JP2004116513A - 往復動式圧縮機のフレーム - Google Patents

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Abstract

【課題】往復動式圧縮機のフレームをメインフレームとサブフレームとから形成し、それらフレームの内部に潤滑油流路を形成して、潤滑油の流路面積を容易に調節すると共に、フレームの製造費用を大幅に低減すること。
【解決手段】往復動式圧縮機のフレームが、中央軸方向に圧縮ユニット140のシリンダー141が挿合されるシリンダー挿合穴121aが穿孔形成されて、縁部に往復動式モータ130の外側固定子を支持するフランジ121bが形成されたメインフレーム121Aと、締結手段によってメインフレーム121Aに密着結合されると同時に、シリンダーの外側壁面を覆うように位置されて、シリンダーのメインフレーム121Aとシリンダー141との間の空間にオイル流路を形成するサブフレーム121Bとを具備する。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機のフレームに係るもので、詳しくは、二つの構成部品で構成され、それら二つの構成部品を組立てる際、内部に潤滑油流路が形成されるようにした往復動式圧縮機のフレームに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、冷凍サイクル装置の主要構成部品としての圧縮機は、蒸発器から流入する低温低圧状態の冷媒ガスを圧縮することで高温高圧の状態に変換して吐出する機器であって、流体を圧縮する方式に従って、回転式圧縮機、往復動式圧縮機、及びスクロール圧縮機に大別される。
【0003】
往復動式圧縮機は、ピストンが線状に運動しながら流体を吸入及び圧縮するものであって、駆動モータの回転運動をピストンの往復運動に転換させて流体を吸入及び圧縮する方式と、駆動モータが直線状往復運動をすることで、ピストンが往復運動して流体を吸入及び圧縮する方式とに大別される。
【0004】
図5は従来技術による往復動式圧縮機の構成を示した縦断面図で、図6は従来技術による往復動式圧縮機のフレームの構成を示した斜視図で、図7は図5の要部を抜粋した縦断面図である。
【0005】
図示するように、従来の往復動式圧縮機は、ガス吸入管SP及びガス吐出管DPが連結されたケース10と、該ケース10の内部に弾支されたほぼ中空円筒状の支持部材20と、該支持部材20の内部に支持されて可動子33を直線状に往復運動させる環状の往復動式モータ30と、該往復動式モータ30の内部中央に挿合されて可動子33によりガスを吸入、圧縮及び吐出する圧縮ユニット40と、往復動式モータ30の可動子33を運動方向に弾力支持する共振スプリングユニット50と、支持部材20に装着されて潤滑油を圧縮ユニット40に供給する潤滑油供給ユニット60とを具備している。
【0006】
支持部材20は、往復動式モータ30と圧縮ユニット40とを支持するように中央が穿孔された円板状のフレーム21と、往復動式モータ30の外側固定子を支持する中間カバー22と、共振スプリングユニット50を支持するバックカバー23とを具備している。
【0007】
フレーム21の中央にはシリンダー41が挿合されるシリンダー挿合穴21aが穿孔形成されたボス部21Bが形成されて、その外郭にはフランジ21Aが形成され、該フランジ21Aの外側壁面には内側固定子32が嵌合されるように構成されている。
【0008】
往復動式モータ30は、フレーム21と中間カバー22間に挿合される外側固定子31と、該外側固定子31と所定間隔を有してフレーム21に挿合される内側固定子32と、それら外側固定子31と内側固定子32間に挿合されて直線状に往復運動をする可動子33と、電流が流れるコイル34とを具備している。
【0009】
圧縮ユニット40は、フレーム21に嵌合されたシリンダー41と、往復動式モータ30の可動子33に連結されてシリンダー41の圧縮空間Pで往復運動をするピストン42と、該ピストン42の先方端に装着されて、該ピストン42の冷媒吸入流路Fを開閉しながら冷媒ガスの吸入を制限する吸入バルブ43と、シリンダー41の吐出側に装着されて、圧縮空間Pを開閉しながら圧縮ガスの吐出を制限する吐出バルブ組立体44とを具備している。
【0010】
潤滑油供給ユニット60は、支持部材20の外側面に形成されて、ケース10の内部の潤滑油をポンピングする潤滑油ポンピング部61と、該潤滑油ポンピング部61の出口側と圧縮ユニット40とに連通されるように支持部材20の内部に切削形成された潤滑油供給流路62とを具備している。
【0011】
該潤滑油供給流路62は、図7に示すように、フレーム21からシリンダー41の内周側面まで貫通された潤滑油吸入穴62aと、該潤滑油吸入穴62aに連通されてフレーム21のボス部21Bの内周面に切削形成された第1潤滑油ポケット62bと、該第1潤滑油ポケット62bからピストン42の外側壁面を沿ってシリンダー41の内周壁面に切削形成された潤滑油通孔62cと、該潤滑油通孔62cに接してピストン42の外側壁面に環状に切削形成された第2潤滑油ポケット62dと、第1潤滑油ポケット62bの上面からフレーム21のフランジ21Aの内側壁面に切削形成された潤滑油吐出穴62eと、該潤滑油吐出穴62eに接して、シリンダー41とフレーム21間に形成されることで潤滑油を回収する潤滑油回収路62fとを具備している。
【0012】
以下、従来技術による往復動式圧縮機の作用を説明する。
往復動式モータ30に電源が印加されて外側固定子31と内側固定子32間にフラックス(flux)が形成されると、可動子33が共振スプリングユニット50により弾力的に往復運動する。この時、ピストン42がシリンダー41の内部で往復運動をしながら圧縮空間Pの容積を変化させ、冷媒ガスが圧縮空間に吸入、圧縮及び吐出され、この一連の過程が反復される。
【0013】
この時、ピストン31の往復運動により真空になることで潤滑油ポンピング部61がケース10の潤滑油をポンピングし、該潤滑油は、潤滑油吸入穴62a、第1潤滑油ポケット62b、及び潤滑油通孔62cをそれぞれ経て第2潤滑油ポケット62dに流入されて、圧縮ユニット40の周囲を冷却すると共にピストン42とシリンダー41間を潤滑する。
【0014】
次いで、第2潤滑油ポケット62dの潤滑油は、潤滑油吐出穴62eと潤滑油回収路62fとをそれぞれ沿ってケース10に復帰しながら回収される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来の往復動式圧縮機のフレームでは、フレームにモータの外側固定子と内側固定子、及びシリンダーと吐出バルブ組立体を結合するためにそのフレームを製造するために、フランジ及びボス部を有する3次元的な形状に加工しなければならないため、精密に加工すべき部分(太線で表示する)が多く加工作業が困難になり、よって、製造費用が高くなると共に、加工誤差が発生する場合に圧縮機の信頼性が低下するという問題がある。
【0016】
圧縮ユニットの効果的な潤滑及び冷却のために潤滑油の流入量を増加しようとする場合は、流路面積を拡大しなければならないが、潤滑油供給流路の加工が極めて煩雑であるため、潤滑油の流入量を適切に調節することが難しく、原価が上昇するという問題がある。
【0017】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、フレームをメインフレームとサブフレームとに分割して形成し、それら各フレームを組立てる以前に、それらフレームの内部に複雑な潤滑油流路を切削形成することで、潤滑油の流路面積を容易に調節すると共に、フレームの製造費用を大幅に低減し得る往復動式圧縮機のフレームを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機のフレームにおいては、中心軸方向に圧縮ユニットのシリンダーが挿合されるシリンダー挿合穴が穿孔形成され、縁部に往復動式モータの外側固定子が嵌合されるフランジが形成されたメインフレームと、締結手段によって前記メインフレームに密着結合されると同時に、前記シリンダーの外側壁面を覆うように位置されて、前記シリンダーのメインフレームと前記シリンダー間の空間にオイル流路を形成するサブフレームと、を含んで構成されることを特徴とする。
前記メインフレームは円板状に形成され、該メインフレームに結合されるサブフレームは中空円筒状に形成されることを特徴とする。
【0019】
前記サブフレームの一方端部には前記メインフレームとの結合のためにフランジが形成され、他方端部には内側固定子を設置するための内側固定子の設置面が形成されることを特徴とする。
前記内側固定子を固定するために、前記内側固定子の設置面の一方側には係止段部が形成され、他方側にはストッパーが設置されることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明に係る往復動式圧縮機の構成を示した縦断面図で、図2は本発明に係る往復動式圧縮機のフレームの構造を示した分解斜視図で、図3は本発明に係る往復動式圧縮機のフレームを示した組立斜視図で、図4は図1の要部を示した抜粋図である。
【0021】
図示するように、本発明に係る往復動式圧縮機は、密閉されたケース110と、シリンダー挿合穴121a及びフランジ121bを有するメインフレーム121Aと、一般的な締結手段によってメインフレーム121Aに密着結合されながら、シリンダーのメインフレーム121Aとシリンダー141との間の空間にオイル流路を形成するサブフレーム121Bとから構成されたフレーム121と、該フレーム121に係合されて可動子133を直線状に往復運動させる往復動式モータ130と、該往復動式モータ130の可動子133によりガスを吸入、圧縮、及び吐出する圧縮ユニット140と、往復動式モータ130の可動子133を運動方向に弾力支持する共振スプリングユニット150と、フレーム121を包含する支持部材120に装着されて潤滑油を圧縮ユニット140に供給する潤滑油供給ユニット160とを具備している。
【0022】
支持部材120は、往復動式モータ130と圧縮ユニット140とを支持するフレーム121と、往復動式モータ130の外側固定子131を支持する中間カバー122と、共振スプリングユニット150を支持するバックカバー123とを具備している。
【0023】
フレーム121は二つの構成部品で構成されるが、中心軸方向に圧縮ユニット140のシリンダー141を挿合するためのシリンダー挿合穴121aが形成され、縁部に往復動式モータ130の外側固定子131を支持するフランジ121bが形成されたメインフレーム121Aと、ボルト、ナット及び溶接のような一般的な締結手段によってメインフレーム121Aに密着結合されると同時に、シリンダーの外側壁面を覆うように位置されて、シリンダーのメインフレーム121Aとシリンダー141との間の空間にオイル流路を形成するサブフレーム121Bとを具備している。
【0024】
メインフレーム121Aは円板(或いは皿)状に形成され、そのメインフレーム121Aに結合されるサブフレーム121Bは中空円筒状に形成される。
サブフレーム121Bの一方端部にはメインフレーム121Aとの結合のためにフランジ121bが形成され、他方端部には内側固定子132を設置するための内側固定子の設置面121cが形成される。
【0025】
ピストン142とシリンダー141の接触部位に潤滑油を供給してピストン142の往復運動を円滑にし、シリンダー141及びピストン142を冷却させるために、メインフレーム121Aの一方側にはシリンダー挿合穴121aと連通されるように潤滑油吸入流路162aが切削形成され、メインフレーム121Aの他方側には潤滑油を回収するための潤滑油吐出流路162eが切削形成されている。
【0026】
サブフレーム121Bとこれに対応されるシリンダー141の外側壁面間には、潤滑油吸入流路162a及び潤滑油吐出流路162eに連通され、従来とは異なり、シリンダーの外側壁面全体にかけて第1潤滑油ポケット162bが形成されるが、該第1潤滑油ポケット162bを密閉させて、サブフレーム121Bとシリンダー141とを所定間隔に維持するために、シリンダー141の端部にオイル流路密封部141aを屈曲形成し、該オイル流路密封部141bを形成する時は、シリンダー141の外側壁面の端部を外側に屈曲形成することもできるし、サブフレーム121Bの端部を内側に屈曲形成することもできる。
【0027】
圧縮ユニット140は、シリンダー141と、ピストン142と、吸入バルブ143と、吐出バルブ組立体144と、から構成され、シリンダー141の中間には、第1潤滑油ポケット162bに連通されるように潤滑油通孔162cが切削形成されている。
【0028】
また、ピストン142の外側壁面には、シリンダー141の潤滑油通孔162cと連通されるように第2潤滑油ポケット162dが所定深さにて切削形成される。
メインフレーム121Aはアルミニウムのような非磁性体で切削加工され、サブフレーム121Bは非磁性体の冷却圧延鋼板で製造されることが好ましい。
【0029】
以上説明したように、サブフレーム121Bをメインフレーム121Aに組立てる際、溶接、ボルト及びナットのような一般的な締結手段を使用することができるが、仮に潤滑油が漏洩したとしても、圧縮機のケース110の下部に落下して再び回収されるため、第1潤滑油ポケット162bを完全に密封させる必要はない。従って、本発明では、真空スプリングユニット150の弾発力を利用して、サブフレーム121Bをメインフレーム121Aに密着させる構造になっている。
【0030】
内側固定子132を固定するために、該内側固定子の設置面121cの一方側に係止段部121dが形成され、他方側にはストッパーが設置される。
図中、未説明符号Pは圧縮空間、134は往復動式モータを夫々示したものである。
【0031】
以下、このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機のフレームの作用効果を説明する。
まず、フレーム121を製作する場合、メインフレーム121Aとサブフレーム121Bを別途の構成部品として製作した後、それらを圧縮機の組立時に順次組立てることで、フレーム121を容易に製作することができる。
【0032】
即ち、メインフレーム121Aを製造する時、ダイキャストのような精密鋳造法を利用して2次元的平板状に形成し、その中央にシリンダー挿合穴121aを貫通形成し、該シリンダー挿合穴121aの外側壁面と外側固定子131が嵌合されるための内側壁面を精密に加工する。
【0033】
次いで、サブフレーム121Bの製造時は、板状素材を板金する作業により、段差の係止段部121dを有する円筒状に製作し、それらメインフレーム121Aにサブフレーム121Bを組立ててフレーム121を構成する。
【0034】
このように構成された往復動式圧縮機の動作においては、往復動式モータ130に電源が印加されると、外側固定子131と内側固定子132間にフラックス(flux)が形成され、可動子133が共振スプリングユニット150により弾力的に往復運動される。
【0035】
次いで、ピストン142がシリンダー141の内部で往復運動をしながら冷媒ガスを圧縮空間Pに吸入、圧縮及び吐出し、このような過程中、潤滑油ポンピング部161がケース110内の潤滑油を圧縮ユニット140にポンピングすると、その潤滑油は、潤滑油吸入穴162aを通して第1潤滑油ポケット162b、潤滑油通孔162c及び第2潤滑油ポケット162dに供給され、シリンダー141とピストン142間の接触部位を潤滑にすると同時に、圧縮ユニットから発生する熱を冷却した後、潤滑油吐出穴162eと潤滑油回収路162fとをそれぞれ通ってケース110に再び回収される一連の過程が反復される。
【0036】
この時、潤滑油流入量を増やして作業をより円滑にし、冷却効率を向上するためには、潤滑油供給流路を大きくする必要があるが、従来は、3次加工して潤滑油供給流路162の断面積自体を拡大させなければないため、その加工が困難であったが、本発明は、メインフレーム121Aとサブフレーム121Bとを相互組立てて内部に潤滑油供給流路を有するフレーム121を完成するため、潤滑油供給流路162の断面積自体を加工せずに、潤滑油供給流路の断面積を容易に拡大し得るという効果を奏する。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機のフレームにおいては、第1潤滑油ポケットがシリンダーの外側壁面全体にかけて形成されることは勿論で、潤滑油供給流路の断面積を容易に調節することができるため、フレームの組立性を向上すると共に、製造費用を大幅に低減し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る往復動式圧縮機の構造を示した縦断面図である。
【図2】本発明に係る往復動式圧縮機のフレームの構造を示した分解斜視図である。
【図3】本発明に係る往復動式圧縮機のフレームの構造を示した組立斜視図である。
【図4】図1の要部を示した抜粋図である。
【図5】従来の往復動式圧縮機の構造を示した縦断面図である。
【図6】従来の往復動式圧縮機のフレームの構造を示した斜視図である。
【図7】図5の要部を示した抜粋図である。
【符号の説明】
121…フレーム
121A…メインフレーム
121B…サブフレーム
121a…シリンダー挿合穴
121b…フランジ
121c…内側固定子の設置面
121d…係止段部
121e…フランジ
141…シリンダー
141a…オイル流路密封部
150…共振スプリングユニット
170…ストッパー

Claims (8)

  1. 中央軸方向に圧縮ユニットのシリンダーが挿合されるシリンダー挿合穴が穿孔形成されて、縁部に往復動式モータの外側固定子を支持するフランジが形成されたメインフレームと、
    締結手段によって前記メインフレームに密着結合されると同時に、前記シリンダーの外側壁面を覆うように位置されて、前記シリンダーのメインフレームと前記シリンダー間の空間にオイル流路を形成するサブフレームと、を含んで構成されることを特徴とする往復動式圧縮機のフレーム。
  2. 前記メインフレームは平板状に形成され、該メインフレームに結合されるサブフレームは、中空円筒状に形成されることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  3. 前記締結手段は、ボルト及びナットであることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  4. 前記締結手段は、溶接であることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  5. 前記サブフレームの一方端部には前記メインフレームとの結合のためにフランジが形成され、他方端部には内側固定子を設置するための内側固定子の設置面が形成されることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  6. 前記内側固定子を固定するために、前記内側固定子の設置面の一方側に係止段部が形成され、他方側にはストッパーが設置されることを特徴とする請求項5記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  7. 前記シリンダーの端部には、オイル流路密封部が屈曲形成されることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
  8. 前記メインフレーム及びサブフレームは、非磁性体であることを特徴とする請求項1記載の往復動式圧縮機のフレーム。
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