(57)【要約】【課題】流体機械の一部を切断したり、一部部品を交換することなく、分解及び再組立てが行え、また、ヘリカル機構部を効果的に冷却できる流体機械を提供する。【解決手段】流体機械は、ヘリカル式機構部と、軸受部と、駆動部との一体的組立て、及び、ロータのクランクシャフトへの取付けは、分解可能な固着手段により行われる。また、流体機械は、ヘリカル式機構部を冷却する冷却系が設けられ、この冷却系は、軸受部に設けられた軸受部通気孔と、ローラクランク部に設けられたローラ通気孔及びクランクシャフトの端部に設けられた冷却ファンを有する。【選択図】　図１
2004144067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のプレードとを備えたヘリカル式機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトと、このクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体機械本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記ヘリカル式機構部と、前記軸受部と、前記駆動部との一体的組立て、及び、前記ロータの前記クランクシャフトへの取付けは、分解可能な固着手段により行われることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載の流体機械において、上記ローラは、このローラに設けられたローラクランク部軸孔にその軸方向の両側から各々挿入された軸受を介してクランクシャフトに軸支されることを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項２に記載の流体機械において、上記ローラは、ローラクランク部軸孔に取付けられたＣ型止め輪によって位置決めされることを特徴とする流体機械。
【請求項４】
請求項１に記載の流体機械において、上記ロータのクランクシャフトへの取付けは、キーと締付け機構により行われることを特徴とする流体機械。
【請求項５】
請求項４に記載の流体機械において、上記締め付け機構は、ネジ部とこのネジ部に螺合される緩み止め付ナットからなることを特徴とする流体機械。
【請求項６】
シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のプレードとを備えたヘリカル式機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトと、このクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体機械本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記ヘリカル式機構部を冷却する冷却系が設けられ、この冷却系は、軸受部に設けられた軸受部通気孔と、ローラクランク部に設けられたローラ通気孔及びクランクシャフトの端部に設けられた冷却ファンを有することを特徴とする流体機械。
【請求項７】
請求項６に記載の流体機械において、上記クランクシャフトは、２個の軸受部で支持され、その一方の軸受部側にはモータロータが取付けられ、他方の軸受部側には冷却ファンが取付けられることを特徴とする流体機械。
【請求項８】
請求項６または７に記載の流体機械において、上記冷却ファンは、その外周に設けられたファンカバーによって囲われていることを特徴とする流体機械。
【請求項９】
請求項７に記載の流体機械において、上記他方の軸受部には、ローラの自転防止のためのオルダム機構用の溝部が設けられ、この溝部には軸受部通気孔が設けられることを特徴とする流体機械。
【請求項１０】
請求項６に記載の流体機械において、上記シリンダには、吸込口及び吐出口が設けられることを特徴とする流体機械。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体機械において、上記冷却ファンは、吐出口側に取付けられることを特徴とする流体機械。
【請求項１２】
請求項１０に記載の流体機械において、上記吸込口は、吐出口とローラの回転方向において異なる位置に設けられることを特徴とする流体機械。
【請求項１３】
シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のブレードとを備えたヘリカル式圧縮機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体圧縮機本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記駆動部を構成する電動機部の一部は、側壁面にのみ開口部を有する有底筒状の樹脂製カバーにより覆われていることを特徴とする流体機械。
【請求項１４】
前記カバーは、ポリカーボネートにより形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の流体機械。
【請求項１５】
前記駆動部を構成する電動機部を保護する過負荷保護装置が設けられたことを特徴とする請求項１、６、１３のいずれか１項に記載の流体機械。
【請求項１６】
前記圧縮機構部に圧縮機構部の過昇温を検知保護する過昇温保護装置が設けられたことを特徴とする請求項１、６、１３、１５のいずれか１項に記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体機械に係わり、特に分解、再組立てが容易な構造をなしヘリカル機構部を有する流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダ内に配置されたローラとシリンダ間に軸方向に次第に容積が小さくなる圧縮室を区画する不等ピッチの螺旋ブレードとを備えたヘリカル圧縮機構部を用いるヘリカル圧縮機では、密閉ケース内にヘリカル圧縮機構部とこのヘリカル圧縮機構部を駆動する電動機部が収納されて、密閉型のヘリカル圧縮機が形成されていた。
【０００３】
このような従来のヘリカル圧縮機にあっては、レシプロ圧縮機やロータリ圧縮機のクランクシャフトに比べて偏心が小さいので、シリンダ、ケースを小型にできて、コンプレッサの小型化が可能である。
【０００４】
しかしながら、図１３に示すように、従来のヘリカル圧縮機４１は、ケース４２内にヘリカル圧縮機構部及び電動機部が収納される構造になっているため、ヘリカル圧縮機が大型になり、また、従来のヘリカル圧縮機では、ヘリカル圧縮機構部４３及び電動機部４４自身の組立てや、ケーシング４２と、ヘリカル圧縮機構部４３及び電動機部４４との固定は、分解不可能な固着手段である溶接、焼嵌、圧入を多く用いて行っていた。また、図１４に示すように、ヘリカル圧縮機構部４３のローラ４５のローラクランク部４５ａに取付けられる軸受４６、４６についても、ローラクランク部４５ａの軸方向の一方側からの圧入によって行われていた（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような従来の分解不可能な固着手段である溶接、焼嵌、圧入による取付け方法では、分解するためにはプレスを使用したり、一部切断しなければならないため、時間を要し、また再組立てのときは一部部品を交換しなければならなかった。
【０００６】
また、一部の切断あるいは一部部品の交換なく、分解及び再組立てが行えるように、ケーシングレスにする場合に、ヘリカル圧縮機構部に冷却系を形成して、効果的にヘリカル圧縮機構部を冷却できるヘリカル圧縮機がない。
【０００７】
さらに、従来の密閉ケースを有するヘリカルコンプレッサでは電動機部とヘリカル圧縮機構部が、いずれも密閉ケースに収納されていたため、密閉ケースが、稼動部に対する保護の役目、ぶつけ等に対する保護の役目、過熱した場合の保護カバーの役目を持っていた。また、密閉ケース内を冷媒および潤滑油雰囲気にしこれらを循環させることによって、電動機部およびヘリカル圧縮機構部を冷却することができ、また過昇温の場合はこれらの冷媒や油を介して直ぐに密閉ケースの温度が上昇するため、過昇温保護装置は密閉ケースの外側につけられていた。また、過電流保護装置はやはり強固なこの密閉ケースに取付けることができた。しかしながら、コンプレッサ全体を覆う密閉ケースがないヘリカルコンプレッサは、電動機部も解放されており、巻線は傷つき安く、取り扱いの際にぶつける等で傷付けられると、巻き線ショート、発火等をおこし危険である。またモータ稼動部が露出するため危険である。さらに塵埃に対する保護カバーもない。特に電動機部としてＤＣモータを使った場合には、ロータは永久磁石を備え、磁性体の塵埃を引き付けてしまうため塵埃よけのカバーがないのは非常に危険である。また、ヘリカル圧縮機の過昇温を検出するのに好都合であった密閉ケースがないので、変わりの手段を設けることが必要である。また、密閉ケース内の冷媒等の循環による冷却機構の代わりに有効な冷却系を設けなくては、電動機部およびヘリカル圧縮機構部の信頼性が不充分となってしまう。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１１５６８１号公報（段落番号［００１６］，［００１７］、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、流体機械の一部を切断したり、一部部品を交換することなく、分解及び再組立てが行え、また、ヘリカル機構部を効果的に冷却できる流体機械が要望されていた。さらに、電動機部が傷つけられあるいは塵埃がステータとロータとの間に侵入することがなく安全であり、かつ、電動機部およびヘリカル圧縮機構部の過昇温を検出可能で信頼性の高い流体機械が要望されていた。
【００１０】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、流体機械の一部を切断したり、一部部品を交換することなく、分解及び再組立てが行え、また、ヘリカル機構部を効果的に冷却できる流体機械を提供することを目的とする。さらに、電動機部が傷つけられあるいは塵埃がステータとロータとの間に侵入することがなく安全であり、かつ、電動機部およびヘリカル圧縮機構部の過昇温を検出可能で信頼性の高い流体機械を提供することを目的とする。
【００１１】
【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１つの態様によれば、シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のプレードとを備えたヘリカル式機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトと、このクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体機械本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記ヘリカル式機構部と、前記軸受部と、前記駆動部との一体的組立て、及び、前記ロータの前記クランクシャフトへの取付けは、分解可能な固着手段により行われることを特徴とする流体機械が提供される。これにより、流体機械の一部を切断したり、一部部品を交換することなく、分解及び再組立てが行える流体機械が実現される。
【００１２】
好適な一例では、上記ローラは、このローラに設けられたローラクランク部軸孔にその軸方向の両側から各々挿入された軸受を介してクランクシャフトに軸支される。これにより、ローラは、ローラクランク部軸孔にその軸方向の両側から各々挿入されるので、その挿入と位置決めが容易である。
【００１３】
また、他の好適な一例では、上記ローラは、ローラクランク部軸孔に取付けられたＣ型止め輪によって位置決めされる。これにより、所定の位置に位置決めされる。
【００１４】
また、他の好適な一例では、上記ロータのクランクシャフトへの取付けは、キーと締付け機構により行われる。これにより、強固な取付けが行えると共に、その分解が容易であり、さらに、構成部品の再利用が可能となる。
【００１５】
また、他の好適な一例では、上記締付け機構は、ネジ部とこのネジ部に螺合される緩み止め付ナットからなる。
【００１６】
また、本発明の他の態様によれば、シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のプレードとを備えたヘリカル式機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトと、このクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体機械本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記ヘリカル式機構部を冷却する冷却系が設けられ、この冷却系は、軸受部に設けられた軸受部通気孔と、ローラクランク部に設けられたローラ通気孔及びクランクシャフトの端部に設けられた冷却ファンを有することを特徴とする流体機械が提供される。これにより、ヘリカル機構部を効果的に冷却できる流体機械が実現される。
【００１７】
好適な一例では、上記クランクシャフトは、２個の軸受部で支持され、その一方の軸受部側にはモータロータが取付けられ、他方の軸受部側には冷却ファンが取付けられる。これにより、ヘリカル機構部が効果的に冷却されると共に、クランクシャフトのバランスのより回転が可能となる。
【００１８】
また、他の好適な一例では、上記冷却ファンは、その外周に設けられたファンカバーによって囲われている。これにより、より効果的な冷却が行われる。
【００１９】
また、他の好適な一例では、上記他方の軸受部には、ローラの自転防止のためのオルダム機構用の溝部が設けられ、この溝部には軸受部通気孔が設けられる。これにより、ヘリカル機構部及びオルダム機構は効果的に冷却される。
【００２０】
また、他の好適な一例では、上記シリンダには、吸込口及び吐出口が設けられる。
【００２１】
また、他の好適な一例では、上記冷却ファンは、吐出口側に取付けられる。これにより、吸込口側に比べて高温になる吐出口側がより強力に冷却される。
【００２２】
また、他の好適な一例では、上記吸込口は、吐出口とローラの回転方向において異なる位置に設けられる。これにより、吸込みガスが、吐出ガスに影響されて過熱されるのが防止される。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のブレードとを備えたヘリカル式圧縮機構部と、前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるためのクランクシャフトを回転駆動しロータが設けられた駆動部と、前記クランクシャフトを支持する軸受部とを有する流体圧縮機本体を具備し、前記シリンダと前記軸受部の外表面の少なくとも一部が外部に露出された流体機械において、前記駆動部を構成する電動機部の一部は、側壁面にのみ開口部を有する有底筒状の樹脂製カバーにより覆われていることを特徴とする流体機械が提供される。これにより、電動機部が傷つけられあるいは塵埃がステータとロータとの間に侵入することがなく安全である。
【００２４】
好適な一例では、前記カバーは、ポリカーボネートにより形成される。これにより、絶縁性、耐熱性、耐衝撃性に優れ、軽量であり、かつ難燃性であり万一巻線が発火しても延焼が防止され、さらに、係合片によるカバーの取付けが容易に行える。
【００２５】
また、他の好適な一例では、前記駆動部を構成する電動機部を保護する過負荷保護装置が設けられる。これにより、電動機部の過昇温、過電流による発火等を自己防止でき、安全性の向上が実現される。
【００２６】
また、他の好適な一例では、前記圧縮機構部に圧縮機構部の過昇温を検知する過昇温保護装置が設けられる。これにより、ヘリカル圧縮機構部の過昇温が確実に防止され信頼性の高い流体機械が実現される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる流体機械の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明に係わる流体機械の第１実施形態としてのヘリカルコンプレッサの縦断面図であり、図２はその側面図である。
【００２９】
図１に示すように、ヘリカルコンプレッサ１は、ケーシングレスのコンプレッサであり、ヘリカル機構部としてのヘリカル圧縮機構部２と、このヘリカル圧縮機構部２を駆動させる電動機部３、この電動機部３とヘリカル圧縮機構部２間に設けられ電動機部３の動力をヘリカル圧縮機構部２に伝達するクランクシャフト４を有し、これらの各構成要素が一直線上に取付けられ、さらに、直線に沿ってヘリカル圧縮機１を冷却する冷却系５が設けられた構造である。
【００３０】
上記ヘリカル圧縮機構部２は、シリンダ２１内に旋回（公転）自在に偏心配置された環状のローラ２２と、このローラ２２とシリンダ２１間に軸方向に次第に容積が小さくなる作動室としての圧縮室２３を区画する不等ピッチのヘリカルブレード２４とを有している。ローラ２２の外周面には、所定寸法の螺旋溝２２ａが図１中左端の吸込側端から右端の吐出側端に向けてピッチが徐々に小さくなるように形成されており、この螺旋溝２２ａ内には弾性を有する螺旋状の上記ヘリカルブレード２４が出没自在に嵌め込まれている。さらに、ヘリカルブレード２４は、弾性材料、プラスチックまたはテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂もしくはフッ素プラスチック等により成形されている。ヘリカルブレード２４はシリンダ２１の内周面に気密に当接され、シリンダ２１の内周面とローラ２２の外周面との環状間隙をヘリカルブレード２４により軸方向に沿って複数の上記圧縮室２３に仕切っている。各圧縮室２３はヘリカルブレード２４の隣り合う２つの巻き間に規定されており、ヘリカルブレード２４に沿ってシリンダ２１の内周面とローラ２２の外周面との接触部から、次の接触部まで延びたほぼ三日月状をなしている。これら圧縮室２３の各容積はヘリカルブレード２４のピッチに対応して、吸込管２５を介して図１中左側の吸込側から右端の吐出管２６に連通する吐出側へ向って徐々に小さくなっている。図２に示すように、吸込管２５が連通される吸込口２５ａは、シリンダ２１の上部に設けられ、吐出管２６に連通される吐出口２６ａは、中央部に設けられており、お互いに水平位置に配置されるよりも離間距離が大きくなるように、ローラ２２の回転方向において異なる（上下方向に異なる）位置に設けられている。
【００３１】
上記ローラ２２は、このローラ２２のローラクランク部２２ｂに形成されたクランク部軸孔２２ｃにその軸方向の両側から各々挿入されて収納された一対の単列玉軸受２７、２７を介して、上記クランクシャフト４のクランク部４ａに軸支されており、また、単列玉軸受２７、２７は、端部がローラクランク部２２ｂの嵌合溝に嵌合するＣ字形止め輪２８、２８によって、その動きが抑制されて、位置決めされている。
【００３２】
さらに、ローラクランク部２２ｂには、冷却系５の一部を構成し、複数の長孔貫通孔からなるローラ通気孔２２ｄが設けられている。
【００３３】
上記電動機部３は、合成樹脂などの絶縁材料によって形成されたカバー３１によって覆われたモータステータ３２と、このモータステータ３２内で回転するモータロータ３３とからなっている。このモータロータ３３には、上記クランクシャフト４が取付けられ、ヘリカル圧縮機構部２側に延出されている。
【００３４】
また、クランクシャフト４へのモータロータ３３の取付けは、モータロータ３３に設けられた取付孔３３ａにクランクシャフト取付部４ｂを嵌合させ、クランクシャフト４に取付けられたキー４ｃにより固定して行われ、さらに、クランクシャフト４の一端に設けられ、分解可能な固着手段、例えば、ネジ部４ｄ及びこのネジ部４ｄに螺合される緩み止め付ナット３４からなる締付け機構３５により、モータロータ３３は、クランクシャフト４に取付けられている。キー４ｃ及び締付け機構３５を用いることにより、圧入、焼嵌による取付けでなくとも、緩むことなく強固に取付けが行え、また、その分解も容易である。
【００３５】
さらに、モータステータ３２は、取付螺子３２ａによって、主軸受部６に取付けられている。
【００３６】
また、クランクシャフト４は、主軸受部６に設けられた主単列玉軸受６ａ及び副軸受部７に設けられた副単列玉軸受７ａによって支持されている。さらに、クランクシャフト４には、ローラクランク部２２ｂに軸方向で対向し、ローラ２２に設けられたバランサ収納部２２ｅ、２２ｆに収納され、大きさの異なるバランサ４ｅ、４ｆが、キー（図示せず）によって回動が防止され、Ｃ字形止め輪４ｇ、４ｈにより軸方向の動きが防止されるように固定されて取付けられている。
【００３７】
上記冷却系５は、ヘリカル圧縮機構部２及び電動機部３の一部、特にヘリカル圧縮機構部２を冷却するためのもので、冷却系５は、図２に示すように主軸受部６の側面に設けられ外部に開口する外気取入口６ｂ、主軸受部６に多数設けられて主軸受部通気孔６ｃ、バランサ収納部２２ｅ、ローラクランク部２２ｂに多数設けられたローラ通気孔２２ｄ、バランサ収納部２２ｆ、副軸受部７に設けられ、かつ、ローラ２２の自転防止のためのオルダム機構９用の溝部７ｂに設けられた副軸受部通気孔７ｃ及び副軸受部７に共締め用螺子７ｄによって取付けられたファンカバー８ａで囲われクランクシャフト４の他端部に設けられた冷却ファン８から構成されている。この冷却ファン８は、吐出口２６ａ側に設けられている。これにより、吸込口側に比べて高温になる吐出口側がより強力に冷却される。
【００３８】
また、ヘリカルコンプレッサ１の下部には、ヘリカルコンプレッサ本体１ａを支持するベース部１０が設けられており、このベース部９には、弾性構造を有する脚部１１が設けられている。
【００３９】
次に本第１実施形態のヘリカルコンプレッサの組立方法について説明する。
【００４０】
図１に示すように、シリンダ２１を用意し、このシリンダ２１に主軸受部６を螺着する。
【００４１】
また、ローラ２２の両側から一対のＣ字形止め輪２８、２８をローラクランク部軸孔２２ｃ内に収納し、ローラ２２に設けられた取付溝に嵌込むことにより取付け、さらに、同様にローラ２２の軸方向の両側から一対のクランク部単列玉軸受２７、２７をローラクランク部軸孔２２ｃ内に挿入、収納し、Ｃ字形止め輪２８、２８により所定の位置に位置決めして取付け、さらに、ヘリカルブレード２４を螺旋溝２２ａに収納する。上記のように、クランク部単列玉軸受２７、２７は、ローラクランク部軸孔２２ｃにその軸方向の両側から各々挿入されるので、その挿入と位置決めが容易である。
【００４２】
さらに、キー及びＣ字形止め輪４ｇを用いて、小さい方のバランサ４ｅを取付け固定したクランクシャフト４を、主軸受部６に取付けられた主単列玉軸受６ａを介して主軸受部６で支持するようにする。さらに、クランク部単列玉軸受２７、２７が取付けられたローラ２２を、シリンダ２１に挿入すると共に、クランクシャフト４の開放端（他端）側からクランクシャフト４に挿入する。しかる後、開放端側から、大きい方のバランサ４ｆをクランクシャフト４に挿入し、キー及びＣ字形止め輪４ｈにより取付け固定する。また、開放端側から、副軸受部７に取付けられた副単列玉軸受７ａに挿入して副軸受部７で支持する。この副軸受部７をファンカバー８ａと共に分解可能な固着手段である共締め用螺子７ｄによって螺着する。さらに、開放端に冷却ファン８を螺着する。このようにして、クランクシャフト４の主軸受部６への取付け、ローラ２２のクランクシャフト４への軸支及びシリンダ２１への収納、副軸受部７の取付け、冷却ファン８の取付けは、いずれも主軸受６の他側、すなわち、シリンダ２１側から行う。
【００４３】
これに対して、電動機部３の取付けは、主軸受６の一側から行う。例えば、クランクシャフト４へのモータロータ３３の取付けは、モータロータ３３に設けられた取付孔３３ａにクランクシャフト取付部４ｂを嵌合し、クランクシャフト４に取付けられたキー４ｃにより固定して行い、さらに、クランクシャフト４の一端に設けられた分解可能な固着手段である締付け機構３５を形成するネジ部４ｄに緩み止め付ナット３４を螺合することにより、モータロータ３３を、クランクシャフト４に取付ける。また、カバー３１及びモータステータ３２を、分解可能な固着手段である取付け螺子３２ａによって、主軸受６に取付ける。
【００４４】
さらに、ヘリカルコンプレッサ本体１ａの脚部１０が設けられたベース部９を螺着する。
【００４５】
なお、ヘリカルコンプレッサ１を分解する場合には、ヘリカルコンプレッサ１の組立てに圧入、焼嵌を用いていないので、上記組立てとは逆の順序で、分解可能な固着手段である取付け螺子３２ａ、締付け機構３５、共締め用螺子７ｄを外すことによって、容易に行うことができ、また、構成部品の再利用が可能である。
【００４６】
また、本第１実施形態の横型ヘリカル圧縮機の作用について説明する。
【００４７】
図１に示すような横型ヘリカル圧縮機１の電動機部３に通電することにより、電動機部３が起動されてモータステータ３２内に回転磁界が生じ、モータロータ３３が回転駆動される。モータロータ３３の回転力はクランクシャフト４を介してクランク部４ａに伝達され、ローラ２２を偏心回転（公転）させる。このローラ２２の偏心回転により、ローラ２２はシリンダ２１の内周面に内接しながら摺動し、公転される。上記ローラ２２の偏心回転によりシリンダ２１とローラ２２との間にヘリカルブレード２４により形成される各シリンダ圧縮室２３はシリンダ軸方向にヘリカル状に移動しながら容積が次第に小さくなるように体積変化する。各シリンダ圧縮室２３は体積変化により吸込管２５を経て吸込まれた冷媒が順次圧縮されて高圧化され、吐出管２６を経て吐出される。
【００４８】
このような、圧縮行程において、吸込口２５ａと吐出口２６ａは、お互いに水平位置に配置されるよりも離間距離が大きくなるように、ローラ２２の回転方向において異なる（上下方向に異なる）位置に設けられているので、吸込みガスが吐出ガスに影響されて過熱されることがない。
【００４９】
さらに、上記冷却系５では、クランクシャフト４の回転により、冷却ファン８が回転する。この冷却ファン８の回転により、冷却空気は、外気導入孔６ｂから導入され、主軸受部通気孔６ｃに達し、この主軸受部通気孔６ｃから、バランサ収納部２２ｅ、ローラ通気孔２２ｄ、バランサ収納部２２ｆ、及び副軸受部通気孔７ｃを通って、ヘリカル圧縮機構部２を冷却した後、冷却ファン８に達する。
【００５０】
このように、外気と接していないヘリカル圧縮機構部２のローラ２２の内側（ローラ通気孔２２ｄ近傍）は効果的に冷却される。また、オルダム機構９は発熱するが、溝部７ｂには副軸受部通気孔７ｃが設けられているので、オルダム機構９は効果的に冷却される。また、クランクシャフトは、２個の軸受部で支持され、その一方の軸受部側にはモータロータが取付けられ、他方の軸受部側には冷却ファンが取付けられているので、上記のようにヘリカル圧縮機構部及びオルダム機構は効果的に冷却されると共に、バランスのより回転が行われる。
【００５１】
なお、冷却ファン８を囲うようにファンカバー８ａが設けられているので、より効果的な冷却が行える。
【００５２】
また、本発明に係わる流体機械の第２実施形態について説明する。
【００５３】
本第２実施形態は、駆動部を構成する電動機部の一部が、側壁面にのみ開口部を有する有底筒状の樹脂製カバーにより覆われるものである。
【００５４】
例えば、図３に示すように、ヘリカルコンプレッサ１Ａは、ケーシングレスのコンプレッサであり、ヘリカル圧縮機構部２Ａと、電動機部３Ａ、この電動機部３Ａとヘリカル圧縮機構部２Ａ間に設けられたクランクシャフト４Ａを有し、これらの各構成要素が一直線上に取付けられ、さらに、直線に沿ってヘリカル圧縮機１Ａを冷却する冷却系５Ａが設けられた構造である。
【００５５】
上記電動機部３Ａの一部である巻線３Ａａは、樹脂製、例えばポリカーボネート製カバー３１Ａにより覆われている。ポリカーボネート製であるので、絶縁性、耐熱性、耐衝撃性に優れ、軽量であり、かつ難燃性であり万一巻線が発火しても延焼が防止され、さらに、弾性を有するので、そのスプリングバックを利用して、下記のような係合片によるカバー３１Ａ、副カバー３６Ａの取付けが容易に行える。
【００５６】
図４に示すように、カバー３１Ａは、有底筒状でその側壁面にのみ開口部３１Ａａが、側壁面に沿って等間隔で複数設けられており、さらに、取付け用の一対の係合片３１Ａｂ、３１Ａｂが設けられている。この係合片３１Ａｂ、３１Ａｂは、図５に示すようなポリカーボネート製で無底円筒形状の副カバー３６Ａの係合片３６Ａｂ、３６Ａｂに係合して、図３および図６に示すように、副カバー３６Ａと主軸受部６Ａ間に冷却系５Ａの通気間隙５Ａａが形成されるような状態で電動機部３Ａに取付けられて電動機部３Ａが覆われる。カバー３１Ａを設けることにより、巻線が傷つくことがなく、また、取り扱いの際にぶつける等で傷が付くことがなく、巻き線ショート、発火等を起す危険がない。さらに、電動機稼動部が露出することがないため安全であり、また、塵埃がステータとロータに侵入することがなく、また、ロータの磁石に塵埃が堆積することがなく、安全である。また、側面部に開口部を明けることによって、巻線が細かい塵埃に対するフィルタの役目を果たし塵埃のない冷却空気を電動機部に導入できるという２つの効果を兼ね備えることができる。さらに、副カバー３６Ａを設けて通気間隙を形成することにより、ローラの冷却を意図するときその冷却系を、電動機部を経由せずに冷却空気がヘリカル圧縮機を通過するようにして、冷却効果を高めヘリカル圧縮機の信頼性を向上させることができ、また、電動機部の稼動部が覆われて安全である。
【００５７】
さらに、図３および図７に示すように、カバー３１Ａには、図８に示すような過負荷保護装置、例えば温度センサー３７Ａが、カバー３１Ａの内周面に突出して設けられた取付爪３１Ａｃ、３１Ａｃに係合されて、巻線３Ａａに当接した状態で取付けられており、この温度センサー３７Ａはヘリカルコンプレッサ１Ａを制御する制御回路（図示せず）に接続されて、電動機部３Ａの過昇温、過電流による発火等を自己防止できるようになっており、安全性が向上する。また、過負荷保護装置自体が取付け後直ぐにカバーの内側に収納されるので、組立工程でのぶつけ等で過負荷保護装置を破損することがなくまた取付けが容易であり製造性が向上する。他の構成は図１に示す流体機械と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
なお、図１０に示すように、過負荷保護装置は、電動機部３Ｂの巻線３Ｂａを縛る縛り糸３Ｂｂを用いて取付けるようにしても、上記第２実施形態と同様に効果が期待でき、さらに、過負荷保護装置が保護すべき電動機部と一体になることにより部品点数、組立工程削減になり製造性向上、また過昇温保護装置を使う場合保護対象の電動機部に極めて密着した構造にでき、保護の確実性が向上する。
【００５９】
さらに、本発明に係わる流体機械の第３実施形態について説明する。
【００６０】
本第３実施形態は、上記第２実施形態が電動機部に過負荷保護装置が取付けられるのに対して、ヘリカル圧縮機構部のシリンダに過昇温保護装置が取付けられるものである。
【００６１】
例えば、図１１に示すように、ヘリカルコンプレッサ１Ｃのヘリカル圧縮機構部２Ｃのシリンダ２１Ｃには、過昇温保護装置３７Ｃが取付けられている。この過昇温保護装置３７Ｃは、図１２に示すように、シリンダ２１Ｃの吐出口２６Ｃａ側壁から軸方向に向かって穿った取付穴２１Ｃａに挿入された過昇温保護装置３７Ｃを板バネ２１Ｃｂによって固定することによって行われている。これにより、ヘリカル圧縮機の過昇温が確実に検出されて過昇温が防止され、ヘリカル圧縮機構部の信頼性が向上する。また、ヘリカル圧縮機機構部の熱源は主に圧縮ガスであり、シリンダ吐出側温度は吐出ガス温度に近いため、ここに保護装置を設けることによってヘリカル圧縮機構部の過昇温を確実に防止することができ信頼性の高いヘリカルコンプレッサが実現される。さらに、板バネを用いた取付けにより、取付けが容易で、緩みがなく、確実に温度を検出でき信頼性が向上する。
【００６２】
上述した各実施形態においては、ヘリカルコンプレッサについて説明したが、本発明に係わる流体機械は、これに限らずレシプロコンプレッサ、ロータリコンプレッサ、スクロールコンプレッサ、流体ポンプ、真空ポンプ等あらゆる流体機械に適用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係わる流体機械によれば、流体機械の一部を切断したり、一部部品を交換することなく、分解及び再組立てが行える流体機械を提供することができる。また、ヘリカル機構部を効果的に冷却できる流体機械を提供することができる。さらに、電動機部が傷つけられあるいは塵埃がステータとロータとの間に侵入することがなく安全であり、かつ、電動機部およびヘリカル機構部の過昇温を検出可能で信頼性の高い流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる流体機械の第１実施形態の縦断面図。
【図２】本発明に係わる流体機械の第１実施形態の側面図。
【図３】本発明に係わる流体機械の第２実施形態の縦断面図。
【図４】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられるカバーの概念図。
【図５】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられる副カバーの概念図。
【図６】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられるカバーの取付状態を示す概念図。
【図７】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられる過負荷保護装置の取付状態を示す概念図。
【図８】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられる過負荷保護装置としての温度センサーの斜視図。
【図９】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられる過負荷保護装置の取付状態を示す概念図。
【図１０】本発明に係わる流体機械の第２実施形態に用いられる過負荷保護装置の他の取付状態を示す概念図。
【図１１】本発明に係わる流体機械の第３実施形態に用いられる過昇温保護装置の取付状態を示す概念図。
【図１２】図１１における過負荷保護装置の取付状態を拡大して示す概念図。
【図１３】従来のヘリカルコンプレッサの縦断面図。
【図１４】従来のヘリカルコンプレッサに用いられるローラ部分の縦断面図。
【符号の説明】
１　ヘリカルコンプレッサ
１ａ　ヘリカルコンプレッサ本体
２　ヘリカル圧縮機構部
３　電動機部
４　クランクシャフト
４ａ　クランク部
４ｂ　クランクシャフト取付部
４ｃ　キー
４ｄ　ネジ部
４ｅ　バランサ
４ｆ　バランサ
４ｇ　Ｃ字形止め輪
４ｈ　Ｃ字形止め輪
５　冷却系
６　主軸受部
６ａ　主単列玉軸受
６ｂ　外気導入孔
６ｃ　主軸受部通気孔
７　副軸受部
７ａ　副単列玉軸受
７ｂ　溝部
７ｃ　副軸受部通気孔
７ｄ　共締め用螺子
８　冷却ファン
８ａ　ファンカバー
９　ベース部
１０　脚部
２１　シリンダ
２２　ローラ
２２ａ　螺旋溝
２２ｂ　ローラクランク部
２２ｃ　ローラクランク部軸孔
２２ｄ　ローラ通気孔
２２ｅ　バランサ収納部
２２ｆ　バランサ収納部
２３　シリンダ圧縮室
２４　ヘリカルブレード
２５　吸込管
２６　吐出管
２５ａ　吸込口
２６ａ　吐出口
２７　クランク部単列玉軸受
２８　Ｃ字形止め輪
３１　カバー
３２　モータステータ
３２ａ　取付螺子
３３　モータロータ
３３ａ　取付孔
３４　緩み止め付ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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