JP5216627B2

JP5216627B2 - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP5216627B2
Application number: JP2009037446A
Authority: JP
Inventors: 保則清川; 敏飯塚; 和▲禧▼ 杉本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: US8348647B2; EP2221481B1; EP2221481A3; EP2221481A2; JP2010190169A; CN101865130A; US20100215533A1

Description

本発明は、固定スクロールの吸込み開口に吸入管の下端部をＯリングを介して連結する構造を有したスクロール型圧縮機に関する。

一般に、固定スクロールおよび可動スクロールを密閉容器に収容すると共に、密閉容器の上キャップを貫通し、その下端部を固定スクロールに設けた吸込み開口にＯリングを介して嵌合させる吸入管を備えたものが知られている。この種のものでは、吸入管を、銅パイプとする場合があり、この場合には、肉厚を余り厚くしないため、Ｏリングが嵌るＯリング溝を、該銅パイプの外周には設けずに、固定スクロールの吸込み開口の内周に設けている。この構成では、Ｏリング溝の溝加工が困難で、製造コストが嵩む。これに対し、吸入管を、鉄製の筒とした場合には、鉄製の筒の外周に、Ｏリングが嵌るＯリング溝を設けている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６２−２１８６７８号公報

しかし、従来のように、吸入管を、鉄製とした場合、Ｏリング溝の溝加工が容易となるが、鉄製の筒に冷媒配管（一般に、銅パイプ。）をろう付けする必要があり、該ろう付け作業が困難になっていた。また、上キャップの管台と鉄パイプを溶接する際に、鉄パイプが加熱し、Ｏリングに熱伝達があった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、冷媒配管の接合が容易であり、管台と鉄パイプの接合時に、Ｏリングへの熱伝達を抑制できる構造を有するスクロール型圧縮機を提供することにある。

本発明は、固定スクロールおよび可動スクロールを密閉容器に収容すると共に、密閉容器の上キャップを貫通し、その下端部を固定スクロールに設けた吸込み開口にＯリングを介して嵌合させる吸入管を備え、前記上キャップの吸入管貫通部に鉄製の管台を溶接配置し、前記吸入管は、前記固定スクロールの吸込み開口に嵌り、前記Ｏリングが嵌るＯリング溝を有した鉄製の下部吸入部材と、該下部吸入部材にろう付けにより接合され、前記管台に嵌る銅製の上部吸入部材とを備え、該上部吸入部材と前記管台とをろう付けにより接合したことを特徴とする。
この発明では、吸入管が、上部吸入部材と下部吸入部材とからなり、この下部吸入部材が鉄製であるため、当該部材の肉厚を厚くでき、その外周にＯリングが嵌るＯリング溝を加工することができ、従来に比して、製造コストの削減が可能になる。また、上部吸入部材が銅製であるために、該部材に対し冷媒配管（銅パイプ）をろう付け接合でき、接合作業が簡易で済む。ろう付けの場合、一般溶接と異なり、上部吸入部材の温度上昇が少ないため、Ｏリングへの熱伝達を抑制できる。

この場合において、前記上部吸入部材の下端を縮径し、該縮径部を前記下部吸入部材の上端部の内周にろう付け接合してもよい。
この構成では、接合部分が、縮径されており、しかも縮径部が、下部吸入部材の上端部の内周にインロー構造となっており、吸入管の外径を小さくできる。したがって、吸入管を、管台に容易に嵌合できる。

この場合において、前記吸入管が管台内周を通過可能にしてもよい。
この構成では、上キャップを溶接した後でも吸入管を管台を通過させて吸込み開口に装着できるから、吸入管の後付けができる。

本発明では、吸入管が、上部吸入部材と下部吸入部材とからなり、この下部吸入部材が鉄製であるため、当該部材の肉厚を厚くでき、その外周にＯリングが嵌るＯリング溝を加工することができ、従来に比して、製造コストの削減が可能になる。また、上部吸入部材が銅製であるために、該部材に対し冷媒配管をろう付け接合でき、接合作業が簡易で済む。ろう付けの場合、一般溶接と異なり、上部吸入部材の温度上昇が少ないため、Ｏリングへの熱伝達を抑制できる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１は内部高圧となるスクロール型圧縮機を示し、この圧縮機１は、冷媒が循環して冷凍サイクル運転動作を行う図外の冷媒回路に接続されて、冷媒を圧縮するものである。この圧縮機１は、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング３を有する。
このケーシング３は、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部であるケーシング本体５と、その上端部に気密状に溶接されて一体接合され、上方に突出した凸面を有する椀状の上キャップ７と、ケーシング本体５の下端部に気密状に溶接されて一体接合され、下方に突出した凸面を有する椀状の下キャップ９とで圧力容器に構成されており、その内部は空洞とされている。

ケーシング３の内部には、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１１と、このスクロール圧縮機構１１の下方に配置される駆動モータ１３とが収容されている。このスクロール圧縮機構１１と駆動モータ１３とは、ケーシング３内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１５によって連結されている。そして、スクロール圧縮機構１１と駆動モータ１３との間には間隙空間１７が形成されている。

スクロール圧縮機構１１は、上側に開放された略有底円筒状の収納部材であるハウジング２１と、該ハウジング２１の上面に密着して配置される固定スクロール２３と、これら固定スクロール２３及びハウジング２１間に配置され、固定スクロール２３に噛合する可動スクロール２５とを備えている。ハウジング２１はその外周面において周方向の全体に亘ってケーシング本体５に圧入固定されている。また、ケーシング３内がハウジング２１の下方の高圧空間２７と、ハウジング２１の上方の吐出空間２９とに区画され、各空間２７，２９は、ハウジング２１及び固定スクロール２３の外周に縦に延びて形成された縦溝７１を介して連通している。

ハウジング２１には、駆動軸１５の偏心軸部１５Ａが回動するハウジング空間２１Ａと、下面中央から下方に延びるラジアル軸受部２１Ｂとが形成されている。ハウジング２１には、ラジアル軸受部２１Ｂの下端面と、ハウジング空間２１Ａの底面との間を貫通するラジアル軸受孔２８が設けられ、このラジアル軸受孔２８に、駆動軸１５の上端部がラジアル軸受３０を介して回転可能に嵌入支持されている。ケーシング３の上キャップ７には、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１１に導く吸入管３１が、またケーシング本体５には、ケーシング３内の冷媒をケーシング３外に吐出させる吐出管３３がそれぞれ気密状に貫通固定されている。吸入管３１は、吐出空間２９を上下方向に延び、その内端部はスクロール圧縮機構１１の固定スクロール２３を貫通して、圧縮室３５に連通し、この吸入管３１により圧縮室３５内に冷媒が吸入される。

駆動モータ１３は、ケーシング３の内壁面に固定された環状のステータ３７と、このステータ３７の内側に回転自在に構成されたロータ３９とを備え、該モータ１３は直流モータで構成され、ロータ３９には、駆動軸１５を介してスクロール圧縮機構１１の可動スクロール２５が駆動連結されている。

駆動モータ１３の下方の下部空間４０は高圧に保たれており、その下端部に相当する下キャップ９の内底部には油が貯留されている。駆動軸１５内には、高圧油供給手段の一部としての給油路４１が形成され、この給油路４１は、可動スクロール２５の背面の油室４３に連通している。駆動軸１５の下端にはピックアップ４５が連結され、ピックアップ４５が、下キャップ９の内底部に貯留した油を掻き上げる。この掻き上げた油は、駆動軸１５の給油路４１を通じ、可動スクロール２５背面の油室４３に供給され、この油室４３から、可動スクロール２５に設けられた連通路５１を介して、スクロール圧縮機構１１の各摺動部分及び圧縮室３５へ供給される。

固定スクロール２３は、鏡板２３Ａと、この鏡板２３Ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２３Ｂとで構成されている。一方、可動スクロール２５は、鏡板２５Ａと、この鏡板２５Ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２５Ｂとで構成されている。そして、固定スクロール２３のラップ２３Ｂと、可動スクロール２５のラップ２５Ｂとは互いに噛合しており、このことにより固定スクロール２３と可動スクロール２５との間において、両ラップ２３Ｂ，２５Ｂで複数の圧縮室３５が形成されている。

可動スクロール２５は、オルダムリング６１を介して固定スクロール２３に支持され、その鏡板２５Ａの下面の中心部には有底円筒状のボス部２５Ｃが突設されている。一方、駆動軸１５の上端には偏心軸部１５Ａが設けられ、この偏心軸部１５Ａは、可動スクロール２５のボス部２５Ｃに回転可能に嵌入されている。
さらに、ハウジング２１のラジアル軸受部２１Ｂ下側の駆動軸１５には、可動スクロール２５や偏心軸部１５Ａ等と動的バランスを取るためのカウンタウェイト部６３が設けられており、カウンタウェイト部６３により重さのバランスを取りながら駆動軸１５が回転することで、可動スクロール２５を自転することなく公転させるようになっている。そして、この可動スクロール２５の公転に伴い、圧縮室３５は、両ラップ２３Ｂ，２５Ｂ間の容積が中心に向かって収縮することで吸入管３１より吸入された冷媒を圧縮するように構成されている。

固定スクロール２３の中央部には吐出孔７３が設けられており、この吐出孔７３から吐出されたガス冷媒は、吐出弁７５を通って吐出空間２９に吐出され、ハウジング２１及び固定スクロール２３の各外周に設けた縦溝７１を介して、ハウジング２１の下方の高圧空間２７に流出し、この高圧冷媒は、ケーシング本体５に設けた吐出管３３を介してケーシング３外に吐出される。

このスクロール型圧縮機１の運転動作について説明する。
駆動モータ１３を駆動すると、ステータ３７に対してロータ３９が回転し、それによって駆動軸１５が回転する。駆動軸１５が回転すると、スクロール圧縮機構１１の可動スクロール２５が固定スクロール２３に対して自転せずに公転のみ行う。このことにより、低圧の冷媒が吸入管３１を通して圧縮室３５の周縁側から圧縮室３５に吸引され、この冷媒は圧縮室３５の容積変化に伴って圧縮される。そして、この圧縮された冷媒は、高圧となって圧縮室３５から吐出弁７５を通って吐出空間２９に吐出され、ハウジング２１及び固定スクロール２３の各外周に設けた縦溝７１を介して、ハウジング２１の下方の高圧空間２７に流出し、この高圧冷媒は、ケーシング本体５に設けた吐出管３３を介してケーシング３外に吐出される。ケーシング３外に吐出された冷媒は、図示を省略した冷媒回路を循環した後、再度吸入管３１を通して圧縮機１に吸入されて圧縮され、このような冷媒の循環が繰り返される。

油の流れを説明すると、ケーシング３における下キャップ９の内底部に貯留された油が、駆動軸１５の下端に設けたピックアップ４５により掻き上げられ、この油が、駆動軸１５の給油路４１を通じ、可動スクロール２５背面の油室４３に供給され、この油室４３から、可動スクロール２５に設けられた連通路５１を介して、スクロール圧縮機構１１の各摺動部分及び圧縮室３５へ供給される。

図２は、上キャップ７を貫通する吸入管３１を拡大して示す。
上キャップ７の吸入管３１の貫通部７Ａには、スチール（鉄）製の環状の管台８１が嵌合されて電弧溶接８１Ａされており、この管台８１の内周に嵌るように、上キャップ７を貫通する吸入管３１が貫挿されている（図１参照。）。
この吸入管３１は、スチール製の筒状の下部吸入部材３１Ａと、銅製の筒状の上部吸入部材３１Ｂとを備える。下部吸入部材３１Ａは、下端部が固定スクロール２３の鏡板２３Ａの吸込み開口８３に嵌り、その下端部の外周には、Ｏリング８５（一般に、耐熱温度１５０℃程度。）が嵌るＯリング溝８７が形成されている。
また、上部吸入部材３１Ｂの下端は縮径されており、該縮径部３１Ｃは、下部吸入部材３１Ａの上端部の内周に圧入され、外周が銀ろう付け８９により接合されている。この構成では、ろう付け８９による接合部分が、全体的に縮径されており、図示のように、上部吸入部材３１Ｂの最大外径と、下部吸入部材３１Ａの最大外径とが一致し、これら外径が、管台８１の内径より若干小さく形成される。

つぎに、組み付け手順を説明する。
第１の組み付け手順では、吸入管３１の下端にＯリング８５を装着し、このＯリング８５の側を、矢印Ａで示すように、固定スクロール２３に設けた吸込み開口８３の内側に装着する。ついで、矢印Ｂで示すように、上キャップ７を被せる。この場合に、管台８１の内周に吸入管３１を貫通させる。
他の第２の組み付け手順では、上キャップ７を被せる。次に、吸入管３１の下端にＯリング８５を装着し、このＯリング８５の側を、管台８１の内周に吸入管３１を貫通させて固定スクロール２３に設けた吸込み開口８３の内側に装着する。そのため、吸入管３１は上キャップ７を溶接してから後付で取り付けが可能になる。
かかる構成では、縮径部３１Ｃが、下部吸入部材３１Ａの上端部の内周にインロー構造となっており、しかも、ろう付け８９による接合部分が、全体的に縮径されており、上部吸入部材３１Ｂの最大外径と、下部吸入部材３１Ａの最大外径とが一致し、これら外径が、管台８１の内径より若干小さく形成されているため、吸入管３１を、上述した管台８１の内周に容易に嵌合できる。

図３は、組み付けの完成図である。
本実施の形態では、上述した組付けの後に、上部吸入部材３１Ｂと管台８１との外周部が、銀ろう付け９１により接合される。
このような、ろう付け９１作業の場合には、一般溶接と異なり、短時間の接合で済むため、上部吸入部材３１Ｂの温度の上昇、ならびに、下部吸入部材３１Ａへの熱伝導が少なくなり、Ｏリング８５への熱伝達が抑制される。
本構成では、吸入管３１が、上部吸入部材３１Ｂと下部吸入部材３１Ａからなり、この下部吸入部材３１Ａが鉄製であるため、肉厚を厚くでき、その外周にＯリング８５が嵌るＯリング溝８７を加工でき、製造コストの削減が可能になる。また、上部吸入部材３１Ｂが銅製であるため、該部材３１Ｂに対し同種素材の冷媒配管（銅パイプ）をろう付け接合でき、接合作業が簡易で済む。

図４は、別の実施の形態を示している。なお、図２と同一部分には同一符号を付して示し、説明を省略している。
本実施の形態では、吸入管１３１が、上部吸入部材１３１Ｂと下部吸入部材１３１Ａとからなり、下部吸入部材１３１Ａは、上記と同様に鉄製であり、また、上部吸入部材１３１Ｂは銅製である。上部吸入部材１３１Ｂの下端部は、上記実施の形態と異なり、縮径されておらず、この上部吸入部材１３１Ｂの内周に、下部吸入部材１３１Ａの上端の段付き部１３１Ｃが嵌合している。
この構成によっても、上述した組付けの後に、上部吸入部材１３１Ｂと管台８１との外周部が、銀ろう付け９１により接合される。
したがって、一般溶接と異なり、短時間の接合で済むため、上部吸入部材１３１Ｂの温度の上昇、ならびに、下部吸入部材１３１Ａへの熱伝導が少なくなり、Ｏリング８５への熱伝達が抑制される。
本構成では、吸入管１３１が、上部吸入部材１３１Ｂと下部吸入部材１３１Ａからなり、この下部吸入部材１３１Ａが鉄製であるため、肉厚を厚くでき、その外周にＯリング８５が嵌るＯリング溝８７を加工でき、製造コストの削減が可能になる。また、上部吸入部材１３１Ｂが銅製であるため、該部材１３１Ｂに対し同種素材の冷媒配管をろう付け接合でき、接合作業が簡易で済む。

本発明の一実施の形態を示す断面図である。上キャップを貫通する吸入管を拡大して示す図である。組み付けの完成図である。別の実施の形態を示す図２対応図である。

１圧縮機
７上キャップ
７Ａ貫通部
２３固定スクロール
２５可動スクロール
３１吸入管
３１Ａ下部吸入部材
３１Ｂ上部吸入部材
８１管台
８３吸込み開口
８５Ｏリング
８７Ｏリング溝

Claims

固定スクロールおよび可動スクロールを密閉容器に収容すると共に、密閉容器の上キャップを貫通し、その下端部を固定スクロールに設けた吸込み開口にＯリングを介して嵌合させる吸入管を備え、
前記上キャップの吸入管貫通部に鉄製の管台を溶接配置し、
前記吸入管は、前記固定スクロールの吸込み開口に嵌り、前記Ｏリングが嵌るＯリング溝を有した鉄製の下部吸入部材と、該下部吸入部材にろう付けにより接合され、前記管台に嵌る銅製の上部吸入部材とを備え、該上部吸入部材と前記管台とをろう付けにより接合したことを特徴とするスクロール型圧縮機。
前記上部吸入部材の下端を縮径し、
該縮径部を前記下部吸入部材の上端部の内周にろう付け接合したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
前記吸入管が管台内周を通過可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール型圧縮機。