JP2006312886A - 密閉型流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化や生産性の悪化を招くことなく、静粛な密閉型流体機械を提供する。
【解決手段】 密閉型流体機械としての電動スクロール圧縮機はハウジング１０を備え、ハウジング１０内にスクロールユニット１８及びこのスクロールユニット１８を駆動する電動子４０が収容されている。ハウジング１０の外表面の少なくとも一部には、５０μｍ以上の厚さを有する樹脂の被覆層７２が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は密閉型流体機械に関する。

密閉型流体機械は、例えば冷蔵庫の冷凍回路に圧縮機として適用され、そのハウジング内に作動流体のための流体圧ユニット、即ち、圧縮ユニットと、当該圧縮ユニットを駆動する電動子とが収容されている。
この種の流体機械には、ハウジングの外側に防音ケースを備えたものがあり、防音ケースは、流体機械の作動時に外部に伝わるノイズを低減する（特許文献１）。
特開2003-201961号公報

しかしながら、特許文献１の密閉型流体機械には、防音ケースを装着したことで大型化するという問題がある。また、密閉型流体機械の外形形状はその仕様に応じて様々であり、外形形状に合わせて防音ケースを作製すると流体機械の生産性低下を招き、コストが増大するという問題もある。
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、大型化や生産性の悪化を招くことなく、静粛な密閉型流体機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明によれば、ハウジング内に流体圧ユニット及びこの流体圧ユニットに連動する電動子を収容した密閉型流体機械において、前記ハウジングの外表面の少なくとも一部に設けられ、５０μｍ以上の厚さを有する樹脂の被覆層を備えたことを特徴とする（請求項１）。
好適な態様として前記被覆層は発泡樹脂からなる（請求項２）。

請求項１の密閉型流体機械はハウジングの外表面に樹脂の被覆層を有し、この被覆層により、流体機械の外部に伝わる作動音（ノイズ）や振動が低減される。この被覆層によれば、防音ケースを用いた場合に比べて流体機械の大型化を防止しながら、流体機械の静粛性が確保される。また、ハウジングの外形形状に合致する防音ケースを作製する必要もなく、この密閉型流体機械では生産性低下も抑制される。

請求項２の密閉型流体機械では、被覆層が発泡樹脂からなるので、外部に伝わる作動音（ノイズ）や振動が一層低減される。

図１は密閉型流体機械としての一実施例の電動スクロール圧縮機を示し、この圧縮機は例えば冷蔵庫の冷凍回路のための圧縮機として使用される。
圧縮機は円筒形状のハウジング１０を備え、このハウジング１０は図１でみて右方から順に、ユニットケーシング１２、支持壁１４及びステータケーシング１６を有する。ユニットケーシング１２及びステータケーシング１６は共にアルミニウムから成形され、支持壁１４を挟んで互いに結合されている。なお、ケーシング１２,１６と支持壁１４とはそれぞれＯリングを介して気密に結合されている。

ユニットケーシング１２内にはスクロールユニット１８が収容されており、このスクロールユニット１８は固定スクロール２０及び可動スクロール２２を有する。可動スクロール２２は支持壁１４側に配置され、そして、固定スクロール２０は複数の固定ボルト２４を介してユニットケーシング１２の端壁１２ａに固定されている。
固定及び可動スクロール２０，２２はこれらの渦巻壁が互いに噛み合うように組み合わされ、渦巻壁間に複数の圧縮室２６が形成される。これら圧縮室２６は、固定スクロール２０に対する可動スクロール２２の旋回運動に伴い、固定スクロール２０の中央に向けて移動し、この移動過程にて容積が縮小する。

ユニットケーシング１２内には固定スクロール２０とその端壁１２ａとの間に吐出室２８が形成され、そして、固定スクロール２０の中央に吐出孔３０が貫通して形成されている。この吐出孔３０には前述した圧縮室２６が順次連通し、そして、吐出孔３０は吐出弁３２により開閉される。この吐出弁３２はリード弁からなり、吐出室２８側の固定スクロール２０の端面に螺子を介して取付けられている。なお、参照符号３４は吐出弁３２の開度を規制するバルブ押えである。

更に、ユニットケーシング１２の外周壁には吐出ポート３６が形成され、この吐出ポート３６は吐出室２８に連通する一方、前述した冷凍回路の冷媒循環経路（図示しない）に接続されている。
可動スクロール２２は電動モータから動力を受けることで、前述したように固定スクロール２０に対して旋回運動し、この際、可動スクロール２２の自転は阻止された状態にある。このため、可動スクロール２２と支持壁１４との間にはボールカップリング３８が配置されており、このボールカップリング３８は可動スクロール２２の自転を阻止するとともに可動スクロール２２からのスラスト荷重を受ける機能を果たし、このスラスト荷重はボールカップリング３８を介して支持壁１４に伝達される。

上述した電動モータは、ステータケーシング１６内に収容された電動子４０を備え、この電動子４０は回転軸４２を有する。この回転軸４２は支持壁１４とステータケーシング１６の端壁１６ａとの間に亘って延び、これら支持壁１４及び端壁１６ａにボール軸受４４，４６を介して回転自在に支持されている。
回転軸４２の一端は大径端部４８として形成され、この大径端部４８は支持壁１４からユニットケーシング１２内に突出して位置付けられている。大径端部４８からはクランクピン５０が可動スクロール２２に向けて突出し、クランクピン５０には偏心ブッシュ５２が取付けられている。この偏心ブッシュ５２は可動スクロール２２のボス２２ａにニードル軸受５４を介して回転自在に支持されている。

従って、回転軸４２が回転されると、回転軸４２の回転力はクランクピン５０、偏心ブッシュ５２、ニードル軸受５４を介して可動スクロール２２に伝達され、この結果、可動スクロール２２はボールカップリング３８により自転が阻止された状態で、固定スクロール２０に対して旋回運動し、その旋回半径は回転軸４２とクランクピン５０との間の軸線間距離により決定される。

電動子４０は、回転軸４２に取付けられたロータ５６を有し、このロータ５６がステータ５８により囲繞されている。ステータ５８はステータケーシング１６の内径に略等しい外径を有し、ハウジング１０、即ち、ステータケーシング１６に対して固定ボルト（図示せず）により固定されている。なお、ステータ５８には、ステータケーシング１６の外周壁を通して径方向に位置決めねじ５９も挿通される。

ステータケーシング１６の外周壁には吸入ポート６０が形成され、この吸入ポート６０はステータケーシング１６の端壁１６ａの近傍に位置付けられている。吸入ポート６０はステータケーシング１６内に連通する一方、前述した冷凍回路の冷媒循環経路に接続され、冷媒循環経路からの冷媒をステータケーシング１６内に流入させることができる。
ステータケーシング１６内に流入した冷媒は、電動子４０内の間隙、つまり、ロータ５５とステータ５８との間の間隙や、ステータ５８内に確保した軸方向間隙等を通過して支持壁１４に向かい、そして、ステータケーシング１６内から支持壁１４に形成した複数の連通孔６２を通じてユニットケーシング１２内に導入される。

即ち、ステータケーシング１６内には吸入ポート６０からユニットケーシング１２内に至る冷媒経路が確保されており、冷媒が導入されるユニットケーシング１２内の部位は、吸入室６４として形成されている。この吸入室６４はスクロールユニット１８の可動スクロール２２を囲み、吐出室２８に対しては固定スクロール２０によって区画されている。
また、ステータケーシング１６の外周壁には給電ポート６６が形成されているが、通常、給電ポート６６はプラグにより閉塞された状態にあり、このプラグを気密に貫通してステータ５８のコイル６８と外部の給電回路との間を繋ぐリード線（図示しない）がステータケーシング１６から引き出される。

一方、ハウジング１０には、圧縮機を冷蔵庫にボルト固定するためのマウント部７０が設けられ、マウント部７０は、ユニットケーシング１２及びステータケーシング１６の外周壁から２つずつ突出している。各ケーシング１２,１６において、マウント部７０は互いに直径方向に離間し、一方のマウント部７０が、吐出ポート３６、吸入ポート６０及び給電ポート６６と同じ側、つまり、図１の上方に位置している。

また、上述した圧縮機のハウジング１０は、その外表面が略全域に亘り発泡ウレタン樹脂からなる被覆層７２で被覆され、被覆層７２は１.５mm以上の厚さを有する。より詳しくは、ユニットケーシング１２、支持壁１４及びステータケーシング１６の外周壁及び端壁１２ａ,１６ａは、吐出ポート３６、吸入ポート６０、給電ポート６６及びマウント部７０のボルト孔のそれぞれ開口端を除き被覆層７２で覆われている。

このような被覆層７２は、圧縮機の組立て後、吐出ポート３６等の開口端をマスクしてから、吹付け塗装やディッピング等により形成することができる。
上述したスクロール圧縮機では、給電を受けたコイル６８及びステータ５８の電磁力によりロータ５６が回転軸４２とともに回転し、これにより偏心ブッシュ５２等を介して可動スクロール２２が旋回運動される。この旋回運動に伴い、圧縮室２６が吸入室６４に開放されると、圧縮室２６は吸入室６４内の冷媒を吸入し、吸入された冷媒は、圧縮室２６が固定スクロール２０の吐出孔３０に向けて移動する過程で圧縮される。圧縮室２６が吐出孔３０に到達し、且つ、圧縮室２６内の圧力が吐出弁３２の締切圧に打勝つと、吐出弁３２が開かれ、圧縮室２６内の圧縮冷媒は吐出孔３０を通じて吐出室２８に吐出される。

この後、圧縮冷媒は吐出室２８から吐出ポート３６を通じて冷媒循環経路に送出され、冷凍回路の凝縮器、レシーバ、膨張弁及び蒸発器等を経て吸入ポート６０に至り、そして、この吸入ポート６０からステータケーシング１６内の前述した冷媒経路を通過し、吸入室６４に戻される。
上述した圧縮機では、その作動中、ロータ５６の回転運動及びそれに伴う可動スクロールの旋回運動による振動が発生するとともに、軸受４４,４６,５４や固定及び可動スクロール２０，２２の摺動部等での摺動音や吐出弁３２の開閉音が作動音として発生する。

これらの作動音及び振動は、ハウジング１０の外表面、つまり、ユニットケーシング１２、支持壁１４及びステータケーシング１６の外周壁及び端壁１２ａ,１６ａに伝わるが、この圧縮機では、発泡樹脂からなる被覆層７２によりこれらの作動音及び振動が吸収され、圧縮機の外部に伝わる作動音及び振動が低減される。つまり、被覆層７２により、圧縮機から冷蔵庫の外部に漏れる作動音（ノイズ）や振動が低減される。

従って、この被覆層７２によれば、従来技術の防音ケースを用いた場合に比べて圧縮機の大型化を防止しながら、圧縮機の静粛性が確保される。また、この被覆層７２は、ハウジング１０の外形形状に拘わらず塗装等により容易に形成することができ、この圧縮機では生産性低下も抑制される。
また、この被覆層７２により、Ｏリングが経年劣化したとしても、ケーシング１２,１６と支持壁１４との結合部からの冷媒の漏出を防止することができる。

また更に、この被覆層７２により、ハウジング１０の外表面における電気絶縁性が確保されるので、万一、ハウジング１０内の電気回路にて内部短絡が発生したとしても、圧縮機の外部への漏電が防止される。
本発明は上述した一実施例に限定されることはなく、種々変形が可能であり、例えば、被覆層７２の材質は特に限定されず、作動音を吸収可能な樹脂を用いることができ、エポキシ樹脂からなる５０μm以上の被覆層７２を形成することでも、静音化効果を得ることができる。作動音を効率的に吸収するためには被覆層７２に発泡樹脂を用いるのが好ましく、更に、被覆層７２の厚さは５０μｍ以上であればよいが、１.５mm以上であるのが好ましい。

一実施例では、被覆層７２がハウジング１０の外表面の略全域を覆っていたけれども、外表面の少なくとも一部を覆っていればよい。例えば、ケーシング１２,１６の端壁１２ａ,１６ａ等、自身が振動して作動音を外部に伝達し易いハウジング１０の部分のみを被覆層で覆ってもよい。ただし、作動音をより低減するという観点からみれば、被覆層７２を全面に形成するのが好ましい。

一実施例の圧縮機は、作動流体を圧縮するための圧縮ユニットとしてスクロールユニット１８を備えていたが、斜板式等の往復動式の圧縮ユニットを備えていてもよい。
最後に、本発明の密閉型流体機械は、圧縮機以外に膨張機として使用することも可能である。その場合、圧縮ユニットを膨張ユニットとして利用し、作動流体の膨張を利用して可動スクロール２２を旋回運動させることでロータ５６を回転させ、このとき電動子４０にて生成した電力を外部に取り出すことができる。

一実施例の電動スクロール圧縮機の縦断面図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１２ ユニットケーシング
１６ ステータケーシング（ハウジング）
１８ スクロールユニット（流体圧ユニット）
４０ 電動子
４２ 回転軸
５８ ステータ
７２ 被覆層

Claims (2)

1. ハウジング内に流体圧ユニット及びこの流体圧ユニットに連動する電動子を収容した密閉型流体機械において、
   前記ハウジングの外表面の少なくとも一部に設けられ、５０μｍ以上の厚さを有する樹脂の被覆層を備えたことを特徴とする密閉型流体機械。
2. 前記被覆層は発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の密閉型流体機械。

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