JP2001323886A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦損失が増大したり構造が複雑になったり
大型化するようなことなく、振動や騒音の発生を防止で
きるようにする。 【解決手段】 クランク軸１２を、シリンダ３の電動機
８側の端板５と、前記電動機８の反ロータリ圧縮機構２
側に配した副軸受部１７とによって軸受し、上記のよう
な目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、業務用、および非
業務用を問わず主として冷凍空調に使用される電動のロ
ータリ圧縮機に関し、詳しくはロータリ圧縮機構とこれ
を駆動する電動機とを容器に収容したロータリ圧縮機に
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、レシ
プロ式のもの、ロータリ式のもの、スクロール式のもの
があり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野
で使用されてきている。現在はコスト、性能面等でそれ
ぞれ特徴を活かして成長してきている。

【０００３】中でも圧縮機構および電動機を容器に収容
した圧縮機は、防音とメンテナンスフリーを意図したい
わゆる密閉型圧縮機で代表され、スクロール圧縮機とロ
ータリ圧縮機とが主流になっている。ロータリ圧縮機は
従来、図４に示すように縦向きに設置する縦型のものが
広く使用されている。このものは、容器ａ内の下部にロ
ータリ圧縮機構ｂを配し、その上に電動機ｃを配してい
る。電動機ｃの回転子ｎを持っているクランク軸ｄは、
ロータリ圧縮機構ｂのシリンダｅを貫通してシリンダｅ
内で偏心回転されるピストンｊと連結されており、シリ
ンダｅの上下を閉じている上部端板ｆ、下部端板ｇの摺
動軸受部h、ｉによって軸受されている。この摺動軸受
部ｈ、ｉはシリンダｅをクランク軸ｄが貫通している部
分を利用した２点支持構造を実現しており、しかも、こ
の軸受部での冷媒の漏れを防止するシールを兼ねてい
る。このシールのために各摺動軸受部ｈ、ｉは所定以上
のシール長、つまり摺動軸受面の軸方向長さが必要であ
る。下部端板ｇの摺動軸受部ｉはこれを満足するだけの
長さを有しており、上部端板ｆの摺動軸受部ｈは必要シ
ール長を上回る長さを有し、クランク軸ｄの回転子ｎ側
で振れが生じるのを防止するようにしている。

【０００４】しかし、上記のような従来の構造では、ク
ランク軸ｄのピストンｊを含む偏心部による偏心荷重の
バラツキや、第１バランスウエイトｋ、第２バランスウ
エイトｍの取付け誤差などにより、回転のバランスを完
全にとるのは困難である。このため、回転のアンバラン
スにより振動や騒音が生じるのを防止し切れないのが実
情であり、近時の低騒音、小型化、高性能化の要求に対
応できなくなっている。

【０００５】これは、シリンダｅの上下での上部端板ｆ
および下部端板ｇによるクランク軸ｄの２点支持位置
が、摺動軸受部ｈが必要シール長よりも長く設計されて
いるにしても、回転子ｎ側から下方に外れていることに
より、回転負荷の大きな回転子ｎ側に軸受機能が充分に
及んでいないためである。

【０００６】そこで、特公平５―８４３９８号公報は、
クランク軸の端部を圧縮機構部の上下の軸受による２点
支持に加え、電動機ｃの反圧縮機構部側の固定子に固定
された副摺動軸受によって支持し、振動や騒音を抑える
改良技術を開示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の改良技術では、摺動軸受部による３点支持が必須と
なり、摩擦損失が増加するために圧縮機の効率を悪化さ
せてしまう。

【０００８】本発明の目的は、摩擦損失が増大したり構
造が複雑になったり大型化するようなことなく、振動や
騒音の発生を防止できるロータリ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】上記の課題を解決するた
めに、本発明のロータリ圧縮機は、端板で閉じられたシ
リンダ、このシリンダ内で偏心回転するピストンおよび
このピストンに従動するベーンを持ったロータリ圧縮機
構と、シリンダ内のピストンと端板を貫通するクランク
軸を介し連結されピストンを偏心回転させる電動機と、
を容器に収容したものにおいて、前記クランク軸を、シ
リンダの電動機側の端板と、前記電動機の反ロータリ圧
縮機構側に配した副軸受部とによって軸受したことを特
徴としている。

【００１０】このような構成では、従来通りにロータリ
圧縮機構およびそれを駆動する電動機を容器に収容した
構造において、電動機がクランク軸によりロータリ圧縮
機構におけるシリンダ内のピストンを偏心回転させるの
に、従来なかった電動機の反ロータリ圧縮機構側の軸受
を備えることによって、クランク軸の回転子を持った部
分の両側で２点支持する軸受構造が得られ、クランク軸
の撓み防止になり、しかも、ロータリ圧縮機構の端板に
よる軸受負荷の低減にもなり、前記２点支持する一方の
端板による従来通りの軸受１つでクランク軸の偏心回転
するピストンの偏心回転をもその直近で安定に支持でき
るので、クランク軸の全体を２つの軸受部によって安定
に支持し振動や騒音が生じるのを防止することができ
る。しかも軸受部は２つでよいし、シリンダにおける反
電動機側の端板のクランク軸が貫通する構造とその貫通
部のシールの必要をなくせるので、特に、構造が複雑に
なったり、大型化したりすることはない。また、摺動軸
受部が３つ以上になって摩擦損失が増加し圧縮機の効率
が悪化するようなこともない。

【００１１】前記副軸受部がクランク軸をころがり軸受
により軸受するものであると、この軸受部での摩擦抵抗
が勢い小さくなるので、圧縮機の効率が高まるし、クラ
ンク軸をロータリ圧縮機構部の電動機側端板および反電
動機側端板双方の摺動軸受部で軸受する構造と併用して
も、上記従来の改良技術の場合のような摩擦抵抗の増大
による問題なしに３点支持構造を実現し、性能のさらな
る向上を図ることができる。

【００１２】前記副軸受部が容器に固定された固定部材
を備えていると、ロータリ圧縮機構、電動機といった他
の機器と共通して容器を基準にした相互間の位置決めが
でき、軸受部の心出しが容易になる。

【００１３】前記副軸受部の冷媒通路部にオイル分離の
ためのメッシュを備えていると、副軸受部を設けたこと
を利用して、特に構造が複雑になるようなことなく、冷
媒に随伴しているオイルを分離し、オイルの吐出量を低
減することができる。

【００１４】前記端板での軸受部がころがり軸受を備え
ていると、その分摩擦抵抗を少なくすることができ、ロ
ータリ圧縮機構の効率がさらに向上する。

【００１５】冷媒に、塩素を含まない弗化炭素水素系、
炭化水素系が用いられ、冷媒に潤滑効果を期待できなく
ても、クランク軸の支持が安定しているので、焼きつき
などが生じにくく、メンテナンスフリーな使用面からで
も実用上有利になる。

【００１６】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から明らかになる。本
発明の各特徴は、可能な限りそれ単独で、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。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の幾つかの実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明し、本発明の
理解に供する。

【００１８】（実施の形態１）本実施の形態１に係るロ
ータリ圧縮機は図１に示すように、冷凍サイクル機器と
の接続完了時点で密閉状態になる容器１を持っている。
この容器１内の下部にロータリ圧縮機構２が、その上に
は電動機８がそれぞれ配置されている。ロータリ圧縮機
構２は容器１内に固定されるシリンダ３と、このシリン
ダ３内で偏心回転するピストン４およびこのピストン４
に摺動する図示しないベーンとを持ち、シリンダ３の上
下の開放部が上部端板５および下部端板６により閉じら
れている。これらシリンダ３、上部端板５、および下部
端板６はボルト７で相互を締結され、上部端板５がその
外周部を容器１に溶接されてロータリ圧縮機構２の全体
が容器１内に固定されている。電動機８は容器１の内周
に焼き嵌めや溶接などで固定された固定子９と、この固
定子９の内側に回転できるように位置する回転子１１と
で構成され、回転子１１がシリンダ３を貫通してピスト
ン４を偏心回転させるクランク軸１２の上部に固定され
ている。このクランク軸１２はこれを安定して回転でき
るように容器１内で軸受されるとともに、ピストン４を
偏心回転させる偏心カム１２ａを下部に有している。こ
れによりロータリ圧縮機構２は、電動機８がクランク軸
１２を駆動すると、ピストン４がシリンダ３内で偏心回
転されて、シリンダ３、ピストン４、および図示しない
ベーンが作る圧縮室２ａがピストン４の回転位置に応じ
て拡縮することにより、吸入口１３から冷媒を吸入して
圧縮し、図示しない吐出口から吐出することを繰り返
す。

【００１９】図示しない吐出口は吐出冷媒を容器１内の
電動機８を内蔵している部分に吐出させる。容器１内に
吐出された冷媒は電動機８の細部を通過してこの電動機
８を冷却した後、容器１の上部に設けられた吐出パイプ
１４を通じそれに接続されている冷凍サイクル機器に供
給される。冷凍サイクル機器を経た冷媒はアキュームレ
ータ１５を通って後、容器１に接続された吸入パイプ１
６、吸入口１３を通じ再度シリンダ３内に吸入され、以
降繰り返し利用される。

【００２０】特に、本実施の形態１は、前記クランク軸
１２を、シリンダ３の電動機８側の端板である上部端板
５と、電動機８の反ロータリ圧縮機構２側となる電動機
８の上に配した副軸受部１７とによって軸受している。
これにより、従来通りにロータリ圧縮機構２および電動
機８を容器１に収容した構造において、電動機８がクラ
ンク軸１２によりロータリ圧縮機構２におけるシリンダ
３内のピストン４を偏心回転させるのに、クランク軸１
２の電動機８を挟む２箇所で２点支持する軸受構造が得
られる。このような２点支持の軸受構造により、クラン
ク軸１２の撓み防止になり、しかも、ロータリ圧縮機構
２の端板による軸受負荷の低減にもなり、前記２点支持
する一方の上部端板５による従来通りの軸受１つでクラ
ンク軸１２の偏心回転するピストン４の偏心回転をもそ
の直近で安定に支持できるので、クランク軸１２の全体
を、ピストン４の偏心回転や回転負荷が大きい回転子１
１の回転の影響をよく抑えて安定に支持することがで
き、回転子１１に設けるバランスウエイト１８、１９の
製作や取り付け位置に誤差や狂いなどがあっても振動や
騒音が生じるのを防止することができる。しかも、この
ように２点支持だけで十分な支持状態が得られるので、
一方の軸受部である副軸受部１７はシリンダ３における
クランク軸１２が貫通する貫通部を利用していないもの
の、摺動軸受部を３つ以上設ける必要は特になく摩擦損
失が増加し圧縮機の効率が悪化するようなことがない
し、反電動機８側の端板である下部端板６の貫通構造と
シールをなくすことができるので、構造が特に複雑にな
ったり、大型化したりすることはない。

【００２１】上部端板５はその中央部に一体成形した摺
動軸受部２０によってクランク軸１２の回転子１１直下
を軸受しており、シリンダ３に必要なシール長以上の長
さでクランク軸１２を安定に支持するようにしてあり、
その上端はバランスウエイト１９の下面位置よりも高い
位置まで延びている。摺動軸受部２０は上部端板５と別
部材のものを嵌め付けた構造で設けることもできる。副
軸受部１７は容器１の内周に焼き嵌めや溶接などにより
固定された固定部材２１と、この固定部材２１の中央部
に一体成形した摺動軸受部２２とで構成した単一部材と
している。しかし、摺動軸受部２２は固定部材２１と別
部材のものを嵌め付けた構造で設けることもできる。

【００２２】また、前記のように副軸受部１７が容器１
に固定された固定部材２１を備えていると、ロータリ圧
縮機構２、電動機８といった他の機器と共通して容器１
を基準にした相互間の位置決めができ、副軸受部１７の
心出しが容易になる。

【００２３】（実施の形態２）本実施の形態２は、クラ
ンク軸１２を電動機８の上部で軸受する副軸受部１７が
シリンダ３のクランク軸１２による貫通部でないことを
利用して、つまりシールを必要としない位置であること
を利用して、固定部材２１にころがり軸受３１を設けて
クランク軸１２をこの転がり軸受３１により軸受するよ
うにしてある。これにより、実施の形態１におけるよう
な摺動軸受部２２の場合に比し摩擦抵抗が勢い小さくな
るので、圧縮機構の効率が高まる。また、副軸受部１７
はクランク軸１２をロータリ圧縮機構２部の電動機８側
の端板である上部端板５と反電動機８側の端板である下
部端板６との双方に設けた摺動軸受部２０、３２で軸受
する構造と併用してあるが、上記従来の改良技術の場合
のような摩擦抵抗の増大による問題なしに３点支持構造
を実現し、性能のさらなる向上を図ることができる。

【００２４】また、上部端板５は摺動軸受部２０に並ぶ
ころがり軸受３３を備えた構造としている。これによ
り、摺動軸受部２０はシリンダ３に必要なシール長を満
足する範囲でクランク軸１２を軸受し、クランク軸１２
を安定に支持するために必要な他の軸受長さ分に前記こ
ろがり軸受３３を採用することで、このころがり軸受３
３による軸受長さ分だけ摩擦抵抗を少なくすることがで
き、ロータリ圧縮機構の効率がさらに向上する。

【００２５】なお、他の構造および奏する作用は実施の
形態１と特に変わるところはなく、実施の形態１と共通
する部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略す
る。

【００２６】（実施の形態３）本実施の形態３は、実施
の形態１、２で示したような副軸受部１７において、そ
の固定部材２１に設けた冷媒通路部４１の部分にオイル
分離のためのメッシュ４２を設けてある。このように、
副軸受部１７を設けたことを利用して、特に構造が複雑
になるようなことなく、冷媒に随伴しているオイルを分
離し、オイルの吐出量を低減することができる。

【００２７】なお、他の構造および奏する作用は実施の
形態１、２と特に変わるところはなく、実施の形態１、
２と共通する部材には同一の符号を付し、重複する図示
および説明は省略する。

【００２８】また、実施の形態１〜３を通じ、冷媒に、
塩素を含まない弗化炭素水素系、炭化水素系が用いら
れ、冷媒に潤滑効果を期待できなくても、クランク軸の
支持が安定しているので、焼きつきなどが生じにくく、
メンテナンスフリーな使用面からでも実用上有利にな
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、上記の説明から明らか
なように、クランク軸の偏心回転するピストンの近くを
含む回転子を持った部分の両側で２点支持する軸受構造
が得られ、クランク軸の撓み防止になり、しかも、ロー
タリ圧縮機構の端板による軸受負荷の低減にもなり、前
記２点支持する一方の端板による従来通りの軸受１つで
クランク軸の偏心回転するピストンの偏心回転をもその
直近で安定に支持できるので、クランク軸の全体を２つ
の軸受部によって安定に支持し振動や騒音が生じるのを
防止することができる。しかも軸受部は２つでよいし、
シリンダにおける反電動機側の端板のクランク軸が貫通
する構造とその貫通部のシールの必要をなくせるので、
特に、構造が複雑になったり、大型化したりすることは
なく、また、摺動軸受部が３つ以上になって摩擦損失が
増加し圧縮機の効率が悪化するようなこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機を
示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機を
示す縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機の
一部を示す横断面図である。

【図４】従来のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ ロータリ圧縮機構 ３ シリンダ ４ ピストン ５ 上部端板 ６ 下部端板 ８ 電動機 ９ 固定子 １１ 回転子 １２ クランク軸 １７ 副軸受部 ２０、２２、３２ 摺動軸受部 ２１ 固定部材 ３１、３３ ころがり軸受 ４１ 冷媒通路部 ４２ メッシュ

フロントページの続き (72)発明者 澤井 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐野 潔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H029 AA04 AA13 AB03 BB05 BB21 BB42 BB44 CC17 CC30 CC44

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端板で閉じられたシリンダ、このシリ
   ンダ内で偏心回転するピストンおよびこのピストンに従
   動するベーンを持ったロータリ圧縮機構と、シリンダ内
   のピストンと端板を貫通するクランク軸を介し連結され
   ピストンを偏心回転させる電動機と、を容器に収容した
   ロータリ圧縮機において、 前記クランク軸を、シリンダの電動機側の端板と、前記
   電動機の反ロータリ圧縮機構側に配した副軸受部とによ
   って軸受したことを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 【請求項２】 前記副軸受部はクランク軸をころがり軸
   受により軸受する請求項１に記載のロータリ圧縮機。
3. 【請求項３】 前記副軸受部は容器に固定された固定部
   材を備えている請求項１、２のいずれか１項に記載のロ
   ータリ圧縮機。
4. 【請求項４】 前記副軸受部の冷媒通路部にオイル分離
   のためのメッシュを備えている請求項１〜３のいずれか
   １項に記載のロータリ圧縮機。
5. 【請求項５】 前記端板での軸受部はころがり軸受を備
   えている請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータリ
   圧縮機。
6. 【請求項６】 冷媒は、塩素を含まない弗化炭素水素
   系、炭化水素系が用いられる請求項１〜５のいずれか１
   項に記載のロータリ圧縮機。