(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内にオイルを貯留すると共に、ステータとロータとから成る電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを備え、前記圧縮要素は偏心部を有するシャフトとシリンダと、前記シリンダの両端面を封止し圧縮室を形成すると共に前記シャフトを軸支する電動要素側の主サイドハウジングと、反電動要素側の副サイドハウジングと、前記シャフトの偏心部に嵌装され、前記圧縮室内で偏心回転するローラと、先端部が前記ローラと圧接して前記圧縮室を圧縮工程室と吸入工程室に仕切るベーンと、前記副サイドハウジングに固定した吐出カバーとを有し、一端を前記吐出カバーに固定し、他端を前記オイルに開口させた給油管と、一端が前記シャフトに固定され、前記給油管内で回転するコイルスプリングとを設け、前記シャフトには外周部に前記給油管から密閉容器の電動要素側の空間に向かって連通させかつ前記同方向に搬送力を持たせたオイル溝を設けると共に、前記シャフトの前記給油管側の軸心に止まり穴を設け、前記止まり穴に連通し、前記シャフトの偏心部近傍でかつ前記偏心部より主サイドハウジング側のオイル溝に開口したパス孔を設ける構成とすることで、前記パス孔から排出されるガスを前記パス孔より上流の前記オイル溝により搬送されてきたオイルによって、前記パス孔から排出されるガスを前記オイル溝の下流に搬送して前記密閉容器内に排出することを特徴としたロータリー圧縮機。
【請求項２】
シャフトの止まり穴をシャフトの軸線に対して傾斜させた請求項１または請求項１に記載のロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫やショーケース，自動販売機等に使用されるロータリー圧縮機（以下圧縮機という）の高信頼性化，高効率化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機は、特開昭６０−３０４９５号公報に記載されたものが知られる。
【０００３】
図６に従来の圧縮機の構造を示しており、１は横手方向に長い略円筒形の密閉容器で、ステータ２及びロータ３からなる電動要素Ｍと、電動要素Ｍにより駆動される圧縮要素Ｃが収納されている。４はオイルで、密閉容器１の下方に溜っている。５はシリンダー、６はロータ３と結合されたシャフトで偏心部７を有する。８は主サイドハウジング、９は副サイドハウジングで、それぞれシリンダー５の両側に密着され、圧縮室１０を形成すると共にシャフト６を軸支している。１１は偏心部７に嵌装されたローラで、圧縮室１０に内接している。１２はベーンで、ローラ１１に圧接し圧縮室１０を図８に示すように吸入工程室１０ａと圧縮工程室１０ｂとに仕切っている。１３は副サイドハウジング９に固定された吐出カバーで、中央部には湾曲した給油管１４を有し、給油管１４の一端はオイル４に浸入し、内部にシャフト６に固定されたコイルスプリング１５が配設されている。また、シャフト６の外径には、給油管１４から密閉容器１の電動要素Ｍ側の空間Ｓに向かって連通させかつ同方向に搬送力を持たせたオイル溝６ａを有している。
【０００４】
以上のような構成において、ロータ３の回転はシャフト６に伝わり、偏心部７に嵌装されたローラ１１が圧縮室内１０で偏心回転する事により、低圧の吸入工程室１０ａで吸入すると同時に圧縮工程室１０ｂで順次低圧から高圧へと圧縮が行われる。また同時に、シャフト６に固定されているコイルスプリング１５が給油管１４に規制されて湾曲形状を保ったまま回転し、オイル４がコイルスプリング１５のリード搬送力と共に圧縮室１０と密閉容器１内の圧力差により生ずる差圧力がオイル溝６ａを通って給油管１４内に微少に伝わる事により給油管１４内を通りシャフト６と副サイドハウジング９と吐出カバー１３とで形成される油溜まり部１３ａをぬけた後シャフト６のオイル溝６ａへ汲み上げられる。その後、オイル溝６ａの搬送力により順次シャフトに給油されると共にローラー１１やベーン１２の端面の隙間部へ給油され同時にオイルシールもなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、給油管１４内を通りオイル溝６ａに汲み上げられる際に、圧縮要素Ｃによって、オイルは加熱され、またシャフト６とコイルスプリング１５の回転で撹拌される事によって、オイルに溶け込んでいた冷媒はガス化する。さらに、図９に示すように、オイルと発生したガスはシャフト６の回転とコイルスプリング１５の回転により、給油管１４内または、オイル溜まり部１３ａ内で相対的に比重が大きいオイルは外周部、比重の小さいガスは内周部にと遠心分離される。従ってクランク軸６の外周部に設けたオイル溝６ａからガスは抜けにくくなり、結果、発生ガスをオイルと共に排出する処理が不充分となり、最終的に処理できなくなったガスは給油管１４内に溜まり、オイル溝６ａ入口となる給油管１４側開口部もガスが噛んだ状態に至る。その結果、オイル溝６ａの給油量が低下し、各摺動部の潤滑性，冷却性が低下する事で信頼性を低下させてしまうと共に、圧縮室１０とローラ１１の隙間部へのシール性が低下し主に吸入工程室１０ａ内にオイルに混在したガスを吸い込む事で漏れ損失が増えその結果として圧縮効率の低下を招くといった課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決しようとするもので、給油管内のガス溜まりを抑止する事で、安定的に多くの給油量を確保し、信頼性及び圧縮効率をより改善した圧縮機の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、一端を前記吐出カバーに固定し、他端を前記オイルに開口させた給油管と、一端が前記シャフトに固定され、前記給油管内で回転するコイルスプリングとを設け、前記シャフトには外周部に前記給油管から密閉容器の電動要素側の空間に向かって連通させかつ前記同方向に搬送力を持たせたオイル溝を設けると共に、前記シャフトの軸心に止まり穴を設け、前記止まり穴に連通し、前記シャフトの偏心部もしくは前記偏心部近傍のオイル溝に開口したパス孔とを設けたものである。
【０００８】
これにより、給油管内及びオイル溜まり部のガス溜まりを抑止する事で、安定的に多くの給油量を確保する事ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、一端を前記吐出カバーに固定し、他端を前記オイルに開口させた給油管と、一端が前記シャフトに固定され、前記給油管内で回転するコイルスプリングとを設け、前記シャフトには外周部に前記給油管から密閉容器の電動要素側の空間に向かって連通させかつ前記同方向に搬送力を持たせたオイル溝を設けると共に、前記シャフトの軸心に止まり穴を設け、前記止まり穴に連通し、前記シャフトの偏心部もしくは前記偏心部近傍のオイル溝に開口したパス孔とを設けたことにより、発生ガスは前記コイルスプリングと前記シャフトの回転による遠心分離作用で軸心に集められ、また軸心部に形成した遠心ポンプによりオイルと共にパス孔からオイル溝にガスを排出し、パス孔から上流のオイル溝の搬送力によりガスを密閉容器の空間に排出する事で前記給油管内のガス溜まりを抑止し、安定的にオイル溝の入口をオイルで満たし、オイル溝で流体ポンプを形成，維持させるものである。
【００１０】
また、シャフトのパス孔を、シャフト軸心の止まり穴に連通し、偏心部近傍でかつ前記偏心部より主サイドハウジング側のオイル溝に開口させたことにより、止まり穴とパス孔に起動初期に差圧力をより確実に作用させ、軸心部に遠心ポンプを形成させると共に、パス孔から上流のオイル溝の距離を確保し、パス孔から排出されたガスを押す搬送力を増す事で、給油管内のガス溜まりをより安定的に抑止するものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮機のシャフトの止まり穴を傾斜穴とした事により、止まり穴にも遠心ポンプ作用が働き、軸心部の遠心ポンプ力を増加させるものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜図４を用いて説明する。なお従来例と同一部分は同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１３】
（実施例１）
図１は請求項１に示す本発明の一実施例による、冷媒にＲ２２等のＨＣＦＣ系冷媒を用いオイルにナフテン系の鉱油を用いた圧縮機又は、冷媒にＲ１３４ａやＲ４０７ＣやＲ４１０ＡやＲ４０４Ａ等のＨＦＣ系冷媒とオイルにナフテン系の鉱油やアルキルベンゼン系の合成油やエステル油等を用いた圧縮機の縦断面図である。図において１６はロータ３と結合されたシャフトで偏心部１７を有する。また、図２に示すようにシャフト１６の外径には、給油管１４から密閉容器１の電動要素Ｍ側の空間Ｓに向かって連通させかつ同方向に搬送力を持たせたオイル溝１６ａを有し、シャフト６の軸心には副サイドハウジング側端部を開口する止まり穴１６ｂを設け、止まり穴１６ｂに連通し、偏心部１７近傍の主サイドハウジング８に掛かるオイル溝１６ａに開口したパス孔１６ｃとを設けている。
【００１４】
以上のような構成において、ロータ３の回転はシャフト１６に伝わり、偏心部１７に嵌装されたローラ１１が圧縮室内１０で偏心回転する事により、低圧の吸入行程室１０ａで吸入すると同時に圧縮行程室１０ｂで順次低圧から高圧へと圧縮が行われる。また同時に、シャフト１６に固定されているコイルスプリング１５が給油管１４に規制されて湾曲形状を保ったまま回転する。その時、圧縮室１０は密閉容器１内の圧力より平均的に低くなる為、起動初期には、その圧力差によって生じる差圧力が、圧縮室１０とローラ１１端面の隙間部からオイル溝１６ａの経路と、パス孔１６ｃ，止まり穴１６ｂの経路を通して給油管１４内に伝わる事により、オイル４は給油管１４を通り、オイル溝１６ａと止まり穴１６ｂに導かれる。以降、オイル溝１６ａで流体ポンプが形成されると共に、パス孔１６ｃで遠心ポンプが形成され、オイル４は給油管１４から連続的に吸われ、オイル溝１６ａと止まり穴１６ｂ，パス孔１６ｃを通り、オイル溝１６ａの空間Ｓ側の開口部から密閉容器１内に吐き出される。その間、オイル溝１６ａからシャフト１６に順次給油されると共に、ローラー１１の端面やベーン１２の端面等の隙間部にも給油されオイルシールされる。この時、給油管１４内から、オイル溜まり部１３ａ内にかけて、圧縮要素Ｃの発熱によるオイルの加熱と、シャフト１６とコイルスプリング１５の回転によるオイルの撹拌によってオイルに溶け込んでいた冷媒はガス化するが、シャフト１６の回転とコイルスプリング１５の回転により、相対的に比重が大きいオイルは外周部、比重の小さいガスは内周部にと遠心分離し、内周部に寄せたガスを、シャフト１６の軸心に設けた止まり穴１６ｂとパス孔１６ｃとで形成される遠心ポンプにより、オイルと共にパス孔１６ｃ開口部からオイル溝１６ａに排出し、さらに、パス孔１６ｃ開口部より上流側のオイル溝１６ａにより搬送されて来たオイルによって下流側のオイル溝１６ａを通り密閉容器１の電動要素Ｍ側の空間に排出される。このように、発生したガスを常に排出する経路を持たせた事で、給油管１４内及び油溜まり部１３ａのガス溜まりを抑止し、オイル溝１６ａの入口部１６ｅをオイルで満たされた状態に維持でき、オイル溝１６ａで流体ポンプを形成，維持させ、安定的に多くの給油量を得る事ができる。
【００１５】
図４に検証実験により得られた、従来例と本発明の実施例１との給油管１４内のオイルの状態と給油量の比較結果を示す。本検証実験は、従来例、本発明共に気筒容積が６ｍｌクラスのロータリー圧縮機でシャフト以外１６の部品は全て同一の物を使用し、シャフト１６のみを組み替え、冷媒にＲ４０７Ｃ、オイルにアルキルベンゼン系の合成油を用い、同一の冷却システムで、同一試験条件にて行ったものである。また、給油管１４内のオイルの状態を正確に把握する為、本検証試験においては給油管１４をガラス製とし、給油管１４内部を克明に把握できる様にした。また、給油量は給油管１４内を流れる流速を目視確認し、換算した概算値である。本結果は、本検証結果の一部を抜粋したもので、運転回転数３６００ｒ／ｍの時のものである。図４には、高圧圧力を変化させた時の給油量の概算値と、通常よく使われる高圧圧力帯（１．５Ｍｐａから２Ｍｐａ）での給油管１４内の状態を示しており、この結果から、従来例で図９に示すようには給油管１４内にガスが溜まっているのに対し、上記実施例では、図３に示すように給油管１４内にガスの溜まりはなく、その時の本発明品の給油量は従来品に比べ３倍以上増加している事が分かる。この様に、本発明品が給油管内のガス噛みを抑止し、給油量を増加させる効果がある事が確認されている。また、運転回転数２４００ｒ／ｍから４８００ｒ／ｍの全回転領域においても同様の効果が確認されている。
【００１６】
（実施例２）
図５は請求項２に示す本発明の一実施例によるシャフトの副サイドハウジング側端部の断面図で、１８はシャフト、１８ｂは止まり穴で１８ｃはパス孔である。前記止まり穴１８ｂの入口はシャフトの副サイドハウジング側端部の軸心にあり、奥に向かうにつれパス孔１８ｃのシャフト１８外周開口位置に近づく様に、つまり軸線ｌ−ｌ’に対して傾斜している。
【００１７】
以上の様な構成から実施例１に記した作用に加え、止まり穴１８ｂに入ったオイルはシャフト１８の回転に伴い、止まり穴１８ｂ内にパス孔１８ｃに向かおうとする遠心力が働く事で、より強い搬送力を持った遠心ポンプを形成する事ができ、実施例１の効果をより安定的に得られる。
【００１８】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、一端を前記吐出カバーに固定し、他端を前記オイルに開口させた給油管と、一端が前記シャフトに固定され、前記給油管内で回転するコイルスプリングとを設け、前記シャフトには外周部に前記給油管から密閉容器の電動要素側の空間に向かって連通させかつ前記同方向に搬送力を持たせたオイル溝を設けると共に、前記シャフトの軸心に止まり穴を設け、前記止まり穴に連通し、前記シャフトの偏心部もしくは前記偏心部近傍のオイル溝に開口したパス孔とを設けたために、給油管内のガス溜まりを抑止し、安定的に多くの給油量を確保する効果が得られる。
【００１９】
また、シャフトのパス孔は、シャフト軸心の止まり穴に連通し、偏心部近傍でかつ前記偏心部より主サイドハウジング側のオイル溝に開口した事により、より安定的に給油管内のガス溜まりを抑止し、請求項１の効果がより安定的に得る事が出来る。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、シャフトの止まり穴を開口部に対しパス孔に向かってシャフト外周部に傾斜させたために、より安定的に給油管内のガス溜まりを抑止し、請求項１の効果がより安定的に得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１に記載した本発明の実施例１におけるロータリー圧縮機の縦断面図
【図２】  実施例１のロータリー圧縮機におけるシャフトの側面図
【図３】  同上圧縮機においてガラスの給油管を取付けた状態の要部縦面図
【図４】  同上圧縮機の給油特性図
【図５】  請求項２に記載した発明の実施例を示すシャフトの要部断面図
【図６】  従来のロータリー圧縮機の縦面図
【図７】  従来の圧縮機に備えるシャフトの側面図
【図８】  図６のＩ−Ｉ’線における断面図
【図９】  従来の圧縮機においてガラス製給油管を取付けた状態の要部縦面図
【符号の説明】
１  密閉容器
２  ステータ
３  ロータ
Ｍ  電動要素
Ｃ  圧縮要素
４  オイル
５  シリンダ
８  主サイドハウジング
９  副サイドハウジング
１０  圧縮室
１１  ローラ
１２  ベーン
１３  吐出カバー
１３ａ  油溜まり部
１４  給油管
１５  コイルスプリング
１６，１８  シャフト
１６ａ  オイル溝
１６ｂ  止まり穴
１６ｃ  パス孔
１７  偏心部
１８ｂ  止まり穴
１８ｃ  パス孔
【図１】
0004379946.tif 000002
【図２】
0004379946.tif 000003
【図３】
0004379946.tif 000004
【図４】
0004379946.tif 000005
【図５】
0004379946.tif 000006
【図６】
0004379946.tif 000007
【図７】
0004379946.tif 000008
【図８】
0004379946.tif 000009
【図９】
0004379946.tif 000010