JP2013241853A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】振動増加や寿命を損なうことのない電動圧縮機の提供。
【解決手段】モータ５、圧縮部４を内蔵し且つ貯油部７を有する吐出空間を備えた圧縮機ケース３を有する電動圧縮機において、駆動軸１４を保持する主軸受４２を圧縮機ケース内の軸受部材５１に配置し、該軸受部材は圧縮部との間に閉空間２０２を形成するとともに、当該閉空間に連通する連通路２００を備え、かつ、前記主軸受４２の外輪内輪間はシール部材２０３で閉塞した構成としてある。これによって、潤滑油は吐出空間の高圧により閉空間に連通路を介し振動等を発生することなく差圧給油され主軸受や旋回軸受に供給されるとともに、閉空間に残った液化冷媒は圧縮機起動に伴う圧力上昇によってシール部材を押しあけてスムーズに圧縮機ケース内の吐出空間へと抜け、主軸受には速やかに潤滑油を供給することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は電動圧縮機に関するものである。

一般に電動圧縮機は、圧縮容器内の貯油部に貯留されている潤滑油が、圧縮機構部を含む摺動部にポンプおよび冷媒による持ち運びによって供給され、前記摺動部の潤滑を行うように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は特許文献１に示された従来の電動圧縮機の構成を示す断面図である。一対となるステータ５ａ及びロータ５ｂからなるモータ５を内蔵し、ロータ５ａは駆動軸１４に係合されている。駆動軸１４は一端を主軸受４２で保持し、他端を副軸受４１で支持されている。駆動軸１４の副軸受４１側にはポンプ１３を具備しており、駆動軸１４の回転により貯油部７に蓄えた潤滑油を吸い上げ、その潤滑油を駆動軸１４の中心部に設けた油通路１５を経由して駆動軸の他端へ送っている。前記主軸受４２は軸受部材５１に収納されている。軸受部材５１の反主軸受側には軸方向に延出した部分を設けており、その先端は旋回スクロール１２と接触させている。旋回スクロール１２の中心部には回転を保持する旋回軸受４３が具備されている。図４に示すように前記旋回軸受４３はポンプ１３により油通路１５を経由して圧送される潤滑油によって潤滑する構造を取っている。

上記従来例では主軸受４２及び旋回軸受４３を潤滑するのにポンプ１３という特殊な部品が必要であり、駆動軸１４の中心部に油通路１５の加工を施す必要がある。

特開２００６−３２９１４１号公報

このような従来の電動圧縮機の構成において、油通路１５は駆動軸１４と同軸上に加工されることが望ましく、油通路１５中心が駆動軸１４中心からずれると駆動軸１４の回転に伴い回転アンバランスによる振動の増加を招き、振動・騒音を悪化させるという課題を有していた。更に旋回軸受４３が収納されている空間は略密閉空間となっているため、圧縮機停止後に前記略密閉空間に残った冷媒が温度変化により液化したあとに、圧縮機が起動されたような場合には、略密閉空間内に残った液化された冷媒が排出されるまでは、ポンプ１３から潤滑油が圧送されず、旋回ベアリングの寿命に影響を与える等の課題も有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、ポンプや駆動軸内油通路等の複雑な部材を設けた場合のような回転アンバランスによる振動増加等を招かず、かつ被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給でき寿命を損なうことのない電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は前記従来の課題を解決するために、モータからの駆動軸によって圧縮部を駆動して冷媒を圧縮するとともに、前記モータ、圧縮部を内蔵し且つ貯油部を有する吐出空間を備えた圧縮機ケースを有する電動圧縮機において、前記駆動軸の回転を保持する主軸受を前記圧縮機ケース内に設けた軸受部材に配置し、かつ、前記軸受部材は前記圧縮部との
間に閉空間を形成するとともに、当該閉空間と前記吐出空間内の貯油部との間にこれらを連通する連通路を備え、かつ、前記主軸受の外輪内輪間はシール部材で閉塞した構成としてある。

これによって、軸受部材と圧縮部との間の閉空間は軸受部材がシール部材によってシールされてほぼ完全な密閉空間となり、潤滑油は圧縮機ケース内の吐出空間高圧により軸受部材と圧縮部との間の閉空間に連通路を介し差圧給油されそのまま主軸受や旋回軸受に供給されるようになるとともに、前記潤滑油は回転することのない軸受部材に設けてある連通路を介して供給されるので、駆動軸内油通路を介して供給するような振動等の発生もなく、しかも上記閉空間に残った液化冷媒は圧縮機起動に伴う圧力上昇によってシール部材を押しあけてスムーズに圧縮機ケース内の吐出空間へと抜け、主軸受、旋回軸受には速やか且つ確実に潤滑油を供給することができる。

本発明は、ポンプや駆動軸内油通路等の複雑な部材を設けた場合のような回転アンバランスによる振動増加等を招くことなく主軸受等の被潤滑体に潤滑油を供給することができ、かつ被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給でき寿命を損なうことのない電動圧縮機を提供することが可能となる。

本発明の実施形態１における電動圧縮機の断面図 本発明の実施形態１における主軸受の断面図 本発明の実施の形態１における主軸受の一部を示す拡大断面図 従来の電動圧縮機を示す断面図

第１の発明は、モータからの駆動軸によって圧縮部を駆動して冷媒を圧縮するとともに、前記モータ、圧縮部を内蔵し且つ貯油部を有する吐出空間を備えた圧縮機ケースを有する電動圧縮機において、前記駆動軸の回転を保持する主軸受を前記圧縮機ケース内に設けた軸受部材に配置し、かつ、前記軸受部材は前記圧縮部との間に閉空間を形成するとともに、当該閉空間と前記吐出空間内の貯油部との間にこれらを連通する連通路を備え、かつ、前記主軸受の外輪内輪間はシール部材で閉塞した構成としてある。

これによって、軸受部材と圧縮部との間の閉空間は軸受部材がシール部材によってシールされてほぼ完全な密閉空間となり、潤滑油は圧縮機ケース内の吐出空間高圧により軸受部材と圧縮部との間の閉空間に連通路を介し差圧給油されそのまま主軸受や旋回軸受に供給されるようになるとともに、前記潤滑油は回転することのない軸受部材に設けてある連通路を介して供給されるので駆動軸内油通路を介して供給するような振動等の発生もなく、しかも上記閉空間に残った液化冷媒は圧縮機起動に伴う圧力上昇によってシール部材を押しあけてスムーズに圧縮機ケース内の吐出空間へと抜け、主軸受、旋回軸受には速やか且つ確実に潤滑油を供給することができる。

第２の発明は、第１の発明において、圧縮部は、モータとモータによって駆動される旋回スクロールと旋回スクロールと一対となって冷媒を圧縮する固定スクロールとで構成し、且つ閉空間は軸受部材と固定スクロールとの間に形成した構成としてある。

これにより、軸受部材と固定スクロールとの間の閉空間は軸受部材がシール部材によってシールされてほぼ完全な密閉空間となり、潤滑油は圧縮機ケース内の吐出空間高圧により軸受部材と固定スクロールとの間の閉空間に連通路を介し差圧給油されそのまま主軸受や旋回軸受に供給されるようになるとともに、前記潤滑油は回転することのない軸受部材
に設けた連通路を介して供給されるので駆動軸内油通路を介して供給する場合のような振動等もなく、しかも上記閉空間に残った液化冷媒は圧縮機起動に伴う圧力上昇によってシール部材を押しあけてスムーズに圧縮機ケース内へと抜け、主軸受、旋回軸受には速やか且つ確実に潤滑油を供給することができる。よって、ポンプや駆動軸内油通路等の複雑な部材を設けた場合のような回転アンバランスによる振動増加等を招かず、かつ被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給できる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、シール部材は、リング状の金属部材と、前記金属部材の表面に設けられていて当該金属部材に比べ弾性力が高く、かつ、前記金属部材より径方向に延出するにつれて軸方向に曲がったリップ部とからなり、前記金属部材の一部を主軸受の内輪又は外輪のどちらかに係合させ、他端リップ部を前記内輪又は外輪の他方に接触させることにより主軸受の外輪内輪間をシールする構成としてあり、第１の発明と同様ポンプや駆動軸内油通路等の複雑な部材を具備することなく回転アンバランスによる振動増加等も招かず、かつ被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給できる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、シール部材はそのリップ部が旋回スクロール側に向かって圧接する方向の弾性力を持っていて主軸受の内輪もしくは外輪に接触する構成としてあり、通常は主軸受の外輪内輪間を確実にシールして閉空間の密閉度を高め、圧縮機起動時は閉空間の液化冷媒をスムーズに圧縮機ケース内に抜かすことができるので、品質・性能の一段の向上が図れる。

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本発明が限定されるものではない。また、本実施の形態では圧縮部として一対となるスクロール形状部材が旋回運動することにより冷媒を圧縮する圧縮機を例に取り説明をするが、他の圧縮形態であっても同一の効果が得られることは容易に考えられる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるスクロール型の電動圧縮機を示している。この電動圧縮機は、渦巻状に構成された固定スクロール１１とこれに対向する位置に配置され同じく渦巻き状に構成された旋回スクロール１２とで圧縮部４を構成し、旋回スクロール１２の旋回運動によって当該旋回スクロール１２と固定スクロール１１との間で吸入された冷媒を圧縮し、圧縮機ケース３内に吐出し、圧縮機ケース３内を高圧にしている。前記旋回スクロール１２はその背面にボス部を備え、前記旋回軸受４３を収納保持している。また、モータ５からの駆動軸１４はブッシュ３０に係合し、駆動軸１４の回転運動をブッシュ３０を介して前記旋回スクロール１２に伝え、図示はしないが自転防止機構にて旋回運動することにより、流体を圧縮している。

前記固定スクロール１１及び旋回スクロール１２で構成される圧縮部４及び駆動軸１４を回転させるためのモータ５は、ステータ５ａ及びロータ５ｂで構成され、図１に示す圧縮機ケース３に収納されている。

上記圧縮機ケース３はその一端が開放され、その他端底部に駆動軸１４の回転を支持する副軸受４１を収納する部分が設定されている。そして圧縮機ケース３の開放側寄り部分に軸受部材５１が嵌め込み固定してあり、主軸受４２は前記軸受部材５１のほぼ中心部に配置され駆動軸１４を回転支持している。また軸受部材５１の鉛直下方にはノズル等の連通路形成部材２００ａによって形成した連通路２００が設けてあり、その下端開口は圧縮機ケース３内の貯油部７の潤滑油内に浸漬している。

図１に示すように固定スクロール１１と軸受部材５１との間には閉空間２０２が形成し
てあり、この閉空間２０２内に旋回スクロール１２及び旋回軸受４３及び主軸受４２が配置されている。そして、圧縮された冷媒は前記固定スクロール１１の冷媒連通路１１ａを介してモータ５が配置された圧縮機ケース３内の吐出空間２０１に吐出後、圧縮機ケース３に配置した吐出口（図示せず）を介してエアコンサイクル内に吐出する。

ここで、上記軸受部材５１に設けた連通路形成部材２００ａは吐出空間２０１内にあり、その連通路２００の下端開口は圧縮機ケース３内下部の貯油部７の潤滑油内に浸漬、若しくは吐出空間２０１内に開口させて、当該吐出空間２０１内の冷媒ガス圧によって潤滑油を前記閉空間２０２に差圧給油するようにしてある。

図２、図３は本実施の形態における吐出空間２０１と閉空間２０２との間に位置する主軸受４２を示す。この主軸受４２は、外輪４２ａと内輪４２ｂ間に保持器（図示せず）を介して周方向に等間隔に鋼球４２ｃを配置している。そして、外輪４２ａの軸受部材５１側、すなわち吐出空間２０１側の端面にシール部材２０３が設けてある。このシール部材２０３は、リング状の金属部材２０３ａと、前記金属部材２０３ａの表面に設けられていて当該金属部材２０３ａに比べ弾性力が高く、かつ、前記金属部材２０３ａより径方向に延出するにつれて軸方向に曲がったリップ部２０３ｂとからなる。前記シール部材２０３はその金属部材２０３ａを主軸受４２の外輪４２ａと内輪４２ｂに設けた凹部のいずれか一方、この場合は外輪４２ａの凹部４２ｄに取り付け固定し、リップ部２０３ｂの外周端部分を内輪４２ｂに設けた凹部４２ｅに向かって弾着するように接触させてある。

以上の構成によるこの電動圧縮機は、駆動軸１４の回転により旋回スクロール１２が旋回運動し圧縮した冷媒は吐出空間２０１に流入し、吐出空間２０１の圧力は上昇する。主軸受４２にはシール部材２０３が配置されているため閉空間２０２はほぼ完全な密閉空間となって、吐出空間２０１と閉空間２０２間には差圧が生まれ、その圧力差によって圧縮機ケース３の下部の貯油部７に溜まった潤滑油を連通路形成部材２００ａの連通路２００を介して閉空間２０２内に導くことが出来る。その際、当然のことながら連通路形成部材２００ａの連通路２００を有する軸受部材５１は圧縮機ケース３に固定されていて回転しないから、潤滑油が連通路形成部材２００ａの連通路２００を通るときに振動するようなことはなくなる。

一方、前記シール部材２０３のリップ部２０３ｂは、旋回軸受４３、すなわち閉空間２０２側に向かって湾曲した形状としているため、閉空間２０２内の圧力が異常に上昇したときにはリップ部２０３ｂが内輪４２ｂから離反し、吐出空間２０１と連通して閉空間２０２内の異常圧力を迅速かつ確実に開放することができる。そして、上記リップ部２０３ｂは弾性体で出来ているため、閉空間２０２内の圧力が低下した後には再度内輪４２ｂと接触し、吐出空間２０１との差圧が維持可能となり、安定的に連通路形成部材２００ａの連通路２００を介して閉空間２０２内に潤滑油を供給可能となる。すなわち、この電動圧縮機は、回転アンバランスによる振動増加等を招かず、かつ主軸受４２のような被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給でき寿命を損なうこともなくなる。

なお、上記実施の形態では、圧縮部をスクロール圧縮部とした場合を例にして説明したが、それ以外、例えばロータリー式圧縮部であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上のように本発明は、回転アンバランスによる振動増加等を招くことなく主軸受等の被潤滑体に潤滑油を供給することができ、かつ被潤滑体の周辺が液化された冷媒状態になっても速やかに潤滑油を被潤滑体に供給できて寿命を損なうことのない電動圧縮機を提供
することが可能となり、空調用はもちろんヒートポンプ給湯機や差の他の冷凍装置に幅広く適用できる。

３ 圧縮機ケース
４ 圧縮部
５ モータ
７ 貯油部
１１ 固定スクロール
１１ａ 冷媒連通路
１２ 旋回スクロール
１４ 駆動軸
４１ 副軸受
４２ 主軸受
４２ａ 外輪
４２ｂ 内輪
４２ｃ 鋼球
４２ｄ、４２ｅ 凹部
４３ 旋回軸受
５１ 軸受部材
２００ 連通路
２００ａ 連通路形成部材
２０１ 吐出空間
２０２ 閉空間
２０３ シール部材
２０３ａ 金属部材
２０３ｂ リップ部

Claims (4)

1. モータからの駆動軸によって圧縮部を駆動して冷媒を圧縮するとともに、前記モータ、圧縮部を内蔵し且つ貯油部を有する吐出空間を備えた圧縮機ケースを有する電動圧縮機において、前記駆動軸の回転を保持する主軸受を前記圧縮機ケース内に設けた軸受部材に配置し、かつ、前記軸受部材は前記圧縮部との間に閉空間を形成するとともに、当該閉空間と前記吐出空間内の貯油部との間にこれらを連通する連通路を備え、かつ、前記主軸受の外輪内輪間はシール部材で閉塞したことを特徴とする電動圧縮機。
2. 圧縮部は、モータとモータによって駆動される旋回スクロールと旋回スクロールと一対となって冷媒を圧縮する固定スクロールとで構成し、且つ閉空間は軸受部材と固定スクロールとの間に形成した請求項１記載の電動圧縮機。
3. シール部材は、リング状の金属部材と、前記金属部材の表面に設けられていて当該金属部材に比べ弾性力が高く、かつ、前記金属部材より径方向に延出するにつれて軸方向に曲がったリップ部とからなり、前記金属部材の一部を主軸受の内輪又は外輪のどちらかに係合させ、他端リップ部を前記内輪又は外輪の他方に接触させることにより主軸受の外輪内輪間をシールすることを特徴とする請求項１または２に記載の電動圧縮機。
4. シール部材はそのリップ部が旋回スクロール側に向かって圧接する方向の弾性力を持っていて主軸受の内輪もしくは外輪に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動圧縮機。