JP2004340051A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機とモータとをそれぞれ分離して回転駆動し、個別の検査等を可能とする。
【解決手段】モータ１０の回転軸１４が軸受け６３、６７でフロントケース３とセンタケース４に支持され、回転軸１４の挿入部１５が隔壁８から突出する。圧縮機２０のロータ２５の回転軸２７は挿入部１５を受容する軸方向の連結穴２８を有し、連結穴２８内周に形成したスプラインと、挿入部１５外周に形成したスプラインとの噛み合いにより両回転軸１４、２７が連結される。さらに、挿入部１５の先端にネジ穴１８を形成し、ボルト７２でロータと回転子を軸方向にも結合している。これにより、回転軸１４、２７の連結前に、圧縮機側とモータ側とをそれぞれ並行して組み立てることができ、圧縮機は単独で高精度の調整ができ、モータも単独で駆動させて検査、品質確認ができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機とこれを駆動するモータとをケーシング内に収容して構成した電動圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−３５４９６号公報
従来の電動圧縮機として、例えば特開平８−３５４９６号公報に開示されたものがある。この電動圧縮機１’では、密閉されたケーシング２’内に、シリンダ２１をフロントサイドブロック３０とリヤサイドブロック４０の間に挟み、シリンダ２１内に複数のベーン２３を備えるロータ２５’を回転可能に設けたベーンロータリ式の圧縮機２０’と、モータ１０’とが収容されている。
モータ１０’はステータ１１’をケーシング２’に固定する一方、ロータ２５’の回転軸２７’を長く延ばした延長部に回転子１３を固定し、ステータ１１’の位置に整合させている。
【０００３】
ケーシング２’はフロントケース３’、センタケース４’およびリヤケース５からなり、電動圧縮機１’の組立てに当たっては、まず、ステータ１１’をセンタケース４’に溶接または焼き嵌めで固定しておき、また、圧縮機２０’から突き出た回転軸２７’に、回転子１３を固定する。
そして、センタケース４’内のステータ１１’に圧縮機２０’と一体になった回転子１３を挿し込んで、圧縮機２０’をセンタケース４’の一方の端面に取り付け、その後、リヤケース５を圧縮機２０’に被せてセンタケース４’に固定する。またフロントケース３’もセンタケース４’の他方の端面に固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電動圧縮機１’の製造において、モータ１０’について機能確認のための試験、検査を行いたい場合、モータ１０’の回転軸と圧縮機２０’の回転軸が共通の回転軸２７’で一体のため、電動圧縮機１’全体の組立てが完成していないと、モータ１０’を回転駆動することができない。
また、使用中の電動圧縮機１’に問題が発生した場合も、モータ１０’と圧縮機２０’を分離してそれぞれ回転駆動させることができないので、モータと圧縮機のいずれに不具合の原因があるのか特定することが困難である。
【０００５】
さらに、製造段階においては、圧縮機２０’もモータ１０’も高精度の組立精度が要求されるが、まず先に組み立てられる圧縮機２０’の組立段階で精密調整が行われ、その後、モータ１０’のステータ１１と回転子１３間の調整を行わねばならず、並行して調整作業を行うことができないので、一台の電動圧縮機の組立てに長時間を要するという問題がある。
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、圧縮機とモータとをそれぞれ分離して回転駆動し、個別の検査等を可能とした電動圧縮機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明の電動圧縮機は、圧縮機と、モータと、これらを収納するケーシングとを備える電動圧縮機であって、ケーシングがモータの回転子を支持して当該モータを収納する第１のケーシングと、第１のケーシングに結合されて少なくも圧縮機に対する冷媒の吐出側空間の一部を区画する第２のケーシングとからなり、圧縮機のロータとモータの回転子とが連結手段により一体回転可能に連結されているものとした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮機のロータとモータの回転子とが連結手段により連結されるので、ロータと回転子の連結前に、圧縮機側とモータ側とをそれぞれ並行して組み立てることができる。したがって、圧縮機側も、モータ側もそれぞれサイズが小さく軽いユニットとして取り扱いができるから組立ての最終工程直前までの作業が容易となり、圧縮機は単独で高精度の調整を経て組立て可能で、またモータも単独で駆動させて検査を行い、品質確認ができるという効果を有する。
そして、完成後の電動圧縮機に不具合が発生した場合にも、同様に圧縮機側とモータ側とを分離することができるから、早期に不具合原因の解明が可能となり、必要に応じて片側のみの交換も容易に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態の縦断面図である。
電動圧縮機１はそのケーシング２がフロントケース３、センタケース４およびリヤケース５の３部材から構成されている。
フロントケース３は有底筒状で、上部の外周壁３ａに冷媒吸入ポート７を有している。また、フロントケース３の底壁（端壁）３ｂには、モータ１０の回転軸１４を支持する軸受け６３を保持する軸受保持部６６が設けられている。
【０００９】
センタケース４はリヤケース５側の一端に隔壁８を備え、この隔壁８は中央に貫通穴３９を備え、モータ１０の回転軸１４を支持する軸受け６７を保持する軸受保持部７０が設けられている。
また、隔壁８には、後述するフロントサイドブロック３０の吸入口３６に対応させて、貫通穴３８が設けられている。
【００１０】
センタケース４のフロントケース３側は開口端となっており、コイル１２を備えたステータ１１が挿し込まれて、焼き嵌めによって固定されている。
なお、センタケース４の内周壁には段差部６が形成され、ステータ１１の前端はこの段差部６に当接して位置決めされている。
ステータ１１の略半部はセンタケース４の開口端から軸方向にフロントケース３内へ突出して延びている。
フロントケース３の底壁３ｂには、コイル１２から延びるケーブル７５を外部へ取り出すためのハーメチックターミタル７７が設けられ、ケーシング２を気密させている。
【００１１】
回転子１３はその軸方向の位置をステータ１１と整合させてあり、回転子１３の回転軸１４はボールベアリング等の軸受け６３、６７を介してフロントケース３の軸受保持部６６およびセンタケース４の軸受保持部７０に支持されている。
回転子１３は、回転軸１４に係止されたスナップリング６０に軸方向移動を規制された押さえ板６１と前端側から回転軸１４にねじ込まれたナット６２に押された押さえ板６１との間に挟まれて回転軸１４の固定されている。回転軸１４の回転子１３を挟む両側には軸受け６３、６７の各インナレース６４、６８が圧入されて固定され、軸受け６３、６７の各アウタレース６５、６９は軸受保持部６６、７０に対して所定の範囲で軸方向にスライド可能となっている。
【００１２】
回転軸１４の後端は、ロータ２５の回転軸２７の後述する連結穴２８内に延びる挿入部１５となっている。
以上のようにして、フロントケース３とセンタケース４は、第１のケーシングとしてモータ収容空間を形成し、それぞれの開口端を当接させて、図示しないボルトで結合されている。
なお、フロントケース３とセンタケース４には、周方向複数個所に軸方向の窪みを設けて、ステータの前後の空間を結ぶ冷媒通路５４が形成されている。
【００１３】
第２のケーシングとしてのリヤケース５は有底筒状で、上部の外周壁５ａに冷媒吐出ポート９を有している。
リヤケース５の開口側には圧縮機２０が配置されている。
圧縮機２０は、内周面が楕円形状のシリンダ２１内に複数のベーン２３を備えるロータ２５が回転可能に設けられ、シリンダ２１をフロントサイドブロック３０とリヤサイドブロック４０の間に挟んで、ベーンロータリ式コンプレッサを形成している。
ロータ２５はその回転軸２７が、後側ではリヤサイドブロック４０の支持穴４１に支持され、前側ではフロントサイドブロック３０の支持穴３１に支持されている。フロントサイドブロック３０の中央部は前方へ膨出し、リヤサイドブロック４０の中央部は後方へ突出して、それぞれ支持穴３１、４１の長さを所定量確保している。
【００１４】
圧縮機２０は、シリンダ２１とフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック４０を貫通するボルト４７によって、センタケース４に固定されている。
フロントサイドブロック３０には吸入口３６が開口し、リヤサイドブロック４０には、オイルセパレータ４９を備えるサイクロンブロック４８が取り付けられている。
【００１５】
ロータ２５の回転軸２７は、フロントサイドブロック３０の前端付近まで延びており、その中心軸にそってスプライン２９（図２参照）を備える連結穴２８が設けられている。連結穴２８は貫通穴として形成され、そのリヤサイドブロック４０側の端部はスプライン２９部より内径の大きい大径部２６となっている。
モータ１０の回転子１３の回転軸１４は、後部にスプライン１６（図３、図４参照）を備えて連結穴２８内に延びる挿入部１５を有し、回転軸２７とスプライン結合してロータ２５と一体回転するようになっている。
連結穴２８のスプライン２９と挿入部１５のスプライン１６とで、発明の連結手段が構成される。
【００１６】
回転軸１４における軸受け６７の固定部と挿入部１５の間には段差部１７が設けられ、段差部１７がロータ２５の回転軸２７の前端に当接した状態で、挿入部１５の先端（後端）は回転軸２７の大径部２６とスプライン２９部の段差にわずかに達しない位置となるように設定されている。
回転軸１４の挿入部１５にはその先端にネジ穴１８が設けられ、大径部２６の段差に着座させたワッシャ７３を介して回転軸２７の後方からボルト７２がねじ込まれて、ロータ２５の回転軸２７と回転子１３の回転軸１４とが軸方向にも一体とされている。
【００１７】
フロントケース３とセンタケース４からなるモータ収容空間は、冷媒の吸入室５０（吸入側空間）を形成している。
隔壁８には、吸入室５０とフロントサイドブロック３０の吸入口３６を連通させる貫通穴３８が設けられているから、これにより、冷媒吸入ポート７から低圧側である吸入室５０を経て複数のベーン２３を備えた圧縮室につながる冷媒の通路が形成される。
リヤケース５のサイクロンブロック４８が臨む空間は、吐出室５３（吐出側空間）を形成する。圧縮機２０からオイルセパレータ４９を経て吐出された冷媒は、リヤケース５の外周壁上部の冷媒吐出ポート９から外部へ供給される。
【００１８】
吐出室５３には所定量の潤滑油が貯留される。
この潤滑油は、吐出室５３の吐出圧に押されて、後掲の図２に示す油路４２を経て支持穴４１、３１の穴面に至り、さらに支持穴４１と回転軸２７間の隙間を通って、リヤサイドブロック４０のロータ２５に対向する面に形成された凹部（さらい）４４およびリヤサイドブロック４０の突出部とサイクロンブロック４８の間に形成された密閉空間Ｒへ流れる。
【００１９】
密閉空間Ｒに流れる潤滑油は貫通穴４３によって凹部４４に導かれ、この潤滑油の圧力で、ロータ２５に備えているベーン２３をシリンダ２１の円周面に押し付けている。これによって、ベーン２３で区画されたシリンダ内の空間はロータ２５の回転に従って冷媒を圧縮する圧縮室となる。
さらにシリンダ２１の底部には、リヤサイドブロック４０の油路４２に接続する貫通穴３５が設けられ、フロントサイドブロック３０に形成された油路３７でこの貫通穴３５とフロントサイドブロック３０における回転軸２７の支持部３１の穴を接続して、当該支持部３１へ潤滑油を導くようになっている。
なお、センタケース４とリヤケース５間、およびセンタケース４とフロントケース３間の接続には、それぞれパッキンが用いられ気密を確保するようにしている。
【００２０】
以上のように構成された電動圧縮機１は、次のようにして組み立てられる。
まず、圧縮機２０の組立てを行う。
図２に示すように、シリンダ２１とフロントサイドブロック３０を、位置決めピン３３によって相互の位置関係を規定し、シリンダ２１の中心に対してロータ２５の回転軸２７を整合させた状態で図示しないボルトによって結合する。
リヤサイドブロック４０は、その支持穴４１を回転軸２７に嵌合させることにより、シリンダ２１に対して適正な整合関係となるので、その状態で図示しない小ネジで仮止めのためシリンダ２１に固定する。
【００２１】
圧縮機２０の組立てと並行して、図３のようにモータ側の組立てを行う。
すなわち、一方で、回転軸１４にスナップリング６０、押さえ板６１およびナット６２により回転子１３を固定した後、回転子１３の両側に軸受け６３、６７を取り付けて回転子と回転軸のサブアセンブリとする。
他方で、ステータ１１を段差部６に当接するまで差し込んで、センタケース４に焼き嵌め固定する。
【００２２】
このあと、回転子と回転軸のサブアセンブリをセンタケース４の開口側からステータ１１内へ差し込んで、軸受け６７をセンタケース４の軸受保持部７０に保持させる。それから、フロントケース３をステータ１１のセンタケース４から突出している部分に被せるとともに、フロントケース３の軸受保持部６６に軸受け６３を保持して、フロントケース３とセンタケース４とを結合する。
これにより、図４に示すようなモータ部が完成する。
【００２３】
次に、図５に示すように、圧縮機２０をモータ部のセンタケース４に固定する。
すなわち、ロータ２５の回転軸２７の連結穴２８に回転子１３の回転軸１４の挿入部１５を挿入して、両回転軸１４、２７をスプライン結合させるとともに、フロントサイドブロック３０の周辺部をセンタケース４の隔壁８に当接させる。そして、シリンダ２１とフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック４０からなる圧縮機２０をボルト４７によって、センタケース４に取り付ける。
【００２４】
次に、ワッシャ７３を介してボルト７２を挿入部１５のネジ穴１８にねじ込む。この際、軸受け６３、６７の各アウタレース６５、６９が軸受け保持部６６、７０に対してスライド可能となっているので、回転子１３の回転軸１４はその段差部１７がロータ２５の回転軸２７の前端に当接して、回転軸２７と軸方向に一体化される。
このあと、サイクロンブロック４８を圧縮機２０に取り付け、さらに圧縮機２０とサイクロンブロック４８とに被さるリヤケース５をセンタケース４に結合して、電動圧縮機１が完成する。
【００２５】
電動圧縮機１は、図示しない駆動回路によってステータ１１が励磁され、回転子１３が回転すると、スプライン結合で連結された回転軸１４、２７を経て圧縮機２０のロータ２５が回転する。これにより、冷媒吸入ポート７から吸入室５０に吸入された冷媒は、冷媒通路５４を通って貫通穴３８、吸入口３６から圧縮機２０のシリンダ２１に吸入され、圧縮されて吐出室５３へ吐出された後、冷媒吐出ポート９から外部へ供給される。
冷媒が、冷媒通路５４を通過する際に、モータ１０を冷却する。
【００２６】
実施の形態は以上のように構成され、圧縮機２０のロータ２５の回転軸２７とモータ１０の回転子１３の回転軸１４とを別部品として、別途連結することによりロータ２５と回転子１３を一体回転可能の構成としたので、回転軸１４、２７の連結前に、圧縮機２０側とモータ１０側とをそれぞれ並行して組み立てることができ、これにより、圧縮機２０は単独で高精度の調整を経て組立て可能であるとともに、モータ１０も単独で駆動させて検査を行い、品質確認ができる。
また、完成後の電動圧縮機１に不具合が発生した場合にも、同様に圧縮機２０側とモータ１０側とを分離することができるから、早期に不具合原因の解明が可能となり、必要に応じて片側のみの交換も容易に行うことができる。
さらに、製造工程においては、圧縮機２０側も、モータ１０側もそれぞれサイズが小さく軽いユニットとして取り扱いができるから、組立ての最終工程直前までの作業が容易となる。
【００２７】
とくに、回転子１３の回転軸１４は、軸方向両端を軸受け６３、６７で支持されるとともに、圧縮機２０側に延びる挿入部１５を有し、ロータ２５の回転軸２７は挿入部１５を受容する軸方向の連結穴２８を有しており、連結穴２８内周に形成したスプライン２９と、挿入部１５外周に形成したスプライン１６との噛み合いにより両回転軸１４、２７を連結することにより、ロータ２５と回転子１３が連結されるものとしたので、単にロータ２５の回転軸２７の連結穴２８に回転子１３の挿入部１５を挿し込んで組み立てるだけでロータ２５と回転子１３が一体回転可能となる。
【００２８】
さらに、回転子１３の回転軸１４の挿入部１５の先端にネジ穴１８を形成し、回転軸２７の連結穴２８を通してボルト７２をネジ穴１８にねじ込むことにより、ロータ２５と回転子１３を軸方向にも結合しているので、ロータ２５と回転子１３の一層安定した一体回転が得られる。
【００２９】
なお、実施の形態では、回転子１３の回転軸１４が外周にスプライン１６を備える挿入部１５を有し、ロータ２５の回転軸２７が内周にスプライン２９を備える連結穴２８を有して、両スプライン１６、２９の噛み合いによりロータ２５と回転子１３を連結するものとしたが、これに限定されず、回転子１３の回転軸１４にスプラインを備える穴を設け、ロータ２５の回転軸２７にスプラインを備える挿入部を設けて、両スプラインの噛み合いによりロータ２５と回転子１３を連結するようにしてもよい。
【００３０】
また、圧縮機２０は隔壁８、すなわちセンタケース４の端壁に当接させて取り付けられ、リヤケース５が圧縮機２０に被さるようになっているが、センタケースの外周壁を隔壁８よりも後方へ延ばすことにより、センタケースの隔壁８より後部を圧縮機２０の収容空間とすることもできる。この場合、センタケースに結合されるリヤケースは少なくも吐出室の一部を区画するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】圧縮機の組立てを説明するための断面図である。
【図３】モータ側の組立て要領を示す分解図である。
【図４】組立て完了状態のモータ部を示す断面図である。
【図５】モータ部に圧縮機を取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ 電動圧縮機
２ ケーシング
３ フロントケース
４ センタケース
５ リヤケース
６、１７ 段差部
７ 冷媒吸入ポート
８ 隔壁
９ 冷媒吐出ポート
１０ モータ
１１ ステータ
１２ コイル
１３ 回転子
１４ 回転軸
１５ 挿入部
１６、２９ スプライン
１８ ネジ穴
２０ 圧縮機
２１ シリンダ
２３ ベーン
２５ ロータ
２６ 大径部
２７ 回転軸
２８ 連結穴
３０ フロントサイドブロック
３１、４１ 支持穴
３３ 位置決めピン
３５、４３ 貫通穴
３６ 吸入口
３７ 油路
３８ 貫通穴
３９ 貫通穴
４０ リヤサイドブロック
４２ 油路
４４ 凹部
４７ ボルト
４８ サイクロンブロック
４９ オイルセパレータ
５０ 吸入室
５３ 吐出室
５４ 冷媒通路
６０ スナップリング
６１ 押さえ板
６２ ナット
６３、６７ 軸受け
６４、６８ インナレース
６５、６９ アウタレース
６６、７０ 軸受保持部
７２ ボルト
７３ ワッシャ
７５ ケーブル
７７ ハーメチックターミタル
Ｒ 密閉空間

Claims (4)

1. ロータを備えて冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機に対して冷媒の吸入側に配され、ステータ及び回転子を備えて前記圧縮機を駆動するモータと、前記圧縮機および前記モータを収納するケーシングとを備える電動圧縮機であって、
   前記ケーシングが前記回転子を支持して前記モータを収納する第１のケーシングと、該第１のケーシングに結合されて少なくも前記圧縮機に対する冷媒の吐出側空間の一部を区画する第２のケーシングとからなり、
   前記ロータと前記回転子とが連結手段により一体回転可能に連結されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記連結手段は、前記ロータと前記回転子の一方の回転軸の軸方向の連結穴内周に形成したスプラインと、他方の回転軸の外周に形成したスプラインとの噛み合いにより前記ロータと前記回転子を連結するものであることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記回転子の回転軸は、軸方向両端を軸受けで支持されるとともに、前記圧縮機側に延びる挿入部を有し、
   前記ロータの回転軸は前記挿入部を受容する軸方向の連結穴を有して、
   前記連結手段は、前記連結穴内周に形成したスプラインと、前記挿入部外周に形成したスプラインとの噛み合いにより前記ロータと前記回転子を連結するものであることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
4. ロータの回転軸の前記連結穴が貫通穴であり、
   回転子の回転軸の前記挿入部の先端にはネジ穴が形成されて、
   該ネジ穴にねじ込むボルトにより前記ロータと回転子を軸方向に一体結合することを特徴とする請求項３記載の電動圧縮機。

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