JP2010038010A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルバネとスナブバーの挿入性を良くすることで、組み立て性を改善するとともに、振動および騒音の小さい密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉容器１０１内に潤滑油１０３を収容するとともに、電動圧縮要素１０９を弾性的に支持するコイルバネ１１１を備え、圧縮機側スナブバー１２５またはシェル側スナブバー１１３のどちらか一方は磁化されるとともにコイルバネ１１１と遊嵌されたもので、容易にコイルバネ１１１をスナブバー１２５，１１３に挿入することができ組み立て性が向上するとともに、電動圧縮要素１０９の振動伝達を抑制させることで振動および騒音が小さい密閉型圧縮機を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。

従来、この種の密閉型圧縮機は、コイルバネがスナブバーに圧入挿嵌したものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。

図３は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図４は、従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。

図３および図４において、密閉容器１内には、潤滑油３と、複数のコイルバネ５に弾性支持された電動圧縮要素７を収納している。

また、密閉容器１にはシェル側スナブバー９を備えており、コイルバネ５が圧入挿嵌されている。

電動圧縮要素７は、圧縮室１１を形成するシリンダ１３と、圧縮室１１内に往復摺動自在に挿入されたピストン１５と、ピストン１５を往復動させるシャフト１７と、コイルバネ５に挿入された圧縮機側スナブバー１９とを備えている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

電動圧縮要素７に外部電源より通電がされると、ピストン１５は圧縮室１１内で往復運動を行い、電動圧縮要素７が所定の圧縮動作を行う。

それにより、冷却システム（図示せず）から流れてきた冷媒は、圧縮室１１内に吸入される。

そして、圧縮室１１に導かれた冷媒は、ピストン１５の往復運動により圧縮室１１内で圧縮された後、再び冷却システム（図示せず）へと吐出される。

上記の冷媒の吸入及び圧縮動作の繰り返しの際に、電動圧縮要素７は冷媒をピストン１５の往復運動で圧縮することにより機械振動を発生するが、この振動の密閉容器１への伝達を減衰させ、密閉容器１の振動を低減するために、電動圧縮要素７をコイルバネ５で弾性支持している。
特開２００１−７３９４７号公報

しかしながら、上記従来の構成では、コイルバネ５はシェル側スナブバー９と圧入挿嵌しているため、コイルバネ５で減衰しきれない振動が密閉容器１に伝達し、特に高調波振動が低減することが困難であるという課題を有していた。

また、コイルバネ５とシェル側スナブバー９との間でこすれ振動を生じ、振動を低減しきれないという課題を有していた。

また、コイルバネ５は一般的にはあらかじめシェル側スナブバー９に圧入挿嵌される方法が多く用いられているが、圧縮機の生産工程にて確実に圧入するために組み立て性が悪化するという課題を有していた。

上記従来の課題を解決するために本発明の密閉型圧縮機は、圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方を磁化するとともに、電動圧縮要素を弾性的に支持するコイルバネと遊嵌したもので、スナブバーにコイルバネを圧入することなく挿入するだけで組み立てることができ、かつ、コイルバネとスナブバーが遊嵌されているため、コイルバネとスナブバーとの擦れ低減により振動を抑制することができるとともに、電動圧縮要素の振動伝達を抑制することができるという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に潤滑油を収容するとともに、電動圧縮要素を弾性的に支持するコイルバネを備え、圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方は磁化されるとともにコイルバネと遊嵌されたもので、容易にコイルバネをスナブバーに挿入することができるとともに、電動圧縮要素の振動伝達を抑制させることで振動および騒音が小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を収容するとともに、前記密閉容器内に収納された電動圧縮要素を弾性的に支持するコイルバネを備え、前記コイルバネは、前記電動圧縮要素側に設けた突起部である圧縮機側スナブバーと、前記密閉容器側に設けた突起部であるシェル側スナブバーに両端部を挿入され、前記圧縮機側スナブバーまたは前記シェル側スナブバーのどちらか一方は磁化されるとともに前記コイルバネと遊嵌したもので、スナブバーが磁化されているため、密閉型圧縮機の組み立て時にコイルバネを容易にスナブバーへ挿入することで組み立て性が向上し、スナブバーとコイルバネ遊嵌されているため、コイルバネとスナブバーとの擦れ低減により振動を抑制することができるとともに、電動圧縮要素の振動伝達を抑制することができるので、組み立て性が良く、振動および騒音の小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コイルバネと、前記コイルバネと遊嵌された圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方との直径隙間は、０．０１から０．５ｍｍの範囲内にしたもので、適正な隙間にすることで、密閉型圧縮機の組立工程において、スナブバーにコイルバネを挿入しても、スナブバーとコイルバネの間に作用する磁力により、スナブバーからコイルバネが脱落することを防止することができるので、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、組み立て性の良い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、シェル側スナブバーが磁化されるとともに、少なくともコイルバネの下端は潤滑油中に位置したもので、シェル側スナブバーとコイルバネの隙間に潤滑油が入り込むことで、シェル側スナブバーとコイルバネとの擦れによる振動を低減するとともに、電動圧縮要素の振動が直接シェル側スナブバーに伝達されることを抑制し、潤滑油により振動を減衰させることができるので、請求項１または２に記載の発明の効果に加えてさらに、振動及び騒音の小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方は樹脂系材料で形成されるとともにコイルバネが圧入挿嵌したもので、コイルバネが圧入挿嵌されるいずれかのスナブバーに樹脂系材料を用いることで、樹脂系材料で形成されたスナブバーで電動圧縮要素の振動伝達を低減することができるとともに、スナブバーとコイルバネとが擦れた際に発生する擦れ音を抑制することができるので、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、振動および騒音の小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、コイルバネの両端に無効巻部を備えたもので、コイルバネのスナブバーに挿入される部分を可動することのない無効巻にすることで、スナブバーとコイルバネとの間に擦れが発生することを抑制することができるので、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、振動および騒音の小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、スナブバーにコイルバネの無効巻部が圧入挿嵌されたもので、コイルバネの無効巻部は可動しないために、可動することのない無効巻をスナブバーに圧入挿嵌することでスナブバーとコイルバネとの擦れによる擦れ音を抑制することができ、請求項５に記載の発明の効果に加えてさらに、振動および騒音の小さい密閉型圧縮機を提供することができる。

以下、本発明による密閉型圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の側面の縦断面図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。

図１および図２において、密閉容器１０１内には、底部に潤滑油１０３を貯溜するとともに、電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０７からなる電動圧縮要素１０９を収納している。

圧縮要素１０７は円筒状の圧縮室１１７が形成されたシリンダ１１９と、シリンダ１１９に軸支され電動要素１０５に固定されたシャフト１２１と、圧縮室１１７内を往復摺動自在に挿入されたピストン１２３とを備えている。

電動圧縮要素１０９は、下方に向かって突起した突起部である圧縮機側スナブバー１２５を有し、また、密閉容器１０１の底部近傍には、上方に向かって突起した突起部であるシェル側スナブバー１１３を有し、圧縮機側スナブバー１２５とシェル側スナブバー１１３に、複数のコイルバネ１１１の両端部が挿入されており、複数のコイルバネ１１１で電動圧縮要素１０９を弾性的に支持している。

潤滑油１０３中に少なくとも一部が位置しているシェル側スナブバー１１３は、鉄系材料から構成されており、磁化されている。また、シェル側スナブバー１１３の最大外径は約１２ｍｍに設定している。

また、圧縮機側スナブバー１２５はピン１２７で電動圧縮要素１０９に固定されており、耐冷媒性を備えた樹脂材料であるポリブチレンテレフタレートで形成されている。

コイルバネ１１１は鉄系材料から構成され、略円筒形状をなしており、両端に無効巻部１１５を有している。また、内径は約１２ｍｍに設定している。

そして、コイルバネ１１１はシェル側スナブバー１１３と遊嵌され、コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３との直径隙間は、０．０１から０．５ｍｍの範囲内に設定されており、例えば０．２ｍｍに設定されている。

また、コイルバネ１１１の少なくとも下端は潤滑油１０３中に位置している。

一方、コイルバネ１１１は圧縮機側スナブバー１２５に圧入挿嵌されており、特にコイルバネ１１１の端部の無効巻部１１５が圧入挿嵌されている。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。

電動要素１０５に外部電源より通電がされるとシャフト１２１が回転し、これに伴ってピストン１２３は圧縮室１１７内で往復運動を行い、圧縮要素１０７が所定の圧縮動作を行う。

吸入行程時に圧縮室１１７の圧力が低下することで密閉容器１０１内の圧力が低下し、冷却システム（図示せず）から冷媒が密閉容器１０１内に導かれ圧縮室１１７内に吸入される。圧縮室１１７内に吸入された冷媒は、ピストン１２３で圧縮され、再び冷却システム（図示せず）へと吐出される。

この際、ピストン１２３が往復運動するため、電動圧縮要素１０９はピストン１２３の慣性力によりピストン１２３の往復方向に振動する。また、シャフト１２１とシリンダ１１９との摺動やピストン１２３と圧縮室１１７との摺動などからも振動が発生する。

これらの振動は、電動圧縮要素１０９の圧縮機側スナブバー１２５から、コイルバネ１１１へと伝達し、シェル側スナブバー１１３を介して密閉容器１０１へ伝達されることにより、密閉型圧縮機としての騒音の発生や、振動の増大の要因となる。

ここで、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１が圧入挿嵌されていると、電動圧縮要素１０９の振動がコイルバネ１１１を介して直接シェル側スナブバー１１３に振動が伝達されるため、密閉容器１０１を大きく加振する。

本実施の形態では、コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３とを遊嵌しているため、電動圧縮要素１０９の振動はコイルバネ１１１を介して直接シェル側スナブバー１１３に伝達されないため、密閉容器１０１への加振を低減することができる。

従って、電動圧縮要素１０９で発生した振動は、密閉容器１０１に伝達される間に大きく減衰され、振動および騒音が小さい密閉型圧縮機を実現することができる。

さらに、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１を遊嵌することで、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１の半径方向に隙間を設けることができるため、コイルバネ１１１が可動して変位しても、コイルバネ１１１がシェル側スナブバー１１３に直接接触たり互いに擦れたりすることを低減することができる。

そのため、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１の間に生じる擦れ音や振動の発生を抑制することができ、振動および騒音が小さい密閉型圧縮機を実現することができる。

さらに、密閉型圧縮機の組み立て工程において、シェル側スナブバー１１３にコイルバネ１１１を挿入する際、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１を遊嵌状態で組み立てるため、コイルバネ１１１をシェル側スナブバー１１３へ容易に挿入することができるため、生産性が向上する。

このとき、遊嵌にしているだけであると、組み立て工程であらかじめシェル側スナブバー１１３にコイルバネ１１１を挿入した後、電動圧縮要素１０９の圧縮機側スナブバー１２５がコイルバネ１１１に挿入されるまでの間に、コイルバネ１１１に何らかの衝撃が加わった場合コイルバネ１１１の倒れや脱落が発生してしまう可能性がある。

また、圧縮機側スナブバー１２５をコイルバネ１１１に挿入する際に、コイルバネ１１１に接触することで、同様にコイルバネ１１１の倒れや脱落が発生してしまう可能性がある。

しかしながら本実施の形態では、コイルバネ１１１と遊嵌されているシェル側スナブバー１１３が磁化されているため、電動圧縮要素１０９の圧縮機側スナブバー１２５がコイルバネ１１１に挿入されるまでの間に、コイルバネ１１１に何らかの衝撃が加わったり、圧縮機側スナブバー１２５がコイルバネ１１１に接触したりしても、シェル側スナブバー１１３の磁力によりシェル側スナブバー１１３にコイルバネ１１１を挿入した状態を維持することができる。

そのため、組み立て工程において、シェル側スナブバー１１３からコイルバネ１１１が脱落したり倒れたりすることを防止することができるので、組み立て性が良い密閉型圧縮機を実現することができる。

さらに、電動要素１０５への通電が遮断された際に、電動圧縮要素１０９はその慣性力によりシャフト１２１の回転方向に変位し、電動圧縮要素１０９の変位に伴い、圧縮機側スナブバー１２５に挿入されたコイルバネ１１１も変位する。

その際に、コイルバネ１１１が電動圧縮要素１０９や密閉容器１０１から一時的に抜けるように電動圧縮要素１０９が変位するが、シェル側スナブバー１１３が磁化されてコイルバネ１１１を磁力で吸引しているため、電動圧縮要素１０９が変位することによるコイルバネ１１１の一時的な抜けを軽減することができる。

従って、コイルバネ１１１の一時的な抜けを軽減し、電動圧縮要素１０９の変位する力を効率よく吸収して電動圧縮要素１０９の変位を抑制することができるので、停止時などにおける異常音の発生を抑制することができる。

さらに、コイルバネ１１１の下端が潤滑油１０３中に位置し、シェル側スナブバー１１３も潤滑油１０３中に少なくとも一部が位置しているため、磁化されているシェル側スナブバー１１３に潤滑油１０３中に浮遊している不純物を吸引して捕捉することができ、摺動部などに潤滑油１０３とともに不純異物が搬送されることを防止することができる。

そのため、不純異物により摺動部において摺動損失が増大するといった効率低下や、または摺動部の摩耗やロックといった信頼性の低下を防止することができる。

また、本実施の形態では、コイルバネ１１１の内径およびシェル側スナブバー１１３の外径を基本寸法１２ｍｍとし、コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３との直径隙間は、０．０１から０．５ｍｍの範囲内（例えば０．２ｍｍ）に設定されている。

コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３とを遊嵌状態で組み立てる効果は上述した通りであるが、遊嵌の隙間が大きすぎても不具合が生じる。

すなわち、圧縮機側スナブバー１２５とコイルバネ１１１の隙間が大きすぎた場合には、組み立て工程において、挿入されたコイルバネ１１１に磁化されたシェル側スナブバー１１３の磁力が十分作用させることができずに、コイルバネ１１１が倒れて正規に組み立てることができなくなるといった不具合が発生するが、コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３との直径隙間を０．０１から０．５ｍｍの範囲内（例えば０．２ｍｍ）に設定することで、これを防止することができる。

また、コイルバネ１１１の倒れが発生しなくとも、コイルバネ１１１の配置位置が電動圧縮要素１０９の圧縮機側スナブバー１２５の配置位置と大きくずれてしまうことを防止することができるため、圧縮機側スナブバー１２５をコイルバネ１１１に挿入する際、圧縮機側スナブバー１２５がコイルバネ１１１の端面に接触し、圧縮機側スナブバー１２５に挿入できないといった不具合を防止することができる。

また、本実施の形態では、少なくともコイルバネ１１１の下端は潤滑油１０３中に位置し、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１は遊嵌状態で半径方向に隙間を有している。

そのため、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１の半径方向の隙間や、コイルバネ１１１の下端とシェル側スナブバー１１３との間に潤滑油１０３が入り込むことで、シェル側スナブバー１１３とコイルバネ１１１の間の擦れをさらに低減することができるとともに、コイルバネ１１１とシェル側スナブバー１１３との物理的な接触を最小限とし、運転時の電動圧縮要素１０９の振動が直接シェル側スナブバー１１３に伝達される振動伝達を潤滑油１０３のダンピング効果を利用して減衰させることができるので、さらに振動および騒音を低減することができる。

また、本実施の形態では、圧縮機側スナブバー１２５を樹脂系材料とし、コイルバネ１１１と圧入挿嵌している。

コイルバネ１１１を圧入挿嵌すると、圧縮機側スナブバー１２５との擦れ音や電動圧縮要素１０９の振動伝達の減衰不足により振動や騒音の増大する可能性があるが、圧縮機側スナブバー１２５樹脂系材料を採用することで、鉄系材料に比べ振動が伝達されにくく、さらに、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料は表面エネルギーが低く、固体潤滑性を備えるため、鉄系の材料との滑りがよい。

従って、圧縮機側スナブバー１２５とコイルバネ１１１間に生じる擦れ音の防止や電動圧縮要素１０９からの振動伝達を減衰することができる。

それに加え、圧縮機側スナブバー１２５とコイルバネ１１１を圧入挿嵌することで、電動圧縮要素１０９の変位する力をコイルバネ１１１が効率良く吸収し、電動圧縮要素１０９の変位を抑制することができるので、異常音の発生しない密閉型圧縮機を実現できる。

また、本実施の形態では、コイルバネ１１１の両端にバネが密着している無効巻部１１５を設け、無効巻部１１５を圧縮機側スナブバー１２５に圧入挿嵌している。無効巻部１１５は、バネとしてほとんど機能せず、コイルバネ１１１が変位しても可動することはない。

そのため、コイルバネ１１１の変位や振動によって圧縮機側スナブバー１２５やシェル側スナブバー１１３と擦れることがほとんどなく、コイルバネ１１１と圧縮機側スナブバー１２５やシェル側スナブバー１１３との擦れ音の発生をさらに抑制することができる。

特に、無効巻部１１５を圧縮機側スナブバー１２５に圧入挿嵌しているため、コイルバネ１１１の可動する部分が圧縮機側スナブバー１２５やシェル側スナブバー１１３に圧入挿嵌されている場合に問題となる、電動圧縮要素１０９の変位や振動によりコイルバネ１１１と圧縮機側スナブバー１２５やシェル側スナブバー１１３との擦れの発生を抑制することができ、コイルバネ１１１と圧縮機側スナブバー１２５との擦れ音の発生をさらに抑制することができる。

なお、圧縮機側スナブバー１２５とコイバネ１１１とは圧入挿嵌とし、シェル側スナブバー１１３とコイバネ１１１とは遊嵌している例で説明したが、逆の嵌合状態であっても、上述した圧入挿嵌の効果及び遊嵌の効果は得られることは言うまでもない。

また、シェル側スナブバー１１３を樹脂系材料としても、鉄系材料に比べ振動が伝達されにくく、圧縮機側スナブバー１２５が樹脂材料である実施例で説明した同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、組み立て性が良く低騒音を備えることが可能となるので、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図 従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図

符号の説明

１０１ 密閉容器
１０３ 潤滑油
１０９ 電動圧縮要素
１１１ コイルバネ
１１３ シェル側スナブバー
１１５ 無効巻部
１２５ 圧縮機側スナブバー

Claims (6)

1. 密閉容器内に潤滑油を収容するとともに、前記密閉容器内に収納された電動圧縮要素を弾性的に支持するコイルバネを備え、前記コイルバネは、前記電動圧縮要素側に設けた突起部である圧縮機側スナブバーと、前記密閉容器側に設けた突起部であるシェル側スナブバーに両端部を挿入され、前記圧縮機側スナブバーまたは前記シェル側スナブバーのどちらか一方は磁化されるとともに前記コイルバネと遊嵌されたことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. コイルバネと、前記コイルバネと遊嵌された圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方との直径隙間は、０．０１から０．５ｍｍの範囲内である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. シェル側スナブバーが磁化されるとともに、少なくともコイルバネの下端は潤滑油中に位置する請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. 圧縮機側スナブバーまたはシェル側スナブバーのどちらか一方は樹脂系材料で形成されるとともにコイルバネが圧入挿嵌された請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
5. コイルバネの両端に無効巻部を備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
6. スナブバーにコイルバネの無効巻部が圧入挿嵌された請求項５に記載の密閉型圧縮機。