(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油が貯留される油溜まりを有する密閉容器内に、回転力を発生する電動機と、前記電動機により駆動される圧縮機構と、前記電動機により駆動されて、前記潤滑油を圧縮機構各部に送り出すための容積型ポンプを有する給油機構と、前記電動機、前記圧縮機構および容積型ポンプを連結するシャフトを回転自在に支持する軸受とから構成され、かつ前記軸受の内の一つが前記容積型ポンプに隣接して配置される密閉型電動圧縮機であって、容積型ポンプに隣接して配置される軸受は、容積型ポンプを構成するポンプケースに収納され、前記ポンプケースは固定手段により軸受ケースと一体にされ、前記軸受ケースは密閉容器内壁に固定されてなる密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載の密閉型電動圧縮機であって、圧縮機構がスクロール圧縮機構、給油機構の容積型ポンプがトロコイドポンプであり、密閉容器内で圧縮機構、電動機、容積型ポンプの順に配置され、これらを連結するシャフトが圧縮機構に備えられた主軸受と、容積型ポンプの電動機側に設けられた副軸受とで軸支されていることを特徴とした密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２記載の密閉型圧縮機であって、容積型ポンプに隣接する軸受がボールベアリングであり、一体に構成された軸受ケースおよびポンプケースがアルミニウム合金からなり、前記ボールベアリングは外周部を熱膨張係数がアルミニウム合金より大きな高分子材料を介して軸受ケースに圧入固定されていることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍空調機器等に用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮機構がレシプロ式、ローリングピストン式およびスクロール式のものがあり、いずれの方法も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されている。ここでは、スクロール式の圧縮機を例に取り従来の技術を説明する。
【０００３】
図３に従来のスクロール圧縮機の縦断面図を示す。密閉容器１の内部には、固定スクロール２ａと、固定スクロール２ａに対して旋回運動する可動スクロール２ｂを噛み合わせた圧縮機構２と軸受部品４を上部に設けている。そして、可動スクロール２ｂの偏芯軸受２ｃを、シャフト５の端部の偏芯軸５ａに回転自在に挿入し、可動スクロール２ｂをシャフト５の回転運動により旋回運動させている。シャフト５には電動機７の回転子７ａが取り付けられており、密閉容器１に焼き嵌め固定された固定子７ｂとともに軸受部品４の下部に配設されている。主軸受８は軸受部品４に環状のブッシュ材を圧入することにより形成されており、シャフト５に作用する径方向の力を支えている。密閉容器１の下方底部には潤滑油９を貯溜する油だめ１０が設けられている。また、密閉容器１の側部には冷媒ガスの吸入管１１が設けられており圧縮機構２へ冷媒ガスを導入している。そして、密閉容器１の内部には圧縮側のガス圧力が作用する構成となっている。シャフト５の圧縮機構２の反対側はボールベアリング２１で支承されており、ボールベアリング２１は密閉容器１と溶接固定されている軸受ケース２２に嵌入し固定されている。また、シャフト５の端部にはトロコイドポンプ２３が配設されており回転子７ａの回転がシャフト５により伝達される構造になっている。トロコイドポンプ２３のポンプケース２４はシャフト５の中心より偏芯しており、ポンプケース２４の一部２４ａと軸受ケース２２の内径の一部２２ａがインローで挿入できるようになっている。
【０００４】
ポンプケースの偏芯精度は０．０１５ｍｍ程度の高い精度を要求されているので加工の容易なアルミニウム合金で製作されており、軸受ケースとポンプケースは最大で直径０．０６２ｍｍの隙間を持っている。さらにシャフト５にはトロコイドポンプ２３で吸い上げられた潤滑油９を各軸受部、すなわち主軸受８、偏心軸受２ｃ、および各摺動面へ供給する貫通穴１３を設け、かつシャフト５の下端より潤滑油９を吸い上げるようにしている。１６は密閉容器１の外へ圧縮ガスを出す吐出管である。１９は停止時に可動スクロール２ｂが逆転するのを防ぐための逆止弁、２０は可動スクロール２ｂを固定スクロール２ａに対して旋回運動させるための自転防止用のオルダムリングである。
【０００５】
次に上記機構からなる圧縮機構の作用を説明する。低圧ガスは吸入管１１より戻り、圧縮機構部２に吸入される。固定スクロール２ａに対して可動スクロール２ｂを自転しないように旋回運動させることにより、固定スクロール２ａと可動スクロール２ｂとの間に形成された複数の圧縮空間が外側から内側に向かって次第に縮小されて圧縮が行われる。圧縮されたガスは高圧ガスとなり、一旦マフラー２１に吐出された後、密閉容器１内から吐出管１６より密閉容器１外へと吐出され、再び低圧ガスを循環させ、周知の圧縮サイクルを構成する。一方、シャフト５で吸い上げられた潤滑油９は、シャフト５の貫通穴１３の中を上昇し、偏心軸受６、主軸受８および各摺動部を潤滑、冷却して、シャフト５に配設された微少切り欠き５ｂから排出され、回転子７ａの連通穴１８を通って油だめ１０に戻る潤滑サイクルを形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、次に示すような課題を有する。すなわち、ポンプケースを鋳鉄で製作すると偏芯の精度とインロー部のクリアランス寸法の確保とが困難であるためアルミニウム合金で製作しているが、そのために鉄製の軸受ケースと熱膨張係数が倍以上異なり、インロー部の隙間は過酷な運転、すなわち温度が高い状態を想定し大きな隙間を設定する必要が生じ、最大で直径０．２２ｍｍとらなければ構成できない。そしてこの隙間があってもシャフトとトロコイドの中心ずれでポンプケースとトロコイドがこじれることなく運転できるようにトロコイドの外径とポンプケースの内径の隙間を大きく設定する必要があるのでポンプの効率が下がり、性能が不安定となる場合があった。
【０００７】
本発明はこのような上記従来の課題を解決するものであり、給油機構の性能を安定して発揮させ信頼性の高い圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願請求項１記載の発明は、密閉容器内に固定子と回転子からなる電動機と、回転子が固定されたシャフトにより駆動される圧縮機構と、圧縮機構と反対側でシャフトを回転支承する副軸受と、シャフトにより駆動される容積型ポンプを有する給油機構を配設した圧縮機において、副軸受と容積型ポンプを一体で構成したポンプケースに収納したものである。
【０００９】
この構成により給油機構の容積型ポンプと副軸受すなわちシャフトの中心を精度良く組み立てることができるので給油機構の性能が安定し、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１の発明は、底部に潤滑油が貯留された油溜まりを有する密閉容器内に、外部から電源を供給されて動力を発生する電動機と、電動機により駆動されて外部から吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構と、電動機により容積型ポンプを回転させて潤滑油を電動機および圧縮機構の摺動部に供給する給油機構とを具備し、電動機、圧縮機構および給油機構を連結するシャフトを軸受で回転自在に支持する密閉型電動圧縮機であって、給油機構に隣接して配置した第２の軸受の軸受ケースと、軸受と給油機構の容積型ポンプを収納するポンプケースとを、固定手段により一体に構成したものである。
【００１１】
このように副軸受と給油機構を一体構成のポンプケースに収納したために副軸受で支承された駆動軸と給油機構の中心ずれが発生することがないので、給油機構の性能が安定し、信頼性の高い圧縮機を実現することができる。
【００１２】
また、請求項３の本発明は、給油機構に隣接する副軸受がボールベアリングであり、一体に構成された軸受ケースおよびポンプケースがアルミニウム合金からなり、ボールベアリングは外周部を熱膨張係数がアルミニウム合金より大きな高分子材料を介して軸受ケースに圧入固定されている構成としたものである。
【００１３】
このようにすることにより、高分子材料の熱膨張係数がアルミニウム合金よりも大きいため、加工の容易な精度の出しやすいアルミニウム合金でポンプケースを製作しても熱膨張係数の異なるボールベアリングをどの様な運転条件においても確実に固定することができるので、給油機構の効率をより高く維持することができるので信頼性の高い圧縮機を安価に実現することができる
【００１４】
【実施例】
以下、本発明のいくつかの実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例におけるスクロール圧縮機の副軸受および給油機構周辺の部分図である。
【００１６】
ここで図１に示すポンプケース３０、軸受ケース３３以外の圧縮機の構成は、図３で詳述した従来のスクロール圧縮機と同様な構成であり、同一機能部品については同一番号を使用する。また、従来例と同一の構成および作用の説明は省くことにする。
【００１７】
ポンプケース３０はネズミ鋳鉄材ＦＣ２５０で製作されており、密閉容器１に溶接固定された軸受ケース３３にボルト３４で固定されている。更に、ボールベアリング２１が電動機７（図示せず）側に嵌入され、反対側にトロコイドポンプ２３が回転可能に挿入されている。ボールベアリング２１の内輪２１ａの内径には電動機７（図示せず）の回転子７ａ（図示せず）に固定され駆動されるシャフト５が挿入され、端部５ｂはトロコイドポンプ２３のインナー２３ａに挿入されている。電動機７（図示せず）の回転子７ａ（図示せず）が外部から電源を供給され回転することにより、圧縮機構２とともにトロコイドポンプ２３のインナー２３ａも駆動され、油だめ１０の潤滑油９をシャフト５の貫通穴１３を通して各摺動部へ供給している。
【００１８】
ここで、第２の軸受であるボールベアリング２１とトロコイドポンプ２３が同一部品のポンプケース３０にそれぞれ嵌入および回転自在に組み付けられている。従って、シャフト５の軸心とトロコイド２３の偏芯量の精度はポンプケース３０の加工精度のみで決められることとなりポンプケース３０の加工精度を出すのに技術を要するすなわち精度確保が容易ではない鋳鉄で製作してもトロコイド２３とポンプケース３０の径方向の隙間３０Ｃを小さくすることができるので、効率の高い安定した性能のポンプとすることができ、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００１９】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例におけるスクロール圧縮機の副軸受および給油機構周辺の部分図である。
【００２０】
ここで、図２に示すポンプケース４０、軸受ケース４３、テフロンリング４６以外の圧縮機の構成は、図３で詳述した従来のスクロール圧縮機と同様な構成であり、同一機能部品については同一番号を使用する。また、従来例と同一の構成および作用の説明は省くことにする。
【００２１】
ポンプケース４０はアルミニウム合金ＡＤＣ１２で製作されており、密閉容器１に溶接固定された軸受ケース４３にボルト３４で固定されている。更にポンプケース４０にはボールベアリング２１が電動機７（図示せず）側に嵌入され、反対側にトロコイドポンプ２３が回転可能に挿入されている。ボールベアリング２１の内輪２１ａの内径には電動機７（図示せず）の回転子７ａ（図示せず）に固定され駆動されるシャフト５が挿入され、シャフト５の端部５ｂはトロコイドポンプ２３のインナー２３ａに挿入されている。電動機７（図示せず）の回転子７ａ（図示せず）が外部から電源を供給されて回転することにより、圧縮機構２とともにトロコイドポンプ２３のインナー２３ａも駆動され、油だめ１０の潤滑油９をシャフト５の貫通穴１３を通して各摺動部へ供給している。
【００２２】
ここで、ボールベアリング２１の外輪２１ｂは、ポンプケース４０のアルミニウム合金よりも熱膨張係数の大きいテフロンリング４６を介してポンプケース４０に固定されている。熱膨張係数はアルミニウム合金の２０×１０-6／Ｋ、ボールベアリングの１１×１０-6／Ｋ、テフロンリングの１０×１０-5／Ｋと、ボールベアリング２１よりポンプケース４０の方が大きいので、過酷な運転状態つまり温度の高い時にポンプケース４０の拡大がボールベアリング２１の拡大より大きくなり、締め代が小さくなり、寸法公差が下限の場合には締め代が無くなりボールベアリング２１が共回りする場合があった。ところが、ポンプケース４０より熱膨張係数が約５倍も大きいテフロンリング４６をポンプケース４０とボールベアリング２１の間に挟んで圧入固定することにより、温度の高い状態でもテフロンリング４６がポンプケース４０とボールベアリング２１の熱膨張係数の差を上回って膨張するので設計通りに安定して固定することができる。従って、給油機構の性能を安定して発揮させることができる。
【００２３】
そして、ポンプケース４０はトロコイドポンプ２３を収納し機能させるために、ボールベアリング２１を圧入固定する部分と偏芯して加工されており、この偏芯の精度を確保する場合に加工のしやすいアルミニウム合金を使用することはポンプケース４０の部品製作費を大幅に削減することができ、安価で信頼性の安定した圧縮機を提供することができる。
【００２４】
なお、密閉容器１に溶接固定された軸受ケース３３または４３とポンプケース３０または４０をボルト３４で固定する際に圧縮機構に設けられた主軸受８（図示せず）の軸受中
心と芯あわせが必要となるが、軸受ケースとポンプケースが分離されているためにシャフト５の回転トルクが最小となる位置を探し出す方法や主軸受８の中心位置を、シャフト５を動かすことにより座標として把握し中心を求める方法等により精度良く主軸受と副軸受の芯あわせを行うことができる。これにより、主軸受８とシャフト５が片当たりとなる事がなく油膜が切れることがなく、更に容積型ポンプの性能も安定して高く保つことができるので、信頼性の高い圧縮機を実現することができる。
【００２５】
また、軸受ケースとポンプケースを固定する手段はリベットや溶接、接着などでも良い。これらの実施例では圧縮機構をスクロール型、副軸受をボールベアリング、容積型ポンプをトロコイドポンプで説明したが、それぞれローリングピストン型、ブッシュ、その他の容積型ポンプでも同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本願発明によれば、第２の軸受の軸受ケースと給油機構の容積型ポンプを収納するポンプケースを一体に構成する事により、ポンプを駆動するシャフトと容積型ポンプの偏芯量を精度良く決めることができるので、高い性能で安定した給油機構とすることができ、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２７】
また、本願発明によれば、第２の軸受の軸受ケースと給油機構の容積型ポンプを収納するポンプケースを加工の容易なアルミニウム合金で一体に構成することにより、ポンプを駆動するシャフトと容積型ポンプの偏芯量を安価な加工で高い精度で決めることができるので、高い性能で安定した給油機構を安価に製作でき、信頼性の高い圧縮機を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す第２の軸受付近の断面図
【図２】本発明のもう一つの実施例における第２の軸受付近の断面図
【図３】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１  密閉容器
２  圧縮機構
２ａ  固定スクロール
２ｂ  可動スクロール
２ｃ  偏芯軸受
４  軸受部品
５  シャフト
７  電動機
７ａ  回転子
７ｂ  固定子
８  主軸受
９  潤滑油
１０  油だめ
１１  吸入管
１３  貫通穴
１６  吐出管
１９  逆止弁
２０  オルダムリング
２１  ボールベアリング
２１ａ  内輪
２１ｂ  外輪
２２  軸受ケース
２２ａ  軸受ケースのインロー部
２３  トロコイドポンプ
２３ａ  インナー
２４  ポンプケース
２４ａ  ポンプケースのインロー部
３０，４０  ポンプケース
３３，４３  軸受ケース
４６  テフロンリング
【図１】
0003858580.tif 000002
【図２】
0003858580.tif 000003
【図３】
0003858580.tif 000004