(57)【要約】【課題】コストの増大や、製造工程の煩雑化を回避しつつも、潤滑油の漏れを防止することが目的とされる。【解決手段】スクロール圧縮機１は、潤滑油が用いられる圧縮機であって、クランク軸１７と、ハウジング１２とを備える。クランク軸１７は、回転軸９０を中心として回転する主軸１７２と、主軸１７２の一端１７ａ１側に位置する偏心部１７ｂとを有する。偏心部１７ｂは、回転軸９０から偏心している。ハウジング１２は、主軸を取り囲む環状部材１２１を有する。そして、主軸１７２及び環状部材１２１の少なくともいずれか一方において、他方と対向する部分に加工が施されており、スクロール圧縮機１は、主軸１７２と環状部材１２１との隙間２０１へと流れ込んだ潤滑油の、隙間２０１からの漏れを抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤が用いられる圧縮機（１）であって、
回転軸（９０）を中心として回転する主軸（１７２）と、前記主軸の一端（１７ａ１）側に位置し、前記回転軸から偏心している偏心部（１７ｂ）とを有するクランク軸（１７）と、
前記主軸を取り囲む環状部材（１２１）と
を備え、
前記主軸及び前記環状部材の少なくともいずれか一方において、他方と対向する部分に加工が施され、前記主軸と前記環状部材との隙間（２０１）へと流れ込んだ前記潤滑剤の、前記隙間からの漏れを抑制する、圧縮機。
【請求項２】
前記環状部材（１２１）は主軸（１７２）に近接し、
前記環状部材のうち前記主軸と対向する部分には、前記主軸の周りをらせん状に延びる溝（１２１ａ）が設けられている、請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記環状部材（１２１）は主軸（１７２）に近接し、
前記主軸のうち前記環状部材と対向する部分には、前記回転軸（９０）の周りをらせん状に延びる溝（１７２ａ）が設けられている、請求項１または請求項２記載の圧縮機。
【請求項４】
前記主軸（１７２）と前記環状部材（１２１）との間の距離（ｄ）は、前記回転軸（９０）の周りで略均一である、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記環状部材（１２１）は主軸（１７２）に近接し、
前記環状部材のうち前記主軸と対向する部分には、前記主軸の周りを環状に延びる溝（１２１ｃ）が少なくとも一つ設けられている、請求項１記載の圧縮機。
【請求項６】
少なくとも１つ以上の前記溝（１２１ｃ）は、前記主軸（１７２）と対向する部分の中央よりも下側に設けられている、請求項５記載の圧縮機。
【請求項７】
前記環状部材（１２１）には、前記環状に延びる溝（１２１ｃ）と環状部材の外側の空間とを連通させる通路（１２１ｄ）が設けられている、請求項５または６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し、特に潤滑油などの潤滑剤の漏れを抑制するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クランク軸を転がり軸受で支持する圧縮機が提案されている。かかる転がり軸受は、圧縮機に備えられたハウジングに配設されている。そして、転がり軸受には、その摩擦を低減すべく潤滑油が供給されている。
【０００３】
転がり軸受に供給された潤滑油は、ハウジングに設けられた潤滑油用の通路を通って、潤滑油を溜める受け皿へと流れる。そして、再び転がり軸受へと供給される。
【０００４】
なお、本発明に関連した技術を以下に示す。
【特許文献１】特開２００４−２９３５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、転がり軸受の下側では、クランク軸とハウジングとの間に隙間があるため、転がり軸受を通った潤滑油は、その隙間から漏れやすい。例えばクランク軸がハウジングに対して偏心していると、隙間に入った潤滑油には、くさび効果による圧力分布が生じる。これにより潤滑油は、隙間から押し出されて漏れる。
【０００６】
クランク軸の周りで隙間を均一にすることで、潤滑油の漏れを少なくすることができる。しかし、隙間を均一にすることは困難であった。
【０００７】
クランク軸とハウジングとの間をシールすることで潤滑油の漏れは抑制できるが、シール部材等を設ける必要があり、コストの増大や、製造工程の煩雑化、更には圧縮機の圧縮効率の低下を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、コストの増大や、製造工程の煩雑化を回避しつつも、潤滑油の漏れを抑制することが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明にかかる圧縮機は、潤滑剤が用いられる圧縮機であって、クランク軸と、環状部材とを備える。クランク軸は、回転軸を中心として回転する主軸と、主軸の一端側に位置する偏心部とを有する。偏心部は、回転軸から偏心している。環状部材は、主軸を取り囲んでいる。そして、主軸及び環状部材の少なくともいずれか一方において、他方と対向する部分に加工が施され、主軸と環状部材との隙間へと流れ込んだ潤滑剤の、隙間の他方の端からの漏れを抑制する。
【００１０】
第２の発明にかかる圧縮機は、第１の発明にかかる圧縮機であって、環状部材は主軸に近接している。環状部材のうち主軸と対向する部分には、主軸の周りをらせん状に延びる溝が設けられている。
【００１１】
第３の発明にかかる圧縮機は、第１または第２の発明にかかる圧縮機であって、環状部材は主軸に近接している。主軸のうち環状部材と対向する部分には、回転軸の周りをらせん状に延びる溝が設けられている。
【００１２】
第４の発明にかかる圧縮機は、第１乃至第３の発明のいずれか一つにかかる圧縮機であって、主軸と環状部材との間の距離は、回転軸の周りで略均一である。
【００１３】
第５の発明にかかる圧縮機は、第１の発明にかかる圧縮機であって、環状部材は主軸に近接している。環状部材のうち主軸と対向する部分には、主軸の周りを環状に延びる溝が少なくとも一つ設けられている。
【００１４】
第６の発明にかかる圧縮機は、第５の発明にかかる圧縮機であって、少なくとも１つ以上の溝は、主軸と対向する部分の中央よりも下側に設けられている。
【００１５】
第７の発明にかかる圧縮機は、第５または６の発明にかかる圧縮機であって、環状部材には、環状に延びる溝と環状部材の外側の空間とを連通させる通路が設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明にかかる圧縮機によれば、主軸と環状部材との隙間へと一方（上方）の端から流れ込んだ潤滑剤が、他方（下方）の端へと流れることを抑制することができる。よって、隙間に対してその一方の端側に潤滑剤用の通路が設けられた圧縮機において、潤滑剤の隙間からの漏れを抑制することができる。
【００１７】
第２または第３の発明にかかる圧縮機によれば、溝がらせん状に延びており、かつ環状部材と主軸とが近接しているので、主軸が回転することで、隙間にある潤滑剤には一方の端へと導かれる。すなわち、溝と主軸とで粘性ポンプが構成される。
【００１８】
第４の発明にかかる圧縮機によれば、主軸と環状部材との隙間へと一方の端から流れ込んだ潤滑剤を、効率良く一方の端へと戻すことができる。
【００１９】
第５の発明にかかる圧縮機によれば、環状の溝を設けることで、溝に生じる圧力を、隙間のうち溝とは異なる部分に生じる圧力に比べて低くすることができる。よって、隙間に流れ込んだ潤滑剤は溝へと移動し、以って潤滑剤の隙間からの漏れを抑制することができる。
【００２０】
第６の発明にかかる圧縮機によれば、少なくとも１つ以上の溝が主軸と対向する部分の中央よりも下側に設けられているので、隙間内部における溝より上の部分では潤滑剤を保持できるとともに、潤滑剤の隙間からの漏れを抑制することができる。
【００２１】
第７の発明にかかる圧縮機によれば、溝に溜まった潤滑剤は、通路を通って環状部材の外側へと流れ出る。よって、潤滑剤の隙間からの漏れをより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
１．スクロール圧縮機
１−１．スクロール圧縮機の構造
図１は、本発明の実施の形態にかかるスクロール圧縮機１を概念的に示す図である。なお、図１には方向９１が示されており、以下では方向９１の矢印の先側を「上側」、それとは反対側を「下側」という。
【００２３】
スクロール圧縮機１は、筐体１１、ハウジング１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、転がり軸受３１及び軸受６０を備える。
【００２４】
筐体１１は、上端が閉塞した筒状であって、方向９１に沿って延びている。筐体１１内には、ハウジング１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、転がり軸受３１及び軸受６０が収納されている。
【００２５】
モータ１６は、固定子５１と回転子５２とを有する。固定子５１は環状であって、筐体１１の内壁１１ａに固定されている。回転子５２は、回転軸９０を中心として回転可能であって、固定子５１の内周側に設けられ、固定子５１にエアギャップを介して対向している。なお図１では、回転軸９０に沿う方向と、方向９１とは一致している。
【００２６】
クランク軸１７は、方向９１に沿って延び、主軸１７２と偏心部１７ｂとを有する。主軸１７２は、回転軸９０を中心として回転する部分であって、回転子５２に接続されている。主軸１７２の下側の部分は、軸受６０で摺動自在に支持されている。
【００２７】
偏心部１７ｂは、回転軸９０から偏って配置された部分であって、主軸１７２の上側（一端１７ａ１側）に位置する。
【００２８】
ハウジング１２は、環状部材１２１と固定部材１２２とを有する。環状部材１２１は、主軸１７２を取り囲んでおり、後述する転がり軸受３１の下側の位置で、固定部材１２２に固定されている。
【００２９】
固定部材１２２は、クランク軸１７によって貫かれており、筐体１１の内壁１１ａに隙間なく嵌められている。例えば圧入や焼ばめ等の方法で、固定部材１２は内壁１１ａに嵌められる。固定部材１２は、シールを介して内壁１１ａに嵌められても良い。
【００３０】
固定部材１２２が内壁１１ａに隙間なく嵌められるので、ハウジング１２は、自身の下側に位置する空間２８と、上側に位置する空間２９とを隙間なく仕切る。よって、ハウジング１２は、空間２８と空間２９との間に生じた圧力差を維持することができる。なお、空間２８には、後述するように圧縮機構１５で圧縮された冷媒が流れ込むので、空間２８の圧力は高い。一方、空間２９の圧力は低い。
【００３１】
転がり軸受３１は、内輪３１ａ、転がり部材３１ｂ及び外輪３１ｃを有し、主軸１７２を回転自在に支持する。具体的には、内輪３１ａは主軸に嵌め込まれている。外輪３１ｃは、内輪３１ａに対して外周側から対向する位置で、ハウジング１２の固定部材１２２に固定されている。転がり部材３１ｂは、内輪３１ａと外輪３１ｃとで転がり自在に挟まれている。
【００３２】
圧縮機構１５は、固定スクロール２４と可動スクロール２６とを有し、冷媒を圧縮する。冷媒には、例えば二酸化炭素を主成分として含むものが採用できる。
【００３３】
固定スクロール２４は、鏡板２４ａと圧縮部材２４ｂとを含む。鏡板２４ａは、筐体１１の内壁１１ａに固定されており、圧縮部材２４ｂは、鏡板２４ａの下側に連結されている。圧縮部材２４ｂは、渦巻き状に延びており、渦巻きの間に溝２４ｃを形成する。
【００３４】
固定スクロール２４の上側の面は凹状を呈する。当該面のうち凹状を呈する部分４２で囲まれた空間４５は、蓋４４で塞がれている。蓋４４は、圧力の異なる二つの空間、すなわち空間４５と、その上側の空間２９とを仕切る。
【００３５】
可動スクロール２６は、鏡板２６ａ、圧縮部材２６ｂ及び軸受２６ｃを有する。圧縮部材２６ｂは、鏡板２６ａの上側に連結されており、渦巻き状に延びる。
【００３６】
圧縮部材２６ｂは、固定スクロール２４の溝２４ｃに収まる。圧縮機構１５では、圧縮部材２４ｂと圧縮部材２６ｂとの間の空間４０が、鏡板２４ａ，２６ａで密閉されることで、圧縮室として用いられる。
【００３７】
圧縮室（空間４０）で圧縮された冷媒は、固定スクロール２４の中心近傍に設けられた吐出口４１から、空間４５へと排出される。よって、空間４５の圧力は高い。他方、蓋４４で空間４５とは仕切られた空間２９の圧力は小さいままである。
【００３８】
軸受２６ｃは、鏡板２６ａの下側に連結されており、クランク軸１７の偏心部１７ｂを摺動自在に支持する。偏心部１７ｂが回転軸９０の周りを回転することで、可動スクロール２６は回転軸９０の周りを公転する。
【００３９】
１−２．潤滑油の流れ
上述したスクロール圧縮機１には、内部に発生する機械的な摩擦を低減すべく、潤滑油が用いられる。具体的に図１を用いて説明する。なお、潤滑油に代えて、他の潤滑剤を用いても良い。
【００４０】
スクロール圧縮機１は、潤滑油を溜める受け皿１８を更に備える。
【００４１】
クランク軸１７には、貫通孔１７１が設けられている。貫通孔１７１は、所定の方向９１に沿って下端１７１ｂから上端１７１ａまでクランク軸１７を貫通する。
【００４２】
クランク軸１７が回転することで、貫通孔１７１は遠心ポンプとして機能する。すなわち、スクロール圧縮機１の駆動時には、受け皿１８に溜められた潤滑油は、貫通孔１７１を通って、クランク軸１７の下端１７１ｂから上端１７１ａまで汲み上げられる。
【００４３】
例えば、図１に示されるように、クランク軸１７の上端１７１ａから（低圧）空間２９へと延びる通路を設けても良い。この場合、クランク軸１７の上端１７１ａと下端１７１ｂとの差圧を利用して、潤滑油を汲み上げることができる。
【００４４】
スクロール圧縮機１には通路７３が設けられている。クランク軸１７の上端１７１ａまで汲み上げられた潤滑油は、通路７３を通って、受け皿１８へと戻る。そして、再び貫通孔１７１と通路７３をこの順に循環する。
【００４５】
具体的には潤滑油は、クランク軸１７の上端１７１ａから、偏心部１７ｂと軸受２６ｃとの摺動面、及び転がり軸受３１をこの順に通って、環状部材１２１の上側まで流れる。これにより、偏心部１７ｂと軸受２６ｃとの間に生じる摩擦、及び転がり軸受３１に生じる摩擦を低減することができる。
【００４６】
環状部材１２１の上側まで流れた潤滑油は、その多くが環状部材１２１と主軸１７２との隙間２０１を迂回して、受け皿１８まで流れる。
【００４７】
２．各構成部分の形状
図２は、環状部材１２１、クランク軸１７のうち環状部材１２１に対向する部分、及びこれらの周辺を拡大して示す。
【００４８】
環状部材１２１は、主軸１７２に近接している。具体的には、環状部材１２１の内周側の面１２１ｂは、主軸１７２の側面１７２ｂに近接している。換言すれば、面１２１ｂと側面１７２ｂとは接触しておらず、これらの間にはわずかな隙間２０１がある。
【００４９】
以下では、環状部材１２１の形状を第１の実施の形態で、主軸１７２の形状を第２の実施の形態で、それぞれ説明する。
【００５０】
２−１．第１の実施の形態
ハウジング１２の環状部材１２１の形状について、具体的に説明する。図３は、本実施の形態にかかる環状部材１２１の形状を概念的に示す図である。
【００５１】
環状部材１２１のうち、主軸１７２と対向する部分には、主軸１７２の周りをらせん状に延びる溝１２１ａが設けられている。
【００５２】
より具体的には、溝１２１ａは下側から上側へと、すなわち方向９１へと向かって、主軸１７２の周りを時計回り（または反時計回り）にらせん状に延びる。そして、スクロール圧縮機１の駆動時において主軸１７２は、下側から見て時計回り（または反時計回り）に回転する。なお、図３では溝１２１ａは、方向９１へと向かって時計回りにらせん状に延びている。
【００５３】
主軸１７２と環状部材１２１との隙間２０１（図２）には、その一方（上方）の端２０１ａから潤滑油が流れ込みやすい。
【００５４】
しかし、本実施の形態にかかる環状部材１２１の形状によれば、溝１２１ａがらせん状に延びており、かつ環状部材１２１と主軸１７２とが近接しているので、主軸１７２が回転することで、隙間２０１にある潤滑油は一方（上方）の端２０１ａへと導かれ、他方（下方）の端２０１ｂへと流れることを抑制することができる。すなわち、溝１２１ａと主軸１７２とで粘性ポンプが構成される。
【００５５】
よって、隙間２０１に対してその一方の端２０１ａ側に設けられた潤滑油用の通路７３から、隙間２０１を通って潤滑油が漏れるのを抑制することができる。
【００５６】
２−２．第２の実施の形態
クランク軸１７の主軸１７２の形状について、具体的に説明する。図４は、本実施の形態にかかる主軸１７２の形状を概念的に示す図である。
【００５７】
主軸１７２のうち、環状部材１２１と対向する部分には、回転軸９０の周りをらせん状に延びる溝１７２ａが設けられている。
【００５８】
より具体的には、溝１７１ａは下側から上側へと、すなわち方向９１へと向かって、回転軸９０の周りを反時計回り（または時計回り）にらせん状に延びる。そして、スクロール圧縮機１の駆動時において主軸１７２は、下側から見て時計回り（または反時計回り）に回転する。なお、図４では溝１７２ａは、方向９１へと向かって反時計回りにらせん状に延びている。
【００５９】
本実施の形態にかかる主軸１７２の形状によっても、第１の実施の形態と同様の効果がえられる。すなわち、主軸１７２の溝１７２ａと、環状部材１２１と粘性ポンプが構成され、以って潤滑油の通路７３から、隙間２０１を通って潤滑油が漏れるのを抑制することができる。
【００６０】
２−３．第３の実施の形態
ハウジング１２の環状部材１２１の、第１の実施の形態とは異なる形状について、具体的に説明する。図５は、本実施の形態にかかる環状部材１２１の形状を概念的に示す図である。
【００６１】
図５では、環状部材１２１のうち、主軸１７２と対向する部分に、主軸１７２の周りを環状に延びる溝１２１ｃが一つ設けられている。
【００６２】
本実施の形態にかかる環状部材１２１の形状によれば、環状の溝１２１ｃを設けることで、溝１２１ｃに生じる圧力を、隙間２０１のうち溝１２１ｃとは異なる部分に生じる圧力に比べて低くすることができる。よって、隙間２０１に流れ込んだ潤滑剤は溝１２１ｃへと移動し、以って潤滑剤の隙間２０１からの漏れを抑制することができる。
【００６３】
環状部材１２１には溝１２１ｃが複数設けられていても良い。図６には、溝１２１ｃを二つ設けた場合が示されている。溝１２１ｃを複数設けることで、潤滑剤の隙間２０１からの漏れを、より効率良く抑制することができる。
【００６４】
また、図６において、少なくとも１つ以上の溝１２１ｃが主軸１７２と対向する部分の中央よりも下側に設けられていれば、隙間２０１内部における溝１２１ｃより上の部分では潤滑剤を保持できるとともに、潤滑剤の隙間２０１からの漏れを抑制することができる。したがって、図６の上下２本の溝１２１ｃのうち、溝１２１ｃを１本設ける場合には、主軸１７２と対向する部分の中央よりも下側に設けられている溝１２１ｃを設けるのが好ましい。
【００６５】
図７に示されるように、環状部材１２１には、溝１２１ｃと、環状部材１２１の外側を通る通路７３とを連通させる通路１２１ｄを設けることが好ましい。
【００６６】
通路１２１ｄを設けることで、溝１２１ｃに溜まった潤滑剤は、通路１２１ｄを通って通路７３へと流れ出る。よって、潤滑剤の隙間２０１からの漏れをより抑制することができる。なお、環状部材１２１の外側を通る通路７３は、環状部材１２１の外側の空間と把握することができる。
【００６７】
２−４．その他
第１乃至第３の実施の形態で説明した環状部材１２１及び主軸１７２とは異なる形状であっても、同様の効果が得られるものであれば、かかる形状を採用しても良い。
【００６８】
そして、第１及び第２の実施の形態、並びにこれらと同様の効果が得られる形状を含めて、次のように把握することができる。つまり、主軸１７２及び環状部材１２１の少なくともいずれか一方において、他方と対向する部分に加工が施され、主軸１７２と環状部材１２１との隙間２０１（図２）へとその一方（上方）の端２０１ａから流れ込んだ潤滑油を、かかる一方の端２０１ａへと戻す。
【００６９】
主軸１７２と環状部材１２１との間の距離ｄ（図２）は、回転軸９０の周りで略均一であることが好ましい。なぜなら、主軸１７２と環状部材１２１とで構成される粘性ポンプの機能が高まるからである。つまり、隙間２０１へと一方（上方）の端２０１ａから流れ込んだ潤滑油を、効率良く一方（上方）の端２０１ａへと戻すことができる。
【００７０】
回転軸９０の周りで距離ｄを略均一にするには、環状部材１２１を次のように配設する必要がある。つまり、方向９１から見たときの環状部材１２１の内周側の面１２１ｂの中心を、転がり軸受３１で支持されたクランク軸１７の中心軸（回転軸９０）に一致させる。なお、クランク軸１７の中心軸の位置は、転がり軸受３１の中心の位置によって決まる。
【００７１】
例えば、環状部材１２１及び固定部材１２２のそれぞれにインローを設けることで、面１２１ｂの中心を、クランク軸１７の中心軸に精度良く一致させることができる。具体的には、固定部材１２２については、環状部材１２１が結合される面に、転がり軸受３１の中心と同芯の円状を呈するインローを設ける。環状部材１２１については、固定部材に結合する面に、内周側の面１２１ｂと同芯の円状を呈するインローを設ける。
【００７２】
縦置き型のスクロール圧縮機１について説明したが、上述した内容は、例えば横置き型のスクロール圧縮機にも適用することができる。また、スクロール圧縮機１だけでなく、他の圧縮機にも適用することができる。
【実施例】
【００７３】
主軸１７２は、軸部分１７ａとバランスウェイト７１とを別個の部材として含む（図２）。つまり、軸部分１７ａにバランスウェイト７１を嵌め込むことで、主軸１７２が得られる。
【００７４】
かかる態様によれば、転がり軸受３１の内輪３１ａを、クランク軸１７の偏心部１７ｂ側から嵌め込むことができない場合であっても、内輪３１ａをバランスウェイト７１と偏心部１７ｂとの間の位置に配置することができる。具体的には、バランスウェイト７１を嵌め込む前に、転がり軸受３１の内輪３１ａを、クランク軸１７の偏心部１７ｂとは反対側から嵌め込む。
【００７５】
かかる態様では、第２の実施の形態で説明した溝１７２ａは、バランスウェイト７１に設けられる（図４）。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態にかかるスクロール圧縮機を概念的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示されるスクロール圧縮機の一部分を拡大した図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる環状部材の形状を概念的に示す図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる主軸の形状を概念的に示す図である。
【図５】第３の実施の形態にかかる環状部材の形状を概念的に示す図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる環状部材の形状を概念的に示す図である。
【図７】第３の実施の形態にかかる環状部材の形状を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  スクロール圧縮機
１７  クランク軸
１７ａ１  一端
１７ｂ  偏心部
９０  回転軸
１２１  環状部材
１２１ａ，１７２ａ，１２１ｃ  溝
１２１ｄ  通路
１７２  主軸
２０１  隙間
２０１ａ  一方の端
ｄ  距離
【図１】
2009235948.tif 000003
【図２】
2009235948.tif 000004
【図３】
2009235948.tif 000005
【図４】
2009235948.tif 000006
【図５】
2009235948.tif 000007
【図６】
2009235948.tif 000008
【図７】
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