JP7476417B1 - Compressors and refrigeration/air conditioning equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 圧縮機を提供すること。【解決手段】 本圧縮機１００は、圧縮機構ロータ５を備える圧縮機構と、エンドリング部４１ａを有する電動機ロータ６ｂを備える電動機６と、圧縮機構ロータ５および電動機ロータ６ｂを結合するシャフト部５０とを備える。電動機ロータ６ｂは、シャフト部５０が挿通される挿通穴４３を有する。シャフト部５０は、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３に挿通され、電動機ロータ６ｂの両側の端面４４ａ，４４ｂを挟み込む一対の固定部（３０，２１）により電動機ロータ６ｂに固定される。一対の固定部の少なくとも一方の固定部（例えば３０）は、電動機ロータ６ｂの一方の側で、電動機ロータ６ｂのエンドリング部（例えば４１ａ）の内径面（例えば４１ｃ）に接するように広がるとともに、電動機ロータ６ｂの端面４４ａの挿通穴４３周りの内径側部分４４ｄを避けて挿通穴４３から離れた部分４４ｃに当接するように切り欠き部３２を有する。【選択図】図３[Problem] To provide a compressor. [Solution] The compressor 100 comprises a compression mechanism including a compression mechanism rotor 5, an electric motor 6 including an electric motor rotor 6b having an end ring portion 41a, and a shaft portion 50 connecting the compression mechanism rotor 5 and the electric motor rotor 6b. The electric motor rotor 6b has an insertion hole 43 through which the shaft portion 50 is inserted. The shaft portion 50 is inserted into the insertion hole 43 of the electric motor rotor 6b, and is fixed to the electric motor rotor 6b by a pair of fixing portions (30, 21) that sandwich both end faces 44a, 44b of the electric motor rotor 6b. At least one of the pair of fixing parts (e.g., 30) extends so as to contact the inner diameter surface (e.g., 41c) of the end ring part (e.g., 41a) of the motor rotor 6b on one side of the motor rotor 6b, and has a notch part 32 so as to abut against a part 44c away from the insertion hole 43 while avoiding an inner diameter side part 44d around the insertion hole 43 of an end face 44a of the motor rotor 6b. [Selected Figure]
Description
本発明は、圧縮機および冷凍空気調和機器に関する。 The present invention relates to a compressor and a refrigeration and air conditioning device.
内部に駆動用の電動機を備えている半密閉型の圧縮機であるスクリュー圧縮機では、メンテナンスを実施することにより、設備の故障リスクの低減および設備寿命の延長を図っている。上述したメンテナンスを実施するために、スクリュー圧縮機は、分解可能な構造であることが望ましく、特に、電動機ロータの圧縮機構のシャフト部への取り付けおよび取り外しが容易な構造となっていることが望ましい。 In screw compressors, which are semi-hermetic compressors equipped with an internal driving motor, maintenance is performed to reduce the risk of equipment failure and extend the equipment's lifespan. In order to perform the above-mentioned maintenance, it is desirable for the screw compressor to have a disassembly structure, and in particular, a structure that allows the motor rotor to be easily attached to and detached from the shaft portion of the compression mechanism.
これまで、スクリュー圧縮機における電動機ロータと圧縮機構のシャフト部との結合に関連して、種々の構造が知られている。例えば、国際公開２０１６／１３６０２８号（特許文献１）は、雄ロータのシャフト部に形成された段差と平板によって電動機ロータを挟み込み、ボルトで固定した、スクリュー圧縮機を開示する。また、特表２００８－５１４８６５号公報（特許文献２）は、軸受内輪飛び出し防止用のスペーサの端面と平板で電動機ロータを挟み込み、ボルトで固定した、スクリュー圧縮機を開示する。これらの構造では、ボルトの取り外しにより電動機ロータとシャフト部とが取り外し可能となっており、メンテナンス実施可能に構成されている。 Various structures have been known so far in relation to the connection between the motor rotor and the shaft portion of the compression mechanism in a screw compressor. For example, International Publication WO 2016/136028 (Patent Document 1) discloses a screw compressor in which the motor rotor is sandwiched between a step and a flat plate formed on the shaft portion of the male rotor and fixed with bolts. Furthermore, JP 2008-514865 A (Patent Document 2) discloses a screw compressor in which the motor rotor is sandwiched between the end face of a spacer for preventing the bearing inner ring from popping out and a flat plate and fixed with bolts. In these structures, the motor rotor and the shaft portion can be removed by removing the bolts, and are configured to enable maintenance to be performed.
しかしながら、特許文献１の従来技術では、電動機ロータの内径部で挟み込むため、電動機ロータの内径部での接触面圧が発生し、電動機ロータ内径部を押え込み、電動機ロータを変形させる可能性があった。特許文献２の従来技術でも、電動機ロータとスペーサの接触部の面積が小さいため、電動機ロータ端面に高い接触面圧が発生し、電動機ロータ内径部を変形させる可能性があった。そのため、これらの特許文献１および特許文献２に開示される従来技術では、電動機ロータ内径部の変形により、雄ロータのシャフト部外径と電動機ロータ内径との間の隙間が減少し、電動機ロータの取外しが阻害されてしまう可能性があった。さらに、上記電動機ロータ内径部の変形により内径が偏心し、圧縮機の振動を増加させる可能性があった。 However, in the conventional technology of Patent Document 1, since the spacer is sandwiched by the inner diameter of the motor rotor, contact pressure is generated at the inner diameter of the motor rotor, which may press down on the inner diameter of the motor rotor and deform the motor rotor. In the conventional technology of Patent Document 2, the contact area between the motor rotor and the spacer is small, so high contact pressure is generated at the end face of the motor rotor, which may deform the inner diameter of the motor rotor. Therefore, in the conventional technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2, the deformation of the inner diameter of the motor rotor may reduce the gap between the outer diameter of the shaft of the male rotor and the inner diameter of the motor rotor, which may hinder removal of the motor rotor. Furthermore, the deformation of the inner diameter of the motor rotor may cause the inner diameter to become eccentric, which may increase the vibration of the compressor.
本開示は、上記点に鑑みてなされたものであり、本開示は、圧縮機構ロータと電動機ロータとの結合構造において、電動機ロータの変形を抑制し、メンテナンスに際してシャフト部が電動機ロータから取外しができなくなる可能性を低減するとともに、メンテナンスに起因して圧縮機の振動が増大する可能性を低減することが可能な、圧縮機および該圧縮機を備える冷凍空気調和機器を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above points, and aims to provide a compressor and a refrigeration and air conditioning device equipped with the compressor that can suppress deformation of the motor rotor in a coupling structure between the compression mechanism rotor and the motor rotor, reduce the possibility that the shaft portion will not be able to be removed from the motor rotor during maintenance, and reduce the possibility that vibration of the compressor will increase due to maintenance.
本開示では、上記課題を解決するために、下記特徴を有する圧縮機を提供する。本圧縮機は、圧縮機構ロータを備える圧縮機構と、エンドリング部を有する電動機ロータを備える電動機と、圧縮機構ロータおよび電動機ロータを結合するシャフト部とを備える。電動機ロータは、シャフト部が挿通される挿通穴を有する。シャフト部は、電動機ロータの挿通穴に挿通され、電動機ロータの両側の端面を挟み込む一対の固定部により電動機ロータに固定される。一対の固定部の少なくとも一方の固定部は、電動機ロータの一方の側で、電動機ロータのエンドリング部の内径面に接するように広がるとともに、電動機ロータの端面の挿通穴周りの内径側部分を避けて挿通穴から離れた部分に当接するように切り欠き部を有する。 In order to solve the above problems, the present disclosure provides a compressor having the following characteristics. The compressor includes a compression mechanism including a compression mechanism rotor, an electric motor including an electric motor rotor having an end ring portion, and a shaft portion connecting the compression mechanism rotor and the electric motor rotor. The electric motor rotor has an insertion hole through which the shaft portion is inserted. The shaft portion is inserted into the insertion hole of the electric motor rotor and fixed to the electric motor rotor by a pair of fixing portions that sandwich both end faces of the electric motor rotor. At least one fixing portion of the pair of fixing portions extends so as to contact the inner diameter surface of the end ring portion of the electric motor rotor on one side of the electric motor rotor, and has a notch portion that avoids the inner diameter side portion around the insertion hole of the end face of the electric motor rotor and abuts on a portion away from the insertion hole.
本開示では、さらに、上記構成を備えた圧縮機を含む冷凍空気調和機器も提供される。 The present disclosure also provides a refrigeration and air conditioning device that includes a compressor having the above configuration.
上記構成により、圧縮機構ロータと電動機ロータとの結合構造において、電動機ロータの変形が抑制され、メンテナンスに際してシャフト部が電動機ロータから取外しができなくなる可能性が低減されるとともに、メンテナンスに起因して圧縮機の振動が増大する可能性が低減される。 The above configuration suppresses deformation of the motor rotor in the connection structure between the compression mechanism rotor and the motor rotor, reducing the possibility that the shaft portion will be unable to be removed from the motor rotor during maintenance, and also reducing the possibility that vibrations in the compressor will increase due to maintenance.
その他、本願が開示する課題、およびその解決手段は、発明を実施するための形態の欄および図面により明らかにされる。 Other problems and solutions disclosed in this application will be made clear in the detailed description and drawings.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明の実施形態は、以下に説明する具体的な実施形態に限定されるものではない。なお、図面において、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings, but the embodiment of the present invention is not limited to the specific embodiment described below. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
本開示は、圧縮機および該圧縮機を含む冷凍空気調和機器を対象とする。本発明の実施形態による圧縮機は、圧縮機構ロータを備える圧縮機構と、エンドリング部を有する電動機ロータを備える電動機と、圧縮機構ロータおよび電動機ロータを結合するシャフト部とを備える。電動機ロータは、シャフト部が挿通される挿通穴を有する。シャフト部は、電動機ロータの挿通穴に挿通され、電動機ロータの両側の端面を挟み込む一対の固定部により電動機ロータに固定される。ここで、一対の固定部の少なくとも一方の固定部は、電動機ロータの一方の側で、電動機ロータのエンドリング部の内径面に接するように広がるとともに、電動機ロータの端面の挿通穴周りの内径側部分を避けて挿通穴から離れた部分に当接するように切り欠き部を有することを特徴とする。 The present disclosure is directed to a compressor and a refrigeration and air conditioning device including the compressor. A compressor according to an embodiment of the present invention includes a compression mechanism including a compression mechanism rotor, an electric motor including an electric motor rotor having an end ring portion, and a shaft portion connecting the compression mechanism rotor and the electric motor rotor. The electric motor rotor has an insertion hole through which the shaft portion is inserted. The shaft portion is inserted into the insertion hole of the electric motor rotor and fixed to the electric motor rotor by a pair of fixing portions that sandwich both end faces of the electric motor rotor. Here, at least one fixing portion of the pair of fixing portions is characterized in that it extends so as to contact the inner diameter surface of the end ring portion of the electric motor rotor on one side of the electric motor rotor, and has a notch portion that avoids the inner diameter side portion around the insertion hole of the end face of the electric motor rotor and abuts on a portion away from the insertion hole.
上記構成により、圧縮機構ロータと電動機ロータとの結合構造において、電動機ロータの特に挿通穴端面周りの変形を抑制することが可能となる。ひいては、シャフト部が電動機ロータの挿通穴から取外しができなくなる可能性が低減される。また、メンテナンスに起因して圧縮機の振動が増大する可能性も低減される。 The above configuration makes it possible to suppress deformation of the motor rotor, particularly around the end face of the insertion hole, in the connection structure between the compression mechanism rotor and the motor rotor. This in turn reduces the possibility that the shaft portion will become unable to be removed from the insertion hole of the motor rotor. It also reduces the possibility that vibrations in the compressor will increase due to maintenance.
好ましい実施形態において、上記一方の固定部は、シャフト部とは別体のフランジとして構成される。また、シャフト部は、挿通穴内に挿通される部分に対して径が拡大する段差部を有する。上記フランジは、電動機ロータとは反対側で段差部に当接しており、電動機ロータの端面の挿通穴から離れた部分と当接するフランジの当接面の面積は、上記シャフト部の段差部の端面の面積より大きいことを特徴とする。シャフト部の段差部端面に切り欠き部を設けて挟み込むことを検討すると、電動機ロータの変形を抑制するためには、シャフト部の最大径を大きくする必要がある。シャフト部の最大径が大きくなると、シャフト部に取り付ける軸受や周辺部品の外径も大きくなり、コンパクトに構成できないばかりか、コストも増大してしまう。上記のように別体として構成とすることにより、シャフト部の外径を小さいまま維持しながら、電動機ロータの端部を適切に固定でき、圧縮機のコンパクト性およびコストの観点から有利である。また、上記好ましい実施形態において、上記エンドリングの内径は、段差部で拡大した上記シャフト部の外径よりも大きくてもよい。 In a preferred embodiment, the one fixing portion is configured as a flange separate from the shaft portion. The shaft portion has a step portion whose diameter is enlarged relative to the portion inserted into the insertion hole. The flange abuts against the step portion on the side opposite the motor rotor, and the area of the abutting surface of the flange abutting against the portion of the end face of the motor rotor away from the insertion hole is larger than the area of the end face of the step portion of the shaft portion. When considering providing a notch portion on the end face of the step portion of the shaft portion to sandwich the motor rotor, it is necessary to increase the maximum diameter of the shaft portion in order to suppress deformation of the motor rotor. If the maximum diameter of the shaft portion is increased, the outer diameter of the bearings and peripheral parts attached to the shaft portion will also increase, making it impossible to configure the compressor compact, and the cost will also increase. By configuring the shaft portion as a separate body as described above, the end of the motor rotor can be properly fixed while maintaining the outer diameter of the shaft portion small, which is advantageous from the viewpoint of compactness and cost of the compressor. In addition, in the preferred embodiment, the inner diameter of the end ring may be larger than the outer diameter of the shaft portion enlarged by the step portion.
好ましい実施形態においては、一対の固定部の一方の固定部の切り欠き部は、中心側から周辺へのテーパー（傾斜）を有する。かかる構成により、特に切り欠き部近くの固定部の強度が向上し、圧縮機の信頼性を高めることができる。 In a preferred embodiment, the cutout portion of one of the pair of fixed parts has a taper (slope) from the center to the periphery. This configuration improves the strength of the fixed part, especially near the cutout portion, and can increase the reliability of the compressor.
好ましい実施形態においては、上記一方の固定部は、シャフト部が挿通穴に挿通される根元側に配置される。シャフト部が挿通穴に挿通される根元側の方が、そこが変形した場合に、取り外しの際により大きな影響がある。そのため、かかる箇所の変形を優先的に抑制することにより、メンテナンス性を効率的に向上することが可能となる。 In a preferred embodiment, the one fixing portion is disposed on the base side where the shaft portion is inserted into the insertion hole. If the base side where the shaft portion is inserted into the insertion hole is deformed, it will have a greater impact on removal. Therefore, by preferentially suppressing deformation at this location, it is possible to efficiently improve maintainability.
特定の実施形態にいて、一対の固定部の他方の固定部も、上記一方の固定部と同様の構成を備えてもよい。より具体的には、一対の固定部の他方の固定部は、電動機ロータの他方の側で、電動機ロータの他方のエンドリング部の内径面に接するように広がるとともに、電動機ロータの他方の端面の挿通穴周りの内径側部分を避けて挿通穴から離れた部分に当接するように第２の切り欠き部を有する。これにより、電動機ロータの挿通穴の両側での変形が抑制され、メンテナンス性が向上し、偏心に起因した圧縮機の振動も抑制される。 In a specific embodiment, the other of the pair of fixing parts may have a similar configuration to the one of the fixing parts. More specifically, the other of the pair of fixing parts has a second cutout portion that extends to contact the inner diameter surface of the other end ring part of the motor rotor on the other side of the motor rotor and abuts against a portion away from the insertion hole, avoiding the inner diameter side portion around the insertion hole of the other end face of the motor rotor. This suppresses deformation on both sides of the insertion hole of the motor rotor, improves maintainability, and suppresses vibration of the compressor caused by eccentricity.
好ましい実施形態において、一対の固定部の他方の固定部は、電動機ロータの他方の側で、電動機ロータの他方の端面に当接する板形状を有していてもよい。シャフト部が挿通穴に挿通される根元とは反対側の変形は、メンテナンス性への影響が比較的少ないため、影響が大きな根元側に絞ることで、対費用効果高く、変形に対する対策を実施することができる。 In a preferred embodiment, the other of the pair of fixing parts may have a plate shape that abuts against the other end face of the motor rotor on the other side of the motor rotor. Since deformation on the side opposite the base where the shaft part is inserted into the insertion hole has a relatively small effect on maintainability, by focusing on the base side where the effect is greater, measures against deformation can be implemented in a cost-effective manner.
特定の実施形態において、さらに、一対の固定部の他方の固定部は、締結手段によりシャフト部の先端に締結される。 In a specific embodiment, the other of the pair of fixing parts is further fastened to the tip of the shaft part by a fastening means.
好ましい実施形態において、圧縮機は、半密閉型圧縮機である。さらに好ましい実施形態において、圧縮機は、スクリュー型圧縮機である。 In a preferred embodiment, the compressor is a semi-hermetic compressor. In a more preferred embodiment, the compressor is a screw compressor.
特定の実施形態において、電動機ロータは、エンドリング部に加えてロータコアを備え、上記挿通穴は、ロータコアを貫通する。特定の実施形態において、ロータコアは、積層鋼板により構成される。特定の実施形態において、圧縮機構は、さらに圧縮機構ロータと噛み合わせられるもう１つの圧縮機構ロータを備え、２つの圧縮機構ロータの噛み合い歯面とにより圧縮室が形成される。特定の実施形態において、上記圧縮機構ロータは、典型的には、雌ロータにかみ合う雄ロータであってもよい。特定の実施形態において、電動機は、さらに、電動機ロータを回転させるための力を発生させる電動機ステータを含んでもよい。特定の実施形態において、シャフト部は、前記圧縮機構ロータのシャフト部であってよい。 In a specific embodiment, the motor rotor includes a rotor core in addition to the end ring portion, and the insertion hole penetrates the rotor core. In a specific embodiment, the rotor core is made of laminated steel plates. In a specific embodiment, the compression mechanism further includes another compression mechanism rotor that is meshed with the compression mechanism rotor, and a compression chamber is formed by the meshing tooth surfaces of the two compression mechanism rotors. In a specific embodiment, the compression mechanism rotor may typically be a male rotor that meshes with a female rotor. In a specific embodiment, the electric motor may further include an electric motor stator that generates a force for rotating the electric motor rotor. In a specific embodiment, the shaft portion may be the shaft portion of the compression mechanism rotor.
さらに本発明の別の実施形態によれば、上記構成を備える圧縮機を備える冷凍空気調和機器が提供される。 According to another embodiment of the present invention, a refrigeration and air conditioning device is provided that includes a compressor having the above configuration.
以下、図１～図４を参照しながら、本発明の実施形態による圧縮機について、半密閉型のスクリュー圧縮機１００を一例として、より具体的に説明する。 Below, a compressor according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Figures 1 to 4, using a semi-hermetic screw compressor 100 as an example.
本発明の実施形態による圧縮機は、圧縮機構の圧縮機構ロータと電動機の電動機ロータとの結合構造に特徴を有するものであるが、以下、圧縮機の全体構造について、まず説明する。 The compressor according to the embodiment of the present invention is characterized by the connection structure between the compression mechanism rotor of the compression mechanism and the electric motor rotor of the electric motor, but below we will first explain the overall structure of the compressor.
図１は本発明の実施形態によるスクリュー圧縮機１００の断面図である。スクリュー圧縮機１００は、互いに密封関係に接続された、メインケーシング１と、電動機ケーシング２と、吐出ケーシング３と、吐出口１３を有する油分離ケーシング４とを有する。 Figure 1 is a cross-sectional view of a screw compressor 100 according to an embodiment of the present invention. The screw compressor 100 has a main casing 1, a motor casing 2, a discharge casing 3, and an oil separation casing 4 having a discharge port 13, which are connected to each other in a sealed relationship.
電動機ケーシング２には、電動機６が収納されている。電動機６は、電動機ケーシング２に固定された電動機ステータ６ａと、電動機ステータ６ａ内に回転自在に設けられた電動機ロータ６ｂとを備える。電動機６は、電源端子２０を介して供給される電流により駆動される。また、電動機ケーシング２には、ストレーナが取り付けられた冷媒吸入口７が形成される。 The motor casing 2 houses the motor 6. The motor 6 includes a motor stator 6a fixed to the motor casing 2 and a motor rotor 6b rotatably disposed within the motor stator 6a. The motor 6 is driven by a current supplied via a power supply terminal 20. The motor casing 2 also has a refrigerant suction port 7 with a strainer attached.
メインケーシング１には、円筒状ボア１５と、ガスを円筒状ボア１５に導入するための吸入ポート８とが形成される。円筒状ボア１５には、ころ軸受９，１０，１１と、玉軸受１２とにより回転可能に支えられた雄ロータ５および雌ロータ（図示せず）が互いに噛み合わせて収納される。メインケーシング１と、雄ロータ５および雌ロータの噛み合い歯面とにより圧縮室１５が形成される。雄ロータ５の吸込側軸部は、メインケーシング１に設けられたころ軸受９，１０に回転可能に支持され、雄ロータ５の吐出側軸部は、吐出ケーシング３に設けられたころ軸受１１および玉軸受１２に回転可能に支持されている。雌ロータについても、図示しないが雄ロータと同様な構成を有する。より具体的には、雌ロータの吸込側軸部は、メインケーシング１に設けられた図示しないころ軸受に回転可能に支持され、雌ロータの吐出側軸部は、吐出ケーシング３に設けられた図示しないころ軸受および玉軸受により回転可能に支持される。雄ロータ５のシャフト（軸）部は、電動機６の電動機ロータ６ｂに直結されている。典型的には、雄ロータ５が電動機６の電動機ロータ６ｂに直接結合されており、図示しない雌ロータは、雄ロータ５に同期して回動される。雌ロータにかみ合う雄ロータ５は、本発明の実施形態による圧縮機構ロータに対応するが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。雄ロータ５および雌ロータにより圧縮機構が構成される。 The main casing 1 is formed with a cylindrical bore 15 and an intake port 8 for introducing gas into the cylindrical bore 15. The cylindrical bore 15 houses a male rotor 5 and a female rotor (not shown) rotatably supported by roller bearings 9, 10, 11 and a ball bearing 12, which are meshed with each other. The main casing 1 and the meshing tooth surfaces of the male rotor 5 and the female rotor form a compression chamber 15. The suction side shaft of the male rotor 5 is rotatably supported by roller bearings 9 and 10 provided in the main casing 1, and the discharge side shaft of the male rotor 5 is rotatably supported by roller bearings 11 and ball bearings 12 provided in the discharge casing 3. The female rotor, although not shown, has a similar configuration to the male rotor. More specifically, the suction side shaft of the female rotor is rotatably supported by a roller bearing (not shown) provided in the main casing 1, and the discharge side shaft of the female rotor is rotatably supported by a roller bearing and a ball bearing (not shown) provided in the discharge casing 3. The shaft of the male rotor 5 is directly connected to the motor rotor 6b of the motor 6. Typically, the male rotor 5 is directly connected to the motor rotor 6b of the motor 6, and the female rotor (not shown) rotates in synchronization with the male rotor 5. The male rotor 5 that meshes with the female rotor corresponds to the compression mechanism rotor according to an embodiment of the present invention, but is not necessarily limited to such a configuration. The male rotor 5 and the female rotor form a compression mechanism.
メインケーシング１には、また、油溜め部１８が設けられる。油溜め部１８には、油分離ケーシング４に設けられたオイルセパレータにより、冷媒ガスから分離された油が溜まるように構成される。 The main casing 1 is also provided with an oil reservoir 18. The oil reservoir 18 is configured to store oil separated from the refrigerant gas by the oil separator provided in the oil separation casing 4.
ころ軸受１１および玉軸受１２を収納する吐出ケーシング３には、圧縮部と油分離ケーシング４を連通し、油分離ケーシング４に開口するガス吐出通路１４が形成され、吐出ケーシング３は、ボルトなどの締結手段によってメインケーシング１に固定されている。また、吐出ケーシング３の一端には、ころ軸受１１および玉軸受１２を収納する軸受室１６を閉止する遮蔽板１７が取付けられている。メインケーシング１および吐出ケーシング３内には給油通路が形成されており、メインケーシング１の下部の油溜め部１８と各軸受部を連通するように構成される。 The discharge casing 3, which houses the roller bearings 11 and ball bearings 12, is formed with a gas discharge passage 14 that connects the compression section with the oil separation casing 4 and opens into the oil separation casing 4, and the discharge casing 3 is fixed to the main casing 1 with fastening means such as bolts. In addition, a shielding plate 17 is attached to one end of the discharge casing 3, closing the bearing chamber 16 that houses the roller bearings 11 and ball bearings 12. An oil supply passage is formed in the main casing 1 and the discharge casing 3, and is configured to connect the oil reservoir 18 at the bottom of the main casing 1 with each bearing section.
次に、冷媒ガスおよび油の流れを説明する。 Next, we will explain the flow of refrigerant gas and oil.
電動機ケーシング２に設けられた冷媒吸入口７から吸入された低温・低圧の冷媒ガスは、電動機６と電動機ケーシング２の間に設けられたガス通路および電動機ステータ６ａと電動機ロータ６ｂとの間のギャップを通過し、電動機６を冷却した後、メインケーシング１に形成された吸入ポート８から、雄ロータ５および雌ロータ(図示せず)の噛み合い歯面とメインケーシング１により形成される圧縮室１５に吸入される。 The low-temperature, low-pressure refrigerant gas sucked in from the refrigerant suction port 7 on the motor casing 2 passes through the gas passage between the motor 6 and the motor casing 2 and the gap between the motor stator 6a and the motor rotor 6b, cooling the motor 6, and then is sucked in from the suction port 8 formed in the main casing 1 into the compression chamber 15 formed by the meshing tooth surfaces of the male rotor 5 and female rotor (not shown) and the main casing 1.
その後、冷媒ガスは、電動機６に連結する雄ロータ５の回転とともに、雄ロータ５、雌ロータ（図示せず）の噛み合い歯面とメインケーシング１により形成される圧縮室１５に密閉され、圧縮室の縮小により徐々に圧縮され、高温・高圧のガスとなって、吐出ケーシング３から吐出通路１４を通り、油分離ケーシング４内へ吐出される。圧縮時に雄ロータ５、雌ロータ(図示せず)に作用する圧縮反力のうち、ラジアル荷重をころ軸受９，１０，１１により支持し、スラスト荷重を玉軸受１２により支持する。 The refrigerant gas is then sealed in the compression chamber 15 formed by the meshing tooth surfaces of the male rotor 5 and female rotor (not shown) and the main casing 1 as the male rotor 5 connected to the electric motor 6 rotates, and is gradually compressed as the compression chamber shrinks, becoming a high-temperature, high-pressure gas that is discharged from the discharge casing 3 through the discharge passage 14 and into the oil separation casing 4. Of the compression reaction forces acting on the male rotor 5 and female rotor (not shown) during compression, the radial load is supported by roller bearings 9, 10, and 11, and the thrust load is supported by ball bearing 12.
これらの軸受の潤滑および冷却用の油は、メインケーシング１下部の高圧部に設けた油溜め部１８から、各軸受部に連通する油通路を通り、差圧により給油され、圧縮ガスとともに油分離ケーシング４内に吐出される。圧縮冷媒ガスに含まれる油は、オイルセパレータを内蔵した油分離ケーシング４により分離され、メインケーシング１下部の油溜め部１８に溜められる。油分離後、圧縮冷媒ガスは、冷媒吐出口１３より吐出される。 The oil for lubricating and cooling these bearings is supplied by differential pressure from the oil reservoir 18 located in the high-pressure section at the bottom of the main casing 1 through oil passages that connect to each bearing section, and is discharged into the oil separation casing 4 together with the compressed gas. The oil contained in the compressed refrigerant gas is separated by the oil separation casing 4, which has an oil separator built in, and is stored in the oil reservoir 18 at the bottom of the main casing 1. After oil separation, the compressed refrigerant gas is discharged from the refrigerant discharge port 13.
図１に示すようなスクリュー圧縮機１００においては、設備の故障リスクの低減および設備寿命の延長のためにメンテナンスが実施される。スクリュー圧縮機１００は、上記メンテナンスを実施するために、分解可能な構造であることが望ましく、特に、電動機ロータ６ｂの圧縮機構のシャフト部への取り付けおよび取り外しが容易な構造とされる。 In a screw compressor 100 such as that shown in FIG. 1, maintenance is performed to reduce the risk of equipment failure and extend the equipment life. In order to perform the above-mentioned maintenance, it is desirable for the screw compressor 100 to have a structure that can be disassembled, and in particular, the structure is such that the motor rotor 6b can be easily attached to and detached from the shaft portion of the compression mechanism.
一方、メンテナンスの実施に際して、ボルトなどの締結手段による締結時の荷重により部品が変形するリスクがある。特に、電動機ロータ６ｂの内径部が変形すると、圧縮機構へのシャフト部の外径と電動機ロータ６ｂ内径との間の隙間が減少し、シャフト部の電動機ロータ６ｂからの取外しや電動機ロータ６ｂへの取り付けが妨げられる可能性がある。また、上記電動機ロータ６ｂの内径部の変形により内径が偏心し、スクリュー圧縮機１００の全体の振動を増加させる可能性がある。 On the other hand, when performing maintenance, there is a risk that parts will be deformed due to the load applied when fastening with fastening means such as bolts. In particular, if the inner diameter of the motor rotor 6b is deformed, the gap between the outer diameter of the shaft portion to the compression mechanism and the inner diameter of the motor rotor 6b will decrease, which may prevent the shaft portion from being removed from or attached to the motor rotor 6b. In addition, the deformation of the inner diameter of the motor rotor 6b may cause the inner diameter to become eccentric, which may increase the vibration of the entire screw compressor 100.
以下、図２を参照しながら、電動機ロータ６ｂの製造時の変形について説明する。図２は、ダイキャスト法により製造される電動機ロータ６ｂの詳細な構造を示す。図２に示す電動機ロータ６ｂは、一例として、いわゆる、かご型ロータと参照されるものである。図２（Ａ）は、電動機ロータ６ｂの一方の端面４４ａから見た正面図であり、図２（Ｂ）は、電動機ロータ６ｂの側面図である。 Below, the deformation during the manufacture of the motor rotor 6b will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows the detailed structure of the motor rotor 6b manufactured by the die casting method. The motor rotor 6b shown in FIG. 2 is, as an example, what is referred to as a cage rotor. FIG. 2(A) is a front view of the motor rotor 6b as viewed from one end face 44a, and FIG. 2(B) is a side view of the motor rotor 6b.
図２に示すように、ダイキャスト製の電動機ロータ６ｂは、例えば、スリット４２が設けられた積層鋼板で構成されたロータコア４０を用意して、ロータコア４０に設けられているスリット４２に非鉄金属（例えばアルミや銅など）を高速・高圧で流し込み、成型することにより製造される。溶融した非鉄金属でロータコア４０を鋳込むことにより、スリット４２に対応するバーと両端のエンドリング部４１ａ，４１ｂとが一体成型される。なお、電動機ロータ６ｂの中心軸には、雄ロータ５のシャフト部を挿通するための挿通穴４３が設けられる。成型後、溶解した非鉄金属で加熱された電動機ロータ６ｂは、外気に接触させて冷却する。この時、外気に触れる面積が大きいロータ端面４４ａ，４４ｂは、急激に温度が下がり収縮する。そのため、冷却速度の違いにより、端面４４ａ，４４ｂが熱変形し、軸方向に反り返る（膨らむ）可能性がある。この端面４４ａ，４４ｂの反り返りは、軸方向で内径側にかけて大きくなる傾向がある。 As shown in FIG. 2, the die-cast electric motor rotor 6b is manufactured by preparing a rotor core 40 made of laminated steel plates with slits 42, pouring non-ferrous metal (e.g., aluminum or copper) into the slits 42 in the rotor core 40 at high speed and high pressure, and molding it. By casting the rotor core 40 with molten non-ferrous metal, the bars corresponding to the slits 42 and the end rings 41a and 41b at both ends are molded as one piece. In addition, an insertion hole 43 for inserting the shaft part of the male rotor 5 is provided in the central axis of the electric motor rotor 6b. After molding, the electric motor rotor 6b heated by the molten non-ferrous metal is cooled by contacting it with the outside air. At this time, the rotor end faces 44a and 44b, which have a large area exposed to the outside air, are rapidly cooled and contract. Therefore, due to the difference in cooling speed, the end faces 44a and 44b may be thermally deformed and may warp (swell) in the axial direction. The warping of the end faces 44a and 44b tends to increase in the axial direction toward the inner diameter.
また、このような電動機ロータ６ｂを雄ロータ５のシャフト部に取付ける場合、トメワなどの固定部を電動機ロータ６ｂの端面４４ａ，４４ｂに当てボルトで固定するが、この時、ボルトの荷重により、電動機ロータ６ｂの軸方向に変形した端面４４ａ，４４ｂを押すと、軸方向に変形した端面が内径方向に迫り出してくる可能性がある。電動機ロータ６ｂの端面が内径方向に迫り出すと、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３とその中に挿通されるシャフト部と間の隙間が無くなり互いに接触し、圧縮機のメンテナンス時に電動機ロータ６ｂの取外しおよび取り付けが妨げられる可能性がある。また、迫り出しにより、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３の中心軸が傾き、偏心することで、圧縮機運転時の振動・騒音が増加する問題も生じ得る。 When such an electric motor rotor 6b is attached to the shaft of the male rotor 5, a fixing part such as a stopper ring is placed against the end faces 44a, 44b of the electric motor rotor 6b and fixed with a bolt. At this time, if the load of the bolt presses against the axially deformed end faces 44a, 44b of the electric motor rotor 6b, the axially deformed end faces may protrude inward. If the end faces of the electric motor rotor 6b protrude inward, there will be no gap between the insertion hole 43 of the electric motor rotor 6b and the shaft part inserted therein, and they may come into contact with each other, which may prevent the removal and installation of the electric motor rotor 6b during maintenance of the compressor. In addition, the protrusion may cause the central axis of the insertion hole 43 of the electric motor rotor 6b to tilt and become eccentric, which may cause problems such as increased vibration and noise when the compressor is operating.
そこで、本発明の実施形態によるスクリュー圧縮機１００においては、雄ロータ５に結合するシャフト部５０は、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３に挿通され、電動機ロータ６ｂの両側の端面４４ａ，４４ｂを挟み込む一対の固定部３０，２１により電動機ロータ６ｂに固定される構成において、以下、図３および図４を参照して説明する特徴を備える構成を採用する。すなわち、一対の固定部のうちの一方の固定部３０は、電動機ロータ６ｂの雄ロータ５側で、電動機ロータ６ｂのエンドリング部４１ａの内径面４１ｃに接するように広がるとともに、電動機ロータ６ｂの端面４４ａにおける挿通穴４３周りの内径側部分４４ｄを避けて挿通穴４３から離れた部分４４ｄに当接するように切り欠き部３２を有する。 In the screw compressor 100 according to the embodiment of the present invention, the shaft portion 50 coupled to the male rotor 5 is inserted into the insertion hole 43 of the motor rotor 6b and fixed to the motor rotor 6b by a pair of fixing portions 30, 21 that sandwich the end faces 44a, 44b on both sides of the motor rotor 6b, and has a configuration with the characteristics described below with reference to Figures 3 and 4. That is, one of the pair of fixing portions, the fixing portion 30, expands on the male rotor 5 side of the motor rotor 6b so as to contact the inner diameter surface 41c of the end ring portion 41a of the motor rotor 6b, and has a notch portion 32 that avoids the inner diameter side portion 44d around the insertion hole 43 in the end face 44a of the motor rotor 6b and abuts on the portion 44d away from the insertion hole 43.
以下、図３および図４を参照して、雄ロータ５のシャフト部５０と電動機ロータ６ｂとの結合構造について、より具体的に説明する。 The connection structure between the shaft portion 50 of the male rotor 5 and the motor rotor 6b will be described in more detail below with reference to Figures 3 and 4.
図３は、本発明の実施形態によるスクリュー圧縮機１００における雄ロータ５のシャフト部５０と電動機ロータ６ｂとの結合構造を示す拡大断面図である。図４は、本発明の実施形態によるスクリュー圧縮機１００におけるフランジ３０の構成を示す概略図である。図４（Ａ）は、電動機６側からシャフト部５０の回転軸方向に見たフランジ３０の正面図であり、図４（Ｂ）は、シャフト部５０の回転軸方向に垂直な方向から見たフランジ３０の側面図である。図４（Ｃ）は、フランジ３０付近の分解斜視図である。 Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing the connection structure between the shaft portion 50 of the male rotor 5 and the electric motor rotor 6b in a screw compressor 100 according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the flange 30 in a screw compressor 100 according to an embodiment of the present invention. Figure 4(A) is a front view of the flange 30 as seen in the direction of the rotation axis of the shaft portion 50 from the electric motor 6 side, and Figure 4(B) is a side view of the flange 30 as seen from a direction perpendicular to the direction of the rotation axis of the shaft portion 50. Figure 4(C) is an exploded perspective view of the vicinity of the flange 30.
図３に示すように、雄ロータ５のシャフト部５０は、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３に挿通される部分（前方部分という）５１と、前方部分５１から径が拡大する段差部５２と、段差部５２で径が拡大した以降の雄ロータ５に結合される部分（後方部分という）５３とを備える。 As shown in FIG. 3, the shaft portion 50 of the male rotor 5 has a portion (called the front portion) 51 that is inserted into the insertion hole 43 of the motor rotor 6b, a stepped portion 52 whose diameter expands from the front portion 51, and a portion (called the rear portion) 53 that is connected to the male rotor 5 after the diameter expands at the stepped portion 52.
電動機ロータ６ｂの端面４４ａと、シャフト部５０の段差部５２との間には、その中心にシャフト部５０が挿通される開口３３を有するフランジ３０が設置される。電動機ロータ６ｂのもう一方の端面４４ｂには、その中心にボルト用の穴部が形成された平板２１が設置される。平板２１は、締結手段であるボルト２２によりシャフト部５０の先端に締結される。ボルト２２を平板２１の穴部を通してシャフト部５０のネジ穴５４に嵌め合わせることで、電動機ロータ６ｂは、ボルト２２と段差部５２との間で、フランジ３０と平板２１とにより挟み込まれて、シャフト部５０に固定される。フランジ３０は、電動機ロータ６ｂのエンドリング部４１ａの内径面４１ｃに接するように広がっており、つまりフランジ３０の外径は、電動機ロータ６ｂのエンドリング部４１ａの内径に接する（フランジ３０の外径は、エンドリング部４１ａの内側に嵌め込むことができる程度にエンドリング部４１ａの内径よりわずかに小さい）。フランジ３０は、電動機ロータ６ｂの端面４４ａにおける挿通穴４３周りの内径側部分４４ｄを避けて挿通穴４３から離れた部分４４ｃに当接するように切り欠き部３２を有する。 Between the end face 44a of the motor rotor 6b and the step portion 52 of the shaft portion 50, a flange 30 having an opening 33 at its center through which the shaft portion 50 is inserted is installed. On the other end face 44b of the motor rotor 6b, a flat plate 21 having a hole for a bolt formed at its center is installed. The flat plate 21 is fastened to the tip of the shaft portion 50 by a bolt 22, which is a fastening means. The bolt 22 is fitted into the screw hole 54 of the shaft portion 50 through the hole in the flat plate 21, so that the motor rotor 6b is sandwiched between the flange 30 and the flat plate 21 between the bolt 22 and the step portion 52 and fixed to the shaft portion 50. The flange 30 expands so as to contact the inner diameter surface 41c of the end ring portion 41a of the electric motor rotor 6b, that is, the outer diameter of the flange 30 contacts the inner diameter of the end ring portion 41a of the electric motor rotor 6b (the outer diameter of the flange 30 is slightly smaller than the inner diameter of the end ring portion 41a so that it can be fitted inside the end ring portion 41a). The flange 30 has a notch portion 32 that abuts against the portion 44c away from the insertion hole 43, avoiding the inner diameter side portion 44d around the insertion hole 43 on the end surface 44a of the electric motor rotor 6b.
フランジ３０の電動機ロータ６ｂ側の端面３１には切り欠き部３２が形成され、フランジ３０は、電動機ロータ６ｂの端面４４ａとは、挿通穴４３周りの内径側部分４４ｄでは接触せず、挿通穴４３から離れた周辺部分４４ｃで接触するように構成されている。また、好ましくは、図４に示すように、シャフト部の回転軸に対して垂直方向において、フランジ３０の切り欠き部３２がある端面３１の面積は、シャフト部５０の段差部５２の端面の面積より大きくなっている。また、端面３１の面積を大きくするべく、上記エンドリング部４１ａの内径は、段差部５２で拡大した上記シャフト部５０の後方部分５３の外径よりも大きくすることができる。 The end face 31 of the flange 30 on the motor rotor 6b side is formed with a notch 32, and the flange 30 is configured to contact the end face 44a of the motor rotor 6b at the inner diameter side portion 44d around the insertion hole 43, but at the peripheral portion 44c away from the insertion hole 43. Preferably, as shown in FIG. 4, the area of the end face 31 where the notch 32 of the flange 30 is located is larger than the area of the end face of the step portion 52 of the shaft portion 50 in the direction perpendicular to the rotation axis of the shaft portion. In order to increase the area of the end face 31, the inner diameter of the end ring portion 41a can be made larger than the outer diameter of the rear portion 53 of the shaft portion 50 expanded by the step portion 52.
上記構造のスクリュー圧縮機１００によれば、切り欠き部３２を有するフランジ３０を設けることにより、電動機ロータ６ｂの内径部に接触しなくなるので、電動機ロータ６ｂの内径部に接触面圧を与えることを避けることができる。ひいては、電動機ロータ６ｂの内径部の変形を抑えることが可能となる。特に、電動機ロータ６ｂの端面４４ａは、製造時の熱変形により動径方向で内径側ほど大きく膨らむ傾向があるので、フランジ３０に切り欠き部３２を形成することで、電動機ロータ６ｂの内径部の膨らみにフランジ３０が接触しないようにすることができる。また、フランジ３０の切り欠き側端面３１の面積を（段差部５２の端面の面積に比べて）増加させることにより、接触面積を増加させ、接触面圧を下げることが可能となり、電動機ロータ６ｂの変形を好適に抑制することができる。 According to the screw compressor 100 having the above structure, by providing the flange 30 having the cutout portion 32, the flange 30 does not come into contact with the inner diameter portion of the motor rotor 6b, so that it is possible to avoid applying contact surface pressure to the inner diameter portion of the motor rotor 6b. In addition, it is possible to suppress deformation of the inner diameter portion of the motor rotor 6b. In particular, since the end face 44a of the motor rotor 6b tends to bulge more toward the inner diameter side in the radial direction due to thermal deformation during manufacturing, by forming the cutout portion 32 in the flange 30, it is possible to prevent the flange 30 from coming into contact with the bulge of the inner diameter portion of the motor rotor 6b. In addition, by increasing the area of the cutout side end face 31 of the flange 30 (compared to the area of the end face of the step portion 52), it is possible to increase the contact area and reduce the contact surface pressure, and deformation of the motor rotor 6b can be suitably suppressed.
特に、上記構成では、フランジ３０が、エンドリング部４１ａの内径に外径が接触するように広がっており、フランジ３０の切り欠き側端面３１の面積が、シャフト部５０の段差部５２の端面の面積より大きくなるように構成される。そのため、フランジを用いずにシャフト部５０の段差部５２を用いて直接挟み込む場合と比較して、より接触面圧を下げることができる。また、シャフト部５０の段差部５２の端面に切り欠き部を設けて挟み込むことを検討すると、段差部５２での接触面積を広げるために例えばシャフト部５０の後方部分５３の外径を大きくすることもできるが、シャフト部５０の最大外形が大きくなってしまう。最大外形が大きくなると、シャフト部５０に取り付ける軸受や周辺部品の外径も大きくなり、コンパクトに構成できないばかりか、コストも増大してしまう。 In particular, in the above configuration, the flange 30 is expanded so that its outer diameter comes into contact with the inner diameter of the end ring portion 41a, and the area of the notched end face 31 of the flange 30 is configured to be larger than the area of the end face of the stepped portion 52 of the shaft portion 50. Therefore, the contact surface pressure can be reduced more than when the stepped portion 52 of the shaft portion 50 is directly used for clamping without using a flange. In addition, when considering providing a notch on the end face of the stepped portion 52 of the shaft portion 50 for clamping, it is possible to increase the outer diameter of the rear portion 53 of the shaft portion 50, for example, to increase the contact area at the stepped portion 52, but this increases the maximum outer diameter of the shaft portion 50. If the maximum outer diameter increases, the outer diameter of the bearings and peripheral parts attached to the shaft portion 50 will also increase, making it impossible to configure it compact, and the cost will also increase.
なお、切り欠き部３２の径方向の幅、シャフト部５０の中心から逃げる距離は、挿通穴４３の外径とエンドリング部４１ａの内径間の距離に対する割合として、５０％以上とすることができる。 The radial width of the cutout portion 32, and the distance it escapes from the center of the shaft portion 50, can be set to 50% or more as a percentage of the distance between the outer diameter of the insertion hole 43 and the inner diameter of the end ring portion 41a.
上記荷重による変形を見込んで、雄ロータ５側の一定長さで、挿通穴４３の径をわずかに大きくすることで変形の逃がし加工を実施することもできるが、電動機ロータ６ｂの製造コストが増加する。上記フランジ３０を用いることにより、電動機ロータ６ｂの挿通穴４３に逃がし加工を施す必要がなくなり、上記フランジ３０を設けるコストを勘案しても、コストを削減することができる。 In anticipation of deformation due to the load, it is possible to provide a deformation relief process by slightly increasing the diameter of the insertion hole 43 at a fixed length on the male rotor 5 side, but this would increase the manufacturing costs of the motor rotor 6b. By using the flange 30, it is no longer necessary to provide relief processing for the insertion hole 43 of the motor rotor 6b, and costs can be reduced even when the cost of providing the flange 30 is taken into account.
以上説明した実施形態においてフランジ３０は、好ましくは、雄ロータ５のシャフト部５０とは別体として構成される。すなわち、以上説明した実施形態においては、一対の固定部のうちの一方の固定部が、シャフト部５０とは別体のフランジ３０として構成され、フランジ３０が、電動機ロータ６ｂとは反対側で、挿通穴４３内に挿通されるシャフト部５０の前方部分５１に対して径が拡大する段差部５２に当接する。このように、フランジ３０は、シャフト部５０とは別体として構成されることが好ましく、別体で構成とすることにより、シャフト部５０の外径を小さいままに維持しながら、電動機ロータ６ｂとシャフト部５０とを固定することができ、圧縮機のコンパクト性およびコストの観点から有利である。しかしながら、必ずしもフランジ３０をシャフト部５０の別体として構成する実施形態に限定されるというものではなく、フランジ３０をシャフト部５０とは一体的に形成してもよいことはいうまでもない。 In the above-described embodiment, the flange 30 is preferably configured as a separate body from the shaft portion 50 of the male rotor 5. That is, in the above-described embodiment, one of the pair of fixing portions is configured as a flange 30 separate from the shaft portion 50, and the flange 30 abuts against the step portion 52, the diameter of which is enlarged relative to the front portion 51 of the shaft portion 50 inserted into the insertion hole 43, on the opposite side to the motor rotor 6b. In this way, it is preferable that the flange 30 is configured as a separate body from the shaft portion 50. By configuring the flange 30 as a separate body, the motor rotor 6b and the shaft portion 50 can be fixed while maintaining the outer diameter of the shaft portion 50 small, which is advantageous from the viewpoint of compactness and cost of the compressor. However, the embodiment is not necessarily limited to the embodiment in which the flange 30 is configured as a separate body from the shaft portion 50, and it goes without saying that the flange 30 may be formed integrally with the shaft portion 50.
上述したように、フランジ３０に切り欠き部３２を設けることで、電動機ロータ６ｂの端面４４ａの熱変形した内径側部位とフランジ３０との接触を回避する構造としフランジ３０に加えられる荷重による電動機ロータ６ｂの変形を抑制することができる。また、電動機ロータ６ｂの端面４４ａとフランジ３０との接触面積を増加させることで、接触面圧を低下させ、電動機ロータ６ｂの内径側部位の変形をさらに抑制することが可能となる。電動機ロータ６ｂの内径の変形を抑えることができるので、電動機ロータ６ｂの取外しや取り付けができなくなる可能性を低減し、圧縮機のメンテナンス性が向上する。さらに、電動機ロータ６ｂ内径の偏心を抑えることで、振動の増加を防止できる。 As described above, by providing the notch 32 in the flange 30, the structure is such that the thermally deformed inner diameter side portion of the end face 44a of the motor rotor 6b is prevented from coming into contact with the flange 30, and deformation of the motor rotor 6b due to the load applied to the flange 30 can be suppressed. In addition, by increasing the contact area between the end face 44a of the motor rotor 6b and the flange 30, the contact surface pressure can be reduced, and deformation of the inner diameter side portion of the motor rotor 6b can be further suppressed. Since deformation of the inner diameter of the motor rotor 6b can be suppressed, the possibility of being unable to remove or install the motor rotor 6b is reduced, and the maintainability of the compressor is improved. Furthermore, by suppressing eccentricity of the inner diameter of the motor rotor 6b, an increase in vibration can be prevented.
また、上述した実施形態においては、切り欠き部３２を有するフランジ３０は、シャフト部５０が挿通穴４３に挿通される根元側に配置される。シャフト部５０が挿通穴４３に挿通される根元側の方が、そこが変形した場合に、取り外しの際により大きな影響がある。そのため、かかる箇所の変形を優先的に抑制することにより、メンテナンス性を効率的に向上することが可能となる。 In addition, in the above-described embodiment, the flange 30 having the cutout portion 32 is disposed on the root side where the shaft portion 50 is inserted into the insertion hole 43. If the root side where the shaft portion 50 is inserted into the insertion hole 43 is deformed, it will have a greater impact on removal. Therefore, by preferentially suppressing deformation in this area, it is possible to efficiently improve maintainability.
以下、図５および図６を参照して、他の実施形態による、雄ロータ５のシャフト部５０と電動機ロータ６ｂとの結合構造を説明する。 Below, with reference to Figures 5 and 6, we will explain the connection structure between the shaft portion 50 of the male rotor 5 and the motor rotor 6b in another embodiment.
図５は、本発明の他の実施形態によるスクリュー圧縮機１００における雄ロータ５のシャフト部５０と電動機ロータ６ｂとの結合構造を示す拡大断面図である。図６は、本発明の他の実施形態によるスクリュー圧縮機１００におけるフランジ３０’の構成を示す概略図である。図６（Ａ）は、電動機６側からシャフト部５０の回転軸方向に見たフランジ３０’の正面図であり、図６（Ｂ）は、シャフト部５０の回転軸方向に垂直な方向から見たフランジ３０’の側面図である。 Figure 5 is an enlarged cross-sectional view showing the connection structure between the shaft portion 50 of the male rotor 5 and the motor rotor 6b in a screw compressor 100 according to another embodiment of the present invention. Figure 6 is a schematic diagram showing the configuration of a flange 30' in a screw compressor 100 according to another embodiment of the present invention. Figure 6(A) is a front view of the flange 30' as seen in the direction of the rotation axis of the shaft portion 50 from the motor 6 side, and Figure 6(B) is a side view of the flange 30' as seen in a direction perpendicular to the direction of the rotation axis of the shaft portion 50.
図５および図６に示すフランジ３０’は、図３および図４に示したフランジ３０と同様の構成を有するが、切り欠き部３２’が、中心側から周辺へテーパー３５を有しており、この点で、図３および図４に示した実施形態によるフランジ３０と異なる。テーパー３５は、フランジ３０’の開口３３の縁から電動機ロータ６ｂ側の端面３１の縁まで形成され、フランジ３０’の切り欠き部３２’の内径は、電動機ロータ６ｂ側の端面３１の縁に向かって広がるように構成される。 The flange 30' shown in Figures 5 and 6 has a similar configuration to the flange 30 shown in Figures 3 and 4, but the cutout portion 32' has a taper 35 from the center to the periphery, which is different from the flange 30 according to the embodiment shown in Figures 3 and 4. The taper 35 is formed from the edge of the opening 33 of the flange 30' to the edge of the end face 31 on the electric motor rotor 6b side, and the inner diameter of the cutout portion 32' of the flange 30' is configured to widen toward the edge of the end face 31 on the electric motor rotor 6b side.
図５および図６に示す他の実施形態によれば、切り欠き部３２’が中心側から周辺へのテーパー（傾斜）を有する構成により、特に切り欠き部３２’近くのフランジ３０の強度が向上し、圧縮機１００の信頼性を高めることができる。 According to another embodiment shown in Figures 5 and 6, the cutout portion 32' is tapered (inclined) from the center to the periphery, which improves the strength of the flange 30, especially near the cutout portion 32', and increases the reliability of the compressor 100.
以下、図７を参照して、さらに他の実施形態による、雄ロータ５のシャフト部５０と電動機ロータ６ｂとの結合構造を説明する。 Below, referring to Figure 7, we will explain the connection structure between the shaft portion 50 of the male rotor 5 and the motor rotor 6b in yet another embodiment.
図７は、本発明のさらに他の実施形態によるスクリュー圧縮機１００における雄ロータのシャフト部と電動機ロータとの結合構造を示す拡大断面図である。上述までの実施形態では、電動機ロータ６ｂの雄ロータ５側の端面４４ａのみに、内径側で切り欠き部３２を有するフランジ３０が設けられていた。そして、他方の側では、電動機ロータ６ｂの他方の端面４４ｂに当接する板形状の平板２１が設けられていた。しかしながら、他の実施形態では、切り欠き部を有するフランジを反対側の平板２１の代わりに設けてもよい。 Figure 7 is an enlarged cross-sectional view showing the connection structure between the shaft portion of the male rotor and the motor rotor in a screw compressor 100 according to yet another embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, only the end face 44a of the motor rotor 6b on the male rotor 5 side was provided with a flange 30 having a notch 32 on the inner diameter side. On the other side, a plate-shaped flat plate 21 was provided that abuts against the other end face 44b of the motor rotor 6b. However, in other embodiments, a flange having a notch may be provided instead of the flat plate 21 on the opposite side.
図７に示すように、電動機ロータ６ｂの雄ロータ５側の端面４４ａと、シャフト部５０の段差部５２との間にフランジ３０が設けられるとともに、電動機ロータ６ｂの反対側の端面４４ｂとボルト２２の頭部との間にもフランジ３６が設けられる。フランジ３６は、その中心にボルト２２のネジ部が挿通される穴部を有する。ボルト２２をフランジ３６の穴部を通してシャフト部５０のネジ穴５４に嵌め合わせることで、電動機ロータ６ｂは、ボルト２２と段差部５２との間で、フランジ３０とフランジ３６とにより挟み込まれて、シャフト部５０に固定される。 As shown in FIG. 7, a flange 30 is provided between the end face 44a of the motor rotor 6b on the male rotor 5 side and the step portion 52 of the shaft portion 50, and a flange 36 is also provided between the end face 44b on the opposite side of the motor rotor 6b and the head of the bolt 22. The flange 36 has a hole in its center through which the threaded portion of the bolt 22 is inserted. By fitting the bolt 22 through the hole in the flange 36 and into the threaded hole 54 of the shaft portion 50, the motor rotor 6b is sandwiched between the bolt 22 and the step portion 52 by the flange 30 and flange 36 and fixed to the shaft portion 50.
フランジ３０は、図３および図４に示した実施形態と同様の切り欠き構造を備える。フランジ３６も、同様であり、電動機ロータ６ｂの他方のエンドリング部４１ｂの内径面４１ｄに接するように広がっており、フランジ３６の外径は、電動機ロータ６ｂのエンドリング部４１ｂの内径に接する（フランジ３６の外径は、エンドリング部４１ｂの内側に嵌め込むことができる程度にエンドリング部４１ｂの内径よりわずかに小さい）。フランジ３６は、電動機ロータ６ｂの端面４４ｂにおける挿通穴４３周りの内径側部分４４ｆを避けて挿通穴４３から離れた部分４４ｅに当接するように切り欠き部を有する。フランジ３６は、電動機ロータ６ｂの端面４４ｂとは、挿通穴４３周りの内径側部分４４ｆでは接触せず、挿通穴４３から離れた部分４４ｅで接触するように構成されている。 The flange 30 has a cutout structure similar to that of the embodiment shown in Figures 3 and 4. The flange 36 is similar, and expands so as to contact the inner diameter surface 41d of the other end ring portion 41b of the electric motor rotor 6b, and the outer diameter of the flange 36 contacts the inner diameter of the end ring portion 41b of the electric motor rotor 6b (the outer diameter of the flange 36 is slightly smaller than the inner diameter of the end ring portion 41b to such an extent that it can be fitted inside the end ring portion 41b). The flange 36 has a cutout portion so as to abut against the portion 44e away from the insertion hole 43, avoiding the inner diameter side portion 44f around the insertion hole 43 on the end face 44b of the electric motor rotor 6b. The flange 36 is configured so as not to contact the end face 44b of the electric motor rotor 6b at the inner diameter side portion 44f around the insertion hole 43, but to contact at the portion 44e away from the insertion hole 43.
上述したように、フランジ３６に切り欠き部を設けることで、電動機ロータ６ｂの他方の端面４４ｂの熱変形した内径側部位とフランジ３６との接触を回避する構造とし、フランジ３６に加えられる荷重による電動機ロータ６ｂの変形を抑制することができる。電動機ロータ６ｂの内径の変形をより抑えることができるので、電動機ロータ６ｂの取外しができなくなる可能性を低減し、圧縮機のメンテナンス性が向上する。さらに、電動機ロータ６ｂ内径の偏心を抑えることで、振動の増加を防止できる。なお、図７では、両側の固定部を、切り欠き部を有するフランジで構成する実施形態を示した。しかしながら、一対の固定部のうち、任意の一方を切り欠き部を有するフランジで構成してもよい。 As described above, by providing a notch in the flange 36, the structure is designed to avoid contact between the thermally deformed inner diameter side portion of the other end face 44b of the motor rotor 6b and the flange 36, and deformation of the motor rotor 6b due to the load applied to the flange 36 can be suppressed. Since deformation of the inner diameter of the motor rotor 6b can be further suppressed, the possibility that the motor rotor 6b cannot be removed is reduced, and the maintainability of the compressor is improved. Furthermore, by suppressing the eccentricity of the inner diameter of the motor rotor 6b, an increase in vibration can be prevented. Note that FIG. 7 shows an embodiment in which the fixing parts on both sides are configured with flanges having notches. However, any one of the pair of fixing parts may be configured with a flange having a notch.
なお、上述までの説明では、本発明の実施形態による圧縮機について、半密閉型のスクリュー圧縮機を一例に説明した。しかしながら、本発明による、圧縮機構の圧縮機構ロータと電動機の電動機ロータとの接続構造は、半密閉型のスクリュー圧縮機以外の圧縮機に限定されず、密閉型および開放型など他の型ないし他の方式の圧縮機に適用することを妨げるものではない。特に、駆動用の電動機６を備え、ダイキャスト製の電動機ロータを用いるものに対して好適に適用可能である。 In the above explanation, a semi-hermetic screw compressor has been used as an example of a compressor according to an embodiment of the present invention. However, the connection structure between the compression mechanism rotor of the compression mechanism and the motor rotor of the electric motor according to the present invention is not limited to compressors other than semi-hermetic screw compressors, and does not prevent application to other types or types of compressors, such as hermetic and open types. In particular, it is suitable for use with a drive motor 6 and a die-cast motor rotor.
また、上述までの実施形態では、圧縮機として特に用途などについて言及しなかった。しかしながら、本発明の実施形態による圧縮機は、任意の用途の圧縮機として用いることができる。特定の実施形態において、本発明の構成は、冷凍空気調和機器に対して適用されてもよい。ここで、冷凍空気調和機器は、空気調和機、冷蔵庫、冷凍庫など、冷媒および冷凍サイクルを利用した機器を総称するものである。冷凍空気調和機器の例としては、より具体的には、パッケージエアコンやビル用マルチエアコンなど上記空気調和機、冷凍機やチリングユニットなどの熱源機器、ショーケースや冷凍冷蔵庫、ユニットクーラー、製氷機など業務用冷凍機、カーエアコンなどの輸送用冷凍機器、ヒートポンプ給湯機などが含まれ得る。 In addition, in the above-described embodiments, no particular use of the compressor has been mentioned. However, the compressor according to the embodiments of the present invention can be used as a compressor for any purpose. In a specific embodiment, the configuration of the present invention may be applied to a refrigeration and air conditioning device. Here, the refrigeration and air conditioning device is a general term for devices that use a refrigerant and a refrigeration cycle, such as an air conditioner, a refrigerator, and a freezer. More specifically, examples of refrigeration and air conditioning devices may include the above-mentioned air conditioners such as packaged air conditioners and multi-air conditioners for buildings, heat source devices such as freezers and chilling units, commercial freezers such as showcases, refrigerator-freezers, unit coolers, and ice makers, transportation refrigeration devices such as car air conditioners, and heat pump water heaters.
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、圧縮機構ロータと電動機ロータとの結合構造において、電動機ロータの変形が抑制され、メンテナンスに際してシャフト部が電動機ロータから取外しができなくなる可能性が低減されるとともに、メンテナンスに起因して振動の増大が発生する可能性が低減される。 As described above, according to an embodiment of the present invention, in the coupling structure between the compression mechanism rotor and the electric motor rotor, deformation of the electric motor rotor is suppressed, the possibility that the shaft portion cannot be removed from the electric motor rotor during maintenance is reduced, and the possibility that increased vibration due to maintenance occurs is reduced.
なお、本発明の実施形態は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれ得る。例えば、上記した実施形態は、分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and may include various modified examples. For example, the above-described embodiments have been described in detail to make them easier to understand, and are not necessarily limited to those that include all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
１…メインケーシング、２…電動機ケーシング、３…吐出ケーシング、４…油分離ケーシング、５…雄ロータ、６…電動機、６ａ…電動機ステータ、６ｂ…電動機ロータ、７…冷媒吸入口、８…吸入ポート、９，１０，１１…ころ軸受、１２…玉軸受、１３…冷媒吐出口、１４…冷媒ガス吐出通路、１５…圧縮室、１６…軸受室、１７…遮蔽板、１８…油溜め部、２０…電源端子、２１…平板、２２…ボルト、３０…フランジ、３１…端面、３２…切り欠き部、３３…開口、３４…端面、３５…テーパー、３６…フランジ、４０…ロータコア、４１ａ，４１ｂ…エンドリング部、４１ｃ，４１ｄ…エンドリング内径面、４２…スリット、４３…挿通穴、４４ａ，４４ｂ…端面、４４ｃ，４４ｅ…端面（外形側部分）、４４ｄ，４４ｆ…（端面（内径側部分））、５０…シャフト部、５１…前方部分、５２…段差部、５３…後方部分、１００…スクリュー圧縮機 1...Main casing, 2...Motor casing, 3...Discharge casing, 4...Oil separation casing, 5...Male rotor, 6...Motor, 6a...Motor stator, 6b...Motor rotor, 7...Refrigerant suction port, 8...Suction port, 9, 10, 11...Roller bearing, 12...Ball bearing, 13...Refrigerant discharge port, 14...Refrigerant gas discharge passage, 15...Compression chamber, 16...Bearing chamber, 17...Shielding plate, 18...Oil reservoir, 20...Power supply terminal, 21...Flat plate, 22...Bolt, 30...Flange, 3 1...end face, 32...notch, 33...opening, 34...end face, 35...taper, 36...flange, 40...rotor core, 41a, 41b...end ring portion, 41c, 41d...end ring inner diameter surface, 42...slit, 43...insertion hole, 44a, 44b...end face, 44c, 44e...end face (outer diameter side portion), 44d, 44f...(end face (inner diameter side portion)), 50...shaft portion, 51...front portion, 52...step portion, 53...rear portion, 100...screw compressor
Claims (10)
エンドリング部を有する電動機ロータを備える電動機と、
前記圧縮機構ロータおよび前記電動機ロータを結合するシャフト部と
を備え、前記電動機ロータは、前記シャフト部が挿通される挿通穴を有し、
前記シャフト部は、前記電動機ロータの前記挿通穴に挿通され、前記電動機ロータの両側の端面を挟み込む一対の固定部により前記電動機ロータに固定されており、
前記一対の固定部の少なくとも一方の固定部は、前記電動機ロータの前記一方の側で、前記電動機ロータの前記エンドリング部の内径面に接するように広がるとともに、前記電動機ロータの端面の前記挿通穴周りの内径側部分を避けて前記挿通穴から離れた部分に当接するように切り欠き部を有する、圧縮機。 a compression mechanism including a compression mechanism rotor;
an electric motor including an electric motor rotor having an end ring portion;
a shaft portion connecting the compression mechanism rotor and the electric motor rotor, the electric motor rotor having an insertion hole through which the shaft portion is inserted,
the shaft portion is inserted into the insertion hole of the electric motor rotor and is fixed to the electric motor rotor by a pair of fixing portions that sandwich both end faces of the electric motor rotor,
at least one of the pair of fixing portions extends so as to contact an inner diameter surface of the end ring portion of the motor rotor on one side of the motor rotor, and has a cutout portion so as to abut a portion away from the insertion hole while avoiding an inner diameter side portion around the insertion hole of the end face of the motor rotor.
を備える、冷凍空気調和機器。 A refrigeration and air conditioning appliance comprising the compressor according to claim 1.
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