(57)【要約】【課題】  ローラとシリンダとの間のシール性を向上させ、以って、冷却効率の向上を図る。【解決手段】  密閉容器１内に電動要素２と、前記電動要素２に駆動される回転圧縮要素４とを収容した密閉型ロータリ圧縮機１００において、前記回転圧縮要素４を構成するシリンダ４１Ａ、４１Ｂとローラ４５Ａ、４５Ｂとの間の圧縮室４３に前記密閉容器１内のオイル８を吸入工程中に導く油路６２を設けた。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動要素と、前記電動要素に駆動される回転圧縮要素とを収容した密閉型圧縮機において、
前記回転圧縮要素を構成するシリンダとローラとの間の圧縮室に前記密閉容器内のオイルを吸入工程中に導く油路を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記油路の断面積と前記圧縮室の排除容積との比率が所定の範囲内となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍用、空調用などに用いられる密閉型圧縮機に係り、特に、密閉型圧縮機のＣＯＰを向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉容器内に電動要素と、この電動要素に駆動されて冷媒を圧縮する回転圧縮要素とを収容した密閉型ロータリ圧縮機が知られている。この種の密閉型ロータリ圧縮機は、一般に、偏心回転運動するローラが所定のクリアランスを保ってシリンダに内設されてシリンダ内に三日月状の空間（いわゆる圧縮室）を形成するとともに、ローラに摺接するベーンが設けられて、シリンダ内の三日月状の空間が、ベーンにより、冷媒を吸気する低圧室側と冷媒を圧縮する高圧室側とに圧力的に仕切られるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−３２３２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては、上記シリンダにおける三日月状の空間のシール性の向上が十分には図られておらず、密閉型ロータリ圧縮機の冷却効率（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance：冷凍能力／入力電力）の低下を招くといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ローラとシリンダとの間のシール性を向上させ、以って、冷却効率を高めることのできる密閉型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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に電動要素と、前記電動要素に駆動される回転圧縮要素とを収容した密閉型圧縮機において、前記回転圧縮要素を構成するシリンダとローラとの間の圧縮室に前記密閉容器内のオイルを吸入工程中に導く油路を設けたことを特徴とする。
【０００５】
また本発明は、上記発明において、前記油路の断面積と前記圧縮室の排除容積との比率が所定の範囲内となるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回転圧縮要素を構成するシリンダとローラとの間の圧縮室に密閉容器内のオイルを吸入工程中に導く油路を設ける構成としたため、このオイルによりシリンダとローラとの間に十分な油膜が形成されてシール性が高められる。この結果、圧縮室内において、圧縮工程中の冷媒の低圧側への漏れが防止されるため、圧縮効率が高められ、以って、冷却効率が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態に係る密閉型ロータリ圧縮機１００の一態様を示す縦断面図であり、図２は回転圧縮要素を拡大して示す縦断面図である。この密閉型ロータリ圧縮機１００は、冷媒の凝縮器と蒸発器との間に配管接続されて冷凍機ユニットを構成するものであり、図１に示すように、密閉容器１を有し、この密閉容器１の上側に電動要素２が、下側にこの電動要素２のクランクシャフト３によって駆動されて冷媒を圧縮する回転圧縮要素４が収納されている。
【０００８】
密閉容器１は、筒状のシェル部１０と、このシェル部１０にアーク溶接などにより固着されたエンドキャップ１１とを備え、このエンドキャップ１１には電動要素２に電力を供給する際の中継端子をなすターミナル１２が設けられると共に、圧縮された冷媒を機外に吐出する吐出管１３が設けられている。また、シェル部１０の底部近くには、アキュムレータ５から回転圧縮要素４に冷媒を導く吸込管６Ａ、６Ｂが溶接などにより固着される。
【０００９】
電動要素２は、いわゆるＤＣブラシレスモータなどの直流モータからなるものであり、回転子（ロータ）３１と、シェル部１０に固着された固定子（ステータ）３２とを備え、回転子３１にクランクシャフト３が固定されて、回転子３１の回転力が回転圧縮要素４に伝達するようになっている。このクランクシャフト３は主軸受け７Ａおよび副軸受け７Ｂにより回転自在に支持されている。
【００１０】
図１および図２に示すように、回転圧縮要素４は、円筒形状を有する２基のシリンダ４１Ａ、４１Ｂを有し、これらのシリンダ４１Ａ、４１Ｂが主軸受け７Ａと副軸受け７Ｂとの間に仕切板４２を介して上下に配設され、上段のシリンダ４１Ａの上側の開口面が主軸受け７Ａに、下側の開口面が仕切板４２により閉塞され、また、下段のシリンダ４１Ｂの下側の開口面が副軸受け７Ｂに、上側の開口面が仕切板４２により閉塞されて、シリンダ４１Ａ、４１Ｂ内に圧縮室４３が形成される。
【００１１】
それぞれの圧縮室４３には、約１８０度の位相差を有してクランクシャフト３に一体成形された上下の偏心部４４Ａ、４４Ｂに嵌合されて偏心回転するローラ４５Ａ、４５Ｂが内設されている。上記２基のシリンダ４１Ａ、４１Ｂは同一構造を有するため、以下、上段のシリンダ４１Ａを例にして説明する。
【００１２】
図３はシリンダ４１Ａの平面図である。この図に示すように、シリンダ４１Ａには、冷媒の吸込口４８と吐出口４０との間にベーン溝４７が設けられ、このベーン溝４７にはベーン４６が摺動自在に配設されている。このベーン４６は図示せぬスプリングなどの付勢部材によって常時ローラ４５Ａ方向に押圧され、偏心部４４Ａおよびローラ４５Ａの回転に応じてローラ４５Ａの外周面に摺接しながらベーン溝４７内を往復動し、圧縮室４３の内部を低圧室側４３Ａと高圧室側４３Ｂに圧力的に仕切る役割を果たしている。
【００１３】
具体的には、ローラ４５Ａはその外側面の一端がシリンダ４１Ａの内側面４９と常に所定のクリアランスで接するように設けられ、シリンダ４１Ａとローラ４５Ａとの間の空間である圧縮室４３が三日月状に形成される。そして、ベーン４６がローラ４５Ａの外側面に当接し、このベーン４６により三日月状の圧縮室４３が低圧室側４３Ａと高圧室側４３Ｂに仕切られる。
【００１４】
前掲図１に示すように、各シリンダ４１Ａ、４１Ｂの吸込口４８にはそれぞれ吸込管６Ａ、６Ｂが挿嵌され、また、図３に示す上記吐出口４０には図示しない吐出バルブが設けられ、冷媒がこの吐出バルブで規定される吐出圧に達すると吐出口４０から密閉容器１内に吐出される。
【００１５】
したがって、密閉型ロータリ圧縮機１００にあっては、電動要素２がクランクシャフト３を回転駆動することによってローラ４５Ａ、４５Ｂを圧縮室４３内において偏心回転させることにより、アキュムレータ５を介して機外から供給された冷媒が吸込管６Ａ、６Ｂを介して圧縮室４３の低圧室側４３Ａに吸入され、その冷媒を高圧室側４３Ｂに移動させながら圧縮して吐出口４０から密閉容器１内に吐出し、吐出管１３から機外に吐出することになる。
【００１６】
また、前掲図１および図２に示すように、密閉容器１の底部には、上段のシリンダ４１Ａの下面（図中Ａ−Ａ’線にて示す）までオイル８が貯留されており、このオイル８を主軸受け７Ａ、副軸受け７Ｂおよび回転圧縮要素４とクランクシャフト３との間の摺擦部分や回転圧縮要素４の摺動部分に給油するオイルピックアップ５０がクランクシャフト３の下端部３Ａに設けられている。
【００１７】
具体的には、クランクシャフト３は円筒状に形成され、その下端部３Ａに円筒状のオイルピックアップ５０が圧入して取付けられている。オイルピックアップ５０の内部には、図２に示すように、螺旋形のオイル流路を構成するパドル５１が一体成形されており、クラックシャフト３の回転により生じる遠心力によりオイルピックアップ５０が下端５０Ａから密閉容器１に貯留されたオイル８を吸込み、パドル５１がオイル８を上向きに送給して、オイルピックアップ５０の上端側に穿たれた給油孔５２を経て、主軸受け７Ａ、副軸受け７Ｂおよび回転圧縮要素４とクランクシャフト３との各摺擦部分に供給される。
【００１８】
ところで、上述の通り、ローラ４５Ａ、４５Ｂは、シリンダ４１Ａ、４１Ｂと常に所定のクリアランスで接するように内設されているため、圧縮室４３のシール性が十分なものでなく冷却効率の低下を招くことになる。
そこで、密閉容器１に貯留されているオイル８を冷媒の吸入工程中に圧縮室４３に導く油路６２を有し、オイル８を圧縮室４３に注入する油注入部６０を密閉型ロータリ圧縮機１００に設ける構成とし、注入されたオイル８によりローラ４５Ａ、４５Ｂとシリンダ４１Ａ、４１Ｂとの間に油膜を形成してシール性を高めるようにしている。以下、かかる構成について詳述する。
【００１９】
図４に示すように、油注入部６０は、仕切板４２に設けられた油貯留部６１と、この油貯留部６１から上段および下段のシリンダ４１Ａ、４１Ｂのそれぞれの圧縮室４３に連通する油路６２とを有して構成されている。油貯留部６１は仕切板４２にクランクシャフト３の外周面に沿った環状の空間を設けて形成され、上記オイルピックアップ５０により供給されクランクシャフト３の外周面に導かれたオイル８が、油貯留部６１に貯留される。
【００２０】
油路６２は仕切板４２に形成された副油路６３と、シリンダ４１Ａ、４１Ｂのそれぞれに形成され副油路６３に連通する主油路６４とにより構成される。詳細には、副油路６３は、仕切板４２の外周面から油貯留部６１にかけて貫通する第１油路６５と、仕切板４２を上下方向（厚さ方向）に貫通して第１油路６５と連通する第２油路６６とから構成され、仕切板４２にねじ込まれたプラグ６７により第１油路６５の一端が閉塞される。
【００２１】
主油路６４は、上段のシリンダ４１Ａの下面および下段のシリンダ４１Ｂの上面のそれぞれに設けられ、仕切板４２に形成された第２油路の上下の開口端と一端が連通し、他端が圧縮室４３に連通するように延びる細溝として形成されている。また、冷媒の圧縮室４３への吸入工程中に、油貯留部６１に貯留されているオイル８を圧縮室４３に注入すべく、図３に示すように、主油路６４の一端６４Ａが低圧室側４３Ａのシリンダ内側面４９に開口するように形成され、特に、本実施の形態では、主油路６４の一端６４Ａが、吸込口４８とシリンダ４１Ａの中心点Ｏを結ぶ基準線Ｌを基準にして所定の角度θ１〜θ２（θ１：０°、θ２：１７０°、より望ましくは、θ１：１２５°、θ２：１６５°、）の範囲に開口するように形成されている（図示例では約１２５°）。なお、下段のシリンダ４１Ｂ側の主油路６４も、上段のシリンダ４１Ａ側の主油路６４と同様に形成される。
【００２２】
以上の構成の下、密閉容器１内のオイル８には冷媒の吐出圧（例えば３ＭＰａ）が作用しているため、油貯留部６１に貯留されている高圧のオイル８が、圧縮室４３の低圧室側４３Ａの内圧（例えば１．１ＭＰａ）との差圧により、副油路６３および主油路６４からなる油路６２を経由して、各シリンダ４１Ａ、４１Ｂの圧縮室４３の低圧室側４３Ａに注入される。
したがって、冷媒の吸入工程中にオイル８が圧縮室４３に注入され、このオイル８によって、シリンダ内側面４９とローラ４５Ａ、４５Ｂとの間に十分な油膜が形成されシール性が高められる。この結果、各シリンダ４１Ａ、４１Ｂの圧縮室４３において低圧室側４３Ａと高圧室側４３Ｂとがより確実に分離されるため、低圧室側４３Ａに吸入された冷媒が高圧室側４３Ｂに圧縮される過程（圧縮工程）で低圧室側４３Ａへの圧縮冷媒の漏れが防止され、冷媒の圧縮効率が高められ、以って、密閉型ロータリ圧縮機１００の冷却効率の向上が図られる。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、シリンダ内側面４９に開口する主油路６４の断面積Ｄを調整することで、圧縮室４３に注入されるオイル量を調整することとし、このとき、主油路６４の断面積Ｄを圧縮室４３の排除容積をＶとの比率Ｒ（＝Ｄ／Ｖ）が所定の範囲内に収まるように決定することとしている。詳細には、上記比率Ｒが小さ過ぎる場合には、主油路６４が狭くなり過ぎてオイル８が圧縮室４３内に注入されなくなってしまい、これとは逆に、上記比率Ｒが大きすぎる場合には、圧縮室４３内にオイル８が過度に注入されて液圧縮が生じてしまう。そこで、上記比率Ｒを０．００４〜０．０３（ｍｍ2／ｃｃ）の範囲に収めることとし、これにより、オイル８の過度の注入による液圧縮を防止しつつ、シリンダ内側面４９とローラ４５Ａとの間のシール性を高めている。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、シリンダ４１Ａ、４１Ｂとローラ４５Ａ、４５Ｂとの間の圧縮室４３に密閉容器１内のオイル８を吸入工程中に導く油路６２を設ける構成としたため、圧縮室４３に注入されたオイル８によりシリンダ４１Ａ、４１Ｂとローラ４５Ａ、４５Ｂとの間に十分な油膜が形成されシール性が高められる。したがって、圧縮室４３内において圧縮工程中の冷媒の低圧室側４３Ａへの漏れが防止されるため、圧縮効率が高められ、以って、密閉圧縮機１００の冷却効率を高めることができる。
【００２５】
また本実施の形態によれば、油路６２を構成する主油路６４の断面積Ｄと圧縮室４３の排除容積Ｖとの比率が所定の範囲内となるようにしたため、オイル８の過度の注入による液圧縮を防止しつつ、シリンダ内側面４９とローラ４５Ａとの間のシール性を高めることができる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
例えば、上述した実施の形態では、２基のシリンダ４１Ａ、４１Ｂを備える密閉型ロータリ圧縮機１００を例示したが、これに限らず、シリンダが１基の密閉型ロータリ圧縮機１００にも本発明を適用することが可能である。具体的には、密閉型ロータリ圧縮機が、図５に示すように、主軸受け７Ａと副軸受け７Ｂとの間に１基のシリンダ４１を配設して構成されている場合には、油貯留部６１’を主軸受け７Ａとクランクシャフト３との間に設け、この油貯留部６１’に貯留された油をシリンダ４１の上面まで導く副油路６３’を主軸受け７Ａに形成するとともに、副油路６３’と連通してオイル８をシリンダ４１の圧縮室４３に導く主油路６４’をシリンダ４１の上面に形成する構成とすれば良い。また、主軸受け７Ａに副油路６３’を形成する場合には、主軸受け７Ａの外周面から油貯留部６１’にかけて貫通する第１油路６５’を形成し、主軸受け７Ａの下面から第１油路６５’に連通するように第２油路６６’を設け、そして、プラグ６７’により第１油路６５’の一端を閉塞して形成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る密閉型ロータリ圧縮機の一態様を示す縦断面図である。
【図２】回転圧縮要素を拡大して示す縦断面図である。
【図３】シリンダの平面図である。
【図４】油注入部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】本発明のその他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  密閉容器
２  電動要素
４  回転圧縮要素
７Ａ  主軸受け
７Ｂ  副軸受け
８  オイル
４１、４１Ａ、４１Ｂ  シリンダ
４３  圧縮室
４３Ａ  低圧室側
４３Ｂ  高圧室側
４５Ａ、４５Ｂ  ローラ
４６  ベーン
４８  吸込口
６０、６０’  油注入部
６１、６１’  油貯留部
６２、６２’  油路
１００  密閉型ロータリ圧縮機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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