JP2004150410A - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、第1軸受及び第2軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部が気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、接触部により軸受に力が加えられた場合に、接触部近傍の軸受の変形部が弾性変形することにより、圧縮室を形成する軸受のツバ部の中央部の変形を緩和する密閉型圧縮機とした。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調用、冷凍用、冷蔵庫用に使用する密閉型圧縮機に関し、吐出マフラーを有する密閉型圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
回転式圧縮機で、シリンダの上軸受、下軸受を組付ける上下シート面において、シリンダ内壁とボルト穴の間に溝を設け、このシリンダ上、下シート面の溝が上軸受、下軸受の組付けにより生ずるシリンダ内周の膨らみ、シリンダの厚みの縮み等の歪を溝に発生させ、圧縮室を形成するシリンダ内周面、及びシリンダ高さ方向の歪を緩和する回転式圧縮機が記載されている。(例えば、特許文献1参照。)
【0003】
【特許文献1】
実開昭63−186988号公報(第3頁〜第5頁、第1図、第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に示した回転式圧縮機は前記のように構成されているので、吐出ガスの圧力脈動による密閉型圧縮機の騒音増加を抑制するための吐出マフラーを上軸受及び/又は下軸受に取付けた場合に、固定力により発生する上軸受のツバ部あるいは下軸受のツバ部の変形を抑制することは不可能であり、密閉型圧縮機の運転中にピストンと上軸受のツバ部あるいはピストンと下軸受のツバ部が接触し、密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止が発生するなどの恐れがあった。
【0005】
また、冷媒としてR410Aを使用する場合、R−22と同等の冷凍能力にするには圧縮室内容積を小さくする必要があり、また、R410Aでは冷媒ガスの高低圧差が大きくなる特性上、圧縮室を形成する各部品クリアランスからの冷媒ガスの漏れによる効率低下が大きくなる傾向がある。従って、冷媒ガスの漏れによる効率低下を抑制するために、各摺動部のクリアランスを小さくする必要があり、ピストンと上軸受のツバ部あるいはピストンと下軸受のツバ部がより接触し易くなる。
さらに、冷媒R410A使用では冷媒ガスの高低圧差が大きくなるため、吐出マフラーの強度を保持する必要上、板厚を厚くするが、このため上軸受のツバ部あるいは下軸受のツバ部が吐出マフラーから受ける力がより大きくなり、変形量がより大きくなる。
そこで、冷媒R410A使用時は、吐出マフラーを上軸受及び/又は下軸受に取付けた場合の前記問題はより顕著となる。
【0006】
本発明は、密閉型圧縮機の吐出ガスの圧力脈動を防止するために吐出マフラーを設けた場合に、シリンダ内のピストンと軸受ツバ部との接触が生じ易くなるのが吐出マフラーを取付けたことに起因すること、また、冷媒としてR410A使用時に顕著となることを見出してなされたもので、吐出マフラーにより、吐出ガスの圧力脈動による騒音を抑制するとともに、シリンダ内のピストンと軸受ツバ部との接触を防止し、効率面、騒音面及び信頼性面で優れた密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、第1軸受及び第2軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、この接触部により軸受に力が加えられる場合に、接触部近傍に形成した軸受の変形部が弾性変形することにより、圧縮室を構成する軸受のツバ部の中央部の変形が緩和されるようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の密閉型圧縮機の縦断面図であり、図2は上マフラーを取付けた上軸受及びシリンダの変形と変形緩和を説明する図であり、図2(a)は対策前、図2(b)は対策後を示し、図3は下マフラーを取付けた下軸受及びシリンダの変形と変形緩和を説明する図であり、図3(a)は対策前、図3(b)は対策後を示す。
【0009】
図1において、密閉容器1には、固定子2aと回転子2bから成る電動機2と、後述のピストン5に駆動力を伝達するシャフト3と、内部にピストン5を有するシリンダ4と、シャフト3の軸受機能を有する第1ボス部である上ボス部6aとシリンダ4に固定され、シリンダ4の開口部を塞ぐ第1ツバ部である上ツバ部6bとから成り、第1軸受である上軸受6と、シャフト3の軸受機能を有する第2ボス部である下ボス部7aとシリンダ4に固定され、シリンダ4の開口部を塞ぐ第2ツバ部である下ツバ部7bとから成り、第2軸受である下軸受7と、上軸受6を上ツバ部6bにおいてシリンダ4に固定する上ボルト10と、下軸受7を下ツバ部7bにおいてシリンダ4に固定する下ボルト11と、上軸受6に固定された吐出マフラーである上マフラー8と、下軸受7に固定された吐出マフラーである下マフラー9とが収容される。
【0010】
上マフラー8は、上軸受6のツバ部6bの外周面6cからの吐出ガスの流出を防止するために、内周面8aが上軸受6のツバ部6bの外周面6cに圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、接触部を形成し、さらに、ズレ防止のためにボルト10によりツバ部6aに固定されている。
上マフラー8のボス部側は、上マフラー8のボス部6a側の内周面がボス部6aの外周面に圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、固定される。
また、下マフラー9は、下軸受7のツバ部7bの外周面7cからの吐出ガスの流出を防止するために、内周面9aが下軸受7のツバ部7bの外周面7cに圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、接触部を形成し、さらに、ズレ防止のために下マフラー9の固定面9bがボルト11により下軸受7のマフラー固定面7dに固定されている。
【0011】
さらに、下マフラー9は下軸受7のボス部7aの全体を覆うように取付けられ、圧縮室12からのガス漏れを防止するために形成される接触部9cで下軸受7のボス部端面7eにシール材13を介して気密に押付けられている。但し、シール材13はなく、直接接触してもよい。ここで、組立前の下軸受7のマフラー固定面7dからボス部端面7eまでの長さは下マフラー9の固定面9bから接触部9cまでの長さより長くなっており、ボルト11により下マフラー9が下軸受7に固定されると下マフラー9の弾性力により下マフラー9の接触部9cが下軸受7のボス部端面7eに気密に接触し、押付ける。
【0012】
上軸受6のツバ部6bの外周面6c近傍の端部(外周面6cの内側)には上マフラー8の内周面8aから受ける力によりツバ部6a全体が変形することを抑制するための柔構造用の溝6fが設けられている。溝6fは外周面6cに沿うように、かつ、シャフト方向に形成される。
また、下軸受7のツバ部7bの外周面7c近傍の端部(外周面7cの内側)と下軸受7のボス部端面7e近傍の端部(ボス部端面7eの内側)とには、それぞれ、下マフラー9から受ける力によりツバ部7a全体が変形することを抑制するための柔構造用の溝7fと溝7gが設けられている。
溝7fは外周面7cに沿うように、かつ、シャフト方向に形成される。
また、溝7gはシャフト3の外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成され、ボス部端面7eにおける下マフラー9の接触部9cより径方向内側まで深くなっている。
【0013】
前記の密閉型圧縮機の動作の説明をする。
電動機2からシャフト3に作用する駆動トルクによりピストン5は駆動し、シリンダ4とピストン5と上軸受6(ツバ部6bの中央部)と下軸受7(ツバ部7bの中央部)とベーン(図示省略、先端部がピストンと当接する)で形成される圧縮室12内で圧縮動作が実現する。
圧縮室12内に取り込まれたガスは圧縮された後、一部は上軸受6から上マフラー8内に吐出され、残りは下軸受7から下マフラー9内に吐出され、下軸受7とシリンダ4と上軸受6に設けられた連通孔(図示省略)を通り、上マフラー8内で合体される。上マフラー8内の合体吐出ガスは上マフラー8の吐出孔(図示省略)から密閉容器1内に吐出される。吐出ガスの圧力脈動は上マフラー8内と下マフラー9内の空間により減衰され、密閉型圧縮機の騒音増加は抑制される。
【0014】
次いで、溝6f、溝7f、溝7g及びこれらの外側の変形部の働きを図2により説明する。
上軸受6のツバ部6bの外周面6cは上マフラー8の内周面8aにより内側方向の力を受けており、図2(a)のようにツバ部6b全体が下側に凸となるように変形しようとするが、図2(b)に示すように、ツバ部6bの柔構造用に設けられた溝6fにより、溝6fの外側部分であるツバ部6bの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部6b全体が変形することを防止できる。
また、下軸受7のツバ部7bの外周面7cは下マフラー9の内周面9aにより内側方向の力を受けており、ツバ部7a全体が上に凸に変形しようとするが、ツバ部7bに設けられた柔構造用の溝7fにより、溝7fの外側部分であるツバ部7bの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部7b全体が変形することを防止できる。これは図2と上下逆の変形として説明できる。
【0015】
下軸受7に関しては、更に、下軸受7のボス部端面7eはシール材13(図3では記載省略)を介して下マフラー9により上方向の力を受けており、ボス部7aが図3(a)のようにツバ部7bを上に凸に変形しようとするが、図3(b)に示すように、ボス部7aに設けられた柔構造用の溝7gにより、溝7gの外側部分(図では下側部分)であるボス部7aの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部7bが変形することを防止できる。
溝7gは下マフラー9のボス部端面7eでの接触部9cより径方向内側まで深くなっているので柔構造の効果は著しく大きくなる。
【0016】
前記のように、溝6f、7f、溝7g及びこれらの外側の変形部の形成により、上マフラー8と下マフラー9の取付けによる上軸受6のツバ部6b全体と下軸受7のツバ部7b全体の変形を抑制でき、即ち、圧縮室12を形成するツバ部6bの中央部、ツバ部7bの中央部の変形を抑制でき、密閉型圧縮機の運転中にピストン5が上軸受6のツバ部6b及び/又は下軸受7のツバ部7bと接触することにより発生する密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加及び接触部ロックによる停止等を抑制できる。
【0017】
また、冷媒としてR410Aを使用する場合は、冷媒R410A使用でR−22と同等の冷凍能力にするには、圧縮室内容積を小さくする必要があり、また、R410Aでは冷媒ガスの高低圧差が大きくなる特性上、圧縮室12を形成する各部品クリアランスからの冷媒ガスの漏れによる効率低下が大きくなる傾向があり、従って、冷媒ガスの漏れによる効率低下を抑制するために、各摺動部クリアランスを小さくする必要があり、ピストン5と上軸受6のツバ部6bあるいはピストン5と下軸受7のツバ部7bが接触し易くなる。
更に、冷媒R410A使用では冷媒ガスの高低圧差が大きくなるため、吐出マフラー8、9の強度保持上、板厚を厚くする必要があり、上軸受6、下軸受7のツバ部6b、7bが吐出マフラー8、9から受ける力が大きくなり、変形量がより大きくなる。
しかしながら、本実施の形態の溝6f、7f、溝7g及びこれらの外側の変形部の形成により、冷媒R410A使用時の問題も同様に回避することが可能となる。
【0018】
前記の実施の形態では、吐出マフラーとして上マフラー8と下マフラー9とを、それぞれ、上軸受6、下軸受7に取付け、上軸受6に溝6fと外側の変形部、下軸受7に溝7fと外側の変形部、溝7gと外側の変形部を設けたが、吐出マフラーはどちらか一方とし、吐出マフラーを取付けた軸受に溝とその外側の変形部を設けてもよく、この場合でも同様に効果が得られる。
また、下マフラー9を設けた場合の下軸受7の溝7fと外側の変形部、溝7gと外側の変形部はどちらか一方でも、ほぼ同様な効果が得られる。
更に、上マフラー8の上軸受6のボス部6aの上端部への気密接触を下マフラー9の下軸受7のボス部7aのボス部端面7eと類似に行い、気密接触部からボス部6aに下方に力が働く場合に、同様に溝と外側の変形部を設けるようにしてもよく、同様な効果が得られる。但し、上マフラー8の場合は、ボス部6aの全体を覆うことはできず、ボス部7aのボス部端面7e対応のボス部端面に上マフラー8の気密接触部を形成する。
また、本実施の形態では、溝とその外側の変形部を形成し、吐出マフラーの接触部からの作用力を変形部の局所的な弾性変形で軸受中央部の変形を緩和したが、本構成に限らず、同様に吐出マフラーの接触部の近傍に局所的な変形部を設け、これにより軸受中央部の変形を緩和する構成であればいずれでもよい。
【0019】
本実施の形態の密閉型圧縮機は、吐出マフラー8、9の接触部が、吐出マフラー8、9を圧入等のしまり嵌めにより、吐出マフラー8、9の内周面8a、9aが軸受6、7のツバ部6a、7aの外周面6c、7cに気密に接触することにより形成され、また、軸受6、7のツバ部6a、7aの外周面6c、7c近傍で、外周面6c、7cの内側に、外周面6c、7cに沿うようにシャフト方向に形成した溝6f、7fを設け、軸受6、7の変形部を溝6f、7fの外側部分としたので、吐出マフラー8、9の内周面8a、9aから軸受6、7のツバ部6a、7aの外周面6c、7cが内側方向の力を受けても、軸受6、7の変形部が局所的に弾性変形し、圧縮室12を形成する軸受6、7のツバ部6a、7aの中央部の変形は防止できる。
【0020】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、吐出マフラー8、9の接触部が、軸受6、7のボス部6a、7aのボス部端面7eに吐出マフラー8、9が気密に接触することにより形成され、また、軸受6、7のボス部6a、7aのボス部端面7e近傍で、ボス部端面7eの内側にシャフト3外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝7gを設け、軸受6、7の変形部を溝7gの外側部分(図では下側部分)としたので、吐出マフラー8、9の接触部から軸受6、7のボス部6b、7bに内側方向の力(図では上側方向の力)を受けても、軸受6、7の変形部が局所的に弾性変形し、圧縮室12を形成する軸受6、7のツバ部6a、7aの中央部の変形は防止できる。
【0021】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、軸受が第2軸受7であり、吐出マフラー9がボス部7aの全体を覆うように取付けられ、かつ、ボス部端面7eの接触部がシャフト3周り全周に渡って気密に接触するよう形成されたので、圧縮室12からのガスの漏れを防止できる。
【0022】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、冷媒としてR410Aを使用しても、圧縮室12を形成する上軸受6のツバ部6bの中央部、下軸受7のツバ部7bの中央部の変形を抑制でき、圧縮機運転中にピストン5と上軸受6のツバ部6b、ピストン5と下軸受7のツバ部7bが接触することを防止でき、密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止等を抑制することができる。
【0023】
本実施の形態では、密閉型圧縮機を、所謂縦型圧縮機の例として説明したが、横型圧縮機にも本発明の特徴的な構成は適用できる。
【0024】
【発明の効果】
本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、第1軸受及び第2軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、この接触部により軸受に力が加えられる場合に、接触部近傍に形成した軸受の変形部が弾性変形することにより、圧縮室を構成する軸受のツバ部の中央部の変形が緩和されるようにしたものである。
そこで、吐出マフラーを軸受に取付けても、密閉型圧縮機運転中にピストンと軸受のツバ部と接触することにより発生する密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止等を抑制でき、吐出マフラーによる圧縮ガスの圧力脈動による騒音発生防止効果と併せて、効率面、騒音面、信頼性面で優れた密閉型圧縮機が得られる効果がある。また、冷媒としてR410Aを使用しても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1の上軸受の変形と変形緩和を説明する図である。
【図3】本発明の実施の形態1の下軸受の変形と変形緩和を説明する図である。
【符号の説明】
1 密閉容器、2 電動機、3 シャフト、4 シリンダ、5 ピストン、6第1軸受、6a、7a ボス部、6b、7b ツバ部、6c、7c ツバ部の外周面、6f、7f ツバ部の溝、7 第2軸受、7e ボス部端面、7g ボス部の溝、8、9 吐出マフラー、8a、9a 吐出マフラーの内周面、12 圧縮室。
Claims (6)
- 電動機と、前記電動機により駆動されるシャフトと、前記シャフトにより駆動されるピストンと、シリンダーと、先端部が前記ピストンと当接するベーンと、前記シャフトの軸受として機能するボス部と前記シリンダーの一方の開口部を塞ぐツバ部とから成る前記電動機側の第1軸受と、前記シャフトの軸受として機能するボス部と前記シリンダーのもう一方の開口部を塞ぐツバ部とから成る前記電動機と反対側の第2軸受とを備え、前記ピストンと前記シリンダーと前記ベーンと前記第1軸受のツバ部の中央部と前記第2軸受のツバ部の中央部とで圧縮室を構成する密閉型圧縮機において、
前記圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、前記第1軸受及び前記第2軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、前記接触部により前記軸受に力が加えられる場合に、前記接触部近傍に形成した前記軸受の変形部が弾性変形することにより、前記圧縮室を構成する前記軸受のツバ部の前記中央部の変形が緩和されることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 前記吐出マフラーの接触部が、前記吐出マフラーを圧入等のしまり嵌めにより、前記吐出マフラーの内周面が前記軸受の前記ツバ部の外周面に気密に接触することにより形成され、また、前記軸受のツバ部の前記外周面近傍で、前記外周面の内側に、前記外周面に沿うように前記シャフト方向に形成した溝を設け、前記軸受の変形部を前記溝の外側部分としたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記吐出マフラーの接触部が、前記軸受の前記ボス部のボス部端面に前記吐出マフラーが気密に接触することにより形成され、また、前記軸受のボス部の前記ボス部端面近傍で、前記ボス部端面の内側に前記シャフト外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝を設け、前記軸受の変形部を前記溝の外側部分としたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の密閉型圧縮機。
- 前記軸受が第2軸受であり、前記吐出マフラーが前記ボス部の全体を覆うように取付けられ、かつ、ボス部端面の接触部が前記シャフト周り全周に渡って気密に接触するよう形成されたことを特徴とする請求項3に記載の密閉型圧縮機。
- 前記溝は、前記吐出マフラーの接触部より径方向内側まで形成したことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の密閉型圧縮機。
- 冷媒としてR410を使用することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかの請求項に記載の密閉型圧縮機。
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