JP2013245557A

JP2013245557A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2013245557A
Application number: JP2012117294A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Murakami; 弘明村上; Sadayuki Yamada; 定幸山田; Takeshi Imanishi; 岳史今西; Yushi Hashimoto; 雄史橋本; Manabu Sakai; 学阪井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】高効率・高信頼性の電動圧縮機を提供する。
【解決手段】渦巻き形状のラップを有した固定スクロールと可動スクロールを備え、前記固定スクロールに対して可動スクロールが旋回運動し、可動スクロールと固定スクロールで囲まれた圧縮室が中心へ向かって容積を縮小しながら移動することにより冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた圧縮機であって、前記可動スクロール１２の渦巻き形状のラップ１２ｂの巻き終わり部において、当該ラップ先端の外周側にＣ面取り部１２ｃを施した構成としてある。これにより、可動スクロールの倒れや変形がおこった場合の固定スクロールとの異常接触をＣ面取り部にて回避することができ、定常時においては可動スクロールのラップと固定スクロールのラップ全域において圧縮工程を行うことができ、高効率・高信頼性の圧縮機となる。
【選択図】図２

Description

本発明は各種冷凍機器に使用する電動圧縮機に関するものである。

一般にこの種の電動圧縮機はスクロール方式やロータリ方式、レシプロ方式等の圧縮機構が採用されている。

この中でスクロール方式の圧縮機構は、可動スクロール・固定スクロール各々の渦巻形状のラップ壁面と軸方向に対向する鏡板で囲まれた圧縮室を有している。そして可動スクロールが旋回運動し、可動スクロールと固定スクロールで囲まれた圧縮室は中心へ向かって容積を縮小しながら移動し、冷媒を圧縮する。

上記可動スクロールが旋回運動するためには回転軸に対して法線方向・軸線方向の両方向に摺動可能となっている必要があり、法線方向はシャフトの偏芯軸で支持・摺動される。また軸線方向の摺動は、可動スクロールが圧縮ガスの反力で押されるのに抗して反圧縮室側で摺動する場合と、圧縮ガスの反力を上回る荷重で可動スクロールを圧縮室側へ押圧し、圧縮室側で摺動する場合がある。

この様なスクロール方式の電動圧縮機は、近時、商品性を高めるために高効率化を図る必要があり、圧縮ガスの漏れを抑制することが求められている。例えば、特許文献１では、軸方向の隙間を最適化することにより、高効率化を図っている。

特開平１−１５９４８２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図３に示すように一般的に可動スクロール１０１の渦巻き形状のラップ１０２は、巻き終わりに近づくにつれ、ラップ幅１０３が徐々に薄くなる形状となっている。それにより可動スクロール１０１に倒れや、変形がおこった場合、可動スクロール１０１のラップが固定スクロールのラップに異常に押し付けられるのを防止することができるが、逆に定常時においてラップ幅を薄くしている範囲では、固定・可動両ラップ同士が接触しないため十分に圧縮することができずに、効率を低下させてしまうという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決したもので、圧縮室の隙間縮小による高効率化と信頼性とを両立させることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、巻き形状のラップを有した固定スクロールと可動スクロールを備え、前記固定スクロールに対して可動スクロールが旋回運動し、可動スクロールと固定スクロールで囲まれた圧縮室が中心へ向かって容積を縮小しながら移動することにより冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた圧縮機であって、前記可動スクロールの渦巻き形状のラップの巻き終わり部において、当該ラップ先端の外周側にＣ面取りを施した構成としてある。

これによって、ラップ側面は巻き終わりまで一定な渦巻き形状を形成することで、ラップ全域にて無駄なく圧縮工程を行うことができ、高効率化を図ることができる。また、ラップ先端にＣ面取りを設けたことにより、可動スクロールの倒れや変形がおこった場合においても、固定スクロールへの異常接触をＣ面取り部にて回避することができ、可動スクロールのラップが固定スクロールのラップに異常に押し付けられることもなくなる。

本発明は、圧縮室の隙間縮小によりラップ全域にて無駄なく圧縮を行うことができるとともに、可動スクロールのラップが固定スクロールのラップに異常に押しつけられることも防止でき、高効率化と信頼性を両立することができる。

本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図同電動圧縮機における可動スクロールの斜視図従来の電動圧縮機における可動スクロールの上面図

第１の発明は、巻き形状のラップを有した固定スクロールと可動スクロールを備え、前記固定スクロールに対して可動スクロールが旋回運動し、可動スクロールと固定スクロールで囲まれた圧縮室が中心へ向かって容積を縮小しながら移動することにより冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた圧縮機であって、前記可動スクロールの渦巻き形状のラップの巻き終わり部において、当該ラップ先端の外周側にＣ面取りを施した構成としてある。

これにより、可動スクロールの倒れや変形がおこった場合の固定スクロールとの異常接触はＣ面取り部にて回避することができ、定常時においては可動スクロールのラップと固定スクロールのラップ全域において十分に圧縮工程を行うことができるようになる。

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、本実施の形態によって本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における電動圧縮機の縦断面図である。

この実施の携帯においては、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の場合を１つの例として示している。

図１において、電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電動モータ５を内蔵し、この本体ケーシング３に軸方向にボルト締結される圧縮機構部４を有する。また、本体ケーシング３内に圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、電動モータ５をモータ駆動回路部（図示せず）によって駆動するようにしてある。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４が固定スクロールと可動スクロールで構成される圧縮機であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。

本実施の形態の電動圧縮機１はひとつの例として機電一体型のものであり、電動モータ５は駆動軸１４を介して可動スクロール１２を固定スクロール１１に対して円軌道運動させる。図１に示すように固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから渦巻状のラップが立ち上がった固定スクロール１１と可動スクロール１２とを噛合わせて形成した圧縮空間１０は、
移動を伴い容積を変化していくことにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、圧縮機構部４に設けた吸入口８および本体ケーシング３に設けた吐出口９を通じて行う。

これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７が容積型ポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ可動スクロール１２の旋回駆動に伴い可動スクロール１２の背面の液溜り２１および液溜り２２、図に示す例では液溜り２２に供給される。前記液溜り２２に供給された潤滑油７の一部は可動スクロール１２の外周部の背面側に可動スクロール１２を通じ絞り２３などによる所定の制限の基に供給して可動スクロール１２をバックアップしている。そしてこの前記潤滑油７は可動スクロール１２を通じ可動スクロール１２のラップにおける先端の固定スクロール１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給して固定、可動各スクロール１１、１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２２に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２１、主軸受４２を経ながら、それら軸受４２、４３を潤滑した後、電動モータ５側に流出し、貯液部６へと回収される。

さらに、この電動圧縮機は、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側から、ポンプ１３、副軸受４１、電動モータ５、主軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端壁部３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。副軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。電動モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３に環状部材（図示せず）によって固定され、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。

また、主軸受部材５１は本体ケーシング３の開口端に嵌合され、前記固定スクロール１１と共にサブケーシング３ａでもって挟持する状態で、ボルト１７によって固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を主軸受４２により軸受している。さらに、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に前記可動スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と可動スクロール１２との間にはオルダムリングなどの可動スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７を設け、駆動軸１４の偏心軸受４３を可動スクロール１２に嵌合接続して、可動スクロール１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。

圧縮機構部４には吐出孔３１及びリード弁３１ａが設けられ、サブケーシング３ａとの間に形成される吐出室６２に開口される。吐出室６２は固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持った電動モータ５側に通じている。

以上によって、電動モータ５は図示しないモータ駆動回路部によって駆動され、駆動軸１４を介して圧縮機構部４を円軌道運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１３により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、固定スクロール１１に設けた吸入孔１６を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出孔３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じて電動モータ５側に入り、電動モータ５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離作用を受けて潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑等を行う。

以上の構成の電動圧縮機１において、本発明では、図２に示すように可動スクロール１２の渦巻き形状のラップ１２ｂの巻き終わり部において、ラップ先端の外周側にＣ面取り部１２ｃを施す構成としてある。

これにより、この電動圧縮機では、可動スクロールの倒れや変形がおこった場合、固定スクロールとの異常接触はＣ面取り部１２ｃにて回避することができ、一方、定常時においては可動スクロール１２のＣ面取り部１２ｃ以外のラップ１２ｂと固定スクロール１１のラップ全域において密接し確実な圧縮工程を行うことができるようになる。

従って、可動スクロールの倒れや変形がおこっても従来のように可動スクロール１２のラップ１２ｂが固定スクロール１１のラップに異常に押し付けられるのを抑制できて、信頼性が向上するとともに、定常時においては可動スクロール１２のＣ面取り部１２ｃ以外のラップ１２ｂと固定スクロール１１のラップ全域において密接するので冷媒漏れを抑制しつつ圧縮することができて、圧縮効率を向上できる。

なお、上記実施の形態では電動モータ５を駆動するモータ駆動回路を圧縮機自体に備えていない電動圧縮機を例にして説明したが、このモータ駆動回路を圧縮機に一体に備えた駆動回路一体型の電動圧縮機であっても同様に構成することによって同様の効果が得られるものである。

以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、冷媒圧縮時の漏れを抑制し、高効率化が可能となるとともに信頼性も向上し、空調用の電動圧縮機から車載用、ヒートポンプ給湯用等、各種冷凍機器用の電動圧縮機として適用できる。

１電動圧縮機
３本体ケーシング
４圧縮機構部
５電動モータ
８吸入口
９吐出口
１１固定スクロール
１２可動スクロール
１２ａ旋回鏡板
１２ｂラップ
１２ｃＣ面取り部

Claims

渦巻き形状のラップを有した固定スクロールと可動スクロールを備え、前記固定スクロールに対して可動スクロールが旋回運動し、可動スクロールと固定スクロールで囲まれた圧縮室が中心へ向かって容積を縮小しながら移動することにより冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた圧縮機であって、前記可動スクロールの渦巻き形状のラップの巻き終わり部において、当該ラップ先端の外周側にＣ面取りを施した電動圧縮機。