JP2020007997A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸と軸受の摺動箇所に潤滑油を供給する。【解決手段】圧縮機１０は、ケーシング２０と、圧縮機構４０と、クランク軸３５と、リア滑り軸受４７と、リアヘッド４５と、油貯留部材５３と、を備える。ケーシング２０は、潤滑油を貯留する第１油貯留空間１９を底部に有する。圧縮機構４０は、シリンダ４１ａ、４１ｂ、及びシリンダ４１ａ、４１ｂに対して移動するピストン４２ａ、４２ｂを有する。クランク軸３５は、ピストン４２ａ、４２ｂを移動させるように回転する。リア滑り軸受４７は、圧縮機構４０より下方においてクランク軸３５を支える。リアヘッド４５は、ケーシング２０又は圧縮機構４０に固定され、リア滑り軸受４７を支持する。油貯留部材５３は、リア滑り軸受４７の近傍に配置され、第１油貯留空間１９より上で潤滑油を貯留する第２油貯留空間５４を形成する。【選択図】図４

Description

クランク軸の摺動部に潤滑油を供給する潤滑機構を有する圧縮機。

特許文献１（特開２０１４−１９０２７１号公報）に開示される圧縮機においては、圧縮機構部を潤滑するために冷凍機油が用いられている。

圧縮機のケーシング内に貯留されている潤滑油の液面が、何らかの原因により低下すると、潤滑油の液面が潤滑油を汲み上げる機構に届かなくなる。この場合、クランク軸と軸受の摺動箇所に潤滑油が供給されなくなる。潤滑油の供給が長く止まると、クランク軸と軸受の損傷が起こりうる。そこで、クランク軸と軸受の摺動箇所に潤滑油を供給することが必要になる。

第１観点の圧縮機は、ケーシングと、圧縮機構と、クランク軸と、滑り軸受と、軸受支持部材と、油貯留部材と、を備える。ケーシングは、潤滑油を貯留する第１油貯留空間を底部に有する。圧縮機構は、第１部材、及び第１部材に対して移動する第２部材を有する。クランク軸は、第２部材を移動させるように回転する。滑り軸受は、圧縮機構より下方においてクランク軸を支える。軸受支持部材は、ケーシング又は圧縮機構に固定され、滑り軸受を支持する。油貯留部材は、滑り軸受の近傍に配置され、第１油貯留空間より上で潤滑油を貯留する第２油貯留空間を形成する。

この構成によれば、滑り軸受の近傍に第２油貯留空間が存在する。したがって、第１油貯留空間において潤滑油が減少した場合に、第２油貯留空間に貯留された潤滑油が滑り軸受を潤滑する。

第２観点の圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、第２油貯留空間に貯留される潤滑油は、滑り軸受に接触する。

この構成によれば、第２油貯留空間の潤滑油は滑り軸受に接触する。したがって、第２油貯留空間が滑り軸受への潤滑油の供給源として機能する。

第３観点の圧縮機は、第１観点又は第２観点の圧縮機であって、滑り軸受はクランク軸と摺動する摺動領域を有する。第２油貯留空間の潤滑油の油面は、摺動領域の下端の近傍である。

この構成によれば、第２油貯留空間の油面は、滑り軸受とクランク軸との摺動領域の下端の近傍である。したがって、潤滑油を摺動領域に供給しやすい。

第４観点の圧縮機は、第３観点の圧縮機であって、油面は、摺動領域の下端よりも上である。

この構成によれば、第２油貯留空間の油面は、滑り軸受とクランク軸との摺動領域の下端よりも上である。したがって、潤滑油を摺動領域にさらに供給しやすい。

第５観点の圧縮機は、第３観点又は第４観点の圧縮機であって、油貯留部材は、摺動領域の下端よりも上に、潤滑油を排出する油排出穴を有する。

この構成によれば、油貯留部材は油排出穴を有する。したがって、余分な潤滑油が第２油貯留空間から排出される。

第６観点の圧縮機は、第１観点から第５観点のいずれか１つの圧縮機であって、クランク軸の下端には凹部が形成されている。油貯留部材は部分的に凹部に挿入されている。

この構成によれば、油貯留部材はクランク軸の凹部に挿入される。したがって、第２油貯留空間の潤滑油を滑り軸受とクランク軸との摺動領域へ誘導しやすい。

第７観点の圧縮機は、第１観点から第６観点のいずれか１つの圧縮機であって、油貯留部材は、クランク軸、軸受支持部材、ケーシング、及び圧縮機構から選択される少なくとも１つに固定されている。

この構成によれば、油貯留部材は、クランク軸、軸受支持部材、ケーシング、圧縮機構のいずれかに固定される。したがって、潤滑油を安定的に貯留できる。

第８観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、油貯留部材はクランク軸に接触している。

この構成によれば、油貯留部材はクランク軸に接触している。したがって、第２油貯留空間の潤滑油が漏れるおそれを低減できる。

第９観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、油貯留部材はクランク軸から離間している。

この構成によれば、油貯留部材はクランク軸から離間している。したがって、第２油貯留空間を形成する構造が簡単である。

第１０観点の圧縮機は、第１観点から第９観点のいずれか１つの圧縮機であって、滑り軸受には、第２油貯留空間の潤滑油を吸い上げるための油誘導溝が形成されている。

この構成によれば、油誘導溝が潤滑油の上昇を促進する。したがって、第２油貯留空間の潤滑油がクランク軸と滑り軸受の摺動領域に供給されやすい。

第１１観点の圧縮機は、第１観点から第１０観点のいずれか１つの圧縮機であって、軸受支持部材に固定されるマフラ、をさらに備える。

この構成によれば、軸受支持部材にマフラが固定される。したがって、冷媒吐出に起因する騒音をマフラが抑制する。

一実施形態に係る圧縮機１０の断面図である。 圧縮機１０の下部の断面図である。 図２の拡大図である。 圧縮機１０の下部の断面図である。 リア滑り軸受４７の斜視図である。

（１）全体構成
図１は一実施形態に係る圧縮機１０を示す。圧縮機１０は、２シリンダ型のロータリー圧縮機である。圧縮機１０は、ケーシング２０、モータ３０、クランク軸３５、圧縮機構４０、フロントヘッド４３、リアヘッド４５、フロントマフラ５１、リアマフラ５２、油貯留部材５３を有する。

（２）詳細構成
（２−１）ケーシング２０
ケーシング２０は、胴部２１、上蓋部２２、下蓋部２３を有する。胴部２１は、例えば円筒形である。上蓋部２２及び下蓋部２３は、胴部２１に接合されている。胴部２１には第１吸入管１１ａ及び第２吸入管１１ｂが取り付けられている。上蓋部２２には吐出管１２が取り付けられている。ケーシング２０の底部には、潤滑油を貯留するための第１油貯留空間１９が設けられている。

（２−２）モータ３０
モータ３０は、クランク軸３５を回転させる動力を発生する。モータ３０は、ステータ３１及びロータ３２を有する。ステータ３１は、胴部２１に固定されている。ロータ３２は、ステータ３１と磁気的に相互作用することによって回転する。

（２−３）クランク軸３５
クランク軸３５は、モータ３０の動力を圧縮機構４０へ伝達する。クランク軸３５は、主軸部３６、第１偏心部３７ａ、第２偏心部３７ｂを有する。

主軸部３６は、回転軸ＲＡを中心として回転する。ロータ３２は、主軸部３６に固定されている。

第１偏心部３７ａ及び第２偏心部３７ｂは、回転軸ＲＡに対して偏心している。第１偏心部３７ａの形状及び第２偏心部３７ｂの形状は、回転軸ＲＡを基準として互いに対称である。

クランク軸３５の下端にはオイルチューブ３９が設けられている。オイルチューブ３９は、第１油貯留空間１９から潤滑油を汲み上げる。汲み上げられた潤滑油は、クランク軸３５の内部の油通路３５ｐを上昇し、圧縮機構４０の摺動箇所に供給される。

（２−４）圧縮機構４０
圧縮機構４０は、２シリンダ型の圧縮機構である。圧縮機構４０は、第１シリンダ４１ａ、第１ピストン４２ａ、第２シリンダ４１ｂ、第２ピストン４２ｂ、ミドルプレート４４、を有する。

第１シリンダ４１ａ、第１ピストン４２ａ、後述するフロントヘッド４３、ミドルプレート４４は、第１圧縮室４９ａを画定する。第１ピストン４２ａは、第１シリンダ４１ａに対して移動することによって、第１圧縮室４９ａの容積を変えることができる。

第２シリンダ４１ｂ、第２ピストン４２ｂ、ミドルプレート４４、後述するリアヘッド４５は、第２圧縮室４９ｂを画定する。第２ピストン４２ｂは、第２シリンダ４１ｂに対して移動することによって、第２圧縮室４９ｂの容積を変えることができる。

第１ピストン４２ａには、第１偏心部３７ａが嵌め込まれている。第２ピストン４２ｂには、第２偏心部３７ｂが嵌め込まれている。

（２−５）フロントヘッド４３
フロントヘッド４３は、圧縮機構４０より上方に位置する。フロントヘッド４３は、ケーシング２０に固定されている。フロントヘッド４３は、フロント滑り軸受４６を支持する。フロント滑り軸受４６は、クランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支える。

（２−６）リアヘッド４５
リアヘッド４５は、圧縮機構４０より下方に位置する。リアヘッド４５は、リア滑り軸受４７を支持する。リア滑り軸受４７は、クランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支える。

（２−７）フロントマフラ５１
フロントマフラ５１は、フロントヘッド４３に固定される。フロントヘッド４３とフロントマフラ５１は、フロントマフラ空間５１ｓを画定する。第１吸入管１１ａから吸入された冷媒は、第１圧縮室４９ａに入る。第１圧縮室４９ａにおいて圧縮された冷媒は、フロントヘッド４３に設けられたフロント吐出ポート４３ｐから、フロントマフラ空間５１ｓへ吐出される。

（２−８）リアマフラ５２
リアマフラ５２は、リアヘッド４５に固定される。リアヘッド４５とリアマフラ５２は、リアマフラ空間５２ｓを画定する。第２吸入管１１ｂから吸入された冷媒は、第２圧縮室４９ｂに入る。第２圧縮室４９ｂにおいて圧縮された冷媒は、リアヘッド４５に設けられたリア吐出ポート（図示せず）から、リアマフラ空間５２ｓへ吐出される。

フロントヘッド４３、第１シリンダ４１ａ、ミドルプレート４４、第２シリンダ４１ｂ、リアヘッド４５を貫通するように、連通路（図示せず）が形成されている。連通路は、フロントマフラ空間５１ｓとリアマフラ空間５２ｓを連通する。リアマフラ空間５２ｓの冷媒は、連通路を通過した後、フロントマフラ空間５１ｓの冷媒と合流する。その後、冷媒は、フロントマフラ５１に設けられた吐出孔５１ｈから、ケーシング２０の内部空間へ吐出される。

（２−９）油貯留部材５３
油貯留部材５３は、例えばカップ状の金属板である。油貯留部材５３は、リアマフラ５２を覆うように設けられている。油貯留部材５３は、リアヘッド４５に固定されている。油貯留部材５３は、クランク軸３５から離間している。

（３）全体動作
（３−１）冷媒の動き
モータ３０が外部から電力を受け取ると、ロータ３２が回転する。これにより、クランク軸３５が回転する。その結果、第１偏心部３７ａは第１ピストン４２ａを公転させ、第２偏心部３７ｂは第２ピストン４２ｂを公転させる。

第１ピストン４２ａの公転により、冷媒は第１吸入管１１ａから第１圧縮室４９ａへ吸い込まれる。次いで、第１圧縮室４９ａの容積は減少し、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２０の内部空間へ吐出される。

第２ピストン４２ｂの公転により、冷媒は第２吸入管１１ｂから第２圧縮室４９ｂへ吸い込まれる。次いで、第２圧縮室４９ｂの容積は減少し、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２０の内部空間へ吐出される。

最後に、圧縮された冷媒は、吐出管１２からケーシング２０の外部へ吐出される。

（３−２）潤滑油の動き
第１油貯留空間１９の潤滑油は、オイルチューブ３９によって汲み上げられる。その後、潤滑油は油通路３５ｐの中を上昇し、圧縮機構４０の摺動箇所へ供給される。摺動箇所の例は次に挙げる通りである：フロント滑り軸受４６と主軸部３６の接触箇所、リア滑り軸受４７と主軸部３６の接触箇所、第１シリンダ４１ａと第１ピストン４２ａの接触箇所、第２シリンダ４１ｂと第２ピストン４２ｂの接触箇所、第１ピストン４２ａと第１偏心部３７ａの接触箇所、第２ピストン４２ｂと第２偏心部３７ｂの接触箇所。

（４）リアヘッド４５付近における潤滑油の貯留構造
図２は、圧縮機構４０の下部の拡大図である。本図より、クランク軸３５の下端３５ｅには凹部３５ｒが設けられることが理解される。油貯留部材５３の内周端は、凹部３５ｒに挿入されている。油貯留部材５３は、リア滑り軸受４７の近傍に配置される。油貯留部材５３は、第１油貯留空間１９とは別に、第１油貯留空間１９より上で潤滑油を貯留する第２油貯留空間５４を形成している。第２油貯留空間５４に貯留される潤滑油は、リア滑り軸受４７に接触する。

図３は図２の拡大図である。リア滑り軸受４７とクランク軸３５とは摺動領域Ｓにおいて互いに摺動する。摺動領域Ｓは、リア滑り軸受４７とクランク軸３５が互いに面する箇所である。摺動領域Ｓは上端ＳＨから下端ＳＬまで広がる。下端ＳＬを確定するのは、リア滑り軸受４７であってもよいし、クランク軸３５であってもよい。潤滑油の油面５４ｓは、摺動領域Ｓの下端ＳＬの近傍であり、好ましくは下端ＳＬよりも上である。図２に戻り、油貯留部材５３には、油排出穴５５が設けられている。油排出穴５５は、摺動領域Ｓの下端ＳＬよりも上に位置する。

圧縮機構４０の摺動箇所に供給された潤滑油は、クランク軸３５とリア滑り軸受４７との隙間Ｇの中を下降して、第２油貯留空間５４に貯留される。余分な潤滑油は、油排出穴５５から排出される。

図４は、第１油貯留空間１９の油面が低い状態を示す。このとき、潤滑油とオイルチューブ３９は接触していない。したがって、オイルチューブ３９は、第１油貯留空間１９の潤滑油を汲み上げることができない。このような事態は、例えば圧縮機１０の起動時における過渡的な現象として生じうる。このとき、第２油貯留空間５４に貯留された潤滑油が、クランク軸３５とリア滑り軸受４７との隙間Ｇの中を上昇する。これにより、少なくとも、クランク軸３５とリア滑り軸受４７との摺動領域Ｓが潤滑される。

図５は、リア滑り軸受４７の斜視図である。リア滑り軸受４７には、斜めに傾いた油誘導溝４８が形成されている。油誘導溝４８は、隙間Ｇにおける潤滑油の上昇を促進する。

（５）特徴
（５−１）
第１油貯留空間１９内に貯留されている潤滑油の液面が、何らかの原因により低下すると、潤滑油の液面がオイルチューブ３９に届かなくなる。この場合、クランク軸３５と軸受の摺動箇所に潤滑油が供給されなくなる。潤滑油の供給が長く止まると、クランク軸３５と軸受の損傷、特に軸受長さが短いリア滑り軸受４７の損傷が起こりうる。

本実施形態では、リア滑り軸受４７の近傍に第２油貯留空間５４が存在する。したがって、第１油貯留空間１９において潤滑油が減少した場合に、第２油貯留空間５４に貯留された潤滑油がリア滑り軸受４７を潤滑する。

（５−２）
第２油貯留空間５４の潤滑油はリア滑り軸受４７に接触する。したがって、第２油貯留空間５４がリア滑り軸受４７への潤滑油の供給源として機能する。

（５−３）
第２油貯留空間５４の油面５４ｓは、リア滑り軸受４７とクランク軸３５との摺動領域Ｓの下端ＳＬの近傍である。したがって、潤滑油を摺動領域Ｓに供給しやすい。

（５−４）
第２油貯留空間５４の油面５４ｓは、リア滑り軸受４７とクランク軸３５との摺動領域Ｓの下端ＳＬよりも上である。したがって、潤滑油を摺動領域Ｓにさらに供給しやすい。

（５−５）
油貯留部材５３は油排出穴５５を有する。したがって、余分な潤滑油が第２油貯留空間５４から排出される。

（５−６）
油貯留部材５３はクランク軸３５の凹部３５ｒに挿入される。したがって、第２油貯留空間５４の潤滑油をリア滑り軸受４７とクランク軸３５との摺動領域Ｓへ誘導しやすい。

（５−７）
油貯留部材５３は、クランク軸３５、リアヘッド４５、ケーシング２０、圧縮機構４０のいずれかに固定される。したがって、潤滑油を安定的に貯留できる。

（５−８）
油貯留部材５３がクランク軸３５から離間しているので、第２油貯留空間５４を形成する構造が簡単である。

（５−９）
油誘導溝４８が潤滑油の上昇を促進する。したがって、第２油貯留空間５４の潤滑油がクランク軸３５とリア滑り軸受４７の摺動領域Ｓに供給されやすい。

（５−１０）
リアヘッド４５にリアマフラ５２が固定される。したがって、冷媒吐出に起因する騒音をリアマフラ５２が抑制する。

（６）変形例
（６−１）変形例Ａ
上述の実施形態では、油貯留部材５３は、リアヘッド４５に固定されている。これに代えて、油貯留部材５３は、クランク軸３５、ケーシング２０、及び圧縮機構４０から選択される少なくとも１つに固定されていてもよい。油貯留部材５３がクランク軸３５に固定される場合には、油貯留部材５３はクランク軸３５と共に回転することとなる。

これらのいずれの構成においても、第２油貯留空間５４が形成される。したがって、潤滑油がリア滑り軸受４７を潤滑する。

（６−２）変形例Ｂ
上述の実施形態では、油貯留部材５３は、クランク軸３５から離間している。これに代えて、油貯留部材５３は、クランク軸３５に接触してもよい。

この構成によれば、第２油貯留空間５４の潤滑油が漏れるおそれを低減できる。

（６−３）変形例Ｃ
上述の実施形態では圧縮機１０は、２シリンダ型のロータリー圧縮機である。これに代えて、圧縮機１０は、１シリンダ型のロータリー圧縮機であってもよい。あるいは、圧縮機１０は、スクロール圧縮機であってもよい。
＜むすび＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０ ：圧縮機
１９ ：第１油貯留空間
２０ ：ケーシング
３５ ：クランク軸
３５ｅ ：下端
３５ｐ ：油通路
３５ｒ ：凹部
３９ ：オイルチューブ
４０ ：圧縮機構
４１ａ ：第１シリンダ（第１部材）
４１ｂ ：第２シリンダ（第１部材）
４２ａ ：第１ピストン（第２部材）
４２ｂ ：第２ピストン（第２部材）
４３ ：フロントヘッド
４４ ：ミドルプレート
４５ ：リアヘッド（軸受支持部材）
４６ ：フロント滑り軸受
４７ ：リア滑り軸受（滑り軸受）
４８ ：油誘導溝
５１ ：フロントマフラ
５２ ：リアマフラ（マフラ）
５３ ：油貯留部材
５４ ：第２油貯留空間
５４ｓ ：油面
５５ ：油排出穴
Ｇ ：隙間
Ｓ ：摺動領域
ＳＨ ：上端
ＳＬ ：下端

特開２０１４−１９０２７１号公報

Claims (11)

1. 潤滑油を貯留する第１油貯留空間（１９）を底部に有するケーシング（２０）と、
   第１部材（４１ａ、４１ｂ）、及び前記第１部材に対して移動する第２部材（４２ａ、４２ｂ）を有する圧縮機構（４０）と、
   前記第２部材を移動させるように回転するクランク軸（３５）と、
   前記圧縮機構より下方において前記クランク軸を支える滑り軸受（４７）と、
   前記ケーシング又は前記圧縮機構に固定され、前記滑り軸受を支持する軸受支持部材（４５）と、
   前記滑り軸受の近傍に配置され、前記第１油貯留空間より上で前記潤滑油を貯留する第２油貯留空間（５４）を形成する油貯留部材（５３）と、
   を備える、圧縮機（１０）。
2. 前記第２油貯留空間に貯留される前記潤滑油は、前記滑り軸受に接触する、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記滑り軸受は前記クランク軸と摺動する摺動領域（Ｓ）を有し、
   前記第２油貯留空間の前記潤滑油の油面（５４ｓ）は、前記摺動領域の下端（ＳＬ）の近傍である、
   請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記油面は、前記摺動領域の前記下端よりも上である、
   請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記油貯留部材は、前記摺動領域の前記下端よりも上に、前記潤滑油を排出する油排出穴（５５）を有する、
   請求項３又は請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記クランク軸の下端（３５ｅ）には凹部（３５ｒ）が形成されており、
   前記油貯留部材は部分的に前記凹部に挿入されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮機。
7. 前記油貯留部材は、前記クランク軸、前記軸受支持部材、前記ケーシング、及び前記圧縮機構から選択される少なくとも１つに固定されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
8. 前記油貯留部材は前記クランク軸に接触している、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
9. 前記油貯留部材は前記クランク軸から離間している、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
10. 前記滑り軸受には、前記第２油貯留空間の前記潤滑油を吸い上げるための油誘導溝（４８）が形成されている、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の圧縮機。
11. 前記軸受支持部材に固定されるマフラ（５２）、
    をさらに備える、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧縮機。

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