JP6710088B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍、空調用の圧縮機に関する。

特開昭６１−８７９９４号公報（特許文献１）に記載のスクロール圧縮機では、油溜りに収められた油量は、運転時の電動機のロータの回転による油の攪拌による性能低下を考慮し、電動機のロータの外径が浸漬しない程度の高さまで制約される。このため、圧縮機の運転中に油量が減少した際、軸受への給油量が確保できず、軸受の摺動部が焼損に至ることがある。

これを解決するために、特開平４−２０３３８０号公報（特許文献２）に記載の圧縮機では、密閉された第一の容器内に、圧縮機構部および電動機を収容した第二の容器を下部にスペースを有して収納し、当該スペースを油溜まりとし、軸受への給油量が確保している。

特開昭６１−８７９９４号公報 特開平４−２０３３８０号公報

しかし、特許文献２に示された圧縮機では、圧縮機構部の外周部分において、第二の容器を第一の容器に対し固定されているため、駆動軸の軸方向における重量のアンバランスによって発生する第二の容器の振れまわりにより、振動、騒音が大きくなるという問題があった。

本発明は、第二の容器の振れまわりを低減し、振動、騒音を低減可能な圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の一実施形態に係る圧縮機は、第一の容器と、前記第一の容器に収容された第二の容器と前記第二の容器を前記第一の容器に対し、隙間を有して固定するための固定部と、前記第二の容器の内周面に固定されるステータと、前記ステータ内に設けられ回転駆動するロータと、を有する電動機と、固定スクロールと、前記固定スクロールと共に冷媒を圧縮する旋回スクロールと、前記第二の容器の内周面に固定される被固定部を有し前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールを支持するフレームと、前記ロータの回転力を前記旋回スクロールに伝達する駆動軸と、を有する圧縮機構部と、を備え、前記電動機と前記圧縮機構部とは、水平方向に並んだ状態で前記第二の容器に収容され、前記固定部は、駆動軸方向において、前記電動機の前記ステータと前記フレームの前記被固定部との間に設けられて、前記第二の容器を前記第一の容器に対し固定している。

本発明によれば、第二の容器の振れまわりを低減し、振動、騒音を低減可能な圧縮機を提供することができる。

本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の全体構成の断面図を示す。 キャップ１０ｃを外したスクロール圧縮機を図１の矢印Ａからみた図を示す。

以下、本発明の実施形態に係る横型スクロール圧縮機１５について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機１５の全体構成の断面図を示している。

スクロール圧縮機１５は、第一の容器１０と、第二の容器１と、スクロール圧縮機構部２と、電動機３とを備える。

第一の容器１０は、円筒状をなすケーシング１０ａと、ケーシング１０ａの両端の開口を塞ぐキャップ１０ｂ、１０ｃとから構成される。キャップ１０ｂには、吐出口１０ｄが設けられ、キャップ１０ｂには、吸入口１０ｅが設けられている。ケーシング１０ａの内周面１０ｇには、複数（３個以上）の締結座１０ｆが溶接等により固定されている。

第二の容器１は、円筒状をなし、第一の容器１０内に収容されている。第二の容器１には、その内外を連通するための連通孔１ａが形成されている。第二の容器１の外周面１
の外周面１ｃには、締結座１０ｆに対応して締結座１ｂが溶接等により固定されている。各組の締結座１０ｆ、１ｂに対し、ボルト１１が締結されることにより、第二の容器１は、第一の容器１０に対して、所定の隙間を有して固定される。第二の容器１には、スクロール圧縮機構部２と電動機３とが水平方向に並んだ状態で収容される。

スクロール圧縮機構部２は、第二の容器１内の一方側に収納されている。スクロール圧縮機構部２は、少なくとも旋回スクロール４、固定スクロール５、電動機３により駆動されるクランク軸である駆動軸６、フレーム７、自転防止機構８を有している。

旋回スクロール４は、台板（鏡板）４ａと、台板４ａ上に設けられた渦巻き状のラップ４ｂとを有する。台板４ａの背面には、駆動軸６のクランクピン６ａが挿入される軸受４ｃが設けられている。台板４ａには、圧縮途中のラップ４ｂの空間と背圧室７ａとを連通する均圧孔４ｄが形成されている。

固定スクロール５は、旋回スクロール４と同様に、台板５ａと 台板５ａ上に設けられた渦巻き状のラップ５ｂとを有する。ラップ５ｂの外周部には吸入孔５ｃ、ラップ５ｂの中心部には吐出孔５ｄが形成されている。旋回スクロール４と固定スクロール５とは、それぞれのラップ４ｂ、５ｂが互いに向かい合うようにして組み合わされている。

フレーム７は、被固定部７ｆと、台座７ｃと、軸受７ｂ１、７ｂ２とを有する。被固定部７ｆの外周面７ｇが、第二の容器１の内周面１ｄに対し溶接されることにより、フレーム７は第二の容器１に固定されている。固定スクロール５は、被固定部７ｆに固定され、旋回スクロール４は、固定スクロール５と台座７ｃとにより挟持されている。このように、フレーム７は、旋回スクロール４と固定スクロール５とを支持している。軸受７ｂ１、７ｂ２は、駆動軸６を支承する。被固定部７ｆにより、旋回スクロール４に適切な押し付力を与えるための背圧室７ａが形成される。また、フレーム７には、油溜り９と連通する給油孔７ｄ、給油パイプ７ｅが設けられている。

自転防止機構８は、旋回スクロール４の自転を防止するために、旋回スクロール４の背面とフレーム７との間に設置されている。

駆動軸６は、軸受７ｂ１、７ｂ２に回転可能に支持され、一端に軸受４ｃに支持されるクランクピン６ａを有し、他端は電動機３のロータ３ｂに接続されている。また、駆動軸６には、その回転軸に沿って延びる給油孔６ｂおよび回転軸に直交する方向に延びる給油孔６ｃが形成されている。給油孔６ｂは、その一端がクランクピン６ａの端面に対向し、他端において給油孔６ｃに連通している。給油孔６ｃは、軸受７ｂ２に向かって開口している。

電動機３は、第二の容器１内の他方側に収納されている。電動機３は、ステータ３ａとロータ３ｂとを有し、ステータ３ａは第二の容器１の内周面１ｄに対し焼き嵌めにより固定されている。駆動軸６は、ロータ３ｂの回転力を旋回スクロール４に伝達する。

締結座１０ｆ、１ｂおよびボルト１１は固定部に相当する。そして、当該固定部は、駆動軸６の軸方向において、電動機３のステータ３ａとフレーム７の被固定部７ｆとの間に設けられており、具体的には、スクロール圧縮機構部２、電動機３および第二の容器１の重心Ｇと駆動軸６の軸方向における同じ位置に設けられている。

上記の構成のスクロール圧縮機１５では、電動機３を駆動させて、駆動軸６を回転させ、旋回スクロール４を旋回させながら、吸入口１０ｅから吸入された冷媒ガスを吸入孔５ｃより、旋回スクロール４と固定スクロール５との間に導入して圧縮する。圧縮した冷媒ガスは、吐出孔５ｄより吐出され、連通孔１ａを通り、電動機３を冷却して、吐出口１０ｄより吐出される。摺動部に供給された油１４の一部は圧縮された冷媒ガスとともに連通孔１ａを通り、第二の容器１内、さらには電動機３を通りキャップ１０ｂに衝突して分離され、油溜まり９へ溜まり、給油パイプ７ｅから吸入される。

以上のように、本実施形態のスクロール圧縮機１５によれば、締結座１０ｆ、１ｂおよびボルト１１により構成される固定部は、駆動軸６の軸方向において、電動機３のステータ３ａとフレーム７の被固定部７ｆとの間に設けられて、第二の容器１を第一の容器１０に固定している。

かかる構成により、第二の容器１の第一の容器１０に対する固定位置が、第一の容器１０内に設けられた構成要素のうち、重量の大半を占める電動機３とスクロール圧縮機構部２との間になるので、駆動軸６の軸方向における重量のアンバランスによって発生する第二の容器１０の振れまわりを低減することができる。これにより、スクロール圧縮機１５の駆動時の振動および騒音を低減することができる。また、固定部は、駆動軸６の軸方向において、電動機３のステータ３ａとフレーム７の被固定部７ｆとの間に設けられているので、締結座１ｂを溶接等により第二の容器１０に取り付けた場合であっても、第二の容器１０の内周面１ｄに固定されたフレーム７の被固定部７ｆおよび電動機３のステータ３ａを歪めることがなく、電動機３およびスクロール圧縮機構部２を所望の効率で駆動させることができる。

また、締結座１０ｆ、１ｂおよびボルト１１により構成される固定部は、スクロール圧縮機構部２、電動機３および第二の容器１の重心Ｇと駆動軸６の軸方向における同じ位置に設けられている。これにより、駆動軸６の軸方向における重量のアンバランスによって発生する第二の容器１０の振れまわりをさらに低減することができ、スクロール圧縮機１５の駆動時の振動および騒音をさらに低減することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施形態では、複数の締結座１ｂ、１０ｆおよびボルト１１により、第二の容器１を第一の容器１０に対し固定したが、複数の締結座１ｂ、１０ｆに代えて、図２に示すようなリング状の締結板１２、１３により、第二の容器１を第一の容器１０に対し固定してもよい。

図２は、キャップ１０ｃを外したスクロール圧縮機１５を図１の矢印Ａからみた図を示している。

締結板１２は、第二の容器１の外周面１ｃに対し溶接等により固定され、締結板１３は、第一の容器１０の内周面１０ｇに対し溶接等により固定されている。締結板１２、１３に対しボルト１１が締結されることにより、第二の容器１は、第一の容器１０に対して、所定の隙間を有して固定される。また、締結板１２により、第一の容器１０と第二の容器１との間に隙間は仕切られる。締結板１２、１３は、締結座１ｂ、１０ｆと同様に、スクロール圧縮機構部２、電動機３および第二の容器１の重心Ｇと駆動軸６の軸方向における同じ位置に設けられている。

締結板１２、１３の下端部１２ｂ、１３ｂには、複数の貫通孔１２ａ、１３ａが形成されている。複数の貫通孔１２ａ、１３ａにより、油溜まり９のスクロール圧縮機構部２側と電動機３側とが連通される。複数の貫通孔１２ａ、１３ａによる開口面積は、吐出孔５ｄの開口面積と同等以上に構成されている。

締結板１２、１３はリング状をなしているので、第二の容器１の第一の容器１０に対する締結箇所の駆動軸６の軸方向における位置ずれを低減することができる。また、固定部の周方向の強度を向上させることができ、第二の容器１０の第一の容器１に対する固定強度を向上させることができる。また、複数の貫通孔１２ａ、１３ａにより、油１４が電動機３側からスクロール圧縮機構部２側へ流れることが可能であるので、給油パイプ７ｅが締結板１２、１３に対してスクロール圧縮機構部２側に設けられている場合に、油不足となることを防止することができる。

また、複数の貫通孔１２ａ、１３ａによる開口面積は、吐出孔５ｄの開口面積と同等以上に構成されているので、スクロール圧縮機１５の運転中に油面が低下し、吐出孔５ｄより吐出された冷媒ガスが貫通穴１２ａ、１３ａを流れた際における圧損の増加を防ぐことができる。

１…第二の容器
１ａ…連通孔、１ｂ…締結座、１ｃ…外周面、１ｄ…内周面
２…スクロール圧縮機構
３…電動機
３ａ…ステータ、３ｂ…ロータ
４…旋回スクロール
４ａ…台板、４ｂ…ラップ、４ｃ…軸受、４ｄ…均圧孔
５…固定スクロール
５ａ…台板、５ｂ…ラップ、５ｃ…吸入孔、５ｄ…吐出孔
６…駆動軸
６ａ…クランクピン、６ｂ…給油孔、６ｃ…給油孔
７…フレーム
７ａ…背圧室、７ｂ１、７ｂ２…軸受、７ｃ…台座、７ｄ…給油孔、７e…給油パイプ、
７ｆ…被固定部、７ｇ…外周面
８…自転防止機構
９…油溜り
１０…第一の容器
１０ａ…ケーシング、１０ｂ…キャップ、１０ｃ…キャップ、１０ｄ…吐出口、
１０e…吸入口、１０ｆ…締結座、１０ｇ…内周面
１１…ボルト
１２…締結板
１２ａ…貫通穴、１２ｂ…下端部
１３…締結板
１３ａ…貫通穴、１３ｂ…下端部
１４…油

Claims (4)

1. 第一の容器と、
   前記第一の容器に収容された第二の容器と、
   前記第二の容器を前記第一の容器に対し、隙間を有して固定するための固定部と、
   前記第二の容器の内周面に固定されるステータと、前記ステータ内に設けられ回転駆動するロータと、を有する電動機と、
   固定スクロールと、前記固定スクロールと共に冷媒を圧縮する旋回スクロールと、前記第二の容器の内周面に固定される被固定部を有し前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールを支持するフレームと、前記ロータの回転力を前記旋回スクロールに伝達する駆動軸と、を有する圧縮機構部と、を備え、
   前記固定部は、前記第一の容器の内周面に固定された第一の締結部材と、前記第二の容器の外周面に固定された第二の締結部材と、を備え、
   前記電動機と前記圧縮機構部とは、水平方向に並んだ状態で前記第二の容器に収容され、
   前記第一の締結部材および前記第二の締結部材は、駆動軸方向において、前記電動機の前記ステータと前記フレームの前記被固定部との間に設けられて、前記第二の容器を前記第一の容器に対し固定していることを特徴とする圧縮機。
2. 前記第一の締結部材および前記第二の締結部材は、前記電動機、前記圧縮機構部、および前記第二の容器の重心位置と駆動軸方向における同じ位置において、前記第二の容器を前記第一の容器に対し固定していることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第一の締結部材および前記第二の締結部材は、前記第二の容器と前記第一の容器との間の前記隙間を仕切るリング状の締結板により構成され、
   前記締結板の下側部には、貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記締結板に形成された貫通孔の開口面積は、前記固定スクロールに形成されたガス冷媒を吐出する吐出孔の開口面積と同等以上に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。

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