JPS61261692A - 横形ロ−タリ式圧縮機およびその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、横形ロータリ式圧縮機およびその組立方法に
係り、特に、ブラシレス直流モータを採用した横形の密
閉形ロータリ式圧縮機の組立に好適な、横形ロータリ式
圧縮機およびその組立方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、密閉形圧縮機（以下単に圧縮機という）のモータ
は、交流電源で駆動されるインダクシ璽ンモータが大部
分であり、ロータはシャフトに焼ばめにより固定するこ
とができた。

近年、回転数制御を行うために、効率のよいブラシレス
直流モータを、この種の圧縮機に使用する例が増えつつ
ある。

この直流モータは、ロータにフェライト磁石を具備した
もので、一般にロータのコアと、コアの外周部分に装着
されるフェライト磁石と、これらを両端から一体に固定
するリングから構成されている。これらは、それぞれ線
膨張率と熱伝導率が異なるために、従来の圧縮機のよう
にロータを摂氏数百度に加熱してシャフトに焼ばめを行
う場合は、ロータの各部に過大な熱応力が作用し、著し
い場合はフェライト磁石が割れる恐れもめった。

そこで、従来は、ロータをシャフトに圧入して固定する
方法が一般的であった。しかし、この場合、ロータとシ
イフトの強度を配慮する必要があり、圧縮機の構造上も
、圧入時にシャフトの反圧入面を受けることが可能な形
状とすることが必要であった。

従来のブラシレス直流モータとシャフトの結合手段の例
としては、特開昭５６−１９５６９号公報記載のものが
ある。

当該発明は、シャフトにねじを切り、ロータの両側から
ナツトで締付けて固定する構成のものである。圧縮機の
組立性同上のためには、ロータの片側から固定すること
が必要となる場合が多く、しかも、部品点数、シャフト
へのねじ切シ加工などコスト低減のため極力少なくすべ
き要素についての配慮が十分なされていなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、ブラシレス直流モータを採用した圧縮機
において、フェライト磁石を具備したロータをシャフト
に固定するに当って、フェライト磁石に応力が作用する
ことがなく、圧縮機の信頼性を高めることの可能な、横
形ロータリ式圧縮機およびその組立方法の提供を、その
目的としている。

〔発明の概要〕 本発明に係る横形ロータリ式圧縮機の構成は、密閉容器
内に、フェライト磁石を具備したロータと、ステータと
からなる七−夕と、前記ロータに直結するクランクシャ
フトと、このクランクシャフトを支持するベアリングを
具備したフレームと、このフレームの端面に固定された
シリンダと、前記クランクシャフトのクランクに嵌着さ
れ前記シリンダ内を偏心回転するローラと、このローラ
の回転にともなってシリンダ内を吸込室と圧縮室とに仕
切るベーンと、前記シリンダを前記フレームの反対側か
ら密閉する端板とからなる圧縮要素とを収納し、前記ク
ランクシャフトを水平方向に配設してなる横形ロータリ
式圧縮機において、当該横形ロータリ式圧縮機の運転時
に、上記モータのステータ内径の軸方向の磁気中心位置
が、ロータ外径の軸方向の磁気中心位置よりも前記フレ
ームから遠い位置となるように構成するとともに、前記
クランクの軸方向長さと前記シリンダの軸方向長さとの
差が、前記ロータと前記フレームに具備されたベアリン
グ端面との間隔に等しくなるべき位置に前記クランクシ
ャフトの位置を定めてロータを嵌着し、前記クランクシ
ャフト先端に設けるスリーブが、前記ロータの端面に当
接するように当該スリーブを嵌着したものである。

また、本発明に係る横形ロータリ式圧縮機の組立方法は
、密閉容器内に、フェライト磁石を具備したロータと、
ステータとからなるモータと、前記ロータに直結するク
ランクシャフトと、このクランクシャフトを支持するベ
アリングを具備したフレームと、このフレームの端面に
固定されたシリンダと、前記クランクシャフトのクラン
クに嵌着され前記シリンダ内を偏心回転するローラと、
このローラの回転にともなってシリンダ内を吸込室と圧
縮室とに仕切るペー／と、前記シリンダを前記フノ−ム
の反対側から密閉する端板とを組立ててなる圧縮要素と
を収納し、前記クランクシャフトを水平方向に配設する
横形ロータリ式圧縮機の組立方法において、当該横形ロ
ータリ式圧縮機の運転時に、上記モータのステータ内径
の軸方向の磁気中心位置が、ロータ外径の軸方向の磁気
中心位置よシも前記フレームから遠い位置となるように
予め位置を定めて前記ステータおよび前記圧縮要素を上
記密閉容器内に組立て、圧縮要素が下、ステータが上と
なるように上記密閉容器を直立させ、前記圧縮要素の端
板の端面にクランクの端面を当接させた状態で、前記ク
ランクシャフトを前記ロータにキーを介して装着し、そ
のクランクシャフト先端からスリーブを嵌め込んで、当
該スリーブが前記ロータの端面に当接する位置に当該ス
リーブを嵌着して組立てたのち、前記クランクシャフト
が水平方向になるように上記密閉容器を横向きに戻す方
法である。

なお、本発明を開発し九考え方を付記すると、次のとお
りである。

一般に、ロータとステータの磁気中心をずらすと、ロー
タに磁気推力が発生する。

横形ロータリ式圧縮機では、縦形の圧縮機と違ってロー
タやシャフトの自重が作用しないので磁気中心をずらす
位置により磁気推力の方向を、圧縮要素のフレーム側、
反フレーム側いずれの方向にも設定することが可能であ
る。

この特徴を生かし、磁気推力が常に反フレーム側に作用
するように圧縮機を構成すれば、ロータとシャフトの固
定は、反フレーム側のみ別部材のスリーブをシャフトに
焼ばめしてストッパとすればよく、この簡単な組立方法
で圧縮機は安定した運転が可能であることを見出だした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図および第２図を参照
して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る横形ロータリ式圧縮
機の運転時の状態を示す縦断面図、第２図は、第１図の
圧縮機の組立方法を示す縦断面図である。

本実施例の横形ロータリ式圧縮機（以下単に圧縮機とい
う）は、密閉容器１内にモータ２と圧縮要素７とを左右
、横位置に収納したもので、モータ２と圧縮要素７を直
結するシャフト、すなわちクランクシャフト８は水平方
向に配置されており、密閉容器１の下部には冷凍機油１
６が貯溜されているものである。

その詳細は、第１図に示すように、モータ２は、密閉容
器１に固定されたステータ３と、フエライ上磁石４ａ、
コア４ｂなどを具備したロータ４とからなるもので、ブ
ラフレス直流モータである。

圧縮要素７は、前記ロータ４に直結するクランクシャフ
ト８と、このクランクシャフト８を支持するベアリング
９ａを具備したフＶ−ム９と、このフレーム９の端面に
固定されたシリンダ１０と、前記クランクシャフト８の
クランク８ａｌＣ嵌着され前記シリンダ１０の内周に沿
って偏心回転するローラ１２と、このローラ１２の外周
に当接するようにばね１５により支持され、ローラ１２
の回転てともなって往復運動をすることによりシリンダ
１０内を吸込室（図示せず）と圧縮室（図示せず）に仕
切るベーン１４と、前記シリンダ１ｏを前記フレーム９
の反対側から密閉する。ベアリング１１ａを具備した端
板１１と、この端板１１を覆うカバー１３とから構成さ
れている。

クランクシャフト８のクランク８ａの端面８ｂハ、フレ
ーム９の端面と摺動し、次に述べるロータに作用する磁
気推力１８を支持するスラスト受けの機能を備えている
。

ステータ６の内径の磁気中心６ａは、第１図に示すよう
に、ステータ６の軸方同長さｔ、の約１／２であり、同
様に、ロータ４の外径の磁気中心４ｄは、ロータ４の軸
方向長さｔ２の約１／２の位置である。

本実施例では、圧縮機の運転時に１磁気推力１８が第１
図の矢印方向に作用するように、ステータ５の内径の軸
方向の磁気中心位ｄ３ａが、ロータ４の外径の軸方向の
磁気中心位置４ｄよりも、フＶ−ム９から　だけ遠い位
置となるように、ロータ４をクランクシャフト８に固定
している。

第１図は、本実施例の圧縮機が運転中の状態を示してい
るが、第１図に示すように磁気推力１８がフレーム９の
反対方向に作動するので、クランク８ａの端面８ｂはフ
レーム９の端面に接して摺動する。したがって、クラン
ク８ａの軸方向長さとシリンダ１０の軸方向長さとの差
Ｘは、図のようにクランク８ａと端板１１との間隔Ｘと
して表われる。そして、この間隔Ｘが、ロータ４とフレ
ーム９に具備されたベアリング９ａの端面との関＠Ｘと
等しくなるようにクランクシャフト８を位置決めして、
当該クランクシャフト８の先端に円筒状のスリーブ６を
設け、スリーブ６がロータ４の端面に当接するように焼
ばめして固定している。

また、ロータ４とフレーム９のベアリング９ａ、　　　
′端“と０間隔０間′・′り′“７）８内′°゛　　　
設けた油道の油孔８ｄが開口するように、油孔８ｄが穿
設されている。

ここで、８２図を参照して、本実施例の圧縮機の組立方
法を説明する。

まず、圧縮機の運転時に、モータ２のステータ６内径の
軸方向の磁気中心位置６ａが、ロータ４外径の軸方向の
磁気中心位１ｔ４ｄよシもフレーム９から遠い位置とな
るように予め位置を定めて、前記ステータ６および圧縮
要素７を密閉容器１内に組立て、その圧縮要素７が下、
ステータ６が上となるように密閉容器１を直立させる。

この状態で、圧縮要素７の端板１１の端面にクランク８
ａの端面を当接させる。すなわち、クランクシャフト８
は、クランク８ａの軸方向の長さとシリンダ１０の軸方
向の長さとの差Ｘが、第２図に示すように、フレーム９
とクランク８ａとの間に形成されるように自重で落下さ
せる。

この状態で、ロータ４をクランクシャフト８に挿入し、
クランクシャフト８に設けたキー溝８ｃと、ロータ４の
コア４ｂに設けたキー溝４ｃとの位置を合わせ、キー５
を挿入する。次いで、円筒状のスリーブ６をクランクシ
ャフト８の先端から嵌めこんで、当該スリーブ６が前記
コア４ｂの端面に当接する位置に焼ばめを行う。

このように組立てた圧縮機を第１図に示す横置形に据付
けて組立作業が完了する。

次に、本実施例の圧縮機の動作を第１図を参照して説明
する。

前述したように、圧縮機の運転時には、矢印に示す磁気
推力１８により、ロータ４は反フレーム９側に力を与え
られ、前記スリーブ６をストッパとして、クランクシャ
フト８に矢印方向の推力を与えるため、クランク８ａの
端面８ｂとフレーム９の端面が摺動し、ロータ４はクラ
ンクシャフト８に安定した回転力を伝達することができ
る。このとき、ロータ４のコア４ｂとフレーム９のベア
リング９ａ端面との距離Ｘは、クランク８ａの端面と端
板１１の端面との距離Ｘと等しくなる。

また、上記ロータ４のコア４ｂとフレーム９のベアリン
グ９ａ端面との間隙Ｘの位置に、クランクシャフト８の
油孔８ｄを設けであるので、摺動部を潤滑したのちの油
とガスを円滑に排出でき、６をクランクシャフト８に焼
ばめるのみで、フェライト磁石を具備したロータ４をク
ラ７クシヤフト８に取り付けることができ、圧縮機組立
時に、ロータ４のフェライト磁石に無理な力や、熱応力
が作用することを皆無にできるので、圧縮機の信頼性を
高めることの可能な、横形ロータリ式圧縮機およびその
組立方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る横形ロータリ式圧縮
機の運転時の状態を示す縦断面図、第２図は、第１図の
圧縮機の組立方法を示す縦断面図である。 １・・・密閉容器、２・・・モータ、６・・・ステータ
、４・・・ロータ、４ａ・・・フェライト磁石、４　ｂ
””ア、４Ｃ・・・キー溝、３ａ、４ｃｉ・・・磁気中
心、５・・・キー、６・・・スリーブ、７・・・圧縮要
素、８・・・クランクシャフト、８ａ・・・クランク、
８ｂ・・・ｉ面、ａｃ・・・キー溝、８ｄ・・・油孔、
９・・・フレーム、９ａ・・・ベアリング、１０・・・
シリンダ、１１・・・端板、１１ａ・・・ベアリング、
１２・・・ローラ、１４・・・ベーン、１５・・・ばね
、１６・・・冷凍機油。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内に、フェライト磁石を具備したロータと
   、ステータとからなるモータと、前記ロータに直結する
   クランクシャフトと、このクランクシャフトを支持する
   ベアリングを具備したフレームと、このフレームの端面
   に固定されたシリンダと、前記クランクシャフトのクラ
   ンクに嵌着され前記シリンダ内を偏心回転するローラと
   、このローラの回転にともなってシリンダ内を吸込室と
   圧縮室とに仕切るベーンと、前記シリンダを前記フレー
   ムの反対側から密閉する端板とからなる圧縮要素とを収
   納し、前記クランクシャフトを水平方向に配設してなる
   横形ロータリ式圧縮機において、当該横形ロータリ式圧
   縮機の運転時に、上記モータのステータ内径の軸方向の
   磁気中心位置が、ロータ外径の軸方向の磁気中心位置よ
   りも前記フレームから遠い位置となるように構成すると
   ともに、前記クランクの軸方向長さと前記シリンダの軸
   方向長さとの差が、前記ロータと前記フレームに具備さ
   れたベアリング端面との間隔に等しくなるべき位置に前
   記クランクシャフトの位置を定めてロータを嵌着し、前
   記クランクシャフト先端に設けるスリーブが、前記ロー
   タの端面に当接するように当該スリーブを嵌着したこと
   を特徴とする横形ロータリ式圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、当該横
   形ロータリ式圧縮機の運転時に、クランクの端面はフレ
   ームの端面と摺動するように構成したものである横形ロ
   ータリ式圧縮機。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ロータ
   とフレームに具備されたベアリング端面との間隔の間に
   、クランクシャフト内に設けた油道の油孔が開口するよ
   うに、油孔を穿設したものである横形ロータリ式圧縮機
   。 ４、密閉容器内に、フェライト磁石を具備したロータと
   、ステータとからなるモータと、前記ロータに直結する
   クランクシャフトと、このクランクシャフトを支持する
   ベアリングを具備したフレームと、このフレームの端面
   に固定されたシリンダと、前記クランクシャフトのクラ
   ンクに嵌着され前記シリンダ内を偏心回転するローラと
   、このローラの回転にともなってシリンダ内を吸込室と
   圧縮室とに仕切るベーンと、前記シリンダを前記フレー
   ムの反対側から密閉する端板とを組立ててなる圧縮要素
   とを収納し、前記クランクシャフトを水平方向に配設す
   る横形ロータリ式圧縮機の組立方法において、当該横形
   ロータリ式圧縮機の運転時に、上記モータのステータ内
   径の軸方向の磁気中心位置が、ロータ外径の軸方向の磁
   気中心位置よりも前記フレームから遠い位置となるよう
   に予め位置を定めて前記ステータおよび前記圧縮要素を
   上記密閉容器内に組立て、圧縮要素が下、ステータが上
   となるように上記密閉容器を直立させ、前記圧縮要素の
   端板の端面にクランクの端面を当接させた状態で、前記
   クランクシャフトを前記ロータにキーを介して装着し、
   そのクランクシャフト先端からスリーブを嵌め込んで、
   当該スリーブが前記ロータの端面に当接する位置に当該
   スリーブを嵌着して組立てたのち、前記クランクシャフ
   トが水平方向になるように上記密閉容器を横向きに戻す
   ことを特徴とする横形ロータリ式圧縮機の組立方法。