JP6206426B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
クランク軸は、主軸部と偏芯軸部と副軸部とからなり、クランク軸の偏芯軸部には、ローリングピストンが嵌合されている。圧縮機構部は、シリンダとローリングピストンと軸受とからなる。シリンダには、内部空間であるシリンダ室が設けられ、そのシリンダ室に、クランク軸の偏芯軸部とローリングピストンとが収納されている。ローリングピストンの外径の外周面とシリンダのシリンダ室の内径の内周面にて、作動室が形成される。クランク軸は、電動機構部によって、回転させられるとともに、偏芯軸部も偏芯回転させられ、偏芯軸部に嵌合させたローリングピストンは、シリンダのシリンダ室にて偏芯回転する。ローリングピストンの偏芯回転によって、シリンダとローリングピストンとが形成する作動室は、その容積を変化させ、作動室に吸入した冷媒を圧縮する。
なお、軸受は、シリンダに取り付けられ、クランク軸を支持する。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における密閉型の回転圧縮機を示す縦方向すなわちクランク軸の半径方向から見た断面図である。図2は、図1の圧縮機構部を拡大した図であり、図3は、図1のX−X’すなわちクランク軸の軸方向と直角な平面にて切断し軸方向から見た図、すなわち圧縮機構部を上面から見た断面図である。
また、図4では、偏心軸部43に突出部44を設けた例で説明しているが、ローリングピストン32側に逃がし部あるいは突出部を設けても、ローリングピストン32の内径の内周面および偏心軸部43の径方向の外周面に、摺動面と非摺動面を設けることができ、さらに、ローリングピストン32の内径の内周面と偏心軸部43の径方向の外周面との間に、数ミリ程度のクリアランスの隙間を形成することが可能である。
なお、図4、5では、偏心軸部43の外周面Eを傾斜した平面とした例で説明したが、下軸受34の偏心軸部43側の平面に、逃がし部が設けられている構成であっても、構わない。下軸受34の偏芯軸部43側の平面および偏芯軸部43の下軸受34側の平面に、摺動面と非摺動面を設けることができ、下軸受34の偏芯軸部43側の平面と偏芯軸部43の下軸受34側の平面との間に、隙間を形成することができる。
なお、図5は、図4のクランク軸4を副軸部42側から見た図である。
偏心軸部43の軸方向の外周面の上面も、下面同様、偏心軸部43の外周面Gを傾斜した平面とした例で説明したが、上軸受33の偏心軸部43側の平面に、逃がし部が設けられている構成であっても、構わない。上軸受33の偏芯軸部43側の平面および偏芯軸部43の上軸受33側の平面に、非摺動面を設けることができ、上軸受33の偏芯軸部43側の平面と偏芯軸部43の上軸受33側の平面との間に、隙間を形成することができる。
なお、切欠き49は、給油穴50をローリングピストン32の内径の内周面が閉塞して、冷凍機油の供給を阻害しないように設けられている。
図10は、偏芯軸部43の偏芯量を拡大したときの状況を示す図であり、(a)は偏芯量を拡大する前の偏芯量が小さい場合を示すものであり、(b)は(a)のシリンダ室36の大きさは変えず、すなわちシリンダ31の径方向の内周面の位置を変えず、クランク軸4の基準線L、M、Nを直線上に並ぶような構成で、偏芯軸部43の偏芯量を拡大した後の偏芯量が大きくなった場合を示すものである。
基準線L、M、Nは、偏芯軸部43の中心と主軸部41、副軸部42の中心を結ぶ直線が、主軸部41、副軸部42、偏芯軸部43の反偏芯方向の外周面と交わった点を結んで出来る線である。
偏芯軸部43の基準線Mと、主軸部41および副軸部42の基準線L、基準線Nと、が、直線上に並ぶような構成としたが、直線上に並ばない構成では、主軸部41あるいは副軸部42から挿入した円筒状のローリングピストン32が偏芯軸部43まで挿入できず、ローリングピストン32が偏芯軸部43に組み付けられない。よって、ローリングピストン32をクランク軸4に組み付けるためには、各軸部の反偏芯方向の外周面の基準線L、基準線M、基準線Nを直線上に並ぶように構成する必要がある。
なお、図11はクランク軸4を副軸側から見た図であり、図12はクランク軸4を径方向から見た図である。
偏芯軸部43の偏芯方向に設けた給油穴では、冷凍機油は、クランク軸4の回転による遠心力(Fa)により、給油穴内を給油路45から偏芯軸部43の偏芯方向の外周面まで移送され、その外周面に排出される。一方、ローリングピストン32がシリンダ室すなわち作動室に吸入した冷媒ガスを圧縮したとき、圧縮された冷媒ガスが元に戻ろうと膨張する反発力(Fb)が、ローリングピストン32に加えられる。ローリングピストン32に加えられた冷媒の反発力が、ローリングピストン32を介して、ローリングピストン32と偏芯軸部43との間の油膜や偏芯軸部43の偏芯方向の外周面に加えられる。油膜すなわち冷凍機油に加えられた力は、そのまま、給油穴の冷凍機油に伝わり、給油穴に沿って、偏芯軸部43の偏芯方向の外周面から給油路45に向かう力、すなわち、クランク軸4の遠心力とは反対方向に働く力となる。その力により、冷凍機油は、偏芯軸部43の偏芯方向の外周面への排出が妨げられたり、給油路45に押し戻されたりする。
特に、給油路が長い場合には、これらの現象は顕著である。偏芯方向に設けた給油穴内の冷凍機油が、その開口部と給油路45との間を流れない状態や往復する状態となり、開口部から排出されない現象が生じる。また、排除容積を拡大や圧縮機構部の回転数増加などで、冷媒ガスの反発力が大きくなった場合には、これらの現象も、さらに顕著となる。これにより、偏芯方向に給油穴から給油されず、冷凍機油が枯渇し、摺動箇所が損傷する。
その一方、圧縮された冷媒ガスの反発力が大きく、ローリングピストン32と偏芯軸部43との間の油膜や偏芯軸部43の偏芯方向の給油穴の冷凍機油に大きな力が伝搬される条件では、給油穴50が、給油路45を挟んで対向する偏芯方向の給油穴の冷凍機油を吸収し、冷凍機油の排出を阻害する。したがって、さらに、給油が途切れやすく、枯渇しやすい。
また、給油穴53は、ローリングピストン32の内径の内周面と偏心軸部43の外周面Bとが形成する第2の隙間67に開口される構成となり、その隙間67に冷凍機油を排出できる。
冷凍機油は、クランク軸4の回転による遠心力によって、給油路45から開口部56に移送される。
また、給油穴54は、ローリングピストン32の内径の内周面および偏心軸部43の外周面Cが形成する第2の隙間68に開口される構成となり、その隙間68に冷凍機油を排出できる。
冷凍機油は、クランク軸4の回転による遠心力によって、給油路45から開口部57に移送される。
これにより、開口部58は、下軸受34の偏芯軸部43側の平面と偏芯軸部43の外周面Eとの間に形成される第1の隙間65に開口される構成となり、その隙間65に冷凍機油を排出できる。開口部59は、上軸受33の偏芯軸部43側の平面と偏芯軸部43の外周面Gとの間に形成される第1の隙間66に開口される構成となる。その隙間66に冷凍機油を排出できる。
給油穴50と給油穴55の関係には設定はなく、例えば、同径であっても構わない。
また、給油穴53、54の冷凍機油が給油路60、61内を流れない状態や往復状態となったとしても、給油路60、61内の冷凍機油は、給油穴55に流入し、開口部58、59から排出されるので、冷凍機油が給油路60、61内を流れなくなることなく、冷凍機油の供給が可能である。
また、ローリングピストンとベーンとが別体となったものについて、説明したが、ローリングピストンとベーンとが一体となったものであっても、その効果は変わらない。同様の作用と効果が得られる。
また、軸方向の給油穴も給油穴55だけではなく、複数設けても構わない。複数設けた場合でも、同様の効果を得ることができる。
また、給油穴55の給油路62、63、64も、その始端から終端まで同一径である必要はない。給油路62、63、64が異なる径であっても構わない。
Claims (8)
- 密閉容器内に、冷凍機油を貯留するとともに、圧縮機構部を収納した密閉型圧縮機であって、
前記圧縮機構部は、
前記冷凍機油を吸い上げる給油路と偏芯軸部とを有するクランク軸と、
前記偏芯軸部を収納しシリンダ室を有するシリンダと、
前記シリンダ室を閉塞するとともに、前記クランク軸を支持する軸受と、
前記偏芯軸部に装着され円筒状のピストンと、を備え、
前記偏芯軸部は、
前記クランク軸の給油路と連通し前記偏芯軸部の偏芯方向の外周面に開口部を有する第1の給油穴と、
前記クランク軸の給油路と連通し前記偏芯軸部の偏芯方向とは反対方向の外周面に開口部を有する第3の給油穴と、を備え、
前記第1の給油穴は、前記偏芯軸部の軸方向の外周面と前記第3の給油穴との間に設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。 - 前記偏芯軸部は、前記第1の給油穴と連通し前記偏芯軸部の軸方向の外周面に開口部を有する第2の給油穴を備えたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記圧縮機構部は、前記軸受のシリンダ側の外周面と前記偏芯軸部の軸方向の外周面との間に第1の隙間を備え、
前記第2の給油穴は、前記第1の隙間に開口したことを特徴とする請求項2に記載の密閉型圧縮機。 - 前記圧縮機構部は、前記ピストンの内周面と前記偏芯軸部の径方向の外周面との間に第2の隙間を備え、
前記第1の給油穴は、前記第2の隙間に開口したことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の密閉型圧縮機。 - 前記第1の給油穴は、径方向に複数設けられ、前記第2の給油穴にて、互いに連通していることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
- 前記第1の給油穴の前記偏芯軸部の径方向と直角方向の断面積は、前記第2の給油穴の前記偏芯軸部の軸方向と直角方向の断面積以下であることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
- 前記第1の給油穴は、径方向に複数設けられたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記第1の給油穴の前記偏芯軸部の径方向と直角方向の断面積は、前記第3の給油穴の前記偏芯軸部の径方向と直角方向の断面積よりも、小さいことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
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