JP2013241883A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor.
従来、特許文献1(特開2010−285930号公報)に開示のように、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、圧縮機構と駆動モータとに連結され駆動モータの駆動力を圧縮機構に伝達する駆動軸と、を備える圧縮機が存在する。このような圧縮機では、その内部において、圧縮機構の摺動部等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貯留空間が形成されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-285930), a compression mechanism that compresses refrigerant, a drive motor that drives the compression mechanism, and a drive of the drive motor that is connected to the compression mechanism and the drive motor. There is a compressor including a drive shaft that transmits a force to a compression mechanism. In such a compressor, an oil storage space for storing lubricating oil for improving the lubricity of the sliding portion including the sliding portion of the compression mechanism is formed in the compressor.
このような圧縮機では、上記の駆動軸は、特許文献1にも示されるように、油貯留空間における潤滑油を摺動部に給油するために、一部が油貯留空間に浸かっている。そして、駆動軸には、その内部に、潤滑油を摺動部に導くための給油孔が形成されている。
In such a compressor, as described in
上記のような圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油貯留空間において、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。 In the compressor as described above, depending on the pressure state and the temperature state, it is considered that the refrigerant and the lubricating oil are separated in the oil storage space. And if it isolate | separates so that a refrigerant | coolant may be located under lubricating oil, there will be a concern that a lot of refrigerant flows in an oil supply hole and lubricating oil does not flow so much. For this reason, there is a concern that poor lubrication may occur in the sliding portion. In particular, there is a concern that this tendency becomes remarkable when a refrigerant that is easily separated from the lubricating oil is used.
そこで、本発明の課題は、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor capable of mixing refrigerant and lubricating oil as much as possible even in a situation where the refrigerant and lubricating oil are easily separated.
本発明の第1観点に係る圧縮機は、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、ケーシングと、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、駆動モータの駆動力を圧縮機構に伝達し、軸方向に延びる孔が形成されている。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、その内部空間の底部に、潤滑油を貯留しシャフトの下端が潤滑油に浸かる油貯留空間が形成されている。また、シャフトは、その下端の下端近傍部において、拡大部が形成されている。拡大部は、拡大部を除く主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が駆動モータの中心軸線に対して傾斜するように形成されている部分である。 A compressor according to a first aspect of the present invention includes a compression mechanism that compresses a refrigerant, a drive motor that drives the compression mechanism, a hollow shaft, and a casing. The shaft is connected to a compression mechanism and a drive motor, and transmits a driving force of the drive motor to the compression mechanism, and has a hole extending in the axial direction. The casing accommodates the compression mechanism, the drive motor, and the shaft, and an oil storage space is formed at the bottom of the internal space in which the lubricating oil is stored and the lower end of the shaft is immersed in the lubricating oil. The shaft has an enlarged portion in the vicinity of the lower end of the lower end. The enlarging part is a part formed so as to expand radially outward from the lower end of the main shaft part excluding the enlarging part and so that the outer surface is inclined with respect to the central axis of the drive motor.
ここで、シャフトを軸回転させたときに、油貯留空間に貯留された潤滑油(具体的には、潤滑油及び冷媒)において、シャフトの外面に沿って回転する回転流が発生する。本発明では、シャフトの一部(下端近傍部)に、主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が中心軸線に対して傾斜する拡大部、が形成されているので、シャフトの拡大部の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油(潤滑油及び冷媒)の回転流の速度を、軸方向に変化させることができる。そして、潤滑油(潤滑油及び冷媒)の回転流の軸方向における速度差によって軸方向に圧力差が生じるので、油貯留空間に貯留された潤滑油(潤滑油及び冷媒)において、軸方向の流れを発生させることができる。 Here, when the shaft is axially rotated, in the lubricating oil (specifically, lubricating oil and refrigerant) stored in the oil storage space, a rotating flow that rotates along the outer surface of the shaft is generated. In the present invention, an enlarged portion is formed on a part of the shaft (near the lower end) so as to expand radially outward from the lower end of the main shaft portion and the outer surface is inclined with respect to the central axis. The speed of the rotational flow of the lubricating oil (lubricating oil and refrigerant) generated around the outer surface along the outer surface of the portion can be changed in the axial direction. And since the pressure difference is produced in the axial direction due to the speed difference in the axial direction of the rotational flow of the lubricating oil (lubricating oil and refrigerant), the axial flow in the lubricating oil (lubricating oil and refrigerant) stored in the oil storage space Can be generated.
よって、例え、油貯留空間において、冷媒と潤滑油とが分離していたとしても、これらを混合できるようになっている。このように、本発明では、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても、冷媒と潤滑油とを極力混合できる。 Therefore, even if the refrigerant and the lubricating oil are separated in the oil storage space, they can be mixed. Thus, in the present invention, the refrigerant and the lubricating oil can be mixed as much as possible even in a situation where the refrigerant and the lubricating oil are easily separated with a simple structure.
本発明の第2観点に係る圧縮機は、本発明の第1観点に係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部の外径が、軸方向に連続的に変化するように、形成されている。 A compressor according to a second aspect of the present invention is the compressor according to the first aspect of the present invention, wherein the shaft is formed such that the outer diameter of the enlarged portion continuously changes in the axial direction. Yes.
本発明では、シャフトを軸回転させたときに拡大部の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油(潤滑油及び冷媒)の回転流の速度を、軸方向に連続的に変化させることができる。よって、冷媒と潤滑油とが二層に分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなる。 In the present invention, the rotational flow speed of the lubricating oil (lubricating oil and refrigerant) generated around the outer surface of the enlarged portion when the shaft is axially rotated is continuously changed in the axial direction. Can do. Therefore, even when the refrigerant and the lubricating oil are separated into two layers, they are easily mixed.
本発明の第3観点に係る圧縮機は、本発明の第1観点又は第2観点に係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部の最大外径が、主軸部の下端の外径の120%以上となるように、形成されている。 A compressor according to a third aspect of the present invention is the compressor according to the first or second aspect of the present invention, wherein the shaft has a maximum outer diameter of the enlarged portion of 120 which is the outer diameter of the lower end of the main shaft portion. It is formed so that it may become more than%.
本発明では、拡大部をこのような形状とすることによって、拡大部の軸方向における外径を異なるようにすることが可能になる。よって、冷媒と潤滑油とが二層に分離した状態にあっても、混合できるようになっている。 In the present invention, it is possible to make the outer diameter in the axial direction of the enlarged portion different by making the enlarged portion have such a shape. Therefore, even if the refrigerant and the lubricating oil are separated into two layers, they can be mixed.
本発明の第4観点に係る圧縮機では、本発明の第1観点〜第3観点のいずれかに係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部が、中心軸を中心として対称となるように、形成されている。 A compressor according to a fourth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first aspect to the third aspect of the present invention, wherein the shaft has an enlarged portion that is symmetric about the central axis. Is formed.
本発明では、シャフトの下端近傍部の形状を、主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が中心軸に対して傾斜するように形成したとしても、中心軸を中心として対称となるように形成しているので、動力損失が増大することを抑えることができる。 In the present invention, even if the shape of the vicinity of the lower end of the shaft is formed so as to extend radially outward from the lower end of the main shaft portion and the outer surface is inclined with respect to the central axis, it is symmetric about the central axis. Since it forms, it can suppress that a power loss increases.
本発明の第5観点に係る圧縮機では、本発明の第1観点〜第4観点のいずれかに係る圧縮機であって、拡大部は、油貯留空間において最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準としたときの、シャフトのその油面高さよりも下の部分の軸方向における半分以上を占める。 In the compressor which concerns on the 5th viewpoint of this invention, it is a compressor which concerns on either of the 1st viewpoint of this invention-4th viewpoint, Comprising: As for an expansion part, lubricating oil is most stored in the oil storage space. When the oil level in the case is used as a reference, it occupies more than half in the axial direction of the portion below the oil level of the shaft.
本発明では、シャフトにおいて、拡大部が、油貯留空間において最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準としたときのその油面高さよりも下の部分の軸方向における半分以上を占めている。よって、冷媒と潤滑油とが分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなっている。 In the present invention, in the shaft, the enlarged portion is a half in the axial direction of the portion below the oil level height when the oil level is a reference when the most lubricating oil is stored in the oil storage space. It accounts for the above. Therefore, even when the refrigerant and the lubricating oil are separated, they are easily mixed.
本発明の第6観点に係る圧縮機では、本発明の第1観点〜第4観点のいずれかに係る圧縮機であって、シャフトの下部を軸支する下部軸受をさらに備える。拡大部は、シャフトの下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分の軸方向における半分以上を占める。 The compressor according to the sixth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, and further includes a lower bearing that pivotally supports the lower portion of the shaft. The enlarged portion occupies more than half in the axial direction of the portion below the portion supported by the lower bearing of the shaft.
本発明では、シャフトにおいて、拡大部が、シャフトの下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分の軸方向における半分以上を占めている。よって、冷媒と潤滑油とが分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなっている。 In the present invention, in the shaft, the enlarged portion occupies more than half of the portion in the axial direction below the portion that is pivotally supported by the lower bearing of the shaft. Therefore, even when the refrigerant and the lubricating oil are separated, they are easily mixed.
本発明に係る圧縮機では、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても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 The compressor according to the present invention is to provide a compressor capable of mixing refrigerant and lubricating oil as much as possible even in a situation where the refrigerant and lubricating oil are easily separated with a simple structure.
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スクロール圧縮機101について説明する。
Hereinafter, a
(1)スクロール圧縮機101の構成
図1は、本実施形態に係るスクロール圧縮機101の縦断面図である、以下の説明においては、図1に示す駆動モータ16の中心を通る中心軸線O−Oに沿った方向を軸方向又は上下方向とする。
(1) Configuration of Scroll
スクロール圧縮機101は、冷媒を循環させることによって冷凍サイクルを行う冷媒回路において、冷媒を圧縮するために用いられる。スクロール圧縮機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、本実施形態では、冷媒として、R32冷媒を使用している。
The
スクロール圧縮機101は、図1に示されるように、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70と、ガスガイド58とを有している。スクロール圧縮機101は、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70、及び、ガスガイド58が収容された密閉型構造を有している。
As shown in FIG. 1, the
以下、スクロール圧縮機101の構成要素について説明する。
Hereinafter, components of the
(1−1)ケーシング10
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。
(1-1)
The
ケーシング10には、吸入管19及び吐出管20が気密状に溶接されている。吸入管19は、上壁部12を貫通する管状部材であり、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19は、下端部が固定スクロール24に嵌入されている。吐出管20は、筒状部11に貫通する管状部材であり、高圧空間S1からケーシング10の外部へ、圧縮した冷媒を吐出するための部材である。
A suction pipe 19 and a
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空間である油貯留空間Pが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機101の運転中において、圧縮機構15等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。
An oil storage space P that is a space for storing lubricating oil is formed at the bottom of the internal space of the
(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、シャフト70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。
(1-2)
The
(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。
(1-2-1)
The fixed
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19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。
The fixed
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。
A
(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70の上端部74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。
(1-2-2)
The
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。
In the
(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、その外周面がケーシング10の内壁に気密状に接合されている。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。
(1-3)
The
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。
The
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。
The
(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る。内輪33aは、シャフト70の外周面に密着して固定されている。外輪33cは、貫通孔形成面31bに密着して固定されている。転動体33bは、内輪33aと外輪33cとの間に転がり自在に嵌め込まれている。転動体33bは、例えば、球、又は、ころである。このようにして、上部軸受33は、シャフト70を回転自在に軸支している。
(1-4) Upper bearing 33
The upper bearing 33 is a rolling bearing having an inner ring 33a, a plurality of rolling
(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。
(1-5)
The Oldham joint 39 is an annular member for preventing the
(1−6)駆動モータ16
駆動モータ16は、シャフト70に連結されており、シャフト70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。
(1-6)
The
駆動モータ16は、主として、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。
The
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。
The
ロータ52には、シャフト70が嵌めこまれている(連結されている)。シャフト70は上端部74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、ロータ52に嵌めこまれている。
A
(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70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、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。
(1-7)
The
(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。
(1-8) Oil separation plate 65
The oil separation plate 65 is a flat plate-like member that separates the lubricating oil from the descending refrigerant. The oil separation plate 65 is fixed to the upper end surface of the
(1−9)シャフト70
図2は、図1のII部の拡大模式図である。
(1-9)
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the II part of FIG.
シャフト70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、シャフト70の上端面から下端面にかけて延びるように形成されている。シャフト70は、その下端が、油貯留空間Pに貯留された潤滑油に浸かっており、給油孔61が、油貯留空間Pに連通している。また、給油孔61は、油室83に連通している。油室83は、シャフト70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(本実施形態では、適宜、圧縮機構15の摺動部という)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。
The
スクロール圧縮機101では、このような構成を有することによって、シャフト70が、給油孔61を介して油貯留空間Pに貯留された潤滑油を内部に吸入し、吸入した潤滑油を、圧縮機構15の摺動部に供給できるようになっている。
With the
また、シャフト70は、略丸底フラスコ形状を有している。具体的には、シャフト70は、潤滑油に浸かる下端の近傍部分(下端近傍部)に形成され略球形状を有する拡大部71と、拡大部71が形成される下端近傍部を除く部分であり、拡大部71の上端から軸方向上方に向かって圧縮機構15の下面近傍まで細長く延びる略円筒形状の主軸部72と、を有している。主軸部72には、その上部であって上端部74よりも下方の部分に上部軸受33が連結されており、その略中央部に駆動モータ16のロータ52が連結されている。尚、主軸部72の上端部74の軸心は、主軸部72の上端部を除く部分及び拡大部71の軸心に対して、わずかに偏芯している。主軸部72の上端部74を除く部分の軸心及び拡大部71の軸心は、中心軸線O−O上に位置している。シャフト70は、この上端部74が、上端軸受26cの内側の空間に嵌入されることで、上端軸受26cに軸支されている。尚、シャフト70は、その上端部74が上端軸受26cの内側の空間に嵌入されることで、可動スクロール26と接続されている。
The
また、主軸部72は、その下部が、下部軸受60によって軸支されている。そして、拡大部71は、軸方向視において、シャフト70の下部軸受60によって軸支されている部分よりも下の部分である軸受下方部73の約80%を占めるように形成されている。軸受下方部73は、より具体的には、シャフト70の下部軸受60の下面に相当する位置からシャフト70の下端までの部分である。
Further, the lower portion of the
拡大部71は、その軸方向の断面が楕円形状を有しており、中心軸線O−Oを中心として対称となるように形成されている。拡大部71は、主軸部72の下端から径方向外側に拡がるように形成されている。具体的には、拡大部71は、上端(すなわち、主軸部72の下端)から軸方向において中央部に向かうにつれて径方向外側に拡がるように形成されており、中央部から軸方向において下端に向かうにつれては、径方向内側に小さくなるように形成されている。つまり、拡大部71は、その外径が上端及び下端から軸方向において中央部に向かうにつれて大きくなるように形成されている。このように、拡大部71は、その外径が軸方向に連続的に変化するように形成されており、中央部における外径が最大外径となっている。
The
以上のように、本実施形態のシャフト70は、下端近傍部において、その外面が中心軸線O−Oに対して傾斜する拡大部71が形成されている。より具体的には、拡大部71は、軸方向の断面形状における外縁上に任意の点をとった場合に、上記の軸方向における中央部の点を除く点を通る接線が中心軸線O−Oに対して傾斜するように形成されている。
As described above, the
また、シャフト70は、主軸部72の上部軸受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18が密着して固定されている。尚、本実施形態では、バランスウェイト18は、主軸部72に別体として取り付けられているが、主軸部72と一体成型されていてもよい。そして、拡大部71における最大外径は、主軸部72のバランスウェイト18に密着される部分を除く部分の外径よりも大きい。すなわち、拡大部71における最大外径は、主軸部72に含まれる基準部の外径よりも大きいことになる。ここで、基準部とは、後述する軸受対向部、或いは、駆動モータ16のロータ52が連結されるモータ連結部75である。拡大部71の最大外径は、より具体的には、主軸部72の下端の外径の120%となっている。
Further, the
さらに、シャフト70には、その内部に、軸方向に延びる給油孔61から水平方向に分岐する第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は、上端軸受26c及び上部軸受33とシャフト70との摺動部に潤滑油を供給でき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70との摺動部に潤滑油を供給できるように形成されている。
Further, the
以上のように、シャフト70は、給油孔61、第1給油横孔61a、及び、第2給油横孔61bを介して油貯留空間Pに貯留された潤滑油を、各摺動部(圧縮機構15の摺動部、上端軸受26c及び上部軸受33とシャフト70との摺動部、及び、下部軸受60とシャフト70との摺動部)に供給している。ここでは、シャフト70の、上端軸受26c、上部軸受33、及び、下部軸受60と摺動する摺動部であって、これらの軸受26c,33,60と径方向に対向している部分を、軸受対向部という。
As described above, the
以上のように、シャフト70は、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の駆動力を圧縮機構15に伝達している。具体的には、駆動モータ16に電流が流されると、まず、中心軸線O−Oを中心として上から視て半時計回りにロータ52が回転し、この回転駆動力がシャフト70に伝達されて、シャフト70が上から視て半時計回りに回転する。そして、シャフト70が回転することにより、シャフト70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。
As described above, the
(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、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。
(1-10)
The
(2)動作
スクロール圧縮機101の運転動作について説明する。まず、スクロール圧縮機101が設けられる冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明し、次に、スクロール圧縮機101内の潤滑油の流れについて説明する。
(2) Operation The operation of the
(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70が、軸回転運動を行う。シャフト70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70の上端部74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。
(2-1) Flow of refrigerant First, when the
圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管19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20からケーシング10の外部に吐出される。
The low-temperature and low-pressure refrigerant before compression is sucked into the
(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70が、軸回転運動を行う。シャフト70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70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、油貯留空間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。
(2-2) Flow of lubricating oil First, when the
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の摺動部に供給される。圧縮機構15の摺動部を潤滑した潤滑油は、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を落下して油貯留空間Pに貯留される。
Lubricating oil that has moved up to the
一方、油貯留空間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70の上端部と上端軸受26cとの摺動部を潤滑した後、シャフト70の上部と上部軸受33との摺動部に供給される。そして、その後、高圧空間S1に流入し、油貯留空間Pに戻される。また、第2給油横孔61bに分流される潤滑油は、シャフト70の下部と下部軸受60との摺動部を潤滑して高圧空間S1に漏れ出した後、高圧空間S1を油貯留空間Pまで落下する。
On the other hand, most of the lubricating oil that is sucked from the oil storage space P and rises through the
このように、油貯留空間Pに貯留された潤滑油が各摺動部に供給されて再度油貯留空間Pへと戻るサイクルが繰り返されている。 Thus, the cycle in which the lubricating oil stored in the oil storage space P is supplied to each sliding portion and returns to the oil storage space P is repeated.
(3)特徴
(3−1)
一般に、スクロール圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油貯留空間において、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、給油孔は下方に開口しているため、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。冷媒は粘度が潤滑油よりも非常に小さいため、このような状態が生じると、圧縮機構の摺動部、シャフトと上端軸受及び上部軸受との摺動部、シャフトの下部と下部軸受との摺動部等において、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(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。
(3) Features (3-1)
Generally, in a scroll compressor, depending on a pressure state or a temperature state, it is conceivable that refrigerant and lubricating oil are separated in an oil storage space. And if it isolate | separates so that a refrigerant | coolant may be located under lubricating oil, since an oil supply hole is opening below, there is a concern that a lot of refrigerant flows in an oil supply hole and lubricating oil does not flow so much. . Since the refrigerant has a viscosity much lower than that of the lubricating oil, when such a state occurs, the sliding part of the compression mechanism, the sliding part of the shaft with the upper bearing and the upper bearing, and the sliding of the lower part of the shaft with the lower bearing There is a concern that poor lubrication may occur in moving parts and the like. In particular, when a refrigerant (R32 refrigerant) that is easily separated from the lubricating oil as in the present embodiment is used, there is a concern that this tendency becomes remarkable.
そこで、本実施形態では、油貯留空間Pにおいて冷媒と潤滑油とが分離したとしても、給油孔61に潤滑油を多く流すことができるように、シャフト70の一部を拡大させている。尚、従来におけるシャフトは、上端から下端にかけて略円筒形状を有するように形成されている(すなわち、従来のシャフトは、その外面が、駆動モータの中心軸線に対して平行となるように形成されている)。
Therefore, in this embodiment, even if the refrigerant and the lubricating oil are separated in the oil storage space P, a part of the
本実施形態のシャフト70は、具体的には、一部(油貯留空間Pに貯留された潤滑油に浸かる下端の近傍部である下端近傍部)において、略円筒形状の主軸部72とは異なった形状の拡大部71を有している。具体的には、シャフト70は、下端近傍部において、径方向外側に膨らんだ球状の拡大部71が形成されている。より具体的には、拡大部71は、主軸部72の下端から径方向に拡がるように且つ外面が中心軸線O−Oに対して傾斜するように形成されている。
Specifically, the
ここで、シャフト70を軸回転させたとき、油貯留空間Pに貯留された潤滑油(具体的には、潤滑油及び冷媒)において、シャフト70の下端近傍部の外面に沿って回転する回転流が発生する。本実施形態では、シャフト70に、下端近傍部において拡大部71が形成されていることにより、シャフト70の拡大部71の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油(潤滑油及び冷媒)の回転流(図2の太線で示す矢印を参照)の速度を、軸方向に変化させることができる。つまり、回転流の速度が速い部分の圧力は小さくなり、回転流の遅い部分の圧力は大きくなるので、回転流の速度は、軸方向において異なるようになる。そして、回転流の軸方向における速度差によって、軸方向に圧力差を生じさせることができるので、油貯留空間Pにおける流体において、軸方向の流れを生じさせることができる。よって、油貯留空間Pにおいて、冷媒と潤滑油とが二層に分離された状態になっていたとしても、冷媒と潤滑油とを混合することができる。従って、シャフト70に形成される給油孔61に潤滑油を多く供給することができ、スクロール圧縮機101における各摺動部での潤滑不良を抑制できる。
Here, when the
このように、本実施形態では、シャフト70に拡大部71を形成するといった簡易な構造で、スクロール圧縮機101の信頼性を向上できる。
Thus, in the present embodiment, the reliability of the
尚、本実施形態では、シャフト70は、軸受下方部73の約80%の部分(下端近傍部)において、球状の拡大部71が形成されている。また、シャフト70は、拡大部71における最大外径が、主軸部72の下端の外径の120%となっている。本実施形態では、シャフト70がこのように形成されていることで、冷媒と潤滑油とが分離される状況にあっても、より冷媒と潤滑油とを混合しやすくなっている。
In this embodiment, the
(3−2)
本実施形態では、シャフト70は、拡大部71の外径が軸方向に連続的に変化するように形成されている。これにより、シャフト70が軸回転したときに、シャフト70の拡大部71の外面に沿ってその周辺に発生する潤滑油(潤滑油及び冷媒)の回転流の速度を、軸方向に連続的に変化させることができる。よって、油貯留空間Pにおいて、冷媒と潤滑油とが分離して二層状態になっていたとしても、これらをより混合しやすくなる。
(3-2)
In the present embodiment, the
(3−3)
本実施形態では、シャフト70は、拡大部71が中心軸線O−Oを中心として対称となるように、形成されている。これにより、上述のように、シャフト70の一部(下端近傍部)の形状を拡大したとしても、動力損失の増大を抑えることができる。
(3-3)
In the present embodiment, the
(4)変形例
(4−1)変形例A
図3は、拡大部71の軸受下方部73に対する他の割合を示すシャフト70の拡大部71周辺を示す模式図である。
(4) Modification (4-1) Modification A
FIG. 3 is a schematic diagram showing the periphery of the
上記実施形態では、シャフト70は、軸受下方部73の約80%の部分に拡大部71が形成されていると説明したが、これに限られるものではなく、軸受下方部73の半分以上の部分に拡大部71が形成されていればよい。具体的には、例えば、図3に示すように、拡大部71は、軸受下方部73の半分を占めるように形成されていてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、シャフト70の下端近傍部に形成される拡大部71の最大外径は、主軸部72の下端の外径の120%であると説明したが、これに限られるものではなく、主軸部72の下端の外径の120%を超えてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated that the maximum outer diameter of the
以上のような場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Even in the above case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
(4−2)変形例B
上記実施形態では、拡大部71の占める割合を、下部軸受60を用いて、下部軸受60の下面に相当する位置から下端までの部分である軸受下方部73を基準として説明したが、これに限られるものではなく、他の方法によっても示すことができる。
(4-2) Modification B
In the above-described embodiment, the ratio of the
具体的には、拡大部71の占める割合は、油貯留空間Pにおいて最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準として示してもよい。この場合、拡大部71は、軸方向において、シャフト70のその油面高さよりも下の部分の半分以上の部分を占めていればよい。すなわち、この場合のシャフト70は、潤滑油に浸かっている部分の半分以上において拡大部71が形成されることになる。そして、この場合であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
Specifically, the ratio occupied by the
(4−3)変形例C
図4及び図5は、シャフト70の拡大部71の他の形状を示す模式図である。
(4-3) Modification C
4 and 5 are schematic views showing other shapes of the
上記実施形態では、シャフト70は、拡大部71の軸方向における断面形状が楕円球状を有するように形成されていると説明したが、これに限られるものではなく、シャフト70は、拡大部71において、主軸部72の下端から径方向外側に拡がるように、且つ、外面が中心軸線O−Oに対して傾斜するように、形成されていればよい。このように形成すれば、拡大部71において軸方向における外径を変化させることができ、油貯留空間Pに貯留された潤滑油において、軸方向の流れを発生させることができるからである。よって、拡大部71の軸方向における断面形状が菱形形状となるように形成されていてもよい。
In the above embodiment, the
また、例えば、シャフト70は、拡大部71が略三角錐形状を有するように形成されていてもよい。具体的には、図4に示すように、シャフト70は、拡大部71が、その軸方向の断面形状において、3頂点のうちの1の頂点が、中心軸線O−O上に位置するように、且つ、その中心軸線O−O上に位置する1の頂点から上方に向かって径方向に拡がる逆三角形状を有するように、形成されていてもよい。すなわち、この構成を有するシャフト70では、拡大部71の上端が最大外径を有しており、この上端が主軸部72の下端から径方向外側に拡がっている。また、この構成を有するシャフト70では、拡大部71において、その外面が中心軸線O―Oに対して傾斜している。具体的には、その外面が、中心軸線O−Oに対して、軸方向下方から軸方向上方に向かうにつれて離反するように傾斜している。また、この構成を有するシャフト70では、その外径が軸方向に連続的に変化している。具体的には、その外径が、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて小さくなっている。尚、このようにシャフト70を形成する場合、軸方向に切断される断面視において中心軸線O−O上に位置する1の頂点を除く2の頂点部分については、キャビテーションの発生を抑えるために、R加工されることが望ましい。
For example, the
また、例えば、図5に示すように、シャフト70は、略三角フラスコ形状を有していてもよい。具体的には、シャフト70は、拡大部71が、その軸方向の断面形状において、主軸部72の下端から下方に向かうにつれて径方向外側に拡がる台形形状を有していてもよい。すなわち、この構成を有するシャフト70では、拡大部71の下端が最大外径を有している。また、この構成を有するシャフト70では、拡大部71において、その外面が中心軸線O−Oに対して傾斜している。具体的には、その外面が、中心軸線O−Oに対して、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて離反するように傾斜している。また、この構成を有するシャフト70では、その外径が軸方向に連続的に変化している。具体的には、その外径が、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて大きくなっている。
For example, as shown in FIG. 5, the
以上のように、本変形例で示した構成を有するシャフト70であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
As described above, even with the
(4−4)変形例D
上記実施形態では、本発明に係る圧縮機として、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。本発明は、例えば、圧縮機構に駆動モータの駆動力を伝達するシャフトの端部が潤滑油に浸かり、シャフトに潤滑油が流れる孔が形成されている圧縮機であれば、適用できる。
(4-4) Modification D
In the above-described embodiment, the scroll compressor including the fixed
(4−5)変形例E
上記実施形態では、主軸部72と拡大部71とが一体として成形されている場合を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、主軸部72と拡大部71とは別体であってもよい。この場合、拡大部71を構成する材料は、主軸部72を構成する材料と同様であることが望ましい。また、この場合、拡大部71は、給油孔61に潤滑油を吸い上げるポンプとして機能することになる。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(4-5) Modification E
In the above embodiment, the case where the
本発明は、圧縮機構に駆動モータの駆動力を伝達するシャフトの端部が潤滑油に浸かり、シャフトに潤滑油が流れる孔が形成されている圧縮機に適用できる。 The present invention can be applied to a compressor in which an end portion of a shaft that transmits a driving force of a drive motor to a compression mechanism is immersed in the lubricating oil, and a hole through which the lubricating oil flows is formed in the shaft.
10 ケーシング
15 圧縮機構
16 駆動モータ
60 下部軸受
61 給油孔(孔)
70 シャフト
71 拡大部
73 軸受下方部(シャフトの下部軸受よりも下の部分)
75 モータ連結部
101 スクロール圧縮機(圧縮機)
P 油貯留空間
DESCRIPTION OF
70
75
P Oil storage space
Claims (6)
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、前記駆動モータの駆動力を前記圧縮機構に伝達し、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(70)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、その内部空間の底部に、潤滑油を貯留し前記シャフトの下端が潤滑油に浸かる油貯留空間(P)が形成されているケーシング(10)と、
を備え、
前記シャフトは、その下端の下端近傍部において、拡大部(71)が形成されており、
前記拡大部は、前記拡大部を除く主軸部(72)の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が前記駆動モータの中心軸線(O−O)に対して傾斜するように、形成されている、
圧縮機(101)。 A compression mechanism (15) for compressing the refrigerant;
A drive motor (16) for driving the compression mechanism;
A hollow shaft (70) connected to the compression mechanism and the drive motor, for transmitting a driving force of the drive motor to the compression mechanism, and having an axially extending hole (61);
A casing (10) in which the compression mechanism, the drive motor, and the shaft are accommodated, and an oil storage space (P) in which lubricating oil is stored and a lower end of the shaft is immersed in the lubricating oil is formed at the bottom of the internal space. )When,
With
The shaft has an enlarged portion (71) formed in the vicinity of the lower end of the lower end thereof,
The enlarged portion is formed so as to expand radially outward from the lower end of the main shaft portion (72) excluding the enlarged portion and so that the outer surface is inclined with respect to the central axis (OO) of the drive motor. Yes,
Compressor (101).
請求項1に記載の圧縮機。 The shaft is formed such that the outer diameter of the enlarged portion continuously changes in the axial direction.
The compressor according to claim 1.
請求項1又は2に記載の圧縮機。 The shaft is formed such that the maximum outer diameter of the enlarged portion is 120% or more of the outer diameter of the lower end of the main shaft portion.
The compressor according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。 The shaft is formed so that the enlarged portion is symmetric about the central axis.
The compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮機。 The enlarged portion is half or more in the axial direction of the portion below the oil level height of the shaft when the oil level height is the reference when the most lubricating oil is stored in the oil storage space. Occupy
The compressor according to any one of claims 1 to 4.
前記拡大部は、前記シャフトの前記下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分(73)の軸方向における半分以上を占める、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮機。 A lower bearing (60) for pivotally supporting the lower portion of the shaft,
The enlarged portion occupies more than half in the axial direction of the portion (73) below the portion supported by the lower bearing of the shaft,
The compressor according to any one of claims 1 to 4.
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