JP4420040B2 - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍空調機用冷媒回路等に用いられる圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor used in a refrigerant circuit for a refrigeration air conditioner.
従来、この種の圧縮機、例えばロータリ圧縮機は図3のように構成されている。
図3は例えば実開昭62−152094や特開昭61−93292に示された従来の圧縮機の構造を示す図である。
図において、1は後述する電動要素2と圧縮要素3とを有し、底部に圧縮要素3を潤滑するための潤滑油(図示せず)が封入された密閉容器、2は後述するクランクシャフト5がロータ嵌挿部(図示せず)に固く嵌挿してクランクシャフト5に回転を与える電動機ロータ2aを有する電動要素、3は後述するシリンダ4、クランクシャフト5、ローリングピストン6、長軸受7、短軸受8とから構成され、電動要素2の回転力としての駆動力によって駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素、4はローリングピストン6の回転により冷媒ガスを圧縮するシリンダ、5は互いに同軸に加工された長軸5a、短軸5bと、両者に挟まれそれらに平行に軸心が偏心した偏心軸5cを有し、後述する軸受けとしての長軸受7及び短軸受8に回転可能なように嵌挿され、電動要素2の駆動力によって回転するクランクシャフト、6はクランクシャフト5の偏心軸5cに嵌挿され、クランクシャフト5と共に回転するローリングピストン、7はクランクシャフト5の長軸5aが回転自在に嵌挿される長軸受、8はクランクシャフト5の短軸5bが回転自在に嵌挿される短軸受であり、長軸受7及び短軸受8は上下一対の軸受を構成をしている。
Conventionally, this type of compressor, for example, a rotary compressor, is configured as shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the structure of a conventional compressor disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-152094 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-93292.
In the figure, 1 has an
9はクランクシャフト5の短軸5bの一端を開口し、長手方向に沿って穿設された縦穴、10は長軸5a、短軸5b、偏心軸5c内において縦穴9より夫々長軸受7、短軸受8、シリンダ4との接触する箇所まで連通するように穿設された複数の給油用の横穴、11はクランクシャフト5の縦穴9内より長軸5aの外径方向へ向かい密閉容器1内へ連通するガス抜き用の横穴である。
尚、クランクシャフト5は電動要素2の駆動力を圧縮要素3に伝達する役目を果たしている。
尚、ロータ嵌挿部と長軸受7は概ね同一直径となっている。
The
The rotor insertion portion and the long bearing 7 have substantially the same diameter.
次に、動作について説明する。
まず、電動要素2によりクランクシャフト5が回転する。
次に、このクランクシャフト5の回転により、クランクシャフト5の偏心軸5cが嵌挿しているローリングピストン6が回転しシリンダ4内で冷媒ガスの圧縮が行われる。
Next, the operation will be described.
First, the
Next, the rotation of the
このとき、密閉容器1の底部に封入された潤滑油は、クランクシャフト5の縦穴9内に生ずる回転に伴う水頭により、クランクシャフト5内の縦穴9内を上昇し、長軸5a、短軸5b、偏心軸5cに各々連通した給油用の横穴10から長軸受7、短軸受8、ローリングピストン6内径部へ供給される。
At this time, the lubricating oil sealed in the bottom of the
尚、給油を円滑に行うには、潤滑油中に混在する冷媒ガスが縦穴9の内部に滞留するのを防ぐ必要がある為、縦穴9内からガスを排出する必要がある。この従来例では縦穴9から密閉容器1内へ連通するガス抜きの為に長軸5aの外径方向にガス抜き用の横穴11を設け、クランクシャフト5の回転に伴う遠心力を利用して強制的にガスを排出する方法がとられている。
In order to smoothly supply the oil, it is necessary to prevent the refrigerant gas mixed in the lubricating oil from staying in the
しかしながら、従来のロータリ圧縮機は上述したようにガス抜き用の横穴11が長軸5aの仕上げ面に開口している。また、ガス抜き用の横穴11は効率よくガスが抜けるように給油用の横穴10と同じ若しくはそれ以上の大きさの面積を有している。その為、クランクシャフト5の研削仕上げ加工において、給油用の横穴10近傍では給油用の横穴10の口径が小さいことより無視できていた過度の研削が、ガス抜き用の横穴11近傍では無視できなくなる。即ち、ガス抜き用の横穴11近傍では、ガス抜き用の横穴11の口径が大きい為に研磨面圧が他と比較して高くなり、研削が過度に行われ真円度が悪化する傾向があった。その為、クランクシャフト5の真円度を確保するためには砥石の運用を工夫する等、量産性が低下する問題があった。
However, in the conventional rotary compressor, as described above, the degassing
図4(a)はクランクシャフト5の長軸5aにおいてガス抜き用の横穴11の近傍のみ研削が過度に行われ真円度が悪化する状態を模式的に示した拡大図、図4(b)は図4(a)のクランクシャフト5の長軸5aの部分断面図である。図において、5fは真円度が悪化した真円度悪化領域である。
図4のように真円度が悪化すると、例えば図中のD−Dで示した断面、即ち真円度悪化領域5fの断面の位置が長軸受7の領域内に入る為、軸受負荷容量が著しく低下し、信頼性が低下する要因となる。
FIG. 4A is an enlarged view schematically showing a state where roundness is deteriorated due to excessive grinding only in the vicinity of the degassing
When the roundness deteriorates as shown in FIG. 4, for example, the position of the cross section indicated by DD in the drawing, that is, the cross section of the roundness deterioration region 5 f falls within the region of the long bearing 7. Remarkably lowering, it becomes a factor of lowering reliability.
また、他の従来例として、図5に例えば実開昭58−156183に示されるような、ロータリ圧縮機の構造を示す。本例ではガス抜き用の横穴11はなく、縦穴9がそのまま密閉容器1の上部に連通している。このような構造では、前述したクランクシャフト5の仕上げ加工時の真円度の悪化は生じないが、ガス抜き用の横穴11を設けた場合に期待できる遠心力による強制的なガスの排出は期待できず、結果縦穴9内からのガスの排出が不十分となり、長軸5a、短軸5b、偏心軸5cに対する給油能力も低下する可能性があった。
As another conventional example, FIG. 5 shows the structure of a rotary compressor as shown in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-156183. In this example, there is no
また、図6は特開昭55−19922に示された密閉形電動圧縮機のクランクシャフト5の長軸5aに開口している給油用の横穴10近傍の構成図である。尚、この給油用の横穴10はガスを排出する機能を兼ね備えている。
FIG. 6 is a structural view of the vicinity of the oil supply
本例では給油用の横穴10の近傍において、クランクシャフト5の長軸5aよりも半径が小さく構成されており、長軸受7に嵌挿した際に長軸5aと長軸受7との間に環状の領域12が形成される。
このように、環状の領域12を形成し、給油用の横穴10が環状の領域12内に開口している為、給油用の横穴10から吐出されたガス及び潤滑油はいったん環状の領域12に溜まり、環状の領域12内でガスと潤滑油との比重差によってガスは上方へ、潤滑油は下方へ移動する。上方へ移動したガスは長軸受7とクランクシャフト5の長軸5aとの隙間をから密閉容器1内へ放出される。一方、下方へ移動した潤滑油は長軸受7とクランクシャフト5との間に給油される。
しかし、給油用の横穴10が環状の領域12内に開口している為、遠心力による強制的なガスの排出は期待できない。従って、ガス抜き用の横穴11を直接密閉容器1内に連通させた図3の従来例よりもガスを排出する能力は劣り、結果として長軸5a、短軸5b、偏心軸5cに対する給油能力も低下する。
In this example, the radius is configured to be smaller than the
In this way, the
However, since the
この発明は、上述したような問題点を解消する為なされたもので、クランクシャフト5の回転に伴う遠心力を利用して強制的にガスを排出する方法を採用し、且つクランクシャフト5の仕上げ加工時の真円度の悪化を防止できる圧縮機を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and employs a method of forcibly discharging gas by utilizing centrifugal force accompanying rotation of the
電動要素と、電動要素の駆動力によって駆動される圧縮要素と、軸受に回転可能なようにように嵌挿され、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達する軸とを有する圧縮機であって、軸は、一端を開口し、長手方向に沿って穿設された穴と、軸受に接触する箇所の直径と異なる直径を有する環状の逃がし領域と、逃がし領域内に開口し、穴から逃がし領域まで連通する連通穴とを備え、逃がし領域が軸受に嵌挿されないものである。 A compressor having an electric element, a compression element that is driven by a driving force of the electric element, and a shaft that is rotatably inserted into a bearing and that transmits the driving force of the electric element to the compression element. The shaft has an opening at one end and a hole drilled along the longitudinal direction, an annular relief region having a diameter different from the diameter of the portion contacting the bearing, an opening in the relief region, and a relief region from the hole And the relief area is not fitted into the bearing.
また、軸は、軸受に接触する箇所内に、穴から連通するように穿設され潤滑油を給油する給油穴を備え、連通穴の面積は給油穴の面積と同じ若しくはそれ以上の大きさである。 Further, the shaft is provided with an oil supply hole which is drilled so as to communicate with the bearing in a place contacting the bearing, and the area of the communication hole is equal to or larger than the area of the oil supply hole. is there.
電動要素と、電動要素の駆動力によって駆動される圧縮要素と、軸受に回転可能なようにように嵌挿され、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達する軸とを有する圧縮機であって、軸は、一端を開口し、長手方向に沿って穿設された穴と、軸受に接触する箇所の直径と異なる直径を有する環状の逃がし領域と、逃がし領域内に開口し、穴から逃がし領域まで連通する連通穴とを備え、逃がし領域が軸受に嵌挿されないものであるので、クランクシャフトの研削仕上げ加工において長軸は全周にわたり研磨面積が均等となって真円度が良好に加工できる。 A compressor having an electric element, a compression element that is driven by a driving force of the electric element, and a shaft that is rotatably inserted into a bearing and that transmits the driving force of the electric element to the compression element. The shaft has an opening at one end and a hole drilled along the longitudinal direction, an annular relief region having a diameter different from the diameter of the portion contacting the bearing, an opening in the relief region, and a relief region from the hole Since the relief area is not inserted into the bearing, the long shaft has a uniform polishing area over the entire circumference and can be processed with good roundness. .
また、軸は、軸受に接触する箇所内に、穴から連通するように穿設され潤滑油を給油する給油穴を備え、連通穴の面積は給油穴の面積と同じ若しくはそれ以上の大きさであるので、ガス抜き用の横穴に潤滑油が付着する等の要因によりガス抜き用の横穴のガスを放出する機能が低下することを回避することできる。 Further, the shaft is provided with an oil supply hole which is drilled so as to communicate with the bearing in a place contacting the bearing, and the area of the communication hole is equal to or larger than the area of the oil supply hole. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the function of releasing the gas in the degassing horizontal hole due to factors such as adhesion of lubricating oil to the degassing horizontal hole.
実施の形態1.
図1は本発明の本実施の形態によるロータリ圧縮機の構造を示す断面図、図2(a)は図1におけるクランクシャフト5の拡大図、図2(b)は図2(a)のクランクシャフト5の長軸5aの部分断面図である。
図において、1は後述する電動要素2と圧縮要素3とを有し、底部に圧縮要素3を潤滑するための潤滑油(図示せず)が封入された密閉容器、2は後述するクランクシャフト5がロータ嵌挿部(図示せず)に固く嵌挿してクランクシャフト5に回転を与える電動機ロータ2aを有する電動要素、3は後述するシリンダ4、クランクシャフト5、ローリングピストン6、長軸受7、短軸受8とから構成され、電動要素2の回転力としての駆動力によって駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素、4はローリングピストン6の回転により冷媒ガスを圧縮するシリンダ、5は互いに同軸に加工された長軸5a、短軸5bと、両者に挟まれそれらに平行に軸心が偏心した偏心軸5c、長軸5aの一部が長軸5aの仕上げ面、即ち長軸受7と接触する箇所よりも直径が一段小さい逃がし領域5dを有し、後述する軸受けとしての長軸受7及び短軸受8に回転可能なように嵌挿され、電動要素2の駆動力によって回転するクランクシャフト、6はクランクシャフト5の偏心軸5cに嵌挿され、クランクシャフト5と共に回転するローリングピストン、7はクランクシャフト5の長軸5aが回転自在に嵌挿される長軸受、8はクランクシャフト5の短軸5bが回転自在に嵌挿される短軸受であり、長軸受7及び短軸受8は上下一対の軸受を構成をしている。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a rotary compressor according to this embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is an enlarged view of a
In the figure, 1 has an
9はクランクシャフト5は短軸5bの一端に開口した縦穴、10は長軸5a、短軸5b、偏心軸5c内において縦穴9より夫々長軸受7、短軸受8、シリンダ4との接触する箇所まで連通するように穿設された複数の給油用の横穴、11は開口端が逃がし領域5d内に開口する位置においてクランクシャフト5の縦穴9内より長軸5aの外径方向へ向かい密閉容器1内へ連通するガス抜き用の横穴である。
9 is a vertical hole opened at one end of the
尚、クランクシャフト5は電動要素2の駆動力を圧縮要素3に伝達する役目を果たしている。
尚、クランクシャフト5を長軸受7に嵌挿した際、逃がし領域5dは長軸受7に嵌挿されず、即ち上軸受7から突出するようになっている。
尚、ロータ嵌挿部と長軸受7は概ね同一直径となっている。
尚、ガス抜き用の横穴11の面積は複数の給油用の横穴10の何れよりも面積が同一または大であることを特徴としている。
The
When the
The rotor insertion portion and the
In addition, the area of the
次に、図1を用いて動作について説明する。
まず、電動要素2によりクランクシャフト5が回転する。
次に、クランクシャフト5、即ちローリングピストン6の回転によってシリンダ4内で冷媒ガスの圧縮が行われる。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
First, the
Next, the refrigerant gas is compressed in the
このとき、密閉容器1の底部に封入された潤滑油は、クランクシャフト5の縦穴9内に生ずる回転に伴う水頭により、クランクシャフト5内の縦穴9内を上昇し、長軸5a、短軸5b、偏心軸5cに各々連通した給油用の横穴10から長軸受7、短軸受8、ローリングピストン6の内径部へ供給される。
At this time, the lubricating oil sealed in the bottom of the
また、潤滑油と共に縦穴9を上昇したガスは縦穴9の最上部まで達する。本実施の形態では、ガス抜き用の横穴11をクランクシャフト5の回転軸に対して直交する方向に設けてある為、最上部まで達したガスはクランクシャフト5の回転により生ずる遠心力により強制的にガス抜き用の横穴11を通して密閉容器1内に放出される。
Further, the gas that has moved up the
次に、図2を用いてクランクシャフト5の構成について説明する。
クランクシャフト5は、図2(a)に示すように上部より長軸5a、偏心軸5c、短軸5b、更に長軸5aの一部が長軸5aの仕上げ面よりも直径が一段小さい逃がし領域5dから構成されている。また、縦穴9の上部には、縦穴9から逃がし領域5d内まで連通するようにガス抜き用の横穴11が穿設されている。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2 (a), the
図2(b)にクランクシャフト5の長軸5aの部分断面図を示す。上述したように、ガス抜き用の横穴11が逃がし領域5d内に開口している為、長軸5aを研削仕上げする際の研磨面圧は全周にわたり均一になる。つまり、図中のC−Cの箇所において真円度が悪化したとしても、A−A、B−B及びD−D、E−Eの各箇所には影響が及ばず、その結果A−A、B−B及びD−D、E−Eの各断面の真円度は良好に保たれることとなる。
FIG. 2B shows a partial cross-sectional view of the
尚、本実施の形態においてクランクシャフト5は縦方向になっているが、同様の機構でクランクシャフト5が水平乃至斜めである形態を除外するものではない。また、例えば電動要素2が圧縮要素3より下方にあるものなど類似の機能を異なる機構に於いて達成しているものを除外するものではない。
In the present embodiment, the
尚、本実施の形態において、圧縮機の種類としてロータリ圧縮機を用いて説明したが、ロータリ圧縮機に限定するものではなく、スクロール圧縮機など他の種類の圧縮機に対しても適応可能であることは言うまでもない。
尚、本実施の形態において、逃がし領域5dをクランクシャフト5の長軸5aの仕上げ面よりも直径を一段小さくして設けたが、直径を一段大きくして設けても構わない。
In this embodiment, the description has been made using the rotary compressor as the type of the compressor. However, the present invention is not limited to the rotary compressor, and can be applied to other types of compressors such as a scroll compressor. Needless to say.
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態におけるロータリ圧縮機は上述したように、クランクシャフト5の長軸5a直径よりも一段小さい逃がし領域5dを設け、口径の大きいガス抜き用の横穴11を縦穴9と逃がし領域5dとを連通するように設けたので、クランクシャフト5の研削仕上げ加工において長軸5aは全周にわたり研磨面積が均等となって真円度が良好に加工できる。
Thus, as described above, the rotary compressor in the present embodiment is provided with the
更に、本実施の形態ではガス抜き用の横穴11の面積は給油用の横穴10の何れよりも面積が同一または大であるので、本実施の形態の圧縮機を冷媒圧縮機として用いる場合で、且つ冷媒との相互溶解性の小さい潤滑油を用いる場合でも、ガス抜き用の横穴11に潤滑油が付着する等の要因によりガス抜き用の横穴11のガスを放出する機能が低下することを回避することでき、軸受への十分な給油が可能となる。
即ち、ガス抜き用の横穴11の径を大きく取ることができる本実施の形態の圧縮機をハイドロフルオロカーボン(HFC)系の冷媒圧縮機として用いる場合で、且つアルキルベンゼン系の相互溶解性の小さい潤滑油を用いた場合においては、ガス抜き用の横穴11に潤滑油が付着し、冷媒ガスが除去されにくい等の要因によりガス抜き用の横穴11の機能が低下することを防止することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the area of the degassing
That is, when the compressor of the present embodiment that can increase the diameter of the degassing
また、今まではアルキルベンゼンに比べ潤滑性や安定性の面で劣り、HFC冷媒との組み合わせにおいて相互溶解性のあるエステル系、エーテル系等の潤滑油を用い、冷媒回路中に水分を捕捉する装置を設置していたが、本実施の形態の圧縮機を用いることにより潤滑性、安定性の面で優れたアルキルベンゼンを潤滑油として用いることができ、圧縮機の信頼性を向上することができる。また、水分を捕捉する装置が必要なくなり、圧縮機の信頼性向上及びコスト削減を図ることができる。 Up to now, it is inferior in terms of lubricity and stability compared to alkylbenzene, and uses an ester-based or ether-based lubricating oil that is mutually soluble in combination with an HFC refrigerant to trap moisture in the refrigerant circuit. However, by using the compressor of the present embodiment, alkylbenzene excellent in lubricity and stability can be used as the lubricating oil, and the reliability of the compressor can be improved. In addition, an apparatus for capturing moisture is not necessary, and the reliability of the compressor can be improved and the cost can be reduced.
また、本実施の形態において、逃がし領域5dをクランクシャフト5の長軸5aの仕上げ面よりも直径を一段大きくして設けた場合は、逃がし領域5dの強度が増し、より口径の大きいガス抜き用の横穴11を設けることができ、更に効率の良いガス抜きを実現することができる。
Further, in this embodiment, when the
また、従来例の図6のようにガス抜き用の横穴11が給油用の横穴10の機能を兼ねておらず、その為ガスと潤滑油とを分離する為の環状の環状の領域12の形成が必要なくなり、即ち、ガス抜き用の横穴11及び逃がし領域とを長軸受7に嵌挿する必要が無くなり、ガス抜き用の横穴11は密閉容器1内へ開放されることとなる。よって、クランクシャフト5の回転によって生じる遠心力による強制的なガスの排出が行われ、より効率的にガスを密閉容器1内へ吐出することができる。
Further, as shown in FIG. 6 of the conventional example, the
1 密閉容器、2 電動要素、2a 電動機ロータ、3 圧縮要素、5 クランクシャフト、5a 長軸、5b 短軸、5c 偏心軸、5d 逃がし領域、5f 真円度悪化領域、6 ローリングピストン、7 長軸受、8 短軸受、9 縦穴、10 給油用の横穴、11 ガス抜き用の横穴、12 環状の領域。
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