製冷劑泵的製作方法
2023-05-25 01:44:36 3
專利名稱：製冷劑泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及應用製冷劑的蒸發·冷凝的相變化而效率良好地對高發熱半導體元件等進行冷卻的冷卻裝置的製冷劑泵。
背景技術：
作為以往的技術有襯套軸承型製冷劑泵(例如，參照日本專利特開平3-233188號公報)。圖7表示記述在該公報上的製冷劑泵。
圖7中，在設有排出管61的密閉容器62的內部，具備由轉子63及定子64構成的電動機部65，及壓縮機械部66。由裝配於密閉容器62內的軸承67支承的驅動軸68與轉子63直接連接，驅動壓縮機械部66。69表示位於密閉容器62內的製冷劑液。70表示吸入管。
為了減少驅動軸68與軸承67間的磨損，在結構中設有多孔質銅系燒結合金材料制的襯套71。另外，在驅動軸68上設有油槽72。然而，現狀是對如何使製冷劑液流動卻不明確。
另外，還有另一種製冷劑泵(例如，參照日本專利特開平2-283887號公報)。該類型的製冷劑泵，將電動機部的定子安裝在密閉容器的外部，將泵機構部及電動機部的轉子設置在上述密閉容器的內側，以驅動軸連接上述轉子及上述泵機構部的旋轉體，通過上述電動機部的定子與上述電動機部的轉子間的磁性作用旋轉驅動上述泵機構部的旋轉體，從而將製冷劑送出。
圖8表示記述在該公報上的以往的製冷劑泵。
如圖8所示，該製冷劑泵將電動機部的定子72安裝在圓筒形的密閉容器71的外側，將泵機構部73及電動機部的轉子74設置在密閉容器71的內側，以驅動軸76連接上述轉子74及上述泵機構部的旋轉體75，通過上述電動機部的定子72與上述電動機部的轉子74間的磁性作用旋轉驅動上述泵機構部的旋轉體75，使自吸入管77吸入的製冷劑液從泵室78經形成於轉子74的製冷劑流路79由孔80流入排出管81而排出至密閉容器71的外側。
在如圖7所示的以往的製冷劑泵中，由於對於軸承67使用了昂貴的襯套71，而在驅動軸68與軸承67間卻並未形成主動地促使製冷劑液流動的構造，故而，處於邊界摩擦狀態，存在使軸承面受損傷的可能性。這一點在圖8所示的以往的製冷劑泵中同樣存在。
另外，對於如圖8所示的以往的製冷劑泵，由於驅動軸76為兩端支承構造，整體結構大而不適合對小型化有要求的製冷劑泵。此外，若支承於兩端的軸承發生偏心，可能導致驅動軸76旋轉時發生扭動，使轉動不順利。另外，支承於兩端的軸承的軸心調整頗為不易。
發明內容
本發明的目的為，提供具有加工容易、價格低廉且可靠性高的軸承部的製冷劑泵。
另外，以提供軸承部不易發生燒結等問題的製冷劑泵為本發明的目的。
本發明為解決上述課題，而具有以下特徵在連接電動機部的轉子與泵機構部的旋轉體的驅動軸的中心，設置有使由上述泵機構部所壓縮後的製冷劑液流向排出側的製冷劑通道，並在上述驅動軸上與軸承部對應的位置上，設置有自上述製冷劑通道向外周面連通的連通孔。
依據上述構成，可將流動於上述驅動軸的製冷劑通道的製冷劑液的一部分通過連通孔積極地供向軸承部的內周面，從而形成滑動軸承構造。
本發明的製冷劑泵，在其圓筒形的密閉容器的外側安裝有電動機部的定子，在上述密閉容器的內側安裝有泵機構部及電動機部的轉子，上述電動機部的轉子與上述泵機構部的旋轉體通過驅動軸連接，該製冷劑泵通過上述電動機部的定子與上述電動機部的轉子間的磁性作用旋轉驅動上述泵機構部的旋轉體而將製冷劑送出，其特徵在於，上述驅動軸在其中心設有使由上述泵機構部所壓縮的製冷劑液流向排出側的製冷劑通道，並且在與軸承部對應位置設有自上述製冷劑通道向其外周面連通的連通孔。
另外，本發明的製冷劑泵，其特徵在於，上述泵機構部，具有安裝在上述密閉容器的內側，將該密閉容器分隔成吸入側及排出側兩個部分，對上述驅動軸加以支承，並且在朝向上述吸入側的面上設有泵室的圓筒軸承；與上述驅動軸連接，旋轉於上述泵室的內側的旋轉體；安裝在上述圓筒軸承上，封閉上述泵室，並且，其上設有將製冷劑液吸入至上述泵室的吸入口及將由泵室內加壓後的製冷劑液送向形成於上述驅動軸的中心的上述製冷劑通道的一端的排出槽的吸入板。
另外，本發明的製冷劑泵，其特徵在於，在上述驅動軸上，與軸承部對應位置沿圓周方向設有槽，上述連通孔連通上述製冷劑通道與上述槽。
另外，本發明的製冷劑泵，其特徵在於，將設於上述圓筒軸承的內周面的製冷劑液通道的槽的位置角度設定為180°～270°。
另外，本發明的製冷劑泵，其特徵在於，將製冷劑液從上述密閉容器向外側排出的排出管的位置設於上述驅動軸的較上部處。
另外，本發明的製冷劑泵，其特徵在於，上述驅動軸的支承構造為僅以主軸承加以單端支承的構造，並且，由上述定子與轉子構成的電動機部由直流電動機的定子與轉子構成。
由於本發明構成可向軸承部供給製冷劑液的滑動軸承，從而可提供廉價且具有無邊界摩擦的高可靠性軸承的製冷劑泵。
圖1為本發明的製冷劑泵的實施形態的截面圖。
圖2為圖1的A-A截面圖。
圖3為對同實施形態的吸入板10從泵室13側觀察時的側視圖。
圖4為同實施形態的驅動軸11的截面圖。
圖5為同實施形態的圓筒軸承8的詳細圖。
圖6為另一實施形態的圓筒軸承8的詳細圖。
圖7為以往的襯套軸承型製冷劑泵的截面圖。
圖8為以往的兩端支承軸承型製冷劑泵的截面圖。
具體實施例方式
以下，依據實施形態對本發明加以說明。
圖1～圖6表示本發明的實施形態。
如圖1所示，筒狀的密閉容器1由薄壁的筒狀容器2、厚壁的筒狀容器3、吸入側鏡板4及排出側鏡板5構成。
薄壁的筒狀容器2，材質為非磁性體，例如不鏽鋼，厚度為0.6mm。厚壁的筒狀容器3，材質為非磁性體，例如不鏽鋼，厚度為1.0mm。
筒狀容器2經雷射焊接而與筒狀容器3焊接。雷射焊接發熱少、變形小，用於牢固焊接效果顯著。
筒狀容器2的外側裝配有電動機部的定子6。筒狀容器3的內側裝配有泵機構部7。該泵機構部7由壓配於筒狀容器3內的圓筒軸承8及通過螺絲9與作為軸承部的圓筒軸承8固定的吸入板10等構成。
在由圓筒軸承8旋轉自如地支承著的驅動軸11上，在筒狀容器2的內側，壓配有電動機部的轉子12。
如圖2所示，圓筒軸承8上設有泵室13，其開口部由上述吸入板10封閉。泵室13設有呈餘擺線狀的內旋轉體14，及與內旋轉體14嚙合的外旋轉體15。內旋轉體14與驅動軸11嵌合。
如圖4所示，驅動軸11上，在其中心設有從一端貫通至另一端的製冷劑通道16，並且，在與圓筒軸承8的軸承部相對應的位置沿圓周方向設有槽，具體地說，設有環狀槽17。進一步地，在驅動軸11上還設有將製冷劑通道16與環狀槽17連通的連通孔18。
如圖1及圖3所示，吸入板10上設有將製冷劑液吸入泵室13的貫通的月牙形吸入口19。在吸入板10上泵室13的內側部分還設有將由泵室13加壓後的製冷劑液送至上述驅動軸11中心的製冷劑通道16的排出槽20。
在筒狀容器3的端部通過雷射焊接而裝配有設有吸入管21的吸入側鏡板4，在筒狀容器2的端部通過雷射焊接而裝配有設有排出管22的排出側鏡板5。23表示製冷劑液。
因作成上述結構，故當電動機部的轉子12旋轉時驅動軸11便會轉動。如圖2所示，因驅動軸11與內旋轉體14嵌合，因而當驅動軸11轉動時內旋轉體14也沿箭頭24所示方向旋轉。
此時，由於外旋轉體15與內旋轉體14嚙合，因而外旋轉體15也隨內旋轉體14沿箭頭24所示方向旋轉。由此，泵室13在其體積不斷變化的同時沿箭頭所示方向旋轉，從而發揮泵的作用。
當泵機構部7發生泵作用時，製冷劑液自吸入管21經濾網21a被吸入，進入筒狀容器3中。進入筒狀容器3中的製冷劑液隨後通過吸入板10的吸入口19被吸入泵室13。而當製冷劑液在泵室13升壓後，經設於吸入板10上的排出槽20，流經開設於驅動軸11內部的製冷劑通道16而積聚於筒狀容器2中。
另外，流動於驅動軸11的製冷劑通道16的製冷劑液的一部分，因離心力作用而流入驅動軸11的連通孔18，積聚於位於驅動軸11根部的環狀槽17內。
在圓筒軸承8的軸承部25上，如圖5所示，沿驅動軸11的長度方向設有槽26，積聚於環狀槽17的製冷劑液流動於圓筒軸承8的槽26，被積極地供給至軸承部，從而可構成有利於減少磨損的滑動軸承。
進一步地，由於圓筒軸承8的槽26，如圖5所示，構成於軸承部的內面角度θ＝180°～270°的範圍內，可遠離軸承的最小間隙所在角度θ＝320°，因而，可避免驅動軸11與圓筒軸承8之間的接觸。更為詳盡地說，該實施形態的軸承為軸頸軸承。該種類型的軸承，在原理上於θ320°附近存在最小間隙發生點P。為此，槽26遠離最小間隙發生點P，因槽26的作用，避免了驅動軸11的磨損，可確保高可靠性。
另外，由於排出管22設於排出側鏡板5的上部位置，製冷劑液可積存於筒狀容器2中，可對驅動軸11及圓筒軸承8進行冷卻，對軸承部發生燒結等問題起到防患於未然的作用。
另外，由於在構造上，驅動軸11僅由圓筒軸承8單端支承，因而，不再需要以往的兩端支承型製冷劑泵必須進行的軸承軸心調整作業，便於製作，且與以往相比可實現小型化。
此外，上述各實施形態，如圖6(a)所示，驅動軸11的連通孔18的孔徑小於環狀槽17的寬度，如圖6(b)、(c)所示，若將連通孔18的孔徑增大使之超過環狀槽17的寬度，則可在確保驅動軸11軸承面積的同時可確保自連通孔18有足夠的流出量的製冷劑液流出，從而進一步地提高可靠性。
此外，作為上述各實施形態的電動機部，雖可從交流電動機或直流電動機中任意選用，但由於驅動軸11其支承構造為單端支承構造，且因有製冷劑液流出而具有良好的潤滑性能，可長期發揮旋轉驅動功能，尤其在採用小型化且重量輕的直流電動機時，與上述單端支承構造相輔相成，與使用大型大重量的交流電動機相比，更有利於實現小型化。
更為具體地說，上述各實施形態的製冷劑泵，適用於對流動於個人電腦的與CPU熱結合的套殼中的製冷劑液加以驅動，採用直流電動機，利用尺寸為直徑3.4cm×長度1.0cm的小型尺寸、以200ml/min的排出量的製冷劑泵對CPU加以冷卻。與以往的散熱片式冷卻相比可使CPU溫度下降20℃。
本發明的製冷劑泵，可用於對各種機器中使用的製冷劑迴路加以驅動，作為滿足低價格且具備不易發生燒結等問題的高可靠性軸承部等要求條件的製冷劑泵可用作個人電腦的CPU的冷卻用製冷劑驅動等用途。
權利要求
1.一種製冷劑泵，在其圓筒形的密閉容器的外側安裝有電動機部的定子，在上述密閉容器的內側安裝有泵機構部及電動機部的轉子，上述電動機部的轉子與上述泵機構部的旋轉體通過驅動軸連接，該製冷劑泵通過上述電動機部的定子與上述電動機部的轉子間的磁性作用旋轉驅動上述泵機構部的旋轉體而將製冷劑送出，其特徵在於，上述驅動軸在其中心設有使由上述泵機構部所壓縮的製冷劑液流向排出側的製冷劑通道，並且在與軸承部對應位置設有自上述製冷劑通道向其外周面連通的連通孔。
2.根據權利要求1所述的製冷劑泵，其特徵在於，上述泵機構部，具有安裝於上述密閉容器的內側，將該密閉容器分隔成吸入側及排出側兩個部分，對上述驅動軸加以支承，並且在朝向上述吸入側的面上設有泵室的圓筒軸承；與上述驅動軸連接，旋轉於上述泵室的內側的旋轉體；安裝於上述圓筒軸承上，封閉上述泵室，並且，其上設有將製冷劑液吸入至上述泵室的吸入口及將由泵室內加壓後的製冷劑液送向形成於上述驅動軸的中心的上述製冷劑通道的一端的排出槽的吸入板。
3.根據權利要求1所述的製冷劑泵，其特徵在於，在上述驅動軸上，與軸承部對應位置沿圓周方向設有槽，上述連通孔連通上述製冷劑通道與上述槽。
4.根據權利要求1所述的製冷劑泵，其特徵在於，將設於上述圓筒軸承的內周面的製冷劑液通道的槽的位置角度設定為180°～270°。
5.根據權利要求1所述的製冷劑泵，其特徵在於，將製冷劑液從上述密閉容器向外側排出的排出管的位置設於上述驅動軸的較上部處。
6.根據權利要求1所述的製冷劑泵，其特徵在於，上述驅動軸的支承構造為僅以主軸承加以單端支承的構造，並且，由上述定子與轉子構成的電動機部由直流電動機的定子與轉子構成。
全文摘要
本發明的製冷劑泵，由於在驅動軸上設有連通孔、環狀槽，並在圓筒軸承上設有槽，可向軸承部供給製冷劑液，因而，可將製冷劑液積極地供向軸承部，從而構成有利於減少磨損的滑動軸承。
文檔編號F04C2/10GK1550676SQ20041004353
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月14日 優先權日2003年5月14日
發明者中野雅夫, 若林壽夫, 夫 申請人:松下電器產業株式會社