JP3924722B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調用、冷凍用、冷蔵庫用に使用する密閉型圧縮機に関し、吐出マフラーを有する密閉型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転式圧縮機で、シリンダの上軸受、下軸受を組付ける上下シート面において、シリンダ内壁とボルト穴の間に溝を設け、このシリンダ上、下シート面の溝が上軸受、下軸受の組付けにより生ずるシリンダ内周の膨らみ、シリンダの厚みの縮み等の歪を溝に発生させ、圧縮室を形成するシリンダ内周面、及びシリンダ高さ方向の歪を緩和する回転式圧縮機が記載されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６３−１８６９８８号公報（第３頁〜第５頁、第１図、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に示した回転式圧縮機は前記のように構成されているので、吐出ガスの圧力脈動による密閉型圧縮機の騒音増加を抑制するための吐出マフラーを上軸受及び／又は下軸受に取付けた場合に、固定力により発生する上軸受のツバ部あるいは下軸受のツバ部の変形を抑制することは不可能であり、密閉型圧縮機の運転中にピストンと上軸受のツバ部あるいはピストンと下軸受のツバ部が接触し、密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止が発生するなどの恐れがあった。
【０００５】
また、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合、Ｒ−２２と同等の冷凍能力にするには圧縮室内容積を小さくする必要があり、また、Ｒ４１０Ａでは冷媒ガスの高低圧差が大きくなる特性上、圧縮室を形成する各部品クリアランスからの冷媒ガスの漏れによる効率低下が大きくなる傾向がある。従って、冷媒ガスの漏れによる効率低下を抑制するために、各摺動部のクリアランスを小さくする必要があり、ピストンと上軸受のツバ部あるいはピストンと下軸受のツバ部がより接触し易くなる。
さらに、冷媒Ｒ４１０Ａ使用では冷媒ガスの高低圧差が大きくなるため、吐出マフラーの強度を保持する必要上、板厚を厚くするが、このため上軸受のツバ部あるいは下軸受のツバ部が吐出マフラーから受ける力がより大きくなり、変形量がより大きくなる。
そこで、冷媒Ｒ４１０Ａ使用時は、吐出マフラーを上軸受及び／又は下軸受に取付けた場合の前記問題はより顕著となる。
【０００６】
本発明は、密閉型圧縮機の吐出ガスの圧力脈動を防止するために吐出マフラーを設けた場合に、シリンダ内のピストンと軸受ツバ部との接触が生じ易くなるのが吐出マフラーを取付けたことに起因すること、また、冷媒としてＲ４１０Ａ使用時に顕著となることを見出してなされたもので、吐出マフラーにより、吐出ガスの圧力脈動による騒音を抑制するとともに、シリンダ内のピストンと軸受ツバ部との接触を防止し、効率面、騒音面及び信頼性面で優れた密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、第１軸受及び第２軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、この接触部により軸受に力が加えられる場合に、接触部近傍に形成した軸受の変形部が弾性変形することにより、圧縮室を構成する軸受のツバ部の中央部の変形が緩和され、吐出マフラーの接触部が、吐出マフラーを圧入等のしまり嵌めにより、吐出マフラーの内周面が軸受のツバ部の外周面に気密に接触することにより形成され、また、軸受のツバ部の外周面近傍で、外周面の内側に、外周面に沿うようにシャフト方向に形成した溝（６ｆ、７ｆ）を設け、軸受の変形部を溝（６ｆ）の外側部分とし、軸受のボス部のボス部端面に吐出マフラーが気密に接触することにより形成され、また、軸受のボス部のボス部端面近傍で、ボス部端面の内側にシャフト外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝（７ｇ）を設け、軸受の変形部を溝（７ｇ）の外側部分としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機の縦断面図であり、図２は上マフラーを取付けた上軸受及びシリンダの変形と変形緩和を説明する図であり、図２（ａ）は対策前、図２（ｂ）は対策後を示し、図３は下マフラーを取付けた下軸受及びシリンダの変形と変形緩和を説明する図であり、図３（ａ）は対策前、図３（ｂ）は対策後を示す。
【０００９】
図１において、密閉容器１には、固定子２ａと回転子２ｂから成る電動機２と、後述のピストン５に駆動力を伝達するシャフト３と、内部にピストン５を有するシリンダ４と、シャフト３の軸受機能を有する第１ボス部である上ボス部６ａとシリンダ４に固定され、シリンダ４の開口部を塞ぐ第１ツバ部である上ツバ部６ｂとから成り、第１軸受である上軸受６と、シャフト３の軸受機能を有する第２ボス部である下ボス部７ａとシリンダ４に固定され、シリンダ４の開口部を塞ぐ第２ツバ部である下ツバ部７ｂとから成り、第２軸受である下軸受７と、上軸受６を上ツバ部６ｂにおいてシリンダ４に固定する上ボルト１０と、下軸受７を下ツバ部７ｂにおいてシリンダ４に固定する下ボルト１１と、上軸受６に固定された吐出マフラーである上マフラー８と、下軸受７に固定された吐出マフラーである下マフラー９とが収容される。
【００１０】
上マフラー８は、上軸受６のツバ部６ｂの外周面６ｃからの吐出ガスの流出を防止するために、内周面８ａが上軸受６のツバ部６ｂの外周面６ｃに圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、接触部を形成し、さらに、ズレ防止のためにボルト１０によりツバ部６ａに固定されている。
上マフラー８のボス部側は、上マフラー８のボス部６ａ側の内周面がボス部６ａの外周面に圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、固定される。
また、下マフラー９は、下軸受７のツバ部７ｂの外周面７ｃからの吐出ガスの流出を防止するために、内周面９ａが下軸受７のツバ部７ｂの外周面７ｃに圧入等の締まり嵌めにより気密に接触し、接触部を形成し、さらに、ズレ防止のために下マフラー９の固定面９ｂがボルト１１により下軸受７のマフラー固定面７ｄに固定されている。
【００１１】
さらに、下マフラー９は下軸受７のボス部７ａの全体を覆うように取付けられ、圧縮室１２からのガス漏れを防止するために形成される接触部９ｃで下軸受７のボス部端面７ｅにシール材１３を介して気密に押付けられている。但し、シール材１３はなく、直接接触してもよい。ここで、組立前の下軸受７のマフラー固定面７ｄからボス部端面７ｅまでの長さは下マフラー９の固定面９ｂから接触部９ｃまでの長さより長くなっており、ボルト１１により下マフラー９が下軸受７に固定されると下マフラー９の弾性力により下マフラー９の接触部９ｃが下軸受７のボス部端面７ｅに気密に接触し、押付ける。
【００１２】
上軸受６のツバ部６ｂの外周面６ｃ近傍の端部（外周面６ｃの内側）には上マフラー８の内周面８ａから受ける力によりツバ部６ａ全体が変形することを抑制するための柔構造用の溝６ｆが設けられている。溝６ｆは外周面６ｃに沿うように、かつ、シャフト方向に形成される。
また、下軸受７のツバ部７ｂの外周面７ｃ近傍の端部（外周面７ｃの内側）と下軸受７のボス部端面７ｅ近傍の端部（ボス部端面７ｅの内側）とには、それぞれ、下マフラー９から受ける力によりツバ部７ａ全体が変形することを抑制するための柔構造用の溝７ｆと溝７ｇが設けられている。
溝７ｆは外周面７ｃに沿うように、かつ、シャフト方向に形成される。
また、溝７ｇはシャフト３の外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成され、ボス部端面７ｅにおける下マフラー９の接触部９ｃより径方向内側まで深くなっている。
【００１３】
前記の密閉型圧縮機の動作の説明をする。
電動機２からシャフト３に作用する駆動トルクによりピストン５は駆動し、シリンダ４とピストン５と上軸受６（ツバ部６ｂの中央部）と下軸受７（ツバ部７ｂの中央部）とベーン（図示省略、先端部がピストンと当接する）で形成される圧縮室１２内で圧縮動作が実現する。
圧縮室１２内に取り込まれたガスは圧縮された後、一部は上軸受６から上マフラー８内に吐出され、残りは下軸受７から下マフラー９内に吐出され、下軸受７とシリンダ４と上軸受６に設けられた連通孔（図示省略）を通り、上マフラー８内で合体される。上マフラー８内の合体吐出ガスは上マフラー８の吐出孔（図示省略）から密閉容器１内に吐出される。吐出ガスの圧力脈動は上マフラー８内と下マフラー９内の空間により減衰され、密閉型圧縮機の騒音増加は抑制される。
【００１４】
次いで、溝６ｆ、溝７ｆ、溝７ｇ及びこれらの外側の変形部の働きを図２により説明する。
上軸受６のツバ部６ｂの外周面６ｃは上マフラー８の内周面８ａにより内側方向の力を受けており、図２（ａ）のようにツバ部６ｂ全体が下側に凸となるように変形しようとするが、図２（ｂ）に示すように、ツバ部６ｂの柔構造用に設けられた溝６ｆにより、溝６ｆの外側部分であるツバ部６ｂの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部６ｂ全体が変形することを防止できる。
また、下軸受７のツバ部７ｂの外周面７ｃは下マフラー９の内周面９ａにより内側方向の力を受けており、ツバ部７ａ全体が上に凸に変形しようとするが、ツバ部７ｂに設けられた柔構造用の溝７ｆにより、溝７ｆの外側部分であるツバ部７ｂの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部７ｂ全体が変形することを防止できる。これは図２と上下逆の変形として説明できる。
【００１５】
下軸受７に関しては、更に、下軸受７のボス部端面７ｅはシール材１３（図３では記載省略）を介して下マフラー９により上方向の力を受けており、ボス部７ａが図３（ａ）のようにツバ部７ｂを上に凸に変形しようとするが、図３（ｂ）に示すように、ボス部７ａに設けられた柔構造用の溝７ｇにより、溝７ｇの外側部分（図では下側部分）であるボス部７ａの変形部が局所的に弾性変形するので、ツバ部７ｂが変形することを防止できる。
溝７ｇは下マフラー９のボス部端面７ｅでの接触部９ｃより径方向内側まで深くなっているので柔構造の効果は著しく大きくなる。
【００１６】
前記のように、溝６ｆ、７ｆ、溝７ｇ及びこれらの外側の変形部の形成により、上マフラー８と下マフラー９の取付けによる上軸受６のツバ部６ｂ全体と下軸受７のツバ部７ｂ全体の変形を抑制でき、即ち、圧縮室１２を形成するツバ部６ｂの中央部、ツバ部７ｂの中央部の変形を抑制でき、密閉型圧縮機の運転中にピストン５が上軸受６のツバ部６ｂ及び／又は下軸受７のツバ部７ｂと接触することにより発生する密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加及び接触部ロックによる停止等を抑制できる。
【００１７】
また、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合は、冷媒Ｒ４１０Ａ使用でＲ−２２と同等の冷凍能力にするには、圧縮室内容積を小さくする必要があり、また、Ｒ４１０Ａでは冷媒ガスの高低圧差が大きくなる特性上、圧縮室１２を形成する各部品クリアランスからの冷媒ガスの漏れによる効率低下が大きくなる傾向があり、従って、冷媒ガスの漏れによる効率低下を抑制するために、各摺動部クリアランスを小さくする必要があり、ピストン５と上軸受６のツバ部６ｂあるいはピストン５と下軸受７のツバ部７ｂが接触し易くなる。
更に、冷媒Ｒ４１０Ａ使用では冷媒ガスの高低圧差が大きくなるため、吐出マフラー８、９の強度保持上、板厚を厚くする必要があり、上軸受６、下軸受７のツバ部６ｂ、７ｂが吐出マフラー８、９から受ける力が大きくなり、変形量がより大きくなる。
しかしながら、本実施の形態の溝６ｆ、７ｆ、溝７ｇ及びこれらの外側の変形部の形成により、冷媒Ｒ４１０Ａ使用時の問題も同様に回避することが可能となる。
【００１８】
前記の実施の形態では、吐出マフラーとして上マフラー８と下マフラー９とを、それぞれ、上軸受６、下軸受７に取付け、上軸受６に溝６ｆと外側の変形部、下軸受７に溝７ｆと外側の変形部、溝７ｇと外側の変形部を設けたが、吐出マフラーはどちらか一方とし、吐出マフラーを取付けた軸受に溝とその外側の変形部を設けてもよく、この場合でも同様に効果が得られる。
また、下マフラー９を設けた場合の下軸受７の溝７ｆと外側の変形部、溝７ｇと外側の変形部はどちらか一方でも、ほぼ同様な効果が得られる。
更に、上マフラー８の上軸受６のボス部６ａの上端部への気密接触を下マフラー９の下軸受７のボス部７ａのボス部端面７ｅと類似に行い、気密接触部からボス部６ａに下方に力が働く場合に、同様に溝と外側の変形部を設けるようにしてもよく、同様な効果が得られる。但し、上マフラー８の場合は、ボス部６ａの全体を覆うことはできず、ボス部７ａのボス部端面７ｅ対応のボス部端面に上マフラー８の気密接触部を形成する。
また、本実施の形態では、溝とその外側の変形部を形成し、吐出マフラーの接触部からの作用力を変形部の局所的な弾性変形で軸受中央部の変形を緩和したが、本構成に限らず、同様に吐出マフラーの接触部の近傍に局所的な変形部を設け、これにより軸受中央部の変形を緩和する構成であればいずれでもよい。
【００１９】
本実施の形態の密閉型圧縮機は、吐出マフラー８、９の接触部が、吐出マフラー８、９を圧入等のしまり嵌めにより、吐出マフラー８、９の内周面８ａ、９ａが軸受６、７のツバ部６ａ、７ａの外周面６ｃ、７ｃに気密に接触することにより形成され、また、軸受６、７のツバ部６ａ、７ａの外周面６ｃ、７ｃ近傍で、外周面６ｃ、７ｃの内側に、外周面６ｃ、７ｃに沿うようにシャフト方向に形成した溝６ｆ、７ｆを設け、軸受６、７の変形部を溝６ｆ、７ｆの外側部分としたので、吐出マフラー８、９の内周面８ａ、９ａから軸受６、７のツバ部６ａ、７ａの外周面６ｃ、７ｃが内側方向の力を受けても、軸受６、７の変形部が局所的に弾性変形し、圧縮室１２を形成する軸受６、７のツバ部６ａ、７ａの中央部の変形は防止できる。
【００２０】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、吐出マフラー８、９の接触部が、軸受６、７のボス部６ａ、７ａのボス部端面７ｅに吐出マフラー８、９が気密に接触することにより形成され、また、軸受６、７のボス部６ａ、７ａのボス部端面７ｅ近傍で、ボス部端面７ｅの内側にシャフト３外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝７ｇを設け、軸受６、７の変形部を溝７ｇの外側部分（図では下側部分）としたので、吐出マフラー８、９の接触部から軸受６、７のボス部６ｂ、７ｂに内側方向の力（図では上側方向の力）を受けても、軸受６、７の変形部が局所的に弾性変形し、圧縮室１２を形成する軸受６、７のツバ部６ａ、７ａの中央部の変形は防止できる。
【００２１】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、軸受が第２軸受７であり、吐出マフラー９がボス部７ａの全体を覆うように取付けられ、かつ、ボス部端面７ｅの接触部がシャフト３周り全周に渡って気密に接触するよう形成されたので、圧縮室１２からのガスの漏れを防止できる。
【００２２】
また、本実施の形態の密閉型圧縮機は、冷媒としてＲ４１０Ａを使用しても、圧縮室１２を形成する上軸受６のツバ部６ｂの中央部、下軸受７のツバ部７ｂの中央部の変形を抑制でき、圧縮機運転中にピストン５と上軸受６のツバ部６ｂ、ピストン５と下軸受７のツバ部７ｂが接触することを防止でき、密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止等を抑制することができる。
【００２３】
本実施の形態では、密閉型圧縮機を、所謂縦型圧縮機の例として説明したが、横型圧縮機にも本発明の特徴的な構成は適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、第１軸受及び第２軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、この接触部により軸受に力が加えられる場合に、接触部近傍に形成した軸受の変形部が弾性変形することにより、圧縮室を構成する軸受のツバ部の中央部の変形が緩和され、吐出マフラーの接触部が、吐出マフラーを圧入等のしまり嵌めにより、吐出マフラーの内周面が軸受のツバ部の外周面に気密に接触することにより形成され、また、軸受のツバ部の外周面近傍で、外周面の内側に、外周面に沿うようにシャフト方向に形成した溝（６ｆ、７ｆ）を設け、軸受の変形部を溝（６ｆ）の外側部分とし、軸受のボス部のボス部端面に吐出マフラーが気密に接触することにより形成され、また、軸受のボス部のボス部端面近傍で、ボス部端面の内側にシャフト外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝（７ｇ）を設け、軸受の変形部を溝（７ｇ）の外側部分としたものである。そこで、吐出マフラーを軸受に取付けても、密閉型圧縮機運転中にピストンと軸受のツバ部と接触することにより発生する密閉型圧縮機の効率低下、騒音増加、接触部の摩耗増加、接触部ロックによる停止等を抑制でき、吐出マフラーによる圧縮ガスの圧力脈動による騒音発生防止効果と併せて、効率面、騒音面、信頼性面で優れた密閉型圧縮機が得られる効果がある。また、冷媒としてＲ４１０Ａを使用しても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の上軸受の変形と変形緩和を説明する図である。
【図３】 本発明の実施の形態１の下軸受の変形と変形緩和を説明する図である。
【符号の説明】
１ 密閉容器、２ 電動機、３ シャフト、４ シリンダ、５ ピストン、６第１軸受、６ａ、７ａ ボス部、６ｂ、７ｂ ツバ部、６ｃ、７ｃ ツバ部の外周面、６ｆ、７ｆ ツバ部の溝、７ 第２軸受、７ｅ ボス部端面、７ｇ ボス部の溝、８、９ 吐出マフラー、８ａ、９ａ 吐出マフラーの内周面、１２ 圧縮室。

Claims (4)

1. 電動機と、前記電動機により駆動されるシャフトと、前記シャフトにより駆動されるピストンと、シリンダーと、先端部が前記ピストンと当接するベーンと、前記シャフトの軸受として機能するボス部と前記シリンダーの一方の開口部を塞ぐツバ部とから成る前記電動機側の第１軸受と、前記シャフトの軸受として機能するボス部と前記シリンダーのもう一方の開口部を塞ぐツバ部とから成る前記電動機と反対側の第２軸受とを備え、前記ピストンと前記シリンダーと前記ベーンと前記第１軸受のツバ部の中央部と前記第２軸受のツバ部の中央部とで圧縮室を構成する密閉型圧縮機において、
   前記圧縮室から吐出された圧縮ガスを密閉容器内に吐出する吐出マフラーが、前記第１軸受及び前記第２軸受のうち、少なくとも一方の軸受に、該軸受との接触部で気密に接触されるとともに、該軸受を覆うように取付けられ、前記接触部により前記軸受に力が加えられる場合に、前記接触部近傍に形成した前記軸受の変形部が弾性変形することにより、前記圧縮室を構成する前記軸受のツバ部の前記中央部の変形が緩和され、
   前記吐出マフラーの接触部が、前記吐出マフラーを圧入等のしまり嵌めにより、前記吐出マフラーの内周面が前記軸受の前記ツバ部の外周面に気密に接触することにより形成され、また、前記軸受のツバ部の前記外周面近傍で、前記外周面の内側に、前記外周面に沿うように前記シャフト方向に形成した溝（６ｆ、７ｆ）を設け、前記軸受の変形部を前記溝（６ｆ）の外側部分とし、前記軸受の前記ボス部のボス部端面に前記吐出マフラーが気密に接触することにより形成され、また、前記軸受のボス部の前記ボス部端面近傍で、前記ボス部端面の内側に前記シャフト外周に沿うように、かつ、径方向内側へ形成した溝（７ｇ）を設け、前記軸受の変形部を前記溝（７ｇ）の外側部分としたことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記軸受が第２軸受であり、前記吐出マフラーが前記ボス部の全体を覆うように取付けられ、かつ、ボス部端面の接触部が前記シャフト周り全周に渡って気密に接触するよう形成されたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記溝（７ｇ）は、前記吐出マフラーの接触部より径方向内側まで形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 冷媒としてＲ４１０を使用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の密閉型圧縮機。

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