(57)【要約】【課題】簡単な構成で効率よく容易に芯出しを行うことができるスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】円筒状の密閉容器２と、圧縮ユニット３と、電動機１７と、メインフレーム２５と、サブフレーム２６と、前記電動機１７及び前記メインフレーム２５を収容するとともに、主軸１８が貫通する芯出し部材３３，３６であって、前記電動機１７の外周及び前記メインフレーム２５の外周に当接しながら支持する周壁部３５，３８と、前記サブフレーム２６側の前記電動機１７端面を内面で受けて支持し、前記サブフレーム２６を外面に固定する端壁部３４とを含む、芯出し部材３３，３６とを具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の密閉容器と、
前記密閉容器内に収容されたスクロール型の圧縮ユニットであって、前記密閉容器に固定された固定スクロール及びこの固定スクロールに対して旋回運動可能な可動スクロールを含む、圧縮ユニットと、
前記密閉容器内に配置された電動機であって、ステータ、ロータ及びこのロータと一体に回転し、前記可動スクロールに回転動力を付与する主軸とを含む、電動機と、
前記圧縮ユニットと前記電動機との間に介装されていて、前記主軸の一端を支持する軸受けを保持するメインフレームと、
前記電動機に対して前記メインフレームと反対側の端部に配置されていて、前記主軸の他端を支持する軸受けを保持するサブフレームと、
前記電動機及び前記メインフレームを収容するとともに、前記主軸が貫通する芯出し部材であって、前記電動機の外周及び前記メインフレームの外周に当接しながら支持する周壁部と、前記サブフレームを支持して前記周壁部と一体若しくは接合される端壁部とを含み、互いが固定されている芯出し部材とを具備し、
前記主軸、前記電動機、前記サブフレームを芯出しした後、密閉容器に組み込むことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記芯出し部材は、二以上の組立片を接合して形成されていて、前記電動機と前記メインフレームとの間に介装される仕切壁部を有することを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記芯出し部材は、前記メインフレーム端面に当接しながら覆う蓋壁部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール型流体機械に関し、特に芯出しの精度を高めたスクロール型流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動型のスクロール型流体機械は圧縮ユニット、電動機、メインフレーム及びサブフレームを含み、これらは密閉容器内にそれぞれ収容されている。即ち、密閉容器は圧縮ユニット、電動機、メインフレーム及びサブフレームに対して共通のケーシングを形成している。
圧縮ユニットは固定スクロール及び可動スクロールを有する。一方、電動機はステータ、ロータ及びこのロータと一体に回転する主軸を有する。この主軸はその両端部が電動機からそれぞれ突出している。主軸の両端部はメインフレーム及びサブフレームを介して密閉容器内に支持されている。
【０００３】
このようなスクロール型流体機械において、主軸はメインフレーム、サブフレーム、電動機を貫通する。このため、これらの部材を精度よく貫通させるため、芯出し作業を行っている。芯出し作業は、密閉容器にメインフレーム、サブフレーム（正確にはサブフレームを支持する固定板）、電動機のステータをそれぞれ別個に固定して行われる。しかしながら、これらの固定は一般に溶着固定（例えばタック溶接）されるため、溶接の際にずれることがあり、芯出しが困難である。したがって、このような状態で主軸を軸方向に貫通（挿通）しようとしても貫通させることができず、その際にはこれらの部材の位置を微調整する必要がある。このような微調整作業は面倒であり、手間がかかることになる。
【０００４】
一方で、精密な芯出しを行うために、芯出し専用の装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２４７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の芯出し作業を行う場合、種々の工程を経る必要があり、当該行程ごとに行う作業が多く、手間がかかり面倒であるとともに、そのための装置が大型化し、設置スペースの問題もある。
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、簡単な構成で効率よく容易に芯出しを行うことができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明では、円筒状の密閉容器と、前記密閉容器内に収容されたスクロール型の圧縮ユニットであって、前記密閉容器に固定された固定スクロール及びこの固定スクロールに対して旋回運動可能な可動スクロールを含む、圧縮ユニットと、前記密閉容器内に配置された電動機であって、ステータ、ロータ及びこのロータと一体に回転し、前記可動スクロールに回転動力を付与する主軸とを含む、電動機と、前記圧縮ユニットと前記電動機との間に介装されていて、前記主軸の一端を支持する軸受けを保持するメインフレームと、前記電動機に対して前記メインフレームと反対側の端部に配置されていて、前記主軸の他端を支持する軸受けを保持するサブフレームと、前記電動機及び前記メインフレームを収容するとともに、前記主軸が貫通する芯出し部材であって、前記電動機の外周及び前記メインフレームの外周に当接しながら支持する周壁部と、前記サブフレームを支持して前記周壁部と一体若しくは接合される端壁部とを含み、互いが固定されている芯出し部材とを具備し、前記主軸、前記電動機、前記サブフレームを芯出しした後、密閉容器に組み込むことを特徴とするスクロール型流体機械を提供する。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記芯出し部材は、二以上の組立片を接合して形成されていて、前記電動機と前記メインフレームとの間に介装される仕切壁部を有することを特徴としている。
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記芯出し部材は、前記メインフレーム端面に当接しながら覆う蓋壁部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、電動機の外周及びメインフレームの外周に当接しながら支持する周壁部と、サブフレームを外面に固定する端壁部とを含む芯出し部材を具備するため、予め芯出し部材内でメインフレーム及び電動機の位置決めを行うことができる。さらに、サブフレームを端壁部に固定することにより、メインフレーム、電動機、サブフレームの位置決めを行うことができるとともに、それぞれの部材間で主軸が貫通したときの軸芯を揃える、すなわち芯出しを簡単な構成で効率よく容易に行うことができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、芯出し部材は、電動機とメインフレームとの間に介装される仕切壁部を有するため、周壁部、端壁部、仕切壁部で囲まれた空間に電動機を収容して位置決めされ、メインフレームは仕切壁部及び端壁部に当接して位置決めされる。このため、電動機及びメインフレームの芯出し部材内における位置決めを確実にすることができ、したがって両者における主軸軸芯を確実に揃えることができ、簡単な構成で効率よく容易に芯出し作業を行うことができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、芯出し部材は、メインフレーム端面に当接しながら覆う蓋壁部を有するため、芯出し部材の両端は端壁部、蓋壁部で形成され、外周は周壁部で形成される。すなわち、メインフレーム及び電動機は、芯出し部材によって固定支持され、確実に位置決めされる。したがって両者における主軸軸芯をさらに確実に揃えることができ、簡単な構成で効率よく容易に芯出し作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るスクロール型流体機械の概略断面図である。
【図２】本発明に係る別のスクロール型流体機械の概略断面図である。
【図３】本発明に係るさらに別のスクロール型流体機械の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図1は本発明に係るスクロール型流体機械の概略断面図である。
このスクロール型流体機械は冷凍や空調システム、又は、給湯システムに組み込まれ、ＣＯ２等の作動流体の圧縮に好適する。
図示したように、スクロール型流体機械１は、円筒状の密閉容器２を備え、この密閉容器２は両端が開口した円筒シェル２ａと、この円筒シェル２ａの両端をそれぞれ気密に閉塞するエンドキャップ２ｂ、２ｃを有する。
【００１４】
密閉容器２内には、エンドキャップ２ｂ側（図の上側）に圧縮ユニット３が収容されている。この圧縮ユニット３は固定スクロール４及び可動スクロール５とを含み、これらスクロール４，５はエンドキャップ２ｂ側から順次配置されている。
より詳しくは、固定スクロール４は、鏡板と称されるディスク形状の端板６と、この端板６の内端面から可動スクロール５に向けて突出した渦巻ラップ７とを有し、一方、可動スクロール５もまた固定スクロール４と同様に端板８及び渦巻ラップ９を有する。端板８は端板６よりも小径であって、端板６と対向して配置され、そして、固定及び可動スクロール４，５は渦巻ラップ７，９が互いに噛み合うように組み付けられ、これら渦巻ラップ７，９間にて形成される圧縮室１４を有する。
【００１５】
固定スクロール４の端板６は円筒シェル２ａの内周面に気密を存して嵌合され、円筒シェル２ａに対し、例えば溶接等の手段により固定されている。このため、固定スクロール４の端板６とエンドキャップ２ｂと間に吐出室１０を形成する。更に、エンドキャップ２ｂには吐出管１１が備えられており、この吐出管１１は吐出室１０を外部の作動流体循環回路に接続するために使用される。
【００１６】
一方、端板６の中央には吐出孔１２が貫通して形成されており、吐出室１０に面した端板６の外面には吐出孔１２を開閉するリード状の吐出弁が取り付けられている。なお、図では、吐出弁の開度を規制するバルブリテーナ１３のみを示している。
可動スクロール５はその自転が阻止された状態で、固定スクロール４に対して旋回運動し、この旋回運動に伴い、公知の如く、前述した圧縮室への作動流体の吸入から作動流体の圧縮、そして、吐出孔１２及び吐出弁を通じて圧縮室１４から吐出室１０内への圧縮作動流体の吐出に至る一連のプロセスが繰り返される。
【００１７】
なお、密閉容器２内には、固定スクロール４の端板６内に吸入室１５が確保され、そして、円筒シェル２ａには吸入室１５と前述した作動流体循環回路と接続する吸入管１６が備えられている。
可動スクロール５に旋回運動を付与する駆動源として、密閉容器２内には電動機１７が収容されており、この電動機１７はエンドキャップ２ｃ側の円筒シェル２ａ内に配置されている。
【００１８】
電動機１７は中央に中空の主軸１８を有し、この主軸１８の一端部は可動スクロール５に向けて突出している。主軸１８の一端は一体の偏心軸１９として形成され、この偏心軸１９は可動スクロール５のボス２０に軸受２１を介して回転自在に嵌合されている。なお、ボス２０は、可動スクロール５における端板８の外面に突設されている。
電動機１７は、主軸１８に取り付けられたロータ２２と、このロータ２２を外側から囲むステータ２３及びステータ２３に巻回されたコイル２４とを更に含み、ロータ２２はメイン及びサブフレーム２５，２６間に配置され、主軸１８と一体に回転する。
【００１９】
主軸１８の両端部は第１支持部材としてメインフレーム２５及びサブフレーム２６のそれぞれに軸受２７，２８を介して回転自在に支持されている。図１から明らかなように、メインフレーム２５は段付きの円筒形状をなし、メインフレーム２５の環状端縁３０と固定スクロール４が固定されることで、互いに協働して可動スクロール５及び主軸１８の一端を外側から囲むような囲繞室２９を形成する。
【００２０】
環状端縁３０は固定スクロール４の端板６に当接し、そして、メインフレーム２５及び固定スクロール４は結合手段としての複数の結合ボルト３１（図では１本のみ記載）を介して相互に結合されている。具体的には、結合ボルト３１は固定スクロール４の周方向に等間隔を存して配置され、その先端の螺子部が端板６の外周部を貫通し、環状端縁３０にねじ込まれている。
【００２１】
上述したメインフレーム２５と固定スクロール４との結合に伴い、囲繞室２９を形成するメインフレーム２５はその段付き穴の中間底を形成する端面３２と固定スクロール４の端板６との間にて可動スクロール５の端板８を回転摺動自在に挟持している。端面３２と可動スクロール５の端板８の間には、図示しない公知のピン及びホール、又はオルダムリングが配設され、これにより可動スクロール５の自転を阻止する自転阻止手段を構成している。
【００２２】
密閉容器２内には、さらに一方の端部に端面を有する円筒形状の芯出し部材３３が配設されている。上述した電動機１７の外周面は芯出し部材３３の周壁部３５の内面と当接している。端壁部３４と周壁部３５は一体成型され、芯出し部材３３を構成している。端壁部３４の中心には主軸１８を貫通させるための貫通孔４３が開口している。周壁部３５は、電動機１７を支持した際の主軸の軸芯と、端壁部３４に形成された主軸１８の貫通孔４３の軸芯が揃うように、すなわち正確に芯出しされるような内径寸法で形成される。
【００２３】
端壁部３４の外面には、サブフレーム２６が固定されている。このサブフレーム２６の固定位置も、主軸１８を受けたときの軸芯が上記電動機１７の軸心と揃うようにして調整される。
密閉容器２内には、芯出し部材３３とは別に、さらに一方の端部に端面を有する円筒形状の芯出し部材３６が配設されている。上述したメインフレーム２５は、電動機１７側の端面を芯出し部材３６の端壁部３７で受けて支持され、その外周面は芯出し部材３６の周壁部３８の内面と当接して支持されている。端壁部３７と周壁部３８は一体成型され、芯出し部材３６を構成している。端壁部３７の中心には主軸１８を貫通させるための貫通孔４４が開口している。周壁部３８は、メインフレーム２５を支持した際にメインフレーム２５に形成された主軸１８の貫通孔の軸芯と、端壁部３７に形成された主軸１８の貫通孔４４の軸芯が揃うように、すなわち正確に芯出しされるように形成される。
【００２４】
これらの芯出し部材３３，３６は、互いに嵌合あるいは他の固定方法により軸方向に固定可能である。この際、端壁部３４，３７に形成された貫通孔４３，４４の軸芯が揃うようにして固定される。
これにより、主軸１８を貫通するための端壁部３４，３７、電動機１７、メインフレーム２５、サブフレーム２６の貫通孔の軸芯が揃って形成される。具体的には、予め貫通孔の軸芯が揃うように形成された芯出し部材３３に主軸１８を含めた電動機１７を、芯出し部材３６にメインフレーム２５を収容し、さらに芯出し部材３３の端壁部３４にサブフレーム２６を固定し、芯出し部材３３，３６を軸方向に接合すれば、確実にメインフレーム２５、電動機１７、サブフレーム２６が位置決めされ、芯出し作業が完了した状態のいわゆる芯出しユニットを形成することができる。なお、周壁部３５，３８は、周方向に連続した円筒形状に限らず、端壁部３４，３７から突設する櫛歯状としてもよい。この櫛歯状周壁部を隣り合うステータ２３間に入れ込んで固定する構成としてもよい。
【００２５】
芯出しユニットを構成する芯出し部材を一つの部材とみなして換言すれば、芯出し部材は二の組立片（当該二の組立片が図では芯出し部材３３，３６となっている）を接合して形成されていて、電動機１７とメインフレーム２５との間に介装される仕切壁部（図では端壁部３７）を有している。これにより、周壁部３５、端壁部３４、仕切壁部３７で囲まれた空間に電動機１７を収容し、電動機１７の芯出し部材内における位置決めを確実に行うことができる。また、メインフレーム２５は周壁部３８，仕切壁部３７に当接して位置決めされる。このため、電動機１７及びメインフレーム２５の芯出し部材内における位置決めを確実にすることができ、したがって両者の主軸貫通孔の軸芯を確実に揃えることができ、簡単な構成で効率よく容易に芯出し作業を行うことができる。なお、図では二の組立片として軸方向に分割する芯出し部材３３，３６を示しているが、径方向に分割する組立片を用いた構成としてもよい。
【００２６】
以上により、従来のようにメインフレーム２５や電動機１７等をそれぞれ円筒シェル２ａ内に固定して微調整により芯出しを行うことに比べ、予め芯出し部材内で芯出しを行うことができるので、簡単な構成で効率よく容易に芯出しを行うことができる。このような芯出しが完了した芯出しユニットを密閉容器２内に入れ込むことにより、ひいてはスクロール型流体機械１の生産性が向上することになる。なお、芯出し部材３３，３６の接合は、貫通孔を揃えることができれば、互いに嵌合させてもよいし、溶着固定してもよい。
【００２７】
上述した芯出しユニットは、そのまま円筒シェル２ａ内に入れ込まれる。この際、周壁部３５，３８を円筒シェル２ａ内にタック溶接してもよいし、他の方法で固定してもよい。
図２は本発明に係る別のスクロール型流体機械の概略断面図である。
図示したように、芯出し部材３９は、端壁部４０と、周壁部４１と、蓋壁部４２とからなる。周壁部４１は電動機１７とメインフレーム２５の外周面を一体で覆う円筒形状に形成されている。端壁部４０は周壁部４１と一体成形されている。蓋壁部４２はメインフレーム２５の固定スクロール４側を覆っている。この場合、まず端壁部４０にサブフレーム２６を固定し、次に周壁部４１に沿って電動機１７を入れ込み収容する。次に、メインフレーム２５を周壁部４１に沿って入れ込む。次に、メインフレーム２５の固定スクロール４側端面を、蓋壁部４２で覆う。この後、蓋壁部４２と周壁部４１を固定する。このような構成によっても、いわゆる芯出しユニットを形成することができ、メインフレーム２５、電動機１７の位置決めを確実なものとし、したがって両者の主軸貫通孔の軸芯をさらに確実に揃えることができ、簡単な構成で効率よく容易に芯出し作業を行うことができる。その他の構成、作用、効果は図１の例と同様である。
【００２８】
図３は本発明に係るさらに別のスクロール型流体機械の概略断面図である。
図示したように、この例では、図１の芯出し部材３３，３６に加えて、図２の蓋壁部４２が備わったものを示している。これらを用いても、サブフレーム２６を端壁部３４に固定し、電動機１７及びメインフレーム２５を周壁部３５，３８内にそれぞれ収容して芯出しが完了した芯出しユニットを形成することができ、上述した図１及び図２の効果と相まって、さらなる芯出しの精度を向上させることができる。その他の構成、作用、効果は図１，図２の例と同様である。
【符号の説明】
【００２９】
１  スクロール型流体機械
４  固定スクロール
５  可動スクロール
１７  電動機
１８  主軸
２５  メインフレーム
２６  サブフレーム
３３  芯出し部材
３４  端壁部
３５  周壁部
３６  芯出し部材
３７  端壁部（仕切壁部）
３８  周壁部
３９  芯出し部材
４０  端壁部
４１  周壁部
４２  蓋壁部
【図１】
2010163882.tif 000003
【図２】
2010163882.tif 000004
【図３】
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