(57)【要約】【課題】圧縮機構と冷媒導入配管とのシール性を確保しつつ、これらの相対変位を吸収可能とする。【解決手段】圧縮機は、気体冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を収容するハウジングと、圧縮機構の一部を構成するマフラ４７０の冷媒導入孔４７４Ａに外周面が圧入固定された弾性体からなるブッシュ４８０と、ブッシュ４８０の内周面に先端部が軸方向に摺動可能に嵌合シールすると共に、ハウジングに先端部を除く他の部分が固定され、外部機器から圧縮機構へと気体冷媒を導入する冷媒導入配管５００と、を有する。そして、ブッシュ４８０は、冷媒導入孔４７４Ａに圧入固定される周溝４８２Ａが形成された円筒部４８２と、その一端面から外方に向かって徐々に縮径する縮径部４８４と、を有する。ここで、円筒部４８２の内径は冷媒導入配管５００の外径より大きく、縮径部４８４の先端部の内径は冷媒導入配管５００の外径より若干小さくなっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮性流体を圧縮する圧縮機構と
前記圧縮機構を収容するハウジングと、
前記圧縮機構の流体導入孔に外周面が圧入固定された弾性体からなるブッシュと、
前記ブッシュの内周面に先端部が軸方向に摺動可能に嵌合シールすると共に、前記ハウジングに先端部を除く他の部分が固定され、外部機器から前記圧縮機構へと圧縮性流体を導入する流体導入配管と、
を有し、
前記ブッシュは、前記圧縮機構側の内径が前記流体導入配管の外径より小さく、その反対側の内径が前記流体導入配管の外径より大きい形状をなしている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記ブッシュは、前記圧縮機構側が端部に向かうにつれて徐々に縮径する形状をなしている、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記流体導入配管の先端部は、当該流体導入配管の先端部が前記ブッシュの内周面に嵌合した状態において、前記ブッシュの端部より前記圧縮機構側へと突出している、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記ブッシュの前記圧縮機構側の端部の内周面に、その内径方向へと突出する円環形状の凸部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮機構は、前記ハウジングに対して弾性体を介して弾性支持されている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記ブッシュは、シリコンゴムからなる、
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮性流体を圧縮する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルを実現する圧縮機は、特開２０１２−２５５４１１号公報（特許文献１）に記載されるように、気体の冷媒（気体冷媒）を圧縮する圧縮機構をハウジングに収容して構成されている。蒸発器を通過した低温・低圧の気体冷媒は、ハウジングに固定された冷媒導入配管を介して、圧縮機構の冷媒導入孔へと導入される。ここで、圧縮機構の冷媒導入孔には、その内径より小さい外径を有する取付部が外周面に形成されたブッシュを介して、冷媒導入配管の先端部が軸方向に摺動可能に嵌合シールされている。従って、ブッシュの取付部と冷媒導入孔の内周面との間に形成された円環形状のクリアランス（隙間）によって径方向の、及び、ブッシュと冷媒導入配管との摺動によって軸方向の、圧縮機構の振動に起因する、圧縮機構と冷媒導入配管との相対変位を吸収できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５５４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧縮機の振動を低減する方法として、例えば、ゴム、スプリングなどの弾性体を介して、圧縮機構をハウジングに弾性支持することが考えられる。この場合、圧縮機の搬送時やその作動時に弾性体が弾性変形することから、圧縮機構と冷媒導入配管との相対変位が大きくなり、ブッシュの取付部と冷媒導入孔との間に設けたクリアランスでは、これらの相対変位を吸収できなくなってしまうおそれがある。圧縮機構と冷媒導入配管との相対変位を吸収できないと、ブッシュと冷媒導入孔との間に外部に露出する隙間が生じ、ここからハウジング内部の気体が入り込み、冷凍サイクルの効率を低下させてしまう。また、圧縮機構や駆動機構を保護するために別部位に設けた、最大変位を規制するストッパ部よりも先に、変位による衝撃を受けて冷媒導入孔や冷媒導入配管が破損するおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明は、圧縮機構と冷媒導入配管とのシール性を確保しつつ、これらの相対変位を吸収可能な、圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、圧縮機は、圧縮性流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を収容するハウジングと、圧縮機構の流体導入孔に外周面が圧入固定された弾性体からなるブッシュと、前記ブッシュの内周面に先端部が軸方向に摺動可能に嵌合シールすると共に、前記ハウジングに先端部を除く他の部分が固定され、外部機器から圧縮機構へと圧縮性流体を導入する流体導入配管と、を有する。そして、ブッシュは、圧縮機構側の内径が流体導入配管の外径より小さく、その反対側の内径が流体導入配管の外径より大きい形状をなしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧縮機構と冷媒導入配管とのシール性を確保しつつ、これらの相対変位を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】往復圧縮機の一例を示す断面図である。
【図２】マフラに対する冷媒導入配管の接続構造の一例を示す断面図である。
【図３】往復圧縮機の組立時における冷媒導入配管とブッシュとの接続方法の説明図である。
【図４】マフラに対する冷媒導入配管の接続構造の第１変形例を示す断面図である。
【図５】マフラに対する冷媒導入配管の接続構造の第２変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、往復圧縮機（レシプロ圧縮機）の一例を示す。
【００１０】
往復圧縮機１００は、内部に密閉空間を有するハウジング２００と、回転駆動力を発生する駆動機構３００と、外部機器の一例である蒸発器を通過した低温・低圧の気体冷媒を圧縮する圧縮機構４００と、を有する。ここで、冷媒としては、例えば、ＨＦＣ冷媒Ｒ３２、Ｒ４１０Ａなどを使用することができる。また、冷媒が、圧縮性流体の一例として挙げられる。
【００１１】
ハウジング２００は、下面が開口するアッパハウジング２２０と、上面が開口するロアハウジング２４０と、を有する。そして、アッパハウジング２２０とロアハウジング２４０とは、その開口端を相互に接合させた状態で、例えば、ＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接などで一体化され、その内部空間に密閉空間が形成される。また、ロアハウジング２４０の下部には、駆動機構３００及び圧縮機構４００を冷却・潤滑するための潤滑油ＯＩＬが貯留されている。
【００１２】
ハウジング２００の密閉空間の所定位置には、駆動機構３００と圧縮機構４００とを一体化する、薄板形状をなす支持プレート２８０が配設されている。支持プレート２８０の上面には、駆動機構３００が取り付けられ、支持プレート２８０の下面には、圧縮機構４００が取り付けられている。そして、支持プレート２８０は、例えば、ゴム、スプリングなどの弾性体（図示せず）を介してハウジング２００、具体的には、そのロアハウジング２４０に弾性支持されている。従って、支持プレート２８０を介して一体化された駆動機構３００及び圧縮機構４００は、弾性体を介してハウジング２００に弾性支持され、圧縮機構４００の搬送時や作動時に発生する振動を吸収できるようになっている。
【００１３】
駆動機構３００は、例えば、電動モータ３２０を駆動源とする。電動モータ３２０は、支持プレート２８０の上面に固定されたステータ３２２と、ステータ３２２に対して相対回転可能に配設されたロータ３２４と、を有する。ロータ３２４の中心部を上下方向に延びるロータ軸３２６は、支持プレート２８０の上面に固定された軸受部材３４０に対して回転自由に軸支されている。
【００１４】
ロータ軸３２６の下端部は、支持プレート２８０の下面より下方に突出し、その中心軸に対して所定距離だけ偏心した中心軸を有する偏心部３２８が一体形成されている。偏心部３２８の内部には、その軸方向に延びる油孔３２８Ａが形成されている。そして、油孔３２８Ａの下端開口には、給油管３３０の上端部が圧入固定され、その下端部が潤滑油ＯＩＬまで垂下されている。給油管３３０の下端部は、ロータ軸３２６の回転中心の近傍に位置するように屈曲形成されている。
【００１５】
油孔３２８Ａの上部は、偏心部３２８より上方まで延びている。そして、油孔３２８Ａの上端部は、ロータ軸３２６の外周面に沿って螺旋状に形成された油溝３２６Ａの下端部と連通している。油溝３２６Ａの上端部は、ロータ軸３２６の上端面に開放されるように形成されている。
【００１６】
圧縮機構４００は、シリンダブロック４１０と、ピストン４２０と、ピストンピン４３０と、コネクティングロッド４４０と、バルブプレート４５０と、シリンダヘッド４６０と、を有する。
【００１７】
シリンダブロック４１０は、支持プレート２８０の下面に固定され、支持プレート２８０の板面と平行に延びるシリンダボア４１２が形成されている。ピストン４２０は、シリンダブロック４１０のシリンダボア４１２に往復動可能に嵌挿されている。ピストン４２０は、ピストンピン４３０によって搖動可能に固定されたコネクティングロッド４４０を介して、駆動機構３００の偏心部３２８に連結されている。
【００１８】
ピストン４２０の冠面側に位置するシリンダブロック４１０の端面には、バルブプレート４５０を介してシリンダヘッド４６０が固定されている。バルブプレート４５０には、ピストン４２０の冠面を臨む所定位置に、例えば、リードバルブからなる、吸入弁及び吐出弁（図示せず）が夫々取り付けられている。
【００１９】
バルブプレート４５０とシリンダヘッド４６０との間には、圧縮機構４００に導入される気体冷媒の脈動を平滑化すると共に吸入音を低減する、樹脂製のマフラ４７０が配設されている。マフラ４７０は、図２に示すように、下面が開口する上蓋部材４７２と、上面が開口する下蓋部材４７４と、を有する。そして、上蓋部材４７２と下蓋部材４７４とを接合して構成される内部空間には、気体冷媒に混入した異物などを濾過する、図示しないフィルタが配設されている。
【００２０】
下蓋部材４７４の底壁であって、その長手方向の一方の端部近傍には、低温・低圧の気体冷媒を導入するための冷媒導入孔４７４Ａが形成されている。冷媒導入孔４７４Ａには、例えば、シリコンゴムなどの弾性体からなるブッシュ４８０が圧入固定されている。ブッシュ４８０は、円筒形状をなす円筒部４８２と、円筒部４８２の軸方向の一端部から離れるにつれて徐々に縮径する縮径部４８４と、を有する。円筒部４８２の外周面には、冷媒導入孔４７４Ａの内径よりも若干大きい外径を有する周溝４８２Ａが形成され、この周溝４８２Ａが冷媒導入孔４７４Ａに嵌合することで、ブッシュ４８０がマフラ４７０に圧入固定される。ここで、マフラ４７０の下蓋部材４７４に形成された冷媒導入孔４７４Ａが、流体導入孔の一例として挙げられる。
【００２１】
なお、ブッシュ４８０の周溝４８２Ａの幅は、例えば、下蓋部材４７４の底壁の厚さと同一又はこれよりも若干小さい寸法とすることができる。また、縮径部４８４の断面は、図２に示すように、曲線形状に限らず、例えば、テーパ形状（円錐形状）とすることもできる。
【００２２】
そして、ロアハウジング２４０の周壁には、低温・低圧の気体冷媒を圧縮機構４００へと導入する、金属製の冷媒導入配管５００の基端部又は中間部が固定されている。冷媒導入配管５００は、往復圧縮機１００を基準とした水平面上に沿って内方へと延び、その後上方へと屈曲して立ち上る、略Ｌ字形状をなしている。冷媒導入配管５００の先端部は、図２に示すように、ブッシュ４８０の縮径部４８４を貫通し、その上方まで突出するようになっている。なお、冷媒導入配管５００が、流体導入配管の一例として挙げられる。
【００２３】
ここで、ブッシュ４８０の円筒部４８２の内径をφＤｂ、冷媒導入配管５００の先端部の外径をφＤｐ、往復圧縮機１００の搬送時や作動時に発生し得る圧縮機構４００と冷媒導入配管５００との最大相対変位をＸとすると、「φＤｂ＞φＤｐ」及び「（φＤｂ−φＤｐ）／２＞Ｘ」となるように、各部の寸法を決定する。また、ブッシュ４８０の縮径部４８４の先端部における内径は、冷媒導入配管５００とのシール性を確保するために、その外径よりも若干小さい寸法とする。なお、最大相対変位Ｘは、圧縮機構や駆動機構がハウジング内壁との衝突で破損しないように、別途設けたストッパ部で規制する最大変位量の場合もある。
【００２４】
従って、往復圧縮機１００を組み立てる場合、冷媒導入配管５００が一体化されたロアハウジング２４０に対して、駆動機構３００及び圧縮機構４００が一体化された支持プレート２８０を上方から下方へと移動させると、図３に示すように、冷媒導入配管５００の先端部は、ブッシュ４８０の円筒部４８２の内周に入り込む。そして、支持プレート２８０を更に下方へと移動させると、冷媒導入配管５００の先端部は、ブッシュ４８０の円筒部４８２を貫通し、円筒部４８２から縮径部４８４へと入り込む。すると、冷媒導入配管５００の先端部は、縮径部４８４の先端部を押し広げながら、その上方へと突出する。このため、冷媒導入配管５００をマフラ４７０に接続する作業が容易となり、例えば、往復圧縮機１００の組立作業に要する工数を削減することができる。
【００２５】
また、下蓋部材４７４の底壁であって、フィルタを挟んで冷媒導入孔４７４Ａと反対側に位置する他方の端部近傍には、図１に示すように、そこから下方へ向かって延びる、樹脂製の円筒部材４７６が一体形成されている。円筒部材４７６は、シリンダヘッド４６０の上面から下方へと向けて形成された凹部４６０Ａとバルブプレート４５０との間に配設され、その下端開口がバルブプレート４５０の吸入弁を介して、シリンダブロック４１０の圧縮室に連通している。
【００２６】
一方、シリンダヘッド４６０には、バルブプレート４５０の吐出弁を介して圧縮室に連通する、冷媒吐出孔４６０Ｂが形成されている。冷媒吐出孔４６０Ｂには、圧縮機構４００によって圧縮された高温・高圧の気体冷媒を凝縮器へと導出する、金属製の冷媒導出配管５２０の先端部が接続されている。また、冷媒導出配管５２０の基端部又は中間部は、ハウジング２００のロアハウジング２４０に固定されている。
【００２７】
ここで、冷媒導出配管５２０は、高温・高圧の気体冷媒を導出するため、シリンダヘッド４６０の冷媒吐出孔４６０Ｂ及びロアハウジング２４０に、例えば、ろう付けなどで固定されている。そして、冷媒導出配管５２０は、圧縮機構４００とロアハウジング２４０との相対変位を吸収可能なように、例えば、屈曲箇所を複数有する形状として可撓性を持たせる。また、冷媒導出配管５２０の中間部に、例えば、圧縮機構４００から吐出される気体冷媒の吐出音を軽減するマフラを配設することもできる。
【００２８】
なお、冷媒導出配管５２０とシリンダヘッド４６０の冷媒吐出孔４６０Ｂとの接続は、ろう付けに限らず、例えば、冷媒吐出孔４６０Ｂに圧入固定されたブッシュを介して行うこともできる。この場合のブッシュは、冷媒導入配管５００と同様な形状を有するものとすればよい。また、冷媒導出配管５２０を冷媒導入配管５００と同様な略Ｌ字形状とすると共に、冷媒吐出孔４６０Ｂをシリンダヘッド４６０の下面に形成するようにすれば、冷媒導出配管５２０と圧縮機構４００との接続を容易にすることができる。
【００２９】
次に、往復圧縮機１００の動作について説明する。
駆動機構３００の電動モータ３２０が作動すると、ロータ３２４と一体化されたロータ軸３２６が回転し、その下端部に一体化された偏心部３２８がロータ軸３２６の周りを公転する。偏心部３２８の公転運動は、コネクティングロッド４４０を介してピストン４２０に伝達され、ピストン４２０を往復動させる。図１において、ピストン４２０が右方に移動すると、圧縮室の容積が増大することから、吸入負圧が生じて吸入弁が開弁し、冷媒導入配管５００からマフラ４７０及び凹部４６０Ａを介して、低温・低圧の気体冷媒が圧縮室へと吸入される。
【００３０】
そして、ピストン４２０が左方に移動すると、圧縮室の容積が減少することから、圧縮されて高温・高圧となった気体冷媒が吐出弁から吐出され、冷媒吐出孔４６０Ｂ及び冷媒導出配管５２０を通って、図示しない凝縮器へと導出される。このように、低温・低圧の気体冷媒が高温・高圧の気体冷媒に圧縮され、冷凍サイクルを実現する凝縮器へと供給されることとなる。
【００３１】
また、偏心部３２８の公転に伴い、屈曲する給油管３３０及び螺旋状の油溝３２６Ａに生じる遠心力により、ロアハウジング２４０の下部に貯留された潤滑油ＯＩＬは、給油管３３０の先端部から吸引され、油孔３２８Ａ及び油溝３２６Ａを通ってロータ軸３２６の上面から上方に向かって飛散される。この潤滑油ＯＩＬは、アッパハウジング２２０の天井面に当たった後、放射状に周辺部に流動しつつ、その一部が油滴となって滴下し、下方に位置する各構成部材に付着した後、ロアハウジング２４０の下部へと戻される。このような潤滑油ＯＩＬの循環によって、各部の潤滑及び冷却が行なわれる。
【００３２】
往復圧縮機１００を搬送するとき、又は、往復圧縮機１００が作動するとき、ハウジング２００に対して駆動機構３００及び圧縮機構４００が弾性支持されているため、ロアハウジング２４０に固定された冷媒導入配管５００とマフラ４７０の冷媒導入孔４７４Ａとの間には大きな相対変位が生じやすい。圧縮機構４００と一体化されたマフラ４７０がハウジング２００に対して上下方向に振動すると、ブッシュ４８０の縮径部４８４に対して冷媒導入配管５００が上下方向に摺動し、又は、縮径部４８４が上下方向に弾性変形して、その相対変位を吸収することができる。また、マフラ４７０がハウジング２００に対して横方向に振動すると、ブッシュ４８０の縮径部４８４が横方向に弾性変形して、その相対変位を吸収することができる。ここで、ブッシュ４８０の各部の寸法を前述した条件によって決定することで、冷媒導入配管５００とマフラ４７０とが最大相対変位しても、これを吸収することができる。このため、圧縮機構４００と冷媒導入配管５００のシール性を確保しつつ、これらの相対変位を吸収することができる。
【００３３】
さらに、冷媒導入配管５００の先端部は、シリコンゴムからなるブッシュ４８０の縮径部４８４より上方へと突出しているため、冷媒導入配管５００の先端部のエッジがブッシュ４８０に接触しない。このため、耐熱性が優れているが引き裂き強度が劣る、シリコンゴムのブッシュ４８０の異常摩耗、亀裂発生を抑制することができる。
【００３４】
なお、ブッシュ４８０が引き裂き強度に優れた材料からなる場合には、図４に示すように、冷媒導入配管５００の先端部が縮径部４８４の内周面に接触してもよい。この場合、ブッシュ４８０の縮径部４８４は、冷媒導入配管５００とのシール性を確保するため、その先端部に同一径を有する円筒部４８４Ａを一体化できる。
【００３５】
また、ブッシュ４８０の縮径部４８４の内周面に、図５に示すように、ここから内方へと突出する円環形状の凸部４８４Ｂを形成するようにしてもよい。このようにすれば、ブッシュ４８０が有する弾性を利用して、凸部４８４Ｂが冷媒導入配管５００に押圧されるため、その面圧が高くなり、ブッシュ４８０と冷媒導入配管５００とのシール性を更に向上させることができる。なお、この場合には、冷媒導入配管５００の先端部のエッジがブッシュ４８０に接触しないため、これを縮径部４８４の上方へと突出させる必要はない。
【００３６】
以上説明した実施形態では、圧縮機として、往復圧縮機１００を前提としたが、スクロール圧縮機、斜板式圧縮機、ロータリーピストン型圧縮機、スライドベーン圧縮機などであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１００  往復圧縮機（圧縮機）
２００  ハウジング
４００  圧縮機構
４７４Ａ  冷媒導入孔（流体導入孔）
４８０  ブッシュ
４８２  円筒部
４８４  縮径部
４８４Ｂ  凸部
５００  冷媒導入配管（流体導入配管）
【図１】
2018013102.tif 000003
【図２】
2018013102.tif 000004
【図３】
2018013102.tif 000005
【図４】
2018013102.tif 000006
【図５】
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