JP2003042067A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分に気液分離された冷媒ガスを吐出するこ
とができる密閉型圧縮機を安価に提供する。 【解決手段】 回転子鉄心３ｂの端板３４に回転子通路
２５の位置に一致し、回転子外周に向かって開口する切
起こし部３４ａを設け、ピン１６により締結固定するこ
とにより、回転子通路２５に導かれた冷媒ガスは端板３
４に設けられた切起こし部３４ａにより、回転子外周に
向かって流され、固定子３ａ内周に衝突させられ、冷媒
ガスに随伴していたオイルが分離させられ、冷媒ガスは
吐出パイプ２８から冷凍サイクルへ吐出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、業務用、家庭用、
車両用等に使用される冷凍空調装置、冷蔵庫などに用い
られる密閉型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の密閉型圧縮機について図を用いて
説明する。図５は従来の密閉型スクロール圧縮機を示す
断面図である。

【０００３】図５において１は密閉容器であり、主軸受
部材５、電動機固定子３ａ、副軸受部材１５が内壁に溶
接や焼き嵌めなどで固定され、底部にはオイル溜め１４
が形成されている。

【０００４】主軸受部材５には固定スクロール６がボル
ト止めされており、固定スクロール６と主軸受部材５と
の間には旋回スクロール７が摺動可能に狭持されてい
る。旋回スクロール７は固定スクロール６との間で渦巻
上に形成されたスクロールラップを互いに噛み合わせて
三日月形状の圧縮室９を形成するように配置され、かつ
主軸受部材５との間にオルダムリングなどによる旋回ス
クロール自転防止機構８を設けている。

【０００５】４は内部に軸方向に貫通するオイル供給孔
１９を備えたクランク軸であり、上端部に形成した偏心
軸部４ａで旋回スクロール７と摺動自在に係合し、中間
部で回転子鉄心３ｂに結合固定され、主軸受部材５およ
び副軸受部材１５に設けられた軸受により軸支され、下
端部は密閉容器底部に形成されたオイル溜めに達してい
る。クランク軸４の下端はオイルポンプ１８に結合さ
れ、オイル供給孔１９を通してオイル溜め１４のオイル
を軸受や圧縮機構の摺動部に供給する給油機構を構成し
ている。

【０００６】回転子鉄心３ｂは積層鋼板からなり、両端
面には収納した永久磁石が軸方向に移動脱落するのを防
ぐための端板３２が配置されている。また、回転子鉄心
３ｂの上側端面にはバランスウェイト１７が、下側端面
には内部にアンバランス部（図示せず）が配置されて圧
縮機構２のアンバランス負荷を相殺するようになってい
る。さらに、下側端面にはカラー３３を介して分離板３
１が配置され、ピン１６により一体にかしめ固定されて
いる。

【０００７】以上のような構成で電動機３に通電するこ
とにより、回転子に発生した回転力はクランク軸４とそ
の先端に形成された偏心軸部４ａを介して旋回スクロー
ル７に伝達される。一方、旋回スクロール７は自転を拘
束されているので自転を伴わない円軌道運動をすること
になり、これにより固定スクロール６と旋回スクロール
７との間に形成された圧縮室９は外周側から中央部に移
動しながらその容積を減じて行き圧縮動作を行うことに
なる。このとき、オイル溜め１４のオイルはオイルポン
プ１８によりくみ上げられ、オイル供給孔１９を通って
軸受けや圧縮機構の摺動部を潤滑、シールし、しかる後
供給圧や重力によって逃げ場を求めるようにして軸受部
を通じ、主軸受部材５の下方に滴下してオイル溜め１４
に回収される。

【０００８】このようにして従来の密閉型圧縮機は、密
閉容器１の外部より吸入パイプ１０から吸入口１１を介
して冷媒ガスを吸入して圧縮し、所定圧以上となった冷
媒ガスを固定スクロール６の中央部に設けた吐出口１２
からリード弁１３を押し開いて容器内吐出室２０に吐出
させることを繰り返す。

【０００９】容器内吐出室２０に吐出された冷媒ガス
は、圧縮機構連通路２１、連通路２３、回転子通路２５
を通り、回転子鉄心３ｂ下部に設けられた分離板３１に
衝突し、回転子鉄心３ｂの回転により付勢されて、固定
子３ａの内周に衝突させられる。このように圧縮機構２
から吐出された冷媒ガスを拘束して取り扱うことによ
り、冷媒ガスが圧縮機構２内や軸受部まわりを経る間に
接触して随伴することになったオイルを、固定子３ａ内
周への衝突により冷媒ガスから気液分離しオイル溜め１
４に回収することができる。

【００１０】気液分離された冷媒ガスは電動機３の下に
至り、固定子通路２６を通って固定子上部室２７に抜け
た後、固定子上部室２７と圧縮機構上部室２９とを連通
する圧縮機構上昇連通路（図示せず）を通って圧縮機構
上部室２９に至り、吐出パイプ２８より密閉容器外に吐
出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧縮機では回転子下部の端板と分離板との間に隙間
を設けるために中空のカラーを配置し、このカラーの中
に挿通したピンの端部をかしめることで回転子鉄心、端
板、カラー、分離板を一体に締結するので、かしめ時の
応力に耐えると同時にかしめの受面を構成する必要性か
ら、機械的強度が大きい肉厚のカラーを必要としてい
た。また端板と分離板との距離を均一なものとするため
に寸法精度の高いカラーを使用する必要があり、さらに
カシメ加工時に不均一な応力がかからないように注意す
る必要がある等生産性が悪く、高価で製造し難いものと
なってしまうことは避けられなかった。

【００１２】また、ピンは分離板、カラー、端板、回転
子鉄心のみではなく、上部のバランスウェイトをも締結
固定しており、強固にかしめる必要がある。しかしなが
ら強固にかしめた場合、分離板の機械的強度が小さいと
変形を起こし、その結果冷媒ガスの流れを乱して気液分
離が確実になされないという問題があった。この対策と
して分離板の板厚を大きくして強度を確保することも可
能であるが、この場合分離板が高価なものになってしま
うと同時に回転部分の質量が大きくなるので効率を低下
させるという課題を有していた。

【００１３】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、効率がよく、充分に気液分離された冷媒ガ
スを吐出することができる密閉型圧縮機を安価に提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する為
に本発明は、回転子鉄心のガス流路下流側端面に、回転
子内部を流れてきた冷媒ガスを回転子外周に向かって誘
導する通路を形成したものである。これにより回転子内
部を通過した冷媒ガスは遠心力で固定子内周に叩きつけ
られ確実な気液分離を行うことができる圧縮機を簡単な
構成で実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決する為に本発明
は、冷媒ガスが流通する為の軸方向に貫通する回転子通
路を有する回転子鉄心の両端面に端板を配置し、ガス流
路の上流側に位置する端板には回転子通路と連通する穴
を設け、下流側に位置する端板には回転子通路と連通
し、かつガスの出口が回転子外周に向かって開口する通
路を回転子鉄心端面との間で形成するように切起こしを
形成したものである。

【００１６】また本発明は、冷媒ガスが流通する回転子
通路を有する回転子鉄心のガス流路下流側端面に端板と
バランスウェイトとを配置し、バランスウェイトと端板
は回転子鉄心端面との間で回転子通路と連通し、かつガ
スの出口が回転子外周に向かって開口する一連の通路を
形成するように構成したものである。

【００１７】更に本発明は、ガス流路方向下流側のバラ
ンスウェイトと端板とを非磁性体で一体に形成したもの
である。

【００１８】このように回転子鉄心のガス流路下流側端
面にガスの出口が回転子外周に向かって開口する通路を
形成する端板を配置したものでは、カラーや分離板を用
いることなく回転子内部を流れてきた冷媒ガスを確実に
固定子内周に衝突させることができる。

【００１９】またバランスウェイトと端板によりガスの
出口が回転子外周に向かって開口する通路を形成したも
のでは、バランスウェイトに阻害されることなく回転子
内部を流れてきた冷媒ガスを確実に固定子内周に衝突さ
せることができ、振動を低減させながら気液分離を確実
に行える。

【００２０】さらにバランスウェイトと端板とを一体に
形成したものでは、気液分離が確実に行え、振動が小さ
く、部品点数が少なく、組立性の良い圧縮機を提供する
ことができる。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。

【００２２】（実施の形態1）図１は本発明第１の実施
の形態における密閉型圧縮機の断面図、図２はその回転
子の斜め下方から見た斜視図である。なお、圧縮機の回
転子部分以外は従来例と同じであるため説明を省略す
る。

【００２３】図１において３ｂは積層鋼板により構成さ
れた回転子鉄心であり、内部に軸方向に貫通する回転子
通路２５を有している。３４は回転子鉄心３ｂの下側端
面に配置された端板であり、回転子通路２５に連通し、
かつ出口が回転子外周側に向かって開口するガス通路を
回転子端面との間で形成するように切起こし部３４ａを
設けている。３２は回転子鉄心３ｂの上側端面に配置さ
れた端板であり、回転子通路２５に対応する位置に穴が
設けられている。回転子鉄心３ｂおよび端板３４、３２
はバランスウェイト１７とともにピン１６により一体に
締結されている。

【００２４】この構成により回転子通路２５に導かれた
冷媒ガスは端板３４に設けられた切起こし部３４ａによ
り形成されるガス通路により、遠心力で回転子外周に向
かって流され、固定子３ａ内周に衝突させられる。この
衝突により冷媒ガスに随伴していたオイルが分離させら
れ、冷媒ガスは吐出パイプ２８から冷凍サイクルへ吐出
され、オイルはオイル溜め１４に滴下し回収される。

【００２５】（実施の形態２）図３は本発明第２の実施
の形態における回転子の部分断面斜視図であり、図２と
同様に斜め下方から見た図である。

【００２６】図３において３５は従来の圧縮機の説明で
は「下側端面には内部にアンバランス部（図示せず）が
配置されて圧縮機構２のアンバランス負荷を相殺する」
と説明されていた“アンバランス部”に替わって用いら
れるバランスウェイトであり、回転子鉄心３ｂの上側端
面に配置されたバランスウェイト１７とは１８０°位相
を異ならせて下側端面に配置される。

【００２７】しかしながら、回転子鉄心３ｂの下部にバ
ランスウェイト３５を設けた場合、通常バランスウェイ
トは半径方向１８０°に渡って配置される為、第１の実
施の形態で説明した端板に回転子外周に向かって開口す
る切起こし部を設けても、その効果は１８０°分しか発
揮されず、逆にバランスウェイト３５側に導かれた冷媒
ガスはバランスウェイト３５の形状に沿って円周方向に
流され、固定子３ａ内周に衝突し難くなってしまい、気
液分離が確実に行われない。そこで、図３のようにバラ
ンスウェイト３５に端板３４に設けた切起こし部３４ａ
と連通する径方向の通路３５ａを設ける。

【００２８】この構成により、切起こし部３４ａにより
導かれた冷媒ガスは、反バランスウェイ側はもちろんの
ことバランスウェイト側に導かれた冷媒ガスも通路３５
ａを通って回転子外周に向かって流されることになり、
固定子３ａ内周に確実に衝突させられる。その結果、冷
媒ガスに随伴していたオイルが分離させられ、冷媒ガス
は吐出パイプ２８から冷凍サイクルへ吐出され、オイル
はオイル溜め１４に滴下し回収される。

【００２９】なお、本実施の形態ではバランスウェイト
に通路３５ａを形成したが、通路を端板のみで形成し、
バランスウェイトには端板の切起こし部と干渉しないよ
うに凹部を設けても同様の効果が得られる。

【００３０】（実施の形態３）図４は本発明第３の実施
の形態におけるバランスウェイトを一体化した端板の部
分拡大斜視図である。

【００３１】第２の実施の形態では、端板３４の切起こ
し部３４ａとバランスウェイト３５の通路３５ａとの接
続部で冷媒ガスが洩れたり、端板３４とバランスウェイ
ト３５の取り付け精度によっては、切起こし部３４ａと
通路３５ａの位置がずれ、冷媒ガスの通路面積が絞られ
る可能性がある。その為、図４のように端板とバランス
ウェイトを一体化した端板３６とし、かつ回転子通路２
５から回転子外周に向かって開口する通路３６ａを設け
る。ただし、端板は永久磁石の軸方向の動きを防止する
目的があるが、一方では、端板が磁性体であると永久磁
石の磁束洩れが発生し、モータの効率低下につながる。
そのため、端板３６は真鍮などの非磁性体で構成する必
要がある。

【００３２】この構成により、冷媒ガスの洩れや流れを
阻止することなく、固定子３ａ内周への衝突を確実に行
うことができ、気液分離が確実に行える。また、バラン
スウェイトの固定も端板と一体で行えるため、強固にな
り、信頼性も向上する。

【００３３】なお、上記各実施の形態では、冷凍サイク
ル中において冷媒ガスを圧縮する縦型のスクロール式密
閉型圧縮機を例にとって説明したが、本発明はこれに限
られることはなく、ロータリー式など各種の密閉型電動
圧縮機でガス一般を対象として圧縮するもの全般に適用
して有効であり、これらは全て本発明の範疇に属する。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、上記説明で明らかなよ
うに、冷媒ガスを固定子内周に衝突させる分離板の構成
を簡易で安価なものにでき、かつ冷媒ガスを確実に固定
子内周に衝突させ、気液分離を確実に行うことができ
る。これにより、オイルを十分に分離した冷媒ガスを密
閉容器外に吐出する密閉型圧縮機を安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態における密閉型圧縮機
を示す断面図

【図２】本発明第１の実施の形態における回転子の斜視
図

【図３】本発明第２の実施の形態における回転子の部分
断面斜視図

【図４】本発明第３の実施の形態における端板の部分断
面斜視図

【図５】従来の密閉型圧縮機を示す断面図

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 圧縮機構 ３ 電動機 ３ａ 固定子 ３ｂ 回転子鉄心 ４ クランク軸 ４ａ 偏心軸部 ５ 主軸受部材 ６ 固定スクロール ７ 旋回スクロール ８ 旋回スクロール自転防止機構 ９ 圧縮室 １０ 吸入パイプ １１ 吸入口 １２ 吐出口 １３ リード弁 １４ オイル溜め １５ 副軸受部材 １６ ピン ２５ 回転子通路 ３２ 端板 ３３ カラー ３４ 端板 ３４ａ 切起こし部 ３５ バランスウェイト ３５ａ 通路 ３６ 端板 ３６ａ 通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機構と、電動機およびクランク軸を
   収納する密閉容器と、前記密閉容器の下部に設けられた
   オイル溜めと、オイル溜めのオイルをクランク軸軸受部
   および圧縮機構摺動部に供給する給油機構からなり、ク
   ランク軸により電動機に連結されて駆動される圧縮機構
   から吐出されるガスを、密閉容器内部を循環させた後外
   部に吐出させる密閉型圧縮機であって、 前記電動機の回転子は回転子鉄心と、永久磁石と、前記
   回転子鉄心の両端部に配置されて前記永久磁石の軸方向
   への動きを防止する端板と、回転子鉄心と端板とを締結
   する手段とで構成し、 前記回転子鉄心には軸方向に貫通する回転子通路を設
   け、ガス流路方向上流側に位置する端板には前記回転子
   通路に対応した穴を形成し、ガス流路方向下流側に位置
   する端板には前記回転子通路に対応して配置され、回転
   子外周に向かって開口するガス通路を形成する切起こし
   を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 【請求項２】 回転子のガス流路方向下流側端面にバラ
   ンスウェイトを設け、前記バランスウェイトに、端板に
   より形成された回転子外周に向かって開口するガス通路
   と連通する径方向の通路を設けたことを特徴とする請求
   項1記載の密閉型圧縮機。
3. 【請求項３】 回転子のガス流路方向下流側端面にバラ
   ンスウェイトを設け、前記バランスウェイトに端板の切
   起こし部分との干渉を防止する凹部を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
4. 【請求項４】 ガス流路方向下流側のバランスウェイト
   と端板とを非磁性体により一体に構成したことを特徴と
   する請求項２または３記載の密閉型圧縮機。