JP2017194029A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、油溜部への油戻りを促進でき、油溜部の油面切れを防止できる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機（２）は、下部に油溜部（２２）を有するケーシング（４）と、ケーシング（４）内において油溜部（２２）の上方に配置された、冷媒を圧縮するための圧縮機構部（６）とを備える。圧縮機構部（６）には潤滑油の案内流路が設けられ、この案内流路の内面は溌油処理されている。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機に関する。

従来からのロータリ式やスクロール式のような回転機構を有する一部の圧縮機は、圧縮機構部の潤滑のために必要な潤滑油を溜める油溜部を備える。通常、油溜部に溜められる潤滑油は、圧縮機構部を潤滑すると共に圧縮機内で循環している。しかし、潤滑油は、常に圧縮機内で循環流動しているわけではなく、様々な要因により圧縮機外に吐出されることがある。その場合、油溜部の潤滑油量が減少し、油面切れするおそれがある。

例えば、冷凍サイクルにロータリ式圧縮機を使用した場合、冷凍サイクルからの液戻りにより圧縮機内の冷凍機油（潤滑油）がフォーミングと呼ばれる体積増加現象を起こすことがある。フォーミングにより冷凍機油の体積が増加すると、冷凍機油が吐出冷媒ガスと共に圧縮機外へ吐出される異常現象が生じる。

このような異常現象を防止するため、特許文献１（特開昭６１−８７９８４号公報）のロータリ圧縮機は、小孔を有する分離板を使用し、冷凍機油のフォーミングを抑制することで、潤滑に必要な冷凍機油を確保している。

特開昭６１−８７９８４号公報

起動直後の圧縮機では、圧縮機構部で潤滑油が容易に発泡する。そのため、特許文献１に記載のロータリ圧縮機のように小孔を有する分離板を使用した場合、発泡した潤滑油は小孔を通過するのが困難であるため、油溜部への油戻りが阻害される。結果として、油溜部の油面切れが発生し、適正な潤滑が行われない場合がある。また、分離板のように別部材を使用すると、部品点数増加によって組立工数やコストが増加する。

本発明は、簡単な構成で、油溜部への油戻りを促進でき、油溜部の油面切れを防止できる圧縮機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の圧縮機は、下部に油溜部を有するケーシングと、前記ケーシング内において前記油溜部の上方に配置された、冷媒を圧縮するための圧縮機構部とを備え、前記圧縮機構部には潤滑油の案内流路が設けられ、前記案内流路の内面は溌油処理されている。

この構成によれば、追加部品を要することなく簡単な構成で、油溜部への油戻りを促進でき、油溜部の油面切れを防止できる。具体的には、案内流路の内面が溌油処理されていることで、圧縮機構部の上側の油が案内流路を円滑に通過し、圧縮機構部の下側に配置された油溜部まで到達する。

一実施形態の圧縮機の前記案内流路の溌油処理されている部分は鋳肌部分である。

上記一実施形態によれば、鋳肌のような溌油性の悪い材質に対して溌油処理を施すことで、油溜部への油戻り量が大きく増加し、油溜部の油面切れを防止できる。

以上より明らかなように、本発明の圧縮機は、案内流路の内面に溌油処理を施すことで、追加部品を要せず簡単な構成で、油溜部への油戻りを促進でき、油溜部の油面切れを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る圧縮機の正面断面図。 図１のフロントヘッドの斜視図。 図１のフロントヘッドの平面図。 本発明の第２実施形態に係る圧縮機のフロンドヘッドの斜視図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
（本実施形態の圧縮機の構成）
図１に示すように、本実施形態の圧縮機２は、ロータリ式であり、ケーシング４と、ケーシング４内に配置された圧縮機構部６と、ケーシング４内に配置され、回転軸８を介して圧縮機構部６を駆動するモータ１０とを備える。

圧縮機２は、いわゆる縦型の高圧ドーム型であって、２シリンダ式である。圧縮機２は、ケーシング４内の下側に、圧縮機構部６が配置され、圧縮機構部６の上側にモータ１０が配置されている。圧縮機構部６は、モータ１０のロータ１２によって、回転軸８を介して駆動される。モータ１０は、インナーロータ型のモータである。

圧縮機構部６は、アキュムレータ１４から吸入管１６を通じて冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、圧縮機２とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

圧縮機２内では、圧縮機構部６で圧縮した高圧の冷媒ガスが、圧縮機構部６から吐出され、ケーシング４の内部に満たされる。この冷媒ガスは、モータ１０のステータ１８とロータ１２との間の隙間を通って、モータ１０を冷却した後、モータ１０の上側に設けられた吐出管２０からケーシング４の外部へ吐出される。

ケーシング４内の高圧領域の下部には、潤滑油を貯める油溜部２２が設けられている。回転軸８には、油ポンプ(図示せず)と給油路(図示せず)とが設けられている。回転軸８の下端部に設けられた油ポンプは、回転軸８の回転に伴って油溜部２２に貯留された潤滑油を汲み上げる。汲み上げられた潤滑油は、回転軸８の内部に上下方向に形成された給油路を介して、フロントヘッド２４およびリアヘッド２６の各軸受に供給される。

圧縮機構部６は、第１シリンダ２８と、第２シリンダ３０と、第１シリンダ２８の上端に取り付けられているフロントヘッド２４と、第２シリンダ３０の下端に取り付けられているリアヘッド２６と、第１シリンダ２８と第２シリンダ３０の間に配置された仕切板３２とを備える。第１シリンダ２８とフロントヘッド２４と仕切板３２とによって第１シリンダ室３４が画定され、第２シリンダ３０とリアヘッド２６と仕切板３２とによって第２シリンダ室３６が画定されている。

図２，３に合わせて示すように、フロントヘッド２４は、円板状の本体部３８と、本体部３８の中央に上方へ設けられたボス部４０とを有する。本体部３８およびボス部４０には、回転軸８が挿通されている。

本体部３８には、第１シリンダ室３４に連通する吐出ポート４２が設けられている。吐出ポート４２には、本体部３８に関して第１シリンダ２８と反対側に位置するように、吐出ポート４２を開閉する吐出弁(図示せず)が取り付けられている。また、本体部３８の外周部４４には、油戻し孔４６が設けられている。油戻し孔４６は、フロントヘッド２４を図１において上下方向に貫通し、フロントヘッド２４の上側の空間であるモータ室４８と、フロントヘッド２４の下側の空間である油溜室５０とを連通している。本実施形態では、油戻し孔４６が本発明の案内流路を構成する。

油戻し孔４６の内面は、後述のように潤滑油の流動（油戻り）を促進するため、溌油処理されている。溌油処理の態様は、特に限定されず、例えば油戻し孔４６の内面を研磨加工してもよいし、または溌油性を有する塗装を施してもよい。

本体部３８には、第１シリンダ２８と反対側に、カップ型のフロントマフラカバー５２が取り付けられている。フロントマフラカバー５２は、ボルト５４によって本体部３８に固定されている。フロントマフラカバー５２には、ボス部４０が挿通されている。

フロントマフラカバー５２およびフロントヘッド２４によって、フロントマフラ室５６が画定されている。フロントマフラ室５６と第１シリンダ室３４は、吐出ポート４２を介して連通されている。

フロントマフラカバー５２の上部には、フロントマフラ室５６とモータ室４８とを連通する孔部５８が設けられている。孔部５８は、ボス部４０の周囲に環状に設けられている。

リアヘッド２６は、フロントヘッド２４と同様に、円板状の本体部６０と、この本体部６０の中央から下方へ突出して設けられたボス部６２とを有する。本体部６０およびボス部６２には、回転軸８が挿通されている。

本体部６０には、第２リンダ室３６に連通する吐出ポート（図示せず）が設けられている。また、この吐出ポートには、本体部６０に関して第２シリンダ３０と反対側に位置するように、この吐出ポートを開閉する吐出弁(図示せず)が取り付けられている。

本体部６０には、第２シリンダ３０と反対側に、カップ型のリアマフラカバー６４が取り付けられている。リアマフラカバー６４は、ボルト６６によって本体部６０に固定されている。リアマフラカバー６４には、ボス部６２が挿通されている。

リアマフラカバー６４およびリアヘッド２６によって、リアマフラ室６８が画定されている。リアマフラ室６８と第２リンダ室３６は、リアヘッド２６の本体部６０に設けられた上記の吐出ポート（図示せず）を介して連通されている。

フロントヘッド２４とリアヘッド２６の間には、第１シリンダ２８と、第２シリンダ３０が配置されている。これらのシリンダ２８，３０は仕切板３２によって仕切られている。従って、個々のシリンダ２８，３０で圧縮された冷媒ガスが個々のシリンダ２８，３０内を行き来することはない。

回転軸８の一端部は、フロントヘッド２４およびリアヘッド２６に支持されている。回転軸８の一端部(支持端側)は、第１シリンダ室３４および第２リンダ室３６の内部に進入している。

回転軸８の支持端側には、圧縮機構部６側の第１シリンダ室３４および第２リンダ室３６内に位置するように、偏心軸部７０，７２がそれぞれ設けられている。偏心軸部７０，７２は、個々のシリンダ２８，３０に配置されているピストンローラ７４，７６にそれぞれ嵌合している。ピストンローラ７４，７６は、個々のシリンダ室３４，３６内で、それぞれ公転可能に収容されている。冷媒ガスは、ピストンローラ７４，７６の公転運動によって圧縮される。

（本実施形態の圧縮機の作用）
図１に示すように、アキュムレータ１４から吸入管１６を通じて圧縮機構部６に吸入された冷媒ガスは、第１シリンダ２８または第２シリンダ３０で圧縮される。

第１シリンダ２８で圧縮された冷媒ガスは、第１シリンダ室３４からフロントヘッド２４の吐出ポート４２（図２，３参照）を介してフロントマフラ室５６に流動する。フロントマフラ室５６に流入した冷媒ガスは、孔部５８を介してモータ室４８に流動する。

第２シリンダ３０で圧縮された冷媒ガスは、第２リンダ室３６からリアヘッド２６の吐出ポート（図示せず）を介してリアマフラ室６８に流動する。リアマフラ室６８に流入した冷媒ガスは、図示しない冷媒経路を通じて、リアヘッド２６、第２シリンダ３０、仕切板３２、第１シリンダ２８、およびフロントヘッド２４を順に通過し、フロントマフラ室５６に到達する。フロントマフラ室５６に到達した冷媒ガスは、孔部５８を介してモータ室４８に流動する。

また、油溜部２２から汲み上げられ、回転軸８内の給油路を通じてフロントヘッド２４およびリアヘッド２６の各軸受に供給された潤滑油は、各軸受を潤滑した後、冷媒ガスと共にフロントマフラ室５６に到達する。フロントマフラ室５６に到達した潤滑油は、孔部５８を介して冷媒ガスと共にモータ室４８に噴霧される。

モータ室４８に流入した冷媒ガスと潤滑油は、モータ１０のステータ１８とロータ１２との間の隙間を通って（破線矢印Ａ参照）、モータ１０を冷却する。モータ１０の冷却後、冷媒ガスは吐出管２０からケーシング４の外部へ吐出され（破線矢印Ｂ参照）、潤滑油はステータ１８とケーシング４との間の隙間を通って（破線矢印Ｃ参照）、フロントヘッド２４の上面に落下する。フロントヘッド２４の上面に落下した潤滑油は、油戻し孔４６を通って油溜室５０の油溜部２２まで到達する。

（本実施形態の圧縮機の効果）
本実施形態の構成によれば、追加部品を要することなく簡単な構成で、油溜部２２への油戻りを促進でき、油溜部２２の油面切れを防止できる。具体的には、油戻し孔４６によって画定される案内流路の内面が溌油処理されていることで、フロントヘッド２４の上側のモータ室４８の潤滑油が案内流路を円滑に通過し、フロントヘッド２４の下側の油溜室５０に設けられた油溜部２２まで到達する。

特に、本実施形態の圧縮機２の構成では、フロントヘッド２４の上面に到達した潤滑油は、経路上、モータ１０の冷却や圧縮機構部６の潤滑にそのまま利用されることがなく、案内流路を下方向に通過して油溜部２２に戻る。また、図示しない油ポンプにより油溜部２２の油は、回転軸８内の給油路を通って汲み上げられるため、潤滑油が案内流路内を上方向に通過することはない。即ち、案内流路内の潤滑油の流動方向は下方向に規定されている。従って、案内流路に対する溌油処理によって、潤滑油が案内流路内を上方へ通過する（油送り）が促進されることはなく、潤滑油が案内流路内を下方へ通過する（油戻り）が促進されるのみである。本発明は、油溜部２２の油面切れ防止の観点から、圧縮機２内に数ある潤滑油の流動経路の中でも、このような潤滑油の流動方向が規定されている案内流路に対して溌油処理を施している点に特徴を有している。

また、フロントヘッド２４は、形状の複雑さやコストの観点から鋳物で形成されることが多い。従って、鋳肌のような溌油性の悪い材質に対して溌油処理を施すことで、油溜部２２への油戻り量が大きく増加し、油溜部２２の油面切れを防止できる。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機２のフロントヘッド２４の斜視図を示している。なお、第２実施形態の圧縮機２は、フロントヘッド２４以外の構成は第１実施形態の圧縮機２（図１参照）と同じであるため、各構成部の説明は省略する。また、フロントヘッド２４についても図２の構成部と同一構成部は、図２と同一の参照番号を付して説明を省略する。

本実施形態のフロントヘッド２４は、第１実施形態と異なり、油戻し孔４６（図２参照）を有していない。代替的に、本実施形態のフロントヘッド２４は、外周部４４の一部が切り欠かれた切欠部７８を備える。従って、本実施形態では、フロントヘッド２４の上面に到達した潤滑油は（図１の破線矢印Ｂ参照）、切欠部７８を通ってモータ室４８から油溜室５０へ流動する。本実施形態では、フロントヘッド２４の切欠部７８の側面とケーシング４の内面とによって、本発明の案内流路が構成される。フロントヘッド２４の切欠部７８の側面およびケーシング４の内面は、潤滑油の流動（油戻り）を促進するため、溌油処理されている。

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。特に、本発明の案内流路の態様は特に限定されない。即ち、フロントヘッド２４の形状は、ここで説明した第１実施形態および第２実施形態以外にも様々に考えられる。また、圧縮機の種類もここで説明したロータリ式以外に、潤滑油を要する種類のものであれば特に限定されず、本発明を適用可能である。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

２ 圧縮機
４ ケーシング
６ 圧縮機構部
８ 回転軸
１０ モータ
１２ ロータ
１４ アキュムレータ
１６ 吸入管
１８ ステータ
２０ 吐出管
２２ 油溜部
２４ フロントヘッド
２６ リアヘッド
２８ 第１シリンダ
３０ 第２シリンダ
３２ 仕切板
３４ 第１シリンダ室
３６ 第２シリンダ室
３８ 本体部（フロントヘッド）
４０ ボス部（フロントヘッド）
４２ 吐出ポート
４４ 外周部
４６ 油戻し孔
４８ モータ室
５０ 油溜室
５２ フロントマフラカバー
５４ ボルト
５６ フロントマフラ室
５８ 孔部
６０ 本体部（リアヘッド）
６２ ボス部（リアヘッド）
６４ リアマフラカバー
６６ ボルト
６８ リアマフラ室
７０，７２ 偏心軸部
７４，７６ ピストンローラ
７８ 切欠部

Claims (2)

1. 下部に油溜部（２２）を有するケーシング（４）と、
   前記ケーシング（４）内において前記油溜部（２２）の上方に配置された、冷媒を圧縮するための圧縮機構部（６）と
   を備え、
   前記圧縮機構部（６）には潤滑油の案内流路が設けられ、前記案内流路の内面は溌油処理されている、圧縮機。
2. 前記案内流路の溌油処理されている部分は鋳肌部分である、請求項１に記載の圧縮機。

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