(57)【要約】【課題】簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても冷媒と潤滑油とを極力混合できる圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機構１５と、圧縮機構を駆動する駆動モータ１６と、圧縮機構１５及び駆動モータ１６に連結され、駆動モータ１６の駆動力を圧縮機構１５に伝達し、軸方向に延びる給油孔６１が形成されている中空形状のシャフト７０と、その内部空間の底部に、潤滑油を貯留しシャフトの下端が潤滑油に浸かる油貯留空間Ｐが形成されているケーシング１０とを備える。シャフト７０は、その下端の下端近傍部において、拡大部７１が形成されている。拡大部は、拡大部を除く主軸部の下端から拡がるように且つ外面が駆動モータ１６の中心軸Ｏ−Ｏに対して傾斜するように、形成されている。【選択図】図１
2013241883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構（１５）と、
前記圧縮機構を駆動する駆動モータ（１６）と、
前記圧縮機構及び前記駆動モータに連結され、前記駆動モータの駆動力を前記圧縮機構に伝達し、軸方向に延びる孔（６１）が形成されている中空形状のシャフト（７０）と、
前記圧縮機構と前記駆動モータと前記シャフトとを収容し、その内部空間の底部に、潤滑油を貯留し前記シャフトの下端が潤滑油に浸かる油貯留空間（Ｐ）が形成されているケーシング（１０）と、
を備え、
前記シャフトは、その下端の下端近傍部において、拡大部（７１）が形成されており、
前記拡大部は、前記拡大部を除く主軸部（７２）の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が前記駆動モータの中心軸線（Ｏ−Ｏ）に対して傾斜するように、形成されている、
圧縮機（１０１）。
【請求項２】
前記シャフトは、前記拡大部の外径が、軸方向に連続的に変化するように、形成されている、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記シャフトは、前記拡大部の最大外径が、前記主軸部の下端の外径の１２０％以上となるように、形成されている、
請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記シャフトは、前記拡大部が、前記中心軸を中心として対称となるように、形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記拡大部は、前記油貯留空間において最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準としたときの、前記シャフトのその油面高さよりも下の部分の軸方向における半分以上を占める、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記シャフトの下部を軸支する下部軸受（６０）、をさらに備え、
前記拡大部は、前記シャフトの前記下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分（７３）の軸方向における半分以上を占める、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２０１０−２８５９３０号公報）に開示のように、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動する駆動モータと、圧縮機構と駆動モータとに連結され駆動モータの駆動力を圧縮機構に伝達する駆動軸と、を備える圧縮機が存在する。このような圧縮機では、その内部において、圧縮機構の摺動部等を含む摺動部の潤滑性を高めるための潤滑油を貯留する油貯留空間が形成されている。
【０００３】
このような圧縮機では、上記の駆動軸は、特許文献１にも示されるように、油貯留空間における潤滑油を摺動部に給油するために、一部が油貯留空間に浸かっている。そして、駆動軸には、その内部に、潤滑油を摺動部に導くための給油孔が形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油貯留空間において、冷媒と潤滑油とが分離してしまうことが考えられる。そして、潤滑油の下側に冷媒が位置するように分離してしまうと、給油孔において、冷媒が多く流れ潤滑油があまり流れないことが懸念される。このため、摺動部において潤滑不良が生じることが懸念される。特に、潤滑油と分離しやすい冷媒を用いた場合には、この傾向が顕著になることが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても冷媒と潤滑油とを極力混合できる圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動する駆動モータと、中空形状のシャフトと、ケーシングと、を備える。シャフトは、圧縮機構及び駆動モータに連結され、駆動モータの駆動力を圧縮機構に伝達し、軸方向に延びる孔が形成されている。ケーシングは、圧縮機構と駆動モータとシャフトとを収容し、その内部空間の底部に、潤滑油を貯留しシャフトの下端が潤滑油に浸かる油貯留空間が形成されている。また、シャフトは、その下端の下端近傍部において、拡大部が形成されている。拡大部は、拡大部を除く主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が駆動モータの中心軸線に対して傾斜するように形成されている部分である。
【０００７】
ここで、シャフトを軸回転させたときに、油貯留空間に貯留された潤滑油（具体的には、潤滑油及び冷媒）において、シャフトの外面に沿って回転する回転流が発生する。本発明では、シャフトの一部（下端近傍部）に、主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が中心軸線に対して傾斜する拡大部、が形成されているので、シャフトの拡大部の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油（潤滑油及び冷媒）の回転流の速度を、軸方向に変化させることができる。そして、潤滑油（潤滑油及び冷媒）の回転流の軸方向における速度差によって軸方向に圧力差が生じるので、油貯留空間に貯留された潤滑油（潤滑油及び冷媒）において、軸方向の流れを発生させることができる。
【０００８】
よって、例え、油貯留空間において、冷媒と潤滑油とが分離していたとしても、これらを混合できるようになっている。このように、本発明では、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても、冷媒と潤滑油とを極力混合できる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る圧縮機は、本発明の第１観点に係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部の外径が、軸方向に連続的に変化するように、形成されている。
【００１０】
本発明では、シャフトを軸回転させたときに拡大部の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油（潤滑油及び冷媒）の回転流の速度を、軸方向に連続的に変化させることができる。よって、冷媒と潤滑油とが二層に分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなる。
【００１１】
本発明の第３観点に係る圧縮機は、本発明の第１観点又は第２観点に係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部の最大外径が、主軸部の下端の外径の１２０％以上となるように、形成されている。
【００１２】
本発明では、拡大部をこのような形状とすることによって、拡大部の軸方向における外径を異なるようにすることが可能になる。よって、冷媒と潤滑油とが二層に分離した状態にあっても、混合できるようになっている。
【００１３】
本発明の第４観点に係る圧縮機では、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係る圧縮機であって、シャフトは、拡大部が、中心軸を中心として対称となるように、形成されている。
【００１４】
本発明では、シャフトの下端近傍部の形状を、主軸部の下端から径方向外側に拡がるように且つ外面が中心軸に対して傾斜するように形成したとしても、中心軸を中心として対称となるように形成しているので、動力損失が増大することを抑えることができる。
【００１５】
本発明の第５観点に係る圧縮機では、本発明の第１観点〜第４観点のいずれかに係る圧縮機であって、拡大部は、油貯留空間において最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準としたときの、シャフトのその油面高さよりも下の部分の軸方向における半分以上を占める。
【００１６】
本発明では、シャフトにおいて、拡大部が、油貯留空間において最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準としたときのその油面高さよりも下の部分の軸方向における半分以上を占めている。よって、冷媒と潤滑油とが分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなっている。
【００１７】
本発明の第６観点に係る圧縮機では、本発明の第１観点〜第４観点のいずれかに係る圧縮機であって、シャフトの下部を軸支する下部軸受をさらに備える。拡大部は、シャフトの下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分の軸方向における半分以上を占める。
【００１８】
本発明では、シャフトにおいて、拡大部が、シャフトの下部軸受によって軸支されている部分よりも下の部分の軸方向における半分以上を占めている。よって、冷媒と潤滑油とが分離した状態にあっても、これらを混合しやすくなっている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る圧縮機では、簡易な構造で、冷媒と潤滑油とが分離しやすい状況であっても冷媒と潤滑油とを極力混合できる圧縮機を提供することにある
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図。
【図２】図１のII部の拡大模式図。
【図３】拡大部の軸受下方部に対する他の割合を示すシャフトの拡大部周辺を示す模式図。
【図４】シャフトの下端近傍部の他の形状を示す模式図。
【図５】シャフトの下端近傍部の他の形状を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機１０１について説明する。
【００２２】
（１）スクロール圧縮機１０１の構成
図１は、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１の縦断面図である、以下の説明においては、図１に示す駆動モータ１６の中心を通る中心軸線Ｏ−Ｏに沿った方向を軸方向又は上下方向とする。
【００２３】
スクロール圧縮機１０１は、冷媒を循環させることによって冷凍サイクルを行う冷媒回路において、冷媒を圧縮するために用いられる。スクロール圧縮機１０１は、高低圧ドーム型の圧縮機であって、互いに噛合する２つのスクロールの少なくとも一方のスクロールが自転することなく他方のスクロールに対して公転することにより、冷媒を圧縮する。尚、本実施形態では、冷媒として、Ｒ３２冷媒を使用している。
【００２４】
スクロール圧縮機１０１は、図１に示されるように、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、上部軸受３３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、油分離板６５と、シャフト７０と、ガスガイド５８とを有している。スクロール圧縮機１０１は、ケーシング１０の内部空間に、圧縮機構１５、ハウジング２３、上部軸受３３、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部軸受６０、油分離板６５、シャフト７０、及び、ガスガイド５８が収容された密閉型構造を有している。
【００２５】
以下、スクロール圧縮機１０１の構成要素について説明する。
【００２６】
（１−１）ケーシング１０
ケーシング１０は、軸方向に延びる縦型の円筒形状の容器であり、主として、略円筒状の筒状部１１と、筒状部１１の上端に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、筒状部１１の下端に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とから構成される。
【００２７】
ケーシング１０には、吸入管１９及び吐出管２０が気密状に溶接されている。吸入管１９は、上壁部１２を貫通する管状部材であり、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路内を循環する冷媒を導入するための部材である。吸入管１９は、下端部が固定スクロール２４に嵌入されている。吐出管２０は、筒状部１１に貫通する管状部材であり、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮した冷媒を吐出するための部材である。
【００２８】
ケーシング１０の内部空間の底部には、潤滑油を貯留するための空間である油貯留空間Ｐが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１０１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。
【００２９】
（１−２）圧縮機構１５
圧縮機構１５は、低温低圧の冷媒を吸入し、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とした後に吐出する。圧縮機構１５は、シャフト７０の上端に連結されている。圧縮機構１５は、主として、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とを有している。
【００３０】
（１−２−１）固定スクロール２４
固定スクロール２４は、円板形状の第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａの下面に接続され第１鏡板２４ａの下面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第１ラップ２４ｂとを有している。
【００３１】
固定スクロール２４には、主吸入孔（図示せず）と、主吸入孔に隣接する補助吸入孔（図示せず）とが形成されている。主吸入孔は、吸入管１９の内部空間と、後述する圧縮室４０とを連通する孔である。補助吸入孔は、後述する低圧空間Ｓ２と、圧縮室４０とを連通する孔である。
【００３２】
また、第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成されている。吐出孔４１は、圧縮室４０で圧縮された冷媒を吐出するための孔である。また、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる空間である。固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、ガスケット（図示せず）を介して密着させることによりシールされている。また、固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１連絡通路４６が形成されている。
【００３３】
（１−２−２）可動スクロール２６
可動スクロール２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａの上面に接続され第２鏡板２６ａの上面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第２ラップ２６ｂとを有している。第２鏡板２６ａの下面中央部には、シャフト７０の上端部７４を軸支する軸受となる上端軸受２６ｃが形成されている。第２鏡板２６ａには、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。
【００３４】
以上のような構成を有する圧縮機構１５では、固定スクロール２４の第１ラップ２４ｂと可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、第１鏡板２４ａ、第１ラップ２４ｂ、第２鏡板２６ａ及び第２ラップ２６ｂによって囲まれる空間である圧縮室４０が形成されている。圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転運動によって容積が減少されることにより、冷媒が圧縮される。
【００３５】
（１−３）ハウジング２３
ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置され、その外周面がケーシング１０の内壁に気密状に接合されている。ケーシング１０の内部空間は、ハウジング２３によって、ハウジング２３よりも下方の高圧空間Ｓ１とハウジング２３よりも上方の低圧空間Ｓ２とに区画されている。
【００３６】
ハウジング２３は、ボルト等で固定することによって固定スクロール２４を載置し、後述するオルダム継手３９を介して、固定スクロール２４と共に可動スクロール２６を挟持している。また、ハウジング２３の外周部には、軸方向に貫通する孔が形成されており、この孔が、第２連絡通路４８を形成している。第２連絡通路４８は、第１連絡通路４６及び高圧空間Ｓ１と連通している。
【００３７】
また、ハウジング２３には、ハウジング２３の上面中央部から下面中央部に向かって軸方向に延びるハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング２３のハウジング貫通孔３１を形成する貫通孔形成面３１ｂには、上部軸受３３が密着して固定されている。尚、上述した上端軸受２６ｃは、ハウジング貫通孔３１に位置するように、且つ、上部軸受３３の上方に位置するように、形成されている。
【００３８】
（１−４）上部軸受３３
上部軸受３３は、内輪３３ａ、複数の転動体３３ｂ及び外輪３３ｃを有する転がり軸受である。内輪３３ａは、シャフト７０の外周面に密着して固定されている。外輪３３ｃは、貫通孔形成面３１ｂに密着して固定されている。転動体３３ｂは、内輪３３ａと外輪３３ｃとの間に転がり自在に嵌め込まれている。転動体３３ｂは、例えば、球、又は、ころである。このようにして、上部軸受３３は、シャフト７０を回転自在に軸支している。
【００３９】
（１−５）オルダム継手３９
オルダム継手３９は、可動スクロール２６の自転運動を防止するための環状の部材である。オルダム継手３９は、ハウジング２３に形成されている長円形状のオルダム溝２６ｄに嵌め込まれている。
【００４０】
（１−６）駆動モータ１６
駆動モータ１６は、シャフト７０に連結されており、シャフト７０を介して圧縮機構１５を駆動するブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、ハウジング２３の下方に配置されている。
【００４１】
駆動モータ１６は、主として、ケーシング１０の筒状部１１の内壁に固定されるステータ５１と、このステータ５１の径方向内側に回転自在に配置されるロータ５２とを有している。ステータ５１の内周面とロータ５２の外周面との間には、僅かな間隙であるエアギャップが形成されている。
【００４２】
ステータ５１は、導線が巻き付けられているコイル部（図示せず）と、コイル部の上方及び下方に形成されているコイルエンド５３とを有している。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、且つ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部（図示せず）が形成されている。このコアカット部は、筒状部１１とステータ５１との間に軸方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。
【００４３】
ロータ５２には、シャフト７０が嵌めこまれている（連結されている）。シャフト７０は上端部７４を除く部分の中心軸がロータ５２の回転中心を通るように、ロータ５２に嵌めこまれている。
【００４４】
（１−７）下部軸受６０
下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配設され、シャフト７０の下部を軸支する軸受である。下部軸受６０は、その外周面が、ケーシング１０の筒状部１１の内壁に気密状に接合されている。
【００４５】
（１−８）油分離板６５
油分離板６５は、平板状の部材であり、下降する冷媒から潤滑油を分離する部材である。油分離板６５は、下部軸受６０の上端面に固定されている。
【００４６】
（１−９）シャフト７０
図２は、図１のII部の拡大模式図である。
【００４７】
シャフト７０は、内部に、軸方向に延びる給油孔６１が形成される中空形状を有している。給油孔６１は、シャフト７０の上端面から下端面にかけて延びるように形成されている。シャフト７０は、その下端が、油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油に浸かっており、給油孔６１が、油貯留空間Ｐに連通している。また、給油孔６１は、油室８３に連通している。油室８３は、シャフト７０の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される空間である。油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、固定スクロール２４と可動スクロール２６との摺動部（本実施形態では、適宜、圧縮機構１５の摺動部という）に連通している。また、油室８３は、圧縮室４０を介して低圧空間Ｓ２に連通する。
【００４８】
スクロール圧縮機１０１では、このような構成を有することによって、シャフト７０が、給油孔６１を介して油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油を内部に吸入し、吸入した潤滑油を、圧縮機構１５の摺動部に供給できるようになっている。
【００４９】
また、シャフト７０は、略丸底フラスコ形状を有している。具体的には、シャフト７０は、潤滑油に浸かる下端の近傍部分（下端近傍部）に形成され略球形状を有する拡大部７１と、拡大部７１が形成される下端近傍部を除く部分であり、拡大部７１の上端から軸方向上方に向かって圧縮機構１５の下面近傍まで細長く延びる略円筒形状の主軸部７２と、を有している。主軸部７２には、その上部であって上端部７４よりも下方の部分に上部軸受３３が連結されており、その略中央部に駆動モータ１６のロータ５２が連結されている。尚、主軸部７２の上端部７４の軸心は、主軸部７２の上端部を除く部分及び拡大部７１の軸心に対して、わずかに偏芯している。主軸部７２の上端部７４を除く部分の軸心及び拡大部７１の軸心は、中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置している。シャフト７０は、この上端部７４が、上端軸受２６ｃの内側の空間に嵌入されることで、上端軸受２６ｃに軸支されている。尚、シャフト７０は、その上端部７４が上端軸受２６ｃの内側の空間に嵌入されることで、可動スクロール２６と接続されている。
【００５０】
また、主軸部７２は、その下部が、下部軸受６０によって軸支されている。そして、拡大部７１は、軸方向視において、シャフト７０の下部軸受６０によって軸支されている部分よりも下の部分である軸受下方部７３の約８０％を占めるように形成されている。軸受下方部７３は、より具体的には、シャフト７０の下部軸受６０の下面に相当する位置からシャフト７０の下端までの部分である。
【００５１】
拡大部７１は、その軸方向の断面が楕円形状を有しており、中心軸線Ｏ−Ｏを中心として対称となるように形成されている。拡大部７１は、主軸部７２の下端から径方向外側に拡がるように形成されている。具体的には、拡大部７１は、上端（すなわち、主軸部７２の下端）から軸方向において中央部に向かうにつれて径方向外側に拡がるように形成されており、中央部から軸方向において下端に向かうにつれては、径方向内側に小さくなるように形成されている。つまり、拡大部７１は、その外径が上端及び下端から軸方向において中央部に向かうにつれて大きくなるように形成されている。このように、拡大部７１は、その外径が軸方向に連続的に変化するように形成されており、中央部における外径が最大外径となっている。
【００５２】
以上のように、本実施形態のシャフト７０は、下端近傍部において、その外面が中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜する拡大部７１が形成されている。より具体的には、拡大部７１は、軸方向の断面形状における外縁上に任意の点をとった場合に、上記の軸方向における中央部の点を除く点を通る接線が中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜するように形成されている。
【００５３】
また、シャフト７０は、主軸部７２の上部軸受３３の下方且つ駆動モータ１６の上方に位置する外周面において、バランスウェイト１８が密着して固定されている。尚、本実施形態では、バランスウェイト１８は、主軸部７２に別体として取り付けられているが、主軸部７２と一体成型されていてもよい。そして、拡大部７１における最大外径は、主軸部７２のバランスウェイト１８に密着される部分を除く部分の外径よりも大きい。すなわち、拡大部７１における最大外径は、主軸部７２に含まれる基準部の外径よりも大きいことになる。ここで、基準部とは、後述する軸受対向部、或いは、駆動モータ１６のロータ５２が連結されるモータ連結部７５である。拡大部７１の最大外径は、より具体的には、主軸部７２の下端の外径の１２０％となっている。
【００５４】
さらに、シャフト７０には、その内部に、軸方向に延びる給油孔６１から水平方向に分岐する第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂが形成されている。第１給油横孔６１ａは、上端軸受２６ｃ及び上部軸受３３とシャフト７０との摺動部に潤滑油を供給できるように形成されている。第２給油横孔６１ｂは、下部軸受６０とシャフト７０との摺動部に潤滑油を供給できるように形成されている。
【００５５】
以上のように、シャフト７０は、給油孔６１、第１給油横孔６１ａ、及び、第２給油横孔６１ｂを介して油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油を、各摺動部（圧縮機構１５の摺動部、上端軸受２６ｃ及び上部軸受３３とシャフト７０との摺動部、及び、下部軸受６０とシャフト７０との摺動部）に供給している。ここでは、シャフト７０の、上端軸受２６ｃ、上部軸受３３、及び、下部軸受６０と摺動する摺動部であって、これらの軸受２６ｃ，３３，６０と径方向に対向している部分を、軸受対向部という。
【００５６】
以上のように、シャフト７０は、圧縮機構１５（具体的には、可動スクロール２６）と、駆動モータ１６（具体的には、ロータ５２）とが連結されていることによって、駆動モータ１６の駆動力を圧縮機構１５に伝達している。具体的には、駆動モータ１６に電流が流されると、まず、中心軸線Ｏ−Ｏを中心として上から視て半時計回りにロータ５２が回転し、この回転駆動力がシャフト７０に伝達されて、シャフト７０が上から視て半時計回りに回転する。そして、シャフト７０が回転することにより、シャフト７０に連結される可動スクロール２６（圧縮機構１５）にロータ５２（駆動モータ１６）の回転駆動力が伝達されて、可動スクロール２６が駆動するようになっている。
【００５７】
（１−１０）ガスガイド５８
ガスガイド５８は、第２連絡通路４８を流れる圧縮冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための部材である。ガスガイド５８は、ケーシング１０の筒状部１１に固定されており、筒状部１１の内周面と共に、冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための空間を形成する。
【００５８】
（２）動作
スクロール圧縮機１０１の運転動作について説明する。まず、スクロール圧縮機１０１が設けられる冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明し、次に、スクロール圧縮機１０１内の潤滑油の流れについて説明する。
【００５９】
（２−１）冷媒の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト７０が、軸回転運動を行う。シャフト７０の回転駆動力は、上端軸受２６ｃを介して可動スクロール２６に伝達される。尚、シャフト７０の上端部７４の軸心は、中心軸線Ｏ−Ｏに対して偏心し、且つ、可動スクロール２６は、オルダム継手３９によって自転が防止される。これにより、可動スクロール２６は公転運動を行う。
【００６０】
圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管１９から主吸入孔を経由して、又は、低圧空間Ｓ２から補助吸入孔を経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に吸入される。可動スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は固定スクロール２４の外周部から中心部へ向かって移動しながら、その容積が徐々に減少される。その結果、圧縮室４０内の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１連絡通路４６及び第２連絡通路４８を経由して、高圧空間Ｓ１（具体的には、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間）へ排出される。尚、圧縮冷媒の一部は、ガスガイド５８とケーシング１０の筒状部１１との間の空間を下方に向かって流れる。そして、この圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を通ってさらに下降し、駆動モータ１６の下方の空間に到達する。その後、この圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、モータ冷却通路５５やエアギャップを上昇し、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間に再度流入する。そして、最終的に、圧縮冷媒は、吐出管２０からケーシング１０の外部に吐出される。
【００６１】
（２−２）潤滑油の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト７０が、軸回転運動を行う。シャフト７０の軸回転によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１の圧力が上昇する。ここで、シャフト７０に形成される給油孔６１は、油室８３及び給油細孔６３を介して低圧空間Ｓ２に連通している。これにより、給油孔６１の上端部分と下端部分との間において、圧力差が発生する。その結果、給油孔６１自体が差圧ポンプとして作用し、油貯留空間Ｐに貯留される潤滑油が給油孔６１に吸引されて給油孔６１を上昇する。
【００６２】
給油孔６１を上昇して油室８３まで達した潤滑油は、給油細孔６３を経由して、圧縮機構１５の摺動部に供給される。圧縮機構１５の摺動部を潤滑した潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路５５を下降した後に、一部が油分離板６５に衝突する。このとき、油分離板６５に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油貯留空間Ｐに貯留される。
【００６３】
一方、油貯留空間Ｐから吸引されて給油孔６１を上昇する潤滑油の多くは、第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂに分流される。第１給油横孔６１ａに分流される潤滑油及び油室８３の潤滑油の一部は、シャフト７０の上端部と上端軸受２６ｃとの摺動部を潤滑した後、シャフト７０の上部と上部軸受３３との摺動部に供給される。そして、その後、高圧空間Ｓ１に流入し、油貯留空間Ｐに戻される。また、第２給油横孔６１ｂに分流される潤滑油は、シャフト７０の下部と下部軸受６０との摺動部を潤滑して高圧空間Ｓ１に漏れ出した後、高圧空間Ｓ１を油貯留空間Ｐまで落下する。
【００６４】
このように、油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油が各摺動部に供給されて再度油貯留空間Ｐへと戻るサイクルが繰り返されている。
【００６５】
（３）特徴
（３−１）
一般に、スクロール圧縮機では、圧力状態や温度状態によっては、油貯留空間において、冷媒と潤滑油とが分離してしまうことが考えられる。そして、潤滑油の下側に冷媒が位置するように分離してしまうと、給油孔は下方に開口しているため、給油孔において、冷媒が多く流れ潤滑油があまり流れないことが懸念される。冷媒は粘度が潤滑油よりも非常に小さいため、このような状態が生じると、圧縮機構の摺動部、シャフトと上端軸受及び上部軸受との摺動部、シャフトの下部と下部軸受との摺動部等において、潤滑不良が生じることが懸念される。特に、本実施形態のように潤滑油と分離しやすい冷媒（Ｒ３２冷媒）を用いた場合には、この傾向が顕著になることが懸念される。
【００６６】
そこで、本実施形態では、油貯留空間Ｐにおいて冷媒と潤滑油とが分離したとしても、給油孔６１に潤滑油を多く流すことができるように、シャフト７０の一部を拡大させている。尚、従来におけるシャフトは、上端から下端にかけて略円筒形状を有するように形成されている（すなわち、従来のシャフトは、その外面が、駆動モータの中心軸線に対して平行となるように形成されている）。
【００６７】
本実施形態のシャフト７０は、具体的には、一部（油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油に浸かる下端の近傍部である下端近傍部）において、略円筒形状の主軸部７２とは異なった形状の拡大部７１を有している。具体的には、シャフト７０は、下端近傍部において、径方向外側に膨らんだ球状の拡大部７１が形成されている。より具体的には、拡大部７１は、主軸部７２の下端から径方向に拡がるように且つ外面が中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜するように形成されている。
【００６８】
ここで、シャフト７０を軸回転させたとき、油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油（具体的には、潤滑油及び冷媒）において、シャフト７０の下端近傍部の外面に沿って回転する回転流が発生する。本実施形態では、シャフト７０に、下端近傍部において拡大部７１が形成されていることにより、シャフト７０の拡大部７１の外面に沿ってその外面の周辺に発生する潤滑油（潤滑油及び冷媒）の回転流（図２の太線で示す矢印を参照）の速度を、軸方向に変化させることができる。つまり、回転流の速度が速い部分の圧力は小さくなり、回転流の遅い部分の圧力は大きくなるので、回転流の速度は、軸方向において異なるようになる。そして、回転流の軸方向における速度差によって、軸方向に圧力差を生じさせることができるので、油貯留空間Ｐにおける流体において、軸方向の流れを生じさせることができる。よって、油貯留空間Ｐにおいて、冷媒と潤滑油とが二層に分離された状態になっていたとしても、冷媒と潤滑油とを混合することができる。従って、シャフト７０に形成される給油孔６１に潤滑油を多く供給することができ、スクロール圧縮機１０１における各摺動部での潤滑不良を抑制できる。
【００６９】
このように、本実施形態では、シャフト７０に拡大部７１を形成するといった簡易な構造で、スクロール圧縮機１０１の信頼性を向上できる。
【００７０】
尚、本実施形態では、シャフト７０は、軸受下方部７３の約８０％の部分（下端近傍部）において、球状の拡大部７１が形成されている。また、シャフト７０は、拡大部７１における最大外径が、主軸部７２の下端の外径の１２０％となっている。本実施形態では、シャフト７０がこのように形成されていることで、冷媒と潤滑油とが分離される状況にあっても、より冷媒と潤滑油とを混合しやすくなっている。
【００７１】
（３−２）
本実施形態では、シャフト７０は、拡大部７１の外径が軸方向に連続的に変化するように形成されている。これにより、シャフト７０が軸回転したときに、シャフト７０の拡大部７１の外面に沿ってその周辺に発生する潤滑油（潤滑油及び冷媒）の回転流の速度を、軸方向に連続的に変化させることができる。よって、油貯留空間Ｐにおいて、冷媒と潤滑油とが分離して二層状態になっていたとしても、これらをより混合しやすくなる。
【００７２】
（３−３）
本実施形態では、シャフト７０は、拡大部７１が中心軸線Ｏ−Ｏを中心として対称となるように、形成されている。これにより、上述のように、シャフト７０の一部（下端近傍部）の形状を拡大したとしても、動力損失の増大を抑えることができる。
【００７３】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
図３は、拡大部７１の軸受下方部７３に対する他の割合を示すシャフト７０の拡大部７１周辺を示す模式図である。
【００７４】
上記実施形態では、シャフト７０は、軸受下方部７３の約８０％の部分に拡大部７１が形成されていると説明したが、これに限られるものではなく、軸受下方部７３の半分以上の部分に拡大部７１が形成されていればよい。具体的には、例えば、図３に示すように、拡大部７１は、軸受下方部７３の半分を占めるように形成されていてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、シャフト７０の下端近傍部に形成される拡大部７１の最大外径は、主軸部７２の下端の外径の１２０％であると説明したが、これに限られるものではなく、主軸部７２の下端の外径の１２０％を超えてもよい。
【００７６】
以上のような場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、拡大部７１の占める割合を、下部軸受６０を用いて、下部軸受６０の下面に相当する位置から下端までの部分である軸受下方部７３を基準として説明したが、これに限られるものではなく、他の方法によっても示すことができる。
【００７８】
具体的には、拡大部７１の占める割合は、油貯留空間Ｐにおいて最も多く潤滑油が貯留されている場合の油面高さを基準として示してもよい。この場合、拡大部７１は、軸方向において、シャフト７０のその油面高さよりも下の部分の半分以上の部分を占めていればよい。すなわち、この場合のシャフト７０は、潤滑油に浸かっている部分の半分以上において拡大部７１が形成されることになる。そして、この場合であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
（４−３）変形例Ｃ
図４及び図５は、シャフト７０の拡大部７１の他の形状を示す模式図である。
【００８０】
上記実施形態では、シャフト７０は、拡大部７１の軸方向における断面形状が楕円球状を有するように形成されていると説明したが、これに限られるものではなく、シャフト７０は、拡大部７１において、主軸部７２の下端から径方向外側に拡がるように、且つ、外面が中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜するように、形成されていればよい。このように形成すれば、拡大部７１において軸方向における外径を変化させることができ、油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油において、軸方向の流れを発生させることができるからである。よって、拡大部７１の軸方向における断面形状が菱形形状となるように形成されていてもよい。
【００８１】
また、例えば、シャフト７０は、拡大部７１が略三角錐形状を有するように形成されていてもよい。具体的には、図４に示すように、シャフト７０は、拡大部７１が、その軸方向の断面形状において、３頂点のうちの１の頂点が、中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置するように、且つ、その中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置する１の頂点から上方に向かって径方向に拡がる逆三角形状を有するように、形成されていてもよい。すなわち、この構成を有するシャフト７０では、拡大部７１の上端が最大外径を有しており、この上端が主軸部７２の下端から径方向外側に拡がっている。また、この構成を有するシャフト７０では、拡大部７１において、その外面が中心軸線Ｏ―Ｏに対して傾斜している。具体的には、その外面が、中心軸線Ｏ−Ｏに対して、軸方向下方から軸方向上方に向かうにつれて離反するように傾斜している。また、この構成を有するシャフト７０では、その外径が軸方向に連続的に変化している。具体的には、その外径が、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて小さくなっている。尚、このようにシャフト７０を形成する場合、軸方向に切断される断面視において中心軸線Ｏ−Ｏ上に位置する１の頂点を除く２の頂点部分については、キャビテーションの発生を抑えるために、Ｒ加工されることが望ましい。
【００８２】
また、例えば、図５に示すように、シャフト７０は、略三角フラスコ形状を有していてもよい。具体的には、シャフト７０は、拡大部７１が、その軸方向の断面形状において、主軸部７２の下端から下方に向かうにつれて径方向外側に拡がる台形形状を有していてもよい。すなわち、この構成を有するシャフト７０では、拡大部７１の下端が最大外径を有している。また、この構成を有するシャフト７０では、拡大部７１において、その外面が中心軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜している。具体的には、その外面が、中心軸線Ｏ−Ｏに対して、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて離反するように傾斜している。また、この構成を有するシャフト７０では、その外径が軸方向に連続的に変化している。具体的には、その外径が、軸方向上方から軸方向下方に向かうにつれて大きくなっている。
【００８３】
以上のように、本変形例で示した構成を有するシャフト７０であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
（４−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、本発明に係る圧縮機として、固定スクロール２４と可動スクロール２６とを含み圧縮機構１５を有するスクロール圧縮機を挙げて説明したが、スクロール圧縮機に限られるものではない。本発明は、例えば、圧縮機構に駆動モータの駆動力を伝達するシャフトの端部が潤滑油に浸かり、シャフトに潤滑油が流れる孔が形成されている圧縮機であれば、適用できる。
【００８５】
（４−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、主軸部７２と拡大部７１とが一体として成形されている場合を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、主軸部７２と拡大部７１とは別体であってもよい。この場合、拡大部７１を構成する材料は、主軸部７２を構成する材料と同様であることが望ましい。また、この場合、拡大部７１は、給油孔６１に潤滑油を吸い上げるポンプとして機能することになる。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、圧縮機構に駆動モータの駆動力を伝達するシャフトの端部が潤滑油に浸かり、シャフトに潤滑油が流れる孔が形成されている圧縮機に適用できる。
【符号の説明】
【００８７】
１０      ケーシング
１５      圧縮機構
１６      駆動モータ
６０      下部軸受
６１      給油孔（孔）
７０      シャフト
７１      拡大部
７３      軸受下方部（シャフトの下部軸受よりも下の部分）
７５      モータ連結部
１０１    スクロール圧縮機（圧縮機）
Ｐ        油貯留空間
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開２０１０−２８５９３０号公報
【図１】
2013241883.tif 000003
【図２】
2013241883.tif 000004
【図３】
2013241883.tif 000005
【図４】
2013241883.tif 000006
【図５】
2013241883.tif 000007