JP2009138584A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットを使用する場合にも、密閉型圧縮機を小型化し、かつ組立作業を確実で容易にできる。
【解決手段】保持具１３１は、マグネット１３０が密閉容器１０１から離脱しないようにマグネット１３０と僅かな隙間を離間させて配設されたもので、マグネット１３０と密閉容器１０１の間に余分なスペースを必要とせず、密閉型圧縮機を小型化することができる。さらに、マグネット１３０を保持具１３１に固定してもマグネット１３０に荷重が作用しないため、マグネット１３０が割れたり欠けたりすることがなく、信頼性が高く生産性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用冷蔵庫または業務用冷蔵庫、空気調和機等に搭載される密閉型圧縮機に関するものである。

従来の圧縮機内の金属屑等の不純物を吸着して捕捉するマグネットの固定方法としては、密閉容器の底部に配置した保持具を折り曲げによって「く」の字に成形した折曲片を備え、マグネットを外側から固定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。

図７は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図８は、従来の密閉型圧縮機の要部斜視図、図９は、従来の密閉型圧縮機の分解斜視図を示すものである。

図７から図９において、密閉容器１内に冷媒２を充填するとともに、電動要素１１と電動要素１１によって駆動される圧縮要素２１とを収納している。

電動要素１１は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子１２と、固定子１２の内側と所定の間隙を有して配置された回転子１３から構成されている。

圧縮要素２１は、回転子１３を圧入固定した主軸部２２ａと、主軸部２２ａに対して偏芯して形成された偏芯軸部２２ｂと、主軸部２２ａと同軸に設けられた副軸部２２ｃとを有するシャフト２２を備えている。

さらに圧縮要素２１は、固定子１２の下方に固定され、圧縮室２３ａを形成するシリンダブロック２３と、シリンダブロック２３の上方にボルト２３ｂによって固着され主軸部２２ａを支持する主軸受２４ａと、シリンダブロック２３の下方にボルト２３ｂによって固着され副軸部２２ｃを支持する副軸受２４ｃと、圧縮室２３ａ内で回転運動するピストン２５とを備え、ロータリ式の圧縮機構を形成している。

マグネット３０は、密閉容器１の底部に固着された本体部３１ａと、折り曲げによって本体部３１ａに立設した突起３１ｂと、同様に折り曲げによって本体部３１ａに立設かつ「く」の字に成形した折曲片３１ｃを備えた保持具３１によって、外側から包み込むように固定されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

固定子１２に外部電源より通電がされると、回転子１３はシャフト２２とともに回転する。これに伴い偏芯軸部２２ｂの偏芯運動はピストン２５を圧縮室２３ａ内で回転運動させ、冷媒２を圧縮する所定の圧縮動作を行う。

また、密閉型圧縮機の製作工程では、密閉容器１の嵌合時などに発生する糸状の鉄バリが密閉容器１内に混入し、密閉型圧縮機の運転時では、圧縮要素２１を構成する各要素どうしが摺動し摩耗による金属鉄粉などが発生することがあるが、これらの鉄バリや金属鉄粉などをマグネット３０が磁力で吸着し捕捉することができるため、鉄バリや金属鉄粉などが摺動部に搬送されて摺動を阻害したり、絶縁部に搬送されて絶縁不良を引き起こしたりすることを防止し、信頼性を向上させている。

この保持具３１とマグネット３０の固定手順については、まず密閉容器１の底部に保持具３１を固着し、マグネット３０を保持具３１の折曲片３１ｃに押し込み、折曲片３１ｃを押し広げることで弾性力により保持されている。
実開平１−９９９８７号公報

しかしながら、上記従来の構成では、マグネット３０を固定するために、マグネット３０と密閉容器１との間に保持具３１の本体部３１ａを配置しているため、マグネット３０を配設するためのスペースが多く必要となり、結果として密閉型圧縮機の全高が高くなってしまったり、保持具３１がマグネット３０を外側から包み込むために保持具３１が大型化してしまったりするという課題を有していた。

また、マグネット３０で折曲片３１ｃを押し広げるために、マグネット３０に荷重が作用してマグネット３０が割れたり欠けたりするという組立上の課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、密閉型圧縮機を小型化し、かつ組立作業が確実で容易な密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器の底部に配置された環状のマグネットと、マグネットの環内で密閉容器に固定された保持具とを備え、保持具は、マグネットが密閉容器から離脱しないようにマグネットと僅かな隙間を設けて配設されたもので、マグネットと密閉容器の間に保持具が存在しないため、マグネットと密閉容器とを密着させることで余分なスペースを必要とせず、また、保持具とマグネットとの間に、密閉容器からマグネットが離脱することを防止しつつ隙間を設けるため、マグネットを保持具に固定してもマグネットに荷重が作用することを防止するという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器の底部に配置された環状のマグネットと、マグネットの環内で密閉容器に固定された保持具とを備え、保持具は、マグネットが密閉容器から離脱しないようにマグネットと僅かな隙間を設けて配設されたもので、マグネットと密閉容器の間に保持具が存在しないため、マグネットと密閉容器とを密着させることで余分なスペースを必要とせず、密閉型圧縮機を小型化することができる。さらに、保持具とマグネットとの間に、密閉容器からマグネットが離脱することを防止しつつ隙間を設けるため、マグネットを保持具に固定してもマグネットに荷重が作用しないため、マグネットが割れたり欠けたりすることがなく、信頼性が高く生産性を高めることができる。

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、固定子と回転子とを備えた電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容するとともに、前記密閉容器の底部に配置された環状のマグネットと、前記マグネットの環内で前記密閉容器に固定された保持具とを備え、前記保持具は、前記マグネットが前記密閉容器から離脱しないように前記マグネットと僅かな隙間を設けて配設されたもので、マグネットと密閉容器の間に保持具が存在しないため、マグネットと密閉容器とを密着させることで余分なスペースを必要とせず、密閉型圧縮機を小型化することができる。さらに、保持具とマグネットとの間に、密閉容器からマグネットが離脱することを防止しつつ隙間を設けるため、マグネットを保持具に固定してもマグネットに荷重が作用しないため、マグネットが割れたり欠けたりすることがなく、信頼性が高く生産性を高めることができる。

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、保持具は、前記保持具の中央に位置し密閉容器に固定される本体部と、前記本体部から延出した複数のアーム部を備え、前記本体部が前記密閉容器の底部に固定された後にマグネットを前記アーム部の外側に挿入し、その後前記アーム部を塑性変形させることで前記マグネットが前記密閉容器から離脱しない構成にしたもので、アーム部を塑性変形させる簡単な作業で、マグネットを密閉容器から離脱しないように確実に配設することができるため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、マグネット及び保持具の組立作業を確実でかつ容易に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、アーム部はマグネットの反密閉容器側の上端面よりも反密閉容器側に延出し、前記マグネットの前記上端面における水平面において、前記アーム部と前記マグネットとは半径方向に所定の隙間を有し、前記アーム部の先端部の外接円の直径は、前記マグネットの内径よりも大きくしたもので、アーム部がマグネットと接触しないためにマグネットに荷重が作用することがなく、さらにマグネットを回転させたり上下左右に移動させたりしてアーム部から外れないことを確実かつ容易に確認することができるため、請求項２に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性および生産性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、アーム部は、本体部と前記アーム部の接合部から前記アーム部の先端部にかけて、マグネットの軸芯から離れる方向に傾斜したもので、アーム部を塑性変形させる成形作業が容易であるため、請求項２または３に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性を高めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、先細形状の治具を密閉容器に固定された保持具の本体部に向かって押圧することで、アーム部を傾斜させたもので、アーム部を所定の形状に確実に成形することができ、アーム部とマグネットとの間に所定の隙間を確実に且つ容易に確保することができるため、請求項４に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性および生産性を高めることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、アーム部とマグネットの軸芯との成す角度が１５〜４５度の範囲で構成したもので、アーム部の形状について視認性が高く、目視で成形作業の良否確認を行うことができるとともに、アーム部とマグネットとの間に、半径方向の所定の隙間を確保することが容易となるため、請求項４に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性および生産性を高めることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、本体部の密閉容器側の接合面に溶接突起を備え、前記本体部をプロジェクション溶接またはスポット溶接で前記密閉容器の底部に溶接固定したもので、本体部と密閉容器の固定部に十分な溶接強度が得られ、特別な設備を必要とせずに汎用設備を用いて保持具を密閉容器の底部に固定できるため、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに安価に生産することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、保持具のアーム部において、厚さは幅よりも薄くしたもので、アーム部を塑性変形させる成形作業において大きな負荷は必要がないため設備も簡単なものでよく、請求項４または５に記載の発明の効果に加えて、さらに安価で生産性を高めることができる。

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。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における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機のマグネット取付け前の要部斜視図、図３は、同実施の形態における密閉型圧縮機のマグネット取付け後の要部斜視図、図４は、同実施の形態における密閉型圧縮機の保持具の塑性変形前の要部斜視図、図５は、同実施の形態における密閉型圧縮機の保持具の塑性変形後の要部斜視図、図６は、同実施の形態における密閉型圧縮機の生産工程での斜視図である。

図１から図６において、密閉容器１０１内に冷媒１０２を充填するとともに、電動要素１１１と電動要素１１１によって駆動される圧縮要素１２１が、複数のスプリング１０３によって弾性支持されて収納されている。

この密閉容器１０１は、上部容器１０１ａと下部容器１０１ｂを備え、内部に電動要素１１１と圧縮要素１２１を収納した後に嵌合されて、嵌合部が溶接されて密閉容器１０１を形成している。

電動要素１１１は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子１１２と、固定子１１２の内側と所定の隙間を有して配置された回転子１１３から構成されている。

圧縮要素１２１は、回転子１１３を固定した主軸部１２２ａと、主軸部１２２ａに対して偏芯して形成された偏芯軸部１２２ｂと、主軸部１２２ａと同軸に設けられた副軸部１２２ｃとを有するシャフト１２２を備えている。

さらに圧縮要素１２１は、固定子１１２の上方に固定され、圧縮室１２３ａを形成するシリンダブロック１２３と、シリンダブロック１２３の下方にボルト１２３ｂによって固着され主軸部１２２ａを支持する主軸受１２４ａと、シリンダブロック１２３の上方にシリンダブロック１２３と一体で成形された副軸部１２２ｃを支持する副軸受１２３ｃとを備えるとともに、圧縮室１２３ａ内で往復運動するピストン１２５と、ピストン１２５と偏芯軸部１２２ｂとを連結する連結手段１２６を備え、レシプロ式の圧縮機構を形成している。

環状のマグネット１３０は、マグネット１３０の環内で密閉容器１０１の底部に固定された本体部１３１ａと、本体部１３１ａから１２０°の等間隔で法線方向に延出した３本のアーム部１３１ｂとを備えた保持具１３１によって、密閉容器１０１から離脱しないように配設されている。

従って、保持具１３１はマグネット１３０の環内で密閉容器１０１の底部に固定されるために、マグネット１３０と密閉容器１０１の間に保持具１３１が存在せず、マグネット１３０と密閉容器１０１とを密着させることで余分なスペースを必要とせず、密閉型圧縮機を小型化することができる。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

固定子１１２に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子１１３はシャフト１２２とともに回転し、これに伴い偏芯軸部１２２ｂの偏芯運動は連結手段１２６を介してピストン１２５を圧縮室１２３ａ内で往復運動させ、冷媒１０２を圧縮する所定の圧縮動作を行う。

また、密閉型圧縮機の製作工程では、密閉容器１０１の上部容器１０１ａと下部容器１０１ｂとを嵌合する時などに、上部容器１０１ａと下部容器１０１ｂとが擦れて糸状の鉄バリが発生し、密閉容器１０１内に混入することがある。

また、密閉型圧縮機の運転時において、圧縮要素１２１を構成する主軸受１２４ａとシャフト１２２といった各要素どうしが摺動し摩耗による金属鉄粉などが発生することがある。

しかし、これらの鉄バリや金属鉄粉などが密閉容器１０１内に配置されたマグネット１３０の磁力で吸着されて捕捉されるため、鉄バリや金属鉄粉などが摺動部に搬送されて摺動を阻害したり、絶縁部に搬送されて絶縁不良を引き起こしたりすることを防止することができ、高い信頼性が得られる。

ここで、鉄バリや金属鉄粉などは自重により密閉容器１０１の底部１０１ｃに集積されるため、マグネット１３０も密閉容器１０１の底部１０１ｃに配設している。

次に、マグネット１３０と保持具１３１を密閉容器１０１に配設する手順を説明する。

図２のように、まず、保持具１３１の下部容器１０１ｂ側の接合面に設けられた溶接突起１３１ｃを用いて、本体部１３１ａを下部容器１０１ｂの底部に溶接固定する。具体的には安価に溶接するために、汎用設備で溶接固定できるプロジェクション溶接やスポット溶接を用いている。

次に、図３のように、マグネット１３０をアーム部１３１ｂの外側に挿入し、マグネット１３０の磁力で密閉容器１０１に密着させる。

次に、図４のように、先細形状になった治具１４０を保持具１３１の本体部１３１ａの中央に向かって押圧することで、図５のように、アーム部１３１ｂを治具１４０の先端形状に沿うように、アーム部１３１ｂが塑性変形する。

具体的には、本体部１３１ａとアーム部１３１ｂの接合部１３１ｄからアーム部１３１ｂの先端部１３１ｅにかけて、マグネット１３０の軸芯から離れてマグネット１３０に近づく方向に塑性変形し、本実施例ではアーム部１３１ｂとマグネット１３０の軸芯が成す角度を１５〜４５度に範囲（代表的角度は３０度）にしている。

なお、アーム部１３１ｂの成形作業の良否確認を目視でできるように、視認性を高めるべく、アーム部１３１ｂとマグネット１３０の軸芯が成す角度を設定している。

以上のように、治具１４０を保持具１３１に押圧して塑性変形した後は、アーム部１３１ｂの先端部１３１ｅはマグネット１３０の上端面１３０ａよりも下部容器１０１ｂの反対側にまで延出するとともに、アーム部１３１ｂの３つの先端部１３１ｅの外接円の直径はマグネット１３０の内径よりも大きくなり、また、マグネット１３０の上端面１３０ａにおける水平面において、アーム部１３１ｂとマグネット１３０とは半径方向に所定の隙間を有している。

従って、マグネット１３０が、例えば図６に示すように、生産工程（搬送）において密閉容器１０１の向きが変えられ、自重などにより下部容器１０１ｂから離脱しようとしても、アーム部１３１ｂの３つの先端部１３１ｅの外接円の直径はマグネット１３０の内径よりも大きいために、マグネット１３０が保持具１３１から抜けることはない。

また、マグネット１３０とアーム部１３１ｂの間には常に隙間が存在するために、治具１４０でアーム部１３１ｂを押圧して塑性変形させた時に、アーム部１３１ｂを介してマグネット１３０に荷重が作用することはないため、マグネット１３０が組立作業中に割れたり欠けたりすることを防止し、結果として、信頼性を高めることができる。

また、アーム部１３１ｂは治具１４０に沿って塑性変形するので確実に成形することができ、また、成形作業が容易であるため、信頼性および生産性を高めることができる。

また、アーム部１３１ｂを塑性変形させた後も、保持具１３１とマグネット１３０とは隙間を有しているため、マグネット１３０の外周を指でつまむなどして、マグネット１３０を回転させたり上下左右に移動させたりして、マグネット１３０がアーム部１３１ｂから外れない確認を確実かつ容易に実施できるため、マグネット１３０を確実に配設することができるとともに、アーム部１３１ｂの成形作業の良否確認を目視でできるように、視認性を高めるべく、アーム部１３１ｂとマグネット１３０の軸芯が成す角度を設定していることも合わせてさらに生産性を高めることができる。

なお、本実施の形態において、板厚をアーム部１３１ｂの幅よりも薄くしており、具体的には保持具１３１の板厚を１．４ｍｍ、アーム部１３１ｂの幅を２．０ｍｍとしている。これによりアーム部１３１ｂの断面二次モーメントが減少するため、結果として、アーム部１３１ｂの成形作業の負荷が小さくなるため、生産性を高めることができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、マグネットを使用する場合にも、小型化し、かつ組立作業を確実で容易にできるので、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機のマグネット取付け前の要部斜視図 同実施の形態における密閉型圧縮機のマグネット取付け後の要部斜視図 同実施の形態における密閉型圧縮機の保持具の塑性変形前の要部斜視図 同実施の形態における密閉型圧縮機の保持具の塑性変形後の要部斜視図 同実施の形態における密閉型圧縮機の生産工程での斜視図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図 従来の密閉型圧縮機の要部斜視図 従来の密閉型圧縮機の分解斜視図

符号の説明

１０１ 密閉容器
１０１ｃ 底部
１１１ 電動要素
１１２ 固定子
１１３ 回転子
１２１ 圧縮要素
１３０ マグネット
１３０ａ 上端面
１３１ 保持具
１３１ａ 本体部
１３１ｂ アーム部
１３１ｃ 溶接突起
１３１ｄ 接合部
１３１ｅ 先端部
１４０ 治具

Claims (8)

1. 密閉容器内に、固定子と回転子とを備えた電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容するとともに、前記密閉容器の底部に配置された環状のマグネットと、前記マグネットの環内で前記密閉容器に固定された保持具とを備え、前記保持具は、前記マグネットが前記密閉容器から離脱しないように前記マグネットと僅かな隙間を設けて配設された密閉型圧縮機。
2. 保持具は、前記保持具の中央に位置し密閉容器に固定される本体部と、前記本体部から延出した複数のアーム部を備え、前記本体部が前記密閉容器の底部に固定された後にマグネットを前記アーム部の外側に挿入し、その後前記アーム部を塑性変形させることで前記マグネットが前記密閉容器から離脱しないようにした請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. アーム部はマグネットの反密閉容器側の上端面よりも反密閉容器側に延出し、前記マグネットの前記上端面における水平面において、前記アーム部と前記マグネットとは半径方向に所定の隙間を有し、前記アーム部の先端部の外接円の直径は、前記マグネットの内径よりも大きい請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. アーム部は、本体部と前記アーム部の接合部から前記アーム部の先端部にかけて、マグネットの軸芯から離れる方向に傾斜した請求項２または３に記載の密閉型圧縮機。
5. 先細形状の治具を密閉容器に固定された保持具の本体部に向かって押圧することで、アーム部を傾斜させた請求項４に記載の密閉型圧縮機。
6. アーム部とマグネットの軸芯との成す角度が１５〜４５度の範囲である請求項４に記載の密閉型圧縮機。
7. 本体部の密閉容器側の接合面に溶接突起を備え、前記本体部をプロジェクション溶接またはスポット溶接で前記密閉容器の底部に溶接固定した請求項１から６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
8. 保持具のアーム部において、厚さは幅よりも薄い請求項４または５に記載の密閉型圧縮機。

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