積層枚数が増えることによる鉄損の減少による効率向上の効果を得ることができる。
【0036】
更に、本実施の形体によればコア132の内径部134全周に渡って高い円筒度を維持できるため、コア132の内径部134の径と回転子130の外径との差を0.5mmと極めて狭くすることができたもので、磁束を有効に用いることができて効率を大きく向上させることができる。
【0037】
更に、電磁鋼板131には珪素が2.5%以上含まれており、電磁鋼板131の硬さが硬くなり横ずれ影響が出やすくなるが、本発明ではコア132の内径部134の変形を抑制できるので、電磁鋼板131内の渦電流損を減少させることができるため、更に高効率にすることができる。
【0038】
なお、絡ませ機構144の突起形状を略長方形としたが、略長円形としても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0039】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、電動要素の固定子と回転子との適正なクリアランス寸法を維持することができ、効率を良くすることができるため、エアーコンディショナーや自動販売機等の密閉型圧縮機の用途にも展開できる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の縦断面図
【図2】同実施の形態の密閉型圧縮機の固定子の平面図
【図3】図2の絡ませ機構のA−A線断面図
【図4】図2のコアのB−B線断面の拡大図
【図5】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図6】従来の密閉型圧縮機の固定子のコアの平面図
【図7】従来の密閉型圧縮機の図6のコアのC−C線断面の拡大図
【符号の説明】
【0041】
113 シャフト
116 ブロック
118 脚部
130 回転子
131 電磁鋼板
132 コア
134 内径部
135 固定子
140 ボルト
143 ボルト孔
144 絡ませ機構




 

 


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