JP2008063990A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク密度を向上しつつ、芯ずれや振れまわりを防止できる振動や騒音の小さい圧縮機を提供する。
【解決手段】ステータ３６と圧縮機構部２との間で回転軸４に第１ロータ支持部３４の内周側を固定し、その外周側にロータ３１の圧縮機構部２側の端部を固定する。上記ロータ３１の圧縮機構部２と反対側の端部に第２ロータ支持部３５の外周側を固定する。上記第２ロータ支持部３５の貫通穴３５aに固定軸７の一部を挿通し、固定軸７の圧縮機構部２側と反対の側を密閉容器１に固定し、固定軸７の第２ロータ支持部３５よりも圧縮機構部２側にステータを固定する。上記固定軸７に設けられた固定軸側軸受４１により、第２ロータ支持部３５を回動自在に支持すると共に、固定軸７よりも圧縮機構部２側に設けられた回転軸側軸受４２により、回転軸４を回転自在に支持する。
【選択図】図１

Description

この発明は、圧縮機に関し、詳しくは、略円筒形状のロータの内周側にエアギャップを介してステータが対向するモータを用いた圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、圧縮機構部を駆動するアウターロータ型モータを備えたものがある(例えば、特開２００４−３０１０３８号公報(特許文献１)参照)。

上記圧縮機のアウターロータ型モータは、インナーロータ型モータに比べてロータ径が大きいため、トルク密度を高くすることはできるが、芯ずれや振れまわりが発生しやすいという問題がある。また、上記圧縮機のアウターロータ型モータでは、ロータを片持ち構造としているため、芯出しが困難であるという問題がある。なお、アウターロータ型モータのロータを両持ち構造とすることが考えられるが、このような構造では、出力軸を設けることが困難である。
特開２００４−３０１０３８号公報

そこで、この発明の課題は、略円筒形状のロータの内周側にエアギャップを介してステータが対向するモータを用いることによりトルク密度を向上しつつ、芯ずれや振れまわりを防止できる振動や騒音の小さい圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、上記密閉容器内に配置された圧縮機構部と、上記密閉容器内に配置され、上記圧縮機構部を駆動するモータとを備えた圧縮機であって、
上記モータは、
略円筒形状のロータと、
上記ロータの内周側にエアギャップを介して対向するステータと、
上記ロータに固定され、一端が上記圧縮機構部の可動部分に連結された回転軸と
を有すると共に、
上記ステータと上記圧縮機構部との間で上記回転軸に内周側が固定され、上記ロータの上記圧縮機構部側の端部に外周側が固定された第１ロータ支持部と、
上記ロータの上記圧縮機構部と反対側の端部に外周側が固定され、中央に貫通穴を有する第２ロータ支持部と、
上記第２ロータ支持部の上記貫通穴に一部が挿通され、上記圧縮機構部側と反対の側が上記密閉容器に固定され、上記第２ロータ支持部よりも上記圧縮機構部側に上記ステータが固定された固定軸と、
上記固定軸に設けられ、上記第２ロータ支持部を回動自在に支持する固定軸側軸受と、
上記固定軸よりも上記圧縮機構部側に設けられ、上記回転軸を回転自在に支持する回転軸側軸受と
を備えたことを特徴とする。

上記構成の圧縮機によれば、上記固定軸よりも圧縮機構部側に設けられた回転軸側軸受により回転軸を回転自在に支持すると共に、固定軸に設けられた固定軸側軸受により第２ロータ支持部を回動自在に支持することにより、ロータと第１ロータ支持部および第２ロータ支持部で形成されるかご形の回転体が両持ち構造により支持される。したがって、略円筒形状のロータの内周側にエアギャップを介してステータが対向するモータを用いることによりトルク密度を向上しつつ、芯ずれや振れまわりを防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記ステータに巻回されたコイルに励磁電流を供給するためのリード線が、上記固定軸内に設けられた溝内または孔内の少なくとも一方に配線されている。

上記実施形態によれば、ステータに巻回されたコイルに励磁電流を供給するためのリード線を、固定軸内に設けられた溝内または孔内の少なくとも一方に配線することによって、ロータと第１ロータ支持部および第２ロータ支持部で形成されたかご形の回転体に囲まれたステータのコイルにリード線を容易に配線できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記固定軸側軸受は調芯軸受である。

上記実施形態によれば、上記固定軸側軸受に調芯軸受を用いることによって、調芯軸受がロータの傾きを吸収するので、組み立てが容易になると共に、組立時に生じる傾きが原因の軸受の片あたりを減少させて、軸受の信頼性を向上できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記回転軸側軸受は、上記ステータの内周に設けられている。

上記実施形態によれば、上記回転軸側軸受をステータの内周に設けることによって、回転軸の芯が出しやすくなって組み立てが容易になる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記回転軸側軸受は、上記圧縮機構部、または、上記圧縮機構部を固定するための部材に設けられている。

上記実施形態によれば、上記回転軸側軸受を圧縮機構部(または圧縮機構部を固定する部材)に設けることによって、回転軸と圧縮機構部との芯出しが容易になる。また、上記回転軸側軸受が圧縮機構部から離れるほど軸受荷重が大きくなるから、回転軸側軸受を圧縮機構部やその近傍に設けることで、軸受荷重が小さくできる。ここで、給油される回転軸側軸受と圧縮機構部を近接させることにより、給油機構が簡略化できると共に、より重要な部分に優先的に給油することにより、さらなる製品寿命と高効率化が図れる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記第１ロータ支持部と上記回転軸との間に、回転防止機構を有する調芯軸受を設けた。

上記実施形態によれば、上記第１ロータ支持部と回転軸との間に、回転防止機構を有する調芯軸受を設けることによって、固定軸側軸受に用いられた調芯軸受と共にロータの傾きを許容するので、組み立てがさらに容易になる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータの軸方向の移動を規制する軸方向規制部を有する。

上記実施形態によれば、上記軸方向規制部によりロータの軸方向の移動を規制することによって、ロータの軸方向の振動を抑制できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記回転防止機構を有する調芯軸受の軸方向両側に、上記回転軸側軸受を設けた。

上記実施形態によれば、上記回転防止機構を有する調芯軸受の軸方向両側から挟むように、２つの回転軸側軸受を設けることによって、回転軸側軸受の軸受加重を軽減できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記回転軸側軸受の径よりも上記固定軸側軸受の径が大きく、かつ、上記回転軸側軸受の中心軸と上記固定軸側軸受の中心軸は同一である。

上記実施形態によれば、上記回転軸側軸受の径よりも固定軸側軸受の径を大きくすると共に、回転軸側軸受の中心軸と固定軸側軸受の中心軸を同一にすることで、固定軸の径を回転軸よりも大きくでき、固定軸がステータを保持するのに十分な強度が得られる。

また、一実施形態の圧縮機では、
上記密閉容器内に上記圧縮機構部と上記モータが上から順に配置されており、
上記回転軸は、上記固定軸に軸方向に設けられた貫通穴を通って、上記ロータの下側の油溜めまで延びた延長部を有する。

上記実施形態によれば、密閉容器内に圧縮機構部とモータが上から順に配置された圧縮機において、回転軸の延長部が、固定軸に設けられた貫通穴を通って、ロータの下側の油溜めまで延びていることによって、延長部に給油手段を設けることにより容易に回転軸側軸受に給油できる。また、これにより、油溜めの油面を上昇させる必要がないので、ロータにより攪拌損失の増大を防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記延長部の外周と上記固定軸の内周を利用した粘性ポンプで上記回転軸側軸受に給油する。

上記実施形態によれば、上記延長部の外周と固定軸の内周を利用した粘性ポンプで回転軸側軸受に給油することによって、簡単な構成で給油手段を実現できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子に接続されたリード線は、上記給電端子から下方に延びている。

上記実施形態によれば、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子に接続されたリード線が給電端子から下方に延びていることによって、リード線とロータとの接触を防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、
上記密閉容器内に上記モータと上記圧縮機構部が上から順に配置されており、
上記固定軸の上記圧縮機構部側と反対の側を上記密閉容器の内側に保持する保持部を設け、
上記保持部の上側に油溜めを設け、
上記油溜めから上記回転軸または上記回転軸に連動した上記圧縮機構部の可動部分に給油通路を介して給油する。

上記実施形態によれば、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された圧縮機において、固定軸を密閉容器の内側に保持する保持部の上側に油溜めを設けて、その油溜めから回転軸または回転軸に連動した圧縮機構部の可動部分に給油通路を介して給油する。したがって、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された構成の圧縮機においても、上側に配置されたモータに容易に給油できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記圧縮機構部から吐出される吐出ガスに含まれる潤滑油で上記固定軸側軸受に給油する。

上記実施形態によれば、上記圧縮機構部から吐出される吐出ガスに含まれる潤滑油で固定軸側軸受に給油することによって、油溜めからの給油通路を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記固定軸に油回収ポケットを設けて、その油回収ポケットから上記固定軸側軸受に給油する。

上記実施形態によれば、上記固定軸に設けた油回収ポケットから固定軸側軸受に給油することによって、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された構成の圧縮機においても、固定軸側軸受に容易に給油できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子は、上記保持部よりも上側に設けられている。

上記実施形態によれば、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子を保持部よりも上側に設けることによって、給電端子に接続されるリード線とロータとの接触を防ぐことができる。

以上より明らかなように、この発明の圧縮機によれば、略円筒形状のロータの内周側にエアギャップを介してステータが対向するモータを用いることによりトルク密度を向上しつつ、芯ずれや振れまわりを防止できる圧縮機を実現することができる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記ステータに巻回されたコイルに励磁電流を供給するためのリード線を、固定軸内に設けられた溝内または孔内の少なくとも一方に配線することによって、ロータと第１ロータ支持部および第２ロータ支持部で形成されたかご形の回転体に囲まれたステータのコイルにリード線を容易に配線することができる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記固定軸側軸受に調芯軸受を用いることによって、調芯軸受がロータの傾きを吸収するので、組み立てが容易になると共に、組立時に生じる傾きが原因の軸受の片あたりを減少させて、軸受の信頼性を向上できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転軸側軸受をステータの内周に設けることによって、回転軸の芯が出しやすくなって組み立てが容易になる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転軸側軸受を圧縮機構部(または圧縮機構部を固定する部材)に設けることによって、回転軸と圧縮機構部との芯出しが容易になると共に、回転軸側軸受が圧縮機構部から離れるほど軸受荷重が大きくなるから、回転軸側軸受を圧縮機構部やその近傍に設けることで、軸受荷重が小さくできる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記第１ロータ支持部と回転軸との間に、回転防止機構を有する調芯軸受を設けることによって、固定軸側軸受に用いられた調芯軸受と共にロータの傾きを許容するので、組み立てがさらに容易になる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記軸方向規制部によりロータの軸方向の移動を規制することによって、ロータの軸方向の振動を抑制することができる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転防止機構を有する調芯軸受の軸方向両側から挟むように、２つの回転軸側軸受を設けることによって、回転軸側軸受の軸受加重を軽減できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転軸側軸受の径よりも固定軸側軸受の径を大きくすると共に、回転軸側軸受の中心軸と固定軸側軸受の中心軸を同一にすることで、固定軸の径を回転軸よりも大きくでき、固定軸はステータを保持するのに十分な強度が得られる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、密閉容器内に圧縮機構部とモータが上から順に配置された圧縮機において、回転軸の延長部が、固定軸に設けられた貫通穴を通って、ロータの下側の油溜めまで延びていることによって、延長部に給油手段を設けることにより容易に回転軸側軸受に給油できと共に、油溜めの油面を上昇させる必要がないので、ロータにより攪拌損失の増大を防止できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記延長部の外周と固定軸の内周を利用した粘性ポンプで回転軸側軸受に給油することによって、簡単な構成で給油手段を実現することができる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子に接続されたリード線が給電端子から下方に延びていることによって、リード線とロータとの接触を防止できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された圧縮機において、固定軸を密閉容器の内側に保持する保持部の上側に油溜めを設けて、その油溜めから回転軸または回転軸に連動した圧縮機構部の可動部分に給油通路を介して給油することによって、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された構成の圧縮機においても、上側に配置されたモータに容易に給油できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記圧縮機構部から吐出される吐出ガスに含まれる潤滑油で固定軸側軸受に給油することによって、油溜めからの給油通路を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記固定軸に設けた油回収ポケットから固定軸側軸受に給油することによって、密閉容器内にモータと圧縮機構部が上から順に配置された構成の圧縮機においても、固定軸側軸受に容易に給油できる。

また、一実施形態の圧縮機によれば、上記密閉容器の内周側に設けられた給電端子を保持部よりも上側に設けることによって、給電端子に接続されるリード線とロータとの接触を防ぐことができる。

以下、この発明の圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。

このスクロール圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１内に、圧縮機構部２と、その圧縮機構部２を駆動するアウターロータ型モータ３を上から順に配置している。

上記アウターロータ型モータ３は、上端が上記圧縮機構部２に嵌合された回転軸４と、上記回転軸４の圧縮機構部２近傍に取り付けられたカップ形状の第１ロータ支持部３４と、一端が上記第１ロータ支持部３４の外縁側に固定され、他端が第１ロータ支持部３４に対して圧縮機構部２と反対の側に位置する円筒形状のロータ３１と、上記円筒形状のロータ３１の内周面にエアギャップを介して外周面が対向するようにロータ３１内に配置されたステータ３６とを備えている。上記ロータ３１には、円環状のロータコア３２と、このロータコア３２に周方向に所定の間隔をあけて複数の板状の永久磁石３３が埋め込まれている。

また、上記円筒形状のロータ３１の他端に円板形状の第２ロータ支持部３５を設けている。上記円板形状の第２ロータ支持部３５の中央に設けられた貫通穴３５aに円筒形状の固定軸７を挿入している。この固定軸７の内側の貫通穴７aに、回転軸４の下端から延びる延長部４aを挿入している。この固定軸７の下側を、保持部８を介して密閉容器１の内周に固定している。この第１実施形態では、上記固定軸７と保持部８を一体に形成したが、それぞれ別々に形成されたものを組み合わせてもよい。そして、上記固定軸７は、固定軸側軸受の一例としての調芯軸受４１を介して円板形状の第２ロータ支持部３５を回転自在に支持している。上記固定軸７の第２ロータ支持部３５よりも上側にステータ３６を外嵌して固定している。

上記ステータ３６は、中央に貫通穴３７aを有する円柱形状のステータコア３７と、上記ステータコア３７に巻回されたコイル３８を有している。上記ステータコア３７の貫通穴３７aに、回転軸４を回転自在に支持する回転軸側軸受の一例としての軸受４２を設けている。

また、上記圧縮機構部２は、密閉容器１の内周に外周側が固定された本体部２４と、上記本体部２４の上側に固定された固定スクロール２１と、上記固定スクロール２１に重ね合わされ、本体部２４により公転可能に支持された旋回スクロール２２とを有する。上記旋回スクロール２２は、鏡板２２aと、その鏡板２２aに設けられた渦巻き状のラップ(図示せず)とを有している。上記旋回スクロール２２の渦巻き状のラップは、固定スクロール２１に設けられた渦巻き状のラップと互いにかみ合わされて、固定スクロール２１と旋回スクロール２２との間に複数の圧縮室を形成する。

また、上記旋回スクロール２２の鏡板２２aの下側にボス２３を立設し、そのボス２３に内嵌する偏心軸(図示せず)を回転軸４の上端側に設けている。

また、上記密閉容器１の上部に、圧縮機構部２の吸入ポート(図示せず)に下端が接続された吸入管５を設けている。また、上記密閉容器１の本体部２４の下側に吐出管６を設けている。

また、上記第１ロータ支持部３４のコイル３８の軸方向に対向する領域に貫通穴３４aを設けると共に、第２ロータ支持部３５のコイル３８の軸方向に対向する領域に貫通穴３５bを設けている。

上記構成のスクロール圧縮機によれば、固定軸７よりも圧縮機構部２側に設けられた回転軸側軸受である軸受４２より回転軸４を回転自在に支持すると共に、固定軸７に設けられた固定軸側軸受である調芯軸受４１により第２ロータ支持部３５を回動自在に支持することにより、第１ロータ支持部３４とロータ３１および第２ロータ支持部３５で形成されるかご形の回転体を両持ち構造で支持する。したがって、アウターロータ型モータを用いることによりトルク密度を向上しつつ、芯ずれや振れまわりを防止することができる。

また、上記固定軸側軸受に調芯軸受４１を用いることによって、調芯軸受４１がロータ３１の傾きを吸収するので、組み立てが容易になると共に、組立時に生じる傾きが原因の軸受の片あたりを減少させて、軸受の信頼性を向上できる。また、工業的な量産時に組み立て公差から生じる機械的なロストルクを低減でき、圧縮効率を向上できると共に、圧縮機寿命の大きな要因である軸受寿命を延命することによって、製品寿命を延ばすことができる。さらに、高速回転時の振動も低減することができる。

また、上記ステータ３６の内周に回転軸側軸受の一例としての軸受４２を設けることによって、芯が出しやすくなって組み立てが容易になる、
また上記回転軸４の延長部４aが、固定軸７に設けられた貫通穴７aを通って、ロータ３１の下側の油溜めまで延び、給油手段として延長部４aに給油通路９を設けることにより、容易に回転軸側軸受に給油することができる。また、これによって、油溜めの油面を上昇させる必要がないので、ロータ３１により攪拌損失の増大を防止できる。

また、上記回転軸４の延長部４aの外周と固定軸７の内周を利用した粘性ポンプで回転軸側軸受に給油することによって、簡単な構成で給油手段を実現できる。

〔第２実施形態〕
図２はこの発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。この第２実施形態のスクロール圧縮機は、固定軸と保持部および配線を除いて第１実施形態のスクロール圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。

この第２実施形態のスクロール圧縮機は、図２に示すように、固定軸２０７の略中央に軸方向に直交し、内周側から下方に延びる配線通路２０７aを設けると共に、第２ロータ支持部２０８の上側に配線通路２０７aに連なる溝２０８aを設けている。上記ステータ３６のコイル３８に一端が接続されたリード線２１１は、配線通路２０７aと溝２０８aを通って、密閉容器１に設けられた給電端子２１２に接続されている。

上記固定軸２０７は、固定軸側軸受の一例としての調芯軸受４１を介して円板形状の第２ロータ支持部２３５を回転自在に支持している。この第２ロータ支持部２３５の中央に設けられた貫通穴２３５aに円筒形状の固定軸２０７を挿入している。

上記ステータ３６に巻回されたコイル３８に励磁電流を供給するためのリード線２１１を、固定軸２０７内に設けられた配線通路２０７aに配線することによって、ロータ３１と第１ロータ支持部３４および第２ロータ支持部２３５で形成されたかご形の回転体に囲まれたステータ３６のコイル３８にリード線２１１を容易に配線することができる。

なお、この第２実施形態のスクロール圧縮機では、固定軸２０７に設けた配線通路２０７aにリード線２１１を通したが、固定軸内に設けられた溝内または孔内の少なくとも一方にリード線を配線したものであればよい。

また、上記回転軸側軸受である軸受４２の径よりも固定軸側軸受である調芯軸受４１の径を大きくすると共に、回転軸側軸受である軸受４２の中心軸と固定軸側軸受である調芯軸受４１の中心軸を同一にすることで、固定軸２０７の径を回転軸４よりも大きくでき、ステータ３６を保持するのに十分な強度が得られる。

また、上記密閉容器１の内周側に設けられた給電端子２１２に接続されたリード線２１１が給電端子２１２から下方に延びていることによって、リード線２１１とロータ３１との接触を防止できる。

〔第３実施形態〕
図３はこの発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。この第３実施形態のスクロール圧縮機は、圧縮機構部と軸受を除いて第２実施形態のスクロール圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。

図３に示すように、圧縮機構部２０２の本体部３２４は、密閉容器１の内周に外周側が固定され、本体部３２４の内側に設けられた回転軸側軸受の一例としての軸受３３７を介して回転軸４を回転自在に支持している。

上記第３実施形態のスクロール圧縮機によれば、回転軸側軸受としての軸受３３７を圧縮機構部２０２に設けることによって、回転軸４と圧縮機構部２０２との芯出しが容易になる。また、上記回転軸側軸受が圧縮機構部２０２から離れるほど軸受荷重が大きくなるから、回転軸側軸受である軸受３３７を圧縮機構部２０２やその近傍に設けることで、軸受荷重を小さくすることができる。ここで、給油される回転軸側軸受である軸受３３７と圧縮機構部２０２を近接させることにより、給油機構が簡略化できると共に、より重要な部分に優先的に給油することにより、さらなる製品寿命と高効率化が図れる。

上記第３実施形態のスクロール圧縮機では、回転軸側軸受としての軸受３３７を圧縮機構部２０２の本体部３２４に設けたが、圧縮機構部を固定する部材に設けてもよい。

また、図４はこの第３実施形態のスクロール圧縮機の変形例を示している。図４に示すように、図３に示すスクロール圧縮機の構成において、上記第１ロータ支持部３４と回転軸４との間に、回転防止機構を有する調芯軸受３３９を設けると共に、ステータコア３７の貫通穴３７aに、回転軸４を回転自在に支持する回転軸側軸受の一例としての軸受３３８を設けている。

上記第１ロータ支持部３４と回転軸４との間に、回転防止機構を有する調芯軸受３３９を設けることによって、固定軸側軸受に用いられた調芯軸受４１と共にロータ３１の傾きを許容するので、組み立てがさらに容易になる。

また、上記回転防止機構を有する調芯軸受３３９の軸方向両側から挟むように、２つの回転軸側軸受である軸受３３７,３３８を設けることによって、回転軸側の軸受加重を軽減することができる。

次に、図５Ａ〜図５Ｃを用いて図３に示すスクロール圧縮機の組み立て方法を説明する。

まず、図５Ａに示すように、保持部２０８と一体に形成された固定軸２０７に、第２ロータ支持部２３５を調芯軸受４１を介して取り付ける。その後、固定軸２０７の上側に、コイル３８が巻回されたステータコア３７を外嵌して固定する。上記第２ロータ支持部２３５とステータコア３７の取り付け前に、一端が給電端子２１２に接続されたリード線２１１を、溝２０８aと配線通路２０７aを通しておいて、ステータコア３７の取り付け時にコイル３８にリード線２１１の他端を接続する。このようにして、ステータ側アッセンブリを形成する。

次に、図５Ｂに示すように、圧縮機構部２１２の可動部分に回転軸４の一端が連結され、ロータ３１が固定された第１ロータ支持部３４を回転軸４に固定する。そして、回転軸４と第１ロータ支持部３４とロータ３１が取り付けられた圧縮機構部２０２を、密閉容器１(図３に示す)を形成する円筒部１aの内側に固定する。そうして、円筒部１aの所定の位置に吐出管６を取り付ける。このようにして、圧縮機構部側アッセンブリを形成する。

そして、図５Ｃに示すように、図５Ｂに示す圧縮機構部側アッセンブリのロータ３１内に、図５Ａに示すステータ側アッセンブリのステータコア３７を下側から挿入すると共に、回転軸４の延長部４aが固定軸２０７の貫通穴２０７a内に挿入する。そして、保持部２０８の外周を円筒部１aの内周に固定する。この後、図示しないが、円筒部１aの上下に蓋部材を被せて密閉容器を形成する。

このように、ロータを両持ち構造とするアウターロータ型モータを用いたスクロール圧縮機を容易に組み立てることができる。

図１０Ａ,図１０Ｂは、上記回転防止機構を有する調芯軸受３３９の構成を示しており、
図１０Ａ,図１０Ｂに示すように、回転軸４の外周に、凸球面を有する凸部３４０を固定し、その凸部３４０と回転軸４との相対的回転を規制するキー３４１を、凸部３４０と回転軸４との間に軸方向に設けている。上記凸部３４０に軸方向に円弧状の溝３４０aを設けている。

一方、上記凸部３４０に対向する第１ロータ支持部３４の領域に、凸部３４０の凸球面に摺接する凹曲面３４３を設けている。また、その第１ロータ支持部３４の凹曲面３４３に一部が突出するようにキー３４２を没入して固定している。上記キー３４２の突出部分が凸部３４０の円弧状の溝３４０aに嵌合している。

このような回転防止機構によって、第１ロータ支持部３４の傾きに対して、第１ロータ支持部３４のキー３４２が凸部３４０の円弧状の溝３４０aに沿って移動して、回転軸４に対する第１ロータ支持部３４の傾きを許容する。これに対して、回転軸４の回転方向については、第１ロータ支持部３４が供回りする。

また、図１１に示すように、ステータ３６と第２ロータ支持部２３５との間にスラスト軸受６０１を配置すると共に、第２ロータ支持部３５と保持部２０８との間にスラスト軸受６０２を配置してもよい。これにより、ロータ３１の軸方向の移動を規制することができる。上記スラスト軸受６０１,６０２で軸方向規制部を構成している。

〔第４実施形態〕
図６はこの発明の第４実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。この第４実施形態のスクロール圧縮機は、圧縮機構部の通路とガイド部を除いて第３実施形態の図３に示すスクロール圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。

図６に示すように、本体部４２４の外周側に軸方向に貫通する通路４０１を設けている。上記通路４０１の下側に密閉容器１の内側から半径方向内側に向かって延びるガイド部４０２を設けている。

上記圧縮機構部２０２の固定スクロール２１の略中央に吐出ポート２１aを設けている。

上記構成の第４実施形態のスクロール圧縮機において、アウターロータ型モータ３を回転させて、回転軸４を介して圧縮機構部２０２の旋回スクロール２２を駆動すると、外部から吸入管５を介して供給された冷媒を圧縮機構部２０２により圧縮する。そうして、圧縮された冷媒は、固定スクロール２１の吐出ポート２１aから吐出され、本体部４２４の通路４０１を通ってアウターロータ型モータ３が配置された空間に流入する。

そうして、本体部４２４の通路４０１の下側開口から流入した冷媒は、ガイド部４０２により半径方向内側に向かって流れて、第１ロータ支持部３４の貫通穴３４aからロータ３１の内側に流入する。上記貫通穴３４aからロータ３１の内側に流入した冷媒の一部は、第１ロータ支持部３４のロータ３１近傍に半径方向に設けられた貫通穴３４bから半径方向外側に流出する。一方、上記貫通穴３４aからロータ３１の内側に流入した冷媒の残り一部は、ロータ３１の内周面とステータコア３７の外周面との間およびステータコア３７に軸方向に設けられた貫通穴(図示せず)を通って、第２ロータ支持部２３５の貫通穴２３５bからロータ３１の外側に流出する。こうして、ステータ３６を冷媒により冷却する。

この後、冷媒は、吐出管６を介して外部に吐出される。

図７は上記第４実施形態のスクロール圧縮機の第１変形例を示しており、図６のスクロール圧縮機のガイド部材４０２に代えて、通路４０１の下側に突出した冷媒を下方に案内するガイド部４０３を設けている。

図７に示すスクロール圧縮機において、アウターロータ型モータ３を回転させて、回転軸４を介して圧縮機構部２０２の旋回スクロール２２を駆動すると、外部から吸入管５を介して供給された冷媒を圧縮機構部２０２により圧縮する。そうして、圧縮された冷媒は、固定スクロール２１の吐出ポート２１aから吐出され、本体部４２４の通路４０１を通ってアウターロータ型モータ３が配置された空間に流入する。

そうして、本体部４２４の通路４０１の下側開口から流入した冷媒は、ガイド部４０３により軸方向下側に向かって流れて、第２ロータ支持部２３５の貫通穴２３５bからロータ３１の内側に流入する。上記貫通穴２３５bからロータ３１の内側に流入した冷媒は、ロータ３１の内周面とステータコア３７の外周面との間およびステータコア３７に軸方向に設けられた貫通穴(図示せず)を通って、第１ロータ支持部３４のロータ３１近傍に半径方向に設けられた貫通穴３４bおよび第１ロータ支持部３４の貫通穴３４aからロータ３１の外側に流出する。こうして、ステータ３６を冷媒により冷却する。

この後、冷媒は、吐出管６を介して外部に吐出される。

また、図８は上記第４実施形態のスクロール圧縮機の第２変形例を示しており、図６に示すように、本体部４２４の外周側に軸方向に貫通する通路４０１を設けている。そして、回転軸４０４の上端から略中央に向かって貫通穴４０４を設け、その貫通穴４０４aの下端から軸方向に対して略直角に貫通する穴４０５bを設けている。

図８に示すスクロール圧縮機において、アウターロータ型モータ３を回転させて、回転軸４０４を介して圧縮機構部２０２の旋回スクロール２２を駆動すると、外部から吸入管５を介して供給された冷媒を圧縮機構部２０２により圧縮する。そうして、圧縮された冷媒は、固定スクロール２１の吐出ポート２１aから吐出され、本体部４２４の通路４０１を通ってアウターロータ型モータ３が配置された空間に流入する。

そうして、本体部４２４の通路４０１の下側開口から流入した冷媒は、吐出管６を介して外部に吐出される。

一方、圧縮機構部２０２には、旋回スクロール２２に対して吐出ポート２１aと反対の側に第２の吐出ポート(図示せず)を設けている。この第２の吐出ポートに回転軸４０４の貫通穴４０４aを接続している。上記圧縮機構部２０２により圧縮された冷媒は、第２の吐出ポートから吐出され、貫通穴４０４aを介して穴４０５bから半径方向外向に流出する。この回転軸４０４の穴４０５bから流出した冷媒は、ステータコア３７に設けられた通路(図示せず)を通って、ステータコア３７の上下両側から流出する。このステータコア３７の上下両側から流出した冷媒は、第１ロータ支持部３４の貫通穴３４aと第２ロータ支持部２３５の貫通穴２３５bおよび第１ロータ支持部３４のロータ３１近傍に半径方向に設けられた貫通穴３４bからロータ３１の外側に流出する。こうして、ステータ３６を冷媒により冷却する。

この後、冷媒は、吐出管６を介して外部に吐出される。

〔第５実施形態〕
図９はこの発明の第５実施形態のロータリ圧縮機の縦断面図を示している。

この第５実施形態の圧縮機は、図９に示すように、密閉容器５０１と、上記密閉容器５０１内に配置された圧縮機構部５０２と、上記密閉容器５０１内かつ圧縮機構部５０２の上側に配置され、圧縮機構部５０２を回転軸５０４を介して駆動するアウターロータ型モータ５０３とを備えている。上記密閉容器５０１の下側側方に、吸入管５０５を接続する一方、密閉容器５０１の上側に吐出管５０６を接続している。上記吸入管５０５から供給される冷媒ガスは、圧縮機構部５０２の吸込側に導かれる。

上記アウターロータ型モータ５０３は、円筒形状のロータ５３１の下端にカップ形状の第１ロータ支持部５３４を設け、円筒形状のロータ５３１の上端に円板形状の第２ロータ支持部５３５を設けている。また、上記円板形状の第２ロータ支持部５３５の中央穴５３５aに挿入され、内側に回転軸５０４が挿入され、外周側にステータ５３６が外嵌された円筒形状の固定軸５０７を備えている。この固定軸５０７の上側を、保持部５０８を介して密閉容器５０１の内周に固定している。上記固定軸５０７は、固定軸側軸受の一例としての調芯軸受５４１を介して円板形状の第２ロータ支持部５３５を回転自在に支持している。

上記ロータ５３１には、円環状のロータコア５３２と、このロータコア３２に周方向に所定の間隔をあけて複数の板状の永久磁石５３３が埋め込まれている。

また、上記ステータ５３６は、中央に貫通穴５３７aを有する円柱形状のステータコア５３７と、上記ステータコア５３７に巻回されたコイル５３８を有している。

また、上記圧縮機構部５０２は、シリンダ状の本体部５２０と、この本体部５２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端板５２８および下端板５２９とを備える。上記回転軸５０４は、上記上端板５２８および下端板５２９を貫通して、本体部５２０の内部に挿入されている。上記回転軸５０４は、圧縮機構部５０２の上端板５２８に設けられた回転軸側軸受の一例としての軸受５２１と、圧縮機構部５０２の下端板５２９に設けられた回転軸側軸受の一例としての軸受５２２により回転自在に支持されている。上記本体部５２０内の回転軸５０４にクランクピン５２５が設けられ、そのクランクピン５２５に嵌合したローラ５２６を公転運動可能に配置している。上記ローラ５２６の公転運動によって、ローラ５２６の外周面と本体部５２０の内周面との間に形成された圧縮室５２７により圧縮を行う。

上記ステータ５３６のコイル５３８に一端が接続されたリード線５４１は、固定軸５０７に半径方向に設けられた配線通路５０７aと固定軸５０７の内周を通って、密閉容器５０１に設けられた給電端子５４２に接続されている。

また、上記第５実施形態の圧縮機では、密閉容器５０１内にモータ５０３と圧縮機構部５０２が上から順に配置された圧縮機において、固定軸５０７を密閉容器５０１の内側に保持する保持部５０８の上側に油溜め５０８aを設けて、その油溜め５０８aから回転軸５０４または回転軸５０４に連動した圧縮機構部５０２の可動部分に給油通路を介して給油する。したがって、密閉容器５０１内にモータ５０３と圧縮機構部５０２が上から順に配置された構成の圧縮機においても、上側に配置されたモータ５０３に容易に給油できる。

また、上記圧縮機構部５０２から吐出される吐出ガスに含まれる潤滑油で固定軸側軸受である軸受５２１,５２２に給油することによって、油溜めからの給油通路を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。

また、例えば、固定軸５０７に油回収ポケットを設けて、その油回収ポケットから固定軸側軸受に給油することによって、密閉容器５０１内にモータ５０３と圧縮機構部５０２が上から順に配置された構成の圧縮機においても、固定軸側軸受に容易に給油することができる。

また、上記密閉容器５０１を貫通する給電端子５４２を保持部５０８よりも上側に設けることによって、給電端子５４２に接続されるリード線５４１とロータ５３１との接触を防ぐことができる。

上記第１〜第５実施形態では、スクロール圧縮機とロータリ圧縮機について説明したが、圧縮機はこれ限らず、他の構成の圧縮機にこの発明を適用してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、略円筒形状のロータの内周側にエアギャップを介してステータが配置されたアウターロータ型モータを備えた圧縮機について説明したが、ロータの外側にさらにもう１つのステータを有するモータを用いた圧縮機にこの発明を適用してもよい。この場合、もう１つのステータの外周側は、密閉容器の内側に固定される。また、ロータは、外周及び内周に磁極を呈する構造となる。

図１はこの発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図２はこの発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図３はこの発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図４は上記第３実施形態の変形例のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図５Ａは上記第実施形態のスクロール圧縮機の組み立て方法を説明するための縦断面図である。 図５Ｂは図５Ａに続く工程の縦断面図である。 図５Ｃは図５Ｂに続く工程の縦断面図である。 図６はこの発明の第４実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図７は上記第４実施形態の第１変形例のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図８は上記第４実施形態の第２変形例のスクロール圧縮機の縦断面図である。 図９はこの発明の第５実施形態のロータリ圧縮機の縦断面図である。 図１０Ａは上記第３実施形態のスクロール圧縮機に用いられる調芯軸受の一例を示す図である。 図１０Ｂは図１０Ａの矢印Ｒの方向から見た矢視図である。 図１１はこの発明のロータリ圧縮機の用いられるロータの軸方向を規制する構成を示す図である。

符号の説明

１…密閉容器
１a…円筒部
２,２０２…圧縮機構部
３…アウターロータ型モータ
４,４０４…回転軸
４a…延長部
５…吸入管
６…吐出管
７,２０７…固定軸
８,２０８…保持部
９…給油通路
２１…固定スクロール
２２…旋回スクロール
２２a…鏡板
２３…ボス
２４,３２４,４２４…本体部
３１…ロータ
３２…ロータコア
３３…永久磁石
３４…第１ロータ支持部
３５,２３５…第２ロータ支持部
３６…ステータ
３７…ステータコア
３８…コイル
４１…調芯軸受
４２…軸受
２１１…リード線
２１２…給電端子
３３７,３３８…軸受
３３９…調芯軸受
４０１…通路
４０２…ガイド部
４０３…ガイド部
４０４a…貫通穴
４０５b…穴
５０１…密閉容器
５０２…圧縮機構部
５０３…アウターロータ型モータ
５０４…回転軸
５０５…吸入管
５０６…吐出管
５０７…固定軸
５０８…保持部
５２０…本体部
５２１,５２２…軸受
５２５…クランクピン
５２６…ローラ
５２７…圧縮室
５２８…上端板
５２９…下端板
５３１…ロータ
５３２…ロータコア
５３３…永久磁石
５３４…第１ロータ支持部
５３５…第２ロータ支持部
５３７…ステータコア
５３８…コイル
５４１…リード線
５４２…給電端子

Claims (16)

1. 密閉容器(１,５０１)と、上記密閉容器(１,５０１)内に配置された圧縮機構部(２,２０２,５０２)と、上記密閉容器(１,５０１)内に配置され、上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)を駆動するモータ(３,５０３)とを備えた圧縮機であって、
   上記モータ(３,５０３)は、
   略円筒形状のロータ(３１,５３１)と、
   上記ロータ(３１,５３１)の内周側にエアギャップを介して対向するステータ(３６,５３６)と、
   上記ロータ(３１,５３１)に固定され、一端が上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)の可動部分に連結された回転軸(４,４０４,５０４)と
   を有すると共に、
   上記ステータ(３６,５３６)と上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)との間で上記回転軸(４,４０４,５０４)に内周側が固定され、上記ロータ(３１,５３１)の上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)側の端部に外周側が固定された第１ロータ支持部(３４,５３４)と、
   上記ロータ(３１,５３１)の上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)と反対側の端部に外周側が固定され、中央に貫通穴を有する第２ロータ支持部(３５,２３５,５３５)と、
   上記第２ロータ支持部(３５,２３５,５３５)の上記貫通穴に一部が挿通され、上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)側と反対の側が上記密閉容器(１,５０１)に固定され、上記第２ロータ支持部(３５,２３５,５３５)よりも上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)側に上記ステータが固定された固定軸(７,２０７,５０７)と、
   上記固定軸(７,２０７,５０７)に設けられ、上記第２ロータ支持部(３５,２３５,５３５)を回動自在に支持する固定軸側軸受(４１,５４１)と、
   上記固定軸(７,２０７,５０７)よりも上記圧縮機構部(２,２０２,５０２)側に設けられ、上記回転軸(４,４０４,５０４)を回転自在に支持する回転軸側軸受(４２,３３７,３３８,５２１,５２２)と
   を備えたことを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記ステータ(３６,５３６)に巻回されたコイル(３８,５３８)に励磁電流を供給するためのリード線(２１１,５４１)が、上記固定軸(２０７,５０７)内に設けられた溝内または孔内の少なくとも一方に配線されていることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１または２に記載の圧縮機において、
   上記固定軸側軸受(４１,５４１)は調芯軸受であることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の圧縮機において、
   上記回転軸側軸受(４２,３３８)は、上記ステータ(３６)の内周に設けられていることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の圧縮機において、
   上記回転軸側軸受(３３７,５２１,５２２)は、上記圧縮機構部(２０２,５０２)、または、上記圧縮機構部を固定するための部材に設けられていることを特徴とする圧縮機。
6. 請求項３に記載の圧縮機において、
   上記第１ロータ支持部(３４)と上記回転軸(４)との間に、回転防止機構を有する調芯軸受(３３９)を設けたことを特徴とする圧縮機。
7. 請求項６に記載の圧縮機において、
   上記ロータ(３１)の軸方向の移動を規制する軸方向規制部(６０１,６０２)を有することを特徴とする圧縮機。
8. 請求項６または７に記載の圧縮機において、
   上記回転防止機構を有する調芯軸受(３３９)の軸方向両側に、上記回転軸側軸受(３３７,３３８)を設けたことを特徴とする圧縮機。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の圧縮機において、
   上記回転軸側軸受(４２,３３７,３３８,５２１,５２２)の径よりも上記固定軸側軸受(４１,５４１)の径が大きく、かつ、上記回転軸側軸受(４２,３３７,３３８,５２１,５２２)の中心軸と上記固定軸側軸受(４１,５４１)の中心軸は同一であることを特徴とする圧縮機。
10. 請求項１に記載の圧縮機において、
    上記密閉容器(１)内に上記圧縮機構部(２,２０２)と上記モータ(３)が上から順に配置されており、
    上記回転軸(４)は、上記固定軸(７,２０７)に軸方向に設けられた貫通穴を通って、上記ロータ(３１)の下側の油溜めまで延びた延長部(４a)を有することを特徴とする圧縮機。
11. 請求項１０に記載の圧縮機において、
    上記延長部(４a)の外周と上記固定軸(７,２０７)の内周を利用した粘性ポンプで上記回転軸側軸受(４２,３３８)に給油することを特徴とする圧縮機。
12. 請求項１０または１１に記載の圧縮機において、
    上記密閉容器(１,５０１)の内周側に設けられた給電端子(２１２,５４２)に接続されたリード線(２１１,５４１)は、上記給電端子(２１２,５４２)から下方に延びていることを特徴とする圧縮機。
13. 請求項１に記載の圧縮機において、
    上記密閉容器(５０１)内に上記モータ(５０３)と上記圧縮機構部(５０２)が上から順に配置されており、
    上記固定軸(５０７)の上記圧縮機構部(５０２)側と反対の側を上記密閉容器(５０１)の内側に保持する保持部(５０８)を設け、
    上記保持部(５０８)の上側に油溜めを設け、
    上記油溜めから上記回転軸(５０４)または上記回転軸(５０４)に連動した上記圧縮機構部(５０２)の可動部分に給油通路を介して給油することを特徴とする圧縮機。
14. 請求項１３に記載の圧縮機において、
    上記圧縮機構部(５０２)から吐出される吐出ガスに含まれる潤滑油で上記固定軸側軸受(５４１)に給油することを特徴とする圧縮機。
15. 請求項１３または１４に記載の圧縮機において、
    上記固定軸(５０７)に油回収ポケットを設けて、その油回収ポケットから上記固定軸側軸受(５４１)に給油することを特徴とする圧縮機。
16. 請求項１３乃至１５のいずれか１つに記載の圧縮機において、
    上記密閉容器(５０１)の内周側に設けられた給電端子(５４２)は、上記保持部(５０８)よりも上側に設けられていることを特徴とする圧縮機。

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