JP7113091B2 - Rotary compressor, method for manufacturing rotary compressor, and refrigeration cycle device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置に関する。
本願は、2019年2月7日に日本に出願された特願2019-020870号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a rotary compressor, a method for manufacturing a rotary compressor, and a refrigeration cycle apparatus.
This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2019-020870 filed in Japan on February 7, 2019, the content of which is incorporated herein.
空気調和装置等の冷凍サイクル装置には、回転式圧縮機が利用されている。回転式圧縮機では、回転軸の偏心部が圧縮機構部で偏心回転することで、冷媒が圧縮される。 A rotary compressor is used in a refrigeration cycle device such as an air conditioner. In the rotary compressor, the refrigerant is compressed by the eccentric rotation of the eccentric portion of the rotary shaft in the compression mechanism.
この種の回転式圧縮機において、回転軸には、ケース内に貯留される潤滑油を回転軸と軸受との摺動部分に供給する供給路が形成されている。しかしながら、圧縮機構部で圧縮された冷媒が供給路内に進入すると、所望の潤滑性能を得られない可能性があった。 In this type of rotary compressor, the rotating shaft is formed with a supply path for supplying lubricating oil stored in a case to a sliding portion between the rotating shaft and the bearing. However, if the refrigerant compressed by the compression mechanism enters the supply passage, there is a possibility that desired lubrication performance cannot be obtained.
本発明が解決しようとする課題は、所望の潤滑性能を得ることができる回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a rotary compressor, a method for manufacturing a rotary compressor, and a refrigeration cycle apparatus that can obtain desired lubrication performance.
実施形態の回転式圧縮機は、ケースと、回転軸と、圧縮機構部と、バランサと、バランサカバーと、を有する。ケースには、潤滑油が貯留される。回転軸は、ケース内に配置され、偏心部を有する。圧縮機構部は、シリンダ、主軸受及び副軸受を有する。シリンダは、偏心部が収容される。主軸受は、シリンダの上方で回転軸を回転可能に支持する。副軸受は、シリンダの下方で回転軸を回転可能に支持する。バランサカバーの回転軸と軸方向で対向する位置に貫通孔が形成されている。回転軸は、スラスト摺動部と、突出部と、供給路と、を有する。回転軸のスラスト摺動部は、バランサカバーの貫通孔の周囲に位置するシール部に軸方向で当接する。突出部は、スラスト摺動部の内周側に位置し、貫通孔を通じて貫通孔よりも下方に突出する。供給路は、突出部の下端面で開口し、潤滑油を導く。 A rotary compressor of an embodiment has a case, a rotating shaft, a compression mechanism, a balancer, and a balancer cover. Lubricating oil is stored in the case. The rotating shaft is arranged inside the case and has an eccentric portion. A compression mechanism part has a cylinder, a main bearing, and a subbearing. The cylinder houses the eccentric part. The main bearing rotatably supports the rotating shaft above the cylinder. The secondary bearing rotatably supports the rotating shaft below the cylinder. A through hole is formed at a position axially facing the rotating shaft of the balancer cover. The rotary shaft has a thrust slide portion, a protrusion, and a supply passage. A thrust sliding portion of the rotary shaft axially contacts a seal portion positioned around the through-hole of the balancer cover. The protruding portion is located on the inner peripheral side of the thrust sliding portion and protrudes downward through the through hole. The supply path opens at the lower end surface of the protrusion and guides the lubricating oil.
以下、実施形態の回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
始めに、冷凍サイクル装置1について簡単に説明する。図1は、第1の実施形態における回転式圧縮機2の断面図を含む、冷凍サイクル装置1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置1は、回転式圧縮機2と、回転式圧縮機2に接続された放熱器である凝縮器3と、凝縮器3に接続された膨張装置4と、膨張装置4と回転式圧縮機2との間に接続された吸熱器としての蒸発器5と、を備えている。Hereinafter, a rotary compressor, a method for manufacturing a rotary compressor, and a refrigeration cycle apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the
As shown in FIG. 1 , the
回転式圧縮機2は、いわゆるロータリ式の圧縮機である。回転式圧縮機2は、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒とする。なお、回転式圧縮機2の具体的な構成については後述する。
凝縮器3は、回転式圧縮機2から送り込まれる高温・高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高圧の液体冷媒にする。The
The
膨張装置4は、凝縮器3から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の液体冷媒にする。
蒸発器5は、膨張装置4から送り込まれる低温・低圧の液体冷媒を気化させ、低温・低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にする。そして、蒸発器5において、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲が冷却される。なお、蒸発器5を通過した低圧の気体冷媒は、上述した回転式圧縮機2内に取り込まれる。The
The
このように、本実施形態の冷凍サイクル装置1では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環する。なお、本実施形態の冷凍サイクル装置1において、冷媒はR410AやR32等のHFC系冷媒、R1234yfやR1234ze等のHFO系冷媒、CO2等の自然冷媒等を用いることが可能である。As described above, in the
次に、上述した回転式圧縮機2について説明する。
本実施形態の回転式圧縮機2は、圧縮機本体11と、アキュムレータ12と、を備えている。
アキュムレータ12は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ12は、上述した蒸発器5と圧縮機本体11との間に設けられている。アキュムレータ12は、吸い込みパイプ21を通して圧縮機本体11に接続されている。アキュムレータ12は、蒸発器5で気化された気体冷媒、及び蒸発器5で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体11に供給する。Next, the above-described
The
The
圧縮機本体11は、回転軸31と、電動機部32と、圧縮機構部33と、これら回転軸31、電動機部32及び圧縮機構部33を収納するケース34と、を備えている。本実施形態の圧縮機本体11は、回転軸31の軸方向を上下方向として配置されている。
ケース34は筒状に形成されるとともに、軸方向の両端部が閉塞されている。ケース34内には、潤滑油Jが収容されている。潤滑油J内には、圧縮機構部33の一部が浸漬されている。The
The
回転軸31は、ケース34の軸線Oと同軸上に配置されている。なお、以下の説明では、軸線Oに沿う方向を単に軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、軸線O周りの方向を周方向という。
The rotating
電動機部32は、ケース34内における軸方向の第1側に配置されている。圧縮機構部33は、ケース34内における軸方向の第2側に配置されている。以下の説明では、軸方向に沿う電動機部32側を上側、圧縮機構部33側を下側とする。
The
電動機部32は、いわゆるインナーロータ型のDCブラシレスモータである。具体的に、電動機部32は、固定子35と、回転子36と、を備えている。
固定子35は、ケース34の内壁面に焼嵌め等により固定されている。
回転子36は、固定子35の内側に径方向に間隔をあけた状態で、回転軸31の上部に固定されている。The
The
The
回転子36の下面における内周部分には、カウンタボア37が形成されている。カウンタボア37は、回転子36の下面から上方に窪むとともに、回転子36の全周に亘って形成された環状の凹部である。回転子36の下面における外周部分には、バランサ39が設けられている。バランサ39は、軸方向から見た平面視で例えば円弧状に形成されている。バランサ39は、回転子36の下面において、周方向の一部に設けられている。
A
圧縮機構部33は、回転軸31が貫通する筒状のシリンダ41と、シリンダ41の両端開口部を各別に閉塞するとともに、回転軸31を回転可能に支持する主軸受42及び副軸受43と、を備えている。シリンダ41、主軸受42、及び副軸受43により形成された空間は、シリンダ室46を構成している。
The
上述した回転軸31のうち、シリンダ室46内に位置する部分には、軸線Oに対して径方向に偏心する偏心部51が形成されている。本実施形態において、偏心部51の偏心方向は、軸線Oを間に挟んでバランサ39と反対側に設定されている。
偏心部51にはローラ53が外挿されている。ローラ53は、回転軸31の回転に伴い、外周面がシリンダ41の内周面に摺接しながら、軸線Oに対して偏心回転可能に構成されている。An
A
図2は、図1のII-II線に相当する圧縮機構部33の断面図である。
図2に示すように、シリンダ41において、周方向の一部には、径方向の外側に向けて窪むブレード溝54が形成されている。ブレード溝54は、シリンダ41の軸方向(上下方向)の全体に亘って形成されている。ブレード溝54は、径方向の外側端部において、ケース34内に連通している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2 , a
ブレード溝54内には、ブレード55が設けられている。ブレード55は、シリンダ41に対して径方向にスライド移動可能に構成されている。ブレード55は、付勢部材(不図示)によって径方向の内側に向けて付勢されている。ブレード55における径方向の内側端面は、シリンダ室46内においてローラ53の外周面に当接している。これにより、ブレード55は、ローラ53の偏心回転に伴いシリンダ室46内に進退する。
A
シリンダ室46は、ローラ53及びブレード55によって吸込室46aと圧縮室46bとに分割されている。そして、圧縮機構部33では、ローラ53の回転動作及びブレード55の進退動作により、シリンダ室46内で圧縮動作が行われる。
The
シリンダ41において、ローラ53の回転方向(図2中の矢印参照)に沿うブレード溝54の奥側(図2中、ブレード溝54の左側)に位置する部分には、シリンダ41を径方向に貫通する吸込孔56が形成されている。吸込孔56には、径方向の外側端部から上述した吸い込みパイプ21(図1参照)が接続される。一方、吸込孔56の径方向の内側端部は、シリンダ室46(吸込室46a)内に開口している。
In the
主軸受42は、シリンダ41の上端開口部を閉塞している。主軸受42は、回転軸31のうち、シリンダ41よりも上方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、主軸受42は、回転軸31が挿通された筒部61と、筒部61の下端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部62と、を備えている。
The
筒部61の上端部は、上述したカウンタボア37内に収容されている。これにより、回転式圧縮機2(圧縮機本体11)の軸方向での小型化が図られている。
フランジ部62の周方向の一部には、フランジ部62を軸方向に貫通する主軸受吐出孔64が形成されている。主軸受吐出孔64は、シリンダ室46(圧縮室46b)内に連通している。なお、フランジ部62には、吐出弁機構67が配設されている。吐出弁機構67は、シリンダ室46(圧縮室46b)内の圧力上昇に伴い主軸受吐出孔64を開放し、シリンダ室46外に冷媒を吐出する。The upper end portion of the
A main
主軸受42には、主軸受42を上方から覆うマフラ65が設けられている。マフラ65における径方向の中央部には、マフラ65の内外を連通する連通孔66が形成されている。上述した吐出孔64を通して吐出される高温・高圧の気体冷媒は、連通孔66を通してケース34内に吐出される。
The
副軸受43は、シリンダ41の下端開口部を閉塞している。副軸受43は、回転軸31のうち、シリンダ41よりも下方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、副軸受43は、回転軸31が挿通される筒部71と、筒部71の上端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部72と、を備えている。
The
フランジ部72の周方向の一部には、フランジ部72を軸方向に貫通する副軸受吐出孔73が形成されている。副軸受吐出孔73は、シリンダ室46(圧縮室46b)内に連通している。なお、フランジ部72には、吐出弁機構75が配設されている。吐出弁機構75は、シリンダ室46(圧縮室46b)内の圧力上昇に伴い副軸受吐出孔73を開放し、シリンダ室46外に冷媒を吐出する。
A
副軸受43には、副軸受43を下方から覆うバランサカバー81が設けられている。バランサカバー81は、上方に開口する有底筒状に形成されている。バランサカバー81の底部において、径方向の中央部には、シール部82が形成されている。シール部82は、バランサカバー81の底部のうち、外周部分に対して上方に膨出して形成されている。但し、シール部82はバランサカバー81の底部から、膨出していなくともよい。シール部82における上面は、軸線Oに直交する平坦面に形成されている。シール部82における中央部(軸線O上に位置する部分)には、シール部82を軸方向に貫通する貫通孔84が形成されている。
The sub-bearing 43 is provided with a
主軸受42、シリンダ41及び副軸受43には、マフラ65内とバランサカバー81内とを連通させる連絡孔85が形成されている。連絡孔85は、上述した吐出孔64,73に対して軸線Oを間に挟んで径方向で対向する位置において、主軸受42、シリンダ41及び副軸受43を軸方向で貫通している。
A
図3は、図1の要部拡大図である。
図3に示すように、本実施形態の回転軸31は、スラスト摺動部90と、スラスト摺動部90の内周側に位置して下方に突出した突出部87と、を有している。3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1. FIG.
As shown in FIG. 3, the rotating
回転軸31は、上述した偏心部51と、主軸部88と、副軸部89と、をさらに有している。
主軸部88は、上述した回転軸31において、偏心部51に対して上方に位置する部分である。主軸部88は、接続部51aを介して偏心部51の上方に連なっている。主軸部88は、主軸受42に支持されるとともに、回転子36が固定されている。
一方、副軸部89は、回転軸31において、偏心部51に対して下方に位置する部分である。副軸部89は、接続部51bを介して偏心部51の下方に連なっている。副軸部89は、副軸受43に支持されている。本実施形態において、副軸部89の外径φDsは、主軸部88の外径φDmよりも小さくなっている。但し、副軸部89は、少なくとも副軸受43よりも下方に突出した部分が主軸部88よりも小径であればよい。すなわち、副軸部89のうち副軸受43内に位置する部分は、主軸部88と同等の外径であってもよい。The rotating
The
On the other hand, the
バランサカバー81のシール部82は、回転軸31に作用する軸方向の荷重を受け止め、回転軸31のスラスト摺動部90を摺動可能に支持する。スラスト摺動部90及びシール部82が軸方向で当接することで、貫通孔84を通じたバランサカバー81の内外の連通が遮断されている。本実施形態のスラスト摺動部90は、副軸部89の下端面である。スラスト摺動部90は、軸方向に直交する平坦面とされている。スラスト摺動部90は、回転軸31や回転子36の自重や、固定子35と回転子36との間に発生する磁力等によってシール部82に押し付けられていることが好ましい。なお、本実施形態では、偏心部51、主軸受88及び副軸受89によってベース軸部を構成している。
The
副軸部89のうち、副軸受43よりも下方に突出する部分には、バランサ91が取り付けられている。バランサ91は、例えば円板形状に形成されている。バランサ91の中心に対して偏心した位置には、バランサ91を軸方向に貫通する取付け孔92が形成されている。取付け孔92内には、回転軸31の副軸部89が圧入等により固定されている。この場合、バランサ91の中心は、軸線Oに対して偏心部51の偏心方向と逆方向(バランサ39と同方向)に偏心している。すなわち、バランサ91及び偏心部51は、周方向に180°の位相差をもって配置されている。なお、バランサ91の形状は、円板状に限られない。
A
このように、本実施形態では、副軸部89にバランサ91が設けられているため、例えば回転子36の上面にバランサを設ける場合に比べて、バランサ91と軸受(本実施形態では、副軸受43)との距離を短縮できる。これにより、回転子36の撓み等を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, since the
ここで、圧縮機本体11では、回転軸31の回転に伴い、偏心部51と各バランサ39,91には遠心力が生じる。この場合、回転軸31の回転バランスを安定させるためには、以下の2式((1),(2))を満たすことが好ましい。
Here, in the compressor
具体的に、偏心部51に作用する遠心力をF0、バランサ91に作用する遠心力をF1、バランサ39に作用する遠心力をF2とする。この場合、各遠心力F0,F1,F2の合力が0になることが好ましい(次式(1)参照)。なお、各遠心力F0,F1,F2は、mrω2(m:質量、r:軸線Oからの径方向の距離、ω:角速度)で算出することができる。
F0-F1-F2=0…(1)Specifically, the centrifugal force acting on the
F0-F1-F2=0 (1)
遠心力F0の作用中心を基準点とし、基準点から遠心力F1の作用中心までの軸方向での距離をL1、基準点から遠心力F2の作用中心までの軸方向での距離をL2とする。この場合、遠心力F1,F2に起因して回転軸31に作用するモーメントの和が0になることが好ましい(次式(2)参照)。
F1・L1-F2・L2=0…(2)Let the center of action of the centrifugal force F0 be a reference point, the distance in the axial direction from the reference point to the center of action of the centrifugal force F1 be L1, and the distance in the axial direction from the reference point to the center of action of the centrifugal force F2 be L2. . In this case, it is preferable that the sum of the moments acting on the
F1・L1−F2・L2=0 (2)
本実施形態において、基準点から遠心力F1の作用中心までの軸方向での距離L1は、基準点から遠心力F2の作用中心までの軸方向での距離L2以上になっていることが好ましい(L1≧L2)。これにより、バランサ91の小型化や偏心量の軽減を図ることができる。その結果、特に軸線Oに対するバランサ91の径方向での突出量を抑えることができ、圧縮機本体11の径方向での小型化を図ることができる。
In this embodiment, the axial distance L1 from the reference point to the center of action of the centrifugal force F1 is preferably equal to or greater than the distance L2 in the axial direction from the reference point to the center of action of the centrifugal force F2 ( L1≧L2). As a result, it is possible to reduce the size of the
突出部87は、スラスト摺動部90の内周部分から下方に突出している。突出部87は、貫通孔84を通じて貫通孔84の下端開口縁よりも下方に突出している。具体的に、本実施形態の突出部87は、バランサカバー81の最下点(シール部82の下面)よりも下方に突出している。回転軸31は、シリンダ室46の高さと、偏心部51及び偏心部51の上下に設けられる接続部51a,51bの軸方向長さの差により、圧縮機構部33に対して軸方向に所定距離だけ変位可能(上下方向のがた)である。そのため、本実施形態において、突出部87の貫通孔84の下端開口縁からの突出量は、回転軸31の変位量である所定距離よりも大きくなっている。すなわち、突出部87は、回転軸31が上下方向にがた分変位した場合であっても、常にバランサカバー81の貫通孔84の下端開口縁から下方に突出するように突出量が設定されている。
The protruding
回転軸31には、圧縮機構部33における各摺動部分(例えば、偏心部51とローラ53との間や、回転軸31と軸受42,43との間等)に潤滑油Jを供給するための供給路94が形成されている。供給路94は、軸線Oと同軸で延在するメイン流路95と、メイン流路95から径方向に延在するサブ流路96,97と、を有している。
Lubricating oil J is supplied to the
メイン流路95の下端部は、回転軸31(突出部87)の下端面で開口している。これにより、メイン流路95には、ケース34内の潤滑油Jが流入可能になっている。
The lower end of the main flow path 95 is open at the lower end surface of the rotating shaft 31 (projection 87). This allows the lubricating oil J in the
メイン流路95の上端部は、主軸部88の下端部で終端している。但し、メイン流路95の軸方向での長さは、少なくともシリンダ41に到達している構成であれば、適宜変更が可能である。例えば、メイン流路95は、回転軸31を軸方向に貫通していてもよい。メイン流路95の内周面には、回転軸31の回転に伴い、潤滑油Jの上昇を促すねじり板等を設けてもよい。
The upper end of the main flow path 95 terminates at the lower end of the
第1サブ流路96は、回転軸31のうち主軸部88と偏心部51との接続部分(接続部51a)に形成されている。第1サブ流路96における径方向の内側端部は、上述したメイン流路95内に連通している。一方、第1サブ流路96における径方向の外側端部は、回転軸31の外周面上で径方向の外側に向けて開口している。
第2サブ流路97は、副軸部89のうち副軸受43内に位置する部分に形成されている。第2サブ流路97における径方向の内側端部は、上述したメイン流路95内に連通している。一方、第2サブ流路97における径方向の外側端部は、回転軸31の外周面上で径方向の外側に向けて開口している。The first
The second
回転軸31(副軸部89)の外周面には、下側流通路99が形成されている。下側流通路99は、回転軸31の外周面に形成された螺旋状溝により形成されている。下側流通路99の下端部は、第2サブ流路97内に連通している。一方、下側流通路99の上端部は、副軸部89の上端部に位置している。下側流通路99は、回転軸31が回転したときに、下方から上方に向かって潤滑油Jを導く。なお、下側流通路99は、副軸部89の外周面と副軸受43(筒部71)の内周面との間に、潤滑油Jが供給可能であればよい。この場合、例えば筒部71の内周面に溝を形成してもよい。下側流通路99の形状やレイアウト等は、適宜変更が可能である。
A
なお、主軸受42において、筒部61の内周面には、上側流通路(不図示)が形成されている。上側流通路は、螺旋状溝に形成されている。上側流通路の下端部は、第1サブ流路96内に連通している。一方、上側流通路の上端部は、ケース34内に連通している。上側流通路は、回転軸31が回転したときに、下方から上方に向かって潤滑油Jを導く。なお、上側流通路は、主軸部88の外周面に形成してもよい。
In addition, in the
次に、上述した回転式圧縮機2の作用について説明する。
図1に示すように、電動機部32の固定子35に電力が供給されると、回転軸31が回転子36とともに軸線O周りに回転する。そして、回転軸31の回転に伴い、偏心部51及びローラ53がシリンダ室46内で偏心回転する。このとき、ローラ53がシリンダ41の内周面にそれぞれ摺接する。これにより、吸込みパイプ21を通してシリンダ室46内に気体冷媒が取り込まれるとともに、シリンダ室46内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。Next, the operation of the
As shown in FIG. 1 , when power is supplied to the
具体的には、シリンダ室46のうち、吸込室46a内に吸込孔56を通して気体冷媒が吸い込まれるとともに、圧縮室46bにて先に吸込孔56から吸い込まれた気体冷媒が圧縮される。圧縮された気体冷媒のうち、主軸受吐出孔64を通してマフラ65内に吐出された気体冷媒は、マフラ65の連通孔66を通してケース34内に吐出される。一方、圧縮された気体冷媒のうち、副軸受吐出孔73を通してバランサカバー81内に吐出された気体冷媒は、連絡孔85を通してマフラ65内に流入した後、マフラ65の連通孔66を通してケース34内に吐出される。なお、ケース34内に吐出された気体冷媒は、上述したように凝縮器3に送り込まれる。
Specifically, the gaseous refrigerant is sucked into the
ところで、潤滑油Jには、ケース34内において気体冷媒の吐出圧力と同等の圧力が作用している。そのため、潤滑油Jは、メイン流路95内に流入するとともに、回転軸31の回転に伴い、メイン流路95内を上昇する。メイン流路95内を上昇する潤滑油Jは、回転軸31の回転に伴う遠心力によって、各サブ流路96,97に分配される。
By the way, a pressure equivalent to the discharge pressure of the gaseous refrigerant acts on the lubricating oil J in the
各サブ流路96,97に分配された潤滑油Jは、回転軸31の外周面上で排出され、各摺動部分に供給される。例えば、第1サブ流路96から排出された潤滑油Jは、回転軸31の回転に伴い上側流通路内を上昇して、主軸部88と主軸受42との間等に供給される。一方、第2サブ流路97から排出された潤滑油Jは、回転軸31の回転に伴い下側流通路99内を上昇して、副軸部89と副軸受43との間や、偏心部51とローラ53との間等に供給される。なお、各摺動部分に供給された潤滑油Jは、主軸部88と主軸受42との間や、シリンダ室46等を通して圧縮機構部33から排出される。
The lubricating oil J distributed to each of the
ここで、本実施形態では、回転軸31のスラスト摺動部90とバランサカバー81のシール部82を当接させて、回転軸31とバランサカバー81との間を軸方向にシールする構成とした。
この構成によれば、回転軸31とバランサカバー81との間がシール部82により軸方向にシールされているため、ケース34内に収容された潤滑油Jがバランサカバー81内に進入するのを抑制できる。バランサカバー81内への潤滑油Jの進入を抑制することで、副軸部89にバランサ91を設けた場合であっても、回転軸31の回転時においてバランサ91の偏心回転が潤滑油Jに阻害されるのを抑制できる。これにより、回転軸31の回転時にバランサ91に作用する回転抵抗を軽減できる。その結果、回転軸31を効率的に回転させることができ、圧縮性能を向上させることができる。Here, in the present embodiment, the
According to this configuration, since the space between the
ところで、回転式圧縮機2では、回転軸31が偏心回転に伴う振動等により、上方に変位した場合には、スラスト摺動部90とシール部82とが離間する場合がある。この場合には、副軸受吐出孔73を通してバランサカバー81内に吐出された気体冷媒が、貫通孔84を通じてバランサカバー81の外部に漏れ出る可能性がある。
By the way, in the
そこで、本実施形態では、突出部87がバランサカバー81の貫通孔84の下端開口縁よりも、回転軸31の変位量である所定距離よりも大きく下方に突出する構成とした。
この構成によれば、バランサカバー81内に吐出された気体冷媒が、貫通孔84を通じてバランサカバー81の外部に漏れ出た場合に、突出部87を回り込んでメイン流路95内に流入するのを抑制できる。これにより、供給路94内に気体冷媒が流入して、摺動部分に潤滑油Jが行き渡らなくなるのを抑制できる。すなわち、本実施形態の回転式圧縮機2では、摺動部分に潤滑油Jを効果的に供給することができ、所望の潤滑性能を得ることができる。Therefore, in the present embodiment, the
According to this configuration, when the gaseous refrigerant discharged into the
そして、本実施形態の冷凍サイクル装置1においては、上述した回転式圧縮機2を備えているため、長期に亘って動作信頼性及び圧縮性能の向上を図ることができる冷凍サイクル装置1を提供できる。
Since the
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る回転式圧縮機200の部分断面図である。以下の説明では、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の回転式圧縮機200は、複数(例えば、3つ)のシリンダ(上側シリンダ201、中間シリンダ202及び下側シリンダ203)が軸方向に並んで配設されている点で、上述した第1の実施形態と相違している。(Second embodiment)
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a
In the
図4に示す回転式圧縮機200において、上側シリンダ201と中間シリンダ202とは、上側仕切部210を間に挟んで軸方向で突き合わされている。中間シリンダ202と下側シリンダ203とは、下側仕切部211を間に挟んで軸方向で突き合わされている。なお、各シリンダ201~203の構成は、上述した実施形態と同様である。上側シリンダ201、下側シリンダ203、主軸受42、副軸受43及び仕切部210,211は、本実施形態の圧縮機構部212を構成している。
In a
上側シリンダ201の上端開口部は、主軸受42によって閉塞されている。上側シリンダ201、主軸受42及び上側仕切部210によって画成された空間は、上側シリンダ室221を形成している。
中間シリンダ202、仕切部210,211によって画成された空間は、中間シリンダ室222を形成している。
下側シリンダ203の下端開口部は、副軸受43によって閉塞されている。下側シリンダ203、副軸受43及び下側仕切部211によって画成された空間は、下側シリンダ室223を形成している。The upper end opening of the
A space defined by the
A lower end opening of the
回転軸225は、スラスト摺動部90が設けられたベース軸部226と、ベース軸部226に固定され、突出部227を構成する補助軸部228と、を備えている。
ベース軸部226は、各シリンダ室221~223に収容される複数の偏心部231~233を備えている。具体的に、ベース軸部226のうち、上側シリンダ室221内に位置する部分には、上側偏心部231が形成されている。ベース軸部226のうち、中間シリンダ室222内に位置する部分には、中間偏心部232が形成されている。ベース軸部226のうち、下側シリンダ室223内に位置する部分には、下側偏心部233が形成されている。各偏心部231~233は、軸方向から見た外形が同形同大とされている。各偏心部231~233は、周方向に120°の位相差をもって、軸線Oに対して径方向に同一量ずつ偏心している。すなわち、各偏心部231~233の偏心方向は、周方向で互いに等配に設定されている。なお、各偏心部231~233には、それぞれローラ53が嵌合されている。ベース軸部226の下端面はスラスト摺動部90とされている。The
The
ベース軸部226には、ベース流路235が形成されている。ベース流路235は、軸線Oと同軸で延在している。ベース流路235の下端部は、ベース軸部226の下端面(スラスト摺動部90)で開口している。ベース流路235は、サブ流路96,97にそれぞれ連通している。なお、ベース軸部226において、各仕切部210,211に対応する位置にもサブ流路が設けられていてもよい。
A
補助軸部228からなる突出部227は、軸線Oと同軸で延びる筒状に形成されている。すなわち、突出部227の内側は、突出部227を軸方向に貫通する突出部流路236を構成している。突出部227の上端部は、ベース流路235内に圧入等により固定されている。すなわち、突出部227は、スラスト摺動部90よりも下方に突出し、かつベース流路235及び突出部流路236が連通した状態で、ベース軸部226に固定されている。なお、ベース流路235及び突出部流路236によって、本実施形態のメイン流路237を構成している。突出部227のベース軸部226の固定方法は、圧入以外の方法であってもよい。
A protruding
本実施形態のバランサカバー240は、副軸受43を下方から覆うカバー本体241と、カバー本体241に取り付けられたスラストプレート242と、を備えている。なお、本実施形態においても、バランサカバー240内は、連絡孔(不図示)を通して、マフラ65内に連通している。
The
カバー本体241は、有底筒状に形成されている。カバー本体241の上端部は、副軸受43のフランジ部72に取り付けられている。カバー本体241の底部には、収容孔243が形成されている。収容孔243は、カバー本体241の底部を軸方向に貫通している。収容孔243内には、ベース軸部226の下端部が収容されている。なお、図示の例において、スラスト摺動部90とカバー本体241の底部(下面)とは面一に配置されていることが好ましい。
The cover
スラストプレート242は、上述した収容孔243よりも大径の円板状に形成されている。スラストプレート242は、外周部分がビス244によってカバー本体241の底部に固定された状態で、収容孔243を下方から閉塞している。スラストプレート242において、回転軸225のメイン流路237に軸方向から見て重なり合う部分には、貫通孔245が形成されている。貫通孔245の内径は、収容孔243の内径よりも小さく、突出部227の外径よりも大きい。貫通孔245内には、上述した突出部227が貫通している。これにより、メイン流路95の下端開口部は、バランサカバー81(スラストプレート242の下面)よりも下方においてケース34内に連通している。
The
上述したスラスト摺動部90は、スラストプレート242の上面において、貫通孔245の周囲に位置する部分(シール部242a)に軸方向で当接している。これにより、バランサカバー81内とケース34内との間の連通が遮断されている。
The above-described
本実施形態において、収容孔243の内周面とベース軸部226の外周面との径方向での隙間S1は、貫通孔245の内周面と突出部227の外周面との径方向での隙間S2に比べて大きい。なお、隙間S1,S2は、寸法ばらつき等によって周方向の全体で一様でなくてもよい。隙間S1は、隙間S2以下であってもよい。
In the present embodiment, the radial gap S1 between the inner peripheral surface of the
次に、本実施形態の回転式圧縮機200の製造方法について説明する。以下の説明では、回転軸225やカバー本体241が組み付けられた状態で、スラストプレート242をカバー本体241に組み付ける組付工程について説明する。
Next, a method for manufacturing the
図5は、組付工程を説明するための工程図である。
図5に示すように、本実施形態のスラストプレート242の組付工程は、位置決め工程と、固定工程と、を有している。
位置決め工程では、治具250を用いて、突出部227に対してスラストプレート242を位置決めする。具体的に、治具250は、軸線Oと同軸で配置される筒状に形成されている。治具250は、下部に位置する操作部251と、上部に位置するプレート保持部252と、を有している。FIG. 5 is a process diagram for explaining the assembly process.
As shown in FIG. 5, the process of assembling the
In the positioning process, the
操作部251の外径は、貫通孔245の内径よりも大きくなっている。
プレート保持部252は、操作部251の上方に連なっている。プレート保持部252は、上方に向かうに従い外径が漸次縮小するテーパ状に形成されている。プレート保持部252の最小外径は、貫通孔245の内径よりも小さくなっている。The outer diameter of the operating
The
治具250の内側は、突出部227が挿入可能な挿入孔253を構成している。なお、治具250は、貫通孔245の内周面を保持するプレート保持部、及び突出部227が収容可能な収容部を有する構成であれば筒状に限られない。
The inner side of the
位置決め工程では、プレート保持部252をスラストプレート242の貫通孔245内に挿入する。すると、貫通孔245の下端開口縁が、プレート保持部252の外周面によって保持される。なお、プレート保持部252は、貫通孔245から上方に突出しない状態で、スラストプレート242を保持していることが好ましい。
In the positioning step, the
続いて、回転軸225(カバー本体241)の下方において、治具250を軸線Oと同軸に配置し、スラストプレート242及び治具250を上昇させる。すると、突出部227が治具250の挿入孔253内に挿入されながら、スラストプレート242がカバー本体241に接近する。スラストプレート242がカバー本体241の下面に突き当たるまで、スラストプレート242を上昇させる。これにより、スラストプレート242の貫通孔245と突出部227の外周面間の隙間の大きさが、周方向において略均一になり、スラストプレート242が、突出部227に対して径方向で位置決めされる。なお、スラストプレート242とカバー本体241との固定部分を位置合わせするために、スラストプレート242をカバー本体241に対して周方向に回転等させてもよい。
Subsequently, the
次に、固定工程において、スラストプレート242をビス244(図4参照)によってカバー本体241に固定する。その後、治具250を退避させることで、スラストプレート242の組付工程が完了する。
Next, in a fixing step, the
本実施形態では、上述した第1の実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、以下の作用効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、ベース軸部226と突出部227(補助軸部228)とを別体で形成することで、ベース軸部及び突出部を一体で形成する場合のように回転軸を段付き形状に加工する必要がない。そのため、高精度なスラスト摺動部90を容易に製造することができ、製造効率が高く低コストな回転式圧縮機200を提供できる。ベース軸部226と突出部227とを別体で形成することで、各部品に最適な材料等を選択できる。そのため、設計自由度の向上を図ることができる。
ベース軸部226及び突出部227を別体とすることで、各部品の軸長を短縮することができ、各部品を高精度、かつ容易に形成できる。In this embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described first embodiment, the following effects are achieved.
That is, in this embodiment, by forming the
By making the
本実施形態では、収容孔243の内周面とベース軸部226の外周面との径方向での隙間S1が、貫通孔245の内周面と突出部227の外周面との径方向での隙間S2に比べて大きい構成とした。
この構成によれば、隙間S1を大きくすることで、バランサカバー240内に存在する潤滑油Jを隙間S1内に収容し易くなる。これにより、ベース軸部226の外周面と収容孔243の内周面との間や、スラスト摺動部90やシール部242aとの間に潤滑油Jが介在し易くなり、潤滑性能を向上させることができる。
一方、隙間S2を小さくすることで、スラスト摺動部90とシール部242aとの接触面積(シール面積)を増加させ易くなる。これにより、シール性を向上させることができるとともに、スラスト摺動部90とシール部242aとの間に作用する面圧を軽減できる。
そのため、省電力で長期に亘って動作信頼性に優れた高品質な回転式圧縮機200を提供できる。回転軸225の位置が上方に変位した際に、バランサカバー240内に吐出された気体冷媒が、貫通孔245を通じてバランサカバー240の外部に漏れる量を抑制することができる。In this embodiment, the radial gap S1 between the inner peripheral surface of the
According to this configuration, by enlarging the gap S1, it becomes easier to accommodate the lubricating oil J present in the
On the other hand, by reducing the gap S2, it becomes easier to increase the contact area (seal area) between the
Therefore, it is possible to provide a high-
本実施形態では、貫通孔245の内周面を保持するプレート保持部252、及び突出部227が挿入される挿入孔253を有する治具250を用いて、スラストプレート242を突出部227に対して位置決めする構成とした。
この構成によれば、突出部227とスラストプレート242との接触を抑制できるので、動作時における摩擦を抑制できる。
上述したように隙間S1を大きくすることで、回転軸225のうち回転半径の大きいベース軸部226とカバー本体241との接触を回避し易くなる。これによっても動作時における摩擦を抑制できる。
その結果、省電力で長期に亘って動作信頼性に優れた高品質な回転式圧縮機200を提供できる。In this embodiment, a
With this configuration, contact between the projecting
By increasing the gap S1 as described above, it becomes easier to avoid contact between the
As a result, it is possible to provide a high-
なお、第2の実施形態では、シリンダを3つ有する構成について説明したが、シリンダを3つ以外の複数有する構成であってもよい。
第2の実施形態では、回転軸225及びバランサカバー240がそれぞれ別体で形成された構成について説明したが、回転軸225及びバランサカバー240のうち、何れか一方が別体で形成されていてもよい。
第2の実施形態では、回転軸225及びカバー本体241が組み付けられた状態でスラストプレート242を組み付ける構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、カバー本体241とスラストプレート242とを事前に組み付けた状態で、カバー本体241を副軸受43に組み付けてもよい。In addition, although the configuration having three cylinders has been described in the second embodiment, a configuration having a plurality of cylinders other than three may be employed.
In the second embodiment, the configuration in which the
In the second embodiment, the configuration in which the
上述した実施形態では、ローラ53とブレード55とが別体である構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、例えば、ブレードとローラとが一体となったタイプであってもよい。
Although the configuration in which the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、所望の潤滑性能を得ることができる。 According to at least one embodiment described above, desired lubrication performance can be obtained.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1…冷凍サイクル装置、2…回転式圧縮機、3…凝縮器、4…膨張装置、5…蒸発器、33…圧縮機構部、31…回転軸、33…圧縮機構部、34…ケース、41…シリンダ、42…主軸受、43…副軸受、51…偏心部、81…バランサカバー、82…シール部、84…貫通孔、87…突出部、90…スラスト摺動部、91…バランサ、94…供給路、200…回転式圧縮機、201…上側シリンダ(シリンダ)、202…中間シリンダ(シリンダ)、203…下側シリンダ(シリンダ)、225…回転軸、226…ベース軸部、227…突出部、228…補助軸部、230…バランサカバー、231…上側偏心部(偏心部)、232…中間偏心部(偏心部)、233…下側偏心部(偏心部)、240…バランサカバー、241…カバー本体、242…スラストプレート、242a…シール部、243…収容孔、245…貫通孔、250…治具
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ケース内に配置され、偏心部を有する回転軸と、
前記偏心部が収容されたシリンダ、前記シリンダの上方で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受、及び前記シリンダの下方で前記回転軸を回転可能に支持する副軸受を有する圧縮機構部と、
前記副軸受よりも下方の位置において前記回転軸に取り付けられたバランサと、
前記バランサを下方から覆うバランサカバーと、を備え、
前記バランサカバーの前記回転軸と軸方向で対向する位置に貫通孔が形成され、
前記回転軸は、前記バランサカバーの前記貫通孔の周囲に位置するシール部に軸方向で当接することで、前記貫通孔を通じた前記バランサカバーの内外の連通を遮断するスラスト摺動部と、
前記スラスト摺動部の内周側に位置し、前記貫通孔を通じて前記貫通孔の下端よりも下方に突出する突出部と、
前記突出部の下端面で開口し、潤滑油を導く供給路と、を備え、
前記回転軸は、前記圧縮機構部に対して軸方向に所定距離変位可能であり、
前記突出部は前記貫通孔の下端から前記所定距離よりも長く突出する、
回転式圧縮機。 a case in which lubricating oil is stored;
a rotary shaft disposed in the case and having an eccentric portion;
a compression mechanism having a cylinder housing the eccentric portion, a main bearing rotatably supporting the rotating shaft above the cylinder, and a sub-bearing rotatably supporting the rotating shaft below the cylinder;
a balancer attached to the rotating shaft at a position below the secondary bearing;
a balancer cover that covers the balancer from below,
a through hole is formed at a position of the balancer cover axially facing the rotating shaft;
a thrust sliding portion for blocking communication between the inside and the outside of the balancer cover through the through hole by axially abutting the rotating shaft against a seal portion positioned around the through hole of the balancer cover;
a protruding portion located on the inner peripheral side of the thrust sliding portion and protruding downward through the through hole from a lower end of the through hole;
a supply passage that opens at the lower end surface of the protrusion and guides the lubricating oil ,
The rotating shaft is axially displaceable by a predetermined distance with respect to the compression mechanism,
The protruding part protrudes longer than the predetermined distance from the lower end of the through hole,
Rotary compressor.
前記回転軸は前記スラスト摺動部が設けられたベース軸部と、
前記ベース軸部に固定され前記突出部を構成する補助軸部と、を備えている、
回転式圧縮機。 A rotary compressor according to claim 1 ,
the rotating shaft includes a base shaft portion provided with the thrust sliding portion;
an auxiliary shaft portion that is fixed to the base shaft portion and that constitutes the projecting portion;
Rotary compressor.
前記回転軸は前記スラスト摺動部が設けられたベース軸部を有し、
前記バランサカバーは、
前記副軸受に取り付けられるとともに、前記ベース軸部が収容される収容孔を有するカバー本体と、
前記貫通孔が形成されるとともに、前記スラスト摺動部が当接するスラストプレートと、を備え、
前記ベース軸部の外周面と前記収容孔の内周面との間における前記回転軸の径方向での隙間が、前記突出部の外周面と前記貫通孔の内周面との間における前記径方向の隙間に比べて広くなっている、
回転式圧縮機。 In the rotary compressor according to claim 1 or claim 2 ,
The rotating shaft has a base shaft portion provided with the thrust sliding portion,
The balancer cover is
a cover body attached to the sub-bearing and having an accommodation hole in which the base shaft portion is accommodated;
a thrust plate in which the through hole is formed and the thrust sliding portion abuts;
The gap in the radial direction of the rotating shaft between the outer peripheral surface of the base shaft portion and the inner peripheral surface of the accommodation hole is equal to the diameter between the outer peripheral surface of the projecting portion and the inner peripheral surface of the through hole. It is wide compared to the gap in the direction,
Rotary compressor.
前記副軸受に固定された前記カバー本体の前記収容孔内に前記ベース軸部が収容された状態で、前記スラストプレートを前記カバー本体に組み付ける組付工程を有し、
前記組付工程は、
前記スラストプレートを前記突出部に対して位置決めする位置決め工程と、
位置決めされた前記スラストプレートを前記カバー本体に固定する固定工程と、を有している、
回転式圧縮機の製造方法。 A method for manufacturing a rotary compressor according to claim 3 ,
an assembling step of assembling the thrust plate to the cover body in a state in which the base shaft portion is housed in the housing hole of the cover body fixed to the sub-bearing;
The assembling process includes:
a positioning step of positioning the thrust plate with respect to the protrusion;
a fixing step of fixing the positioned thrust plate to the cover body;
A method for manufacturing a rotary compressor.
前記回転式圧縮機に接続された放熱器と、
前記放熱器に接続された膨張装置と、
前記膨張装置と前記回転式圧縮機との間に接続された蒸発器と、を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 a rotary compressor according to any one of claims 1 to 3 ;
a radiator connected to the rotary compressor;
an expansion device connected to the radiator;
and an evaporator connected between the expansion device and the rotary compressor.
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JP2019020870 | 2019-02-07 | ||
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Publications (2)
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