(57)【要約】    【課題】  電動圧縮機において、バランス性能を向上して圧縮機振動を低減しつつ、バランスウェイトの攪拌による油の外部流出を防止して圧縮機内の油保有量を確保すること。    【解決手段】  電動圧縮機１は圧縮機構部２と回転軸３００と電動機６００と回転軸３００を支持する軸受４０１と圧縮機構部２および軸受４０１へ給油する給油ポンプ部９００と回転軸３００に設けられたバランスウェイト４０７とバランスウェイト４０７を囲むように設けられたバランスウェイトカバー４０４とこれらを収納する密閉容器７００とを備える。そして、バランスウェイト４０７はその最大外径部４０７ａを電動機６００のステータ６０１のコイルエンドの端面側に突出して設けられている。バランスウェイトカバー４０４はバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａの外周を覆うように設けられている。【選択図】  図１
2005140064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を圧縮する圧縮機構部と、
この圧縮機構部に連結した回転軸と、
この回転軸に固着したロータおよびこのロータの外周に配置したステータを有する電動機と、
この電動機より圧縮機構部側で前記回転軸を支持する軸受と、
前記圧縮機構部および前記軸受へ給油する給油ポンプ部と、
前記軸受より電動機側で前記回転軸に設けられたバランスウェイトと、
前記バランスウェイトを囲むように設けられたバランスウェイトカバーと、
これらを収納する密閉容器とを備えた電動圧縮機において、
前記バランスウェイトの最大外径部を前記ステータのコイルエンドの端面側に突出して設けると共に、前記バランスウェイトカバーを前記バランスウェイトの最大外径部の外周を覆うように設けた
ことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動圧縮機において、前記バランスウェイトカバーを底壁と側壁とからなる筒状に形成し、前記バランスウェイトカバーの底壁にボルト挿通用穴を設け、前記バランスウェイトカバーの側壁を前記ボルト挿通用穴より少なくともボルト供給用治具分だけ外側に広く形成したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の電動圧縮機において、前記バランスウェイトの最大外径部に対向する位置に前記密閉容器を貫通するハーメ端子を備え、前記バランスウェイトカバーの側壁の前記ハーメ端子に対向する部分を小径に形成したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の電動圧縮機において、前記バランスウェイトの最大外径部に対向する位置に前記密閉容器を貫通する吐出管を備え、前記バランスウェイトカバーの側壁を前記吐出管と前記バランスウェイトの最大外径部との間に設けたことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の電動圧縮機において、少なくとも前記ステータのコイルエンドに近接または接触する前記バランスウェイトカバーの部分を絶縁部材で形成したことを特徴とする電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸にバランスウェイトを備えた電動圧縮機に係わり、特に冷凍、空調用の冷媒圧縮機、空気やその他の電動圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機としては、例えば特開平５−１５７６５４号公報（特許文献１）に示されたものがある。このスクロール圧縮機は、流体を圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部に連結した回転軸と、この回転軸に固着したロータおよびこのロータの外周に配置したステータを有する電動機と、回転軸を支持する軸受と、圧縮機構部および軸受へ給油する給油ポンプ部と、回転軸に設けられたバランスウェイトと、バランスウェイトを囲むように設けられたバランスウェイトカバーと、これらを収納する密閉容器とを備えている。そして、バランスウェイトの最大外径部をステータのコイルエンドの内側に位置して設けると共に、バランスウェイトカバーの側壁をバランスウェイトの最大外径部とステータのコイルエンドの内側との間に位置して設けている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５７６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のスクロール圧縮機では、バランスウェイトカバーにより油の飛散を防止するようにしているが、バランスウェイトの最大外径部をステータのコイルエンドの内側に設けると共にバランスウェイトカバーの側壁をバランスウェイトの最大外径部とステータのコイルエンドの内側との間に位置して設けているので、バランスウェイトの最大外径部が小径に制約され、特に大容量のスクロール圧縮機において十分なバランス性能を得ることが難しいという課題があった。更には、特許文献１には、バランスウェイトとハーメ端子または吐出管とが対向する場合のバランスウェイトカバーの構成に関しては開示されていない。
【０００５】
本発明の目的は、バランス性能を向上して圧縮機振動を低減しつつ、バランスウェイトの攪拌による油の外部流出を防止して圧縮機内の油保有量を確保することができ、信頼性の高い電動圧縮機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、流体を圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部に連結した回転軸と、この回転軸に固着したロータおよびこのロータの外周に配置したステータを有する電動機と、この電動機より圧縮機構部側で前記回転軸を支持する軸受と、前記圧縮機構部および前記軸受へ給油する給油ポンプ部と、前記軸受より電動機側で前記回転軸に設けられたバランスウェイトと、前記バランスウェイトを囲むように設けられたバランスウェイトカバーと、これらを収納する密閉容器とを備えた電動圧縮機において、前記バランスウェイトの最大外径部を前記ステータのコイルエンドの端面側に突出して設けると共に、前記バランスウェイトカバーを前記バランスウェイトの最大外径部の外周を覆うように設けたことにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バランスウェイトの最大外径部をステータのコイルエンドの端面側に突出して設けると共に、バランスウェイトカバーをバランスウェイトの最大外径部の外周を覆うように設けているので、バランス性能を向上して圧縮機振動を低減しつつ、バランスウェイトの攪拌による油の外部流出を防止して圧縮機内の油保有量を確保することができ、信頼性の高い電動圧縮機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施例のスクロール圧縮機を、図を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例のスクロール圧縮機の縦断面図、図２は図１のスクロール圧縮機に用いるバランスウェイトカバー単体の断面図、図３は図２の平面図である。
【０００９】
スクロール圧縮機１は、圧縮機構部２と駆動部３とを密閉容器７００内に収納して構成されている。本実施例では、上から圧縮機構部２、駆動部３及び油溜り７３０の順に配設されており、回転軸３００を介して圧縮機構部２と駆動部３が連結されている縦型スクロール圧縮機である。
【００１０】
圧縮機構部２は、固定スクロール１００と旋回スクロール２００とフレーム４００を基本要素として構成されている。フレーム４００は密閉容器７００に固定され、転がり軸受４０１を配設する部材を構成している。固定スクロール１００は、台板１０１と渦巻き状ラップ１０２と吸込口１０３と吐出口１０４とを基本構成部分として構成され、フレーム４００にボルト４０５により固定されている。ラップ１０２は台板１０１の一側に垂直に立設されている。旋回スクロール２００は、台板２０１と渦巻き状ラップ２０２とボス２０３と背圧穴とを基本構成部分として構成されている。ラップ２０２は台板２０１の一側に垂直に立設されている。ボス２０３は台板２０１の他側（反ラップ側）に垂直に突出して形成されている。旋回スクロール２００は、鋳鉄やアルミニュームなどを材料とする鋳物から各構成部分を加工することにより形成されている。
【００１１】
固定スクロール１００と旋回スクロール２００を噛み合わせて構成した圧縮室１３０は、旋回スクロール２００が旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作が行われる。この圧縮動作では、旋回スクロール２００の旋回運動に伴って、作動流体が吸入管７１１および吸入口１０３を経由して圧縮室１３０へ吸込まれ、吸込まれた作動流体が圧縮行程を経て固定スクロール１００の吐出口１０４から密閉容器７００内に吐出され、さらに吐出管７０１を経由して密閉容器７００から吐出される。これによって、密閉容器７００内の空間は吐出圧力に保たれる。
【００１２】
密閉容器７００は、上キャップ７１０及び下キャップ７２０を有している。上キャップ７１０及び下キャップ７２０は密閉容器の中央筒部に対して外側に被せるように嵌合され、その嵌合端部が溶接トーチにより斜め下方および斜め上方から加熱されて溶着される。密閉容器７００の底面には脚部７２１が取り付けられている。
【００１３】
また、密閉容器７００の側面にはハーメ端子７０２及び端子カバー７０３が設けられ、電動機６００に電力を供給できるようになっている。ハーメ端子７０２は、密閉容器７００を貫通して設けられ、ステータ６０１のエンドコイルとフレーム４００との間に位置してバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａに対向している。
【００１４】
また、ハーメ端子７０２と反対側の密閉容器７００の側面には、吐出管７０１が密閉容器７００を貫通して設けられ、ステータ６０１のエンドコイルとフレーム４００との間に位置してバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａに対向している。
【００１５】
旋回スクロール２００を旋回駆動する駆動部３は、ステータ６０１及びロータ６０２からなる電動機６００と、回転軸３００と、旋回スクロール２００の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手５００と、フレーム４００と、転がり軸受４０１、８０３と、ボス２０３とを基本要素として構成されている。
【００１６】
回転軸３００は主軸部３０２とクランクピン３０１とを一体に備えて構成されている。転がり軸受４０１、８０３は回転軸３００の主軸部３０２を回転自在に係合する主軸支持部を構成する。ボス２０３は、回転軸３００のクランクピン３０１を回転軸方向であるスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合するように、旋回スクロール２００に備えられている。
【００１７】
上部の主軸支持部である転がり軸受４０１は電動機６００の上側に配置され、下部の主軸支持部である副軸受部８００の主要部を構成する転がり軸受（副軸受）８０３は電動機６００の下側に配置されている。密閉容器７００に固定された下フレーム８０１にハウジング８０２がボルト８０５を介して固定されている。ハウジング８０２に転がり軸受８０３が上方から挿入され、その上方からさらにハウジングカバー８０４が取り付けられている。
【００１８】
ポンプ部９００は、回転軸３００下端に結合されており、回転軸３００との結合部と反対側は扁平形状になっている。ポンプ部９００は、ポンプ部材９０１とポンプ羽根９０２から成っており、回転軸３００により回転されたポンプ部９００内の遠心効果により、ポンプ部下端からケーシング内に形成された油溜りの油を吸い込み、回転軸３００内に形成されている２つの油通路３１１へ油を供給する構造となっている。回転軸内に形成されている２つの油通路３１１は、回転軸３００の中心軸とは偏心した位置に配置されており、この偏心により第２の遠心ポンプの役割を果たしている。
【００１９】
オルダム継手５００は、旋回スクロール２００の台板２０１の背面に配設されている。オルダム継手５００に形成した直交する２組のキー部分の１組がフレーム４００に構成したオルダム継手５００の受け部であるキー溝を滑動し、残りの１組が旋回スクロールラップ２０２の背面側に構成したキー溝を滑動する。これによって、旋回スクロール２００はスクロールラップ２０２の立設する方向である軸線方向に垂直な面内を固定スクロール１００に対して自転せずに旋回運動する。
【００２０】
圧縮機構部２は、電動機６００に連結した回転軸３００の回転によりクランクピン３０１が偏心回転すると、旋回スクロール２００がオルダム継手５００の自転防止機構により固定スクロール１００に対し自転せずに旋回運動を行い、ガスを吸入管７１１および吸入口１０３を介してスクロールラップ１０２および２０２で形成される圧縮室１３０に吸入する。旋回スクロール２００の旋回運動により、圧縮室１３０は中央部へ移動しながら容積を減少してガスを圧縮し、圧縮ガスを吐出口１０４より吐出室に吐出する。吐出室に吐出されたガスは、圧縮機構部２および電動機６００の周囲を循環したのち吐出管７０１から圧縮機外へ放出される。
【００２１】
なお、旋回スクロール２００の台板２０１には、圧縮室１３０と旋回背面の背圧室４１１とを連通させる背圧穴が設けられており、背圧室４１１の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力（中間圧力）に保っている。旋回スクロール２００の背面側に構成される背圧室４１１は、旋回スクロール２００とフレーム４００と固定スクロール１００とで囲まれて形成される空間である。したがって、フレーム４００は背圧室４１１を形成する部材を兼ねている。
【００２２】
フレーム４００の溝４０９に設けられたシールリング４１０は背圧室４１１への吐出ガス流入を防いでいる。旋回スクロール２００は背圧室４１１の中間圧力とシールリング４１０の内側に作用する吐出圧力との合力で固定スクロール１００に押し付けられている。
【００２３】
ここで、シールリング４１０の内径は転がり軸受４０１の外径より小さくなっている。このような構成を採用できるようにするために、本実施例では、転がり軸受４０１をフレーム４００の回転駆動手段側からフレーム４００へ挿入し、挿入した転がり軸受４０１をフレームカバー４０３で固定する構成となっている。フレームカバー４０３にはスラスト軸受４０２が設けられている。フレームカバー４０３はフレーム４００と別体に形成されている。フレームカバー４０３はフレーム４００にボルト４０６により固定されている。このようにボルト固定とすることで、フレームカバー４０３とフレーム４００との間隙を的確にシールできることから、給油経路からの油漏れを抑制することができる。なお、フレームカバー４０３は、フレーム４００の内側に挿入されて転がり軸受４０１を押さえる部分と、フレーム４００の回転駆動手段側端面に当接してこれに固定される部分とから構成されている。
【００２４】
バランスウェイト４０７は、転がり軸受４０１より電動機側で回転軸３００に設けられている。本実施例ではバランスウェイト４０７は回転軸３００とは別体に形成されて回転軸３００に圧入されて固着されているが、バランスウェイト４０７が回転軸３００と一体に形成されて設けられていてもよい。バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａはステータ６０１のコイルエンドの端面側に突出して設けられ、コイルエンドの内径より大径となっている。
【００２５】
金属製のバランスウェイトカバー４０４は、図２に示すように、底壁４０４ａと側壁４０４ｂとからなる筒状に形成され、バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａの外周を覆って設けられている。バランスウェイトカバー４０４の底壁４０４ａには、ボルト挿通用穴４０４ｃが適数個設けられている。バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂはボルト挿通用穴４０４ｃより少なくともボルト供給用治具分だけ外側に広く形成されている。このバランスウェイトカバー４０４はフレームカバー４０３の共締めでフレーム４００へボルト４０６にて固定されている。バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂは、吐出管７０１とバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａとの間に設けられると共に、ハーメ端子７０２とバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａとの間に設けられることとなる。さらには、バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂは、図３に示すように、ハーメ端子７０２に対向する部分を平坦部４０４ｄで形成して小径に形成している。
【００２６】
このようにして、バランスウェイトカバー４０４は、フレーム４００とステータ６０１のエンドコイルの端面との間の空間を閉鎖している。すなわち、バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａの外方空間は、バランスウェイトカバー４０４によって実質的に閉鎖されている。
【００２７】
次に、給油経路について説明する。回転軸３００が回転されると、ポンプ部９００により油溜り７３０の油が回転軸内の油通路３１１に送られる。油通路３１１に送られた油の一部は横穴３１２を通って転がり軸受である副軸受８０３に流れた後、油溜り７３０に戻る。油通路３１１を通ってクランクピン３０１の上部に到達した油は旋回軸受２１０を通り、さらには転がり軸受４０１へ流れる。転がり軸受４０１を潤滑した油は、その殆どが排油パイプ４０８を通り、油溜り７３０に戻る。転がり軸受４０１を潤滑した油の一部は、フレームカバー４０３と回転軸３００との間の隙間を通ってバランスウェイト４０７に至り、バランスウェイト４０７で飛散されるが、バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂの内面に付着されて回収され、電動機６００へ流下するなどして油溜り７３０に戻る。
【００２８】
また、旋回スクロール２００のボス２０３の端面には給油ポケット２０５が設けられており、旋回スクロール２００が旋回運動することにより、給油ポケット２０５がシールリング４１０の外側と内側を往復し、旋回軸受２１０と軸受４０１の間にある油の一部を背圧室４１１に搬送する。搬送された油はオルダム継手５００に給油された後、固定スクロールの鏡板面１０５と旋回スクロール２００の台板２０１の摺動面に給油される。
【００２９】
背圧室４１１に搬送された油は、背圧穴を通って、または鏡板摺動面の微小隙間を通って圧縮室１３０に流入する。圧縮室１３０に流入した油は圧縮された冷媒ガスと共に吐出口１０４から吐出され、密閉容器７００内で冷媒ガスと分離され油溜り７３０に戻る。
【００３０】
本実施例によれば、バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａをステータ６０１のコイルエンドの端面側に突出して設けているので、バランスウェイト４０７を大径化することができ、偏心量の大きい回転系であってもバランスさせることが可能であり、圧縮機振動を低減することができる。さらには、バランスウェイトカバー４０４をバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａの外周を覆うように設けているので、バランスウェイトの攪拌による油の外部流出を防止することができ、これによって圧縮機内の油保有量を確保することができる。これらによって、本実施例では信頼性の高い電動圧縮機を得ることができる。
【００３１】
また、本実施例では、特に、バランスウェイトカバー４０４を底壁４０４ａと側壁４０４ｂとからなる筒状に形成し、その底壁４０４ａにボルト挿通用穴４０４ｃを設け、その側壁４０４ｂをボルト挿通用穴４０４ｃより少なくともボルト供給用治具を配置するのに必要な分だけ外側に広く形成しているので、ボルト供給用治具を用いてボルトを自動供給してバランスウェイトカバー４０４をフレーム４００の固定することができ、生産性を大幅に向上することができる。
【００３２】
また、本実施例では、特に、バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａに対向する位置に密閉容器７００を貫通するハーメ端子７０２を備え、バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂのハーメ端子７０２に対向する部分を小径に形成しているので、ハーメ端子７０２とバランスウェイトカバー４０４との絶縁距離を十分に確保しつつ、バランスウェイト４０７の大径化を図ることができ、信頼性の向上とバランス性能の向上とを両立させることができる。
【００３３】
また、本実施例では、特に、バランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａに対向する位置に密閉容器７００を貫通する吐出管７０１を備え、バランスウェイトカバー４０４の側壁４０４ｂを吐出管７０１とバランスウェイト４０７の最大外径部４０７ａとの間に設けているので、バランスウェイト４０７から飛散される油が吐出管７０１に直接流入されることを防止でき、圧縮機内の油の保有量を確実に確保することができると共に、上キャップ７１０を溶接する際の溶接トーチが邪魔にならない位置に吐出管７０１を離して設置することができる。
【００３４】
次に、本実施例のバランスウェイトカバー４０４の変形例を図４を参照しながら説明する。
【００３５】
この変形例のバランスウェイトカバー４０４は、その側壁４０４ｂの下端部から全周にわたって突出する絶縁部材４０４Ａを装着したものである。この絶縁部材４０４Ａは、バランスウェイトカバー４０４と電動機６００のコイルエンドとの隙間をより狭くまたはなくすために設けられている。この絶縁部材４０４Ａによって、バランスウェイトカバー４０４と電動機６００のコイルエンドとの隙間から吐出管７０１への油流出をより確実に阻止することができる。絶縁部材４０４Ａを合成樹脂、ゴム材のような可とう性のあるもので製作し、バランスウェイトカバー４０４を強度部材で構成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のスクロール圧縮機に用いるバランスウェイトカバー単体の断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】バランスウェイトカバーの変形を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…スクロール圧縮機、２…圧縮機構部、３…駆動部、１００…固定スクロール、１０１…台板、１０２…ラップ、１０３…吸入口、１０４…吐出口、１０５…鏡板面、１３０圧縮室、２００…旋回スクロール、２０１…台板、２０２…ラップ、２０３…ボス、２０５…給油ポケット、２１０…旋回軸受、３００…回転軸、３０１…クランクピン、３０２…主軸部、３１０…ポンプ継手、３１１…油通路、３１２…横穴、４００…フレーム、４０１…転がり軸受、４０２…スラスト軸受、４０３…フレームカバー、４０４…バランスウェイトカバー、４０４ａ…底壁、４０４ｂ…側壁、４０４ｃ…ボルト挿通用穴、４０４ｄ…平坦部、４０４Ａ…絶縁部材、４０５、４０６…ボルト、４０７…バランスウェイト、４０７ａ…最大外径部、４０８…排油パイプ、４０９…溝、４１０…シールリング、４１１…背圧室、５００…オルダム継手、６００…電動機、６０１…ステータ、６０２…ロータ、７００…密閉容器、７０１…吐出管、７０２…ハーメ端子、７０３…端子カバー、７１０…上キャップ、７１１吸入管、７２０…下キャップ、７２１…脚部、７３０…油溜り、８００…副軸受部、８０１…下フレーム、８０２…ハウジング、８０３…転がり軸受（副軸受）、８０４…ハウジングカバー、８０５…ボルト、９００…ポンプ部、９０１…ポンプ部材、９０２…ポンプ羽根。
【図１】
2005140064.tif 000003
【図２】
2005140064.tif 000004
【図３】
2005140064.tif 000005
【図４】
2005140064.tif 000006