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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025012741
(43)【公開日】2025-01-24
(54)【発明の名称】電動圧縮機
(51)【国際特許分類】
   F04B 39/00 20060101AFI20250117BHJP
   F04C 29/06 20060101ALI20250117BHJP
   F04C 29/00 20060101ALI20250117BHJP
【FI】
F04B39/00 102R
F04C29/06 Z
F04C29/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023115811
(22)【出願日】2023-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】000001845
【氏名又は名称】サンデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129425
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 護晃
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(74)【代理人】
【識別番号】100217076
【弁理士】
【氏名又は名称】宅間 邦俊
(72)【発明者】
【氏名】小和田 芳夫
(72)【発明者】
【氏名】角田 和久
(72)【発明者】
【氏名】戸部 隆久
(72)【発明者】
【氏名】清水 英伸
【テーマコード(参考)】
3H003
3H129
【Fターム(参考)】
3H003AA05
3H003AB05
3H003AC03
3H003BA03
3H003BB03
3H003BH06
3H003CD01
3H003CF04
3H129AA04
3H129AA15
3H129AB03
3H129BB21
3H129BB32
3H129CC04
3H129CC09
3H129CC27
3H129CC30
(57)【要約】
【課題】電動圧縮機の振動を抑制してNV性能を改善する。
【解決手段】電動ロータリー圧縮機RCは、水平方向に配置された回転軸200と、回転軸200を回転させる電動機部10と、回転軸200によって駆動される圧縮機構部30と、電動機部10を収容するフロントハウジング110bと、圧縮機構部30を収容するリアハウジング110cと、回転軸200を回転自由かつ気密状態で支持しつつ、フロントハウジング110bの開口端部とリアハウジング110cの開口端部との間に配置された隔壁部111と、を有している。また、電動ロータリー圧縮機RCは、上記の構成に加えて、圧縮機構部30とリアハウジング110cとの間に配置された防振部材300(第1防振部材300A、第2防振部材300B)を更に有している。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水平方向に配置された回転軸と、
前記回転軸を回転させる電動機部と、
前記回転軸によって駆動される圧縮機構部と、
前記電動機部を収容するフロントハウジングと、
前記圧縮機構部を収容するリアハウジングと、
前記回転軸を回転自由かつ密封状態で支持しつつ、前記フロントハウジングの開口端側と前記リアハウジングの開口端側との間に配置された隔壁部と、
前記圧縮機構部と前記リアハウジングとの間に配置された防振部材と、
を有する、電動圧縮機。
【請求項2】
前記リアハウジングの開口端側と前記隔壁部との間に弾性体からなるシール部材が更に配置された、
請求項1に記載の電動圧縮機。
【請求項3】
前記防振部材は、前記圧縮機構部の外周面と前記リアハウジングの内周面との間に配置された第1防振部材、及び前記圧縮機構部の軸方向の端面と前記リアハウジングの底面との間に配置された第2防振部材の少なくとも一方を含む、
請求項1に記載の電動圧縮機。
【請求項4】
前記第1防振部材は、前記圧縮機構部により圧縮される冷媒、及び当該冷媒に混入されている潤滑油の流れを妨げない形状を有している、
請求項1に記載の電動圧縮機。
【請求項5】
前記フロントハウジング、前記リアハウジング及び前記隔壁部を含むハウジングと当該ハウジングを取り付ける取付面との間に前記防振部材とは異なる他の防振部材が更に配置された、
請求項1に記載の電動圧縮機。
【請求項6】
前記圧縮機構部は、横置のシリンダと、前記回転軸により前記シリンダ内を偏心回転する偏心ローラと、前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに仕切るベーンと、前記高圧室からの高圧冷媒を前記リアハウジング内に吐出する吐出口と、を含む、
請求項1~請求項5のいずれか1つに記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動モータによって冷媒を圧縮する電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
電動圧縮機の一例として挙げられる電動ロータリー圧縮機は、スクロール圧縮機と比較して、ガス圧縮負荷トルクが回転軸の回転角に応じて大きく変動し、その結果、NV(Noise-Vibration)性能が劣るという特性がある。このため、特開2021-148104号公報(特許文献1)に記載されているように、電動ロータリー圧縮機のハウジングの周囲を多孔質部材からなる防音カバーで覆う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-148104号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、電動ロータリー圧縮機に対して特許文献1で提案された技術を適用した場合、電動ロータリー圧縮機から発生する騒音を低減できるものの、電動ロータリー圧縮機で発生する振動を抑制することが困難であった。なお、このような問題は、電動ロータリー圧縮機に限らず、ガス圧縮負荷トルクが回転軸の回転角に応じて大きく変動する周知の圧縮機であっても同様に発生する。
【0005】
そこで、本発明は、振動を抑制してNV性能を改善した、電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
電動圧縮機は、水平方向に配置された回転軸と、回転軸を回転させる電動機部と、回転軸によって駆動される圧縮機構部と、電動機部を収容するフロントハウジングと、圧縮機構部を収容するリアハウジングと、回転軸を回転自由かつ密封状態で支持しつつ、フロントハウジングの開口端側とリアハウジングの開口端側との間に配置された隔壁部と、を有している。また、電動圧縮機は、上記の構成に加えて、圧縮機構部とリアハウジングとの間に配置された防振部材を更に有している。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電動モータによって冷媒を圧縮する電動圧縮機において、振動を抑制してNV性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】横置型の電動ロータリー圧縮機の第1実施形態を示す縦断面図である。
図2】横置型の電動ロータリー圧縮機の第1実施形態を示す要部拡大図である。
図3】一般技術と第1実施形態との比較図である。
図4】横置型の電動ロータリー圧縮機の第2実施形態を示す縦断面図である。
図5】横置型の電動ロータリー圧縮機の第2実施形態を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1及び図2は、本発明が適用された、横置型の電動ロータリー圧縮機RCの第1実施形態を示している。なお、以下説明する電動ロータリー圧縮機RCは、あくまで一例であって、その構成に限定されると解釈すべきではない。従って、本発明は、当業者にとって周知かつ多様な電動ロータリー圧縮機に適用することができる。ここで、電動ロータリー圧縮機RCが、電動圧縮機の一例として挙げられる。
【0010】
最初に、電動ロータリー圧縮機RCの基本構成について説明する。
電動ロータリー圧縮機RCは、横長のハウジング110を有している。ハウジング110は、円筒状のセンターハウジング110aと、開口端側がセンターハウジング110aの前端(図1における左端)に接合された有底円筒状のフロントハウジング110bと、開口端側がセンターハウジング110aの後端(図1における右端)に接合された有底円筒状のリアハウジング110cと、を含んでいる。ここで、センターハウジング110a及びフロントハウジング110bは、略同径に形成され、リアハウジング110cは、センターハウジング110a及びフロントハウジング110bよりも所定寸法だけ大径に形成されている。なお、センターハウジング110a、フロントハウジング110b及びリアハウジング110cは、円筒状の横断面を有する構成に限らず、例えば、四角形や多角形の横断面などを有する角筒状に形成されていてもよい。
【0011】
ハウジング110内は、センターハウジング110aに一体的に設けられた隔壁部111によって、フロントハウジング110b側の第1収容室113と、リアハウジング110c側の第2収容室115と、に区画されている。第1収容室113は、センターハウジング110aとフロントハウジング110bとによって形成されている。第2収容室115は、センターハウジング110aとリアハウジング110cとによって形成されている。
【0012】
隔壁部111は、例えば、鋳造によってセンターハウジング110aと一体的に成形されている。しかしながら、隔壁部111は、鋳造によってセンターハウジング110aと一体的に成形される構成に限らず、何らかの手段によってセンターハウジング110aと一体化されていればよい。例えば、隔壁部111は、溶接によってセンターハウジング110aと一体化されていてもよいし、溶接以外の周知の接合技術によってセンターハウジング110aと一体化されていてもよい。
【0013】
隔壁部111の径方向の中央部には、第1収容室113側に突出するボス部111aが形成されている。また、隔壁部111には、ボス部111aの先端面から第2収容室115側の面まで貫通する第1軸孔111bが形成されている。
【0014】
第1軸孔111bには、水平方向(前後方向)に延びる回転軸200の中間部が回転自由に支持されている。回転軸200の一端(前端)は、第1収容室113内に位置している。回転軸200の他端(後端)は、第2収容室115内に位置している。第1軸孔111bの内周面と回転軸200の外周面との間には、微小隙間(クリアランス)が形成されている。この微小隙間は、第1軸孔111bに対して回転軸200が相対回転可能、かつ冷媒に混入されている潤滑油によって密封(シール)され得るように設定されている。従って、隔壁部111は、回転軸200を回転自由かつ密封状態で支持しつつ、フロントハウジング110bの開口端側とリアハウジング110cの開口端側との間に配置されている。
【0015】
第1収容室113には、回転軸200を回転させる電動機部10が収容されている。また、第1収容室113は、フロントハウジング110bの所定箇所に形成された冷媒入口117を介して、図示しない外部の冷媒回路の低圧側に連通している。なお、図1に示す電動ロータリー圧縮機RCでは、冷媒入口117がフロントハウジング110bの側部に形成されているが、冷媒入口117がフロントハウジング110bの上部などに形成されていてもよい。
【0016】
電動機部10は、外側に配置されたステータ11と、ステータ11の内側に配置されたロータ12と、を含んでいる。
【0017】
ステータ11は、ハウジング110の内周面に固定されている。具体的には、ステータ11は、センターハウジング110aの隔壁部111よりもフロントハウジング110b側に位置する部位の内周面に固定されている。ステータ11は、磁性体で円筒状に形成されたステータコア11aと、ステータコア11aのティース部に巻き回されたステータコイル11bと、を含んでいる。
【0018】
ロータ12は、ステータ11の径方向の内側に所定の隙間を有して配置されている。ロータ12には、永久磁石が組み込まれている。ロータ12は、円筒状に形成されており、その中空部に回転軸200の前端側が貫通した状態で、回転軸200に対して一体的に固定されている。
【0019】
電動機部10は、フロントハウジング110bの所定箇所に設けられた気密端子部20を介して、ステータ11のステータコイル11bに電力が供給されることによって、ロータ12が回転し、これによって、回転軸200を回転させるように構成されている。
【0020】
第2収容室115には、回転軸200によって駆動される圧縮機構部30が収容されている。圧縮機構部30は、後述するようなロータリー圧縮機構として構成されている。第2収容室115は、リアハウジング110cの所定箇所、具体的には、隔壁部111側の端部の上側に形成された冷媒出口119を介して、外部の冷媒回路の高圧側に連通している。
【0021】
第2収容室115の下部、即ち、リアハウジング110cの下部は、少なくとも圧縮機構部30を潤滑する潤滑油の貯留部を形成している。ここで、潤滑油は、主に第2収容室115に貯留され、第1収容室113にはほとんど貯留されないようになっている。
【0022】
圧縮機構部30は、リアハウジング110cの内径よりも小さい外径を有している。従って、リアハウジング110cは、圧縮機構部30を収容することができる。また、圧縮機構部30の下部は、潤滑油の貯留部に貯留された潤滑油に侵漬、即ち、潤滑油の油面OLよりも下方に位置している。
【0023】
圧縮機構部30は、中間仕切板40を挟んでその前後方向の両側に配置された、第1圧縮機構部30Aと第2圧縮機構部30Bとを含んでいる。第1圧縮機構部30Aは、中間仕切板40の隔壁部111側、即ち、前側に配置されている。第2圧縮機構部30Bは、中間仕切板40の隔壁部111側とは反対側、即ち、後側に配置されている。中間仕切板40の径方向の中央部には、回転軸200が貫通する貫通孔が形成されている。
【0024】
第1圧縮機構部30Aは、図2に示すように、第1シリンダ31Aと、第1偏心ローラ(ローリングピストン)33Aと、第1ベーン35Aと、を含んでいる。
【0025】
第1シリンダ31Aの一方の面(前側の面)は、隔壁部111に密着している。第1シリンダ31Aの他方の面(後側の面)は、中間仕切板40に密着している。第1シリンダ31Aは、径方向の中央部に円形断面の第1シリンダ室32Aを有している。
【0026】
第1偏心ローラ33Aは、第1シリンダ31Aの第1シリンダ室32A内に位置する、回転軸200の第1偏心部201に一体的に取り付けられている。第1偏心ローラ33Aは、回転軸200の回転に伴って、第1シリンダ31Aの第1シリンダ室32A内を偏心回転する。
【0027】
第1ベーン35Aは、横置の第1シリンダ31Aの上側の壁部に形成された上下方向に延びる第1ベーン溝(図示せず)に対して、上下方向に摺動可能に嵌め込まれている。そして、第1ベーン35Aの先端部が、第1ベーン溝の下端から突出して、第1偏心ローラ33Aの外周面に当接(摺接)可能になっている。
【0028】
第1ベーン35Aの背面側には、第1ベーン35Aを第1偏心ローラ33Aに向けて押圧すべく、第2収容室115内の圧力を第1ベーン35Aの背面に作用させるための第1背圧室37Aが形成されている。第1背圧室37Aは、第1シリンダ31Aの上側の壁部に形成された第1還流孔39A(詳細については後述する)を介して、高圧冷媒の吐出室として機能する第2収容室115に連通している。
【0029】
また、電動ロータリー圧縮機RCにおいて高圧冷媒が得られない起動時に、第1ベーン35Aを第1偏心ローラ33Aに向けて付勢するため、第1背圧室37Aに第1スプリング38Aが収納されている。第1スプリング38Aの押圧力は、通常運転時の高圧冷媒による押圧力の1/10程度となっている。
【0030】
さらに、第1シリンダ31Aの上側の壁部には、第1背圧室37Aに連ねて第1還流孔39Aが形成されている。この第1還流孔39Aは、第1シリンダ31Aの上側の外周面に開口している。ここで、第1還流孔39Aは、第1背圧室37Aへの高圧冷媒の導入部を兼ねるとともに、第2収容室115内の高圧冷媒に混入されている潤滑油を回収して第1背圧室37Aに導く機能を有している。
【0031】
隔壁部111の第1収容室113側の面には、ボス部111aを囲繞するように、環状の第1凹部111cが形成されている。そして、この第1凹部111cの開口端側が、隔壁部111の第1収容室113側の面に密着する第1閉塞板121によって閉塞され、これによって、第1収容室113から区画された第1消音室45Aが形成されている。第1消音室45Aは、隔壁部111に形成された第1連通孔111d(図2参照)を介して、第1シリンダ31Aの第1シリンダ室32A内の高圧室に位置する第1吐出ポート(図示せず)に連通している。
【0032】
第2圧縮機構部30Bは、第1圧縮機構部30Aと同様の構成を有している。具体的には、第2圧縮機構部30Bは、図2に示すように、第2シリンダ31Bと、第2偏心ローラ(ローリングピストン)33Bと、第2ベーン35Bと、を含んでいる。
【0033】
第2シリンダ31Bの一方の面(前側の面)は、中間仕切板40に密着している。第2シリンダ31Bの他方の面(後側の面)は、消音室形成部材47に密着している。第2シリンダ31Bは、径方向の中央部に円形断面の第2シリンダ室32Bを有している。
【0034】
第2偏心ローラ33Bは、第2シリンダ31Bの第2シリンダ室32B内に位置する、回転軸200の第2偏心部202に一体的に取り付けられている。第2偏心ローラ33Bは、回転軸200の回転に伴って、第2シリンダ31Bの第2シリンダ室32B内を偏心回転する。なお、第2偏心部202は、第1偏心部201に対して、回転軸200の軸心周りに180°の位相差をもって設けられている。
【0035】
第2ベーン35Bは、横置の第2シリンダ31Bの上側の壁部に形成された上下方向に延びる第2ベーン溝(図示せず)に対して、上下方向に摺動可能に嵌め込まれている。そして、第2ベーン35Bの先端部が、第2ベーン溝の下端から突出して、第2偏心ローラ33Bの外周面に当接(摺接)可能になっている。
【0036】
第2ベーン35Bの背面側には、第2ベーン35Bを第2偏心ローラ33Bに向けて押圧すべく、第2収容室115内の圧力を第2ベーン35Bの背面に作用させるための第2背圧室37Bが形成されている。第2背圧室37Bは、第2シリンダ31Bの上側の壁部に形成された第2還流孔39B(詳細については後述する)を介して、高圧冷媒の吐出室として機能する第2収容室115に連通している。
【0037】
また、電動ロータリー圧縮機RCにおいて高圧冷媒が得られない起動時に、第2ベーン35Bを第2偏心ローラ33Bに向けて付勢するため、第2背圧室37Bに第2スプリング38Bが収納されている。第2スプリング38Bの押圧力は、第1スプリング38Aと同様に、通常運転時の高圧冷媒による押圧力の1/10程度となっている。
【0038】
さらに、第2シリンダ31Bの上側の壁部には、第2背圧室37Bに連ねて第2還流孔39Bが形成されている。この第2還流孔39Bは、第2シリンダ31Bの上側の外周面に開口している。ここで、第2還流孔39Bは、第2背圧室37Bへの高圧冷媒の導入部を兼ねるとともに、第2収容室115内の高圧冷媒に混入されている潤滑油を回収して第2背圧室37Bに導く機能を有している。
【0039】
消音室形成部材47の径方向の中央部には、第2軸孔47aが形成されている。第2軸孔47aには、回転軸200の後端部及びその近傍が回転自由に支持されている。つまり、回転軸200は、隔壁部111に形成された第1軸孔111bと消音室形成部材47に形成された第2軸孔47aによって回転自由に支持されており、これらの第1軸孔111b及び第2軸孔47aが回転軸200の軸受部を形成している。なお、第1軸孔111bと同様に、第2軸孔47aの内周面と回転軸200の外周面との間には、微小隙間が形成されている。
【0040】
また、消音室形成部材47の第2シリンダ31Bとは反対側の面、即ち、後側の面には、第2軸孔47aを囲繞するように、環状の第2凹部47bが形成されている。そして、この第2凹部47bの開口端側が、消音室形成部材47の第2シリンダ31Bとは反対側の面に密着する第2閉塞板49によって閉塞され、これによって、第2消音室45Bが形成されている。第2消音室45Bは、消音室形成部材47に形成された第2連通孔47c(図2参照)を介して、第2シリンダ31Bの第2シリンダ室32B内の高圧室に位置する第2吐出ポート(図示せず)に連通している。
【0041】
ここで、第1閉塞板121、第1シリンダ31A、中間仕切板40、第2シリンダ31B、消音室形成部材47及び第2閉塞板49は、複数の締結部材(例えば、通しボルト)60によって隔壁部111と共締めされることで、隔壁部111に固定されている。換言すると、第1圧縮機構部30A及び第2圧縮機構部30Bを含む圧縮機構部30は、隔壁部111に取り付けられて固定されている。
【0042】
第1消音室45Aと第2消音室45Bとは、連通路51を介して相互に連通されている。連通路51は、第1凹部111cの底部から第2凹部47bの底部へと、隔壁部111、第1シリンダ31A、中間仕切板40、第2シリンダ31B及び消音室形成部材47を貫通して形成されている。なお、図2では作図上、連通路51が回転軸200より下側に位置されているが、その形成位置は任意である。
【0043】
また、第2消音室45Bは、第2閉塞板49に形成された吐出口53を介して、第2収容室115に連通している。
【0044】
第1シリンダ31Aの第1シリンダ室32A内の低圧室に位置する第1吸入ポート(図示せず)は、第1吸入通路55(図2参照)を介して、第1収容室113に連通している。第1吸入通路55は、第1収容室113側から、第1閉塞板121及び隔壁部111を貫通して、第1シリンダ31Aの第1吸入ポートに接続されている。
【0045】
第2シリンダ31Bの第2シリンダ室32B内の低圧室に位置する第2吸入ポート(図示せず)は、第1吸入通路55(図2参照)及び第2吸入通路(図示せず)を介して、第1収容室113に連通している。第2吸入通路は、第1吸入通路55から第1シリンダ31A及び中間仕切板40を貫通して、第2シリンダ31Bの第2吸入ポートに接続されている。
【0046】
潤滑油の供給系として、回転軸200の軸受部(第1軸孔111b、第2軸孔47a)及び圧縮機構部30(第1圧縮機構部30A、第2圧縮機構部30B)の各摺動箇所に潤滑油を供給すべく、第1油通路71、第2油通路72、及び第1~第4油案内孔73~76が設けられている。
【0047】
第1油通路71は、一端(下端)が第2閉塞板49の底部、即ち、潤滑油溜まりに位置する部位に開口し、ここから上方に延びた後に回転軸200の後端面に向かって屈曲して、他端(上端)が第2閉塞板49の消音室形成部材47側の面に開口する通路として形成されている。
【0048】
第2油通路72は、一端が回転軸200の後端面に開口して第1油通路71と連通し、ここから回転軸200内をその軸線に沿って第1シリンダ31Aを越えた位置まで、即ち、第1軸孔111bに対応する位置まで延びて、他端が閉塞された通路として形成されている。
【0049】
なお、第2収容室(吐出室;高圧側)115と第1収容室(吸入室;低圧側)113との圧力差によって、第2収容室115の下部に貯留されている潤滑油が、第1油通路71を介して吸い上げられて第2油通路72へと導かれる。
【0050】
第1油案内孔73は、一端が第2油通路72に開口し、ここから回転軸200内を半径外方に延びて、他端が第2軸孔47aを臨む回転軸200の外周面に開口している。
【0051】
第2油案内孔74は、一端が第2油通路72に開口し、ここから回転軸200内を半径外方に延びて、他端が回転軸200の第2偏心部202の外周面に開口している。
【0052】
第3油案内孔75は、一端が第2油通路72に開口し、ここから回転軸200内を半径外方に延びて、他端が回転軸200の第1偏心部201の外周面に開口している。
【0053】
第4油案内孔76は、一端が第2油通路72に開口し、ここから回転軸200内を半径外方に延びて、他端が第1軸孔111bを臨む回転軸200の外周面に開口している。
【0054】
次に、横置型の電動ロータリー圧縮機RCの基本構成における冷媒の流れについて説明する。なお、冷媒には、潤滑油がミスト状態で混入されている。
【0055】
電動機部10を収容する第1収容室113には、外部の冷媒回路の低圧側の冷媒(低圧冷媒)が、フロントハウジング110bに形成された冷媒入口117を介して流入される。つまり、第1収容室113は、外部から低圧冷媒が流入する「吸入室」を形成している。従って、第1収容室113の圧力は、外部の冷媒回路の低圧側の圧力と略同じになっている。
【0056】
電動機部10に電力が供給されると回転軸200が回転し、これによって、第1圧縮機構部30Aの第1シリンダ室32Aでは第1偏心ローラ33Aが偏心回転し、第2圧縮機構部30Bの第2シリンダ室32Bでは第2偏心ローラ33Bが偏心回転する。
【0057】
冷媒入口117から第1収容室113へと流入した低圧冷媒は、電動機部10のステータ11とロータ12との間の隙間を通過し、これによって、低圧冷媒で電動機部10が冷却される。そして、第1収容室113から第1吸入通路55及び第1吸入ポート(図示せず)を通過した低圧冷媒が、第1シリンダ室32Aへと吸入される。また、第1収容室113から第1吸入通路55、第2吸入通路(図示せず)及び第2吸入ポート(図示せず)を通過した低圧冷媒が、第2シリンダ室32Bへと吸入される。このとき、第1収容室113の下部に貯留されている潤滑油も、低圧冷媒と共に第1シリンダ室32A及び第2シリンダ室32Bへと吸入される。なお、電動ロータリー圧縮機RCがインバータ一体型の場合には、第1収容室113へと流入した低圧冷媒は、電動機部10に加えてインバータを併せて冷却してもよい。
【0058】
第1シリンダ室32Aへと吸入された低圧冷媒は、第1偏心ローラ33Aの偏心回転によって第1シリンダ室32A内で圧縮されて高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、第1シリンダ室32Aから第1吐出ポート(図示せず)及び第1連通孔111d(図2参照)を介して、第1消音室45Aへと吐出される。その後、第1消音室45A内の高圧冷媒は、連通路51を通過して第2消音室45Bへと吐出される。
【0059】
また、第2シリンダ室32Bへと吸入された低圧冷媒は、第2偏心ローラ33Bの偏心回転によって第2シリンダ室32B内で圧縮されて高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、第2シリンダ室32Bから第2吐出ポート(図示せず)及び第2連通孔47c(図2参照)を介して、第2消音室45Bへと吐出される。
【0060】
第1シリンダ室32Aから吐出された高圧冷媒、及び第2シリンダ室32Bから吐出された高圧冷媒は、第2消音室45Bで合流しつつ、圧縮機構部30の後端の第2閉塞板49に設けられた吐出口53を介して、第2収容室115へと吐出される。つまり、第2収容室115は、圧縮機構部30で圧縮された高圧の冷媒(高圧冷媒)が吐出される「吐出室」を構成している。第2収容室115の圧力は、高圧冷媒の圧力、即ち、外部の冷媒回路の高圧側の圧力と略同じになっている。従って、第2収容室115の圧力は、第1収容室113の圧力よりも高くなっている。
【0061】
このとき、第2収容室115への高圧冷媒の吐出口53は、図2に示すように、第2閉塞板49の板厚方向に直線状に延びているため、高圧冷媒をリアハウジング110cの内壁面、特に、端壁に衝突させるように指向されている。従って、吐出口53から第2収容室115へと吐出された高圧冷媒は、リアハウジング110cの端壁内面に衝突及び/又は接触する。そして、吐出口53から吐出された高圧冷媒は、リアハウジング110cの端壁内面に衝突及び/又は接触することによって、高圧冷媒から潤滑油がある程度分離される。その後、潤滑油が分離された高圧冷媒は、リアハウジング110cの上側に設けられた冷媒出口119を介して、外部の冷媒回路の高圧側へと吐出される。また、高圧冷媒から分離された潤滑油の多くは、主に重力によって下方へと移動して、第2収容室115の下部に戻されて貯留される。
【0062】
外部の冷媒回路への冷媒出口119は、第2収容室115を構成するリアハウジング110cのセンターハウジング110a側の端部の上側に設けられている。このため、リアハウジング110cの端壁内面に衝突及び/又は接触することによって潤滑油が分離された高圧冷媒、及び分離された潤滑油の一部は、第2収容室115の上部空間をセンターハウジング110a側の冷媒出口119へと向かって流れる。換言すると、冷媒出口119をセンターハウジング110a側の端部の上側に配置することで、潤滑油が分離された高圧冷媒及び潤滑油の一部が、第2収容室115の上部空間を後方から前方へと向かって流れるようになっている。
【0063】
ここで、第1ベーン35Aは横置の第1シリンダ31Aの上側に設けられ、かつ第1ベーン35Aの上側に第1背圧室37Aが設けられるとともに、第1背圧室37Aに連なって上向きに開口する第1還流孔39Aが設けられている。また、第2ベーン35Bは横置の第2シリンダ31Bの上側に設けられ、かつ第2ベーン35Bの上側に第2背圧室37Bが設けられるとともに、第2背圧室37Bに連なって上向きに開口する第2還流孔39Bが設けられている。
【0064】
従って、潤滑油が分離された高圧冷媒及び潤滑油の一部が、第1ベーン35A及び第2ベーン35B、第1背圧室37A及び第2背圧室37B、並びに第1還流孔39A及び第2還流孔39Bの上側を通過する構成となっている。換言すると、第1還流孔39A及び第2還流孔39Bは、圧縮機構部30の吐出口53からの高圧冷媒が、リアハウジング110cの端壁内面との衝突後及び/又は接触後に、リアハウジング110cの上側に形成された冷媒出口119へと向かう経路上に設けられている。
【0065】
このような構成によって、高圧冷媒から分離された潤滑油の一部は、第2収容室115の上部空間を流れながら次第に重力により落下し、又は天壁内面に接触してこれを伝いながら落下し、第1還流孔39A及び第2還流孔39Bへと流れ込む。また、高圧冷媒に少量ながら未だ含まれている潤滑油についても、天壁内面に接触して分離し、同様に、第1還流孔39A及び第2還流孔39Bへと流れ込む。
【0066】
このように、高圧冷媒から分離した潤滑油の一部が、重力により、第1還流孔39A及び第2還流孔39Bへと流れ込んだ後、第1背圧室37A及び第2背圧室37Bから第1ベーン溝及び第2ベーン溝へと供給される。このため、第1ベーン35A及び第2ベーン35Bの周りのクリアランスに潤滑油が補充され、第1ベーン35A及び第2ベーン35Bの周りの潤滑性能及びシール性能が維持される。
【0067】
また、第1ベーン35Aの第1背圧室37A、及び第2ベーン35Bの第2背圧室37Bには、高圧冷媒が十分に存在するため、第1ベーン35A及び第2ベーン35Bは、安定した高圧冷媒の圧力によって、第1偏心ローラ33A及び第2偏心ローラ33Bへと適切に押し付けられる。従って、第1ベーン35A及び第2ベーン35Bが第1偏心ローラ33A及び第2偏心ローラ33Bと離れることが抑制され、これによって、圧縮不良の発生を回避することができる。
【0068】
第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCは、上述した基本構成に加え、特有の構成として、以下の[特徴1]~[特徴4]を有している。
【0069】
[特徴1]
圧縮機構部30とこれを収容するリアハウジング110cとの間に、例えば、防振ゴムなどからなる防振部材300が配置されている。防振部材300は、圧縮機構部30の外周面、例えば、消音室形成部材47の外周面とリアハウジング110cの内周面との間に配置されたリング状の第1防振部材300Aと、圧縮機構部30の後端面とリアハウジング110cの底面との間に配置された円柱状の第2防振部材300Bと、を含んでいる。第1防振部材300A及び第2防振部材300Bは、圧縮機構部30で発生した振動がリアハウジング110cへと伝達されるのを抑制、即ち、弾性機能及び防振機能によって振動伝達を抑制するように構成されている。
【0070】
なお、圧縮機構部30とリアハウジング110cとの間には、第1防振部材300A及び第2防振部材300Bの少なくとも一方が配置されていていてもよい。また、第1防振部材300A及び第2防振部材300Bは、上記の構成に限らず、例えば、実機での試験やシミュレーションなどによって、その個数及び配置位置を最適化することが望ましい。さらに、リング状の第1防振部材300Aは、第2収容室115を前後方向に2分割するため、ここを高圧冷媒及びこれに混入されている潤滑油が通過可能となるべく、その板厚方向に貫通する複数の貫通孔(図示せず)が形成されることが望ましい。なお、第1防振部材300A及び第2防振部材300Bは、一体的に形成されていてもよい。従って、防振部材300は、第1防振部材300A及び第2防振部材300Bの形状にかかわらず、圧縮機構部30により圧縮される冷媒、及び冷媒に混入されている潤滑油の流れを妨げない形状を有していることが望ましい。
【0071】
[特徴2]
センターハウジング110aとリアハウジング110cとの間に、弾性体からなるシール部材302が更に配置されている。シール部材302は、センターハウジング110aとリアハウジング110cとの接合面のシール性能を確保するとともに、リアハウジング110cからセンターハウジング110aへの振動伝達を抑制する。シール部材302としては、例えば、Oリングを使用することができる。
【0072】
[特徴3]
センターハウジング110a、フロントハウジング110b及びリアハウジング110cを含むハウジング110とこれを取り付ける取付面MSとの間に、例えば、防振ゴムなどからなる防振部材304が更に配置されている。ここで、取付面MSは、電動ロータリー圧縮機RCの取付対象が自動車などの車両である場合、車両の車体とすることができる。防振部材304は、センターハウジング110aと取付面MSとの間に配置された第3防振部材304Aと、リアハウジング110cと取付面MSとの間に配置された第4防振部材304Bと、を含んでいる。第3防振部材304A及び第4防振部材304Bは、電動ロータリー圧縮機RCの振動が取付面MSへと伝達されるのを抑制、即ち、弾性機能及び防振機能によって振動伝達を抑制するように構成されている。なお、防振部材304(第3防振部材304A及び第4防振部材304B)が、他の防振部材の一例として挙げられる。
【0073】
[特徴4]
リアハウジング110cが、上述したように、フロントハウジング110b、要するに、これと同心に配置されたセンターハウジング110aに形成された隔壁部111よりも大径に形成されているとともに、隔壁部111側の端部の上側に冷媒出口119が形成されている。また、リアハウジング110cが、図1及び図2に示すように、センターハウジング110aに一体的に形成された隔壁部111の中心軸に対して下方に所定距離だけオフセットした位置に配置されている。この場合、センターハウジング110aの後端側とリアハウジング110cとの開口端側とが一致しないことから、リアハウジング110cの開口端側から半径内方に向かって延びる壁部が一体的に形成され、その先端部がセンターハウジング110aの外周面に接合されている。ここでは、図2に示すように、センターハウジング110aの上面とリアハウジング110cの上面とが同じ高さになっているが、両者の上面が多少ずれていてもよい。なお、リアハウジング110cは、フロントハウジング110bの中心軸に対して下方に所定距離だけオフセットした位置に配置される構成に限らず、この構成と同様な作用及び効果を発揮可能な形状に形成されていてもよい。
【0074】
ここで、電動ロータリー圧縮機RCに対して上述した[特徴1]~[特徴4]を組み込んだことによる作用及び効果を説明する。
【0075】
[特徴1]
圧縮機構部30とリアハウジング110cとの間に防振部材300が配置されているので、圧縮機構部30において第1偏心ローラ33A及び第2偏心ローラ33Bの偏心回転により発生した振動は、防振部材300によって抑制及び減衰されながら、リアハウジング110cへと伝達される。従って、圧縮機構部30からリアハウジング110cへと伝達される振動が小さくなり、その結果、電動ロータリー圧縮機RCのNV性能を改善することができる。
【0076】
[特徴2]
センターハウジング110aとリアハウジング110cとの間にシール部材302が配置されているので、圧縮機構部30からリアハウジング110cへと伝達された振動は、シール部材302によって抑制及び減衰されながら、センターハウジング110aへと伝達される。従って、圧縮機構部30からリアハウジング110cを介してセンターハウジング110aへと伝達される振動が更に小さくなり、電動ロータリー圧縮機RCのNV性能を一層改善することができる。
【0077】
[特徴3]
電動ロータリー圧縮機RCのハウジング110と取付面MSとの間に防振部材304が配置されているので、電動ロータリー圧縮機RCの振動は、この防振部材304によって抑制及び減衰されつつ、車体の取付面MSへと伝達される。従って、電動ロータリー圧縮機RCから車体へと伝達される振動が小さくなり、例えば、車体側において共振により振動や騒音が大きくなることを回避することができる。ここで、防振部材304は、上記の構成に限らず、例えば、実機での試験やシミュレーションなどを介して、その個数及び配置位置を最適化することが望ましい。
【0078】
[特徴4]
リアハウジング110cがフロントハウジング110bよりも大径に形成されているとともに、フロントハウジング110bの中心軸に対して下方に所定距離だけオフセットした位置に配置されているため、以下のような作用及び効果を発揮することができる。即ち、一般技術では、図3の左側の図に示されるように、圧縮機構部30とリアハウジング110cとが同心に配置されていたため、圧縮機構部30の外周面とリアハウジング110cの内周面とにより形成される円筒状の空間が軸対称となっていた。しかしながら、第1実施形態では、リアハウジング110cが下方に所定距離だけオフセットされているため、一般技術と比較して、図3の右側の図に示されるように、冷媒出口119へと向かう高圧冷媒の通路の断面積がより小さくなる一方、第2収容室115の下部に貯留可能な潤滑油の油量が増える。
【0079】
このため、第2収容室115の上部空間を流れて冷媒出口119へと向かう高圧冷媒が、圧縮機構部30の外周面及びリアハウジング110cの内周面と接触及び/又は衝突する機会が増え、これによって、高圧冷媒から潤滑油を分離する分離能力が向上する。ここで、第2収容室115の上部空間において高圧冷媒から分離された潤滑油は、重力によって下方へと移動し、第2収容室115の下部に戻されて貯留される。従って、電動ロータリー圧縮機RCから外部の冷媒回路へと持ち出される潤滑油の絶対量が減り、例えば、冷媒回路の構成要素に潤滑油が付着して性能が低下することを抑制することができる。
【0080】
また、第2収容室115の下部に貯留可能な潤滑油の油量が増えることにより、何らかの理由によって一時的に潤滑油の油面OLが低下しても、圧縮機構部30の下部が潤滑油に侵漬されたままとなる。このため、圧縮機構部30及び回転軸200の軸受部の潤滑及び密封に影響が及ぶことを抑制することができる。
【0081】
図4及び図5は、本発明が適用された、横置型の電動ロータリー圧縮機RCの第2実施形態を示している。第2実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCは、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCと基本構成が共通しているので、その説明は省略する。電動ロータリー圧縮機RCの基本構成については、必要であれば、第1実施形態の説明を参照されたい。
【0082】
第2実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCは、特有の構成として、以下の[特徴5]~[特徴8]を有している。
【0083】
[特徴5]
圧縮機構部30とこれを収容するリアハウジング110cとの間に、例えば、防振ゴムなどからなる防振部材300が配置されている。この[特徴5]は、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの[特徴1]と同様であり、その作用及び効果も共通しているため、その詳細な説明は省略する。必要であれば、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの説明を参照されたい。
【0084】
[特徴6]
センターハウジング110aとリアハウジング110cとの間に、弾性体からなるシール部材302が更に配置されている。この[特徴6]は、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの[特徴2]と同様であり、その作用及び効果も共通しているため、その詳細な説明は省略する。必要であれば、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの説明を参照されたい。
【0085】
[特徴7]
センターハウジング110a及びリアハウジング110cと電動ロータリー圧縮機RCの取付面MSとの間に、例えば、防振ゴムなどからなる防振部材304が更に配置されている。この[特徴7]は、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの[特徴3]と同様であり、その作用及び効果も共通しているため、その詳細な説明は省略する。必要であれば、第1実施形態に係る電動ロータリー圧縮機RCの説明を参照されたい。
【0086】
[特徴8]
リアハウジング110cが、上述したように、フロントハウジング110b、要するに、これと同心に配置されたセンターハウジング110aに形成された隔壁部111よりも大径に形成されている。また、リアハウジング110cがセンターハウジング110aの隔壁部111と同心に配置され、かつリアハウジング110cの隔壁部111側の開口端側が、センターハウジング110aの隔壁部111を超えて第1収容室113との境界まで延設されている。従って、リアハウジング110cの隔壁部111側の開口端側は、第1収容室113との境界から隔壁部111の第2収容室115側の位置まで、フロントハウジング110bの隔壁部111の外周面に対してオーバーラップしている。この場合、センターハウジング110aの後端側とリアハウジング110cの開口端側とが一致しないことから、リアハウジング110cの開口端側から半径内方に向かって延びる壁部が一体的に形成され、その先端部がシール部材302を介してセンターハウジング110aの外周面に接合されている。
【0087】
このような[特徴8]によって、第2収容室115の上部空間を通過して冷媒出口119へと向かう高圧冷媒の通路は、図5に示すように、隔壁部111の後端面に対応する位置において、その横断面積が急激に減少する一方、第2収容室115の下部に貯留可能な潤滑油の油量が増える。
【0088】
従って、第2収容室115の上部空間を流れて冷媒出口119へと向かう高圧冷媒が、隔壁部111の外周面及びリアハウジング110cの内周面と接触及び/又は衝突する機会が増え、これによって、高圧冷媒から潤滑油を分離する分離能力が向上する。また、圧縮機構部30から第2収容室115へと吐出された高圧冷媒が冷媒出口119へと到達するまでの距離が長くなるため、これによっても、高圧冷媒から潤滑油を分離する分離能力が向上する。さらに、リアハウジング110cの隔壁部111側の開口端側が第1収容室113の境界まで延びているので、第1収容室113の低圧冷媒の温度によって温められることがなく、圧縮機構部30による低圧冷媒の圧縮効率の低下を抑制することもできる。
【0089】
第2収容室115の上部空間において高圧冷媒から分離された潤滑油は、重力によって下方へと移動し、第2収容室115の下部に戻されて貯留される。このため、第2収容室115の下部へと潤滑油が戻される油通路を確保すべく、センターハウジング110aの隔壁部111の外周面に円周方向に延びる少なくとも1条の油戻り溝(図示せず)を形成してもよい。このようにすれば、潤滑油が第2収容室115の下部へと戻る効率が改善するとともに、高圧冷媒が隔壁部111と接触する面積が増加して分離能力が向上する。
【0090】
従って、電動ロータリー圧縮機RCから外部の冷媒回路へと持ち出される潤滑油の絶対量が減り、例えば、冷媒回路の構成要素に潤滑油が付着して性能が低下することを抑制することができる。
【0091】
また、第2収容室115の下部に貯留可能な潤滑油の油量が増えることにより、何らかの理由によって一時的に潤滑油の油面OLが低下しても、圧縮機構部30の下部が潤滑油に侵漬されたままとなる。このため、圧縮機構部30及び回転軸200の軸受部の潤滑及び密封に影響が及ぶことを抑制することができる。
【0092】
なお、当業者であれば、様々な上記実施形態の技術的思想について、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を周知技術に置き換えたりすることで、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。
【0093】
その一例を挙げると、圧縮機構部30の第1ベーン35A及び第2ベーン35Bは、第1シリンダ31A及び第2シリンダ31Bの上側に限らず、これらの下側に設けられていてもよい。このようにすれば、第1ベーン35A及び第2ベーン35Bは、第2収容室115の下部に貯留されている潤滑油に侵漬されるので、その潤滑性能及びシール性能を発揮することができる。
【0094】
また、本発明は、電動ロータリー圧縮機RCに限らず、電動モータを駆動源とする、例えば、斜板式圧縮機、ダイアフラム圧縮機、スクリュー圧縮機、ロータリーピストン圧縮機など、当業者にとって周知の各種圧縮機にも適用可能である。
【符号の説明】
【0095】
RC…電動ロータリー圧縮機(電動圧縮機)
MS…取付面
10…電動機部
30…圧縮機構部
31A…第1シリンダ(シリンダ)
31B…第2シリンダ(シリンダ)
33A…第1偏心ローラ(偏心ローラ)
33B…第2偏心ローラ(偏心ローラ)
35A…第1ベーン(ベーン)
35B…第2ベーン(ベーン)
53…吐出口
110…ハウジング
110b…フロントハウジング
110c…リアハウジング
111…隔壁部
200…回転軸
300…防振部材
300A…第1防振部材
300B…第2防振部材
302…シール部材
304…防振部材(他の防振部材)
図1
図2
図3
図4
図5