JP2008045415A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシュへの安定した給油が可能な密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉型圧縮機１は、少なくとも１個の揺動ピストン１１と、ブッシュ１３と、少なくとも１個のシリンダ１７と、ケーシング２と、オイルピックアップ部１９とを備えている。少なくとも１個の揺動ピストン１１は、ブレード１２を有する。ブッシュ１３は、ブレード１２を揺動可能に支持する。少なくとも１個のシリンダ１７は、揺動ピストン１１を収納するシリンダ室１４、ブッシュ１３が回転自在に挿入されたブッシュ孔１５、およびブッシュ孔１５に連通する給油連通孔１６を有する。ケーシング２は、シリンダ１７を収納している。ケーシング２は、シリンダ１７の下部に油を貯める貯油空間１８を有する。オイルピックアップ部１９は、給油連通孔１６に連通する流路１９ａを有している。オイルピックアップ部１９は、流路１９ａが貯油空間１８の内部に延びる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイング式の密閉型圧縮機に関する。

従来より、特許文献１に記載されているようなスイング式の密閉型圧縮機では、シリンダ内部に揺動ピストンが収納され、揺動ピストンのブレードがブッシュによって揺動可能に支持されている。このような密閉型圧縮機の場合、シリンダ内の圧力とブッシュ背圧によってブッシュが半径方向にチャタリングを発生させるため、シリンダのブッシュ孔の内面が摩耗するおそれがある。そこで、この密閉型圧縮機では、ブッシュに溝を形成して、その溝にケーシング内部に貯められた油を高圧のケーシング内圧とブッシュ孔内圧との差圧を利用して導き、チャタリングを防止している。
特開２００３―１７２２７９号公報

しかし、特許文献１に記載の密閉型圧縮機では、製品立ち上げ時やデフロスト運転時など、圧力変化、回転数変化が激しい条件では、圧縮機から油がシステムへ上がり易く、ケーシング内部に貯められた油の油面の高さが、シリンダにおけるブッシュ給油用の連通孔の高さよりも下になると、ブッシュへ給油されなくなるおそれがあるという問題がある。また、冷媒配管が長いシステムや冷媒配管の高低差が大きいシステムでは、圧縮機からシステムへ上がった油が戻りにくいので、油面が低下しブッシュへ給油されなくなるおそれがあるという問題がある。そのため、圧縮機の回転数や膨張弁の開度を調整したり、油の充填量を増やすことによって、油面の高さを連通孔の高さよりも上になるように調整している。しかし、これによって、製品の立ち上がり特性が損なわれたり、圧縮機のサイズが大きくなるなどの不具合が生じている。

本発明の課題は、ブッシュへの安定した給油が可能な密閉型圧縮機を提供することにある。

第１発明の密閉型圧縮機は、少なくとも１個の揺動ピストンと、ブッシュと、少なくとも１個のシリンダと、ケーシングと、オイルピックアップ部とを備えている。少なくとも１個の揺動ピストンは、ブレードを有する。ブッシュは、ブレードを揺動可能に支持する。少なくとも１個のシリンダは、揺動ピストンを収納するシリンダ室、ブッシュが回転自在に挿入されたブッシュ孔、およびブッシュ孔に連通する給油連通孔を有する。ケーシングは、シリンダを収納している。ケーシングは、シリンダの下部に油を貯める貯油空間を有する。オイルピックアップ部は、給油連通孔に連通する流路を有している。オイルピックアップ部は、流路が貯油空間の内部に延びる。

ここでは、給油連通孔に連通する流路を有し、流路が貯油空間の内部に延びるオイルピックアップ部を備えているので、ブッシュへ安定して給油することが可能である。

第２発明の密閉型圧縮機は、第１発明の密閉型圧縮機であって、オイルピックアップ部の流路の入口は、貯油空間に貯められた油の油面下に配置されている。

ここでは、オイルピックアップ部の流路の入口が貯油空間に貯められた油の油面の下に配置されているので、オイルピックアップ部を通して貯油空間の内部の油をブッシュへ安定して確実に給油することが可能である。

第３発明の密閉型圧縮機は、第１発明または第２発明の密閉型圧縮機であって、オイルピックアップ部は、シリンダと一体形成されている。

ここでは、オイルピックアップ部がシリンダと一体形成されているので、部品点数を減少させることが可能になる。

第４発明の密閉型圧縮機は、第１発明の密閉型圧縮機であって、揺動ピストンおよびシリンダを複数個備えた密閉型圧縮機である。密閉型圧縮機は、隣接する２個のシリンダの間にミドルプレートをさらに備えている。ミドルプレートには、隣接する２個のシリンダのそれぞれのブッシュ孔に連通する給油連通孔が形成されている。ミドルプレートの給油連通孔は、オイルピックアップ部の流路に連通している。

ここでは、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機であってもそれぞれのブッシュへ安定して給油することが可能である。

第５発明の密閉型圧縮機は、第１発明から第４発明のいずれかの密閉型圧縮機であって、ＣＯ２冷媒を圧縮するために用いられる。

ここでは、密閉型圧縮機がＣＯ２冷媒を圧縮するので、他の冷媒よりも安全である。また、圧縮機の小型化が可能である。

第１発明によれば、油面が低下しても、ブッシュへ安定して給油することができ、圧縮機充填油量を有効に活用できる。

第２発明によれば、油をブッシュへ安定して確実に給油することができる。

第３発明によれば、部品点数を減少させることができる。

第４発明によれば、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機であってもそれぞれのブッシュへ安定して給油することができる。

第５発明によれば、ＣＯ２冷媒は、温暖化係数が小さく、環境に優しい製品の実現が可能である。また、ＣＯ２冷媒は単位容積あたりの冷凍能力が高く、他の冷媒と同一能力を得るためのシリンダーは、小型化が可能で、圧縮機の小型化が可能である。

〔第１実施形態〕
＜密閉型圧縮機１の全体構成＞
図１に示されるＣＯ２冷媒を用いた密閉型圧縮機１は、ケーシング２と、モータ３と、圧縮機構４と、アキュームレータ５と、シャフト６と、オイルピックアップ部１９とを備えている。モータ３、圧縮機構４およびシャフト６は、ケーシング２の内部に収納されている。圧縮機構４は、単シリンダのスイング圧縮機であり、後述する揺動ピストン１１、ブッシュ１３、およびシリンダ１７を有している。

ケーシング２は、筒状部２ａと、筒状部２ａの上下の開口端を閉じる一対の鏡板２ｂ、２ｃとを有している。ケーシング２の筒状部２ａは、モータ３のモータステータ８およびモータロータ９を収納している。また、ケーシング２は、シリンダ１７の下部に油Ａを貯める貯油空間１８を有する。油Ａは、圧縮機構４の潤滑（とくに、ブッシュ１３の潤滑）に用いられ、ＣＯ２冷媒とともにケーシング２の内部に充填される。ＣＯ２冷媒が充填されたケーシング２の内圧は、高圧（１４ＭＰａ程度）になっている。

モータ３は、環状のモータステータ８と、モータステータ８の内部空間８ａに回転自在に配置されたモータロータ９とを有している。モータロータ９は、シャフト６に連結され、シャフト６とともに回転することが可能である。

モータステータ８は、複数の点接合部７によって筒状部２ａに固定されている。点接合部７は、具体的には、筒状部２ａに貫通孔１０ａを形成し、その貫通孔１０ａを通してモータステータ８をスポット溶接することにより形成される。

＜圧縮機構４の構成＞
圧縮機構４は、図１および図２に示されるように、ブレード１２を有する揺動ピストン１１と、ブレード１２を揺動可能に支持するブッシュ１３と、シリンダ１７とを有している。シリンダ１７は、揺動ピストン１１を収納するシリンダ室１４、ブッシュ１３が回転自在に挿入されたブッシュ孔１５、およびブッシュ孔１５に連通する給油連通孔１６を有している。油Ａは、給油連通孔１６を通して、ブッシュ孔１５内部のブッシュ１３の下方から給油される。

揺動ピストン１１は、モータ３の回転駆動力を受けてシャフト６の偏心部６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室１４の内部で揺動し、これによって、吸入管２８から吸入されたＣＯ２冷媒をシリンダ室１４内部で圧縮する。圧縮されたＣＯ２冷媒は、ケーシング２の内部を通って上昇し、吐出管２９から吐出される。

シリンダ１７は、下部ブロック１７ａと、上部ブロック１７ｂとを有している。シリンダ１７は、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング２の筒状部２ａに固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。

＜オイルピックアップ部１９の構成＞
オイルピックアップ部１９は、その内部に油Ａが流れる流路１９ａを有する連通管である。オイルピックアップ部１９は、シリンダ１７の下部ブロック１７ａの下面に固定されている。流路１９ａは、シリンダ１７の下部ブロック１７ａの給油連通孔１６の入口１６ａに連通している。したがって、流路１９ａは、給油連通孔１６に連通し、さらに給油連通孔１６を介してブッシュ孔１５に連通している。

流路１９ａは、油Ａが貯められた貯油空間１８の内部に延びている。これにより、オイルピックアップ部１９の流路１９ａを通して、貯油空間１８の内部の油Ａをブッシュ１３へ安定して給油することが可能である。油Ａは、高圧のケーシング２の内圧とブッシュ孔１５の内圧との差圧を利用して、流路１９ａおよび給油連通孔１６を通して、貯油空間１８からブッシュ孔１５へ流すことが可能である。

オイルピックアップ部１９の流路１９ａの入口１９ｂは、貯油空間１８に貯められた油Ａの油面Ｓの下に配置されているので、シリンダ１７の下部ブロック１７ａの高さが油面Ｓよりもかなり高い位置にあっても、オイルピックアップ部１９を通して貯油空間１８の内部の油Ａをブッシュ１３へ安定して確実に給油することが可能である。

＜第１実施形態の特徴＞
（１）
第１実施形態の密閉型圧縮機１は、シリンダ１７の給油連通孔１６に連通する流路１９ａを有し、流路１９ａが貯油空間１８の内部に延びるオイルピックアップ部１９を備えているので、ブッシュ１３へ安定して給油することが可能である。

したがって、貯油空間１８の油Ａをブッシュ１３の潤滑に有効に利用することが可能である。そのため、圧縮機のサイズを大きくすることなく、しかも圧縮機の立ち上がり特性を損なわずに、信頼性の高いブッシュ給油を実現することが可能である。

（２）
第１実施形態の密閉型圧縮機１では、オイルピックアップ部１９の流路１９ａの入口１９ｂは、貯油空間１８に貯められた油Ａの油面Ｓの下に配置されているので、油面Ｓの高さが大きく変動しても流路１９ａの入口１９ｂが油面Ｓよりも上になるおそれがなくなる。したがって、オイルピックアップ部１９を通して貯油空間１８の内部の油Ａをブッシュ１３へ安定して確実に給油することが可能である。

（３）
第１実施形態の密閉型圧縮機１は、ＣＯ２冷媒は、温暖化係数が小さく、環境に優しい製品の実現が可能である。また、ＣＯ２冷媒は単位容積あたりの冷凍能力が高く、他の冷媒と同一能力を得るためのシリンダーは、小型化が可能で、圧縮機の小型化が可能である。

＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記第１実施形態では、オイルピックアップ部１９は、シリンダ１７の下部ブロック１７ａと別体であり、下部ブロック１７ａの下面に固定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第１実施形態の変形例として、図３に示されるように、オイルピックアップ部２１がシリンダ１７と一体形成されているようにしてもよい。

図３に示されるオイルピックアップ部２１の流路２１ａは、シリンダ１７の下部ブロック１７ａの給油連通孔１６の入口１６ａに連通している。流路２１ａは、油Ａが貯められた貯油空間１８の内部に延びている。

この変形例では、オイルピックアップ部２１は、鋳造または射出成形等の成型法によって、シリンダ１７の下部ブロック１７ａと一体形成されているので、部品点数を減少させることが可能になる。また、シリンダ１７とオイルピックアップ部２１との間の継ぎ目がなくなるので、継ぎ目からの油洩れも解消される。

〔第２実施形態〕
上記の第１実施形態では、圧縮機構４として、単シリンダのスイング圧縮機を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機についても、本発明のオイルピックアップ部を備えることが可能である。

すなわち、第２実施形態の密閉型圧縮機は、図４〜６に示されるように、ケーシング２の内部に２つのシリンダ３５および３６を備え、２個のシリンダ３５、３６の間にミドルプレート４０を備えている。ミドルプレート４０には、隣接する２個のシリンダ３５、３６のそれぞれのブッシュ孔１５に分岐孔４０ｂを介して連通する給油連通孔４０ａが形成されている。ミドルプレート４０の給油連通孔４０ａは、オイルピックアップ部４１の流路４１ａに連通している。流路４１ａは、油Ａが貯められた貯油空間１８の内部に延びている。

オイルピックアップ部４１の上端部４１ｂは、図６に示されるように、部分的に折れ曲がっており、ミドルプレート４０の側面から給油連通孔４０ａに連結されている。

その他の構成については、第１実施形態の密閉型圧縮機１の構成と共通しており、図４において、図１に示される符号と同一の符号が付された構成要素については、図１の構成要素と同一である。

＜第２実施形態の特徴＞
第２実施形態では、密閉型圧縮機が隣接する２個のシリンダ３５、３６の間にミドルプレート４０をさらに備えており、ミドルプレート４０には、隣接する２個のシリンダのそれぞれのブッシュ孔１５に分岐孔４０ｂを介して連通する給油連通孔４０ａが形成され、ミドルプレート４０の給油連通孔４０ａは、オイルピックアップ部４１の流路４１ａに連通している。したがって、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機であっても第１実施形態と同様に、それぞれのブッシュ１３へ安定して給油することが可能である。したがって、貯油空間１８の油Ａをそれぞれのブッシュ１３の潤滑に有効に利用することが可能である。そのため、圧縮機のサイズを大きくすることなく、圧縮機の立ち上がり特性を損なわず、信頼性の高いブッシュ給油を実現することが可能である。

＜第２実施形態の変形例＞
（ａ）
図４〜６に示される第２実施形態では、オイルピックアップ部４１の上端部４１ｂは、部分的に折れ曲がっており、ミドルプレート４０の側面から給油連通孔４０ａに連結されているが、本発明はこれに限定されるものではない。

第２実施形態の変形例として、図７〜９に示されるように、オイルピックアップ部４１をミドルプレート４０の下面から軸方向に差し込むようにしてもよい。この場合、オイルピックアップ部４１として、直管を用いることが可能になり、オイルピックアップ部４１の加工が容易である。ここで、図９に示されるように、ミドルプレート４０の側面における給油連通孔４０ａの開口端は、栓４２によって閉じられている。

この変形例の場合も、図７〜９に示されるように、ミドルプレート４０には、隣接する２個のシリンダのそれぞれのブッシュ孔１５に分岐孔４０ｂを介して連通する給油連通孔４０ａが形成され、ミドルプレート４０の給油連通孔４０ａは、直管状のオイルピックアップ部４１の流路４１ａに連通している。したがって、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機であっても第１実施形態と同様に、それぞれのブッシュ１３へ安定して給油することが可能である。

（ｂ）
第２実施形態の他の変形例として、図１０〜１２に示されるように、オイルピックアップ部４１を下側のシリンダ３５の下面から軸方向に差し込むようにしてもよい。この場合、オイルピックアップ部４１として、直管を用いることが可能になり、オイルピックアップ部４１の加工が容易である。

この変形例の場合、図１０〜１２に示されるように、ミドルプレート４０には、隣接する２個のシリンダのそれぞれのブッシュ孔１５に連通する給油連通孔４０ｃが形成されている。ミドルプレート４０の給油連通孔４０ｃは、下側のシリンダ３５のブッシュ孔１５を介して、直管状のオイルピックアップ部４１の流路４１ａに連通している。これにより、流路４１ａを通って供給される油Ａは、下側のシリンダ３５のブッシュ孔１５、給油連通孔４０ｃ、上側のシリンダ３６のブッシュ孔１５の順に流れることが可能である。したがって、複数のシリンダを備えた密閉型圧縮機であっても第１実施形態と同様に、それぞれのブッシュ１３へ安定して給油することが可能である。

本発明は、揺動ピストンのブレードを揺動可能に支持するブッシュへ給油が必要な密閉型圧縮機に広く適用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。 図１の圧縮機構の水平断面図。 本発明の第１実施形態の変形例に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。 本発明の第２実施形態に係わる密閉型圧縮機のオイルピックアップ部付近の縦断面図。 図４の下側の揺動ピストンおよびその周辺部を下から見た図。 図４のミドルプレートの給油連通孔付近の断面図。 本発明の第２実施形態の変形例に係わる密閉型圧縮機のオイルピックアップ部付近の縦断面図。 図７の下側の揺動ピストンおよびその周辺部を下から見た図。 図７のミドルプレートの給油連通孔付近の断面図。 本発明の第２実施形態の他の変形例に係わる密閉型圧縮機のオイルピックアップ部付近の縦断面図。 図１０の下側の揺動ピストンおよびその周辺部を下から見た図。 図１０のミドルプレートの給油連通孔付近の断面図。

符号の説明

１ 密閉型圧縮機
２ ケーシング
３ モータ
４ 圧縮機構
１１ 揺動ピストン
１２ ブレード
１３ ブッシュ
１５ シリンダ孔
１７、３５、３６ シリンダ
１８ 貯油空間
１９、２１、４１ オイルピックアップ部

Claims (5)

1. ブレード（１２）を有する少なくとも１個の揺動ピストン（１１）と、
   前記ブレード（１２）を揺動可能に支持するブッシュ（１３）と、
   前記揺動ピストン（１１）を収納するシリンダ室（１４）、前記ブッシュ（１３）が回転自在に挿入されたブッシュ孔（１５）、および前記ブッシュ孔（１５）に連通する給油連通孔（１６）を有する少なくとも１個のシリンダ（１７）と、
   前記シリンダ（１７）を収納し、かつ、前記シリンダ（１７）の下部に油を貯める貯油空間（１８）を有するケーシング（２）と、
   前記給油連通孔（１６）に連通する流路（１９ａ、２１ａ、４１ａ）を有し、前記流路（１９ａ、２１ａ、４１ａ）が前記貯油空間（１８）の内部に延びるオイルピックアップ部（１９、２１、４１）と
   を備えている密閉型圧縮機（１）。
2. 前記オイルピックアップ部（１９、２１）の流路（１９ａ、２１ａ）の入口（１９ｂ、２１ｂ）は、前記貯油空間（１８）に貯められた油の油面下に配置されている、
   請求項１に記載の密閉型圧縮機（１）。
3. 前記オイルピックアップ部（２１）は、前記シリンダ（１７）と一体形成されている、
   請求項１または２に記載の密閉型圧縮機（１）。
4. 前記揺動ピストン（１１）および前記シリンダを複数個備えた密閉型圧縮機であって、
   隣接する２個の前記シリンダの間にミドルプレート（４０）をさらに備えており、
   前記ミドルプレート（４０）には、隣接する２個の前記シリンダのそれぞれのブッシュ孔（１５）に連通する給油連通孔（４０ａ）が形成され、
   前記ミドルプレート（４０）の給油連通孔（４０ａ）は、前記オイルピックアップ部（４１）の流路（４１ａ）に連通している、
   請求項１に記載の密閉型圧縮機（１）。
5. ＣＯ₂冷媒を圧縮するために用いられる、
   請求項１から４のいずれかに記載の密閉型圧縮機（１）。

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