JP2017053221A

JP2017053221A - 電動圧縮機

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Publication number: JP2017053221A
Application number: JP2015175273A
Authority: JP
Inventors: 敬悟渡邉; Keigo Watanabe; 康弘岸; Yasuhiro Kishi; 直洋土屋; Naohiro Tsuchiya
Original assignee: Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
Current assignee: Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-09-07
Also published as: CN106499634A; JP6700691B2

Abstract

【課題】性能および信頼性の高い電動圧縮機を提供する。【解決手段】主軸受４２は、内周摺動面４２ｔを主軸受４２の軸方向Ｇの上下に分割する分割溝８１と、内周摺動面４２ｔの分割溝８１の上側に軸方向Ｇに対して傾斜した上側傾斜溝８２ａと、内周摺動面４２ｔの分割溝８１の下側に軸方向Ｇに対して傾斜した下側傾斜溝８２ｂと、を有し、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとは、軸方向Ｇからの平面視において少なくとも一部が重なるように形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機は、コンパクトで構造が簡単なことから、冷凍冷蔵庫や空調機等の冷凍空調機器に多く用いられている。このような電動圧縮機では、クランク軸を回転可能に支持する軸受に給油を行うことが必要になる。特許文献１には、クランク軸を支持する軸受（主軸受）の内側の下端から上端に向けてひと続きの傾斜溝（らせん溝）を設けることで、主軸受の全域に給油を行う電動圧縮機が記載されている。

特開２０１０−２５５４４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動圧縮機では、ひと続きの傾斜溝を形成する必要があるため、傾斜溝の傾き角度が大きくなり、粘性ポンプ効果が低下し、主軸受全域への給油量不足によるクランク軸と軸受との金属接触によって性能および信頼性が低下する虞があった。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、性能および信頼性の高い電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、電動機と、前記電動機で回転駆動されるクランク軸および前記クランク軸を支持する軸受を有し、前記クランク軸と前記軸受との摺動面が潤滑油で潤滑される圧縮機構部と、前記電動機および前記圧縮機構部を収容する収容部と、を備え、前記軸受および／または前記クランク軸は、前記摺動面を前記軸受の軸方向の上下に分割する少なくとも一つの分割溝と、前記摺動面の前記分割溝に対して前記軸方向の上下に位置し、前記軸方向に対して傾斜した傾斜溝と、を有し、それぞれの前記傾斜溝は、前記軸方向からの平面視において、少なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、性能および信頼性の高い電動圧縮機を提供できる。

第１実施形態に係る電動圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。電動圧縮機の主軸受を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。圧縮機構部の動作説明図であり、（ａ）は０度の場合、（ｂ）は９０度の場合、（ｃ）は１８０度の場合、（ｄ）は２７０度の場合である。第１実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は図２のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。比較例１に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。比較例２に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。比較例３に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。第２実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。第３実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。第４実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。第５実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に図示しているに過ぎない。よって、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様の構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、以下では、密閉型の電動圧縮機として、ロータリ圧縮機を例に挙げて説明するが、ロータリ圧縮機に限定されるものではなく、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機などの電動圧縮機にも適用することができる。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電動圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。なお、図１は、第１実施形態に係る電動圧縮機１の説明に必要な部位のみを簡易的に示している。
図１に示すように、第１実施形態の電動圧縮機１は、密閉容器２（収容部）と、電動機３と、圧縮機構部４と、を備えて構成されている。

密閉容器２は、筒体２１、蓋体２２および底体２３によって構成されている。筒体２１は、鋼板で構成され、上下が開口した円筒状の筺体である。蓋体２２は、皿形状を呈し、筒体２１の上部開口を塞ぐようにして嵌合されている。底体２３は、皿形状を呈し、筒体２１の下部開口を塞ぐように嵌合されている。蓋体２２および底体２３は、筒体２１に溶接されることによって、密閉容器２の内部が密閉された構成になっている。

密閉容器２の底部を構成する底体２３の上面（内面）には、冷凍機油（潤滑油、以下、油と称する）を貯留する油溜まり２３ａが設けられている。冷凍機油は、圧縮機構部４に供給されて、圧縮機構部４の摺動面を潤滑するとともに、圧縮機構部４の隙間をシールする。

電動機３は、圧縮機構部４を駆動させる駆動源であり、密閉容器２の内壁に焼嵌などで固定された固定子３１と、圧縮機構部４のクランク軸４１の上部を嵌着した回転子３２と、を備えて構成されている。

圧縮機構部４は、電動機３の回転子３２の回転運動に伴って作動流体（冷媒ガス）を圧縮して、圧縮した作動流体を冷凍空調機器の冷凍サイクルに供給する機構である。また、圧縮機構部４は、クランク軸４１、主軸受４２、シリンダ４３、副軸受４４、ローラ４５、ベーン４６およびコイルばね４７を備えて構成されている。

クランク軸４１は、シリンダ４３の内部でベーン４６を駆動させる部材であり、下端側に偏心部４１ａを備えている。また、クランク軸４１は、偏心部４１ａより上側が主軸受４２に嵌入され、偏心部４１ａより下側が副軸受４４に嵌入されることによって、密閉容器２の内部で回転自在に支持されている。

また、クランク軸４１には、下端面からクランク軸４１（主軸受４２、副軸受４４）の軸方向Ｇに沿って中空部４１ｂが形成されている。中空部４１ｂは、主軸受４２の下端の高さ位置まで延びて形成されている。また、中空部４１ｂ内には、油板４８が嵌着されている。この油板４８は、薄板をクランク軸４１の回転方向にひねった形状を有している。クランク軸４１とともに油板４８が回転することにより、遠心ポンプ効果によって、密閉容器２の底部５３の油溜まり２３ａの油を吸引し（吸い上げ）、主軸受４２、副軸受４４および偏心部４１ａに給油を行うようになっている。

クランク軸４１には、主軸受４２、副軸受４４およびローラ４５の内径側に連通する孔（不図示）がそれぞれ形成されており、油板４８によって汲み上げられた油が各孔を通り、主軸受４２の内径下端、副軸受４４の内径上端およびローラ４５の内径側に給油されるようになっている。

主軸受４２は、略円盤形状を呈する端板４２ａと、この端板４２ａの径方向の中心から上方に向けて延びる円筒部４２ｂと、を備え、円筒部４２ｂによってクランク軸４１を支持している。端板４２ａの外周壁面は、密閉容器２の筒体２１の内周壁面に溶接などで固定されている。

また、主軸受４２の端板４２ａには、吐出口４２ｆ（図２参照）が形成され、吐出口４２ｆを選択的に開放または閉鎖する吐出弁７１と、吐出弁７１の開度を決定する（開き過ぎを規制する）リテーナ７２と、が設けられている。

シリンダ４３は、径方向の中心に、軸方向Ｇに貫通する円柱形状の貫通孔を有している。この貫通孔と主軸受４２と副軸受４４とによってシリンダ室（貫通孔）４３ａを構成している。また、シリンダ４３は、複数のボルトＢ（図３参照）によって、主軸受４２に締結されている。シリンダ４３の上端面は、主軸受４２によって閉塞されている。

副軸受４４は、シリンダ４３の下端面を閉塞する端板４４ａと、この端板４４ａの径方向の中心から下方に延びてクランク軸４１の下端を支持する円筒部４４ｂと、を備えて構成されている。円筒部４４ｂは、円筒部４２ｂよりも軸方向Ｇの長さが短く形成されている。また、副軸受４４は、ボルト（図示せず）によって、シリンダ４３に締結されている。

ローラ４５は、円筒状に形成され、シリンダ室４３ａに配置されている。また、ローラ４５の内径側には、クランク軸４１の偏心部４１ａが嵌入され、ローラ４５が偏心部４１ａの外周側において回転自在に構成されている。

ベーン４６は、ローラ４５の外周面に当接するように配置されている。また、ベーン４６は、板形状であり、シリンダ４３の内部で径方向に往復運動するように構成されている。

コイルばね４７は、シリンダ４３内において径方向に延びる横穴４３ｂに配置されている。コイルばね４７は、一端がベーン４６に当接し、他端が横穴４３ｂに嵌着されることで、ベーン４６をローラ４５に向けて付勢するようになっている。

また、密閉容器２の外側には、アキュムレータ５と、アキュムレータ５を介して冷凍サイクルから圧縮機構部４に作動流体を導くサクションパイプ５ａとが設けられている。アキュムレータ５は、作動流体として機能する冷媒ガスを加圧状態で蓄えておく容器である。サクションパイプ５ａは、シリンダ室４３ａと連通する吸込口４３ｃ（図３参照）の端部に接続されている。

図２は、電動圧縮機の主軸受を示す平面図である。なお、図２は、主軸受４２から吐出弁７１（図１参照）およびリテーナ７２（図１参照）を取り外した状態であり、主軸受４２を上方から見た状態である。
図２に示すように、主軸受４２の端板４２ａには、円筒部４２ｂの周囲に、ボルト締結用のボルト挿通孔４２ｃが軸方向Ｇ（図１参照）に貫通するようにして複数箇所に形成されている。なお、ボルト挿通孔４２ｃの個数は、４つに限定されるものではなく、適宜変更できる。

また、端板４２ａの外周側には、軸方向Ｇ（図１参照）に貫通する長孔４２ｄが複数箇所に形成されている。これらの長孔４２ｄは、圧縮機構部４から密閉容器２内に吐出された油（冷凍機油）を油溜まり２３ａに戻すための流路である。

また、端板４２ａには、円筒部４２ｂの近傍に、吐出弁７１（図１参照）が取り付けられる凹形状の彫り込み部４２ｅが形成されている。この彫り込み部４２ｅは、平面視において、略長穴形状であり、一端の底面に冷媒ガス（作動流体）が吐出する吐出口４２ｆが形成され、他端の底面に吐出弁７１（図１参照）を片持ち状態で固定する（かしめる）固定部（かしめ部）４２ｇが形成されている。

図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１の主軸受４２とシリンダ４３との境界部分で切断したときの断面図である。
図３に示すように、シリンダ４３は、平面視において、シリンダ室４３ａが形成される円形部４３ｍと、この円形部４３ｍの一部からサクションパイプ５ａの側に延びる延出部４３ｎと、を有する形状である。

また、シリンダ４３には、円形部４３ｍと延出部４３ｎとにまたがって径方向に延び、ベーン４６が挿通されるスロット溝４３ｄが形成されている。

ベーン４６は、シリンダ４３のスロット溝４３ｄに嵌め合わされ、偏心部４１ａの偏心運動に合わせて回転するローラ４５の外周上に接触しながら進退運動する。

シリンダ室４３ａは、作動流体を吸入するための吸入室Ｑ１と、作動流体を圧縮するための圧縮室Ｑ２とが形成されている。圧縮室Ｑ２は、シリンダ室４３ａの内壁面４３ｓと、ローラ４５の外壁面４５ｓと、ベーン４６の側面（図示右側の側面）４６ｓと、主軸受４２（端板４２ａ）の内壁面４２ｓ（図１参照）と、副軸受４４（端板４４ａ）の内壁面４４ｓ（図１参照）とによって形成されている。

圧縮機構部４では、クランク軸４１が電動機３（図１参照）によって矢印Ｒ１の方向に回転するように構成されており、偏心部４１ａの偏心回転とベーン４６の往復運動によって、吸入室Ｑ１と圧縮室Ｑ２の容積が変化し、この容積変化によって作動流体が昇圧される。吐出弁７１（図１参照）は、密閉容器２の内部のガス圧力Ｐｄ１（図１参照）と圧縮室Ｑ２の内部のガス圧力Ｐｄ２とがＰｄ２≧Ｐｄ１の関係になったときに、吐出口４２ｆ（図２参照）を開放する。これにより、吐出弁７１は、圧縮室Ｑ２の内部の高圧ガス（作動流体）を密閉容器２の内部に噴出させる。また、吐出弁７１は、それ以外のときに、吐出口４２ｆを閉鎖する。これにより、吐出弁７１は、密閉容器２の内部の高圧ガス（作動流体）が圧縮室Ｑ２の内部に逆流することを防止する。

カップマフラ７３は、吐出弁７１およびリテーナ７２を覆う皿状に構成され、サイレンサとして機能するようになっている。なお、カップマフラ７３には、吐出口４２ｆから吐出された作動流体を密閉容器２内に吐き出すための吐出孔（図示せず）が設けられている。カップマフラ７３から密閉容器２内に吐き出された冷媒ガスは、電動機３の隙間や風穴（不図示）を通り、密閉容器２の上部に設けられた吐出パイプ５４（図１参照）から密閉容器２の外部（冷凍サイクル）に吐出される。

図４は、圧縮機構部の動作説明図であり、（ａ）は０度の場合、（ｂ）は９０度の場合、（ｃ）は１８０度の場合、（ｄ）は２７０度の場合である。
図４（ａ）は、ベーン４６がシリンダ４３のスロット溝４３ｄ内に最も後退した状態を０度とする。この場合、シリンダ室４３ａは、全体が吸入空間であり、クランク軸４１が主軸受４２を押し付ける圧縮負荷の力は働かないようになっている。

図４（ｂ）に示すように、偏心部４１ａが図４（ａ）に示す状態から反時計回り方向に９０度回転すると、ベーン４６がシリンダ４３のスロット溝４３ｄから一部がシリンダ室４３ａ内に押し出された状態となり、ベーン４６によって吸入室と圧縮室に区画される。この場合の圧縮荷重方向Ｓ１は、ベーン４６とローラ４５の接点Ｐ１と、ローラ４５とシリンダ４３の接点Ｐ２と、を結ぶ直線に垂直な方向となる。また、圧縮荷重方向Ｓ１に対して１８０度反対の方向が、反圧縮荷重方向Ｓ２となる。

図４（ｃ）に示すように、偏心部４１ａが図４（ａ）に示す状態から反時計回り方向に１８０度回転すると、ベーン４６がシリンダ４３のスロット溝４３ｄからシリンダ室４３ａ内に最大に押し出された状態となる。この場合の圧縮荷重方向Ｓ３は、ベーン４６とローラ４５の接点Ｐ３と、ローラ４５とシリンダ４３の接点Ｐ４と、を結ぶ直線に垂直な方向となる。また、圧縮荷重方向Ｓ３に対して１８０度反対の方向が、反圧縮荷重方向Ｓ４となる。

図４（ｄ）に示すように、偏心部４１ａが図４（ａ）に示す状態から反時計回り方向に２７０度回転すると、ベーン４６がシリンダ４３のスロット溝４３ｄから一部がシリンダ室４３ａ内に突出するように押し込まれた状態となる。この場合の圧縮荷重方向Ｓ５は、ベーン４６とローラ４５の接点Ｐ５と、ローラ４５とシリンダ４３の接点Ｐ６と、を結ぶ直線に垂直な方向となる。また、圧縮荷重方向Ｓ５に対して１８０度反対の方向が、反圧縮荷重方向Ｓ６となる。

流体潤滑系では、油膜圧力によってクランク軸４１と主軸受４２とが接触するのを防いでおり、溝（傾斜溝）が形成されている部分は、クランク軸４１と主軸受４２との隙間が増加する部分であるため、油膜圧力が逃げやすくなる。このため、圧縮荷重方向Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５の対向方向−９０度〜９０度の範囲に傾斜溝を設けると（圧縮荷重がかかるところに溝があると）、クランク軸４１と主軸受４２とが接触し易くなる。そこで、本実施形態では、圧縮荷重方向Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５の対向方向−９０度〜９０度の範囲外で構成される反圧縮負荷面に傾斜溝を設けることにより、クランク軸４１と主軸受４２との接触を防ぐことができ、電動圧縮機１の性能および信頼性を向上できるようにしたものである。

図５は、第１実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）図２のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は展開図である。なお、図５（ｂ）の横軸に示す角度は、図２に示す角度（０度、９０度、１８０度、２７０度）に対応しており、反圧縮負荷面の端部を略４５度（反圧縮負荷面の全範囲を略１３５度）とした例である。なお、４５度（１３５度）については、機種や運転状態に応じて変動するものであり、本実施形態に限定されるものではない。

図５（ａ）に示すように、主軸受４２は、内周摺動面４２ｔ（摺動面）を軸方向Ｇ（図１参照）の上下に分割する分割溝８１と、分割溝８１より上側に位置し、軸方向Ｇに対して傾斜した上側傾斜溝（傾斜溝）８２ａと、分割溝８１より下側に位置し、軸方向Ｇに対して傾斜した下側傾斜溝（傾斜溝）８２ｂと、を有している。

分割溝８１は、主軸受４２の円筒部４２ｂの高さ方向（軸方向Ｇ）の中間に位置し、周方向に沿って全周に形成されている。なお、分割溝８１は、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとを連通させる油路を形成しているものであれば、必ずしも全周に形成されている必要はない。

上側傾斜溝８２ａは、分割溝８１の上端８１ａと主軸受４２（円筒部４２ｂ）の上端４２ｈとを連通させる油路であり、軸方向Ｇに対して傾斜している。

下側傾斜溝８２ｂは、分割溝８１の下端８１ｂと主軸受４２（円筒部４２ｂ）の下端４２ｉとを連通させる油路であり、軸方向Ｇに対して傾斜している。

図５（ｂ）に示すように、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂは、互いに同じ長さで、かつ、互いに平行に形成されている。また、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂは、軸方向Ｇから平面視において、互いに重なるように形成されている。すなわち、上側傾斜溝８２ａは、一端が主軸受４２の平面視における２７０度の位置であり、他端が主軸受４２の平面視における４５度の位置である。下側傾斜溝８２ｂは、同様に、一端が２７０度の位置であり、他端が４５度の位置である。このように、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂは、双方とも前記した反圧縮負荷面の範囲内に位置している。

また、上側傾斜溝８２ａは、クランク軸４１の回転方向Ｒ１（図３参照）に対して（油の流れ方向Ｒ２に対して）上流側に入口、下流側に出口が形成される向きとなるように傾斜している。下側傾斜溝８２ｂは、クランク軸４１の回転方向Ｒ１（図３参照）に対して（油の流れ方向Ｒ２に対して）下流側に出口、上流側に入口が形成される向きとなるように傾斜している。また、上側傾斜溝８２ａの入口は、下側傾斜溝８２ｂの出口よりも回転方向Ｒ１（油の流れ方向Ｒ２）に対して上流側に位置している。これにより、下側傾斜溝８２ｂを出た油は、細い実線矢印で示す向きに流れ、分割溝８１内を長く（２２５度）循環した後に上側傾斜溝８２ａに流れるので、主軸受４２の冷却を効果的に行うことができる。

ここで、傾斜溝（上側傾斜溝８２ａ、下側傾斜溝８２ｂ）の粘性ポンプ効果について説明する。
傾斜溝の粘性ポンプ効果による給油量は、給油量Ｑ［ｍｍ^３／ｍｉｎ］、軸半径Ｒ［ｍｍ］、軸回転速度Ｎ［ｍｉｎ^−１］、傾斜溝の断面積Ａ［ｍｍ^２］、傾斜溝の回転方向水平に対する角度（以降、傾斜角と称する）θ［度］を用いると、以下の式（１）で表すことができる。
Ｑ＝ＡπＲＮｃｏｓθ・・・（１）
ここで、傾斜溝の断面積Ａ［ｍｍ^２］および傾斜角θ［度］は傾斜溝の設定時に調整可能であるが、傾斜溝の断面積Ａ［ｍｍ^２］の変更は刃具の形状変更等が必要となるため、多仕様の電動圧縮機に最適な傾斜溝を設けることは困難である。これに対して、傾斜角θ［度］の変更は、刃具を同一としての加工時の角度変更等で対応可能なため、生産性を考慮した場合、給油量の調整は傾斜角θ［度］で行うことが望ましい。

ところで、主軸受４２は、回転子３２の遠心力によるクランク軸４１のたわみを抑制するため、副軸受４４に対して軸方向Ｇに長く、摺動損失が増加し易い。そこで、主軸受４２の内周摺動面４２ｔに分割溝８１を設けることで、主軸受４２の内周摺動面４２ｔの面積を、圧縮負荷に対する軸受信頼性を確保可能な最小面積まで低減でき、摺動損失の低減を図ることが可能になる。

また、主軸受４２の下端に給油された油（冷凍機油）は、下側傾斜溝８２ｂの粘性ポンプ効果により、分割溝８１まで吸引される。主軸受４２の内周摺動面４２ｔに分割溝８１を設けることで、吸引された油が分割溝８１を通り、分割溝８１で油が循環することにより、主軸受４２の冷却を行うことができる。冷却後の油は、再度、上側傾斜溝８２ａの粘性ポンプ効果により、主軸受４２の上端まで吸引され、最終的に密閉容器２の内部に放出される。

しかし、主軸受４２に分割溝８１が形成された構成であっても、以下に示す課題が生じる。その点について、図６ないし図８に示す比較例を参照して説明する。図６は、比較例１に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図、図７は、比較例２に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図、図８は、比較例３に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。なお、図６ないし図８では、主軸受１００，１１０，１２０のみを図示しているが、その他の構成については第１実施形態と同様とする。

図６（ａ）に示す主軸受１００は、分割溝８１の上側に設けられる上側傾斜溝１０１ａと、分割溝８１の下側に設けられる下側傾斜溝１０１ｂと、を備えている。また、図６（ｂ）に示すように、上側傾斜溝１０１ａと下側傾斜溝１０１ｂとが軸方向Ｇの平面視において重ならないように形成されている。換言すると、上側傾斜溝１０１ａと下側傾斜溝１０１ｂとは、同一直線上（同一らせん上）に位置している。

比較例１の主軸受１００では、下部傾斜溝１０１ｂから分割溝８１に吐出された油が、分割溝８１を循環することなく、上部傾斜溝１０１ａに流れ込む虞がある。このため、分割溝８１における油の循環が損なわれ、主軸受４２の冷却効果が損なわれることになる。また、上部傾斜溝１０１ａと下部傾斜溝１０１ｂを反圧縮負荷面の範囲内に含まれるように形成すると、上部傾斜溝１０１ａおよび下部傾斜溝１０１ｂの軸方向Ｇに直交する面（円周方向）を基準とした傾斜角度θ１０が大きくなり、粘性ポンプ効果が低減し、給油量が低下する。

図７（ａ）に示す主軸受１１０は、分割溝８１の上側に設けられる上側傾斜溝１１０ａと、分割溝８１の下側に設けられる下側傾斜溝１１０ｂと、を備えている。また、図７（ｂ）に示すように、上側傾斜溝１１０ａと下側傾斜溝１１０ｂとが軸方向Ｇの平面視において重ならないように形成されている。換言すると、上側傾斜溝１１０ａと下側傾斜溝１１０ｂとは、同一直線上（同一らせん上）に位置している。

比較例２の主軸受１１０では、下部傾斜溝１１０ｂから分割溝８１に吐出された油が、分割溝８１を循環することなく、上部傾斜溝１１０ａに流れ込む虞がある。このため、分割溝８１による軸受１１０の冷却効果が損なわれることになる。また、下部傾斜溝１１０ｂの傾斜角度θ１を、図６（ｂ）の傾斜角度θ１０よりも小さく設定すると、上部傾斜溝１１０ａが反圧縮負荷面の範囲から外れ、クランク軸４１と主軸受４２とが金属接触する虞が高まる。

図８（ａ）に示す主軸受１２０は、図６（ａ）に示す主軸受１００および図７（ａ）に示す主軸受１１０よりも軸方向Ｇに長く形成されたものであり、分割溝８１の上側に設けられる上側傾斜溝１２０ａと、分割溝８１の下側に設けられる下側傾斜溝１２０ｂと、を備えている。また、図８（ｂ）に示すように、上側傾斜溝１２０ａと下側傾斜溝１２０ｂとが軸方向Ｇの平面視において重ならないように形成されている。換言すると、上側傾斜溝１２０ａと下側傾斜溝１２０ｂとは、同一直線上（同一らせん上）に位置している。

比較例３の主軸受１２０では、下部傾斜溝１２０ｂから分割溝８１に吐出された冷凍機油が、分割溝８１を循環することなく、上部傾斜溝１２０ａに流れ込む虞がある。このため、分割溝８１による主軸受１２０の冷却効果が損なわれることになる。また、下部傾斜溝１２０ｂの傾斜角度θ１０を、図６（ｂ）の傾斜角度θ１０と同じに設定すると、上部傾斜溝１２０ａが反圧縮負荷面の範囲から一部が外れ、クランク軸４１と主軸受４２とが金属接触する虞が高まる。

そこで、第１実施形態の電動圧縮機１は、主軸受４２の内周摺動面４２ｔに軸方向Ｇの上下に分割する分割溝８１と、分割溝８１の上側に軸方向Ｇに対して傾斜した上側傾斜溝８２ａと、分割溝８１の下側に軸方向Ｇに対して傾斜した下側傾斜溝８２ｂと、が備えられている。そして、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとが、主軸受４２の軸方向Ｇから平面視した際に、少なくとも一部が重なる（第１実施形態では全部が重なる）構成にしたものである。これによれば、比較例１，２，３に示すように上側傾斜溝１００ａ，１１０ａ，１２０ａと下側傾斜溝１００ｂ，１１０ｂ，１２０ｂとが同一らせん上（同一直線上）にある場合に比べて、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとを反圧縮負荷面内に配置できるので、傾斜角度θ１を低減でき、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂによる油膜圧力の減少を抑えながら主軸受４２への給油量を増加させることができる。

また、主軸受４２の内径下端に給油された油は、クランク軸４１の回転運動および油の粘性によって、クランク軸４１外周の周速に応じた回転速度を有して主軸受４２内を流れる。流動の後、下側傾斜溝８２ｂに到達した油は、下側傾斜溝８２ｂの勾配に応じた速度により下側傾斜溝８２ｂ内、上側傾斜溝８２ａ内を流れ、主軸受４２の全域に給油が行われる。また、上側傾斜溝８２ａの下端への給油は、前記したように、主軸受４２に設けられた分割溝８１の貯油によって、主軸受４２の内周一周３６０度の任意の位置から可能となる。さらに、図５（ｂ）のように、下側傾斜溝８２ｂの上端８２ｂ１より、上側傾斜溝８２ａの下端８２ａ１を、クランク軸４１の回転方向Ｒ１（油の流れ方向）の上流側に設けることで、下側傾斜溝８２ｂの上端８２ｂ１から分割溝８１に到達した油は、クランク軸４１の回転方向Ｒ１に合わせて、分割溝８１内を流れる経路を長く確保することができ、主軸受４２の冷却効果を高めることが可能になる。

このように構成された第１実施形態に係る電動圧縮機１によれば、分割溝８１と上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとを備え、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂとが軸方向Ｇからの平面視で重なるように構成した。これによって、主軸受４２への給油性および潤滑性が向上し、性能および信頼性を高めることができる。なお、本実施形態では、軸受として主軸受４２を例に挙げて説明したが、副軸受４４においても同様に、傾斜溝を設けることで、副軸受４４の上端から下端に向かって油が傾斜溝内を流れ、給油を行うことができる。また、副軸受４４の場合、電動圧縮機１の構成によっては、常に副軸受４４全体が密閉容器２の底部の油溜まり２３ａに浸っているため、傾斜溝による積極的な給油が不要となる。このため、傾斜溝ではなく、油溝を軸方向Ｇに平行な直線型にしてもよい。

また、第１実施形態では、上側傾斜溝８２ａおよび下側傾斜溝８２ｂが圧縮機構部４の圧縮負荷に対して、反圧縮負荷面に設けられている（図５（ｂ）参照）。これによれば、クランク軸４１と主軸受４２との金属接触を防止することができ、摺動損失の低減を図ることができる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する（以降の実施形態についても同様）。また、図９では、主軸受４２Ａのみを図示しているが、それ以外の構成については第１実施形態と同様とする（以降の実施形態についても同様）。

図９（ａ）に示すように、主軸受４２Ａは、軸方向Ｇの上下に分割する分割溝８１ｃと、分割溝８１ｃの上側に設けられる上側傾斜溝８２ａと、分割溝８１ｃの下側に設けられる下側傾斜溝８２ｂと、を備えている。また、主軸受４２Ａは、軸方向Ｇに垂直な平面で切断したときの、分割溝８１の断面積Ａ１（図９（ａ）参照）が、上側傾斜溝８２ａの断面積Ａ２（図９（ａ）参照）および下側傾斜溝８２ｂの断面積Ａ３（図９（ａ）参照）より大きく形成されている。断面積Ａ１は、主軸受４２とクランク軸４１との間に形成される円環形状の隙間の断面積を意味している。断面積Ａ２，Ａ３は、主軸受４２とクランク軸４１との間に形成される凹形状の隙間の断面積を意味している。また、上側傾斜溝８２ａと下側傾斜溝８２ｂは、図９（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、軸方向Ｇからの平面視において、互いに重なるように形成されている。

このように構成された第２実施形態によれば、下側傾斜溝８２ｂから分割溝８１ｃに到達した油は、一度、分割溝８１に貯油されるため、分割溝８１ｃの油による冷却がより効果的に行われ、主軸受４２Ａへの給油性および潤滑性が向上し、性能および信頼性を高めることができる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。
図１０（ａ）に示すように、主軸受４２Ｂは、上側傾斜溝８２ｃと下側傾斜溝８２ｄの溝深さが、分割溝８１の溝深さより深く、且つ、上側傾斜溝８２ｃの一部および下側傾斜溝８２ｄの一部がそれぞれ分割溝８１内に位置するように（上側傾斜溝８２ｃおよび下側傾斜溝８２ｄが分割溝８１の途中まで入り込むように）構成されている。

すなわち、図１０（ｂ）に示すように、上側傾斜溝８２ｃの下端８２ｃ１は、分割溝８１の上側部分と重なる位置まで延び、下側傾斜溝８２ｄの上端８２ｄ１は、分割溝８１の下側部分と重なる位置まで延びている。また、上側傾斜溝８２ｃと下側傾斜溝８２ｄの溝深さを、分割溝８１の溝深さより深く形成することで、分割溝８１に上側傾斜溝８２ｃおよび下側傾斜溝８２ｄを形成することができる。

このように構成された第３実施形態によれば、下側傾斜溝８２ｄから分割溝８１への油が流出する際の流路の開口（出口）を広く確保できるので油を分割溝８１に流出させ易くなり、また分割溝８１から上側傾斜溝８２ｃへの油が流入する際の流路の開口（入口）を広く確保できるので油を上側傾斜溝８２ｃに流入させ易くなる。このように、油の流動が容易になり、冷却がより効果的に行われ、主軸受４２への給油性および潤滑性が向上し、性能および信頼性を高めることができる。

（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。
図１１（ａ）に示すように、主軸受４２Ｃは、上側傾斜溝８２ｅ、下側傾斜溝８２ｆおよび分割溝８１ｄの面粗さが、内周摺動面４２ｔ（溝が形成されていない面）の面粗さより大きくなるように構成されている。なお、図１１（ａ）、（ｂ）では、面粗さの大きい方を、ドットを付して示している。

図１１（ｂ）に示すように、上側傾斜溝８２ｅと下側傾斜溝８２ｆのそれぞれの傾斜角度は第１実施形態と同様であり、また上側傾斜溝８２ｅと下側傾斜溝８２ｆが、軸方向の平面視において全部が重なるように形成されている。

このように構成された第４実施形態によれば、分割溝８１ｄ、上側傾斜溝８２ｅおよび下側傾斜溝８２ｆの表面積が粗面化していない場合よりも増加するので、油による冷却がより効果的に行われ、主軸受４２への給油性および潤滑性が向上し、性能および信頼性を高めることができる。

（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態に係る主軸受を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内周面の展開図である。
図１２（ａ）に示すように、主軸受４２Ｄは、軸方向Ｇの上下に分割する分割溝８１ｅ，８１ｆ（少なくとも一つの分割溝）と、分割溝８１ｅ，８１ｆに対して軸方向Ｇの上下に位置する傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉと、を有している。また、傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉは、軸方向Ｇに対して傾斜するように形成されている。

図１２（ｂ）に示すように、傾斜溝８２ｇは、上端８２ｇ１が主軸受４２Ｄの上端と連通し、下端８２ｇ２が分割溝８１ｅと連通している。傾斜溝８２ｈは、上端８２ｈ１が分割溝８１ｅと連通し、下端８２ｈ２が分割溝８１ｆと連通している。傾斜溝８２ｉは、上端８２ｉ１が分割溝８１ｆと連通し、下端８２ｉ２が主軸受４２Ｄの下端と連通している。

また、傾斜溝８２ｇ、傾斜溝８２ｈおよび傾斜溝８２ｉは、図１２（ｂ）に示すように、軸方向Ｇからの平面視において、互いに全部が重なるように形成されている。

このように構成された第５実施形態では、主軸受４２Ｄの内周摺動面４２ｔに軸方向Ｇの上下に分割する分割溝８１ｅ，８１ｆと、分割溝８１ｅ，８１ｆの上下に軸方向Ｇに対して傾斜した傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉと、が備えられ、それぞれの傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉが、主軸受４２の軸方向Ｇから平面視した際に、全部が重なる構成にしたものである。これによれば、上側傾斜溝１００ａ，１１０ａ，１２０ａと下側傾斜溝１００ｂ，１１０ｂ，１２０ｂが同一らせん上（同一直線上）にある場合に比べて（図６ないし図８参照）、傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉの傾斜角度θ２を第１実施形態より低減できる。このため、主軸受４２への給油量をさらに増加させることができ、しかも分割溝８１ｅ，８１ｆを備えるため、主軸受４２の冷却を効果的に行うことができる。これにより、主軸受４２において、油による冷却が効果的に行われるとともに給油性および潤滑性が向上することで、電動圧縮機の性能および信頼性を高めることができる。

また、第５実施形態では、傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉが反圧縮負荷面内に配置されているので、傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉにおける油膜圧力の減少を抑えることができ、電動圧縮機の性能および信頼性を高めることができる。

なお、第５実施形態では、２つの分割溝８１ｅ，８１ｆと３つの傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉとを備えたものを例に挙げて説明したが、３つ以上の分割溝と、４つ以上の傾斜溝を備えたものであってもよい。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、前記した実施形態では、密閉型の縦型ロータリ圧縮機、且つ、主軸受４２とクランク軸４１の間の油溝（上側傾斜溝８２ａ，８２ｃ，８２ｅ、下側傾斜溝８２ｂ，８２ｄ，８２ｆ、傾斜溝８２ｇ，８２ｈ，８２ｉ、分割溝８１，８１ｃ、８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ）を主軸受４２側に設けた場合を例として説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されることなく、その他、例えば、非密閉型ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機、レシプロ圧縮機など、主軸受４２とクランク軸４１の間の油溝をクランク軸４１側に設ける構成であってもよい。また、主軸受４２とクランク軸４１の間の油溝を主軸受４２側とクランク軸４１側の双方に設ける構成であってもよい。

１電動圧縮機
２密閉容器（収容部）
３電動機
４圧縮機構部
５アキュムレータ
５ａサクションパイプ
２１筒体
２２蓋体
２３底体
２３ａ油溜まり
３１固定子
３２回転子
４１クランク軸
４１ａ偏心部
４１ｂ中空部
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ主軸受（軸受）
４２ａ端板
４２ｂ円筒部
４２ｅ彫り込み部
４２ｆ吐出口
４２ｔ内周摺動面（摺動面）
４３シリンダ
４３ａシリンダ室
４４副軸受
４５ローラ
４６ベーン
４７コイルばね
４８油板
５４吐出パイプ
７１吐出弁
７２リテーナ
７３カップマフラ
８１，８１ｃ、８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ分割溝
８２ａ，８２ｃ，８２ｅ上側傾斜溝（傾斜溝）
８２ｂ，８２ｄ，８２ｆ下側傾斜溝（傾斜溝）
８２ｇ，８２ｈ，８２ｉ傾斜溝
Ｇ軸方向
Ｑ１吸入室
Ｑ２圧縮室
Ｒ１回転方向
Ｒ２油の流れ方向

Claims

電動機と、
前記電動機で回転駆動されるクランク軸および前記クランク軸を支持する軸受を有し、前記クランク軸と前記軸受との摺動面が潤滑油で潤滑される圧縮機構部と、
前記電動機および前記圧縮機構部を収容する収容部と、を備え、
前記軸受および／または前記クランク軸は、
前記摺動面を前記軸受の軸方向の上下に分割する少なくとも一つの分割溝と、
前記摺動面の前記分割溝に対して前記軸方向の上下に位置し、前記軸方向に対して傾斜した傾斜溝と、を有し、
それぞれの前記傾斜溝は、前記軸方向からの平面視において、少なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
請求項１に記載の電動圧縮機において、
前記傾斜溝は、前記圧縮機構部の圧縮負荷に対して、反圧縮負荷面に設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
請求項１または請求項２に記載の電動圧縮機において、
前記分割溝の前記軸方向に垂直な平面による断面積は、前記傾斜溝の前記軸方向に垂直な平面による断面積より大きいことを特徴とする電動圧縮機。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動圧縮機において、
前記傾斜溝の溝深さは、前記分割溝の溝深さより深く、且つ、前記傾斜溝の一部は、前記分割溝内に位置していることを特徴とする電動圧縮機。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動圧縮機において、
前記傾斜溝および／または前記分割溝の面粗さは、前記摺動面の面粗さより大きいことを特徴とする電動圧縮機。