JP2585440B2

JP2585440B2 - 密閉形ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JP2585440B2
Application number: JP1268887A
Authority: JP
Inventors: 和久市本; 正庸須藤; 和夫関上; 裕章畠
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH03134290A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、密閉形ロータリ圧縮機に係り、特に、冷蔵
庫、空気調和機等に適用され、ロータリ圧縮機に特有の
回転方向振動を抑制するのに好適な、内部防振構造を有
する密閉形ロータリ圧縮機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の密閉形ロータリ圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する
ためのポンプ部が密閉容器に固定されていたため、冷媒
ガスを圧縮することによって発生するトルクが密閉容器
を加振し、密閉容器に接続された配管等を振動させ、騒
音発生の原因となっていた。

このガス圧縮トルクに起因した圧縮機密閉容器の回転
方向振動を抑制する技術としては、例えば実開昭51-179
008号公報記載のものが知られている。

ここで、第８図を参照して前記従来技術について説明
する。

第８図は、従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図で
ある。

第８図において、1Aは密閉容器で、密閉容器1A内上部
にモータ部2A、下部に圧縮機構部を構成するポンプ部3A
を、クランク軸4Aで連結して収納している。密閉容器1A
の内壁には、上下にガイド５を有するスライド板６が固
定されており、スライド板６には上軸受７と下軸受８に
よって両端を密封されたシリンダ9Aが挿入されている。
密閉容器1A外からポンプ部3Aに連通される吸込パイプ10
は、密閉容器1A底部の油溜り11に螺旋状に配設されてい
る。

さらに、シリンダ9Aとスライド板６との間をスプリン
グ（図示せず）で結合させることにより、ポンプ3Aは、
回転方向にのみ揺動運動が可能な構造になっている。

したがって、ポンプ部内でガス圧縮力によって発生す
るトルクは、直接密閉容器1Aに伝達されず、ポンプ部3A
と密閉容器1Aとの間で振動絶縁される。このため、上記
技術によって密閉形ロータリ圧縮機の回転方向振動が低
減される。

〔発明を解決しようとする課題〕

上記従来技術では、ポンプ部は密閉容器側と相対的に
揺動振動を行うため、ポンプ部と密閉容器側との間の摺
動面に潤滑油を供給することが困難になる。そのため、
ポンプ部の揺動振動に対して大きな摩擦力が発生し、振
動抑制効果が小さくなるという問題があった。

また、上記以外の技術手段としてポンプ部と密閉容器
側との間にころがり軸受を設ける方法も考えられるが、
この場合、摩擦抵抗を小さくすることができる反面、揺
動振動によってころがり軸受の球またはころに圧痕を生
じ、ころがり軸受の寿命が短いという問題があった。

また、従来技術ではポンプ部の揺動振動によって、密
閉容器の回転方向以外の方向（回転軸と直交する２軸方
向およびその２軸まわり方向）において振動が増大する
ことに対しての対策がなされていなかった。

さらに、ポンプ部が揺動振動する際の摩擦抵抗を小さ
くする目的で、吸込パイプを螺旋状にしたために、圧縮
機内部で吸込ガスが吸込パイプ内を通過する時間が長く
なり、吸込ガスの加熱による損失の影響で圧縮機の断熱
効率が低下する問題があった。

本発明は、上記従来技術における問題点を解決するた
めになされたもので、ポンプ部が揺動振動する際の摩擦
抵抗を低く抑え、密閉容器への振動を絶縁してロータリ
圧縮機の回転方向振動を低減するとともに、接続配管の
振動を低減することにより、これらが原因で発生する騒
音を抑制しうる密閉形ロータリ圧縮機を提供すること
を、その目的とするものである。

本発明の他の目的は、密閉容器内の吸込ガスの通路長
さを短くし、吸込ガスの加熱による損失を最少限に抑え
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る密閉形ロー
タリ圧縮機の構成は、密閉容器内に、電動機部と、この電動機部にクランク
軸を連結された圧縮機構部とを収納し、その圧縮機構部
を構成するポンプ部は、少なくとも、シリンダと、シリ
ンダ内で偏心回転するローラと、このローラの回転に追
従して往復動するベーンと、シリンダの両端を密閉する
側板とを備えてなる密閉形ロータリ圧縮機において、電動機部の回転子に嵌着されたクランク軸を、前記電
動機部と前記ポンプ部との間において、前記密閉容器に
固定された主軸受によって支持するとともに、前記側板
を、クランク軸上を回転摺動できるものとして、前記ポ
ンプ部を前記クランク軸上に支持し、かつ、前記ポンプ
部と、前記主軸受の、密閉容器に固定された部分とを、
弾性体を介して連結したものである。

なお、より詳しい本発明の構成は次のとおりである。

回転方向の振動を低減するためにポンプ部を揺動振動
させることは、他方向（回転軸と直交する２軸方向およ
びその２軸の軸まわり方向）における振動を増大するこ
とになり、それを抑制するため、本発明では、揺動振動
するポンプ部の重心位置をクランク軸の回転中心軸上に
設定したものである。

さらに、ポンプ部が揺動振動する際の摩擦抵抗の増大
および吸込ガスの加熱による損失の増大を最少限に抑え
た吸込ガス通路の構造として、ポンプ部と密閉容器との
相互に設置された吸込ガス通路がクランク軸の回転中心
軸上で接続され、接続方法として吸込ガス通路を有する
それぞれの部材を回転軸と直交する平面で密着させ、密
着力としてモータ部で発生する軸方向の力、例えばロー
タとステータの位置関係あるいはロータに設けられたス
キューによって生じる磁気推力等を用いたものである。

また、本発明の他の目的を達成するために、本発明に
係る密閉形ロータリ圧縮機は、ポンプ部と密閉容器のガ
ス吸込口側との間を、ポンプ部の揺動中心軸線上におい
て、表面を螺旋状の蛇腹に形成したパイプで接続したも
のである。

〔作用〕

従来の圧縮機では、クランク軸を支持する主軸受がポ
ンプ部と固定されていたのに対し、本発明においては、
クランク軸を密閉容器の中心部に支持するため、主軸受
とポンプ部とが固定されず、ポンプ部は、シリンダを両
側から密閉し、しかもクランク軸のまわりを揺動できる
２枚の側板によって支持される構成となっている。その
ため、ポンプ部と密閉容器とを直接接触させて、その摺
動面で揺動振動させるといった従来技術とは異なり、ポ
ンプ部自体が、回転するクランク軸によって支持されて
揺動振動することにより、その際の摩擦抵抗を極めて小
さくすることができる。しかも給油が困難な揺動する摺
動面を除去できることによって長寿命の圧縮機となる。

さらに、回転軸すなわちクランク軸を支持する主軸受
を、モータ部とポンプ部との間に設置することによっ
て、回転軸のアンバランスに基づく振れ回りを効率的に
抑制できる。

次に、第７図を用いて、ポンプ部が揺動振動しても回
転方向以外の方向において圧縮機の振動が増大すること
を抑制した本発明の作用について説明する。

第７図は、圧縮機の振動方向を示す模式図である。

図中の一点鎖線は圧縮機外形（密閉容器）を示し、G_C
点はその重心位置を示すものである。G_C点はほぼ回転軸
上にあり、回転軸をＹ軸、G_C点を通りＹ軸に直交する２
つの軸をＸ軸およびＺ軸とする。

ここで、揺動振動するポンプ部の重心をG_P点とし、G_P
点がＹ軸上の点０から−Ｚ方向にｌだけ離れた点にある
場合、ポンプ部の揺動振動によりG_P点が図中の矢印方向
に振動するので、このG_P点の振動が圧縮機を加振し、特
にＸ軸方向およびＺ軸まわりの方向における振動を増大
する結果となる。

本発明においては、G_P点を０点に一致させ、すなわち
ｌ＝０とすることにより、ポンプ部のアンバランス振動
を除去し、圧縮機のＸ軸,Z軸およびそれらの軸まわり方
向の振動を増大させることなくＹ軸まわりの振動を低減
できる。

一方、ガス通路をＹ軸上で接続することによりポンプ
部に設置されたガスの吸込口を有する部材との接触面の
回転半径を小さく設定できるので、接触面に働く摩擦力
によって生じるポンプ部の回転抵抗を小さくでき、Ｙ軸
まわり振動の抑制効果を高める。また、接触面に摩擦係
数の小さいリング状のシール部材を介在させることによ
り、上記効果はさらに高くなる。

ここで、密閉容器内の圧力と吸込ガス通路内の圧力と
がバランスした状態のとき、ポンプ部と密閉容器に設け
られた吸込ガス通路を有する部材に接触圧力を与える初
期力として、モータ部から発生する軸方向の磁気推力を
利用する方法により、通常のメカニカルシールで用いら
れているばね等の部品を除くことができるので、シール
部分の構造を簡略化できる。

また、ポンプ部と密閉容器との間を回転中心線上で、
表面を螺旋形状の蛇腹状に成形した吸込パイプで固定す
ることにより、該吸込パイプを冷媒ガスの吸込通路にす
ると同時に、ポンプ部の揺動振動を抑制する回転ばねと
して作用させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第６図を参照
して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る内部防振構造の密
閉形ロータリ圧縮機の縦断面図、第２図は、第１図のＡ
−Ａ矢視断面図、第３図ないし第５図は、いずれも本発
明の他の実施例に係る内部防振構造の密閉形ロータリ圧
縮機の縦断面図である。

第1,2図において、１は密閉容器、２は、電動機部に
係るモータ部で、このモータ部２は、密閉容器１に焼嵌
めなどで固定されたステータ（固定子）12とロータ（回
転子）13とからなっている。３は、圧縮機構部を構成す
るポンプ部、４は、ロータ13に焼嵌めまたは圧入などで
固定されたクランク軸である。

このクランク軸４は、モータ部２とポンプ部３との間
で密閉容器１に溶接などで固定された主軸受14によって
支持されている。

９はシリンダ、15は、クランク軸４の偏心部に嵌入さ
れ、シリンダ９内で偏心回転するローラ、16は、このロ
ーラ15の回転に追従して往復動するベーン、17は、この
ベーン16を支持するスプリング、18は、シリンダ９の主
軸受14側端部を密閉する主側板、19はシリンダ９の他端
部を密閉する副側板である。このように、ポンプ部３
は、ローラ15、ベーン16、スプリング17等を、シリンダ
９、主側板18、副側板19で密閉して構成されている。シ
リンダ９の両端を密閉しボルト（図示せず）等で固定し
た主側板18と副側板19には、軸受機構が設置されてお
り、クランク軸４によって支持されている。このため、
ポンプ部３は、密閉容器１に固定されず回転可能な構成
となっている。

20は、前記ポンプ部３と、前記主軸受14の密閉容器１
に固定された部分とを連結する弾性体に係る揺動制御用
スプリングである。すなわち、ポンプ部３は、第２図に
示す如く、揺動制御用スプリング20によって密閉容器１
に固定された主軸受14から弾性的に支持されている。

21は消音カバ、22は、ポンプ部３に装着したガス吸込
口を有する部材に係る吸込カップ、23はシール部材、24
は、吸込カップ22に取付けた、ガス吸込口を有する部材
に係る吸込カバー、25は、密閉容器１に固定された、吸
込ガス通路を有する部材に係るシートリングである。す
なわち、副側板19の端面を消音カバー21で密閉すること
によって、ポンプ部３内部で圧縮した吐出ガスを消音す
る空間を副側板19内に設けた構造となっている。また、
消音カバー21には、冷凍機油の通路および吸込ガスの通
路を有する吸込カップ22と、リング状のシール部材23を
設けた吸込カバー24とが重ね合わせでボルト（図示せ
ず）によって固定され、ポンプ部３と一体で揺動する。
このポンプ部３の端部に設けられたシール部材23と対面
して、密閉容器１にはシートリング25が溶接によって固
定されている。

このような内部防振構造の密閉形ロータリ圧縮機は、
下記のように動作する。

まず、ロータ13、クランク軸４が回転を開始すると、
これら回転系は、回転軸方向ポンプ側向きに磁気推力を
受ける。この磁気推力は、ステータ12の軸方向のマグネ
ットセンターをロータ13のマグネットセンターよりもポ
ンプ部側に設置する方法、およびロータ13のスキューを
ロータ13がポンプ部３側から見て右回りする場合に右ね
じ方向に設置する方法（左回りの場合は左ねじの方向）
によって発生する力である。この磁気推力により、クラ
ンク軸４は、ポンプ部３をモータ部２と反対側に移動さ
せ、ポンプ部３に設置されたシール部材23と密閉容器に
溶接されたシートリング25とが密着し、吸込ガスの通路
が連通される。

また、クランク軸４の回転に伴い、ローラ15が偏心回
転し、これに追従してベーン16が往復動することによっ
て、冷凍機油をクランク軸４の中心穴（図示せず）まで
くみ上げ、クランク軸４から主軸受14、主側板18、副側
板19の摺動面へ冷凍機油を供給する。

一方、クランク軸４が回転するとポンプ部３内部にお
いて冷媒ガスの吸入，圧縮，吐出のポンプ作用が行われ
る。この冷媒ガスの圧縮過程においては、クランク軸４
の回転に伴って冷媒ガスを圧縮するためのトルクが大き
く変動し、ポンプ部３をクランク軸４の回転方向と同方
向に回転しようとする力が繰り返し働く。本実施例で
は、ポンプ部３は、密閉容器１に直接固定されず、クラ
ンク軸４によって支持されているため、上記の回転加振
動力を受け、密閉容器１内部で回転方向に移動できる。

ここで、ポンプ部３は揺動制御用スプリング20によっ
て間接的に密閉容器１側と接続されており、ポンプ部３
の回転方向加振力は揺動制御用スプリング20を通して伝
達されるので、振動絶縁を行うことができる。

クランク軸４が回転し、冷媒ガス圧縮が進むと密閉容
器内は吐出ガスで高圧に保たれるので、ポンプ部３側の
部材に設置されたシール部材23と、密閉容器１側のシー
トリング25とは、差圧によって回転開始直後よりも高い
圧力で密着される。しかし、シール部材23とシートリン
グ25に摩擦係数が小さいものを使用し、上記密着面の回
転半径を小さく設定することにより、ポンプ部の回転方
向の摩擦抵抗を小さくすることが可能である。

次に、第3,4,5図を参照して他の実施例について説明
する。各図において、第１図と同一符号のものは同一部
品を示すものであり、その説明を省略する。

第３図に示す実施例においては、クランク軸４の支持
方法として、第１図の実施例と同様、モータ部２とポン
プ部３との間に主軸受14を用いるほか、モータ部２の端
部に補助的に設けられ密閉容器１に固定されたモータ部
副軸受26によって行うものである。

本実施例によるクランク軸４の支持構造では、ロータ
13先端の振れ回り量を低減できるので、密閉容器の回転
軸まわり以外の方向、特に第７図に示す座標におけるＸ
軸まわり方向とＺ軸まわり方向においても振動を低減す
る効果が大きい。

次に、第４図に示す実施例においては、クランク軸４
の支持を、第１図の実施例と同様、モータ部２とポンプ
部３との間にある主軸受14を用いるほか、ポンプ部３端
部に補助的に設けられ密閉容器１に固定されたモータ部
副軸受27によって行う構造となっている。

第４図の実施例によれば、ポンプ部３内のクランク軸
４偏心部の回転する遠心力によって生じるポンプ側の回
転軸の振れ回り量を低減することができ、第３図に示す
実施例と同様に、回転軸以外の方向でも振動低減の効果
が大きくなる。

次に、第５図に示す実施例では、主軸受14、モータ部
副軸受26、およびポンプ部副軸受27の３つの軸受でクラ
ンク軸４を支持する構造になっている。

第５図の実施例によれば、第３図，第４図に示した実
施例と同様の効果がある。また、第５図の実施例の構造
では、３軸受による支持となるため、組立てに精度を必
要とする反面、クランク軸４を細くすることができるの
で、圧縮機の効率が向上する効果がある。

以上、第１図ないし第５図で示した各実施例におい
て、ポンプ部３の重心は、前記したように回転中心軸上
に設定することが望ましく、これによってポンプ部３の
振動揺動が回転軸方向以外で振動を増大させることを抑
制できる。

次に、第６図は、本発明のさらに他の実施例に係る密
閉形ロータリ圧縮機の吸込ガスパイプ構造を示す略示部
分断面図である。図中、第１図と同一符号のものは同一
部品を示すものであり、その説明を省略する。

第６図に示す実施例では、これまでの実施例に示した
シール部材23、シートリング25に変えて、ポンプ部３と
密閉容器１との間に吸込ガスパイプ28を設けたものであ
る。この吸込ガスパイプ28は、ねじ山のようなリード角
をもった蛇腹形状に成形したパイプであり、ポンプ部３
の回転（揺動）中心軸線上に溶接等の方法で固定したも
のである。

このように、吸込ガスパイプ28はねじ山状の蛇腹に成
形されているため、ポンプ部３の回転力に対して特定の
回転ばね定数をもった構造となっている。したがって、
吸込ガスパイプ28は、第２図に示した揺動制御用スプリ
ング20の役目をも兼ねたものであり、部品点数を少なく
し、製造原価を安くする効果がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、ポンプ
部が揺動振動する際の摩擦抵抗を低く抑え、密閉容器へ
の振動を絶縁してロータリ圧縮機の回転方向振動を低減
するとともに、接続配管の振動を低減することにより、
これらが原因で発生する騒音を抑制しうる密閉形ロータ
リ圧縮機を提供することができる。

また、密閉容器内の吸込ガスの通路長さを短くし、吸
込ガス通路の加熱による損失を最小限に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る内部防振構造の密閉
形ロータリ圧縮機の縦断面図、第２図は、第１図のＡ−
Ａ矢視断面図、第３図ないし第５図は、いずれも本発明
の他の実施例に係る内部防振構造の密閉形ロータリ圧縮
機の縦断面図、第６図は、本発明のさらに他の実施例に
係る密閉形ロータリ圧縮機の吸込ガスパイプ構造を示す
略示部分断面図、第７図は、圧縮機の振動方向を示す模
式図、第８図は、従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面
図である。１……密閉容器、２……モータ部３……ポンプ部、４……クランク軸９……シリンダ、12……ステータ 13……ロータ、14……主軸受 15……ローラ、16……ベーン 18……主側板、19……副側板 20……揺動制御用スプリング 21……消音カバ、22……吸込カップ 23……シール部材、24……吸込カバー 25……シートリング、26……モータ部副軸受 27……ポンプ副軸受、28……吸込ガスパイプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に、電動機部と、この電動機部
にクランク軸で連結された圧縮機構部とを収納し、その圧縮機構部を構成するポンプ部は、少なくとも、シ
リンダと、シリンダ内で偏心回転するローラと、このロ
ーラの回転に追従して往復動するベーンと、シリンダの
両端を密閉する側板とを備えてなる密閉形ロータリ圧縮
機において、電動機部の回転子に嵌着されたクランク軸を、前記電動
機部と前記ポンプ部との間において、前記密閉容器に固
定された主軸受によって支持するとともに、前記側板を、クランク軸上を回転摺動できるものとし
て、前記ポンプ部を前記クランク軸上に支持し、かつ、前記ポンプ部と、前記主軸受の、密閉容器に固定
された部分とを、弾性体を介して連結したことを特徴とする密閉形ロータリ圧縮機。
【請求項２】クランク軸を支持する手段として、いずれ
も密閉容器に固定された軸受であって、電動機部とポンプ部との間に主軸受を設けるとともに、モータ側端部、ポンプ側端部の少なくともいずれかに副
軸受を設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉形ロータリ圧縮
機。
【請求項３】少なくとも、シリンダ，ローラ，ベーン、
および側板からなり、クランク軸まわりに揺動しうるポ
ンプ部の重心位置が、そのクランク軸の回転中心軸上に
あることを特徴とする請求項１または２記載のいずれか
の密閉形ロータリ圧縮機。
【請求項４】ポンプ部に装着したガス吸込口を有する部
材と、密閉容器に固定された吸込ガス通路を有する部材
とを、ポンプ部の揺動中心軸と直交する平面で密着さ
せ、その密着力として、電動機部で発生する軸方向の力
を用いることを特徴とする請求項１または２記載のいず
れかの密閉形ロータリ圧縮機。
【請求項５】ポンプ部に装着したガス吸込口を有する部
材と、密閉容器に固定された吸込ガス通路を有する部材
との間に、リング状のシール部材を介在させたことを特
徴とする請求項１または２記載のいずれかの密閉形ロー
タリ圧縮機。
【請求項６】ポンプ部と密閉容器のガス吸込口側との間
を、ポンプ部の揺動中心軸線上において、表面を螺旋状
の蛇腹に形成したパイプで接続したことを特徴とする請
求項１ないし３記載のいずれかの密閉形ロータリ圧縮
機。