WO2016092688A1

WO2016092688A1 - 圧縮機

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Publication number: WO2016092688A1
Application number: PCT/JP2014/082927
Authority: WO
Inventors: 英彰永田; 下地　美保子; 角田　昌之
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-16
Also published as: JPWO2016092688A1; JP6250192B2

Abstract

　圧縮機は、外殻を構成し、下部に油溜りが形成されたシェルと、シェルに収容され、油溜りから油を吸い上げる油ポンプと、シェルの内部に設けられるモータと、シェルの内部に設けられ、モータによって駆動して作動ガスを圧縮する圧縮部と、油ポンプに吸い上げられた油が流通する油通路が内部に形成され、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達する軸部と、シェルの内部におけるモータ及び圧縮部の下方に設けられ、軸受を介して軸部を回転自在に支持するフレームと、フレームとモータとの間に設けられ、油通路からバイパスされた油が流通するバイパス流路が内部に形成されたバイパス装置と、を備え、バイパス流路のバイパス出口から流出する油が、フレームの上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、バイパス出口から油溜りまでの間に油を返す返油流路が形成されている。

Description

圧縮機

　本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。

　従来より、冷凍機又は空調機等に用いられる圧縮機として、例えばスクロール圧縮機が知られている。特許文献１には、回転軸の内部に、圧縮部の軸受に供給される油が流通する縦穴が形成されたスクロール圧縮機が開示されている。回転軸の内部には、縦穴に流通する油をバイパスする横穴と斜穴とが形成されている。また、横穴には、回転軸の回転運動で発生する遠心力によって水平移動し、横穴を開閉するピストンが設けられている。ピストンが回転軸から離れることにより、横穴が開放され、縦穴に流通する油が横穴にバイパスされる。これにより、油は、回転軸の外部に流出し、圧縮機の内部下方に形成されたオイル溜りに戻る。このように、特許文献１は、油を回転軸の外部に流出させることにより、油が圧縮部の軸受に過剰に供給されて、圧縮部に流入した後に圧縮機外に吐出されることを防止しようとするものである。

特開２００１－２７１７６９号公報

　しかしながら、特許文献１に開示されたスクロール圧縮機は、回転軸の外部に流出した油が、圧縮機の内部に流れる作動ガスによって輸送される。そして、輸送された油は、圧縮部に吸入された後、圧縮機外に吐出される。このため、バイパスされた油の一部は、オイル溜りに戻らず、圧縮機外に排出される。従って、特許文献１は、圧縮機の内部の油が枯渇して、軸受の潤滑不良が発生する虞がある。

　本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、バイパスされた油が従来よりも確実に油溜りに戻る圧縮機を提供するものである。

　本発明に係る圧縮機は、外殻を構成し、下部に油溜りが形成されたシェルと、シェルに収容され、油溜りから油を吸い上げる油ポンプと、シェルの内部に設けられるモータと、シェルの内部に設けられ、モータによって駆動して作動ガスを圧縮する圧縮部と、油ポンプに吸い上げられた油が流通する油通路が内部に形成され、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達する軸部と、シェルの内部におけるモータ及び圧縮部の下方に設けられ、軸受を介して軸部を回転自在に支持するフレームと、フレームとモータとの間に設けられ、油通路からバイパスされた油が流通するバイパス流路が内部に形成されたバイパス装置と、を備え、バイパス流路のバイパス出口から流出する油が、フレームの上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、バイパス出口から油溜りまでの間に油を返す返油流路が形成されている。

　本発明の圧縮機によれば、バイパス装置のバイパス出口から流出する油が、フレームの上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、バイパス出口から油溜りまでの間に油を返す返油流路が形成されている。このため、圧縮機は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜りに戻すことができる。

本発明の実施の形態１に係る圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態１におけるバイパス装置３０を示す断面図である。本発明の実施の形態１におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本発明の実施の形態１の変形例におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本発明の実施の形態２に係る圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態２におけるバイパス装置３０を示す断面図である。本発明の実施の形態２の第１変形例における圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態２の第２変形例における圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態３におけるバイパス装置３０を示す断面図である。本発明の実施の形態３の変形例における圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態４に係る圧縮機１を示す断面図である。本発明の実施の形態４におけるバイパス装置３０を示す断面図である。本発明の実施の形態５におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本発明の実施の形態５の変形例におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本発明の実施の形態６におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本発明の実施の形態７に係る圧縮機１の油量における回転数と吐出流量との関係を示すグラフである。

　以下、本発明に係る圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１を示す断面図である。この図１に基づいて、圧縮機１について説明する。圧縮機１は、例えば冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものであり、例えばスクロール圧縮機である。圧縮機１は、図１に示すように、シェル１７と、油ポンプ１６と、モータ１３と、圧縮部１ａと、軸部４と、フレーム１０と、バイパス装置３０とを有している。更に、圧縮機１は、吸入管１８と、吐出管１９と、上部フレーム９と、弁６と、スライダ５と、第１のバランサ１１と、第２のバランサ１２と、油戻し管２０とを有している。

　シェル１７は、圧縮機１の外殻を構成し、下部に油溜り１６ａが形成されたものである。また、油ポンプ１６は、シェル１７に収容され、油溜り１６ａから油を吸い上げるものである。この油ポンプ１６は、フレーム１０の中心の下部に設けられている。そして、油ポンプ１６は、油溜り１６ａから吸い上げた油を、圧縮機１の内部の各軸受部に供給する。

　モータ１３は、シェル１７の内部に設けられ、例えばフレーム１０の上方に設けられ、軸部４を回転するものである。モータ１３は、ロータ１４とステータ１５とを有している。ロータ１４は、ステータ１５の内周側に設けられており、軸部４に取り付けられている。そして、ロータ１４は、自らが回転することにより、軸部４を回転させるものである。ステータ１５は、インバータ６０から供給された電力によって、ロータ１４を回転させるものである。

　圧縮部１ａは、シェル１７に収容され、モータ１３によって駆動して作動ガスを圧縮するものである。圧縮部１ａは、固定スクロール３と揺動スクロール２とを有している。固定スクロール３は、シェル１７に固定されており、中央部には、圧縮された作動ガスが吐出される吐出ポート３ａが形成されている。揺動スクロール２は、固定スクロール３に対して公転旋回運動を行い、オルダムリング（図示せず）によって運動が規制されている。固定スクロール３と揺動スクロール２とは、互いに向き合った面に渦巻き体（図示せず）が形成された部材であり、双方の渦巻き体により圧縮室（図示せず）が形成されている。揺動スクロール２が軸部４によって揺動運動され、形成された圧縮室において作動ガスが圧縮される。

　軸部４は、油ポンプ１６に吸い上げられた油が流通する油通路４ａが内部に形成されており、モータ１３と圧縮部１ａとを接続してモータ１３の回転力を圧縮部１ａに伝達するものである。フレーム１０は、シェル１７の内部におけるモータ１３及び圧縮部１ａの下方に設けられ、軸受２２を介して軸部４を回転自在に支持するものである。なお、軸受２２は、フレーム１０と軸部４との間に設けられている。フレーム１０には、その外周端部に、油が油溜り１６ａに流入する油戻し孔２１が形成されている。この軸部４は、油ポンプ１６の上部に設けられている。そして、軸部４には、フレーム１０に固定された部分に下部通路４ｃが形成されている。

　吸入管１８は、シェル１７の側部に設けられており、作動ガスをシェル１７の内部に吸入する管である。吐出管１９は、シェル１７の上部に設けられており、作動ガスをシェル１７の外部に吐出する管である。上部フレーム９は、シェル１７の内部上方に設けられたものであり、フレーム１０と共に軸部４を支持している。そして、上部フレーム９の内部には、揺動スクロール２が収納されている。なお、上部フレーム９の上面には、固定スクロール３が固定されている。また、上部フレーム９には、吸入ポート９ａが形成されており、作動ガスは、吸入ポート９ａを通って圧縮部１ａに流入する。また、上部フレーム９と軸部４との間には、上部軸受２３が設けられている。なお、軸部４には、上部フレーム９に固定された部分に上部通路４ｄが形成されている。

　弁６は、固定スクロール３の上面に設けられており、固定スクロール３の吐出ポート３ａを塞ぐものである。そして、弁６には、ボルト８によって弁６に取り付けられた押さえ部７が設けられている。この押さえ部７は、弁６が固定スクロール３から離れたときの可動範囲を規制するものである。作動ガスは、固定スクロール３における渦巻き体が形成された面と反対側の面に、吐出ポート３ａを通って吐出される。その際、作動ガスは、弁６を押し上げて吐出される。なお、作動ガスが吐出された後、弁６は再び吐出ポート３ａを塞ぐ。このように、弁６は、吐出ポート３ａから吐出された作動ガスが、吐出ポート３ａに逆流することを防止している。

　スライダ５は、軸部４の上部の外周面に取り付けられた筒状の部材であり、揺動スクロール２の下部の内面に位置している。即ち、揺動スクロール２は、スライダ５を介して軸部４に取り付けられており、軸部４の回転に伴って揺動スクロール２も回転する。なお、揺動スクロール２とスライダ５との間には、揺動軸受２４が設けられている。スライダ５は、作動ガスの圧力と揺動スクロール２に作用する遠心力とによって、揺動スクロール２の揺動半径が大きくなる方向に移動する可変クランク機構である。

　第１のバランサ１１は、軸部４に取り付けられており、上部フレーム９とロータ１４との間に位置している。第１のバランサ１１は、揺動スクロール２及びスライダ５によって生じるアンバランスを相殺するものである。また、第２のバランサ１２は、軸部４に取り付けられており、ロータ１４とフレーム１０との間に位置し、ロータ１４の下面に取り付けられている。第２のバランサ１２は、揺動スクロール２及びスライダ５によって生じるアンバランスを相殺するものである。

　油戻し管２０は、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間と、フレーム１０とモータ１３との間の空間とを接続する管である。油戻し管２０は、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流通する油を、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出する。フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出した油は、フレーム１０に設けられた油戻し孔２１を通って油溜り１６ａに戻る。

　図２は、本発明の実施の形態１におけるバイパス装置３０を示す断面図である。図２に示すように、バイパス装置３０は、シェル１７の内部におけるフレーム１０とモータ１３との間に設けられ、油通路４ａに流通する油をバイパスするものである。バイパス装置３０には、内部に油が流通するバイパス流路３５が形成されており、バイパス流路３５には、バイパス流路３５を開閉する開閉部３８が設けられている。このバイパス装置３０は、軸部４に固定されており、軸部４が回転することに伴って回転する。なお、軸部４には、バイパス孔４ｂが設けられており、バイパス孔４ｂは、バイパス流路３５に接続されている。これにより、油通路４ａに流通する油の一部が、バイパス孔４ｂを通って、バイパス流路３５に流通する。

　図３は、本発明の実施の形態１におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。図３に示すように、バイパス装置３０は、弁ホルダ３１とスライド弁３２と付勢部３３と固定蓋３４とを有している。本実施の形態１においては、スライド弁３２、付勢部３３及び固定蓋３４が、開閉部３８を構成している。弁ホルダ３１は、バイパス装置３０の外殻を構成し、内部にバイパス通路が形成された筒状の部材である。スライド弁３２は、弁ホルダ３１の内部に収納されており、バイパス流路３５を塞ぐものである。付勢部３３は、弁ホルダ３１の内部に収納されており、スライド弁３２に取り付けられスライド弁３２を軸部４の側に向かって付勢するものである。なお、付勢部３３は、例えばコイルスプリングである。そして、固定蓋３４は、弁ホルダ３１に固定されており、付勢部３３が取り付けられている。

　圧縮機１が運転を開始して軸部４が回転し始めると、軸部４と共にバイパス装置３０も回転する。バイパス装置３０が回転すると、スライド弁３２には、遠心力及び油通路４ａに流通する油の圧力がかかる。これにより、スライド弁３２は、弁ホルダ３１の内部において軸部４から離れるように移動する。このように、スライド弁３２が移動することによって、バイパス流路３５が開放され、油通路４ａに流通する油がバイパス流路３５にバイパスされる。

　また、図２に示すように、圧縮機１には、返油流路５０が形成されている。返油流路５０は、バイパス装置３０におけるバイパス流路３５のバイパス出口３６から流出する油が、フレーム１０の上方の空間、例えばフレーム１０とモータ１３との間の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、バイパス出口３６から油溜り１６ａまでの間に形成され、油を返すものである。本実施の形態１においては、返油流路５０が、この軸部４の内部に形成されている。そして、バイパス流路３５におけるバイパス出口３６は、軸部４の内部に形成された返油流路５０に接続されている。そして、返油流路５０は、フレーム１０と油ポンプ１６との間の空間に接続されており、油は、この空間から油溜り１６ａに戻る。なお、返油流路５０は、軸部４の下端から穿孔されて形成されている。返油流路５０の先端は、フレーム１０の下方において開口されており、例えば図２においては、軸部４の下端部に相当する。

　次に、圧縮機１の内部における作動ガスの流れについて説明する。図１において、作動ガスの流れを破線矢印で示す。図１に示すように、作動ガスは、圧縮機１の外部から吸入管１８を通って吸入され、先ず、上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流入する。そして、上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流入した作動ガスは、フレーム１０に形成された吸入ポート９ａを通って圧縮部１ａに流入する。圧縮部１ａに流入した作動ガスは、圧縮部１ａによって圧縮される。圧縮された作動ガスは、固定スクロール３に形成された吐出ポート３ａから吐出される。その際、作動ガスは、弁６を押し上げて、固定スクロール３の上方の空間に流入する。その後、固定スクロール３の上方の空間に流入した作動ガスは、吐出管１９から圧縮機１の外部に吐出される。

　一方、上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流入した作動ガスの一部は、シェル１７における吸入管１８が設けられた部分に対向する部分において、ステータ１５とシェル１７との間を通って、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流入する。そして、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流入した作動ガスは、ロータ１４とステータ１５との間、及び、ステータ１５とシェル１７との間等を通って、再び上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流入する。その後、作動ガスは、圧縮部１ａにおいて圧縮されて吐出管１９から吐出される。

　次に、圧縮機１の内部における油の流れについて説明する。図１において、油の流れを実線矢印で示す。図１に示すように、油ポンプ１６によって油溜り１６ａから吸い上げられた油は、軸部４の内部に形成された油通路４ａに流入する。油通路４ａに流入した油の一部は、下部通路４ｃに流入し、軸受２２を潤滑する。その後、軸受２２を潤滑した油は、フレーム１０と油ポンプ１６との間の空間に流入し、油溜り１６ａに戻る。また、油通路４ａに流入した油の一部は、上部通路４ｄに流入し、上部軸受２３を潤滑する。上部軸受２３を潤滑した油は、一部が、上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流出し、一部が、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出する。

　上部フレーム９とモータ１３との間の空間に流出した油は、ロータ１４とステータ１５との間を通って、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流入し、フレーム１０に形成された油戻し孔２１を通って、油溜り１６ａに戻る。一方、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出した油は、油戻し管２０に流入し、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出する。そして、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出した油は、油戻し孔２１を通って油溜り１６ａに戻る。

　更に、油通路４ａに流入した油の一部は、軸部４の上端まで到達し、揺動軸受２４を潤滑する。揺動軸受２４を潤滑した油は、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出し、油戻し管２０に流入する。油戻し管２０に流入した油は、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出し、油戻し孔２１を通って油溜り１６ａに戻る。なお、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出した油の一部は、揺動スクロール２において上部フレーム９に対向するスラスト面と、上部フレーム９との間を通って、圧縮室に取り込まれる。そして、圧縮室に取り込まれた油は、圧縮機１の外部に吐出される。なお、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出した油は、揺動スクロール２の揺動によって撹拌される。

　図２において、油の流れを実線矢印で示す。油通路４ａに流入した油の一部は、バイパス孔４ｂを通ってバイパス流路３５に流入する。バイパス流路３５に流入した油は、上記のように開閉部３８によってバイパス流路３５が開放されることにより、バイパス流路３５を流れていく。このように、圧縮機１においては、バイパス装置３０が設けられていることにより、バイパス装置３０より上方に配置された上部軸受２３及び揺動軸受２４に供給される油が減少する。従って、上部フレーム９と揺動スクロール２との間の空間に流出する油も減少するため、揺動スクロール２の揺動による撹拌損失が減少する。また、揺動スクロール２のスラスト面と上部フレーム９との間を通る油も減少するため、圧縮機１の外部に吐出される油も減少する。なお、バイパス流路３５を流れていく油は、バイパス出口３６から返油流路５０に流入する。そして、返油流路５０に流入した油は、フレーム１０と油ポンプ１６との間の空間に流入し、油溜り１６ａに戻る。

　次に、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１の作用について説明する。返油流路５０は、バイパス装置３０におけるバイパス流路３５のバイパス出口３６から流出する油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、バイパス出口３６から油溜り１６ａまでの間に形成され、油を返す。前述の如く、一部の作動ガスは、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流通しており、いずれは圧縮機１の外部に吐出される。圧縮機１には、返油流路５０が形成されているため、油が、フレーム１０の上方の間の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。従って、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　（実施の形態１の変形例）
　次に、本発明の実施の形態１の変形例に係る圧縮機１について説明する。図４は、本発明の実施の形態１の変形例におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。変形例では、図４に示すように、バイパス装置３０は、可撓性を備えるリード弁４０を有している点で、実施の形態１と相違する。バイパス装置３０は、弁ホルダ３１とリード弁４０と固定蓋３４とを有している。本変形例においては、リード弁４０及び固定蓋３４が、開閉部３８を構成している。弁ホルダ３１は、バイパス装置３０の外殻を構成し、内部にバイパス通路が形成された筒状の部材である。リード弁４０は、弁ホルダ３１の内部に収納されており、バイパス流路３５を塞ぐものである。固定蓋３４は、弁ホルダ３１に固定されている。

　圧縮機１が運転を開始して軸部４が回転し始めると、軸部４と共にバイパス装置３０も回転する。バイパス装置３０が回転すると、リード弁４０には、遠心力及び油通路４ａに流通する油の圧力がかかる。これにより、リード弁４０は、弾性変形する。このように、リード弁４０が弾性変形することによって、バイパス流路３５が開放され、油通路４ａに流通する油がバイパス流路３５にバイパスされる。このように、バイパス装置３０がリード弁４０を有している構成であっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１を示す断面図である。本実施の形態２は、カバー８０を有し、返油流路５０が、カバー８０の内周面と軸部４の外周面との間に形成されている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

　図５に示すように、カバー８０は、フレーム１０から立設し、軸部４の外周を覆う筒状の部材である。カバー８０は、バイパス装置３０の側面の一部を覆うように上方に延びているが、バイパス装置３０の側面の全部を覆うように構成してもよいし、カバー８０の側面を覆わないように構成してもよい。そして、フレーム１０には、カバー８０が立設する位置よりも軸部４側において、返油流路５０から油溜り１６ａに油が流通する返油孔８５が形成されている。そして、返油流路５０は、カバー８０の内周面と軸部４の外周面との間に形成されており、実施の形態１のように、軸部４の内部には形成されていない。また、バイパス流路３５のバイパス出口３６は、フレーム１０側を向いている。上記のとおり、カバー８０は、バイパス装置３０の側面の少なくとも一部を覆うように上方に延びているため、バイパス出口３６からフレーム１０までの間は、フレーム１０とモータ１３との間の空間と隔絶されている。

　次に、返油流路５０における油の流れについて説明する。図６は、本発明の実施の形態２におけるバイパス装置３０を示す断面図である。図６において、油の流れを実線矢印で示す。図６に示すように、バイパス出口３６から流出した油は、カバー８０の内周面に当たる。そして、カバー８０の内周面に当たった油は、カバー８０の内周面を伝って、フレーム１０に形成された返油孔８５を通り、油溜り１６ａに戻る。

　なお、前述の如く、バイパス出口３６からフレーム１０までの間は、フレーム１０とモータ１３との間の空間と隔絶されている。このため、バイパス出口３６から流出した油は、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流入し難い。従って、本実施の形態２においても、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。このように、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　なお、本実施の形態２において、バイパス装置３０は、スライド弁３２を有していてもよく、リード弁４０を有していてもよい。

　（実施の形態２の第１変形例）
　次に、本発明の実施の形態２の第１変形例に係る圧縮機１について説明する。図７は、本発明の実施の形態２の第１変形例における圧縮機１を示す断面図である。第１変形例では、図７に示すように、カバー８０が折り返し部８１を有している点で、実施の形態２と相違する。カバー８０の上端は、軸部４側に向かって水平に延びる折り返し部８１となっている。バイパス出口３６から流出した油は、カバー８０の内周面に当たる。第１変形例では、折り返し部８１が設けられていることにより、カバー８０の内周面に当たった油が、カバー８０の内周面を上方に伝って、バイパス装置３０とカバー８０との間から、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出することを抑制している。これにより、実施の形態２で得られる効果に加え、更に、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止することができる。

　（実施の形態２の第２変形例）
　次に、本発明の実施の形態２の第２変形例に係る圧縮機１について説明する。図８は、本発明の実施の形態２の第２変形例における圧縮機１を示す断面図である。第２変形例では、図８に示すように、カバー８０がフレーム１０から上方に延びるに従って軸部４側に近づくように傾斜している点で、実施の形態２と相違する。即ち、カバー８０と軸部４との間の距離は、カバー８０の下部側が広く、カバー８０の上部側が狭くなっている。なお、カバー８０は、フレーム１０から上方に延びるに従って連続して縮径するように構成してもよい。バイパス出口３６から流出した油は、カバー８０の内周面に当たる。

　第２変形例では、カバー８０がフレーム１０から上方に延びるに従って軸部４側に近づくように傾斜している。このため、バイパス出口３６から流出してカバー８０の内周面に当たった油は、カバー８０が直立しているよりも更に、フレーム１０に向かって下降していこうとする力が増す。このため、油は、カバー８０の内周面において、フレーム１０側に伝っていき易い。従って、カバー８０の内周面に当たった油が、カバー８０の内周面を上方に伝って、バイパス装置３０とカバー８０との間から、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出することを抑制している。これにより、実施の形態２で得られる効果に加え、更に、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止することができる。なお、カバー８０は、折り返し部８１を有しているが、折り返し部８１を省略してもよい。

実施の形態３．
　次に、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１について説明する。図９は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１を示す断面図である。本実施の形態３は、ガイド７０を有し、返油流路５０が、ガイド７０の内周面と軸部４の外周面との間に形成されている点で、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態３で特に記載しない構成は、実施の形態１、２と同様とする。そして、本実施の形態３では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

　図９に示すように、ガイド７０は、バイパス装置３０の下部からフレーム１０に向かって延び、軸部４の外周を覆う筒状の部材である。そして、返油流路５０は、ガイド７０の内周面と軸部４の外周面との間に形成されている。なお、ガイド７０は、バイパス装置３０におけるバイパス出口３６よりも外周側に設けられている。また、ガイド７０は、バイパス装置３０から下方に延びるに従って段階的に縮径されている。即ち、ガイド７０と軸部４との間の距離は、カバー８０の下部側が広く、カバー８０の上部側が狭くなっている。なお、ガイド７０は、バイパス装置３０から下方に延びるに従って連続して縮径するように構成してもよい。

　また、ガイド７０の下端とフレーム１０の上面との間の隙間は、十分に小さくされており、軸部４とガイド７０との間から流出した油が飛び散ることを抑制している。なお、ガイド７０の下端とフレーム１０の上面との間の隙間は、軸部４の外周の全周に形成されている。この全周における隙間の開口断面積は、バイパス装置３０に形成されたバイパス流路３５の断面積よりも大きい。これにより、バイパス出口３６から流出した油は、ガイド７０の下端とフレーム１０の上面との間の隙間で詰まり難く、フレーム１０に形成された油戻し孔２１に向かって円滑に流れることができる。

　次に、返油流路５０における油の流れについて説明する。図１０は、本発明の実施の形態３におけるバイパス装置３０を示す断面図である。図１０において、油の流れを実線矢印で示す。図１０に示すように、バイパス出口３６から流出した油は、ガイド７０の内周面に当たる。そして、ガイド７０の内周面に当たった油は、ガイド７０の内周面を伝って、軸部４とガイド７０との間から、フレーム１０の上面に流出する。なお、上記のとおり、ガイド７０の下端とフレーム１０の上面との間の隙間は、十分に小さい。このため、軸部４とガイド７０との間から流出した油は、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることなく、フレーム１０の上面において、連続する液体の状態で伝わり、フレーム１０に形成された油戻し孔２１から油溜り１６ａに戻る。なお、軸受２２に供給された油は、軸受２２の隙間からフレーム１０の上面に流出し、軸部４とガイド７０との間から流出した油と合流する。そして、合流した油は、油溜り１６ａに戻る。

　このように、本実施の形態３においても、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。従って、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　なお、本実施の形態３において、バイパス装置３０は、スライド弁３２を有していてもよく、リード弁４０を有していてもよい。

　（実施の形態３の変形例）
　次に、本発明の実施の形態３の変形例に係る圧縮機１について説明する。図１１は、本発明の実施の形態３の変形例における圧縮機１を示す断面図である。変形例では、図１１に示すように、ガイド７０が鍔部７１を有している点で、実施の形態３と相違する。カバー８０の下端は、フレーム１０に沿って軸部４から離れる方向に向かって延びる鍔部７１となっている。軸部４とガイド７０との間から流出した油は、フレーム１０の上面を伝って油戻し孔２１に流れる。変形例では、鍔部７１が設けられていることにより、軸部４とガイド７０との間から流出した油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが更に防止される。従って、油は、フレーム１０の上面を伝わり易い。このように、実施の形態３で得られる効果に加え、更に、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止することができる。

実施の形態４．
　次に、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１について説明する。図１２は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１を示す断面図である。本実施の形態４は、カバー８０とガイド７０とを有し、返油流路５０が、カバー８０の内周面及びガイド７０の内周面と、軸部４の外周面との間に形成されている点で、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態４で特に記載しない構成は、実施の形態１、２、３と同様とする。そして、本実施の形態４では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

　図１２に示すように、カバー８０は、フレーム１０の上面に設けられ、フレーム１０に沿って軸部４側に向かって延び、ガイド７０の外周を覆う筒状の部材である。そして、返油流路５０は、カバー８０とフレーム１０との間に形成されている。また、カバー８０は、フレーム１０から軸部４に向かって傾斜するように延びている。なお、カバー８０は、バイパス装置３０の側面を覆っていない点で実施の形態２と相違する。そして、フレーム１０には、カバー８０が設けられた位置よりも軸部４側において、返油流路５０から油溜り１６ａに油が流通する返油孔８５が形成されている。

　また、ガイド７０は、バイパス装置３０の下部からフレーム１０に向かって延びる筒状の部材である。ガイド７０は、バイパス装置３０から下方に延びるに従って段階的に縮径されている点で、実施の形態３と共通する。そして、返油流路５０は、カバー８０の内周面及びガイド７０の内周面と、軸部４の外周面との間に形成されている。このように、返油流路５０は、ガイド７０の内周面と軸部４の外周面との間、及び、カバー８０とフレーム１０との間に形成されている。なお、ガイド７０の下端とカバー８０の上端とは、近接しており、これにより、返油流路５０は、フレーム１０とモータ１３との間の空間と隔絶されている。

　次に、返油流路５０における油の流れについて説明する。図１３は、本発明の実施の形態４におけるバイパス装置３０を示す断面図である。図１３において、油の流れを実線矢印で示す。図１３に示すように、バイパス出口３６から流出した油は、ガイド７０の内周面に当たる。そして、ガイド７０の内周面に当たった油は、ガイド７０の内周面を伝って、軸部４とガイド７０との間から、フレーム１０の上面に流出する。その後、フレーム１０の上面に流出した油は、フレーム１０とカバー８０との間の空間を流れていき、フレーム１０に形成された返油孔８５を通り、油溜り１６ａに戻る。

　なお、前述の如く、返油流路５０は、フレーム１０とモータ１３との間の空間と隔絶されている。このため、返油流路５０を通る油は、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流入し難い。従って、本実施の形態４においても、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。このように、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　なお、本実施の形態４において、バイパス装置３０は、スライド弁３２を有していてもよく、リード弁４０を有していてもよい。

実施の形態５．
　次に、本発明の実施の形態５に係る圧縮機１について説明する。図１４は、本発明の実施の形態５におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本実施の形態５は、バイパス装置３０に形成されたバイパス流路３５が傾斜している点で、実施の形態２と相違する。なお、本実施の形態５で特に記載しない構成は、実施の形態１、２、３、４と同様とする。そして、本実施の形態５では、実施の形態１、２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。

　図１４に示すように、バイパス装置３０に形成されたバイパス流路３５は、バイパス出口３６から流出する油が軸部４側に流出するように傾斜している。これにより、バイパス出口３６から流出する油は、軸部４が回転する際に発生する遠心力に逆らって、軸部４側に流出する。従って、バイパス出口３６から流出する油は、バイパス出口３６に対し軸部４側とは反対側に位置するカバー８０側に流出し難い。よって、バイパス出口３６から流出した油は、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出し難い。従って、本実施の形態５においても、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。このように、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　なお、本実施の形態５において、バイパス装置３０は、スライド弁３２を有していてもよく、リード弁４０を有していてもよい。

　（実施の形態５の変形例）
　次に、本発明の実施の形態５の変形例に係る圧縮機１について説明する。図１５は、本発明の実施の形態５の変形例におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。変形例では、図１５に示すように、圧縮機１がガイド７０を有しており、カバー８０を有していない点で、実施の形態５と相違する。そして、バイパス装置３０に形成されたバイパス流路３５は、バイパス出口３６から流出する油が軸部４側に流出するように傾斜している。これにより、バイパス出口３６から流出する油は、軸部４が回転する際に発生する遠心力に逆らって、軸部４側に流出する。このため、返油流路５０の幅を狭められる。即ち、変形例では、ガイド７０を小径化することができ、これにより、ガイド７０の軽量化を図ることができる。そして、ガイド７０が軽量化されることにより、圧縮機１自体も軽量化されるため、圧縮機１の回転機構の慣性モーメントが小さくなる。よって、圧縮機１は、小さな動力で始動及び加速等が行われる。

実施の形態６．
　次に、本発明の実施の形態６に係る圧縮機１について説明する。図１６は、本発明の実施の形態６におけるバイパス装置３０を示す拡大図である。本実施の形態６は、バイパス装置３０及びカバー８０に設けられた突起９０を有している点で、実施の形態２と相違する。なお、本実施の形態６で特に記載しない構成は、実施の形態１、２、３、４、５と同様とする。そして、本実施の形態６では、実施の形態１、２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。

　図１６に示すように、突起９０は、一方が、カバー８０におけるバイパス装置３０に対向する位置からバイパス装置３０に向かって突出するものであり、他方が、バイパス装置３０におけるカバー８０に対向する位置からカバー８０に向かって突出するものである。

　このように、バイパス装置３０とカバー８０との間において、突起９０がある分だけ、油の流路が長く且つ複雑になる。よって、バイパス出口３６から流出した油は、フレーム１０とモータ１３との間の空間に流出し難い。従って、本実施の形態６においても、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される。このように、圧縮機１は、バイパスされた油を、従来よりも確実に油溜り１６ａに戻すことができる。更に、圧縮機１は、油が、フレーム１０とモータ１３との間に流れる作動ガスに輸送されて、圧縮機１の外部に吐出されることを抑制することができる。

　なお、本実施の形態６では、バイパス装置３０及びカバー８０のいずれにも突起９０が設けられているが、バイパス装置３０又はカバー８０のいずれかに突起９０が設けられていてもよい。また、本実施の形態６において、バイパス装置３０は、スライド弁３２を有していてもよく、リード弁４０を有していてもよい。

実施の形態７．
　次に、本発明の実施の形態７に係る圧縮機１について説明する。図１７は、本発明の実施の形態７に係る圧縮機１の油量における回転数と吐出流量との関係を示すグラフである。本実施の形態７は、油ポンプ１６が容積型である。なお、本実施の形態７で特に記載しない構成は、実施の形態１、２、３、４、５、６と同様とする。

　圧縮機１の油ポンプ１６として、軸部４の回転によって生じる遠心力を利用する遠心型と、容積変化によって油を押し出す容積型とが知られている。図１７に示すように、容積型の油ポンプ１６の油量（実線）は、回転数が増加するに従って吐出流量も比例的に増加する。これに対し、遠心型の油ポンプ１６の油量（破線）は、回転数が増加するに従って、吐出流量自体は増加するものの、それに伴い、軸部４に形成された油通路４ａに生じる流動抵抗が増加するため、吐出流量の増加率が減少する。そして、圧縮機１の軸受部を潤滑するために必要な油の必要油量（二点鎖線）は、回転数が増加するに従って増加し、また吐出流量が増加するに従って増加する。

　ここで、容積型の油ポンプ１６の油量と必要油量との差は、容積型の油ポンプ１６におけるバイパス油量に相当する。また、遠心型の油ポンプ１６の油量と必要油量との差は、遠心型の油ポンプ１６におけるバイパス油量に相当する。図１７に示すように、容積型の油ポンプ１６におけるバイパス油量は、遠心型の油ポンプ１６におけるバイパス油量よりも多い。従って、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止する効果は、容積型の油ポンプ１６の方が遠心型の油ポンプ１６よりも高い。このように、本実施の形態７に係る圧縮機１は、容積型の油ポンプ１６が用いられているため、油が、フレーム１０の上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることが防止される効果が高い。

　なお、上記実施の形態は、圧縮機１がスクロール圧縮機である場合を例示しているが、圧縮機１は、スクロール圧縮機に限定されず、そのほかの圧縮機としてもよい。また、上記実施の形態は、圧縮機１が低圧シェル型である場合を例示しているが、高圧シェル型としてもよい。

　１　圧縮機、１ａ　圧縮部、２　揺動スクロール、３　固定スクロール、３ａ　吐出ポート、４　軸部、４ａ　油通路、４ｂ　バイパス孔、４ｃ　下部通路、４ｄ　上部通路、５　スライダ、６　弁、７　押さえ部、８　ボルト、９　上部フレーム、９ａ　吸入ポート、１０　フレーム、１１　第１のバランサ、１２　第２のバランサ、１３　モータ、１４　ロータ、１５　ステータ、１６　油ポンプ、１６ａ　油溜り、１７　シェル、１８　吸入管、１９　吐出管、２０　油戻し管、２１　油戻し孔、２２　軸受、２３　上部軸受、２４　揺動軸受、３０　バイパス装置、３１　弁ホルダ、３２　スライド弁、３３　付勢部、３４　固定蓋、３５　バイパス流路、３６　バイパス出口、３８　開閉部、４０　リード弁、５０　返油流路、６０　インバータ、７０　ガイド、７１　鍔部、８０　カバー、８１　折り返し部、８５　返油孔、９０　突起。

Claims

　外殻を構成し、下部に油溜りが形成されたシェルと、
　前記シェルに収容され、前記油溜りから油を吸い上げる油ポンプと、
　前記シェルの内部に設けられるモータと、
　前記シェルの内部に設けられ、前記モータによって駆動して作動ガスを圧縮する圧縮部と、
　前記油ポンプに吸い上げられた油が流通する油通路が内部に形成され、前記モータと前記圧縮部とを接続して前記モータの回転力を前記圧縮部に伝達する軸部と、
　前記シェルの内部における前記モータ及び前記圧縮部の下方に設けられ、軸受を介して前記軸部を回転自在に支持するフレームと、
　前記フレームと前記モータとの間に設けられ、前記油通路からバイパスされた油が流通するバイパス流路が内部に形成されたバイパス装置と、を備え、
　前記バイパス流路のバイパス出口から流出する油が、前記フレームの上方の空間に流れる作動ガスに油滴として巻き込まれることを防止するように、前記バイパス出口から前記油溜りまでの間に油を返す返油流路が形成されている圧縮機。
　前記返油流路は、
　前記軸部の内部に形成されており、
　前記バイパス流路における前記バイパス出口は、
　前記軸部の内部に形成された前記返油流路に接続されている請求項１記載の圧縮機。
　前記フレームから立設し、前記軸部の外周を覆う筒状のカバーを備え、
　前記返油流路は、
　前記カバーの内周面と前記軸部の外周面との間に形成されている請求項１記載の圧縮機。
　前記カバーは、
　上端部が前記バイパス装置に対向する位置まで延びており、
　前記カバーにおける前記バイパス装置に対向する位置から前記バイパス装置に向かって突出する突起、及び、前記バイパス装置における前記カバーに対向する位置から前記カバーに向かって突出する突起のうちの少なくとも一方を備える請求項３記載の圧縮機。
　前記カバーは、
　その上端部から前記軸部側に向かって延びる折り返し部を有する請求項３又は４記載の圧縮機。
　前記フレームには、
　前記カバーが立設する位置よりも前記軸部側において、前記返油流路から前記油溜りに油が流通する返油孔が形成されている請求項３～５のいずれか１項に記載の圧縮機。
　前記バイパス装置の下部から前記フレームに向かって延び、前記軸部の外周を覆う筒状のガイドを備え、
　前記返油流路は、
　前記ガイドの内周面と前記軸部の外周面との間に形成されている請求項１記載の圧縮機。
　前記ガイドは、
　その下端部から前記フレームに沿って前記軸部から離れる方向に向かって延びる鍔部を有する請求項７記載の圧縮機。
　前記フレームの上面に設けられ、前記フレームに沿って前記軸部側に向かって延び、前記ガイドの外周を覆う筒状のカバーを備え、
　前記返油流路は、
　前記カバーと前記フレームとの間に形成されている請求項７又は８記載の圧縮機。
　前記フレームには、
　前記カバーが設けられた位置よりも前記軸部側において、前記返油流路から前記油溜りに油が流通する返油孔が形成されている請求項９記載の圧縮機。
　前記バイパス装置に形成された前記バイパス流路は、
　前記バイパス出口から流出する油が前記軸部側に流出するように傾斜している請求項１～１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
　前記油ポンプは、容積型である請求項１～１１のいずれか１項に記載の圧縮機。