JPH08326677A

JPH08326677A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JPH08326677A
Application number: JP7134976A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Shintaku; 秀信新宅; Mitsuhiro Ikoma; 光博生駒; Terumaru Harada; 照丸原田; Fumitoshi Nishiwaki; 文俊西脇; Hideki Nakada; 秀樹中田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電動機の昇温を防止し、信頼性及び効率の高
い密閉型圧縮機を提供すること。【構成】クランク軸５内から電動機の固定子７ｂ内に
潤滑油９を導く通路３２〜３５を形成し、その通路３２
〜３５に潤滑油９を供給し流すことにより、固定子７ｂ
を内部より効率よく冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、業務用および家庭用の
空調等に使用される、例えば、スクロール圧縮機、ロー
タリー圧縮機等の密閉型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍、空調用の電動式密閉型圧縮機とし
ては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの
が有り、いずれの方式も家庭用、業務用の空調分野で使
用されており、現在まで性能面、コスト面等でそれぞれ
特徴を活かして成長してきた。スクロール式の圧縮機は
低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてき
た。ここでは、このスクロール圧縮機を例にとり説明す
る。

【０００３】図８に従来のスクロール圧縮機の縦断面図
を示す。密閉容器１の内部には、固定スクロール２ａと
固定スクロール２ａに対して旋回運動する可動スクロー
ル２ｂを噛み合せた圧縮機構２と、可動スクロール２ｂ
を支えるスラスト軸受３ａ、スラスト軸受３ａと一体と
なった軸受部品３を上部に設けている。クランク軸５の
端部に設けられた底面のある異形穴部５ｂの略方形の外
形を持つ偏芯軸受６に可動スクロール２ｂの軸２ｃが挿
入されている。そしてクランク軸５を回転させることに
より可動スクロール２ｂを旋回運動させる。

【０００４】偏芯軸受６は旋回半径を縮小する方向に移
動可能に構成されており、さらに最大旋回半径ｒを保つ
ようにイタバネ（図示していない）で附勢されている。
クランク軸５には電動機７の回転子７ａが取り付けられ
ており、密閉容器１に焼き嵌め固定された固定子７ｂと
ともに軸受部品３の下部に配設されている。電極４は、
密閉容器１の側面に設けられ、固定子７ｂと結線されて
おり、電動機７に電力を供給する。クランク軸５は、軸
受部品３の主軸受８と副軸受２３とで支えられている。
また密閉容器１の側部にはガスの吸入管１１が設けられ
ている。そして密閉容器１の内部のスペーサー２２より
下側には吸入側のガス圧力が、スぺーサー２２より上側
には圧縮側のガス圧力が作用する構成となっている。

【０００５】また、１５は固定スクロールの上部に設け
られた吐出チャンバー、１６は密閉容器１の外へ圧縮ガ
スを出す吐出管である。固定スクロール２ａと軸受部品
３とはスペーサー２２をはさんでボルトで締結されてい
る。スペーサー２２は、その外周で密閉容器１に密封溶
接固定されており、下方の吸入圧力部と上方の圧縮圧力
部の仕切りとなっている。１９は停止時に可動スクロー
ル２ｂが逆転するのを防ぐための逆止弁、２４は逆止弁
の動きを規制する逆止弁ガイド、２０は可動スクロール
２ｂを固定スクロール２ａに対して旋回運動させるため
の自転防止用のオルダムリング、２１は圧縮機構２へ低
圧ガスを吸い込ませる軸受部品３に設けた吸入口であ
る。

【０００６】密閉容器１の下方底部には潤滑油９を貯溜
する油だめ１０が設けられており、クランク軸５の下端
の油ガイド１４から潤滑油９を吸い上げ、クランク軸５
に設けられた貫通穴１３を通じて、各軸受部、即ち主軸
受８、副軸受２３、偏芯軸受２５、スラスト軸受３ａ
へ、潤滑油９が供給され、その後、前記各軸受け部を潤
滑、冷却した潤滑油９は、前記軸受部品３に設けられた
油排出口１２より排出される。

【０００７】次に上記構成からなる圧縮機構の作用を説
明する。低圧ガスは吸入管１１より戻り、圧縮機構２へ
吸入される。固定スクロール２ａに対して可動スクロー
ル２ｂが旋回運動することにより、吸入されたガスが圧
縮機構２で圧縮された高圧ガスになり、一旦吐出チャン
バー１５へ入る。そして吐出管１６より密閉容器１外へ
吐出し、再び低圧ガスを循環させ、周知の圧縮サイクル
を構成する。

【０００８】一方、油ガイド１４で吸い上げられた潤滑
油９は、クランク軸５の貫通口１３の中を上昇し、副軸
受２３、偏芯軸受６、スラスト軸受３ａ、主軸受８を潤
滑、冷却して、油排出口１２から固定子７ｂ上部へ排出
し、固定子７ｂの切り欠き部１８を通って油だめ１０に
戻る潤滑サイクルを形成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記スクロール圧縮機
等の信頼性及び効率を高いものとするためには、電動機
の運転時の温度をできるだけ電動機の効率が最高となる
温度になるよう低くする必要がある。しかし、運転時の
電動機は、自己の発生するジュール熱により昇温し高温
となりがちで、最高効率の運転となっていない。この高
温での運転は、その効率を低下させるばかりか、固定子
側に通常使用されている樹脂材料の劣化を引き起こす原
因となり、信頼性及び効率の低下の原因となるものであ
る。通常、この電動機の発生する熱を、吸入した低温
低圧のガス及び、密閉容器へある程度まで逃がすこと
で、電動機の昇温が抑制されているが、吸入した低温ガ
スによる冷却は、吸入ガスの加熱即ち冷凍能力の損失と
なるため制限されるため、十分な昇温抑制ができていな
い。

【００１０】本発明は、このような課題を解決し、信頼
性及び効率の高い密閉型圧縮機を提供する事を目的とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、密閉容器の内部に固定された固定子と、前記固定子
より駆動され回転する回転子と、前記回転子が取り付け
られたクランク軸とから構成された電動機構部と、前記
電動機構部の駆動力により前記クランク軸を介して駆動
される圧縮機構部と、潤滑油を貯溜する油溜り部と、前
記圧縮機構部及び電動機構部の摺動部に前記油溜り部の
潤滑油を供給する油供給部とを前記密閉容器内に設け、
前記油溜り部の潤滑油がクランク軸内の通路と連通した
前記回転子内の通路を通じ、前記圧縮機構部に供給され
る油通路を有することを特徴とする密閉型圧縮機であ
る。

【００１２】また、請求項２記載の本発明は、密閉容器
の内部に固定された固定子と、前記固定子より駆動され
回転する回転子と、前記回転子が取り付けられたクラン
ク軸とから構成された電動機構部と、前記電動機構部の
駆動力により前記クランク軸を介して駆動される圧縮機
構部と、潤滑油を貯溜する油溜り部と、前記圧縮機構部
及び電動機構部の摺動部に前記油溜り部の潤滑油を供給
する油供給部とを前記密閉容器内に設け、前記油溜り部
の潤滑油がクランク軸内の通路と連通した前記回転子内
の通路を流れた後、前記圧縮機構部に供給されることな
く、前記密閉容器内に放出される油通路を有することを
特徴とする密閉型圧縮機である。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明によれば、潤滑油により電
動機の回転子をその内部より冷却することができるた
め、回転子及び固定子の昇温を効率よく抑制でき、電動
機の効率及び、電動機に使用されている樹脂などの劣化
に対する信頼性を向上できる。従って、従来より、信頼
性及び効率の高い密閉型圧縮機を実現することが出来
る。

【００１４】さらに、請求項２記載の発明によれば、従
来の各軸受け部を潤滑する潤滑油の経路と別に、回転子
内に潤滑油の経路を設け、固定子を内部より冷却した潤
滑油を各軸受け部に供給しないことにより、電動機の効
率及び信頼性を向上させるとともに、各軸受け部に供給
される潤滑油の温度の上昇による粘度低下を抑制するこ
とがより確実にできるため、従来より、信頼性及び効率
の高い密閉型圧縮機を実現することが出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を空調用のスクロール圧縮機に
適用した場合の一実施例を、添付図面の図１〜７を用い
て説明する。尚、図８の従来例のスクロール圧縮機の縦
断面図に対し、クランク軸と回転子及びその周辺部分を
除いてほぼ同一であるので、同一機能部品については、
同一番号を付け、詳細な説明は省略する。

【００１６】まず、本発明の第１の実施例について図
１、２を用いて説明する。図１は本発明を適用したスク
ロール圧縮機の縦断面図、図２は潤滑油経路の説明に用
いる透過斜視図である。

【００１７】図１において密閉容器１の内部には、固
定スクロール２ａと固定スクロール２ａに対して旋回運
動する可動スクロール２ｂを噛み合せた圧縮機構２と、
可動スクロール２ｂを支えるスラスト軸受３ａ、スラス
ト軸受３ａと一体となった軸受部品３を上部に設けてい
る。クランク軸５の端部に設けられた底面のある異形穴
部５ｂの略方形の外形を持つ偏芯軸受６に可動スクロー
ル２ｂの軸２ｃが挿入されている。そしてクランク軸５
の回転により可動スクロール２ｂを旋回運動させる。

【００１８】偏芯軸受６は旋回半径を縮小する方向に移
動可能に構成されており、さらに最大旋回半径ｒを保つ
ようにイタバネ（図示してない）で附勢されている。ク
ランク軸５には電動機７の回転子７ａが取り付けられて
おり、密閉容器１に焼き嵌め固定された固定子７ｂとと
もに軸受部品３の下部に配設されている。クランク軸５
は、軸受部品３の主軸受８と副軸受２３とで支えられて
いる。また密閉容器１の側部にはガスの吸入管１１が設
けられている。そして密閉容器１の内部のスペーサー２
２より下側には吸入側のガス圧力が、スぺーサー２２よ
り上側には圧縮側のガス圧力が作用する構成となってい
る。

【００１９】また、１５は固定スクロールの上部に設け
られた吐出チャンバー、１６は密閉容器１の外へ圧縮ガ
スを出す吐出管である。固定スクロール２ａと軸受部品
３とはスペーサー２２をはさんでボルトで締結されてい
る。スペーサー２２は、その外周で密閉容器１に密封溶
接固定されており、下方の吸入圧力部と上方の圧縮圧力
部の仕切りとなっている。１９は停止時に可動スクロー
ル２ｂが逆転するのを防ぐための逆止弁、２４は逆止弁
の動きを規制する逆止弁ガイド、２０は可動スクロール
２ｂを固定スクロール２ａに対して旋回運動させるため
の自転防止用のオルダムリング、２１は圧縮機構２へ低
圧ガスを吸い込ませる軸受部品３に設けた吸入口であ
る。

【００２０】密閉容器１の下方底部には潤滑油９を貯溜
する油だめ１０が設けられいる。クランク軸５の下端に
は油ガイド１４、軸内部には未貫通の通路３２ａ、３２
ｂが設けられている。また、回転子７ａの内部にも、ク
ランク軸５内部の通路３２ａ，３２ｂと通じた通路が３
３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５が設けられてい
る。この構成では、潤滑油の通路は、３２ａ，３３ａ，
３４ａ，３５，３４ｂ，３３ｂ，３２ｂの順につながっ
ている。その経路の概略を透過斜視図として示したのが
図２（ａ）である。図中の矢印が潤滑油の流れる方向を
示している。ここでは、クランク軸５と回転子７ａの嵌
合面２９は、潤滑油９が漏れる隙間を有しているため、
半径方向通路４３ａ，４３ｂが、先の嵌合面２９の隙間
を通じ連通しないように、また密閉容器内に漏れ出さな
いように、オーリング３０によって、嵌合面２９をシー
ルしている。

【００２１】ここで、上記構成における潤滑油の動作に
ついて説明をする。図１の本実施例は、電動機７や各軸
受等の温度より低い油だめ１０の潤滑油９により、固定
子７ａ等をその内部より冷却している。

【００２２】油だめ１０の潤滑油９は、クランク軸の回
転に伴い油ガイド１４から吸い込まれクランク軸５の軸
端の通路口３１から軸内の通路３２ａに流れ込む。そし
て、クランク軸の半径方向にのびた通路３３ａを通じク
ランク軸５より、回転子７ａ内に流れ込み、周方向通路
３４ａ，軸方向通路３５ａ，周方向通路３４ｂと順に通
り、この間に潤滑油９は回転子７ａが発生する熱を吸収
することで回転子７ａを冷却する。その後、さらに半径
方向通路３３ｂを通り回転子７ａからクランク軸５内の
通路３２ｂへと流れ、各軸受部、即ち主軸受８、副軸受
２３、偏芯軸受２５、スラスト軸受３ａへと流れる。そ
して、各軸受部を潤滑、冷却した潤滑油９は、前記軸受
部品３に設けられた油排出口１２より排出される。

【００２３】潤滑油９が供給される通路の形態は、図２
（ｂ）のように、複数の軸方向通路３５及び半径方向通
路３３ｂで構成してもよい。また、図２（ａ）、（ｂ）
での軸方向通路３５、周方向通路３４及び半径方向通路
３３の本数や位置は、図２に制約されるものではない。
しかし、多数の通路を設けると、回転子７ａの冷却効果
は上がると思われるが、回転子７ａの断面積が減るため
電動機としての効率が低下するので、昇温抑制による効
率向上が相殺される。従って、その両者のバランスを考
慮した設計が必要である。

【００２４】この構成により、固定子の昇温が抑制さ
れ、固定子等への放射熱も減少するため、固定子等他部
の温度も抑制できる。従って、従来課題となっていた電
動機の昇温による信頼性及び効率低下を解決でき、信頼
性及び効率の高いスクロール圧縮機等の密閉型圧縮機を
提供することができる。

【００２５】次に第２の実施例を図２、３を用いて説明
する。

【００２６】第１の実施例と異なるのは、回転子７ａ内
から半径方向通路４３ｂを通じクランク軸５内流れ込ん
だ潤滑油９が、軸方向通路４２ｂから半径方向通路４６
を通った後、副軸受２３に設けられた油放出口４７より
密閉容器１内へ放出される点である。４８はクランク軸
５の周囲に設けられた溝で半径方向通路４６と通じてお
り、クランク軸５の回転中に通路４６と油放出口４７を
連通させる役目をするものである。この構成例では、潤
滑油は、４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５，４４ｂ，４２
ｂ，４６，４８，４７の通路の順で流れていく。その経
路の概略例を、透過斜視図として図２（ａ）、（ｂ）に
示している。第１の実施例とほぼ同様の考えで設計でき
る。また、油放出口４７から放出した潤滑油９は、回転
子７ａ及び固定子７ｂに降りかかり、回転子７ａ、固定
子７ｂを外面より冷却する。また、クランク軸５には図
８の従来例同様の貫通口１３を設けることで、各軸受け
に潤滑油９を供給している。

【００２７】この構成は、第１の実施例では、回転子か
クランク軸に戻った潤滑油は、回転子より奪った熱によ
り加熱され、粘度落ち軸受けに対する潤滑性能及び冷却
効果も低いものとなり、軸受けの信頼性や損失に対し良
いものとはいえない。しかし、本構成によれは、回転子
７ａを冷却した潤滑油９は、軸受けに供給されずに放出
され油だめ１０にもどるため、そのような懸念もない。
従って、以上の構成により第１の実施例より、さらに信
頼性及び効率の高いスクロール圧縮機等の密閉型圧縮機
を提供することができる。

【００２８】尚、第１の実施例より加工が難しくコスト
アップとなるため、圧縮機の大きさや使用条件等によ
り、第１の実施例を採用したほうが良い場合も考えられ
る。

【００２９】さらに、第２の実施例は図４、５に示す構
成にしても良い。図３の実施例との違いは、油放出口５
６の構成である。即ち、油放出口５６を固定子７ａの圧
縮機構２の側、即ち上方端に設けた点である。図３の構
成より幾分加工が容易である。この構成例では、５２
ａ，５３ａ，５４ａ，５５，５４ｂ，５２ｂの通路順で
潤滑油が流れ油放出口５６から放出する。図５に、その
潤滑油の通路の概略を透過斜視図で示す。図５の（ｂ）
で、５３ｂの通路をなくし、複数の５５通路の延長に５
２ｂ通路を構成しても良い。この方が加工はより容易で
ある。

【００３０】また、油放出口から放出された潤滑油が吸
入口１１より吸入した吸入ガスとなるだけ接触しない方
が損失面から有利な場合は、図６、７に示す構成にして
も良い。この構成と図４の実施例との構成の違いは、回
転子７ａの油放出口６６を図４の反対側、即ち下方に設
けた点である。この構成例では、６２ａ，６３ａ，６４
ａ，６５，６４ｂ，６２ｂの通路順で潤滑油が流れ油放
出口６６から放出する。この構成により、油放出口６２
ｂから放出した潤滑油９は吸入ガスと最小限度しが接触
しなくなり、吸入ガスが潤滑油９により加熱されること
による損失を抑制することができる。図７（ａ）、
（ｂ）に潤滑油通路の概略を透過斜視図で示す。

【００３１】上記構成により第２の実施例と同等、また
はそれ以上の信頼性及び効率の高いスクロール圧縮機等
の密閉型圧縮機を提供することができる。

【００３２】尚、上記全実施例では油ガイドを用いた遠
心ポンプにより油だめより潤滑油を吸い上げ、各部に供
給していたが、トロコイドポンプ等の容積式や、その他
強制的に潤滑油を供給できるポンプを用いることで、前
述の実施例より容易にかつ効果の高い構成が実現できる
ことはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、従来より信頼性及び効率の高い密閉型圧縮機、
例えばスクロール圧縮機を実現し、提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるスクロール圧縮機
の縦断面図

【図２】本発明の第１の実施例に用いる潤滑油通路の透
過斜視図

【図３】本発明の第２の実施例におけるスクロール圧縮
機の縦断面図

【図４】本発明の第２の実施例の別の形態を示した縦断
面図

【図５】本発明の第２の実施例における別の形態の説明
に用いる潤滑油通路の透過斜視図

【図６】本発明の第２の実施例の別の形態を示した縦断
面図

【図７】本発明の第２の実施例における別の形態の説明
に用いる潤滑油通路の透過斜視図

【図８】従来例におけるスクロール圧縮機の縦断面図

【符号の説明】

１密閉容器２圧縮機構３軸受５クランク軸６偏芯軸受７電動機７ａ回転子７ｂ固定子８主軸受９潤滑油１０油だめ３０オーリング３２〜３５潤滑油通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西脇文俊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)発明者中田秀樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器の内部に固定された固定子と、
前記固定子より駆動され回転する回転子と、前記回転子
が取り付けられたクランク軸とを有する電動機構部と、前記電動機構部の駆動力により前記クランク軸を介して
駆動される圧縮機構部と、潤滑油を貯溜する油溜り部と、前記圧縮機構部及び電動機構部の摺動部に前記油溜り部
の潤滑油を供給する油供給部と、を前記密閉容器内に設け、前記油溜り部の潤滑油が前記
クランク軸内の通路と連通した前記回転子内の通路を通
じ、前記圧縮機構部に供給される油通路を有することを
特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】密閉容器の内部に固定された固定子と、
前記固定子より駆動され回転する回転子と、前記回転子
が取り付けられたクランク軸とを有する電動機構部と、前記電動機構部の駆動力により前記クランク軸を介して
駆動される圧縮機構部と、潤滑油を貯溜する油溜り部と、前記圧縮機構部及び電動機構部の摺動部に前記油溜り部
の潤滑油を供給する油供給部と、を前記密閉容器内に設け、前記油溜り部の潤滑油が前記
クランク軸内の通路と連通した前記回転子内の通路を流
れた後、前記圧縮機構部に供給されることなく、前記密
閉容器内に放出される油通路を有することを特徴とする
密閉型圧縮機。
【請求項３】油溜り部の潤滑油が前記クランク軸内の
通路と連通した前記回転子内の通路を流れた後、前記圧
縮機構部に供給されることなく、前記回転子の圧縮機構
部側の端部より前記密閉容器内に放出される油通路を有
することを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】油溜り部の潤滑油がクランク軸内の通路
と連通した前記回転子内の通路を流れた後、前記圧縮機
構部に供給されることなく、前記回転子の圧縮機構部と
反対側の端部より前記密閉容器内に放出される油通路を
有することを特徴とする請求項２、または３記載の密閉
型圧縮機。