JPH11125189A

JPH11125189A - 流体圧縮機

Info

Publication number: JPH11125189A
Application number: JP29106397A
Authority: JP
Inventors: Masao Ozu; 政雄小津
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、電動機部と圧縮機構部との端部相互
をラップさせて全体の長さを短縮し、よって小型化が得
られ、組立て性の向上を図るようにした流体圧縮機を提
供する。【解決手段】シリンダ５と、このシリンダ内に配置され
たローラ１０と、このローラとシリンダとの間に介在さ
れた螺旋状のブレード１２などを備えたヘリカルブレー
ド式の圧縮機構部３と、この圧縮機構部と回転軸２を介
して連結され、圧縮機構部のローラを回転駆動するロー
タ２３とステータ２４とからなる電動機部４とを具備
し、圧縮機構部を構成するシリンダは、その一端部が上
記ステータの内径部に挿嵌して支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカルブレード
式の圧縮機構部を備え、たとえば冷凍サイクル装置に用
いられて、被圧縮ガスとして冷媒ガスを圧縮する流体圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルブレード式圧縮機とも呼ばれる
流体圧縮機が提案されている。これは、密閉ケース内に
圧縮機構部を構成するシリンダが配置され、このシリン
ダ内にローラが偏心して配置され、公転運動もしくは自
転運動する。上記ローラ周面もしくはシリンダ内面には
螺旋状溝が設けられていて、ブレードが出入り自在に収
容される。

【０００３】上記シリンダとローラおよびブレード相互
間に複数の圧縮室が形成され、冷媒ガスは上記圧縮室の
一端側に吸込まれ、他端側に徐々に移送されながら圧縮
されるようになっている。

【０００４】この種の圧縮機によれば、従来のレシプロ
式やロータリ式の圧縮機におけるシール性不良などを除
去でき、比較的簡単な構成によりシ―ル性を向上させて
効率の良い圧縮が可能であるとともに、部品の製造およ
び組立が容易となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ヘリカ
ルブレード式の圧縮機構部は、回転軸を介して電動機部
に連結されており、電動機部が回転軸を回転駆動するこ
とにより圧縮機構部は上述の作用をなす。

【０００６】すなわち、この種の圧縮機は、レシプロ式
やロータリ式の圧縮機と同様、回転軸を介して圧縮機構
部と電動機部が直列的に連結されているので、これらを
収容する密閉ケースの全長が長くなる。

【０００７】縦型のものであれば高さが高く、横置き型
のものであれば必要な配置スペースが大きくなって、こ
の圧縮機と接続する配管部品の組立て性が損なわれ、ユ
ニットの大型化を招いてしまう。

【０００８】本発明は上記事情にもとづいてなされたも
のであり、その目的とするところは、電動機部と圧縮機
構部との端部相互をラップさせて全体の長さを短縮し、
よって小型化が得られ、組立て性の向上を図るようにし
た流体圧縮機を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の流体圧縮機は、請求項１として、シリンダと、
このシリンダ内に配置された回転体と、この回転体とシ
リンダとの間に介在された螺旋状のブレードなどを備え
たヘリカルブレード式の圧縮機構部と、この圧縮機構部
と回転軸を介して連結され、圧縮機構部の回転体を回転
駆動するロータとステータとからなる電動機部とを具備
した流体圧縮機において、上記圧縮機構部の一端部は、
上記電動機部を構成する上記ステータの内径部に挿嵌し
て支持されることを特徴とする。

【００１０】請求項２として、請求項１記載の流体圧縮
機において、上記圧縮機構部の一端部が上記ステータの
内径部に挿嵌して支持されることを特徴とする。請求項
３として、請求項２記載の流体圧縮機において、上記圧
縮機構部は、上記回転軸を枢支する主軸受を備え、この
主軸受の外径は上記シリンダの内径と同一として、シリ
ンダ内に主軸受が配置されるとともに、主軸受側のシリ
ンダの一端部が上記ステータの内径部に挿嵌して支持さ
れることを特徴とする。

【００１１】請求項４として、請求項２もしくは請求項
３記載の流体圧縮機において上記圧縮機構部とステータ
のコイルエンド部との間に、絶縁手段が介設されること
を特徴とする。

【００１２】請求項５として、請求項４記載の流体圧縮
機において、上記絶縁手段は、シリンダの外周面に貼着
された絶縁フィルムであることを特徴とする。請求項６
として、請求項２記載の流体圧縮機において上記電動機
部を構成するロータは、ステータに対して反圧縮機構部
側へ軸方向に位置をずらせて設けられ、この位置ずれし
た部位に圧縮機構部一端が挿入されることを特徴とす
る。

【００１３】請求項７として、請求項１もしくは請求項
２記載の流体圧縮機において、上記回転軸は上記主軸受
とともに副軸受で枢支され、上記回転軸はこの副軸受よ
りも突出して枢支され、この回転軸の突出部にバランス
ウエイトが設けられることを特徴とする。

【００１４】請求項８として、請求項２記載の流体圧縮
機において、上記圧縮機構部のステータ内径部周面に支
持される部分は非磁性体からなることを特徴とする。請
求項９として、請求項２記載の流体圧縮機において、上
記圧縮機構部のステータ内径部周面に支持される部分は
非導電体からなることを特徴とする。

【００１５】請求項１０として、請求項２記載の流体圧
縮機において、上記圧縮機構部は、上記回転軸を枢支す
る主軸受を備え、この主軸受は上記シリンダ内に挿入さ
れるフランジ部と、シリンダから突出してステータ内径
部周面に支持される取付け部とからなることを特徴とす
る。

【００１６】請求項１１として、請求項１０記載の流体
圧縮機において、上記主軸受のフランジ部には端板が設
けられ、この端板がステータ内径部周面に支持されるこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項１２として、請求項２もしくは請求
項３記載の流体圧縮機において、上記ステータは、その
内径部周面が段状に切欠され、この段部に上記圧縮機構
部一端が支持されることを特徴とする。

【００１８】請求項１３として、請求項１記載の流体圧
縮機おいて、上記電動機部を構成するロータは、その両
端部に設けられるエンドリングの厚さが互いに非対称に
形成され、圧縮機構部側のエンドリングの厚さは反圧縮
機構部側のエンドリングの厚さよりも低く形成されるこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項１４として、請求項２，請求項３も
しくは請求項７記載の流体圧縮機において、上記ステー
タの反圧縮機構部側の端部に、ガス孔を有する半密閉カ
バーが設けられることを特徴とする。

【００２０】請求項１５として、請求項２，請求項３も
しくは請求項１０記載の流体圧縮機において、上記圧縮
機構部と電動機部は密閉ケース内に収容され、かつ圧縮
機構部の他端側は密閉ケース底面で支持されることを特
徴とする。このような課題を解決する手段を備えること
により、電動機部と圧縮機構部とがラップ状態になっ
て、全長が短縮化して、小型化を得る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面にもとづいて説明する。図１に示すように、流体圧縮
機Ａは、上面部に吐出側冷媒管Ｐａが、かつ側面部に吸
込み側冷媒管Ｐｂが接続される。この吐出側冷媒管Ｐａ
から吸込側冷媒管Ｐｂに亘って、凝縮器Ｂ、減圧機構を
なす膨張弁Ｃ、蒸発器Ｄが順次連通され、これらでたと
えば空気調和機の冷凍サイクルが構成される。

【００２２】上記流体圧縮機Ａは、いわゆるヘリカルブ
レード式圧縮機と呼ばれる構成をなしていて、この圧縮
機Ａは、密閉ケース１内に、回転軸２を介して連結され
るヘリカルブレード式の圧縮機構部３と電動機部４が収
容される。

【００２３】上記圧縮機構部３は、両側端が開口する薄
肉の中空筒体であるシリンダ５を備えている。シリンダ
５の外周面にはフランジ６が固着されていて、このフラ
ンジ６はまた上記密閉ケース１内周部に固着されている
ところから、シリンダ５はフランジ６を介して密閉ケー
ス１に支持されることになる。

【００２４】実際には、上記フランジ６外径は密閉ケー
ス１内径とは若干の寸法差があり、図示しない治具でフ
ランジ６を仮保持した状態で、密閉ケース１外部からレ
ーザ溶接手段によって固着されるものである。

【００２５】フランジ６の所定部位には、後述する潤滑
油の油戻り用孔６ａが設けられる。また、フランジ６か
ら上部へ突出するシリンダ５の外周面には絶縁手段であ
る絶縁フィルム７が貼着され、その部分は全面に亘って
覆われる。

【００２６】シリンダ６内の上端部に主軸受８のフラン
ジ部８ａが挿着される。この主軸受８はフランジ部８ａ
と、このフランジ部８ａよりも小径の軸受部８ｂとが一
体に連設されていて、それぞれ上記回転軸２を回転自在
に枢支している。

【００２７】シリンダ５内の下端部に副軸受９のフラン
ジ部９ａが挿着される。この副軸受９はフランジ部９ａ
と、このフランジ部９ａよりも小径の軸受部９ｂとが一
体に連設されていて、それぞれ回転軸２の端部を回転自
在に枢支している。

【００２８】これら主軸受８と副軸受９との間のシリン
ダ５内で、かつ回転軸２周囲に、回転体であるローラ１
０が介在される。このローラ１０の上部側から下部側に
向かってかかるスラスト力を、ローラ１０下端面を副軸
受フランジ部９ａ上面が受けている。

【００２９】上記ローラ１０外径とシリンダ５内径とは
所定の寸法差を有しており、この寸法差分だけ偏心した
クランク部２ａが回転軸２の中途部に一体に設けられ
る。すなわち、クランク部２ａは上記ローラ１０に設け
られる内腔枢支部１０ａに挿入され、ローラ１０の外周
壁一部はシリンダ２の内周壁一部に軸方向に沿って転接
するように寸法設定されている。

【００３０】上記ローラ１０は、内腔枢支部１０ａの上
部と下部とが凹陥形成されていて、上部側の凹陥部１０
ｂに主軸受８の軸受部８ｂが挿入され、下部側の凹陥部
１０ｃには副軸受９の軸受部９ｂが挿入される。

【００３１】また、ローラ１０の外周面には副軸受９取
付け側端部から主軸受８取付け側端部へ徐々にピッチが
小となるよう形成される螺旋状の溝１１が設けられる。
この螺旋状の溝１１内に出入り自在に螺旋状のブレ−ド
１２が巻装される。

【００３２】上記ブレード１２は、フッ素樹脂材から形
成され、その内径寸法はローラ１０の外径寸法よりも大
に形成される。すなわち、ブレード１２は強制的に直径
を縮小した状態で螺旋状溝１１に嵌め込まれており、そ
の結果、ローラ１０ごとシリンダ５内に組み込まれた状
態でブレード１２の外周面が常にシリンダ５内周壁に弾
性的に当接するよう膨出変形している。

【００３３】上記回転軸２が回転するとクランク部２ａ
が偏心回転をなし、かつこのクランク部２ａの外周面に
枢支されるローラ１０が偏心移動である公転運動をな
す。この公転運動にともなって、ローラ１０外周壁のシ
リンダ５内周壁に対する転接部位は、シリンダ５の周方
向に沿って漸次移動する。

【００３４】ローラ１０が公転運動してシリンダ５に対
する転接位置が移動すると、転接部位が接近するのにと
もなってブレード１２は螺旋状溝内に没入し、転接位置
でブレード１２外周面はローラ１０外周面と完全に同一
になる。

【００３５】逆に、転接部位が通過すれば、ここからの
距離に応じてブレード１２は螺旋状溝１１から突出し、
転接部位とは軸芯を介して１８０°対向する部位で、ブ
レード１２の突出長さが最大になる。この後は、再び転
接部位に接近していくので上述の作用を繰り返す。

【００３６】上記シリンダ５とローラ１０を径方向に沿
って断面してみると、シリンダ５に対してローラ１０が
偏心して収容され、かつローラ１０の周面一部がシリン
ダ５に転接状態にあるところから、これらシリンダ５と
ローラ１０との間に三ケ月状の空間部が形成される。

【００３７】この空間部を軸方向に沿ってみると、螺旋
状溝１１にブレード１２が巻装されて、ローラ１０外周
面がシリンダ５内周壁に転接しているところから、ロー
ラ１０とシリンダ５との間はブレード１２によって複数
の空間部に仕切られる。

【００３８】これら複数に仕切られた空間部を圧縮室１
３と呼ぶ。上記螺旋状溝１１の設定から、各圧縮室１３
の容積は副軸受９側端部から主軸受８側端部に亘って、
徐々に容積が小となる。

【００３９】そして、上記吸込み側冷媒管Ｐｂは密閉ケ
ース１を貫通し、かつシリンダ５下部に設けられる吸込
み用孔１４にその端部が取付けられて、開口端が最下部
の圧縮室１３に臨ませられる。

【００４０】この吸込側冷媒管Ｐｂの位置と螺旋状溝１
１のピッチの設定から、最下部の圧縮室１３が吸込み部
ｅとなり、最上部の圧縮室１３が吐出部ｆとなる。吐出
部ｆと密閉ケース１内部とは、上記主軸受８のフランジ
部８ａに設けられ、その上面が開口する凹陥部１５と、
この凹陥部１５底面とフランジ部８ａ下面とに貫通する
ガス吐出孔１６で連通される。

【００４１】凹陥部１５とガス吐出孔１６にはまた、ロ
ーラ１０の端面に突設されるローラ自転止め部材１７が
挿入される。このローラ自転止め部材１７の存在によ
り、ローラ１０は公転運動のみをなし、自転運動を規制
するようになっている。

【００４２】ローラ１０の下部側凹陥部１０ｃ周面に沿
って一条の凹溝１８が設けられ、ここにシールリング１
９が挿入される。このシールリング１９は、高圧側にあ
るローラ１０内径の圧力と、低圧側であるシリンダ吸込
み用孔１４とをシールして、ガスリークを防止する機能
を有する。

【００４３】回転軸２の下端部は上記副軸受フランジ部
９ａから下方に突出しており、ここに第１のバランスウ
エイト２０が嵌着される。そしてさらに、このバランス
エイト２０と回転軸２下端部は、シリンダ５下端部に取
付けられるスラスト板２１によって覆われる。すなわ
ち、スラスト板２１はシリンダ５下端開口を閉塞してい
る。

【００４４】一方、密閉ケース１の内底部には、潤滑油
を集溜する油溜り部２２が形成される。この油溜り部２
２の潤滑油中に圧縮機構部３の一部が浸漬される。上記
スラスト板２１は、第１のバランスウエイト２０の取付
け密閉空間への潤滑油の侵入を阻止している。

【００４５】そして、回転軸２には油溜り部２２の潤滑
油を、回転軸２と副軸受９、クランク部２ａとローラ内
腔枢支部１０ａ、回転軸２と主軸受８、ローラ１０とシ
リンダ５、およびブレード１２と螺旋状溝１１などの各
摺動部に案内する、図示しない給油通路が設けられる。

【００４６】このようなヘリカルブレード式圧縮機構部
３に対して上記電動機部４は、回転軸２に嵌着されるロ
ータ２３と、このロータ２３周面と所定の間隙を存して
位置し密閉ケース１に嵌着されるステータ２４とから構
成される。

【００４７】上記ロータ２３とステータ２４とも軸方向
長さは同一ではあるが、ここではステータ２４に対して
ロータ２３は上部側に位置をずらせて取付けられる。す
なわち、ロータ２３は反圧縮機構部３側に突出してい
る。

【００４８】上記ロータ２３には軸方向に沿って複数の
ガス案内孔２５が貫通して設けられる。これらガス案内
孔２５と所定間隔を存して対向するよう、ロータ２３の
上端部にディスク２６が設けられる。

【００４９】ロータ２３の上端面に第２のバランスウエ
イト２７が載設される。この第２のバランスウエイト２
７は、回転軸２の下端部に設けられる第１のバランスウ
エイト２０とともにローラ１０の不釣合質量を打ち消す
ようになっている。

【００５０】上記ステータ２４の外周面には、この軸方
向に沿って複数の油戻り用切欠き２８が設けられてい
て、密閉ケース１内周壁との間に間隙を形成している。
上記ステータ２４の内径部下端に、上記圧縮機構部３の
一端部が挿入される。すなわち、圧縮機構部３を構成す
るシリンダ５の上端部は、コイルエンド２４ａを介して
ステータ２４自体の内径部周面に挿嵌される。なお説明
すれば、上記ロータ２３がステータ２４に対して上部側
に位置ずれして配置されているので、この空白部分にシ
リンダ５が挿嵌されることになる。

【００５１】そして、シリンダ５とともに、フランジ６
取付け部から上部側の圧縮機構部３構成部品はステータ
コイルエンド２４ａ内に挿入されるが、シリンダ５上部
外周面に貼着される絶縁フィルム７は、ステータ２４と
ステータコイル２４ａの圧縮機構部３に対する電気的絶
縁をなす。

【００５２】このようにして構成されるヘリカルブレー
ド式の流体圧縮機であり、電動機部４に通電してロータ
２３とともに回転軸２を一体に回転駆動する。回転軸２
の回転力は、クランク部２ａを介してローラ１０に伝達
され、ローラ自転止め部材１７によりローラ１０は公転
運動をなす。

【００５３】ローラ１０の公転運動にともなって、ロー
ラ１０のシリンダ５内周面に対する転接位置が周方向に
漸次移動し、ブレ−ド１２は螺旋状溝１１に対して出入
りする。すなわち、ブレード１２はローラ１０の径方向
に突没移動する。

【００５４】これら一連の作動により吸込み側冷媒管Ｐ
ｂから低圧の冷媒ガスが吸込まれ、シリンダ５内の吸込
み部ｅである下部側圧縮室１３に直接導かれる。ブレー
ド１２が螺旋状に形成されるところから、ローラ１０の
公転運動にともなって上部方向の圧縮室１３に順次移送
される。

【００５５】上記ブレード１２のピッチ形状から圧縮室
１３の容積は下部側から上部側に亘って順次縮小される
ので、冷媒ガスは各圧縮室１３を順次移送される間に圧
縮され、最も上部側の圧縮室１３において所定圧まで上
昇し高圧化する。

【００５６】吐出部ｆである圧縮室１３から高圧ガスが
吐出され、主軸受８に設けられるガス吐出孔１６から密
閉ケース１内へ吐出され、さらにロータ２３に設けられ
るガス案内孔２５を流通し、一旦ディスク２６に衝突し
て高圧ガスに含まれる潤滑油分の分離がなされる。

【００５７】特に、ガス案内孔２５を回転するロータ２
３に設けたので、高圧ガスとここに含まれる潤滑油分を
加速してディスク２６に衝突させることができる。した
がって、ディスク２６は質量の大きい油分を確実に分離
する。しかも、吐出側冷媒管Ｐａをディスク２６の直上
部に取付けたので、冷媒管Ｐａへの油分の吸込みを確実
に阻止する。

【００５８】ディスク２６で分離された潤滑油分は、ス
テータ２４に設けられる油戻り用切欠き２８を介して密
閉ケース１底部の油溜り部に戻される。高圧ガスは吐出
側冷媒管Ｐａから吐出されて凝縮器Ｂへ導びかれ、さら
に膨張弁Ｃと蒸発器Ｄを介して再び圧縮機Ａに吸込まれ
る周知の冷凍サイクルが構成される。

【００５９】このように、圧縮機構部３を構成するシリ
ンダ５と絶縁フィルム７の一部は電動機部４を構成する
ステータ２４内に介挿され、さらにシリンダ５の一部
と、この上端部に設けられる主軸受８と、ローラ１０お
よびブレード１２の一部と、絶縁フィルム７は全て、電
動機部４を構成するステータコイルエンド２４ａ内に挿
入される。

【００６０】すなわち、回転軸２を介して連結される圧
縮機構部３と電動機構部４とは、回転軸２に沿ってラッ
プした状態に組立てられているので、従来の流体圧縮機
のように、単純に圧縮機構部と電動機構部とが回転軸の
軸方向に沿って直列的に配置されるものと比較して、軸
方向長さが短縮化され、これらを収容する密閉ケース１
の小型化を得られる。圧縮機Ａを収容する空気調和機ユ
ニットの小型化につながり、ユニットの配置スペースの
縮小化に寄与することとなる。

【００６１】そして、シリンダ５とステータ２４内径の
同芯度を精度よく確保できるとともに、シリンダ５と主
軸受８，副軸受９および回転軸２を介してステータ２４
とロータ２３との同芯度を精度よく確保できる利点があ
る。

【００６２】上記シリンダ５がステータ２４内径部をガ
イドすることとなり、ステータ２４の上記ロータ２３に
対するエアーギャップを均一となし、組立て精度の向上
を図れる。

【００６３】上記主軸受８と副軸受９の外径をシリンダ
５内径と同一に形成して、シリンダ内にこれら主軸受８
と副軸受９を配置したから、圧縮機構部３自体の全長の
短縮化を図れる。

【００６４】実際には、シリンダ５の周面からレーザ溶
接をなして上記主軸受８と副軸受９を固定するので、溶
接時の熱入力を必要最小限に抑えることができ、シリン
ダ５の変形を防止できる。

【００６５】換言すれば、薄肉シリンダ５であっても十
分な剛性を保持できるとともに、組み立てにあたってボ
ルトを不要化でき、シリンダ５と各軸受８，９の芯が容
易に一致して、組み立て作業性の容易化とコストの低減
につなげられる。

【００６６】上記シリンダ５の上端部をステータ２４内
径部に挿嵌したから、圧縮室１３から吐出される全ての
高圧ガスをガス吐出孔１６を介してロータ２３に設けら
れるガス案内孔２５に確実に導くことができる。

【００６７】このとき、ステータ２４内径部がロータカ
バーとなり、ステータ２４内径部と主軸受８とロータ２
３との間に所定の空間が形成され、この空間のマフラ効
果によって冷媒ガスの吐出によって発生する騒音を低減
させることができる。

【００６８】さらには、油溜り部２２の潤滑油に多量の
冷媒が混入することによって、油面高さがステータ２４
下端まで上昇するようなことがあっても、このロータカ
バー効果によりガス吐出孔１６からシリンダ５内への油
の吸込みを防止することができる。

【００６９】そして、シリンダ５には非導電体からなる
絶縁フィルム７が巻装され、圧縮機構部３と電動機部４
とが電気的に絶縁されているので、圧縮機構部３と電動
機部４とを可能な限り近接して配置することができる。

【００７０】上記シールリング２１は、若干のリークを
許容するよう組み立てられているから、ローラ１０内径
に滞留する潤滑油や、副軸受９から第１のバランスウエ
イト２０の取付け空間に漏れる潤滑油がローラ１０下端
面を経由して吸込み部ｅ側の圧縮室１３にリークする。

【００７１】したがって、この潤滑油はシリンダ５内の
ブレード１２やローラ１０外径とシリンダ５内径のクリ
アランス部のシールおよび潤滑をなし、シリンダ５内で
のガスリークと摩耗の防止を図れる。

【００７２】回転軸２の下端部を副軸受フランジ部９ａ
から下方に突出し、ここに第１のバランスウエイト２０
を嵌着したから、ローラ１０の偏心質量を打ち消すのに
より有効な手段となる。

【００７３】以下、上記実施の形態の変形例を図２以下
で説明するに、後述する部品以外は先に説明したものと
同一であるので、ここでは同番号を付して新たな説明は
省略する。

【００７４】図２に示すように、シリンダ５のステータ
２４で支持される部分を、たとえばステンレス材やアル
ミニウム材など非磁性体のリング３０に換えることによ
り、上記圧縮機構部３を電動機部４に介挿した際の、電
動機部４の電磁特性に対する悪影響を極力抑えることが
できる。

【００７５】図３に示すように、ステータ２４Ａは、そ
の下端部内径に沿って段部３１が形成され、ここに同様
の段部３２が形成されるシリンダ５Ｃを嵌合してもよ
い。この場合、ステータ２４Ａとシリンダ５Ｃのそれぞ
れの内径は同一に設定したあるので、ロータ２３とシリ
ンダ５Ｃとを接触させることなく、ロータ２３の位置を
ステータ２４Ａと正しく対向させることができ、電気特
性の低下を防止することができる。

【００７６】また、ステータ２４Ａとシリンダ５Ｃとの
段部３１，３２によって、シリンダ５Ｃのステータ２４
Ａへの挿入深さが一様に決定され、挿入精度および製造
性が向上する。

【００７７】図４で示す圧縮機Ａａは、図１で示す圧縮
機Ａが密閉ケース１内に高圧ガスが充満するケース内高
圧タイプであるのに対して、ここでは密閉ケース１内に
冷凍サイクルから導入された低圧ガスが充満するケース
内低圧タイプを示す。

【００７８】すなわち、蒸発器Ｄから導かれた冷媒ガス
は密閉ケース１上端部に接続される吸込み側冷媒管Ｐｂ
からケース１内のディスク２６とロータ２３の隙間か
ら、ロータ２３に設けられるガス案内孔２５に導かれ
る。

【００７９】そして、後述する主軸受８Ａに設けられる
ガス孔１６から、図１とは異なる構成のシリンダ５Ａに
形成される圧縮室１３に吸込まれ、順次移送されて圧縮
される。ローラ１０に設けられる螺旋状溝１１のピッチ
が上部側から下部側に徐々に小さくなるよう形成されて
いるので、圧縮室１３の圧縮容量も上部側から下部側に
亘って徐々に小さくなる。

【００８０】したがって、下部側の圧縮室１３から吐出
される時には所定の圧力まで上昇した状態となり、この
高圧ガスは密閉ケース１下部側面に設けられる吐出側冷
媒管Ｐａから凝縮器Ｂに吐出され冷凍サイクルを構成す
る。

【００８１】ここで、上記上記主軸受８は、シリンダ５
Ａ内に挿入されるフランジ部８ａおよび軸受部８ｂとシ
リンダ５Ａ上端縁から突出してステータ２４内径部に挿
嵌される取付け部８ｃからなる。

【００８２】したがって、ステータ２４内径部に剛性の
ある主軸受８を挿嵌させるため、シリンダ５Ａの挿嵌時
の変形を極力防止することができるとともに、軸受部８
ｂの回転軸２に対する枢支長さが延長され、回転軸２を
より精度よく枢支することができる。

【００８３】一方、シリンダ５Ａの下端部５ｂはそのま
ま下方に延出されて密閉ケース１底面に当接される。副
軸受９下面から回転軸２端部が突出し、この端部に第１
のバランスウエイト２０が嵌着される。したがって、バ
ランスウエイト２０はシリンダ５Ａと密閉ケース１およ
び副軸受９とで形成される密閉空間内に位置する。

【００８４】上記シリンダ５Ａの密閉ケース１底面に当
接する下端部は、密閉ケース１外部から全周溶接され
る。圧縮機構部３は、シリンダ５Ａ上端部を介してステ
ータ２４内径と、取付けフランジ６を介して密閉ケース
１と、上述のシリンダ５Ａ下端部を介して密閉ケース１
底面との３箇所で支持されることになり、調芯作業が容
易になる。

【００８５】このようなケース内低圧型の圧縮機である
と、シリンダ５Ａ内への液吸込み防止に有効である。す
なわち、ディスク２６の直上部に接続される吸込み側冷
媒管Ｐｂから導かれる冷媒に液分が含まれた場合、液冷
媒の質量が大きいので回転するディスク２６とロータ２
３との間を通り難い。

【００８６】その反面、質量が軽い乾いたガス分はロー
タ２３に設けられるガス案内孔２５を容易に流通してシ
リンダ５Ａ内の圧縮室１３に吸込まれる。ここで、いわ
ゆる液分離効果が確保され、シリンダ５Ａ内での液ハン
マリング現象が発生することがなく、信頼性の向上を得
られる。

【００８７】図５に示すように、主軸受８Ｂはシリンダ
５Ｂ内に挿入されるフランジ部８ｅと、このフランジ部
８ｅと一体に連設されフランジ部８ｅの周縁から突出す
る取付け部８ｆとから構成される。すなわち、ここでは
シリンダ５Ｂは主軸受８Ｂに嵌着され、主軸受８Ｂの取
付け部８ｆがステータ２４に挿嵌支持される。

【００８８】このように、主軸受８Ｂの取付け部８ｆが
ロータカバーとなって、取付け部８ｆの内側とロータ２
３との間に所定の空間が形成され、この空間にロータ２
３を通って吸込み冷媒が導かれるので、十分な吸込み量
を確保することができ、吸込み効率の向上による冷凍能
力と圧縮能力の向上を図ることができる。

【００８９】また、図５の構成をケース内高圧タイプの
ものに適用した場合には、取付け部８ｆがロータカバー
となり、主軸受８Ｂの取付け部８ｆの内側とロータ２３
との間に所定の空間が形成され、この空間のマフラ効果
によって冷媒ガスの吐出によって発生する騒音を低減さ
せる。

【００９０】さらには、油溜り部の潤滑油に多量の冷媒
が混入することによって、油面高さがステータ２４下端
まで上昇することがあっても、このロータカバー効果に
よりガス吸込み孔（ケース内高圧タイプとした場合は吐
出孔）からシリンダ５Ｂ内への油の吸込みを防止するこ
とができる。

【００９１】図６に示すように、電動機部４Ａとして、
ＡＣモータを用いる場合は、ロータ２３の上下両端面に
エンドリング３３ａ，３３ｂが形成される。ここでは、
上下のロータエンドリング３３ａ，３３ｂの厚さＨ1 ，
Ｈ2 を異ならせており、図示しない圧縮機構部に対向す
る下部側のエンドリング３３ｂを薄く（Ｈ1 ＞Ｈ2 ）し
て、ステータ２４への圧縮機構部の挿嵌スペースを十分
に確保し、その分上部側のロータエンドリング３３ａを
厚くする。

【００９２】図７に示すような、ケース内高圧タイプの
ヘリカルブレード式の圧縮機であってもよい。シリンダ
５の下端開口に嵌着される副軸受９Ａは、そのフランジ
部９ｃ側端部がシリンダ５開口端から突出して密閉ケー
ス１底部に支持される。この副軸受フランジ部９ｃは密
閉ケース１外面から施されるレーザ溶接手段によって密
閉ケース１に対して固着される。

【００９３】したがって、圧縮機構部３は副軸受９Ａを
介して密閉ケース１底部に支持されることになり、特
に、シリンダ５は副軸受９Ａによって密閉ケース１に対
する傾きの防止がなされる。

【００９４】上記副軸受９Ａの密閉ケース１当接側端面
は、周部を残して凹陥形成されていて、この凹陥部９ｄ
底面にスラスト板３５が取付けられるとともに、一般的
な容積式のオイルポンプ３６が設けられる。そして、シ
リンダ５下端部周面にはオイルパイプ３７が接続され、
シリンダ５と副軸受フランジ部９ｃ外周面から回転軸２
枢支側の内周面に亘って設けられる油案内孔３８に連通
される。

【００９５】また、ステータ２４の上端面にはロータカ
バー３９が取付けられる。このロータカバー３９はロー
タ２３の上端面と所定間隔を存して閉塞する椀型をな
し、その周面にガス抜き孔４０が設けられるところから
半密閉カバーをなす。

【００９６】このような構成であると、Ｖ面を据付け面
とし、かつ吐出側冷媒管Ｐａを上部にした、いわゆる縦
型の圧縮機として用いることのほか、Ｈ面を据付け面と
し、吸込み側冷媒管Ｐｂを上部にした、いわゆる横置き
型の圧縮機としても用いることができる。

【００９７】すなわち、縦型と横置き型のいずれにおい
ても、低圧のガスは吸込み側冷媒管Ｐｂから吸込まれて
圧縮室１３で所定圧まで圧縮されたところで、主軸受８
のガス吐出孔１６から吐出される。

【００９８】そして、ロータ２３に設けられるガス案内
孔２５ａを介してロータ２３上端部に導出され、ロータ
カバー３９のガス抜き孔４０から密閉ケース１上端部空
間に出て、吐出側冷媒管Ｐａに導かれることとなる。

【００９９】一方、この圧縮機を横置き型にすると、オ
イルパイプ３７側が密閉ケース１内底部となって油溜り
部２２が形成され、このオイルパイプ３７とステータ２
４一部が潤滑油に浸漬される。回転軸２の回転にともな
ってオイルポンプ３６が作用し、オイルパイプ３７から
潤滑油を吸込み、回転軸２の周面に形成される図示しな
い給油通路に給油する。この給油構成は縦型の場合でも
同様である。

【０１００】特に横置き型とした場合に問題は、ロータ
２３の回転にともなう潤滑油の油面との干渉である。す
なわち、圧縮機の起動時などにおいて冷媒の液バック現
象の発生があると、その液冷媒の影響で油面が上昇して
ロータ２３一部が浸漬され、この回転にともなって大量
の潤滑油吐出を招く恐れがある。

【０１０１】しかるに同図の構成では、圧縮機構部３を
ステータ２４内径に直接固定したことと、ロータカバー
３９をステータ２４上端部に設けて、ロータ２３上端面
を閉塞したことで、ロータ２３の油面との干渉を防止で
き、潤滑油吐出がない。

【０１０２】また、上記ロータ２３は、図１のガス案内
孔２５の直径と比較して大きな直径のガス案内孔２５ａ
を備えるとともに、このガス案内孔２５ａは回転軸２の
ローラ１０が取付けられる偏心部と径方向で同じ方向に
設けられている。

【０１０３】このガス案内孔２５ａの径方向の反対側の
部位ではロータ２３の質量が大きくなるので、実質的に
回転軸２の偏心部に対してバランスウエイトを備えたこ
とと同様である。

【０１０４】すなわち、ロータ２３に別途バランスウエ
イト（部品）を備える必要がなく、それ自体で上記ロー
ラ１０下端の凹陥部１０ａに位置する第１のバランスウ
エイト２０とともにローラ１０の偏心質量を打ち消す効
果を有する。

【０１０５】つぎに、このようにして構成される圧縮機
の組立て工程について説明する。図８に示すように、予
めロータ２３と回転軸２とは、たとえば焼き嵌めなどの
手段により一体化されている。このロータ２３の下部に
ギャップゲージ４０が取付けられ、治具４１で支持され
たステータ２４内径に挿入されたあと、反対側のステー
タ２４端部に圧縮機構部３が挿入される。ギャップゲー
ジ４０の厚さはロータ２３外径とステータ２４内径との
間の隙間、いわゆるエアーギャップとほぼ等しい。

【０１０６】上記密閉ケース１内径はステータ２４外径
よりも若干直径が小さく形成されて製造されるが、この
ときは少なくとも周部が加熱されて直径が拡大してい
る。そして密閉ケース１はステータ２４外径に嵌め込ま
れ、いわゆる焼き嵌めがなされる。

【０１０７】所定時間放置すると密閉ケース１温度が低
下して、ステータ２４は密閉ケース１に取付け固定され
る。この状態で、先に説明した副軸受９は密閉ケース１
端面に当接状態にあるので、この当接部位に対してレー
ザ溶接をなす。

【０１０８】つぎに、この一体組立てを治具４１から外
してギャップゲージ４０を抜き取る。そのあと配管の密
閉ケース１への挿入と接合、および密閉ケース上部ケー
スの取り付けをなして組立て作業が終了する。

【０１０９】なお、密閉ケース１のステータ２４焼き嵌
めが完了したあと室温に放置するので冷却され、密閉ケ
ース１の締め付け力でステータ２４内径が縮小する。特
に、ステータ２４両端面は剛性が弱いのでその縮み量が
大きく、密閉ケース１内径が１００mmの場合でステータ
内径が０．０５〜０．１５mm程度縮小することが知られ
ている。

【０１１０】この特性により、圧縮機構部３がステータ
２４内径で固定された状態、いわゆる止りバメになり、
熱変形の影響が心配される溶接などの手段を用いなくと
も圧縮機構部３とステータ４とを容易に固定することが
できる。

【０１１１】また、このときロータ２３の反対側におい
てギャップゲージ４０が電動機部４のエアーギャップに
挿入されているので、ロータ２３外径とステータ２４内
径とは調芯されたままとなる。

【０１１２】また、圧縮機構部３の密閉ケース１側の固
定は、焼き嵌め箇所から離間して、焼き嵌めによるケー
ス内径の変化をほとんど受けない底部で、しかも、その
縮小が終了あとに固定するので、ケース精度および焼き
嵌めによる変化の影響を受け難い。

【０１１３】図９に示すように、ステータ２４の下端面
に中央部が開口する厚肉の端板４２を取付けておき、こ
の端板４２の開口部にシリンダ５を挿嵌してもよい。こ
の場合、端板４２の内径精度を上げておけば、組立て後
のステータ２４とロータ２３との同芯度をより精度よく
確保することができるとともに、この端板４２の剛性を
高めておけば圧縮機構部３に対する支持力が一層強固と
なる。

【０１１４】図１０に示すように、必ずしもシリンダ５
Ｄもしくは主軸受８Ｃがステータ２４内径に挿嵌されな
くてもよい。少なくともステータ２４のコイルエンド２
４ａにシリンダ５Ｄ端部が挿入すればよい。

【０１１５】なお、ロータ２３の下端部に凹陥部を設
け、ここに主軸受８Ｃのフランジ部８ａから一体に突出
するボス部８ｇを設けることにより、主軸受８Ｃの回転
軸２に対する枢支長さの延長化が図れる。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
動機部と圧縮機構部との端部相互をラップさせて全体の
長さを短縮し、よって小型化が得られ、調芯作業が簡素
化して組立て性の向上を図れ、併せて信頼性と生産性の
向上に寄与するなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、ヘリカルブレー
ド式圧縮機の断面図。

【図２】他の実施の形態を示す、圧縮機構部の一部断面
図。

【図３】さらに異なる他の実施の形態を示す、圧縮機構
部の一部断面図。

【図４】さらに異なる他の実施の形態を示す、ヘリカル
ブレード式圧縮機の断面図。

【図５】さらに異なる他の実施の形態を示す、圧縮機構
部の一部断面図。

【図６】さらに異なる他の実施の形態を示す、圧縮機構
部の断面図。

【図７】さらに異なる他の実施の形態を示す、ヘリカル
ブレード式圧縮機の断面図。

【図８】同実施の形態の、圧縮機の組立て工程を説明す
る図。

【図９】さらに異なる他の実施の形態を示す、圧縮機構
部の一部断面図。

【図１０】さらに異なる他の実施の形態を示す、圧縮機
構部の一部断面図。

【符号の説明】

５…シリンダ、１０…回転体（ローラ）、１２…ブレード、３…圧縮機構部、２…回転軸、２３…ロータ、２４…ステータ、４…電動機部、８…主軸受、２４ａ…（ステータの）コイルエンド部、７…絶縁フィルム、９…副軸受、２０…第１のバランスウエイト、３０…非磁性体リング、８ａ…ガイド部、８ｃ…取付け部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダと、このシリンダ内に配置された
回転体と、この回転体とシリンダとの間に介在された螺
旋状のブレードなどを備えたヘリカルブレード式の圧縮
機構部と、この圧縮機構部と回転軸を介して連結され、圧縮機構部
の回転体を回転駆動するロータとステータとからなる電
動機部とを具備した流体圧縮機において、上記圧縮機構部の一端部は、上記電動機部を構成する上
記ステータの内径部に挿嵌して支持されることを特徴と
する流体圧縮機。
【請求項２】上記圧縮機構部の一端部が上記ステータの
内径部に挿嵌して支持されることを特徴とする請求項１
記載の流体圧縮機。
【請求項３】上記圧縮機構部は、上記回転軸を枢支する
主軸受を備え、この主軸受の外径は上記シリンダの内径
と同一として、シリンダ内に主軸受が配置されるととも
に、主軸受側のシリンダの一端部が上記ステータの内径
部に挿嵌して支持されることを特徴とする請求項２記載
の流体圧縮機。
【請求項４】上記圧縮機構部とステータのコイルエンド
部との間に絶縁手段が介設されることを特徴とする請求
項２もしくは請求項３記載の流体圧縮機。
【請求項５】上記絶縁手段は、シリンダの外周面に貼着
された絶縁フィルムであることを特徴とする請求項４記
載の流体圧縮機。
【請求項６】上記電動機部を構成するロータは、ステー
タに対して反圧縮機構部側へ軸方向に位置をずらせて設
けられ、この位置ずれした部位に上記圧縮機構部一端が
挿入されることを特徴とする請求項２記載の流体圧縮
機。
【請求項７】上記回転軸は上記主軸受とともに副軸受で
枢支され、上記回転軸はこの副軸受よりも突出して枢支
され、この回転軸の突出部にバランスウエイトが設けら
れることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の
流体圧縮機。
【請求項８】上記圧縮機構部のステータ内径部周面に支
持される部分は非磁性体からなることを特徴とする請求
項２記載の流体圧縮機。
【請求項９】上記圧縮機構部のステータ内径部周面に支
持される部分は非導電体からなることを特徴とする流体
圧縮機請求項２記載の流体圧縮機。
【請求項１０】上記圧縮機構部は、上記回転軸を枢支す
る主軸受を備え、この主軸受は上記シリンダ内に挿入さ
れるフランジ部と、シリンダから突出してステータ内径
部周面に支持される取付け部とからなることを特徴とす
る請求項２記載の流体圧縮機。
【請求項１１】上記主軸受のフランジ部には端板が設け
られ、この端板がステータ内径部周面に支持されること
を特徴とする請求項１０記載の流体圧縮機。
【請求項１２】上記ステータは、その内径部周面が段状
に切欠され、この段部に上記圧縮機構部一端が支持され
ることを特徴とする請求項２もしくは請求項３記載の流
体圧縮機。
【請求項１３】上記電動機部を構成するロータは、その
両端部に設けられるエンドリングの厚さが互いに非対称
に形成され、圧縮機構部側のエンドリングの厚さは反圧
縮機構部側のエンドリングの厚さよりも低く形成される
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧縮機。
【請求項１４】上記ステータの反圧縮機構部側の端部
に、ガス孔を有する半密閉カバーが設けられることを特
徴とする請求項２，請求項３もしくは請求項７記載の流
体圧縮機。
【請求項１５】上記圧縮機構部と電動機部は密閉ケース
内に収容され、かつ圧縮機構部の他端側は密閉ケース底
面で支持されることを特徴とする請求項２，請求項３も
しくは請求項１０記載の流体圧縮機。