JP2012072679A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる圧縮機を提供する。
【解決手段】中間の端板部材７０は、第１と第２のシリンダ１２１，２２１の間に挟まれている。このため、中間の端板部材７０の剛性は高くなる。そして、中間の端板部材７０は、第２のマフラー室２４２を有するので、剛性を高くした中間の端板部材７０によりマフラーを構成することができて、マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫等に用いられる圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、密閉容器内に、圧縮要素と、この圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータとを備えたものがある（特開２００８−２３６４号公報：特許文献１参照）。

上記圧縮要素は、シャフトの回転軸に沿って上から下へ順に、上軸受と、上シリンダと、中間仕切板と、下シリンダと、下軸受とを有していた。上軸受の上側には、板金状の上マフラーカバーが取り付けられ、上シリンダ内に連通する上マフラー室を構成していた。下軸受の下側には、板金状の下マフラーカバーが取り付けられ、下シリンダ内に連通する下マフラー室を構成していた。

しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記下マフラー室は、板金状の下マフラーカバーにより、構成されていたので、下マフラーカバーの剛性は低く、この剛性の低い下マフラーカバーで振動が発生して、騒音が発生する問題があった。特に、マフラーの振動が、密閉容器内にある潤滑油に伝達されて、この潤滑油の振動により、密閉容器が揺れる問題があった。

特開２００８−２３６４号公報

そこで、この発明の課題は、マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
圧縮要素と、
上記圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータと
を備え、
上記圧縮要素は、
隣り合う二つのシリンダと、
この二つのシリンダ内にそれぞれ設けられると共に上記シャフトに嵌合されたローラと、
この二つのシリンダの間に挟まれた端板部材と
を有し、
上記端板部材は、一方の上記シリンダ内に連通するマフラー室を有することを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記端板部材は、上記二つのシリンダの間に挟まれているので、端板部材の剛性は高くなる。そして、端板部材は、マフラー室を有するので、剛性を高くした端板部材によりマフラーを構成することができて、マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる。特に、密閉容器内にある潤滑油への振動の伝達を防止し、潤滑油の振動による密閉容器の揺れを防止できる。

また、一実施形態の圧縮機では、
上記マフラー室の一部は、上記一方のシリンダ内からの圧縮ガスの進入を阻止する淀み空間を構成し、
この淀み空間は、上記一方のシリンダの軸方向からみて、上記一方のシリンダ内における圧縮ガスの吸入側、および、他方の上記シリンダ内における圧縮ガスの吸入側に重なる。

この実施形態の圧縮機によれば、上記マフラー室の淀み空間は、上記一方のシリンダの軸方向からみて、各シリンダ内における圧縮ガスの吸入側に重なるので、マフラー室に進入した高温高圧の圧縮ガスは、各シリンダ内の低温低圧の吸入側に重なる部分である淀み空間への進入を阻止される。

このため、マフラー室の高温高圧の圧縮ガスは、各シリンダ内の低温低圧の吸入側へ、熱を奪われにくくなる。一方、各シリンダ内に吸入された低温低圧の圧縮ガスは、マフラー室の高温高圧の圧縮ガスから、熱を与えられにくくなる。したがって、圧縮効率を向上できる。

この発明の圧縮機によれば、上記二つのシリンダの間に挟まれた上記端板部材は、上記マフラー室を有しているので、剛性を高くした端板部材によりマフラーを構成することができて、マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる。

本発明の圧縮機の第１実施形態を示す断面図である。 中間の端板部材の蓋部を示す平面図である。 中間の端板部材の本体部を示す平面図である。 圧縮機の要部の平面図である。 本発明の圧縮機の第２実施形態を示すと共に中間の端板部材の本体部を示す平面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の圧縮機の第１実施形態である断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２を上記シャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。この圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。

上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ５とを有する。上記ロータ６には、上記シャフト１２が取り付けられている。

上記ロータ６は、例えば積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有する。上記ステータ５は、例えば鉄からなるステータ本体と、このステータ本体に巻かれたコイルとを有する。

上記モータ３は、上記コイルに電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を上記シャフト１２と共に回転させ、このシャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動する。

上記密閉容器１には、圧縮ガスとしての冷媒ガスを吸入する吸入管１１が取り付けられ、この吸入管１１にはアキュームレータ１０が連結されている。つまり、上記圧縮要素２は、上記アキュームレータ１０から上記吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。

この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、上記圧縮要素２から吐出して上記密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３の上記ステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。上記密閉容器１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。

上記圧縮要素２は、上記シャフト１２の回転軸に沿って上から下へ順に、上側の端板部材５０と、第１のシリンダ１２１と、中間の端板部材７０と、第２のシリンダ２２１と、下側の端板部材６０とを有する。

上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０は、上記第１のシリンダ１２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。上記中間の端板部材７０および上記下側の端板部材６０は、上記第２のシリンダ２２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。

上記第１のシリンダ１２１、上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０によって、第１のシリンダ室１２２を形成する。上記第２のシリンダ２２１、上記下側の端板部材６０および上記中間の端板部材７０によって、第２のシリンダ室２２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部５１には、上記第１のシリンダ室１２２に連通する吐出口５１ｂが設けられている。

上記本体部５１に関して上記第１のシリンダ１２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に（図示しない）吐出弁が取り付けられている。この吐出弁は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ｂを開閉する。

上記本体部５１には、上記第１のシリンダ１２１と反対側に、上記吐出弁１３１を覆うように、平板状の第１のマフラーカバー１４０が取り付けられている。この第１のマフラーカバー１４０は、（ボルト等の）固定部材によって、上記本体部５１に固定されている。上記第１のマフラーカバー１４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記第１のマフラーカバー１４０および上記上側の端板部材５０によって、第１のマフラー室１４２を形成する。上記第１のマフラー室１４２と上記第１のシリンダ室１２２とは、上記吐出口５１ｂを介して、連通されている。

上記第１のマフラーカバー１４０には、上記上側の端板部材５０と反対側に、カップ状の第３のマフラーカバー３４０が覆うように取り付けられている。上記第１のマフラーカバー１４０および上記第３のマフラーカバー３４０によって、第３のマフラー室３４２を形成する。

上記１のマフラー室１４２と上記第３のマフラー室３４２とは、上記第１のマフラーカバー１４０に形成された孔部によって、連通されている。上記第３のマフラー室３４２と上記第３のマフラーカバー３４０の外側とは、上記第３のマフラーカバー３４０に形成された孔部によって、連通されている。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。

図１と図２と図３に示すように、上記中間の端板部材７０は、隣り合う上記第１のシリンダ１２１と上記第２のシリンダ２２１との間に挟まれている。この端板部材７０は、円板状の本体部７１と、この本体部７１を施蓋する蓋部７２とを有する。本体部７１が、第２のシリンダ２２１に接触し、蓋部７２が、第１のシリンダ１２１に接触する。

上記本体部７１には、環状の凹部７１ａが設けられている。この凹部７１ａの底面には、上記第２のシリンダ室２２２に連通する吐出口７１ｂが設けられている。上記本体部７１に関して上記第２のシリンダ２２１と反対側に位置するように、上記本体部７１に（図示しない）吐出弁が取り付けられ、この吐出弁は上記吐出口７１ｂを開閉する。

上記本体部７１の上記凹部７１ａと上記蓋部７２とによって、第２のマフラー室２４２を形成する。この第２のマフラー室２４２と第２のシリンダ室２２２とは、吐出口７１ｂを介して、連通されている。

上記２のマフラー室２４２と上記第１のマフラー室１４２とは、上記中間の端板部材７０の上記蓋部７２に設けられた連通孔７２ａと、上記第１のシリンダ１２１に設けられた連通孔１２１ａと、上記上側の端板部材５０に設けられた連通孔５１ａとによって、連通されている。

上記端板部材５０，６０，７０、上記シリンダ１２１，２２１、および、上記マフラーカバー１４０，３４０は、ボルト等の固定部材によって、一体に固定されている。上記圧縮要素２の上記上側の端板部材５０は、溶接等によって、上記密閉容器１に取り付けられている。

上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記第１のシリンダ室１２２および上記第２のシリンダ室２２２の内部に進入している。

上記シャフト１２には、上記第１のシリンダ室１２２内に位置するように、第１の偏心ピン１２６を設けている。この第１の偏心ピン１２６には、第１のローラ１２７が嵌合している。この第１のローラ１２７は、上記第１のシリンダ室１２２内で、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸を公転可能に配置され、この第１のローラ１２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記シャフト１２には、上記第２のシリンダ室２２２内に位置するように、第２の偏心ピン２２６を設けている。この第２の偏心ピン２２６には、第２のローラ２２７が嵌合している。この第２のローラ２２７は、上記第２のシリンダ室２２２内で、上記第２のシリンダ室２２２の中心軸を公転可能に配置され、この第２のローラ２２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記第１の偏心ピン１２６と上記第２の偏心ピン２２６とは、上記シャフト１２の回転軸に対して、１８０°ずれた位置にある。

次に、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用を説明する。

図４に示すように、上記第１のローラ１２７に一体に設けたブレード１２８で上記第１のシリンダ室１２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード１２８の右側の室は、一の上記吸入管１１が上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吸入室（低圧室）１２３を形成している。一方、上記ブレード１２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ｂが上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吐出室（高圧室）１２４を形成している。

上記ブレード１２８の両面には、半円柱状のブッシュ１２５，１２５が密着して、シールを行っている。上記ブッシュ１２５，１２５は、上記第１のシリンダ１２１に保持されている。つまり、上記ブレード１２８は、上記第１のシリンダ１２１に支持されている。上記ブレード１２８と上記ブッシュ１２５，１２５の間、および、上記ブッシュ１２５と上記第１のシリンダ１２１の間は、上記潤滑油９で潤滑を行っている。

そして、上記第１の偏心ピン１２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記第１の偏心ピン１２６に嵌合した上記第１のローラ１２７が、この第１のローラ１２７の外周面を上記第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。

上記第１のローラ１２７が、上記第１のシリンダ室１２２内で公転するに伴って、上記ブレード１２８は、このブレード１２８の両側面を上記ブッシュ１２５，１２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室１２３に吸入して、上記吐出室１２４で圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ｂから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ｂから吐出された冷媒ガスは、上記第１のマフラー室１４２および上記第３のマフラー室３４２を経由して、上記第３のマフラーカバー３４０の外側に排出される。

一方、上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用も、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と同様である。つまり、他の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第２のシリンダ室２２２に吸入し、上記第２のシリンダ室２２２内で上記第２のローラ２２７の公転運動で冷媒ガスを圧縮して、この高圧の冷媒ガスを、上記第２のマフラー室２４２、上記第１のマフラー室１４２および上記第３のマフラー室３４２を経由して、上記第３のマフラーカバー３４０の外側に排出する。

上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。

上記構成の圧縮機によれば、上記中間の端板部材７０は、上記第１と上記第２のシリンダ１２１，２２１の間に挟まれているので、中間の端板部材７０の剛性は高くなる。そして、中間の端板部材７０は、第２のマフラー室２４２を有するので、剛性を高くした中間の端板部材７０によりマフラーを構成することができて、マフラーでの振動を抑制し、騒音を低減できる。特に、上記密閉容器１内にある潤滑油９への振動の伝達を防止し、潤滑油９の振動による密閉容器１の揺れを防止できる。

（第２の実施形態）
図５は、この発明の圧縮機の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、中間の端板部材の構成が相違する。なお、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

図５に示すように、中間の端板部材７０Ａの第２のマフラー室２４２Ａの一部は、第１のシリンダ１２１内からの圧縮ガスの進入を阻止する淀み空間１８０を構成している。なお、図５では、わかりやすくするため、淀み空間１８０をハッチングにて示している。

上記淀み空間１８０は、第２のシリンダ２２１の軸方向（つまり、第１のシリンダ１２１の軸１２２ａ方向、シャフト１２の軸方向）からみて、第１のシリンダ１２１内における圧縮ガスの吸入側、および、第２のシリンダ２２１内における圧縮ガスの吸入側に重なる。

ここで、図４に示すように、上記第１のシリンダ１２１の軸１２２ａ方向からみて、上記第１のシリンダ室１２２に最も突出した状態の上記ブレード１２８の中心と第１のシリンダ１２１の軸１２２ａとを通る平面を、中心平面Ｓ１と定義する。そして、図４と図５に示すように、上記淀み空間１８０は、中心平面Ｓ１よりも、第１のシリンダ室１２２の圧縮ガスの吸入側（吸入管１１側）に、重なる。

同様に、図示しないが、上記第２のシリンダ２２１の軸方向からみて、上記第２のシリンダ室２２２に最も突出した状態のブレードの中心と第２のシリンダ２２１の軸とを通る平面を、中心平面と定義する。そして、上記淀み空間１８０は、この中心平面よりも、第２のシリンダ室２２２の圧縮ガスの吸入側（吸入管１１側）に、重なる。

上記淀み空間１８０は、二つの障壁１８１，１８１の間に、形成される。障壁１８１は、本体部７１Ａの凹部７１ａ内に、径方向に延在して一体に形成される。障壁１８１と蓋部７２（図２参照）は、接触していてもよく、または、その間に若干の隙間を有していてもよい。つまり、淀み空間１８０は、密閉または開放された空間であり、圧縮ガスの進入を阻止する。

上記構成の圧縮機によれば、上記第２のマフラー室２４２Ａの淀み空間１８０は、各シリンダ１２１，２２１内における圧縮ガスの吸入側に重なるので、第２のマフラー室２４２Ａに進入した高温高圧の圧縮ガスは、各シリンダ１２１，２２１内の低温低圧の吸入側に重なる部分である淀み空間１８０への進入を阻止される。

このため、上記第２のマフラー室２４２Ａの高温高圧の圧縮ガスは、各シリンダ１２１，２２１内の低温低圧の吸入側へ、熱を奪われにくくなる。一方、各シリンダ１２１，２２１内に吸入された低温低圧の圧縮ガスは、第２のマフラー室２４２Ａの高温高圧の圧縮ガスから、熱を与えられにくくなる。したがって、圧縮効率を向上できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１、上記第２の実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。また、圧縮要素として、ローラとブレードとが別体であるロータリタイプとしてもよい。また、圧縮要素として、３つ以上のシリンダを有する多段シリンダタイプとし、隣り合うシリンダの間に、マフラー室を有する端板部材を挟んだ構成としてもよい。

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
６ ロータ
１１ 吸入管
１２ シャフト
５０ 上側の端板部材
６０ 下側の端板部材
７０，７０Ａ 中間の端板部材
７１，７１Ａ 本体部
７２ 蓋部
１２１ 第１のシリンダ
１２２ 第１のシリンダ室
１２２ａ 軸
１２３ 吸入室
１２４ 吐出室
１２７ ローラ
１２８ ブレード
１４０ 第１のマフラーカバー
１４２ 第１のマフラー室
２２１ 第２のシリンダ
２２２ 第２のシリンダ室
２２７ ローラ
２４２，２４２Ａ 第２のマフラー室
３４０ 第３のマフラーカバー
３４２ 第３のマフラー室
１８０ 淀み空間
１８１ 障壁
Ｓ１ 中心平面

Claims (2)

1. 圧縮要素（２）と、
   上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動するモータ（３）と
   を備え、
   上記圧縮要素（２）は、
   隣り合う二つのシリンダ（１２１，２２１）と、
   この二つのシリンダ（１２１，２２１）内にそれぞれ設けられると共に上記シャフト（１２）に嵌合されたローラ（１２７，２２７）と、
   この二つのシリンダ（１２１，２２１）の間に挟まれた端板部材（７０，７０Ａ）と
   を有し、
   上記端板部材（７０，７０Ａ）は、一方の上記シリンダ（２２１）内に連通するマフラー室（２４２，２４２Ａ）を有することを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記マフラー室（２４２，２４２Ａ）の一部は、上記一方のシリンダ（２２１）内からの圧縮ガスの進入を阻止する淀み空間（１８０）を構成し、
   この淀み空間（１８０）は、上記一方のシリンダ（２２１）の軸方向からみて、上記一方のシリンダ（２２１）内における圧縮ガスの吸入側、および、他方の上記シリンダ（１２１）内における圧縮ガスの吸入側に重なることを特徴とする圧縮機。

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