特許 7495813 圧縮機、および冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-28

(45)【発行日】2024-06-05

(54)【発明の名称】圧縮機、および冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 29/02 20060101AFI20240529BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

F04C29/02 311C

F04C29/00 C

F04C29/00 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020077157

(22)【出願日】2020-04-24

(65)【公開番号】P2021173211

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】日本キヤリア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 賢矢

(72)【発明者】

【氏名】畑山 昌宏

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６５５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－００１１０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－３４６８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３７８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２９／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に延びる中心線を有する円筒形状の密閉容器と、
前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内に導入される冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記密閉容器の内面に固定される筒状の固定子と、前記固定子の内側に配置されて前記圧縮機構の回転駆動力を発生させる回転子と、を有する電動機と、
前記密閉容器内に貯留される潤滑油を前記圧縮機構へ給油する給油機構と、を備え、
前記圧縮機構は、
前記回転子に回転一体であって、前記回転子より下方へ延びる回転軸と、
前記回転軸の中間部を回転可能に支持する主軸受と、
前記回転軸の下端部を回転可能に支持する副軸受と、
前記副軸受によって塞がれるシリンダー室を有するシリンダーと、
前記副軸受に覆い被さり、前記シリンダーで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る副マフラーと、
前記副軸受から突出する前記回転軸の突出部分に設けられて前記副マフラー内に収容されるバランサーと、を備え、
前記回転軸は、前記副軸受によって支持されている部分の外周面に設けられて、前記回転軸の回転方向の逆方向かつ前記シリンダーへ向かって延びる第一給油溝を有し、
前記副軸受は、前記副軸受の内周面に設けられて、前記回転軸の回転方向かつ前記シリンダーから離れる方向へ延びて、前記回転軸の回転にともない前記第一給油溝に常時または一時的に繋がる第二給油溝を有する圧縮機。

【請求項2】

前記主軸受、前記副軸受、および前記シリンダーを貫く孔と、
前記主軸受に覆い被さり、前記副マフラー内の空間および前記孔を介して前記シリンダーで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る主マフラーと、を備える請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記第一給油溝の流路断面積、前記第一給油溝の流路長さ、前記回転軸の回転中心線に対する前記第一給油溝の傾き、前記第一給油溝とその上流側の油路とを繋ぐ開口の断面積、前記第二給油溝の流路断面積、前記第二給油溝の流路長さ、前記回転軸の回転中心線に対する前記第二給油溝の傾き、および前記第一給油溝と前記第二給油溝との重なり量の少なくともいずれかで前記回転軸と前記副軸受との摺動部分における給油量が設定される請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項4】

前記第一給油溝の長さは、前記回転軸の外周面を周回するより短く、
前記第二給油溝の長さは、前記副軸受の内周面を周回するより短い請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記圧縮機構は、前記主軸受と前記副軸受との間に前記シリンダーを含む３気筒以上の圧縮機構である請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか１項に記載される圧縮機と、
放熱器と、
膨張装置と、
吸熱器と、
前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して前記冷媒を流通させる冷媒配管と、を備える冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

潤滑油が貯留される縦置き円筒状の圧縮機筐体と、圧縮機筐体の下部に配置される圧縮部と、圧縮機筐体の上部に配置され圧縮部を駆動するモーターと、を備えるロータリ圧縮機が知られている。

【0003】

圧縮部は、環状のシリンダーと、シリンダーの上側を閉塞する上端板と、シリンダーの下側を閉塞する下端板と、上端板に設けられた主軸受部と、下端板に設けられた副軸受部と、主軸受部および副軸受部に支持されてモーターにより回転される回転軸と、回転軸の偏心部に嵌合されシリンダーの内周面に沿って公転しシリンダー内にシリンダー室を形成する環状のピストンと、を備えている。

【0004】

副軸受部の軸穴の内周面には、潤滑油を軸穴の下端から上端へ供給する螺旋状の給油溝が形成されている。給油溝は、回転軸の回転方向に対して傾斜し、かつ、回転軸の回転方向において下端から上端に向かって延びている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１８３７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のロータリ圧縮機は、回転軸の回転によって、圧縮機筐体に貯留された潤滑油を副軸受部の軸穴の下端から上端へ延びる給油溝に沿って吸い上げる。

【0007】

ところで、多気筒型のロータリ圧縮機は、主軸受に覆い被さる主マフラーと、副軸受に覆い被さる副マフラーと、を備える場合がある。このような多気筒型のロータリ圧縮機では、シリンダー室で圧縮された冷媒を主マフラー内に吐出する第一シリンダーと、シリンダー室で圧縮された冷媒を副マフラー内に吐出する第二シリンダーと、を含んでいる。つまり、副軸受の軸穴の下端が副マフラーによって覆われている。副軸受の軸穴の下端は、圧縮機筐体内の貯留された潤滑油に没していない。

【0008】

そのため、多気筒型のロータリ圧縮機では、従来のロータリ圧縮機のように、副軸受の軸穴をその下端から上端へ貫く給油溝で、回転軸と副軸受との摺動部分を潤滑することが難しい。

【0009】

そこで、本発明は、回転軸と副軸受との摺動部分を安定的に潤滑可能な潤滑構造を有する圧縮機および冷凍サイクル装置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】

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る圧縮機は、上下方向に延びる中心線を有する円筒形状の密閉容器と、前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内に導入される冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記密閉容器の内面に固定される筒状の固定子と、前記固定子の内側に配置されて前記圧縮機構の回転駆動力を発生させる回転子と、を有する電動機と、前記密閉容器内に貯留される潤滑油を前記圧縮機構へ給油する給油機構と、を備えている。前記圧縮機構は、前記回転子に回転一体であって、前記回転子より下方へ延びる回転軸と、前記回転軸の中間部を回転可能に支持する主軸受と、前記回転軸の下端部を回転可能に支持する副軸受と、前記副軸受によって塞がれるシリンダー室を有するシリンダーと、前記副軸受に覆い被さり、前記シリンダーで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る副マフラーと、前記副軸受から突出する前記回転軸の突出部分に設けられて前記副マフラー内に収容されるバランサーと、を備えている。前記回転軸は、前記副軸受によって支持されている部分の外周面に設けられて、前記回転軸の回転方向の逆方向かつ前記シリンダーへ向かって延びる第一給油溝を有している。前記副軸受は、前記副軸受の内周面に設けられて、前記回転軸の回転方向かつ前記シリンダーから離れる方向へ延びて、前記回転軸の回転にともない前記第一給油溝に常時または一時的に繋がる第二給油溝を有している。

【0011】

また、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置は、前記圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、吸熱器と、前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して冷媒を流通させる冷媒配管と、を備えている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図。

【図2】本発明の実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図。

【図3】本発明の実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施形態について図１から図３を参照して説明する。なお、複数の図面中、同じまたは相当する構成には同一の符号が付されている。

【0014】

図１は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図である。

【0015】

図１に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１は、例えば空気調和機である。冷凍サイクル装置１は、密閉型の回転圧縮機２（以下、単に「圧縮機２」と言う。）と、放熱器３と、膨張装置５と、吸熱器６と、アキュムレーター７と、冷媒配管８と、を備えている。冷媒配管８は、圧縮機２と放熱器３と膨張装置５と吸熱器６とアキュムレーター７とを順次に接続して冷媒を流通させる。放熱器３は、凝縮器とも呼ばれる。吸熱器６は蒸発器とも呼ばれる。

【0016】

圧縮機２は、冷媒配管８を通じて吸熱器６を通過した冷媒を吸い込み、圧縮し、冷媒配管８を通じて高温高圧の冷媒を放熱器３へ吐き出す。

【0017】

圧縮機２は、縦置きされる円筒状の密閉容器１１と、密閉容器１１内の上半部に収容されるオープン巻線型電動機１２（以下、単に「電動機１２」と言う。）と、密閉容器１１内の下半部に収容される圧縮機構１３と、電動機１２の回転駆動力を圧縮機構１３へ伝達する回転軸１５と、回転軸１５を回転自在に支持する主軸受１６と、主軸受１６と協働して回転軸１５を回転自在に支持する副軸受１７と、密閉容器１１内に貯留される潤滑油２１（冷凍機油）を圧縮機構１３へ給油する給油機構２２と、を備えている。

【0018】

縦置きされる密閉容器１１の中心線は、上下方向へ延びている。密閉容器１１は、上下方向に延びる円筒形状の胴部１１ａと、胴部の上端部を塞ぐ鏡板１１ｂと、胴部の下端部を塞ぐ鏡板１１ｃと、を備えている。

【0019】

密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、冷媒を密閉容器１１外へ吐出する吐出管８ａが接続されている。吐出管８ａは冷媒配管８に繋がれている。また、密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、電動機１２へ供給される電力を密閉容器１１の外側から内側へ導く一対の密封端子２５、２６と、一対の端子台２７、２８と、が設けられている。それぞれの端子台２７、２８は、それぞれの密封端子２５、２６に設けられている。それぞれの端子台２７、２８には、それぞれの密封端子２５、２６に電気的に接続されて電力を供給する複数の電力線２９が固定される。電力線２９は、いわゆるリード線である。

【0020】

電動機１２は、圧縮機構１３を回転させる駆動力を発生させる。電動機１２は、圧縮機構１３よりも上方に配置されている。電動機１２は密閉容器１１の内面に固定される筒状の固定子３１と、固定子３１の内側に配置されて圧縮機構１３の回転駆動力を発生させる回転子３２と、固定子３１から引き出されて一対の密封端子２５、２６に電気的に接続される複数の口出線３３と、を備えている。

【0021】

回転子３２は、磁石収容孔（図示省略）を有する回転子鉄心３５と、磁石収容孔に収容される永久磁石（図示省略）と、を備えている。回転子３２は、回転軸１５に固定されている。回転子３２および回転軸１５の回転中心線Ｃは、固定子３１の中心線に実質的に一致している。また、回転子３２および回転軸１５の回転中心線Ｃは、密閉容器１１の中心線に実質的に一致している。

【0022】

複数の口出線３３は、密封端子２５、２６を通じて固定子３１に電力を供給する電力線であり、いわゆるリード線である。口出線３３は、電動機１２の種類に応じて複数配線される。本実施形態では６本の口出線３３が配線されている。

【0023】

なお、電動機１２は、オープン巻線型の他に、複数系統、例えば、二系統の三相巻線を備える電動機であっても良い。

【0024】

回転軸１５は、電動機１２と圧縮機構１３とを連結している。回転軸１５は、電動機１２が発生させる回転駆動力を圧縮機構１３に伝達する。回転軸１５は、回転子３２に回転一体であって、回転子３２より下方へ延びている。

【0025】

回転軸１５の中間部分１５ａは、電動機１２と圧縮機構１３とを繋ぎ、主軸受１６によって回転可能に支持されている。回転軸１５の下端部分１５ｂは、副軸受１７によって回転可能に支持されている。主軸受１６および副軸受１７は、圧縮機構１３の一部でもある。換言すると、回転軸１５は、圧縮機構１３を貫通している。

【0026】

また、回転軸１５は、主軸受１６に支持されている中間部分１５ａと副軸受１７に支持されている下端部分１５ｂとの間に、複数、例えば３つの偏心部３６を備えている。それぞれの偏心部３６は、回転軸１５の回転中心線Ｃに不一致な中心を有する円盤、あるいは円柱である。

【0027】

副軸受１７から突出する回転軸１５の突出部分には、バランサー３８が設けられている。

【0028】

圧縮機構１３は、密閉容器１１内に導入される冷媒を圧縮する。電動機１２が回転軸１５を回転駆動することによって、圧縮機構１３は、冷媒配管８からガス状の冷媒を吸込んで圧縮し、圧縮された高温高圧の冷媒を密閉容器１１内に吐出する。

【0029】

圧縮機構１３は、複数気筒、例えば３気筒のロータリー式である。圧縮機構１３は、それぞれが円形のシリンダー室４１を有する複数のシリンダー４２と、それぞれのシリンダー室４１内に配置される複数の環状のローラー４３と、を備えている。なお、圧縮機構１３は、単気筒のロータリー式であっても良い。

【0030】

ここで、電動機１２に最も近いシリンダー４２を第一シリンダー４２Ａとし、電動機１２から最も遠いシリンダー４２を第三シリンダー４２Ｃとし、第一シリンダー４２Ａと第三シリンダー４２Ｃとの間に配置されるシリンダー４２を第二シリンダー４２Ｂとする。

【0031】

圧縮機構１３は、第一シリンダー４２Ａの上面を塞ぐ主軸受１６と、第一シリンダー４２Ａの下面および第二シリンダー４２Ｂの上面を塞ぐ第一仕切板４５Ａと、第二シリンダー４２Ｂの下面および第三シリンダー４２Ｃの上面を塞ぐ第二仕切板４５Ｂと、第三シリンダー４２Ｃの下面を塞ぐ副軸受１７と、を備えている。

【0032】

換言すると、第一シリンダー４２Ａの上面は、主軸受１６によって閉鎖されている。第一シリンダー４２Ａの下面は、第一仕切板４５Ａによって閉鎖されている。第二シリンダー４２Ｂの上面は、第一仕切板４５Ａによって閉鎖されている。第二シリンダー４２Ｂの下面は、第二仕切板４５Ｂによって閉鎖されている。第三シリンダー４２Ｃの上面は、第二仕切板４５Ｂによって閉鎖されている。第三シリンダー４２Ｃの下面は、副軸受１７によって閉鎖されている。

【0033】

つまり、第一シリンダー４２Ａは、主軸受１６と第一仕切板４５Ａとの間に挟み込まれている。第二シリンダー４２Ｂは、第一仕切板４５Ａと第二仕切板４５Ｂとの間に挟み込まれている。第三シリンダー４２Ｃは、第二仕切板４５Ｂと副軸受１７との間に挟み込まれている。

【0034】

主軸受１６および第一仕切板４５Ａは、ボルトなどの締結部材４６によって第二シリンダー４２Ｂに一括して固定されている。つまり、主軸受１６および第一仕切板４５Ａは、締結部材４６によって第二シリンダー４２Ｂに共締めされている。主軸受１６には、第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第一吐出弁機構５１Ａと、第一吐出弁機構５１Ａに覆い被さる第一吐出マフラー５２（主マフラー）と、が設けられている。第一吐出弁機構５１Ａは、圧縮機構１３の圧縮作用にともない第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１内の圧力と第一吐出マフラー５２内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を第一吐出マフラー５２内に吐出する。

【0035】

第一吐出マフラー５２は、シリンダー４２で圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切っている。第一吐出マフラー５２は、第一吐出マフラー５２の内外を繋ぐ吐出孔（図示省略）を有している。第一吐出マフラー５２内に吐出した圧縮冷媒は、吐出孔を通じて密閉容器１１内へ吐出する。

【0036】

第二仕切板４５Ｂには、第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第二吐出弁機構５１Ｂ、および吐出室５３が設けられている。主軸受１６、第一シリンダー４２Ａ、第一仕切板４５Ａ、および第二シリンダー４２Ｂは、第二仕切板４５Ｂの吐出室５３を第一吐出マフラー５２内に繋げる第一孔（図示省略）を有している。第二吐出弁機構５１Ｂは、圧縮機構１３の圧縮作用にともない第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１内の圧力と吐出室５３内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を吐出室５３内に吐出する。吐出室５３内に吐出した冷媒は、第一孔を通って第一吐出マフラー５２内に吐出する。第一孔を通って第一吐出マフラー５２内に吐出した冷媒は、第一シリンダー４２Ａで圧縮された冷媒に合流する。

【0037】

副軸受１７、第三シリンダー４２Ｃ、および第二仕切板４５Ｂは、ボルトなどの締結部材５５によって第二シリンダー４２Ｂに一括して固定されている。つまり、副軸受１７、第三シリンダー４２Ｃ、および第二仕切板４５Ｂは、締結部材５５によって第二シリンダー４２Ｂに共締めされている。副軸受１７には、第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第三吐出弁機構５１Ｃと、第三吐出弁機構５１Ｃに覆い被さる第二吐出マフラー５６（副マフラー）と、が設けられている。第二吐出マフラー５６は、第三シリンダー４２Ｃで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切っている。主軸受１６、第一シリンダー４２Ａ、第一仕切板４５Ａ、第二シリンダー４２Ｂ、第二仕切板４５Ｂ、および第三シリンダー４２Ｃは、第二吐出マフラー５６内の空間を第一吐出マフラー５２内に繋げる第二孔５７を有している。第三吐出弁機構５１Ｃは、圧縮機構１３の圧縮作用にともない第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１内の圧力と第二吐出マフラー５６内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を第二吐出マフラー５６内に吐出する。第二吐出マフラー５６内に吐出した冷媒は、第二孔５７を通って第一吐出マフラー５２内に吐出する。第一吐出マフラー５２内に吐出した冷媒は、第一シリンダー４２Ａで圧縮された冷媒、および第二シリンダー４２Ｂで圧縮された冷媒に合流する。

【0038】

なお、第一孔は、第二孔５７の一部であっても良い。また、第二仕切板４５Ｂの吐出室５３は、第二吐出マフラー５６内に繋がれていても良い。つまり、第一孔は、第二吐出マフラー５６内に繋がれていても良い。

【0039】

第一シリンダー４２Ａは、密閉容器１１に複数箇所で溶接、例えばスポット溶接によって固定されたフレーム５８にボルトなどの締結部材５９で固定されている。つまり、フレーム５８は、第一シリンダー４２Ａを介して電動機１２の回転子３２、圧縮機構１３、および回転軸１５を密閉容器１１に支えている。なお、電動機１２の回転子３２、圧縮機構１３、および回転軸１５を密閉容器１１の高さ方向における重心は、フレーム５８の厚み（圧縮機２の高さ方向における寸法）の範囲に位置していることが好ましい。

【0040】

バランサー３８は、副軸受１７を覆う第二吐出マフラー５６内に収容されている。バランサー３８は、例えば、回転軸１５の回転中心線Ｃ方向に平行な中心線を有する円板や、回転軸１５の回転中心線Ｃを要とする扇形板である。バランサー３８は、バランサー３８の中心線から離れて偏心した位置に設けられて、バランサー３８を貫通する貫通孔３８ａを有している。バランサー３８の貫通孔３８ａには、回転軸１５の下端部が圧入されている。貫通孔３８ａの偏心量は、圧縮運転時の圧縮機構１３の回転体のアンバランスを低減できるよう調整される。

【0041】

ところで、回転子３２の上方に突出する回転軸１５の上端部にバランサーを設ける場合には、このバランサーと回転軸１５を支える軸受（主軸受１６）との距離は、回転子３２の軸方向寸法に依存する。本実施形態のように、副軸受１７から突出する回転軸１５の下端部にバランサー３８を設けることによって、回転軸１５の上端部にバランサーを設ける場合に比べて、バランサー３８と回転軸１５を支える軸受（副軸受１７）との距離は、極めて短縮される。そのため、本実施形態のようにバランサー３８を配置することで、回転軸１５および回転子３２の撓みが抑制される。

【0042】

複数の吸込管６１は、密閉容器１１を貫いて、それぞれのシリンダー４２のシリンダー室４１に接続されている。それぞれのシリンダー４２は、それぞれの吸込管６１に繋がってシリンダー室４１に到達する吸込孔を有している。第一吸込管６１Ａは、第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１に繋がれている。第二吸込管６１Ｂは、第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１に繋がれている。第三吸込管６１Ｃは、第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１に繋がれている。なお、複数の吸込管６１の数は、本実施形態のように複数のシリンダー４２と同数であっても良いし、２つのシリンダー４２で共有されていて、複数のシリンダー４２より少数であっても良い。例えば、第二吸込管６１Ｂは、第二仕切板４５Ｂに繋がれていても良い。第二仕切板４５Ｂには、第二仕切板４５Ｂに繋がれ、かつ第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１、および第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１に分岐して２つのシリンダー室４１に繋がる冷媒通路（図示省略）が設けられる。

【0043】

密閉容器１１の下部は潤滑油２１で満たされている。そして、圧縮機構１３の大部分は、密閉容器１１内の潤滑油２１中に浸されている。

【0044】

給油機構２２は、密閉容器１１内の潤滑油２１を汲み上げて、圧縮機構１３の摺動部に供給する。給油機構２２は、密閉容器１１内の潤滑油２１を汲み上げるポンプ６５と、ポンプ６５で汲み上げた潤滑油２１を圧縮機構１３の摺動部へ送り込む油路６６と、を含んでいる。

【0045】

ここで、「圧縮機構１３の摺動部」とは、例えば、偏心部３６とローラー４３との隙間、主軸受１６と回転軸１５との隙間、副軸受１７と回転軸１５との隙間を含んでいる。

【0046】

ポンプ６５は、例えば、スクリューポンプ（アルキメディアン・スクリュー、アルキメデスの螺旋）である。スクリューポンプの吸込口は、密閉容器１１に貯留されている潤滑油２１に浸っている。

【0047】

ここで、第二吐出マフラー５６は、回転軸１５の下端部を第二吐出マフラー５６外に露出させる給油機構挿通孔６８を有している。回転軸１５の下端部は、給油機構挿通孔６８を通じて密閉容器１１内の潤滑油２１に浸されている。また、回転軸１５は、回転軸１５の下端部に開口し、回転軸１５の上端部へ向かって延びるポンプ配置穴６９を有している。

【0048】

そして、ポンプ６５は、回転軸１５のポンプ配置穴６９内に配置されて、回転軸１５の回転中心線Ｃに沿って螺旋状に延びるローター７１を備えている。ローター７１は、回転軸１５に回転一体化されている。ローター７１は、回転軸１５とともに回転することで、回転軸１５の下端部の開口から回転軸１５のポンプ配置穴６９内へ潤滑油２１を連続的に汲み上げる。

【0049】

なお、ポンプ６５は、密閉容器１１内に設けられて回転軸１５のポンプ配置穴６９内に潤滑油２１を連続的に供給できるものであれば、ローター７１に限られない。ポンプ６５は、回転軸１５の回転駆動力を利用して駆動されるターボ形ポンプであっても良いし、容積ポンプであっても良い。この場合には、ポンプ配置穴６９は、油路６６の一部の役割を担う。

【0050】

油路６６は、回転軸１５に回転一体のポンプ６５によって回転軸１５のポンプ配置穴６９に汲み上げれた潤滑油２１を圧縮機構１３の摺動部へ送り、潤滑する。

【0051】

油路６６は、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第一シリンダー４２Ａに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第一シリンダー給油孔７３Ａと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第二シリンダー４２Ｂに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第二シリンダー給油孔７３Ｂと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第三シリンダー４２Ｃに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第三シリンダー給油孔７３Ｃと、を有している。

【0052】

また、油路６６は、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を主軸受１６と回転軸１５との隙間に給油する主軸受給油孔７５Ａと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を副軸受１７と回転軸１５との隙間に給油する副軸受給油孔７５Ｂと、を有している。

【0053】

アキュムレーター７は、吸熱器６でガス化しきれなかった液状の冷媒が圧縮機２に吸い込まれることを防ぐ。

【0054】

次いで、回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造について説明する。

【0055】

図２は、本発明の実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図である。

【0056】

図３は、本発明の実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図である。

【0057】

なお、回転軸１５は、圧縮機２の平面視において反時計回りに回転するものとする。すなわち、回転軸１５が回転しているとき、図２に描かれている回転軸１５の外周面７７は、回転中心線Ｃを実線矢印Ｒのように左から右へと横切るように移動する。また、回転軸１５が回転しているとき、図３に描かれている副軸受１７の内周面７８が対面する回転軸１５の外周面７７は、回転中心線Ｃを実線矢印Ｒのように右から左へと横切るように移動する。

【0058】

図２に示すように、本発明の実施形態に係る圧縮機２の回転軸１５は、副軸受１７によって支持されている部分の外周面７７に設けられて、回転軸１５の回転方向の逆方向かつ第三シリンダー４２Ｃへ向かって延びる第一給油溝８１を有している。つまり、第一給油溝８１は、副軸受１７の内周面７８を臨んでいる。第一給油溝８１は、回転軸１５の回転中心線Ｃへ向かって窪み、副軸受給油孔７５Ｂに繋がり、かつ副軸受給油孔７５Ｂとの接続部分から延びて第三シリンダー４２Ｃに達している。第一給油溝８１は、回転軸１５の外周面７７に沿って螺旋状に延びている。平面視において反時計回りに回転軸１５を回転させる圧縮機２では、第一給油溝８１は、副軸受給油孔７５Ｂとの接続部分から第三シリンダー４２Ｃへ向かって時計回りの螺旋を描いている。

【0059】

また、図３に示すように、本発明の実施形態に係る圧縮機２の副軸受１７は、副軸受１７の内周面７８に設けられて、回転軸１５の回転方向かつ第三シリンダー４２Ｃから離れる方向へ延びる第二給油溝８２を有している。第二給油溝８２は、回転軸１５の外周面７７を臨んでいる。第二給油溝８２は、副軸受１７の径方向外側へ向かって窪んでいる。第二給油溝８２は、副軸受１７の内周面７８に沿って螺旋状に延びている。平面視において反時計回りに回転軸１５を回転させる圧縮機２では、第二給油溝８２は、副軸受１７の上端側から下端側へ向かって反時計回りの螺旋を描いている。つまり、第二給油溝８２は、副軸受１７の下端側から上端側へ向かって時計回りの螺旋を描いている。したがって、第一給油溝８１および第二給油溝８２は、副軸受１７の下端側を基準とすると、副軸受１７の下端から上端へ向かって、いずれも時計回りの螺旋を描いている。第一給油溝８１および第二給油溝８２は、副軸受１７の上端側を基準とすると、副軸受１７の上端から下端へ向かって、いずれも反時計回りの螺旋を描いている。

【0060】

また、第二給油溝８２は、副軸受１７の上端側の開口よりも下端側の開口に近い箇所に配置されている。したがって、回転軸１５の回転中心線Ｃ方向において、第二給油溝８２が存在する範囲Ｓ２は、第一給油溝８１が存在する範囲Ｓ１よりも狭い。

【0061】

そして、第二給油溝８２は、回転軸１５の回転にともない第一給油溝８１に常時または一時的に繋がる。

【0062】

例えば、第二給油溝８２の上側の溝端８２ｔが、回転軸１５が１回転する都度、副軸受給油孔７５Ｂに向き合って繋がる場合には、第二給油溝８２は、回転軸１５の回転にともない第一給油溝８１に一時的に繋がる。また、第二給油溝８２が、回転軸１５の第一給油溝８１に常に交差する程度に、副軸受１７の上側の開口に向かって延びている場合には、第二給油溝８２は、第一給油溝８１に常時繋がる。

【0063】

このような構成の回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造は、回転軸１５に回転一体のポンプ６５によって回転軸１５のポンプ配置穴６９に汲み上げれ、かつ副軸受給油孔７５Ｂから流れ出す潤滑油２１を、回転軸１５の第一給油溝８１、および副軸受１７の第二給油溝８２に流入させて、回転軸１５と副軸受１７との隙間を潤滑する。回転軸１５の第一給油溝８１に流れ込んだ潤滑油２１は、回転軸１５の回転にともなって副軸受給油孔７５Ｂから第三シリンダー４２Ｃへ向かう流れＦ１を生じつつ、副軸受給油孔７５Ｂより上側の範囲Ｓ１を潤滑する。また、副軸受１７の第二給油溝８２に流れ込んだ潤滑油２１は、回転軸１５の回転にともなって副軸受給油孔７５Ｂから副軸受１７の下側の開口へ向かう流れＦ２を生じつつ、副軸受給油孔７５Ｂより下側の範囲Ｓ２を潤滑する。

【0064】

回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造は、第一給油溝８１の流路断面積、第一給油溝８１の流路長さ、回転軸１５の回転中心線Ｃに対する第一給油溝８１の傾き、第一給油溝８１とその上流側の油路６６とを繋ぐ副軸受給油孔７５Ｂの断面積、第二給油溝８２の流路断面積、第二給油溝８２の流路長さ、回転軸１５の回転中心線Ｃに対する第二給油溝８２の傾き、および第一給油溝８１と第二給油溝８２との重なり量の少なくともいずれかを適宜に設定することで、回転軸１５と副軸受１７との摺動部分における給油量が調整される。

【0065】

なお、給油溝８１、８２の流路断面積は、給油溝８１、８２の溝の深さと溝幅との組み合わせで設定される。

【0066】

また、第一給油溝８１と第二給油溝８２との重なり量は、副軸受給油孔７５Ｂの開口全体に及んでいなくても良い。例えば、第一給油溝８１は、副軸受給油孔７５Ｂの全体に繋がり、第二給油溝８２は、回転軸１５の回転の過程で、副軸受給油孔７５Ｂの一部、例えば半円分に重なれば良い。

【0067】

さらに、本実施形態に係る第一給油溝８１の長さは、回転軸１５の外周面７７を周回するより短く、本実施形態に係る第二給油溝８２の長さは、副軸受１７の内周面７８を周回するより短い。つまり、第一給油溝８１は、回転軸１５を１周していない。また、第二給油溝８２は、副軸受１７を１周していない。なお、回転軸１５の第一給油溝８１には、ポンプ６５が汲み上げた潤滑油２１が常時供給される一方で、副軸受１７の第二給油溝８２には、第一給油溝８１と第二給油溝８２とが繋がっている時にしか潤滑油２１が供給されない。そこで、第二給油溝８２による潤滑を確実にするため、回転軸１５の回転中心線Ｃを中心とする中心角の大きさにおいて、第二給油溝８２は、第一給油溝８１よりも広い角度範囲に設けられている。例えば、第一給油溝８１は、回転軸１５の回転中心線Ｃを中心とする中心角９０度の範囲に設けられ、第二給油溝８２は、回転軸１５の回転中心線Ｃを中心とする中心角１８０度の範囲に設けられている。

【0068】

ところで、第二給油溝８２に流れ込んだ潤滑油２１が、第二吐出マフラー５６内に過剰に漏れ出ると、第二吐出マフラー５６内のバランサー３８が、圧縮機構１３の回転体のアンバランスを調整する機能を喪失させる虞がある。そこで、第二給油溝８２は、副軸受１７の下端側の開口で非開放の、閉じた溝である。換言すると、第二給油溝８２の上側の溝端８２ｔ、および下側の溝端８２ｂは、いずれも閉じている。第一給油溝８１は、第三シリンダー４２Ｃのローラー４３の内側に開放されている。すなわち、第二給油溝８２は、副軸受１７の下端側の開口から流れ出る潤滑油２１の量を抑えつつ、給油溝８１、８２全体は、潤滑油２１を第三シリンダー４２Ｃのローラー４３の内側へ流出させる。

【0069】

以上説明したように、本実施形態に係る圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５の回転方向の逆方向かつ第三シリンダー４２Ｃへ向かって延びる第一給油溝８１を有する回転軸１５と、副軸受１７の内周面７８に設けられて、回転軸１５の回転方向かつ第三シリンダー４２Ｃから離れる方向へ延びて、回転軸１５の回転にともない第一給油溝８１に常時または一時的に繋がる第二給油溝８２を有する副軸受１７と、を備えている。

【0070】

そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、従来の圧縮機のように副軸受１７の下端を潤滑油２１に浸からせることなく、給油溝８１、８２に流れ込む潤滑油２１で回転軸１５と副軸受１７との隙間の全体を確実に潤滑することができる。また、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、第二吐出マフラー５６内にバランサー３８を配置し、回転軸１５の撓みを抑制しつつ、圧縮機構１３の回転体のアンバランスを容易に調整できる。さらに、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、給油溝８１、８２によって、回転軸１５と副軸受１７との隙間の全体を確実に潤滑しつつ、副軸受１７の下端側の開口から流れ出る潤滑油２１を抑制して第二吐出マフラー５６内のバランサー３８が潤滑油２１に浸かって機能を喪失することを防ぐことができる。換言すると、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５と副軸受１７との隙間の潤滑と、第二吐出マフラー５６内のバランサー３８の機能と、を容易に両立できる。

【0071】

また、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、主軸受１６、副軸受１７、および第三シリンダー４２Ｃを貫く第二孔５７と、主軸受１６に覆い被さり、第二吐出マフラー５６内の空間および第二孔５７を介して第三シリンダー４２Ｃで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る第一吐出マフラー５２と、を備えている。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、単気筒、および多気筒、いずれの圧縮機構１３を備える場合であっても、回転軸１５と副軸受１７との隙間の潤滑と、第二吐出マフラー５６内のバランサー３８の機能と、を容易に両立できる。

【0072】

さらに、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造は、第一給油溝８１の流路断面積、第一給油溝８１の流路長さ、回転軸１５の回転中心線Ｃに対する第一給油溝８１の傾き、第一給油溝８１とその上流側の油路６６とを繋ぐ副軸受給油孔７５Ｂの断面積、第二給油溝８２の流路断面積、第二給油溝８２の流路長さ、回転軸１５の回転中心線Ｃに対する第二給油溝８２の傾き、および第一給油溝８１と第二給油溝８２との重なり量の少なくともいずれかで回転軸１５と副軸受１７との摺動部分における給油量を調整する。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５と副軸受１７との隙間の全体を確実に潤滑しつつ、副軸受１７の下端側の開口から流れ出る潤滑油２１を抑制して第二吐出マフラー５６内のバランサー３８が潤滑油２１に浸かって機能を喪失することを確実に防ぐことができる。

【0073】

また、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５の外周面７７を周回するより短い第一給油溝８１と、副軸受１７の内周面７８を周回するより短い第二給油溝８２と、を備えている。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、給油溝８１、８２を容易に加工できる。

【0074】

さらに、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、三気筒以上の圧縮機構１３を備えている。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、圧縮機構１３の回転体のアンバランスの調整が、より深刻化する三気筒以上の圧縮機構１３であっても、回転軸１５と副軸受１７との隙間の潤滑と、第二吐出マフラー５６内のバランサー３８の機能と、を容易に両立できる。

【0075】

したがって、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１、および圧縮機２によれば、回転軸１５と副軸受１７との摺動部分を安定的に潤滑可能な潤滑構造を備えることができる。

【0076】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0077】

１…冷凍サイクル装置、２…回転圧縮機、３…放熱器、５…膨張装置、６…吸熱器、７…アキュムレーター、８…冷媒配管、８ａ…吐出管、１１…密閉容器、１１ａ…胴部、１１ｂ…鏡板、１１ｃ…鏡板、１２…オープン巻線型電動機、１３…圧縮機構、１５…回転軸、１５ａ…中間部分、１５ｂ…下端部分、１６…主軸受、１７…副軸受、２１…潤滑油、２２…給油機構、２５、２６…密封端子、２７、２８…端子台、２９…電力線、３１…固定子、３２…回転子、３３…口出線、３５…回転子鉄心、３６…偏心部、３８…バランサー、３８ａ…貫通孔、４１…シリンダー室、４２…シリンダー、４２Ａ…第一シリンダー、４２Ｃ…第三シリンダー、４２Ｂ…第二シリンダー、４３…ローラー、４５Ａ…第一仕切板、４５Ｂ…第二仕切板、４６…締結部材、５１Ａ…第一吐出弁機構、５１Ｂ…第二吐出弁機構、５１Ｃ…第三吐出弁機構、５２…第一吐出マフラー、５３…吐出室、５５…締結部材、５６…第二吐出マフラー、５７…第二孔、５８…フレーム、５９…締結部材、６１…吸込管、６１Ａ…第一吸込管、６１Ｂ…第二吸込管、６１Ｃ…第三吸込管、６５…ポンプ、６６…油路、６８…給油機構挿通孔、６９…ポンプ配置穴、７１…ローター、７３Ａ…第一シリンダー給油孔、７３Ｂ…第二シリンダー給油孔、７３Ｃ…第三シリンダー給油孔、７５Ａ…主軸受給油孔、７５Ｂ…副軸受給油孔、７７…回転軸の外周面、７８…副軸受の内周面、８１…第一給油溝、８２…第二給油溝、８２ｔ、８２ｂ…第二給油溝の溝端。

【図1】

【図2】

【図3】