(57)【要約】【課題】安価な構成で信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転支持する主軸受を有するフレームと、を備え、主軸受は圧縮機構側に位置する圧縮機構部側主軸受と電動機側に位置する電動機側主軸受とを有し、電動機側主軸受はフレームと一体形成される。【選択図】図１
2015021488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、
冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、
前記電動機部の回転力を前記圧縮機構部に伝達するクランク軸と、
前記クランク軸を回転支持する主軸受を有するフレームと、
を備え、
前記主軸受は、前記圧縮機構側に位置する圧縮機構部側主軸受と、前記電動機側に位置する電動機側主軸受とを有し、
前記電動機側主軸受が前記フレームと一体形成される密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記圧縮機構部側主軸受が炭素質基材に金属を含浸したカーボン軸受である密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記クランク軸と前記電動機側主軸受とのクリアランスと、前記クランク軸と前記圧縮機構部側主軸受とのクリアランスが同寸法に設定された密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
請求項１又は２において、クランク軸と前記電動機側主軸受とのクリアランスが、前記クランク軸と前記圧縮機構部側主軸受のクリアランスより小さく設定された密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
請求項４において、前記圧縮機構部側主軸受の径が前記電動機側主軸受の径よりも大きく設定された密閉型電動圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかにおいて、冷媒としてＲ３２を使用した密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機、給湯機、空調機器等に用いられる密閉型電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の圧縮機では、密閉容器内に、圧縮機構部、この圧縮機構部の下方に設けた圧縮機構部を駆動するための電動機部、及び、この電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸を備える。クランク軸は、密閉容器内のフレームに固定された主軸受にて、回転可能な状態で保持される。密閉容器内の下部には油が貯留されており、クランク軸に設けた貫通穴を通じてクランク軸の軸受部や圧縮機構部の摺動部に油を供給することにより、主軸受に対するクランク軸の円滑な動作を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、主軸受は、圧縮機構部側主軸受と電動機側主軸受に分割され、圧縮機構部側主軸受は黒鉛を含む炭素質基材の気孔に金属を含浸した金属含浸カーボンが用いられ、電動機側主軸受には気孔に金属を含浸していない無含浸カーボンが用いられる。このような材質の軸受を用いるとコストが増大するとの課題がある。また、圧縮機構部側主軸受と電動機側主軸受の同軸度を高めるために、それぞれの軸受の内径を同一刃具で同工程にて加工して内径を同寸法とし、それぞれの主軸受とクランク軸とのクリアランスについて同一設定とする。そのため、圧縮機運転中の温度上昇により、クランク軸とカーボンの熱膨張差によって主軸受とクランク軸とのクリアランスが縮小してしまい、運転時にクランク軸に作用する遠心力によりクランク軸が撓んだ際に、図２に示すように、撓みの大きい電動機側主軸受の下端部で当たりが生じ、片当たりとなるという課題がある。更には、電動機側主軸受に使用される無含浸カーボンでは、気孔から油膜圧力が逃げることで、クランク軸が撓んだ際に片当たりが生じるという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、安価な構成で信頼性の高い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】
【０００６】
本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転支持する主軸受を有するフレームと、を備え、主軸受は圧縮機構側に位置する圧縮機構部側主軸受と電動機側に位置する電動機側主軸受とを有し、電動機側主軸受はフレームと一体形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安価な構成で信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例における密閉型電動圧縮機の縦断面図
【図２】従来の密閉型電動圧縮機における運転中の主軸受部の拡大図
【図３】第２実施例における運転中の主軸受部の拡大図
【図４】第２実施例における密閉型電動圧縮機の主軸受部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
本実施例の密閉型電動圧縮機は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転支持する主軸受を有するフレームと、を備え、主軸受は圧縮機構側に位置する圧縮機構部側主軸受と電動機側に位置する電動機側主軸受とを有し、電動機側主軸受はフレームと一体形成される。電動機側主軸受をフレームと一体で形成したので、圧縮機運転時に温度が上昇したりクランク軸が撓んだりしても、電動機側主軸受とクランク軸との片当たりを緩和して、安価な構成で信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１０】
以下、本発明の第１の実施例について図１及び図３を用いて説明する。図１は本実施例の密閉型電動圧縮機の縦断面図である。図３は運転中の主軸受部の拡大図である。
【００１１】
図１において、符号の１は密閉容器、２は圧縮機構部、３は旋回スクロール、３aは旋回スクロールの渦巻状のラップ、４は固定スクロール、４aは固定スクロールの渦巻状のラップ、５はクランク軸、６はクランク軸５を回転させる軸受を具備するフレーム、８は旋回スクロールの自転を阻止し旋回運動させるための自転阻止部材であるオルダムリング、１１は密閉容器の蓋体である。７は電動機部であり、回転部である回転子１５と密閉容器１内に固定される固定子１６を有する。回転子１５には、圧縮機構部との回転バランスを保つためのバランスウェイト１５ａが締結される。また、密閉容器１の底部の油溜り１２に冷凍機油等の潤滑油１３を貯留する。尚、冷媒としてはＲ４１０Ａや二酸化炭素、プロパン等を使用する。
【００１２】
本実施例のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に、圧縮機構部２と電動機部７とがクランク軸５を介して連結して収納される。圧縮機構部２は、渦巻状ラップ４a、３aをそれぞれ互いに噛み合せて圧縮室９を形成する。さらに、旋回スクロール３の自転阻止部材であるオルダムリング８と、固定スクロール４と結合されたフレーム６により構成される。固定スクロール４と旋回スクロール３、フレーム６は鋳鉄材で形成される。
【００１３】
回転子１５は固定子１６が発生する回転磁界により回転力を与えられる。回転子１５に固定されたクランク軸５は回転子１５の回転に伴い回転動作を行い、旋回スクロール３の偏心回動により、吸込管１４を介して吸い込まれた冷媒が吸込室１０から圧縮室９で徐々に圧縮され、吐出口４ｃから密閉容器１の中に放出される。クランク軸５の下端は密閉容器１の底部の油溜り１２へ延びる。クランク軸５には、貫通穴５ａが設けられ、貫通穴５ａを通って潤滑油１３が各軸受部及び摺動面へ供給される。
【００１４】
クランク軸５を支持する主軸受１８は、黒鉛を１０〜９０重量％含む炭素質基材の気孔に金属を含浸した金属含浸のカーボンにより構成された圧縮機構部側主軸受１８aと、フレーム６と一体として形成された電動機側主軸受１８ｂに分割して構成される。圧縮機構部側主軸受１８ａと電動機側主軸受１８ｂとの同軸度には高い精度が求められるため、両者の内径を同一刃具にて同工程にて加工し、圧縮機構部側主軸受１８ａと電動機側主軸受１８ｂの内径寸法は同値に設定する。つまり、本実施例においては、クランク軸５と電動機側主軸受１８ｂとのクリアランスとクランク軸５と圧縮機構部側主軸受１８ａとのクリアランスを同寸法に設定する。
【００１５】
ここで、カーボンの熱膨張係数は約４×１０-6／℃であるのに対し、フレーム６やクランク軸５に使用している鋳鉄材や鋼の熱膨張係数は約１１×１０-6／℃と高い。そのため、圧縮機運転開始後、圧縮機構部２にて圧縮され高温となった冷媒が密閉容器１内部に充満し、熱伝導によりクランク軸５や圧縮機構部側主軸受１８a及び電動機側主軸受１８ｂの温度が上昇し、且つ、クランク軸５と圧縮機構部側主軸受１８a及び電動機側主軸受１８ｂとの摺動によりそれぞれが発熱し熱膨張すると、図３に示すように、クランク軸５と圧縮機構部側主軸受１８aとのクリアランスは熱膨張率差分だけ小さくなるが、電動機側主軸受１８ｂの熱膨張率はクランク軸５と同等であるため、クランク軸５と電動機側主軸受１８ｂとのクリアランスは保たれる。そのため、圧縮機運転時、回転子１５に加わる遠心力によりクランク軸が撓んだ際、撓みの大きくなる電動機側主軸受１８ｂ側において、片当たりが発生しないため信頼性が向上する。
【００１６】
更には、電動機側主軸受１８ｂが金属無含浸カーボンではなく、鋳鉄材で構成されているため、気孔から油膜圧力が逃げることが無く、クランク軸の撓みが緩和されるので、電動機側主軸受１８ｂの片当たりを防ぐことができ、安価で信頼性の高い密閉型電動圧縮機を得ることができる。
【００１７】
尚、本実施例の密閉型電動圧縮機では、冷媒としてＲ３２冷媒を用いることができる。Ｒ３２冷媒は、物性上、Ｒ４１０Ａ冷媒に対し、吐出ガス温度が高くなるため、高温時のクランク軸５と電動機側主軸受１８ｂの熱膨張がより顕著となるが、クランク軸５の撓みが大きくなる電動機側主軸受１８ｂ側でのクランク軸５と電動機側主軸受下端部１９とのクリアランスがより大きく確保されるため、片当たりがより緩和された高信頼性の密閉型電動圧縮機を得ることができる。
【実施例２】
【００１８】
本発明の第２の実施例について図４を用いて説明する。本実施例では、クランク軸５と電動機側主軸受１８ｂとのクリアランスをクランク軸５と圧縮機構部側主軸受１８aのクリアランスよりも小さく設定する。具体的には、クランク軸５の電動機側主軸受１８ｂに対応する部分について、圧縮機構部側主軸受１８aに対応する部分よりも予め径を大きく設定したクランク軸径拡大部２０を有する。クランク軸５の電動機側主軸受１８ｂに対応する部分について圧縮機構部側主軸受１８aに対応する部分よりも予め径を大きく設定したので、圧縮機の運転回転数が低い場合や吐出圧力が低い場合等の密閉容器１内部の温度が低く圧縮機構部側主軸受１８a及び電動機側主軸受１８ｂの熱膨張が小さい運転条件においても、クランク軸５と電動機側主軸受１８ｂとの間の油膜が形成されやすくなるため、さらに信頼性を向上させることができる。また、密閉容器１内部の温度が高くなる条件においては、第１の実施例と同様の信頼性向上の効果が得られる。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・密閉容器、２・・・圧縮機構部、３・・・旋回スクロール、３a・・・旋回スクロールの渦巻状ラップ、３b・・・旋回スクロール鏡板、４・・・固定スクロール、４a・・・固定スクロールの渦巻状ラップ、４b・・・固定スクロール吸込口、４c・・・固定スクロール吐出口、５・・・クランク軸、５a・・・クランク軸油孔、６・・・クランク軸５を回転させる軸受を具備するフレーム、７・・・電動機部、８・・・オルダムリング、９・・・圧縮室、１０・・・吸込室、１１・・・密閉容器の蓋体、１２・・・油溜り、１３・・・潤滑油、１４・・・吸込管、１５・・・回転子、１６・・・固定子、１８・・・主軸受、１８ａ・・・圧縮機構部側主軸受、１８ｂ・・・電動機側主軸受、１９・・・電動機側主軸受下端部、２０・・・クランク軸径拡大部
【図１】
2015021488.tif 000003
【図２】
2015021488.tif 000004
【図３】
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【図４】
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