(57)【要約】  密閉型圧縮機は、密閉容器を備え、圧縮機部、電動機部、潤滑油、および油分離ユニットを備える。油分離ユニットは、前記圧縮機部から吐出される冷媒に混じる前記潤滑油を前記密閉容器内で分離するもので、第１回転部材、第２回転部材、および弾性部材を含む。第１回転部材は、フランジを有する。第２回転部材は、第１回転部材に挿通されて前記電動機部の回転子に係合し、その回転子の回転を第１回転部材に伝える。弾性部材は、第１回転部材の内側に配置され、第２回転部材の挿通に抗する弾性を持つ。
2015029603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸込んで圧縮する圧縮機部と、
回転子および固定子を含み、前記圧縮機部を駆動する電動機部と、
前記圧縮機部および前記電動機部を潤滑油と共に収容し、前記圧縮機部で圧縮された冷媒を吐出する密閉容器と、
前記吐出される冷媒に混じる前記潤滑油を前記密閉容器内で分離する油分離ユニットと、
を備え、
前記油分離ユニットは、
フランジを有する第１回転部材と、
前記第１回転部材に挿通されて前記回転子に係合し、その回転子の回転を前記第１回転部材に伝える第２回転部材と、
前記第１回転部材の内側に配置され、前記第２回転部材の挿通に抗する弾性を持つ弾性部材と、
を含む
ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記密閉容器は、前記冷媒を吐出するための吐出口を上部に有し、前記圧縮機部を前記潤滑油と共に下部に収容し、前記電動機部を前記吐出口と前記圧縮機部との間に収容し、前記油分離ユニットを前記吐出口と前記電動機部との間に収容する、
ことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記第１回転部材は、一端および他端に円形の第１開口および第２開口を有し、その第１開口の周縁に前記フランジが一体成形された円筒体である、
前記第２回転部材は、一端および他端に円形の第３開口および第４開口を有し、前記第１回転部材に同軸状に挿通されることにより前記第４開口側の端部が前記第１回転部材から突出して前記回転子に係合される円筒体であって、その挿通および係合により、前記第１回転部材をその内側から摺動自在に保持しつつ前記回転子の回転を前記第１回転部材に伝える、
ことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記第１回転部材は、前記第１開口を有する第１大径部と、前記第２開口を有する第１小径部と、前記第１大径部と前記第１小径部との間に存する第１段部と、を含む、
前記第２回転部材は、前記第３開口を有し且つ前記第１大径部の内径φＤａより小さい外径φＤｄ（＜φＤａ）を有する第２大径部と、前記第４開口を有し且つ前記第２開口の直径φＤｂより小さい外径φＤｃ（＜φＤｂ）を有する第２小径部と、前記第２大径部と前記第２小径部との間に存する第２段部とを含み、前記第１回転部材への前記挿通により、前記第２大径部が前記第１大径部に収まり、前記第２小径部が前記第１小径部に収まり、前記第２段部が前記第１段部と対向する、
前記弾性部材は、前記第１段部と前記第２段部との間に配置される、
ことを特徴とする請求項３記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記弾性部材は、環状の板体を波形に形成した波形ワッシャである、
前記波形ワッシャの外径φＤｘは、前記第２大径部の外径φＤｄより小さい、
前記波形ワッシャの内径φＤｙは、前記第２小径部の外径φＤｃより大きい、
前記波形ワッシャの軸方向における可動域の長さは、同波形ワッシャの軸方向の高さＨと同波形ワッシャの板厚Ｔとの差（＝Ｈ−Ｔ）であり、かつその板厚Ｔの３倍以上である、
ことを特徴とする請求項４記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記電動機部は、前記回転子に挿通されて同回転子の回転を前記圧縮機部に伝える回転軸を含む、
前記回転子は、前記回転軸の挿通用孔を軸心部分に有する、
前記回転軸は、上部の径が前記挿通用孔の径よりも小さい、
前記第１小径部は、前記挿通用孔の径よりも大きい外径を有し、前記第２開口側の端部が前記電動機部の上端に当接する、
前記第２小径部は、前記回転軸の上部の径より大きい内径を有し、かつ前記挿通用孔の径より小さい外径を有し、前記第４開口側の端部が前記第１小径部の前記第２開口から突出して前記挿通用孔の内周面に係合する、
ことを特徴とする請求項４記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記挿通用孔は、１つまたは複数の係合用切欠きを当該内周面に有する、
前記第２小径部は、前記係合用切欠きに嵌まり込む１つまたは複数の係合用爪を当該外周面に有する、
ことを特徴とする請求項６記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記電動機部は、前記圧縮機部から放出された冷媒が上昇して通る１つまたは複数の第１通路を有するとともに、前記油分離ユニットにより分離された潤滑油が下降して通る１つまたは複数の第２通路を有する、
ことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
前記第１通路は、前記電動機部の回転子を同回転子の軸方向に沿って貫通する複数の冷媒通路、前記回転子と前記固定子との隙間、および前記固定子と前記密閉容器の内周面との間にかつ前記回転子の軸方向に沿って配置された複数の冷媒／油通路、を含む、
前記第２通路は、少なくとも前記冷媒／油通路を含む、
ことを特徴とする請求項８記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
前記フランジは、前記電動機部の回転子の径方向に拡がって当該下面が前記電動機部の上端に対向し、前記第１通路から流出する冷媒を受ける、
ことを特徴とする請求項８記載の密閉型圧縮機。
【請求項１１】
前記弾性部材は、前記フランジの下面に当たる冷媒の流速が所定値未満の場合はその冷媒の圧力に当該弾性力が勝って前記第１回転部材を前記電動機部の上端に押し当て、前記フランジの下面に当たる冷媒の流速が前記所定値以上の場合はその冷媒の圧力に当該弾性力が負けて前記第１回転部材を前記電動機部の上端から離間させる、
ことを特徴とする請求項３記載の密閉型圧縮機。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管により連通して構成された冷凍サイクル、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型圧縮機は、圧縮機部および電動機部を潤滑油と共に密閉容器に収容している。圧縮機部は、冷媒を吸込んで圧縮し、圧縮した冷媒を密閉容器内に放出する。放出された冷媒は、密閉容器の吐出口から吐出される。この吐出に際し、密閉容器内の潤滑油の一部が、冷媒に混じって密閉容器の外に流出する。【０００３】
密閉容器の外に流出する潤滑油の量が多いと、密閉容器内の潤滑油が不足し、圧縮機部および電動機部の潤滑に支障を生じる。【０００４】
潤滑油不足を防ぐ対策として、吐出冷媒に混じる潤滑油を分離するための油分離部材が密閉容器内に配置される（例えば特開平8-177738号公報）。【０００５】
上記油分離部材は、回転可能なディスク部、このディスク部と電動機部の回転子との間に介在する円筒体、およびこの円筒体に装着された環状の弾性部材などを含む。上記円筒体は、電動機部の回転子の回転を上記ディスク部に伝える。弾性部材は、円筒体と回転子との装着を強固にするための弾性力を持つ。【０００６】
前記圧縮機から密閉容器内に放出されるガス冷媒は、電動機部の回転子に形成されている冷媒通路を通り、さらに上記ディスク部に当たってから、密閉容器の吐出口へと流れる。【０００７】
ただし、上記弾性部材が、上記冷媒通路と上記ディスク部との間に存在する。この弾性部材の存在は、冷媒の流れの邪魔となり、冷媒の吐出に悪影響を与えたり、潤滑油の分離効率の低下を招く可能性がある。
【発明の開示】
【０００８】
本実施形態の密閉型圧縮機の目的は、冷媒の吐出に悪影響を与えることなく、冷媒に混じる潤滑油を効率よく分離できることである。
【０００９】
本実施形態の密閉型圧縮機は、冷媒を吸込んで圧縮する圧縮機部と、回転子および固定子を含み、前記圧縮機部を駆動する電動機部と、前記圧縮機部および前記電動機部を潤滑油と共に収容し、前記圧縮機部で圧縮された冷媒を吐出する密閉容器と、前記吐出される冷媒に混じる前記潤滑油を前記密閉容器内で分離する油分離ユニットと、を備える。油分離ユニットは、フランジを有する第１回転部材と、この第１回転部材に挿通されて前記回転子に係合し、その回転子の回転を前記第１回転部材に伝える第２回転部材と、前記第１回転部材の内側に配置され、前記第２回転部材の挿通に抗する弾性を持つ弾性部材と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における密閉型圧縮機の構成を断面して示すとともに冷凍サイクルの構成を示す図。
【図２】第１実施形態における油分離ユニットの構成を分解および断面して示す図。
【図３】第１実施形態における油分離ユニットの組立てが完了した状態を示す図。
【図４】第１実施形態における油分離ユニットの波形ワッシャを軸方向に視た図。
【図５】第１実施形態における油分離ユニットの波形ワッシャの断面を示す図。
【図６】第１実施形態における油分離ユニットの取付け状態を示す図。
【図７】第２実施形態における油分離ユニットのフランジが下降した状態を示す図。
【図８】第２実施形態における油分離ユニットのフランジが上昇した状態を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、第１実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、空気調和機等に搭載される冷凍サイクル１を示す。冷凍サイクル１は、密閉型圧縮機２と、熱源側熱交換器である室外熱交換器３と、膨張弁（膨張装置）４と、利用側熱交換器である室内熱交換器５と、気液分離器６とを、冷媒管７を介して連通することにより構成される。冷媒管７は、密閉型圧縮機２の上部に接続される冷媒吐出管８、および密閉容器１０の下部に接続される冷媒吸込管９ａ，９ｂを含む。【００１２】
密閉型圧縮機２から吐出される高圧のガス冷媒は、矢印で示すように、室外熱交換器３に流れる。室外熱交換器３に流入した冷媒は、外気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器３から流出する液冷媒は、膨張弁４を介して室内熱交換器５に流れる。室内熱交換器５に流入した液冷媒は、室内空気と熱交換して蒸発する。室内熱交換器５から流出するガス冷媒は、気液分離器６を通って密閉型圧縮機２に吸込まれる。このように、室外熱交換器３を凝縮器、室内熱交換器５を蒸発器として機能させることにより、室内空気を冷却することができる。【００１３】
なお、冷媒の流路を切換えるための四方弁を冷媒吐出管８と冷媒吸込管９ａ，９ｂとの間に配置してもよい。この四方弁を切換えることにより、室内熱交換器５を凝縮器、室外熱交換器３を蒸発器として機能させ、室内空気を暖めることができる。【００１４】
つぎに、密閉型圧縮機２について詳述する。  
密閉型圧縮機２は、密閉容器１０を有する。密閉容器１０は、圧縮機部１１および電動機部１２を潤滑油１００と共に収容するとともに、上部に吐出口１０ａを有する。この吐出口１０ａに上記冷媒吐出管８が接続される。潤滑油１００は、圧縮機部１１および電動機部１２における機械的な摺動部分へ供給され、その摺動部分の潤滑性を保つ。【００１５】
圧縮機部１１は、密閉容器１０の下部に配置される。密閉容器１０の内底部は、潤滑油１００が溜まり込む油溜り部となる。この油溜り部の潤滑油１００に、圧縮機部１１が浸漬する。【００１６】
電動機部１２は、圧縮機部１１と吐出口１０ａとの間に配置される。電動機部１２は、回転軸１３、この回転軸１３に装着された回転子１５、この回転子１５の周囲に配置された固定子１６を含み、回転軸１３を介して圧縮機部１１を駆動する。回転子１５には、複数の永久磁石が埋設される。固定子１６には、複数のコイルが装着される。これらコイルが発する磁界と、回転子１５の各永久磁石が発する磁界との相互作用により、回転子１５が回転する。回転軸１３は、回転子１５の軸心部分に挿通され、回転子１５の回転を圧縮機部１１に伝える。固定子１６は、密閉容器１０の内周面に固定される。【００１７】
なお、固定子１６に装着される各コイルは、固定子１６の軸方向に沿う上端および下端からそれぞれ食み出ている。これらコイルの食み出し部分を、コイルエンド部１６ａという。【００１８】
圧縮機部１１は、回転軸１３の下部を回転可能に枢支する主軸受１７および副軸受１８を有する。回転軸１３の下部に、圧縮機部１１内で回転する一対の偏心部１３ａ，１３ｂが形成される。これら偏心部１３ａ，１３ｂは、偏心位置が互いに180度異なる。【００１９】
圧縮機部１１は、主軸受１７と副軸受１８との間に、シリンダ２１ａ，２１ｂを備える。シリンダ２１ａ，２１ｂは、仕切板２０を挟んで上下方向に配置される。【００２０】
シリンダ２１ａの内側に、シリンダ室２２ａが形成される。シリンダ室２２ａは、上面が主軸受１７によって閉塞され、下面が仕切板２０によって閉塞される。シリンダ室２２ａ内に上記回転軸１３の偏心部１３ａが配置され、この偏心部１３ａの周囲にローラ２３ａが嵌合される。【００２１】
シリンダ２１ｂの内側に、シリンダ室２２ｂが形成される。シリンダ室２２ｂは、上面が仕切板２０によって閉塞され、下面が副軸受１８によって閉塞される。シリンダ室２２ｂ内に上記回転軸１３の偏心部１３ｂが配置され、この偏心部１３ｂの周囲にローラ２３ｂが嵌合される。【００２２】
回転軸１３が回転すると、シリンダ室２２ａ，２２ｂ内のローラ２３ａ，２３ｂがそれぞれ偏心回転する。この偏心回転により、ローラ２３ａ，２３ｂの外周面が、シリンダ室２２ａ，２２ｂの内周面に線接触しながら変位する。ローラ２３ａ，２３ｂの外周面に、そのローラ２３ａ，２３ｂの回転に伴ってそれぞれ往動する第１および第２ブレードの先端が、当接する。この第１ブレードの当接により、シリンダ室２２ａが圧縮側空間と吸込側空間とに二分される。第２ブレードの当接により、シリンダ室２２ｂが圧縮側空間と吸込側空間とに二分される。【００２３】
気液分離器６を経た低圧のガス冷媒は、冷媒吸込管９ａ，９ｂを通ってシリンダ室２２ａ，２２ｂに吸込まれ、そのシリンダ室２２ａ，２２ｂで圧縮される。圧縮されて高圧化したガス冷媒は、圧縮機部１１から密閉容器１０内に放出される。放出されたガス冷媒は、電動機部１２側に上昇して流れる。【００２４】
電動機部１２の回転子１５は、回転軸１３を挿通するための挿通用孔１５ａを有するとともに、その挿通用孔１５ａの周りに複数の冷媒通路（第１通路）１４ａを有する。これら冷媒通路１４ａは、回転子１５をその軸方向に沿って貫通するとともに、回転子１５の周方向に沿って所定間隔で配置される。【００２５】
電動機部１２の固定子１６と密閉容器１０の内周面との間に、かつ回転子１５の軸方向に沿って、複数の冷媒／油通路（第２通路）１４ｂが配置される。これら冷媒／油通路１４ｂは、固定子１６の周方向に沿って所定間隔で形成される。【００２６】
圧縮機部１１から放出されたガス冷媒は、電動機部１２の複数の冷媒通路１４ａおよび複数の冷媒／油通路１４ｂを通って上昇するとともに、回転子１５と固定子１６との隙間を通って上昇する。こうして、電動機部１２を経たガス冷媒は、電動機部１２の上方空間に充満する。充満したガス冷媒は、吐出口１０ａを通って上記冷凍サイクルへ流出する。【００２７】
このような構成の密閉型圧縮機２において、密閉容器１０内の電動機部１２と吐出口１０ａとの間に、油分離ユニット２００が配置される。油分離ユニット２００は、吐出口１０ａから吐出されるガス冷媒（電動機部１２の上方空間に流れるガス冷媒）に混じる潤滑油１００を密閉容器１０内で分離する。分離された潤滑油１００は、固定子１６と密閉容器１０の内周面との間の複数の冷媒／油通路１４ｂに導かれる。導かれた潤滑油１００は、各冷媒／油通路１４ｂを通って下降し、密閉容器１０の内底部の油溜り部に戻る。【００２８】
油分離ユニット２００は、具体的には、図２に示すように、回転部材（第１回転部材）３０、回転部材（第２回転部材）４０、および弾性部材たとえば波形ワッシャ５０を含む。【００２９】
上記回転部材３０は、一端に円形の開口（第１開口）３１ａを有し、他端に円形の開口（第２開口）３４ａを有し、その開口３１ａの周縁にフランジ３２を絞り加工により一体成形した円筒体である。回転部材３０およびフランジ３２の素材は、例えば薄板のＳＰＰＣ（冷間圧延鋼鈑）材であり、特にばね性を有する必要はない。【００３０】
回転部材３０は、具体的には、大径部（第１大径部）３１、段部（第１段部）３３、および小径部（第１小径部）３４を順に折り曲げて形成したものである。大径部３１は、軸方向に所定の長さを有し、上端縁に上記開口３１ａおよび上記フランジ３２を有する。大径部３１の内径φＤａは、開口３１ａの直径である。小径部３４は、大径部３１より径が小さく且つ軸方向に所定の長さを有し、下端縁に上記開口３４ａを有する。小径部３４の下端縁は内径側に屈曲されており、その屈曲部分の内側に開口３４ａが存する。開口３４ａの直径φＤｂは、小径部３４の内径より小さい。段部３３は、大径部３１と小径部３４との間に存する平面（水平面ともいう）である。【００３１】
フランジ３２は、大径部３１の径方向に拡がって下面が回転子１５の上端に対向し、各冷媒通路１４ａや回転子１５と固定子１６との隙間などから流出するガス冷媒を下面で受ける。フランジ３２の外縁部３２ａは、下方向に屈曲している。この外縁部３２ａの屈曲により、下方から上昇してくるガス冷媒をフランジ３２の下面で確実かつ効率よく受け止めることができる。【００３２】
フランジ３２の外径は、回転子１５の径と同じまたはそれ未満である。この外径でも、下方から上昇してくるガス冷媒を確実かつ効率よく受け止めることができる。すなわち、フランジ３２の外径を回転子１５の径と同じまたはそれ未満に抑えることにより、油分離ユニット２００の小型化が図れるとともに、油分離ユニット２００を組み立てる際の作業が容易となる。【００３３】
上記回転部材４０は、一端に円形の開口（第３開口）４５ａを有し、他端に円形の開口（第４開口）４１ａを有する円筒体である。回転部材４０の素材は、ばね性を有する例えば薄板のＳＫ５（炭素工具鋼）材である。また、回転部材４０は、図３に示すように、回転部材３０の開口３１ａに同軸状に挿通されて、開口４１ａ側の端部（他端）が回転部材３０の開口３４ａから突出する。この突出部は、後述するように、回転子１５に係合される。回転部材４０は、上記挿通および上記係合により、回転子１５をその内側から摺動自在に保持しつつ、回転子１５の回転を回転部材３０に伝える。【００３４】
回転部材４０は、具合的には、大径部（第２大径部）４５、段部（第２段部）４２、および小径部（第２小径部）４１を順に折り曲げて形成したものである。大径部４５は、軸方向に所定の長さを有し、上記開口４５ａを有する。大径部４５の外径φＤｄは、回転部材３０の大径部３１の内径（開口３１ａの直径）φＤａよりわずかに小さい（φＤｄ＜φＤａ）。小径部４１は、大径部４５より径が小さく且つ軸方向に所定の長さを有し、上記開口４１ａを有する。小径部４１の外径φＤｃは、回転部材３０における小径部３４の直径φＤｂよりわずかに小さい（φＤｃ＜φＤｂ）。段部４２は、大径部４５と小径部４１との間に存する平面（水平面ともいう）である。【００３５】
回転部材３０に対する回転部材４０の挿通により、大径部４５が大径部３１に嵌合状態で収まり、小径部４１が小径部３４に嵌合状態で収まり、段部４２が段部３３と対向する。【００３６】
上記波形ワッシャ５０は、環状の板体を波形に形成したもので、軸方向に視た平面視の構成を図４に示し、断面を図５に示す。波形ワッシャ５０は、回転部材４０が回転部材３０に挿通される際に、予め、回転部材３０内の段部３３上に載置される。回転部材３０への回転部材４０の挿通が完了したとき、相対向する段部３３，４２の相互間に波形ワッシャ５０が挟まれた状態となる。波形ワッシャ５０は、回転部材４０の挿通に抗する弾性を持ち、回転部材３０，４０をその軸方向に沿って互いに離間させる方向に付勢する。【００３７】
波形ワッシャ５０の外径φＤｘは、回転部材４０の大径部４５の外径φＤｄより小さい。波形ワッシャ５０の内径φＤｙは、回転部材４０の小径部４１の外径φＤｃより大きい。波形ワッシャ５０の軸方向における可動域の長さ（ストローク）は、同波形ワッシャの軸方向の高さＨと同波形ワッシャの板厚Ｔとの差（＝Ｈ−Ｔ）であり、かつその板厚Ｔの３倍以上である。この波形ワッシャ５０の可動域は、回転部材４０に対する回転部材３０の可動域に相当する。【００３８】
波形ワッシャ５０の内径φＤｙが回転部材４０の小径部４１の外径φＤｃより大きいので、回転部材３０に対する回転部材４０の挿通に際し、回転部材４０の小径部４１は波形ワッシャ５０の内側を容易に通過する。【００３９】
図２に示すように、回転部材３０における小径部３４の一部に、１つの係止部３６が形成される。係止部３６は、小径部３４の外周面側では陥没し、小径部３４の内周面側では内径方向に突出する。同様に、回転部材４０における大径部４５の外周面の一部に、係止部４６が形成される。係止部４６は、大径部４５の外周面側では陥没し、大径部４５の内周面側では内径方向に突出する。【００４０】
回転部材４０を回転部材３０に挿通する際、回転部材４０の大径部４５の係止部４６の位置を、回転部材３０における大径部３１の係止部３６の位置に合せる。係止部４６，３６を互いに位置合せした状態で回転部材４０を回転部材３０に挿通すると、回転部材４０の大径部４５の外周面における係止部４６に、回転部材３０の大径部３１における内周面の係止部３６が入り込む。これにより、回転部材４０と回転部材３０とが周方向において互いに係止される。【００４１】
なお、回転部材３０には、係止部３６の位置を作業者が容易に視認することが可能な目印が付されている。回転部材４０には、係止部４６の位置を作業者が容易に視認することが可能な目印が付されている。これら目印の存在により、回転部材４０と回転部材３０との位置合わせが容易となる。【００４２】
図２に示すように、回転部材４０における小径部４１の外周面に、その周方向に沿って、複数たとえば３つの係合用爪４４が等間隔で形成される。これら係合用爪４４は、矩形状で、下部が小径部４１につながり、上部が小径部４１から外側に開く状態に切り起こし加工される。【００４３】
回転部材４０が回転部材３０に挿入される際、各係合用爪４４は、回転部材３０の開口３４ａの内周面に摺接しながら内側に弾性変形し、開口３４ａ内で小径部４１の外周面とほぼ面一の状態となる。回転部材４０が波形ワッシャ５０の弾性（付勢力）に抗してさらに押し込まれると、各係合用爪４４が開口３４ａを通過する。開口３４ａを通過した各係合用爪４４は、弾性復帰して開く。開いた各係合用爪４４は、図３に示すように、開口３４ａの周縁に係合する。この係合は、波形ワッシャ５０の弾性による回転部材３０，４０の離間を規制する。【００４４】
以上、回転部材３０内の段部３３上に波形ワッシャ５０を載置し、その状態で回転部材４０を回転部材３０に挿通することにより、油分離ユニット２００の組み立てが完了する。【００４５】
組み立てが完了した油分離ユニット２００は、図６に示すように、電動機部１２の上部に取付けられる。この取付け状態を分かり易くするため、図６では、回転部材４０の小径部４１の軸方向の長さを、図２および図３に示したものよりも長くしている。【００４６】
回転軸１３の上部１３ｃの径は、回転子１５における挿通用孔１５ａの径よりもわずかに小さい。これにより、回転軸１３の上部１３ｃと挿通用孔１５ａの上部内周面との間に、回転部材４０の収容用間隙が確保される。【００４７】
回転子１５における挿通用孔１５ａの上縁と対応する位置に、周方向に沿って、複数たとえば３つの係合用切欠き２７が等間隔で形成される。これら係合用切欠き２７は、上記各係合用爪４４と同様の矩形形状を有し、径方向の幅寸法が各係合用爪４４の幅寸法よりもわずかに大きい。【００４８】
油分離ユニット２００の取付けに際しては、先ず、回転部材４０の先端（小径部４１の開口４１ａ側の端部）が、挿通用孔１５ａの上記収容用間隙に挿入される。この挿入に伴い、回転軸１３の上部１３ｃが小径部４１の開口４１ａに進入し、上部１３ｃが小径部４１内に収まる。回転部材３０の先端（小径部３４の開口３４側の端部）は、回転子１５の上端（後述の端板１５ｄの上面）に当接する。【００４９】
回転子１５は、多数枚の鉄板を軸方向に積層したもので、軸方向における上端および下端に環状の端板１５ｄをそれぞれ有する。さらに、回転子１５は、１つまたは複数のバランスウエイト２５、および複数本のリベット１５ｅを有する。各バランスウエイト２５は、上端側の端板１５ｄ上に配置される。各リベット１５ｅは、回転子１５の軸方向に挿通されて、各端板１５ｄを各バランスウエイト２５と共に固定する。【００５０】
回転子１５の上端側の端板１５ｄは、挿通用孔１５ａの上縁に位置する各係合用切欠き２７を閉塞する。また、上記したように、回転子１５における挿通用孔１５ａの周りに、複数の冷媒通路１４ａが存する。【００５１】
回転部材４０の先端を挿通用孔１５ａの上記収容用間隙に挿入する際、各係合用爪４４の位置を、挿通用孔１５ａにおける各係合用切欠き２７の位置に合せる。各係合用爪４４と各係合用切欠き２７を互いに位置合せした状態で、小径部４１が上記収容用間隙に押し込まれる。【００５２】
各係合用爪４４は、回転部材４０の押し込みに伴い、端板１５ｄの内縁および挿通用孔１５ａの内周面に摺接しながら内側に弾性変形する。各係合用爪４４は、小径部４１がさらに押し込まれることにより、回転部材３０の先端（小径部３４の開口３４側の端部）から離れるとともに、各係合用切欠き２７と対応する位置で弾性復帰して開く。開いた各係合用爪４４は、各係合用切欠き２７内に収まるとともに、上縁が端板１５ｄの下面に当接する。これにより、油分離ユニット２００の取付けが完了する。【００５３】
この取付け完了時、波形ワッシャ５０の弾性により、回転部材４０に上方への偏倚力が加わり、回転部材３０に下方への偏倚力が加わるので、回転部材３０，４０の係合が強固になるとともに、回転子１５に対する回転部材４０の固定が強固となる。【００５４】
油分離ユニット２００の取付けが完了した状態において、油分離ユニット２００におけるフランジ３２の下面が、各冷媒通路１４ａと所定間隔を空けて対向する。フランジ３２の高さ位置は、固定子１６のコイルエンド部１６ａの位置より高い。【００５５】
電動機部１２が動作すると、回転子１５が回転し、その回転に伴って回転部材４０も回転する。回転部材４０の回転は、回転部材３０に伝わる。これにより、フランジ３２が回転する。【００５６】
圧縮機部１１から放出されるガス冷媒は、各冷媒通路１４ａ、各冷媒／油通路１４ｂ、および回転子１５と固定子１６との隙間などを通って上昇する。上昇するガス冷媒には、潤滑油１００が混入している。【００５７】
各冷媒通路１４ａや回転子１５と固定子１６との隙間などから上方に流出するガス冷媒は、フランジ３２の下面に当たる（衝突する）。フランジ３２の下面に当たったガス冷媒は、フランジ３２の下面に沿って側方に流れ、コイルエンド部１６ａおよび密閉容器１０の内周面に当たる。このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油１００が、コイルエンド部１６ａおよび密閉容器１０の内周面に付着する。この付着により、潤滑油１００がガス冷媒から分離される。分離された潤滑油１００は、下方に垂れ落ちて、各冷媒／油通路１４ｂに流入する。流入した潤滑油１００は、各冷媒／油通路１４ｂを通って密閉容器１０の内底部の油溜り部に戻る。【００５８】
潤滑油１００が分離された後のガス冷媒は、油分離ユニット２００の上方空間に充満する。油分離ユニット２００の上方空間に充満したガス冷媒は、吐出口１０ａを通って上記冷凍サイクルへ流出する。【００５９】
以上のように、ガス冷媒に混じる潤滑油１００を油分離ユニット２００で分離して密閉容器１０の内底部に戻す構成により、ガス冷媒と共に吐出口１０ａから流出する潤滑油１００の量を減らすことができる。これにより、密閉容器１０内の潤滑油不足を防ぐことができる。よって、圧縮機部１１および電動機部１２における機械的な摺動部分の良好な潤滑性を保つことができる。【００６０】
波形ワッシャ５０を回転部材３０の内側に配置しているので、電動機部１２とフランジ３２との間にガス冷媒の流れを邪魔する部材がない。これにより、ガス冷媒の流れがスムーズとなり、ガス冷媒の吐出効率が向上するとともに、潤滑油１００の分離効率が向上する。【００６１】
油分離ユニット２００の本体を２つの回転部材３０，４０の組合せによって構成するので、回転部材３０，４０のそれぞれの部品の絞り加工の絞り深さを浅くできる。絞り加工の作業性が良好となり、ひいては製造コストを低減できる。【００６２】
回転部材３０の素材として、ばね性を有しない素材を用いるので、材料費を安く抑えることができるとともに、回転部材３０の加工性が良好となる。この点でも、製造コストを低減できる。【００６３】
フランジ３２の外径を回転子１５の径と同じまたはそれ未満に抑えているので、油分離ユニット２００の小型化が図れるとともに、油分離ユニット２００の組み立て作業が容易となる。【００６４】
弾性部材である波形ワッシャ５０は、市場に多く流通する市販品で十分である。この点でも、製造コストを低減できる。【００６５】
回転部材３０の大径部３１および小径部３４の周面がその回転部材３０の中心軸と平行な面であり、しかもフランジ３２および段部３３の面が回転部材３０の中心軸と直交する方向の面なので、つまり中心軸に対して傾斜する面が回転部材３０に存在しないので、成形用の型が安価なものであっても、高い寸法精度をもって回転部材３０を成形することができる。【００６６】
同様に、回転部材４０の大径部４５および小径部４１の周面がその回転部材４０の中心軸と平行な面であり、しかも段部４２の面が回転部材４０の中心軸と直交する方向の面なので、つまり中心軸に対して傾斜する面が回転部材４０に存在しないので、成形用の型が安価なものであっても、高い寸法精度をもって回転部材４０を成形することができる。【００６７】
回転部材３０，４０の互いの摺動が自在なので、可動域の大きい波形ワッシャ５０を採用することが可能である。つまり、波形ワッシャ５０の弾性による係合作用および固定作用を最適な状態に設定することができる。【００６８】
波形ワッシャ５０の可動域を板厚ｔの３倍以上に設定しているので、回転部材４０の先端（小径部４１の開口４１ａ側の端部）を挿通用孔１５ａの上記収容用間隙に挿入する際に、各係合用爪４４は端板１５ｄの板厚を確実に乗り越えることができる。つまり、油分離ユニット２００を確実に取付けることができる。仮に、組み立て時に誤って２枚の波形ワッシャ５０が配置された場合でも、各係合用爪４４は端板１５ｄの板厚を確実に乗り越えることができる。【００６９】
なお、上記第１実施形態では、弾性部材として波形ワッシャ５０を用いたが、それに限らず、弾性部材として例えばコイルスプリングを用いてもよい。【００７０】
上記第１実施形態では、ガス冷媒が各冷媒通路１４ａを通って上昇する例を説明したが、各冷媒通路１４ａは必須ではない。各冷媒通路１４ａがなくても、ガス冷媒は回転子１５と固定子１６との隙間や各冷媒／油通路１４ｂなどを通って上昇する。【００７１】
［第２実施形態］
第２実施形態の要部を図７および図８に示す。【００７２】
第２実施形態では、回転部材３０，４０の相互間に配置する弾性部材として、例えばコイルスプリング５１を用いる。他の構成は、第１実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。【００７３】
コイルスプリング５１は、フランジ３２の下面に当たるガス冷媒の流速に応じて伸縮する。【００７４】
すなわち、コイルスプリング５１は、フランジ３２の下面に当たるガス冷媒の流速が所定値未満の場合、そのガス冷媒の圧力に当該弾性力（付勢力）が勝って軸方向に伸張し、回転部材３０を回転子１５の端板１５ｄに押し当てる。コイルスプリング５１は、フランジ３２の下面に当たるガス冷媒の流速が上記所定値以上の場合、そのガス冷媒の圧力に当該弾性力が負けて軸方向に縮小し、回転部材３０を回転子１５から離間させる。【００７５】
例えば、電動機部１２の回転数が低い場合、各冷媒通路１４ａや回転子１５と固定子１６との隙間から流出してフランジ３２の下面に当たるガス冷媒の流速が遅くなる。この場合、図７に示すように、コイルスプリング５１が伸張する。この伸張により、フランジ３２が下方に変位し、フランジ３２と回転子１５の上端との間隔が狭くなる。【００７６】
フランジ３２と回転子１５の上端との間隔が狭い場合、フランジ３２の下面に当たったガス冷媒は、図７に矢印で示すように、フランジ３２の下面に沿って側方に流れ、コイルエンド部１６ａに当たる。このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油１００が、コイルエンド部１６ａに付着する。この付着により、潤滑油１００がガス冷媒から分離される。分離された潤滑油１００は、下方に垂れ落ちて、各冷媒／油通路１４ｂに流入する。流入した潤滑油１００は、各冷媒／油通路１４ｂを通って密閉容器１０の内底部の油溜り部に戻る。【００７７】
電動機部１２の回転数が高い場合は、各冷媒通路１４ａや回転子１５と固定子１６との隙間から流出してフランジ３２の下面に当たるガス冷媒の流速が速くなる。この場合、図８に示すように、コイルスプリング５１が縮小する。この縮小により、フランジ３２が上方に変位し、フランジ３２と回転子１５の上端との間隔が広くなる。【００７８】
フランジ３２と回転子１５の上端との間隔が広い場合、フランジ３２の下面に当たったガス冷媒は、図８に矢印で示すように、フランジ３２の下面に沿って側方に流れ、コイルエンド部１６ａを越えて密閉容器１０の内周面に当たる。このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油１００が、密閉容器１０の内周面に付着に付着する。この付着により、潤滑油１００がガス冷媒から分離される。分離された潤滑油１００は、下方に垂れ落ちて、各冷媒／油通路１４ｂに流入する。流入した潤滑油１００は、各冷媒／油通路１４ｂを通って密閉容器１０の内底部の油溜り部に戻る。【００７９】
以上のように、ガス冷媒の流速に応じてフランジ３２が上下動することにより、吐出口１０ａに至るガス冷媒の圧力を損なうことなく、ガス冷媒に混じる潤滑油１００を効率よく分離することができる。  
他の効果は、第１実施形態と同じなので、その説明を省略する。【００８０】
なお、上記各実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置は、空気調和機への利用が可能である。
【図１】
2015029603.tif 000003
【図２】
2015029603.tif 000004
【図３】
2015029603.tif 000005
【図４】
2015029603.tif 000006
【図５】
2015029603.tif 000007
【図６】
2015029603.tif 000008
【図７】
2015029603.tif 000009
【図８】
2015029603.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月19日(2016.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸込んで圧縮する圧縮機部と、
回転子および固定子を含み、前記圧縮機部を駆動する電動機部と、
前記圧縮機部および前記電動機部を潤滑油と共に収容し、前記圧縮機部で圧縮された冷媒を吐出する密閉容器と、
前記吐出される冷媒に混じる前記潤滑油を前記密閉容器内で分離する油分離ユニットと、
を備え、
前記油分離ユニットは、フランジを有する第１回転部材と、この第１回転部材に挿通されて前記回転子に係合し、その回転子の回転を前記第１回転部材に伝える第２回転部材と、前記第１回転部材の内側に配置され、前記第２回転部材の挿通に抗する弾性を持つ弾性部材とを含み、
前記密閉容器は、前記冷媒を吐出するための吐出口を上部に有し、前記圧縮機部を前記潤滑油と共に下部に収容し、前記電動機部を前記吐出口と前記圧縮機部との間に収容し、前記油分離ユニットを前記吐出口と前記電動機部との間に収容する、
前記第１回転部材は、一端および他端に円形の第１開口および第２開口を有し、その第１開口の周縁に前記フランジが一体成形された円筒体であって、前記第１開口を有する第１大径部と、前記第２開口を有する第１小径部と、前記第１大径部と前記第１小径部との間に存する第１段部とを含む、
前記第２回転部材は、一端および他端に円形の第３開口および第４開口を有し、前記第１回転部材に同軸状に挿通されることにより前記第４開口側の端部が前記第１回転部材から突出して前記回転子に係合される円筒体であって、その挿通および係合により、前記第１回転部材をその内側から摺動自在に保持しつつ前記回転子の回転を前記第１回転部材に伝えるもので、前記第３開口を有し且つ前記第１大径部の内径φＤａより小さい外径φＤｄ（＜φＤａ）を有する第２大径部と、前記第４開口を有し且つ前記第２開口の直径φＤｂより小さい外径φＤｃ（＜φＤｂ）を有する第２小径部と、前記第２大径部と前記第２小径部との間に存する第２段部とを含み、前記第１回転部材への前記挿通により、前記第２大径部が前記第１大径部に収まり、前記第２小径部が前記第１小径部に収まり、前記第２段部が前記第１段部と対向する、
前記弾性部材は、前記第１段部と前記第２段部との間に配置される、
ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記弾性部材は、環状の板体を波形に形成した波形ワッシャである、
前記波形ワッシャの外径φＤｘは、前記第２大径部の外径φＤｄより小さい、
前記波形ワッシャの内径φＤｙは、前記第２小径部の外径φＤｃより大きい、
前記波形ワッシャの軸方向における可動域の長さは、同波形ワッシャの軸方向の高さＨと同波形ワッシャの板厚Ｔとの差（＝Ｈ−Ｔ）であり、かつその板厚Ｔの３倍以上である、
ことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記電動機部は、前記回転子に挿通されて同回転子の回転を前記圧縮機部に伝える回転軸を含む、
前記回転子は、前記回転軸の挿通用孔を軸心部分に有する、
前記回転軸は、上部の径が前記挿通用孔の径よりも小さい、
前記第１小径部は、前記挿通用孔の径よりも大きい外径を有し、前記第２開口側の端部が前記電動機部の上端に当接する、
前記第２小径部は、前記回転軸の上部の径より大きい内径を有し、かつ前記挿通用孔の径より小さい外径を有し、前記第４開口側の端部が前記第１小径部の前記第２開口から突出して前記挿通用孔の内周面に係合する、
ことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記挿通用孔は、１つまたは複数の係合用切欠きを当該内周面に有する、
前記第２小径部は、前記係合用切欠きに嵌まり込む１つまたは複数の係合用爪を当該外周面に有する、
ことを特徴とする請求項３記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管により連通して構成された冷凍サイクル、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本実施形態の密閉型圧縮機は、冷媒を吸込んで圧縮する圧縮機部と、回転子および固定子を含み、前記圧縮機部を駆動する電動機部と、前記圧縮機部および前記電動機部を潤滑油と共に収容し、前記圧縮機部で圧縮された冷媒を吐出する密閉容器と、前記吐出される冷媒に混じる前記潤滑油を前記密閉容器内で分離する油分離ユニットと、を備える。油分離ユニットは、フランジを有する第１回転部材と、この第１回転部材に挿通されて前記回転子に係合し、その回転子の回転を前記第１回転部材に伝える第２回転部材と、前記第１回転部材の内側に配置され、前記第２回転部材の挿通に抗する弾性を持つ弾性部材と、を含む。前記密閉容器は、前記冷媒を吐出するための吐出口を上部に有し、前記圧縮機部を前記潤滑油と共に下部に収容し、前記電動機部を前記吐出口と前記圧縮機部との間に収容し、前記油分離ユニットを前記吐出口と前記電動機部との間に収容する。前記第１回転部材は、一端および他端に円形の第１開口および第２開口を有し、その第１開口の周縁に前記フランジが一体成形された円筒体であって、前記第１開口を有する第１大径部と、前記第２開口を有する第１小径部と、前記第１大径部と前記第１小径部との間に存する第１段部とを含む。前記第２回転部材は、一端および他端に円形の第３開口および第４開口を有し、前記第１回転部材に同軸状に挿通されることにより前記第４開口側の端部が前記第１回転部材から突出して前記回転子に係合される円筒体であって、その挿通および係合により、前記第１回転部材をその内側から摺動自在に保持しつつ前記回転子の回転を前記第１回転部材に伝えるもので、前記第３開口を有し且つ前記第１大径部の内径φＤａより小さい外径φＤｄ（＜φＤａ）を有する第２大径部と、前記第４開口を有し且つ前記第２開口の直径φＤｂより小さい外径φＤｃ（＜φＤｂ）を有する第２小径部と、前記第２大径部と前記第２小径部との間に存する第２段部とを含み、前記第１回転部材への前記挿通により、前記第２大径部が前記第１大径部に収まり、前記第２小径部が前記第１小径部に収まり、前記第２段部が前記第１段部と対向する。前記弾性部材は、前記第１段部と前記第２段部との間に配置される。
【国際調査報告】
2015029603.tif 000011
2015029603.tif 000012
2015029603.tif 000013
2015029603.tif 000014