(57)【要約】【課題】コスト上昇を抑制しながら、副軸受構成を実現することで、信頼性の向上とコストの抑制ができる冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍装置を提供することを目的とする。【解決手段】密閉容器１０１は、電動要素１０５と、電動要素１０５により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮要素１０６とを収容し、圧縮要素１０６は、主軸部１０８、副軸部１３３および偏心軸１０９を含むクランクシャフト１０７と、主軸部１０８を軸支する主軸受１１４と、電動要素１０５を挟んで主軸受側とは反対側に配置され、且つ、副軸部１３３を軸支する副軸受１３２と、電動要素１０５を構成する固定子１０３を主軸受に対して主軸部１０８の軸方向に位置決めする第１の支柱１３０と、第１の支柱１３０から突出した第２の支柱１３１と、を有し、第２の支柱１３１に、副軸受１３２を保持するホルダー１３４が取付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器は、電動要素と、前記電動要素により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、
前記圧縮要素は、
主軸部、副軸部および偏心軸を含むクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支する主軸受と、
前記電動要素を挟んで前記主軸受側とは反対側に配置され、且つ、前記副軸部を軸支する副軸受と、
前記電動要素を構成する固定子を前記主軸受に対して前記主軸部の軸方向に位置決めする第１の支柱と、
前記第１の支柱から突出した第２の支柱と、を有し、
前記第２の支柱に、前記副軸受を保持するホルダーが取付けられている、冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記第２の支柱は、前記固定子の孔に挿入され、前記固定子から突出した端部に雄ネジ部が設けられ、
前記固定子は、前記雄ネジ部にナットを締結することにより、前記主軸受を有するシリンダブロックに固定されている、請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
冷媒圧縮機、放熱器、減圧装置および吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、
前記冷媒圧縮機を、請求項１または２に記載の冷媒圧縮機とした、冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に使用される冷媒圧縮機、およびそれを用いた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫の大容量化に伴い、庫内容積を広げるために、冷媒圧縮機が収納される機械室の縮小が図られている。そのため、高さを抑制した冷媒圧縮機が求められている。
【０００３】
しかしながら、高さを低くするためには、軸受部の長さを短くする必要がある。この軸受部が短くなると、軸受負荷が増大して、主軸部と主軸受との摺動状態が悪化し、異常摩耗を引き起こす可能性がある。
【０００４】
その課題に対し、電動要素を互いの間に挟むように、主軸受と副軸受を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図８は、特許文献１に記載された従来の密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。
【０００６】
図８に示すように、冷媒圧縮機の外筐となる密閉容器１は、底部に潤滑油２を貯留している。また、密閉容器１は、固定子３および回転子４からなる電動要素５と、これによって駆動される往復式の圧縮要素６を収容している。
【０００７】
そして、圧縮要素６は、クランクシャフト７、シリンダブロック１１、ピストン１５等によって構成されている。
【０００８】
シリンダブロック１１は、略円筒形のシリンダボア１２からなる圧縮室１３を形成するとともに、主軸受１４を有している。
【０００９】
クランクシャフト７は、主軸部８および副軸部３３とを有している。主軸部８は、シリンダブロック１１の主軸受１４に軸支され、副軸部３３は、圧入固定された回転子４を挟んで主軸受１４側と反対側に配置された副軸受３２に軸支されている。また、クランクシャフト７は、主軸部８に対し偏心して形成された偏心軸９を有し、さらに、給油ポンプ１０を備えている。
【００１０】
副軸受３２は、ホルダー３４を介して固定子３に固定されている。
【００１１】
シリンダボア１２に遊嵌されたピストン１５は、偏心軸９と連結されている。シリンダボア１２の端面はバルブプレート１８で封止されている。
【００１２】
バルブプレート１８のシリンダボア１２側の反対側にはシリンダヘッド１９が固定されており、高圧室（図示せず）を形成している。サクションチューブ（図示せず）は、密閉容器１に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器１内に導く。
【００１３】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
【００１４】
電源（図示せず）から供給される電力が電動要素５に供給されることにより、電動要素５の回転子４が回転する。回転子４がクランクシャフト７を回転させるため、偏心軸９の偏心運動によりピストン１５を駆動する。ピストン１５は、シリンダボア１２内を往復運動し、サクションチューブを通して密閉容器１内に導かれた冷媒ガスを圧縮室１３に吸入し、圧縮室１３の冷媒ガスを連続して圧縮する。
【００１５】
潤滑油２は、クランクシャフト７の回転に伴って給油ポンプ１０から各摺動部に給油され、各摺動部を潤滑する。また、潤滑油２は、ピストン１５とシリンダボア１２の間に供給され、この間のシールを司る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平９−６８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記従来の構成では、主軸受１４と副軸受３２とでクランクシャフト７を支持するので、軸受距離を確保して、軸受負荷を軽減することができる。しかしながら、精度の悪い固定子３の端面に対して、副軸受３２を備えたホルダー３４が固定されているため、主軸受１４と副軸受３２の同軸度を良好にすることが困難である。そのため、従来の密閉型電動冷媒圧縮機では、副軸受３２を球面滑り軸受により構成することによって、同軸度を確保していた。ただし、球面滑り軸受はコストが高いといった課題があった。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コスト上昇を抑制しながら、副軸受構成を実現することにより、信頼性の向上とコストの抑制ができる冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍装置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】
【００１９】
前記従来の課題を解決するために、本発明に係る冷媒圧縮機では、密閉容器は、電動要素と、前記電動要素により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、主軸部、副軸部および偏心軸を含むクランクシャフトと、前記主軸部を軸支する主軸受と、前記電動要素を挟んで前記主軸受側とは反対側に配置され、且つ、前記副軸部を軸支する副軸受と、前記電動要素を構成する固定子を前記主軸受に対して前記主軸部の軸方向に位置決めする第１の支柱と、前記第１の支柱から突出した第２の支柱と、を有し、前記第２の支柱に、前記副軸受を保持するホルダーが取付けられている。
【００２０】
これによって、主軸受と副軸受との同軸度を精度良く出すことができるので、コスト上昇を抑制しながら軸受距離を確保することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の冷媒圧縮機によれば、主軸受と副軸受との同軸度を精度良く出すことができる。これにより、主軸部および副軸部の軸受負荷を軽減し、異常摩耗を抑制することができる。このため、信頼性の向上およびコストの抑制が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機の断面図
【図２】同実施の形態に係る冷媒圧縮機の下面図
【図３】同実施の形態に係る冷媒圧縮機の部分拡大図
【図４】同実施の形態に係る冷媒圧縮機のシリンダブロックの単体図
【図５】同実施の形態に係るシリンダブロックに固定子を組み付けた図
【図６】同実施の形態に係るシリンダブロックにホルダーおよび副軸受を組み付けた図
【図７】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の模式図
【図８】従来の密閉型電動冷媒圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第１の発明に係る冷媒圧縮機では、密閉容器は、電動要素と、前記電動要素により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、主軸部、副軸部および偏心軸を含むクランクシャフトと、前記主軸部を軸支する主軸受と、前記電動要素を挟んで前記主軸受側とは反対側に配置され、且つ、副軸部を軸支する副軸受と、前記電動要素を構成する固定子を前記主軸受に対して前記主軸部の軸方向に位置決めする第１の支柱と、前記第１の支柱から突出した第２の支柱と、を有し、前記第２の支柱に、前記副軸受を保持するホルダーが取付けられている。
【００２４】
これにより、主軸受と副軸受との同軸度を精度良く出すことができるので、コスト上昇を抑制しながら、軸受距離を確保することができる。このため、主軸部および副軸部の軸受負荷を軽減し、異常摩耗を抑制することができる。よって、信頼性の向上およびコストの抑制を図ることができる。
【００２５】
第２の発明に係る冷媒圧縮機では、第１の発明において、前記第２の支柱は、前記固定子の孔に挿入され、前記固定子から突出した端部に雄ネジ部が設けられ、前記固定子は、前記雄ネジ部にナットを締結することにより、前記主軸受を有するシリンダブロックに固定されている。
【００２６】
これにより、ホルダーの固定と固定子の固定とを別部材で行うことができるので、固定子を確実に固定することができる。
【００２７】
第３の発明に係る冷凍装置は、冷媒圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記冷媒圧縮機を第１または第２の発明の冷媒圧縮機とした。
【００２８】
これにより、軸受距離を確保し、信頼性を向上させることができる。また、高さを低くした第１または第２の発明の冷媒圧縮機を用いることにより、冷凍装置の庫内容積を広くすることができる。さらに、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機の断面図である。図２は、同実施の形態に係る冷媒圧縮機の下面図である。図３は、同実施の形態に係る冷媒圧縮機の部分拡大図である。図４は、同実施の形態に係る冷媒圧縮機のシリンダブロックの単体図である。図５は、同実施の形態に係るシリンダブロックに固定子を組み付けた図である。図６は、同実施の形態に係るシリンダブロックにホルダーおよび副軸受を組み付けた図である。
【００３１】
図１〜図６において、密閉容器１０１内には、Ｒ６００ａが冷媒ガスとして充填されているとともに、底部には潤滑油１０２として鉱油が貯留されている。また、密閉容器１０１は、固定子１０３および回転子１０４からなる電動要素１０５と、これによって駆動される往復式の圧縮要素１０６とを収容している。
【００３２】
そして、圧縮要素１０６は、クランクシャフト１０７、シリンダブロック１１１、ピストン１１５等によって構成されている。
【００３３】
クランクシャフト１０７は、主軸部１０８と、副軸部１３３と、主軸部１０８に対し偏心して形成された偏心軸１０９を有している。主軸部１０８には、圧入などにより回転子１０４が固定されている。副軸部１３３は、主軸部１０８と同軸に設けられ、主軸部１０８を挟んで偏心軸１０９側と反対側に配置されている。副軸部１３３よりも下方のクランクシャフト１０７の下端には、潤滑油１０２に連通する給油ポンプ１１０が備えられている。
【００３４】
シリンダブロック１１１は、鋳鉄からなり、略円筒形のシリンダボア１１２、および、クランクシャフト１０７の主軸部１０８を軸支する主軸受１１４を備えている。
【００３５】
また、シリンダブロック１１１からは、第１の支柱１３０が４本、突き出ている。第１の支柱１３０は、固定子１０３を、主軸部１０８の中心軸に平行な方向（軸方向）に位置決めする。
【００３６】
さらに、それぞれの第１の支柱１３０の端面からは、第２の支柱１３１が突き出ている。第２の支柱１３１は、固定子１０３に設けられた孔に挿入されている。この孔は、電動要素１０５の回転子１０４による回転面に対して垂直であって、軸方向に延びている。
【００３７】
また、固定子１０３の孔から突出する第２の支柱１３１の端部には、雄ネジ部１３８が設けられている。固定子１０３は、孔に挿入された第２の支柱１３１に取り付けられ、さらに、第２の支柱１３１の雄ネジ部１３８にナット１３７が締結されることにより第２の支柱１３１、延いては、主軸受１１４を有するシリンダブロック１１１に固定される。
【００３８】
次に、第２の支柱１３１の端面１４１には、ホルダー１３４がボルト１３９により取り付けられている。ホルダー１３４は、回転子１０４の外周より大きい内側形状１３５と、４本のステー１３６とを備えている。さらに、ホルダー１３４には、クランクシャフト１０７の副軸部１３３を軸支する副軸受１３２がボルト１４０により固定されている。
【００３９】
ピストン１１５は、シリンダボア１１２に往復可動に挿入され、ピストンピン孔１１７を有している。このピストンピン孔１１７に回転不能に係止したピストンピン１１６を介して、ピストン１１５が連結手段１１８の一端に連結されている。さらに、連結手段１１８は、他端側に設けられた偏心軸受１１９に偏心軸１０９が軸支されており、偏心軸１０９とピストン１１５を連結している。
【００４０】
また、シリンダボア１１２の端面はバルブプレート１２０で封止されている。
【００４１】
シリンダヘッド１２１は、高圧室（図示せず）を形成し、バルブプレート１２０のシリンダボア１１２側の反対側に固定されている。
【００４２】
サクションチューブ（図示せず）は、密閉容器１０１に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続されており、これにより冷媒ガスを密閉容器１０１内に導く。
【００４３】
サクションマフラー１２２は、バルブプレート１２０とシリンダヘッド１２１とにより挟持されている。
【００４４】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４５】
まず密閉型電動圧縮機としての動作を簡単に説明しておく。
【００４６】
商用電源（図示せず）から供給される電力は、外部のインバータ駆動回路（図示せず）を介して、電動要素１０５に供給される。これにより、電動要素１０５は複数の運転周波数でインバータ駆動される。電動要素１０５の回転子１０４は、クランクシャフト１０７を回転させ、偏心軸１０９の偏心運動により連結手段１１８を介してピストン１１５を駆動する。
【００４７】
そして、ピストン１１５が、シリンダボア１１２内を往復運動する。これにより、サクションチューブ（図示せず）を通して密閉容器１０１内に導かれた冷媒ガスは、サクションマフラー１２２を介して、バルブプレート１２０に設けられた吸入ポート（図示せず）から圧縮室１１３に吸入され、圧縮室１１３内で圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、バルブプレート１２０に設けられた吐出ポート（図示せず）からシリンダヘッド１２１内の高圧室（図示せず）に吐出され、吐出チューブ（図示せず）を通して冷凍サイクル（図示せず）に流れていく。
【００４８】
潤滑油１０２は、クランクシャフト１０７の回転に伴い、給油ポンプ１１０から各摺動部に給油される。これにより、潤滑油１０２は、摺動部を潤滑するとともに、ピストン１１５とシリンダボア１１２の間においてはシールを司る。
【００４９】
次に、副軸受１３２、ホルダー１３４と固定子１０３の固定について説明する。
【００５０】
第２の支柱１３１の端面１４１と主軸受１１４の内周面１２３は、４本の第２の支柱１３１の端面１４１を結んで構成される仮想平面と、主軸受１１４の内周面１２３の中心を通る仮想中心線との直角度が精度良く出るように形成されている。そのため、端面１４１に対してホルダー１３４をボルト１３９で固定し、ホルダー１３４に副軸受１３２をボルト１４０で固定することにより、主軸受１１４と副軸受１３２の平行度を保つことができる。
【００５１】
また、図５に示すように固定子１０３をシリンダブロック１１１に固定するときには、芯出し治具１４５を使用する。芯出し治具１４５は、主軸受１１４に嵌挿される主軸部分１４６と、固定子１０３の内側に嵌挿される芯出し部分１４７と、副軸受１３２に嵌挿される副軸部分１４８とで構成されている。
【００５２】
まず、主軸受１１４に芯出し治具１４５の主軸部分１４６を挿入する。次いで、固定子１０３内に芯出し部分１４７を挿入するとともに、４本の第２の支柱１３１を固定子１０３に設けられた４つの孔に通す。その後、ナット１３７を雄ネジ部１３８に締めることで固定子１０３を固定する。これにより、固定子１０３の中心と主軸受１１４の中心を、精度良く合わすことができる。
【００５３】
次に、図６に示すように、ホルダー１３４を第２の支柱１３１に取り付ける。なお、ホルダー１３４と副軸受１３２は、ノックピン１４９（図２）で位置決めした状態でボルト１４０によりあらかじめ組立てておく。そして、副軸受１３２に、芯出し治具１４５の副軸部分１４８を挿入し、ホルダー１３４をボルト１３９で第２の支柱１３１に固定する。
【００５４】
次に、一旦、ボルト１４０を取り外し、副軸受１３２を取り外した後、芯出し治具１４５を取り外す。その後、クランクシャフト１０７の主軸部１０８をシリンダブロック１１１の主軸受１１４に挿入した後、回転子１０４を取付ける。ここで、ホルダー１３４の内側形状１３５を回転子１０４の外径よりも大きくしているので、ホルダー１３４を組み付けたままでも回転子１０４を取付けることができる。
【００５５】
その後、ホルダー１３４に対して副軸受１３２をノックピン１４９で再び位置出しして、ボルト１４０で固定する。なお、ノックピン１４９で位置決めしているので、主軸受１１４と副軸受１３２の中心がずれることがなく、軸ずれによる軸受負荷を抑制することができるので、信頼性の高い圧縮機を実現できる。また、ホルダー１３４と副軸受１３２はインローで構成することも可能である。
【００５６】
また、固定子１０３とホルダー１３４を固定するために、第２の支柱１３１を共用している。このため、加工工程が少なくなるので、コストが低減できるとともに、軽量化も図ることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の模式図を示す。ここでは、冷凍装置の基本構成の概略についてのみ説明する。
【００５８】
図７において、冷凍装置は、本体３０１、区画壁３０７および冷媒回路３０９を具備している。本体３０１は、一面が開口した断熱性の箱体、および、その開口を開閉する扉体を有している。区画壁３０７は、本体３０１の内部を、物品の貯蔵空間３０３と機械室３０５とに区画する。冷媒回路３０９は、貯蔵空間３０３内を冷却する。
【００５９】
冷媒回路３０９は、冷媒圧縮機３００と、放熱器３１３と、減圧装置３１５と、吸熱器３１７とを環状に配管接続した構成となっている。また、吸熱器３１７は、送風機（図示せず）を具備した貯蔵空間３０３内に配置されている。吸熱器３１７の冷却熱は、矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間３０３内を循環するように撹拌される。これにより、貯蔵空間３０３内は冷却される。
【００６０】
以上の構成からなる冷凍装置は、冷媒圧縮機３００として本発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機を搭載している。これにより、冷媒圧縮機３００の高さを低くすることができるので、冷凍装置の庫内を広くすることができる。さらに、冷媒圧縮機３００の性能や信頼性を向上することができるので、消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現し、かつ、信頼性を向上させることができる。
【００６１】
以上、本発明に係る冷媒圧縮機及びそれを用いた冷凍装置について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明は、低コストで性能と信頼性の高い冷媒圧縮機及びそれを用いた冷凍機器を提供することが可能となるので、冷凍サイクルを用いた各種機器に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１０１  密閉容器
１０２  潤滑油
１０３  固定子
１０４  回転子
１０５  電動要素
１０６  圧縮要素
１０７  クランクシャフト
１０８  主軸部
１１４  主軸受
１３０  第１の支柱
１３２  第２の支柱
１３５  内側形状
１３６  ステー
１３７  ナット
１３８  雄ネジ部
３００  冷媒圧縮機
３０９  冷媒回路
３１３  放熱器
３１５  減圧装置
３１７  吸熱器
【図１】
2019138267.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019138267.tif 000008
【図７】
2019138267.tif 000009
【図８】
2019138267.tif 000010