(57)【要約】  密閉型圧縮機は、潤滑油を貯留するように構成された密閉容器と、密閉容器に収容された圧縮要素と、潤滑油を搬送するように構成された給油機構と、潤滑油を給油機構に送るように構成された遠心ポンプとを備える。遠心ポンプは、開口部で開口する中空部を有する円筒部と、吸い込み孔が形成された絞り板とを有する。絞り板は、吸い込み孔に面する内縁と、円筒部の内面に当接する外縁とを有する。絞り板の内縁と外縁に比べて、絞り板の内縁と外縁との間の部分が円筒部からより外方に位置する。この密閉型圧縮機は製造時に微細金属粉を発生せず、高い信頼性を有する。
2010507035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を貯留するように構成された密閉容器と、
前記密閉容器に収容された電動要素と、
前記密閉容器に収容され、前記電動要素によって回転するシャフトを有し、前記電動要素によって駆動され、冷媒を圧縮するように構成された圧縮要素と、
前記シャフトに設けられて、前記潤滑油を搬送するように構成された給油機構と、
前記シャフトに設けられて、前記潤滑油中に位置するように構成された開口部を有する端部を有し、前記潤滑油を前記給油機構に送るように構成された遠心ポンプと、
を備え、
前記遠心ポンプは、
前記開口部で開口する中空部を有する円筒部と、
前記中空部よりも断面積の小さい吸い込み孔が形成された絞り板と、
を有し、
前記絞り板は、前記吸い込み孔に面する内縁と、前記中空部に面している前記円筒部の内面に当接する外縁とを有し、
前記絞り板の前記内縁と前記外縁に比べて、前記絞り板の前記内縁と前記外縁との間の部分が前記円筒部からより外方に位置する、
密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記絞り板は、前記中空部に向かう凹面と前記凹面の反対側の凸面とを有してかつ前記吸い込み孔を有する板よりなり、
前記板を前記開口部に装入した後、前記板の中央部近傍で前記板を前記中空部に向かって押圧して塑性変形させることで前記板が前記開口部に固定される、
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記板の塑性変形前の前記凸面に沿った前記凸面の長さは、前記円筒部の前記内面の径より長い、請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記円筒部の前記内面には、前記絞り板の前記外縁が入り込んでいる溝部が形成されている、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記開口部における前記円筒部の前記内面の径は、前記絞り板の径よりも小さい、請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記溝部の幅は、前記絞り板の厚さよりも大きい、請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記円筒部は、前記溝部の前記開口部に近い側に設けられた傾斜面を有し、前記傾斜面は前記絞り板と当接する、請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記シャフトは回転軸で回転し、
前記シャフトには前記給油機構を構成する溝部が形成されており、
前記遠心ポンプの前記円筒部の前記中空部は、上方に向けて前記シャフトの前記回転軸から遠ざかる中心軸に沿って延びている、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
前記絞り板は、熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板よりなる、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
前記シャフトは主軸部と偏芯軸部とを有し、
前記圧縮要素は、
前記主軸部を軸支する軸受部と、
圧縮室を形成するシリンダブロックと、
をさらに有する、
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１１】
潤滑油を貯留するように構成された密閉容器を準備するステップと、
電動要素を前記密閉容器に収容するステップと、
前記電動要素によって回転するシャフトを有し、前記電動要素によって駆動され、冷媒を圧縮するように構成された圧縮要素を前記密閉容器に収容するステップと、
前記潤滑油中に位置するように構成された開口部を有する端部を有し、前記潤滑油を前記圧縮要素に送るように構成された遠心ポンプを設けるステップと、
を含み、
前記遠心ポンプを設けるステップは、
前記開口部で開口する中空部を有する円筒部を準備するステップと、
凹面と前記凹面の反対側の凸面とを有して、かつ前記中空部よりも断面積の小さい吸い込み孔が形成された絞り板を準備するステップと、
前記絞り板の前記凹面が前記中空部に向かうように、前記絞り板を前記開口部に装入するステップと、
前記絞り板を前記開口部に装入するステップの後で、前記絞り板の中央部近傍で前記絞り板を前記中空部に向かって押圧して塑性変形させることで前記絞り板を前記円筒部の内面に当接させるステップと、
を含む、密閉型圧縮機の製造方法。
【請求項１２】
前記円筒部の前記内面には溝部が形成されており、
前記絞り板を前記円筒部の前記内面に当接させるステップは、前記絞り板を前記溝部に入り込ませるステップを含む、請求項１１に記載の密閉型圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用冷蔵庫等の冷凍装置で用いられる密閉型圧縮機とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫等の冷凍装置に使用される密閉型電動圧縮機については、消費電力の低減、静音化、低コスト化、高信頼性が求められている。
【０００３】
図４は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機５０１の断面図である。密閉容器１は圧縮要素２と電動要素３を収容している。密閉容器１の底部には潤滑油４が貯留されている。シャフト６は主軸部７と偏芯軸部８を有している。シャフト６の偏芯軸部８はコンロッド９を介してピストン１０と接続されている。主軸部７は軸受部１１によって支持されている。シャフト６の下端部には開口部６Ａが形成されており、開口部６Ａには給油管１２の挿入部１２Ａが圧入されて固定されている。給油管１２の先端は潤滑油４中に開口している。給油管１２は金属プレス成形により形成されている。
【０００４】
密閉型圧縮機５０１の動作を説明する。電動要素３の回転運動は圧縮要素２の偏芯軸部８とコンロッド９で往復運動に変換される。コンロッド９はピストン１０をシリンダ２Ａ内で往復運動させて、冷媒を圧縮する。また、電動要素３によってシャフト６が回転し、給油管１２を回転させる。潤滑油４中で開口する先端を有する給油管１２が回転することで、遠心ポンプ作用により給油管１２内で圧力が発生し、この圧力によって潤滑油４は給油管１２に吸い上げられ、シャフト６の上端から圧縮要素２の摺動する部分へ供給される。
【０００５】
図５Ａと図５Ｂはシャフト６と給油管１２の組み立て方法を示す拡大断面図である。図５Ａは組み立てられる前のシャフト６と給油管１２を示し、図５Ｂは組み立てられた後のシャフト６と給油管１２を示す。前述のように、給油管１２は金属プレス成形により形成されている。給油管１２の挿入部１２Ａの先端外周１２Ｂが面取りされていない、もしくは先端外周１２Ｂで発生したバリが十分取られていない場合がある。これらの場合では、給油管１２の挿入部１２Ａをシャフト６の開口部６Ａに圧入した時に、金属よりなる給油管１２の挿入部１２Ａの先端外周１２Ｂが、金属よりなるシャフト６の開口部６Ａを削って微細金属粉６Ｂを発生させる可能性がある。
【０００６】
微細金属粉６Ｂは給油管１２をシャフト６に固定した後で発生するので、洗浄しても完全に取り除くことが困難であり、シャフト６の開口部６Ａの内部に残留する。残留した微細金属粉６Ｂは、圧縮機５０１を運転した時に方向５０１Ａに流れる潤滑油４と共に圧縮要素２の摺動する部分に運搬される。微細金属粉６Ｂが圧縮要素２の摺動する部分に挟まると、圧縮機５０１を停止させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１７４６０号公報
【発明の概要】
【０００８】
密閉型圧縮機は、潤滑油を貯留するように構成された密閉容器と、密閉容器に収容された圧縮要素と、潤滑油を搬送するように構成された給油機構と、潤滑油を給油機構に送るように構成された遠心ポンプとを備える。遠心ポンプは、開口部で開口する中空部を有する円筒部と、吸い込み孔が形成された絞り板とを有する。絞り板は、吸い込み孔に面する内縁と、円筒部の内面に当接する外縁とを有する。絞り板の内縁と外縁に比べて、絞り板の内縁と外縁との間の部分が円筒部からより外方に位置する。
【０００９】
この密閉型圧縮機は製造時に微細金属粉を発生せず、高い信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における密閉型圧縮機の側面断面図
【図２Ａ】実施の形態における密閉型圧縮機の遠心ポンプの拡大平面図
【図２Ｂ】図２Ａに示す遠心ポンプの線２Ｂ−２Ｂにおける断面図
【図２Ｃ】図２Ｂに示す遠心ポンプの製造方法を示す断面図
【図３Ａ】実施の形態における密閉型圧縮機の他の遠心ポンプの拡大平面図
【図３Ｂ】図３Ａに示す遠心ポンプの線３Ｂ−３Ｂにおける断面図
【図３Ｃ】図３Ｂに示す遠心ポンプの製造方法を示す断面図
【図４】従来の密閉型圧縮機の側面断面図
【図５Ａ】従来のシャフトの拡大断面図
【図５Ｂ】従来のシャフトの拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態による密閉型圧縮機１００１の断面図である。密閉容器１０１は潤滑油１０３を貯留するように構成され、冷媒ガス１０５で充填されるように構成されている。圧縮要素１０７はレシプロ式の圧縮要素であり、圧縮室１０９を形成するシリンダブロック１１１と、圧縮室１０９内に往復自在に嵌入されたピストン１１３と、シリンダブロック１１１の軸受部１１５に軸支されるシャフト１２１と、シャフト１２１とピストン１１３を連結するコンロッド１２３とを備える。シャフト１２１は主軸部１１７と偏芯軸部１１９とを有する。コンロッド１２３はシャフト１２１の偏芯軸部１１９とピストン１１３を連結する。シャフト１２１は回転軸１２１Ｃで回転する。
【００１２】
電動要素１２５はインバータ回路で駆動され、シリンダブロック１１１の下方に固定されている固定子１２７と、主軸部１１７に固定された回転子１２９とを備える。固定子１２７はインバータ回路に接続されるように構成されている。回転子１２９は永久磁石を内蔵している。スプリング１３１は固定子１２７に固定されており、圧縮要素１０７と電動要素１２５を密閉容器１０１に弾性的に支持している。
【００１３】
シャフト１２１は潤滑油１０３を上方に搬送する給油機構１３３を備えている。給油機構１３３は、主軸部１１７と軸受部１１５との間に設けられた溝で構成されている。給油機構１３３は、シャフト１２１の下端１２１Ｂに設けられている遠心ポンプ１３７に連通している。遠心ポンプ１３７は、潤滑油１０３中に位置するように構成されている下端部１３７Ｂを有する。下端部１３７Ｂには潤滑油１０３中に位置するように構成された開口部１３５が形成されている。遠心ポンプ１３７は円筒部１３７Ｄと絞り板１３９とを有する。円筒部１３７Ｄは、中空部１３７Ａと、潤滑油１０３中に開口する開口部１３５とを有する実質的に円筒形状に形成されている。中空部１３７Ａは開口部１３５で開口している。絞り板１３９は円筒部１３７Ｄの開口部１３５に設けられている。絞り板１３９には中空部１３７Ａよりも断面積の小さい吸い込み孔１３８が形成されている。吸い込み孔１３８はシャフト１２１の回転軸１２１Ｃ上に位置している。中空部１３７Ａは吸い込み孔１３８から上方に向かって回転軸１２１Ｃより離れる方向に傾斜している中心軸１３７Ｃに沿って延びている。
【００１４】
図２Ａは遠心ポンプ１３７の下面平面図である。図２Ｂは図２Ａに示す遠心ポンプ１３７の線２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。
【００１５】
遠心ポンプ１３７の円筒部１３７Ｄは中空部１３７Ａに面している内面１３７Ｆを有する。円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆは、円筒部１３７Ｄのうちの上部に位置する小径部１３７Ｇと、小径部１３７Ｇに繋がって開口部１３５に向かう段差面１３７Ｈと、段差面１３７Ｈに繋がって小径部１３７Ｇより大きい径を有する大径部１３７Ｊとを有する。
【００１６】
絞り板１３９は、吸い込み孔１３８を有して実質的に円環板形状を有する。絞り板１３９は、熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板等の塑性変形する金属板よりなり、その金属板を金型で打ち抜くことにより形成することができる。絞り板１３９は、円筒部１３７Ｄの中空部１３７Ａに対向する上面１３９Ａと、上面１３９Ａの反対側の下面１３９Ｂとを有する。絞り板１３９の下面１３９Ｂは円筒部１３７Ｄの外に向かう方向１３７Ｅに向かう、すなわち下方に向かう。また、絞り板１３９は、吸い込み孔１３８に面する内縁１３９Ｃと、円筒部１３７Ｄに当接する外縁１３９Ｄとを有する。絞り板１３９の外縁１３９Ｄは円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆのうちの段差面１３７Ｈと大径部１３７Ｊに当接している。
【００１７】
図２Ｂに示すように、中空部１３７Ａの中心軸１３７Ｃから直角に延びる絞り板１３９の半径方向１３９Ｆでの断面は湾曲している。具体的には、絞り板１３９の内縁１３９Ｃと外縁１３９Ｄに比べて、内縁１３９Ｃと外縁１３９Ｄとの間の部分１３９Ｅが中心軸１３７Ｃに沿って円筒部１３７Ｄからより外方に位置する。すなわち、絞り板１３９の下面１３９Ｂは、内縁１３９Ｃと外縁１３９Ｄの間で中心軸１３７Ｃに沿って円筒部１３７Ｄの外方に向かって突出している。また、上面１３９Ａは、内縁１３９Ｃと外縁１３９Ｄの間で中心軸１３７Ｃに沿って円筒部１３７Ｄの外方に向かって凹んでいる。
【００１８】
図２Ｃは、密閉型圧縮機１００１の遠心ポンプ１３７の製造方法を示す断面図であり、円筒部１３７Ｄに固定される前の絞り板１３９を示す。円筒部１３７Ｄに固定する前では、絞り板１３９の上面１３９Ａは円筒部１３７Ｄの外方に向かって凹んでいる凹面であり、下面１３９Ｂは円筒部１３７Ｄの外方に向かって突出している凸面である。吸い込み孔１３８は、凹面である上面１３９Ａの底であり、凸面である下面１３９Ｂの頂点に位置している。上面１３９Ａが中空部１３７Ａに対向するように、かつ外縁１３９Ｄが段差面１３７Ｈに当接するように絞り板１３９が円筒部１３７Ｄの開口部１３５に装入される。その後、絞り板１３９の下面１３９Ｂの中央部近傍を中空部１３７Ａに向かって押圧すると、絞り板１３９の外縁１３９Ｄが段差面１３７Ｈで支持されながら、絞り板１３９が塑性変形し開口部１３５に圧接して固定される。
【００１９】
塑性変形する前の絞り板１３９の下面１３９Ｂに沿った長さＬ１は、開口部１３５の内径である大径部１３７Ｊの径Ｌ２よりも長い。したがって、絞り板１３９の塑性変形によって、開口部１３５において絞り板１３９の外縁１３９Ｄを円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆの大径部１３７Ｊに確実に圧接させることができる。絞り板１３９が変形する量を調整することにより、円筒部１３７Ｄに圧接する力を容易に調整できるので、大きな力で絞り板１３９を円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆに圧接させることができ、絞り板１３９の開口部１３５からの外れや落下を防止することができる。
【００２０】
以下に密閉型圧縮機１００１の動作を説明する。
【００２１】
電動要素１２５の固定子１２７にインバータ回路より通電されると回転子１２９はシャフト１２１を回転させ、偏芯軸部１１９を偏芯回転させる。偏芯軸部１１９の偏芯回転はコンロッド１２３を介してピストン１１３に伝達される。これにより、ピストン１１３が圧縮室１０９内で往復運動し、吸入された冷媒ガス１０５を圧縮する。シャフト１２１が回転することで遠心ポンプ１３７が回転し、密閉容器１０１内に封入された潤滑油１０３は絞り板１３９の吸い込み孔１３８から遠心ポンプ１３７の円筒部１３７Ｄの中空部１３７Ａ内に吸い込まれる。
【００２２】
吸い込み孔１３８はシャフト１２１の回転軸１２１Ｃ上に位置している。中空部１３７Ａは吸い込み孔１３８から上方に向かって回転軸１２１Ｃより離れる方向に傾斜している中心軸１３７Ｃに沿って延びている。遠心ポンプ１３７が回転軸１２１Ｃで回転すると、中空部１３７Ａ内の潤滑油１０３は遠心力により円筒部１３７Ｄの中空部１３７Ａの中心軸１３７Ｃに沿って上向きの力を受ける。この上向きの力により中空部１３７Ａ内の潤滑油１０３は上方に移動し、給油機構１３３を通ってシャフト１２１の上端まで移動して飛散する。移動して飛散する潤滑油１０３は電動要素１２５や圧縮要素１０７の摺動する部分に供給される。
【００２３】
実施の形態では、絞り板１３９は塑性変形による圧接力により開口部１３５に固定されているので、絞り板１３９が開口部１３５に固定する際に微細金属粉は発生しない。したがって、遠心ポンプ１３７の中空部１３７Ａに吸い込まれた潤滑油１０３には微細金属粉は混入せず、微細金属粉が電動要素１２５や圧縮要素１０７の摺動する部分に達しない。これにより、圧縮要素１０７がロックしなので、密閉型圧縮機１００１は高い信頼性を有する。
【００２４】
図３Ａは実施の形態による他の遠心ポンプ２３７の下面平面図である。図３Ｂは図３Ａに示す遠心ポンプ２３７の線３Ｂ−３Ｂにおける断面図である。図３Ａと図３Ｂにおいて、図２Ａと図２Ｂに示す遠心ポンプ１３７と同じ部分には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。
【００２５】
図３Ｂに示すように、遠心ポンプ２３７では、円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆの段差面１３７Ｈと大径部１３７Ｊとが接続されている角部１３７Ｋに溝部２４１が設けられている。円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆは、溝部２４１において段差面１３７Ｈに対向する傾斜面２４２を有する。傾斜面２４２は溝部２４１の段差面１３７Ｈより開口部１３５に近い側に設けられている。絞り板１３９の外縁１３９Ｄは段差面１３７Ｈと溝部２４１に当接し、段差面１３７Ｈと傾斜面２４２間で挟まれて溝部２４１内に入り込んでいる。
【００２６】
図３Ｃは、密閉型圧縮機１００１の遠心ポンプ２３７の製造方法を示す断面図であり、円筒部１３７Ｄに固定される前の絞り板１３９を示す。図２Ｃに示す遠心ポンプ１３７と同様に、上面１３９Ａが中空部１３７Ａに対向するように、かつ外縁１３９Ｄが段差面１３７Ｈに当接するように絞り板１３９が円筒部１３７Ｄの開口部１３５に装入される。その後、絞り板１３９の下面１３９Ｂの中央部近傍を中空部１３７Ａに向かって押圧すると、絞り板１３９の外縁１３９Ｄが段差面１３７Ｈで支持されながら、絞り板１３９が塑性変形し開口部１３５に圧接して固定される。
【００２７】
図３Ａと図３Ｂに示すように、円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆの大径部１３７Ｊの径Ｌ２は、塑性変形した後の絞り板１３９の外径Ｌ３よりも小さくなるように設定されている。また、溝部２４１の中心軸１３７Ｃに沿った方向の幅Ｗ１は、絞り板１３９の厚さＴ１よりも僅かに大きい。これにより、塑性変形した後では絞り板１３９の外縁１３９Ｄが溝部２４１に入り込んで、溝部２４１の傾斜面２４２に当接する、これにより、開口部１３５において絞り板１３９を円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆに確実に圧接させることができる。絞り板１３９が変形する量を調整することにより、円筒部１３７Ｄに圧接する力を容易に調整できるので、大きな力で絞り板１３９を円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆに圧接させることができ、絞り板１３９の開口部１３５からの外れや落下を防止することができる。また、絞り板１３９の外縁１３９Ｄが溝部２４１の傾斜面２４２と円筒部１３７Ｄの段差面１３７Ｈとに当接するように、絞り板１３９の外縁１３９Ｄが溝部２４１に入り込んでいる。したがって、絞り板１３９が開口部１３５から落下しない。圧縮機１００１を運転している間でも絞り板１３９が溝部２４１内で確実に保持されているので、遠心ポンプ２３７は潤滑油１０３を安定に中空部１３７Ａ内に吸い込むことができ、電動要素１２５や圧縮要素１０７の摺動する部分に供給することができる。
【００２８】
また、円筒部１３７Ｄの内面１３７Ｆの大径部１３７Ｊの径Ｌ２を、塑性変形後の絞り板１３９の外径Ｌ３よりも小さく設定されている。これにより、変形した後で絞り板１３９が内面１３７Ｆを圧接する力が弱くなった場合でも、絞り板１３９が開口部１３５から外れて落下することを防止することができるので、遠心ポンプ２３７は潤滑油１０３を中空部１３７Ａに吸い込むことができる。このように、遠心ポンプ２３７を有する密閉型圧縮機１００１は高い信頼性を有する。
【００２９】
また、溝部２４１の幅Ｗ１は絞り板１３９の厚さＴ１よりも僅かに大きいので、絞り板１３９の外縁１３９Ｄを確実に溝部２４１内に収めた状態で絞り板１３９を変形させることができる。したがって、絞り板１３９を傾斜面２４２に確実に圧接させることができるので、密閉型圧縮機１００１の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明による密閉型圧縮機は製造時に微細金属粉を発生せず、高い信頼性を有するので、家庭用冷蔵庫や、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いた冷蔵装置に有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１    密閉容器
１０３    潤滑油
１０７    圧縮要素
１０９    圧縮室
１１１    シリンダブロック
１１５    軸受部
１１７    主軸部
１１９    偏芯軸部
１２１    シャフト
１２１Ｃ    回転軸
１２５    電動要素
１３３    給油機構
１３５    開口部
１３７    遠心ポンプ
１３７Ａ    中空部
１３７Ｃ    中心軸
１３７Ｄ    円筒部
１３８    吸い込み孔
１３９    絞り板
１３９Ｃ    内縁
１３９Ｄ    外縁
１３７    遠心ポンプ
２４１    溝部
２４２    傾斜面
【図１】
2010507035.tif 000003
【図２Ａ】
2010507035.tif 000004
【図２Ｂ】
2010507035.tif 000005
【図２Ｃ】
2010507035.tif 000006
【図３Ａ】
2010507035.tif 000007
【図３Ｂ】
2010507035.tif 000008
【図３Ｃ】
2010507035.tif 000009
【図４】
2010507035.tif 000010
【図５Ａ】
2010507035.tif 000011
【図５Ｂ】
2010507035.tif 000012
【国際調査報告】
2010507035.tif 000013
2010507035.tif 000014