JP2013238190A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油と分離しやすい冷媒を用いたとしても、簡易な構造によって、冷媒と潤滑油とを極力混合できる圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、内部に軸方向に延びる給油孔６１が形成されているシャフト１７と、底部に、シャフト１７の下端が浸かり圧縮機構１５の摺動部分を含む摺動部に供給される潤滑油を貯留するための油貯留部Ｐが形成されている圧縮機ケーシング１０と、摺動部に供給された潤滑油を油貯留部Ｐへと戻す返油路と、を備える。返油路の一部は、圧縮機ケーシング１０の外部に配置される外部管７１を含む返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３によって形成されている。返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油が、油貯留部Ｐにおいて、上向き又は下向きに流れるような潤滑油出口構造をさらに備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機に関する。

従来、特許文献１（特開２０１０−２８５９３０号公報）に開示の圧縮機のように、その底部に、圧縮機構の摺動部分を含む摺動部の潤滑性を高めるための潤滑油を貯留する油溜まり空間が形成されている圧縮機が存在している。この圧縮機では、圧縮機構と駆動モータとを連結する駆動軸の内部に、潤滑油の給油通路となる給油孔が形成されている。

特許文献１に開示のような圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油溜まり空間において、冷媒と潤滑油とが分離してしまうことが考えられる。そして、潤滑油の下側に冷媒が位置するように分離してしまうと、給油孔において、冷媒が多く流れ潤滑油があまり流れないことが懸念される。このため、摺動部において潤滑不良が生じることが懸念される。特に、潤滑油と分離しやすい冷媒を用いた場合には、この傾向が顕著になることが懸念される。

そこで、本発明の課題は、潤滑油と分離しやすい冷媒を用いたとしても、簡易な構造によって、冷媒と潤滑油とを極力混合できる圧縮機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る冷凍装置の圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動する駆動モータと、中空形状のシャフトと、圧縮機ケーシングと、返油路と、を備える。シャフトは、圧縮機構及び駆動モータに連結され、内部に軸方向に延びる孔が形成されている。圧縮機ケーシングは、圧縮機構と駆動モータとシャフトとを収容し、底部に、シャフトの下端が浸かり圧縮機構の摺動部分を含む摺動部に供給される潤滑油を貯留するための油貯留部、が形成されている。返油路は、摺動部に供給された潤滑油を油貯留部へと戻す。返油路の一部は、圧縮機ケーシングの外部に配置される外部管、を含む返油管の内部空間によって形成されている。また、返油管の内部空間を流れる潤滑油が、油貯留部において、上向き又は下向きに流れるような潤滑油出口構造、をさらに備えている。

本発明では、返油管の内部空間を流れる潤滑油が、油貯留部において、上向き又は下向きに流れるような潤滑油出口構造を有していることにより、油貯留部に貯留された潤滑油において、上下方向の流れを発生させることができる。これにより、潤滑油と分離しやすい冷媒を用い、冷媒と潤滑油とが分離したとしても、冷媒と潤滑油とを攪拌することができ、混合できる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置の圧縮機は、本発明の第１観点に係る圧縮機であって、返油管は、外部管と、外部管に連結され圧縮機ケーシング内に位置する連結管と、によって形成されている。連結管には、出口開口が形成されている。出口開口は、潤滑油を油貯留部に流出させるための開口であって上向き又は下向きに開口している。この出口開口は、潤滑油出口構造を形成している。

本発明では、返油管がこのような構成を有することにより、簡易に、油貯留部において上下方向の流れを発生させることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置の圧縮機は、本発明の第１観点に係る圧縮機であって、箱状部材をさらに備えている。箱状部材は、圧縮機ケーシング内に配置され、上面又は下面が開口し連結管の一部を覆う。箱状部材は、潤滑油出口構造を形成している。返油管は、外部管と、外部管に連結され圧縮機ケーシング内に位置する連結管と、によって形成されている。連結管には、水平方向に向かって開口する出口開口が形成されている。

本発明では、返油管の一部（連結管）を、上面又は下面が開口している箱状部材で覆うことによって、水平方向に流れる潤滑油を、油貯留部において、上向き又は下向きに流れるようにすることができる。このように、箱状部材を用いることにより、簡易に、油貯留部において、上下方向の流れを発生させることができる。

本発明に係る圧縮機では、潤滑油と分離しやすい冷媒を用いたとしても、簡易な構造によって、冷媒と潤滑油とを極力混合できる。

本発明の一実施形態に係る圧縮機を備える空気調和装置の冷媒回路図。 圧縮機の縦断面図。 室外ユニットの内部の概略の正面模式図。 変形例Ｂに係る圧縮機の縦断面図。 覆い部材の概略斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る圧縮機の一実施形態に係る圧縮機１０１を備える空気調和装置１について説明する。

（１）空気調和装置１
（１−１）構成
図１は、本発明に係る室外ユニット２を備える冷凍装置の一例としての空気調和装置１の冷媒回路図である。図２は、圧縮機１０１の縦断面図である。図３は、室外ユニット２の内部の概略の正面模式図である。尚、以下の説明においては、図２に示す駆動モータ１６の中心軸線Ｏ−Ｏに沿った方向を軸方向又は上下方向とし、軸方向に直交する方向を径方向とする。

空気調和装置１は、図１に示すように、冷房運転が可能となるように構成された冷媒回路５を有し、冷媒回路５内に冷媒を循環させることによって冷凍サイクルを行う。尚、本実施形態では、冷媒として、Ｒ３２冷媒を使用している。冷媒回路５は、室外ユニット２が有する室外側冷媒回路５ａと、室内ユニット４が有する室内側冷媒回路５ｂとから構成されている。室外側冷媒回路５ａは、圧縮機１０１と、熱源側熱交換器１０２と、膨張機構１０３とを有している。室内側冷媒回路５ｂは、利用側熱交換器１０４を有している。室外ユニット２と室内ユニット４とは、冷媒連絡配管７，８によって接続されている。ここで、室外ユニット２は、側面及び背面から空気を吸い込んで上方へと吹き出す上吹出型のユニット（図３を参照）であり、略直方体形状の本体ケーシング２０（図３を参照）の内部に、圧縮機１０１、熱源側熱交換器１０２、及び、膨張機構１０３が配置されるように、構成されている。

圧縮機１０１は、冷媒を圧縮するために用いられるスクロール圧縮機である。圧縮機１０１は、高低圧ドーム型の圧縮機であって、互いに噛合する２つのスクロールの少なくとも一方のスクロールが自転することなく他方のスクロールに対して公転することにより、冷媒を圧縮する。尚、圧縮機１０１の具体的な構成については、後に詳述する。

熱源側熱交換器１０２は、室外ユニット２の本体ケーシング２０内において、背面及び側面に沿って配置され、平面視において、コの字形状を有している。熱源側熱交換器１０２は、冷却源としての空気と、熱源側熱交換器１０２内を流れる冷媒との間で熱交換を行わせ、圧縮機１０１から吐出された高圧の冷媒を冷却する凝縮器である。尚、熱源側熱交換器１０２を通過する空気流Ａ（図３を参照）は、ファン１０５（図１及び図３を参照）によって生成されている。ファン１０５は、室外ユニット２の本体ケーシング２０内の上方部分に配置されている。

膨張機構１０３は、例えば、電動膨張弁であり、熱源側熱交換器１０２において冷却された高圧の冷媒を、利用側熱交換器１０４に送る前に、冷凍サイクルにおける低圧付近まで減圧する。

利用側熱交換器１０４は、膨張機構１０３によって減圧された低圧の冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器である。利用側熱交換器１０４は、加熱源としての空気と、利用側熱交換器１０４内を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。尚、利用側熱交換器１０４を通過する空気流れは、ファン１０６によって生成される。

（１−２）動作
以上のような冷媒回路５を有する空気調和装置１の冷房運転時の動作を、図１を用いて、冷媒回路５を循環する冷媒の流れに基づいて説明する。

まず、圧縮機１０１が駆動されると、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機１０１に吸入される。圧縮機１０１に吸入された低圧の冷媒は、圧縮機１０１によって冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて吐出される。圧縮機１０１から吐出された高圧の冷媒は、熱源側熱交換器１０２に送られる。熱源側熱交換器１０２に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器１０２内で外部の空気と熱交換されて冷却される。冷却された高圧の冷媒は、膨張機構１０３に送られる。膨張機構１０３に送られた高圧の冷媒は、膨張機構１０３を通過する際に減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧且つ気液二相状態の冷媒となり、冷媒連絡配管７を通じて利用側熱交換器１０４に送られる。利用側熱交換器１０４に送られた低圧且つ気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器１０４内で外部の空気と熱交換されて加熱され蒸発する。加熱された低圧の冷媒は、冷媒連絡配管８を介して再び圧縮機１０１に吸入される。このようにして、空気調和装置１は、冷媒回路５内で冷媒を循環させて、冷房運転を行う。

（２）圧縮機１０１の詳細
（２−１）構成
圧縮機１０１は、室外ユニット２の本体ケーシング２０内において、本体ケーシング２０の底部を構成する底板２０ａ（図３を参照）に載置されている。圧縮機１０１は、図２に示されるように、圧縮機ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、上部軸受３３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、油分離板６５と、シャフト１７と、ガスガイド５８と、返油管７０と、を有している。圧縮機１０１は、圧縮機ケーシング１０の内部空間に、圧縮機構１５、ハウジング２３、上部軸受３３、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部軸受６０、油分離板６５、シャフト１７、ガスガイド５８、及び、返油管７０の一部、が収容された密閉型構造を有している。以下、圧縮機１０１の構成要素について説明する。

（２−１−１）圧縮機ケーシング１０
圧縮機ケーシング１０は、軸方向に延びる縦型の円筒形状の容器であり、主として、略円筒状の筒状部１１と、筒状部１１の上端に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、筒状部１１の下端に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とから構成される。圧縮機ケーシング１０には、吸入管１８及び吐出管１９が気密状に溶接されている。吸入管１８は、上壁部１２を貫通する管状部材であり、圧縮機ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路内を循環する冷媒を導入するための部材である。吸入管１８は、下端部が固定スクロール２４に嵌入されている。吐出管１９は、筒状部１１に貫通する管状部材であり、高圧空間Ｓ１から圧縮機ケーシング１０の外部へ、圧縮した冷媒を吐出するための部材である。

圧縮機ケーシング１０の内部空間の底部には、潤滑油を貯留するための油貯留部Ｐが形成されている。潤滑油は、圧縮機１０１の運転中において、後述する圧縮機構の摺動部分を含む摺動部の潤滑性を良好に保つために、摺動部に供給されるものである。

また、圧縮機ケーシング１０の外面の一部は、防音材（図示せず）によって覆われている。防音材は、圧縮機１０１の運転音が外部に伝わるのを抑制するために設けられており、圧縮機ケーシング１０の外面の一部に密着するように設けられている。防音材は、ゴムシートやフェルトから構成されている。

（２−１−２）圧縮機構１５
圧縮機構１５は、低温低圧の冷媒を吸入し、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とした後に吐出する。圧縮機構１５は、図２に示すように、シャフト１７の上端に連結されている。圧縮機構１５は、主として、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とを有している。

（２−１−２−１）固定スクロール２４
固定スクロール２４は、円板形状の第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａの下面に接続され第１鏡板２４ａの下面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第１ラップ２４ｂとを有している。固定スクロール２４には、主吸入孔（図示せず）と、主吸入孔に隣接する補助吸入孔（図示せず）とが形成されている。主吸入孔は、吸入管１８の内部空間と、後述する圧縮室４０とを連通する孔である。補助吸入孔は、後述する低圧空間Ｓ２と、圧縮室４０とを連通する孔である。また、第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成されている。吐出孔４１は、圧縮室４０で圧縮された冷媒を吐出するための孔である。また、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる空間である。固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、ガスケット（図示せず）を介して密着させることによりシールされている。また、固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１連絡通路４６が形成されている。

（２−１−２−２）可動スクロール２６
可動スクロール２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａの上面に接続され第２鏡板２６ａの上面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第２ラップ２６ｂとを有している。第２鏡板２６ａの下面中央部には、シャフト１７の上端部を軸支する軸受となる上端軸受２６ｃが形成されている。第２鏡板２６ａには、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。

以上のような構成を有する圧縮機構１５では、固定スクロール２４の第１ラップ２４ｂと可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、第１鏡板２４ａ、第１ラップ２４ｂ、第２鏡板２６ａ及び第２ラップ２６ｂによって囲まれる空間である圧縮室４０が形成されている。圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転運動によって容積が減少されることにより、冷媒が圧縮される。

（２−１−３）ハウジング２３
ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置され、その外周面が圧縮機ケーシング１０の内壁に気密状に接合されている。圧縮機ケーシング１０の内部空間は、ハウジング２３によって、ハウジング２３よりも下方の高圧空間Ｓ１とハウジング２３よりも上方の低圧空間Ｓ２とに区画されている。ハウジング２３は、ボルト等で固定することによって固定スクロール２４を載置し、後述するオルダム継手３９を介して、固定スクロール２４と共に可動スクロール２６を挟持している。また、ハウジング２３の外周部には、軸方向に貫通する孔が形成されており、この孔が、第２連絡通路４８を形成している。第２連絡通路４８は、第１連絡通路４６及び高圧空間Ｓ１と連通している。

また、ハウジング２３には、ハウジング２３の上面中央部から下面中央部に向かって軸方向に延びるハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング２３のハウジング貫通孔３１を形成する貫通孔形成面３１ｂには、上部軸受３３が密着して固定されている。尚、上述した上端軸受２６ｃは、ハウジング貫通孔３１に位置するように、且つ、上部軸受３３の上方に位置するように、形成されている。

（２−１−４）上部軸受３３
上部軸受３３は、内輪３３ａ、複数の転動体３３ｂ及び外輪３３ｃを有する転がり軸受であり、シャフト１７の上部を軸支する。

（２−１−５）オルダム継手３９
オルダム継手３９は、可動スクロール２６の自転運動を防止するための環状の部材である。オルダム継手３９は、ハウジング２３に形成されている長円形状のオルダム溝２６ｄに嵌め込まれている。

（２−１−６）駆動モータ１６
駆動モータ１６は、シャフト１７に連結されており、シャフト１７を介して圧縮機構１５を駆動するブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、ハウジング２３の下方に配置されている。駆動モータ１６は、主として、圧縮機ケーシング１０の筒状部１１の内壁に固定されるステータ５１と、このステータ５１の径方向内側に回転自在に配置されるロータ５２とを有している。ステータ５１の内周面とロータ５２の外周面との間には、僅かな間隙であるエアギャップが形成されている。

ステータ５１は、導線が巻き付けられているコイル部（図示せず）と、コイル部の上方及び下方に形成されているコイルエンド５３とを有している。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、且つ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部（図示せず）が形成されている。このコアカット部は、筒状部１１とステータ５１との間に軸方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。

ロータ５２には、シャフト１７が嵌めこまれている。具体的には、シャフト１７は、上端部を除く部分の中心軸が、ロータ５２の回転中心を通るように、すなわち、中心軸線Ｏ−Ｏと一致するように、ロータ５２に嵌めこまれている。

（２−１−７）下部軸受６０
下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配設され、シャフト１７の下部を軸支する軸受である。下部軸受６０は、その外周面が、圧縮機ケーシング１０の筒状部１１の内壁に気密状に接合されている。

（２−１−８）油分離板６５
油分離板６５は、平板状の部材であり、下降する冷媒から潤滑油を分離する部材である。油分離板６５は、下部軸受６０の上端面に固定されている。

（２−１−９）シャフト１７
シャフト１７は、その上端部の軸心が、上端部を除く部分の軸心に対して、わずかに偏心している形状を有している。シャフト１７は、上端部を除く部分の軸心が、中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置する。また、シャフト１７は、その上部が、上部軸受３３に連結されている。また、シャフト１７は、上部軸受３３の下方且つ駆動モータ１６の上方に位置する外周面において、バランスウェイト５６が密着して固定されている。

シャフト１７は、上から視て反時計回りに軸回転運動し、その外周面が、上端軸受２６ｃ、上部軸受３３、及び、下部軸受６０と摺動する。シャフト１７は、その上端部が上端軸受２６ｃの内側の空間に嵌入することで可動スクロール２６と接続されている。

このように、シャフト１７に、圧縮機構１５（具体的には、可動スクロール２６）と、駆動モータ１６（具体的には、ロータ５２）とが連結されていることによって、駆動モータ１６に電流が流されると、まず、ロータ５２が回転し、この回転駆動力がシャフト１７に伝達されて、シャフト１７が回転する。そして、シャフト１７が回転することにより、シャフト１７に連結される可動スクロール２６（圧縮機構１５）にロータ５２（駆動モータ１６）の回転駆動力が伝達されて、可動スクロール２６が駆動するようになっている。

また、シャフト１７は、内部に、軸方向に延びる給油孔６１が形成される中空形状を有している。給油孔６１は、油室８３に連通している。油室８３は、シャフト１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される空間である。油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、固定スクロール２４と可動スクロール２６との摺動部分（本実施形態では、適宜、圧縮機構１５の摺動部分という）に連通している。また、油室８３は、圧縮室４０を介して低圧空間Ｓ２に連通する。また、給油孔６１は、シャフト１７の下端が油貯留部Ｐに貯留された潤滑油に浸かっており、油貯留部Ｐにも連通している。

また、シャフト１７には、軸方向に延びる給油孔６１から分岐する第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂが形成されている。第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂは、給油孔６１に対して直交して形成されている。第１給油横孔６１ａは、上端軸受２６ｃとシャフト１７の外周面との摺動部分に潤滑油が供給されるように形成されている。第２給油横孔６１ｂは、下部軸受６０とシャフト１７の外周面との摺動部分に潤滑油が供給されるように形成されている。

（２−１−１０）ガスガイド５８
ガスガイド５８は、第２連絡通路４８を流れる圧縮冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための部材である。ガスガイド５８は、圧縮機ケーシング１０の筒状部１１に固定されており、筒状部１１の内周面と共に、冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための空間を形成する。

（２−１−１１）返油管７０
返油管７０は、一部が、圧縮機ケーシング１０の外部に配置される配管である。返油管７０は、図２に示すように、径方向視においてコの字形状を有し、主として、外部管７１と、連結管７２とを有している、尚、本実施形態では、外部管７１と連結管７２とは、一体成形されているが、別体であってもよい。

外部管７１は、径方向視においてコの字形状を有し、圧縮機ケーシング１０の外面に接続される配管である。外部管７１は、返油管７０の大半（具体的には、８０％以上）を占めており、主として、圧縮機ケーシング１０の上部（具体的には、筒状部１１の上部）の外面から径方向外側に水平方向に延びる上部水平部７３と、圧縮機ケーシング１０の下部（具体的には、底壁部１３の側部）の外面から径方向外側に水平方向に延びる下部水平部７４と、上部水平部７３及び下部水平部７４の径方向外端同士を連結し軸方向に延びる連結部７５とを有している。また、外部管７１は、外部管７１の外部の空気を冷却源として内部空間ＩＮ１を流れる潤滑油を冷却する機能を有している。

連結管７２は、外部管７１に連結されて圧縮機ケーシング１０内に位置する配管であり、外部管７１の上部水平部７３の径方向内端に連結され水平方向に延びる上部連結管７２ａと、外部管７１の下部水平部７４の径方向内端に連結され水平方向に延びる下部連結管７２ｂとを有している。

上部連結管７２ａは、その内部空間ＩＮ２が外部管７１の内部空間ＩＮ１と連通するように、外部管７１に連結されている。また、上部連結管７２ａは、圧縮機ケーシング１０の外面から内面に向かって貫通するように配置されており、その一端（径方向内端）がハウジング２３のハウジング貫通孔３１に開口するように、さらにハウジング２３の外周面から内周面に向かって貫通している。

下部連結管７２ｂは、圧縮機ケーシング１０の外面から内面に向かって貫通するように配置されており、その内部空間ＩＮ３が、外部管７１の内部空間ＩＮ１と連通するように、外部管７１に連結されている。また、下部連結管７２ｂは、ほとんどの部分（圧縮機ケーシング１０を貫通する部分を除く部分）が油貯留部Ｐに位置しており、潤滑油が水平方向に流れる管状の水平部７６と、水平部７６の径方向内端の開口を塞ぐ円形状の板状部材である蓋部７７とを有している。蓋部７７は、平面部が径方向を向くように配置されており、下部連結管７２ｂの内部空間ＩＮ３を流れる潤滑油が油貯留部Ｐにおいてそのまま水平方向に流出しないように、潤滑油の水平方向の進行を抑止する機能を有している。尚、下部連結管７２ｂの内部空間ＩＮ３は、水平部７６及び蓋部７７の内面によって形成されている。

また、下部連結管７２ｂの水平部７６には、出口開口７８が形成されている。そして、下部連結管７２ｂは、出口開口７８が上方に向かって開口するように、配置されている。ここで、出口開口７８は、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油を油貯留部Ｐに流出させる機能を有している。よって、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油は、油貯留部Ｐにおいて、蓋部７７の内面によって水平方向の進行が抑止されて出口開口７８を介して上方に向かって流出されることになる。

尚、圧縮機ケーシング１０の上部（具体的には、筒状部１１の上部）には、上部連結管７２ａを水平方向に貫通させるための円形状の返油管貫通穴１１ａが形成されている。また、圧縮機ケーシング１０の下部（底壁部１３の側部）には、下部連結管７２ｂを水平方向に貫通させるための円形状の返油管貫通穴１３ａが形成されている。

以上のように、返油管７０は、その内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３がハウジング貫通孔３１及び油貯留部Ｐと連通するように構成されており、ハウジング貫通孔３１と油貯留部Ｐとを連通させている。よって、上端軸受２６ｃとシャフト１７との摺動部分を潤滑した潤滑油は、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３へと排出され、油貯留部Ｐへと戻されるようになっている。すなわち、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３は、摺動部に供給された潤滑油を油貯留部Ｐへと戻す返油路の一部を形成している。返油路には、モータ冷却通路５５が含まれる。ここで、摺動部とは、圧縮機構１５の摺動部分、上部軸受３３とシャフト１７との摺動部分、上端軸受２６ｃとシャフト１７の摺動部分、及び、下部軸受６０とシャフト１７の摺動部分を含む部分である。そして、上述の返油路の一部とは、上述したように、上端軸受２６ｃとシャフト１７との摺動部分に供給された潤滑油を油貯留部Ｐへと戻す流路のことである。

（２−２）動作
以下、圧縮機１０１内における冷媒及び潤滑油の流れについて説明する。

（２−２−１）冷媒の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト１７が、軸回転運動を行う。シャフト１７の回転駆動力は、上端軸受２６ｃを介して可動スクロール２６に伝達される。尚、シャフト１７の上端部の軸心は、中心軸線Ｏ−Ｏに対して偏心し、且つ、可動スクロール２６は、オルダム継手３９によって自転が防止される。これにより、可動スクロール２６は公転運動を行う。

圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管１８から主吸入孔を経由して、又は、低圧空間Ｓ２から補助吸入孔を経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に吸入される。可動スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は固定スクロール２４の外周部から中心部へ向かって移動しながら、その容積が徐々に減少される。その結果、圧縮室４０内の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１連絡通路４６及び第２連絡通路４８を経由して、高圧空間Ｓ１（具体的には、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間）へ排出される。尚、圧縮冷媒の一部は、ガスガイド５８と圧縮機ケーシング１０の筒状部１１との間の空間を下方に向かって流れる。そして、この圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を通ってさらに下降し、駆動モータ１６の下方の空間に到達する。その後、この圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、モータ冷却通路５５やエアギャップを上昇し、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間に再度流入する。そして、最終的に、圧縮冷媒は、吐出管１９から圧縮機ケーシング１０の外部に吐出される。

（２−２−２）潤滑油の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト１７が、軸回転運動を行う。シャフト１７の軸回転によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１の圧力が上昇する。ここで、シャフト１７に形成される給油孔６１は、油室８３及び給油細孔６３を介して低圧空間Ｓ２に連通している。これにより、給油孔６１の上端部分と下端部分との間において、圧力差が発生する。その結果、給油孔６１自体が差圧ポンプとして作用し、油貯留部Ｐに貯留される潤滑油が給油孔６１に吸引されて給油孔６１を上昇する。

給油孔６１を上昇して油室８３まで達した潤滑油は、給油細孔６３を経由して、圧縮機構１５の摺動部分に供給される。圧縮機構１５の摺動部分を潤滑した潤滑油は、低圧空間Ｓ２及び圧縮室４０に漏れ込む。このとき、元来高温高圧である潤滑油は、低圧空間Ｓ２及び圧縮室４０に存在する圧縮前の冷媒を過熱する。また、潤滑油は、油滴の状態で圧縮冷媒に含有される。圧縮冷媒に含有される潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路５５を下降した後に、一部が油分離板６５に衝突する。このとき、油分離板６５に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油貯留部Ｐに貯留される。

一方、油貯留部Ｐから吸引されて給油孔６１を上昇する潤滑油の多くは、第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂに分流される。第１給油横孔６１ａに分流される潤滑油及び油室８３の潤滑油の一部は、シャフト１７の上端部と上端軸受２６ｃとの摺動部分を潤滑した後、一部が、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に排出され、残りが、シャフト１７の上部と上部軸受３３との摺動部分に供給される。そして、シャフト１７の上部と上部軸受３３との摺動部分に供給された潤滑油は、そのまま、油貯留部Ｐに戻される。他方、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に排出された潤滑油も、油貯留部Ｐへ戻される。このとき、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油は、外部管７１の内部空間ＩＮ１において、外部の空気によって冷却されることになる。また、第２給油横孔６１ｂに分流される潤滑油は、シャフト１７の下部と下部軸受６０との摺動部分を潤滑して高圧空間Ｓ１に漏れ出した後、高圧空間Ｓ１を油貯留部Ｐまで落下する。

以上のように、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油が摺動部に供給されて再度油貯留部Ｐへと戻るサイクルが繰り返されている。

（３）特徴
従来、特許文献１（特開２０１０−２８５９３０号公報）に開示の圧縮機のように、その底部に、圧縮機構の摺動部分を含む摺動部の潤滑性を高めるための潤滑油を貯留する油溜まり空間が形成されている圧縮機が存在している。この圧縮機では、圧縮機構と駆動モータとを連結する駆動軸の内部に、潤滑油の給油通路となる給油孔が形成されている。

特許文献１に開示のような圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油溜まり空間において、冷媒と潤滑油とが分離してしまうことが考えられる。そして、潤滑油の下側に冷媒が位置するように分離してしまうと、給油孔において、冷媒が多く流れ潤滑油があまり流れないことが懸念される。このため、摺動部において潤滑不良が生じることが懸念される。特に、本実施形態のように潤滑油と分離しやすい冷媒であるＲ３２冷媒を用いた場合には、この傾向が顕著になることが懸念される。

そこで、本実施形態の圧縮機１０１では、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油が油貯留部Ｐにおいて上向きに流出されるような潤滑油出口構造、を有している。具体的には、下部連結管７２ｂの水平部７６に、上向きに開口する出口開口７８が形成されており、この出口開口７８が、潤滑油出口構造を形成している。

このように、本実施形態では、出口開口７８が上方に開口するように形成されていることで、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油において、上下方向（軸方向）の流れを発生させることができる。よって、本実施形態のように潤滑油と分離しやすいＲ３２冷媒を用い、温度や圧力条件によって潤滑油と冷媒とが分離したとしても、二層状態に分離した潤滑油と冷媒とを攪拌することができ、これらを混合することができる。よって、給油孔６１において、潤滑油を十分に流すことができ、摺動部における潤滑不良の発生を抑制できる。従って、圧縮機１０１の信頼性を維持できる。

（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、出口開口７８は、上向きに開口するように形成されると説明したが、これに限られるものではなく、下向きに開口するように形成されていてもよい。この場合、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３を流れる潤滑油は、油貯留部Ｐにおいて、下向きに流れることになる。この場合であっても、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油において、上下方向の流れを発生させることができるので、上記と同様の作用効果を得ることができる。尚、本変形例では、密度が大きく下側に溜まりやすい流体を掻き混ぜやすくなるので、より攪拌効果が高くなる。

（４−２）変形例Ｂ
図４は、本変形例Ｂに係る圧縮機２０１の縦断面図である。図５は、覆い部材２８０の概略斜視図である。

本発明に係る圧縮機として、上記実施形態の圧縮機１０１に代えて、図４に示す圧縮機２０１を採用してもよい。以下、圧縮機２０１について説明する。尚、圧縮機２０１の圧縮機１０１の構成要素と同様の構成要素については、同番号を付し説明を省略し、圧縮機２０１の圧縮機１０１と異なる部分についてのみ説明する。

＜圧縮機２０１＞
圧縮機２０１は、室外ユニット２の本体ケーシング２０内において、本体ケーシング２０の底部を構成する底板２０ａ（図３を参照）に載置されている。圧縮機２０１は、図４に示されるように、圧縮機ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、上部軸受３３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、油分離板６５と、シャフト１７と、ガスガイド５８と、返油管２７０と、覆い部材２８０と、を有している。圧縮機２０１は、圧縮機ケーシング１０の内部空間に、圧縮機構１５、ハウジング２３、上部軸受３３、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部軸受６０、油分離板６５、シャフト１７、ガスガイド５８、返油管２７０の一部、及び、覆い部材２８０が収容された密閉型構造を有している。以下、圧縮機２０１の構成要素である返油管２７０及び覆い部材２８０について説明する。

（返油管２７０）
返油管２７０は、一部が、圧縮機ケーシング１０の外部に配置される配管である。返油管２７０は、図４に示すように、径方向視においてコの字形状を有し、主として、外部管７１と、連結管２７２とを有している。尚、本変形例では、外部管７１と連結管２７２とは、一体成形されているが、別体であってもよい。

連結管２７２は、外部管７１に連結されて圧縮機ケーシング１０内に位置する配管であり、外部管７１の上部水平部７３の径方向内端に連結され水平方向に延びる上部連結管７２ａと、外部管７１の下部水平部７４の径方向内端に連結され水平方向に延びる下部連結管２７２ｂとを有している。

下部連結管２７２ｂは、圧縮機ケーシング１０の外面から内面に向かって貫通するように配置されており、その内部空間ＩＮ４が、外部管７１の内部空間ＩＮ１と連通するように、外部管７１に連結されている。また、下部連結管７２ｂは、ほとんどの部分が油貯留部Ｐに位置している。

また、下部連結管２７２ｂには、出口開口２７８が形成されている。出口開口２７８は、水平方向に向かって開口している。ここで、出口開口２７８は、返油管７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４を流れる潤滑油を、覆い部材２８０の内側の空間ＩＳに流出させる機能を有している。

尚、圧縮機ケーシング１０の下部（底壁部１３の側部）には、下部連結管７２ｂを水平方向に貫通させるための円形状の返油管貫通穴１３ａが形成されている。

以上のように、返油管２７０は、その内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４がハウジング貫通孔３１及び油貯留部Ｐと連通するように構成されており、ハウジング貫通孔３１と油貯留部Ｐとを連通させている。よって、上端軸受２６ｃとシャフト１７との摺動部分を潤滑した潤滑油は、返油管２７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４へと排出され、油貯留部Ｐへと戻されるようになっている。すなわち、返油管２７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４は、摺動部に供給された潤滑油を油貯留部Ｐへと戻す返油路の一部を形成している。

（覆い部材２８０）
覆い部材２８０は、図５に示すように、上面２８１が開口した箱状部材であり、その内面によって内側の空間ＩＳを形成する部材である。覆い部材２８０は、下部連結管２７２ｂの一部（下部連結管２７２ｂの圧縮機ケーシング１０に貫通している部分を除く部分）且つその上部を除いた部分を覆うように、配置されている。すなわち、覆い部材２８０の内側の空間ＩＳには、下部連結管２７２ｂの一部（下部連結管２７２ｂの圧縮機ケーシング１０に貫通している部分を除く部分）が位置していることになる。覆い部材２８０は、４側面のうち圧縮機ケーシング１０側の側面であるケーシング側側面２８２が圧縮機ケーシング１０の側部の内面（具体的には、底壁部１３の内面）に溶接等により接続されている。ケーシング側側面２８２には、下部連結管２７２ｂを貫通させる貫通孔２８３が形成されている。

このように、圧縮機２０１では、覆い部材２８０は、開口面が上方を向くように配置されている。また、覆い部材２８０の、下部連結管２７２ｂの出口開口２７８に対向する対向面２８４は、下部連結管２７２ｂの内部空間ＩＮ４を流れる潤滑油が油貯留部Ｐにおいてそのまま水平方向に流出しないように、潤滑油の水平方向の進行を抑止する機能を有している。よって、圧縮機２０１では、返油管２７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４を流れる潤滑油は、出口開口２７８を介して覆い部材２８０の内側の空間ＩＳに水平方向に流出することになるが、覆い部材２８０の対向面２８４によって水平方向の進行が抑止される。そして、覆い部材２８０は上面２８１が開口しているので、覆い部材２８０の内側の空間ＩＳに流出した潤滑油は、油貯留部Ｐにおいて、上向きに流出されることになる。

以上のように、圧縮機２０１では、返油管２７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４を流れる潤滑油が油貯留部Ｐにおいて上向きに流出されるような潤滑油出口構造、を有している。具体的には、下部連結管２７２ｂの一部を覆う箱状部材である覆い部材２８０が、潤滑油出口構造を形成している。

本変形例では、覆い部材２８０が配置されていることによって、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油において、上下方向（軸方向）の流れを発生させることができる。よって、潤滑油と分離しやすいＲ３２冷媒を用い、温度や圧力条件によって潤滑油と冷媒とが分離したとしても、二層状態に分離した潤滑油と冷媒とを攪拌することができ、これらを混合することができる。よって、給油孔６１において、潤滑油を十分に流すことができ、摺動部における潤滑不良の発生を抑制できる。従って、圧縮機２０１の信頼性を維持できる。

尚、上記では、覆い部材２８０は、上面２８１が開口した箱状部材であると説明したが、これに限られるものではなく、ケーシング側側面２８２がさらに開口した部材であってもよい。この場合、覆い部材は、この側面開口が圧縮機ケーシング１０の側部の内面に沿うように、配置されることになる。

また、上記では、覆い部材２８０は、上面２８１が開口した箱状部材であると説明したが、これに限られるものではなく、下面２８５が開口した箱状部材であってもよい。この場合、返油管２７０の内部空間ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ４を流れる潤滑油は、油貯留部Ｐにおいて、下向きに流出されることになる。よって、この場合であっても、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油において、上下方向の流れを発生させることができるので、上記と同様の作用効果を得ることができる。尚、この場合は、変形例Ａに記載したように、油貯留部Ｐにおける攪拌効果が高くなる。

（４−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、圧縮機１０１として、固定スクロール２４と可動スクロール２６とを含み圧縮機構１５を有するスクロール圧縮機を挙げて説明したが、スクロール圧縮機に限られるものではない。

具体的には、本発明は、潤滑油を用いて各摺動部分を潤滑する圧縮機、例えば、ロータリー式の圧縮機やスクリュー式の圧縮機に適用できる。

さらに、上記実施形態では、圧縮機１０１として、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。

具体的には、本発明は、上部軸受の上方及び下方共に高圧状態となる高圧ドーム型の圧縮機であっても適用できるし、上部軸受の上方が高圧よりも低い圧力であって低圧よりも高い中間圧の状態となり、上部軸受の下方が高圧の状態となる圧縮機であっても適用できる。さらに、本発明は、低圧ドーム型の圧縮機にも適用できる。

（４−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、冷凍装置として、冷房運転が可能な空気調和装置１を例に挙げて説明したがこれに限られるものではない。例えば、冷房運転と暖房運転とを切換可能な空気調和装置であってもよいし、ヒートポンプ式の給湯装置であってもよい。

（４−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、上端軸受２６ｃとシャフト１７との摺動部分に供給された潤滑油を、返油管７０を用いて油貯留部Ｐに戻すと説明したが、これに限られるものではない。例えば、返油管７０の一端（上部連結管７２ａの径方向内端）が、上部軸受３３の下方（より具体的には、上部軸受３３の下方であって駆動モータ１６よりも上方部分）に位置するように返油管７０を配置してもよい。この場合、上端軸受２６ｃとシャフト１７との摺動部分を潤滑して下方へと流れさらに上部軸受３３とシャフト１７との摺動部分を潤滑した潤滑油の一部を、返油管７０の内部ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３へと流入させることができる。よって、上記実施形態よりも多くの潤滑油を冷却することができる。

本発明は、潤滑油を用いて各摺動部分を潤滑する圧縮機に適用できる。

１０ 圧縮機ケーシング
１５ 圧縮機構
１６ 駆動モータ
１７ シャフト
６１ 給油孔（孔）
７０，２７０ 返油管
７１ 外部管
７２ｂ，２７２ｂ 下部連結管（連結管）
７８，２７８ 出口開口
１０１，２０１ 圧縮機
２８０ 覆い部材（箱状部材）
２８１ 覆い部材（箱状部材）の上面
２８５ 覆い部材（箱状部材）の下面
ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４ 返油管の内部空間
Ｐ 油貯留部

特開２０１０−２８５９３０号公報

Claims (3)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機構（１５）と、
   前記圧縮機構を駆動する駆動モータ（１６）と、
   前記圧縮機構及び前記駆動モータに連結され、内部に軸方向に延びる孔（６１）が形成されている中空形状のシャフト（１７）と、
   前記圧縮機構と前記駆動モータと前記シャフトとを収容し、底部に、前記シャフトの下端が浸かり前記圧縮機構の摺動部分を含む摺動部に供給される潤滑油を貯留するための油貯留部（Ｐ）、が形成されている圧縮機ケーシング（１０）と、
   前記摺動部に供給された潤滑油を前記油貯留部へと戻す返油路と、
   を備え、
   前記返油路の一部は、前記圧縮機ケーシングの外部に配置される外部管（７１）、を含む返油管（７０，２７０）の内部空間（ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４）によって形成され、
   前記返油管の内部空間を流れる潤滑油が、前記油貯留部において、上向き又は下向きに流れるような潤滑油出口構造（７８，２８０）、をさらに備えている、
   圧縮機（１０１，２０１）。
2. 前記返油管（７０）は、前記外部管と、前記外部管に連結され前記圧縮機ケーシング内に位置する連結管（７２ｂ）と、によって形成され、
   前記連結管には、潤滑油を前記油貯留部に流出させるための開口であって上向き又は下向きに開口している出口開口（７８）、が形成されており、
   前記出口開口は、前記潤滑油出口構造を形成している、
   請求項１に記載の圧縮機（１０１）。
3. 前記返油管（２７０）は、前記外部管と、前記外部管に連結され前記圧縮機ケーシング内に位置する連結管（２７２ｂ）と、によって形成され、
   前記連結管には、水平方向に向かって開口する出口開口（２７８）が形成されており、
   前記圧縮機ケーシング内に配置され、上面（２８１）又は下面（２８５）が開口し前記連結管の一部を覆う箱状部材（２８０）、をさらに備え、
   前記箱状部材は、前記潤滑油出口構造を形成している、
   請求項１に記載の圧縮機（２０１）。

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