特開 2025-16871 圧縮機、冷凍機および方法

(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】P2025016871

(43)【公開日】2025-02-05

(54)【発明の名称】圧縮機、冷凍機および方法

(51)【国際特許分類】

   F04C 29/02 20060101AFI20250129BHJP

   F04C 29/12 20060101ALI20250129BHJP

【ＦＩ】

F04C29/02 311F

F04C29/12 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023119637

(22)【出願日】2023-07-24

(71)【出願人】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000420

【氏名又は名称】弁理士法人ＭＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 陽紀

(72)【発明者】

【氏名】秋山 智仁

(72)【発明者】

【氏名】高野 龍扶

【テーマコード（参考）】

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H129AA02

3H129AA15

3H129AA32

3H129AB03

3H129BB06

3H129BB32

3H129CC09

3H129CC19

3H129CC22

3H129CC33

3H129CC39

(57)【要約】

【課題】 製造のコストを軽減した圧縮機、冷凍機および方法を提供すること。
【解決手段】 摺動部分に潤滑油を供給する給油機構を有する圧縮機であって、給油機構は、給油部材とハウジング部材とが嵌合して構成され、給油部材が２５ＧＰａ以下のヤング率を有する材料で構成される。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

摺動部分に潤滑油を供給する給油機構を有する圧縮機であって、
前記給油機構は、給油部材とハウジング部材とが嵌合して構成され、
前記給油部材が２５ＧＰａ以下のヤング率を有する材料で構成される、
圧縮機。

【請求項2】

前記給油部材が樹脂である、
請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記給油部材と前記ハウジング部材とが、スナップフィット構造によって嵌合する、
請求項２に記載の圧縮機。

【請求項4】

前記給油部材のキャップ部分にツメが配置され、
前記ツメによって前記給油部材が前記ハウジング部材に係止される、
請求項３に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記ツメを複数備え、
各ツメが略等間隔で配置される、
請求項４に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記給油機構は、Ｏリングをさらに含んで構成される、
請求項１に記載の圧縮機。

【請求項7】

前記給油機構は、前記給油機構のキャップ部分の長さ方向に対して、パイプ部分が斜めに配置される、
請求項１に記載の圧縮機。

【請求項8】

請求項１～６のいずれか１項に記載の圧縮機を備える冷凍機。

【請求項9】

給油部材とハウジング部材とを含む給油機構を有する圧縮機を製造する方法であって、
２５ＧＰａ以下のヤング率を有する材料で構成される前記給油部材と、前記ハウジング部材とを焼き嵌めによって嵌合する工程を含む、
方法。

【請求項10】

給油部材とハウジング部材とを含む給油機構を有する圧縮機を製造する方法であって、
２５ＧＰａ以下のヤング率を有する材料で構成される前記給油部材と、前記ハウジング部材とを冷やし嵌めによって嵌合する工程を含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造が容易な圧縮機、冷凍機および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの小売店において、要冷蔵または要冷凍の商品を陳列するための冷凍機が広く使われている。

【0003】

このような冷凍機は、陳列スペースを確保する観点から小型であることが好ましいことから、サイズを小さくするために横型のスクロール圧縮機が用いられることが多い。

【0004】

スクロール圧縮機では、スクロール部分の摺動動作を安定させるため、内部で潤滑油を循環させている。ここで、潤滑油は、圧縮機の密閉容器内に貯留され、スクロール部品の駆動に伴って生じる負圧によって吸い上げられて、スクロール部品に供給される。

【0005】

ところで、圧縮機の潤滑油を吸い上げるパイプに接続されるキャップは、一般に金属部材で製造され、軸受の端部の内周面に嵌め合い構造で嵌合されている。例えば、特開２０１３－８７６９４号公報（特許文献１）には、副軸受の反電動機部側端部は嵌めあい構造となっており、袋状のカバーが内周面に嵌合している構造が開示されている。特許文献１によれば、カバーと副軸受と回転軸部とで密閉空間が形成され、これによって潤滑油を供給することができる。

【0006】

しかしながら、特許文献１をはじめとする従来技術では、キャップおよびパイプを金属部材とするため、溶接作業を行わなければならず、製造に要するコストが大きい。また、密閉空間を形成するために、キャップと副軸受の端部との間にガスケットなどのシーリング部材を潰しながら溶接して固定するという複雑な工程を行う必要があり、コストや手間を増大させる要因となっていた。

【0007】

そのため、冷凍機などに用いられる圧縮機において、給油機構の製造に要するコストなどを低減するためのさらなる技術が求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１３－８７６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、製造のコストを軽減した圧縮機、冷凍機および方法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】

【0010】

すなわち、本発明によれば、
摺動部分に潤滑油を供給する給油機構を有する圧縮機であって、
前記給油機構は、給油部材とハウジング部材とが嵌合して構成され、
前記給油部材が２５ＧＰａ以下のヤング率を有する材料で構成される、
圧縮機が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、製造のコストを軽減した圧縮機、冷凍機および方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来技術における横型スクロール圧縮機の構造を示す断面図。

【図2】従来技術における横型スクロール圧縮機の給油機構の構造を示す断面図。

【図3】従来技術における給油部材の構造を示す断面図。

【図4】本実施形態における横型スクロール圧縮機の給油機構の構造を示す断面図。

【図5】本実施形態の給油部材の構造を示す図。

【図6】本実施形態の給油部材の構造を示す断面図。

【図7】本実施形態のハウジング部材の構造を示す断面図。

【図8】本実施形態においてハウジング部材に給油部材を取り付ける例を示す図。

【図9】他の実施形態におけるハウジング部材および給油部材の構造を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜その説明を省略するものとする。

【0014】

また、以下では、本発明の実施形態を説明するために、基本的な前提事項として、従来技術における圧縮機の給油機構１００’について、図１～図３を以て説明する。

【0015】

図１は、従来技術における横型スクロール圧縮機１の構造を示す断面図である。横型スクロール圧縮機１は、大きく分けて油貯蔵室１０、モータ室２０、ポンプ室３０から構成される。

【0016】

油貯蔵室１０には、潤滑油が貯留され、給油部材１５０によってポンプ室３０の摺動部分に供給される。また、油貯蔵室１０には、吐出パイプ１１が設けられ、空気を圧縮機の外部に吐出する。また、モータ室２０には、モータ２１が格納される。

【0017】

ポンプ室３０は、高圧チャンバ３１の内部に旋回スクロール３２および固定スクロール３３が格納される。旋回スクロール３２が駆動することで、吸込パイプ３４から空気が吸入される。そして、圧縮された空気として吐出パイプ１１から吐出される。

【0018】

なお、図１の破線で示す領域は、潤滑油を供給する機構に関する部分を示している。以下、図２において給油機構１００’について説明する。

【0019】

図２は、従来技術における横型スクロール圧縮機の給油機構１００’の構造を示す断面図である。図２に示す断面図は、給油機構１００’に関連する部分（図１の破線で示す領域）を拡大して示されたものであり、他の部品などは適宜省略されている点に留意されたい。

【0020】

図２に示すように、従来技術における給油機構１００’は、給油部材１５０がハウジング部材１１０に嵌合して構成されている。給油部材１５０と、ハウジング部材１１０との間には、ガスケットなどのシール部材１６０が挿入されて、密閉が保たれている。

【0021】

そのため、圧縮機のスクロール機構が駆動して負圧が生じると、圧縮機内に貯留している潤滑油が給油部材１５０に吸い上げられ、摺動部分に供給される。なお、図２における矢印は、潤滑油の流れを示している。

【0022】

次に図２に示した給油部材１５０の構造について説明する。図３は、従来技術における給油部材１５０の構造を示す断面図である。従来技術における給油部材１５０は、図３に示すように、キャップ部材１５１とパイプ部材１５２とを接続して構成される。

【0023】

従来では、図３に示すような給油部材１５０は、金属で構成されていた。したがって、給油部材１５０を製造するためには、金属製のキャップ部材１５１と、金属製のパイプ部材１５２とを溶接する必要があった。そのため、給油機構を有する圧縮機を製造するコストを増大させる要因となっていた。

【0024】

シール部材１６０についても同様に、ガスケットなどで構成されるため、製造時の手間やコストが増大することとなっていた。

【0025】

また、給油部材１５０をハウジング部材１１０に取り付ける際には、特殊治具で給油部材１５０をハウジング部材１１０に押し付けながら溶接して接合する必要があり、やはり手間がかかるものであった。

【0026】

そこで、本実施形態では、比較的高い弾性を有する材料で給油部材を構成することとし、圧縮機の製造に要する手間やコストを軽減している。以下では、本実施形態における給油機構１００について詳細に説明する。

【0027】

図４は、本実施形態における横型スクロール圧縮機の給油機構１００の構造を示す断面図である。図４に示す断面図は、図２と同様に圧縮機の給油機構１００に関連する部分を拡大して示されたものであり、他の部品などは適宜省略されている点に留意されたい。

【0028】

また、以下に説明する実施形態では、圧縮機の一例として横型スクロール圧縮機を挙げて説明しているが、特に実施形態を限定するものではない。したがって、本実施形態は、給油機構を有する横型の圧縮機であれば、一般に適用することができる。

【0029】

図４に示すように、本実施形態の給油機構１００は、ハウジング部材１１０と、給油部材１２０とを含んで構成される。ここで、給油部材１２０は、比較的高い弾性を有する材料で構成される。また、本実施形態の給油機構１００は、ハウジング部材１１０と給油部材１２０との密着性を向上させて密閉空間を形成するためのＯリング１３０を含むことができる。Ｏリング１３０は、一例としてゴム製とすることができるが、特に実施形態を限定するものではない。

【0030】

本実施形態の給油部材１２０は、ハウジング部材１１０の内壁に嵌合でき、ハウジング部材１１０と結合できる。また、本実施形態の給油部材１２０は、弾性のある材料で構成されているため、いわゆるスナップフィット構造として、ハウジング部材１１０と固定することができる。

【0031】

図４に示すように、給油機構１００は、ハウジング部材１１０と給油部材１２０とが嵌合して密着し、さらにＯリング１３０でシール性が保たれている。これによって、圧縮機のスクロール機構が駆動した際に負圧が生じると、圧縮機内に貯留している潤滑油が給油部材１２０に吸い上げられ、摺動部分に潤滑油が供給される。なお、図４における矢印は、潤滑油の流れを示している。

【0032】

以下に、本実施形態の給油機構１００を構成する各部材について説明する。図５および図６では、給油部材１２０について説明し、図７ではハウジング部材１１０について説明する。

【0033】

まず、給油部材について、図５および図６を以て説明する。図５は、本実施形態の給油部材１２０の構造を示す図であり、図６は、本実施形態の給油部材１２０の構造を示す断面図である。また、図５（ａ）は、給油部材１２０の背面図を示し、図５（ｂ）は、給油部材１２０の側面図を示している。

【0034】

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の給油部材１２０は、従来技術におけるキャップ部材１５１に相当するキャップ部分１２１と、従来技術におけるパイプ部材１５２に相当するパイプ部分１２２により構成される。すなわち、給油部材１２０のキャップ部分１２１が、ハウジング部材１１０に嵌合し、パイプ部分１２２の端部が潤滑油の貯留部に到達する。

【0035】

また、図５に示すように、キャップ部分１２１は、給油部材１２０とハウジング部材１１０とを固定するために、突起形状をしたツメ１２３ａ～１２３ｃを備えることができる。なお、説明する実施形態では、図５などに示すように、３つのツメ１２３を含む給油部材１２０について説明しているが、特に実施形態を限定するものではない。したがって、ツメ１２３の数は、任意の数とすることができる。

【0036】

また、ツメ１２３の位置も、図５などに示された配置に限らず、任意の位置とすることができる。例えば、図５に示すように、３つのツメ１２３ａ～１２３ｃを備える場合、概ね１００°～１５０°ピッチで配置することができる。しかしながら、特に実施形態を限定するものではなく、複数のツメ１２３を備える場合には、略等間隔で配置することとしてもよい。

【0037】

また、従来技術における給油部材１５０は、図２および図３に示したように、キャップ部材１５１の長さ方向と、パイプ部材１５２の端部における潤滑油の吸出し方向とが直角になっている。一方で、本実施形態における給油部材１２０では、図６に示すように、パイプ部分１２２の長さ方向（図６においては千で示される線Ｂ）が、キャップ部分１２１の長さ方向（図６において一点鎖線で示される線Ａ）に対して斜めになるように構成されている。図６に示したように、パイプ部分１２２を斜めにすることによって、給油部材１２０の寸法を大きくすることなく、潤滑油を吸入する端部を、圧縮機の摺動部分から遠ざけることができる。これによって、摺動部分によって攪拌された潤滑油から発生する気泡の吸い込みを軽減でき、潤滑油を安定して供給することができる。また、パイプ部分１２２を斜めにすることで、給油部材１２０の全高（図６の線Ａと同じ方向の寸法）を小さくできる。

【0038】

なお、本実施形態の給油部材１２０は、比較的高い弾性を有する材料で構成でき、例えば、ヤング率が２５ＧＰａ以下の材料とすることができる。さらに、本実施形態の給油部材１２０は、耐油性および耐冷媒性を有する材料とすることが好ましい。給油部材１２０の材料として、例えば、樹脂を採用することができる。給油部材１２０のより具体的な例としては、ＰＢＴ（Poly Butylene Terephtalate）やＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）などがあげられるが、特に実施形態を限定するものではない。

【0039】

次に、ハウジング部材１１０について説明する。図７は、本実施形態のハウジング部材１１０の構造を示す断面図である。図７（ａ）は、ハウジング部材１１０の側面断面図を示し、図７（ｂ）は、ハウジング部材１１０の上面図を示している。

【0040】

図７に示すように、本実施形態のハウジング部材１１０は、略円筒形状で、中空部分を有している。ハウジング部材１１０の中空部分には、給油部材１２０が挿入され、潤滑油が通過して、圧縮機の摺動部分に潤滑油を供給する。また、図７（ａ）に示すように、ハウジング部材１１０の中空部分には、給油部材１２０のツメ１２３が入り込む凹部１１１が設けられる。凹部１１１にツメ１２３が入り込むことで、給油部材１２０がハウジング部材１１０に係止され、両部材を固定することができる。また、凹部１１１にＯリング１３０を入れることで、給油部材１２０とハウジング部材１１０との密着性を向上でき、潤滑油を安定して供給することができる。

【0041】

次に、本実施形態の給油機構１００の組み立てについて図８を以て説明する。図８は、本実施形態においてハウジング部材１１０に給油部材１２０を取り付ける例を示す図であり、各部材の断面図を示している。

【0042】

図８に示すように、まず、ハウジング部材１１０の凹部１１１にＯリング１３０を配置する。その後、図８の矢印で示すようにして、給油部材１２０のキャップ部分１２１をハウジング部材１１０の中空部分に挿入する。このとき、給油部材１２０の弾性によって、キャップ部分１２１の開口部が窄まり、ハウジング部材１１０にはめ込むことができる。また、ツメ１２３が凹部１１１に入り込むことで、ハウジング部材１１０から給油部材１２０が抜けなくなり、両部材を接続することができる。

【0043】

なお、給油部材１２０をハウジング部材１１０に嵌めこむ際に、焼き嵌めまたは冷やし嵌めによって挿入することとしてもよい。すなわち、焼き嵌めの場合には、ハウジング部材１１０を加熱して膨張させ、給油部材１２０を挿入してもよい。また、冷やし嵌めの場合には、給油部材１２０を冷却して収縮させ、ハウジング部材１１０に挿入してもよい。このように、焼き嵌めまたは冷やし嵌めを行うことによって、給油部材１２０とハウジング部材１１０とのガタツキを抑制でき、両部材の接続を安定させることができる。

【0044】

また、本実施形態の給油機構１００は、給油部材１２０の回転を防止する機構を備えていてもよい。例えば、給油部材１２０に突起を設け、当該突起に対応する溝をハウジング部材１１０に設けてもよい。これによって、給油部材１２０をハウジング部材１１０にはめ込んだ際に、突起が溝に嵌ることで、給油部材１２０が回転することを防止できる。

【0045】

ここまで、本実施形態における給油機構１００の構成について説明した。上述した実施形態では、比較的高い弾性を有する材料で構成される給油部材１２０にツメ１２３を設け、ハウジング部材１１０に凹部１１１を設ける構成について説明した。しかしながら、実施形態は上述した構成に限られず、ツメと凹部とが図４～図８と逆の部材に設けられてもよい。

【0046】

すなわち、他の好ましい実施形態では、図９のような構成としてもよい。図９は、他の実施形態におけるハウジング部材１１０および給油部材１２０の構造を示す断面図である。

【0047】

図９に示すように、他の実施形態では、給油部材１２０に凹部が設けられ、ハウジング部材１１０にツメが設けられた構成の給油機構１００とすることができる。図９のような構成の給油機構１００であっても、図４～図８において説明したような実施形態と同様に、組み立ての手間を軽減でき、製造に要するコストを抑制することができる。

【0048】

以上、説明した本発明の実施形態によれば、製造のコストを軽減した圧縮機、冷凍機および方法を提供することができる。

【0049】

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0050】

１…横型スクロール圧縮機、
１０…油貯蔵室、
１１…吐出パイプ、
２０…モータ室、
２１…モータ、
３０…ポンプ室、
３１…高圧チャンバ、
３２…旋回スクロール、
３３…固定スクロール、
３４…吸込パイプ、
１００、１００’…給油機構、
１１０…ハウジング部材、
１１１…凹部、
１２０…給油部材、
１２１…キャップ部分、
１２２…パイプ部分、
１２３…ツメ、
１３０…Ｏリング、
１５０…給油部材、
１５１…キャップ部材、
１５２…パイプ部材、
１６０…シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】