JP2008121600A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の組み付けコストや部品コストを低減できる密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】オイルポンプ(38)は、回転軸(16)と一体に駆動されるロータユニット(46)と、貯油室(40)の潤滑油をロータユニットへ導入するオイル導入管(50)と、ロータユニットとオイル導入管との間に介挿され、ロータユニットをその下側から駆動自在に保護するポンプカバー(48)とを含んでなり、オイル導入管は、該オイル導入管及びロータユニット並びにポンプカバーをフレーム(22)の下端面(22a)に一括支持させる支持部(50b)を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉型圧縮機に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に好適な密閉型圧縮機に関する。

この種の密閉型圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、この圧縮ユニットを駆動する電動機とが密閉容器内に収容され、この密閉容器の底部には潤滑油を貯留する貯油室が設けられている。また、密閉容器内には電動機の駆動力を圧縮ユニットに伝達する回転軸が延設され、この回転軸は、その内部に潤滑油の給油路が穿設されるとともに、その下端側がフレームに支持されている。

そして、貯油室の潤滑油を給油路に供給すべく回転軸の下端側に装着され、回転軸と一体に駆動されるロータユニットを備えたトロコイド型のオイルポンプが公知である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−４２５７７号公報

ところで、上記従来技術のオイルポンプは、ロータユニットが収容されるポンプケースと、貯油室の潤滑油をロータユニットへ導入するオイル導入管と、ロータユニットとオイル導入管との間に介挿され、ロータユニットをその下側から駆動自在に保護するポンプカバーとを更に有しており、ポンプケースはフレームに、ポンプカバーはポンプケースに、オイル導入管はポンプカバーにそれぞれ固定されている。

しかしながら、これらケース、カバー、導入管の各部材の固定には少なくとも３箇所以上の接合箇所を要し、圧縮機の組み付けコストが増大するとの問題がある。
そこで、各部材をフレームに対してボルトで一括に締結することが考えられるが、この場合には、各部材に対するボルト孔の加工とボルトの締結作業とを要するために上記問題は依然として解決されず、しかも、新たなボルトを要するために部品コストが増大する。

また、上記従来技術では各部材の成形方法について格別な配慮がなされていないが、ケースやカバーは焼結成形され、一方、導入管はカバーに直接接合されるか、あるいはカバーとは別個の板金を設け、板金と管とをろう付けして導入管を成形するのが一般的であり、このような部材成形や加工は、圧縮機の部品コスト及び組み付けコストの更なる増大を招いている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、圧縮機の組み付けコストや部品コストを低減できる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、請求項１記載の密閉型圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、圧縮ユニットを駆動する電動機とが密閉容器内に収容され、密閉容器の底部に潤滑油を貯留する貯油室を備えた密閉型圧縮機であって、密閉容器内を延び、電動機の駆動力を圧縮ユニットに伝達し、内部に潤滑油の給油路が穿設される回転軸と、回転軸の下端側を回転自在に支持するフレームと、回転軸の下端側に装着され、貯油室の潤滑油を給油路に供給するオイルポンプとを具備し、オイルポンプは、回転軸と一体に駆動されるロータユニットと、貯油室の潤滑油をロータユニットへ導入するオイル導入管と、ロータユニットとオイル導入管との間に介挿され、ロータユニットを下側から駆動自在に保護するポンプカバーとを含んでなり、オイル導入管は、該オイル導入管及びロータユニット並びにポンプカバーをフレームの下端面に一括支持させる支持部を有することを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、支持部は、フレームの下端面に溶着されることを特徴とし、請求項３記載の発明では、フレームは、該フレームの下端面に凹設され、ロータユニット及びポンプカバーが収容されるケース部を有することを特徴としている。
更に、請求項４記載の発明では、フレームは、鍛造にて成形されることを特徴とし、請求項５記載の発明では、ポンプカバーは、板金絞りにて成形されることを特徴とし、請求項６記載の発明では、オイル導入管は、板金絞りにて成形されることを特徴とし、請求項７記載の発明では、支持部とフレームの下端面との間には、袋状のオイルフィルタが挟着されることを特徴としている。

従って、請求項１記載の本発明の密閉型圧縮機によれば、オイルポンプのオイル導入管は、オイル導入管及びロータユニット並びにポンプカバーをフレームの下端面に一括支持させる支持部を有する。これにより、オイルポンプを構成する各部材の接合箇所が１箇所で済むため、オイルポンプ、ひいては圧縮機の組み付けコストを低減できる。
また、請求項２記載の発明によれば、オイル導入管の支持部とフレームの下端面とは溶着され、支持部をフレームの下端面にボルトで締結する場合に比して、ボルト孔の加工やボルトが不要となり、これにより、圧縮機の組み付けコスト及び部品コストを低減できる。

更に、請求項３記載の発明によれば、フレームの下端面には、ロータユニット及びポンプカバーが収容されるケース部が凹設される。これにより、別途ポンプケースとしての部材を要さず、また、ポンプカバーはロータユニットとともにポンプケースに収容される大きさとなっており、ロータユニットをその下側から駆動自在に保護する機能を満たす限り極力小さく形成可能である。従って、圧縮機の組み付けコスト及び部品コストを更に低減できる。

更にまた、請求項４記載の発明によれば、フレームは鍛造にて成形され、また、請求項５記載の発明によれば、ポンプカバーは板金絞りにて成形され、いずれも焼結成形する場合などに比して安価に大量生産可能となり、このことは圧縮機の部品コストの更なる低減に寄与する。
また、請求項６記載の発明によれば、オイル導入管も板金絞りにて成形され、オイル導入管に対して支持部をろう付けして成形する場合などに比して、安価に且つ容易に大量生産可能となり、圧縮機の組み付けコスト及び部品コストを更に低減できる。

更にまた、請求項７記載の発明によれば、オイル導入管の支持部とフレームの下端面との間には、袋状のオイルフィルタが挟着されるため、板金状のオイルフィルタをオイル導入管の内部にろう付けする場合などに比して、圧縮機の組み付けコストを更に低減できる。

以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機を示す。この圧縮機１は冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれている。当該回路は、作動流体の一例である二酸化炭素冷媒（以下、冷媒と称する）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて吐出する。

この圧縮機１はハウジング（密閉容器）２を備えており、ハウジング２の胴部４は、その上側及び下側が上蓋６及び下蓋８によってそれぞれ気密に嵌合されており、胴部４の内部が密閉され、冷媒の吐出圧が作用している。胴部４には上記回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管１０が接続され、上蓋６の適宜位置には、ハウジング２内の圧縮冷媒を上記回路へ送出する吐出管１２が接続されている。

胴部４内には電動モータ（電動機）１４が収容され、このモータ１４内には回転軸１６が配置されており、回転軸１６はモータ１４への通電によって駆動される。また、回転軸１６の上端側は軸受を介して主軸フレーム１８に回転自在に支持され、スクロールユニット（圧縮ユニット）２０に結合される一方、回転軸１６の下端部（下端側）１６ａは軸受を介し、鍛造にて成形される副軸フレーム（フレーム）２２に回転自在に支持されている。

上記ユニット２０は胴部４内においてモータ１４の上方に配置され、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。
詳しくは、当該ユニット２０は、可動スクロール２４及び固定スクロール２６から構成され、各スクロール２４，２６には、それぞれ対峙する面に渦巻きラップが一体形成されている。そして、これら各渦巻きラップが互いに協働し、吸入管１０から冷媒を吸入して圧縮室を形成し、固定スクロール２６に対する可動スクロール２４の旋回運動により、圧縮室は渦巻きラップ中心に向けて移動しながら、その容積が減少される。

上述した可動スクロール２４に旋回運動を付与するため、可動スクロール２４の下部にはボス２８が形成され、このボス２８は軸受を介して偏心軸３０に連結されている。この偏心軸３０は回転軸１６の上端側に一体形成され、回転軸１６の回転により可動スクロール２４は主軸フレーム１８上で旋回運動する。
一方、固定スクロール２６は主軸フレーム１８に固定され、上蓋６に形成される吐出室３２側と圧縮室側とを仕切っている。固定スクロール２６の中央部分の適宜位置には、圧縮室側に連通する図示しない吐出孔が貫通して穿設されており、この吐出孔は固定スクロール２６の背面側に配置された吐出弁３４により開閉される。また、吐出弁３４は吐出ヘッド３６で覆われており、この吐出ヘッド３６により、吐出弁３４の開弁時における音が抑制される。

上述した圧縮機１によれば、回転軸１６の回転に伴い、可動スクロール２４が旋回運動する。この可動スクロール２４の旋回運動は、吸入管１０からの冷媒をユニット２０の内部に向けて吸入させ、圧縮室の容積が縮小することにより冷媒を圧縮し、当該圧縮した高圧の冷媒がハウジング２内を循環した後、吐出室３２から吐出管１２を通じて圧縮機外へ送出される。

ところで、回転軸１６の下端部１６ａにはオイルポンプ３８が装着されている。ポンプ３８は下蓋８の内側、すなわちハウジング２の底部に形成された貯油室４０内の潤滑油を吸引する。そして、この吸引された潤滑油は回転軸１６内を軸線方向に沿って穿設される給油路４２を上昇し、回転軸１６の上端側からモータ１４やユニット２０等に供給され、各摺動部分や軸受等の潤滑、並びに摺動面のシールとして機能する。このとき、冷媒の吐出圧が貯油室４０の潤滑油の油面に作用することも給油路４２における潤滑油の上昇に寄与する。更に、副軸フレーム２２の適宜位置には潤滑油の導入口４４が形成されており、圧縮機１内の各摺動部分に供給された潤滑油は導入口４４を介して貯油室４０に貯留される。

詳しくは図２に拡大して示されるように、ポンプ３８はいわゆるトロコイドポンプであって、回転軸１６と一体に駆動されるロータユニット４６と、ロータユニット４６をその下側から駆動自在に保護するポンプカバー４８と、ポンプカバー４８の下側に位置づけられ、貯油室４０の潤滑油をロータユニット４６へ導入するオイル導入管５０とから構成されている。

上記ロータユニット４６は、互いに歯数の異なるトロコイド歯を有するインナロータ５２とアウタロータ５４とから構成されており、これらロータ５２，５４は、互いに偏心した状態で噛み合わされている。そして、副軸フレーム２２の下端面２２ａにはポンプケース（ケース部）５６としてのスペースが凹設され、このケース５６には上記状態のロータユニット４６が収容されている。

インナロータ５２は回転軸１６の下端部１６ａに嵌合されて回転軸１６と一体に回転され、これに伴いアウタロータ５４も同方向に回転する。この際、インナロータ５２とアウタロータ５４とは歯数が異なるとともに偏心しているため、これらロータ５２，５４の間隙容積も変動する。従って、ポンプ３８は上記間隙容積が大きくなるときの減圧作用で潤滑油を吸入し、間隙容積が小さくなるときの増圧作用で潤滑油を吐出する。

上記カバー４８には、オイル導入管５０とロータユニット４６とを連通する連通孔４８ａが形成され、この連通孔４８ａを経由してロータユニット４６へ潤滑油が供給される。また、連通孔４８ａの近傍には、カバー４８をオイル導入管５０側に窪ませたリセス部４８ｂが形成され、このリセス部４８ｂに潤滑油が滞留することによりロータユニット４６の潤滑が促進される。そして、これら連通孔４８ａ及びリセス部４８ｂを有するカバー４８は、板金を絞り加工することにより一体成形され、副軸フレーム２２に形成されるケース５６にロータユニット４６とともに収容される。

上記導入管５０は、貯油室４０まで延設される管部５０ａと、管部５０ａに連なりラッパ状に拡径されたフランジ部（支持部）５０ｂとから形成され、これら管部５０ａ及びフランジ部５０ｂは、カバー４８と同様に板金絞り加工で一体成形されている。
ここで、フランジ部５０ｂの端面５０ｃは、副軸フレーム２２の下端面２２ａに溶着されて溶着部５８を形成し、この溶着部５８は端面５０ｃの外周端に沿って環状に連続形成されている。また、端面５０ｃにカバー４８が当接支持され、溶着部５８にロータユニット４６及びカバー４８の重量が加担されている。すなわち、副軸フレーム２２に対する導入管５０の一接合のみで、導入管５０のみならずロータユニット４６及びカバー４８も一括支持され、ロータユニット４６及びカバー４８は、ケース５６内においてロータユニット４６の円滑な駆動を損なわない程度に移動可能である。なお、図２中の溶着部５８は、端面５０ｃの外周端に沿って肉盛溶接を施してあるが、スポット溶接やシーム溶接などの溶接方法を用いてもよい。

また、フランジ部５０ｂの端面５０ｃと副軸フレーム２２の下端面２２ａとの間には、ポンプ３８に吸引される潤滑油中の不純物を除去する袋メッシュ状のオイルフィルタ６０が挟み込まれており、溶着部５８の形成と同時にフィルタ６０も溶着される。
なお、図３に示されるように、フィルタ６０は、その変形容易性を利用して管部５０ａの貯油室４０側に開口する開口部５０ｄにかしめて装着するか、または、圧入により装着してもよく、このようにフィルタ６０を固定するだけでも、フィルタ６０は貯油室４０から導入管５０ａに吸引される潤滑油の吸入圧で導入管５０ａ側に押し付けられ、フィルタ６０を管部５０ａに対して溶着しなくともフィルタ６０の脱落が防止される。

このように、本実施形態に係る密閉型圧縮機によれば、ロータユニット４６、及びポンプカバー４８、並びにオイル導入管５０は、導入管５０のフランジ部５０ｂの端面５０ｃを副軸フレーム２２の下端面２２ａに溶着するだけで一括支持される。これにより、導入管５０とカバー４８とを別個に副軸フレーム２２に支持させる場合に比して、この支持に際する接合箇所を溶着部５８の１箇所にすることができる。

しかも、溶着部５８が形成されるだけであるため、カバー４８及び導入管５０を副軸フレーム２２にボルトで締結する場合に比して、カバー４８及び導入管５０に対するボルト孔の加工が不要になるとともに、これら部材の支持に係るボルト自体も不要となり、これにより、ポンプ３８、ひいては圧縮機１の組み付けコストのみならず、その部品コストをも低減できる。

また、副軸フレーム２２の下端面２２ａには、ロータユニット４６及びカバー４８が収容されるケース５６が凹設されるため、ポンプケースとしての部材を別途要さない。また、カバー４８はロータユニット４６とともにケース５６に収容される外形寸法となっており、ロータユニット４６をその下側から駆動自在に保護する機能を満たす限り極力小さく形成可能であって、これにより、圧縮機１の組み付けコスト及び部品コストの更なる低減が図られる。

更に、副軸フレーム２２は鍛造にて成形され、カバー４８及び導入管５０は板金絞りにて成形されるため、これら部材を焼結成形する場合に比して部品コストが低減され、特に導入管５０は、その管部５０ａ及びフランジ部５０ｂをろう付けするなどして接合する必要はなく、これにより、圧縮機１の組み付けコストを更に低減できる。
加えて、このようなろう付けなどの接合箇所を極力排除すべく、袋メッシュ状のオイルフィルタ６０を溶着部５８の形成の際に併せて溶着することにより、板材をメッシュ加工した金網状のフィルタを導入管５０の内部にろう付けする場合に比して、フィルタの装着に係る組み付けコストを大幅に低減できる。なお、このフィルタ６０を管部５０ａの開口部５０ｄにかしめて装着するか、または、圧入により装着しても、溶着部５８以外の新たな接合箇所を要することなくフィルタの装着が可能である。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、冷凍空調機やヒートポンプ給湯機に好適なスクロール型圧縮機に二酸化炭素冷媒を使用しているが、冷媒の種類や圧縮機の用途、種類についてはこれに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機を示した縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 図２のオイルフィルタの配置を変えた変形例である。

符号の説明

２ ハウジング（密閉容器）
１４ 電動モータ（電動機）
１６ 回転軸
１６ａ 下端部（下端側）
２０ スクロールユニット（圧縮ユニット）
２２ 副軸フレーム（フレーム）
２２ａ 下端面
３８ オイルポンプ
４０ 貯油室
４２ 給油路
４６ ロータユニット
４８ ポンプカバー
５０ オイル導入管
５０ｂ 支持部
５６ ポンプケース（ケース部）
６０ オイルフィルタ

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、前記圧縮ユニットを駆動する電動機とが密閉容器内に収容され、前記密閉容器の底部に潤滑油を貯留する貯油室を備えた密閉型圧縮機であって、
   前記密閉容器内を延び、前記電動機の駆動力を前記圧縮ユニットに伝達し、内部に潤滑油の給油路が穿設される回転軸と、
   前記回転軸の下端側を回転自在に支持するフレームと、
   前記回転軸の下端側に装着され、前記貯油室の潤滑油を前記給油路に供給するオイルポンプとを具備し、
   前記オイルポンプは、
   前記回転軸と一体に駆動されるロータユニットと、
   前記貯油室の潤滑油を前記ロータユニットへ導入するオイル導入管と、
   前記ロータユニットと前記オイル導入管との間に介挿され、前記ロータユニットを下側から駆動自在に保護するポンプカバーとを含んでなり、
   前記オイル導入管は、該オイル導入管及び前記ロータユニット並びに前記ポンプカバーを前記フレームの下端面に一括支持させる支持部を有することを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記支持部は、前記フレームの前記下端面に溶着されることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記フレームは、該フレームの前記下端面に凹設され、前記ロータユニット及び前記ポンプカバーが収容されるケース部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記フレームは、鍛造にて成形されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記ポンプカバーは、板金絞りにて成形されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
6. 前記オイル導入管は、板金絞りにて成形されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
7. 前記支持部と前記フレームの前記下端面との間には、袋状のオイルフィルタが挟持されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。

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