(57)【要約】【課題】密閉容器内に電動機と同電動機により駆動される圧縮部を有するロータリー圧縮機で、冷媒ガスとともに冷凍サイクルに流出する冷凍機油の量を少なくする。【解決手段】圧縮部を駆動する駆動軸を支持する主軸受部３５の内面に導油溝３５０が形成されており、上記導油溝３５０に対して駆動軸内に形成されている給油孔から冷凍機油が供給され、その冷凍機油が導油溝３５０の下端部３５１側から上端部３５２側に向けて流れ、余剰の冷凍機油が導油溝３５０の上端部３５２から流出するロータリー圧縮機において、導油溝３５０の主軸受部３５の軸線と直交する断面の面積（断面積）を、下端部３５１側に比べて上端部３５２側を小さくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴部を含む密閉容器と、上記胴部内に配置される電動機と、上記胴部内で上記電動機の下方に配置される圧縮部とを含み、
上記密閉容器の底部には冷凍機油が貯留されており、
上記電動機は、ステータとロータとを有し、上記ロータは上記圧縮部を駆動する駆動軸を有し、上記圧縮部は、上面と下面に上側端板と下側端板が取り付けられたシリンダと上記駆動軸に偏心して取り付けられてシリンダ内を回転するピストンとを有し、
上記上側端板は、上記駆動軸に対する軸受け手段である円筒状の主軸受部を有し、上記主軸受部の内面には、その下端から上端にかけて導油溝が形成されているとともに、上記駆動軸内には、その回転に伴って上記密閉容器内の底部から上記冷凍機油を汲み上げて上記導油溝に供給する給油孔が形成されており、
上記導油溝内において上記冷凍機油は上記導油溝の下端部から上端部に向けて流れ、
上記導油溝の上記主軸受部の軸線と直交する断面の面積（断面積）が、上記下端部側に比べて上記上端部側が小さいロータリー圧縮機。
【請求項２】
上記上端部の断面積が上記下端部の断面積よりも１割以上小さいことを特徴とする請求項１に記載のロータリー圧縮機。
【請求項３】
上記主軸受部の上記上端部側の一部分は肉厚が薄い薄肉状に形成されており、上記上端部側の一部分において上記導油溝の深さが上記下端部側の深さよりも浅くされていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリー圧縮機。
【請求項４】
上記導油溝は、上記下端部側から上記上端部側にかけてその断面積が漸次小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
【請求項５】
上記導油溝は、その断面の形状が円弧状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリー圧縮機に関し、さらに詳しく言えば、圧縮部を駆動する駆動軸の軸受部の潤滑に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、ロータリー圧縮機は、密閉容器内に電動機と同電動機によって駆動される圧縮部とを備えている。電動機にはステータの内部空間にロータが配置されるインナーロータ型が採用され、ロータの中心部に圧縮部を駆動する駆動軸（回転軸）が一体に取り付けられている。空気調和機において、ロータリー圧縮機は、室外熱交換器と室内熱交換器とともに冷凍サイクルを構成する。
【０００３】
圧縮部はロータリー型で、内部に真円状の圧縮室が形成されているシリンダを有している。シリンダには、アキュムレータから引き出されている吸入管が接続されている。以下、１ロータ型の場合について説明する。
【０００４】
駆動軸は、シリンダを貫通して圧縮部の下方にまで延びている。駆動軸には、シリンダ内に配置されるクランク部が一体として形成されている。クランク部は、駆動軸に対して偏心している円盤体で、クランク部には円環状のピストンが嵌合されている。
【０００５】
シリンダには、ピストンに常時接するように径方向に移動可能で圧縮室内を吸入室側と圧縮室側とに区画するベーンが設けられている。シリンダの上面は上側端板により閉じられており、また、シリンダの下面は下側端板により閉じられている。
【０００６】
上側端板には、圧縮室側に配置され圧縮された冷媒の逆流を阻止する吐出弁が設けられている。また、上側端板には、駆動軸の中央部分に対する円筒状の主軸受部が一体に形成されており、下側端板には、駆動軸の下端側を軸支する副軸受部が一体に形成されている。
【０００７】
また、上側端板には、シリンダから吐出される冷媒の吐出音を消音するマフラーが設けられている。マフラーはほぼ半球状で、その底部（頂部）に当たる部分に、主軸受部の周りに所定の隙間をもって配置される吐出部としての円形の開口部を有し、マフラー内の冷媒ガスは、開口部と主軸受部との間の隙間（吐出部）から密閉容器内に噴出され、密閉容器の上部に設けられている冷媒吐出管から冷凍サイクルに供給される。
【０００８】
密閉容器の底部は油溜まりとなっており、軸受部等の摺動部分を潤滑するための冷凍機油が貯留されている。駆動軸の下端には、冷凍機油を汲み上げるプロペラ等からなる油汲み上げポンプが設けられている。
【０００９】
特許文献１の図３，図４に示されているように、駆動軸の内部には、油ポンプにより汲み上げられた冷凍機油を摺動部分に供給する給油孔が形成されている。給油孔は駆動軸の下端から上端にかけて形成されているが、その途中に主軸受部に対する給油ポートと副軸受部に対する給油ポートが設けられている。
【００１０】
主軸受部の内面には、給油ポートから供給される冷凍機油を主軸受部の軸方向に導く導油溝が形成されている。冷凍機油は給油ポートから導油溝の下端側に供給され、導油溝内を通って導油溝の上端に至る。
【００１１】
冷凍機油は、駆動軸の回転に伴って給油ポートから導油溝内に供給され、余剰の冷凍機油は導油溝の上端から放出される。上端から放出される冷凍機油の一部はマフラーの開口部から噴出される高温高圧の冷媒ガスに巻き込まれて、冷媒ガスとともに冷媒吐出管から密閉容器外へ吐出されてしまう。
【００１２】
これにより、密閉容器の内部が冷凍機油不足となり、軸受部等の摺動部の潤滑性が劣化する。また、吐出された冷凍機油は、冷凍サイクル内を流れることから、冷媒内で冷凍機油の占める量が多くなり、冷凍サイクルの能力が低下する、という問題が生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１５−４０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、密閉容器内に電動機と同電動機によって駆動される圧縮部を収納してなるロータリー圧縮機において、冷媒ガスとともに冷凍サイクルに供給される冷凍機油の量を少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の実施形態の一例は、円筒状の胴部を含む密閉容器と、上記胴部内に配置される電動機と、上記胴部内で上記電動機の下方に配置される圧縮部とを含み、
上記密閉容器の底部には冷凍機油が貯留されており、
上記電動機は、ステータとロータとを有し、上記ロータは上記圧縮部を駆動する駆動軸を有し、上記圧縮部は、上面と下面に上側端板と下側端板が取り付けられたシリンダと上記駆動軸に偏心して取り付けられてシリンダ内を回転するピストンとを有し、
上記上側端板は、上記駆動軸に対する軸受け手段である円筒状の主軸受部を有し、上記主軸受部の内面には、その下端から上端にかけて導油溝が形成されているとともに、上記駆動軸内には、その回転に伴って上記密閉容器内の底部から上記冷凍機油を汲み上げて上記導油溝に供給する給油孔が形成されており、
上記導油溝内において上記冷凍機油は上記導油溝の下端部から上端部に向けて流れ、
上記導油溝の上記主軸受部の軸線と直交する断面の面積（断面積）が、上記下端部側に比べて上記上端部側が小さいロータリー圧縮機である。
【００１６】
本発明において、上記上端部の断面積が上記下端部の断面積よりも１割以上小さいことが好ましい。
【００１７】
また、本発明には、上記主軸受部の上記上端部側の一部分は肉厚が他の部分よりも薄い薄肉状に形成されており、上記上端部側の一部分において上記導油溝の深さが上記下端部側の深さよりも浅くされている態様も含まれる。
【００１８】
上記導油溝は、上記下端部側から上記上端部側にかけてその断面積が漸次小さくなるように形成されていてもよい。
【００１９】
また、上記導油溝は、その断面の形状がコ字形であってもよいが、断面の形状が円弧状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、冷媒ガスとともに冷凍サイクルに流出する冷凍機油の量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるロータリー圧縮機の実施形態を示す断面図。
【図２】上記実施形態における主軸受部の導油溝を示す断面図。
【図３】（ａ）上記主軸受部の底面の一部に形成されている上記導油溝の上流側の端部を示す底面図、（ｂ）上記主軸受部の上面の一部に形成されている上記導油溝の下流側の端部を示す平面図。
【図４】上記主軸受部の別の実施形態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
まず、図１を参照して、この実施形態に係るロータリー圧縮機１は、圧縮機筐体としての密閉容器１０を備えている。密閉容器１０は円筒状の胴部１１を有し、その上部と下部は上蓋１２と下蓋１３により閉じられている。下蓋１３には、密閉容器１０を胴部１１の軸線がほぼ垂直となるように図示しない設置面に設置するための脚部１４が設けられている。なお、この実施形態に係るロータリー圧縮機１は、図示しない室外熱交換器、室内熱交換器とともに空気調和機の冷凍サイクルを構成する。
【００２４】
密閉容器１０内には、電動機２０と圧縮部３０とが収納されている。電動機２０は、ステータ２１の内部空間にローター２２が配置されるインナーロータ型であり、胴部１１の上方に配置される。ローター２２の中心部には、圧縮部３０内の後述するピストン２５ａ，２５ｂを駆動する駆動軸（回転軸）２３が一体に取り付けられている。ローター２２の上面と下面には、それぞれ、バランスウエイト２２１，２２２が１８０゜位相がずらされて取り付けられている。
【００２５】
このロータリー圧縮機１は、２ローター型で圧縮部３０として上側と下側の２つの圧縮部３０ａ，３０ｂを備えている。圧縮部３０ａ，３０ｂは、それぞれ、シリンダ３１ａ，３１ｂを有している。シリンダ３１ａには、アキュムレータ２から引き出されている吸入管２ａが接続され、同じく、シリンダ３１ｂには、アキュムレータ２から引き出されている吸入管２ｂが接続されている。
【００２６】
駆動軸２３は、シリンダ３１ａ，３１ｂを貫通して圧縮部３０の下方にまで延びている。駆動軸２３には、シリンダ３１ａ内に配置されるクランク部２４ａと、シリンダ３１ｂ内に配置されるクランク部２４ｂとが一体として形成されている。
【００２７】
クランク部２４ａ，２４ｂは、駆動軸２３に対して偏心している円盤体で１８０゜位相がずらされている。クランク部２４ａ，２４ｂには、それぞれ、円環状のピストン２５ａ，２５ｂが嵌合されている。
【００２８】
図示しないが、シリンダ３１ａ，３１ｂには、その径方向に移動可能でピストン２５ａ，２５ｂに常時接して圧縮室内を吸入室側と圧縮室側とに区画するベーンが設けられている。
【００２９】
上側のシリンダ３１ａと下側のシリンダ３１ｂは、仕切板３２により仕切られている。上側のシリンダ３１ａの上面は上側端板３３により閉じられており、また、下側のシリンダ３１ｂの下面は下側端板３４により閉じられている。
【００３０】
上側端板３３には、圧縮室側に配置され圧縮された冷媒の逆流を阻止する吐出弁３３ａが設けられている。同じく、下側端板３４には、圧縮室側に配置され圧縮された冷媒の逆流を阻止する吐出弁３４ａが設けられている。
【００３１】
また、上側端板３３には、駆動軸２３を支持する円筒状の主軸受部３５が一体に形成されており、下側端板３４には、駆動軸２３の下端側を軸支する副軸受部３６が一体に形成されている。
【００３２】
また、上側端板３３には、上側のシリンダ３１ａから吐出される冷媒の吐出音を消音する上マフラー（メインマフラー）３６が設けられ、下側端板３４には、下側のシリンダ３１ｂから吐出される冷媒の吐出音を消音する下マフラー（サブマフラー）３７が設けられている。このロータリー圧縮機１において、下マフラー３７のマフラー室３７ａは図示しない連通孔を介して上マフラー３６のマフラー室３６ａに連通している。上記連通孔は下側のシリンダ３１ｂ、仕切板３２および上側のシリンダ３１ａの外郭内を通るように穿設されている。
【００３３】
上マフラー３６はほぼ半球状で、その底部（図１では頂部）に主軸受部３５の周りに所定の隙間をもって配置される吐出部としての円形の開口部３６ｂを有し、マフラー室３６ａ内の冷媒ガスは、開口部３６ｂと主軸受部３５との間の隙間（吐出部）から密閉容器１０内に噴出され、上蓋１２に設けられている冷媒吐出管１２ａから図示しない冷凍サイクルに供給される。
【００３４】
なお、別の態様として、上マフラー３６の開口部３６ｂを主軸受部３５の周りに密着させて上マフラー３６の開口部３６ｂを塞ぎ、これに代えて、上マフラー３６の所定部分に冷媒ガスを噴出させる開口部（冷媒噴出孔）を設けてもよい。
【００３５】
密閉容器１０の底部は油溜まりとなっており、軸受部等の摺動部分を潤滑するための冷凍機油が貯留されている。駆動軸２３の下端には、冷凍機油を汲み上げるプロペラ等からなる油汲み上げポンプ２６が設けられている。
【００３６】
駆動軸２３内には、油ポンプ２６により汲み上げられた冷凍機油を摺動部分に供給する給油孔２７が形成されている。この例において、給油孔２７は駆動軸２３の下端から上端にかけて形成されているが、その途中に主軸受部３５に対する給油ポート２７１と副軸受部３６に対する給油ポート２７２とが設けられている。
【００３７】
図２を併せて参照して、主軸受部３５の内面には、主軸受部３５の下端部３５Ｌから主軸受部３５の上端３５Ｕにかけて、給油ポート２７１から供給される冷凍機油を主軸受部３５の軸方向に導く導油溝３５０が形成されている。この実施形態において、導油溝３５０の下端部３５１と上端部３５２は約９０゜の位相差をもつように螺旋曲線状に形成されている。
【００３８】
冷凍機油は、給油ポート２７１から導油溝３５０の下端部３５１側に供給され、導油溝３５０内を通って上端部３５２に至る。このように冷凍機油が流れることから、導油溝３５０の下端部３５１が上流側、導油溝３５０の上端部３５２が下流側となる。
【００３９】
冷凍機油は、駆動軸２３の回転に伴って給油ポート２７１から導油溝３５０内に供給されるため、余剰の冷凍機油が導油溝３５０の下流側の上端部３５２から放出されるが、その一部が上マフラー３６の開口部３６ｂから噴出される高温高圧の冷媒ガスに巻き込まれて、冷媒ガスとともに冷媒吐出管１２ａより冷凍サイクル内に流出する。
【００４０】
密閉容器１０内で冷凍機油不足となって主軸受部３５等の摺動部の潤滑性を劣化させないためにも、また、冷凍サイクル内に多くの冷凍機油を流さないためにも、導油溝３５０の上端部３５２から放出する冷凍機油の流出量は少ないことが好ましい。
【００４１】
そこで、本発明では、導油溝３５０の下流側の上端部３５２から流出する冷凍機油の流出量を少なくするため、導油溝３５０の主軸受部３５の軸線と直交する断面の面積（断面積）を、上流側の下端部３５１に比べて下流側の上端部３５２側を小さくしている。
【００４２】
一例として、図３（ａ）に導油溝３５０のうちの下端部３５１の断面を示し、図３（ｂ）に導油溝３５０のうちの上端部３５２の断面を示すが、上端部３５２の断面積は下端部３５１の断面積よりも１割以上小さいことが好ましい。
【００４３】
表１に、導油溝３５０の下流３５２から放出される冷凍機油の流出量について、比較例１と本発明の実施例１−３の測定結果を棒グラフとして示す。
【表１】
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【００４４】
比較例１では、下端部３５１から上端部３５２にかけて断面積を同じとしている。実施例１では、上端部３５２の断面積を下端部３５１の断面積よりも１割小さくしている。実施例２では、上端部３５２の断面積を下端部３５１の断面積よりも２．５割小さくしている。実施例３では、上端部３５２の断面積を下端部３５１の断面積よりも５割小さくしている。表１の棒グラフにおいて、左側の白抜き部は暖房運転時、右側の斜線部は冷房運転時のものである。なお、下端部３５１と上端部３５２の間は、下端部３５１から所定長さ部分の途中までは下端部３５１と同一の断面で、それよりも上の上端部３５２側の部分が上端部３５２と同一の断面となっている。
【００４５】
比較例１での吐油量（上端部３５２からの流出量）は、暖房運転時で約０．２ｗｔ％，冷房運転時で約０．１５ｗｔ％であった。これに対して、１割減とした実施例１での吐油量は、暖房運転時で比較例１よりも１５％少なく、冷房運転時で比較例１よりも２０％少なくすることができた。
【００４６】
また、２．５割減とした実施例２での吐油量は、暖房運転時で比較例１よりも３３％少なく、冷房運転時で比較例１よりも４０％少なくすることができた。さらに、５割減とした実施例３での吐油量は、暖房運転時で比較例１よりも３３％少なく、冷房運転時で比較例１よりも４０％少なくすることができた。
【００４７】
ところで、近年においては、圧縮機の性能を向上させるため、駆動軸２３の軸受部で発生する摺動損失の低減を目的として駆動軸２３の細径化が行われているが、細径化により駆動軸２３の撓みが大きくなるため、図４に示すように、主軸受部３５の上端側を肉厚が他の部分よりも薄い薄肉部３５ａとして駆動軸２３が撓みやすくなるようにする必要がある。しかしながら、導油溝３５０の断面積が大きいと、主軸受部３５の上端側をより薄肉化することに限界がある。
【００４８】
そこで、この実施形態では、導油溝３５０のうち、下端部３５１から薄肉部３５ａに至る部分までは溝の深さを深くし（断面積を大きくし）、薄肉部３５ａの部分においては溝の深さを下端部３５１よりも浅くしている（断面積を小さくしている）。これにより、駆動軸２３の細径化に応じて主軸受部３５の上端部３５２側をより薄肉化することができる。よって、冷凍機油の流出量の低減と駆動軸２３の細径化が両立できる。
【００４９】
なお、導油溝３５０の全長にわたって、その溝の深さを薄肉部３５ａに形成されるのと同様に浅くすると、導油溝３５０を流れる冷凍機油の量が少なくなり、軸受部の潤滑に必要な量の冷凍機油を供給できず、軸受部の潤滑に支障が生ずるおそれがあるため好ましくない。
【００５０】
導油溝３５０の断面の形状はコ字状であってもよいが、薄肉部３５ａの肉厚をより薄くするうえで、少なくとも薄肉部３５ａにおいては角のない丸みを帯びた円弧状であることが好ましい。また、導油溝３５０は、下端部３５１から上端部３５２にかけてその横断面積が漸次小さくなるように形成されてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、２ローター型のロータリー圧縮機について説明したが、１ローター型のロータリー圧縮機であってもよく、また、２ローター型でも低段側と高段側とを有する２段（多段）圧縮のロータリー圧縮機であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  ロータリー圧縮機
２  アキュムレータ
２ａ，２ｂ  吸入管
１０  密閉容器
１１  胴部
１２  上蓋
１２ａ  冷媒吐出管
１３  下蓋
２０  電動機
２１  ステータ
２２  ロータ
２３  駆動軸
２７  給油孔
２７１，２７２  給油ポート
３０（３０ａ，３０ｂ）  圧縮部
３３  上側端板
３４  上側端板
３５  主軸受部
３５ａ  薄肉部
３５０  導油溝
３５１  下端（上流）
３５２  上端（下流）
３６  上マフラー（メインマフラー）
３６ｂ  開口部
３７  下マフラー（サブマフラー）
【図１】
2020105979.tif 000004
【図２】
2020105979.tif 000005
【図３】
2020105979.tif 000006
【図４】
2020105979.tif 000007