JP2017155718A - Fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体機械に関するものである。 The present invention relates to a fluid machine.
縦形の密閉型圧縮機は、ハウジング内に、圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータ(電動機)を収容し、圧縮機構とモータロータが、同一のクランク軸で結合されている。クランク軸は、軸方向が鉛直方向になるように設けられ、クランク軸の下端部にはスラスト荷重がかかる。ここで、スラスト荷重は、クランク軸及びモータロータの自重と、動作時に発生するマグネットプル力の軸方向の力である。 In a vertical hermetic compressor, a compression mechanism and a motor (electric motor) for driving the compression mechanism are housed in a housing, and the compression mechanism and the motor rotor are coupled by the same crankshaft. The crankshaft is provided such that the axial direction is a vertical direction, and a thrust load is applied to the lower end portion of the crankshaft. Here, the thrust load is the axial weight of the crankshaft and the motor rotor and the magnet pull force generated during operation.
上述のスラスト荷重を支持する際、クランク軸の下端部には摩擦損失が発生する。そこで、下記の特許文献1及び2で記載されているように、クランク軸下端部に接触するスラスト軸受が設置される。
When supporting the above-described thrust load, friction loss occurs at the lower end of the crankshaft. Therefore, as described in
特許文献1及び2では、スラスト軸受に対して潤滑油を供給して、スラスト軸受での潤滑性を向上させることが記載されている。そして、クランク軸下端部とスラスト軸受の摺動領域において、スラスト軸受へ潤滑油を供給するための給油溝が、半径方向全てにわたって、すなわち、内周部分から外周部分まで貫通して形成されている。
圧縮機内部の油通路は、クランク軸の中心に形成され、ラジアル荷重を支持するジャーナル軸受や圧縮機構に分岐されている。潤滑油は、クランク軸下端部の周囲に設置されたポンプから、クランク軸の中心に設けられた油通路へ供給され、その後、油通路を介して、ジャーナル軸受や圧縮機構へ供給される。 The oil passage inside the compressor is formed at the center of the crankshaft and is branched to a journal bearing and a compression mechanism that support a radial load. Lubricating oil is supplied from a pump installed around the lower end of the crankshaft to an oil passage provided at the center of the crankshaft, and then supplied to a journal bearing and a compression mechanism via the oil passage.
そのため、ポンプで昇圧された潤滑油がスラスト軸受にも供給される場合、クランク軸下端部とスラスト軸受の摺動領域において形成される給油溝が半径方向全てにわたって形成されていると、潤滑油がこの給油溝を通過することになる。その結果、ポンプで昇圧された潤滑油が給油溝から多量に流出してしまい、ジャーナル軸受や圧縮機構などへ供給される潤滑油の量が減少するという問題がある。 Therefore, when the lubricating oil boosted by the pump is also supplied to the thrust bearing, if the oil supply groove formed in the sliding region of the lower end portion of the crankshaft and the thrust bearing is formed over the entire radial direction, the lubricating oil is It will pass through this oil supply groove. As a result, there is a problem that a large amount of lubricating oil pressurized by the pump flows out from the oil supply groove, and the amount of lubricating oil supplied to the journal bearing, the compression mechanism, and the like is reduced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、クランク軸下端部で生じる摩擦損失を低減することができ、かつ、他の摺動部にも潤滑油を確実に給油することが可能な流体機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can reduce friction loss generated at the lower end portion of the crankshaft and reliably supply lubricating oil to other sliding portions. It is an object of the present invention to provide a fluid machine capable of performing the above.
上記課題を解決するために、本発明の流体機械は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る流体機械は、潤滑油が流通する貫通孔を有する円環形状のプレート部と、前記プレート部の上面に載置され、内部に前記プレート部の前記貫通孔を通過した前記潤滑油が流通する流通路が形成されたクランク軸とを備え、前記クランク軸と前記プレート部の摺動領域において、前記クランク軸及び前記プレート部の少なくともいずれか一方には、前記貫通孔から前記潤滑油が供給される凹状の溝部が形成され、前記溝部の半径方向の外側端部は、前記摺動領域における最外周部よりも内側に位置している。
In order to solve the above problems, the fluid machine of the present invention employs the following means.
That is, the fluid machine according to the present invention is an annular plate portion having a through hole through which lubricating oil flows, and is placed on the upper surface of the plate portion, and passes through the through hole of the plate portion inside. A crankshaft formed with a flow passage through which lubricating oil flows, and in the sliding region of the crankshaft and the plate portion, at least one of the crankshaft and the plate portion is connected to the through hole. A concave groove portion to which lubricating oil is supplied is formed, and the outer end portion in the radial direction of the groove portion is located inside the outermost peripheral portion in the sliding region.
この構成によれば、プレート部に貫通孔が形成され、プレート部上面に載置されたクランク軸の内部に流通路が形成されており、プレート部の貫通孔を潤滑油が流通した後、クランク軸の流通路を潤滑油が流れる。クランク軸とプレート部の摺動領域において、クランク軸及びプレート部の少なくともいずれか一方には溝部が形成されて、溝部に対して貫通孔から潤滑油が供給される。その結果、クランク軸とプレート部の摺動領域に潤滑油が充填されて油膜が形成され、摩擦損失を低減できる。また、溝部の半径方向の外側端部は、上述の摺動領域における最外周部よりも内側に位置していることから、溝部に供給された潤滑油が、摺動領域の内周側から外周側へ漏れにくい。
例えば、溝部の半径方向の外側端部は、上述の摺動領域における最外周部の半径の10%程度内側の位置である。
According to this configuration, the through hole is formed in the plate portion, the flow passage is formed inside the crankshaft placed on the upper surface of the plate portion, and after the lubricating oil flows through the through hole of the plate portion, Lubricating oil flows through the shaft passage. In the sliding region between the crankshaft and the plate portion, a groove portion is formed in at least one of the crankshaft and the plate portion, and lubricating oil is supplied to the groove portion from the through hole. As a result, the sliding region between the crankshaft and the plate portion is filled with lubricating oil to form an oil film, and friction loss can be reduced. Further, since the outer end in the radial direction of the groove is located on the inner side of the outermost peripheral part in the above-described sliding region, the lubricating oil supplied to the groove is outer peripheral from the inner peripheral side of the sliding region. Hard to leak to the side.
For example, the outer end in the radial direction of the groove is a position on the inner side of about 10% of the radius of the outermost periphery in the sliding region.
上記発明において、前記溝部の半径方向の外側端部は、前記摺動領域における最内周部と前記最外周部との間の中間位置よりも外側でもよい。 In the above invention, the outer end portion in the radial direction of the groove portion may be outside an intermediate position between the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion in the sliding region.
この構成によれば、溝部によって、摺動領域における最内周部と前記最外周部との間の中間位置よりも外側まで潤滑油を供給できる。 According to this structure, lubricating oil can be supplied to the outer side rather than the intermediate position between the innermost periphery part in the sliding area | region and the said outermost periphery part by a groove part.
上記発明において、前記摺動領域において前記溝部が形成されている領域の面積は、前記摺動領域のうち前記溝部の半径方向の外側端部より内側の全面積に対して、50%以上80%以下でもよい。 In the above invention, the area of the region where the groove is formed in the sliding region is 50% or more and 80% of the total area inside the outer end of the groove in the radial direction of the sliding region. It may be the following.
この構成によれば、溝部に供給された潤滑油によって、クランク軸とプレート部の摺動領域に油膜が形成されやすい。 According to this configuration, an oil film is easily formed in the sliding region between the crankshaft and the plate portion by the lubricating oil supplied to the groove portion.
上記発明において、前記溝部の半径方向の内側部分、又は、前記クランク軸又は前記プレート部における前記溝部の半径方向の内側部分に対向する部分において、テーパ面が形成されてもよい。 In the above invention, a tapered surface may be formed in a radially inner portion of the groove portion or a portion of the crankshaft or the plate portion facing the radially inner portion of the groove portion.
この構成によれば、溝部の半径方向の内側部分、又は、それに対向する部分が、テーパ面であるため、溝部の半径方向の内側が高さ方向に広くなり、溝部の内部に対して潤滑油が供給されやすくなる。 According to this configuration, since the radially inner portion of the groove portion or the portion facing the groove portion is a tapered surface, the radially inner side of the groove portion is widened in the height direction, and the lubricating oil is lubricated with respect to the inside of the groove portion. Becomes easy to be supplied.
上記発明において、前記溝部は、段差形状、テーパ形状、又は、ディンプル形状を有してもよい。 In the above invention, the groove portion may have a step shape, a taper shape, or a dimple shape.
本発明によれば、クランク軸下端部で生じる摩擦損失を低減することができ、かつ、他の摺動部にも潤滑油を確実に給油することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce friction loss generated at the lower end portion of the crankshaft, and to reliably supply lubricating oil to other sliding portions.
以下に、本発明の一実施形態に係る密閉型スクロール圧縮機について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、スクロール流体機械としての密閉型スクロール圧縮機1は、底部が下部カバーによって密閉された上下方向に長い円筒状の密閉ハウジング2を備えている。この密閉ハウジング2の上部は、ディスチャージカバー3及び上部カバー4により密閉されており、このディスチャージカバー3と上部カバー4間に、圧縮された高圧のガスが吐出される吐出チャンバー5が形成されている。
Hereinafter, a hermetic scroll compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
密閉ハウジング2内には、上方部位に上部軸受部材(フレーム部材)6が固定設置されており、上部軸受部材6を介してスクロール圧縮機構7が組み込まれるとともに、その下方部位にステータ8とロータ9とからなる電動モータ10が設置されている。この電動モータ10は、ステータ8が密閉ハウジング2に固定設置されることにより組み込まれ、そのロータ9には、クランク軸11が固定されている。
An upper bearing member (frame member) 6 is fixedly installed in the upper part of the
クランク軸11の上端には、軸心が所定寸法だけ偏心されているクランクピン12が設けられ、そのクランクピン12をスクロール圧縮機構7に連結することによって、スクロール圧縮機構7が電動モータ10により駆動可能とされている。クランク軸11は、上部軸受部材6のジャーナル軸受部6Aに上方部が回転自在に支持されるとともに、下端部が密閉ハウジング2の下方部位に設けられている下部ジャーナル軸受13により回転自在に支持されている。
At the upper end of the
下部ジャーナル軸受13とクランク軸11の下端部との間には、容積型給油ポンプ14が設けられ、密閉ハウジング2の底部に充填されている潤滑油15を、吸入パイプ16を介して吸い込み、クランク軸11内に軸方向に沿って穿設されている流通路17に吐出するように構成されている。この潤滑油15は、流通路17を介して上部軸受部材6、スクロール圧縮機構7及び下部ジャーナル軸受13等の潤滑が必要な部位に給油可能とされている。
A positive
スクロール圧縮機構7は、上部軸受部材6を構成部品の1つとし、その上部軸受部材6上に固定設置されている固定スクロール18と、上部軸受部材6のスラスト軸受部6Bに摺動自在に支持され、固定スクロール18と噛み合わされることにより圧縮室20を形成する旋回スクロール19と、上部軸受部材6と旋回スクロール19との間に介在され、旋回スクロール19の自転を阻止し、公転旋回運動を許容するオルダムリング等の自転阻止機構21と、クランク軸11のクランクピン12と旋回スクロール19の背面に設けられている軸受ボス19Cとの間に設けられ、旋回スクロール19にクランク軸11の回転力を伝えるドライブブッシュ22及び旋回軸受(ニードル軸受)23と、を備え、固定スクロール18の端板中心部がディスチャージカバー3に接続された状態で上部軸受部材6上に設置されている。
The
固定スクロール18は、端板18Aと、その端板18A上に立設された渦巻き状ラップ18Bとを備え、端板18Aの中心部に吐出口24が設けられるとともに、渦巻き状ラップ18Bのラップ歯先面にチップシール25が設置された構成とされている。また、旋回スクロール19は、端板19Aと、その端板19A上に立設された渦巻き状ラップ19Bとを備え、端板19Aの背面に軸受ボス19Cが設けられるとともに、渦巻き状ラップ19Bのラップ歯先面にチップシール26が設置された構成とされている。
The
スクロール圧縮機構7は、電動モータ10のステータ巻線8Aに対向する位置に開口されている吸入配管27を介して密閉ハウジング2内に吸い込まれた冷媒ガスを、密閉ハウジング2内に開口されている吸入口28から圧縮室20内に吸い込み、高温高圧のガスに圧縮するものである。この圧縮ガスは、固定スクロール18の中心部に設けられている吐出口24及びディスチャージカバー3に設けられている吐出弁29を介して吐出チャンバー5内に吐出され、更に吐出チャンバー5に接続されている吐出配管30を介して圧縮機の外部へと送出されるようになっている。
The
以下、図2から図7を参照して、本実施形態に係る圧縮機に設けられるスラストプレート40について説明する。
スラストプレート40は、クランク軸11の下端面に接触して設けられる板状部材である。スラストプレート40は、厚さが例えば約1mmである。スラストプレート40は、下部ジャーナル軸受13の下面と吸入パイプ16の上面との間に設置される。
Hereinafter, the
The
スラストプレート40には、潤滑油15が流通する貫通孔41が形成されている。貫通孔41によって、吸入パイプ16に形成された流通路51と、クランク軸11に形成された流通路17とが連通する。その結果、図7に示すように、吸入パイプ16を通過した潤滑油15は、スラストプレート40の貫通孔41を流通し、スラストプレート40の貫通孔41を潤滑油15が流通した後、クランク軸11の流通路17を潤滑油15が流れる。
The
スラストプレート40には、クランク軸11とスラストプレート40との間の摺動領域において、溝部42が形成される。なお、クランク軸11とスラストプレート40と間の摺動領域は、クランク軸11の下端面とスラストプレート40の上面とが互いに対向する領域である。以下では、溝部42がスラストプレート40にのみ形成される場合について説明するが、本発明は、この例に限定されない。例えば、本発明に係る溝部は、クランク軸11とスラストプレート40との間の摺動領域においてクランク軸11にのみ形成されてもよいし、クランク軸11とスラストプレート40の両方に形成されてもよい。
A
溝部42は、スラストプレート40において凹状に形成され、貫通孔41から潤滑油15が供給される。すなわち、溝部42は、スラストプレート40の貫通孔41側において、吸入パイプ16に形成された流通路51や、クランク軸11に形成された流通路17と連通している。
The
スラストプレート40に微小な凹みが形成されることによって、摺動領域に動圧が発生し、油膜圧力による浮上が生じる。その結果、クランク軸11の下端面とスラストプレート40の上面の間に生じる摩擦損失を低減できる。
By forming a minute recess in the
溝部42の深さは、例えば5μm以上10μm以下である。溝部42の深さは、クランク軸11の下端面とスラストプレート40の上面との間に発生する油膜厚さと、摺動面の合成粗さの比(Λ値)に応じて決定される。Λ値(=油膜厚さ/摺動面の合成粗さ)が、3よりも大きい値であるとき、油膜による浮上が確実に生じることが知られており、油膜によってクランク軸11をスラストプレート40に対して浮上させることができる。また、クランク軸11の回転数の高低に関わらず、溝部42の深さが浅すぎたり、深すぎたりすると、Λ値が低い値になる。すなわち、クランク軸11の回転数の高低に関わらず、Λ値が極大値になる最適な溝部42の深さがある。
The depth of the
なお、クランク軸11の回転数が低い場合、溝部42の深さを深くすると、Λ値が3以下になりやすい一方、クランク軸11の回転数が高い場合、溝部42の深さを深くしても、Λ値は、3よりも大きい値を維持できる。すなわち、クランク軸11の回転数が低い場合、3よりも大きい値にできる溝部42の深さの範囲は、クランク軸11の回転数が高い場合よりも狭い。
In addition, when the rotation speed of the
発明者らによって、圧縮機において、クランク軸11の直径を10mm以上40mm以下、クランク軸11の回転数を10rps以上140rps以下、潤滑油粘度を2mPa・s以上30mPa・s以下、クランク軸11及びロータ9の合計自重10N以上100N以下に設定したとき、Λ値を算出する解析を行った結果、スラストプレート40の溝部42の深さの範囲は、5μm以上10μm以下の範囲が望ましいという知見が得られた。
According to the inventors, in the compressor, the
また、発明者らによって、実証実験に基づいて、クランク軸11の回転数が比較的低いとき、例えば40rps未満では、溝部42の深さは5μmが望ましく、クランク軸11の回転数が比較的高いとき、例えば90rps以上では、溝部42の深さは10μmが望ましいという知見が得られた。これは、Λ値を算出する上述した解析と同じ傾向を示している。
Further, based on a demonstration experiment by the inventors, when the rotation speed of the
例えば冷房中間運転時、溝部42のないスラストプレートを設けた場合の圧縮機の総合効率を1としたときのグラフを図8に示す。その結果、クランク軸11の回転数が比較的低い冷房中間運転時、溝部42の深さを5μmにした場合、溝部42の深さを10μmにした場合よりも効率が高い。一方、クランク軸11の回転数が比較的高い暖房定格運転時は、溝部42の深さを10μmにした場合、溝部42の深さを5μmにした場合よりも効率が高い。
For example, FIG. 8 shows a graph when the overall efficiency of the compressor is set to 1 when a thrust plate without the
すなわち、定格運転時よりも中間運転時の重みづけが高いAPF(Annual Performance Factor:通年エネルギー消費効率)で、空気調和装置の省エネルギー性能を評価する場合、溝部42の深さを10μmよりも5μmに設定することが望ましい。
In other words, when evaluating the energy-saving performance of the air conditioner with APF (Annual Performance Factor), which has a higher weight during intermediate operation than during rated operation, the depth of the
溝部42の半径方向の外側端部42aは、クランク軸11とスラストプレート40の摺動領域における最外周部よりも内側に位置している。すなわち、溝部42は、摺動領域において半径方向の内側から最外周部にかけて連通していない。したがって、貫通孔41から溝部42へ供給された潤滑油15は、溝部42内に留まりやすく、摺動領域よりも外周側へは漏れにくい。
The
溝部42が、本実施形態と異なり、摺動領域の半径方向全てにわたって、すなわち、内周部分から外周部分まで貫通して形成されている場合、潤滑油15が流通系統から流出してしまい、ジャーナル軸受や圧縮機構などに供給される潤滑油15の量が減少する。これに対して、本実施形態の場合、溝部42が、摺動領域において半径方向の内側から最外周部にかけて連通していないため、潤滑油15の量を減らすことなく、ジャーナル軸受や圧縮機構などに十分な潤滑油15を供給できる。
Unlike the present embodiment, when the
溝部42の半径方向の外側端部42aは、上述の摺動領域における最外周部の半径の10%程度内側の位置である。これにより、溝部42に供給された潤滑油15が、摺動領域の内周側から外周側へ漏れることを確実に防止できる。
The
溝部42の半径方向の外側端部42aは、摺動領域における最内周部と最外周部との間の中間位置よりも外側である。これにより、溝部42によって、摺動領域における最内周部と最外周部との間の中間位置よりも外側まで潤滑油15を供給できる。
The
以上の関係を式で表すと下記のとおりとなる。
rave(=(rout−rin)/2)<r<0.9×rout
ここで、rは、溝部42の外側端部42a、すなわち段差が形成される境界部分の半径であり、routは、摺動領域における最外周部の半径、rinは、摺動領域における最内周部の半径である。
The above relationship is expressed by the following formula.
r ave (= (r out −r in ) / 2) <r <0.9 × r out
Here, r is the radius of the
また、摺動領域において溝部42が形成されている領域の面積は、摺動領域のうち溝部42の半径方向の外側端部42aより内側の全面積に対して、50%以上80%以下であることが望ましい。
In addition, the area of the region where the
摺動領域において溝部42が形成されている領域の面積をAstepとし、摺動領域のうち溝部42の半径方向の外側端部42aより内側で、溝部42ではない領域(ランド領域)の面積をAlandとすると、以下の式で表される。
0.5≦Astep/(Astep+Aland)≦0.8
The area of the sliding area where the
0.5 ≦ Astep / (Astep + Aland) ≦ 0.8
この条件を満たすことにより、摺動領域において、動圧が発生し、油膜圧力による浮上が生じやすくなる。図3に示す例では、溝部42は、中心角が60°である扇形状を有し、周方向に90°毎に4箇所に設けられているため、Astep/(Astep+Aland)は、0.67である。
By satisfying this condition, dynamic pressure is generated in the sliding region, and levitation due to oil film pressure is likely to occur. In the example shown in FIG. 3, the
また、図2に示すように、クランク軸11における溝部42の半径方向の内側部分に対向する部分において、テーパ面43が形成されている。このように、テーパ面43が、溝部42において潤滑油15が導入される側に形成されることで、溝部42の半径方向の内側が高さ方向に広くなり、溝部42の内部に対して潤滑油15が供給されやすくなる。なお、本発明においてテーパ面は、溝部に対向する部分に形成される場合に限られず、溝部の内周部にも設けられてもよい。この場合も、溝部の内部に対して潤滑油15が供給されやすくなる。
Further, as shown in FIG. 2, a
溝部42の周方向に沿って切断した断面形状は、例えば、段差形状(図4)、テーパ形状(図5)、又は、ディンプル形状(図6)を有する。すなわち、スラスト軸受等で用いられる一般的な形状を本実施形態でも適用できる。
The cross-sectional shape cut along the circumferential direction of the
なお、図2や図7に示すように、摺動領域よりも外側には、容積型給油ポンプ14のポンプロータ45が設けられている。そして、クランク軸11の下面は、ポンプロータ45の下面と同一面であることから、クランク軸11とスラストプレート40の摺動領域から僅かに潤滑油15が漏れたとしても、その潤滑油15でポンプロータ45の下面とスラストプレートの上面との間を潤滑させることができる。その場合、容積型給油ポンプ14の効率を向上させることができる。
2 and 7, a
以上、本実施形態によれば、スラストプレート40に貫通孔41が形成され、スラストプレート40の上面に載置されたクランク軸11の内部に流通路17が形成されており、スラストプレート40の貫通孔41を潤滑油15が流通した後、クランク軸11の流通路17を潤滑油15が流れる。クランク軸11とスラストプレート40の摺動領域において、スラストプレート40に溝部42が形成されて、溝部42に対して貫通孔41から潤滑油15が供給される。その結果、クランク軸11とスラストプレート40の摺動領域に潤滑油15が充填されて油膜が形成され、摩擦損失を低減できる。また、溝部42の半径方向の外側端部42aは、上述の摺動領域における最外周部よりも内側に位置していることから、溝部42に供給された潤滑油15が、摺動領域の内周側から外周側へ漏れにくい。
As described above, according to the present embodiment, the through
したがって、摩擦損失を低減できるだけでなく、潤滑油15の量を減らすことなく、ジャーナル軸受や圧縮機構などに十分な潤滑油15を供給できる。その結果、圧縮機の高効率化及び信頼性の向上を図ることができる。
Therefore, not only the friction loss can be reduced, but also
なお、上述した実施形態では、スクロール型圧縮機の場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、ロータリ型圧縮機、レシプロ型圧縮機にも適用できる。さらに、本発明に係る流体機械は、圧縮機に限定されず、膨張機にも適用可能である。 In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the case of the scroll type compressor, this invention is not limited to this example. For example, the present invention can be applied to a rotary compressor and a reciprocating compressor. Furthermore, the fluid machine according to the present invention is not limited to a compressor, and can be applied to an expander.
以下、ロータリ型圧縮機に対して、本実施形態に係るスラストプレート40を適用する場合について説明する。
図9は、ロータリ圧縮機の一例として、密閉型とした単気筒の構成例を示す縦断面図である。なお、以下では、便宜上、単気筒のロータリ圧縮機に適用した実施形態を説明するが、2気筒のロータリ圧縮機はもとより、異なる複数の圧縮機構を有する圧縮機のロータリ圧縮機構でも同様に適用可能なことは言うまでもない。
Hereinafter, a case where the
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a sealed single cylinder as an example of a rotary compressor. In the following, an embodiment applied to a single-cylinder rotary compressor will be described for the sake of convenience, but the present invention can be similarly applied not only to a two-cylinder rotary compressor but also to a rotary compression mechanism of a compressor having a plurality of different compression mechanisms. Needless to say.
密閉型のロータリ圧縮機61は、密閉構造のハウジング62を備えている。このハウジング62は、円筒状のセンターハウジング62Aと、センターハウジング62Aの上部を密閉する上部ハウジング62Bと、センターハウジング62Aの下部を密閉する下部ハウジング62Cとから構成されている。センターハウジング62A内の上部側には、駆動源として、ステータ65とロータ66とから構成される電動モータ64が固定設置されている。
また、ロータ66には、クランク軸(回転軸)67が一体に結合されている。
The
A crankshaft (rotary shaft) 67 is integrally coupled to the
電動モータ64の下部には、単気筒のロータリ圧縮機構63が設置されている。このロータリ圧縮機構63は、シリンダ室68が形成されているシリンダ本体69と、シリンダ本体69の上部及び下部に固定設置され、シリンダ室68の上部及び下部を密閉する上部軸受70及び下部軸受71と、クランク軸67の偏心部67Aに嵌合され、シリンダ室68の内周面を回動するロータ72と、シリンダ室68内を吸入側と吐出側とに仕切る図示省略のブレード及びブレード押えバネ等とを備えた構成とされている。
A single-cylinder
このロータリ圧縮機構63は、シリンダ本体69又は上部軸受70のいずれかがセンターハウジング62Aの内周面に、円周上の複数箇所で栓溶接又はカシメ固定されることによって固定設置され、他の部材は、その固定設置された部材に対して一体に組み付けられるようになっている。
The
ロータリ圧縮機構63は、吸入管73を介してロータリ圧縮機61と一体に設けられているアキュームレータ74からシリンダ室68内に圧縮流体の低圧冷媒ガスを吸入し、この冷媒ガスをロータ72の回動により圧縮した後、上部軸受70及び下部軸受71を利用して形成されている上部マフラ室75及び下部マフラ室76内に吐出する。こうして圧縮された高圧冷媒ガスは、上部マフラ室75で合流した後、センターハウジング62A内に吐出されるように構成されている。なお、上部マフラ室75及び下部マフラ室76の内部と、センターハウジング62Aの内部とは、実質的に圧力差のない状態となっている。
この高圧冷媒ガスは、電動モータ64の周りに設けられているガス通路孔(図示せず。)を流通して電動モータ64の上部空間に導かれ、さらに、吐出配管77を介してロータリ圧縮機61の外部、すなわち冷凍サイクル側へと送り出されるようになっている。
The
This high-pressure refrigerant gas flows through a gas passage hole (not shown) provided around the
述したロータリ圧縮機構63は、シリンダ本体69と、シリンダ本体69の上下に配設される上部軸受70及び下部軸受71と、下部軸受71の下方に下部マフラ室76を形成する下部マフラ7Aとが、クランク軸67の軸方向に貫通するボルト78の螺合締結により一体化される。
The
上部マフラ室75及び下部マフラ室76は、いずれも内外の圧力差がない部分である。しかし、図示の構成例では、潤滑油15に対するシール性を求められることから、下部マフラ76Aのみをボルト78により締結しているが、上部マフラ75A及び下部マフラ76Aについては、両方をボルト78で締結する構造、あるいは、いずれか一方のみをボルト78で締結する構造など、特に限定されることはない。
Both the
ここで、スラストプレート40は、クランク軸67の下端面に接触して設けられる板状部材である。スラストプレート40は、厚さが例えば約1mmである。スラストプレート40は、下部ジャーナル軸受13の下面と下部マフラ76Aの上面との間に設置される。
Here, the
クランク軸67の下端部には、遠心式給油ポンプ(図示せず。)が設けられ、ハウジング62の底部に充填されている潤滑油15を、遠心式給油ポンプを介して吸い込み、クランク軸67内に軸方向に沿って穿設されている流通路(図示せず。)に吐出するように構成されている。この潤滑油15は、流通路を介して上部軸受70及び下部軸受71等の潤滑が必要な部位に給油可能とされている。
A centrifugal oil pump (not shown) is provided at the lower end of the
スラストプレート40には、クランク軸67とスラストプレート40との間の摺動領域において、溝部42が形成される。溝部42は、スラストプレート40において凹状に形成され、貫通孔41から潤滑油15が供給される。すなわち、溝部42は遠心式給油ポンプや、クランク軸67に形成された流通路と連通している。ロータリ圧縮機61の場合も、スクロール圧縮機1において説明した場合と同様の構成を有するスラストプレート40が設けられる。そして、クランク軸67とスラストプレート40の摺動領域に潤滑油15が充填されて油膜が形成され、摩擦損失を低減できる。また、溝部42の半径方向の外側端部42aは、上述の摺動領域における最外周部よりも内側に位置していることから、溝部42に供給された潤滑油15が、摺動領域の内周側から外周側へ漏れにくい。
The
したがって、摩擦損失を低減できるだけでなく、潤滑油15の量を減らすことなく、ジャーナル軸受や圧縮機構などに十分な潤滑油15を供給できる。その結果、圧縮機の高効率化及び信頼性の向上を図ることができる。詳細な構成や作用効果については、スクロール圧縮機1において説明した内容と重複するため省略する。
Therefore, not only the friction loss can be reduced, but also
1 :密閉型スクロール圧縮機
2 :密閉ハウジング
3 :ディスチャージカバー
4 :上部カバー
5 :吐出チャンバー
6 :上部軸受部材
6A :ジャーナル軸受部
6B :スラスト軸受部
7 :スクロール圧縮機構
7A :下部マフラ
8 :ステータ
8A :ステータ巻線
9 :ロータ
10 :電動モータ
11 :クランク軸
12 :クランクピン
13 :下部ジャーナル軸受
14 :容積型給油ポンプ
15 :潤滑油
16 :吸入パイプ
17 :流通路
18 :固定スクロール
18A :端板
18B :渦巻き状ラップ
19 :旋回スクロール
19A :端板
19B :渦巻き状ラップ
19C :軸受ボス
20 :圧縮室
21 :自転阻止機構
22 :ドライブブッシュ
24 :吐出口
25 :チップシール
26 :チップシール
27 :吸入配管
28 :吸入口
29 :吐出弁
30 :吐出配管
40 :スラストプレート
41 :貫通孔
42 :溝部
42a :外側端部
45 :ポンプロータ
51 :流通路
61 :ロータリ圧縮機
62 :ハウジング
62A :センターハウジング
62B :上部ハウジング
62C :下部ハウジング
63 :ロータリ圧縮機構
64 :電動モータ
65 :ステータ
66 :ロータ
67 :クランク軸
67A :偏心部
68 :シリンダ室
69 :シリンダ本体
70 :上部軸受
71 :下部軸受
72 :ロータ
73 :吸入管
74 :アキュームレータ
75 :上部マフラ室
75A :上部マフラ
76 :下部マフラ室
76A :下部マフラ
77 :吐出配管
78 :ボルト
1: Sealed scroll compressor 2: Sealed housing 3: Discharge cover 4: Upper cover 5: Discharge chamber 6: Upper bearing member 6A: Journal bearing portion 6B: Thrust bearing portion 7: Scroll compression mechanism 7A: Lower muffler 8: Stator 8A: Stator winding 9: Rotor 10: Electric motor 11: Crank shaft 12: Crank pin 13: Lower journal bearing 14: Positive displacement oil pump 15: Lubricating oil 16: Suction pipe 17: Flow passage 18: Fixed scroll 18A: End Plate 18B: Spiral wrap 19: Orbiting scroll 19A: End plate 19B: Spiral wrap 19C: Bearing boss 20: Compression chamber 21: Rotation prevention mechanism 22: Drive bush 24: Discharge port 25: Tip seal 26: Tip seal 27: Suction piping 28: Suction port 29: Discharge valve 30: Outlet piping 40: Thrust plate 41: Through hole 42: Groove 42a: Outer end 45: Pump rotor 51: Flow passage 61: Rotary compressor 62: Housing 62A: Center housing 62B: Upper housing 62C: Lower housing 63: Rotary compression Mechanism 64: Electric motor 65: Stator 66: Rotor 67: Crankshaft 67A: Eccentric portion 68: Cylinder chamber 69: Cylinder body 70: Upper bearing 71: Lower bearing 72: Rotor 73: Suction pipe 74: Accumulator 75: Upper muffler chamber 75A: Upper muffler 76: Lower muffler chamber 76A: Lower muffler 77: Discharge piping 78: Bolt
Claims (5)
前記プレート部の上面に載置され、内部に前記プレート部の前記貫通孔を通過した前記潤滑油が流通する流通路が形成されたクランク軸と、
を備え、
前記クランク軸と前記プレート部の摺動領域において、前記クランク軸及び前記プレート部の少なくともいずれか一方には、前記貫通孔から前記潤滑油が供給される凹状の溝部が形成され、
前記溝部の半径方向の外側端部は、前記摺動領域における最外周部よりも内側に位置している流体機械。 An annular plate having a through-hole through which lubricating oil flows;
A crankshaft that is placed on the upper surface of the plate portion and in which a flow passage is formed in which the lubricating oil that has passed through the through hole of the plate portion flows;
With
In the sliding region of the crankshaft and the plate portion, at least one of the crankshaft and the plate portion is formed with a concave groove portion to which the lubricating oil is supplied from the through hole,
A fluid machine in which a radially outer end portion of the groove portion is located on an inner side of an outermost peripheral portion in the sliding region.
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