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JP4331852B2 - Electric compressor and electric motor assembling method of electric compressor - Google Patents
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JP4331852B2 - Electric compressor and electric motor assembling method of electric compressor - Google Patents

Electric compressor and electric motor assembling method of electric compressor Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により駆動される圧縮機(コンプレッサ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧縮した空気を得る手段として、往復動形の電動圧縮機が多く用いられている。往復動形の電動圧縮機は、弁機構が設けられたピストンの往復動作によりシリンダ内に導入した空気を圧縮して吐出口から吐出させる往復動形の圧縮機構と、中空部を有して該中空部の上部に圧縮機構を支持した主フレームと、主フレームに支持された電動機と、主フレームの中空部内で電動機の回転を往復運動に変換してピストンに伝達する回転運動/往復運動変換機構とを備えていて、電動機の回転に伴ってピストンを往復動作させることによりシリンダ内の空気を圧縮して吐出させる。
【0003】
図3は従来のこの種の圧縮機の構成例を示したもので、同図において1はアルミニュウム等の成型品または鋳造品からなっていて、中空部1aを有する主フレーム、2は主フレーム1の中空部の上部に支持された圧縮機構である。
【0004】
圧縮機構2は、軸線を垂直方向に向け、下端を中空部2内に開口させた状態で主フレーム1の上部に固定されたシリンダ201と、シリンダ201の上端の開口部を閉じるように取り付けられたシリンダヘッド202と、シリンダ201内に嵌合されたピストン203と、ピストン203に取り付けられた吸い込み弁機構204と、シリンダ201とシリンダヘッド202との間に設けられた吐出弁機構205とを備えていて、ピストン203が下降する際に吸い込み弁機構204を通してシリンダ201内に導入した空気を、ピストン203が上昇する際に圧縮して吐出弁機構205とシリンダヘッド202に設けられた吐出口206とを通して吐出させる。
【0005】
主フレーム1の背面側には、筒状の第1のカバー半部101が一体に形成され、この第1のカバー半部101と、別体に形成された円筒状の第2のカバー半部3´とにより電動機カバー4´が構成されている。
【0006】
第1のカバー半部101は、その軸線を圧縮機構のシリンダ201の軸線と直交させた状態で設けられていて、その一端101aは圧縮機構2と反対側に開口させられている。第1のカバー半部101と主フレームの中空部1aとの間は隔壁102により仕切られ、隔壁102の中央部には、ボス状の軸受保持部103が一体に形成されている。
【0007】
第1のカバー半部101の軸線方向のほぼ中間部の内周には、他の部材を該カバー半部101の軸線方向から当接させる軸方向当接面101b1と、他の部材を該カバー半部の径方向から当接させる径方向当接面101b2とを有するインロー部(位置決め用嵌合部)101bが形成されている。
【0008】
第2のカバー半部3´は、軸線方向の一端3a1´が開口したほぼ円筒状の周壁部3a´と該周壁部3a´の他端を閉じる端部壁3b´とからなっていて、その端部壁3b´の中央部にはボス部3c´が形成され、ボス部3c´の内側に、放射状に設けられた複数のリブ3d´を介して軸受保持部3e´が形成されている。第2のカバー半部3´の一端の内周部には、軸方向当接面3f1´と径方向当接面3f2´とを有するインロー部3f´が形成されている。
【0009】
第2のカバー半部3´はその軸線を第1のカバー半部101と一致させた状態で、かつその開口部を第1のカバー半部側に向けた状態で配置されて、ボルト5により第1のカバー半部101に締結されている。
【0010】
主フレームの隔壁部102に設けられた軸受保持部103及び第2のカバー半部3´に設けられた軸受保持部3e´にそれぞれ球軸受からなる第1の軸受6及び第2の軸受7が取り付けられ、これらの軸受により、電動機カバー4´の軸線方向に延びる回転軸8が支持されている。
【0011】
電動機カバー4´内には、電動機10のロータ11とステータ12とが収容されている。この例では、電動機10としてコンデンサ形の単相誘導電動機が用いられていて、そのロータ11は回転軸8に取り付けられている。電動機のステータ12は、環状の電機子鉄心13のスロットに主巻線と始動巻線とからなる電機子コイル14を巻装したものからなっていて、電機子鉄心13は、その軸線方向の一端を第1のカバー半部101の内周のインロー部101bに嵌合させ、他端を第2のカバー半部3´のインロー部3f´に嵌合させることにより、電動機カバー4´の軸線方向及び径方向に位置決めされている。
【0012】
第2のカバー半部3´の上部には電動機10の始動巻線に直列に接続されるコンデンサ15が取り付けられている。
【0013】
回転軸8の一端は主フレーム1の中空部1a内を通して外部に導出されていて、該回転軸8の一端に圧縮機構2に冷却風を供給する送風ファン16が取り付けられている。
【0014】
主フレーム1の中空部内には、電動機の回転を往復運動に変換して圧縮機構2のピストン203に伝達する回転運動/往復運動変換機構17が設けられている。図示の変換機構17は、回転軸8に結合された回転体18と、圧縮機構のピストン203に先端が連結され、後端部が球軸受19を介して回転体18に連結された連接棒20とからなっている。
【0015】
回転体18は、円筒面状の外周面を有する主ホイール部18aと、重量バランスをとるために主ホイール部18aの軸線方向の一端に一体に形成されたバランスホイール部18bとからなっていて、主ホイール部18aの外周面の中心軸に対して偏心した位置に設けられた軸嵌合孔に回転軸8を嵌合させた状態で、キー21及びボルト22により回転軸8に固定されている。
【0016】
連接棒20の後端部には、回転体18の主ホイール部18aの外周を同心的に取り囲む環状部20aが形成されていて、該環状部20aの内周及び回転体18の主ホイール部18aの外周にそれぞれ球軸受19の外輪及び内輪が嵌合されている。
【0017】
圧縮機構2と回転運動/往復運動変換機17と送風ファン16とを覆うようにファンカバー23が取り付けられ、コンデンサ15を覆うようにコンデンサカバー24が取り付けれている。
【0018】
図3に示した電動圧縮機においては、電動機10の回転に伴って回転体18が偏心回転運動を行い、回転体18に軸受19を介して連結されている連接棒20が往復運動を行う。この連接棒の往復運動に伴ってピストン203がシリンダ201内を上下して圧縮された空気を吐出口206から吐出させる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
電動圧縮機は、無人の設置場所に設置されて長時間運転されることがしばしばある。例えば、図3に示した電動圧縮機は、魚貝類の養殖場に設置されて、海水中に空気を供給する用途に用いられている。魚貝類の養殖場などで用いられる電動圧縮機は空気タンクとともに設置されてその吐出口が圧力調整器と逆止弁とを介して空気タンクに接続され、空気タンク内の圧力を設定値以上に保つように間欠運転される。
【0020】
この種の圧縮機においては、保守点検の周期をできるだけ長くすることが望ましいため、圧縮機構2や変換機構17の耐久性を高くしておく必要があるのはもちろん、電動機10としても、寿命の長いものを用いる必要がある。図3に示した例では、電動機10としてブラシを持たない交流電動機を用いてその長寿命化を図っている。
【0021】
このように交流電動機を用いた電動圧縮機を養殖場等で運転する場合には、電源として交流電圧を発生するエンジン発電機を必要とする。エンジン発電機を用いて電動圧縮機を運転する場合には、空気タンク内の圧力が設定値以下に低下する毎にエンジンを起動する必要があるため、エンジンが運転される頻度が高くなって1日当たりにエンジンから排出されるガスの量が多くなり、エンジンの排ガスによる大気汚染が無視できないという問題があった。またエンジンが頻繁に運転されると、エンジンが発生する騒音が周囲の環境を悪化させるおそれがあった。そこで、最近、この種の電動圧縮機をバッテリを用いて駆動することが検討されている。
【0022】
また上記のような圧縮機では、運転中に圧縮機構2のシリンダ201やその内部に配置されたバルブ機構等の温度が上昇するため、バルブ機構等の寿命を長くするためには、運転を停止する際に送風ファン16が惰性で回転する時間をできるだけ長くして、圧縮機構2を冷却することが望ましい。ところが、従来の電動圧縮機では、電動機10としてイナーシャが小さいインナロータ形の電動機を用いていたため、電源が切られるとほぼ同時に送風ファン16が停止してしまい、圧縮機構2の冷却が速やかに行われないという問題があった。
【0023】
また従来の電動圧縮機では、コンデンサ形の単相誘導電動機を用いていたため、大形のコンデンサ15を必要とし、該コンデンサ15を覆うために大形のカバー24を必要とした。そのため、圧縮機全体が大形になるという問題があった。
【0024】
本発明の目的は、バッテリで運転することができるようにするとともに、電動機のイナーシャを大きくして、電動機の運転を停止する際に送風ファンを比較的長い時間回転させ続けることができるようにした電動圧縮機を提供することにある。
【0025】
本発明の他の目的は、大形のコンデンサを用いる必要性をなくして、小形化を図ることができるようにした電動圧縮機を提供することにある。
【0026】
本発明の更に他の目的は、電動機部分の組立を容易にすることができるようにした電動圧縮機の電動機の組立方法を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明は、弁機構が設けられたピストンの往復動作によりシリンダ内に導入した空気を圧縮して吐出口から吐出させる往復動形の圧縮機構と、中空部を有して該中空部の上部に圧縮機構を支持した主フレームと、該主フレームに支持された電動機と、主フレームの中空部内で電動機の回転を往復運動に変換してピストンに伝達する回転運動/往復運動変換機構とを備えた電動圧縮機を対象とする。
【0028】
本発明が対象とする電動圧縮機では、主フレームに一体に形成されて一端が圧縮機構と反対側に開口させられた第1のカバー半部と、一端が第1のカバー半部側に開口させられて第1のカバー半部の開口部を閉じるように取り付けられた第2のカバー半部とにより電動機カバーが構成されていて、該電動機カバー内に電動機の構成部品が配置される。また第1のカバー半部の内周には他の部材を嵌合させて軸線方向及び径方向に位置決めするためのインロー部が形成されている。
本発明においては、第2のカバー半部の他端側を閉じる端部壁から突出して該第2のカバー半部の周壁部の内側を軸線方向に延びるボス部を設けておく。第2のカバー半部は、その一端を第1のカバー半部のインロー部に嵌合させて軸線方向及び径方向に位置決めした状態で第1のカバー半部に固定する。
【0029】
電動機としては、カップ状のロータヨークの内周に永久磁石を取り付けてなるロータと、該ロータの内側に配置された環状の電機子鉄心のスロツトに電機子コイルを巻装してなるステータとを備えたアウタロータ形のブラシレス直流電動機を用いる。
【0030】
電動機の回転軸は、第2のカバー半部のボス部内を通して電動機カバー内を軸線方向に延びるように設けて、第1のカバー半部と主フレームの中空部との間を仕切る隔壁部に取り付けられた第1の軸受と、第2のカバー半部の端部壁に取り付けられた第2の軸受とにより支持する。
【0031】
電動機のロータは、そのヨークの開口部を第2のカバー半部側に向けた状態で回転軸に取り付ける。またステータは、その環状の電機子鉄心を第2のカバー半部に設けられたボス部の外周に嵌合させた状態で取り付ける。
【0032】
上記のように、圧縮機構を駆動する電動機としてブラシを持たない直流電動機を用いると、図3に示した電動圧縮機と同様に、電動機の長寿命化を図ることができる。
【0033】
また上記のようにブラシレス直流電動機を用いると、バッテリで圧縮機を駆動することができる。電動機をバッテリで駆動する場合、該バッテリをエンジン発電機の出力で充電することが考えられるが、エンジン発電機と圧縮機との間にバッテリを介在させると、圧縮機を運転する毎にエンジンを起動する場合に比べて、エンジンの運転頻度を低くすることができるため、1日の間にエンジンから大気中に排出されるガスの量を少なくして大気汚染を軽減することができる。
【0034】
また、上記のように、圧縮機構を駆動する電動機としてアウタロータ形のブラシレス直流電動機を用いると、そのイナーシャを大きくすることができるため、圧縮機の運転を停止する際に電動機が惰性で回転する時間を長くして、その間に圧縮機構を冷却することができる。従って、圧縮機の運転を停止する際に、従来よりも長い時間の間送風ファンを回転させた状態に保って圧縮機構を冷却することができる。
【0035】
更に、上記のように、電動機としてブラシレス直流電動機を用いると、大形のコンデンサを設ける必要がないため、圧縮機の小形化を図ることができる。
【0036】
また上記のように、主フレームに一体に形成された第1のカバー半部の内周に形成されたインロー部に、第2のカバー半部の一端を嵌合させて位置決めする構造にすると、図3に示したような従来の電動圧縮機において電動機のステータを位置決めするために第1のカバー半部の内周に形成されていたインロー部をそのまま用いて第2のカバー半部を位置で決めすることができる。そのため、主フレーム1としては、従来の圧縮機で用いられていたものと同じものをそのまま用いることができ、主フレームを成型するために従来用いられていた金型をそのまま利用することができる。従って、高価な金型を作り直すことなく、電動機をコンデンサ形の単相誘導電動機からブラシレス直流電動機に変更することができる。
ブラシレス直流電動機のロータはその内周に永久磁石を備えていて、該永久磁石がステータの電機子鉄心に対向する構造になっているため、ロータを組み込む際には、該ロータの永久磁石が電機子鉄心に吸着されないように配慮する必要がある。ロータを組み込む際にその永久磁石が電機子鉄心に吸着されると、磁石に亀裂が入ったり、磁石が欠けたりするため、製品の歩留まりが悪くなる。
【0037】
そこで本発明の組立方法では、ロータヨークの開口部を第2のカバー半部の端部壁側に向けた状態でロータを回転軸に取り付けるロータ取付け工程と、ロータが取り付けられた回転軸を第1の軸受の内輪に圧入して該第1の軸受により支持させる回転軸取り付け工程と、第2のカバー半部のボス部を環状の電機子鉄心の内周に嵌合させることによりステータをボス部に支持させるステータ取付工程と、回転軸に摺動接触した状態で嵌合し、第2のカバー半部のボス部の内周に摺動接触した状態で嵌合するように形成された円筒状(管状)のスペーサを回転軸と第2のカバー半部のボス部の内周との間に介在させることによりステータをロータと軸線を共有した状態に保持しつつ第2のカバー半部を第1のカバー半部側に移動させて第2のカバー半部の一端を第1のカバー半部の内周のインロー部に嵌合させるステータ組み付け工程と、第2のカバー半部を第1のカバー半部にボルトにより締結して電動機カバーを組み立てるカバー組立工程と、スペーサを抜き取った後ボス部の内側に配置されている回転軸の他端に第2の軸受の内輪を圧力嵌めするとともに、該第2の軸受の外輪を第2のカバー半部の端部壁に設けた軸受保持孔に圧入して該第2の軸受を第2のカバー半部に取り付ける第2の軸受取付工程とを行って電動機の部分を組み立てる。
【0038】
上記のようにして電動機の部分を組み立てると、大掛かりな治具を用いることなく、簡単に製作できる円筒状(管状)のスペーサを第2のカバー半部のボス部と回転軸との間に介在させるだけで、ロータとステータとを同心的な位置関係に保ちながら、ロータを組み込むことができるため、電動機部分の組立を容易にすることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
図3に示した圧縮機と同様の圧縮機に本発明を適用した場合の構成例を図1及び図2に示した。図1は図3と同様な縦断面図、図2は図1の圧縮機の電動機部分の右側面図である。図1において、図3の各部と同等の部分にはそれぞれ図3の各部に付した符号と同一の符号を付してある。
【0040】
本発明においては、電動機30として、ロータ31と、該ロータの内側に配置されるステータ32とを備えたアウタロータ形のブラシレス直流電動機が用いられ、その取付けを可能にするために、第2のカバー半部3の構造が変えられている。
【0041】
第2のカバー半部3は、一端3a1が第1のカバー半部側に開口したほぼ円筒状の周壁部3aと、周壁部3aの他端を閉じる端部壁3bと、端部壁3bの中央部から突出して周壁部3aの内側を軸線方向に延びるボス部3cを有し、その開口部側の一端の外径は、第1のカバー半部101の内周に形成されたインロー部101bの径方向当接面101b2に隙間なく嵌合し得る大きさに形成されている。第2のカバー半部3のボス部3cの端部壁3b側の端部の内側には、第2の軸受7を保持し得るように内径が拡大された軸受保持孔3eが、外方に開口した状態で形成されている。第2の軸受7は球軸受からなっていて、軸受保持孔3eの内周にその外輪を圧力嵌めした状態で取り付けられる。
【0042】
第2のカバー半部3は、その大部分を第1のカバー半部101の内側に挿入した状態で配置されて、その一端3a1が第1のカバー半部101の内周のインロー部101bに嵌合され、一端3a1の外周面及び軸方向端面がそれぞれインロー部101bの径方向当接面101b2及び軸方向当接面101b1に当接されて、径方向及び軸線方向に位置決めされる。第2のカバー半部3は、このように位置決めされた状態でボルト5(図2参照)により第1のカバー半部101に締結される。
【0043】
図示のロータ31は、鉄等の強磁性材料によりカップ状に形成されたロータヨーク31Aと、該ヨークの内周に取り付けられた永久磁石31Bとを備えた公知のもので、ヨーク31Aの開口部を第2のカバー半部3側に向けた状態で回転軸8に取り付けられている。図示の例では、ヨーク31Aの底壁部の中央にボス部31aがリベット止めされていて、該ボス部31aが回転軸8に嵌着されている。
【0044】
ステータ32は、環状の電機子鉄心32Aと、該電機子鉄心32Aのスロットに巻装された電機子巻線32Bとからなっていて、鉄心32Aの内周に第2のカバー半部3のボス部3cを嵌合させることにより、第2のカバー半部3に支持されている。このようにステータ32を取り付けた状態で、鉄心32Aとロータ31とが同心的に配置されて、鉄心32Aの外周に形成された磁極部が所定のギャップを介してロータ31の磁極に対向させられるようになっている。
【0045】
電動機30はまた、ロータの回転角度位置に応じて電機子コイル32Bに流す電流を制御する制御回路の構成部品を装着したプリント基板33を備えている。プリント基板33は、その中央部に、鉄心32Aの内側の孔と整合する孔を有していて、第2のカバー半部の端部壁3bに対向する鉄心32の端面にスペーサ34を介してネジ止めされている。プリント基板33は、鉄心32Aが第2のカバー半部のボス部3cの外周に嵌合されて保持された際にステータ32と第2のカバー半部の端部壁3bとの間に配置される。
【0046】
第2のカバー半部3の端部壁3bにはまた、通気孔3hとコード引出し孔3iとが設けられ、コード引出孔3iと第2の軸受7とを覆うカバー板35がネジ36により端部壁3bの外面に固定されている。カバー板35のコード引出孔3iに相応する位置に設けられた窓部にグロメット37が取り付けられ、プリント基板33に接続されたコード38がグロメット37を通して外部に導出されている。その他の点は図3に示した圧縮機と全く同様に構成されている。
【0047】
上記のように、インナーロータ形の電動機のステータの鉄心を位置決めするために主フレーム1に一体に設けられていた第1のカバー半部のインロー部101bに第2のカバー半部3の一端を嵌合させて該第2のカバー半部3を第1のカバー半部101に対して位置決めするとともに、第2のカバー半部の端部壁に設けたボス部3cにステータの鉄心32Aを嵌合して位置決めするようにすると、従来の圧縮機に用いられていた主フレームをそのまま用いて、アウタロータ形の電動機を取り付けることができる。
【0048】
また上記のようにアウタロータ形の電動機を用いると、そのロータのイナーシャが大きいため、圧縮機の運転を停止する際に、電動機が惰性で回転する時間を長くすることができる。従って、圧縮機の運転を停止する際に圧縮機構のシリンダ201に風が当る時間を長くすることができ、シリンダ内の弁機構の温度が上昇して、その部品が劣化するのを防ぐことができる。
【0049】
上記の電動圧縮機を組み立てる際には、先ずロータヨークの開口部を第2のカバー半部3の端部壁3b側に向けた状態でロータ31を回転軸8に取り付けるロータ取付け工程を行い、次いで、ロータ31が取り付けられた回転軸8を第1の軸受6の内輪に圧入して第1の軸受6により支持させる回転軸取り付け工程を行う。
【0050】
ロータが取り付けられた回転軸8を第1の軸受6に支持させた後、第2のカバー半部3のボス部3cを環状の電機子鉄心32Aの内周に嵌合させることによりステータ32をボス部3cに支持させるステータ取付工程を行う。
【0051】
次いで、回転軸8に摺動接触した状態で嵌合し、第2のカバー半部3のボス部3cの内周に摺動接触した状態で嵌合するように形成された円筒状(管状)のスペーサ(図示せず。)を回転軸8の外周に嵌合させた後、該スペーサの外周に第2のカバー半部のボス部3cを嵌合させ、ステータ32をロータ31と軸線を共有した状態に保持しつつ第2のカバー半部3のボス部3cを主フレーム1側に移動させて第2のカバー半部3の一端を第1のカバー半部101の内周のインロー部101bに嵌合させるステータ組み付け工程を行う。
【0052】
上記のように、回転軸8と第2のカバー半部3のボス部3cとの間にスペーサを介在させた状態で第2のカバー半部3を主フレーム1側に移動させるようにすると、スペーサとして長めのものを用いて、該スペーサを回転軸8の端部より突出させておくことにより、ステータ32とロータ31とを同心的な位置関係に保持しつつステータ32を主フレーム1側に移動させて該ステータを組み込むことができる。従って、ステータ32の鉄心32Aをロータの磁石31Bに接触させることなく、ステータを組み込むことができ、電動機を組み立てる際に磁石31Bが損傷するのを防ぐことができる。
【0053】
上記のようにしてステータ32をロータ31の内側に配置した後、第2のカバー半部3を第1のカバー半部101にボルト5により締結して電動機カバーを組み立てるカバー組立工程を行う。
【0054】
上記のようにして第のカバー半部3を第1のカバー半部101に取り付けた後、ボス部3cの外端部から突出したスペーサを抜き取り、ボス部3cの内側に配置されている回転軸8の他端に第2の軸受7の内輪を圧力嵌めするとともに、該第2の軸受7の外輪を第2のカバー半部3の端部壁に設けた軸受保持孔3eの内側に圧入して該第2の軸受7を第2のカバー半部3に取り付ける第2の軸受取付工程を行う。
【0055】
次いで、カバー板35を取付け、該カバー板35に取り付けられたグロメット37を通してコード38を引き出して、電動機の部分の組立を完了する。
【0056】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、圧縮機構を駆動する電動機としてブラシを持たない直流電動機を用いたので、従来の圧縮機と同様に、電動機の長寿命化を図ることができる。
【0057】
また本発明では、圧縮機構を駆動する電動機としてアウタロータ形のブラシレス直流電動機を用いるので、そのイナーシャを大きくして、圧縮機の運転を停止する際に電動機が惰性で回転する時間を長くすることができる。そのため圧縮機の運転を停止する際に、従来よりも長い時間の間送風ファンを回転させた状態に保って圧縮機構を冷却することができ、圧縮機構の構成部品の温度が上昇するのを抑制することができる。
【0058】
更に、本発明では、電動機を回転させるために大形のコンデンサを設ける必要がないため、圧縮機の小形化を図ることができる。
【0059】
また本発明では、主フレームに一体に形成された第1のカバー半部の内周のインロー部をそのまま用いて第2のカバー半部を位置で決めするようにしたので、従来の圧縮機で用いられていた主フレームをそのまま用いてブラシレス直流電動機用の電動機カバーを構成することができる。従って、高価な金型を作り直すことなく、電動機をブラシレス直流電動機に変更することができる。
【0060】
また本発明の組立方法によれば、大掛かりな治具を用いることなく、簡単に製作できる円筒状(管状)のスペーサを第2のカバー半部のボス部と回転軸との間に介在させるだけで、ロータとステータとを同心的な位置関係に保ちながら、ロータを組み込むことができるため、電動機部分の組立を容易にすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電動圧縮機の構成を示した縦断面図である。
【図2】図1の圧縮機の電動機部分の右側面図である。
【図3】従来の電動圧縮機の構成を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1…主フレーム、101…第1のカバー半部、2…圧縮機構、201…シリンダ、203…ピストン、204…吸込み弁機構、205…吐出弁機構、3…第2のカバー半部、4…電動機カバー、6…第1の軸受、7…第2の軸受、8…回転軸、30…ブラシレス直流電動機、31…ロータ、31A…ロータヨーク、31B…永久磁石、32…ステータ、32A…環状の電機子鉄心、32B…電機子コイル、33…プリント基板。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor (compressor) driven by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
As a means for obtaining compressed air, a reciprocating electric compressor is often used. The reciprocating electric compressor includes a reciprocating compression mechanism that compresses air introduced into a cylinder by a reciprocating operation of a piston provided with a valve mechanism and discharges it from a discharge port, and a hollow portion. A main frame that supports a compression mechanism at the upper part of the hollow part, an electric motor supported by the main frame, and a rotational movement / reciprocating movement conversion mechanism that converts the rotation of the electric motor into a reciprocating movement in the hollow part of the main frame and transmits it to the piston. The air in the cylinder is compressed and discharged by reciprocating the piston as the electric motor rotates.
[0003]
FIG. 3 shows an example of the configuration of a conventional compressor of this type. In FIG. 3, reference numeral 1 is a molded or cast product such as aluminum, and a main frame having a hollow portion 1a. It is the compression mechanism supported by the upper part of the hollow part.
[0004]
The compression mechanism 2 is attached so as to close the cylinder 201 fixed to the upper portion of the main frame 1 with the axis line oriented in the vertical direction and the lower end opened in the hollow portion 2, and the upper end opening of the cylinder 201. A cylinder head 202, a piston 203 fitted in the cylinder 201, a suction valve mechanism 204 attached to the piston 203, and a discharge valve mechanism 205 provided between the cylinder 201 and the cylinder head 202. The air introduced into the cylinder 201 through the suction valve mechanism 204 when the piston 203 descends is compressed when the piston 203 rises, and the discharge valve mechanism 205 and the discharge port 206 provided in the cylinder head 202 Through.
[0005]
A cylindrical first cover half 101 is integrally formed on the back side of the main frame 1, and the first cover half 101 and a cylindrical second cover half formed separately. An electric motor cover 4 'is constituted by 3'.
[0006]
The first cover half 101 is provided with its axis orthogonal to the axis of the cylinder 201 of the compression mechanism, and its one end 101 a is opened on the opposite side of the compression mechanism 2. The first cover half 101 and the hollow portion 1a of the main frame are partitioned by a partition wall 102, and a boss-shaped bearing holding portion 103 is integrally formed at the center of the partition wall 102.
[0007]
An axial contact surface 101b1 for contacting another member from the axial direction of the cover half 101 and an other member on the inner periphery of the substantially intermediate portion in the axial direction of the first cover half 101 An inlay portion (positioning fitting portion) 101b having a radial contact surface 101b2 to be contacted from the radial direction of the half portion is formed.
[0008]
The second cover half 3 ′ is composed of a substantially cylindrical peripheral wall 3a ′ that is open at one end 3a1 ′ in the axial direction and an end wall 3b ′ that closes the other end of the peripheral wall 3a ′. A boss portion 3c ′ is formed at the center of the end wall 3b ′, and a bearing holding portion 3e ′ is formed inside the boss portion 3c ′ via a plurality of radial ribs 3d ′. An inlay portion 3f ′ having an axial contact surface 3f1 ′ and a radial contact surface 3f2 ′ is formed on the inner peripheral portion of one end of the second cover half 3 ′.
[0009]
The second cover half 3 ′ is arranged with its axis lined up with the first cover half 101 and with its opening directed toward the first cover half 101, Fastened to the first cover half 101.
[0010]
A first bearing 6 and a second bearing 7 made of ball bearings are respectively provided on a bearing holding portion 103 provided on the partition wall 102 of the main frame and a bearing holding portion 3e ′ provided on the second cover half 3 ′. The rotating shaft 8 that is attached and extends in the axial direction of the motor cover 4 ′ is supported by these bearings.
[0011]
The rotor 11 and the stator 12 of the electric motor 10 are accommodated in the electric motor cover 4 ′. In this example, a capacitor-type single-phase induction motor is used as the motor 10, and the rotor 11 is attached to the rotating shaft 8. The stator 12 of the electric motor is formed by winding an armature coil 14 composed of a main winding and a starting winding around a slot of an annular armature core 13, and the armature core 13 is one end in the axial direction thereof. Is fitted to the inner spigot part 101b of the first cover half 101 and the other end is fitted to the spigot part 3f 'of the second cover half 3' so that the axial direction of the motor cover 4 ' And are positioned in the radial direction.
[0012]
A capacitor 15 connected in series to the starting winding of the electric motor 10 is attached to the upper part of the second cover half 3 ′.
[0013]
One end of the rotating shaft 8 is led out through the hollow portion 1 a of the main frame 1, and a blower fan 16 for supplying cooling air to the compression mechanism 2 is attached to one end of the rotating shaft 8.
[0014]
In the hollow portion of the main frame 1, there is provided a rotational motion / reciprocating motion conversion mechanism 17 that converts the rotation of the electric motor into a reciprocating motion and transmits it to the piston 203 of the compression mechanism 2. The illustrated conversion mechanism 17 includes a rotating body 18 coupled to a rotating shaft 8 and a connecting rod 20 having a leading end coupled to a piston 203 of a compression mechanism and a rear end coupled to the rotating body 18 via a ball bearing 19. It is made up of.
[0015]
The rotating body 18 includes a main wheel portion 18a having a cylindrical outer peripheral surface, and a balance wheel portion 18b integrally formed at one end in the axial direction of the main wheel portion 18a in order to balance weight. The rotary shaft 8 is fixed to the rotary shaft 8 by a key 21 and a bolt 22 in a state in which the rotary shaft 8 is fitted in a shaft fitting hole provided at a position eccentric with respect to the central axis of the outer peripheral surface of the main wheel portion 18a. .
[0016]
An annular portion 20a concentrically surrounding the outer periphery of the main wheel portion 18a of the rotating body 18 is formed at the rear end portion of the connecting rod 20, and the inner periphery of the annular portion 20a and the main wheel portion 18a of the rotating body 18 are formed. The outer ring and the inner ring of the ball bearing 19 are fitted to the outer periphery of each.
[0017]
A fan cover 23 is attached to cover the compression mechanism 2, the rotary motion / reciprocating motion converter 17, and the blower fan 16, and a capacitor cover 24 is attached to cover the capacitor 15.
[0018]
In the electric compressor shown in FIG. 3, the rotating body 18 performs an eccentric rotating motion as the electric motor 10 rotates, and the connecting rod 20 connected to the rotating body 18 via a bearing 19 performs a reciprocating motion. Along with the reciprocating motion of the connecting rod, the piston 203 moves up and down in the cylinder 201 and discharges compressed air from the discharge port 206.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The electric compressor is often installed in an unattended installation site and operated for a long time. For example, the electric compressor shown in FIG. 3 is installed in a fish and shellfish farm and is used for supplying air into seawater. The electric compressor used in fish and shellfish farms is installed with an air tank, and its discharge port is connected to the air tank via a pressure regulator and a check valve, so that the pressure in the air tank exceeds the set value. It is operated intermittently so as to keep.
[0020]
In this type of compressor, it is desirable to make the maintenance and inspection cycle as long as possible. Therefore, it is necessary to increase the durability of the compression mechanism 2 and the conversion mechanism 17, and the electric motor 10 also has a long service life. It is necessary to use a long one. In the example shown in FIG. 3, the life of the motor 10 is increased by using an AC motor having no brush.
[0021]
In this way, when an electric compressor using an AC motor is operated in a farm or the like, an engine generator that generates an AC voltage as a power source is required. When an electric compressor is operated using an engine generator, it is necessary to start the engine every time the pressure in the air tank drops below a set value. There was a problem that the amount of gas exhausted from the engine per day increased, and air pollution caused by exhaust gas from the engine could not be ignored. Further, when the engine is operated frequently, noise generated by the engine may deteriorate the surrounding environment. Therefore, recently, it has been studied to drive this type of electric compressor using a battery.
[0022]
Further, in the compressor as described above, the temperature of the cylinder 201 of the compression mechanism 2 and the valve mechanism disposed in the compressor rises during operation. Therefore, the operation is stopped to extend the life of the valve mechanism and the like. It is desirable to cool the compression mechanism 2 by making the time for the blower fan 16 to rotate by inertia as long as possible. However, since the conventional electric compressor uses an inner rotor type electric motor with small inertia as the electric motor 10, the blower fan 16 stops almost simultaneously with the power off, and the compression mechanism 2 is cooled quickly. There was no problem.
[0023]
In addition, since the conventional electric compressor uses a capacitor-type single-phase induction motor, a large capacitor 15 is required, and a large cover 24 is required to cover the capacitor 15. Therefore, there is a problem that the whole compressor becomes large.
[0024]
An object of the present invention is to enable operation with a battery and to increase the inertia of the motor so that the blower fan can continue to rotate for a relatively long time when the operation of the motor is stopped. The object is to provide an electric compressor.
[0025]
Another object of the present invention is to provide an electric compressor that can be miniaturized without the need to use a large capacitor.
[0026]
Still another object of the present invention is to provide a method for assembling an electric motor of an electric compressor that can facilitate the assembly of the electric motor portion.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a reciprocating compression mechanism that compresses air introduced into a cylinder by a reciprocating operation of a piston provided with a valve mechanism and discharges the air from a discharge port, and has a hollow portion at an upper portion of the hollow portion. A main frame that supports a compression mechanism, an electric motor supported by the main frame, and a rotary motion / reciprocating motion conversion mechanism that converts the rotation of the motor into a reciprocating motion in the hollow portion of the main frame and transmits the reciprocating motion to the piston. For electric compressors.
[0028]
In the electric compressor targeted by the present invention, a first cover half formed integrally with the main frame and having one end opened to the side opposite to the compression mechanism, and one end opened to the first cover half An electric motor cover is constituted by the second cover half portion that is attached so as to close the opening of the first cover half portion, and the components of the electric motor are arranged in the electric motor cover. In addition, an inlay portion is formed on the inner periphery of the first cover half portion for positioning in the axial direction and the radial direction by fitting another member.
In the present invention, there is provided a boss that protrudes from the end wall that closes the other end of the second cover half and extends in the axial direction inside the peripheral wall of the second cover half. The second cover half is fixed to the first cover half in a state where one end of the second cover half is fitted into the inlay portion of the first cover half and positioned in the axial direction and the radial direction.
[0029]
The motor includes a rotor in which a permanent magnet is attached to the inner periphery of a cup-shaped rotor yoke, and a stator in which an armature coil is wound around a slot of an annular armature core disposed inside the rotor. An outer rotor type brushless DC motor is used.
[0030]
The rotating shaft of the electric motor is provided so as to extend in the axial direction in the electric motor cover through the boss portion of the second cover half, and is attached to the partition that partitions the first cover half and the hollow portion of the main frame. The first bearing and the second bearing attached to the end wall of the second cover half are supported.
[0031]
The rotor of the electric motor is attached to the rotating shaft with the opening of the yoke facing the second cover half. The stator is attached in a state where the annular armature core is fitted to the outer periphery of the boss portion provided in the second cover half.
[0032]
As described above, when a DC motor having no brush is used as an electric motor for driving the compression mechanism, the life of the electric motor can be extended as in the case of the electric compressor shown in FIG.
[0033]
If a brushless DC motor is used as described above, the compressor can be driven by a battery. When the electric motor is driven by a battery, it is conceivable to charge the battery with the output of the engine generator. However, if a battery is interposed between the engine generator and the compressor, the engine is turned on each time the compressor is operated. Since the engine can be operated less frequently than when the engine is started, the amount of gas discharged from the engine into the atmosphere during one day can be reduced to reduce air pollution.
[0034]
Further, as described above, when an outer rotor type brushless DC motor is used as an electric motor for driving the compression mechanism, the inertia can be increased. Therefore, when the operation of the compressor is stopped, the time required for the electric motor to rotate by inertia The compression mechanism can be cooled in the meantime. Therefore, when stopping the operation of the compressor, it is possible to cool the compression mechanism while keeping the blower fan rotated for a longer time than before.
[0035]
Furthermore, as described above, when a brushless DC motor is used as the motor, it is not necessary to provide a large capacitor, so that the compressor can be miniaturized.
[0036]
In addition, as described above, when the structure is such that one end of the second cover half is fitted and positioned in the inlay part formed on the inner periphery of the first cover half formed integrally with the main frame, In the conventional electric compressor as shown in FIG. 3, in order to position the stator of the electric motor, the second cover half is positioned by using the spigot portion formed on the inner periphery of the first cover half as it is. You can decide. Therefore, as the main frame 1, the same one as used in the conventional compressor can be used as it is, and a mold conventionally used for molding the main frame can be used as it is. Therefore, the electric motor can be changed from a capacitor-type single-phase induction motor to a brushless DC motor without remaking an expensive mold.
Since the rotor of a brushless DC motor has a permanent magnet on its inner periphery and the permanent magnet is opposed to the armature core of the stator, when the rotor is assembled, the permanent magnet of the rotor Care must be taken not to be absorbed by the core. If the permanent magnet is attracted to the armature core when the rotor is assembled, the magnet is cracked or the magnet is broken, resulting in poor product yield.
[0037]
Therefore, in the assembling method of the present invention, the rotor attaching step for attaching the rotor to the rotating shaft in a state where the opening of the rotor yoke faces the end wall side of the second cover half, and the rotating shaft to which the rotor is attached is the first. A rotating shaft mounting step for press-fitting into the inner ring of the bearing and supporting by the first bearing, and by fitting the boss portion of the second cover half to the inner periphery of the annular armature core A cylindrical shape formed so as to be fitted in a state of sliding contact with the rotating shaft and in a state of sliding contact with the inner periphery of the boss portion of the second cover half. By interposing a (tubular) spacer between the rotating shaft and the inner periphery of the boss part of the second cover half part, the second cover half part is held in a state where the stator and the axis are shared. Move to the cover half side of the 1st cover A stator assembling step for fitting one end of the half part to the inner spigot part of the first cover half part, and a cover for assembling the motor cover by fastening the second cover half part to the first cover half part with bolts After the assembly process and after removing the spacer, the inner ring of the second bearing is press-fitted to the other end of the rotating shaft disposed inside the boss part, and the outer ring of the second bearing is attached to the second half of the cover A motor is assembled by performing a second bearing mounting step in which the second bearing is attached to the second cover half by being press-fitted into a bearing holding hole provided in the end wall of the motor.
[0038]
When the motor part is assembled as described above, a cylindrical (tubular) spacer that can be easily manufactured without using a large jig is interposed between the boss part of the second cover half and the rotating shaft. As a result, the rotor can be incorporated while maintaining the concentric positional relationship between the rotor and the stator, so that the assembly of the motor portion can be facilitated.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A configuration example in which the present invention is applied to a compressor similar to the compressor shown in FIG. 3 is shown in FIGS. 1 is a longitudinal sectional view similar to FIG. 3, and FIG. 2 is a right side view of an electric motor portion of the compressor of FIG. 1, parts that are the same as the parts in FIG. 3 are given the same reference numerals as those in the parts in FIG.
[0040]
In the present invention, an outer rotor type brushless DC motor including a rotor 31 and a stator 32 disposed inside the rotor is used as the motor 30, and the second cover is used to enable the mounting. The structure of the half 3 is changed.
[0041]
The second cover half 3 includes a substantially cylindrical peripheral wall 3a whose one end 3a1 is open to the first cover half, an end wall 3b that closes the other end of the peripheral wall 3a, and an end wall 3b. It has a boss part 3c that protrudes from the center part and extends in the axial direction inside the peripheral wall part 3a. The outer diameter of one end on the opening side is an inlay part 101b formed on the inner periphery of the first cover half part 101 It is formed in a size that can be fitted to the radial contact surface 101b2 without any gap. Inside the end of the boss 3c of the second cover half 3 on the end wall 3b side, a bearing holding hole 3e having an enlarged inner diameter so as to hold the second bearing 7 is formed outward. It is formed in an open state. The second bearing 7 is composed of a ball bearing, and is attached in a state where the outer ring is pressure-fitted to the inner periphery of the bearing holding hole 3e.
[0042]
The second cover half 3 is arranged in a state in which most of the second cover half 3 is inserted inside the first cover half 101, and one end 3 a 1 thereof is connected to the inlay portion 101 b on the inner periphery of the first cover half 101. The outer peripheral surface and the axial end surface of the one end 3a1 are brought into contact with the radial contact surface 101b2 and the axial contact surface 101b1 of the spigot part 101b, respectively, and are positioned in the radial direction and the axial direction. The second cover half 3 is fastened to the first cover half 101 by the bolt 5 (see FIG. 2) in the state of being positioned in this way.
[0043]
The illustrated rotor 31 includes a rotor yoke 31A formed in a cup shape with a ferromagnetic material such as iron, and a permanent magnet 31B attached to the inner periphery of the yoke. The rotor 31 has an opening in the yoke 31A. The rotary shaft 8 is attached to the second cover half 3 side. In the illustrated example, a boss portion 31 a is riveted to the center of the bottom wall portion of the yoke 31 </ b> A, and the boss portion 31 a is fitted to the rotary shaft 8.
[0044]
The stator 32 includes an annular armature core 32A and an armature winding 32B wound around a slot of the armature core 32A, and the boss of the second cover half 3 is formed on the inner periphery of the core 32A. The second cover half 3 is supported by fitting the portion 3c. With the stator 32 attached in this manner, the iron core 32A and the rotor 31 are arranged concentrically, and the magnetic pole portion formed on the outer periphery of the iron core 32A is opposed to the magnetic pole of the rotor 31 through a predetermined gap. It is like that.
[0045]
The electric motor 30 also includes a printed circuit board 33 on which components of a control circuit that controls the current flowing through the armature coil 32B according to the rotational angle position of the rotor are mounted. The printed circuit board 33 has a hole aligned with the hole on the inner side of the iron core 32A at the center, and the end face of the iron core 32 facing the end wall 3b of the second half of the cover is interposed via a spacer 34. Screwed. The printed circuit board 33 is disposed between the stator 32 and the end wall 3b of the second cover half when the iron core 32A is fitted and held on the outer periphery of the boss 3c of the second cover half. The
[0046]
The end wall 3b of the second cover half 3 is also provided with a vent hole 3h and a cord lead-out hole 3i, and a cover plate 35 covering the cord lead-out hole 3i and the second bearing 7 is secured by a screw 36. It is fixed to the outer surface of the part wall 3b. A grommet 37 is attached to a window portion provided at a position corresponding to the cord drawing hole 3 i of the cover plate 35, and a cord 38 connected to the printed circuit board 33 is led out through the grommet 37. The other points are the same as those of the compressor shown in FIG.
[0047]
As described above, one end of the second cover half 3 is attached to the inlay portion 101b of the first cover half provided integrally with the main frame 1 in order to position the iron core of the stator of the inner rotor type electric motor. The second cover half 3 is fitted and positioned with respect to the first cover half 101, and the stator core 32A is fitted to the boss 3c provided on the end wall of the second cover half. When the positioning is performed together, the outer rotor type electric motor can be attached using the main frame used in the conventional compressor as it is.
[0048]
Further, when the outer rotor type electric motor is used as described above, the inertia of the rotor is large. Therefore, when the operation of the compressor is stopped, the time required for the electric motor to rotate by inertia can be lengthened. Therefore, when the operation of the compressor is stopped, it is possible to lengthen the time that the wind hits the cylinder 201 of the compression mechanism, thereby preventing the temperature of the valve mechanism in the cylinder from rising and deteriorating its components. it can.
[0049]
When assembling the above-described electric compressor, first, a rotor attaching step for attaching the rotor 31 to the rotary shaft 8 with the opening of the rotor yoke facing the end wall 3b side of the second cover half 3 is performed, Then, a rotating shaft mounting step is performed in which the rotating shaft 8 to which the rotor 31 is mounted is press-fitted into the inner ring of the first bearing 6 and supported by the first bearing 6.
[0050]
After the rotating shaft 8 to which the rotor is attached is supported by the first bearing 6, the boss portion 3c of the second cover half 3 is fitted to the inner periphery of the annular armature core 32A. A stator mounting step for supporting the boss 3c is performed.
[0051]
Next, a cylindrical shape (tubular) formed so as to be fitted in a state of sliding contact with the rotating shaft 8 and to be fitted in a state of sliding contact with the inner periphery of the boss portion 3 c of the second cover half 3. The spacer 32 (not shown) is fitted to the outer periphery of the rotary shaft 8, and then the boss 3 c of the second cover half is fitted to the outer periphery of the spacer, so that the stator 32 shares the axis with the rotor 31. The boss 3c of the second cover half 3 is moved to the main frame 1 side while holding in a state where the end of the second cover half 3 is connected to the inner portion 101b of the first cover half 101. A stator assembling step for fitting to is performed.
[0052]
As described above, when the second cover half 3 is moved to the main frame 1 side with a spacer interposed between the rotating shaft 8 and the boss 3c of the second cover half 3, By using a longer spacer as the spacer and projecting the spacer from the end of the rotating shaft 8, the stator 32 is moved toward the main frame 1 while maintaining the stator 32 and the rotor 31 in a concentric positional relationship. It can be moved to incorporate the stator. Therefore, the stator can be incorporated without bringing the iron core 32A of the stator 32 into contact with the magnet 31B of the rotor, and the magnet 31B can be prevented from being damaged when the electric motor is assembled.
[0053]
After the stator 32 is arranged inside the rotor 31 as described above, a cover assembly process is performed in which the second cover half 3 is fastened to the first cover half 101 with the bolt 5 to assemble the motor cover.
[0054]
After the first cover half 3 is attached to the first cover half 101 as described above, the spacer protruding from the outer end of the boss 3c is removed, and the rotation shaft arranged inside the boss 3c. 8, the inner ring of the second bearing 7 is press-fitted to the other end, and the outer ring of the second bearing 7 is press-fitted inside the bearing holding hole 3 e provided in the end wall of the second cover half 3. Then, a second bearing attaching step for attaching the second bearing 7 to the second cover half 3 is performed.
[0055]
Next, the cover plate 35 is attached, and the cord 38 is pulled out through the grommet 37 attached to the cover plate 35 to complete the assembly of the motor part.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a DC motor having no brush is used as an electric motor for driving a compression mechanism, the life of the electric motor can be extended as in a conventional compressor.
[0057]
In the present invention, since the outer rotor type brushless DC motor is used as the motor for driving the compression mechanism, the inertia can be increased to extend the time for the motor to rotate by inertia when the operation of the compressor is stopped. it can. Therefore, when stopping the operation of the compressor, it is possible to cool the compression mechanism while keeping the blower fan rotated for a longer time than before, and to prevent the temperature of the components of the compression mechanism from rising. can do.
[0058]
Furthermore, in the present invention, since it is not necessary to provide a large capacitor for rotating the electric motor, it is possible to reduce the size of the compressor.
[0059]
In the present invention, since the second cover half is determined by the position using the inner spigot portion of the first cover half integrally formed with the main frame, the conventional compressor is used. The motor cover for the brushless DC motor can be configured by using the main frame used as it is. Therefore, the electric motor can be changed to a brushless DC motor without remaking an expensive mold.
[0060]
Further, according to the assembling method of the present invention, a cylindrical (tubular) spacer that can be easily manufactured without using a large jig is merely interposed between the boss portion of the second cover half and the rotating shaft. Thus, since the rotor can be incorporated while keeping the rotor and the stator in a concentric positional relationship, there is an advantage that the assembly of the electric motor part can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an electric compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a right side view of an electric motor portion of the compressor of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional electric compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main frame, 101 ... 1st cover half part, 2 ... Compression mechanism, 201 ... Cylinder, 203 ... Piston, 204 ... Suction valve mechanism, 205 ... Discharge valve mechanism, 3 ... 2nd cover half part, 4 ... Motor cover, 6 ... first bearing, 7 ... second bearing, 8 ... rotating shaft, 30 ... brushless DC motor, 31 ... rotor, 31A ... rotor yoke, 31B ... permanent magnet, 32 ... stator, 32A ... annular electric machine Child core, 32B ... armature coil, 33 ... printed circuit board.

Claims (2)

弁機構が設けられたピストンの往復動作によりシリンダ内に導入した空気を圧縮して吐出させる往復動形の圧縮機構と、中空部を有して該中空部の上部に前記圧縮機構を支持した主フレームと、前記主フレームに支持された電動機と、前記主フレームの中空部内で前記電動機の回転を往復運動に変換して前記ピストンに伝達する回転運動/往復運動変換機構と、前記電動機により駆動されて前記圧縮機構に冷却風を供給する送風ファンとを備え、前記主フレームに一体に形成されて一端が前記圧縮機構と反対側に開口させられた第1のカバー半部と、一端が前記第1のカバー半部側に開口させられて前記第1のカバー半部の開口部を閉じるように取り付けられた第2のカバー半部とにより電動機カバーが構成されて該電動機カバー内に前記電動機の構成部品が配置され、前記第1のカバー半部の内周には他の部材を嵌合させて軸線方向及び径方向に位置決めするインロー部が設けられている電動圧縮機において、
前記第2のカバー半部は、その他端側を閉じる端部壁から突出してその周壁部の内側を軸線方向に延びるボス部を有していて、その一端が前記インロー部に嵌合されて軸線方向及び径方向に位置決めされた状態で前記第1のカバー半部に固定され、
前記電動機は、前記第2のカバー半部のボス部内を通して前記電動機カバー内を軸線方向に延びるように設けられて、前記第1のカバー半部と前記主フレームの中空部との間を仕切る隔壁部に取り付けられた第1の軸受と前記第2のカバー半部の端部壁に取り付けられた第2の軸受とにより支持された回転軸と、開口部を前記第2のカバー半部側に向けた状態で前記回転軸に取り付けられたカップ状のロータヨークの内周に永久磁石を取り付けてなるロータと、前記ロータの内側に配置された環状の電機子鉄心のスロットに電機子コイルを巻装してなるステータとを備えたアウタロータ形のブラシレス直流電動機からなり、
前記ステータは前記環状の電機子鉄心を前記第2のカバー半部に設けられたボス部の外周に嵌合させた状態で取り付けれていることを特徴とする電動圧縮機。
A reciprocating compression mechanism that compresses and discharges air introduced into the cylinder by a reciprocating motion of a piston provided with a valve mechanism; and a main body that has a hollow portion and supports the compression mechanism on the upper portion of the hollow portion. Driven by the motor, a frame, an electric motor supported by the main frame, a rotary motion / reciprocating motion conversion mechanism for converting the rotation of the electric motor into a reciprocating motion in the hollow portion of the main frame and transmitting it to the piston A first blower fan that supplies cooling air to the compression mechanism, and is formed integrally with the main frame and has one end opened to the opposite side of the compression mechanism, and one end is the first cover. An electric motor cover is formed by the second cover half portion that is opened to the cover half portion side of the first cover and is attached so as to close the opening portion of the first cover half portion. Machine components are disposed, in the electric compressor wherein the fitting portions on the inner periphery of the first cover half for positioning by fitting the other member in the axial direction and the radial direction is provided,
The second cover half portion has a boss portion that protrudes from an end wall that closes the other end side and extends in the axial direction inside the peripheral wall portion, and one end of the second cover half portion is fitted to the inlay portion to be axial. Fixed to the first cover half in a state of being positioned in the direction and radial direction,
The electric motor is provided so as to extend in the axial direction in the electric motor cover through the boss portion of the second cover half, and partitions the first cover half and the hollow portion of the main frame. A rotating shaft supported by a first bearing attached to the portion and a second bearing attached to an end wall of the second cover half, and an opening on the second cover half side A rotor in which a permanent magnet is attached to the inner periphery of a cup-shaped rotor yoke attached to the rotary shaft in a state of being directed, and an armature coil is wound around a slot of an annular armature core disposed inside the rotor Consisting of an outer rotor type brushless DC motor equipped with a stator,
The electric compressor according to claim 1, wherein the stator is attached in a state in which the annular armature core is fitted to an outer periphery of a boss portion provided in the second cover half.
弁機構が設けられたピストンの往復動作によりシリンダ内に導入した空気を圧縮して吐出口から吐出させる往復動形の圧縮機構と、中空部を有して該中空部の上部に前記圧縮機構を支持する主フレームと、前記中空部と反対側に開口した状態で前記主フレームと一体に形成されて内周部に他の部材を嵌合させて軸線方向及び径方向に位置決めするためのインロー部が形成された第1のカバー半部と一端が前記第1のカバー半部側に開口させられて前記第1のカバー半部の開口部を閉じるように取り付けられる第2のカバー半部とからなる電動機カバーと、前記第1のカバー半部と前記主フレームの中空部との間を仕切る隔壁部に取り付けられた第1の軸受と、前記第2のカバー半部の他端側を閉じる端部壁に取り付けられた第2の軸受と、ロータ及びステータが前記電動機カバー内に配置されて、回転軸が前記第1の軸受及び第2の軸受により回転自在に支持される電動機と、前記主フレームの中空部内で前記回転軸の回転運動を往復運動に変換して前記ピストンに伝達する回転運動/往復運動変換機構とを備えた電動圧縮機の前記電動機の部分を組み立てる方法において、
前記第2のカバー半部には、その他端側を閉じる端部壁から突出してその周壁部の内側を軸線方向に延びるボス部を形成するとともに、該第2のカバー半部の軸線方向の一端を前記インロー部に嵌合し得る形状にしておき、
前記電動機としては、前記ロータがカップ状のロータヨークと該ロータヨークの内周に取り付けられた永久磁石とを備え、前記ステータが前記ロータの内側に配置される環状の電機子鉄心と該電機子鉄心のスロットに巻装された電機子コイルとを備えたアウタロータ形のブラシレス直流電動機を用い、
前記ロータヨークの開口部を前記第2のカバー半部の端部壁側に向けた状態で前記ロータを前記回転軸に取り付けるロータ取付け工程と、
前記ロータが取り付けられた回転軸を前記第1の軸受の内輪に圧入して該第1の軸受により支持させる回転軸取り付け工程と、
前記第2のカバー半部のボス部を前記環状の電機子鉄心の内周に嵌合させることにより前記ステータを前記ボス部に支持させるステータ取付工程と、
前記回転軸に摺動接触した状態で嵌合し、前記第2のカバー半部のボス部の内周に摺動接触した状態で嵌合するように形成された円筒状のスペーサを前記回転軸と前記第2のカバー半部のボス部の内周との間に介在させることにより前記ステータを前記ロータと軸線を共有した状態に保持しつつ前記第2のカバー半部のボス部を前記第1のカバー半部側に移動させて前記第2のカバー半部の一端を前記第1のカバー半部の内周のインロー部に嵌合させるステータ組み付け工程と、
前記第2のカバー半部を前記第1のカバー半部にボルトにより締結して前記電動機カバーを組み立てるカバー組み立て工程と、
前記スペーサを抜き取った後前記ボス部の内側に配置されている回転軸の他端に第2の軸受の内輪を圧力嵌めするとともに、該第2の軸受の外輪を前記第2のカバー半部の端部壁に設けた軸受保持孔に圧入して該第2の軸受を前記第2のカバー半部に取り付ける第2の軸受取付工程とを行って前記電動機の部分を組み立てることを特徴とする電動圧縮機の電動機の組立方法。
A reciprocating compression mechanism that compresses air introduced into the cylinder by a reciprocating operation of a piston provided with a valve mechanism and discharges the compressed air from a discharge port; and a compression mechanism disposed above the hollow portion. A main frame to be supported, and an inlay portion that is formed integrally with the main frame in a state opened to the opposite side of the hollow portion, and is positioned in the axial direction and the radial direction by fitting another member to the inner peripheral portion. And a second cover half that is attached so that one end is opened toward the first cover half and the opening of the first cover half is closed. An electric motor cover, a first bearing attached to a partition wall partitioning the first cover half and the hollow portion of the main frame, and an end for closing the other end of the second cover half A second bearing mounted on the wall, A motor and a stator disposed in the motor cover, and a rotary shaft rotatably supported by the first bearing and the second bearing, and a rotary motion of the rotary shaft within the hollow portion of the main frame. In the method of assembling the electric motor part of the electric compressor provided with a rotary motion / reciprocating motion conversion mechanism that converts it into a reciprocating motion and transmits it to the piston,
The second cover half is formed with a boss projecting from the end wall closing the other end side and extending in the axial direction inside the peripheral wall, and one end of the second cover half in the axial direction. In a shape that can be fitted into the inlay part,
As the electric motor, the rotor includes a cup-shaped rotor yoke and a permanent magnet attached to the inner periphery of the rotor yoke, and an annular armature core disposed on the inner side of the rotor and the armature core Using an outer rotor type brushless DC motor with an armature coil wound around a slot,
A rotor attachment step of attaching the rotor to the rotary shaft in a state where the opening of the rotor yoke faces the end wall side of the second cover half,
A rotating shaft mounting step in which the rotating shaft to which the rotor is mounted is press-fitted into the inner ring of the first bearing and supported by the first bearing;
A stator attachment step of supporting the stator on the boss portion by fitting the boss portion of the second cover half portion to the inner periphery of the annular armature core;
A cylindrical spacer formed so as to be fitted in a state of sliding contact with the rotary shaft and to be fitted in a state of sliding contact with the inner periphery of the boss portion of the second cover half. And the inner periphery of the boss portion of the second cover half portion so that the boss portion of the second cover half portion is held in the first position while holding the stator in a state of sharing the axis with the rotor. A stator assembling step in which one end of the second cover half is fitted to the inner spigot portion of the first cover half by being moved to the one cover half side;
A cover assembling step of assembling the electric motor cover by fastening the second cover half to the first cover half with a bolt;
After extracting the spacer, the inner ring of the second bearing is press-fitted to the other end of the rotating shaft disposed inside the boss part, and the outer ring of the second bearing is fitted to the second cover half part. The motor part is assembled by performing a second bearing mounting step in which the second bearing is mounted on the second cover half by being press-fitted into a bearing holding hole provided in the end wall. Assembling method of electric motor of compressor.
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