专利名称：制冷剂压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如构成冷冻机或空调机的冷冻循环的制冷剂压缩机，具体涉及对于电动机绕组的绝缘件。
用于例如冷冻机或空调机的压缩机系由对制冷剂进行压缩的压缩机构部和具有对该压缩机构部进行驱动的定子和转子的电动机部构成。
在上述电动机部中，为追求冷冻循环运转的节能和运行性能而采用2极或4极三相绕组并用逆变器电源加以驱动。
例如，在本申请人申请的日本专利特开平10-288180号公报中详细记载了有关制冷剂压缩机的电动机部的技术。其中，作为构成电动机部的定子系将构成定子铁心的齿部嵌入绝缘件(称为线卷骨架)，经该绝缘件在齿部加以绕线并采用所谓集中卷绕的方式。
另外，近年来从臭氧层被破坏的观点出发将制冷剂更换为HFC制冷剂，并要求在制冷剂压缩机中采用适合于以往所用制冷剂HCFC22及新的制冷剂HFC410A的材料。
随着制冷剂的更换，从相溶性的条件出发，作为滞留在压缩机构部的冷冻机油在采用HCFC22的场合要求为矿物油，而在采用HFC410A的场合下则要求酯(ester)油或聚醚(polyether)油。另外，作为对于新制冷剂的HFC的下一代的替代新制冷剂有HC制冷剂，适合的冷冻机油则考虑为例如矿物油。
然而，上述绝缘件系由嵌入截面为矩形的齿部的矩形框架组成的卷绕架、沿该卷绕架的内周缘和外周缘一体设置的内侧凸缘部和外侧凸缘部构成。
在对这种绝缘件进行模制成型时，系将树脂材料从树脂注入口注入并固化，但在仅将上述注入口的位置设置在卷绕架的场合以及如卷绕架与内侧凸缘部的厚度尺寸关系不适当，则绕线时或直流电动机中的转子磁性体磁化时容易发生内侧凸缘部因绕组的卷绕张力而开裂的事故并影响大量生产性能。
以上缺点为强度因材料而异，而通过混入的玻璃纤维量和填充材料量适当化也会不同。另外，如作为基材树脂如制冷剂与冷冻机油不够配合，低分子量成分的低聚物(oligomer，所谓不纯物)就会漏出；如将天然石蜡用于内部脱模材料，则存在HFC制冷剂阻塞冷冻循环的问题。
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种电动机部的定子在经绝缘件构成定子铁心的齿部绕线时以及将转子磁化时可靠地防止上述绝缘件的损坏、且制冷剂与冷冻机油配合性优良，低聚物(oligomer)漏出少、可靠性高的制冷剂压缩机。
为实现以上目的，本发明的技术方案1的制冷剂压缩机具有对制冷剂进行压缩并排出、并通过冷冻机油加以润滑的压缩机构部，通过对该压缩机构部进行驱动的定子和转子构成的电动机部，其特点是，上述定子具有由圆环状磁轭的轭铁部和设置于该轭铁部的内侧或外侧的多个放射状设置的齿部构成的定子铁心，在该定子铁心的齿部经绝缘件卷绕有绕组；上述绝缘件为嵌入上述齿部的树脂模制成型件或与齿部一体模制成型，并由内侧凸缘部和外侧凸缘部、以及连接这些内外侧凸缘部且卷绕有绕组的卷绕架构成，将对上述绝缘件进行模制成型时的树脂注入口的位置的至少一个设置在上述内侧凸缘部和外侧凸缘部的任一方。
本发明的技术方案2为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，作为上述绝缘件选择弯曲弹性率在5GPa至18Gpa的范围、弯曲强度为200Mpa以上的树脂模制材料。
本发明的技术方案3为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，上述绝缘件为卷绕架的厚度尺寸比内侧凸缘部的厚度尺寸大10％以上，内侧凸缘部与卷绕架交叉的拐角部的R设定为1毫米以上。
本发明的技术方案4为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，对上述绝缘件进行模制成型时的注入口相对于一个齿部设置在内侧凸缘部前端的一个部位、或内侧凸缘部前端和外侧凸缘部前端的二个部位、或内外侧凸缘部中的任何一个和卷绕架的二个部位。
本发明的技术方案5为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，作为构成上述绝缘件的树脂模制材料选择在PPS(对聚苯硫)、PA(聚酰胺)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、LCP(半-全芳香族聚酯(液晶聚合物))的任何1种中加入玻璃纤维或无玻璃纤维的材料，作为脱模材料不含天然石蜡。
本发明的技术方案6为在技术方案5的制冷剂压缩机中，其特点是，上述PPS(对聚苯硫)为加入直线型玻璃纤维的材料且低聚物含有率为1.0wt％以下，上述PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)为加入玻璃纤维的材料且低聚物含有率为1.5wt％以下。
本发明的技术方案7为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，上述电动机部为转子中埋设有未磁化的磁性体，通过在上述定子的各绕组中通电进行对转子的未磁化磁性体的磁化处理，将上述定子的槽数设定为6个，将上述转子的极数设定为4极。
本发明的技术方案8为在技术方案1的制冷剂压缩机中，其特点是，上述制冷剂采用HCFC、HFC、HC中的任何1种，上述冷冻机油为将矿物油、烷基苯系油、酯系油、聚乙烯醚系油分别组合而成。
通过采用上述技术方案，电动机部的定子在经绝缘件构成定子铁心的齿部绕线时以及将转子磁化时可靠地防止上述绝缘件的损坏，制冷剂与冷冻机油配合性优良，低聚物漏出少。
附图简单说明图1为表示本发明一实施形态的制冷剂压缩机的剖面图。
图2为该实施形态的电动机部的俯视图和正面图。
图3为该实施形态的分割式绝缘件的正面图。
图4为表示与该实施形态的不同规格的绝缘体对应的注入口位置的图。
图5为该实施形态的整体式绝缘件的正面图。
图6为该实施形态的整体式上部侧绝缘件的俯视图及局部剖面图。
图7为该实施形态的整体式下部侧绝缘件的俯视图及局部剖面图。
图8为该实施形态的整体式上部侧绝缘件的立体图。
图9为该实施形态的对于绝缘件的强度试验方法的说明图。
图10为分别表示该实施形态的强度试验结果的图。
图11为表示该实施形态的与不同规格的绝缘件对应的注入口位置的强度比例的图。
图12为表示该实施形态的冰箱中冷冻循环的图。
以下根据
本发明的一实施形态。
首先对技术方案1至3的实施形态进行说明。
图1中，1为密闭形的制冷剂压缩机，2为储液筒。制冷剂压缩机1系在密闭壳体3内的下部设有压缩机构部4，上部设有电动机部5。这些压缩机构部4和电动机部5系通过回转轴6加以连接。
上述电动机部5由固定在密闭壳体3的内面的定子8和在该定子8的内侧保持预定间隙配置且装有上述回转轴6的转子9构成。
上述压缩机构部4在回转轴6的下部以隔板10隔开并具有上下配设的二个油缸11A、11B。上部油缸11A为其上面部安装固定在主轴承12上。下部油缸11B的下面部安装固定在副轴承13上。
油缸11A、11B的上下面通过上述隔板10、主轴承12以及副轴承13加以划分，其内部形成油缸室15a、15b。在油缸室15a、15b中随着回转轴6的转动，在对滚轮偏心回转驱动的同时，通过叶片将油缸室隔成高压侧和低压侧而构成所谓回转式压缩机构16A、16B。两个油缸11A、11B内的油缸室15a、15b分别经导通管17a、17b与上述储液筒2连通。
另一方面，在上述密闭壳体3的上面部连接有排出制冷剂管19，并与未图示的冷凝器连通。在上述储液筒2的上面部连接有吸入制冷剂管21，并与未图示的蒸发器连通。在上述冷凝器与上述蒸发器之间连接有膨胀机构，构成经制冷剂压缩机1-冷凝器-膨胀机构-蒸发器并依次连通上述储液筒2的冷冻循环。
图2(A)、(B)分别为上述电动机部5的俯视图和正面图，在定子8的内侧配置有转子9。上述定子8具有由圆环状磁轭的轭铁部32及在该轭铁部的内侧以预定间隔隔开并呈放射状设置的多个(6个)齿部33构成并对钢板进行叠层而成的定子铁心30。
上述齿部33如后所述用绝缘件40罩覆并经该绝缘件卷绕有绕组31。图2(A)中所示为省略绝缘件40后的直接绕组31，图2(B)中所示为绝缘件40的一部分从定子铁心30的上下端面突出的状态。
在上述定子8中，将对于定子铁心30的绕组31卷绕成将槽(齿部33)数设定为6个，将上述转子9的极数设定为4极。
上述转子9由轭铁部35和埋设于该轭铁部35内、截面弯成倒圆弧状的多个(这里为4个)磁性体36构成。上述磁性体36在未磁化状态下装配，并在作为电动机部5装配后加以磁化。
相对于转子9位于这种定子8的内侧的所谓内转子式的电动机部5，根据机种还有定子轭铁部的外侧具有多个齿部的定子、且转子在该定子外侧的外转子式的电动机部，这里仅对前者进行说明。
图3中表示相对于各齿部33从上部侧和下部侧嵌入的单体式绝缘件40A。该绝缘件40A总共准备12个，分别由内侧凸缘部a、外侧凸缘部b以及连接内外侧凸缘部a,b并卷绕上述绕组31的卷绕架c构成。
该图所示①-④的×符号表示模制形成上述绝缘件40A时的树脂注入口的位置，均为内侧凸缘部a或外侧凸缘部b的前端或是基端、卷绕架c。
另外，如图4所示为单体式的绝缘件40A，表示使其截面形状互不相同，并将分别对应的注入口的位置(×符号)设定为①-⑥的情况。无论是哪一种类型，均将模制成型时的注入口设置1个在内侧凸缘部a的前端。另外，⑦是作为比较例示出，系将注入口的位置设定在卷绕架c处。
或者，即使是图5所示的绝缘件40B也可。在这种情况下是对于整个齿部33从其上部侧和下部侧嵌入的整体式，因此准备2个。
图6(A)中所示为整体式绝缘件40B，并示出从齿部33的上部侧嵌入的上部绝缘件的俯视图，图6(B)表示图6(A)的B-B剖面，图6(C)表示图6(A)的C-C剖面。
图7(A)中所示为整体式绝缘件40B，并示出从齿部33的下部侧嵌入的下部侧绝缘件的俯视图，图7(B)表示图7(A)的B-B剖面，图7(C)表示图7(A)的C-C剖面。图8为整体式上部侧绝缘件40B的立体图。
整体式绝缘件40B由内侧凸缘部a、外侧凸缘部b以及连接内外侧凸缘部a,b并卷绕上述绕组31的卷绕架c构成。该绝缘件40B也为嵌入有别于上述齿部33的另一齿部33的树脂模制成型件。或者，根据绝缘件的种类也有与齿部33一体模制成型的情况。
而且，如图5至图7所示，其特点是对该绝缘件40B模制成型时的树脂注入口的位置(图中用×号表示)为至少其中一个设置在内外侧凸缘部a,b处。
在对以上绝缘件40A、40B模制成型时，如上所述将注入口的位置设定为不同情况下进行强度试验，并求得两倍于内侧凸缘部a歪斜的强度。
具体地说，如图9所示，将绝缘件40A切片并设置成内侧凸缘部a和外侧凸缘部b的前端与倾斜成预定角度的斜面H接触状，对于内侧凸缘部a与卷绕架c的拐角部进行施加负荷F的强度试验。
其结果如图10(A)所示，可得到相对于压缩强度(％)的弯曲弹性率(GPa)的变化，作为绝缘件40的理想材料，弯曲弹性率必须确保在5GPa至18Gpa的范围。
另外，如图10(B)所示，可得到相对于压缩强度(％)的弯曲强度(MPa)的变化，作为绝缘件40的理想材料，弯曲强度必须确保200Mpa以上。
如前面用图4说明的那样，表1表示使注入口的位置各各不同的场合详细的尺寸关系。这里是分别设定各种规格的实际内侧凸缘部a的厚度尺寸、卷绕架c的厚度尺寸以及内侧凸缘部a与卷绕架c交叉部分的R尺寸，并进行如前面所示那样的强度试验。另外，定子8装配时的绕组31以一定的张力和卷绕速度进行，凸缘部的负荷为500-100公斤力，作为材料则选择PPS(对聚苯硫)。
表1
③、④、⑤、⑥…本发明图11系将表1中的强度比例图表化表示。由以上结果可见以规格④最佳，由于卷绕架c的厚度尺寸设定为比凸缘部厚10％，故强度为最大。而且，为防止R部应力集中，R必须为1毫米以上，且最好为2毫米以上。
另外，在作为比较例⑦示出的那样注入口位置仅设置在卷绕架c的场合，内侧凸缘部a的强度由于树脂的配向而降低。如前所述，以将注入口位置设置于内侧凸缘部a前端的情况为最强，并能承受实际的绕组31。
这样，通过在选择注入口位置后对绝缘件40进行模制成型，能得到将绕组31卷绕在卷绕架c上时内侧凸缘部a不发生歪斜、定子8的装配性良好的结果。
作为与技术方案4对应的实施形态，将注入口的位置设定为以下规格，即，作为第2规格，将注入口的位置设定在内侧凸缘部a前端与外侧凸缘部b前端两处。作为第3规格，将注入口的位置设定在内侧凸缘部a前端与卷绕架c两处。作为第4规格，将注入口的位置设定在内侧凸缘部a两处。通过以上的注入口位置设定，也能得到将绕组31卷绕时内侧凸缘部a不发生歪斜、定子8的装配性良好的结果。
作为与技术方案5和6对应的实施形态，以下选择构成绝缘件40的材料。
①如选择PPS(对聚苯硫)并加入直线型玻璃纤维，无填充材料，内部脱模剂采用的并非为天然石蜡，低聚物含有率为0.6wt％。桥式PPS中低聚物含有率大多并不适当。另外，由于加入填充剂后凸缘部的强度降低，故并不理想。玻璃纤维量也可为10％-60％。
②如选择PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，采用耐加水分解式或低低聚物式、玻璃纤维量30％、无内部脱模剂，低聚物含有率为0.8％。一般PBT中低聚物较多，且内部脱模剂中采用天然石蜡，故并不理想。玻璃纤维量也可为10％-40％。
③如选择PA(聚酰胺)6或PA66，玻璃纤维量30％、无内部脱模剂，低聚物含有率为1.0wt％。玻璃纤维量也可为0-40％。
④选择LCP(半-全芳香族聚酯(液晶聚合物))，玻璃纤维量40％、作为内部脱模剂不采用天然石蜡，低聚物含有率为0.5wt％。
作为技术方案7的实施形态，如图1和图2(A)所示，与定子8一起构成电动机部(直流无刷电机)5的上述转子9由轭铁部35和埋设在该轭铁部35内的弯曲成截面为倒圆弧状的多个磁性体36构成，但由于直流电机中须将磁性体36嵌入转子9，故装配时必须进行磁化。
在这种磁化时虽然磁化电流在定子8的绕组31中流动，并且在绕组31中因电磁力产生变形，但通过采用具有上述特性的绝缘件40，不会因电磁力而歪斜并具有防止裂纹的良好结果。
作为技术方案8的实施形态，作为制冷剂与冷冻机油的最佳组合，为制冷剂采用HCFC的R22和冷冻机油采用矿物油的4GSD的组合，还可为制冷剂采用HFC的R410A和冷冻机油采用多羟基化合物酯油的组合。
另外，制冷剂采用R410系的情况下冷冻机油即使采用聚醚系油也无问题，进而在制冷剂方面采用丙烷作为HC制冷剂，采用矿物油作为冷冻机油，则采用图1的制冷剂压缩机构成空调机能得到良好的结果。
在如图12所示的冰箱R中，在与蒸发器50、冷凝器51一起构成冷冻循环的制冷剂压缩机C中，制冷剂采用异丁烷、冷冻机油采用矿物油，用于低温最为合适。
如上所述，采用本发明的制冷剂压缩机，作为电动机部的定子在经绝缘件构成定子铁心的齿部绕线时和对转子磁化时能可靠地防止绝缘件的损坏，而且制冷剂与冷冻机油的配合性优良、低聚物漏出少、具有能提高可靠性的效果。
权利要求
1．一种制冷剂压缩机，具有对制冷剂进行压缩并排出、并通过冷冻机油进行润滑的压缩机构部和通过对所述压缩机构部进行驱动的定子和转子构成的电动机部，其特征在于，所述定子具有由圆环状磁轭的轭铁部和设置于所述轭铁部的内侧或外侧的放射状设置的多个齿部构成的定子铁心，在所述定子铁心的齿部经绝缘件卷绕有绕组；所述绝缘件为嵌入所述齿部的树脂模制成型件或与齿部一体模制成型、并由内侧凸缘部和外侧凸缘部、以及连接这些内外侧凸缘部且卷绕有绕组的卷绕架构成；将对所述绝缘件进行模制成型时的树脂注入口的位置的至少一个设置在所述内侧凸缘部和外侧凸缘部的任一方。
2．如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，作为所述绝缘件选择弯曲弹性率在5GPa至18Gpa的范围、弯曲强度为200Mpa以上的树脂模制材料。
3．如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，所述绝缘件为卷绕架的厚度尺寸比内侧凸缘部的厚度尺寸大10％以上，内侧凸缘部与卷绕架交叉的拐角部的R设定为1毫米以上。
4．如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，对所述绝缘件进行模制成型时的注入口相对于1个齿部设置在内侧凸缘部前端的1个部位、或内侧凸缘部前端和外侧凸缘部前端的二个部位、或内外侧凸缘部中的任何一个和卷绕架的二个部位。
5．如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，作为构成所述绝缘件的树脂模制材料选择在PPS(对聚苯硫)、PA(聚酰胺)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、LCP(半-全芳香族聚酯(液晶聚合物))的任何1种中加入玻璃纤维或无玻璃纤维的材料，作为脱模材料不含天然石蜡。
6．如权利要求5所述的制冷剂压缩机，其特征在于，所述PPS(对聚苯硫)为加入直线型玻璃纤维的材料且低聚物含有率为1.0wt％以下，所述PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)为加入玻璃纤维的材料且低聚物含有率为1.5wt％以下。
7．如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，所述电动机部为转子中埋设有未磁化的磁性体，通过在所述定子的各绕组中通电进行对转子的未磁化磁性体的磁化处理，将所述定子的槽数设定为6个，将所述转子的极数设定为4极。
8．一种包括制冷剂压缩机、凝缩器、膨胀机构的冷冻装置，其特征在于，所述制冷剂压缩机具有对制冷剂进行压缩并排出并通过冷冻机油进行润滑的压缩机构部和对所述压缩机构部进行驱动的定子和转子构成的电动机部，所述定子具有由圆环状磁轭的轭铁部和设置于该轭铁部的内侧或外侧的放射状配置的多个齿部构成的定子铁心，在所述定子铁心的齿部经绝缘件卷绕有绕组；所述绝缘件为嵌入上述齿部的树脂模制成型件或与齿部一体模制成型、并由内侧凸缘部和外侧凸缘部、以及连接这些内外侧凸缘部且卷绕有绕组的卷绕架构成；将对所述绝缘件进行模制成型时的树脂注入口的位置的至少1个设置在所述内侧凸缘部和外侧凸缘部的任一方；作为制冷剂采用HCFC、HFC、HC中的任何1种；作为冷冻机油为矿物油、烷基苯系油、酯系油、聚乙烯醚系油中的任何1种，或采用这些油中的任何2种以上的混合物。
全文摘要
一种制冷剂压缩机,包括压缩机构部和由定子和转子构成的电动机部,该定子具有定子铁心,在该定子铁心的齿部经绝缘件卷绕有绕组;该绝缘件为嵌入该齿部的树脂模制成型件或与齿部一体模制成型、并由内、外侧凸缘部和卷绕架构成;该树脂注入口位置的至少一个设置在该内侧凸缘部和外侧凸缘部的任一方,绕线时和对转子磁化时能防止绝缘件损坏,制冷剂与冷冻机油的配合性优良、低聚物漏出少、可靠性高。
文档编号F04B39/00GK1284608SQ0012401
公开日2001年2月21日 申请日期2000年8月10日 优先权日1999年8月11日
发明者小山聪, 稻叶好昭, 北市昌一郎 申请人:东芝开利株式会社