JP7507961B2 - クランクシャフト、インバータ圧縮機及び冷凍機器 - Google Patents

Description

本願は圧縮機技術分野に関し、より具体的に、クランクシャフト、インバータ圧縮機及び冷凍機器に関する。

クランクシャフトは、様々な圧縮機の中で最も重要な部材の一つであり、コネクティングロッドからの力を受け、それをトルクに変換して出力し、圧縮機の他の付属品を駆動して運転させる。一般的に、クランクシャフトは主軸、クランク及びクランク軸を備え、主軸に油溝が設けられ、油溝は主軸及びクランク軸に設けられる他のチャンバー、穴構造とともにクランクシャフトの給油システムを形成し、給油システムは、マシンオイルなどの潤滑油をクランクシャフトに導入または抜き出すことにより、クランクシャフトなどの可動部材の表面に潤滑油膜を形成し、各可動部材を潤滑し、クランクシャフトなどの可動部材が柔軟に運転するのを確保する。特に、インバータ圧縮機の場合、頻繁に周波数と容量を変化する必要があり、圧縮機のモータ及びクランクシャフトは、正回転だけでなく、逆回転も必要になることが多く、このように、クランクシャフトの給油システムは正回転時の油量供給だけでなく、逆回転時の油量供給も確保する必要がある。

関連技術において、一般的に、主軸には反対方向に回転する２つの螺旋油溝が設けられ、且つ２つの螺旋油溝はクランク軸から主軸内に延びる分配油路に連通し、クランクシャフトの正回転時には、正回転する螺旋油溝を通して潤滑油を分配油路に送ってからクランク軸から流出させ、クランクシャフトの逆回転時には、他方の逆回転する螺旋油溝を通して潤滑油を送ることによって、クランクシャフトの正逆回転の運転モードのいずれにおいても給油することができる。しかしながら、このような構造は、クランクシャフトの正逆回転の給油問題を解決することができるが、クランクシャフトに正回転と逆回転とでほぼ同じ量の潤滑油を供給する必要がある場合には、関連技術では、これまで合理的な解決方式が与えられておらず、これにより、クランクシャフトの正逆回転時にほぼ等量のオイル供給を実現することが困難となり、クランクシャフトが同じ速度で正回転または逆回転すると、一方向の給油が不十分であったり、他方の方向に過剰に給油されたりすることがある。

本願の実施例は、クランクシャフトが正方向と逆方向の等速回転時に油量のほぼ等量供給を確保することが困難であるという従来技術における技術的問題を解決するように、クランクシャフト、インバータ圧縮機及び冷凍機器を提供することが主な目的の一つである。

本願の上記目的を達成するために、圧縮機はクランクシャフトに潤滑油システムを設ける必要があると同時に、圧縮機が正回転及び逆回転の２種の回転運転モードを持ち、特にインバータ圧縮機の場合には、正回転と逆回転は圧縮機の周波数と速度の調整に関連付けられるため、インバータ圧縮機の正回転と逆回転下での潤滑油の等量供給を実現するには、まず圧縮機の正回転と逆回転の２種の運転モードの潤滑油供給を満たすこと、即ち圧縮機の正回転と逆回転の運転モードのいずれにおいても潤滑油を流すことができることが保証される必要がある。これに基づいて、出願者は、正、逆等速回転の場合での潤滑油の油供給量をさらに研究し、正回転と逆回転の運転モードで安定して給油できる様々な潤滑油供給システムを設計し、各システムをそれぞれ試験し、試験結果に基づいて以下の技術的解決手段を提供する。

本願に用いられる技術的解決手段は、クランクシャフトを提供し、当該クランクシャフトは、主軸、クランク軸及びクランクを備え、クランク軸がクランクによって主軸の一端に取り付けられ、主軸のクランク軸から離れた一端に油吸引室が設けられ、主軸のクランク軸に接続された他端には、クランク軸を貫通するまで延びた分配油路が設けられ、主軸の外壁面に螺旋方向が反対の第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝が設けられ、第１の螺旋油溝および第２の螺旋油溝の一端は油吸引室に連通し、第１の螺旋油溝の他端は主軸の中心軸に向かって偏向して第１の油孔に連通する第１の穴路を形成し、第２の螺旋油溝の他端は主軸の中心軸に向かって偏向して第２の油孔に連通する第２の穴路を形成し、第１の穴路の穴路深さは第２の穴路の穴路深さとほぼ同じであり、分配油路に連通する第１の穴路の出口の面積は分配油路に連通する第２の穴路の出口の面積とほぼ同じである。

いくつかの実施例において、第１の穴路と第２の穴路はいずれも主軸の径方向に沿って延びている。

いくつかの実施例において、第１の螺旋油溝は主軸の外周壁において第１の回転角だけ回転し、第２の螺旋油溝は主軸の外周壁において第２の回転角だけ回転し、第１の回転角と第２の回転角はいずれも１８０°を超えず、且つ第２の回転角が第１の回転角より大きく、
分配油路が第２の穴路に近接して設けられ、且つ主軸の中心軸の延在方向において、分配油路が第１の穴路に向かってオフセットまたは傾斜している。

いくつかの実施例において、分配油路は主軸の中心位置に設けられ、第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝は主軸の外周壁においてほぼ同じ回転角だけ回転する。

いくつかの実施例において、第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝は同じ螺旋ピッチを有する。

いくつかの実施例において、第１の穴路の出口と第２の穴路の出口は主軸の中心軸方向における設置高さが同じである。

いくつかの実施例において、第１の穴路の出口と第２の穴路の出口は主軸の中心軸方向における設置高さが異なる。

いくつかの実施例において、第２の穴路の出口頂端の設置高さは第１の穴路の出口底端の設置高さ以下である。

いくつかの実施例において、主軸に給油孔がさらに設けられ、第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝は給油孔を介して油吸引室に連通する。

いくつかの実施例において、給油孔の数は１つであり、第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝は同一の給油孔を介して油吸引室に連通し、
或いは、給油孔の数は２つであり、第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝は２つの異なる給油孔を介して別々に油吸引室に連通する。

いくつかの実施例において、分配油路は直進通路である。

いくつかの実施例において、分配油路の主軸に位置する部分は直進通路部であり、分配油路のクランク軸に位置する部分は主軸から離れるように湾曲した円弧状通路部である。

いくつかの実施例において、主軸の径方向に沿って延在する平面を投影平面とし、第１の穴路の中心軸線と第２の穴路の中心軸線の投影平面における投影線の夾角θは２５°＜θ＜１５５°を満たす。

本願の他の技術的解決手段は、上記クランクシャフトを備えるインバータ圧縮機を提供することである。

本願の別の技術的解決手段は、上記インバータ圧縮機を備える冷凍機器を提供することである。

本願の実施例によるクランクシャフトの有益な効果は以下の通りである。主軸に回転方向が反対の第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝を設けることによって、該クランクシャフトを使用した圧縮機の正回転と逆回転時にそれぞれ第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝を通じて潤滑油を供給できるのを確保する。第１の螺旋油溝は第１の穴路を介して分配油路に連通し、第２の螺旋油溝は第２の穴路を介して分配油路に連通し、第１の穴路と第２の穴路の主軸において延びる穴路深さが同じであるのを確保し、即ち第１の螺旋油溝の端部と第２の螺旋油溝の端部が同じ厚さの主軸側壁を貫通してから分配油路に貫通するのを確保し、分配油路の周壁に開孔面積が同じ第１の穴路と第２の穴路の出口を形成する。このように、第１の穴路と第２の穴路の穴路深さが同じであるため、クランクシャフトが同じ速度で正、逆回転するときに、２つの穴路を介して分配油路に入るときに潤滑油が受ける抵抗は同じであり、これにより、潤滑油が同じ速度で第１の穴路及び第２の穴路から流出するのを確保する。このように、クランクシャフトが同じ回転速度で正逆回転するときに、第１の螺旋油溝から供給される潤滑油量は第２の螺旋油溝から供給された潤滑油量とほぼ同じであるのを確保することができ、これにより、正逆等速回転時のクランクシャフトの等量給油を実現し、等速回転の場合に、一方向の給油が不十分であるか、他方向が過剰に給油するという問題を回避する。

本願の実施例によるインバータ圧縮機の有益な効果は以下のとおりである。上記クランクシャフトを使用することにより、インバータ圧縮機が等速の正逆回転時に、潤滑油の等量供給を実現することができ、圧縮機が正逆回転方向において等速で効率よく運転できるのを確保し、摩擦対の摩耗を低減したり、潤滑油の無駄を減らし、圧縮機が異なる可変周波数運転モードにおいて、いずれもスムーズに給油できるのを確保し、圧縮機の運転がより安定し、効率が高い。

本願の実施例による冷凍機器の有益な効果は以下のとおりである。上記インバータ圧縮機を使用するため、冷凍機器の運転がより安定し、冷凍効果がより安定し、エネルギー消耗がより低く、耐用年数がより長い。

本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は例示的な技術の説明に使用する必要がある図面を簡単に説明する。明らかに、以下で説明する図面はただ本願のいくつかの実施例だけであり、当業者にとって、創造的な作業なしに更にこれらの図面に基づいてその他の図面を取得することができる。
本願の一実施例によるクランクシャフトの構造模式図である。 図１に示すクランクシャフトの正面構造模式図である。 図１に示すクランクシャフトの側面構造模式図である。 本願の他の実施例によるクランクシャフトの構造模式図である。 図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図４のＢ－Ｂ線に沿って切断した部分構造模式図である。 本願の一実施例によるクランクシャフトの第１の穴路の出口と第２の穴路の出口の位置関係の模式図１である。 本願の他の実施例によるクランクシャフトの第１の穴路の出口と第２の穴路の出口の位置関係の模式図２である。 本願の別の実施例によるクランクシャフトの正面構造模式図である。

本願の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかで理解やすくするために、以下、図面及び実施例を組み合わせて、本願をさらに詳細に説明する。理解すべきであるものとして、ここで説明する具体的な実施例は本願を解釈するためにのみに使用され、本願を限定するためのものではない。

なお、部材は他の部材「に固定される」または「に設けられる」と記載された場合、他の部材上に直接位置するか、或いは該他の部材上に間接的に位置することができる。１つの部材は他の部材「に接続される」と記載された場合、該他の部材に直接或いは間接的に接続されることができる。「上」、「下」、「左」、「右」等という用語で指示する方位または位置関係は図面に示される方位または位置関係であり、説明を簡単にするためだけで、言及された装置または素子が特定の方位を有し、特定の方位で構造と操作される必要があることを指示したり暗示したりするのではなく、したがって、本願を限定するものとして理解されるべきではなく、当業者にとって、具体的な場合に応じて上記の用語の具体的な意味を理解することができる。「第１」、「第２」という用語は、説明目的でのみ使用され、相対的な重要性を示したり暗示したり、示された技術的特徴の数を暗黙的に示したりするものとして理解することはできない。「複数」は、特に明記しない限り、２つまたは２つ以上を意味する。

一般的に、よく使用される圧縮機は、ケース、クランクケース、クランクシャフト、油ポンプ、コネクティングロッド、ピストン、ピストンピン、弁群及び駆動モータ等を備え、ケースの底部に潤滑油（冷凍油とも呼ばれる）が貯蔵された油タンクが設けられている。クランクシャフトは駆動モータに駆動接続される主軸、及び主軸の一端に接続されるクランクを備え、クランクシャフトの内部に一般的に潤滑油供給システム（給油システムと略称）が設けられ、油ポンプはクランクシャフトの底部に取り付けられ、且つ油ポンプのポンプ油出口がクランクシャフトの内部にある給油システムに連通される。圧縮機が運転すると、クランクシャフトが回転し、このとき、クランクシャフトの回転時の遠心力を利用して油ポンプのポンプ圧力と合わせて、ケースの底部にある潤滑油を給油システムによって送って圧縮機の各摩擦対に導いて潤滑することができ、これにより、圧縮機内の各部品間の運転時の摩擦損失を低減し、同時に、潤滑油は一定の冷却降温の作用があるため、クランクシャフトの油供給量は圧縮機の正常運転に重要な影響を及ぼす。

インバータ圧縮機は正回転及び逆回転の２種の回転運転モードがあるため、クランクシャフトに設けられる給油システムはインバータ圧縮機が時計回りに沿う正回転と逆時計回りに沿う逆回転という２種の運転モードでの潤滑油供給を満たす必要があり、即ちインバータ圧縮機の正回転と逆回転の運転モードのいずれにおいても潤滑油を供給し、摩擦対に送って潤滑することができるのを確保する必要がある。これに基づいて、本願の実施例は、インバータ圧縮機のクランクシャフトを最適化して設計し、クランクシャフトが正、逆等速回転の場合の潤滑油の油供給量を改善し、等速の正回転と逆回転の運転モードで安定した等量給油を実現できる潤滑油供給システムを提供する。以下、具体的な実施例を組み合わせて本願のクランクシャフトを詳細に説明する。

図１と図２を参照し、図１は本願の一実施例によるクランクシャフトの構造模式図であり、図２は実施例によるクランクシャフトの正面構造模式図であり、潤滑油の流動経路を示しやすいように、一部の構造を透視構造で示してある。本実施例によるクランクシャフトは、低速、中速及び高速回転で、安定した給油を実現でき、圧縮機、特にインバータ圧縮機内への取付に適用する。

具体的に、図１と図２に示すように、本願の実施例はクランクシャフトを提供し、該クランクシャフトは外部の駆動部材に接続するための主軸１０、主軸１０の一端に取り付けられるクランク２０、及びクランク２０によって主軸１０に接続されるクランク軸３０を備え、クランク軸３０は主軸１０の中心軸（図２の線Ｒを参照）に対して偏心して設けられる。主軸１０のクランク軸３０から離れた一端に油吸引室１１が設けられ、油吸引室１１は主軸１０の中心軸に沿って延びる。主軸１０のクランク軸３０に接続される他端には分配油路１２が設けられ、分配油路１２は主軸１０の中心軸に沿って延び且つ油吸引室１１から離れた一端がクランク軸３０を貫通するように延びる。油吸引室１１の一端は油ポンプの油排出口に連通するために開放して設けられ、分配油路１２は潤滑油をクランクシャフトから流出させるために油吸引室１１に連通される。これにより、潤滑油が圧縮機の内部の各運転部材に到達して潤滑し、本実施例のクランクシャフトを使用した圧縮機の各運転部材の正常運転を確保し、各部品を冷却、降温する役割を果たす。

主軸１０の外壁面に螺旋方向が反対の第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４が設けられ、本実施例において、第１の螺旋油溝１３は時計回り（図１の矢印Ｒ２に示すような方向）に螺旋状に設けられ、第２の螺旋油溝１４は逆時計回り（図１の矢印Ｒ１に示すような方向）に螺旋状に設けられる。第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４はいずれも対向して設けられる第１の端と第２の端を有し、且つ第１の端がいずれも主軸１０の底端を向き、第２の端がいずれも主軸１０の頂端を向き、２つの螺旋油溝の第１の端はいずれも油吸引室１１に連通される。分配油路１２の周壁に第１の油孔１５と第２の油孔１６が開けられ、第１の螺旋油溝１３の第２の端は第１の油孔１５を介して分配油路１２に連通され、第２の螺旋油溝１４の第２の端は第２の油孔１６を介して分配油路１２に連通され、これにより、油吸引室１１がそれぞれ第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４を介して分配油路１２に連通される。このように、第１の螺旋油溝１３が時計回りに螺旋状に設けられるため、クランクシャフトが時計回りに回転すると、油ポンプによって油吸引室１１内の潤滑油は油吸引室１１に連通される第１の螺旋油溝１３に送られ、主軸１０の時計回り回転による遠心力によって、第１の端から第２の端まで上昇し、第１の油孔１５を介して分配油路１２内に入り、さらに、クランク軸３０の遠心力によって分配油路１２から流出する。逆に、クランクシャフトが逆時計回りに回転すると、潤滑油が油吸引室１１から第２の螺旋油溝１４に入り、主軸１０の逆時計回り回転による遠心力によってその第１の端から第２の端まで上昇し、第２の油孔１６を介して分配油路１２に入り、その後、クランク軸３０の遠心力によって分配油路１２から流出する。このように、本実施例のクランクシャフトを使用した圧縮機は、正回転と逆回転の運転モードで、それぞれ主軸１０における回転方向が異なる第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４を利用して正常な給油を実現し、これにより、異なる回転方向の作業モードにおいて、潤滑油の供給を実現することができる。

さらに、図２～６を併せて参照し、図３は図１によるクランクシャフトの側面構造模式図であり、図４は本願の他の実施例によるクランクシャフトの構造模式図であり、図５は図２のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図６は図４のＢ－Ｂ線に沿って切断された部分構造模式図であり、潤滑油の流動経路を示しやすいように、図中の一部の構造は透視構造で示してある。

本実施例において、主軸１０の外周壁と分配油路１２の周壁との間に一定の厚さ寸法を有するため、第１の螺旋油溝１３の第２の端が第１の油孔１５に連通される前、及び第２の螺旋油溝１４の第２の端が第２の油孔１６に連通される前に、いずれもまず主軸１０の内部に向かって偏向して主軸１０の外周壁と分配油路１２周壁との間の部分を貫通する必要がある。このように、主軸１０には、第１の螺旋油溝１３の第２の端が主軸１０の中心軸に向かって偏向して分配油路１２に連通される第１の穴路１５１が形成され、第２の螺旋油溝１４の他端が主軸１０の中心軸に向かって偏向して分配油路１２に連通される第２の穴路１６１が形成される。上記第１の油孔１５と第２の油孔１６はそれぞれ第１の穴路１５１と第２の穴路１６１が分配油路１２の周壁を貫通して形成した出口である。なお、本実施例のクランクシャフトが回転しながら潤滑油を供給する場合、潤滑油が第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４内で流れると、主軸１０の回転による遠心力は潤滑油の上昇を駆動する動力として機能でき、潤滑油が第１の螺旋油溝１３または第２の螺旋油溝１４の第２の端から流出して対応する第１の穴路１５１または第２の穴路１６１を介して分配油路１２に流入する過程において、潤滑油が分配油路１２に入る流れ方向は遠心力の方向と逆であり、このとき、主軸１０の回転による遠心力は潤滑油が２つの穴路を流れる抵抗となる。

このように、本実施例において、第１の穴路１５１の穴路深さ（図２のＬ１に示す）と第２の穴路１６１の穴路深さ（図３のＬ２に示す）がほぼ同じであるように設定し、即ち第１の穴路１５１と第２の穴路１６１は同じ長さで主軸１０の壁を通過した後分配油路１２に貫通し、第１の穴路１５１の出口面積を第２の穴路１６１の出口面積とほぼ同じにするようにし、即ち第１の油孔１５と第２の油孔１６の開孔面積はほぼ同じである。このように、潤滑油が分配油路１２に入るときの流出断面積がほぼ同じであるのを確保する一方で、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１の延伸長さが同じであるのを確保し、その結果、潤滑油が２つの穴路を流れるときに受ける抵抗がほぼ同じであり、主軸１０が等速で正回転または逆回転する場合、潤滑油はほぼ同じ速度で対応する第１の油孔１５または第２の油孔１６から流出することができる。このように、流体がある出口から流出する流量の大きさは該出口の断面積、及び流体が流出する流出速度に関連し、即ちＱ＝ｖ・Ａの関係があり、ｖは流出速度であり、Ａは出口の断面積である。これからわかるように、第１の油孔１５と第２の油孔１６の孔口面積が同じであり、且つ潤滑油の第１の油孔１５と第２の油孔１６からの流出速度が同じである場合、第１の油孔１５と第２の油孔１６から流出する潤滑油の量も同じになるのを確保することができる。

このように、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１をほぼ同じ延伸深さとし、開孔面積がほぼ同じである第１の油孔１５と第２の油孔１６にそれぞれ連通するように設定することによって、本実施例のクランクシャフトがある速度で正回転と逆回転する場合、ほぼ同じ潤滑油供給量を取得できるのを確保でき、これにより、該回転速度下で圧縮機内の各摩擦対の潤滑要求を満たす。なお、潤滑油の等量供給には、必ずしも２回の供給した潤滑油量が完全に同じであるのを要求せず、供給量が潤滑要求をちょうど満たすことだけを確保すればよいため、本実施例における「第１の穴路１５１の偏向深さは第２の穴路１６１の偏向深さとほぼ同じである」とは、一定の加工誤差内で、２つの穴路の偏向深さがほぼ同じであることを意味し、必ずしも２つの長さが完全に同じであるのを要求しない。また本実施例における「第１の穴路の出口面積が第２の穴路の出口の面積とほぼ同じである」とは、一定の加工誤差内で、２つの出口（即ち第１の油孔１５と第２の油孔１６）の面積がほぼ同じであることを意味し、必ずしも両方の面積が完全に同じであるのを要求しない。

これに基づいて、本願の実施例によるクランクシャフトは、主軸１０に回転方向が反対の第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４を設けることによって、該クランクシャフトを使用した圧縮機が正回転と逆回転時にそれぞれ第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４を通じて潤滑油を供給できるのを確保する。第１の螺旋油溝１３は第１の穴路１５１を介して分配油路１２に連通し、第２の螺旋油溝１４は第２の穴路１６１を介して分配油路１２に連通する。第１の穴路１５１と第２の穴路１６１は主軸１０において延びる穴路深さが同じであるのを確保し、即ち第１の螺旋油溝１３の端部と第２の螺旋油溝１４の端部が同じ厚さの主軸１０の側壁を貫通してから分配油路１２に貫通するのを確保する。また、分配油路１２の周壁に開孔面積がほぼ同じ第１の油孔１５と第２の油孔１６を形成する。このように、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１の穴路深さが同じであるため、クランクシャフトが同じ速度で正、逆回転するときに、２つの穴路を介して分配油路１２に入るときに潤滑油が受けた抵抗は同じであり、これにより、潤滑油が同じ速度で第１の穴路１５１と第２の穴路１６１の穴路から流出するのを確保する。このように、クランクシャフトが同じ回転速度で正逆回転するときに、第１の螺旋油溝１３から供給される潤滑油量は第２の螺旋油溝１４から供給された潤滑油量とほぼ同じであるのを確保することができ、これにより、正逆等速回転時のクランクシャフトの等量給油を実現し、等速回転の場合、一方向の給油が不十分であるか、他方向が過剰に給油するという問題を回避する。

本願の他の実施例において、図２、図３及び図４に示すように、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１はいずれも主軸１０の径方向に沿うよう偏向して延伸し、このように、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１は最小の偏向長さで対応する第１の油孔１５と第２の油孔１６に連通するまで延び、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１を流れるときに潤滑油が受けた抵抗を減少し、第１の穴路１５１または第２の穴路１６１内で潤滑油に水詰まりが発生する現象を避け、潤滑油が一定の流速でスムーズに分配油路１２に入るのを確保する。

本願の他の実施例において、図２及び図４～６を併せて参照する。本実施例において、第１の螺旋油溝１３は主軸１０の外周壁に第１の回転角で回転し、第２の螺旋油溝１４は主軸１０の外周壁に第２の回転角で回転する。図２、図４及び図５に示すように、第１の回転角とは、図５の角度αに示すように、第１の螺旋油溝１３を通過する潤滑油を一定の質量を持つ質点Ａ’と仮定したとき、質点Ａ’が第１の螺旋油溝１３の第１の端から第１の螺旋油溝１３の第２の端まで、即ち第１の螺旋油溝１３の先端から末端まで流れる過程において、主軸１０の外周壁を回って回転する角度を指す。第２の回転角とは、図５の角度βに示すように、第２の螺旋油溝１４を通過する潤滑油を一定の質量を持つ質点Ａと仮定したとき、質点Ａが第２の螺旋油溝１４の第１の端から第２の螺旋油溝１４の第２の端まで、即ち第２の螺旋油溝１４の先端から末端まで流れる過程において、主軸１０の外周壁を回って回転する角度を指す。

さらに、本実施例において、第１の回転角と第２の回転角はいずれも１８０°を超えない。ここで、第１の螺旋油溝１３または第２の螺旋油溝１４は主軸１０を回って回転する最大角度が１８０°であると、該螺旋油溝の第１の端と第２の端はそれぞれ主軸１０の外周壁の軸方向に沿って対向する両側壁に位置する。このとき、図２、図４及び図５に示すように、第２の回転角が第１の回転角より大きい場合、分配油路１２を第２の穴路１６１に近接して設けることができ、即ち分配油路１２を主軸１０の第２の穴路１６１が設けられた側部に設け、これにより、第２の穴路１６１を短い深さＬ２で第１の油孔１５に連通するように延ばし、これに基づいて、さらに主軸１０の中心軸の延在方向において、図２に示すように分配油路１２を第１の穴路１５１に向かってオフセットするように設置するか、或いは図４と図６に示すように分配油路１２を第１の穴路１５１に向かって傾斜するように設置し、第１の穴路１５１の延伸深さＬ１を短縮するようにし、これにより、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１がほぼ同じ偏向深さを有するのを確保し、即ち、図中のＬ１をＬ２とほぼ同じにして、これにより、第１の油孔１５と第２の油孔１６から流出する潤滑油の量はほぼ同じにする。

本願の他の実施例において、上記実施例の代わりに、本実施例において、分配油路１２を主軸１０の中心位置（図示せず）に設けてもよく、即ち主軸１０の中心軸は分配油路１２の中心を通過し、第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４は主軸１０の外周壁で同じ回転角だけ回転する。このように、分配油路１２の周壁の第１の螺旋油溝１３の第２の端からの距離は該周壁の第２の螺旋油溝１４の第２の端からの距離と等しく、このように、同じ偏向深さを持つ第１の穴路１５１と第２の穴路１６１を設けることができ、これにより、分配油路１２が主軸１０の中心に設けられても、正逆等速回転時のほぼ等量給油を実現する。

本願の他の実施例において、引き続き図１と図２を参照し、上記第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４は同じ螺旋ピッチを持つことができ、これにより、クランクシャフトが正又は逆回転し、且つ回転速度がほぼ同じであるとき第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４によって供給された潤滑油量もほぼ同じであることをより一層確保でき、油量供給のコントロールをより容易にする。

理解できるように、第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４は異なるピッチを持ってもよく、このとき、クランクシャフトがある回転方向においてより高い回転速度であると、該回転方向においてクランクシャフトがより大きな潤滑油供給量を提供する必要があり、このように、２つの螺旋油溝のピッチを異ならせるように設定することにより、２つの螺旋油溝のうちの一方の延伸長さを該方向におけるクランクシャフトの回転速度とマッチするようにより長く設定することができ、これにより、大回転速度方向における潤滑油の供給量を増加させ、小回転速度方向における著しい過剰給油を回避する。

本願の他の実施例において、引き続き図１と図２を参照し、主軸１０の底端寄りにさらに給油孔１７が設けられ、給油孔１７が油吸引室１１を貫通し、第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４は給油孔１７を介して油吸引室１１に連通され、油吸引室１１内の潤滑油は油ポンプの圧力作用下で給油孔１７を介して第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４内に入ることができる。

いくつかの具体的な実施例において、図１に示すように、主軸１０に１つの給油孔１７を設け、両螺旋油溝は同一の給油孔１７を介して油吸引室１１に連通される。このように、主軸１０に１つの給油孔１７のみが設けられると、主軸１０の加工製造工程を減らし、加工難度が低下し、主軸１０の生産精度及び効率が向上する。

他のいくつかの具体的な実施例において（図示せず）、主軸１０に２つ給油孔１７を設けてもよく、両螺旋油溝は異なる給油孔１７を介して油吸引室１１に連通される。このように、両螺旋油溝が油吸引室１１に個別に連通されると、給油過程が互いに影響しない。主軸１０の寸法が大きく、２つの給油孔１７を加工する難度が比較的低い場合、このように設計することが考えられる。

本願の他の実施例において、引き続き図２と図３を参照し、具体的な実施例における第１の穴路１５１の出口及び第２の穴路１６１の出口、即ち第１の油孔１５と第２の油孔１６の設置位置を説明する。本願の具体的な実施例において、第１の油孔１５と第２の油孔１６は分配油路１２の周壁の任意の位置に配置でき、第１の穴路１５１と第２の穴路１６１がほぼ同じ偏向深さを持つことさえ確保すればよい。

いくつかの具体的な実施例において、第１の油孔１５と第２の油孔１６はそれぞれ分配油路１２の周壁の対向する両側或いは隣接する両側（図２に示す）に位置し、即ち分配油路１２の周壁の異なる側に位置し、このとき、第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４はそれぞれ分配油路１２の周壁の異なる側から分配油路１２内に給油する。このように、第１の螺旋油溝１３と第２の螺旋油溝１４は主軸１０の径方向に沿って主軸１０の対向する両側に分かれて設けられ、且つできるだけ主軸１０の外周壁に略対称に配設可能である。主軸１０の外周壁に溝を開けると、主軸１０の全体強度に影響を及ぼすため、２つの油溝を主軸１０の両側に略対称的に配設することによって、主軸１０の全体強度に対する油溝の影響をできるだけ低減することができる。

他のいくつかの具体的な実施例において、第１の油孔１５と第２の油孔１６は分配油路１２の周壁の同じ側に位置してもよく、このとき、２つの油溝のうちの一方の延伸長さをより長く設定してもよい。このように、クランクシャフトがある回転方向においてより高い回転速度である場合、該回転方向においてクランクシャフトがより大きな潤滑油供給量を提供する必要があり、これに対応して、該回転方向に一致する油溝の長さをより長く設定することによって、該方向における潤滑油の供給量を増加することができる。例えば、一具体的な実施例において、時計回りに沿うクランクシャフトの回転速度がより高いと、第１の螺旋油溝１３を第２の螺旋油溝１４よりも長く設定し、クランクシャフトが時計回りに回転するとき、第１の螺旋油溝１３によって供給された潤滑油の油量がより大きく、クランクシャフト及び該クランクシャフトを使用した圧縮機の他の運転部品の潤滑により役に立つ。

本願の他の実施例において、図２、図５及び図７及び図８を併せて参照し、本実施例は、第１の穴路１５１の出口と第２の穴路１６１の出口（即ち第１の油孔１５と第２の油孔１６）との間の相対位置関係を説明する。図７と図８はそれぞれ異なる実施例における主軸１０の第１の穴路１５１の出口と第２の穴路１６１の出口との位置関係模式図である。図５に示すように、主軸１０の径方向に沿って延在する平面を投影平面とし、第１の穴路１５１の中心軸線（図５のＺ１に示す）と第２の穴路１６１の中心軸線（図５のＺ２に示す）の投影平面における投影夾角がθであり、且つθは２５°＜θ＜１５５°を満たす。

該角度範囲内で、分配油路１２の周壁の同じ側又は隣接する両側に２つの油孔を設ける場合、図７に示すように、主軸１０の軸方向（図７の点線に示す）に沿って、２つの油孔が互いにずれるのを確保する。クランクシャフトが低い速度で回転すると、潤滑油が受けた遠心力は比較的小さく、潤滑油のほとんどが油ポンプのポンプ圧力で主軸１０の軸方向に沿って送られ、対応する油孔から流出した後、略図７の矢印に示すような方向に沿って流れ続けるので、２つの油孔を主軸１０の軸方向に沿ってずらすように設置し、軸方向に沿って流出する潤滑油が分配油路１２の通路壁に沿って上昇するときに漏れないようにする。第１の油孔１５と第２の油孔１６が分配油路１２の周壁の対向する両側に位置する場合、図８に示すように、主軸１０の径方向（図８の点線に示す）に沿って、２つの油孔が互いにずれるのを確保する。本実施例のクランクシャフトが高速で回転すると、潤滑油が第１の油孔１５または第２の油孔１６から流出し、潤滑油のほとんどが遠心力によって主軸１０の径方向に沿って振り飛ばされ、流出後に略図７の矢印に示すような方向に沿って流れ続ける。２つの油孔を主軸１０の径方向に沿ってずらすように設置し、径方向に沿って流出した潤滑油が分配油路１２の通路壁に沿って上昇するときに漏れないようにする。

いくつかの具体的な実施例において、上記夾角θは３０°、４５°、６０°、７５°、９０°、１２０°及び１４５°等であってもよく、具体的な設計時に必要に応じて選択でき、ここで、夾角θの取る値を一意に限定しない。

本願の他の実施例において、引き続き図１と図２を参照し、本実施例において、第１の穴路１５１の出口と第２の穴路１６１の出口は主軸１０の中心軸方向に沿う設置高さが同じ又は異なり、即ち第１の油孔１５と第２の油孔１６の設置高さが同じ又は異なる。設置高さが同じであるとは、第１の油孔１５の中心軸線と第２の油孔１６の中心軸線の設置高さが同じであるのを指し、設置高さが異なるとは、第１の油孔１５の孔口頂端が第２の油孔１６の孔口頂端より低く、且つ第１の油孔１５の孔口底端が第２の油孔１６の孔口底端より低く、即ち、第１の油孔１５と第２の油孔１６が高さ方向において少なくとも部分的にずれていることを指す。

いくつかの具体的な実施例において、第２の穴路１６１の出口頂端（即ち第２の油孔１６の孔口頂端）が第１の穴路１５１の出口底端（即ち第１の油孔１５の孔口底端）より低く、或いは第２の穴路１６１の出口頂端と第１の穴路１５１の出口底端が主軸１０の径方向に沿って同一の直線上にある。即ち、第１の油孔１５と第２の油孔１６が主軸１０の軸方向上で完全にずれるように設置することにより、潤滑油が第１の油孔１５又は第２の油孔１６から漏れる量を減少させ、潤滑油の十分な供給を確保する。

本願の他の実施例において、引き続き図１を参照し、本実施例の分配油路１２は直進通路として設けられており、クランク軸３０の頂部に油排出孔３１が開けられ、分配油路１２が該油排出孔３１を貫通し、潤滑油は分配油路１２を介してクランク軸３０の頂部から流出し、最終的に本実施例のクランクシャフトを使用した圧縮機の内部に到達し、各運転部材を効果的に潤滑する。

本願の他のいくつかの実施例において、図９に示すように、図９は本願の他の実施例によるクランクシャフトの正面構造図であり、潤滑油の流動経路を示すために、図中の一部の構造は透視構造で示してある。本実施例において、分配油路１２の主軸１０に位置する部分は直進通路部１２１であり、分配油路１２のクランク軸３０に位置する部分は主軸１０から離れるように湾曲した円弧状通路部１２２である。クランク軸３０の側壁に油排出孔３１が開けられ、円弧状通路部１２２は該油排出孔３１を貫通する。クランクシャフトが高速で回転すると、クランクシャフトの頂部から潤滑油を流出するという油排出方式では油排出位置が高くなり、圧縮機における設置位置が比較的低いピストン等の部材を潤滑しにくくなる。このため、クランク軸３０の側壁に油排出孔３１が開けられ、分配油路１２は、クランク軸３０に入った後主軸１０から離れるように湾曲した円弧状通路として設けられ、これにより、潤滑油をクランク軸３０の外周壁から流出させ、ピストン等の部材をよりよく潤滑するようにする。そして、主軸１０から離れるように湾曲した円弧状通路構造は、クランク軸３０が回転するときの遠心力をよく利用でき、潤滑油の流出量をさらに確保する。

勿論、いくつかの具体的な実施例において、分配油路１２のクランク軸３０に位置する部分を直進通路の形に設置してもよく、該直進通路の部分がクランク軸３０の中心軸に対して傾斜すればよい。

本願の上記各実施例のクランクシャフトは、正回転と逆回転時に潤滑油を安定して確実に提供することができ、且つ、高速又は低速回転時に、いずれも潤滑油の十分な供給を確保することができ、これにより、該クランクシャフトを使用したインバータ圧縮機を高周波及び低周波の運転モードでいずれも効率よく確実に運転できるようにし、インバータ圧縮機の可変周波数の運転がより安定し、エネルギー消費をより節約できる。

本願の他の実施例は、上記クランクシャフトを備えるインバータ圧縮機をさらに提供する。

本願の実施例によるインバータ圧縮機は、上記クランクシャフトを使用することにより、本願のインバータ圧縮機は上記クランクシャフトを使用することにより、インバータ圧縮機が等速の正逆回転時に、潤滑油の等量供給を実現することができ、圧縮機が正逆回転方向において等速で効率よく運転できるのを確保し、摩擦対の摩耗を低減したり、潤滑油の無駄を減らし、圧縮機が異なる可変周波数運転モードにおいて、いずれもスムーズに給油できるのを確保し、圧縮機の運転がより安定し、効率が高い。なお、該インバータ圧縮機は、上記各実施例によるクランクシャフトの他の技術的効果を有し、ここで繰り返して説明しない。

本願の他の実施例は、上記インバータ圧縮機を備える冷凍機器をさらに提供する。

本願の実施例による冷凍機器は、上記各実施例のインバータ圧縮機を使用するため、冷凍機器の運転がより安定し、冷凍効果がより安定し、エネルギー消耗がより低く、耐用年数がより長い。なお、冷凍機器は上記各実施例によるインバータ圧縮機の他の技術的効果を有し、ここで繰り返して説明しない。

具体的な実施例において、上記冷凍機器は冷蔵庫、エアコン等であってもよい。

以上は本願の選択可能な実施例にすぎず、本願を限定するためのものではない。当業者にとって、本願は様々な変更と変化が可能である。本願の精神と原則から逸脱しない限り、行った任意の修正、同等置換、改善等は、いずれも本願の請求の範囲に含まれるべきである。

本願は、２０２１年０４月１４日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０２１１０４１０６７９．１及び２０２１２０７６７７９４．Ｘで、出願の名称が「クランク軸、インバータ圧縮機及び冷凍機器」である中国特許出願の優先権を主張し、その全内容は援用により本願に組み込まれる。

１０、主軸
１１、油吸引室
１２、分配油路
１２１、直進通路部
１２２、円弧状通路部
１３、第１の螺旋油溝
１４、第２の螺旋油溝
１５、第１の油孔
１５１、第１の穴路
１６、第２の油孔
１６１、第２の穴路
１７、給油孔
２０、クランク
３０、クランク軸
３１、油排出孔。

Claims (13)

1. 主軸、クランク軸及びクランクを備え、前記クランク軸が前記クランクによって前記主軸の一端に取り付けられるクランクシャフトであって、
   前記主軸の前記クランク軸から離れた一端に油吸引室が設けられ、前記主軸の前記クランク軸に接続された他端には前記クランク軸を貫通するまで延びた分配油路が設けられ、前記主軸の外壁面に螺旋方向が反対の第１の螺旋油溝と第２の螺旋油溝が設けられ、
   前記第１の螺旋油溝および前記第２の螺旋油溝の一端は前記油吸引室に連通し、前記第１の螺旋油溝の他端は前記主軸の中心軸に向かって偏向して前記分配油路に連通する第１の穴路を形成し、前記第２の螺旋油溝の他端は前記主軸の中心軸に向かって偏向して前記分配油路に連通する第２の穴路を形成し、
   前記第１の穴路の穴路深さは前記第２の穴路の穴路深さとほぼ同じであり、前記分配油路に連通する前記第１の穴路の出口の面積は、前記分配油路に連通する前記第２の穴路の出口の面積とほぼ同じであり、前記第１の穴路の出口と前記第２の穴路の出口の前記主軸の中心軸方向における設置高さは異なる、ことを特徴とするクランクシャフト。
2. 前記第１の穴路と前記第２の穴路はいずれも前記主軸の径方向に沿って延びている、ことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
3. 前記第１の螺旋油溝は前記主軸の外周壁において第１の回転角だけ回転し、前記第２の螺旋油溝は前記主軸の外周壁において第２の回転角だけ回転し、前記第１の回転角と前記第２の回転角はいずれも１８０°を超えず、且つ前記第２の回転角が前記第１の回転角より大きく、
   前記分配油路は前記第２の穴路に近接して設けられ、且つ前記主軸の中心軸の延在方向において、前記分配油路が前記第１の穴路に向かってオフセット又は傾斜している、ことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
4. 前記分配油路は前記主軸の中心位置に設けられ、前記第１の螺旋油溝と前記第２の螺旋油溝は前記主軸の外周壁においてほぼ同じ回転角だけ回転する、ことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
5. 前記第１の螺旋油溝と前記第２の螺旋油溝は同じ螺旋ピッチを有する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
6. 前記第２の穴路の出口頂端の設置高さは前記第１の穴路の出口底端の設置高さ以下である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
7. 前記主軸にさらに給油孔が設けられ、前記第１の螺旋油溝と前記第２の螺旋油溝は前記給油孔を介して前記油吸引室に連通する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
8. 前記給油孔の数は１つであり、前記第１の螺旋油溝と前記第２の螺旋油溝は同一の前記給油孔を介して前記油吸引室に連通し、
   或いは、前記給油孔の数は２つであり、前記第１の螺旋油溝と前記第２の螺旋油溝は２つの異なる前記給油孔を介して別々に前記油吸引室に連通する、ことを特徴とする請求項７に記載のクランクシャフト。
9. 前記分配油路は直進通路である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
10. 前記分配油路の前記主軸に位置する部分は直進通路部であり、前記分配油路の前記クランク軸に位置する部分は前記主軸から離れるように湾曲した円弧状通路部である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
11. 前記主軸の径方向に延在する平面を投影平面とし、前記第１の穴路の中心軸線と前記第２の穴路の中心軸線の前記投影平面における投影線の夾角θは、２５°＜θ＜１５５°を満たす、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載のクランクシャフトを備えることを特徴とするインバータ圧縮機。
13. 請求項１２に記載のインバータ圧縮機を備えることを特徴とする冷凍機器。

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