JP2008082223A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な機構で圧縮機の小型・軽量化を図る密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】筒状の胴部(3)の上側に形成される吐出室(60)、並びに胴部の下側に形成される潤滑油の貯油室(23)を有する密閉容器(2)と、胴部内に収容され、回転軸(12)に駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮機構(30)と、圧縮機構の下側にて胴部内に収容され、回転軸を通電により駆動させる電動機(6)と、電動機の下側にて回転軸の下端側を回転自在に支持する第２フレーム部材(18)と、第２フレーム部材の下側にて貯油室に対峙する胴部に配設され、電動機に電力を供給する密閉端子(80)とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉型圧縮機に係り、詳しくは、密閉容器の下側に潤滑油を貯留する密閉型圧縮機に関する。

この種の圧縮機は冷凍空調機器などに用いられ、作動流体としての冷媒を圧縮する。この冷媒には通常、潤滑油が含まれている。この潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等の潤滑のみならず、摺動面のシールとしての機能を有する。
また、圧縮機の密閉容器内には、上側から順に吐出室、圧縮機構、電動機及び貯油室が設けられ、電動機は吐出室の上方に位置する密閉端子に接続されており、容器外の駆動回路から電動機に電力が供給される。そして、当該密閉端子には差込型の端子構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２９９４３１号公報

ところで、上記冷凍空調機器などに用いられ、密閉容器の下側に潤滑油を貯留する圧縮機においては、近年、一般家庭にも容易に配置させるべく小型・軽量化が求められている。
しかしながら、上述した従来の技術では吐出室の容積が大きく、また、密閉端子が吐出室の上方に位置することから、小型・軽量化を図り難いとの問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡単な機構で圧縮機の小型・軽量化を図る密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、請求項１記載の密閉型圧縮機は、筒状の胴部、及び胴部の上側に形成される吐出室、並びに胴部の下側に形成される潤滑油の貯油室を有し、胴部内に吐出圧が作用する密閉容器と、胴部内に収容され、回転軸に駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮機構と、圧縮機構の下側にて胴部内に収容され、回転軸を通電により駆動させる電動機と、電動機の下側にて回転軸の下端側を回転自在に支持するフレーム部材と、フレーム部材の下側にて貯油室に対峙する胴部に配設され、電動機に電力を供給する密閉端子とを具備することを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、密閉端子は、胴部に固定される端子本体と、端子本体内に配置され、その母線長さを絶縁距離とするリードと、端子本体内に配置され、リードを囲繞して絶縁を図る絶縁体と、胴部内に配置され、その一端がリードに予め溶接固定され、他端が電動機に接続されるリード線とを含むことを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、吐出室は、胴部と、胴部の上側にて胴部に気密に嵌合される蓋部とで区画され、蓋部は、その周縁にて胴部に嵌合される筒状の嵌合部と、嵌合部を覆い、吐出室の容積を小さくすべく断面視にて略平板状に形成された遮蔽部とから構成されることを特徴としている。

更にまた、請求項４記載の発明では、圧縮機構は、回転軸により駆動されて固定渦巻体の軸心周りに公転旋回運動される可動渦巻体を有するスクロールユニットであることを特徴としている。
また、請求項５記載の発明では、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴としている。

従って、請求項１記載の本発明の密閉型圧縮機によれば、胴部の下側には潤滑油の貯油室が配置されており、この貯油室に対峙する胴部に密閉端子が配設されている。つまり、本発明の密閉端子は、吐出室の上方に設けられず、貯油室の側方に設けられていることから、密閉容器の上部分の小容積化が可能となる。この結果、圧縮機の小型・軽量化が達成可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、密閉端子が貯油室に対峙して設けられる場合において、仮に既存の差込型の端子構造を採用した場合にはリード及びリード線が潤滑油に晒され得るので、その差込作業が困難、及び電動機の不具合等を招くことが懸念される。しかしながら、本発明の密閉端子の如くリード線がリードに予め溶接で固定されていることから、リードとリード線との接続作業が容易になるし、電動機の不具合等の回避にも寄与する。

更に、請求項３記載の発明によれば、吐出室を区画する蓋部が、断面視にて略半球状ではなく、略平板状の遮蔽部を有している。つまり、圧縮機のトップシェル形状が略平板状に形成されており、吐出室が最小容積になる結果、圧縮機の小型・軽量化が達成される。
更にまた、請求項４記載の発明によれば、密閉容器内にスクロールユニットを収容すれば、上下方向の長さが短くて済み、圧縮機のより一層の小型化が図られる。

また、請求項５記載の発明によれば、作動流体として高圧に圧縮される二酸化炭素からなる冷媒が用いられ、密閉容器の板厚が増大した場合であっても、上記構成によれば小型・軽量化が達成可能となる。

以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施例に係る密閉型圧縮機を示す。この圧縮機１は冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれている。当該回路は、作動流体の一例であるＣＯ_２冷媒（以下、冷媒と称する）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて供出する。

この圧縮機１は密閉容器２を備えており、この容器２の胴部（シェル）３は、その上側及び下側が上蓋（トップシェル）４及び下蓋（ボトムシェル）５によってそれぞれ気密に嵌合されており、胴部３の内部が密閉され、吐出圧が作用している。なお、下蓋５には台座４０が設けられ、圧縮機１を支持している。
胴部３内には電動モータ（電動機）６が収容され、このモータ６内には回転軸１２が配置されている。詳しくは、モータ６は、永久磁石を有するロータ８が回転軸１２の外周側に固着され、このロータ８の外周側には電機子巻線１１を有するステータ１０が配置されている。なお、ステータ１０の外周側の一部分が胴部３に圧入固定される。そして、電機子巻線１１が通電されると、ロータ８は電機子巻線１１で発生した磁界の回転に伴って回転し、回転軸１２と一体的に回転する。また、回転軸１２の上端側は軸受１６を介して主軸フレーム１４に回転自在に支持されている。

一方、回転軸１２の下端側は軸受２０を介して副軸フレーム（フレーム部材）１８に回転自在に支持されている。また、回転軸１２の下端側にはオイルポンプ２２が装着されており、ポンプ２２は胴部３の下側であって下蓋５の内側に形成された貯油室２３内の潤滑油を吸引する。この潤滑油は回転軸１２の油路２４を経て回転軸１２の上端からモータ６やスクロールユニット（圧縮機構）３０等に供給され、各摺動部分や軸受等の潤滑、並びに、摺動面のシールとして機能する。更に、このフレーム１８には潤滑油の導入口１９が形成されており、圧縮機１内の各摺動部分に供給された潤滑油は、導入口１９を介して貯油室２３に貯留される。

上記ユニット３０は胴部３内においてモータ６の上方に配置され、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。より詳しくは、このユニット３０は、可動渦巻体５２及び固定渦巻体３２から構成されており、可動渦巻体５２は鏡板５４を備え、この鏡板５４には固定渦巻体３２の鏡板３４に向けて延びた渦巻きラップが一体形成されている。これに対し、固定渦巻体３２の鏡板３４にも鏡板５４に向けて延びる渦巻きラップが一体形成されている。そして、これら各渦巻きラップが互いに協働して圧縮室を形成し、この圧縮室は固定渦巻体３２に対する可動渦巻体５２の旋回運動により、渦巻きラップの径方向外周側から中心に向けて移動し、この際、その容積が減少される。

上述した可動渦巻体５２に旋回運動を付与するため、鏡板５４の下面側にはボス６６が形成され、このボス６６は軸受２８を介して偏心軸２６に回転自在に支持される。この偏心軸２６は回転軸１２の上端側に一体形成されている。なお、可動渦巻体５２の自転は自転阻止ピン６８により阻止されている。
一方、固定渦巻体３２は主軸フレーム１４に固定されており、鏡板３４が圧縮室側と吐出室６０側とを仕切っている。固定渦巻体３２の中央部分の適宜位置には、圧縮室側に連通する吐出孔が鏡板３４を貫通して穿設されており、この吐出孔は、固定渦巻体３２の反スクロール側に配置された吐出弁６２により開閉される。

ところで、上記モータ６は密閉容器２の外部に配置された駆動回路から密閉端子を経由して電力が供給されており、本実施例の密閉端子８０は副軸フレーム１８の下側、つまり、貯油室２３に対峙する胴部３に配設されている。
具体的には、図２にも示されるように、密閉端子８０は金属製の端子本体８２を有しており、この本体８２は段付きの円盤状、より詳しくは、胴部３に嵌合して固定される小径部８３と、小径部８３に連なって胴部３内、つまり、貯油室２３に向けて拡径する大径部８４とから構成されている。

また、端子本体８２内には金属製のリードが複数配置されている。このリードは各相１本で構成され、例えば三相のモータに対しては計３本のリードが並設される。具体的には、本実施例のリード８５は中実状に形成され、端子本体８２を貫通して配置されており、その母線長さが絶縁距離に設定されている。また、リード８５は端子本体８２内にてガラス製の絶縁体８８に囲繞され、リード８５と端子本体８２、更にはリード８５と胴部３との絶縁が図られている。

更に、リード８５の貯油室２３側の端部はリード線９０に接続され、このリード線９０の一端とリード８５とは、密閉端子８０が胴部３に取り付けられる前の段階にて溶接固定されている。一方、リード線９０の他端はステータ１０の電機子巻線１１に接続される。そして、このリード線９０は、その表面が電機子巻線１１と同様にエナメル等で被覆され、電機子巻線１１の結線部分や、電機子巻線１１とリード線９０との接続部分にも絶縁処理が施されている。

なお、本発明に係る密閉端子は、同図に示される如く総て中実状のリード８５で構成される他、絶縁体を介して小径部８３の端部と大径部８４の端部とにそれぞれ接合する分割したリードで構成されていても良い。この場合には、各リード及び絶縁体はそれぞれ中空状に形成され、各リード内及び絶縁体内にリード線を配置しても良い。これら各リードの母線長さもまた絶縁距離に設定される。

そして、リード８５及び絶縁体８８等を有し、リード線９０とリード８５とを予め溶接で固定した端子本体８２において、小径部８３に嵌合される穴が胴部３に加工されると、この胴部３内から外部に向けて密閉端子８０を設置する。すなわち、大径部８４が胴部３の内周面に当接するまで、小径部８３を胴部３内から上記穴に挿入する。次いで、胴部３と端子本体８２との間、つまり、胴部３の外周面と小径部８３の外周縁との間、及び胴部３の内周面と小径部８３の外周縁との間をそれぞれ溶接し、胴部３内を封止する。

上述した圧縮機１によれば、駆動回路からの電力供給によりモータ６が駆動されて回転軸１２が回転すると、可動渦巻体５２が自転することなく旋回運動する。この可動渦巻体５２の旋回運動は、吸入管５８を介して胴部３内に取り込んだ冷媒をスクロールユニット３０の外周側からその内部に向けて吸入させる。そして、圧縮室の容積が縮小すると、高圧の圧縮冷媒は吐出室６０に至り、主軸フレーム１４の外周側を通ってモータ６等に達し、吐出管７０を経て圧縮機外へ送出される。

一方、ポンプ２２により軸受１６，２８等に供された潤滑油は、ステータ１０の外周側や、電機子巻線１１と電機子巻線１１との間隙等を通って流下し、導入口１９を通じて貯油室２３に導かれて蓄えられる。
次に、図３は第２実施例を示すものである。当該第２実施例では、吐出室の構成を除き、上記実施例と同一の構成をなす。よって、この吐出室を中心に説明する。

本実施例の胴部３の上側には、吐出室６０Ａの容積を最小にする上蓋（蓋部）９４が気密に嵌合されている。より詳しくは、この上蓋９４は、胴部３の内周面に嵌合される筒状の嵌合部９６と、この嵌合部９６を上方から覆う遮蔽部９８とから構成されており、遮蔽部９８は、同図の如く断面視にて略平板状に形成されている。なお、密閉容器２の頂上部分が平板状に形成される限り、上記嵌合部９６は胴部３の外周面に嵌合されても良い。

以上のように、上記各実施例によれば、胴部３の下側には潤滑油の貯油室２３が配置されており、この貯油室２３に対峙する胴部３に密閉端子８０が配設されている。つまり、当該密閉端子８０は、吐出室６０，６０Ａの上方に設けられず、貯油室２３の側方に設けられていることから、密閉容器２の上部分の小容積化が可能となる。この結果、圧縮機の小型・軽量化が達成可能となる。

また、密閉端子８０が貯油室２３の側方に設けられる場合において、仮に既存の差込型の端子構造を採用した場合にはリード及びリード線が潤滑油に晒され得るので、その差込作業が困難、及び電動機の不具合等を招くことが懸念されるものの、当該密閉端子８０の如くリード線９０がリード８５に予め溶接で固定されていることから、リード８５とリード線９０との接続作業が上記差込型の端子構造に比して容易になるし、電動機６の不具合等の回避にも寄与する。

更に、吐出室６０Ａを区画する上蓋９４が、断面視にて略半球状ではなく、略平板状の遮蔽部９８を有している。つまり、圧縮機１のトップシェル形状が略平板状に形成されており、吐出室６０Ａが最小容積になるので、圧縮機の小型・軽量化が達成される。
更にまた、密閉容器２内にスクロールユニット３０を収容すれば、往復式の斜板型等の圧縮機構に比して上下方向の長さが短くて済み、圧縮機のより一層の小型化が図られる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施例ではスクロールユニットを用いているが、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する以上、ロータリ型等の如く他の圧縮機構を用いても良い。

本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機を示した縦断面図である。 図１の密閉端子の断面図である。 他の実施例に係る密閉型圧縮機の要部拡大図である。

符号の説明

１ 密閉型圧縮機
２ 密閉容器
３ 胴部
６ 電動モータ（電動機）
１２ 回転軸
１８ 副軸フレーム（フレーム部材）
２３ 貯油室
３０ スクロールユニット（圧縮機構）
３２ 固定渦巻体
５２ 可動渦巻体
６０，６０Ａ 吐出室
８０ 密閉端子
８２ 端子本体
８５ リード
８８ 絶縁体
９０ リード線
９４ 上蓋（蓋部）
９６ 嵌合部
９８ 遮蔽部

Claims (5)

1. 筒状の胴部、及び該胴部の上側に形成される吐出室、並びに前記胴部の下側に形成される潤滑油の貯油室を有し、前記胴部内に吐出圧が作用する密閉容器と、
   前記胴部内に収容され、回転軸に駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮機構と、
   該圧縮機構の下側にて前記胴部内に収容され、前記回転軸を通電により駆動させる電動機と、
   該電動機の下側にて前記回転軸の下端側を回転自在に支持するフレーム部材と、
   該フレーム部材の下側にて前記貯油室に対峙する前記胴部に配設され、前記電動機に電力を供給する密閉端子と
   を具備することを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記密閉端子は、
   前記胴部に固定される端子本体と、
   該端子本体内に配置され、その母線長さを絶縁距離とするリードと、
   前記端子本体内に配置され、前記リードを囲繞して絶縁を図る絶縁体と、
   前記胴部内に配置され、その一端が前記リードに予め溶接固定され、他端が前記電動機に接続されるリード線と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記吐出室は、前記胴部と、該胴部の上側にて該胴部に気密に嵌合される蓋部とで区画され、
   該蓋部は、その周縁にて前記胴部に嵌合される筒状の嵌合部と、該嵌合部を覆い、前記吐出室の容積を小さくすべく断面視にて略平板状に形成された遮蔽部とから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記圧縮機構は、前記回転軸により駆動されて固定渦巻体の軸心周りに公転旋回運動される可動渦巻体を有するスクロールユニットであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。

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