特許ウォッチ

公開番号2024034733
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022139191
出願日2022-09-01
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/58 20060101AFI20240306BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】モータの冷却性能を向上させること。
【解決手段】回転軸43は、回転軸43の軸方向に延びるとともに吸入口22に向かって開口する挿通孔62を有する第1パイプ部60と、挿通孔62に挿通される筒状の挿通部68を有する第2パイプ部61と、挿通孔62の内周面と挿通部68の外周面との間に形成される第1軸路73と、第2パイプ部61に形成され、回転軸43の軸方向に延びるとともに吸入口22に向かって開口する第2軸路74と、回転軸43の径方向に向けて延びるとともにモータ室18内に連通し、吸入口22から第1軸路73に導入された空気を第1コイルエンド36aに向けて流す複数の第1径路75と、回転軸43の径方向に向けて延びるとともにモータ室18内に連通し、吸入口22から第2軸路74に導入された空気を第2コイルエンド36bに向けて流す複数の第2径路80と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記回転軸と一体的に回転することで空気を圧縮するインペラと、
前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、
前記モータは、
前記ハウジングに固定されるステータコア、及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、
前記ステータの内側に配置されるとともに前記回転軸と一体的に回転するロータと、を備えている遠心圧縮機であって、
前記コイルは、
前記ステータコアにおける前記インペラ側に位置する端面である第１端面から突出する第１コイルエンドと、
前記ステータコアにおける前記インペラとは反対側に位置する端面である第２端面から突出する第２コイルエンドと、を含み、
前記回転軸は、
前記回転軸の軸方向に延びるとともに前記吸入口に向かって開口する挿通孔を有する第１パイプ部と、
前記挿通孔に挿通される筒状の挿通部を有する第２パイプ部と、
前記挿通孔の内周面と前記挿通部の外周面との間に形成される第１軸路と、
前記第２パイプ部に形成され、前記回転軸の軸方向に延びるとともに前記吸入口に向かって開口する第２軸路と、
前記回転軸の径方向に向けて延びるとともに前記モータ室内に連通し、前記吸入口から前記第１軸路に導入された空気を前記第１コイルエンドに向けて流す複数の第１径路と、
前記回転軸の径方向に向けて延びるとともに前記モータ室内に連通し、前記吸入口から前記第２軸路に導入された空気を前記第２コイルエンドに向けて流す複数の第２径路と、を備え、
前記各第１径路の前記回転軸における周方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、
前記各第１径路は、前記回転軸の外周面に開口する第１開口部を有し、
前記回転軸の外周面は、前記回転軸の周方向で隣り合う第１径路の前記第１開口部同士の間に介在する第１介在面を有し、
前記第１介在面の前記回転軸における周方向の長さは、前記第１開口部の前記回転軸における周方向の長さよりも短く、
前記各第２径路の前記回転軸における周方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、
前記各第２径路は、前記回転軸の外周面に開口する第２開口部を有し、
前記回転軸の外周面は、前記回転軸の周方向で隣り合う第２径路の前記第２開口部同士の間に介在する第２介在面を有し、
前記第２介在面の前記回転軸における周方向の長さは、前記第２開口部の前記回転軸における周方向の長さよりも短いことを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記各第１径路は、前記第１軸路から離れるにつれて前記吸入口から離間する方向へ延びており、
前記各第２径路は、前記第２軸路から離れるにつれて前記吸入口から離間する方向へ延びていることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記各第１径路の前記回転軸における軸方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっており、
前記各第２径路の前記回転軸における軸方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっていることを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記ロータは、
筒部材と、
前記筒部材の内側に固定される磁性体と、を有し、
前記回転軸は、前記筒部材の軸方向で前記磁性体を挟んだ両側に設けられる第１軸部材及び第２軸部材を含み、
前記インペラは、前記第１軸部材に連結されており、
前記第１軸部材は、前記第１パイプ部及び前記第２パイプ部を有し、
前記第２軸部材は、前記複数の第２径路を有し、
前記磁性体は、前記吸入口から前記第２軸路に導入された空気を前記複数の第２径路へ流す接続孔を有していることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、回転軸と、モータと、インペラと、ハウジングと、を備えている。モータは、回転軸を回転させる。インペラは、回転軸と一体的に回転することで空気を圧縮する。ハウジングは、インペラ室、モータ室、及び吸入口を有している。インペラ室は、インペラを収容する。モータ室は、モータを収容する。吸入口は、インペラ室に空気を吸入する。モータは、ステータと、ロータと、を備えている。ステータは、ステータコア、及びコイルを有している。ステータコアは、ハウジングに固定されている。コイルは、ステータコアに巻回されている。ロータは、ステータの内側に配置されている。ロータは、回転軸と一体的に回転する。
【０００３】
ところで、このような遠心圧縮機においては、コイルに熱が生じるため、コイルを冷却することが望まれている。そこで、例えば特許文献１のように、遠心圧縮機は、軸路と、径路と、を備えている場合がある。軸路は、回転軸の内部を回転軸の軸方向に延びている。軸路は、吸入口に向かって開口している。径路は、軸路に連通している。径路は、軸路から回転軸の径方向に向けて延びている。径路は、モータ室内に連通している。吸入口からの空気の一部は、軸路に導入されて軸路及び径路を流れる。径路を流れる空気は、回転軸の回転に伴う遠心力によって加速されるとともに径路からモータ室内に導入される。このように、空気をモータ室内に導入することにより、コイルが、モータ室内に導入された空気によって冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６９６８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような遠心圧縮機においては、モータの冷却性能を向上させるために、モータ室内に導入された空気によって、コイルを効率良く冷却することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、回転軸と、前記回転軸を回転させるモータと、前記回転軸と一体的に回転することで空気を圧縮するインペラと、前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、及び前記インペラ室に空気を吸入する吸入口を有するハウジングと、を備え、前記モータは、前記ハウジングに固定されるステータコア、及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、前記ステータの内側に配置されるとともに前記回転軸と一体的に回転するロータと、を備えている遠心圧縮機であって、前記コイルは、前記ステータコアにおける前記インペラ側に位置する端面である第１端面から突出する第１コイルエンドと、前記ステータコアにおける前記インペラとは反対側に位置する端面である第２端面から突出する第２コイルエンドと、を含み、前記回転軸は、前記回転軸の軸方向に延びるとともに前記吸入口に向かって開口する挿通孔を有する第１パイプ部と、前記挿通孔に挿通される筒状の挿通部を有する第２パイプ部と、前記挿通孔の内周面と前記挿通部の外周面との間に形成される第１軸路と、前記第２パイプ部に形成され、前記回転軸の軸方向に延びるとともに前記吸入口に向かって開口する第２軸路と、前記回転軸の径方向に向けて延びるとともに前記モータ室内に連通し、前記吸入口から前記第１軸路に導入された空気を前記第１コイルエンドに向けて流す複数の第１径路と、前記回転軸の径方向に向けて延びるとともに前記モータ室内に連通し、前記吸入口から前記第２軸路に導入された空気を前記第２コイルエンドに向けて流す複数の第２径路と、を備え、前記各第１径路の前記回転軸における周方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、前記各第１径路は、前記回転軸の外周面に開口する第１開口部を有し、前記回転軸の外周面は、前記回転軸の周方向で隣り合う第１径路の前記第１開口部同士の間に介在する第１介在面を有し、前記第１介在面の前記回転軸における周方向の長さは、前記第１開口部の前記回転軸における周方向の長さよりも短く、前記各第２径路の前記回転軸における周方向の距離は、前記回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっており、前記各第２径路は、前記回転軸の外周面に開口する第２開口部を有し、前記回転軸の外周面は、前記回転軸の周方向で隣り合う第２径路の前記第２開口部同士の間に介在する第２介在面を有し、前記第２介在面の前記回転軸における周方向の長さは、前記第２開口部の前記回転軸における周方向の長さよりも短い。
【０００７】
これによれば、吸入口からの空気の一部が、第１軸路及び第２軸路それぞれに導入される。吸入口から第１軸路に導入された空気は、第１軸路及び各第１径路を流れてモータ室内に導入される。各第１径路は、第１コイルエンドに向けて空気を流す。したがって、各第１径路からモータ室内に導入された空気が第１コイルエンドに向けて流れ易くなっている。よって、第１コイルエンドが、モータ室内に導入された空気によって冷却され易くなる。吸入口から第２軸路に導入された空気は、各第２径路を流れてモータ室内に導入される。各第２径路は、第２コイルエンドに向けて空気を流す。したがって、各第２径路からモータ室内に導入された空気が第２コイルエンドに向けて流れ易くなっている。よって、第２コイルエンドが、モータ室内に導入された空気によって冷却され易くなる。
【０００８】
例えば、吸入口からの空気が１つの軸路を流れて、当該軸路の途中で、各第１径路に向けて流れる空気と、各第２径路に向けて流れる空気とに分岐される構成が考えられる。ここで、各第１径路は、各第２径路よりも吸入口に対して近い位置にある。したがって、このような構成の場合、軸路を流れる空気は、各第２径路よりも各第１径路に向けて優先的に流れることになるため、各第２径路に向けて流れる空気が少なくなってしまう虞がある。
【０００９】
そこで、第１軸路は、挿通孔の内周面と挿通部の外周面とによって形成されており、第２軸路は、第２パイプ部に形成されている。したがって、吸入口から第１軸路及び各第１径路を介してモータ室内に至るまでの経路と、吸入口から第２軸路及び各第２径路を介してモータ室内に至るまでの経路と、がそれぞれ独立している。よって、吸入口から第１軸路及び各第１径路を介してモータ室内に導入される空気と、吸入口から第２軸路及び各第２径路を介してモータ室内に導入される空気とが均等になり易い。よって、第１コイルエンド及び第２コイルエンドを均等に冷却することができるため、コイルを効率良く冷却することができる。
【００１０】
ここで、各第１径路の回転軸における周方向の距離は、回転軸の径方向外側に向かうにつれて徐々に長くなっている。したがって、各第１径路内を流れる空気は、回転軸の回転に伴う遠心力によって各第１径路を回転軸の径方向外側へ流れ易くなっている。また、第１介在面の回転軸における周方向の長さが、各第１径路の第１開口部の回転軸における周方向の長さよりも短くなっている。よって、第１介在面近傍に滞っているモータ室内の空気を比較的少なくすることができる。したがって、各第１径路からモータ室内へ導入される空気の流れが、第１介在面近傍に滞っているモータ室内の空気に妨げられることが抑制される。その結果、吸入口からの空気が、第１軸路及び各第１径路を介してモータ室内に導入され易くなるため、第１コイルエンドを効率良く冷却することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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