(57)【要約】【課題】回転するシャフトと上軸受けの内周摺動面との摺動性を向上させることにより、上軸受けの摺動損失を低減し、入力ロスが小さいロータリ圧縮機を提供すること。【解決手段】上軸受け６の内周摺動面に設けたオイル溝１５は、シリンダー５側と圧縮駆動部（電動機部１０２）側とでシャフト４の軸方向に分割された第１のオイル溝１５Ａと第２のオイル溝１５Ｂを備え、第１のオイル溝１５Ａと第２のオイル溝１５Ｂは、上軸受け６の内周摺動面の円周方向に略１８０°の角度差を設けたことにより、上軸受け６のオイル溝による負荷容量の低下を最小限に抑制して、回転するシャフト４と上軸受け６の内周摺動面との摺動性を向上させることができるので、上軸受けの摺動損失を低減することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮機構部と、その圧縮機構部を駆動するための圧縮駆動部とを収納し、前記圧縮機構部はシリンダーと、該シリンダーの両端面に配置される上軸受け及び下軸受けと、前記シリンダー内を回転するピストンと、該ピストンを駆動し、かつ、前記密閉容器内のオイル溜りから、前記上軸受け及び下軸受けの内周摺動面にオイルを供給するオイル給油孔を設けたシャフトと、前記シリンダー内を吸入室と圧縮室に仕切るベーンと、前記シリンダーに形成され、前記ベーンが往復運動するベーン溝とを有して構成したロータリ圧縮機であって、前記上軸受けの内周摺動面で前記シリンダー側と前記圧縮駆動部側とで前記シャフトの軸方向に分割された第１のオイル溝と第２のオイル溝を備え、前記第１のオイル溝と前記第２のオイル溝は、前記上軸受けの内周摺動面の円周方向に略１８０°の角度差を設けたことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】
上軸受けを圧縮駆動部側から見てベーン溝の位置を０°とした場合に、シリンダー側の第１のオイル溝をシャフトが回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度に、圧縮駆動部側の第２のオイル溝を前記シャフトが回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に設けた請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
上軸受けの内周摺動面に、前記上軸受けの内径寸法より大なる円環状の溝を設けて、シリンダー側の第１のオイル溝と圧縮駆動部側の第２のオイル溝を連通するように構成した請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
シャフトの上軸受けと対向する外周摺動面に、前記シャフトの外径寸法より小なる円環状の溝を設けて、シリンダー側の第１のオイル溝と圧縮駆動部側の第２のオイル溝を連通するように構成した請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
上軸受けに形成され、シリンダー側の第１のオイル溝の内面から前記上軸受けの外側へ至るオイル逃げ穴と、シャフトに形成されシリンダー側の第１のオイル溝を含む内周摺動面と、圧縮駆動部側の第２のオイル溝を含む内周摺動面にオイルを供給するオイル給油孔とを備えた請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルームエアコン、冷蔵庫、空気調和装置に組み込まれるロータリ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ圧縮機は密閉容器内に圧縮駆動部の電動機部と、電動機部によって駆動される圧縮機構部が収納されており、密閉容器の底部をオイル溜りとしている。電動機部はステータとロータにて構成され、ロータの回転がシャフトを介して圧縮機構部に伝達される。圧縮機構部は、シリンダーと、このシリンダーの電動機側端面に締結される上軸受けと、反対側端面に締結される下軸受けを有しており、この上軸受けと下軸受けとの間に位置するシャフトの偏心部にはピストンが嵌合され、このピストンに当接するベーンにより、シリンダー内に仕切られた吸入室と圧縮室を形成する。ピストンの偏心回転とベーンの往復運動によって吸入室と圧縮室の容積が変化し、この容積変化により、圧縮機構部の吸入ポートからシリンダー内の吸入室に吸入された冷媒ガスが圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、シリンダー内の圧縮室より吐出ポート、吐出マフラー室を経て、密閉容器内に吐出される。そして、ロータリ圧縮機から吐出された冷媒ガスは冷凍サイクル内の放熱器で放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱して再びロータリ圧縮機に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００３】
また、シャフトの、電動機部と反対側端部に設けられたオイルポンプによりオイル溜り内のオイルが吸引され、オイルはシャフト内を通り、上軸受けの内周摺動面及び下軸受けの内周摺動面に給油されて摺動部を潤滑する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６と図７は、特許文献１に記載された従来のロータリ圧縮機を示すものである。図６および図７に示すように、シャフト４４にはピストン３８を介して、シリンダー３５内の圧縮室側圧力Ｐｃと吸入室側圧力Ｐｓの差圧により発生する力Ｆ１が圧縮室３４から吸入室３３の方向に作用し、シリンダー３５の両端面に締結される上軸受け３６と下軸受け３７により支持する。特に、ベーン３９がシリンダー３５の内側に最も突出した時点のシャフト４４の位置を０°とした場合に、シャフト４４の位置が略９０°以上１８０°未満の角度で、シリンダー３５内の圧縮室側圧力Ｐｃと吸入室側圧力Ｐｓとの差圧が最も高く、上軸受け３６及び下軸受け３７の内周摺動面では、上軸受け３６及び下軸受け３７を電動機部側から見てベーン溝３０の位置を０°とした場合に、シャフト４４が回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に最も高い力が作用する。
【０００５】
従来は、上軸受け３６及び下軸受け３７の内周摺動面には、軸受け部の、潤滑油膜形成のためのオイル給油と冷却を目的として、それぞれ１本ずつのオイル溝を設け、このオイル溝の円周方向位置は上軸受け及び下軸受け共に、シャフト４４が回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度であり、即ち、オイル溝部で潤滑油膜によって発生する圧力が０となることを考慮して、上記差圧により発生する力の方向に対し、軸受けの負荷容量が大きく確保できる位置が選定されていた。これにより、軸受け部に好適な潤滑油膜を形成して、回転するシャフトと上軸受け及び下軸受けの内周摺動面との摺動性を向上させて、入力の低減を図っていた。
【特許文献１】特開２００３−２１４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、図７のように、上軸受け３６は軸受け部の面圧を
小さく抑えるためにシャフト４４の軸方向に長さを大きくするため、上軸受け３６のシリンダー側内周摺動面にはシリンダー３５内の圧縮室側圧力Ｐｃと吸入室側圧力Ｐｓの差圧により発生する力が圧縮室から吸入室の方向に作用し、上軸受け３６の電動機部側、即ち、圧縮駆動部側内周摺動面にはシリンダー側と円周方向に略１８０°逆方向の力が作用する。従って、上記差圧により発生する力が最も高く作用する角度は、上軸受け３６を圧縮駆動部側から見てベーン溝３０の位置を０°とした場合に、上軸受け３６のシリンダー側内周摺動面ではシャフト４４が回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度で、圧縮駆動部側内周摺動面ではシャフト４４が回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度となり、上軸受けの内周摺動面に設けたオイル溝が円周方向近傍に存在するため、上軸受けの負荷容量が著しく低下して摺動損失が大きくなり、入力ロスが発生していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、上軸受けの圧縮駆動部側において、上軸受けのオイル溝による負荷容量の低下を抑制し、回転するシャフトと上軸受けの内周摺動面との摺動性を向上させて、入力ロスが小さいロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のロータリ圧縮機は、上軸受けの内周摺動面でシリンダー側と圧縮駆動部側とでシャフトの軸方向に分割された第１のオイル溝と第２のオイル溝を備え、第１のオイル溝と第２のオイル溝は、上軸受けの内周摺動面の円周方向に略１８０°の角度差を設けたものである。これにより、上記差圧により発生する力の方向に上軸受けのシリンダー側内周摺動面と圧縮駆動部側摺動面で円周方向に略１８０°の角度差がある場合に、この力が上軸受けのシリンダー側内周摺動面と圧縮駆動部側摺動面に最も高く作用する角度の円周方向近傍から、上軸受けの内周摺動面に設けたオイル溝を回避することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロータリ圧縮機は、上軸受けのオイル溝による負荷容量の低下を抑制し、回転するシャフトと上軸受けの内周摺動面との摺動性を向上させることができる。従って、上軸受けの摺動損失を低減し、入力ロスが小さいロータリ圧縮機を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、密閉容器内に、圧縮機構部と、その圧縮機構部を駆動するための圧縮駆動部とを収納し、圧縮機構部はシリンダーと、シリンダーの両端面に配置される上軸受け及び下軸受けと、シリンダー内を回転するピストンと、ピストンを駆動し、かつ、密閉容器内のオイル溜りから、上軸受け及び下軸受けの内周摺動面にオイルを供給するオイル給油孔を設けたシャフトと、シリンダー内を吸入室と圧縮室に仕切るベーンと、シリンダーに形成され、ベーンが往復運動するベーン溝とを有して構成したロータリ圧縮機であって、上軸受けの内周摺動面でシリンダー側と圧縮駆動部側とでシャフトの軸方向に分割された第１のオイル溝と第２のオイル溝を備え、第１のオイル溝と第２のオイル溝は、上軸受けの内周摺動面の円周方向に略１８０°の角度差を設けたことにより、シリンダー内の圧縮室側圧力Ｐｃと吸入室側圧力Ｐｓの差圧により発生する力の方向に上軸受けのシリンダー側内周摺動面と圧縮駆動部側摺動面で円周方向に略１８０°の角度差がある場合に、この力が上軸受けのシリンダー側内周摺動面と圧縮駆動部側摺動面に最も高く作用する角度の円周方向近傍から、上軸受けの内周摺動面に設けたオイル溝を回避することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に第１の発明のロータリ圧縮機について、上軸受けを圧縮駆動部側から見てベーン溝の位置を０°とした場合に、シリンダー側の第１のオイル溝をシャフトが回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度に、圧縮駆動部側の第２のオイル溝を
シャフトが回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に設けたので、上軸受けのシリンダー側内周摺動面で、シャフトが回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に作用する力と、上軸受けの圧縮駆動部側内周摺動面で、シャフトが回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度に作用する力に対して、上軸受けのオイル溝による負荷容量の低下を最小限に抑制することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１の発明のロータリ圧縮機を、上軸受けの内周摺動面に、上軸受けの内径寸法より大なる円環状の溝を設けて、シリンダー側の第１のオイル溝と圧縮駆動部側の第２のオイル溝を連通するように構成したことにより、シャフトの給油孔から上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを円環状の溝に逃がし、かつ、円環状の溝から圧縮駆動部側内周摺動面にオイルを給油することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１の発明のロータリ圧縮機を、シャフトの、上軸受けと対向する外周摺動面に、シャフトの外径寸法より小なる円環状の溝を設けて、シリンダー側の第１のオイル溝と圧縮駆動部側の第２のオイル溝を連通するように構成したことにより、シャフトの給油孔から上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを円環状の溝に逃がし、かつ、円環状の溝から圧縮駆動部側内周摺動面にオイルを給油することができる。
【００１４】
第５の発明は、特に第１の発明のロータリ圧縮機に、シリンダー側の第１のオイル溝内面から上軸受けの外側へ至るオイル逃げ穴と、シャフトに形成され、シリンダー側の第１のオイル溝を含む内周摺動面と、圧縮駆動部側の第２のオイル溝を含む内周摺動面にオイルを供給するオイル給油孔とを備えたことにより、オイル給油孔から上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを、上軸受けの外側へ至るオイル逃げ穴を経由して上軸受けの外側へ逃がし、オイル給油孔から圧縮駆動部側の内周摺動面にオイルを給油することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるロータリ圧縮機を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるロータリ圧縮機を示す要部縦断面図、図４は図１のＢ−Ｂ矢視を示す断面図である。
【００１７】
図１において、１００はＲ４１０Ａを冷媒ガスとして使用するロータリ圧縮機で、このロータリ圧縮機１００は円筒状の密閉容器１と、この密閉容器１の内部上側に配置された電動機部１０２、及びこの電動機部１０２の下側に配置され、この電動機部１０２によって駆動される圧縮機構部１０１によって構成されており、密閉容器１底部をオイル溜りとしている。
【００１８】
電動機部１０２は、密閉容器１の内部上側の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２と、このステータ２の内側に若干の隙間を設けて挿入されるロータ３からなっており、このロータ３は中心部で鉛直方向にシャフト４に固定されている。
【００１９】
圧縮機構部１０１は、シリンダー５と、このシリンダー５の電動機部側端面に締結される上軸受け６と、反対側端面に締結される下軸受け７を有しており、この上軸受け６及び下軸受け７はシャフト４を径方向に支持している。上軸受け６と下軸受け７との間に位置するシャフト４の偏心部にピストン８が嵌合されている。
【００２０】
図３に示すように、上軸受け６の内周摺動面に設けたオイル溝１５は、シリンダー５側と圧縮駆動部（電動機部１０２）側とでシャフト４の軸方向に分割された第１のオイル溝１５Ａと第２のオイル溝１５Ｂを備え、第１のオイル溝１５Ａと第２のオイル溝１５Ｂは、上軸受け６の内周摺動面の円周方向に略１８０°の角度差を設けたものである。具体的には、図４に示すように、上軸受け６を電動機部１０２側から見てベーン溝の位置を０°とした場合に、シリンダー側のオイル溝１５Ａをシャフト４が回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度に、電動機部側のオイル溝１５Ｂをシャフト４が回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に設けている。また、上軸受け６の内周摺動面に、上軸受け６の内径寸法より大なる円環状の溝１５Ｃを設けて、シリンダー側のオイル溝１５Ａと電動機部側のオイル溝１５Ｂを連通させている。
【００２１】
図２に示すように、シリンダー５にはベーン９を摺動自在に配置するためのベーン溝１０と、ベーン９の半径方向外側に配置されるベーンバネ１１を収納するベーンバネ孔１２が設けられており、ベーン９はシャフト４の偏心回転によりベーン溝１０内を往復運動しながら、ベーンバネ１１によりバネ力を付勢されてピストン８の外周面に当接し、シリンダー５内にベーン９によって仕切られた吸入室１３と圧縮室１４を形成する。
【００２２】
以上のように構成されたロータリ圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００２３】
まず、電動機部１０２が起動するとロータ３が回転する。この回転により、シャフト４の回転と共に、シャフト４の偏心部に嵌合されたピストン８がシリンダー５の内周面にほぼ沿いながら偏心回転し、ベーン９によって仕切られた吸入室１３と圧縮室１４の容積が変化する。
【００２４】
これにより、吸入ライナ１６を経由してシリンダー５に形成された吸入ポート１７より、シリンダー５内の吸入室１３に吸入された冷媒ガスは、ピストン８とベーン９の動作により圧縮されて、シリンダー５内の圧縮室１４より吐出ポート１８、上軸受け６とこの上軸受け６の上側に配置固定されたバルブカバー１９によって囲まれる吐出マフラー室１０３を経由して、密閉容器１内に吐出される。
【００２５】
同時に、シャフト４の、電動機部１０２と反対側端部にオイルポンプ２０が設けられており、シャフト４が回転すると、オイルポンプ２０がオイル溜り内のオイルを吸引し、吸引されたオイルは、シャフト４内を通り、上軸受け６の内周摺動面及び下軸受け７の内周摺動面に給油されて摺動部を潤滑すると共に、シリンダー５内各部の摺動部に給油されてそれらの摺動部を潤滑する。
【００２６】
上軸受け６の内周摺動面にはシリンダー５内の圧縮室側圧力Ｐｃと吸入室側圧力Ｐｓの差圧により発生する力が作用し、この力が最も高く作用する方向は、上軸受け６を電動機部１０２側から見てベーン溝１０の位置を０°とした場合に、上軸受け６のシリンダー側内周摺動面ではシャフト４が回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度で、電動機部側内周摺動面ではシャフト４が回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度となるので、シリンダー側のオイル溝１５Ａをシャフト４が回転する方向に略２７０°以上３６０°未満の角度に、電動機部側のオイル溝１５Ｂをシャフト４が回転する方向に略９０°以上１８０°未満の角度に設けることにより、上軸受け６のオイル溝による負荷容量の低下を最小限に抑制して、回転するシャフト４と上軸受け６の内周摺動面との摺動性を向上させることができるので、上軸受けの摺動損失を低減することができる。
【００２７】
また、本実施の形態１の、上軸受け６のシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを逃がし、かつ、電動機部側内周摺動面にオイルを給油する手段を図示はしないが、シャフトの、上軸受けと対向する外周摺動面に、シャフトの外径寸法より小なる円環状の溝を設
けて、シリンダー側のオイル溝と圧縮駆動部側のオイル溝を連通するように構成することにより、本実施例と同様の効果が得られる。具体的には、シャフトの給油孔から上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを円環状の溝に逃がし、かつ、円環状の溝から圧縮駆動部側内周摺動面にオイルを給油することができる。
【００２８】
更に、図５に示すように本実施の形態１の、上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを逃がし、かつ、電動機部側の内周摺動面にオイルを給油する手段を、上軸受け６に形成され、上軸受け６の内周摺動面に設けたシリンダー側のオイル溝１５Ａ内面から上軸受け６の外側へ至るオイル逃げ穴２１と、シャフト４に形成され、シリンダー側のオイル溝１５Ａを含む内周摺動面と、電動機部側のオイル溝１５Ｂを含む内周摺動面にオイルを供給するオイル給油孔とを備えることにより、本実施例と同様の効果が得られる。具体的には、オイル給油孔から上軸受けのシリンダー側内周摺動面に供給されたオイルを、上軸受けの外側へ至るオイル逃げ穴を経由して上軸受けの外側へ逃がし、オイル給油孔から圧縮駆動部側の内周摺動面にオイルを給油することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかるロータリ圧縮機は、入力ロスを小さくすることができるため、給湯器用ＣＯ２圧縮機、空気圧縮の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるロータリ圧縮機を示す縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視を示す断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるロータリ圧縮機を示す要部縦断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ矢視を示す断面図
【図５】本発明の他の実施の形態におけるロータリ圧縮機を示す要部縦断面図
【図６】従来のロータリ圧縮機を示す要部断面図
【図７】従来のロータリ圧縮機を示す要部縦断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  密閉容器
２  ステータ
３  ロータ
４  シャフト
５  シリンダー
６  上軸受け
７  下軸受け
８  ピストン
９  ベーン
１０  ベーン溝
１１  ベーンバネ
１２  ベーンバネ孔
１３  吸入室
１４  圧縮室
１５  オイル溝
１５Ａ  シリンダー側のオイル溝
１５Ｂ  電動機部側のオイル溝
１６  吸入ライナ
１７  吸入ポート
１８  吐出ポート
１９  バルブカバー
２０  オイルポンプ
２１  オイル逃げ穴
２２  オイル給油孔
１００  ロータリ圧縮機
１０１  圧縮機構部
１０２  電動機部
１０３  吐出マフラー室、
【図２】
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【図３】
2010112174.tif 000004
【図４】
2010112174.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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