JP2600404B2

JP2600404B2 - 冷媒ポンプ

Info

Publication number: JP2600404B2
Application number: JP31687189A
Authority: JP
Inventors: 澤井　　清
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH03179187A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ルームエアコンディショナー等に使用し、
冷媒を搬送する冷媒ポンプに関するものである。

従来の技術冷媒ポンプにおいて、密閉型圧縮器（図示せず）のよ
うにポンプ機構部と電動機とを一つの密閉容器の中に収
めると、接続端子や電動機のコイル部が液冷媒に浸かっ
てしまうので、電流洩れが発生する。また、ポンプ機構
部と電動機とをそれぞれの容器に納め、軸によって動力
を伝達しようとすると、軸受部でのシールを完全に行な
うことが非常に困難である。

ここで、従来の冷媒ポンプの一例を、第５図に示す。
従来、この種の冷媒ポンプは、第５図に示すようにポン
プ機構部31と電動機32と非磁性体の仕切り板33で区切
り、電動機32の動力を磁気カップリング34を介してポン
プ機構部31に伝えるようにしていた。（特開昭62−1111
83号公報）発明が解決しようとする課題ところが、上記従来の冷媒ポンプにおいては、ポンプ
機構部31を収める密閉容器35と、電動機32を固定する枠
36とがそれぞれ必要で、冷媒ポンプが大きく重くなると
いう欠点があった。

また、動力の伝達用に磁気カップリング34を使用して
いるため、外形寸法が大きくなるし、価格が高くなると
いう欠点があった。

また、電動機32の回転軸37の軸中心線と密閉容器35内
に収納してあるポンプ機構部の軸38の中心線とがずれた
状態で冷媒ポンプを組み立てると、軸心ずれに伴うトル
ク変動でポンプ機構部31が良好に作動しなくなってしま
うという問題点があった。

従って、組立には厳しい精度が要求された。また、負
荷や回転数が急変した時、磁気カップリング34が脱調し
てしまい、運転ができなくなるという問題も生じてい
た。

本発明は、上記従来の欠点を無くするもので、その第
１の目的は、構造が単純で小型軽量でかつ体積効率およ
びポンプ効率が高い冷媒ポンプを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、部品点数が少なく価格
の安い冷媒ポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段上記第１の目的を達成するために本発明は、薄肉の円
筒形の密閉容器の外側に電動機の固定子を取り付け、一
方密閉容器の内側には、シリンダ、ポンプロータ、フロ
ントプレート、リアプレート等で構成されるポンプ機構
部と、電動機の回転子と、駆動軸とを配設し、フロント
プレートには貫通する第１の吸入ポートを設け、リアプ
レートには貫通する吐出ポートと、シリンダと対向する
側面に窪み状の第２の吸入ポートを設け、さらに、その
フロントプレートの外周に第１の通路と、シリンダの外
周に第２の通路を設け、これら通路と第２の吸入ポート
をつなぐことにより、フロントプレートからリアプレー
トに通じる吸入通路を形成するとともに、そのリアプレ
ートによって、密閉容器内を吸入圧力空間と吐出圧力空
間とに分離したものである。

また、上記第２の目的を達成するために本発明は、薄
肉の円筒形の密閉容器の外側に電動機の固定子を取り付
け、一方密閉容器の内側には、シリンダ、ポンプロー
タ、フロントプレート、リアプレート等で構成されるポ
ンプ機構部と、電動機の回転子と、駆動軸とを配設し、
前記密閉容器の吐出側の鏡板の中央部を円筒状に形成
し、前記駆動軸の一方を支承する吐出側の軸受と吐出管
とを、吐出側の鏡板に形成した円筒内で端面どうしを対
向して配設し、さらに吐出側の軸受と吐出管の中間部の
円筒に冷媒通路を設けたものである。

作用上記手段による作用は以下のとおりである。

本発明による第１の手段によれば、円筒形の密閉容器
を電動機の固定子の内側に取り付けているため、密閉容
器の外径が小さくなり、ポンプ全体が小型軽量になる。
また、フロントプレートには貫通する第１の吸入ポート
を設け、リアプレートには貫通する吐出ポートおよびシ
リンダと対向する側面に窪み状の第２の吸入ポートを設
け、フロントプレートの外周に第１の通路と、シリンダ
の外周に第２の通路を設け、これら通路と第２と吸入ポ
ートをつなぐことにより、フロントプレートからリアプ
レートに通じる吸入通路を形成しているので、ポンプロ
ータは前後両サイドから液冷媒を吸入することができ、
冷媒を吸入する時の圧力損失が小さくなって、ポンプの
体積効率およびポンプ効率が向上する。

このとき、リアプレートが密閉容器内を吸入圧力空間
と吐出圧力空間とに分離する役目を兼ねる構成となって
いるため、ポンプ全体が単純な構造となっている。

さらに、本発明による第２の手段によれば、密閉容器
の吐出側の鏡板の中央部を円筒状に形成し、駆動軸の一
方を支承する吐出側の軸受と吐出関とを、その吐出側の
鏡板に形成した円筒内で端面どうしを対向して配設した
ものであるから、この鏡板が軸受の支持をも兼ね備える
ことになり、部品点数が少なくなってポンプの価格が安
くなる。

実施例以下、本発明の一実施例について図面を参考に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例における冷媒ポンプの断
面図である。同図において、１は薄肉の円筒形の密閉容
器で、ほぼ中央に２つの段差1aと1bを設けている。２は
ブラシレス直流電動機であって、固定子３と回転子４よ
り構成している。密閉容器１の外側に固定子３を取り付
け、回転子４は密閉容器１の内側に配設している。２は
直流電動機であるので、回転子４は最外周部に磁石５を
張り付けている。回転子４の中心部には駆動軸18が圧入
してあり、駆動軸18は電動機２で発生した回転力を伝達
する。さらに、回転子４には、冷媒流路６として孔が、
駆動軸18軸線方向に複数本設けてある。７はポンプ機構
部であって、このポンプ機構部７は、トロコイド曲線よ
りなるインナーロータ９と、インナーロータ９と噛合っ
てポンプ室11を構成するアウターロータ10とをシリンダ
８に納め、フロントプレート12とリアプレート15とで挟
みこみ、ボルト17によって固定して、構成している。ポ
ンプロータは、インナーロータ９とアウターロータ10で
構成されている。このインナーロータ９とアウターロー
タ10が噛合ってポンプ室11を形成している状態を、第２
図（第１図のＡ−Ａ断面）に示している。フロントプレ
ート12には、中心部に駆動軸18を支承する吸入側の軸受
13を配設するとともに、第３図に示す貫通した第１の吸
入ポート14aを設けている。

リアプレート15には、第４図に示す第２の吸入ポート
14bと吐出ポート16を設けている。ここで、吐出ポート1
6はリアプレート15を貫通しているが、第２の吸入ポー
ト14bはシリンダと対向する側面に設けられた窪み状の
ポートであってリアプレート15を貫通していない。ま
た、フロントプレート12およびシリンダ８の外周部に
は、リアプレート15の第２の吸入ポート14bの方向にそ
れぞれ切り欠きを設け、第１の通路と第２の通路として
28と29を設けている。これら第１の通路28、第２の通路
29と第２の吸入ポート14bはつながって吸入通路30を形
成している。19は、ポンプ機構部７の外周部と密閉容器
１の間に位置する中間殻であって、密閉容器１より厚さ
の厚い円筒で構成している。また、この中間殻19の内面
には、段差19aが付けてある。20は吸入側の鏡板であっ
て、外に向かって凹形状の状態で密閉容器１に差込み、
中間殻19とともに密閉容器１に端部27の位置で溶接し固
定している。また、吸入側の鏡板20の中央には、吸入管
21を取り付けている。

一方、22は吐出側の鏡板であって、その中央部を円筒
状に形成している。そして、その円筒内には、駆動軸18
を支承する吐出側の軸受23と吐出管24の端面どうしを互
いに対向させて配設している。さらに、吐出側の軸受23
と吐出管24との中間の円筒部には、液冷媒が通る冷媒通
路25を複数個設けている。吐出側の鏡板22についても、
密閉容器１の外側に向けて凹形状の状態で密閉容器１に
差し込み、外周部26で円周溶接して、密閉容器１に固定
している。

次に、このような構成による冷媒ポンプの動作につい
て説明する。電動機の回転子４が回転すると、回転子４
に圧入してある駆動軸18が回転する。第２図に示すよう
に、駆動軸18はインナーロータ９の穴に嵌合しているの
で、駆動軸18が回転すると、インナーロータ９も矢印の
方向に回転する。この時、アウターロータ10はインナー
ロータ９と噛合っているので、アウターロータ10もイン
ナーロータ９に伴って矢印の方向に回転する。これによ
って、ポンプ室11は、その体積を順次増加、減少させな
がら矢印の方向に回転するので、ポンプ作用が発生す
る。

ポンプ機構部７でポンプ作用が発生すると、液冷媒が
吸入管21から吸い込まれ、密閉容器１内に入る。密閉容
器１内に入った液冷媒は、一部がフロントプレート12の
吸入ポート14を経てポンプ室11に入り込む。他方、残り
の液冷媒は、フロントプレート12に設けられた第１の通
路28とシリンダ８に設けられた第２の通路29とで構成さ
れる吸入通路30を通り、リアプレート15の第２の吸入ポ
ート14bよりポンプ室11に流れ込む。そして液冷媒は、
ポンプ室11内で昇圧された後、リアプレート15にあけた
吐出ポート16を経て、密閉容器１内へ再び出る。

この後、液冷媒は、電動機の回転子４にあけた冷媒流
路６を通り、さらに吐出側の鏡板22に設けた冷媒通路25
を通った後、吐出管24を経て密閉容器１の外へ出て行
く。このようにして、ポンプとしての機能が発揮される
のである。

本実施例ポンプにおいては、円筒形の密閉容器１を電
動機の固定子３の内側に取り付ける構造としているの
で、密閉容器１の外径が小さくなっている。密閉容器１
の外径が小さくなると、圧力容器である密閉容器１の肉
厚を従来より格段に薄くすることができるので、ポンプ
全体が軽くなる。また、電動機の固定子３と回転子４そ
れら自体が、密閉容器１を挟んで、磁気カップリングの
役目を果しているので、従来の磁石カップリングが必要
なくなり、全体の構造が簡単になっている。

さらに、本ポンプにはポンプロータ９、10の前後両サ
イドに吸入通路が存在するので、ポンプロータ９、10は
二つの方向から液冷媒を吸入することができ、吸入時の
圧力損失が小さくなる。

一般に、液冷媒はわずかの圧力低下によって気化する
という特性を有しているので、このように吸入時の圧力
低下が減少すると吸入通路内で気泡が発生しにくくな
り、ポンプの体積効率が向上する。すると、ポンプロー
タ９、10内での動力損失も少なくなって、ポンプ効率が
向上する。

さらに、このような吸入通路が二つ存在する構成にも
かかわらず、リアプレート15が密閉容器１内を吸入圧力
空間と吐出圧力空間とに分離する役目を兼ねているた
め、ポンプ全体が単純な構造となっている。

また、吐出側の鏡板22は吐出側の軸受23の支持をも兼
ねているため、吐出側の軸受23の支持体を新たに設ける
必要もない。これは、吐出側の鏡板22の円筒部内に吐出
側の軸受23と吐出管24の端面どうしを対向して配設し、
吐出側の軸受23と吐出管24の中間の円筒部に穴を複数個
設けて冷媒通路25にしたことにより、実現している。こ
のような構成にすることによって部品点数が少なくな
り、ポンプの価格が安くなる。また、吐出側の軸受23の
支持体が存在する場合には、この支持体を密閉容器１に
溶接固定すると、この溶接によって薄肉の密閉容器１が
歪んでしまうが、この実施例のような構成であれば組み
立て時の溶接歪を最小に抑えることもできる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。例ば、本実施例ではポンプ機構部７にトロコイド
ロータを使用しているが、他のポンプ機構を使用しても
よい。

発明の効果上記の実施例より明らかなように、本発明は次に示す
結果を有するものである。

（１）薄肉の円筒形の密閉容器の外側に電動機の固定子
を取り付け、一方密閉容器の内側には、シリンダ、ポン
プロータ、フロントプレート、リアプレートを有するポ
ンプ機構部と、電動機の回転子と、駆動軸とを配設した
ものであるから、密閉容器の外径を小さくすることがで
き、そして、密閉容器の外径が小さくなると、密閉容器
の肉厚をも格段に薄くすることができるので、ポンプ全
体が小型軽量になる。

さらに、本発明によればポンプロータの前後両サイド
から液冷媒を吸入することができるので、吸入時の圧力
損失が小さくなり、ポンプの体積効率およびポンプ効率
が向上する。

そして、このような吸入通路が二つ存在する構成にも
かかわらず、リアプレートが吸入圧力空間と吐出圧力空
間とに分離する役目を兼ねているため、単純な構造にす
ることができる。

（２）また、本発明によれば、密閉容器の吐出側の鏡板
の中央部を円筒状に形成し、前記駆動軸の一方を支承す
る吐出側の軸受と吐出管とを、その円筒内で端面どうし
を対向して配設したものであるから、吐出側の鏡板が吐
出側の軸受の支持をも兼ね備えることになり、部品点数
が少なくなってポンプの価格が安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷媒ポンプの縦断面
図、第２図は第１図に示す冷媒ポンプのポンプ機構部
（Ａ−Ａ）の横断面図、第３図は同フロントプレートの
断面図、第４図（ａ）は同リアプレートの断面図、第４
図（ｂ）は同リアプレートの（Ｂ−Ｂ）縦断面図、第５
図は従来の冷媒ポンプの断面図である。１……密閉容器、２……電動機、３……固定子、４……
回転子、７……ポンプ機構部、８……シリンダ、９……
インナーロータ、10……アウターロータ、11……ポンプ
室、12……フロントプレート、14a……第１の吸入ポー
ト、14b……第２の吸入ポート、15……リアプレート、1
6……吐出ポート、18……駆動軸、20……吸入側の鏡
板、22……吐出側の鏡板、23……吐出側の軸受、24……
吐出管、25……冷媒通路、28……第１の通路、29……第
２の通路、30……吸入通路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉の円筒形の密閉容器１の外側に電動機
の固定子３を取り付け、前記密閉容器１の内側に、シリ
ンダ８、ポンプロータ（９および10）、フロントプレー
ト12、リアプレート15を有するポンプ機構部７と、電動
機の回転子４と、その回転子４の回転力を前記ポンプ機
構部７に伝達する駆動軸18とを配設し、前記フロントプ
レート12には貫通する第１の吸入ポート14aを設け、前
記リアプレート15には貫通する吐出ポート16と前記シリ
ンダと対向する側面に窪み状の第２の吸入ポート14bを
設け、前記フロントプレート12の外周に第１の通路28
と、前記シリンダ８の外周に第２の通路29を設け、これ
ら通路（28および29）と前記第２の吸入ポート14bをつ
ないで吸入通路30を形成するとともに、前記リアプレー
ト15によって、前記密閉容器１内を吸入圧力空間と吐出
圧力空間とに分離してなる冷媒ポンプ。
【請求項２】薄肉の円筒形の密閉容器１の外側に電動機
の固定子３を取り付け、前記密閉容器１の内側に、シリ
ンダ８、ポンプロータ（９および10）、フロントプレー
ト12、リアプレート15を有するポンプ機構部７と、電動
機の回転子４と、その回転子４の回転力を前記ポンプ機
構部７に伝達する駆動軸18とを配設し、前記密閉容器１
の吐出側の鏡板22の中央部を円筒状に形成し、前記駆動
軸18の一方を支承する吐出側の軸受23と吐出管24とを前
記吐出側の鏡板22の円筒内で端面どうしを対向して配設
し、前記吐出側の軸受23と前記吐出管24の中間部の円筒
に冷却通路25を設けてなる冷媒ポンプ。