JP5693138B2 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、密閉ハウジング内に、圧縮機および該圧縮機を駆動する電動モータが内蔵されている密閉型電動圧縮機に関するものである。

密閉型電動圧縮機に用いられているＤＣモータにおいて、過電流や異常温度に対しての保護は、これまで制御側（インバータまたはソフト）にて対処していた。しかし、最近では、ソフトによる保護のみでは不十分とされるようになっており、機械的な保護装置の設置が強制される傾向にある。そこで、密閉型電動圧縮機では、インターナルプロテクタと称されている機械的な保護装置が併設されている。このインターナルプロテクタは、例えば特許文献１に示されるように、電流や温度が基準値を超えたとき、過電流や異常温度を感知してバイメタルスイッチの接点を開き、電気回路を遮断することによって電動モータを焼損等から保護するものである。

また、上記のインターナルプロテクタは、例えば特許文献２，３に示されるように、電動モータの固定子エンドに設置される場合が多く、インターナルプロテクタを電動モータの固定子巻線上に直接あるいは絶縁スリーブで覆って、固定子巻線を形成するときに使われる縛り紐等を用いて縛り付けことにより、固定するのが常套手段であった。

特開２００５−１４６９５１号公報 特開２００３−８３２５８号公報 特開２００４−３０１０３９号公報

しかしながら、上記の如く、インターナルプロテクタを縛り紐等により縛り付けて固定する構造では、組み立て時に固定子巻線上にインターナルプロテクタを縛り付ける必要があるため、組み立て性が悪く、しかも余計な工数がかかることから、製造コストが高くなってしまう等の問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、インターナルプロテクタの設置構造を簡易化し、その組み立て性を向上することができる密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる密閉型電動圧縮機は、密閉ハウジング内に、圧縮機および該圧縮機を駆動する電動モータが内蔵されている密閉型電動圧縮機において、前記電動モータは、固定子鉄心の複数のティース部に内・外周に鍔部を有する樹脂製絶縁ボビンが装着され、該樹脂製絶縁ボビンを介して固定子巻線が集中巻きされている固定子を備え、前記樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部間に、その内・外周鍔部に沿って電動モータ保護用のインターナルプロテクタが前記固定子巻線に押し付けられるように係止めされていることを特徴とする。

本発明によれば、密閉型電動圧縮機において、電動モータが、固定子鉄心の複数のティース部に内・外周に鍔部を有する樹脂製絶縁ボビンが装着され、該樹脂製絶縁ボビンを介して固定子巻線が集中巻きされている固定子を備え、該樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部間に、その内・外周鍔部に沿って電動モータ保護用のインターナルプロテクタが固定子巻線に押し付けられるように係止めされているため、電動モータに対する過電流や異常温度に応動して電気回路を遮断し、電動モータを保護するインターナルプロテクタを、電動モータの固定子巻線の集中巻きに用いられている樹脂製絶縁ボビンを利用して、その内・外周に設けられている鍔部間に、該鍔部に沿って固定子巻線に押し付けるように固定設置することができる。従って、インターナルプロテクタの設置構造を簡易化し、組み立て性を向上することができるとともに、組み立て工数の低減によりコストダウンを図ることができる。

さらに、本発明の密閉型電動圧縮機は、上記の密閉型電動圧縮機において、前記樹脂製絶縁ボビンの前記内・外周鍔部には、前記インターナルプロテクタを係止めする爪部が設けられ、該爪部間に前記インターナルプロテクタが嵌め込まれて係止めされていることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部に、インターナルプロテクタを係止めする爪部が設けられ、該爪部間にインターナルプロテクタが嵌め込まれて係止めされるようになっているため、インターナルプロテクタを樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部に設けられている爪部間に嵌め込み、爪部で係止めすることによって、簡易にインターナルプロテクタを固定設置することができる。従って、インターナルプロテクタの組み立て性を向上し、その工数を低減してコストダウンを図ることができる。

さらに、本発明の密閉型電動圧縮機は、上記の密閉型電動圧縮機において、前記樹脂製絶縁ボビンの前記内・外周鍔部には、係止穴が設けられ、該係止穴に係止めされる押え板を介して前記内・外周鍔部間に前記インターナルプロテクタが係止めされていることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部に、係止穴が設けられ、該係止穴に係止めされる押え板を介して内・外周鍔部間にインターナルプロテクタが係止めされようになっているため、インターナルプロテクタを樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部間に設置し、その内・外周鍔部に設けられている係止穴に押え板を係止めしてインターナルプロテクタを上から押えることによって、簡易にインターナルプロテクタを固定設置することができる。従って、インターナルプロテクタの組み立て性を向上し、その工数を低減してコストダウンを図ることができる。

本発明によると、電動モータに対する過電流や異常温度に応動して回路を遮断し、電動モータを保護するインターナルプロテクタを、電動モータの固定子巻線の集中巻きに用いられている樹脂製絶縁ボビンを利用して、その内・外周に設けられている鍔部間に、該鍔部に沿って固定子巻線に押し付けるように固定設置することができるため、インターナルプロテクタの設置構造を簡易化し、組み立て性を向上することができるとともに、組み立て工数の低減によりコストダウンを図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る密閉型電動圧縮機の縦断面図である。 図１に示す密閉型電動圧縮機に内蔵されている電動モータの平面図（Ａ）とその縦断面図（Ｂ）である。 本発明の第２実施形態に係る密閉型電動圧縮機に内蔵されている電動モータの平面図（Ａ）とその縦断面図（Ｂ）である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る密閉型電動圧縮機の縦断面図が示され、図２には、その電動モータの平面図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）が示されている。
密閉型電動圧縮機１として、ここでは、密閉型電動スクロール圧縮機１の例について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
密閉型電動スクロール圧縮機１は、鋼板製で円筒状の上下方向に長い有底の密閉ハウジング２を備えている。密閉ハウジング２の上部は、ディスチャージカバー３および上部カバー４により密閉されており、このディスチャージカバー３と上部カバー４間に、吐出チャンバー５が形成されている。

密閉ハウジング２内には、上方部位に上部軸受部材（フレーム部材）６が固定設置されており、上部軸受部材６を介してスクロール圧縮機７が設置されるとともに、その下方部位に固定子８と回転子９とからなる電動モータ１０が、固定子８を密閉ハウジング２に固定することにより設置されている。この電動モータ１０の回転子９には、クランク軸１１が固定され、該クランク軸１１の上端には、軸心が所定寸法だけ偏心されているクランクピン１２が設けられており、該クランクピン１２をスクロール圧縮機構７に連結することによって、スクロール圧縮機７が駆動可能とされている。

クランク軸１１は、上部軸受部材６のジャーナル軸受部６Ａに上方部が回転自在に支持されるとともに、下端部が密閉ハウジング２の下方部位に設けられているジャーナル下部軸受１３により回転自在に支持されている。この下部軸受１３とクランク１１の下端部との間には、容積型給油ポンプ１４が設けられ、密閉ハウジング２の底部に充填されている潤滑油１５を、吸入パイプ１６を介して吸い込み、クランク軸１１内に軸方向に沿って穿設されている給油穴１７に吐出するように構成されている。潤滑油１５は、給油穴１７を介して上部軸受部材６、スクロール圧縮機７および下部軸受１３等の所要箇所に給油されるようになっている。

スクロール圧縮機７は、上部軸受部材６を構造部品の１つとし、該上部軸受部材６上に固定設置されている固定スクロール部材１８と、上部軸受部材６のスラスト軸受部６Ｂに摺動自在に支持され、固定スクロール部材１８と噛み合わされることにより圧縮室２０を形成する旋回スクロール部材１９と、上部軸受部材６と旋回スクロール部材１９との間に介在され、旋回スクロール部材１９の自転を阻止し、公転旋回運動を許容するオルダムリング等の自転阻止機構２１と、クランク軸１１のクランクピン１２と旋回スクロール部材１９の背面ボスとの間に設けられ、旋回スクロール部材１９にクランク軸１１の回転力を伝達するドライブブッシュ２２および旋回軸受（ニードル軸受）２３と、を備え、固定スクロール部材１８の端板中央部がディスチャージカバー３に接続された状態で上部軸受部材６上に設置されている。

上記のスクロール圧縮機７は、吸入配管２４を介して密閉ハウジング２（低圧ハウジング）内に吸い込まれた冷媒ガスを、密閉ハウジング２内に開口されている吸入口２５から圧縮室２０内に吸い込み、高温高圧のガスに圧縮する。この圧縮ガスは、固定スクロール部材１８の中央部に設けられている吐出口２６およびディスチャージカバー３に設けられている吐出弁２７を介して吐出チャンバー５内に吐出され、更に吐出チャンバー５に接続されている吐出配管２８を介して圧縮機の外部へと送出されるようになっている。

かかる密閉型電動圧縮機１の過負荷運転時における電動モータ１０の焼損等を防止するため、図２に示されるように、電動モータ１０の固定子８には、電動モータ保護用のインターナルプロテクタ２９が設置されている。インターナルプロテクタ２９は、電動モータ１０の通電回路中に介装され、電流および温度に応動して異常時に回路を遮断する公知の保護装置であり、例えば電流値および雰囲気温度を感知し、それらが基準値（閾値）を超えた場合、接点が開とされて回路を遮断するバイメタルスイッチを含む構成の公知のインターナルプロテクタを用いることができる。

このインターナルプロテクタ２９は、電動モータ１０の固定子８を構成している絶縁ボビン３０を利用して固定設置されている。固定子８の巻線形成（コイル形成）に用いられる絶縁ボビン３０は、公知の如く、固定子鉄心側に放射状に設けられる複数のティース部（磁極歯）に装着され、固定子巻線８Ａが集中巻きされるものであって、巻線８Ａが巻装される巻装部３０Ａと、固定子鉄心の磁極鉄心に接する内周鍔部３０Ｂと、継鉄鉄心に接する外周鍔部３０Ｃとを備えた構成とされている。

絶縁ボビン３０は、樹脂製とされており、例えばガラス繊維で強化された複合ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）等の樹脂材を使用することができる。この樹脂製絶縁ボビン３０の内周鍔部３０Ｂおよび外周鍔部３０Ｃには、それぞれインターナルプロテクタ２９を固定設置する部位に対応して一対の爪部３１，３２が設けられており、該爪部３１，３２間にインターナルプロテクタ２９を嵌め込むことによって、インターナルプロテクタ２９が固定子巻線８Ａに押し付けられて係止めされるように構成されている。

斯くして、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
密閉型電動圧縮機１が運転中、例えば過負荷運転状態となって、電動モータ１０に過電流が流れたり、あるいは雰囲気温度が異常高温となったりし、それらが基準値（閾値）を超えた場合、インターナルプロテクタ２９が作動し、バイメタルスイッチの接点が開いて回路を遮断することによって電動モータ１０を焼損等から保護することができる。これによって、電動モータ１０を制御系にてソフト的に保護することができるだけでなく、機械的な保護装置であるインターナルプロテクタ２９を併用した信頼性の高い保護機構を構成することができる。

しかも、このインターナルプロテクタ２９を電動モータ１０の固定子８に設置するに際して、電動モータ１０の固定子巻線８Ａの集中巻きに用いられている樹脂製絶縁ボビン３０を利用し、その内・外周に設けられている鍔部３０Ｂ，３０Ｃ間に、インターナルプロテクタ２９を係止めし、固定子巻線８Ａに押し付けるようにして固定設置している。
このため、インターナルプロテクタ２９の設置構造を簡易化し、縛り紐等を用いた従来方式に比べ、組み立て性を格段に向上することができるとともに、組み立て工数低減による大幅なコストダウンを期待することができる。

また、インターナルプロテクタ２９を樹脂製絶縁ボビン３０の内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃ間に係止めするため、一対の爪部３１，３２を設け、該爪部３１，３２間にインターナルプロテクタ２９を嵌め込むことによって係止めしている。従って、インターナルプロテクタ２９を樹脂製絶縁ボビン３０の内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃに設けられている爪部３１，３２間に嵌め込むだけで、簡易にインターナルプロテクタ２９を固定設置することができ、インターナルプロテクタ２９の組み立て性を向上し、その工数を低減してコストダウンを図ることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、インターナルプロテクタ２９の係止め構造が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態においては、樹脂製絶縁ボビン３０の内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃに一対の爪部３１，３２を設ける代わりに、一対の係止穴３３，３４を設け、該係止穴３３，３４に係止めされる押え板３５を介して、樹脂製絶縁ボビン３０の内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃ間に、インターナルプロテクタ２９を固定子巻線８Ａに押し付けるように係止めした構成としている。

上記のような構成とすることによっても、インターナルプロテクタ２９を樹脂製絶縁ボビン３０の内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃ間に設置し、該内・外周鍔部３０Ｂ，３０Ｃに設けられている一対の係止穴３３，３４に押え板３５を係止めしてインターナルプロテクタ２９を上から押えることにより、簡易にインターナルプロテクタ２９を固定設置することができる。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様、インターナルプロテクタ２９の組み立て性を向上し、その工数を低減してコストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、密閉型電動スクロール圧縮機１に適用した例について説明したが、圧縮機の型式については、スクロール圧縮機に限定されるものできなく、ロータリ圧縮機等、様々な型式の圧縮機にも同様に適用できることは云うまでもない。

また、インターナルプロテクタ２９については、少なくとも電流と温度に応動して電動モータ１０を保護できるものであれば、いかなる構成のものであってもよく、同様に樹脂製絶縁ボビン３０についても、上記実施形態により例示された形状、材料の樹脂製絶縁ボビンに制限されるものではなく、様々な形態に変形が可能であることはもちろんである。

１ 密閉型電動圧縮機（密閉型電動スクロール圧縮機）
２ 密閉ハウジング
７ スクロール圧縮機
８ 固定子
８Ａ 固定子巻線
９ 回転子
１０ 電動モータ
２９ インターナルプロテクタ
３０ 樹脂製絶縁ボビン
３０Ｂ 内周鍔部
３０Ｃ 外周鍔部
３１，３２ 爪部
３３，３４ 係止穴
３５ 押え板

Claims (3)

1. 密閉ハウジング内に、圧縮機および該圧縮機を駆動する電動モータが内蔵されている密閉型電動圧縮機において、
   前記電動モータは、固定子鉄心の複数のティース部に内・外周に鍔部を有する樹脂製絶縁ボビンが装着され、該樹脂製絶縁ボビンを介して固定子巻線が集中巻きされている固定子を備え、前記樹脂製絶縁ボビンの内・外周鍔部間に、その内・外周鍔部に沿って電動モータ保護用のインターナルプロテクタが前記固定子巻線に押し付けられるように係止めされていることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 前記樹脂製絶縁ボビンの前記内・外周鍔部には、前記インターナルプロテクタを係止めする爪部が設けられ、該爪部間に前記インターナルプロテクタが嵌め込まれて係止めされていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記樹脂製絶縁ボビンの前記内・外周鍔部には、係止穴が設けられ、該係止穴に係止めされる押え板を介して前記内・外周鍔部間に前記インターナルプロテクタが係止めされていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
   

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