JP6614268B2

JP6614268B2 - ロータリ圧縮機

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Publication number: JP6614268B2
Application number: JP2018076929A
Authority: JP
Inventors: 修平星野
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2038-04-12
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Description

本発明は、ロータリ圧縮機に関する。

ロータリ圧縮機としては、圧縮機筐体の下部に溜められた潤滑油を、回転軸の内部の給油縦孔から吸い上げ、給油縦孔に連通する給油横孔から圧縮部等の摺動部分へ供給する構造が知られている。このような構造では、潤滑油によって、摺動部分の潤滑性を確保すると共に、圧縮部のシリンダ内がシールされている。

回転軸の内部の給油縦孔を通して潤滑油を供給する場合、給油縦孔内に働く、いわゆる遠心ポンプの作用により、回転軸の下端から、給油縦孔に沿って給油横孔まで潤滑油を吸い上げている。このようなものには、給油横孔から摺動部分へ供給された潤滑油が、回転軸の外周面に沿って下方へ流れることにより、副軸受部の摺動部分へ潤滑油を供給するものがある。

関連技術のロータリ圧縮機には、回転軸の内部の給油縦孔に加え、回転軸の外周面に螺旋状に設けられた給油溝によって摺動部分へ潤滑油を供給するものがある。回転軸の給油溝に沿って潤滑油を給油する場合、副軸受部の内周面と回転軸の外周面との間に存在する潤滑油の粘性を利用した、いわゆる粘性ポンプの作用により、回転軸の給油溝に沿って潤滑油を吸い上げている。

特開平１０−４７２８１号公報

回転軸の給油縦孔を通して潤滑油を供給するとき、回転軸の軸径が小さい場合や、回転軸の回転速度が低速で運転される場合には、回転軸の給油縦孔の中の潤滑油に生じる遠心力が小さくなるので、給油縦孔及び給油横孔を通して供給する潤滑油が減る傾向にある。この場合、圧縮部及び軸受部の摺動部分において潤滑油の供給量が低下するおそれがある。また、潤滑油によってシールされる圧縮部のシリンダ内のシール性が乏しくなり、圧縮中のガスが、圧縮室から吸入室へ漏れることで、ロータリ圧縮機の性能の低下を招く。また、回転軸に給油溝を設けるだけでは、潤滑油の供給量の低下を補えない。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、摺動部分へ潤滑油を安定的に供給することができるロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

本願の開示するロータリ圧縮機の一態様は、冷媒の吐出部及び吸入部が設けられ下部に潤滑油が貯留される密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の下部に配置され前記吸入部から吸入された冷媒を圧縮し前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体の上部に配置され前記圧縮部を駆動するモータとを有し、前記圧縮部は、環状のシリンダと、前記シリンダの上側を閉塞する上端板と、前記シリンダの下側を閉塞する下端板と、前記上端板に設けられた主軸受部と、前記下端板に設けられた副軸受部と、前記主軸受部及び前記副軸受部に支持されて前記モータにより回転される回転軸と、前記回転軸の偏心部に嵌合され前記シリンダの内周面に沿って公転し前記シリンダ内にシリンダ室を形成する環状のピストンと、を備えるロータリ圧縮機において、前記回転軸の下端から前記潤滑油を吸い上げる第１給油経路と、前記副軸受部の下端から前記潤滑油を吸い上げる第２給油経路と、を有し、前記第１給油経路として前記回転軸の内部には、前記回転軸の下端から軸方向に延びる給油縦孔と、前記給油縦孔と交差する方向へ延びる給油横孔と、を有し、前記第２給油経路として前記副軸受部の軸穴の内周面には、前記潤滑油を前記軸穴の下端から上端へ供給する螺旋状の給油溝が形成され、前記給油溝が、前記回転軸の回転方向に対して傾斜し、かつ、前記回転軸の回転方向において前記軸穴の下端から前記上端に向かって延びている。

本願の開示するロータリ圧縮機の一態様によれば、摺動部分へ潤滑油を安定的に供給することができる。

図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。図３は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部の要部を説明するための縦断面図である。図４は、実施例のロータリ圧縮機の回転軸を説明するための縦断面図である。図５Ａは、実施例のロータリ圧縮機の副軸受部の給油溝を説明するための縦断面図である。図５Ｂは、実施例のロータリ圧縮機の副軸受部の給油溝を説明するための縦断面図である。図６は、実施例のロータリ圧縮機の副軸受部の軸穴の内周面を展開して示す模式図である。図７は、実施例のロータリ圧縮機の下端板の副軸受部を下方から見た平面図である。図８は、実施例のロータリ圧縮機の下端板の副軸受部を上方から見た平面図である。

以下に、本願の開示するロータリ圧縮機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示するロータリ圧縮機が限定されるものではない。

（ロータリ圧縮機の構成）
図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。

図１に示すように、ロータリ圧縮機１は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体１０内の下部に配置された圧縮部１２と、圧縮機筐体１０内の上部に配置され回転軸１５を介して圧縮部１２を駆動するモータ１１と、圧縮機筐体１０の外周面に固定され密閉された縦置き円筒状のアキュムレータ２５と、を備えている。

圧縮機筐体１０は、冷媒を吸入する上吸入管１０５及び下吸入管１０４を有しており、上吸入管１０５及び下吸入管１０４が圧縮機筐体１０の側面下部に設けられている。アキュムレータ２５は、吸入部としての上吸入管１０５及びアキュムレータ上湾曲管３１Ｔを介して上シリンダ１２１Ｔの上シリンダ室１３０Ｔ（図２参照）と接続され、吸入部としての下吸入管１０４及びアキュムレータ下湾曲管３１Ｓを介して下シリンダ１２１Ｓの下シリンダ室１３０Ｓ（図２参照）と接続されている。本実施例では、圧縮機筐体１０の周方向において、上吸入管１０５と下吸入管１０４の位置が重なっており、同一位置に位置する。

モータ１１は、外側に配置されたステータ１１１と、内側に配置されたロータ１１２と、を備えている。ステータ１１１は、圧縮機筐体１０の内周面に焼嵌めまたは溶接によって固定されている。ロータ１１２は、回転軸１５に焼嵌めによって固定されている。

回転軸１５は、下偏心部１５２Ｓの下方の副軸部１５１が、下端板１６０Ｓに設けられた副軸受部１６１Ｓに回転自在に支持され、上偏心部１５２Ｔの上方の主軸部１５３が上端板１６０Ｔに設けられた主軸受部１６１Ｔに回転自在に支持されている。回転軸１５には、上偏心部１５２Ｔと下偏心部１５２Ｓとが互いに１８０°の位相差をつけて設けられている。回転軸１５には、上偏心部１５２Ｔに上ピストン１２５Ｔが支持されており、下偏心部１５２Ｓに下ピストン１２５Ｓが支持されている。これによって、回転軸１５は、圧縮部１２全体に対して回転自在に支持されると共に、回転によって上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔを上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔに沿って公転運動させ、下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓを下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓに沿って公転運動させる。

圧縮機筐体１０内の下部には、圧縮部１２において摺動する上シリンダ１２１Ｔと上ピストン１２５Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓと下ピストン１２５Ｓ等の摺動部分の潤滑性を確保すると共に、上圧縮室１３３Ｔ（図２参照）及び下圧縮室１３３Ｓ（図２参照）をシール（封止）するための潤滑油１８が、圧縮部１２全体をほぼ浸漬する量だけ封入されている。圧縮機筐体１０の下側には、ロータリ圧縮機１全体を支持する複数の弾性支持部材（図示せず）を係止する取付脚３１０（図１参照）が固定されている。

図１に示すように、圧縮部１２は、上吸入管１０５及び下吸入管１０４から吸入された冷媒を圧縮し、後述する吐出管１０７から吐出する。図２に示すように、圧縮部１２は、上から、内部に中空空間が形成された膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔ、上端板１６０Ｔ、環状の上シリンダ１２１Ｔ、中間仕切板１４０、環状の下シリンダ１２１Ｓ、下端板１６０Ｓ及び平板状の下端板カバー１７０Ｓを積層して構成されている。圧縮部１２全体は、上下から略同心円上に配置された複数の通しボルト１７４，１７５及び補助ボルト１７６によって固定されている。

上シリンダ１２１Ｔには、円筒状の内周面１３７Ｔが形成されている。上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの内側には、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの内径よりも小さい外径の上ピストン１２５Ｔが配置されており、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔと上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する上圧縮室１３３Ｔが形成される。下シリンダ１２１Ｓには、円筒状の内周面１３７Ｓが形成されている。下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの内側には、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの内径よりも小さい外径の下ピストン１２５Ｓが配置されており、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓと下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する下圧縮室１３３Ｓが形成される。

図２に示すように、上シリンダ１２１Ｔは、外周部から、円筒状の内周面１３７Ｔの径方向における外周側へ張り出した上張出部１２２Ｔを有する。上張出部１２２Ｔには、上シリンダ室１３０Ｔから放射状に外方へ延びる上ベーン溝１２８Ｔが設けられている。上ベーン溝１２８Ｔ内には、上ベーン１２７Ｔが摺動可能に配置されている。下シリンダ１２１Ｓは、外周部から、円筒状の内周面１３７Ｓの径方向における外周側へ張り出した下張出部１２２Ｓを有する。下張出部１２２Ｓには、下シリンダ室１３０Ｓから放射状に外方へ延びる下ベーン溝１２８Ｓが設けられている。下ベーン溝１２８Ｓ内には、下ベーン１２７Ｓが摺動可能に配置されている。

上張出部１２２Ｔは、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの周方向に沿って、所定の範囲にわたって形成されている。下張出部１２２Ｓは、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの周方向に沿って、所定の範囲にわたって形成されている。上張出部１２２Ｔ及び下張出部１２２Ｓは、上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓの加工時に加工治具に固定するためのチャック用保持部として用いられる。上張出部１２２Ｔ及び下張出部１２２Ｓが加工治具に固定されることで、上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓが所定の位置に位置決めされる。

上張出部１２２Ｔには、外側面から上ベーン溝１２８Ｔと重なる位置に、上シリンダ室１３０Ｔに貫通しない深さで上スプリング穴１２４Ｔが設けられている。上スプリング穴１２４Ｔには上スプリング１２６Ｔが配置されている。下張出部１２２Ｓには、外側面から下ベーン溝１２８Ｓと重なる位置に、下シリンダ室１３０Ｓに貫通しない深さで下スプリング穴１２４Ｓが設けられている。下スプリング穴１２４Ｓには下スプリング１２６Ｓが配置されている。

また、上シリンダ１２１Ｔには、上ベーン溝１２８Ｔの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、上ベーン１２７Ｔに冷媒の圧力により背圧をかける上圧力導入路１２９Ｔが形成されている。また、下シリンダ１２１Ｓには、下ベーン溝１２８Ｓの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、下ベーン１２７Ｓに冷媒の圧力により背圧をかける下圧力導入路１２９Ｓが形成されている。

上シリンダ１２１Ｔの上張出部１２２Ｔには、上吸入管１０５と嵌合する上吸入孔１３５Ｔが設けられている。下シリンダ１２１Ｓの下張出部１２２Ｓには、下吸入管１０４と嵌合する下吸入孔１３５Ｓが設けられている。

図２に示すように、上シリンダ室１３０Ｔは、上側が上端板１６０Ｔで閉塞され、下側が中間仕切板１４０で閉塞されている。下シリンダ室１３０Ｓは、上側が中間仕切板１４０で閉塞され、下側が下端板１６０Ｓで閉塞されている。

上シリンダ室１３０Ｔは、上ベーン１２７Ｔが上スプリング１２６Ｔに押圧されて上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔに当接することによって、上吸入孔１３５Ｔに連通する上吸入室１３１Ｔと、上端板１６０Ｔに設けられた上吐出孔１９０Ｔに連通する上圧縮室１３３Ｔと、に区画される。下シリンダ室１３０Ｓは、下ベーン１２７Ｓが下スプリング１２６Ｓに押圧されて下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓに当接することによって、下吸入孔１３５Ｓに連通する下吸入室１３１Ｓと、下端板１６０Ｓに設けられた下吐出孔１９０Ｓに連通する下圧縮室１３３Ｓと、に区画される。

また、上吐出孔１９０Ｔは、上ベーン溝１２８Ｔに近接して設けられており、下吐出孔１９０Ｓは、下ベーン溝１２８Ｓに近接して設けられている。上圧縮室１３３Ｔ内で圧縮された冷媒は、上圧縮室１３３Ｔ内から上吐出孔１９０Ｔを通って吐出される。下圧縮室１３３Ｓ内で圧縮された冷媒は、下圧縮室１３３Ｓ内から下吐出孔１９０Ｓを通って吐出される。

図２に示すように、上端板１６０Ｔには、上端板１６０Ｔを貫通して上シリンダ１２１Ｔの上圧縮室１３３Ｔと連通する上吐出孔１９０Ｔが設けられている。上吐出孔１９０Ｔの出口側には、上吐出孔１９０Ｔの周囲に上弁座が形成されている。上端板１６０Ｔの上側（上端板カバー１７０Ｔ側）には、上吐出孔１９０Ｔの位置から上端板１６０Ｔの外周に向かって溝状に延びる上吐出弁収容凹部１６４Ｔが形成されている。

上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内には、リード弁型の上吐出弁２００Ｔ全体と、上吐出弁２００Ｔの開度を規制する上吐出弁押さえ２０１Ｔ全体とが収容されている。上吐出弁２００Ｔは、基端部が上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定されており、先端部が上吐出孔１９０Ｔを開閉する。上吐出弁押さえ２０１Ｔは、基端部が上吐出弁２００Ｔに重ねられて上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定されており、先端部が上吐出弁２００Ｔが開く方向へ湾曲して（反って）いて上吐出弁２００Ｔの開度を規制する。また、上吐出弁収容凹部１６４Ｔは、その幅が上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔの幅よりわずかに大きく形成されており、上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔを収容すると共に、上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔを位置決めしている。

下端板１６０Ｓには、下端板１６０Ｓを貫通して下シリンダ１２１Ｓの下圧縮室１３３Ｓと連通する下吐出孔１９０Ｓが設けられている。下吐出孔１９０Ｓの出口側には、下吐出孔１９０Ｓの周囲に環状の下弁座が形成されている。下端板１６０Ｓの下側（下端板カバー１７０Ｓ側）には、下吐出孔１９０Ｓの位置から下端板１６０Ｓの外周に向かって溝状に延びる下吐出弁収容凹部１６４Ｓが形成されている（図３参照）。

下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内には、リード弁型の下吐出弁２００Ｓ全体と、下吐出弁２００Ｓの開度を規制する下吐出弁押さえ２０１Ｓ全体とが収容されている。下吐出弁２００Ｓは、基端部が下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内に下リベット２０２Ｓにより固定されており、先端部が下吐出孔１９０Ｓを開閉する。下吐出弁押さえ２０１Ｓは、基端部が下吐出弁２００Ｓに重ねられて下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内に下リベット２０２Ｓにより固定されており、先端部が下吐出弁２００Ｓが開く方向へ湾曲して（反って）いて下吐出弁２００Ｓの開度を規制する。また、下吐出弁収容凹部１６４Ｓは、その幅が下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓの幅よりわずかに大きく形成されており、下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓを収容すると共に、下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓを位置決めしている。

また、互いに密着固定された上端板１６０Ｔと、膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔとの間には、上端板カバー室１８０Ｔが形成される。互いに密着固定された下端板１６０Ｓと平板状の下端板カバー１７０Ｓとの間には、下端板カバー室１８０Ｓ（図１参照）が形成される。圧縮部１２には、図１に示すように、下端板１６０Ｓ、下シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、上端板１６０Ｔ及び上シリンダ１２１Ｔを貫通し下端板カバー室１８０Ｓと上端板カバー室１８０Ｔとを連通する冷媒通路孔１３６が設けられている。

下吐出室凹部１６３Ｓは、下吐出弁収容凹部１６４Ｓに連通されている。下吐出室凹部１６３Ｓは、下吐出弁収容凹部１６４Ｓの下吐出孔１９０Ｓ側に重なるように、下吐出弁収容凹部１６４Ｓの深さと同じ深さに形成されている。下吐出弁収容凹部１６４Ｓの下吐出孔１９０Ｓ側は、下吐出室凹部１６３Ｓに収容されている。冷媒通路孔１３６は、下吐出室凹部１６３Ｓ及び下吐出室凹部１６３Ｓと連通する位置に配置されている。

また、下端板１６０Ｓの下面（下端板カバー１７０Ｓとの当接面）には、下吐出室凹部１６３Ｓ及び下吐出弁収容凹部１６４Ｓが形成された領域以外の領域に、通しボルト１７５等が通される複数のボルト孔１３８が設けられている。

冷媒通路孔１３６は、上吐出室凹部１６３Ｔ及び上吐出室凹部１６３Ｔと連通する位置に配置されている。上端板１６０Ｔに形成された上吐出室凹部１６３Ｔ及び上吐出弁収容凹部１６４Ｔについても、下端板１６０Ｓに形成された下吐出室凹部１６３Ｓ及び下吐出弁収容凹部１６４Ｓと同様の形状に形成されている。上端板カバー室１８０Ｔは、上端板カバー１７０Ｔのドーム状の膨出部１８１と上吐出室凹部１６３Ｔと上吐出弁収容凹部１６４Ｔとによって形成されている。

以下に、回転軸１５の回転による冷媒の流れを説明する。上シリンダ室１３０Ｔ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の上偏心部１５２Ｔに嵌合された上ピストン１２５Ｔが、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔに沿って公転することにより、上吸入室１３１Ｔが容積を拡大しながら上吸入管１０５から冷媒を吸入し、上圧縮室１３３Ｔが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が上吐出弁２００Ｔの外側の上端板カバー室１８０Ｔの圧力より高くなると、上吐出弁２００Ｔが開いて上圧縮室１３３Ｔから上端板カバー室１８０Ｔへ冷媒が吐出される。上端板カバー室１８０Ｔに吐出された冷媒は、上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔ（図１参照）から圧縮機筐体１０内に吐出される。

また、下シリンダ室１３０Ｓ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の下偏心部１５２Ｓに嵌合された下ピストン１２５Ｓが、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓに沿って公転することにより、下吸入室１３１Ｓが容積を拡大しながら下吸入管１０４から冷媒を吸入し、下圧縮室１３３Ｓが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が下吐出弁２００Ｓの外側の下端板カバー室１８０Ｓの圧力より高くなると、下吐出弁２００Ｓが開いて下圧縮室１３３Ｓから下端板カバー室１８０Ｓへ冷媒が吐出される。下端板カバー室１８０Ｓに吐出された冷媒は、冷媒通路孔１３６及び上端板カバー室１８０Ｔを通って上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔから圧縮機筐体１０内に吐出される。

圧縮機筐体１０内に吐出された冷媒は、ステータ１１１外周に設けられた上下に連通する切欠き（図示せず）、又はステータ１１１の巻線部の隙間（図示せず）、又はステータ１１１とロータ１１２との隙間１１５（図１参照）を通ってモータ１１の上方に導かれ、圧縮機筐体１０の上部に配置された吐出部としての吐出管１０７から吐出される。

（ロータリ圧縮機の特徴的な構成）
次に、実施例のロータリ圧縮機１の特徴的な構成について説明する。本実施例は、圧縮機筐体１０内の下部に貯留された潤滑油１８を吸い上げて摺動部分へ供給する給油構造が特徴に含まれる。図３は、実施例のロータリ圧縮機１の圧縮部１２の要部を説明するための縦断面図である。図３に示すように、本実施例では、圧縮機筐体１０内の下部に貯留された潤滑油１８が、回転軸１５が有する後述の給油縦孔１５５から吸い上げられる（第１給油構造）と共に、下端板１６Ｓの副軸受部１６１Ｓが有する後述の給油溝１６６に沿って吸い上げられる（第２給油構造）。

（回転軸の給油構造）
図４は、実施例のロータリ圧縮機１の回転軸１５を説明するための縦断面図である。図３及び図４に示すように、回転軸１５の内部には、回転軸１５の下端から上端まで貫通する給油縦孔１５５が、回転軸１５の軸方向に沿って形成されている。また、回転軸１５には、第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃが給油縦孔１５５にそれぞれ連通して形成されている。第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃは、回転軸１５の径方向に沿って延びており、給油縦孔１５５から回転軸１５の外周面まで貫通されている。

第１給油横孔１５６ａは、主軸部１５３の、上偏心部１５２Ｔに隣接する位置に設けられている。第２給油横孔１５６ｂは、回転軸１５の周方向において、上偏心部１５２Ｔとは反対側に、上偏心部１５２Ｔに対向して設けられている。第３給油横孔１５６ｃは、回転軸１５の周方向において、下偏心部１５２Ｓとは反対側に、下偏心部１５２Ｓに対向して設けられている。

給油縦孔１５５は、回転軸１５が回転した際の遠心力によって生じる、いわゆる遠心ポンプの作用で、回転軸１５の下端から潤滑油１８を吸い上げる。給油縦孔１５５の下端から上端まで吸い上げられた潤滑油１８は、回転軸１５の主軸部１５３の上端から、回転軸１５の外周面へ溢れ出て、回転軸１５の外周面に沿って下方へ流れることで、主軸受部１６１Ｔ及び主軸受部１６１Ｔの下方の摺動部分にそれぞれ供給される。

本実施例における回転軸１５には、第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃが、主軸部１５３、上偏心部１５２Ｔ、下偏心部１５２Ｓのみに設けられており、副軸部１５１に給油横孔が設けられていない。つまり、第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃは、回転軸１５が回転したときに後述する給油溝１６６に対向する位置を除く位置に設けられている。本実施例によれば、後述の給油溝１６６が吸い上げる潤滑油１８によって副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１が常に潤滑されるので、副軸部１５１に給油横孔を形成することを省くことが可能となり、この給油横孔に伴う副軸部１５１の機械的強度の低下が抑えられる。

（下端板の副軸受部の給油構造）
図５Ａ及び図５Ｂは、実施例のロータリ圧縮機１の副軸受部１６１Ｓの給油溝１６６を説明するための縦断面図である。図６は、実施例のロータリ圧縮機１の副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の内周面を展開して示す模式図である。説明の便宜上、図６では、軸穴１６１Ｓ１が有する円筒状の内周面を、平面上に広げて示している。

図５Ａ及び図５Ｂ、図６に示すように、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の内周面には、潤滑油１８を軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａから上端１６１Ｓｂへ吸い上げて供給する螺旋状の給油溝１６６が形成されている。回転軸１５が回転方向Ｒへ回転するとき、副軸受部１６１Ｓは、回転軸１５の回転方向Ｒと逆方向へ相対的に回転するように見える。ここでは、副軸受部１６１Ｓの回転方向を基準とせずに、回転軸１５の回転方向Ｒを基準として見たとき、回転方向Ｒに対して給油溝１６６が傾斜する向きを説明する。

給油溝１６６は、図６に示すように、回転軸１５の回転方向Ｒに対して傾斜し、かつ、回転軸１５の回転方向Ｒにおいて軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａから上端１６１Ｓｂに向かって延びている。言い換えれば、給油溝１６６は、回転軸１５まわりに、いわゆる螺旋状に形成されている。給油溝１６６内の潤滑油１８は、給油溝１６６内で生じる潤滑油１８の粘性を利用した粘性ポンプの作用により、給油溝１６６内に沿って、軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａから上端１６１Ｓｂへ吸い上げられる。このように粘性ポンプの作用で潤滑油１８を吸い上げる給油溝１６６は、給油縦穴１５５での遠心ポンプの作用とは異なり、回転軸１５の回転数の影響を受けずに潤滑油１８を吸い上げるので、回転軸１５の軸径が小さい場合や、回転軸１５の回転速度が低速で運転される場合に潤滑油１８の供給量が低下することが抑えられる。

（給油溝の上端及び下端の位置）
図７は、実施例のロータリ圧縮機１の下端板１６０Ｓの副軸受部１６１Ｓを下方から見た平面図である。図８は、実施例のロータリ圧縮機１の下端板１６０Ｓの副軸受部１６１Ｓを上方から見た平面図である。

図７及び図８に示すように、下ピストン１２５Ｓが上死点に位置するときの、下端板１６０Ｓの周方向（下シリンダ１２１Ｓの周方向、副軸受部１６１Ｓの周方向）に対する回転角度θを０°（３６０°）としたとき、軸穴１６１Ｓ１の周方向において、給油溝１６６の下端１６６ａ及び上端１６６ｂは、回転角度θが０°以上、１８０°以下の範囲内に形成されている。言い換えると、下ベーン１２７Ｓが下スプリング１２６Ｓを最も縮めたときの下ピストン１２５Ｓと下ベーン１２７Ｓとの接点の位置、すなわち、下端板１６０Ｓの周方向において、下ベーン１２７Ｓの位置に対応する位置の回転角度θを０°としたとき、給油溝１６６の下端１６６ａ及び上端１６６ｂは、回転角度θが０°以上、１８０°以下の範囲内に配置されている。図８に示すように、給油溝１６６の上端１６６ｂ、すなわち給油溝１６６の出口は、軸穴１６１Ｓ１の周方向において、回転角度θが０°以上、９０°以下の範囲内に形成されている。また、図７に示すように、給油溝１６６の下端１６６ａ、すなわち給油溝１６６の入口は、軸穴１６１Ｓ１の周方向において、回転角度θが９０°以上、１８０°以下の範囲内に形成されている。

ここで、圧縮工程での回転軸１５の挙動について説明する。回転軸１５の周方向における一部の範囲、例えば、回転角度θが、１８０°＜θ＜３６０°の範囲内では、圧縮工程で回転軸１５の径方向に加わる荷重が、０°≦１８０≦の範囲に比べて相対的に大きくなる。これは、圧縮工程において下圧縮室１３３Ｓから受ける反力で回転軸１５に微小な撓みが生じるためである。このため、１８０°＜θ＜３６０°の範囲内において、回転軸１５が副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１側へ押圧され、回転軸１５の外周面と副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の内周面とが接する傾向がある。一方、給油溝１６６は、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の内周面を切削加工することによって形成されており、給油溝１６６の角にエッジが形成されてしまう。また、給油溝１６６には、切削加工時に生じるバリ（残留突起）が残留し易い。このため、給油溝１６６の角のエッジが、回転軸１５の外周面に接触し易くなることで、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１と回転軸１５との摺動抵抗が、給油溝１６６のエッジ部分で局所的に増大し、エッジ部分で潤滑油１８が不足することでエッジ部分と回転軸との間でいわゆる焼き付きを起こすおそれがある。

そこで、上述のように、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の周方向において、回転角度θが、０°≦θ≦１８０°の範囲内に給油溝１６６が配置されることにより、圧縮部１２の圧縮工程で回転軸１５の外周面が軸穴１６１Ｓ１の内周面に押圧されたときに、給油溝１６６の角のエッジが、回転軸１５の外周面に接触することが避けられる。これにより、給油溝１６６のエッジで局所的に負荷が増大することが避けられるので、副軸受部１６１Ｓの摺動部分への潤滑油１８の供給状態の信頼性を確保することができる。

また、給油溝１６６が副軸受部１６１Ｓに潤滑油１８を供給する給油量は、給油縦孔１５５を通して主軸受部１６１Ｔに潤滑油１８を供給する給油量以上である。言い換えると、給油溝１６６による潤滑油１８の供給量が、回転軸１５の給油縦孔１５５を通して送られる供給総量以上になるように、給油溝１６６の深さ、幅、軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａの端面に対して給油溝１６６の長手方向がなす傾斜角が設定されている。これにより、給油縦孔１５５を通して主軸受部１６１Ｔ及び上シリンダ１２１Ｔ内へ供給される潤滑油１８の給油量と同等以上に、給油溝１６６によって、副軸受部１６１Ｓ及び下シリンダ１２１Ｓ内へ潤滑油１８が適正に供給される。

また、本実施例における副軸受部１６１Ｓには、１つの給油溝１６６が設けられたが、例えば、複数の給油溝１６６が、軸穴１６１Ｓ１の周方向に対して位置をずらして設けられてもよい。給油溝１６６による潤滑油１８の供給量は、給油溝１６６内での潤滑油１８の粘性の大きさの影響を受けるので、１つの給油溝１６６によって所望の供給量を得ることが難しい場合、複数の給油溝１６６によって所望の供給量を容易に得ることが可能になる。

なお、実施例は、回転軸１５が給油縦孔１５５及び各給油横孔１５６ａ〜１６６ｃを有して構成されたが、本発明は、給油縦孔１５５及び各給油横孔１５６ａ〜１６６ｃを有する構成に限定されず、副軸受部１６１Ｓの給油溝１６６のみによって潤滑油１８を供給するように構成されてもよい。

また、回転軸１５の給油縦孔１５５の下端側には、潤滑油１８を吸い上げる給油羽根（図示せず）が設けられてもよい。給油羽根は、金属薄板が回転軸１５の軸まわりに捩られて形成され、給油縦孔１５５の内周面に嵌め込まれる。給油羽根を用いることで、給油縦穴１５５による潤滑油１８の供給量を更に安定して確保することができる。

（潤滑油の流れ）
以下、潤滑油１８の流れを説明する。回転軸１５の回転に伴って潤滑油１８は、回転軸１５の下端から給油縦孔１５５を通って吸い上げられる。給油縦孔１５５を通る潤滑油１８は、給油縦孔１５５から、第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃを通って、主軸受部１６１Ｔと回転軸１５の主軸部１５３との摺動面、回転軸１５の下偏心部１５２Ｓと下ピストン１２５Ｓとの摺動面、上偏心部１５２Ｔと上ピストン１２５Ｔとの摺動面、に給油されることで、それぞれの摺動面を潤滑する。

加えて、回転軸１５の回転に伴って潤滑油１８は、副軸受部１６１Ｓの給油溝１６６を通して、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａから上端１６１Ｓｂへ吸い上げられる。給油溝１６６を通った潤滑油１８は、副軸受部１６１Ｓと回転軸１５の副軸部１５１との摺動面、回転軸１５の下偏心部１５２Ｓと下ピストン１２５Ｓとの摺動面、に給油されることで、それぞれの摺動面を潤滑する。また、上述のように給油縦孔１５５及び給油溝１６６によって潤滑油１８が供給されることにより、上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓの各摺動部分が潤滑油１８によってシールされる。

上述のように実施例のロータリ圧縮機１の下端板１６０Ｓには、副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１の内周面に、潤滑油１８を軸穴１６１Ｓ１の下端１６１Ｓａから上端１６１Ｓｂへ供給する螺旋状の給油溝１６６が形成されており、給油溝１６６が、回転軸１５の回転方向Ｒに対して傾斜し、かつ、回転軸１５の回転方向Ｒにおいて下端１６６ａから上端１６６ｂに向かって延びている。回転軸１５の給油縦孔１５５を通して潤滑油１６を供給する際、回転軸１５の軸径が小さい場合や、回転軸１５の回転速度が低速で運転される場合には、回転軸１５の給油縦孔１５５の中の潤滑油１８に生じる遠心力が小さくなるので、給油縦孔１５５を通して吸い上げられる潤滑油１８が減る傾向にある。これに対して実施例は、副軸受部１６１Ｓに設けられた給油溝１６６が、回転軸１５の回転数の影響を受けない粘性ポンプの作用によって潤滑油１８を吸い上げるので、回転軸１５の軸径が小さい場合や、回転軸１５の回転速度が低速になった場合であっても、回転軸１５の遠心力に依存せずに、副軸受部１６１Ｓ等の摺動部分へ潤滑油１８を安定的に供給することができる。また、給油溝１６６によれば、圧縮部１２への潤滑油１８の給油量を十分に確保できるので、特に、圧縮部１２における各摺動部分の高さ方向（回転軸１５の軸方向）の隙間（例えば、下端板１６０Ｓと下ピストン１２５Ｓの間、中間仕切板１４０と下ピストン１２５Ｓとの間等）のシール性を向上し、ロータリ圧縮機１の圧縮効率の低下を抑制することができる。

加えて、給油縦穴１５５によって潤滑油１８を吸い上げることが可能な高さが、圧縮機筐体１０内での潤滑油１８の油面の高さ程度であるのに比べて、給油溝１６６は、潤滑油１８の油面が給油溝１６６の下端１６６ａまで達していれば、いわゆる粘性ポンプの作用によって潤滑油１８を吸い上げることができる。したがって、潤滑油１８が圧縮機筐体１０内から冷媒と共に排出されることで潤滑油１８の油面が低くなった場合であっても、給油溝１６６は、副軸受部１６１Ｓ及び下シリンダ１２１Ｓの各摺動部分へ潤滑油１８を適正に供給することが可能になる。このため、給油溝１６６は、摺動部分への供給状態の安定性を高めることができる。また、給油溝１６６が副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１に形成されることで、硬度が高い回転軸１５に給油溝１６６を形成する場合に比べて、給油溝１６６を容易に加工することが可能になる。

また、実施例のロータリ圧縮機１の下端板１６０Ｓには、下ピストン１２５Ｓが上死点に位置するときの、下端板１６０Ｓの周方向に対する回転角度θを０°としたとき、軸穴１６１Ｓ1の周方向において、給油溝１６６の下端１６６ａ及び上端１６６ｂが、回転角度θが０°以上、１８０°以下の範囲内に形成されている。これにより、圧縮部１２の圧縮工程で回転軸１５が軸穴１６１Ｓ１に押圧されることに伴って、給油溝１６６の角のエッジが回転軸１５の外周面に接触し、エッジで局所的に負荷が増大することを避けることができる。このため、副軸受部１６１Ｓの摺動部分への潤滑油１８の供給状態の信頼性を確保することができるので、副軸受部１６１Ｓで焼き付けが生じることが避けられる。

また、実施例のロータリ圧縮機１の回転軸１５には、第１給油横孔１５６ａ、第２給油横孔１５６ｂ及び第３給油横孔１５６ｃが、回転軸１５が回転したときに給油溝１６６に対向する位置を除く位置に設けられている。給油溝１６６が吸い上げる潤滑油１８によって副軸受部１６１Ｓの軸穴１６１Ｓ１が常に潤滑されるので、副軸部１５１に給油横孔を形成することを省くことができる。このため、給油横孔に伴う副軸部１５１の機械的強度の低下を抑えることができる。

また、実施例のロータリ圧縮機１において、給油溝１６６が副軸受部１６１Ｓに潤滑油１８を供給する給油量は、給油縦孔１５５が主軸受部１６６Ｔに潤滑油１８を供給する給油量以上である。これにより、給油縦孔１５５を通して主軸受部１６１Ｔ及び上シリンダ１２１Ｔ内へ供給される潤滑油１８の給油量と同等以上に、給油溝１６６によって、副軸受部１６１Ｓ及び下シリンダ１２１Ｓの各摺動部へ潤滑油１８を適正に供給することができる。

なお、上述した実施例では、２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用された構成について説明したが、本発明は２シリンダ型に限定されるものではなく、１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用されてもよい。

１ロータリ圧縮機
１０圧縮機筐体
１１モータ
１２圧縮部
１５回転軸
１８潤滑油
１０５上吸入管（吸入部）
１０４下吸入管（吸入部）
１０７吐出管（吐出部）
１２１Ｔ上シリンダ
１２１Ｓ下シリンダ
１２５Ｔ上ピストン
１２５Ｓ下ピストン
１３０Ｔ上シリンダ室
１３０Ｓ下シリンダ室
１５１副軸部
１５２Ｔ上偏心部
１５２Ｓ下偏心部
１５３主軸部
１５５給油縦孔
１５６ａ第１給油横孔
１５６ｂ第２給油横孔
１５６ｃ第３給油横孔
１６０Ｔ上端板
１６０Ｓ下端板
１６１Ｔ主軸受部
１６１Ｓ副軸受部
１６１Ｓ１軸穴
１６１Ｓａ下端
１６１Ｓｂ上端
１６６給油溝
１６６ｂ上端
１６６ａ下端
Ｒ回転方向
θ 回転角度

Claims

冷媒の吐出部及び吸入部が設けられ下部に潤滑油が貯留される密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の下部に配置され前記吸入部から吸入された冷媒を圧縮し前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体の上部に配置され前記圧縮部を駆動するモータと、を有し、
前記圧縮部は、環状のシリンダと、前記シリンダの上側を閉塞する上端板と、前記シリンダの下側を閉塞する下端板と、前記上端板に設けられた主軸受部と、前記下端板に設けられた副軸受部と、前記主軸受部及び前記副軸受部に支持されて前記モータにより回転される回転軸と、前記回転軸の偏心部に嵌合され前記シリンダの内周面に沿って公転し前記シリンダ内にシリンダ室を形成する環状のピストンと、を備えるロータリ圧縮機において、
前記回転軸の下端から前記潤滑油を吸い上げる第１給油経路と、前記副軸受部の下端から前記潤滑油を吸い上げる第２給油経路と、を有し、
前記第１給油経路として前記回転軸の内部には、前記回転軸の下端から軸方向に延びる給油縦孔と、前記給油縦孔と交差する方向へ延びる給油横孔と、を有し、
前記第２給油経路として前記副軸受部の軸穴の内周面には、前記潤滑油を前記軸穴の下端から上端へ供給する螺旋状の給油溝が形成され、前記給油溝が、前記回転軸の回転方向に対して傾斜し、かつ、前記回転軸の回転方向において前記軸穴の下端から前記上端に向かって延びている、ロータリ圧縮機。
前記ピストンが上死点に位置するときの、前記下端板の周方向に対する回転角度を０°としたとき、前記軸穴の周方向において、前記給油溝の下端及び上端は、前記回転角度が０°以上、１８０°以下の範囲内に形成されている、
請求項１に記載のロータリ圧縮機。
前記第１給油経路及び前記第２給油経路は、前記副軸受部に供給される前記潤滑油の給油量が、前記主軸受部に供給される給油量よりも大きくなるように形成されている、
請求項１または２に記載のロータリ圧縮機。
前記給油横孔は、前記副軸受部よりも上方に設けられている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。