WO2022085443A1

WO2022085443A1 - 圧縮機、および冷凍サイクル装置

Info

Publication number: WO2022085443A1
Application number: PCT/JP2021/036914
Authority: WO
Inventors: 大志長畑; 勝吾志田
Original assignee: 東芝キヤリア株式会社
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN116324173A; JPWO2022085443A1

Abstract

副軸受と副軸受に取り付けた副マフラーにより形成された空間への潤滑油の供給量を減らし、性能および信頼性を向上できる圧縮機および冷凍サイクル装置を提供する。回転圧縮機（２）は、偏心部（３６）の下面と、ローラー（４３）の内周面と、副軸受（１７）の上面とによって囲まれて給油機構部（２２）によって圧縮機構部（１３）に給油された潤滑油（２１）を貯留する貯留空間（９０）と密閉容器（１１）内とを繋ぐ貫通路（９１）を有している。

Description

圧縮機、および冷凍サイクル装置

　本発明は、圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。

　潤滑油が貯留される縦置き円筒状の密閉容器を有する圧縮機筐体と、密閉容器内の下部に配置される圧縮機構部と、密閉容器内の上部に配置されて圧縮機構部を駆動する電動機部としてのモーターと、回転軸と、を備えるロータリー圧縮機が知られている。回転軸は、圧縮機筐体の上下に延びる中心線に沿って設けられている。圧縮機構部は、回転軸を介してモーターに連結されている。

　圧縮機構部は、環状のシリンダーと、シリンダーの上側を閉塞する上端板と、シリンダーの下側を閉塞する下端板と、上端板に設けられた主軸受と、下端板に設けられた副軸受と、を備えている。また、圧縮機構部は、回転軸の偏心部に嵌め合わされ、シリンダーの内周面に沿って公転する環状のピストンを備えている。ピストンは、シリンダー内のシリンダー室に配置されている。回転軸の主軸部は、主軸受に回転可能に支持され、回転軸の副軸部は、副軸受に回転可能に支持されている。

　副軸受の軸穴の内周面には、潤滑油を軸穴の下端から上端へ供給する螺旋状の給油溝が設けられている。給油溝は、回転軸の回転方向に対して傾斜し、かつ、回転軸の回転方向において下端から上端に向かって延びている。

　従来のロータリー圧縮機は、回転軸の回転によって、圧縮機筐体内に貯留された潤滑油を副軸受の軸穴の下端から上端へ延びる給油溝に沿って吸い上げる。吸い上げられた潤滑油は、回転軸と副軸受との摺動部位を潤滑する。

特開２０１９－１８３７６８号公報

　主軸受に覆い被さる主マフラーと、副軸受に覆い被さる副マフラーと、を備える多気筒型のロータリー圧縮機が知られている。このような多気筒型のロータリー圧縮機は、第一シリンダー室で圧縮された冷媒を主マフラー内に吐出する第一シリンダーと、第二シリンダー室で圧縮された冷媒を副マフラー内に吐出する第二シリンダーと、を備えている。副マフラーは、副軸受の軸穴の下端を覆っている。副軸受の軸穴の下端は、圧縮機筐体内の貯留された潤滑油に没していない。

　さらに、副軸受から突出する回転軸の突出部分には、回転体のアンバランスを調整するバランサーが設けられている。このバランサーは、副軸受と副軸受に取り付けた副マフラーとが区画する空間内に配置されている。

　ところで、吸い上げられた潤滑油は重力により下方へ移動する。そのため、部品の隙間から副軸受と副マフラーとが区画する空間へ潤滑油が流入することがある。ところが、この空間には回転軸に設けられたバランサーが配置されている。この空間に潤滑油が貯留してしまうと、潤滑油は、バランサーの抵抗となる場合がある。バランサーの抵抗の増大は、圧縮機の性能や信頼性の向上を図る上で好ましくない。

　そこで、本発明は、副軸受と副軸受に取り付けた副マフラーとが区画する空間への潤滑油の供給量を減らし、性能および信頼性を向上可能な圧縮機および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

　前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る圧縮機は、上下方向に延びる中心線を有する円筒形状の密閉容器と、前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内に導入される冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記密閉容器の内面に固定される筒状の固定子と、前記固定子の内側に配置されて前記圧縮機構の回転駆動力を発生させる回転子と、を有する電動機と、前記密閉容器内に貯留される潤滑油を前記圧縮機構へ給油する給油機構と、を備え、前記圧縮機構は、前記回転子に回転一体であって、前記回転子より下方へ延び、かつ偏心部を有する回転軸と、前記偏心部に嵌め合わされ、かつ、下面が前記偏心部の下面よりも下方に位置するローラーと、前記回転軸の下端部を回転可能に支持する副軸受と、前記副軸受によって塞がれて前記偏心部および前記ローラーが収容されるシリンダー室を有するシリンダーと、前記副軸受に覆い被さり、前記シリンダーで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る副マフラーと、前記副軸受から突出する前記回転軸の突出部分に設けられて前記副マフラー内に収容されるバランサーと、を備え、前記偏心部の下面と、前記ローラーの内周面と、前記副軸受の上面と、によって囲まれた位置に、前記給油機構によって導かれて前記圧縮機構に給油された前記潤滑油を貯留する貯留空間が形成され、前記副軸受は、当該副軸受を貫通して形成されて前記貯留空間と前記密閉容器内とを連通する貫通路を有している。

　本発明の実施形態に係る圧縮機の前記回転軸は、前記給油機構部によって前記圧縮機構部に導かれた潤滑油を前記副軸受との隙間に給油する給油孔と、前記副軸受によって支持されている部分の外周面に設けられて、前記シリンダー室へ向かって延びる給油溝と、を有していることが好ましい。

　本発明の実施形態に係る圧縮機の前記副軸受は、前記副軸受の上面に設けられて前記貯留空間に通じる、凹んだ段差部を有し、前記貫通路は、前記段差部と前記密閉容器内とを繋いでいることが好ましい。

　本発明の実施形態に係る圧縮機の前記副軸受は、前記回転軸を支持する部位よりも大径に設けられて前記副軸受の上方へ向かって開放されて前記貯留空間に通じるリング状の溝部を有し、前記貫通路は、前記リング状の溝部と前記密閉容器内とを繋いでいることが好ましい。

　また、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置は、前記圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、吸熱器と、前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して冷媒を流通させる冷媒配管と、を備えている。

　本発明によれば、副軸受と副軸受に取り付けた副マフラーとが区画する空間への潤滑油の供給量を減らし、性能および信頼性を向上可能な圧縮機および冷凍サイクル装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図。本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図。本発明の第１実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図。本発明の第１実施形態に係る圧縮機の副軸受の横断面図。本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図。本発明の第２実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図。

　本発明に係る圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、複数の図面中、同じまたは相当する構成には同一の符号が付されている。

（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置および圧縮機の概略的な図である。

　図１に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１は、例えば空気調和機である。冷凍サイクル装置１は、密閉型の回転圧縮機２（以下、単に「圧縮機２」と言う。）と、放熱器３（radiator）と、膨張装置５と、吸熱器６（heat absorber）と、アキュムレーター７と、冷媒配管８と、を備えている。冷媒配管８は、圧縮機２と放熱器３と膨張装置５と吸熱器６とアキュムレーター７とを順次に接続して冷媒を流通させる。放熱器３は、凝縮器（condenser）とも呼ばれる。吸熱器６は蒸発器（evaporator）とも呼ばれる。

　圧縮機２は、冷媒配管８を通じて吸熱器６を通過した冷媒を吸い込み、圧縮し、冷媒配管８を通じて高温高圧の冷媒を放熱器３へ吐き出す。

　圧縮機２は、縦置きされる円筒状の密閉容器１１と、密閉容器１１内の上半部に収容されるオープン巻線型電動機部１２（以下、単に「電動機部１２」と言う。）と、密閉容器１１内の下半部に収容される圧縮機構部１３と、電動機部１２の回転駆動力を圧縮機構部１３へ伝達する回転軸１５と、回転軸１５を回転自在に支持する主軸受１６と、主軸受１６と協働して回転軸１５を回転自在に支持する副軸受１７と、密閉容器１１内に貯留される潤滑油２１（冷凍機油）を圧縮機構部１３へ給油する給油機構部２２と、を備えている。

　縦置きされる密閉容器１１の中心線は、上下方向へ延びている。密閉容器１１は、上下方向に延びる円筒形状の胴部１１ａと、胴部の上端部を塞ぐ鏡板１１ｂと、胴部の下端部を塞ぐ鏡板１１ｃと、を備えている。

　密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、冷媒を密閉容器１１外へ吐出する吐出管８ａが接続されている。吐出管８ａは冷媒配管８に繋がれている。また、密閉容器１１の上側の鏡板１１ｂには、電動機部１２へ供給される電力を密閉容器１１の外側から内側へ導く一対の密封端子２５、２６と、一対の端子台２７、２８と、が設けられている。それぞれの端子台２７、２８は、それぞれの密封端子２５、２６に設けられている。それぞれの端子台２７、２８には、それぞれの密封端子２５、２６に電気的に接続されて電力を供給する複数の電力線２９が固定される。電力線２９は、いわゆるリード線である。

　電動機部１２は、圧縮機構部１３を回転させる駆動力を発生させる。電動機部１２は、圧縮機構部１３よりも上方に配置されている。電動機部１２は密閉容器１１の内面に固定される筒状の固定子３１と、固定子３１の内側に配置されて圧縮機構部１３の回転駆動力を発生させる回転子３２と、固定子３１から引き出されて一対の密封端子２５、２６に電気的に接続される複数の口出線３３と、を備えている。

　回転子３２は、磁石収容孔（図示省略）を有する回転子鉄心３５と、磁石収容孔に収容される永久磁石（図示省略）と、を備えている。回転子３２は、回転軸１５に固定されている。回転子３２および回転軸１５の回転中心線Ｃは、固定子３１の中心線に実質的に一致している。また、回転子３２および回転軸１５の回転中心線Ｃは、密閉容器１１の中心線に実質的に一致している。

　複数の口出線３３は、密封端子２５、２６を通じて固定子３１に電力を供給する電力線であり、いわゆるリード線である。口出線３３は、電動機部１２の種類に応じて複数配線される。本実施形態では６本の口出線３３が配線されている。

　なお、電動機部１２は、オープン巻線型の他に、複数系統、例えば、二系統の三相巻線を備える電動機部であっても良い。

　回転軸１５は、電動機部１２と圧縮機構部１３とを連結している。回転軸１５は、電動機部１２が発生させる回転駆動力を圧縮機構部１３に伝達する。回転軸１５は、回転子３２に回転一体であって、回転子３２より下方へ延びている。

　回転軸１５の中間部分１５ａは、電動機部１２と圧縮機構部１３とを繋ぎ、主軸受１６によって回転可能に支持されている。回転軸１５の下端部分１５ｂは、副軸受１７によって回転可能に支持されている。主軸受１６および副軸受１７は、圧縮機構部１３の一部でもある。換言すると、回転軸１５は、圧縮機構部１３を貫通している。

　また、回転軸１５は、主軸受１６に支持されている中間部分１５ａと副軸受１７に支持されている下端部分１５ｂとの間に、複数、例えば３つの偏心部３６を備えている。それぞれの偏心部３６は、回転軸１５の回転中心線Ｃに不一致な中心を有する円盤、あるいは円柱である。

　副軸受１７から突出する回転軸１５の突出部分には、バランサー３８が設けられている。

　圧縮機構部１３は、密閉容器１１内に導入される冷媒を圧縮する。電動機部１２が回転軸１５を回転駆動することによって、圧縮機構部１３は、冷媒配管８からガス状の冷媒を吸込んで圧縮し、圧縮された高温高圧の冷媒を密閉容器１１内に吐出する。

　圧縮機構部１３は、複数気筒、例えば３気筒のロータリー式である。圧縮機構部１３は、それぞれが円形のシリンダー室４１を有する複数のシリンダー４２と、それぞれのシリンダー室４１内に配置される複数の環状のローラー４３と、を備えている。なお、圧縮機構部１３は、単気筒のロータリー式であっても良い。

　ここで、電動機部１２に最も近いシリンダー４２を第一シリンダー４２Ａとし、電動機部１２から最も遠いシリンダー４２を第三シリンダー４２Ｃとし、第一シリンダー４２Ａと第三シリンダー４２Ｃとの間に配置されるシリンダー４２を第二シリンダー４２Ｂとする。

　圧縮機構部１３は、第一シリンダー４２Ａの上面を塞ぐ主軸受１６と、第一シリンダー４２Ａの下面および第二シリンダー４２Ｂの上面を塞ぐ第一仕切板４５Ａと、第二シリンダー４２Ｂの下面および第三シリンダー４２Ｃの上面を塞ぐ第二仕切板４５Ｂと、第三シリンダー４２Ｃの下面を塞ぐ副軸受１７と、を備えている。

　換言すると、第一シリンダー４２Ａの上面は、主軸受１６によって閉鎖されている。第一シリンダー４２Ａの下面は、第一仕切板４５Ａによって閉鎖されている。第二シリンダー４２Ｂの上面は、第一仕切板４５Ａによって閉鎖されている。第二シリンダー４２Ｂの下面は、第二仕切板４５Ｂによって閉鎖されている。第三シリンダー４２Ｃの上面は、第二仕切板４５Ｂによって閉鎖されている。第三シリンダー４２Ｃの下面は、副軸受１７によって閉鎖されている。

　つまり、第一シリンダー４２Ａは、主軸受１６と第一仕切板４５Ａとの間に挟み込まれている。第二シリンダー４２Ｂは、第一仕切板４５Ａと第二仕切板４５Ｂとの間に挟み込まれている。第三シリンダー４２Ｃは、第二仕切板４５Ｂと副軸受１７との間に挟み込まれている。

　主軸受１６および第一仕切板４５Ａは、ボルトなどの締結部材４６によって第二シリンダー４２Ｂに一括して固定されている。つまり、主軸受１６および第一仕切板４５Ａは、締結部材４６によって第二シリンダー４２Ｂに共締めされている。主軸受１６には、第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第一吐出弁機構５１Ａと、第一吐出弁機構５１Ａに覆い被さる第一吐出マフラー５２（主マフラー）と、が設けられている。第一吐出弁機構５１Ａは、圧縮機構部１３の圧縮作用にともない第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１内の圧力と第一吐出マフラー５２内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を第一吐出マフラー５２内に吐出する。

　第一吐出マフラー５２は、シリンダー４２で圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切っている。第一吐出マフラー５２は、第一吐出マフラー５２の内外を繋ぐ吐出孔（図示省略）を有している。第一吐出マフラー５２内に吐出した圧縮冷媒は、吐出孔を通じて密閉容器１１内へ吐出する。

　第二仕切板４５Ｂには、第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第二吐出弁機構５１Ｂ、および吐出室５３が設けられている。主軸受１６、第一シリンダー４２Ａ、第一仕切板４５Ａ、および第二シリンダー４２Ｂは、第二仕切板４５Ｂの吐出室５３を第一吐出マフラー５２内に繋げる第一孔（図示省略）を有している。第二吐出弁機構５１Ｂは、圧縮機構部１３の圧縮作用にともない第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１内の圧力と吐出室５３内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を吐出室５３内に吐出する。吐出室５３内に吐出した冷媒は、第一孔を通って第一吐出マフラー５２内に吐出する。第一孔を通って第一吐出マフラー５２内に吐出した冷媒は、第一シリンダー４２Ａで圧縮された冷媒に合流する。

　副軸受１７、第三シリンダー４２Ｃ、および第二仕切板４５Ｂは、ボルトなどの締結部材５５によって第二シリンダー４２Ｂに一括して固定されている。つまり、副軸受１７、第三シリンダー４２Ｃ、および第二仕切板４５Ｂは、締結部材５５によって第二シリンダー４２Ｂに共締めされている。副軸受１７には、第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１内で圧縮された冷媒を吐出する第三吐出弁機構５１Ｃと、第三吐出弁機構５１Ｃに覆い被さる第二吐出マフラー５６（副マフラー）と、が設けられている。第二吐出マフラー５６は、第三シリンダー４２Ｃで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切っている。主軸受１６、第一シリンダー４２Ａ、第一仕切板４５Ａ、第二シリンダー４２Ｂ、第二仕切板４５Ｂ、および第三シリンダー４２Ｃは、第二吐出マフラー５６内の空間を第一吐出マフラー５２内に繋げる第二孔５７を有している。第三吐出弁機構５１Ｃは、圧縮機構部１３の圧縮作用にともない第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１内の圧力と第二吐出マフラー５６内の圧力との圧力差が所定値に達したときに吐出ポート（図示省略）を開放して、圧縮された冷媒を第二吐出マフラー５６内に吐出する。第二吐出マフラー５６内に吐出した冷媒は、第二孔５７を通って第一吐出マフラー５２内に吐出する。第一吐出マフラー５２内に吐出した冷媒は、第一シリンダー４２Ａで圧縮された冷媒、および第二シリンダー４２Ｂで圧縮された冷媒に合流する。

　なお、第一孔は、第二孔５７の一部であっても良い。また、第二仕切板４５Ｂの吐出室５３は、第二吐出マフラー５６内に繋がれていても良い。つまり、第一孔は、第二吐出マフラー５６内に繋がれていても良い。

　第一シリンダー４２Ａは、密閉容器１１に複数箇所で溶接、例えばスポット溶接によって固定されたフレーム５８にボルトなどの締結部材５９で固定されている。つまり、フレーム５８は、第一シリンダー４２Ａを介して電動機部１２の回転子３２、圧縮機構部１３、および回転軸１５を密閉容器１１に支えている。なお、電動機部１２の回転子３２、圧縮機構部１３、および回転軸１５を密閉容器１１の高さ方向における重心は、フレーム５８の厚み（圧縮機２の高さ方向における寸法）の範囲に位置していることが好ましい。

　バランサー３８は、副軸受１７を覆う第二吐出マフラー５６内に収容されている。バランサー３８は、例えば、回転軸１５の回転中心線Ｃ方向に平行な中心線を有する円板や、回転軸１５の回転中心線Ｃを要とする扇形板である。バランサー３８は、バランサー３８の中心線から離れて偏心した位置に設けられて、バランサー３８を貫通する貫通孔３８ａを有している。バランサー３８の貫通孔３８ａには、回転軸１５の下端部が圧入されている。貫通孔３８ａの偏心量は、圧縮運転時の圧縮機構部１３の回転体のアンバランスを低減できるよう調整される。

　ところで、回転子３２の上方に突出する回転軸１５の上端部にバランサーを設ける場合には、このバランサーと回転軸１５を支える軸受（主軸受１６）との距離は、回転子３２の軸方向寸法に依存する。本実施形態のように、副軸受１７から突出する回転軸１５の下端部にバランサー３８を設けることによって、回転軸１５の上端部にバランサーを設ける場合に比べて、バランサー３８と回転軸１５を支える軸受（副軸受１７）との距離は、極めて短縮される。そのため、本実施形態のようにバランサー３８を配置することで、回転軸１５および回転子３２の撓みが抑制される。

　複数の吸込管６１は、密閉容器１１を貫いて、それぞれのシリンダー４２のシリンダー室４１に接続されている。それぞれのシリンダー４２は、それぞれの吸込管６１に繋がってシリンダー室４１に到達する吸込孔を有している。第一吸込管６１Ａは、第一シリンダー４２Ａのシリンダー室４１に繋がれている。第二吸込管６１Ｂは、第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１に繋がれている。第三吸込管６１Ｃは、第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１に繋がれている。なお、複数の吸込管６１の数は、本実施形態のように複数のシリンダー４２と同数であっても良いし、２つのシリンダー４２で共有されていて、複数のシリンダー４２より少数であっても良い。例えば、第二吸込管６１Ｂは、第二仕切板４５Ｂに繋がれていても良い。第二仕切板４５Ｂには、第二仕切板４５Ｂに繋がれ、かつ第二シリンダー４２Ｂのシリンダー室４１、および第三シリンダー４２Ｃのシリンダー室４１に分岐して２つのシリンダー室４１に繋がる冷媒通路（図示省略）が設けられる。

　密閉容器１１の下部は潤滑油２１で満たされている。そして、圧縮機構部１３の大部分は、密閉容器１１内の潤滑油２１中に浸されている。

　給油機構部２２は、密閉容器１１内の潤滑油２１を汲み上げて、圧縮機構部１３の摺動部に供給する。給油機構部２２は、密閉容器１１内の潤滑油２１を汲み上げるポンプ６５と、ポンプ６５で汲み上げた潤滑油２１を圧縮機構部１３の摺動部へ送り込む油路６６と、を含んでいる。

　ここで、「圧縮機構部１３の摺動部」とは、例えば、偏心部３６とローラー４３との隙間、主軸受１６と回転軸１５との隙間、副軸受１７と回転軸１５との隙間を含んでいる。

　ポンプ６５は、例えば、スクリューポンプ（アルキメディアン・スクリュー、アルキメデスの螺旋）である。スクリューポンプの吸込口は、密閉容器１１に貯留されている潤滑油２１に浸っている。

　ここで、第二吐出マフラー５６は、回転軸１５の下端部を第二吐出マフラー５６外に露出させる給油機構挿通孔６８を有している。回転軸１５の下端部は、給油機構挿通孔６８を通じて密閉容器１１内の潤滑油２１に浸されている。また、回転軸１５は、回転軸１５の下端部に開口し、回転軸１５の上端部へ向かって延びるポンプ配置穴６９を有している。

　そして、ポンプ６５は、回転軸１５のポンプ配置穴６９内に配置されて、回転軸１５の回転中心線Ｃに沿って螺旋状に延びるローター７１を備えている。ローター７１は、回転軸１５に回転一体化されている。ローター７１は、回転軸１５とともに回転することで、回転軸１５の下端部の開口から回転軸１５のポンプ配置穴６９内へ潤滑油２１を連続的に汲み上げる。

　なお、ポンプ６５は、密閉容器１１内に設けられて回転軸１５のポンプ配置穴６９内に潤滑油２１を連続的に供給できるものであれば、ローター７１に限られない。ポンプ６５は、回転軸１５の回転駆動力を利用して駆動されるターボ形ポンプであっても良いし、容積ポンプであっても良い。この場合には、ポンプ配置穴６９は、油路６６の一部の役割を担う。

　油路６６は、回転軸１５に回転一体のポンプ６５によって回転軸１５のポンプ配置穴６９に汲み上げられた潤滑油２１を圧縮機構部１３の摺動部へ送り、潤滑する。

　油路６６は、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第一シリンダー４２Ａに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第一シリンダー給油孔７３Ａと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第二シリンダー４２Ｂに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第二シリンダー給油孔７３Ｂと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を第三シリンダー４２Ｃに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油する第三シリンダー給油孔７３Ｃと、を有している。

　また、油路６６は、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を主軸受１６と回転軸１５との隙間に給油する主軸受給油孔７５Ａと、ポンプ配置穴６９内の潤滑油２１を副軸受１７と回転軸１５との隙間に給油する副軸受給油孔７５Ｂと、を有している。

　アキュムレーター７は、吸熱器６でガス化しきれなかった液状の冷媒が圧縮機２に吸い込まれることを防ぐ。

　次いで、回転軸１５と副軸受１７の周囲の構造について詳細に説明する。

　図２は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図である。

　図３は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図である。

　図４は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の横断面図である。

　なお、回転軸１５は、圧縮機２の平面視において反時計回りに回転するものとする。すなわち、回転軸１５が回転しているとき、図２に描かれている回転軸１５の外周面７７は、回転中心線Ｃを実線矢印Ｒのように左から右へと横切るように移動する。また、回転軸１５が回転しているとき、図３に描かれている副軸受１７の内周面７８が対面する回転軸１５の外周面７７は、回転中心線Ｃを実線矢印Ｒのように右から左へと横切るように移動する。

　図２に示すように、本実施形態に係る圧縮機２の偏心部３６の上下方向の寸法は、ローラー４３上下方向の寸法よりも短い。そして、偏心部３６の上面は、ローラー４３の上面よりも下方に位置し、偏心部３６の下面は、ローラー４３の下面よりも上方に位置している。すなわち、偏心部３６は、ローラー４３の上下方向中央部に配置されている。

　また、ローラー４３の下面と副軸受１７の上面とは、ローラー４３が円滑に回転運動可能な範囲で接している。そのため、偏心部３６の下面と副軸受１７の上面との間には、隙間９０が介在している。隙間９０の側方は、ローラー４３の内周面に画定されている。すなわち、隙間９０は、偏心部３６の下面と、ローラー４３の内周面と、副軸受１７の上面とによって囲まれている。

　以下、隙間９０を画定するローラー４３の内周面の一部を、隙間９０の側壁部と呼ぶ。隙間９０の側壁部の内径は、偏心部３６の外径よりも大きい。また、隙間９０の側壁部の上半部は、下方に向かうにつれて徐々に広がるように傾斜し、隙間９０の側壁部の下半部は、垂直に垂れ下がっている。そのため、偏心部３６とローラー４３との隙間に給油された潤滑油２１は、重力により徐々に下方に流れ、隙間９０の側壁部の上端部に到達する。隙間９０の側壁部の上端部に到達した潤滑油２１は、隙間９０の側壁部の下端部へ向かって流れて隙間９０に貯留される。以下、この隙間９０を、潤滑油２１を一時的に貯留する貯留空間９０と呼ぶ。

　副軸受１７は、副軸受１７を貫通して貯留空間９０と密閉容器１１内とを繋ぐ貫通路９１を有している。つまり、圧縮機構部１３内の貯留空間９０と圧縮機構部１３を収容する密閉容器１１とは、副軸受１７の貫通路９１を通じて接続されている。

　なお、貫通路９１は、縦断面視でＬ字型を有している。貫通路９１の一端の開口部は、貯留空間９０側に開放されている。貫通路９１の他端の開口部は、副軸受１７の側方に開放されている。貫通路９１は、例えばドリルによって形成されている。また、副軸受１７は、複数の貫通路９１を有していても良い。複数の貫通路９１は、副軸受１７の円周方向に間隔を空けて配置されることが好ましい。複数の貫通路９１の間隔は、等間隔でもよいし、異なっていてもよい。そして、複数の貫通路９１は、潤滑油２１の流量を増やすことができるとともに、ごみ詰まりを回避しやすい。

　図３に示すように、本実施形態に係る圧縮機２の副軸受１７は、副軸受１７の上面に設けられて隙間９０に通じる、凹んだ段差部９２を有する。段差部９２は、副軸受１７の径方向の寸法よりも上下方向の寸法が短く、皿状に凹んでいる。段差部９２は、貯留空間９０の下方に位置して貯留空間９０と一体の空間を区画している。つまり、段差部９２は、隙間９０とともに、潤滑油２１の貯留空間９０として機能する。

　図４に示すように、本実施形態に係る圧縮機２の段差部９２は、平面視において円形状である。段差部９２の外周縁部分の寸法は、ローラー４３によって塞がれてシリンダー室４１に繋がらないように設定されている。換言すれば、段差部９２は、偏心部３６およびローラー４３が偏心回転する際の軌跡の内側に位置するような寸法を有して、かつ配置されている。偏心部３６に嵌合するローラー４３は、副軸受１７の中心の周りを偏心運動する。図４における二点鎖線は、偏心部３６の９０度毎の回転位置においてローラー４３の存在する位置を示している。図４から明らかなように、段差部９２は、ローラー４３が偏心運動する全ての過程でローラー４３の内側に位置する。換言すると、段差部９２は、ローラー４３によって塞がれてシリンダー室４１に繋がらない範囲で副軸受１７の上面に設けられる。

　貫通路９１は、段差部９２と密閉容器１１内とを繋いでいる。すなわち、貯留空間９０側に開放される、貫通路９１の一端の開口部は、段差部９２に設けられて隙間９０へ向かって開放されている。

　なお、副軸受１７は、回転軸１５の下端部分１５ｂを支持する部位、つまり内周面７８よりも大径なリング状の溝部９３を有している。このリング状の溝部９３は、副軸受１７の上方へ向かって開放されて隙間９０、および段差部９２に通じている。溝部９３は、段差部９２と同様に隙間９０とともに潤滑油２１の貯留空間９０として機能する。つまり、溝部９３は、貯留空間９０と一体の空間を区画している。また、溝部９３は、貫通路９１よりも副軸受１７の内周側に設けられている。つまり、溝部９３は、段差部９２を介して貫通路９１に繋がっている。貫通路９１は、溝部９３に直接的に繋がっていても良い。さらに、溝部９３は、副軸受１７に柔軟性を付与する機能も併せ持つ。

　図２に実線矢印で示すように、ポンプ６５によって密閉容器１１内から汲み上げられた潤滑油２１は、第三シリンダー給油孔７３Ｃから、第三シリンダー４２Ｃに収容されている偏心部３６とローラー４３との隙間に給油される。さらに、潤滑油２１は、重力により下方へと集まるため、偏心部３６とローラー４３との隙間から隙間９０へと流れ込む。隙間９０の側壁部の上端部に到達した潤滑油２１は、隙間９０の側壁部の下端部へ向かって流れて隙間９０に一時的に貯留される。隙間９０は、段差部９２およびリング状の溝部９３と一体の貯留空間９０を画定しているため、段差部９２およびリング状の溝部９３にも潤滑油２１が貯留される。なお、貯留空間９０は、少なくとも隙間９０を有していれば良い。貯留空間９０は、段差部９２を除き、隙間９０と溝部９３とを有していても良い。

　隙間９０、段差部９２、および溝部９３に溜まった潤滑油２１は、回転軸１５と副軸受１７との隙間と貫通路９１とに枝分かれして、圧縮機構部１３から排出される。回転軸１５と副軸受１７との隙間に流れ込んだ潤滑油２１は、重力により下方へと移動し、給油機構挿通孔６８から密閉容器１１内へと流れ出る。貫通路９１に流れ込んだ潤滑油２１は、貫通路９１を通って密閉容器１１内へと流れ出る。つまり、給油機構部２２によって吸い上げられた潤滑油２１は、回転軸１５と副軸受１７との隙間と貫通路９１とに枝分かれして密閉容器１１側に戻り、循環する流れＦ１を生じつつ、第三シリンダー４２Ｃとその周囲を潤滑する。

　図５は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図の拡大図である。

　図５に示すように、本実施形態に係る圧縮機２の回転軸１５は、副軸受１７によって支持されている部分の外周面７７に設けられて、回転軸１５の回転方向の逆方向かつ第三シリンダー４２Ｃへ向かって延びる給油溝８１を有している。つまり、給油溝８１は、副軸受１７の内周面７８を臨んでいる。給油溝８１は、回転軸１５の回転中心線Ｃへ向かって窪み、副軸受給油孔７５Ｂに繋がり、かつ副軸受給油孔７５Ｂとの接続部分から延びて第三シリンダー４２Ｃに達している。給油溝８１は、回転軸１５の外周面７７に沿って螺旋状に延びている。平面視において反時計回りに回転軸１５を回転させる圧縮機２では、給油溝８１は、副軸受給油孔７５Ｂとの接続部分から第三シリンダー４２Ｃへ向かって時計回りの螺旋を描いている。

　給油溝８１は、副軸受１７の下端側を基準とすると、副軸受１７の下端から上端へ向かって時計回りの螺旋を描いている。給油溝８１は、副軸受１７の上端側を基準とすると、副軸受１７の上端から下端へ向かって反時計回りの螺旋を描いている。

　このような構成の回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造は、回転軸１５に回転一体のポンプ６５によって回転軸１５のポンプ配置穴６９に汲み上げられ、かつ副軸受給油孔７５Ｂから流れ出す潤滑油２１を、回転軸１５の給油溝８１に流入させて、回転軸１５と副軸受１７との隙間を潤滑する。回転軸１５の給油溝８１に流れ込んだ潤滑油２１は、回転軸１５の回転にともなって副軸受給油孔７５Ｂから第三シリンダー４２Ｃへ向かう流れＦ２を生じつつ、副軸受給油孔７５Ｂより上側の範囲Ｓ１を潤滑する。

　回転軸１５と副軸受１７との潤滑構造は、給油溝８１の流路断面積、給油溝８１の流路長さ、回転軸１５の回転中心線Ｃに対する給油溝８１の傾き、給油溝８１とその上流側の油路６６とを繋ぐ副軸受給油孔７５Ｂの断面積の少なくともいずれかを適宜に設定することで、回転軸１５と副軸受１７との摺動部分における給油量が調整される。

　なお、給油溝８１の流路断面積は、給油溝８１の溝の深さと溝幅との組み合わせで設定される。

　さらに、本実施形態に係る給油溝８１の長さは、回転軸１５の外周面７７を周回するより短い。つまり、給油溝８１は、回転軸１５を１周していない。なお、回転軸１５の給油溝８１には、ポンプ６５が汲み上げた潤滑油２１が常時供給される。

　ところで、潤滑油２１が、第二吐出マフラー５６内に過剰に漏れ出ると、第二吐出マフラー５６内のバランサー３８が、圧縮機構部１３の回転体のアンバランスを調整する機能を低減させる場合がある。そこで、給油溝８１は、第三シリンダー４２Ｃのローラー４３の内側（貯留空間９０）に開放されている。すなわち、給油溝８１は、潤滑油２１を第三シリンダー４２Ｃのローラー４３の内側へ流出させる。

　以上説明したように、本実施形態に係る圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５における偏心部３６の下面と、ローラー４３の内周面と、副軸受１７の上面とによって囲まれて給油機構部２２によって導かれて圧縮機構部１３に給油された潤滑油２１を貯留する貯留空間９０（隙間９０）と密閉容器１１内とを、副軸受１７を貫通して繋ぐ貫通路９１を有している。そのため、給油機構部２２によって吸い上げられた潤滑油２１は、第三シリンダー給油孔７３Ｃから給油され、貯留空間９０（隙間９０）に一時的に貯留される。この貯留空間９０は、部品の隙間から副軸受１７と第二吐出マフラー５６とが区画する空間へ流れ込む潤滑油２１を減少させる。さらに、貫通路９１は、貯留空間９０（隙間９０）に一時的に貯留した潤滑油２１を密閉容器１１内へ排出する。これにより、潤滑油２１は、副軸受１７と第二吐出マフラー５６とが区画する空間により一層流れ込みにくい。つまり、貫通路９１は、副軸受１７と第二吐出マフラー５６とが区画する空間への潤滑油２１の供給量を減らすことができる。したがって、第二吐出マフラー５６に収容されるバランサー３８の動作が潤滑油２１によって阻害される虞が低減され、回転体のアンバランスを調整するバランサー３８の機能は維持される。その結果、圧縮機２および冷凍サイクル装置１の性能および信頼性を向上できる。

　また、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、給油機構部２２によって圧縮機構部１３に導かれた潤滑油２１を副軸受１７と回転軸１５との隙間に給油する第三シリンダー給油孔７３Ｃを含む油路６６と、副軸受１７によって支持されている部分の外周面７７に設けられて、シリンダー室４１へ向かって延びる給油溝８１と、を有している。そのため、油路６６と給油溝８１とから貯留空間９０に給油される給油量は、増加する。そして、貯留空間９０への給油量が増加すれば、貯留空間９０に貯留した潤滑油２１の排出が促進されることになり、圧縮機２および冷凍サイクル装置１の信頼性が向上する。

　さらに、本実施形態に係る圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、副軸受１７の上面に設けられて隙間９０に通じる、凹んだ段差部９２と、段差部９２と密閉容器１１内とを繋ぐ貫通路９１と、を有している。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、重力により下方に導かれた潤滑油２１を段差部９２に集約し、貫通路９１を通じて段差部９２に集約した潤滑油２１をスムーズに排出することができるので、圧縮機２および冷凍サイクル装置１の信頼性を向上できる。

（第２実施形態）
　図６は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機の副軸受の縦断面図である。

　図６に示すように、本実施形態に係る圧縮機２、および冷凍サイクル装置１の副軸受１７Ａは、回転軸１５を支持する部位、つまり副軸受１７Ａの内周面７８よりも大径に設けられて副軸受１７Ａの上方へ向かって開放されて隙間９０に通じるリング状の溝部９３Ａと、リング状の溝部９３と密閉容器１１内とを繋ぐ貫通路９１Ａと、を有している。また、貫通路９１Ａは、リング状の溝部９３Ａの下端部と密閉容器１１内とを繋いでいる。つまり、リング状の溝部９３Ａに貯留された潤滑油２１は、貫通路９１Ａを通じて密閉容器１１側に排出される。

　また、本実施形態に係る副軸受１７Ａは、第１実施形態に係る副軸受１７と同様に、段差部９２を有している。リング状の溝部９３は、段差部９２に設けられている。したがって、重力により下方に導かれた潤滑油２１は、段差部９２に集約され、段差部９２から更にリング状の溝部９３Ａに集約される。そして、リング状の溝部９３Ａの溝底に貯留された潤滑油２１は、貫通路９１Ａを通じて密閉容器１１側に排出されることとなる。

　以上説明したように、本実施形態に係る圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、回転軸１５を支持する部位よりも大径に設けられて副軸受１７Ａの上方へ向かって開放されて貯留空間９０に通じるリング状の溝部９３Ａと、リング状の溝部９３Ａと密閉容器１１内とを繋ぐ貫通路９１と、を有している。そのため、圧縮機２、および冷凍サイクル装置１は、重力により下方に導かれた潤滑油２１をリング状の溝部９３Ａに集約し、貫通路９１を通じて溝部９３Ａに集約した潤滑油２１をスムーズに排出できる。しかも、リング状の溝部９３Ａは、副軸受１７Ａに対して柔軟性を付与する機能も併せ持つので、圧縮機２および冷凍サイクル装置１の信頼性を向上できる。

　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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

　１…冷凍サイクル装置、２…回転圧縮機、３…放熱器、５…膨張装置、６…吸熱器、７…アキュムレーター、８…冷媒配管、８ａ…吐出管、１１…密閉容器、１１ａ…胴部、１１ｂ…鏡板、１１ｃ…鏡板、１２…オープン巻線型電動機部、１３…圧縮機構部、１５…回転軸、１５ａ…中間部分、１５ｂ…下端部分、１６…主軸受、１７、１７Ａ…副軸受、２１…潤滑油、２２…給油機構部、２５、２６…密封端子、２７、２８…端子台、２９…電力線、３１…固定子、３２…回転子、３３…口出線、３５…回転子鉄心、３６…偏心部、３８…バランサー、３８ａ…貫通孔、４１…シリンダー室、４２…シリンダー、４２Ａ…第一シリンダー、４２Ｃ…第三シリンダー、４２Ｂ…第二シリンダー、４３…ローラー、４５Ａ…第一仕切板、４５Ｂ…第二仕切板、４６…締結部材、５１Ａ…第一吐出弁機構、５１Ｂ…第二吐出弁機構、５１Ｃ…第三吐出弁機構、５２…第一吐出マフラー、５３…吐出室、５５…締結部材、５６…第二吐出マフラー、５７…第二孔、５８…フレーム、５９…締結部材、６１…吸込管、６１Ａ…第一吸込管、６１Ｂ…第二吸込管、６１Ｃ…第三吸込管、６５…ポンプ、６６…油路、６８…給油機構挿通孔、６９…ポンプ配置穴、７１…ローター、７３Ａ…第一シリンダー給油孔、７３Ｂ…第二シリンダー給油孔、７３Ｃ…第三シリンダー給油孔、７５Ａ…主軸受給油孔、７５Ｂ…副軸受給油孔、７７…回転軸の外周面、７８…副軸受の内周面、８１…給油溝、９０…貯留空間、９１、９１Ａ…貫通路、９２…段差部、９３、９３Ａ…リング状の溝部。

Claims

上下方向に延びる中心線を有する円筒形状の密閉容器と、
　前記密閉容器に収容され、かつ前記密閉容器内に導入される冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
　前記密閉容器の内面に固定される筒状の固定子と、前記固定子の内側に配置されて前記圧縮機構部の回転駆動力を発生させる回転子と、を有する電動機部と、
　前記密閉容器内に貯留される潤滑油を前記圧縮機構部へ給油する給油機構部と、を備え、
　前記圧縮機構部は、
　前記回転子に回転一体であって、前記回転子より下方へ延び、かつ偏心部を有する回転軸と、
　前記偏心部の下面よりも下方に位置する下面を有して前記偏心部に嵌め合わされるローラーと、
　前記回転軸の下端部を回転可能に支持する副軸受と、
　前記副軸受によって塞がれて前記偏心部および前記ローラーが収容されるシリンダー室を有するシリンダーと、
　前記副軸受に覆い被さり、前記シリンダーで圧縮される冷媒が吐出される空間を仕切る副マフラーと、
　前記副軸受から突出する前記回転軸の突出部分に設けられて前記副マフラー内に収容されるバランサーと、を備え、
　前記副軸受は、前記偏心部の下面と、前記ローラーの内周面と、前記副軸受の上面とによって囲まれて前記給油機構部によって前記圧縮機構部に給油された前記潤滑油を貯留する貯留空間と前記密閉容器内とを前記副軸受を貫通して繋ぐ貫通路を有する圧縮機。
前記回転軸は、
　前記給油機構部によって前記圧縮機構部に導かれた潤滑油を前記副軸受との隙間に給油する給油孔と、
　前記副軸受によって支持されている部分の外周面に設けられて、前記シリンダー室へ向かって延びる給油溝と、を有する請求項１に記載の圧縮機。
前記副軸受は、前記副軸受の上面に設けられて前記貯留空間に通じる、凹んだ段差部を有し、
　前記貫通路は、前記段差部と前記密閉容器内とを繋いでいる請求項１または２に記載の圧縮機。
前記副軸受は、前記回転軸を支持する部位よりも大径に設けられて前記副軸受の上方へ向かって開放されて前記貯留空間に通じるリング状の溝部を有し、
　前記貫通路は、前記リング状の溝部と前記密閉容器内とを繋いでいる請求項１または２に記載の圧縮機。
　請求項１から４のいずれか１項に記載される圧縮機と、
　放熱器と、
　膨張装置と、
　吸熱器と、
　前記圧縮機、前記放熱器、前記膨張装置、および前記吸熱器を接続して前記冷媒を流通させる冷媒配管と、を備える冷凍サイクル装置。