JP7250961B2 - 圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

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Description

本願は、２０１９年１１月２９日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０１９１１２０１６８５．５であり、発明の名称が「圧縮機及び冷凍装置」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容の全てを援用することにより本願に取り入れる。
本願は、冷凍装置の技術分野に関し、具体的には、圧縮機及び冷凍装置に関する。
現在、図１及び図２に示すように、圧縮機１００’はクランク軸１０２’を含み、クランク軸１０２’は、主軸部１０２０’と、副軸部１０２２’と、偏心部１０２４’とを含み、主軸受１０４’が主軸部１０２０’に嵌合され、二次軸受１０６’が副軸部１０２２’に嵌合され、シリンダ１０８’がシリンダキャビティを含み、ピストン１１４’がシリンダキャビティ内に設けられ、またピストン１１４’が偏心部１０２４’に嵌合され、ロータ１１０’が主軸部１０２０’に接続され、バランスブロック１１２’がロータ１１０’に設けられている。図２に示すように、主軸部１０２０’と主軸受１０４’、副軸部１０２２’と二次軸受１０６’、偏心部１０２４’とピストン１１４’との嵌合部分が異常摩耗などの信頼性の問題を引き起こす可能性が最も高く、図２におけるＡ’に示すのは主軸部１０２０’と主軸受１０４’の摩耗が生じやすい部分であり、嵌合部分のペアとなる部品の信頼性を確保するために、従来技術は太い軸径、より高い軸受しか採用できず、これにより、圧縮機１００’の大型化、コストの上昇、及び摩擦損失の増加をもたらす。
本願は、従来技術又は関連技術に存在する技術的問題の１つを解決することを目的とする。
そのため、本願の第１の態様は、圧縮機を提供する。
本願の第２の態様は、冷凍装置を提供する。
これに鑑みて、本願の第１の態様にて提供される圧縮機は、クランク軸と、クランク軸に設けられた接続構造とを含み、接続構造及び／又はクランク軸には、接続構造とクランク軸との嵌合部分に位置し、接続構造及びクランク軸の少なくとも一方を回避するように配置された回避部が設けられている。
本願にて提供される圧縮機は、クランク軸と、クランク軸に接続された接続構造とを含み、接続構造及び／又はクランク軸には、接続構造又はクランク軸の少なくとも一方を回避するための回避部が設けられ、回避部の設置により、クランク軸と接続構造との間の隙間が大きくなり、ひいてはクランク軸が傾斜して変形する場合、回避部が傾斜したクランク軸を回避できるため、クランク軸と接続構造との接触が表面接触のように維持され、クランク軸と接続構造との間の油膜が破れないようにし、圧縮機の信頼性を効果的に確保する。さらに、より細い軸径、より短い軸スリーブを採用することができ、圧縮機の体積及びコストを削減し、クランク軸と接続構造との嵌合部分の摩擦損失を低減させ、圧縮機の性能を向上させる。
なお、回避部は、接続構造及びクランク軸の少なくとも一方を回避し、すなわち、回避部は、クランク軸が傾斜した後、回避部に対応する部分のクランク軸と接続構造との接触が表面接触であることを確保するように、クランク軸の傾斜変形を回避する。
また、本願にて提供される上記の圧縮機は、以下の付加的な技術的特徴をさらに有してもよい。
上記技術的手段では、さらに、クランク軸と接続構造との間に隙間があり、クランク軸の軸線方向に沿って、回避部に対応する隙間は、接続構造の中央から離れる方向に向かって大きくなる。
当該技術的手段では、クランク軸と接続構造との間に隙間があり、隙間内に潤滑油を分散させることができ、クランク軸の軸線方向に沿って、回避部に対応する隙間が接続構造の中央から離れる方向に向かって大きくなるため、これにより、クランク軸が傾斜して変形する時、徐々に大きくなる隙間がクランク軸に対して回避スペースを形成でき、クランク軸と接続構造との間の接触が表面接触となり、ひいては油膜の正常な作動を確保し、クランク軸と接続構造との間の摩耗を回避し、圧縮機の信頼性を向上させる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、圧縮機は、クランク軸の軸断面において、同一の軸方向高さでの、クランク軸の軸線の両側の隙間の和を、両側隙間として定義し、回避部に対応する両側隙間の最小値をδ０とし、回避部に対応する両側隙間の最大値とδ０との差をδとし、回避部に対応する両側隙間が最小となる部分に対応するクランク軸の直径をＤとし、クランク軸の軸線方向に沿った回避部の長さをｈとしたとき、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．２以上５以下である。
当該技術的手段では、回避部は、接続構造の中央から端部へ徐々に大きくなるため、回避部に対応する両側隙間は最小値と最大値とを有し、回避部に対応する両側隙間の最小値はδ０であり、回避部に対応する両側隙間の最大値とδ０との差はδであり、回避部に対応する両側隙間が最小となる部分に対応するクランク軸の直径はＤであり、クランク軸の軸線方向に沿って、回避部の長さはｈである。回避部に対応するサイズは、クランク軸と接続構造との摩擦改善効果に影響するため、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積を、０．２以上５以下に設定し、この場合、回避部によるクランク軸と接続構造との間の摩擦改善効果が最もよい。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、回避部は、クランク軸の軸線方向に沿って順番に接続された複数の回避セグメントを含み、ここで、少なくとも１つの回避セグメントは、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下を満たす。
当該技術的手段では、回避部は、複数の回避セグメントを含み、複数の回避セグメントは、軸方向に沿って順番に接続され、複数の回避セグメントのうち少なくとも１つの回避セグメントのサイズは、上記δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下となる関係式を満たす。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．５以上２．５以下である。
当該技術的手段では、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が、０．５以上２．５以下に設定された場合、クランク軸と接続構造との間の摩擦を改善する効果はより良好である。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、ｈは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
当該技術的手段では、回避部の軸方向高さｈを２ｍｍ≦ｈ≦２０ｍｍに設定することで、回避部の加工を容易にし、また、クランク軸と接続構造との間の摩耗を低減することに役立つ。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、クランク軸の軸線方向に沿って、回避部の少なくとも一部に対応する隙間の大きさが線形的に変化する。
当該技術的手段では、クランク軸の軸線方向に沿って、回避部の少なくとも一部に対応する隙間の大きさが線形的に変化し、すなわち、圧縮機のクランク軸の軸断面において、クランク軸の軸線方向に沿って、接続構造の中央から離れる方向に、隙間の径方向の大きさが比例関係で変化する。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、回避部により形成された壁面は、テーパー面を含む。
当該技術的手段では、回避部により形成された壁面はテーパー面を含み、これにより、クランク軸と接続構造との間の隙間を軸方向に沿って線形的に変化させ、また、回避部の加工を容易にする。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、圧縮機は、クランク軸の軸断面において、接続構造の中央から離れる方向に沿って、回避部の少なくとも一部により形成された壁面の接線と、クランク軸の軸線に垂直な方向との間の鋭角が徐々に小さくなる。
当該技術的手段では、クランク軸の軸線方向において、回避部の少なくとも一部により形成された壁面の接線が、接続構造の中央から離れる方向に沿って徐々に水平になる傾向があり、すなわち、回避部により形成された壁面の接線と、クランク軸の軸線に垂直な方向との鋭角が徐々に小さくなり、これにより、回避部とクランク軸の撓み変形の形状をより一致させ、摩耗改善効果をさらに向上させる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、回避部により形成された壁面は曲面を含む。
当該技術的手段では、回避部により形成された壁面は曲面を含み、これにより、回避部に対応する隙間の変化とクランク軸の撓み変形の形状をより一致させ、摩耗改善効果をさらに向上させる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、クランク軸の軸線に垂直な断面において、回避部は環状である。
当該技術的手段では、回避部は環状であり、環状の回避部が、クランク軸が傾斜変形した場合にクランク軸のあらゆる方向に対して良好な回避効果を生み出し、ひいてはあらゆる方向においてクランク軸と接続構造との間の摩耗改善効果を向上させることができ、すなわち、あらゆる方向において摩耗の程度を軽減することができる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、クランク軸は、同軸に設けられた第１の軸部及び第２の軸部を含む本体と、本体に接続された偏心部とを含み、本体と偏心部とは偏心して設けられている。
当該技術的手段では、クランク軸は、第１の軸部及び第２の軸部を含む本体と、偏心部とを含み、第１の軸部はモータのロータに接続されて偏心部を回転させ、偏心部は、回転することにより圧縮機の吸排気のプロセスを実現する。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、接続構造は、第１の軸部に嵌合された第１の軸受と、第２の軸部に嵌合された第２の軸受と、偏心部に嵌合されたピストンとを含む。
当該技術的手段では、接続構造は、第１の軸部に嵌合された第１の軸受と、第２の軸部に嵌合された第２の軸受と、ピストンとを含み、第１の軸受と第２の軸受によりクランク軸を固定し、ピストンは偏心部に嵌合され、偏心部は、回転することによりピストンを移動させ、ひいては圧縮機の吸排気のプロセスを実現する。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、回避部がクランク軸に設けられる場合、回避部は第１の軸部の第２の軸部に近い部分に設けられ、及び／又は、回避部は第１の軸部の第２の軸部から離れた部分に設けられ、及び／又は、回避部は偏心部の第１の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部は偏心部の第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部は第２の軸部の偏心部に近い一端に設けられる。
当該技術的手段では、回避部がクランク軸に設けられる場合、回避部は、第１の軸部の第２の軸部に近い部分、第１の軸部の第２の軸部から離れた部分、偏心部の第１の軸受に近い一端、偏心部の第２の軸受に近い一端、第２の軸部の偏心部に近い一端のいずれか１つ又はその組み合わせに設けられる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、回避部が接続構造に設けられる場合、回避部は第１の軸受の第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部は第１の軸受の第２の軸受から離れた一端に設けられ、及び／又は、回避部はピストンの第１の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部はピストンの第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部は第２の軸受の第１の軸受に近い一端に設けられる。
当該技術的手段では、回避部が接続構造に設けられる場合、回避部は、第１の軸受の第２の軸受に近い一端、第１の軸受の第２の軸受から離れた一端、ピストンの第１の軸受に近い一端、ピストンの第２の軸受に近い一端、第２の軸受の第１の軸受に近い一端のいずれか１つ又はその組み合わせに設けられる。
当然のことながら、回避部は、接続構造及びクランク軸に同時に設けられることもできる。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、圧縮機は、シリンダキャビティを含むシリンダであって、ピストンがシリンダキャビティ内に設けられ、クランク軸がシリンダキャビティ内に挿設され、シリンダにベーン溝が設けられたシリンダと、ベーン溝内に設けられ、ピストンと転動可能に接続されたベーンと、第１の軸部に接続されたロータと、をさらに含む。
当該技術的手段では、圧縮機はさらに、シリンダと、ベーンと、ロータとを含み、ロータは第１の軸部に接続され、シリンダはシリンダキャビティを有し、ピストンはシリンダキャビティ内に設けられ、またクランク軸はシリンダキャビティ内に挿設されている。シリンダにはベーン溝がさらに設けられ、ベーンはベーン溝内に設けられ、且つピストンと回転可能に接続され、圧縮機の吸排気のプロセスを実現する。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、圧縮機は、インバータ圧縮機である。
当該技術的手段では、圧縮機をインバータ圧縮機であり、接続構造又はクランク軸に回避部を設けることによりインバータ圧縮機の信頼性を向上させることができ、当然のことながら、圧縮機は定速圧縮機であってもよい。
上記いずれかの技術的手段では、さらに、圧縮機内に冷媒が充填されており、冷媒はジフルオロメタン又はプロパンである。
当該技術的手段では、圧縮機内に冷媒が充填されており、冷媒の吸熱、放熱プロセスにより冷凍装置の冷房又は暖房が実現され、具体的には、冷媒はジフルオロメタン又はプロパンであり、当然のことながら、冷媒は他の冷媒であってもよい。
本願の第２の態様にてさらに提供される冷凍装置は、上記いずれかの技術的手段にて提供される圧縮機を含む。
本願の第２の態様にて提供される冷凍装置は、上記いずれかの技術的手段にて提供される圧縮機を含むため、上記圧縮機の全ての有益な効果を有する。
具体的には、冷凍装置は、パイプラインを介して圧縮機と連通する熱交換器を含み、冷媒はパイプラインを流れることができる。
本願の付加的な態様及び利点は、以下の説明から明らかになり、又は本願を実施することで理解されるであろう。
本願の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面と併せた実施例の説明から明らかになり、理解しやすくなるであろう。
関連技術における圧縮機の構造概略図を示す。 関連技術における圧縮機のもう１つの構造概略図を示す。 本願の一実施例に係るテーパー面の回避部の構造概略図を示す。 本願の一実施例に係る回避部と最小油膜厚さとの間のグラフ関係図を示す。 本願の一実施例に係るもう１つのテーパー面の回避部の構造概略図を示す。 本願の一実施例に係る曲面の回避部の構造概略図を示す。 本願の一実施例に係るもう１つの曲面の回避部の構造概略図を示す。 本願の１つの具体的な実施例に係る圧縮機の構造概略図を示す。 本願のもう１つの具体的な実施例に係る圧縮機の構造概略図を示す。
本願の上記目的、特徴及び利点をより明確にするため、以下は図面及び具体的な実施形態を参照し、本願をより詳細に説明する。なお、矛盾がない場合、本願の実施例及び実施例の特徴は、相互に組み合わせることができる。
以下の説明において多くの具体的な詳細を説明して本願を十分に理解するが、本願はまたここで説明した以外の他の形態を採用して実施することができ、したがって、本願の保護範囲は以下に開示された具体的な実施例に限定されるものではない。
以下は図３～図９を参照して本願のいくつかの実施例に記載の圧縮機１００及び冷凍装置について説明する。
（実施例１）
図３に示すように、本願の一実施例によれば、本願は、クランク軸１０２及び接続構造１０４を含む圧縮機１００を提供する。
具体的には、接続構造１０４はクランク軸１０２に設けられ、接続構造１０４及び／又はクランク軸１０２には、接続構造１０４とクランク軸１０２との嵌合部分に位置し、接続構造１０４及びクランク軸１０２の少なくとも１つを回避するように配置される回避部１０６が設けられる。
本願にて提供される圧縮機１００は、クランク軸１０２と、クランク軸１０２に接続される接続構造１０４とを含み、接続構造１０４及び／又はクランク軸１０２には、接続構造１０４及びクランク軸１０２の少なくとも１つを回避するための回避部１０６が設けられ、回避部１０６の設置により、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の隙間１０８が大きくなり、ひいてはクランク軸１０２が傾斜して変形する場合、回避部１０６が傾斜したクランク軸１０２を回避できるため、クランク軸１０２と接続構造１０４との接触が表面接触のように維持され、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の油膜が破れないようにし、圧縮機１００の信頼性を効果的に確保し、さらに、より細い軸径、より短い軸スリーブを採用することができ、圧縮機１００の体積及びコストを削減し、クランク軸１０２と接続構造１０４との嵌合部分の摩擦損失を低減させ、圧縮機１００の性能を向上させる。
なお、回避部１０６は、接続構造１０４及びクランク軸１０２の少なくとも１つを回避し、すなわち、回避部１０６は、クランク軸１０２が傾斜した後、回避部１０６に対応する部分のクランク軸１０２と接続構造１０４との接触が表面接触であることを確保するように、クランク軸１０２の傾斜変形を回避する。
具体的には、回避部１０６が設けられていない場合、クランク軸１０２が傾斜して変形する場合、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の接触が線接触となり、一部の油膜が破れ、クランク軸１０２と接続構造１０４とが直接金属接触してしまい、摩耗を引き起こしやすくなり、回避部１０６が設けられた後、クランク軸１０２が傾斜して変形する場合、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の接触が依然として表面接触であり、油膜の正常な作動を確保し、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩耗の程度を軽減し、圧縮機１００の信頼性を向上させる。
具体的には、回避部１０６が接続構造１０４に設けられる場合、回避部１０６の形状は、対応する傾斜した後のクランク軸１０２の外側壁の形状と一致し、回避部１０６がクランク軸１０２に設けられる場合、クランク軸１０２が傾斜した後、回避部１０６の形状は接続構造１０４の内側壁の形状と一致する。
具体的には、回避部１０６は、接続構造１０４の端部、及び／又は、クランク軸１０２の接続構造１０４の端部に対応する部分に設けられる。
具体的には、回避部１０６は、接続構造１０４の端部の周方向、及び／又は、クランク軸１０２の接続構造の端部に対応する部分の周方向に設けられる。
具体的には、回避部１０６が接続構造１０４に設けられる場合、回避部１０６の少なくとも一部は接続構造１０４の内側壁に位置する。
（実施例２）
図３に示すように、本願の一実施例によれば、上記実施例で限定された特徴を含み、さらに、クランク軸１０２と接続構造１０４との間に隙間１０８があり、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６に対応する隙間１０８が接続構造１０４の中央から離れる方向に向かって大きくなる。
当該実施例では、クランク軸１０２と接続構造１０４との間に隙間１０８があり、隙間１０８内に潤滑油を分散させることができ、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６に対応する隙間１０８が接続構造１０４の中央から離れる方向に向かって大きくなるため、これにより、クランク軸１０２が傾斜して変形する時、徐々に大きくなる隙間１０８がクランク軸１０２に対して回避スペースを形成でき、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の接触が表面接触となり、ひいては油膜の正常な作動を確保し、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩耗を回避し、圧縮機１００の信頼性を向上させる。
具体的には、接続構造１０４は、２つの端部と、２つの端部の間に配置された中央部とに分割されてもよい。回避部１０６に対応する隙間１０８は、クランク軸１０２が傾斜して変形する時の形状に適応するように、接続構造１０４の中央から離れる方向に徐々に大きくなっている。
具体的には、回避部１０６が接続構造１０４に設けられる場合、回避部１０６は、接続構造１０４の端部に設けられ、クランク軸１０２の軸線方向において、接続構造１０４の中央から離れる方向に沿って、回避部１０６は、接続構造１０４の径方向外側に傾斜して設けられ、回避部１０６がクランク軸１０２に設けられる場合、回避部１０６は、クランク軸１０２の接続構造１０４の端部に対応する部分に位置し、クランク軸１０２の軸線方向において、接続構造１０４の中央から離れる方向に沿って、回避部１０６は、クランク軸１０２の軸線方向に傾斜している。
（実施例３）
本願の一実施例によれば、上記実施例で限定された特徴を含み、さらに、圧縮機１００は、クランク軸１０２の軸断面において、同一の軸方向高さでの、クランク軸１０２の軸線の両側の隙間１０８の和を、両側隙間１０８として定義したとき、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最小値はδ０であり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最大値とδ０との差はδであり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８が最小となる部分に対応するクランク軸１０２の直径はＤであり、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６の長さはｈであり、ここで、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．２以上５以下である。
当該実施例では、回避部１０６は、接続構造１０４の中央から端部へ徐々に大きくなるため、回避部１０６に対応する両側隙間１０８は最小値と最大値とを有し、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最小値はδ０であり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最大値とδ０との差はδであり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８が最小となる部分に対応するクランク軸１０２の直径はＤであり、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６の長さはｈであり、回避部１０６に対応するサイズは、クランク軸１０２と接続構造１０４との摩擦改善効果に影響するため、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積を、０．２以上５以下に設定し、この場合、回避部１０６によるクランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩擦改善効果が最もよい。
具体的には、δ０／２は回避部１０６に対応する両側隙間１０８の半分であり、δ／２は回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最大値とδ０との差の半分である。
具体的には、同じ軸方向高さで、接続構造１０４の内側壁の直径とクランク軸１０２の直径との差は、両側隙間１０８である。
さらに、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．５以上２．５以下である。
当該実施例では、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が、０．５以上２．５以下であるように設定される場合、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩擦を改善する効果はより良好である。
具体的には、図４に示すように、図４は、回避部１０６のサイズが最小油膜厚さに及ぼす影響のグラフであり、横軸は対数座標を採用し、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の油膜運搬能力は、最小油膜厚さによって特徴付けることができ、最小油膜厚さが大きいほど、油膜運搬能力が強くなり、クランク軸１０２と接続構造１０４との間で摩耗する可能性が低くなる。
さらに、ｈは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
当該実施例では、回避部１０６の軸方向高さｈを２ｍｍ≦ｈ≦２０ｍｍに設定することで、回避部１０６の加工を容易にし、また、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩耗を低減することに役立つ。
（実施例４）
図５及び図７に示すように、本願の一実施例によれば、上記実施例で限定された特徴を含み、さらに、回避部１０６は、クランク軸１０２の軸線方向に沿って順番に接続された複数の回避セグメントを含み、ここで、少なくとも１つの回避セグメントは、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下を満たす。
当該実施例では、回避部１０６は複数の回避セグメントを含み、複数の回避セグメントは軸方向に沿って順番に接続され、複数の回避セグメントのうち少なくとも１つの回避セグメントのサイズは、上記δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下となる関係式を満たす。
なお、回避セグメントは、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下となる関係式を満たし、すなわち、回避セグメントに対応する両側隙間１０８の最小値をδ０とし、回避セグメントに対応する両側隙間１０８の最大値とδ０との差をδとし、回避セグメントに対応する両側隙間１０８が最小となる部分に対応するクランク軸１０２の直径をＤとし、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避セグメントの長さはｈであり、回避セグメントに対応するδ、δ０、Ｄ及びｈが上記限定された関係式を満たす。
具体的には、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６は接続構造１０４の端部に設けられ、複数の回避部の傾斜角度は同一でも異なっていてもよく、さらに、複数の回避部同士は滑らかに接続されている。
（実施例５）
図３及び図５に示すように、本願の一実施例によれば、上記いずれか１つの実施例で限定された特徴を含み、さらに、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６の少なくとも一部に対応する隙間１０８の大きさが線形的に変化する。
当該実施例では、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６の少なくとも一部に対応する隙間１０８の大きさが線形的に変化し、すなわち、圧縮機１００のクランク軸１０２の軸断面において、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、接続構造１０４の中央から離れる方向から隙間１０８の径方向の大きさが比例関係で変化する。
さらに、回避部１０６により形成される壁面は、テーパー面を含む。
当該実施例では、回避部１０６により形成される壁面はテーパー面を含み、これにより、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の隙間１０８を軸方向に沿って線形的に変化させ、また、回避部１０６の加工を容易にする。
（実施例６）
図６及び図７に示すように、本願の一実施例によれば、上記いずれか１つの実施例で限定された特徴を含み、さらに、圧縮機１００は、クランク軸１０２の軸断面において、接続構造１０４の中央から離れる方向に沿って、回避部１０６の少なくとも一部により形成される壁面の接線と、クランク軸１０２の軸線に垂直な方向との間の鋭角が徐々に小さくなる。
当該実施例では、クランク軸１０２の軸線方向において、回避部１０６の少なくとも一部により形成される壁面の接線が、接続構造１０４の中央から離れる方向に沿って徐々に水平になる傾向があり、すなわち、回避部１０６により形成される壁面の接線と、クランク軸１０２の軸線に垂直な方向との鋭角が徐々に小さくなり、これにより、回避部１０６とクランク軸１０２の撓み変形の形状をより一致させ、摩耗改善効果をさらに向上させる。
具体的には、接続構造１０４の中央から離れる軸方向に向かって、回避部１０６に対応する隙間１０８の拡大速度は、徐々に速くなる。
さらに、回避部１０６により形成される壁面は曲面を含む。
当該実施例では、回避部が１０６により形成される壁面は曲面を含み、これにより、回避部１０６に対応する隙間１０８の変化とクランク軸１０２の撓み変形の形状をより一致させ、摩耗改善効果をさらに向上させる。
図３に示すように、回避部１０６はクランク軸１０２に設けられ、回避部１０６はクランク軸１０２の直径の変化により実現され、すなわち、クランク軸１０２の回避部１０６が設けられた後の直径を小さくなるようにし、回避部１０６にクランク軸１０２がテーパー状に形成し、これにより、回避部１０６が設けられる部分、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の隙間１０８が軸方向に沿って線形的に変化する。
図５に示すように、回避部１０６は接続構造１０４に設けられ、回避部１０６は接続構造１０４の直径の変化により実現され、すなわち、接続構造１０４の内側壁の回避部１０６が設けられた後の直径を大きくなるようにし、回避部１０６に接続構造１０４の内側壁がテーパー状に形成し、これにより、回避部１０６が設けられる部分、クランク軸１０２と接続構造１０４との間の隙間１０８が軸方向に沿って線形的に変化する。
図６及び図７に示すように、クランク軸１０２の撓み変形が大きい場合、摩耗改善効果をさらに向上させるために、回避部１０６を曲面のように設置してもよく、移動ペアの中央から離れる軸方向（接続構造１０４の中央から離れる方向）に向かって、回避部１０６に対応する隙間１０８の拡大速度を徐々に速くなるようにし、すなわち、回避部１０６の接線とクランク軸１０２の軸線とが徐々に平行になり、回避部１０６に対応する隙間１０８の変化をクランク軸１０２の撓み変形の形状により一致させることができ、摩耗改善効果をさらに向上させる。
具体的には、クランク軸１０２及び接続構造１０４に同時に回避部１０６を設けることができる。回避部１０６により形成される壁面はテーパー面及び曲面を含む。
（実施例７）
本願の一実施例によれば、上記いずれか１つの実施例で限定された特徴を含み、さらに、クランク軸１０２の軸線に垂直な断面において、回避部１０６は環状である。
当該実施例では、回避部１０６は環状であり、環状の回避部１０６が、クランク軸１０２が傾斜変形した場合にクランク軸１０２のあらゆる方向に対して良好な回避効果を生み出し、ひいてはあらゆる方向においてクランク軸１０２と接続構造１０４との間の摩耗改善効果を向上させることができ、すなわち、あらゆる方向において摩耗の程度を軽減することができる。
（実施例８）
図８及び図９に示すように、本願の一実施例によれば、上記いずれか１つの実施例で限定された特徴を含み、さらに、クランク軸１０２は、同軸に設けられた第１の軸部１０２０及び第２の軸部１０２２を含む本体と、本体に接続された偏心部１０２４とを含み、本体と偏心部１０２４とは偏心して設けられる。
当該実施例では、クランク軸１０２は、第１の軸部１０２０及び第２の軸部１０２２を含む本体と、偏心部１０２４とを含み、第１の軸部１０２０はモータのロータ１１４に接続されて偏心部１０２４を回転させ、偏心部１０２４は、回転することにより圧縮機１００の吸排気のプロセスを実現する。
さらに、接続構造１０４は、第１の軸部１０２０に嵌合される第１の軸受１０４０と、第２の軸部１０２２に嵌合される第２の軸受１０４２と、偏心部１０２４に嵌合されるピストン１０４４とを含む。
当該実施例では、接続構造１０４は、第１の軸部１０２０に嵌合される第１の軸受１０４０と、第２の軸部１０２２に嵌合される第２の軸受１０４２と、ピストン１０４４とを含み、第１の軸受１０４０と第２の軸受１０４２によりクランク軸１０２を固定し、ピストン１０４４は偏心部１０２４に嵌合され、偏心部１０２４は、回転することによりピストン１０４４を移動させ、ひいては圧縮機１００の吸排気のプロセスを実現する。
さらに、回避部１０６がクランク軸１０２に設けられた場合に、回避部１０６は第１の軸部１０２０の第２の軸部１０２２に近い部分に設けられ、及び／又は、回避部１０６は第１の軸部１０２０の第２の軸部１０２２から離れた部分に設けられ、及び／又は、回避部１０６は偏心部１０２４の第１の軸受１０４０に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６は偏心部１０２４の第２の軸受１０４２に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６は第２の軸部１０２２の偏心部に近い一端に設けられる。
当該実施例では、回避部１０６がクランク軸１０２に設けられる場合、回避部１０６は第１の軸部１０２０の第２の軸部１０２２に近い部分、第１の軸部１０２０の第２の軸部１０２２から離れた部分、偏心部１０２４の第１の軸受１０４０に近い一端、偏心部１０２４の第２の軸受１０４２に近い一端、第２の軸部１０２２の偏心部１０２４に近い一端のいずれか１つ又はその組み合わせに設けられる。
さらに、回避部１０６が接続構造１０４に設けられた場合に、回避部１０６は第１の軸受１０４０の第２の軸受１０４２に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６は第１の軸受１０４０の第２の軸受１０４２から離れた一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６はピストン１０４４の第１の軸受１０４０に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６はピストン１０４４の第２の軸受１０４２に近い一端に設けられ、及び／又は、回避部１０６は第２の軸受１０４２の第１の軸受１０４０に近い一端に設けられる。
当該実施例では、回避部１０６が接続構造１０４に設けられる場合、回避部１０６は、第１の軸受１０４０の第２の軸受１０４２に近い一端、第１の軸受１０４０の第２の軸受１０４２から離れた一端、ピストン１０４４の第１の軸受１０４０に近い一端、ピストン１０４４の第２の軸受１０４２に近い一端、第２の軸受１０４２の第１の軸受１０４０に近い一端のいずれか１つ又はその組み合わせに設けられる。
当然のことながら、回避部１０６は、接続構造１０４及びクランク軸１０２に同時に設けられることもできる。
さらに、圧縮機１００はさらに、シリンダキャビティを含むシリンダ１１０であって、ピストン１０４４がシリンダキャビティ内に設けられ、クランク軸１０２がシリンダキャビティ内に挿設され、シリンダ１１０にベーン１１２の溝が設けられるシリンダと、ベーン１１２の溝内に設けられ、ピストン１０４４と転動可能に接続されるベーン１１２と、第１の軸部１０２０に接続されるロータ１１４とを含む。
当該実施例では、圧縮機１００はさらに、シリンダ１１０と、ベーン１１２と、ロータ１１４とを含み、ロータ１１４は第１の軸部１０２０に接続され、シリンダ１１０はシリンダキャビティを有し、ピストン１０４４はシリンダキャビティ内に設けられ、またクランク軸１０２はシリンダキャビティ内に挿設される。シリンダ１１０にはベーン１１２の溝がさらに設けられ、ベーン１１２はベーン１１２の溝内に設けられ、且つピストン１０４４と回転可能に接続され、圧縮機１００の吸排気のプロセスを実現する。
さらに、圧縮機１００は、インバータ圧縮機である。
当該実施例では、圧縮機１００はインバータ圧縮機であり、接続構造１０４又はクランク軸１０２に回避部１０６を設けることによりインバータ圧縮機の信頼性を向上させることができ、当然のことながら、圧縮機１００は定速圧縮機であってもよい。
さらに、圧縮機１００内に冷媒が充填されており、冷媒はジフルオロメタン又はプロパンである。
当該実施例では、圧縮機１００内に冷媒が充填されており、冷媒の吸熱、放熱プロセスにより冷凍装置の冷房又は暖房が実現され、具体的には、冷媒はジフルオロメタン又はプロパンであり、当然のことながら、冷媒は他の冷媒であってもよい。
（実施例９）
本願の１つの具体的な実施例によれば、図８及び図９に示すように、圧縮機１００は、クランク軸１０２、第１の軸受１０４０、第２の軸受１０４２、シリンダ１１０、ピストン１０４４、ベーン１１２、及びロータ１１４に設けられたバランスブロック１１６などの部材を含み、上記部材は吸気キャビティ及び圧縮キャビティを形成し、モータのロータ１１４がクランク軸１０２を回転させることにより、吸気キャビティの容積を増大させ、圧縮キャビティの容積を減らし、吸排気のプロセスを実現する。クランク軸１０２は、第１の軸部１０２０と、第２の軸部１０２２と、偏心部１０２４とを含み、第１の軸部１０２０と第１の軸受１０４０、第２の軸部１０２２と第２の軸受１０４２、偏心部１０２４とピストン１０４４は、それぞれ３つのスライド軸受を形成し、スライド軸受の軸部（第１の軸部１０２０、第２の軸部１０２２又は偏心軸）と接続構造１０４（第１の軸受１０４０、第２の軸受１０４２又はピストン１０４４）との間には隙間１０８があり、通常運転時に潤滑油が満たされる。上記３つのスライド軸受は異常摩耗が多発する。具体的には、ロータ１１４の回転時に発生する遠心力と、モータ自体の磁気引張力とにより、ロータ１１４の中央がモータの軸線からずれて振れが発生し、これに応じて、クランク軸１０２の上端が撓み変形して、クランク軸１０２の第１の軸部１０２０と第１の軸受１０４０の上端が線接触し、油膜の一部が破れ、クランク軸１０２の第１の軸部１０２０と第１の軸受１０４０とが直接金属接触してしまい、摩耗が発生する。同様に、クランク軸１０２の偏心軸が吸気キャビティ及び圧縮キャビティのガス力によって撓み変形し、第１の軸部１０２０と第１の軸受１０４０の下縁、第２の軸部１０２２と第２の軸受１０４２の上縁、偏心軸とピストン１０４４の上下縁が直接金属接触して異常摩耗を招くおそれがある。このため、クランク軸１０２の傾斜変形のため、各スライド軸受の縁に通常の油膜を形成することは困難であり、それによって局部的な金属接触が発生して摩耗を招く。図３に示すように、本願にて提供される実施例では、接続構造１０４又はクランク軸１０２と接続構造１０４との嵌合部分に回避部１０６が設けられ、接続構造１０４とクランク軸１０２との間に隙間１０８があり、回避部１０６に対応する接続構造１０４とクランク軸１０２部分との隙間１０８が移動ペアの中央から離れる軸方向に向かって大きくなるため、これにより、クランク軸１０２が撓み変形した後、元の金属接触部位は依然として表面接触を維持することができ、通常の油膜が確立され、それによって摩耗を回避し、圧縮機１００の信頼性を大幅に向上させる。
具体的には、クランク軸１０２又は接続構造１０４に旋削などにより一部を削除して回避部１０６を形成したり、クランク軸１０２とクランク軸１０２に設けられた回避部１０６とを一体に製造したり、接続構造１０４と接続構造１０４に設けられた回避部１０６とを一体に製造したりすることができる。
具体的には、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最小値はδ０であり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８の最大値とδ０との差はδであり、回避部１０６に対応する両側隙間１０８が最小となる部分に対応するクランク軸１０２の直径はＤであり、クランク軸１０２の軸線方向に沿って、回避部１０６の長さはｈであり、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．２以上５以下である。図４に示されるのは、スライド軸受の回避部１０６のサイズが最小油膜厚さに及ぼす影響のグラフであり、横軸は対数座標を採用し、スライド軸受の油膜運搬能力は、最小油膜厚さによって特徴付けることができ、最小油膜厚さが大きいほど、油膜運搬能力が強くなり、スライド軸受が摩耗しにくくなり、図４から分かるように、回避部１０６のサイズは、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．２以上５以下となる関係式を満たす場合、摩耗改善効果が最もよい。
さらに、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積は、０．５以上２．５以下であり、ｈは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
（実施例１０）
図８に示すように、本願の１つの具体的な実施例によれば、本願にて提供される圧縮機１００は、第１の軸部１０２０、第２の軸部１０２２、及び偏心部１０２４を含むクランク軸１０２と、第１の軸部１０２０に嵌合される第１の軸受１０４０、第２の軸部１０２２に嵌合される第２の軸受１０４２、及び偏心部１０２４に嵌合されるピストン１０４４を含む接続構造１０４とを含む。本実施例では、回避部１０６は、クランク軸１０２に設けられ、具体的には、第１の軸部１０２０の第１の軸受１０４０の上端と下端に対応する部分、第２の軸部１０２２の第２の軸受１０４２の上端に対応する部分、及び偏心軸のピストン１０４４の上端と下端に対応する部分のそれぞれに回避部１０６が設けられ、回避部１０６の形状はテーパー面であり、いずれの回避部１０６の具体的なサイズも、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下であることを満たす。ここで、図８のｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５は、それぞれ回避部１０６の軸方向高さである。
（実施例１１）
図９に示すように、本願の１つの具体的な実施例によれば、本願にて提供される圧縮機１００は、第１の軸部１０２０、第２の軸部１０２２、及び偏心部１０２４を含むクランク軸１０２と、第１の軸部１０２０に嵌合される第１の軸受１０４０、第２の軸部１０２２に嵌合される第２の軸受１０４２、及び偏心部１０２４に嵌合されるピストン１０４４を含む接続構造１０４とを含む。本実施例では、回避部１０６は、接続構造１０４に設けられ、具体的には、回避部１０６は第１の軸受１０４０の上端と下端、第２の軸受１０４２の上端、及びピストン１０４４の上端と下端に設けられ、回避部１０６の形状は曲面であり、いずれの回避部１０６の具体的なサイズも、δとδ０の商と、Ｄとｈの商との積が０．２以上５以下であることを満たす。ここで、図９のｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５は、それぞれ回避部１０６の軸方向高さである。
（実施例１２）
本願の第２の態様にてさらに提供される冷凍装置は、上記いずれかの実施例にて提供される圧縮機１００を含む。
本願の第２の態様にて提供される冷凍装置は、上記いずれかの実施例にて提供される圧縮機１００を含むため、圧縮機１００の全ての有益な効果を有する。
具体的には、冷凍装置は、パイプラインを介して圧縮機１００と連通する熱交換器を含み、冷媒はパイプラインを流れることができる。
なお、本願では、「複数」とは、特に明記しない限り、２つ以上を意味する。用語「取り付け」、「連結」、「接続」及び「固定」などは、広い意味で理解されるべきであり、例えば、「接続」は、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体接続であってもよく、「連結」は、直接連結又は仲介者を介して間接的に連結されてもよい。当業者にとって、本願における上記の用語の特定の意味は、特定の状況に応じて理解することができる。
本明細書の説明において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「具体的な実施例」などの用語の説明は、当該実施例や例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が、本願の少なくとも１つの実施例や例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語に対する概略的な説明は、必ずしも同じ実施例や例を指すとは限らない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例や例において適切な方式で組み合わせることができる。
上記は、本願の好ましい実施例にすぎず、本願を限定するために使用されるものではない。当業者にとって、本願は、様々な修正及び変更を行うことができる。本願の精神と原則内で行われる任意の修正、同等の置換、及び改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。
図１及び図２における符号と部材名称との対応関係は、以下のとおりである。
１００’…圧縮機、１０２’…クランク軸、１０２０’…主軸部、１０２２’…副軸部、１０２４’…偏心部、１０４’…主軸受、１０６’…二次軸受、１０８’…シリンダ、１１０’…ロータ、１１２’…バランスブロック、１１４’…ピストン。
図３～図９における符号と部材名称との対応関係は、以下のとおりである。
１００…圧縮機、１０２…クランク軸、１０２０…第１の軸部、１０２２…第２の軸部、１０２４…偏心部、１０４…接続構造、１０４０…第１の軸受、１０４２…第２の軸受、１０４４…ピストン、１０６…回避部、１０８…隙間、１１０…シリンダ、１１２…ベーン、１１４…ロータ、１１６…バランスブロック。

Claims (15)

  1. 圧縮機であって、
    クランク軸と、
    前記クランク軸に設けられた接続構造とを含み、
    前記接続構造及び／又は前記クランク軸には、前記接続構造と前記クランク軸との嵌合部分に位置し、前記接続構造及び前記クランク軸の少なくとも一方を回避するように配置された回避部が設けられており、
    前記クランク軸と前記接続構造との間に隙間があり、前記クランク軸の軸線方向に沿って、前記回避部に対応する前記隙間は、前記接続構造の中央から離れる方向に向かって大きくなり、
    前記圧縮機は、前記クランク軸の軸断面において、同一の軸方向高さでの、前記クランク軸の軸線の両側の前記隙間の和を、両側隙間として定義し、
    前記回避部に対応する前記両側隙間の最小値をδ ０ とし、前記回避部に対応する前記両側隙間の最大値と前記δ ０ との差をδとし、前記回避部に対応する前記両側隙間が最小となる部分に対応する前記クランク軸の直径をＤとし、前記クランク軸の軸線方向に沿って、前記回避部の長さをｈとしたとき、
    前記δと前記δ ０ の商と、前記Ｄと前記ｈの商との積は、０．２以上５以下である、圧縮機。
  2. 前記回避部は、前記クランク軸の軸線方向に沿って順番に接続された複数の回避セグメントを含み、少なくとも１つの前記回避セグメントは、前記δと前記δ０の商と、前記Ｄと前記ｈの商との積が０．２以上５以下を満たす、請求項１に記載の圧縮機。
  3. 前記δと前記δ０の商と、前記Ｄと前記ｈの商との積は、０．５以上２．５以下である、請求項１に記載の圧縮機。
  4. 前記ｈは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１に記載の圧縮機。
  5. 前記クランク軸の軸線方向に沿って、前記回避部の少なくとも一部に対応する前記隙間の大きさが線形的に変化する、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
  6. 前記回避部により形成された壁面は、テーパー面を含む、請求項５に記載の圧縮機。
  7. 前記圧縮機は、前記クランク軸の軸断面において、前記接続構造の中央から離れる方向に沿って、前記回避部の少なくとも一部により形成された壁面の接線と、前記クランク軸の軸線に垂直な方向との間の鋭角が徐々に小さくなる、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
  8. 前記回避部により形成された壁面は曲面を含む、請求項７に記載の圧縮機。
  9. 前記クランク軸の軸線に垂直な断面において、前記回避部は環状である、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
  10. 前記クランク軸は、
    同軸に設けられた第１の軸部及び第２の軸部を含む本体と、
    前記本体に接続された偏心部とを含み、前記本体と前記偏心部とは偏心して設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
  11. 前記接続構造は、
    前記第１の軸部に嵌合された第１の軸受と、
    前記第２の軸部に嵌合された第２の軸受と、
    前記偏心部に嵌合されたピストンとを含む、請求項１０に記載の圧縮機。
  12. 前記回避部が前記クランク軸に設けられる場合、前記回避部は前記第１の軸部の前記第２の軸部に近い部分に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記第１の軸部の前記第２の軸部から離れた部分に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記偏心部の前記第１の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記偏心部の前記第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記第２の軸部の前記偏心部に近い一端に設けられ、及び／又は
    前記回避部が前記接続構造に設けられる場合、前記回避部は前記第１の軸受の前記第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記第１の軸受の前記第２の軸受から離れた一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記ピストンの前記第１の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記ピストンの前記第２の軸受に近い一端に設けられ、及び／又は、前記回避部は前記第２の軸受の前記第１の軸受に近い一端に設けられる、請求項１１に記載の圧縮機。
  13. シリンダキャビティを含むシリンダであって、前記ピストンが前記シリンダキャビティ内に設けられ、前記クランク軸が前記シリンダキャビティ内に挿設され、前記シリンダにベーン溝が設けられたシリンダと、
    前記ベーン溝内に設けられ、前記ピストンと転動可能に接続されたベーンと、
    前記第１の軸部に接続されたロータと、をさらに含む、請求項１１に記載の圧縮機。
  14. 前記圧縮機はインバータ圧縮機であり、及び／又は
    前記圧縮機内に冷媒が充填されており、前記冷媒はジフルオロメタン又はプロパンである、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
  15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の圧縮機を含む、冷凍装置。
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