JP2011080366A

JP2011080366A - モータ直結型圧縮機ユニット

Info

Publication number: JP2011080366A
Application number: JP2009231035A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 弘井上; Toru Sato; 徹佐藤; Yohei Shiratori; 洋平白鳥
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2011-04-21
Also published as: KR20110036676A; US20110081262A1

Abstract

【課題】圧縮機と駆動モータとを直結した圧縮機ユニットで、圧縮機の加熱を防止する冷却手段を設け、かつ圧縮機ユニットを大型化又は重量増加させず、搬送を容易にする。
【解決手段】上方から順にスクロール圧縮機２０、シロッコファン３０及び駆動モータ６０を配置し、駆動モータ６０の出力軸６２とシロッコファン３０の回転軸３３及びスクロール圧縮機２０の駆動軸２８とを同一直線状に直列配置して連結する。シロッコファン３０のハウジング３２を架台５０に固設し、架台５０を防振ゴム板５２を介して脚５４に支持させる。スクロール圧縮機２０のハウジング２１の上面を覆うように冷却ジャケット４０を設け、シロッコファン３０のハウジング３２内に設けられた吐出口３１をダクト４４を介して冷却ジャケット４０に連通させ、シロッコファン３０から空気流ａを冷却ジャケット４０に送り、スクロール圧縮機２０を冷却する。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送が可能な圧縮機ユニットにおいて、圧縮機ユニットを大型化又は重量増加させることなく、圧縮機の冷却機構を付設可能にしたモータ直結型圧縮機ユニットに関する。

製造工場等においては、工場の製造ラインで使用する圧縮空気源として、製造ラインから離れた場所に圧縮機を配置した圧縮機室を設けていた。そして、圧縮機室と各製造現場との間に圧縮空気供給配管を敷設し、圧縮機室内に設けた圧縮機から圧縮空気を必要な製造現場に供給していた。しかし、この方式では、圧縮空気供給配管の敷設にコストがかかると共に、圧縮空気を供給する製造現場のレイアウトが変わったときに、圧縮空気供給配管の配置を変更しなければならないという不具合いがあった。

一方、圧縮機と圧縮機を駆動するモータを一体化して移動可能にした圧縮機ユニットが提案されている。この圧縮機ユニットを圧縮空気が必要な製造現場の近くに設置することにより、圧縮空気供給配管を廃止でき、製造現場のレイアウト変更にも容易に対応できるので、前記不具合を解消できる。
最近では、大量生産に適したライン生産方式に対して、少人数で製品を組み立てるセル生産方式が多品種少量生産に適した生産方式として脚光を浴びてきている。前記圧縮機ユニットは、このセル生産方式にも適している。

特許文献１には、圧縮機と駆動モータとを一体に組み付ける場合に、その組付性及びメンテナンス時の分離を容易にした圧縮機ユニットが開示されている。この圧縮機ユニットは、スクリュー圧縮機を下部に、駆動モータを上部に配置した縦形をなし、スクリュー圧縮機と駆動モータとを連結ケーシングを介して連結すると共に、スクリュー圧縮機のロータ軸とモータ軸とを挿入形の軸継手により着脱可能に結合し、かつ連結ケーシングのフランジ部を架台上に防振支持させてなるものである。

特許文献１に開示された圧縮機ユニットは、縦形とすることにより、設置面積を省スペース化すると共に、圧縮機で発生する振動を抑制するために、前記連結ケーシングを防振材を介して架台上に支持させている。

特開平６−１９３５７３号公報

圧縮機は圧縮熱が発生するので、圧縮熱を除去する手段が必要である。特に、駆動モータを直結した圧縮機ユニットでは、駆動モータがこの圧縮熱に曝されるので、圧縮熱を除去することが圧縮機の性能に大きく影響する。
しかし、特許文献１に開示された圧縮機ユニットは、冷却手段を備えていないので、この点について考慮されていない。また、特許文献１に開示された圧縮機ユニットは、圧縮機が水平方向に配置された架台の下方に位置しているので、圧縮熱が滞留しがちになり、加熱が促進されるという問題がある。

一方、圧縮機ユニットに圧縮熱の冷却手段を設けた場合でも、圧縮機ユニットが大型化したり、あるいは重量が増加して、搬送に不便になり、かつ高コストになることが懸念されるという問題がある。

そこで、本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、圧縮機と駆動モータとを直結した圧縮機ユニットにおいて、圧縮機の加熱を防止する冷却手段を設けると共に、圧縮機ユニットを大型化又は重量増加させることなく、搬送が容易な圧縮機ユニットを実現することを課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明のモータ直結型圧縮機ユニットは、
圧縮機と該圧縮機の駆動モータとを上下方向に配置すると共に、圧縮機の回転軸と駆動モータの出力軸とを連結し、圧縮機及び駆動モータを防振機構を介して架台に支持させてなるモータ直結型圧縮機ユニットにおいて、
上方から圧縮機、送風機及び駆動モータの順に配置し、圧縮機及び送風機の各駆動軸と駆動モータの出力軸とを直列配置してこれらを互いに連結し、
圧縮機ハウジングを覆うように配設された冷却ジャケットと、一端が送風機ハウジングの吐出口に接続されると共に他端が該冷却ジャケットに接続され、該吐出口から吐出する空気流を該冷却ジャケットに供給するダクトと、を備えたものである。

本発明の圧縮機ユニットでは、送風機を含む前記構成の冷却手段を備えているので、圧縮機の加熱を抑えることができる。また、送風機を圧縮機と駆動モータの間に配置し、圧縮機で発生する圧縮熱から駆動モータを遠ざけているので、駆動モータが圧縮熱の影響を受けにくくなると共に、圧縮機及び送風機の各駆動軸と駆動モータの出力軸とを直列配置しているので、圧縮機ユニットを縦型にコンパクトにまとめることができる。また、圧縮機を圧縮機ユニットの最上方に配置したので、圧縮機からの熱放散を促進し、圧縮機の冷却効果を高めることができる。

本発明の圧縮機ユニットにおいて、送風機ハウジングが前記架台上に固設され、送風機の駆動軸と駆動モータの出力軸とが弾性継手を介して連結されているようにするとよい。このように、圧縮機と駆動モータとの間に配置された送風機ハウジングを介して圧縮機ユニットを架台に固定させているので、圧縮機ユニットをバランス良く床面に載置できる。

また、送風機の駆動軸と駆動モータの出力軸とを弾性継手を介して連結しているので、送風機の駆動軸と駆動モータの出力軸との間に製造時の寸法誤差があっても、この寸法誤差を吸収して連結できると共に、圧縮機の駆動軸から送風機の駆動軸に伝達する振動を、弾性継手により駆動モータの出力軸に緩和して伝達できるので、駆動モータの振動を低減できる。

本発明の圧縮機ユニットにおいて、送風機がシロッコファンであり、該シロッコファンのハウジングが円形断面をなし、該ハウジングの中心部に駆動軸を囲んで空気吸込口を配置し、該ハウジングの半径方向外側に空気吐出口が設けられているとよい。
このように、送風機として小形及び軽量のシロッコファンを用いることにより、圧縮機ユニットの大型化及び重量増加を抑えることができる。また、ハウジングの中心に空気吸込口を設け、ハウジングの外周面に空気流の吐出口を設けたことにより、回転羽根の遠心力によってハウジングの外周方向に吐出される空気流をそのままダクトに流入できる。これによって、空気流路の屈曲部を少なくでき、空気流の圧力損失を低減できるので、冷却風量を維持できると共に、シロッコファンの動力を低減できる。

本発明の圧縮機ユニットにおいて、圧縮機がスクロール圧縮機であり、渦巻き状ラップを一体形成した旋回スクロールを旋回させる駆動軸が送風機の駆動軸と直線状に直列して連結されていると共に、冷却ジャケットが該スクロール圧縮機のハウジング上面を覆うように配設されているとよい。
このように、圧縮機として部品点数の少ないスクロール圧縮機を用いたので、圧縮機ユニットの大型化又は重量増加を防止できると共に、冷却空気流のダクトを旋回しない旋回スクロール体の外側を覆うように配設したので、該ダクトの配置が容易になる。

本発明の圧縮機ユニットによれば、圧縮機と該圧縮機の駆動モータとを上下方向に配置すると共に、圧縮機の回転軸と駆動モータの出力軸とを連結し、圧縮機及び駆動モータを防振機構を介して架台に支持させてなるモータ直結型圧縮機ユニットにおいて、上方から圧縮機、送風機及び駆動モータの順に配置し、圧縮機及び送風機の各駆動軸と駆動モータの出力軸とを直列配置してこれらを互いに連結し、圧縮機ハウジングを覆うように配設された冷却ジャケットと、一端が送風機ハウジングの吐出口に接続されると共に他端が該冷却ジャケットに接続され、該吐出口から吐出する空気流を該冷却ジャケットに供給するダクトと、を備えたことにより、圧縮機ユニットの加熱を抑えることができると共に、圧縮機ユニットの大型化及び重量増加を抑えることができる。これによって、圧縮機ユニットの搬送が容易になり、工場のレイアウト変更に容易に対応できる。

本発明を適用した圧縮機ユニットの一実施形態に係る斜視図である。前記圧縮機ユニットを別な方向から視た斜視図である。前記圧縮機ユニットをさらに別な方向から視た斜視図である。前記圧縮機ユニットの平面図である。図４中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

本発明を適用した圧縮機ユニットの一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１〜図３において、圧縮機ユニット１０は、上方に配置されたスクロール圧縮機２０と、スクロール圧縮機２０の下方に配置されるシロッコファン３０と、スクロール圧縮機２０を冷却するための冷却ジャケット４０と、圧縮機ユニット１０を支持する架台５０と、架台５０の下方に配置された駆動モータ６０とから構成されている。

架台５０は平板状をなし、架台５０の下面四隅に防振ゴム板５２が接着されている。架台５０はこの防振ゴム板５２を介して上下方向に立設された４本の脚５４に固設されている。これによって、スクロール圧縮機２０の振動が床面Ｆに伝達するのを防止している。なお、図２〜図５では、防振ゴム板５２及び脚５４の図示を省略している。

架台５０の上面には、シロッコファン３０のハウジング３２がボルト３４により固設されている。ハウジング３２はドーナツ形状をなし、中心に吸入口３６が設けられ、内部に複数の羽根３８が円形状に配置されている。ハウジング３２の半径方向外周側に吐出口３１が設けられ、吐出口３１はダクト４４を介して冷却ジャケット４０に連通している。シロッコファン３０の上方にはスクロール圧縮機２０が設けられている。冷却ジャケット４０は、スクロール圧縮機２０のハウジング２１の上面を覆うように配設されている。冷却ジャケット４０は、ダクト４４との接続部とは反対側に空気流ａを排出する出口開口４２を有している。

図５に示すように、スクロール圧縮機２０は、渦巻き状ラップ２２ａを一体形成した旋回スクロール２２と、渦巻き状ラップ２４ａを一体形成した固定スクロール２４とを備えている。渦巻き状ラップ２２ａ及び２４ａとで圧縮室ｃを形成し、圧縮室ｃで圧縮された圧縮空気を固定スクロール２４の中心位置に設けられた吐出口２６から吐出するように構成されている。

シロッコファン３０の羽根３８と連結され羽根３８を回転する回転軸３３は、旋回スクロール２２を旋回（公転運動）させる駆動軸２８と同一直線状に直列配置され、回転軸３３の上端は駆動軸２８と連結されている。また、駆動軸２８及び回転軸３３は、回転軸３３の下方に配置された駆動モータ６０の出力軸６２と同一直線状に直列配置され、駆動軸２８の下端は出力軸６２とゴム製継手６４を介して連結されている。

駆動モータ６０のモータハウジング６６の上端には、フランジ板６６ａがハウジング６６と一体成形されている。フランジ板６６ａと架台５０の下面との間に、出力軸６２を囲むように複数の金属製のスペーサ６８が挿入されており、このスペーサ６８によりモータハウジング６６を架台５０に対して位置決め固定している。モータハウジング６６には、駆動モータ６０を制御する箱状の操作盤６１が取り付けられている。

かかる構成において、駆動モータ６０の出力軸６２と、シロッコファン３０の回転軸３３と、スクロール圧縮機２０の駆動軸２８とが直結しているので、駆動モータ６０を操作して駆動モータ６０を作動させると、スクロール圧縮機２０が稼動すると共に、シロッコファン３０も同時に稼動する。スクロール圧縮機２０が旋回スクロール２２を旋回させて圧縮空気をつくり、吐出口２６から圧縮空気ｂを吐出する。

一方、シロッコファン３０が稼動して、羽根３８が回転し、吸入口３６から空気を吸入して吐出口３１から空気を吐出する。吐出口３１から吐出された空気は、ダクト４４を通って冷却ジャケット４０に達し、圧縮熱で加熱されたスクロール圧縮機２０を冷却する。冷却に供された後の空気流ａは、冷却ジャケット４０の出口開口４２から排出される。

本実施形態によれば、圧縮機として部品点数が少ないスクロール圧縮機２０を用いると共に、送風機として小形及び軽量のシロッコファン３０を用い、これら機器と駆動モータ６０とを上下方向に直列配置し、シロッコファン３０の回転軸３３及びスクロール圧縮機２０の駆動軸２８を駆動モータ６０の出力軸６２と直線状に連結したので、圧縮機ユニット１０を縦形にコンパクトにまとめることができる。そのため、圧縮機ユニット１０を省スペース化できると共に、圧縮機ユニット１０の搬送が容易になり、工場のレイアウト変更にも容易に対応できる。

また、シロッコファン３０のハウジング３２を架台５０の上面に固定すると共に、シロッコファン３０の回転軸３３と駆動モータ６０の出力軸６２を連結したので、圧縮機ユニット１０を床面Ｆ上に安定して載置できる。また、駆動モータ６０を支持するための特別な支持構造を必要としないので、圧縮機ユニット１０を更にコンパクトにまとめることができる。

また、駆動モータ６０によってシロッコファン３０を稼動させ、空気流を冷却ジャケット４０に送ることで、圧縮熱で加熱したスクロール圧縮機２０を効果的に冷却できる。また、シロッコファン３０の稼動にスクロール圧縮機２０と別な駆動装置を必要とせず、スクロール圧縮機２０を圧縮機ユニット１０の最上部に配置したので、スクロール圧縮機２０の放熱効果を向上できる。さらに、スクロール圧縮機２０と駆動モータ６０との間にシロッコファン３０を介設したので、駆動モータ６０が被る圧縮熱の影響を軽減でき、駆動モータ６０の性能低減を防止できる。

また、シロッコファン３０の回転軸３３と駆動モータ６０の出力軸６２とをゴム製継手６４を介して連結しているので、回転軸３３と出力軸６２との間に製造時の寸法誤差があっても、この寸法誤差を吸収して連結できると共に、スクロール圧縮機２０の駆動軸２８からシロッコファン３０の回転軸３３に伝達する振動を、駆動モータ６０の出力軸６２に緩和して伝達できるので、駆動モータ６０の振動を低減できる。

本発明によれば、圧縮熱を除去可能な冷却手段を備え、載置面積を取らずコンパクトな圧縮機ユニットを実現でき、工場のレイアウト変更に自在に対応可能な便利な圧縮空気供給源となり得る。

１０圧縮機ユニット
２０スクロール圧縮機
２１、３２ハウジング
２２旋回スクロール
２２ａ、２４ａ渦巻き状ラップ
２４固定スクロール
２６，３１吐出口
２８駆動軸
３０シロッコファン
３３回転軸
３４ボルト
３６吸入口
３８羽根
４０冷却ジャケット
４２空気流出口
４４ダクト
５０架台
５２防振ゴム板
５４脚
６０駆動モータ
６１操作盤
６２出力軸
６４ゴム製継手
６６モータハウジング
６６ａフランジ板
６８スペーサ
ａ空気流
ｂ圧縮空気
ｃ圧縮室

Claims

圧縮機と該圧縮機の駆動モータとを上下方向に配置すると共に、圧縮機の回転軸と駆動モータの出力軸とを連結し、圧縮機及び駆動モータを防振機構を介して架台に支持させてなるモータ直結型圧縮機ユニットにおいて、
上方から圧縮機、送風機及び駆動モータの順に配置し、圧縮機及び送風機の各駆動軸と駆動モータの出力軸とを直列配置してこれらを互いに連結し、
圧縮機ハウジングを覆うように配設された冷却ジャケットと、一端が送風機ハウジングの吐出口に接続されると共に他端が該冷却ジャケットに接続され、該吐出口から吐出する空気流を該冷却ジャケットに供給するダクトと、を備えたことを特徴とするモータ直結型圧縮機ユニット。
前記送風機ハウジングが前記架台上に固設され、送風機の駆動軸と前記駆動モータの出力軸とが弾性継手を介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ直結型圧縮機ユニット。
前記送風機がシロッコファンであり、該シロッコファンのハウジングが円形断面をなし、該ハウジングの中心部に駆動軸を囲んで空気吸込口を配置し、該ハウジングの半径方向外側に空気吐出口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ直結型圧縮機ユニット。
前記圧縮機がスクロール圧縮機であり、渦巻き状ラップを一体形成した旋回スクロールを旋回させる駆動軸が前記送風機の駆動軸と直線状に直列して連結されていると共に、前記冷却ジャケットが該スクロール圧縮機のハウジング上面を覆うように配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のモータ直結型圧縮機ユニット。