(57)【要約】【課題】胴体の上下開口端面を位置決めの基準として、保持板位置決めをし、固定子鉄心の端部と回転子の隙間が、所定間隔となり、容易で精度良い組立が可能なスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】電動機９は円柱状の鉄心９ａに巻線９ｂを巻回した複数の固定子９’により保持板１０の間に、複数の固定子列を形成して環状の磁気回路を構成し、旋回スクロール６背面の、鉄心９ａの端部と隙間を隔てて対向する位置に、複数の永久磁石を備えた回転子を一体構造で形成して環状の磁気回路を構成したアキシャル型電動機で、相対向する保持板１０の外周部にフランジ１０ａ  を設け、フランジ１０ａ  を上部蓋体３と胴体２の上部開口端面とにより挟持し、下部蓋体４と胴体２の上部開口端面とにより夫々挟持し、挟持部を溶接ａにより接合して、胴体２の開口端面を位置決めの基準として、鉄心９ａの端部と回転子の隙間が、所定間隔となるよう保持板１０の位置決めを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下を開口する筒状の胴体と、同胴体の開口部を閉塞する有底筒状の上部蓋体と下部蓋体とから形成される密閉容器内に、固定スクロールと旋回スクロールとに立設された渦巻ラップを互いに噛み合わせ、前記旋回スクロールが所定の公転半径で旋回運動することにより、冷媒を圧縮する圧縮部と、同圧縮部を駆動する電動機とを配設してなり、
前記電動機は、複数の孔を穿設した環状の保持板を、前記複数の孔位置が合致するように相対向して配設し、円柱状の鉄心に巻線を巻回した複数の固定子の両端を、対応する前記孔に嵌着することにより前記保持板の間に、複数の固定子列を形成して環状の磁気回路を構成し、前記鉄心の端部と所定の隙間を隔てて対向する位置に、複数の永久磁石を備えた回転子を形成して環状の磁気回路を構成し、同回転子が前記固定子の回転磁界により回転運動されてなるアキシャル型電動機からなり、
前記相対向する保持板の外周部にフランジを設け、同フランジを前記上部蓋体と前記胴体の上部開口端面とにより挟持すると共に、前記下部蓋体と前記胴体の上部開口端面とにより夫々挟持し、同挟持部を溶接により接合して、前記胴体の開口端面を位置決めの基準として、前記鉄心の端部と前記回転子の隙間が、所定間隔となるよう前記保持板の位置決めを行なってなることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮部は、前記電動機を挟んで両側に夫々備えられた、２つの圧縮部からなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記旋回スクロールと前記回転子を一体化してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記両圧縮部の軸方向中心部、およびまたは外周部に、前記旋回スクロールの両背面を支持し、前記両圧縮部の渦巻ラップのスラスト力を相殺するスラスト支持部材を設けてなることを特徴とする請求項１または２記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記回転子の磁気回路の中心部にピンを立設すると共に、前記保持板の前記ピンに対向する位置に環状のピン溝を設け、同ピン溝に前記ピンを嵌入し、前記旋回スクロールの自転防止機構としてなることを特徴とする請求項１、２または３記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記鉄心の上下端面を、前記保持板の外面より引込めて固定し、前記回転子と前記保持板の合わせ面をスラスト面としてなることを特徴とする請求項１または２記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記旋回スクロール背面の前記磁気回路以外の部分を突出させ、この突出面と前記保持板の合わせ面をスラスト面としてなることを特徴とする請求項１または２記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記密閉容器内を、前記保持板により、高圧室と、低圧室に区画してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
前記胴体を、前記保持板と一体構造としてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機に係り、詳しくは圧縮機に、アキシャル（又はアキシャルギャップ）型電動機を用いた場合の取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般的にスクロール圧縮機に使用されている電動機はラジアル型電動機で、磁性体を軸方向に積層したコアに銅線を巻いたステータと、ステータの中心に回転軸を持つロータからなる。その構造上トルクを得るためにコアを積層し軸方向に長くなり、圧縮機全体としても軸方向に長くなる。このため、ステータとロータがぶつからないための組立公差、軸と軸受の隙間の許容量は非常に小さい。このため、傾きに対する軸と軸受の逃げは小さく、当りが大きくなり、摩耗などの耐久性は重要な問題となる。
【０００３】
そこで、電動機に、シャフトの回りの円周上に磁性体の鉄心にコイルを巻回したステータと、シャフトに固定され、ステータにより駆動されるロータとからなり、軸方向の長さを短くし、組立公差、軸と軸受の隙間の許容量を大きくし、前記シャフトの傾きに対する余裕をもたすことで、軸と軸受が受ける負荷を軽減することがで、小型化が図れるアキシャルギャップ型電動機を用いることが望まれていた。
【０００４】
アキシャルギャップ型電動機には、例えば図９及び図１０（Ａ），（Ｂ）に示すような４極のＤＣブラシレスモータからなるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
図９は、アキシャルギャップ型電動機５０の半縦断面図，図１０（Ａ）は図９におけるａ−ａ線断面図，図１０（Ｂ）はロータの正面図である。まず、ロータ５１の構造について説明する。回転軸５２の中央部には、円板状のヨーク５３，５４が設けられている。そして、このヨーク５３の後面側には、円板状のマグネット５５が設けられている。円板状のマグネット５５には、４５°毎にＮ極とＳ極が配されている。また、ヨーク５４の前面側には、円板状のマグネット５６が設けられている。これら円板状のマグネット５５と５６とは平行に配され、かつ、マグネット５５のＮ極には、マグネット５６のＳ極が対向するように配されている。
【０００５】
ステータ５７は、図１０（Ａ）に示すように、小ステータ５８を回転軸５２の回りの円周上に６０°毎に６個並べたものであり、円板状のマグネット５５と５６との間に位置している。各小ステータ５８のステータ鉄心５９は、図９に示すように、Ｈ字状の鉄板を複数枚積層した形状であり、ステータ鉄心５９の回りにコイル６５が巻回され、各小ステータ５８間はモールド樹脂６０でモールドされている。そして、回転軸５２の前部は軸受６１を介してブラケット６２に取り付けられ、回転軸５２の後部は軸受６３を介してブラケット６２の後部に取り付けられている。そして、回転軸５２が軸受６１、６３に対して固定さている。
【０００６】
上記のようなアキシャルギャップ型電動機をスクロール圧縮機に使用する場合、各小ステータ５８を樹脂６０で連結し、この樹脂６０を流用してスクロール圧縮機の密閉容器の内壁に固定するようになっていた。
しかしながら、内部高圧型のスクロール圧縮機のように密閉容器の内部が高温になり、樹脂が軟化、溶解するような周囲温度となる使用環境では、ステータの位置ずれなどが生じ、ステータ鉄心５９とロータ５１の磁気回路の隙間の精度が確保できず、動作が不十分となるため、アキシャルギャップ型電動機の使用は不向きであった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２５３６３５号公報（第３−６頁、第１−３図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、胴体の上下開口端面を位置決めの基準として、保持板、上部蓋体および下部蓋体の位置決めをすることで、固定子鉄心の端部と回転子の隙間が、所定間隔となり、容易で精度良い組立が可能なスクロール圧縮機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、上下を開口する筒状の胴体と、同胴体の開口部を閉塞する有底筒状の上部蓋体と下部蓋体とから形成される密閉容器内に、固定スクロールと旋回スクロールとに立設された渦巻ラップを互いに噛み合わせ、前記旋回スクロールが所定の公転半径で旋回運動することにより、冷媒を圧縮する圧縮部と、同圧縮部を駆動する電動機とを配設してなり、構成となっている。
【００１０】
また、前記圧縮部は、前記電動機を挟んで両側に夫々備えられた、２つの圧縮部からなる構成となっている。
【００１１】
また、前記旋回スクロールと前記回転子を一体化してなる構成となっている。
【００１２】
また、前記両圧縮部の軸方向中心部、およびまたは外周部に、前記旋回スクロールの両背面を支持し、前記両圧縮部の渦巻ラップのスラスト力を相殺するスラスト支持部材を設けてなる構成となっている。
【００１３】
また、前記回転子の磁気回路の中心部にピンを立設すると共に、前記保持板の前記ピンに対向する位置に環状のピン溝を設け、同ピン溝に前記ピンを嵌入し、前記旋回スクロールの自転防止機構としてなる構成となっている。
【００１４】
また、前記鉄心の上下端面を、前記保持板の外面より引込めて固定し、前記回転子と前記保持板の合わせ面をスラスト面としてなる構成となっている。
【００１５】
また、前記旋回スクロール背面の前記磁気回路以外の部分を突出させ、この突出面と前記保持板の合わせ面をスラスト面としてなる構成となっている。
【００１６】
また、前記密閉容器内を、前記保持板により、高圧室と、低圧室に区画してなる構成となっている。
【００１７】
また、前記胴体を、前記保持板と一体構造としてなる構成となっている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例を示す２つの圧縮部をもつスクロール圧縮機の側断面図、図２は、本発明の要部拡大図で、（Ａ）はアキシャル型電動機の要部拡大断面図、（Ｂ）は固定子の概略上面図、（Ｃ）は回転子の概略底面図である。
【００１９】
図１において、密閉容器１は、上下を開口する筒状２の胴体と、同胴体２の上側の開口部を閉塞する有底筒状の上部蓋体３と、下側の開口部を閉塞する有底筒状の下部蓋体４とから形成されている。前記密閉容器１内に、固定スクロール５と旋回スクロール６とに立設された渦巻ラップを互いに噛み合わせ、複数の圧縮室７を形成し、前記旋回スクロール６が所定の公転半径で旋回運動することにより、冷媒を圧縮する圧縮部８ａ，８ｂ  が上下に配置された２つの圧縮部から構成されている。また、前記両圧縮部８ａ，８ｂ  の間に、同両圧縮部８ａ，８ｂ  を駆動する電動機９が配置されている。
尚、本実施例では旋回スクロールと回転子を一体化した場合で説明してあるが、旋回スクロールと回転子が別体であってもよい。
【００２０】
図２に示すように、前記電動機９はアキシャル型電動機であって、前記旋回スクロール６の公転軌跡上に複数の孔１０ａ  を穿設した環状の保持板１０を、前記複数の孔１０ａ  の位置が合致するように相対向して配設し、円柱状の鉄心９ａに巻線９ａを巻回した複数の固定子９’の両端を、対応する前記孔１０ａ  に嵌着することにより前記保持板１０の間に、複数の固定子列を形成して環状の磁気回路９ｃを構成している。
【００２１】
また、前記旋回スクロール６の背面の前記鉄心９ａの端部と所定の隙間を隔てて対向する位置に、複数の永久磁石１１を備えた回転子１２を一体構造で形成して、同回転子１２は９０°毎にＮ極とＳ極が配置された環状の磁気回路１２ａ  を構成している。そして、前記固定子１０の各巻線９ａの通電を制御し、前記各鉄心９ａへの通電を順次切換えることで回転磁界を発生させ、前記回転子１２を公転軌跡上（図２Ｃに示す破線１１ａ  ）回転して、前記旋回スクロール６を旋回運動させる。
【００２２】
図１に示すように、前記相対向する保持板１０の外周部にフランジ１０ｂ  を設け、同フランジ１０ｂ  を前記上部蓋体３と前記胴体２の上部開口端面とにより挟持すると共に、前記下部蓋体４と前記胴体２の上部開口端面とにより夫々挟持し、同挟持部を溶接ａにより夫々接合し、前記密閉容器１を構成している。
【００２３】
上記構成により、前記胴体２の上下開口端面を位置決めの基準として、前記保持板１０、前記上部蓋体３および前記下部蓋体４の位置決めをすることで、前記鉄心９ａの端部と前記回転子１２の隙間が、所定間隔となり、容易で精度良い組立が可能となる。
【００２４】
図３は本発明による第二の実施例を示したもので、前記両圧縮部８ａ，８ｂ  の軸方向中心部、およびまたは外周部に、前記旋回スクロール６の両背面を支持し、前記両圧縮部８ａ，８ｂ  の渦巻ラップのスラスト力を相殺するスラスト支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  を設けてなる構成とすることにより、前記旋回スクロール６が前記固定スクロール５から圧縮ガスにより離れることを防ぎ、圧縮ガスの漏れをシールして圧縮効率を良くする。また、外周部のスラスト支持部材１３ｂ，１３ｃ  は、前記旋回スクロール６のガタツキ防止に効果がある。
【００２５】
図４は本発明による第三の実施例を示したもので、前記回転子１２の磁気回路の中心部にピン１４を立設すると共に、前記保持板１０の前記ピン１４に対向する位置に環状のピン溝１０ｂ  を設け、同ピン溝１０ｂ  に前記ピンを嵌入し、前記旋回スクロール６の自転防止機構としてなる構成とすることにより、従来のオルダムリングより、構造が簡単でコスト的に有利となる。
【００２６】
図５は本発明による第四の実施例を示したもので、前記鉄心９ａの上下端面を、前記保持板１０の外面より引込めて固定し、前記回転子１２と前記保持板１０の合わせ面１５ａ  をスラスト面としてなる構成とすることにより、スラスト面の面積が大きくなり、前記旋回スクロール６の旋回運動がガタツキの少ない安定した運動とすることができる。
【００２７】
図６は本発明による第五の実施例を示したもので、前記旋回スクロール６の背面の磁気回路以外の部分を突出させ、この突出面と前記保持板１０の合わせ面１５ｂ  をスラスト面としてなる構成とすることにより、上記と同様に、スラスト面の面積が大きくなり、前記旋回スクロール６の旋回運動がガタツキの少ない安定した運動とすることができる。
【００２８】
図７は本発明による第六の実施例を示したもので、電動機室９ｄに低圧の吸入ガスＰｓを吸入する吸入管１６を接続し、圧縮部８ａ，８ｂ  で圧縮した圧縮ガスＰｄを吐出する吐出室１７に吐出管１８を接続し、前記保持板１０により、前記電動機室９ｄを低圧室に、前記吐出室１７を高圧室に区画した構成とすることにより、前記電動機室９ｄに圧縮ガスの流入による、漏れ損失を防ぐことができる。
【００２９】
図８は本発明による第七の実施例を示したもので、前記回転子１２と前記保持板１０の合わせ面にスラストリング１９を設け、前記旋回スクロール６の背面を、中央部の高圧背圧室２０ａ  と、外側の低圧背圧室２０ｂ  に仕切る構成とすることにより、前記旋回スクロール６が前記固定スクロール５側に押付ける力を軽減し、摩擦を小さくして機械効率の悪化を防止する。
【００３０】
以上に説明したように、前記胴体２の上下開口端面を位置決めの基準として、前記保持板１０、前記上部蓋体３および前記下部蓋体４の位置決めをすることで、前記鉄心９ａの端部と前記回転子１２の隙間が、所定間隔となり、容易で精度良い組立が可能なスクロール圧縮機となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、胴体の上下開口端面を位置決めの基準として、保持板、上部蓋体および下部蓋体の位置決めをすることで、固定子鉄心の端部と回転子の隙間が、所定間隔となり、容易で精度良い組立が可能なスクロール圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるスクロール圧縮機の側断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の要部拡大図断面図、（Ｂ）は固定子の上面図、（Ｃ）は回転子の裏面図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す要部拡大図断面図である。
【図４】本発明の第三の実施例を示す要部拡大図断面図である。
【図５】本発明の第四の実施例を示す要部拡大図断面図である。
【図６】本発明の第五の実施例を示す要部拡大図断面図である。
【図７】本発明の第六の実施例を示す、スクロール圧縮機の側断面図である。
【図８】本発明の第七の実施例を示す、スクロール圧縮機の側断面図である。
【図９】従来例におけるアキシャルギャップ型電動機の要部拡大断面図である。
【図１０】（Ａ）は図９のａ−ａ  線断面図で、（Ｂ）はロータの正面図である。
【符号の説明】
１  密閉容器
２  胴体
３    上部蓋体
４  下部蓋体
５  固定スクロール
６  旋回スクロール
７  圧縮室
８ａ，８ｂ  圧縮部
９  電動機（アキシャル型電動機）
９ａ  鉄心
９ｂ  巻線
９ｃ  磁気回路
９ｄ  電動機室
９’    固定子
１０  保持板
１０ａ  孔
１１    永久磁石
１１ａ  公転軌跡
１２  回転子
１２ａ  磁気回路
１３ａ，１３ｂ１３ｃスラスト支持部材
１４  ピン
１５ａ，１５ｂ  合わせ面
１６  吸入管
１７    吐出室
１８  吐出管
１９  スラストリング
２０ａ  高圧背圧室
２０ｂ  低圧背圧室
【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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