特許 5919105 電動ベーン型圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5919105

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】電動ベーン型圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/344 20060101AFI20160428BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20160428BHJP

   F04C 28/06 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/344 351S

   F04C18/344 361B

   F04C29/00 T

   F04C28/06 A

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-131811(P2012-131811)

(22)【出願日】2012年6月11日

(65)【公開番号】特開2013-256875(P2013-256875A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2014年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】久保 貴司

(72)【発明者】

【氏名】宮地 俊勝

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５７−００５５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２９４７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０６２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３８７９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／３４４

Ｆ０４Ｃ ２８／０６

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（７）と、このハウジング（７）内に設けられて楕円形状の内壁面（３５ａ）を有するシリンダ室（３５）内に回転可能に配置されたロータ（３２）と該ロータ（３２）の回転によりシリンダ室（３５）の内壁面（３５ａ）を摺動するようにロータ（３２）に保持されたベーン（３７）とを備えた圧縮機構（３）と、前記ロータ（３２）を回転駆動する電動モータ部（５）と、この電動モータ部（５）の駆動を制御するモータ駆動回路（９）とを有し、
前記ロータ（３２）には、該ロータ（３２）の回転中心（５２）を通る直径方向の線（５３）に対して前記ロータ（３２）の逆回転方向（Ｆ）にオフセットしたスリットオフセット位置に前記ベーン（３７）を出没自在に収容するベーン溝（３６）が設けられた電動ベーン型圧縮機（１）であって、
前記電動ベーン型圧縮機（１）の起動直前に、前記ロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ回転させて所定角度の位置で急停止させるように前記モータ駆動回路（９）を制御するモータ制御回路（１１）を設けたことを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）。

【請求項2】

請求項１記載の電動ベーン型圧縮機（１）であって、
前記電動モータ部（５）は回転駆動軸（５１）と、この回転駆動軸（５１）に固定された円柱状のロータ本体（５４）を有するモータロータ（５５）と、該ロータ本体（５４）の外周に設けられて前記ハウジング（７）の内壁に固定されたモータステータ（５６）とで形成され、
前記ロータ本体（５４）には内周側に等間隔で隣接する磁極が異なる６個の磁石（５４ａ）が埋設され、
前記モータステータ（５６）には筒状のモータステータコア（５７）の前記磁石（５４ａ）が対向する内壁に周方向に等間隔で９個のコイル（５８）が設けられ、これらの９個のコイル（５８）は３個ずつ直列に接続されて第１、第２、第３コイル（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）に形成されると共に、第１、第２、第３のコイル（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）の一端側（５９）が接続されて、第１、第２、第３のコイル（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）の各他端側（６０）から通電されるように結線され、
これらの第１、第２、第３のコイル（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）には電源回路（１３）からモータ駆動回路（９）を介して通電されることにより前記モータロータ（５５）が回転し、
前記モータ制御回路（１１）は、起動直前に第２のコイル（５８ｂ）の他端側（６０）から通電してモータロータ（５５）を正回転方向（Ｅ）へ所定角度回転させて回転駆動軸（５１）を介して前記圧縮機構（３）のロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ所定角度回転させて通電を停止させることを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電動ベーン型圧縮機（１）であって、
前記モータ制御回路（１１）は、前記電動ベーン型圧縮機（１）の起動直前に、前記ロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ回転させて所定角度の位置で急停止させ、連続して逆回転方向（Ｆ）へ回転させるように前記モータ駆動回路（９）を制御することを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）。

【請求項4】

請求項２記載の電動ベーン型圧縮機（１）であって、
前記モータ制御回路（１１）は、起動直前に第２のコイル（５８ｂ）の他端側（６０）から通電してモータロータ（５５）を正回転方向（Ｅ）へ所定角度回転させて回転駆動軸（５１）を介して前記圧縮機構（３）のロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ所定角度回転させて通電を停止し、連続して第１のコイル（５８ａ）の他端側（６０）から通電してモータロータ（５５）を逆回転方向（Ｆ）へ所定角度回転させて回転駆動軸（５１）を介して圧縮機構（３）のロータ（３２）を逆回転方向（Ｆ）へ所定角度回転させることを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）。

【請求項5】

ハウジング（７）と、このハウジング（７）内に設けられて楕円形状の内壁面（３５ａ）を有するシリンダ室（３５）内に回転可能に配置されたロータ（３２）と該ロータ（３２）の回転によりシリンダ室（３５）の内壁面（３５ａ）を摺動するようにロータ（３２）に保持されたベーン（３７）とを備えた圧縮機構（３）と、前記ロータ（３２）を回転駆動する電動モータ部（５）と、この電動モータ部（５）の駆動を制御するモータ駆動回路（９）とを有し、
前記ロータ（３２）には、該ロータ（３２）の回転中心（５２）を通る直径方向の線（５３）に対して前記ロータ（３２）の逆回転方向（Ｆ）にオフセットしたスリットオフセット位置に前記ベーン（３７）を出没自在に収容するベーン溝（３６）が設けられた電動ベーン型圧縮機（１）の制御方法であって、
前記電動ベーン型圧縮機（１）の起動直前に、前記ロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ所定の角度位置まで回転させた後に所定の角度位置で急停止させることを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）の制御方法。

【請求項6】

請求項５記載の電動ベーン型圧縮機（１）の制御方法であって、
前記電動ベーン型圧縮機（１）の起動直前に、前記ロータ（３２）を正回転方向（Ｅ）へ所定の角度位置まで回転させた後に所定の角度位置で急停止させ、この状態から連続して逆回転方向（Ｆ）へ回転させて起動直前の前記ロータ（３２）の位置まで戻し、前記電動ベーン型圧縮機（１）を駆動させることを特徴とする電動ベーン型圧縮機（１）の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベーンを備えた電動ベーン型圧縮機に関し、特に運転起動時におけるチャタリングの発生を簡単な制御によって防止する構造の電動ベーン型圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

電動ベーン型圧縮機においては、電動モータ部に連結されたロータがシリンダ室内に配置されており、電動モータ部の駆動によってロータがシリンダ室内を回転する。ロータにはベーン溝が形成され、このベーン溝にベーンが出没自在に挿入されており、ロータの回転によりベーンがベーン溝から突出してシリンダ室の内壁面を摺動する。電動ベーン型圧縮機は、このことにより冷媒を圧縮する。

【0003】

このような圧縮機において、運転時にはベーン溝の背圧空間に中間圧が入ることによりベーンがベーン溝から押し出されて突出する。圧縮機の停止後には、圧縮機内の圧力が均一となり、中間圧でベーンを突出させる力が作用しない。この停止状態が続くと、先端が上方を向いているベーンは、ベーンの自重によりベーン溝内の油をクリアランスを通じて押し出しながらベーン溝内に収容される。

【0004】

このようにベーンがベーン溝内に収容された状態で圧縮機を起動した場合、ロータが回転する遠心力によってベーンがベーン溝から突出しようとする力が作用する。ベーンがベーン溝から突出するには、背圧空間の体積が増える必要があるが、クリアランス部から背圧空間内に入り込む油の量が追従できないため、背圧空間が負圧状態となり、ベーンの先端がシリンダ室の内壁面まで突出することができず、ベーンとシリンダ室の内壁面とが離間と衝突を繰り返すことにより騒音（チャタリング）が生じる課題がある。

【0005】

特許文献１には、このようなチャタリングを防止する構造の電動ベーン型圧縮機が記載されている。この圧縮機は、シリンダ室の内側で回転するロータにベーン溝が形成され、このベーン溝にベーンが出没自在に挿入され、ベーン溝とベーンとの間にコイルばねが配置されることにより、コイルばねがベーンを外側に押圧した構造となっている。また、コイルばねの座屈を防止するためにガイド部材をコイルばねの内側または外側に配置している。そして、ロータがシリンダ室内で回転すると、コイルばねの付勢力でベーンがベーン溝から突出し、ベーンの先端がシリンダ室の内壁面を摺動し、シリンダ室の内壁面とベーンとで囲まれる空間内に導入された冷媒を圧縮する。この構造では、コイルばねがベーンを付勢することにより、圧縮機起動時のチャタリングを防止するものである。

【0006】

しかしながら、特許文献１の構造では、ベーンを押圧するコイルばねやコイルばねの座屈を防止するガイド部材を別部品として必要としており、構造が複雑で組立工数が多く必要となっており、コスト高となる問題がある。

【0007】

一方、特許文献２には別部品を必要とすることなく、圧縮機起動時のチャタリングを防止する圧縮機が記載されている。この圧縮機は、ロータの回転中心を通る直径方向の線に対してロータの逆回転方向にオフセットするようにベーン溝を形成しており、圧縮機の起動直前にロータをゆっくりと逆方向に回転させるように制御する構造となっている。すなわち圧縮機の起動直前には、ロータを正回転よりも遅い速度で逆方向に回転させるものである。起動直前にロータを逆方向に回転させることにより、ベーンがベーン溝から突出する方向の力が作用するため、背圧空間に負圧が発生して背圧空間内に油や冷媒が流れ込み、油や冷媒がベーンをベーン溝から出すように作用する。これによりチャタリングを防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９−１５６０８８号公報

【特許文献2】特開２０１１−１０６２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献２記載の電動ベーン形圧縮機は、特許文献１の圧縮機に比べてコイルばねやガイド部材等の別部品を必要としない簡単な構造となっているが、圧縮機の起動直前にロータを逆方向に回転しても、ベーンがベーン溝から突出しない場合が発生する。ロータの逆方向への回転が正回転よりも遅い速度であり、ベーンに作用する突出力が十分でないことがある。この場合にはベーンを確実に突出させることができない事態となるためである。

【0010】

そこで、本発明は、別部品を必要としない構造であり、しかも起動時のチャタリングを確実に防止することが可能な電動ベーン形圧縮機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

請求項１記載の発明の電動ベーン型圧縮機は、ハウジングと、このハウジング内に設けられて楕円形状の内壁面を有するシリンダ室内に回転可能に配置されたロータと該ロータの回転によりシリンダ室の内壁面を摺動するようにロータに保持されたベーンとを備えた圧縮機構と、前記ロータを回転駆動する電動モータ部と、この電動モータ部の駆動を制御するモータ駆動回路とを有し、前記ロータには、該ロータの回転中心を通る直径方向の線に対して前記ロータの逆回転方向にオフセットしたスリットオフセット位置に前記ベーンを出没自在に収容するベーン溝が設けられた電動ベーン型圧縮機であって、前記電動ベーン型圧縮機の起動直前に、前記ロータを正回転方向へ回転させて所定角度の位置で急停止させるように前記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路を設けたことを特徴とする。

【0012】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動ベーン型圧縮機であって、前記電動モータ部は回転駆動軸と、この回転駆動軸に固定された円柱状のロータ本体を有するモータロータと、該ロータ本体の外周に設けられて前記ハウジングの内壁に固定されたモータステータとで形成され、前記ロータ本体には内周側に等間隔で隣接する磁極が異なる６個の磁石が埋設され、前記モータステータには筒状のモータステータコアの前記磁石が対向する内壁に周方向に等間隔で９個のコイルが設けられ、これらの９個のコイルは３個ずつ直列に接続されて第１、第２、第３コイルに形成されると共に、第１、第２、第３のコイルの一端側が接続されて、第１、第２、第３のコイルの各他端側から通電されるように結線され、これらの第１、第２、第３のコイルには電源回路からモータ駆動回路を介して通電されることにより前記モータロータが回転し、前記モータ制御回路は、起動直前に第２のコイルの他端側から通電してモータロータを正回転方向へ所定角度回転させて回転駆動軸を介して前記圧縮機構のロータを正回転方向へ所定角度回転させて通電を停止させることを特徴とする。

【0013】

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動ベーン型圧縮機であって、前記モータ制御回路は、前記電動ベーン型圧縮機の起動直前に、前記ロータを正回転方向へ回転させて所定角度の位置で急停止させ、連続して逆回転方向に回転させるように前記モータ駆動回路を制御することを特徴とする。

【0014】

請求項４記載の発明は、請求項２記載の電動ベーン型圧縮機であって、前記モータ制御回路は、起動直前に第２のコイルの他端側から通電してモータロータを正回転方向へ所定角度回転させて回転駆動軸を介して前記圧縮機構のロータを正回転方向へ所定角度回転させて通電を停止し、連続して第１のコイルの他端側から通電してモータロータを逆回転方向へ所定角度回転させて回転駆動軸を介して圧縮機構のロータを逆回転方向へ所定角度回転させることを特徴とする。

【0015】

請求項５記載の発明の電動ベーン型圧縮機の制御方法は、ハウジングと、このハウジング内に設けられて楕円形状の内壁面を有するシリンダ室内に回転可能に配置されたロータと該ロータの回転によりシリンダ室の内壁面を摺動するようにロータに保持されたベーンとを備えた圧縮機構と、前記ロータを回転駆動する電動モータ部と、この電動モータ部の駆動を制御するモータ駆動回路とを有し、前記ロータには、該ロータの回転中心を通る直径方向の線に対して前記ロータの逆回転方向にオフセットしたスリットオフセット位置に前記ベーンを出没自在に収容するベーン溝が設けられた電動ベーン型圧縮機の制御方法であって、前記電動ベーン型圧縮機の起動直前に、前記ロータを正回転方向へ所定の角度位置まで回転させた後に所定の角度位置で急停止させることを特徴とする。

【0016】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の電動ベーン型圧縮機の制御方法であって、前記電動ベーン型圧縮機の起動直前に、前記ロータを正回転方向へ所定の角度位置まで回転させた後に所定の角度位置で急停止させ、この状態から連続して逆回転方向へ回転させて起動直前の前記ロータの位置まで戻し、前記電動ベーン型圧縮機を駆動させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の電動ベーン型圧縮機によれば、ロータの回転中心を通る直径方向の線に対してロータの逆回転方向にオフセットしたスリットオフセット位置にベーンを出没自在に収容するベーン溝を設け、起動直前にロータを正回転方向へ回転させて所定角度の位置で急停止させるモータ制御回路を設けているため、所定角度回転後の急停止に基づいた慣性力によりベーンがベーン溝から突出する。このためベーンを確実にベーン溝から突出させることができ、チャタリングを確実に防止することができる。また、チャタリングを防止するための別部品が不要となるため、簡単な構造とすることができる。

【0018】

さらに、起動直前にロータを正回転方向へ回転させて所定角度の位置で急停止させ、連続して逆回転方向に回転させることにより、より確実にベーン溝からベーンを突出させることができ、チャタリングをより確実に防止することができる。

【0019】

本発明の電動ベーン型圧縮機の制御方法によれば、起動直前にロータを正回転方向へ所定の角度位置まで回転させた後に所定の角度位置で急停止させることで、所定角度回転後の急停止に基づいた慣性力によりベーンがベーン溝から突出し、ベーンを確実にベーン溝から突出させることができ、チャタリングを確実に防止することができる。

【0020】

また、この状態から連続して逆回転方向へ回転させて起動直前のロータの位置まで戻して駆動させることにより、よりベーンがベーン溝から突出し、ベーンを確実にベーン溝から突出させることができ、チャタリングを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態の電動ベーン形圧縮機の全体断面図である。

【図2】シリンダ室の内部を示す断面図である。

【図3】電動モータ部の磁石とコイルとの関係を示す断面図である。

【図4】電動モータ部のコイルの結線を示す結線図である。

【図5】電動モータ部のコイルへの通電を行うためのブロック図である。

【図6】動作の流れを示すフローチャートである。

【図7】基準位置における通電を示す回路図である。

【図8】基準位置における電動モータ部の磁石とコイルとの関係を示す断面図である。

【図9】基準位置からの正回転方向への回転及び急停止の通電を示す回路図である。

【図10】正回転方向への回転を急停止させる磁石とコイルとの関係を示す断面図である。

【図11】基準位置からの逆回転方向への回転及び急停止の通電を示す回路図である。

【図12】逆回転方向への回転を急停止させる磁石とコイルとの関係を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１〜図１２は本発明の一実施形態の電動ベーン形圧縮機１を示す。

【0023】

図１、図２及び図５に示すように、電動ベーン形圧縮機１は、圧縮機構３と、電動モータ部５と、電動モータ部５の駆動を制御するモータ駆動回路９と、モータ駆動回路９を制御するモータ制御回路１１と、これらを収容するハウジング７とを有している。

【0024】

図１に示すように、ハウジング７はフロントハウジング７ａ、ミドルハウジング７ｂ、リヤハウジング７ｃによって形成されており、これらが相互に結合されることにより密閉空間１２が形成され、この密閉空間１２内に圧縮機構３、電動モータ部５が収容されている。

【0025】

圧縮機構３はシリンダブロック３１、ロータ３２、フロントサイドブロック３３、リヤサイドブロック３４とを有している。

【0026】

シリンダブロック３１はフロントサイドブロック３３及びリヤサイドブロック３４に挟まれており、フロントサイドブロック３３がリヤハウジング７ｃにボルト止めされて固定されることにより、シリンダブロック３１がハウジング７内で固定された状態となっている。図２に示すように、シリンダブロック３１には、内周が滑らかな楕円形状の内壁面３５ａとなっているシリンダ室３５が形成されている。

【0027】

ロータ３２は電動モータ部５の回転駆動軸５１に取り付けられた状態で（図１参照）、シリンダブロック３１のシリンダ室３５の中心部に収納されている（図２参照）。ロータ３２は電動モータ部５の回転駆動軸５１が駆動することにより回転駆動する。図２において、符号５２は回転駆動軸５１の回転中心であり、ロータ３２はこの回転中心５２を中心にして回転する。

【0028】

図２に示すように、ロータ３２には、複数（５個）のベーン溝３６が形成されており、それぞれのベーン溝３６にベーン３７が個々に出没自在に収容され、このベーン溝３６への収容によってベーン３７がロータ３２に保持されている。ベーン溝３６はロータ３２の回転中心５２を通る直径方向の線５３に対してロータ３２の逆回転方向Ｆ（図２における反時計方向）に距離Ｌだけオフセットした位置に形成されており、それぞれのベーン溝３６にベーン３７が収容されている。ベーン３７はロータ３２が回転することにより、ベーン溝３６から突出してその先端３７ａがシリンダ室３５の内壁面３５ａを摺動する。

【0029】

このようにベーン溝３６がロータ３２の正回転方向（図２における時計方向）Ｅに対し、逆の逆回転方向Ｆにオフセットした位置に設けることによりベーン３７による冷媒の圧縮効率を高めることができる。また、それぞれのベーン溝３６の底部とベーン３７の後端３７ｂとの間には、油や冷媒が供給される背圧空間３６ａが設けられている。

【0030】

図１に示すように電動モータ部５は、回転駆動軸５１と、円柱状のロータ本体５４を有するモータロータ５５と、ロータ本体５４の外周に設けられたモータステータ５６とを備えている。回転駆動軸５１は長さ方向の両端部がフロントハウジング７ａ及びリヤサイドブロック３４に保持されることにより回転可能となっている。ロータ本体５４は回転駆動軸５１が貫通した状態で回転駆動軸５１に固定されている。

【0031】

図３に示すように、ロータ本体５４には、６個の磁石５４ａ，５４ｂ等間隔で埋設されている。６個の磁石５４の中で３個の磁石５４ａは外側がＳ極、残りの３個の磁石５４ｂは外側がＮ極に着磁されており、６個の磁石５４ａ、５４ｂが磁極を交互に位置するように隣接している。すなわち磁石５４ａは隣接する磁石５４ａとは磁極が異なるように設けられるものである。

【0032】

一方、図１に示すようにモータステータ５６はハウジング７の内壁（この形態では、ミドルハウジング７ｂの内壁）に固定された筒状のモータステータコア５７を有している。図３に示すように、このモータステータコア５７の内壁には、ロータ本体５４の磁石５４ａ、５４ｂと対向した９個のコイル５８が周方向に沿って等間隔で設けられている。９個のコイル５８が周方向で等間隔となっていることにより、隣接するコイル５８は４０°間隔で周方向に設けられている。

【0033】

コイル５８においては、図４に示すように３個ずつ直列に接続されることにより第１コイル５８ａ、第２コイル５８ｂ、第３コイル５８ｃとなっている。図３及び図４において、コイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３が第１コイル５８ａを形成し、コイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３が第２コイル５８ｂを形成し、コイルＷ１、Ｗ２、Ｗ３が第３コイル５８ｃを形成している。第１コイル５８ａ、第２コイル５８ｂ、第３コイル５８ｃは一端側５９が結線されることによりそれぞれが接続されており、それぞれのコイル５８ａ、５８ｂ、５８ｃの他端側６０から通電されるようになっている。これらのコイル５８ａ、５８ｂ、５８ｃに対しては、モータ駆動回路９から直流電流が通電される。

【0034】

図７及び図９に示すように、第１コイル５８ａ、第２コイル５８ｂ、第３コイル５８ｃの他端側６０はモータ駆動回路（インバータ）９にそれぞれ接続されており、それぞれのモータ駆動回路９がモータ制御回路１１により制御される。

【0035】

図５はコイル５８ａ、５８ｂ、５８ｃへの通電を行う回路構成を示す。電動モータ部５はモータ駆動回路９によって制御され、モータ駆動回路９はモータ制御回路１１に制御される。モータ駆動回路９及びモータ制御回路１１に対しては、電源に接続された電源回路１３から通電がなされる。

【0036】

この実施形態におけるモータ制御回路１１は、圧縮機１の起動直前に圧縮機構３のロータ３２を正回転方向Ｅへ回転させて所定角度（４０°）の位置で急停止させ、連続してロータ３２を逆回転方向Ｆへ回転させるようにモータ駆動回路９を制御する。

【0037】

次に、この実施形態の動作を図６〜図１０により説明する。図６は動作のフローチャートである。図７及び図８は圧縮機１が起動される前の基準状態を示し、第１コイル５８ａにおけるコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３がＮ極となっており、ロータ本体５４の磁石５４ａはＳ極となってコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対向し、これによりロータ本体５４は磁気吸引力によって停止している。

【0038】

図６のステップＳ１で圧縮機１が起動されたか否かが判断され、起動された場合には、圧縮機構３のロータ３２を正回転方向Ｅへ回転させる（ステップＳ２）。図９及び図１０は、この方向Ｅへのロータ３２の回転を行うための通電を示し、モータ制御回路１１は電動モータ部５に対して第２コイル５８ｂ側の他端側６０から直流電流Ｉｖが通電されるようにモータ駆動回路９を制御する。この通電により、電動モータ部５のモータロータ５５（ロータ本体５４）が正回転方向Ｅに向かって回転する。この回転によりロータ本体５４の磁石５４ａは正回転方向Ｅに回転する。すなわち、磁石５４ａはコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３に隣接しているコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３に向かってコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３側から回転する。圧縮機構３においては、このモータロータ５５の正回転方向Ｅへの回転に伴ってロータ３２が同方向に一体回転し、ロータ３２に設けられているベーン３７に遠心力が作用する。

【0039】

第２コイル５８ｂからの通電により第２コイル５８ｂにおけるコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３がＮ極となり、正回転方向Ｅに沿って回転しているロータ本体５４の磁石５４ａは、Ｓ極がコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３と対向する。このため、ロータ本体５４は所定角度（４０°）回転したときに磁気吸引力により回転が急停止する（ステップＳ３）。これにより圧縮機構３のロータ３２も急停止する。

【0040】

このようなロータ３２の回転の急停止を行うことにより、ロータ３２に設けられているベーン３７は慣性力によってベーン溝３６からシリンダ室３５の内壁面３５ａに向かって突出する。ベーン３７がベーン溝３６から突出することにより、ベーン溝３６の背圧空間３６ａ内に負圧が発生し、背圧空間３６ａ内に油や冷媒が流れ込む。そして、流れ込んだ油や冷媒がベーン３７をベーン溝３６から出すように作用するため、チャタリングを確実に防止することができる。

【0041】

次に、この急停止に連続して、ロータ３２を逆回転方向Ｆに回転させる（ステップＳ４）。このためモータ制御回路１１は、図７に示すように、第１コイル５８ａ側の他端側６０から直流電流Ｉｕが通電されるようにモータ駆動回路９を制御する。この通電により、電動モータ部５のモータロータ５５（ロータ本体５４）におけるコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３がＮ極となり、ロータ本体５４の磁石５４ａを磁気吸引し、ロータ本体５４が逆回転方向Ｆ（すなわちコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３）に向かって回転し、圧縮機構３のロータ３２が同方向に一体回転する。このときにおいては、背圧空間３６ａ内に油や冷媒が流れ込んでいるためベーン３７がベーン溝３６内に入り込むことがない。

【0042】

この逆回転方向Ｆの回転については、所定角度（４０°）で停止するようにモータ制御回路１１が制御する。すなわちロータ本体５４の磁石５４ａが第１コイル５８ａのコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対向することにより逆回転方向Ｆの回転が停止する。

【0043】

この回転停止により、圧縮機構３のロータ３２は元の位置に復帰する。その後においては、圧縮機１を正回転方向Ｅに連続的に回転させて冷媒の圧縮運転を行い（ステップＳ５）、圧縮機１の運転停止で終了する（ステップＳ６）。

【0044】

なお、上記実施形態では、ステップＳ３にて正回転動作を停止した後に、連続してステップＳ４にて逆回転動作を行って、元の位置に戻してステップＳ５にて正回転圧縮回転を行っているが、ステップＳ３にて正回転動作を停止した状態から、そのままステップＳ５の正回転圧縮運転動作を行っても良い。

【0045】

そして、ステップＳ３にて正回転動作を停止した後に、連続してステップＳ４にて逆回転動作を行うことにより、ベーン３７がベーン溝３６から突出した状態で取り残されることでベーン３７がよりベーン溝３６から飛び出す。これにより起動時におけるチャタリングの発生を確実に防止することができる。

【0046】

このような実施形態では、圧縮機１の起動直前に圧縮機構３のロータ３２を正回転方向Ｅに所定角度回転させて急停止させるため、慣性力によってベーン３７をベーン溝３６から確実に突出させることができる。そして、ベーン３７の突出によりベーン溝３６の背圧空間３６ａ内に油や冷媒が流れ込んでベーン３７がベーン溝３６から出た状態となるため、チャタリングを防止することができる。また、チャタリングを防止するためにコイルばねやガイド部材等の別部品を必要としない簡単な構造とすることができ、安価に提供することができる。

【0047】

以上の実施形態では、ロータ３２を正回転方向Ｅに所定角度回転させて急停止し、その後、ロータ３２を逆回転方向Ｆに回転させて基準位置に復帰させているが、これに限らず、ロータ３２を逆回転方向Ｆに所定角度回転させて急停止し、その後、ロータ３２を正回転方向Ｅに回転させて基準位置に復帰させても良い。

【0048】

図１１及び図１２は、図７及び図８の基準位置からロータ３２を逆回転方向Ｆに所定角度回転させる場合のモータ制御回路１１による制御を示す。モータ制御回路１１は第３コイル５８ｃ側の他端側６０から直流電流Ｉｗが通電されるようにモータ駆動回路９を制御する。この通電により、電動モータ部５のモータロータ５５（ロータ本体５４）が逆回転方向Ｆに向かって回転する。すなわち磁石５４ａはコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３に隣接しているコイルＷ１、Ｗ２、Ｗ３に向かってコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３側から回転する。圧縮機構３においては、このモータロータ５５の逆転方向Ｆへの回転に伴ってロータ３２が同方向に一体回転し、ロータ３２に設けられているベーン３７に遠心力が作用する。

【0049】

第３コイル５８ｃからの通電により第３コイル５８ｃにおけるコイルＷ１、Ｗ２、Ｗ３がＮ極となり、逆回転方向Ｆに沿って回転しているロータ本体５４の磁石５４ａは、Ｓ極がコイルＷ１、Ｗ２、Ｗ３と対向する。このため、ロータ本体５４は所定角度（４０°）回転したときに磁気吸引力により回転が急停止する。これにより圧縮機構３のロータ３２も急停止する。

【0050】

このようなロータ３２の回転の急停止を行うことにより、ロータ３２に設けられているベーン３７は慣性力によってベーン溝３６からシリンダ室３５の内壁面３５ａに向かって突出する。ベーン３７がベーン溝３６から突出することにより、ベーン溝３６の背圧空間３６ａ内に負圧が発生し、背圧空間３６ａ内に油や冷媒が流れ込む。そして、流れ込んだ油や冷媒がベーン３７をベーン溝３６から出すように作用するため、チャタリングを確実に防止することができる。

【0051】

次に、この急停止に連続してロータ３２を正回転方向Ｅに所定角度（４０°）回転させる。このためモータ制御回路１１は、図７に示すように、第１コイル５８ａ側の他端側６０から直流電流Ｉｕが通電されるようにモータ駆動回路９を制御する。この通電により、電動モータ部５のモータロータ５５（ロータ本体５４）におけるコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３がＮ極となり、ロータ本体５４の磁石５４ａを磁気吸引し、ロータ本体５４が正回転方向Ｅ（すなわちコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３）に向かって回転し、圧縮機構３のロータ３２が同方向に一体回転する。このときにおいては、背圧空間３６ａ内に油や冷媒が流れ込んでいるためベーン３７がベーン溝３６内に入り込むことがない。

【0052】

この正回転方向Ｅの回転については、所定角度（４０°）で停止するようにモータ制御回路１１が制御する。すなわちロータ本体５４の磁石５４ａが第１コイル５８ａのコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対向することにより正回転方向Ｅの回転が停止する。

【0053】

この回転停止により、圧縮機構３のロータ３２は元の位置に復帰する。その後においては、圧縮機１を正回転方向Ｅに連続的に回転させて冷媒の圧縮運転を行い、圧縮機１の運転停止で終了する。

【0054】

なお、上記実施形態では、逆回転動作を停止した後に、連続して正回転動作を行って、元の位置に戻して正回転圧縮回転を行っているが、逆回転動作を停止した状態から、そのまま正回転圧縮運転動作を行っても良い。

【0055】

そして、逆回転動作を停止した後に、連続して正回転動作を行うことにより、ベーン３７がベーン溝３６から突出した状態で取り残されることでベーン３７がよりベーン溝３６から飛び出す。これにより起動時におけるチャタリングの発生を確実に防止することができる。

【0056】

以上の実施形態では、ロータ３２の所定角度を４０°としているが、これに限らず、４０°以外の角度に変更することができる。この場合には、電動モータ部５のコイルの周方向間隔を設計に合わせて変更することにより容易に可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ 電動ベーン形圧縮機
３ 圧縮機構
５ 電動モータ部
７ ハウジング
９ モータ駆動回路
１１ モータ制御回路
３２ ロータ
３５ シリンダ室
３５ａ 内壁面
３６ ベーン溝
３７ ベーン
５１ 回転駆動軸
５２ 回転中心
５３ 直径方向の線
５４ ロータ本体
５５ モータロータ
５７ モータステーコア
５８ コイル
５８ａ 第１コイル
５８ｂ 第２コイル
５８ｃ 第３コイル
Ｅ 正回転方向
Ｆ 逆回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】