JP2012202353A - 圧縮要素および圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト締結により発生するリアマフラのクリープを抑制して、このリアマフラのクリープにより発生するボルト緩みを防止する圧縮要素および圧縮機を提供する。
【解決手段】リアマフラ２４０は、リアマフラ２４０のみを貫通する第１のボルト８１により、リアヘッド６０に固定される。リアヘッド６０は、少なくともリアヘッド６０を貫通する第２のボルト８２により、第２のシリンダ２２１に固定される。このように、リアマフラ２４０をリアヘッド６０に固定する第１のボルト８１と、リアヘッド６０を第２のシリンダ２２１に固定する第２のボルト８２とを、分けたことにより、ボルト締結により発生するリアマフラ２４０のクリープを抑制して、リアマフラ２４０のクリープにより発生するボルト緩みを防止できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫等に用いられる圧縮要素および圧縮機に関する。

従来、圧縮機の圧縮要素としては、フロントヘッドと、リアヘッドと、上記フロントヘッドと上記リアヘッドとの間に配置されたフロントシリンダおよびリアシリンダと、上記リアヘッドとの間にマフラ室を形成するようにリアヘッドに取り付けられた平板状のリアマフラと備えたものがある（特開２００９−１２７６０８号公報：特許文献１参照）。

上記リアマフラは、リアマフラ、リアヘッド、リアシリンダ、フロントシリンダを貫通してフロントヘッドにねじ込まれた固定ボルトにより、リアヘッドに固定されていた。

特開２００９−１２７６０８号公報

しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記リアマフラは、リアマフラからフロントシリンダまでを貫通してフロントヘッドにねじ込まれた固定ボルトにより、リアヘッドに固定されていたので、固定ボルトの締結力は、リアマフラからフロントヘッドまでを一体に固定する大きな力となっていた。

これに対して、上記リアマフラは、例えば、ＳＰＨＣやＳＰＣＣなどの圧延鋼板から構成されるため、リアマフラの剛性は、小さなものとなる。

このため、締付力の大きな固定ボルトにより、剛性の小さなリアマフラを締め付けることになって、リアマフラにクリープが発生し、このリアマフラのクリープによって固定ボルトの締め付けが緩むという現象が発生する。この現象の発生を、本願発明者は、新たに見出した。

そこで、この発明の課題は、ボルト締結により発生するリアマフラのクリープを抑制して、このリアマフラのクリープにより発生するボルト緩みを防止する圧縮要素、および、この圧縮要素を有する圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮要素は、
フロントヘッドと、
リアヘッドと、
上記フロントヘッドと上記リアヘッドとの間に配置された少なくとも一つのシリンダと、
上記リアヘッドとの間にマフラ室を形成するように上記リアヘッドに取り付けられたリアマフラと
を備え、
上記リアヘッドは、
環状の本体部と、
上記本体部の内周側に設けられたボス部と、
上記本体部の外周側に設けられた周壁と
を有し、
上記リアマフラは、上記ボス部の端面と上記周壁の端面とに接触し、
上記リアマフラは、上記リアマフラを貫通して上記リアヘッドの上記周壁の端面にねじ込まれた第１のボルトにより、上記リアヘッドに固定され、
上記リアヘッドは、少なくとも上記リアヘッドの本体部を貫通している第２のボルトにより、上記少なくとも一つのシリンダに固定されていることを特徴としている。

この発明の圧縮要素によれば、上記リアマフラは、リアマフラのみを貫通する第１のボルトにより、上記リアヘッドに固定されるので、第１のボルトの締結力は、リアマフラをリアヘッドに固定する程度の小さな力となるため、リアマフラのクリープが生じなくて、第１のボルトの締め付けが緩むことがない。

一方、上記リアヘッドは、少なくともリアヘッドの本体部を貫通する第２のボルトにより、上記シリンダに固定されるので、第２のボルトの締結力は、リアヘッドをシリンダに固定する大きな力となるが、リアヘッドの本体部およびシリンダの剛性は大きく、剛性の小さなリアマフラを締め付けていないので、第２のボルトの締結力によってリアヘッドの本体部がクリープすることがなくて、第２のボルトの締め付けが緩むことがない。

このように、リアマフラをリアヘッドに固定する第１のボルトと、リアヘッドをシリンダに固定する第２のボルトとを、分けたことにより、ボルト締結により発生するリアマフラのクリープを抑制して、このリアマフラのクリープにより発生するボルト緩みを防止できる。

また、上記第１のボルトは、上記リアヘッドの上記周壁の端面にねじ込まれているので、圧縮要素が大型化し、第１のボルトの径が大きくなっても、リアヘッドの周壁を厚くしてねじ込むことができる。これに対して、もし、リアヘッドのボス部に第１のボルトをねじ込むと、軸受の精度に影響するボス部が変形するおそれがあり、さらに、第１のボルトの径が大きくなると、ボス部を厚くする必要があり、リアヘッドの本体部にシリンダ内に連通する吐出口を設けることができない。

また、一実施形態の圧縮機では、
密閉容器と、
この密閉容器内に配置される圧縮要素と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータと
を備え、
上記圧縮要素の上記フロントヘッドは、上記モータ側に、配置されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記圧縮要素を有するので、ボルトの締め付けが緩むことがない。

この発明の圧縮要素によれば、上記リアマフラは、上記リアマフラを貫通して上記リアヘッドの上記周壁の端面にねじ込まれた第１のボルトにより、上記リアヘッドに固定され、上記リアヘッドは、少なくとも上記リアヘッドの本体部を貫通している第２のボルトにより、上記シリンダに固定されているので、ボルト締結により発生するリアマフラのクリープを抑制して、このリアマフラのクリープにより発生するボルト緩みを防止する。

この発明の圧縮機によれば、上記圧縮要素を有するので、ボルトの締め付けが緩むことがない。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す断面図である。 圧縮要素の拡大図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である断面図を示している。図１に示すように、この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置される圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２をシャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。この圧縮機は、高圧ドーム型のロータリ圧縮機であり、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。

上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ５とを有する。上記ロータ６には、上記シャフト１２が取り付けられている。

上記ロータ６は、例えば積層された電磁鋼板からなるロータコアと、このロータコアに埋設された磁石とを有する。上記ステータ５は、例えば鉄からなるステータコアと、このステータコアに巻かれたコイルとを有する。

上記モータ３は、上記コイルに電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を上記シャフト１２と共に回転させ、このシャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動する。

上記密閉容器１には、冷媒ガスを吸入する吸入管１１が取り付けられ、この吸入管１１にはアキュームレータ１０が連結されている。つまり、上記圧縮要素２は、上記アキュームレータ１０から上記吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。

この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、上記圧縮要素２から吐出して上記密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３の上記ステータ５と上記ロータ６との間の隙間等を通して、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。上記密閉容器１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。

図２に示すように、上記圧縮要素２は、上記シャフト１２に沿ってモータ３側から順に（上から下へ順に）、フロントヘッド５０と、第１のシリンダ１２１と、端板部材７０と、第２のシリンダ２２１と、リアヘッド６０とを有する。

上記フロントヘッド５０および上記端板部材７０は、上記第１のシリンダ１２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。上記端板部材７０および上記リアヘッド６０は、上記第２のシリンダ２２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。

上記第１のシリンダ１２１、上記フロントヘッド５０および上記端板部材７０によって、第１のシリンダ室１２２を形成する。上記第２のシリンダ２２１、上記リアヘッド６０および上記端板部材７０によって、第２のシリンダ室２２２を形成する。

上記フロントヘッド５０は、環状の本体部５１と、この本体部５１の内周側に設けられたボス部５２とを有する。上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部５１には、上記第１のシリンダ室１２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。

上記本体部５１に関して上記第１のシリンダ１２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁１３１が取り付けられている。この吐出弁１３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記第１のシリンダ１２１と反対側に、上記吐出弁１３１を覆うように、カップ状の内側のフロントマフラ１４０が取り付けられている。上記内側のフロントマフラ１４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記内側のフロントマフラ１４０および上記フロントヘッド５０によって、第１のマフラ室１４２を形成する。上記第１のマフラ室１４２と上記第１のシリンダ室１２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記リアヘッド６０は、環状の本体部６１と、この本体部６１の内周側に設けられたボス部６２と、上記本体部５１の外周側に設けられた周壁６３とを有する。上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部６１には、上記第２のシリンダ室２２２に連通する吐出口６１ａが設けられている。

上記本体部６１に関して上記第２のシリンダ２２１と反対側に位置するように、上記本体部６１に（図示しない）吐出弁が取り付けられ、この吐出弁は上記吐出口６１ａを開閉する。

上記本体部６１には、上記第２のシリンダ２２１と反対側に、上記吐出弁を覆うように、平板状のリアマフラ２４０が取り付けられている。上記リアマフラ２４０は、上記ボス部６２に挿通されている。

上記リアマフラ２４０および上記リアヘッド６０によって、第２のマフラ室２４２を形成する。上記第２のマフラ室２４２と上記第２のシリンダ室２２２とは、上記吐出口６１ａを介して、連通されている。

上記内側のフロントマフラ１４０には、上記フロントヘッド５０と反対側に、カップ状の外側のフロントマフラ３４０が覆うように取り付けられている。上記内側のフロントマフラ１４０および上記外側のフロントマフラ３４０によって、第３のマフラ室３４２を形成する。

上記１のマフラ室１４２と上記第３のマフラ室３４２とは、上記内側のフロントマフラ１４０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記２のマフラ室２４２と上記第３のマフラ室３４２とは、上記リアヘッド６０、上記第２のシリンダ２２１、上記端板部材７０、上記第１のシリンダ１２１および上記フロントヘッド５０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記第３のマフラ室３４２と上記外側のフロントマフラ３４０の外側とは、上記外側のフロントマフラ３４０に形成された（図示しない）孔部によって、連通されている。

上記リアマフラ２４０は、上記リアヘッド６０のボス部６２の端面と、上記リアヘッド６０の周壁６３の端面とに接触している。ボス部６２の端面と周壁６３の端面とは、略同一の高さに位置している。ボス部６２と周壁６３との間には、第２のマフラ室２４２を構成する凹部が設けられている。

上記リアマフラ２４０は、複数の第１のボルト８１によって、上記リアヘッド６０に固定されている。複数の第１のボルト８１は、リアヘッド６０の周方向に間隔をあけて、配列されている。

上記第１のボルト８１は、リアマフラ２４０を貫通してリアヘッド６０の周壁６３の端面にねじ込まれている。つまり、第１のボルト８１は、リアマフラ２４０締結専用のボルトである。

上記リアヘッド６０は、複数の第２のボルト８２により、上記第２のシリンダ２２１に固定されている。複数の第２のボルト８２は、リアヘッド６０の周方向に間隔をあけて、配列されている。

上記第２のボルト８２は、リアヘッド６０の本体部６１、第２のシリンダ２２１および端板部材７０を貫通して、第１のシリンダ１２１にねじ込まれている。第２のボルト８２は、吐出口６１ａよりも、リアヘッド６０の径方向外側に位置している。

上記内側のフロントマフラ１４０、上記外側のフロントマフラ３４０、上記フロントヘッド５０および上記第１のシリンダ１２１は、複数の第３のボルト８３によって、一体に締め付けられている。フロントヘッド５０は、溶接等によって、密閉容器１に取り付けられている。

上記第３のボルト８３は、内側のフロントマフラ１４０、外側のフロントマフラ３４０、フロントヘッド５０を貫通して、第１のシリンダ１２１にねじ込まれている。

上記シャフト１２の一端側は、上記フロントヘッド５０のボス部５２と、上記リアヘッド６０のボス部６２とに支持されており、上記シャフト１２は、片持ち構造となる。

上記シャフト１２には、上記第１のシリンダ室１２２内に配置される第１の偏心ピン１２６を設けている。この第１の偏心ピン１２６には、第１のローラ１２７が嵌め込まれている。この第１のローラ１２７は、上記第１のシリンダ室１２２の内面に沿って上記第１のシリンダ室１２２の中心軸の回りを公転可能に配置され、この第１のローラ１２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記シャフト１２には、上記第２のシリンダ室２２２内に配置される第２の偏心ピン２２６を設けている。この第２の偏心ピン２２６には、第２のローラ２２７が嵌め込まれている。この第２のローラ２２７は、上記第２のシリンダ室２２２の内面に沿って上記第２のシリンダ室２２２の中心軸の回りを公転可能に配置され、この第２のローラ２２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記第１の偏心ピン１２６と上記第２の偏心ピン２２６とは、上記シャフト１２の回転軸に対して、１８０°ずれた位置にある。

次に、上記圧縮要素２の圧縮作用を説明する。

まず、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用において、上記第１の偏心ピン１２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記第１の偏心ピン１２６に嵌合した上記第１のローラ１２７が、この第１のローラ１２７の外周面を上記第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。

すると、一方の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第１のシリンダ室１２２に吸入し、上記第１のシリンダ室１２２内で圧縮して高圧にした後、上記フロントヘッド５０の吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

そして、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記第１のマフラ室１４２および上記第３のマフラ室３４２を経由して、上記外側のフロントマフラ３４０の外部に排出される。

一方、上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用も、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と同様である。つまり、他方の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第２のシリンダ室２２２に吸入し、上記第２のシリンダ室２２２内で上記第２のローラ２２７の公転運動で冷媒ガスを圧縮して、この高圧の冷媒ガスを、上記第２のマフラ室２４２および上記第３のマフラ室３４２を経由して、上記外側のフロントマフラ３４０の外部に排出する。

上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。

上記構成の圧縮要素２によれば、上記リアマフラ２４０は、リアマフラ２４０のみを貫通する第１のボルト８１により、上記リアヘッド６０に固定されるので、第１のボルト８１の締結力は、リアマフラ２４０をリアヘッド６０に固定する程度の小さな力となるため、リアマフラ２４０のクリープが生じなくて、第１のボルト８１の締め付けが緩むことがない。

一方、上記リアヘッド６０は、少なくともリアヘッド６０の本体部６１を貫通する第２のボルト８２により、上記第２のシリンダ２２１に固定されるので、第２のボルト８２の締結力は、リアヘッド６０を第２のシリンダ２２１に固定する大きな力となるが、リアヘッド６０の本体部６１および第２のシリンダ２２１の剛性は大きく、剛性の小さなリアマフラ２４０を締め付けていないので、第２のボルト８２の締結力によってリアヘッド６０の本体部６１がクリープすることがなくて、第２のボルト８２の締め付けが緩むことがない。

このように、リアマフラ２４０をリアヘッド６０に固定する第１のボルト８１と、リアヘッド６０を第２のシリンダ２２１に固定する第２のボルト８２とを、分けたことにより、ボルト締結により発生するリアマフラ２４０のクリープを抑制して、このリアマフラ２４０のクリープにより発生するボルト緩みを防止できる。

つまり、リアマフラ２４０は、例えば、ＳＰＨＣやＳＰＣＣなどの圧延鋼板から構成されるため、リアマフラ２４０の剛性は、小さなものとなる。このため、締結力の小さな第１のボルト８１のみで、リアマフラ２４０を締め付けることで、リアマフラ２４０のクリープを抑制できる。

なお、上記内側のフロントマフラ１４０および上記外側のフロントマフラ３４０は、フロントヘッド５０を貫通して第１のシリンダ１２１にねじ込まれた上記第３のボルト８３により、フロントヘッド５０に固定されており、第３のボルト８３の締結力は、フロントヘッド５０を第１のシリンダ１２１に固定する大きな力となるが、内側と外側のフロントマフラ１４０，３４０を２重に重ねたことにより、内側と外側のフロントマフラ１４０，３４０の剛性が大きくなって、内側と外側のフロントマフラ１４０，３４０には、クリープが発生しない。

また、上記第１のボルト８１は、上記リアヘッド６０の上記周壁６３の端面にねじ込まれているので、圧縮要素２が大型化し、第１のボルト８１の径が大きくなっても、リアヘッド６０の周壁６３を厚くしてねじ込むことができる。これに対して、もし、リアヘッド６０のボス部６２に第１のボルト８１をねじ込むと、軸受の精度に影響するボス部６２が変形するおそれがあり、さらに、第１のボルト８１の径が大きくなると、ボス部６２を厚くする必要があり、リアヘッド６０の本体部６１に第２のシリンダ２２１内に連通する吐出口６１ａを設けることができない。

上記構成の圧縮機によれば、上記圧縮要素２を有するので、ボルトの締め付けが緩むことがない。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、リアヘッド６０を第２のシリンダ２２１に固定する第２のボルト８２は、少なくともリアヘッド６０の本体部６１を貫通していればよい。具体的には、第２のボルト８２は、リアヘッド６０を貫通して第２のシリンダ２２１にねじ込まれていてもよく、または、リアヘッド６０、第２のシリンダ２２１、端板部材７０および第１のシリンダ１２１を貫通して、フロントヘッド５０にねじ込まれていてもよい。

また、リアマフラ２４０は、平板状でなく、カップ状であってもよい。また、リアヘッド６０のボス部６２の端面と周壁６３の端面とは、異なる高さとしてもよい。

また、上記実施形態では、２シリンダの圧縮要素について説明したが、本発明を１シリンダの圧縮要素にも適用可能である。具体的には、１シリンダの圧縮要素は、フロントヘッドとシリンダとリアヘッドとリアマフラとを有し、このリアマフラは、リアマフラを貫通してリアヘッドの周壁の端面にねじ込まれた第１のボルトにより、リアヘッドに固定され、リアヘッドは、少なくともリアヘッドの本体部を貫通している第２のボルトにより、シリンダに固定される。このとき、第２のボルトは、リアヘッドを貫通してシリンダにねじ込まれていてもよく、または、リアヘッドおよびシリンダを貫通して、フロントヘッドにねじ込まれていてもよい。

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
６ ロータ
１１ 吸入管
１２ シャフト
１２１ 第１のシリンダ
２２１ 第２のシリンダ
５０ フロントヘッド
６０ リアヘッド
６１ 本体部
６１ａ 吐出口
６２ ボス部
６３ 周壁
８１ 第１のボルト
８２ 第２のボルト
１４０ 内側のフロントマフラ
２４０ リアマフラ
３４０ 外側のフロントマフラ

Claims (2)

1. フロントヘッド（５０）と、
   リアヘッド（６０）と、
   上記フロントヘッド（５０）と上記リアヘッド（６０）との間に配置された少なくとも一つのシリンダ（１２１，２２１）と、
   上記リアヘッド（６０）との間にマフラ室を形成するように上記リアヘッド（６０）に取り付けられたリアマフラ（２４０）と
   を備え、
   上記リアヘッド（６０）は、
   環状の本体部（６１）と、
   上記本体部（６１）の内周側に設けられたボス部（６２）と、
   上記本体部（６１）の外周側に設けられた周壁（６３）と
   を有し、
   上記リアマフラ（２４０）は、上記ボス部（６２）の端面と上記周壁（６３）の端面とに接触し、
   上記リアマフラ（２４０）は、上記リアマフラ（２４０）を貫通して上記リアヘッド（６０）の上記周壁（６３）の端面にねじ込まれた第１のボルト（８１）により、上記リアヘッド（６０）に固定され、
   上記リアヘッド（６０）は、少なくとも上記リアヘッド（６０）の本体部（６１）を貫通している第２のボルト（８２）により、上記少なくとも一つのシリンダ（１２１，２２１）に固定されていることを特徴とする圧縮要素。
2. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置される請求項１に記載の圧縮要素（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置され、上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動するモータ（３）と
   を備え、
   上記圧縮要素（２）の上記フロントヘッド（５０）は、上記モータ（３）側に、配置されていることを特徴とする圧縮機。

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