JP2007255244A

JP2007255244A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2007255244A
Application number: JP2006078438A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Murata; 健村田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】給油管のクランク軸への固定時に微細金属粉が発生しない、信頼性の高い圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】給油管１４３はステンレス材等で形成され、略円錐形をなし下端が潤滑油に開口する円錐状の遠心ポンプ部１４７と上端をテーパー状に成形した当接部１４２を備え、同様にテーパー状に成形したシャフトの下端部１２８と当接部１４２を当接した状態で回転子１３７を焼き嵌めすることでクランク軸１２５に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

近年、家庭用冷凍冷蔵庫等の冷凍装置に使用される密閉型電動圧縮機については、消費電力の低減、静音化、低コスト化、高信頼性が求められている。

従来の密閉型電動圧縮機としては、クランク軸の下端部に圧入された金属プレス成型からなる給油管を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の密閉型圧縮機の一例について説明する。

図８は従来の密閉型電動圧縮機の断面図である。図８において、密閉容器１は圧縮要素２と電動要素３を弾性的に収容し、密閉容器１の底部に潤滑油４を貯留する。また、クランク軸６は主軸部６ａと偏心部７を有している。クランク軸６の偏心部７はコンロッド８を介してピストン１１と接続されており、主軸部６ａは軸受け９によって支持されている。また、クランク軸下端部内径１６に圧入固定された金属プレス成型からなる給油管１０は、先端が潤滑油４中に開口している。

以上のように構成された密閉型電動圧縮機について、以下その動作を説明する。

まず、圧縮要素２において電動要素３の回転力を偏心部７とコンロッド８が往復運動に変え、ピストン１１が往復運動することによって圧縮が行われる。また、電動要素３によってクランク軸６は回転駆動され、密閉容器１内に封入された潤滑油４中で給油管１０が回転することで、遠心ポンプ作用により、給油管１０内側で油圧が発生し、潤滑油４は給油管１０に吸い上げられ、各摺動部へ供給される。
特開２００１−３１７４６０号公報

しかしながら、上記従来の構成では、給油管１０をクランク軸６に圧入固定するため、給油管挿入部の先端に面取りがない、もしくはバリ取りが不十分の場合、給油管をクランク軸に挿入する時に、給油管挿入部でクランク軸をこじることにより、微細金属粉を発生させる可能性があった。

クランク軸６内部に発生した微細金属粉は給油管１０をクランク軸６に固定した後であるため、洗浄工程でも完全に取り除くことが困難である。クランク軸６内部に残留した微細金属粉が遠心ポンプ作用により潤滑油とともに圧縮機の摺動部に運搬されると、圧縮機の摺動部に挟まり、圧縮機が停止する可能性があった。

本発明は信頼性の高い圧縮機を提供することを目的とする。

回転子が固定されたクランク軸と、下端が潤滑油に浸漬された略円錐形をなす遠心ポンプ部を備えた給油管を有し、給油管はクランク軸とともに回転子に焼き嵌め固定されるので、給油管でクランク軸をこじって挿入することがないことから、微細金属粉の発生を防止できるという作用を有する。

本発明の圧縮機は、微細金属粉の発生を防止できるため、信頼性の高い圧縮機を提供できるという効果を得られる。

請求項１に記載の発明は、回転子および固定子を有する電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素及び前記圧縮要素を収容するとともに底部に潤滑油を貯留する密閉容器を備え、前記圧縮要素は前記回転子が固定されたクランク軸と、下端が前記潤滑油に浸漬され略円錐形をなす遠心ポンプ部を備えた給油管を有し、前記回転子の前記クランク軸側に前記給油管の外径部を焼き嵌め固定したもので、給油管とクランク軸を回転子の焼き嵌めにより同時に固定することから、圧入のように給油管でクランク軸をこじって挿入することがないことから、微細金属粉の発生を防止できるので信頼性の高い圧縮機を提供できるという効果を持つ。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給油管に当接部を設け、前期当接部と前記クランク軸の下端部とを当接するとともに、前記当接部と前記クランク軸の下端部がともに同じテーパーを有するテーパー形状をなしたもので、クランク軸と給油管の回転子への焼き嵌め時、クランク軸下端のテーパーとクランク軸と当接する給油管のテーパーを当接することにより、焼き嵌め後もクランク軸の同心軸上に給油管を保持することができるため、給油管の振れまわりを防ぐことができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに騒音の低い圧縮機を提供できるという効果を持つ。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、回転子の焼き嵌め部に凹部を設け、給油管の当接部に凸部を設けるとともに、前記凸部を前記凹部に嵌合させたもので、回転子の凹部と給油管の凸部を勘合させ、焼き嵌めすることにより、回転子の回転時に給油管と潤滑油の間で発生する反回転方向の力により給油管が回転子内部でずれることを防ぐことができるので請求項１に記載の発明の効果に加えて、更に信頼性の高い圧縮機を提供できるという効果を持つ。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、圧縮要素は密閉容器内に弾性的に支持されたもので、回転子に焼き嵌めで固定された給油管を適用した弾性的に支持された圧縮機を実現できるという作用を有するため、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明に加えて、これを弾性的に支持された圧縮機に回転子に焼き嵌めされた給油管を適用することで、信頼性が高く、組立性の良い圧縮機を提供できるという効果を持つ。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による圧縮機の断面図、図２は同実施の形態による圧縮機の要部断面図、図３は同実施の形態による圧縮機の要部組立工程図である。

図１から図３において、密閉容器１０１には潤滑油１０２を貯留するとともに、冷媒ガス１０３を充填している。

圧縮要素１１０は、シリンダー１１３を形成するブロック１１５と、シリンダー１１３内に往復自在に嵌入されたピストン１１７と、ブロック１１５の軸受け部１１６に軸支される主軸部１２０および偏芯部１２２からなるクランク軸１２５と、偏芯部１２２とピストン１１７を連結するコンロッド１１９とを備え、レシプロ式の圧縮要素を形成している。

電動要素１３５は、ブロック１１５の下方に固定されインバータ駆動回路（図示せず）とつながっている固定子１３６と、永久磁石を内蔵し主軸部１２０に固定された回転子１３７から構成され、インバータ駆動用の電動要素を形成している。

スプリング１３９は固定子１３６を介して圧縮要素１１０を密閉容器１０１に弾性的に支持している。

クランク軸１２５の下端には下端が潤滑油１０２に浸漬された給油管１４３が配設されている。給油管１４３はステンレス材等で形成され、略円錐形をなし下端が潤滑油１０２に開口する円錐状の遠心ポンプ部１４７と上端をテーパー状に成形した当接部１４２を備え、同様にテーパー状に成形したクランク軸１２５の下端部１２８と当接部１４２を当接した状態で回転子１３７を焼き嵌めすることでクランク軸１２５に固定される。

ここでこの組立方法について説明する。

まず回転子１３７を過熱用治具の土台部１５０に設置する。土台部１５０中央には穴１５２が開いており、下方には加速度センサーと位置センサー（図示せず）を備えた可動式治具１５５が備わっている。回転子１３７を土台部１５０に設置後、回転子１３７を高温に過熱し、給油管１４３を回転子の底部１３３まで挿入する。

次に、ブロック軸受け部１１６の下端部１１８を回転子１３７の底部１３４に接触させ一旦固定し、クランク軸１２５をブロックスラスト部１１４と接触するまで挿入する。この時点において給油管１４３とクランク軸１２５の下端部１２８は接触していない。

クランク軸１２５の挿入が完了後、クランク軸１２５を可動式治具１５５で上昇させ、給油管１４３とクランク軸１２５が接触した時点で加速度センサーが反応し基準位置を設定する。この基準位置から給油管１４３とクランク軸１２５を当接し、かつ偏心部に設けられた可動式治具１５７でクランク軸１２５と給油管１４３の当接を保持しながら可動式治具１５５によってブロック軸受け部１１６の下端部１１８と回転子１３７の間に必要な隙間距離を持ち上げる。

この状態を保持したまま回転子１３７を冷却することにより、ブロック軸受け部１１６下端部１１８と回転子１３７の底部１３４に必要な隙間を確保しつつ、給油管１４３とクランク軸１２５の同心軸を保持したまま回転子１３７に固定する。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。

固定子１３６に上記インバータ駆動回路より通電がされると回転子１３７はクランク軸１２５とともに回転する。これに伴い偏芯部１２２の偏芯運動はコンロッド１１９を介してピストン１１７をシリンダー１１３内で往復運動させ、吸入された冷媒ガス１０３を圧縮する所定の圧縮動作を行う。また、電動要素１３５によってクランク軸１２５と給油管１４３が回転駆動され、密閉容器１０１内に封入された潤滑油１０２中で給油管が回転することで、遠心ポンプ作用により給油管１４３内側で油圧が発生し、潤滑油１０２は給油管１４３に吸い上げられ、各摺動部へ供給される。

ここで本実施の形態によれば、給油管１４３を回転子１３７に焼き嵌めで固定するため、回転子１３７の過熱で給油管１４３との焼き嵌め部１４５の径を拡大することから焼き嵌め部をこじることなく給油管を設置でき、回転子１３７の冷却と共に焼き嵌め部１４５の径を縮小させることにより給油管１４３を回転子１３７に固定するので、圧入等で金属どうしが強くこじれる時に発生する微細金属粉の発生を防止することができる。

その結果、微細金属粉が発生して潤滑油１０２とともに摺動部に循環し、摺動部に噛み込まれて圧縮要素１１０をロックさせてしまうとことが無くなり、高い信頼性を備えた圧縮機が実現できた。

さらに、テーパー状をなすクランク軸１２５の下端部１２８と、同様にテーパー状をなす給油管のクランク軸との当接部１４２を当接しながら焼き嵌めによって固定することにより、クランク軸１２５と給油管１４３を同軸に保持することができる。よって、給油管１４３とクランク軸１２５との軸ずれを防止できることから、給油管１４３の振れまわりによって潤滑油１０２の攪拌を最小限に抑えることができ、潤滑油１０２の攪拌による騒音を低減できる。結果、騒音の低い圧縮機を実現できるというメリットが得られる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による圧縮機の要部断面図、図５（ａ）は、同実施の形態による圧縮機の給油管の平面図、図５（ｂ）は、同実施の形態による圧縮機の給油管の側面図、図６（ａ）は、同実施の形態による圧縮機の回転子の平面図、図６（ｂ）は、同実施の形態による圧縮機の回転子の側面図、図７は同実施の形態による圧縮機の要部組立工程図である。

図４から図６において、密閉容器１０１には潤滑油１０２を貯留するとともに、冷媒ガス１０３を充填している。

圧縮要素１１０は、シリンダー１１３を形成するブロック１１５と、シリンダー１１３内に往復自在に嵌入されたピストン１１７と、ブロック１１５の軸受け部１１６に軸支される主軸部１２０および偏芯部１２２からなるクランク軸２２５と、偏芯部１２２とピストン１１７を連結するコンロッド１１９とを備え、レシプロ式の圧縮要素を形成している。

クランク軸２２５の下端には下端が潤滑油１０２に浸漬された給油管２４３が配設されている。給油管２４３はステンレス材等で形成され、略円錐形をなし下端が潤滑油１０２に開口する円錐状の遠心ポンプ部２４７と上端をテーパー状に成形した当接部２４２を備え、同様にテーパー状に成形したシャフトの下端部２２８と当接部２４２を当接した状態で回転子１３７を焼き嵌めすることでクランク軸２２５に固定される。

給油管２４３には上端に外側に張り出した一対の凸部２４４を設け、回転子１３７には凸部２４４に対向する位置に一対の凹部２３８を形成しており、凸部２４４が凹部２３８に嵌合させて回転子１３７を焼き嵌めしている。

ここでこの組立方法について説明する。

オイルポンプ２４０はクランク軸２２５の下端部２２８の外周がテーパー状になっているクランク軸２２５と、外径部の一部が凸部形状をなし、ステンレス等で形成された給油管２４３と、クランク軸２２５との焼き嵌め部２４５に凹部形状を設けた回転子１３７とで構成され、給油管の凸部２４４と回転子１３７の凹部２３８を勘合した状態でクランク軸２２５と給油管２４３を回転子１３７に焼き嵌めすることにより固定される。

まず、回転子１３７を過熱用治具の土台部２５０に設置する。土台部２５０中央には穴２５２が開いており、下方には加速度センサーと位置センサーを備えた可動式治具２５５が備わっている。回転子１３７を土台部２５０に設置後、回転子１３７を高温に過熱し、給油管２４３を回転子の底部２３３まで挿入する。

次に、ブロック軸受け部１１６の下端部２１８を回転子１３７の底部２３４に接触させ一旦固定し、クランク軸２２５をブロックスラスト部２１４と接触するまで挿入する。この時点において給油管２４３とクランク軸２２５の下端部２２８は接触していない。

クランク軸２２５の挿入が完了後、可動式治具２５５を上昇させ、給油管２４３とクランク軸２２５が接触した時点で加速度センサーが反応し基準位置を設定する。この基準位置から給油管２４３とクランク軸２２５を当接し、かつ偏心部に設けられた可動式治具２５７でクランク軸２２５と給油管２４３の当接を保持しながら可動式治具２５５によってブロック軸受け部１１６の下端部２１８と回転子１３７の間に必要な隙間距離を持ち上げる。

この状態を保持したまま回転子１３７を冷却することにより、ブロック軸受け部１１６下端部２１８と回転子１３７の底部２３４に必要な隙間を確保しつつ、給油管２４３とクランク軸２２５の同心軸を保持したまま回転子１３７に固定することができる。

以上のように構成された圧縮機について以下その動作を説明する。

固定子１３６に上記インバータ駆動回路より通電がされると回転子１３７はクランク軸２２５とともに回転する。これに伴い偏芯部１２２の偏芯運動はコンロッド１１９を介してピストン１１７をシリンダー１１３内で往復運動させ、吸入された冷媒ガス１０３を圧縮する所定の圧縮動作を行う。また、電動要素１３５によってクランク軸２２５と給油管２４３が回転駆動され、密閉容器１０１内に封入された潤滑油１０２中で給油管２４３が回転することで、遠心ポンプ作用により給油管２４３内側で油圧が発生し、潤滑油１０２は給油管２４３に吸い上げられ、各摺動部へ供給される。

ここで本実施の形態によれば、給油管２４３に設けられた凸部２４４と回転子１３７に設けられた凹部２３８を勘合した状態で給油管２４３を回転子１３７に焼き嵌めするため、回転運動時に給油管２４３と潤滑油１０２の間で反回転方向の力が発生するが、焼き嵌めによって固定するだけではなく、給油管２４３の凸部２４４と回転子１３７の凹部２３８で給油管２４３が係止されることから、給油管２４３が回転子１３７内部でずれることを防ぐことができるため、より信頼性の高い圧縮機を提供できるというメリットが得られる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は信頼性が高いため、家庭用冷蔵庫を初めとして、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いたあらゆる用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１による圧縮機の断面図本発明の実施の形態１による圧縮機の要部断面図本発明の実施の形態１による圧縮機の要部組立工程図本発明の実施の形態２による圧縮機の要部断面図（ａ）本発明の実施の形態２による圧縮機の給油管の平面図（ｂ）本発明の実施の形態２による圧縮機の給油管の側面図（ａ）本発明の実施の形態２による圧縮機の回転子の平面図（ｂ）本発明の実施の形態２による圧縮機の回転子の側面図本発明の実施の形態２による圧縮機の要部組立工程図従来の圧縮機の断面図

符号の説明

１０１密閉容器
１０２潤滑油
１１０圧縮要素
１１８下端部
１２５，２２５クランク軸
１２８，２２８下端部
１３５電動要素
１３６固定子
１３７回転子
１４２，２４２当接部
１４３，２４３給油管
１４５，２４５焼き嵌め部
１４７，２４７遠心ポンプ部
２３８凹部
２４４凸部

Claims

回転子および固定子を有する電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素及び前記圧縮要素を収容するとともに底部に潤滑油を貯留する密閉容器を備え、前記圧縮要素は前記回転子が固定されたクランク軸と、下端が前記潤滑油に浸漬され略円錐形をなす遠心ポンプ部を備えた給油管を有し、前記回転子の前記クランク軸側に前記給油管の外径部を焼き嵌め固定した圧縮機。
給油管に当接部を設け、前期当接部と前記クランク軸の下端部とを当接するとともに、前記当接部と前記クランク軸の下端部がともに同じテーパーを有するテーパー形状をなした請求項１に記載の圧縮機。
回転子の焼き嵌め部に凹部を設け、給油管の当接部に凸部を設けるとともに、前記凸部を前記凹部に嵌合させた請求項１に記載の圧縮機。
圧縮要素は密閉容器内に弾性的に支持された請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機。