JP2000217305A - 電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方法および装置とそれらを用いた密閉型圧縮機 - Google Patents

電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方法および装置とそれらを用いた密閉型圧縮機

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JP2000217305A JP11014888A JP1488899A JP2000217305A JP 2000217305 A JP2000217305 A JP 2000217305A JP 11014888 A JP11014888 A JP 11014888A JP 1488899 A JP1488899 A JP 1488899A JP 2000217305 A JP2000217305 A JP 2000217305A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 両持ち軸受の軸受負荷の違いに応じた与圧が
働いて、軸受のガタツキに起因した振動や騒音が生じな
いようにする。 【解決手段】 電動機１に直結され駆動負荷３に連結さ
れた駆動軸４を、電動機１部および駆動負荷３部で軸受
負荷が大小異なる軸受５、６により軸受し、各軸受５、
６にスラスト方向の与圧を働かせるのに、両軸受５、６
の内輪５ａ、６ａの一方または双方に駆動軸４との間で
弾性体７によるスラスト方向の与圧を働かせ、回転子２
を伴う駆動軸４の自重または／および回転子２の固定子
８に対する偏心により駆動時に生じる反偏心側への磁気
吸引力を、駆動軸４を介し軸受負荷の大きい軸受５の内
輪５ａにスラスト方向の与圧として働かせることによ
り、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動機直結駆動軸の
両持ち軸受構造の与圧方法および装置とそれらを用いた
密閉型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造は例
えば密閉型圧縮機に採用されている。
【０００３】密閉型圧縮機は例えば、図４に示すように
圧縮機構ａおよびこれを回転子ｂに連結した駆動軸であ
るクランク軸ｃで駆動する電動機ｄを密閉容器ｅに内蔵
し、電動機ｄの固定子ｆを密閉容器ｅに固定し、クラン
ク軸ｃの圧縮機構ａ側を大きな軸受負荷の主軸受ｇによ
り軸受し、電動機ｄ側を軸受負荷の小さな副軸受ｈによ
り軸受している（特開平０１−２９０９８２号公報）。
【０００４】主軸受ｇが副軸受ｈよりも軸受負荷を大き
くされているのは、クランク軸ｃおよび駆動負荷である
圧縮機構ａの旋回スクロールｉやロータリピストンの偏
心回転による遠心負荷、冷媒などの流体を圧縮したとき
のガス圧による負荷を受けるためである。
【０００５】ところで、主軸受ｇおよび副軸受ｈはとも
に転がり軸受であり、軸受特有の転動体と軌道輪との間
のガタによる振動や騒音が発生するので、従来、転がり
軸受の内輪または外輪に弾性体による与圧を働かせるこ
とで前記の振動や騒音の発生を抑制することが一般的に
行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近時の小型化
に伴う高速運転化や、さらなる静音化、耐久性の向上な
どの要求に応えるべく種々に実験をし研究を重ねる中、
本発明者等は従来の与圧方式だけでは振動や騒音の問題
が解消し切れないことを知見した。
【０００７】従来の与圧方式では主軸受および副軸受双
方に一様な与圧しか働かず、主軸受および副軸受のそれ
ぞれの軸受負荷に見合う適正な与圧が働かされていない
ことが原因している。
【０００８】本発明の目的は、両持ち軸受の軸受負荷の
違いに応じた与圧が働いて、振動や騒音が生じないよう
にできる電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方法
および装置とそれらを用いた密閉型圧縮機を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与
圧方法は、電動機の回転子に直結されるとともに駆動負
荷に連結された駆動軸を、電動機部および駆動負荷部の
２か所で軸受負荷が大小異なる軸受により軸受し、各軸
受にスラスト方向の与圧を働かせるのに、前記両軸受の
一方または双方の内輪と駆動軸との間に弾性体によるス
ラスト方向の与圧を働かせるのに併せ、回転子を伴う駆
動軸の自重または／および回転子の固定子に対する偏心
により駆動時に生じる反偏心側への磁気吸引力を、駆動
軸を介し軸受負荷の大きい軸受の内輪にスラスト方向の
与圧として働かせることを主たる特徴としている。
【００１０】また、本発明の電動機直結駆動軸の両持ち
軸受構造の与圧装置は、前記両軸受の一方または双方の
内輪と駆動軸との間にスラスト方向の与圧を前記内輪に
働かせるよう弾性体を圧縮状態で設けるのに併せ、回転
子を伴う駆動軸の自重または／および回転子の固定子に
対する偏心により駆動時に生じる反偏心側への磁気吸引
力が、駆動軸を介し軸受負荷の大きい軸受の内輪にスラ
スト方向の与圧として働くように、駆動軸を縦向きに設
置しまたは／および回転子を固定子に対して偏心させた
ことを主たる特徴としている。
【００１１】このような構成では、両軸受の一方または
双方の内輪と駆動軸との間にある弾性体の復元力が、共
通の駆動軸を介し前記両軸受の内輪に均等な与圧として
働くのに加え、縦向き設置による回転子を伴う駆動軸の
自重または／および回転子の固定子に対する偏心により
駆動時に生じる反偏心側への磁気吸引力が、駆動軸を介
し軸受負荷の大きい軸受の内輪にスラスト方向の与圧と
して働き、それらは両軸受に働く位置や向きに応じて相
乗または相殺される結果、両軸受にそれらの軸受負荷の
大小に応じて異なる適正な大きさの与圧を働かせること
がきるので、駆動軸の回転に伴う軸受のガタツキに起因
した振動や騒音の発生を十分に防止することができる。
【００１２】本発明の密閉型圧縮機は、圧縮機構および
これを回転子に連結のクランク軸で駆動する電動機を密
閉容器に内蔵し、電動機の固定子を密閉容器に固定し、
クランク軸の圧縮機構側を大きな軸受負荷の主軸受によ
り軸受し、電動機側を軸受負荷の小さな副軸受により軸
受したものにおいて、前記主、副両軸受の一方または双
方の内輪と駆動軸との間にスラスト方向の与圧を前記内
輪に働かせるよう弾性体を圧縮状態で設けるのに併せ、
回転子を伴う駆動軸の自重または／および回転子の固定
子に対する偏心により駆動時に生じる反偏心側への磁気
吸引力が、駆動軸を介し主軸受の内輪にスラスト方向の
与圧として働くように、駆動軸を縦向きに設置しまたは
／および回転子を固定子に対して偏心させたことを主た
る特徴としている。
【００１３】このような構成では、前記与圧方法および
装置による両軸受への軸受負荷の大小の違いに応じた与
圧が、前記クランク軸の主、副両軸受に対して同様に働
き、クランク軸および駆動負荷である圧縮機構の偏心回
転があっても主、副両軸受の軸受負荷の違いに応じた適
正な与圧によって振動や騒音が生じるのを十分に防止す
ることができる。
【００１４】本発明のそれ以上の目的および特徴は、以
下の詳細な説明および図面の記載によって明らかにな
る。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独
で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることが
できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電動機直結駆動軸
の両持ち軸受構造の与圧方法および装置、およびそれら
を用いた密閉型圧縮機の実施の形態について、その実施
例とともに図１〜図３を参照しながら説明し、本発明の
理解に供する。
【００１６】本実施の形態は空調、冷凍機器に用いられ
る密閉型圧縮機に本発明を適用した場合の一例である。
しかし、本発明はこれに限られることはなく、電動機に
直結されて負荷を駆動する各種の軸を持った機器一般に
適用して有効である。
【００１７】本実施の形態は例えば図１〜図３に密閉型
圧縮機として示すように、電動機１の回転子２に直結さ
れるとともに駆動負荷の一例である圧縮機構３に連結さ
れた駆動軸であるクランク軸４を、圧縮機構３部および
電動機１部の２か所で軸受負荷が大小異なる軸受の一例
である主軸受５および副軸受６により軸受し、主、副各
軸受５、６にスラスト方向の与圧を前記軸受負荷の違い
に応じた大きさで働かせる。
【００１８】そのために、主、副各両軸受５、６の内輪
５ａ、６ａの一方または双方とクランク軸４との間で、
圧縮状態に設けられた弾性体７の弾性復元力によるスラ
スト方向の与圧を前記内輪５ａ、６ａの一方または双方
働かせるのに併せ、クランク軸４が縦向きに設置された
ときの回転子２を伴うクランク軸４の自重または／およ
び電動機１での回転子２の固定子８に対する偏心により
駆動時に生じる反偏心側への磁気吸引力を、クランク軸
４を介し、主、副両軸受５、６のうちの軸受負荷の大き
い側の主軸受５の内輪５ａにスラスト方向の与圧として
働かせる。
【００１９】主、副両軸受５、６の内輪５ａ、６ａの一
方または双方とクランク軸４との間にある弾性体７の弾
性復元力が、共通のクランク軸４を介し前記主、副両軸
受５、６の内輪５ａ、６ａに均等な与圧として働くが、
図２、図３の各実施例に示すような縦向き設置による回
転子２を伴うクランク軸４の自重または／および回転子
２の固定子８に対する偏心により駆動時に生じる反偏心
側への磁気吸引力は、クランク軸４を介し軸受負荷の大
きい主軸受５の内輪５ａにスラスト方向の与圧として働
く。自重による与圧は縦向きに限らず斜め配置した場合
などでも得られる。磁気吸引力による与圧はクランク軸
４が図２、図３に示すような縦向きか、図１に示すよう
な横向きかなど、設置向きの違いにかかわらず反偏心側
に向け働く。
【００２０】これら弾性体７による与圧と、自重または
／および磁気吸引力による与圧とは、主、副両軸受５、
６に働く位置や向きに応じて相乗または相殺される。そ
の結果、主、副両軸受５、６にそれらの軸受負荷の大小
に応じて異なる適正な大きさの与圧を働かせることがき
る。従って、クランク軸４の回転に伴う主、副両軸受
５、６のガタツキに起因した振動や騒音の発生を十分に
防止することができる。
【００２１】図１の（ａ）に示す第１の実施例の横型設
置の密閉型圧縮機は、メンテナンスフリーな使用などに
対応してブラシレスタイプのものを使用し、密閉容器１
１内に電動機１および圧縮機構３を収容している。電動
機１は固定子８が密閉容器１１の胴部内周に焼きバメな
どして固定されている。主軸受５は密閉容器１１の胴部
内周に溶接などして固定された主軸受部材１２の電動機
１側の面に外輪５ｂを保持された転がり軸受、具体的に
はボールベアリングであり、クランク軸４をそれの主軸
４ａに内輪５ａが嵌め合わされて軸受している。副軸受
６は密閉容器１１の胴部内周に溶接などして固定された
副軸受部材１３の反電動機１側の面に外輪６ｂを保持さ
れた転がり軸受、具体的にはボールベアリングであり、
クランク軸４をそれの副軸４ｂに内輪６ａが嵌め合わさ
れて軸受している。
【００２２】圧縮機構３はスクロール圧縮機構であり、
主軸受部材１２の外面に固定スクロール１５をボルト１
４により固定され、主軸受部材１２と固定スクロール１
５との間に旋回スクロール１６が嵌め合わされ、固定ス
クロール１５と旋回スクロール１６との羽根どうしが噛
み合って双方間に圧縮室１７を形成している。旋回スク
ロール１６は背部の旋回軸１６ａがクランク軸４の主軸
４ａの偏心孔４ｅに嵌め合わされ、旋回スクロール１６
と主軸受部材１２との間に旋回スクロール１６の自転を
防止するオルダムリング１９などによる回転防止機構１
８が設けられている。これにより、クランク軸４が電動
機１によって回転駆動されると主軸４ａの回転に従って
旋回スクロール１６が旋回駆動され、固定スクロール１
５との間で冷媒の吸入、および圧縮、吐出を繰り返し行
い、空調、冷凍機器に圧縮した冷媒を供給し続ける。圧
縮機構３がロータリピストンを採用する他の形式の圧縮
機構３を持った機器など、同じような課題を有する両持
ち軸受構造となるもの全てに共通して有効である。
【００２３】副軸受部材１３の外面には潤滑ポンプ２１
がボルト２２で固定され、クランク軸４により駆動され
て密閉容器１１内の下部に貯留しているオイルを吸込
み、クランク軸４内の通路を通じて各部の摺動部に供給
できるようにしている。クランク軸４の回転子２の副軸
４ｂ側端部の近くにバランスウエイト２３が設けられて
いる。主、副軸受５、６は共にラジアルベアリングであ
るが、クランク軸４の端部側に対称的に向く座面４ｃ、
４ｄにそれぞれの内輪５ａ、６ａが当接され、相対向す
る主、副軸受部材１２、１３の間に主、副軸受５、６を
介しクランク軸４をスラスト方向に位置決めもしてい
る。これによって、主、副両軸受５、６はクランク軸４
をそのスラスト方向２か所で軸受して両持ち支持軸受構
造を構成し、主軸受５はクランク軸４の回転に伴う圧縮
機構３部の偏心部による遠心力、および圧縮される冷媒
のガス圧などによる負荷を支持し、副軸受６はバランス
ウエイト２３の偏心による遠心力などを支持する。この
結果主軸受５の軸受負荷は副軸受６のそれよりも大き
く、主軸受５は副軸受６よりもサイズの大きなものとし
てある。
【００２４】主、副両軸受５、６によるクランク軸４の
前記位置決めにもかかわらず、主、副両軸受５、６の転
動体であるボールとその軌道輪である内外輪５ａ、６ａ
および５ｂ、６ｂとの間にガタツキがあり、振動や騒音
の原因になる。これに上記のような与圧を働かせること
により対処するが、本実施例での弾性体７は図１の
（ｂ）に示すように波型のばねワッシャを採用し、副軸
受６の内輪６ａと座面４ｄとの間にだけ設けて、圧縮状
態からのスラスト方向の弾性復元力で主、副両軸受５、
６の双方に与圧を等しく働かせる。弾性体７は皿型のば
ねワッシャや捩じりばねワッシャなどスラスト方向に弾
性を示すばねワッシャ類、ばね類、合成樹脂やゴムなど
の弾性材料よりなるリング類など各種のものを採用する
ことができ、場合によってはそれらを適宜に組み合わせ
て用いることもできる。また、電動機１は回転子２を固
定子８に対して反圧縮機構３側に偏心して配置され、電
動機１が駆動されるとき回転子２は固定子８との間で圧
縮機構３側への磁気吸引力を受けて、主軸受５の内輪５
ａにスラスト方向の与圧として弾性体７による与圧に相
乗して働く。従って、主軸受５には、副軸受６よりも前
記磁気吸引力分だけ大きな与圧が働き、主、副両軸受
５、６にそれらの軸受負荷の大小に応じた大きさの与圧
を適正に働かせることができ、主、副両軸受５、６のガ
タツキや騒音の発生を十分に防止することができる。
【００２５】なお、弾性体７をクランク軸４の座面４ｃ
と主軸受５の内輪５ａの端面との間に働かせると、主軸
受５に働く与圧は前記の場合と変わらないが、副軸受６
には、弾性体７による与圧から磁気吸引力による与圧を
減じた分の相殺与圧が働き、前記の場合よりも小さくす
ることができる。
【００２６】もっとも、必要に応じ、主、副軸受５、６
の双方に与圧のための弾性体７を働かせて、前記与圧の
相乗および相殺の働きを複合させることもできる。
【００２７】図２に示す第２の実施例の縦型設置の密閉
型圧縮機は、第１の実施例の密閉型圧縮機を圧縮機構３
の側の下にして縦型に設置したもので、回転子２は固定
子８に対してクランク軸４のスラスト方向に偏心させ
ず、回転子２を含むクランク軸４の自重が主軸受５に与
圧として働くようにしてある。他の構成および作用は潤
滑油の循環機構が異なるだけで特に変わるところはな
く、同じ部材には同一の符号を付し、重複する説明は省
略する。
【００２８】本実施例では、弾性体７による与圧は主、
副両軸受５、６の双方に等しく働き、回転子２を含むク
ランク軸４の自重による与圧は主軸受５にだけ働く。従
って、副軸受６には弾性体７による与圧だけが働き、主
軸受５には弾性体７による与圧に回転子２を含むクラン
ク軸４の自重が相乗して働き、主軸受５に副軸受６より
も大きな与圧を働かせることができる。
【００２９】この場合も、弾性体７をクランク軸４の座
面４ｃと主軸受５の内輪５ａの端面との間に働かせる
と、副軸受６には、弾性体７による与圧から前記自重に
よる与圧を減じた相殺与圧が働き、前記の場合よりも副
軸受６に働く与圧を小さくすることができる。
【００３０】もっとも、必要に応じ、主、副軸受５、６
の双方に与圧のための弾性体７を働かせて、前記与圧の
相乗および相殺の働きを複合させることもできる。
【００３１】図３に示す第３の実施例の縦型設置の密閉
型圧縮機は、第２の実施例において、さらに、回転子２
を固定子８に対して上方に偏心させた点で異なり、他の
構成および作用は第２の実施例と特に変わるところはな
く、同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省
略する。
【００３２】本実施例では、弾性体７による与圧は主、
副両軸受５、６の双方に等しく働き、回転子２を含むク
ランク軸４の自重と、回転子２の固定子８との間で受け
る圧縮機構３側への磁気吸引力とによる与圧は主軸受５
にだけ働く。従って、副軸受６には弾性体７による与圧
だけが働き、主軸受５には弾性体７による与圧に回転子
２を含むクランク軸４の自重と、回転子２の固定子８と
の間で受ける圧縮機構３側への磁気吸引力とによる与圧
が相乗して働き、主軸受５に働く与圧をより大きくしや
すい。
【００３３】この場合も、弾性体７をクランク軸４の座
面４ｃと主軸受５の内輪５ａの端面との間に働かせる
と、副軸受６には、弾性体７による与圧から前記自重と
磁気吸引力による与圧を減じた相殺与圧が働き、前記の
場合よりも副軸受６に働く与圧をより小さくしやすい。
【００３４】もっとも、必要に応じ、主、副軸受５、６
の双方に与圧のための弾性体７を働かせて、前記与圧の
相乗および相殺の働きを複合させることもできる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、上記の説明で明らかな
ように、弾性体の復元力による与圧と電動機の磁気吸引
力や電動機に直結の駆動軸などの自重による与圧とを複
合して用いて、駆動軸などを両持ち支持している両軸受
に対し、それらの軸受負荷の大小の違いに応じた大きさ
に相乗または相殺して働かせて、駆動軸の回転に伴う軸
受のガタツキに起因した振動や騒音の発生を十分に防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の密閉型圧縮機、およびこ
れにおける電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方
法および装置の１つの実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の密閉型圧縮機、およびこ
れにおける電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方
法および装置の別の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の密閉型圧縮機、およびこ
れにおける電動機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方
法および装置の今１つの実施例を示す断面図である。
【図４】従来の密閉型圧縮機、およびこれにおける電動
機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方法および装置の
１つの実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電動機 ２ 回転子 ３ 圧縮機構 ４ クランク軸 ４ａ 主軸 ４ｂ 副軸 ４ｃ、４ｄ 座面 ５ 主軸受 ６ 副軸受 ５ａ、６ａ 内輪 ５ｂ、６ｂ 外輪 ７ 弾性体 ８ 固定子 １１ 密閉容器 １２ 主軸受部材 １３ 副軸受部材
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB01 AC03 BB05 CA01 CA02 CE01 3J012 AB04 BB03 BB05 CB03 CB10 FB10 HB04 5H605 AA04 AA05 BB05 BB07 BB17 CC01 CC02 CC04 EB04 EB39 5H607 AA04 AA12 BB01 BB14 CC01 DD02 DD03 DD08 DD09 EE60 GG04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動機の回転子に直結されるとともに駆
    動負荷に連結された駆動軸を、電動機部および駆動負荷
    部の２か所で軸受負荷が大小異なる軸受により軸受し、
    各軸受にスラスト方向の与圧を働かせる両持ち軸受構造
    の与圧方法において、 前記両軸受の一方または双方の内輪に駆動軸との間で弾
    性体によるスラスト方向の与圧を働かせるのに併せ、回
    転子を伴う駆動軸の自重または／および回転子の固定子
    に対する偏心により駆動時に生じる反偏心側への磁気吸
    引力を、駆動軸を介し軸受負荷の大きい軸受の内輪にス
    ラスト方向の与圧として働かせることを特徴とする電動
    機直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧方法。
  2. 【請求項２】 電動機の回転子に直結されるとともに駆
    動負荷に連結された駆動軸を、電動機部および駆動負荷
    部の２か所で軸受負荷が大小異なる軸受により軸受し、
    各軸受にスラスト方向の与圧を働かせた両持ち軸受構造
    の与圧装置において、 前記両軸受の一方または双方の内輪と駆動軸との間にス
    ラスト方向の与圧を前記内輪に働かせるよう弾性体を圧
    縮状態で設けるのに併せ、回転子を伴う駆動軸の自重ま
    たは／および回転子の固定子に対する偏心により駆動時
    に生じる反偏心側への磁気吸引力が、駆動軸を介し軸受
    負荷の大きい軸受の内輪にスラスト方向の与圧として働
    くように、駆動軸を縦向きに設置しまたは／および回転
    子を固定子に対して偏心させたことを特徴とする電動機
    直結駆動軸の両持ち軸受構造の与圧装置。
  3. 【請求項３】 圧縮機構およびこれを回転子に連結のク
    ランク軸で駆動する電動機を密閉容器に内蔵し、電動機
    の固定子を密閉容器に固定し、クランク軸の圧縮機構側
    を大きな軸受負荷の主軸受により軸受し、電動機側を軸
    受負荷の小さな副軸受により軸受した密閉型圧縮機にお
    いて、 前記主、副両軸受の一方または双方の内輪と駆動軸との
    間にスラスト方向の与圧を前記内輪に働かせるよう弾性
    体を圧縮状態で設けるのに併せ、回転子を伴う駆動軸の
    自重または／および回転子の固定子に対する偏心により
    駆動時に生じる反偏心側への磁気吸引力が、駆動軸を介
    し主軸受の内輪にスラスト方向の与圧として働くよう
    に、駆動軸を縦向きに設置しまたは／および回転子を固
    定子に対して偏心させたことを特徴とする密閉型圧縮
    機。
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