(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動要素と、前記電動要素の駆動力によって駆動される圧縮要素と、軸受に回転可能なようにように嵌挿され、前記電動要素の駆動力を前記圧縮要素に伝達する軸とを有する圧縮機であって、前記軸は、一端を開口し、長手方向に沿って穿設された穴と、前記軸受に接触する箇所の直径と異なる直径を有する環状の逃がし領域と、前記逃がし領域内に開口し、前記穴から前記逃がし領域まで連通する連通穴とを備え、前記逃がし領域が前記軸受に嵌挿されないことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記軸は、前記軸受に接触する箇所内に、前記穴から連通するように穿設され潤滑油を給油する給油穴を備え、前記連通穴の面積は前記給油穴の面積と同じ若しくはそれ以上の大きさであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調機用冷媒回路等に用いられる圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機、例えばロータリ圧縮機は図３のように構成されている。
図３は例えば実開昭６２−１５２０９４や特開昭６１−９３２９２に示された従来の圧縮機の構造を示す図である。
図において、１は後述する電動要素２と圧縮要素３とを有し、底部に圧縮要素３を潤滑するための潤滑油（図示せず）が封入された密閉容器、２は後述するクランクシャフト５がロータ嵌挿部（図示せず）に固く嵌挿してクランクシャフト５に回転を与える電動機ロータ２ａを有する電動要素、３は後述するシリンダ４、クランクシャフト５、ローリングピストン６、長軸受７、短軸受８とから構成され、電動要素２の回転力としての駆動力によって駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素、４はローリングピストン６の回転により冷媒ガスを圧縮するシリンダ、５は互いに同軸に加工された長軸５ａ、短軸５ｂと、両者に挟まれそれらに平行に軸心が偏心した偏心軸５ｃを有し、後述する軸受けとしての長軸受７及び短軸受８に回転可能なように嵌挿され、電動要素２の駆動力によって回転するクランクシャフト、６はクランクシャフト５の偏心軸５ｃに嵌挿され、クランクシャフト５と共に回転するローリングピストン、７はクランクシャフト５の長軸５ａが回転自在に嵌挿される長軸受、８はクランクシャフト５の短軸５ｂが回転自在に嵌挿される短軸受であり、長軸受７及び短軸受８は上下一対の軸受を構成をしている。
【０００３】
９はクランクシャフト５の短軸５ｂの一端を開口し、長手方向に沿って穿設された縦穴、１０は長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃ内において縦穴９より夫々長軸受７、短軸受８、シリンダ４との接触する箇所まで連通するように穿設された複数の給油用の横穴、１１はクランクシャフト５の縦穴９内より長軸５ａの外径方向へ向かい密閉容器１内へ連通するガス抜き用の横穴である。
尚、クランクシャフト５は電動要素２の駆動力を圧縮要素３に伝達する役目を果たしている。
尚、ロータ嵌挿部と長軸受７は概ね同一直径となっている。
【０００４】
次に、動作について説明する。
まず、電動要素２によりクランクシャフト５が回転する。
次に、このクランクシャフト５の回転により、クランクシャフト５の偏心軸５ｃが嵌挿しているローリングピストン６が回転しシリンダ４内で冷媒ガスの圧縮が行われる。
【０００５】
このとき、密閉容器１の底部に封入された潤滑油は、クランクシャフト５の縦穴９内に生ずる回転に伴う水頭により、クランクシャフト５内の縦穴９内を上昇し、長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃに各々連通した給油用の横穴１０から長軸受７、短軸受８、ローリングピストン６内径部へ供給される。
【０００６】
尚、給油を円滑に行うには、潤滑油中に混在する冷媒ガスが縦穴９の内部に滞留するのを防ぐ必要がある為、縦穴９内からガスを排出する必要がある。この従来例では縦穴９から密閉容器１内へ連通するガス抜きの為に長軸５ａの外径方向にガス抜き用の横穴１１を設け、クランクシャフト５の回転に伴う遠心力を利用して強制的にガスを排出する方法がとられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のロータリ圧縮機は上述したようにガス抜き用の横穴１１が長軸５ａの仕上げ面に開口している。また、ガス抜き用の横穴１１は効率よくガスが抜けるように給油用の横穴１０と同じ若しくはそれ以上の大きさの面積を有している。その為、クランクシャフト５の研削仕上げ加工において、給油用の横穴１０近傍では給油用の横穴１０の口径が小さいことより無視できていた過度の研削が、ガス抜き用の横穴１１近傍では無視できなくなる。即ち、ガス抜き用の横穴１１近傍では、ガス抜き用の横穴１１の口径が大きい為に研磨面圧が他と比較して高くなり、研削が過度に行われ真円度が悪化する傾向があった。その為、クランクシャフト５の真円度を確保するためには砥石の運用を工夫する等、量産性が低下する問題があった。
【０００８】
図４（ａ）はクランクシャフト５の長軸５ａにおいてガス抜き用の横穴１１の近傍のみ研削が過度に行われ真円度が悪化する状態を模式的に示した拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のクランクシャフト５の長軸５ａの部分断面図である。図において、５ｆは真円度が悪化した真円度悪化領域である。
図４のように真円度が悪化すると、例えば図中のＤ−Ｄで示した断面、即ち真円度悪化領域５ｆの断面の位置が長軸受７の領域内に入る為、軸受負荷容量が著しく低下し、信頼性が低下する要因となる。
【０００９】
また、他の従来例として、図５に例えば実開昭５８−１５６１８３に示されるような、ロータリ圧縮機の構造を示す。本例ではガス抜き用の横穴１１はなく、縦穴９がそのまま密閉容器１の上部に連通している。このような構造では、前述したクランクシャフト５の仕上げ加工時の真円度の悪化は生じないが、ガス抜き用の横穴１１を設けた場合に期待できる遠心力による強制的なガスの排出は期待できず、結果縦穴９内からのガスの排出が不十分となり、長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃに対する給油能力も低下する可能性があった。
【００１０】
また、図６は特開昭５５−１９９２２に示された密閉形電動圧縮機のクランクシャフト５の長軸５ａに開口している給油用の横穴１０近傍の構成図である。尚、この給油用の横穴１０はガスを排出する機能を兼ね備えている。
【００１１】
本例では給油用の横穴１０の近傍において、クランクシャフト５の長軸５ａよりも半径が小さく構成されており、長軸受７に嵌挿した際に長軸５ａと長軸受７との間に環状の領域１２が形成される。
このように、環状の領域１２を形成し、給油用の横穴１０が環状の領域１２内に開口している為、給油用の横穴１０から吐出されたガス及び潤滑油はいったん環状の領域１２に溜まり、環状の領域１２内でガスと潤滑油との比重差によってガスは上方へ、潤滑油は下方へ移動する。上方へ移動したガスは長軸受７とクランクシャフト５の長軸５ａとの隙間をから密閉容器１内へ放出される。一方、下方へ移動した潤滑油は長軸受７とクランクシャフト５との間に給油される。
しかし、給油用の横穴１０が環状の領域１２内に開口している為、遠心力による強制的なガスの排出は期待できない。従って、ガス抜き用の横穴１１を直接密閉容器１内に連通させた図３の従来例よりもガスを排出する能力は劣り、結果として長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃに対する給油能力も低下する。
【００１２】
この発明は、上述したような問題点を解消する為なされたもので、クランクシャフト５の回転に伴う遠心力を利用して強制的にガスを排出する方法を採用し、且つクランクシャフト５の仕上げ加工時の真円度の悪化を防止できる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】
【００１３】
電動要素と、電動要素の駆動力によって駆動される圧縮要素と、軸受に回転可能なようにように嵌挿され、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達する軸とを有する圧縮機であって、軸は、一端を開口し、長手方向に沿って穿設された穴と、軸受に接触する箇所の直径と異なる直径を有する環状の逃がし領域と、逃がし領域内に開口し、穴から逃がし領域まで連通する連通穴とを備え、逃がし領域が軸受に嵌挿されないものである。
【００１４】
また、軸は、軸受に接触する箇所内に、穴から連通するように穿設され潤滑油を給油する給油穴を備え、連通穴の面積は給油穴の面積と同じ若しくはそれ以上の大きさである。
【発明の効果】
【００１５】
電動要素と、電動要素の駆動力によって駆動される圧縮要素と、軸受に回転可能なようにように嵌挿され、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達する軸とを有する圧縮機であって、軸は、一端を開口し、長手方向に沿って穿設された穴と、軸受に接触する箇所の直径と異なる直径を有する環状の逃がし領域と、逃がし領域内に開口し、穴から逃がし領域まで連通する連通穴とを備え、逃がし領域が軸受に嵌挿されないものであるので、クランクシャフトの研削仕上げ加工において長軸は全周にわたり研磨面積が均等となって真円度が良好に加工できる。
【００１６】
また、軸は、軸受に接触する箇所内に、穴から連通するように穿設され潤滑油を給油する給油穴を備え、連通穴の面積は給油穴の面積と同じ若しくはそれ以上の大きさであるので、ガス抜き用の横穴に潤滑油が付着する等の要因によりガス抜き用の横穴のガスを放出する機能が低下することを回避することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は本発明の本実施の形態によるロータリ圧縮機の構造を示す断面図、図２（ａ）は図１におけるクランクシャフト５の拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）のクランクシャフト５の長軸５ａの部分断面図である。
図において、１は後述する電動要素２と圧縮要素３とを有し、底部に圧縮要素３を潤滑するための潤滑油（図示せず）が封入された密閉容器、２は後述するクランクシャフト５がロータ嵌挿部（図示せず）に固く嵌挿してクランクシャフト５に回転を与える電動機ロータ２ａを有する電動要素、３は後述するシリンダ４、クランクシャフト５、ローリングピストン６、長軸受７、短軸受８とから構成され、電動要素２の回転力としての駆動力によって駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素、４はローリングピストン６の回転により冷媒ガスを圧縮するシリンダ、５は互いに同軸に加工された長軸５ａ、短軸５ｂと、両者に挟まれそれらに平行に軸心が偏心した偏心軸５ｃ、長軸５ａの一部が長軸５ａの仕上げ面、即ち長軸受７と接触する箇所よりも直径が一段小さい逃がし領域５ｄを有し、後述する軸受けとしての長軸受７及び短軸受８に回転可能なように嵌挿され、電動要素２の駆動力によって回転するクランクシャフト、６はクランクシャフト５の偏心軸５ｃに嵌挿され、クランクシャフト５と共に回転するローリングピストン、７はクランクシャフト５の長軸５ａが回転自在に嵌挿される長軸受、８はクランクシャフト５の短軸５ｂが回転自在に嵌挿される短軸受であり、長軸受７及び短軸受８は上下一対の軸受を構成をしている。
【００１８】
９はクランクシャフト５は短軸５ｂの一端に開口した縦穴、１０は長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃ内において縦穴９より夫々長軸受７、短軸受８、シリンダ４との接触する箇所まで連通するように穿設された複数の給油用の横穴、１１は開口端が逃がし領域５ｄ内に開口する位置においてクランクシャフト５の縦穴９内より長軸５ａの外径方向へ向かい密閉容器１内へ連通するガス抜き用の横穴である。
【００１９】
尚、クランクシャフト５は電動要素２の駆動力を圧縮要素３に伝達する役目を果たしている。
尚、クランクシャフト５を長軸受７に嵌挿した際、逃がし領域５ｄは長軸受７に嵌挿されず、即ち上軸受７から突出するようになっている。
尚、ロータ嵌挿部と長軸受７は概ね同一直径となっている。
尚、ガス抜き用の横穴１１の面積は複数の給油用の横穴１０の何れよりも面積が同一または大であることを特徴としている。
【００２０】
次に、図１を用いて動作について説明する。
まず、電動要素２によりクランクシャフト５が回転する。
次に、クランクシャフト５、即ちローリングピストン６の回転によってシリンダ４内で冷媒ガスの圧縮が行われる。
【００２１】
このとき、密閉容器１の底部に封入された潤滑油は、クランクシャフト５の縦穴９内に生ずる回転に伴う水頭により、クランクシャフト５内の縦穴９内を上昇し、長軸５ａ、短軸５ｂ、偏心軸５ｃに各々連通した給油用の横穴１０から長軸受７、短軸受８、ローリングピストン６の内径部へ供給される。
【００２２】
また、潤滑油と共に縦穴９を上昇したガスは縦穴９の最上部まで達する。本実施の形態では、ガス抜き用の横穴１１をクランクシャフト５の回転軸に対して直交する方向に設けてある為、最上部まで達したガスはクランクシャフト５の回転により生ずる遠心力により強制的にガス抜き用の横穴１１を通して密閉容器１内に放出される。
【００２３】
次に、図２を用いてクランクシャフト５の構成について説明する。
クランクシャフト５は、図２（ａ）に示すように上部より長軸５ａ、偏心軸５ｃ、短軸５ｂ、更に長軸５ａの一部が長軸５ａの仕上げ面よりも直径が一段小さい逃がし領域５ｄから構成されている。また、縦穴９の上部には、縦穴９から逃がし領域５ｄ内まで連通するようにガス抜き用の横穴１１が穿設されている。
【００２４】
図２（ｂ）にクランクシャフト５の長軸５ａの部分断面図を示す。上述したように、ガス抜き用の横穴１１が逃がし領域５ｄ内に開口している為、長軸５ａを研削仕上げする際の研磨面圧は全周にわたり均一になる。つまり、図中のＣ−Ｃの箇所において真円度が悪化したとしても、Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅの各箇所には影響が及ばず、その結果Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅの各断面の真円度は良好に保たれることとなる。
【００２５】
尚、本実施の形態においてクランクシャフト５は縦方向になっているが、同様の機構でクランクシャフト５が水平乃至斜めである形態を除外するものではない。また、例えば電動要素２が圧縮要素３より下方にあるものなど類似の機能を異なる機構に於いて達成しているものを除外するものではない。
【００２６】
尚、本実施の形態において、圧縮機の種類としてロータリ圧縮機を用いて説明したが、ロータリ圧縮機に限定するものではなく、スクロール圧縮機など他の種類の圧縮機に対しても適応可能であることは言うまでもない。
尚、本実施の形態において、逃がし領域５ｄをクランクシャフト５の長軸５ａの仕上げ面よりも直径を一段小さくして設けたが、直径を一段大きくして設けても構わない。
【００２７】
このように、本実施の形態におけるロータリ圧縮機は上述したように、クランクシャフト５の長軸５ａ直径よりも一段小さい逃がし領域５ｄを設け、口径の大きいガス抜き用の横穴１１を縦穴９と逃がし領域５ｄとを連通するように設けたので、クランクシャフト５の研削仕上げ加工において長軸５ａは全周にわたり研磨面積が均等となって真円度が良好に加工できる。
【００２８】
更に、本実施の形態ではガス抜き用の横穴１１の面積は給油用の横穴１０の何れよりも面積が同一または大であるので、本実施の形態の圧縮機を冷媒圧縮機として用いる場合で、且つ冷媒との相互溶解性の小さい潤滑油を用いる場合でも、ガス抜き用の横穴１１に潤滑油が付着する等の要因によりガス抜き用の横穴１１のガスを放出する機能が低下することを回避することでき、軸受への十分な給油が可能となる。
即ち、ガス抜き用の横穴１１の径を大きく取ることができる本実施の形態の圧縮機をハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系の冷媒圧縮機として用いる場合で、且つアルキルベンゼン系の相互溶解性の小さい潤滑油を用いた場合においては、ガス抜き用の横穴１１に潤滑油が付着し、冷媒ガスが除去されにくい等の要因によりガス抜き用の横穴１１の機能が低下することを防止することができる。
【００２９】
また、今まではアルキルベンゼンに比べ潤滑性や安定性の面で劣り、ＨＦＣ冷媒との組み合わせにおいて相互溶解性のあるエステル系、エーテル系等の潤滑油を用い、冷媒回路中に水分を捕捉する装置を設置していたが、本実施の形態の圧縮機を用いることにより潤滑性、安定性の面で優れたアルキルベンゼンを潤滑油として用いることができ、圧縮機の信頼性を向上することができる。また、水分を捕捉する装置が必要なくなり、圧縮機の信頼性向上及びコスト削減を図ることができる。
【００３０】
また、本実施の形態において、逃がし領域５ｄをクランクシャフト５の長軸５ａの仕上げ面よりも直径を一段大きくして設けた場合は、逃がし領域５ｄの強度が増し、より口径の大きいガス抜き用の横穴１１を設けることができ、更に効率の良いガス抜きを実現することができる。
【００３１】
また、従来例の図６のようにガス抜き用の横穴１１が給油用の横穴１０の機能を兼ねておらず、その為ガスと潤滑油とを分離する為の環状の環状の領域１２の形成が必要なくなり、即ち、ガス抜き用の横穴１１及び逃がし領域とを長軸受７に嵌挿する必要が無くなり、ガス抜き用の横穴１１は密閉容器１内へ開放されることとなる。よって、クランクシャフト５の回転によって生じる遠心力による強制的なガスの排出が行われ、より効率的にガスを密閉容器１内へ吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１による圧縮機を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態１による圧縮機のクランクシャフトを示す要部断面図。
【図３】従来の圧縮機を示す断面図。
【図４】従来の圧縮機のクランクシャフトを示す要部断面図。
【図５】従来の他の圧縮機を示す断面図。
【図６】従来の圧縮機のクランクシャフトのガス抜き構造を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１  密閉容器、２  電動要素、２ａ  電動機ロータ、３  圧縮要素、５  クランクシャフト、５ａ  長軸、５ｂ  短軸、５ｃ  偏心軸、５ｄ  逃がし領域、５ｆ  真円度悪化領域、６  ローリングピストン、７  長軸受、８  短軸受、９  縦穴、１０  給油用の横穴、１１  ガス抜き用の横穴、１２  環状の領域。
【図１】
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【図２】
0004420040.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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