JP5840060B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は回転式圧縮機、特に、圧縮機構部を構成する副軸受（下軸受）に吐出マフラー（カバー）が設置されている回転式圧縮機に関するものである。

従来、回転式圧縮機は、冷媒ガスが圧縮機構部において圧縮され、圧縮された冷媒ガスは吐出マフラー（カバー）内を経由して、密閉容器の底部へ吐出され、密閉容器と電動機構部との隙間、電動機構部を構成する回転子と固定子との隙間、および回転子に設けられた冷媒ガスの通過穴と経由して、密閉容器の天部へ流れ込み、天部に設けられた吐出管から回転式圧縮機の外部装置（冷凍装置等）に供給される。
そして、回転式圧縮機の圧縮機構部を構成する副軸受（下軸受）は、平板状の円盤部と、該円盤部の中央に設けられた円筒状のボス部とが一体形成され、円盤部の中央とボス部の中央とを貫通する貫通孔が、圧縮機構部を駆動させる回転軸の軸受になっている。また、前記貫通孔は、ボス部の端面に配置された平板状のガスケットによって覆われ、ガスケットは吐出マフラー（カバー）によってボス部の端面に押し付けられている。

このとき、ボス部の端面の外周寄りに円環状のリブ（外輪山状の環状突起）を設け、略円環状のガスケットをリブの内側（盆地状の平面）に配置する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１７７６２４号公報（第４−６頁、第１３図）

特許文献１に開示された発明は、ボス部の端面の外周寄りに円環状のリブ（外輪山）を設けたものであるため、かかるリブを除いた端面の内周寄りの範囲（盆地状の平面）にガスケットを設置するため、ガスケットを設置する幅（円環状のリブの内径と貫通孔の内径との差の半分）は非常に狭いものとなっている。このため、以下の問題があった。
（あ）回転式圧縮機の製造工程において、部品組み付けを容易にするために、製品として完成したときとは上下が逆になった状態で行われることが通常であって、副軸受（下軸受）のボス部の端面が上になった状態で組み立てられる。すなわち、ボス部の端面でリブの内側の狭い範囲にガスケットを載置し、その状態で上から吐出マフラーをかぶせることによって、ガスケットをボス部に嵌め込むため、ガスケットが正確に載置されないで、ボス部との当接が不完全になることがある。

（い）また、仮に、組立時にガスケットがボス部の端面から脱落した場合、冷媒ガスが
密閉容器の底部に形成された油溜まりに吐出された際、冷凍機油が、高圧の冷媒ガスと一緒に密閉容器の天部に持ち上げられ、密閉容器の外に持ち出されることが予測される。
（う）また、冷凍機油が密閉容器の外に持ち出され、密閉容器（回転式圧縮機に同じ）に連通した冷凍装置内に過剰の冷凍機油が流入した場合、当該冷凍装置の熱交換率が低下し、当該冷凍装置の性能が悪化する。
（え）また、冷凍機油が密閉容器の外に持ち出され、密閉容器内に封入されている冷凍機油が過剰に減少した場合、圧縮機構部における気密性が低下して圧縮性能が低下したり、圧縮機構部の各摺動部における十分な給油を確保することが困難になり、故障の原因になる。すなわち、密閉型回転圧縮機の性能および信頼性を維持することが困難になる。

（お）さらに、ガスケットとボス部との係合が不完全になったことによって、吐出マフラーと副軸受（下軸受）のボス部とのシールが不完全になった場合、副軸受（下軸受）から吐出された冷媒ガスが密閉容器内に直接吐出され、騒音が増加する。
（か）さらに、ガスケットが脱落して、吐出マフラーの内部に固定されない状態で収納された場合、副軸受（下軸受）から吐出された高圧の冷媒ガスの脈動によって、ガスケットが吐出マフラー内で暴れ回ることになる。そうすると、騒音が増加したり、ガスケットが削られ、削りカスが圧縮機構部に入り込み、損耗や故障の原因になる。
（き）また、ガスケットとボス部との係合を完全にして、シール性を確保するためには、高精度の加工や高精度の組み付けをする必要があり、製造コストを高くする原因になる。

本発明は、上記のような問題のうち少なくとも１つを解決するためになされたもので、簡素な構造によってガスケットとボス部との係合を完全にすることができ、組み付け作業の容易化や、シール性の向上を図ることができる回転式圧縮機を得るものである。

本発明に係る回転式圧縮機は、密閉容器内に冷媒ガスを圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構を駆動する電動機構とが組み込まれ、前記電動機構は、前記密閉容器に固定された固定子と、該固定子の内部に回転自在に配置された回転子とによって構成され、前記圧縮機構は、前記回転子に固定されたクランク軸と、該クランク軸によって回転されるローリングピストンと、前記ローリングピストンを収容するシリンダと、該シリンダの両端面にそれぞれ設置され、前記クランク軸を回転自在に支持する第１軸受および第２軸受と、を具備し、前記第２軸受は、円環状のツバ部と円筒状のボス部とが一体形成されたものであって、前記ボス部の先端にガスケットが配置されると共に、前記ツバ部および前記ボス部の前記ツバ部側の面は吐出マフラーによって覆われ、前記ガスケットは、平面状のリング部と、該リング部の内周に沿って立設された筒状のリブ部とが一体形成されたものであり、前記吐出マフラーは、円盤状の平面部と、該平面部の外周に連続した略球体の一部である曲面部と、該曲面部の外周にフランジ状に形成された固定面と、前記平面部の外周近くに形成され、前記固定面の方向に突出した円環状の凸部と、を具備し、前記ガスケットのリング部が前記第２軸受のボス部の先端面に当接し、且つ、前記ガスケットのリブ部の外周が前記第２軸受の内周に係合した状態で、前記吐出マフラーの固定面が前記第２軸受のツバ部に当接すると共に、前記吐出マフラーの凸部が前記ガスケットのリング部を前記第２軸受のボス部の先端面に押し付けることを特徴とする。

本発明に係る回転式圧縮機は、ガスケットが平面状のリング部と該リング部の外周に沿って立設された筒状のリブ部とが一体形成されたものであり、ガスケットのリング部が第２軸受のボス部の先端面に当接し、且つ、ガスケットのリブ部の内周が第２軸受のボス部の外周に係合するから、組立時に、ガスケットが第２軸受から脱落することがなくなる。また、前記のようにリング部がボス部の先端面に当接し、且つ、リブ部がボス部に係合した状態で、吐出マフラーの凸部がガスケットのリング部を第２軸受のボス部の先端面に押し付けるから、気密性が向上する。よって、確実な組み付けができることによって、信頼性が高く、騒音の小さい回転式圧縮機が安価に得られる。

本発明の実施の形態１に係る回転式圧縮機を説明する縦断面図。 図１に示す回転式圧縮機の一部を拡大して示す縦断面図。 図１に示す回転式圧縮機の一部の構成部材（ガスケット）を示す斜視図。 本発明の実施の形態２に係る回転式圧縮機の一部を拡大して示す縦断面図。 図４に示す回転式圧縮機の一部の構成部材（ガスケット）を示す斜視図。

［実施の形態１］
図１〜図３は、本発明の実施の形態１に係る回転式圧縮機を説明するものであって、図１は縦断面図、図２は一部を拡大して図１とは上下を反対にして示す縦断面図、図３は一部の構成部材（ガスケット）を示す斜視図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定するものではない。

（密閉型圧縮機)
図１において、回転式圧縮機１００は、密閉容器８内に冷媒ガスを圧縮する圧縮機構１０１と、圧縮機構１０１を駆動する電動機構１０２とが組み込まれた構成である。
電動機構１０２は、密閉容器８に固定された円筒状の固定子６と、固定子６の内部に回転自在に配置された回転子７とによって構成される。
圧縮機構１０１は、駆動力を伝達するクランク軸４と、内部にローリングピストン５を有するシリンダ１と、クランク軸４の軸受機能を有すると共に、シリンダ１の端部開口部を覆う第１軸受（主軸受）である上軸受２および第２軸受（副軸受）である下軸受３と、を具備している。

（上軸受および下軸受）
図１および図２において、上軸受２は、円環状の上ツバ部２ｂと円筒状の上ボス部２ａとが一体形成されたものであって、上ツバ部２ｂと上ボス部２ａを貫通する貫通孔の上内面２ｃが軸受として機能している。そして、上ツバ部２ｂが上ボルト（図示せず）によってシリンダ１の上端面に固定されている。
下軸受３は、円環状の下ツバ部３ｂと円筒状の下ボス部３ａとが一体形成されたものであって、下ツバ部３ｂと下ボス部３ａを貫通する貫通孔の下内面３ｃが軸受として機能している。そして、下ツバ部３ｂが下ボルト（図示せず）によってシリンダ１の下端面に固定されている。
そして、ローリングピストン５にはベーン（図示せず）が進退自在に設置され、ベーンの先端（側縁）はシリンダ１の内周面に摺動し、ベーンの端面（上下方向の端縁）は上軸受２および下軸受３に摺動し、ローリングピストン５の外周面と、シリンダ１の内周と、上軸受２の下面と、下軸受３の上面と、ベーンとによって包囲された圧縮室１ａが形成されている。

（吐出マフラー）
また、下ボス部３ａは吐出マフラー９内に収容され、吐出マフラー９は下ツバ部３ｂの下面を覆うように下ボルト（図示せず）によってシリンダ１の下端面に固定されている。
吐出マフラー９は、円盤状の平面部９ａと、平面部９ａの外周に連続した略球体の一部である曲面部９ｂと、曲面部９ｂの外周にフランジ状に形成された固定面９ｃとを具備した、容器であって、平面部９ａの外周近くに固定面９ｃの方向（容器の内側）に突出した円環状の凸部９ｄが形成されている。
そして、固定面９ｃが下ツバ部３ｂの下面に気密的に当接し（押し付けられ）、凸部９ｄがガスケット１１に気密的に当接し、ガスケット１１を下ボス部３ａの下ボス端面３ｄに気密的に押し付けている。すなわち、吐出マフラー９は圧縮室１ａからのガス漏れを防止している。

（ガスケット）
ガスケット１１は、下軸受３の下ツバ部３ｂが変形しても、吐出マフラー９が圧縮室１ａからのガス漏れ防止機能を発揮するようにするものである。すなわち、下軸受３の下ツバ部３ｂの変形によるガス漏れを緩和するものである。
さらに、ガスケット１１は、平面状のリング部１１ｂと、リング部１１ｂの外周に沿って立設された筒状のリブ部１１ａとが一体形成されたものである。
このため、リング部１１ｂの全面が下ボス端面３ｄの全面に当接し、リブ部１１ａの内周面の全部が、下ボス部３ａの外周に係合している。すなわち、ガスケット１１はリブ部１１ａを具備することによって、下ボス端面３ｄとの位置決めが容易かつ正確になると共に、組立時において、ガスケット１１が下軸受３から脱落することが防止されることによって、組み付け作業の効率が向上し、安価に高精度の回転式圧縮機１００を得ることができる。

そして、下軸受３の下ツバ部３ｂの下面（吐出マフラー９の固定面９ｃが当接する）と下ボス端面３ｄとの距離である高さ（Ｈ）に、ガスケット１１のリング部１１ｂの厚さ（Ｔ）を加えた和（Ｈ＋Ｔ）は、吐出マフラー９の固定面９ｃの上面（下ツバ部３ｂの下面に当接する）と凸部９ｄの上面（ガスケット１１に当接する）との距離である深さ（Ｄ）よりも大きくなっている（（Ｈ＋Ｔ）＞Ｄ）。これによって、吐出マフラー９は弾性変形した状態で、凸部９ｄがガスケット１１を下ボス端面３ｄに押し付けているから、気密性が担保されている。
なお、リブ部１１ａの内径と下ボス部３ａの外径との関係（はめ合い）は限定するものではなく、すきまばめ、中間ばめ、あるいはしまりばめの何れであってもよい。また、リブ部１１ａの高さは限定するものではなく、ガスケット１１を下軸受３に係合した際、下軸受３から容易に脱落しない程度であればよい。

背景技術において説明した特許文献１に開示された回転式圧縮機は、ボス部の端面の外周寄りに円環状のリブ（外輪山）を設け、かかるリブを除いた端面の内周寄りの範囲（盆地状の平面）にガスケットを設置していたのに対し、回転式圧縮機１００は、下ボス部３ａの下ボス端面３ｄが円環状のリブを具備しないで、下ボス端面３ｄの全面がガスケット１１のリング部１１ｂの全面に当接する。
このため、前者のガスケットよりも後者のガスケットの巾（リング部１１ｂの外径と内径との差の半分）を大きくすることが可能になるから、前者に対し後者の組み付けに高精度の作業が不要になるため、作業効率が向上する。
また、前者のボス部よりも後者の下ボス部の高さおよび外径を小さくすることが可能になるから、前者に対し後者の下軸受３は小さくなるため、資材コスト（使用材料の削減）と共に、回転式圧縮機の軽量化が促進される。

［実施の形態２］
図４および図５は、本発明の実施の形態２に係る回転式圧縮機を説明するものであって、図４は一部を拡大して示す縦断面図、図５は一部の構成部材（ガスケット）を示す斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

（密閉型圧縮機)
図４および図５において、回転式圧縮機２００はガスケット１２を具備している。すなわち、回転式圧縮機２００はガスケット１２を具備する点において、ガスケット１１を具備する回転式圧縮機１００（実施の形態１参照）と相違し、これを除く点において両者は同一であるから、相違する点について以下に説明する。

（下軸受）
下軸受３は、円環状の下ツバ部３ｂと円筒状の下ボス部３ａとが一体形成されたものであって、下ツバ部３ｂと下ボス部３ａを貫通する貫通孔の下内面３ｃが軸受として機能している。

（ガスケット）
ガスケット１２は、平面状のリング部１２ｂと、リング部１２ｂの内周に沿って立設された筒状のリブ部１２ａとが一体形成されたものである。
そして、リング部１２ｂの全面が下ボス端面３ｄの全面に当接し、リブ部１２ａの外周面の全部が、下ボス部３ａの内周面に係合している。したがって、ガスケット１１（実施の形態１）は下軸受３のボス部３ａの外周側に係合するリブ部１１ａを具備するのに対し、ガスケット１２は下軸受３の内周側に係合するリブ部１２ａを具備するから、ガスケット１２はガスケット１１と同様の作用効果を奏する。
すなわち、ガスケット１２はリブ部１２ａを具備することによって、下ボス端面３ｄとの位置決めが容易かつ正確になると共に、組立時において、ガスケット１２が下軸受３から脱落することが防止されることによって、組み付け作業の効率が向上し、しかも、使用材料の削減と軽量化が促進され、安価に高精度の回転式圧縮機２００を得ることができる。

１ シリンダ、１ａ 圧縮室、２ 上軸受、２ａ 上ボス部、２ｂ 上ツバ部、２ｃ 上内面、３ 下軸受、３ａ 下ボス部、３ｂ 下ツバ部、３ｃ 下内面、３ｄ 下ボス端面、４ クランク軸、５ ローリングピストン、６ 固定子、７ 回転子、８ 密閉容器、９ 吐出マフラー、９ａ 平面部、９ｂ 曲面部、９ｃ 固定面、９ｄ 凸部、１１ ガスケット（実施の形態１）、１１ａ リブ部、１１ｂ リング部、１２ ガスケット（実施の形態２）、１２ａ リブ部、１２ｂ リング部、１００ 回転式圧縮機（実施の形態１）、１０１ 圧縮機構、１０２ 電動機構、２００ 回転式圧縮機（実施の形態２）。

Claims (1)

1. 密閉容器内に冷媒ガスを圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構を駆動する電動機構とが組み込まれ、
   前記電動機構は、前記密閉容器に固定された固定子と、該固定子の内部に回転自在に配置された回転子とによって構成され、
   前記圧縮機構は、前記回転子に固定されたクランク軸と、該クランク軸によって回転されるローリングピストンと、前記ローリングピストンを収容するシリンダと、該シリンダの両端面にそれぞれ設置され、前記クランク軸を回転自在に支持する第１軸受および第２軸受と、を具備し、
   前記第２軸受は、円環状のツバ部と円筒状のボス部とが一体形成されたものであって、前記ボス部の先端にガスケットが配置されると共に、前記ツバ部および前記ボス部の前記ツバ部側の面は吐出マフラーによって覆われ、
   前記ガスケットは、平面状のリング部と、該リング部の内周に沿って立設された筒状のリブ部とが一体形成されたものであり、
   前記吐出マフラーは、円盤状の平面部と、該平面部の外周に連続した略球体の一部である曲面部と、該曲面部の外周にフランジ状に形成された固定面と、前記平面部の外周近くに形成され、前記固定面の方向に突出した円環状の凸部と、を具備し、
   前記ガスケットのリング部が前記第２軸受のボス部の先端面に当接し、且つ、前記ガスケットのリブ部の外周が前記第２軸受の内周に係合した状態で、前記吐出マフラーの固定面が前記第２軸受のツバ部に当接すると共に、前記吐出マフラーの凸部が前記ガスケットのリング部を前記第２軸受のボス部の先端面に押し付けることを特徴とする回転式圧縮機。

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