JP2007270696A - 容積形圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮作用を行う圧縮機構部1と、圧縮機構部1を駆動する電動機23と、電動機23によって回転駆動され圧縮機構部1を回転するクランク軸24と、を備えた容積形圧縮機において、電動機23は、磁性粉末で形成された爪磁極33が交互に噛み合う状態で円周方向に列設された固定子鉄心21a,21b,21cと、爪磁極33に対して円環状に巻回された環状コイル21d,21e,21fと、を備える。
【選択図】図1
Description
容積形圧縮機は、小型で高出力が可能なスクロール圧縮機構を用いた圧縮機構部1であり、旋回スクロール3を旋回駆動する駆動手段を密閉容器5内に収納している。圧縮機構部1は、固定スクロール2と旋回スクロール3とフレーム4を基本要素とし、固定スクロール2あるいはフレーム4は、密閉容器5に固定される。
固定スクロール2は、渦巻状ラップ2aと鏡板2bと吐出口2cとを備え、フレーム4とボルトを介して固定される。ラップ2aは鏡板2bに垂直に立設する。旋回スクロール3は、渦巻状ラップ3aと鏡板3bと軸支持部3cを有する。ラップ3aは鏡板3bに垂直に立設する。固定スクロール2と旋回スクロール3を噛み合わせた圧縮室7は、旋回スクロール3が旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作を行う。
オルダムリング25は、旋回スクロール3とフレーム4とによる空間に配設される。オルダムリング25に形成した直交する2組のキー部分の1組がフレーム4に構成したオルダムリング25の受け部であるキー溝27aを滑動し、残りの1組が旋回スクロールラップ2aの背面側に構成したキー溝27bを滑動する。これによって、旋回スクロール3はスクロールラップの立設する方向である軸線方向に垂直な面内を自転せずに旋回運動する。
密閉容器5内へ固定子21を固定するには、固定子鉄心21a,21b,21cを鉄心枠30に収め、鉄心枠30を固定スクロール2へ係合させる。なお、鉄心枠30の係合先は、固定スクロール2であれば高精度にできるが、圧縮機構部1の一部、密閉容器5としても良い。
図1に示すように、3つの固定子鉄心21a,21b,21cは、各固定子鉄心の爪磁極を周方向に120°ずつ異ならせてあり、3相交流電源で駆動する。また、固定子鉄心21a,21b,21cは、磁性粉末で成形した爪鉄心であるので、高出力化のために回転子22の外周と爪磁極との距離を小さくすると、爪鉄心から磁性粉末が粉落ちし、信頼性を損なう恐れがあるので、それを防止するために樹脂皮膜を施している。樹脂皮膜材としては、耐熱性の良い熱可塑性エンジニアリングプラスチックであるPPS(ポリフェニレンスルフィド)系樹脂などを用いればよい。
各軸支持部3c,6,26の潤滑に当っては、給油ポンプ14を副フレーム12の下部に設けると共に、クランク軸24の回転動作により回転させてポンプ作用を実現する。すなわち、密閉容器5の下部空間に溜めた潤滑油17を給油ポンプ14で吸引してクランク軸内に設けた給油通路24d等を通して各部へ供給する。なお、給油ポンプとしては、図示しないがクランク軸24に構成する偏芯回転動作により実現する遠心ポンプを用いても良い。また、軸支持部3c,6に給油された潤滑油は、フレーム4に配設した円形状のシール部材19と給油用小孔20により、圧縮室7内を潤滑するのに必要な給油量のみを供給できる。
23は、従来のクローポール型電動機と同様に、エンドコイル部を有さないことから電動機軸方向長さを短縮でき、かつ高速回転が可能で高エネルギー効率特性と高出力特性を有する。したがって、電動機23の小形化によりクランク軸24の軸方向長さも短縮できることから、クランク軸24の変形を低減して軸支持部における片あたりを抑制できるので、軸支持部の信頼性が向上できる。
また、容積形圧縮機の小形化と高速化を図ることが可能になり、爪鉄心31,32の粉落ちを防止するために爪鉄心へ樹脂皮膜を施しており、圧縮機における異物噛込みを防止し、信頼性を向上させている。
さらに、鉄心枠30を固定スクロール2あるいは圧縮機構部1に係合固定することで、フレーム4に設けた軸支持部6と固定子21の同軸度を高精度に位置決めすることが可能となる。
さらに鉄心枠30は、軸支持部26を配設した副フレーム12と係合固定することも可能であるため、フレーム4に設けた軸支持部6と固定子21とさらに副フレーム12の軸支持部26の同軸度を高精度に位置決めすることが可能となる。
26の間に、圧縮機構部1と電動機23を配設すると共に、圧縮機構部1の反電動機側と、圧縮機構部1と電動機23の間に偏心アンバランスを除去するバランスウェイトを配設することが可能となって、高速運転時におけるクランク軸24の変形を一層低減することが可能になる。これにより、高速運転時の信頼性向上を図れると共に、クランク軸変形による軸受部の摺動損失が低減する。
クランク軸24の軸支持部としては、軸支持部50を固定スクロール2に構成している。軸支持部50は、クランク軸の副軸部24eを回転自在に係合しており、回転子22の振れ回りによるクランク軸24の変形が大きくとも影響が小さい。
51を鉄心枠30にボルトで係合させてある。
給油方式としては、クランク軸24内で偏心させた給油通路24fが回転動作することにより作用する遠心給油方式であり、軸支持部50の配置と共に、部品点数を減らすことができる。
駆動源は、磁性粉末で成形した爪鉄心を噛み合わせて構成する固定子鉄心21a,21b,21cと環状コイル21d,21e,21fからなる固定子21及び回転子22から構成する電動機23であり、固定子鉄心21a,21b,21cを鉄心枠30に収納している。
105の運動と共に変化するシリンダ102と第1端板103,第2端板104とローラ105とベーンによりなる空間容積である。作動流体は、吸込ポート107を経て圧縮室106へ吸込まれる。ローラ105の移動に伴い作動流体が圧縮され、第2端板104に設けた吐出口108,吐出弁109を経て密閉容器112内の吐出空間110へ吐出され、さらに吐出ポート111を経由して密閉容器112から吐出される。
122,123にはすべり軸受の他、高速高負荷回転には転がり軸受が良い。
各軸支持部122,123と、ローラ105とクランク軸の偏心ピン部120cとの摺接面の潤滑に当っては、クランク軸120内で偏心させた給油通路120dが回転動作する遠心給油作用と、圧縮室106と密閉容器112内の吐出空間110との差圧で差圧給油作用を併用して、ポンプ作用を実現する。すなわち、密閉容器112の下部空間に溜めた潤滑油132を給油ポンプ作用にて吸引してクランク軸内に設けた給油通路120d等を通して各部へ供給する。なお、給油ポンプとしては、図示しないが外部給油ポンプとしてトロコイド式ポンプ等を用いても良い。
クランク軸120の軸支持部としては、軸支持部140を第2端板104に設けている。クランク軸120の軸方向力を支持するためのスラスト軸受141とスラスト受131を、クランク軸の偏心ピン部120cの電動機側と第1端板103に構成したが、クランク軸の偏心ピン部120cの両端で両スラスト受部を構成するなどして、さらなる簡単化を図ることも可能である。
第5の実施の形態を示す容積形圧縮機について、図9を用いて詳細に説明する。図9は、ロータリ圧縮機の全体構造を示す。
圧縮機構部154を密閉容器112の下部に配置し、バランスウェイト150,151を回転子22の両端に配置したことに特徴がある。バランスウェイト150,151は、回転子22へ直接係合させる必要はなく、クランク軸へ配設して良い。クランク軸120の軸方向力を支持するためのスラスト軸受153とスラスト受152をクランク軸の偏心ピン部120cの両端に構成して簡単化を図っている。スラスト軸受153の代わりに第1端板自体でスラスト荷重を受けることも可能であり、さらなる構造簡単化を図ることが可能である。
Claims (9)
- 圧縮作用を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機と、該電動機によって回転駆動され前記圧縮機構部を回転するクランク軸と、を備えた容積形圧縮機において、前記電動機は、磁性粉末で形成された爪磁極が交互に噛み合う状態で円周方向に列設された固定子鉄心と、前記爪磁極に対して円環状に巻回された環状コイルと、を備えたことを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記爪磁極に樹脂皮膜を形成したことを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記圧縮機構部は、固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合い、前記旋回スクロールの旋回運動により圧縮動作を行うことを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記固定子鉄心は円環状の鉄心枠に固定され、該鉄心枠が前記容積形圧縮機内に配置されていることを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記クランク軸を回転自在に支持する2つの軸支持部の間に前記圧縮機構部と前記電動機を配設することを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記圧縮機構部と前記電動機との間に、前記固定子鉄心の内径よりも小さい外径とされたバランスウェイトを配設したことを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記圧縮機構部の反電動機側にバランスウェイトを配設したことを特徴とする容積形圧縮機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記圧縮機構部は、固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合い、前記旋回スクロールの旋回運動により圧縮動作を行い、前記クランク軸が前記旋回スクロールと前記固定スクロールを貫通し、貫通した部分で前記クランク軸を回転自在に支持されたことを特徴とする容積形圧縮機。
- 圧縮作用を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機と、該電動機によって回転駆動され前記圧縮機構部を回転するクランク軸と、該クランク軸を回転自在に支持する2つの軸支持部と、を備えた容積形圧縮機において、
爪磁極が交互に噛み合う状態で円周方向に列設された固定子鉄心と、前記爪磁極に対して円環状に巻回された環状コイルと、を有する前記電動機と、
固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合い、前記旋回スクロールの旋回運動により圧縮動作を行う前記圧縮機構部と、
前記軸支持部の間に配設された前記圧縮機構部及び前記電動機と、
前記圧縮機構部と前記電動機との間に配設され、前記固定子鉄心の内径よりも小さい外径とされたバランスウェイトと、
を備えたことを特徴とする容積形圧縮機。
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