JP2931392B2 - 全密閉形電動圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般的な冷凍，冷房機器に使用される全密
閉形電動圧縮機に係り、特に、摺動部負荷を軽減し運転
の信頼性を向上するのに好適な、主，副二軸受を有する
全密閉形電動圧縮機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の全密閉形電動圧縮機の一例をスクロール圧縮機
を例にとり、第４図および第５図を参照して説明する。

第４図は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図、第５
図は、第４図の圧縮機の副軸受と支持脚との組立手順の
一例を示す縦断面図である。

第４図は、各種圧縮機の中で、特に低振動形として用
いられるスクロール圧縮機の全体構造を示すもので、21
は圧縮機本体、22はフレーム、23は主軸受、24は回転
軸、25は旋回スクロール、26は固定スクロール、27はス
クロールラップ部、28はオルダムリング、29は電動機、
30は回転子、31は固定子、32は副軸受、33は副軸受の支
持脚、34は密閉容器、35は潤滑油である。

すなわち、第４図に示すスクロール圧縮機は、密閉容
器34内に電動機29部と、この電動機29に回転軸24によっ
て駆動されるスクロール圧縮機部とを収納し、圧縮機部
のフレーム22に形成された主軸受23と、この主軸受に対
し反電動機側に位置する支持脚33に形成された副軸受32
とを有し、これら主軸受23,副軸受32によって前記回転
軸24を支持してなるものである。

より詳しく述べれば次のとおりである。

圧縮機本体21は、フレーム22の主軸受23の内径に、回
転軸24の主軸部24aを挿入し、その上部の偏心部24bと旋
回スクロール25の内径25aとをオルダムリング28を介し
て嵌合させ、さらにその上部にスクロールラップ部27に
径方向および高さ方向それぞれに適切な間隙をもって組
み合わせた固定スクロール26を被せ、この固定スクロー
ル26とフレーム22とをボルト等で締結固定することで構
成されている。

電動機29は、回転子30,固定子31からなり、回転子30
は回転軸24の回転子固定部24dに圧入または焼嵌めによ
り支持されるとともに、固定子31とともに密閉容器34内
の下部に配置され、また、圧縮機本体21は密閉容器24内
の上部に、それぞれ第４図に示すように収納される。

この従来のスクロール圧縮機は、圧縮機構の運動によ
ってスクロールラップ部27に負荷される圧力や、駆動部
の重量によって発生する慣性力を、基本的にフレーム22
の主軸受23と、電動機29の下側の副軸受32とでバランス
良く受ける軸受構造となっている。副軸受32は、その内
径に前記回転軸24の副軸部24cが摺動自在に嵌合するよ
うに配置されている。

このような従来のスクロール圧縮機の主要構成要素
は、密閉容器34に、圧縮機本体21は複数のアークスポッ
ト溶接により、電動機29の固定子31は焼嵌めにより、副
軸受32はその支持脚33の外形部を密閉容器34の内径に圧
入後、複数のアークスポット溶接により、それぞれ固定
されている。

潤滑油35は密閉容器34の底部に貯溜され、回転軸24の
内部の油路（図示せず）を上昇し、それぞれの軸受部に
供給され円滑な運転に寄与する。

第５図は、前記従来のスクロール圧縮機に用いられる
副軸受32とその支持脚33の組立手順を示す縦断面図で、
副軸受32はその外周部の任意複数個所にボルト通し孔32
aを穿孔し、支持脚33にはねじ孔33aが形成されている。

まず、支持脚33を密閉容器34内に圧入したのち、密閉
容器34のケース34aの外側から、複数のアークスポット
溶接により、支持脚33とケース34aとを固接する。その
後、副軸受32を回転軸24の副軸部24cに嵌合し、ボルト3
6を用いて副軸受32と回転軸24の副軸部24cを芯出し調整
しながら締め付け固定する工程となる。

このような組立構造を有する圧縮機としては、特開平
１−170774号公報記載のものが挙げられるが、この種
の、主，副軸受を備えたスクロール圧縮機はそれぞれの
軸受に、圧縮ガス圧力および旋回スクロールの自重によ
る慣性力で発生する軸受負荷を、バランス良く分担し、
軸受摺動面の焼き付きを防止し、高信頼性を得ようとす
るものである。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のスクロール圧縮機は次のような問題
点を有している。

第５図に示す副軸受32の取り付けに関して、支持脚3
3,密閉容器34の製作精度と、この両者の圧入による変形
とを吸収する必要から、副軸受32本体を、その支持脚33
から分離した状態とし、支持脚33を密閉容器34のケース
34aに溶接したのち、副軸受32のボルト通し孔32aとボル
ト36との空隙の範囲内で、微妙な芯出し調整をしなが
ら、ボルト36を締め付け、両者を固定する煩雑な組立工
程になっていた。

また、副軸受32とその支持脚33との接合面は水平面で
あり、その水平方向への輸送衝撃力が掛ると、接合面が
ずれを生じ円滑な運転ができなくなるという問題があっ
た。

さらに、前記の組立工程の煩雑さの原因となっている
副軸受32,支持脚33の分割構造と、複数のボルト36を使
用することから、部品点数が多くなり、部品費の高騰を
招いており、加えて、ねじ孔の加工など付随する加工費
の高騰を招くという問題があった。

このほか、支持脚33と密閉容器34との固定に複数の電
極消耗式のアークスポット溶接を必要とすることから、
溶接時の溶滴が密閉容器34内に侵入し、該溶滴が摺動部
に侵入し、ロック事故を誘起するという問題があった。

本発明の目的は、従来の圧縮機における組立構造にと
もなう製造コストおよび信頼性上の課題を解決し、また
副軸受まわりに有する欠点を解消し、組立部品点数の削
減と、簡潔な組立作業とを実現するとともに、強固な固
定強度を得て輸送衝撃耐荷重の向上を可能にする全密閉
形電動圧縮機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る全密閉形電
動圧縮機の構成は、筒体からなるケースと蓋体とを溶接
して形成した密閉容器内に、電動機部と、この電動機部
に回転軸によって駆動される圧縮機構部とを収納するも
のであって、前記圧縮機構部を構成する固定フレームに
形成された主軸受と、当該主軸受に対し反電動機側に位
置する副軸受とで前記回転軸を支持し、前記副軸受を形
成した副軸受支持体を密閉容器に溶接してなる全密閉形
電動圧縮機において、前記副軸受支持体が、その平面フ
ランジ部を形成する支持脚外周部の外形寸法を、前記密
閉容器の前記ケースの内径寸法より大きく外径寸法より
小さい範囲の寸法に設定し、この支持脚外周部の平面を
前記ケースの筒体端面に当接した状態で、前記支持脚と
前記ケースとを溶接して構成し、この溶接部を覆うよう
に前記密閉容器に蓋を嵌め合わせて溶接して構成したも
のである。

より詳しくは、副軸受の支持脚外周部とケースの筒体
端面との当接部は、非消耗電極を用いて該支持脚の端面
を溶融して溶接しうるように構成したものである。

なお付記すると、予め副軸受と支持脚とを一体に事前
組立した状態とし、圧縮機の回転軸と副軸受とを整合し
たのち、密閉容器の胴体部であるケースの端面と支持脚
外周部の平面部とを水平面上で当接させた状態で、非消
耗式電極を用いた共付け溶接を行うことで従来技術の課
題の解決が可能である。

［作用］ 副軸受の構造を単純な円筒形の外径形状とし、合わせ
て支持脚には前記副軸受がはめ合い可能な支持穴を設け
てこの両者を固接し、副軸受支持脚の外周寸法は、これ
を当接する密閉容器のケース端面の内径寸法より大き
く、外径寸法より小さい範囲内の適宜寸法に選定し、支
持脚外周部をケース端面に当接した状態でTIGあるいは
プラズマなどの非消耗式電極による共付け溶接を行うこ
とで、その目的を達成することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３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スクロール圧縮機
の縦断面図、第２図は、第１図の副軸受とその支持脚の
形状の一例を示す断面図、第３図は、第２図の支持部材
と密閉容器との溶接状態の一例を示す拡大断面図であ
る。

第１図において、１は、圧縮機構部に係る圧縮機本
体、２は、圧縮機構部を構成する固定フレームに係るフ
レーム、３は、フレーム２に形成された主軸受、４は回
転軸、５は旋回スクロール、６は固定スクロール、７
は、これら旋回スクロール5,固定スクロール６の各鏡板
上に直立して互いに噛み合ううず巻状のスクロールラッ
プ部、８は、旋回スクロール５の自転防止手段に係るオ
ルダムリング、９は電動機、10は回転子、11は固定子、
12は副軸受、13は、副軸受支持体に係る副軸受支持脚、
14は密閉容器、15はボルト、16は潤滑油である。

すなわち、第１図に示すスクロール圧縮機は、第４図
に示した従来のスクロール圧縮機と同様に、密閉容器14
内に電動機９部と、この電動機９に回転軸４によって駆
動されるスクロール圧縮機部とを収納し、圧縮機部のフ
レーム２に形成された主軸受３と、この主軸受３に対し
反電動機側に位置する副軸受支持脚13に形成された副軸
受12とを有し、これら主軸受3,副軸受12によって前記回
転軸４を支持してなるものである。

より詳しく述べれば次のとおりである。

圧縮機本体１は、フレーム２の主軸受３の内径に回転
軸４の主軸部4aを挿入し、その上部の偏心部4bと旋回ス
クロール５の内径5aとをオルダムリング８を介して嵌合
し、さらにその上部にスクロールラップ部７に、径方向
および高さ方向それぞれに適切な間隙をもって組み合わ
せた固定スクロール６を被せ、該固定スクロール６とフ
レーム２とをボルト15で締結固定することで構成されて
いる。

電動機９は、回転子10,固定子11からなり、回転子10
は回転軸４の回転子固定部4dに圧入あるいは焼嵌めによ
り支持されるとともに、固定子11とともに密閉容器14内
の下部に配置される。また、圧縮機本体１は密閉容器14
内の上部に、それぞれ第１図に示すように収納される。

さらに、電動機９の下部に副軸受12が、その内径に前
記回転軸４の副軸受部4cが摺動自在に嵌合した状態で配
置されている。

密閉容器14の下部に貯溜する潤滑油16は回転軸４の内
部の油路（図示せず）を上昇し、各軸受部に供給され、
円滑な運転に寄与する。

密閉容器14は、第１図に示すように、胴体部に係る円
筒状のケース14aと、そのケース14aの上部に嵌め合わせ
て溶接した上ケース14bと、ケース14aの下部にかぶせる
ように嵌め合わせて溶接した下ケース14cとからなって
いる。

また、第２図に示す副軸受支持体に係る副軸受支持脚
13は、鋼板の塑性加工でバーリング部，立ち上げ部，平
面フランジ部を有する図示形状に成形され、その中央部
には副軸受12を接合する接合穴13aが設けられている。

副軸受支持脚13の平面フランジ部となる支持脚外周部
13bの外径寸法は、ケース14aの内径寸法より大きく外径
寸法より小さい範囲内で、適宜な寸法に設定されてい
る。

次に、第３図を参照して副軸受支持脚13の溶接作業に
ついて説明する。

副軸受12を嵌着した副軸受支持脚13は、回転軸４の副
軸受部4cと副軸受12の内径とが摺動自在に嵌合した状態
で、その支持脚外周部13bの平面フランジ面と、ケース1
4aのケース端面14dに支持脚外周部13bを水平面上で当接
し、かつケース14aのケース端面14dに破線で示す支持脚
最外周端面13cを直角にあてがい、溶接トーチ18で、こ
れを加熱溶融して実線に示す溶接ビード17を形成し、副
軸受支持脚13とケース14aとを共付けする。

この場合、使用する溶接装置は、溶接線に直接通電し
溶接線を溶解しながら溶接する消耗式電極形の溶接装置
を用いず、TIGあるいはプラズマなどの非消耗式電極を
用いる。

なお、第３図は、共付け溶接することで図示説明して
いるが、さらに、より強固に溶接する場合は、第３図に
示す加熱方法で得られる溶融プールに溶融ワイヤを送給
し、肉盛りすることもできる。

本実施例によれば、従来の、副軸受支持脚をケース内
径に圧入したのち、ケース外側から複数のアークスポッ
ト溶接により固定し、その後、別体の副軸受をボルトに
より締め付け固定する副軸受組立構造が有する欠点、す
なわち、煩雑な心出し調整を必要とする効率の悪い組立
作業、水平面でのボルト締結による水平方向衝撃力に耐
する耐力不足、また、部品点数増加による部品費の高騰
と付随する機械加工費の増加、さらに、ケースと支持脚
の消耗式電極を使用したアークスポットにより発生する
溶滴の、摺動部侵入による信頼性低下などの欠点が、本
実施例で説明した圧縮機構造とすることにより解決され
るものである。

すなわち、本実施例によれば、副軸受とその支持脚と
を圧入等で予め一体化し、しかも支持脚の外径は水平方
向にフリーであることから、心出し作業の必要がなく、
回転軸の副軸受部と副軸受内径を嵌合することにより簡
単に調整できる。

また、副軸受の支持脚のケースへの固定は、強固な溶
接構造とすることから、水平方向の衝撃荷重に対して耐
力が大きくなる。

さらに、部品点数は、ボルトが必要無くなるなど少な
くなり、機械加工費および組立費用の低減を図ることが
できる。

信頼性的には、副軸受支持脚とケースとの溶接に非消
耗式電極を用いた溶接を採用したことから、溶滴の発生
が極めて少なく、潤滑油と共に圧縮機摺動部に侵入する
ことが少なく、ロック事故の発生を大幅に低減できる等
の長所を有している。

したがって、本実施例の組立構造を採用した全密閉形
電動圧縮機は、その製造原価の低減と運転信頼性の向上
を図ることができることから、冷凍冷房機器への適用効
果は極めて大きい。

なお、上記実施例は、スクロール圧縮機の例を説明し
たが、本発明の組立構造は他の形式の圧縮機にも適用可
能なものである。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、従来の
圧縮機における組立構造にともなう製造コストおよび信
頼性上の課題を解決し、また副軸受まわりに有する欠点
を解消し、組立部品点数の削減と完璧な組立作業とを実
現するとともに、強固な固定強度を得て輸送衝撃耐荷重
の向上を可能にする全密閉形電動圧縮機を提供すること
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スクロール圧縮機の
縦断面図、第２図は、第１図の副軸受とその支持脚の形
状の一例を示す断面図、第３図は、第２図の支持部材と
密閉容器との溶接状態の一例を示す拡大断面図、第４図
は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図、第５図は、第
４図の圧縮機の副軸受と支持脚との組立手順の一例を示
す縦断面図である。 １……圧縮機本体、２……フレーム、３……主軸受、４
……回転軸、９……電動機、12……副軸受、13……副軸
受支持脚、13b……支持脚外周部、14……密閉容器、14a
……ケース、14d……ケース端面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 辰雄 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 稲場 恒一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所栃木工場内 (56)参考文献 特開 平３−145590（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 29/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒体からなるケースと蓋体とを溶接して形
   成した密閉容器内に、電動機部と、この電動機部に回転
   軸によって駆動される圧縮機構部とを収納するものであ
   って、前記圧縮機構部を構成する固定フレームに形成さ
   れた主軸受と、当該主軸受に対し反電動機側に位置する
   副軸受とで前記回転軸を支持し、前記副軸受を形成した
   副軸受支持体を密閉容器に溶接してなる全密閉形電動圧
   縮機において、 前記副軸受支持体が、その平面フランジ部を形成する支
   持脚外周部の外形寸法を、前記密閉容器の前記ケースの
   内径寸法より大きく外径寸法より小さい範囲の寸法に設
   定し、 この支持脚外周部の平面を前記ケースの筒体端面に当接
   した状態で、前記支持脚と前記ケースとを溶接して構成
   し、 この溶接部を覆うように前記密閉容器に蓋を嵌め合わせ
   て溶接して構成したことを特徴とする全密閉形電動圧縮
   機。
2. 【請求項２】副軸受の支持脚外周部とケースと筒体端面
   との当接部は、非消耗電極を用いて該支持脚の端面を溶
   融して溶接しうるように構成したことを特徴とする請求
   項１記載の全密閉形電動圧縮機。