(57)【要約】【課題】密閉型電動圧縮機において、簡単な構成で、油吐出量の増大を防ぎ、サイクル効率の向上及び信頼性の向上を図ること。【解決手段】密閉型電動圧縮機５０は、電動機７および該電動機７にクランクシャフト６を介して連結された圧縮機構２を密閉容器１内に有し、密閉容器１の底部の油溜り９の上方空間に、クランクシャフト６を軸支する副軸受２６を支持すると共に油溜り９を覆う円板状の副軸受部材１５を有する。副軸受部材１５の油溜り側と反油溜り側とを連通する連通口１５ａを有する。この連通口１５ａは反油溜り側で周方向に開口する開口面を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機および該電動機にクランクシャフトを介して連結された圧縮機構を密閉容器内に有し、
前記密閉容器の底部の油溜りの上方空間に、前記クランクシャフトを軸支する副軸受を支持すると共に前記油溜りを覆う円板状の副軸受部材を有し、
前記副軸受部材の油溜り側と反油溜り側とを連通する連通口を当該副軸受部材に設けた密閉型電動圧縮機において、
前記副軸受部材の連通口を反油溜り側で周方向に開口面を有するように設けたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記副軸受部材の上方に前記電動機を設置し、前記電動機のロータの下端部に下バランスウェイトを設置し、前記副軸受部材の連通口を、前記下バランスウェイトの回転によって発生する旋回流に対向する方向に開口したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、前記電動機のロータの上端部に上バランスウェイトを設置し、吐出管に近い側にあるバランスウェイトを当該吐出管から遠い側にあるバランスウェイトより小さくしたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、前記吐出管から遠い側のバランスウェイトの重量を、前記吐出管から近い側のバランスウェイトより密度の低い部材または中空部材を用いて軽量としたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
電動機および該電動機にクランクシャフトを介して連結された圧縮機構を密閉容器内に有し、
前記密閉容器の底部の油溜りの上方空間に、前記クランクシャフトを軸支する副軸受を支持すると共に前記油溜りを覆う円板状の副軸受部材を有し、
前記副軸受部材の上方に前記電動機を設置すると共に、前記電動機の上方に前記圧縮機構を設置し、
前記電動機と前記圧縮機構との間の空間に連通されこの空間から作動流体を外部に吐出する吐出管を有し、
前記電動機のロータの上端部に上バランスウェイトを設置すると共に、前記電動機のロータの下端部に下バランスウェイトを設置してなる密閉型電動圧縮機において、
前記吐出管に近い側の上バランスウェイトを前記下バランスウェイトより小さくしたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電動圧縮機に係り、特に冷凍空調機器等に用いられる密閉型電動圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型電動圧縮機として、特開平５−２０９５９３号公報（特許文献１）に記載されているものが知られている。
【０００３】
この密閉型電動圧縮機では、密閉容器内の上部に、固定スクロールとこの固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールとを噛み合わせてなる圧縮機構を設けている。また、前記密閉容器の下部に、クランク軸に取り付けられた回転子と前記密閉容器に取り付けられた固定子とからなる電動機とを設けている。さらには、前記回転子の下方に、前記クランク軸の副軸受と、その副軸受を支持し前記密閉容器に固定される副軸受支持部品とを設け、前記密閉容器の底部に、潤滑油を貯蔵する油溜りを設けている。
【０００４】
そして、前記副軸受支持部品は、円板状で、かつ前記密閉容器内径の１／４〜１／２０の大きさの略円形状の開口部を複数有するよう配置している。これによって、軸受支持部品による発泡抑制効果を損なうことなく、潤滑油を油溜りに戻すことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２０９５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の密閉型電動圧縮機では、副軸受支持部品に油溜りと上部空間とを連通する開口部が単に上面に開口しているだけであるために、運転の状況によっては、油溜りの潤滑油が副軸受部品の開口部を通して上部空間内に持ち上げられ、冷媒ガスと共に外部へ流出され易く、油吐出量（オイルレート）の増加を招く、という課題があった。特に、クランク軸の高回転時には油溜りの潤滑油の挙動が大きく乱れ、副軸受支持部品の開口部を通して上部空間に持ち上げられ、油吐出量の増大を招くおそれが高い。油吐出量が増大すると、サイクル効率が低下すると共に、油面切れを起して信頼性が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構成で、油吐出量の増大を防ぎ、サイクル効率の向上及び信頼性の向上を図れる密閉型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】
【０００８】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様では、電動機および該電動機にクランクシャフトを介して連結された圧縮機構を密閉容器内に有し、前記密閉容器の底部の油溜りの上方空間に、前記クランクシャフトを軸支する副軸受を支持すると共に前記油溜りを覆う円板状の副軸受部材を有し、前記副軸受部材の油溜り側と反油溜り側とを連通する連通口を当該副軸受部材に設けた密閉型電動圧縮機において、前記副軸受部材の連通口を反油溜り側で周方向に開口面を有するように設けたことにある。
【０００９】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記副軸受部材の上方に前記電動機を設置し、前記電動機のロータの下端部に下バランスウェイトを設置し、前記副軸受部材の連通口を、前記バランスウェイトの回転によって発生する旋回流に対向する方向に開口したこと。
（２）前記電動機のロータの上端部に上バランスウェイトを設置し、吐出管に近い側にあるバランスウェイトを当該吐出管から遠い側にあるバランスウェイトより小さくしたこと。
（３）前記吐出管から遠い側のバランスウェイトの重量を、前記吐出管から近い側のバランスウェイトより密度の低い部材または中空部材を用いて軽量としたこと。
【００１０】
また、本発明の第２の態様では、電動機および該電動機にクランクシャフトを介して連結された圧縮機構を密閉容器内に有し、前記密閉容器の底部の油溜りの上方空間に、前記クランクシャフトを軸支する副軸受を支持すると共に前記油溜りを覆う円板状の副軸受部材を有し、前記副軸受部材の上方に前記電動機を設置すると共に、前記電動機の上方に前記圧縮機構を設置し、前記電動機と前記圧縮機構との間の空間に連通されこの空間から作動流体を外部に吐出する吐出管を有し、前記電動機のロータの上端部に上バランスウェイトを設置すると共に、前記電動機のロータの下端部に下バランスウェイトを設置してなる密閉型電動圧縮機において、前記吐出管に近い側の上バランスウェイトを前記下バランスウェイトより小さくしたことにある。
【発明の効果】
【００１１】
係る構成の本発明の密閉型電動圧縮機によれば、簡単な構成で、油吐出量の増大を防ぎ、サイクル効率の向上及び信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図、図２は図１の副軸受部材付近の斜視図である。本実施形態のスクロール圧縮機５０は本発明の密閉型電動圧縮機の一例である。スクロール圧縮機５０は冷凍空調機器の冷凍サイクルの構成要素として用いられる。
【００１４】
スクロール圧縮機５０は、圧縮機構２と電動機７とをクランクシャフト６で連結し、これらを密閉容器１内に収納して構成している。
【００１５】
密閉容器１は、縦長の円筒部１ａと、この円筒部１ａの上下面を塞ぐ蓋部１ｂ、１ｃとから構成されている。密閉容器１の底部には、潤滑油２３を貯留する油溜り９が形成されている。圧縮機構２は密閉容器１内の上部に配置され、電動機７は密閉容器１内の下部に配置されている。クランクシャフト６は密閉容器１の中心部に垂直に配置されている。
【００１６】
圧縮機構２は、固定スクロール３、旋回スクロール４、フレーム５、オルダムリング１０を備えて構成され、作動流体である冷媒ガスを圧縮する。
【００１７】
固定スクロール３は、台板３ａと、この台板３ａに立設されたスクロールラップ３ｂとを備えている。固定スクロール３の周縁部に吸込口１２を有し、固定スクロール３の中央部に吐出口１４を有している。固定スクロール３はフレーム５に固定ボルト２２により固定されている。吸込口１２には吸込パイプ１１が接続されている。外部の冷凍サイクルの低圧の冷媒ガスは吸込パイプ１１を通して圧縮機構２内に吸い込まれる。
【００１８】
旋回スクロール４は、台板４ａと、この台板４ａに立設されたスクロールラップ４ｂと、ボス部４ｃとを備えている。固定スクロール３と旋回スクロール４とは、それぞれのスクロールラップ３ｂと４ｂとが噛み合わされ、圧縮室１７が形成される。ボス部４ｃは、旋回軸受２１を内部に設置している。旋回軸受２１には、クランクシャフト６のピン部６ｂが挿入されている。
【００１９】
フレーム５は固定スクロール３の下方に位置して密閉容器１に固定されている。フレーム５と固定スクロール３との間に旋回スクロール４が旋回可能に配置されている。フレーム５の中央穴内には、主軸受２４、軸シール２５が設置されている。
【００２０】
固定スクロール３には、旋回スクロール４の背面の背圧室１３と圧縮室１７とを連通させる背圧穴８が設けられ、この背圧穴８に背圧制御弁２８が設けられている。背圧制御弁２８により、背圧室１３の圧力が吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力（中間圧力）に保持される。旋回スクロール４の背面に構成される背圧室１３は、旋回スクロール４とフレーム５と固定スクロール３とで囲まれて形成される空間である。
【００２１】
オルダムリング１０は、旋回スクロール４とフレーム５との間に配置され、旋回スクロール４の自転を防止する。
【００２２】
電動機７は、ロータ７ａ、ステータ７ｂを備えて構成され、圧縮機構２を駆動する。電動機７は圧縮機構２のフレーム５と副軸受部材１５との間に位置している。
【００２３】
ロータ７ａはクランクシャフト６の中央部を圧入することによりクランクシャフト６に固定されている。ロータ７ａの上端面には半円弧状の上バランスウェイト１６ａがピンにより止め付けられて設置され、ロータ７ａの下端面には半円弧状の下バランスウェイト１６ｂがピンにより止め付けられて設置されている。これによりロータ７ａおよびクランクシャフト６が安定して回転し、旋回スクロール４を安定して円軌道運動させることができる。なお、上バランスウェイト１６ａは、下バランスウェイト１６ｂより大きく且つ重く構成されている。
【００２４】
ステータ７ｂは、ロータ７ａの周囲に配置され、密閉容器１に固定されている。
【００２５】
フレーム５と電動機７との間の空間の中央部に連通するように吐出管１８が密閉容器１を貫通して設けられている。圧縮機構２で圧縮された冷媒ガスは、吐出管１８を通して外部の冷凍サイクルに吐出される。
【００２６】
クランクシャフト６は、主軸部６ａ、ピン部６ｂ及び給油ピース６ｃを備えて構成され、圧縮機構２と電動機７とを連結すると共に、各摺動部に潤滑油２３を供給する。
【００２７】
主軸部６ａは、電動機７及びフレーム５を上下に貫通して延びており、主軸受２４及び軸シール２５に軸支されると共に、ロータ７ａを固着している。主軸部６ａ及びピン部６ｂの中央部には、油供給穴６ｄが上下に貫通するように設けられている。
【００２８】
ピン部６ｂは、フレーム５より上方に突出する主軸部６ａの上端部から上方に延びるように設けられている。このピン部６ｂは、旋回軸受２１内に挿入され、旋回スクロール４を旋回駆動する。
【００２９】
電動機７より下方へ突出する主軸部６ａの下側部分は、その上の部分より細径に形成され、副軸受２６により軸支されている。従って、主軸部６ａの上部が主軸受２４及び軸シール２５で軸支され、主軸部６ａの下部が副軸受２６により軸支されることとなり、安定して回転することができる。
【００３０】
給油ピース６ｃは、円筒部材で構成され、主軸部６ａの下端部に装着されている。給油ピース６ｃは油溜り９の下部に延びており、給油ピース６ｃの下端に給油口１９設けられている。給油ピース６ｃの中央穴と主軸部６ａの油供給穴６ｄとは連通されており、クランクシャフト６の油供給通路を構成している。
【００３１】
副軸受２６は、固定ボルト２７により副軸受部材１５の中央部の下面に固定されている。副軸受部材１５は、円板状に形成されており、油溜り９の上方空間に油溜り９を覆うように配置され、密閉容器１に固定されている。この副軸受部材１５は、鋼板等の金属板で形成され、油溜り９の上方空間を上下に仕切っており、副軸受部材１５の油溜り側と反油溜り側とを連通する連通口１５ａを設けている。
【００３２】
電動機７に通電され、ロータ７ａが回転されると、これに伴ってクランクシャフト６が回転され、主軸部６ａが偏心回転される。これによって、旋回スクロール４が旋回運動され、旋回スクロール４と固定スクロール３とで形成される圧縮室１７が徐々に小さくなり、吸込パイプ１１および吸込口１２を通して吸い込まれた冷媒ガスは圧縮室１７で圧縮され、固定スクロール３の中央部の吐出口１４から密閉容器１内に吐出される。この吐出される冷媒ガスの中には潤滑油が含まれている。
【００３３】
吐出された冷媒ガスは、固定スクロール３及びフレーム５の周囲に設けられた複数の溝を通ってフレーム５と電動機７との間の空間に至り、さらにはステータ７ｂの周囲に設けられた複数の溝を通って電動機７の下方空間（換言すれば、副軸受部材１５の上方空間に至り、さらにはロータ７ａとステータ７ｂとの隙間を通って電動機７とフレーム５との間に空間に至り、吐出管１８を通して外部に吐出される。
【００３４】
一方、油溜り９の潤滑油２３は、密閉容器１内の吐出圧力と旋回スクロール４の背面の背圧室１３との差圧により、給油ピース６ｃの中央穴及び油供給穴６ｄを通して旋回軸受２１に供給され、この旋回軸受２１を潤滑した後に背圧室１３に供給される。背圧室１３は上述したように背圧制御弁２８により所定の中間圧力に維持される。
【００３５】
油供給穴６ｄに供給された潤滑油は、主軸部６ａに設けられた横穴を通して、主軸受２４、軸シール２５、副軸受２６に供給される。
【００３６】
本実施形態では、副軸受部材１５の連通口１５ａは、反油溜り側の開口面が周方向に開口するように設けられ、油溜り側の開口面が下方に開口するように設けられている。このため、鉛直下方から見た場合には油溜り側空間と反油溜り側空間とは塞がれた状態となり、簡単な構成で、潤滑油２３が連通口１５ａを通して持ち上げられにくくなる。換言すれば、油溜り９と反油溜り側空間とが軸方向に直接開口していないため、簡単な構成で、潤滑油２３が連通口１５ａを通して持ち上げられにくくなる。
【００３７】
しかも、この連通口１５ａの反油溜り側の開口面は、図２に示すように、下バランスウェイト１６の回転によって発生する旋回流に対向する方向に開口されている。これによって、連通口１５ａの反油溜り側の開口面から出ようとする潤滑油が旋回流によって抑えつけられることとなり、より一層、潤滑油２３が連通口１５ａを通して持ち上げられにくくなると共に、反油溜り側空間で冷媒ガスとともに浮遊している潤滑油を回収することができ、油面切れを防ぐことができる。なお、連通部１５ａは金属板をプレス成形することにより簡単に形成できる。
【００３８】
本実施形態によれば、油溜り９の潤滑油２３が副軸受部材１５の上方空間へ持ち出されることを低減でき、オイルレートを低減させ、サイクル効率を向上させることが可能である。また、油溜り９の潤滑油２３が給油ピース６ｃの給油口１９より下方に低下する油面切れを防ぐことができるため、圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３及び図４を用いて説明する。図３は比較例のスクロール圧縮機の要部断面図、図４は本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の要部断面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４０】
スクロール圧縮機５０において、ロータ７ａの上下にバランスウェイト１６ａ、１６ｂを設けて回転系のバランス修正を行う場合、上下で同じ密度の材料を用いれば、図３の比較例に示すように、圧縮機構２に近い側の上バランスウェイト１６ａを大きくする必要がある。このとき、大きい側の上バランスウェイト１６ａの方が周囲の冷媒ガスをかき回す量が多いため、図３に示すように、ロータ７ａとステータ７ｂとの間に上方へ大きく流れる冷媒ガスの流れが発生することとなる。この冷媒ガスの流れは、電動機７の下方空間の中央部から冷媒ガスおよび潤滑油を持ち上げる方向であり、吐出管１８に向かう流れとなるため、オイルレートの増加を招き易い。
【００４１】
そこで、この第２実施形態では、図４に示すように、下のバランスウェイト１６ｂの密度を上バランスウェイト１６ａの密度より小さくするか、下バランスウェイト１６ｂを中空構造とするなどにより、吐出管１８から遠い方の下バランスウェイト１６ｂを上バランスウェイト１６ａより軽量で且つ大きくし、ロータ７ａとステータ７ｂとの間の流れを下向きしている。これによって、より一層、潤滑油２３の吐出量を低減することができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上述した実施形態では、スクロール圧縮機を例に説明しているが、本発明はロータリ圧縮機にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の副軸受部材付近の斜視図である。
【図３】比較例のスクロール圧縮機の要部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…密閉容器、２…圧縮機構、３…固定スクロール、３ａ…台板、３ｂ…スクロールラップ、４…旋回スクロール、４ａ…台板、４ｂ…スクロールラップ、４ｃ…ボス部、５…フレーム、５ａ…軸受部、６…クランクシャフト、６ａ…主軸部、６ｂ…ピン部、６ｃ…給油ピース、６ｄ…油供給穴、７…電動機、７ａ…ロータ、７ｂ…ステータ、８…背圧穴、９…油溜り、１０…オルダムリング、１１…吸込パイプ、１２…吸込口、１３…背圧室、１４…吐出口、１５…副軸受部材、１５ａ…連通口、１６ａ…上バランスウェイト、１６ｂ…下バランスウェイト、１７…圧縮室、１８…吐出管、１９…給油口、２１…旋回軸受、２２…固定ボルト、２３…潤滑油、２４…主軸受、２５…軸シール、２６…副軸受、２７…固定ボルト、２８…背圧制御弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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