(57)【要約】【課題】転がり軸受の内輪転がり摺動面および外輪転がり摺動面への必要な潤滑油を確保できるようにし、転がり軸受の損傷を防止でき、信頼性を向上させることができる圧縮機とする。【解決手段】圧縮機構部と、該圧縮機構部を回転軸を介して駆動する駆動部と、前記回転軸を回転自在に支持する転がり軸受と、これらを収納する密閉容器と、前記密閉容器の下部に潤滑油を溜める油溜り部と、を備え、前記転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体と、を備えて構成される圧縮機において、前記回転軸の内部に前記油溜り部の潤滑油を前記軸受に供給するための軸受給油通路が形成されるとともに、前記内輪に前記給油通路から供給された潤滑油を前記転動体に供給する内輪給油通路が形成される。【選択図】  図２
2014227838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部と、
該圧縮機構部を回転軸を介して駆動する駆動部と、
前記回転軸を回転自在に支持する転がり軸受と、
これらを収納する密閉容器と、
前記密閉容器の下部に潤滑油を溜める油溜り部と、を備え、
前記転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体と、を備えて構成される圧縮機において、
前記回転軸の内部に前記油溜り部の潤滑油を前記軸受に供給するための軸受給油通路が形成されるとともに、
前記内輪に前記給油通路から供給された潤滑油を前記転動体に供給する内輪給油通路が形成されることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
前記内輪に前記内輪給油通路と対応する位置の外周に円周溝が形成され、
前記給油通路から潤滑油が前記円周溝に供給され、前記円周溝の潤滑油が前記内輪給油通路に供給されることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮機において、
前記回転軸に前記給油通路と対応する位置の外周に円周溝が形成され、
前記給油通路から潤滑油が前記円周溝に供給され、前記円周溝の潤滑油が前記内輪給油通路に供給されることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の圧縮機において、
前記内輪給油通路の出口側は前記転動体へ向かう方向に形成されることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の圧縮機において、
前記内輪の上面から前記転動体の中心までの長さをＬとすると、
前記内輪給油通路は前記上面からＬ／２の位置に対応するように形成されることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機について、特に回転軸を回転自在に支持する軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景技術として、特開２００４−３１６５３７号公報（特許文献１）があり、この公報には、「給油ポンプから供給される潤滑油を副軸受に供給する給油通路を該副軸受の上面側空間に開口するように形成し、該副軸受の上面を覆うようにカバーを設けて回転軸の給油通路の開口部から該副軸受の転動体の転がり摺動面を潤滑し、該副軸受の下端部内部空間から油溜り部へ排出する通路を設け、撹拌損失の低減とカバー上面部からの潤滑油の流出を防止することで油上りを防止できる」と記載されている。
【０００３】
また、特開２００４−２１８６４７号公報（特許文献２）によれば、「転がり軸受の外輪を支持する筒状部が回転軸の給油孔の開口部と同じ高さとなるように設けられたサブフレームを構成することによって、軸受の上端側に供給された潤滑油は空間部を流化し、軸受転動体摺動面を潤滑した後に排油通路を通じてサブフレーム下方の空間に排出され、油溜まりに戻される。したがって、軸受の下端開口が閉塞されていると、軸受に供給された潤滑油が上端部の空間から溢れ、筒状部を超えて外側に流出し、空間容器内を流通する冷媒ガスによって巻き上げられ圧縮機に吸入されて油上りを招くことを防止できる、更に、軸受の潤滑がスムーズに行われる」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１６５３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１によれば、給油ポンプから供給される潤滑油を副軸受に供給する給油通路を該副軸受の上面側空間に開口するように設置されているので、回転軸の遠心力作用によって軸受外周部の外輪の転がり摺動面に潤滑油が供給されやすくなるが、内輪の転がり摺動面には潤滑油が供給され難い給油構造であるために内輪側の転がり摺動面にスミアリングやフレーキングといった軸受損傷が発生する虞があるという課題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２によれば、転がり軸受の外輪を支持する筒状部が回転軸の給油孔の開口部と同じ高さとなるように設けられたサブフレームを構成することによって、軸受の上端側に供給された潤滑油は空間部を流化し、軸受の転動体が転がる摺動面を潤滑した後に排油通路を通じてサブフレーム下方の空間に排出され、油溜まりに戻されると記載されているが、筒状部上面にカバーがついていないために高速運転時に上部空間に滞留した潤滑油が容器空間内に排出され冷媒ガスによって巻き上げられて圧縮機の吐出口からサイクルへ油が流出して油上りが増加してしまうという課題があった。更には、転がり軸受の外輪を支持する筒状部が回転軸の給油孔の開口部と同じ高さとなるように設けられたサブフレームを構成しているので、給油孔から排出した潤滑油は、遠心力作用によって筒状部に当り、外輪転がり摺動面に潤滑油が供給されやすいが、内輪の転がり摺動面に潤滑油が供給され難いために内輪の転がり摺動面にスミアリングやフレーキングといった軸受損傷が発生しやすいという課題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、転がり軸受の内輪転がり摺動面および外輪転がり摺動面への必要な潤滑油を確保できるようにし、転がり軸受の損傷を防止でき、信頼性を向上させることができる圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、  
「圧縮機構部と、
該圧縮機構部を回転軸を介して駆動する駆動部と、
前記回転軸を回転自在に支持する転がり軸受と、
これらを収納する密閉容器と、
前記密閉容器の下部に潤滑油を溜める油溜り部と、を備え、
前記転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体と、を備えて構成される圧縮機において、
前記回転軸の内部に前記油溜り部の潤滑油を前記軸受に供給するための軸受給油通路が形成されるとともに、
前記内輪に前記給油通路から供給された潤滑油を前記転動体に供給する内輪給油通路が形成されること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、転がり軸受の内輪転がり摺動面および外輪転がり摺動面への必要な潤滑油を確保できるので、転がり軸受の損傷を防止でき、信頼性を向上させることができる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例におけるスクロール圧縮機の全体構造図である。
【図２】本発明の第１実施例における副軸受部近傍の拡大図である。
【図３】本発明の第１実施例および第２実施例における転がり軸受の断面構造図である。
【図４】本発明の第２の実施例における副軸受の拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施例における転がり軸受の断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第１の実施例を示すスクロール圧縮機について、図１を用いて詳細に説明する。本実施例はＨＦＣ系冷媒、自然系冷媒である空気、二酸化炭素及びその他の圧縮性ガスを取扱うスクロール圧縮機に係り、特に、副軸受および給油ポンプを備えたスクロール圧縮機に関するものである。なお、本実施例ではスクロール圧縮機について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなくロータリー圧縮機などのその他の圧縮機の回転軸を支持する軸受に対しても適用可能である。
【００１３】
図１は本実施例のスクロール圧縮機の全体構造を説明するための図である。スクロール圧縮機１は、圧縮機構部２と駆動部３とを密閉容器１００内に収納して構成する。該圧縮機構部２は、固定スクロール１１０と旋回スクロール１２０とフレーム１６０から構成される。固定スクロール１１０は、固定側板部１１０ｂと該固定側板部１１０ｂに垂直に立設する固定側渦巻状ラップ１１０ａを有する。また固定スクロール１１０はラップ中央部に吐出口１１０ｅを有し、フレーム１６０に複数のボルトを介して固定される。
【００１４】
旋回スクロール１２０は、旋回側板部１２０ｂと該旋回側板部１２０ｂに垂直に立設する旋回側渦巻状ラップ１２０ａを有する。また旋回スクロール１２０は、旋回側板部１２０ｂの背面側にボス部１２０ｅとボス部端面１２０ｆで構成される。ボス部１２０ｅは内周側に旋回軸受１０３が設けられ、この旋回軸受１０３により回転軸１０１の偏心ピン部１０１ａを回転自在に支持する。固定スクロール１１０と旋回スクロール１２０を噛合わせて構成した圧縮室１３０は、旋回スクロール１２０が旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作を行う。この圧縮動作では、旋回スクロール１２０の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口１４０から圧縮室１３０へ吸込まれ、吸込まれた作動流体が圧縮行程を経て固定スクロール１１０の吐出口１１０ｅから密閉容器１００内の吐出空間１３６に吐出される。この吐出された冷媒は吐出口１５０を経由して密閉容器１００から吐出される。これによって、密閉容器１００内の空間は吐出空間１３６とほぼ同様の吐出圧力に保たれる。
【００１５】
旋回スクロール１２０を旋回運動させる駆動部３は、ステータ１０８及びロータ１０７と、回転軸１０１と、旋回スクロール１２０の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手１３４と、フレーム１６０と、主軸受１０４、副軸受１０５と、旋回軸受１０３で構成される。
【００１６】
回転軸１０１は主軸部１０１ｂと偏心ピン部１０１ａとを一体に備えて構成される。主軸受１０４、副軸受１０５は回転軸１０１を回転自在に支持するように構成される。旋回軸受１０３は、回転軸１０１の偏芯ピン部１０１ａを回転軸方向に移動可能にかつ回転自在に支持するように、旋回スクロールのボス部１２０ｅに設けられる。主軸受１０４はステータ１０８及びロータ１０７から構成される電動機（駆動部３）に対して圧縮機構部２の側に配置され、副軸受１０５は上記電動機（駆動部３）に対して油溜り部１３１の側にそれぞれ配置される。
【００１７】
本実施例において、圧縮機構部２の近傍の主軸受１０４に転がり軸受を用いることが望ましいがすべり軸受でも良い。また、油溜り部１３１の近傍の副軸受１０５には図示のような転がり軸受を用いる。オルダム継手１３４は、旋回スクロール１２０とフレーム１６０とにより構成した背圧室１８０に配設されており、固定スクロール１１０と旋回スクロール１２０の自転防止部材である。オルダム継手１３４に形成した直交する２組のキー部分の１組がフレーム１６０に構成したキー溝１４１を滑動し、残りの１組が旋回スクロール１２０の背面側に構成したキー溝を滑動する。
【００１８】
図１を用いて、背圧室１８０を圧力的に分離するシール構造に関して説明する。  
旋回スクロール１２０の背面側に構成される空間は、旋回スクロール１２０とフレーム１６０と固定スクロール１１０とで囲まれて構成される空間である。高圧室と背圧室との分離手段は、旋回スクロール１２０の背面側のボス部端面１２０ｆと、これに対面するフレーム１６０の端面部に構成されたリング状溝１６１と、リング状溝１６１に配設されたシール部材１７２とを備えて構成される。ここで、ボス部端面１２０ｆは、シール部材１７２と接するシール面である。
【００１９】
シール部材１７２は、背圧室１８０と高圧室１８１を圧力的に分離するシール手段である。高圧室１８１は、旋回軸受１０３、主軸受１０４、スラスト軸受２０４から排出された潤滑油をシール部材１７２でシールしており、ポンプ作用による昇圧作用と軸受部や隙間部を通過する時に減圧作用を受けるものの、ほぼ吐出圧力程度の圧力空間になる。背圧室１８０内に設けられたオルダム継手１３４等の摺動部を潤滑するために、高圧室１８１と背圧室１８０を断続的あるいは連続的に連通させる小孔１７０をボス部端面１２０ｆに設けてある。
【００２０】
旋回軸受１０３、主軸受１０４及び副軸受１０５への給油は、回転軸１０１内に設けた給油通路１０２と給油ポンプ１０６とで行う。即ち、密閉容器１００の下部空間の油溜り部１３１に溜めた潤滑油を給油ポンプ１０６で吸引して給油通路１０２を通して各軸受部へ潤滑油を供給する。給油ポンプとしては、図示していないが回転軸１０１に取り付けられ、偏芯回転動作により潤滑油を供給する遠心ポンプを用いると良いが、これに限定されるものではない。
【００２１】
図２は本実施例における副軸受１０５の近傍の拡大図である。この図２を用いて副軸受１０５への給油通路に関する構造について説明する。まず給油ポンプ１０６で昇圧された潤滑油は回転軸１０１内に設けられた給油通路１０２を通って旋回軸受１０３および主軸受１０４へ供給される。そして給油通路１０２を流れる潤滑油の一部が副軸受給油通路１０２ａに分岐されることで副軸受１０５への潤滑油の供給が行われる。
【００２２】
図３は本実施例における転がり軸受である副軸受１０５の断面構造図を示している。図２、３を用いて副軸受１０５の潤滑経路について説明する。従来の副軸受への潤滑油供給方法では内輪側の転がり摺動面の潤滑が不十分となる虞があったため、本実施例の構造ではこの課題を解消するものである。
【００２３】
まず本実施例の圧縮機はその前提として、圧縮機構部２と、圧縮機構部２を回転軸１０１を介して駆動する駆動部３と、回転軸１０１の下側においてこの回転軸１０１を回転自在に支持する副軸受１０５と、これらを収納する密閉容器１００と、密閉容器１００の下部に潤滑油を溜める油溜り部１３１と、を備えている。また副軸受１０５には、外周に内輪軌道面を有する内輪１０５ａと、内周に外輪軌道面を有する外輪１０５ｃと、内輪軌道面と外輪軌道面との間を転動する複数の転動体１０５ａｂ、を備えて構成される転がり軸受を採用している。
【００２４】
そして回転軸１０１の内部に油溜り部１３１の潤滑油を副軸受１０５に供給するための副軸受給油通路１０２ａが形成されるとともに、内輪１０５ａに副軸受給油通路１０２ａから供給された潤滑油を転動体１０５ｂに供給する内輪給油通路１０５ｅが形成されるようにしたものである。また内輪給油通路１０５ｅの出口側は転動体１０５ｂへ向かう方向に形成されることが望ましい。
【００２５】
この構造を採用したことにより本実施例では、副軸受１０５の外輪１０５ｃの転がり摺動面だけでなく、内輪１０５ａの転がり摺動面に対しても十分に潤滑油を供給することができるようになる。これにより、低速から高速運転までのワイドレンジに対応でき、転がり軸受の信頼性を飛躍的に向上させることができるものである。
【００２６】
また内輪１０５ａに内輪給油通路１０５ｅと対応する位置の外周に円周溝１０５ｄが形成され、副軸受給油通路１０２ａから潤滑油が円周溝１０５ｄに供給され、円周溝１０５ｄの潤滑油が内輪給油通路１０５ｅに供給されるようにすることが望ましい。この場合、回転軸１０１内に設けられた副軸受給油通路１０２ａを通過した潤滑油は、副軸受１０５の内輪１０５ａに設けられた円周溝１０５ｄと内輪給油通路１０５ｅを通り転動体１０５ｂの内輪１０５ａの転がり摺動面および外輪１０５ｃの転がり摺動面を潤滑する。その後、副軸受１０５の下端に設置したハウジング１３３の内部空間１３５より、ハウジング１３３と給油ポンプ１０６の取り付け面の排出用隙間を通過した潤滑油は油溜り部１３１へ排出される。
【００２７】
副軸受１０５は内輪１０５ａを回転軸１０１に圧入し固定する一方で外輪１０５ｃを固定しない組み立て方と、逆に外輪１０５ｃをフレーム１６０に圧入し固定する一方で内輪１０５ａを固定しない組み立て方とがある。後者の場合には回転軸１０１の駆動する場合、内輪１０５ａは自由に動くこととなり、回転軸１０１の副軸受給油通路１０２ａの位置と内輪１０５ａの内輪給油通路１０５ｅの位置とがずれることが考えられる。
【００２８】
しかし本実施例の上記した内輪１０５ａの円周溝１０５ｄを設ければ、これらの位置を合わせる必要がなく、内輪１０５ａが自由に動いたとしても円周溝１０５ｄを介して内輪給油通路１０５ｅへ潤滑油を供給することが可能となる。すなわち、組立性を向上することが可能となるとともに、潤滑油供給量を確保し信頼性向上を図ることができる。
【実施例２】
【００２９】
本発明の第２の実施例を示すスクロール圧縮機について、図４および図５を用いて説明する。ここでは実施例１と異なるところを説明するものであり、その他については実施例１と基本的には同一であるため、説明を省略する。  
図４は、本実施例における副軸受１０５（転がり軸受）の拡大図であり、図５は、副軸受１０５（転がり軸受）の断面構造図である。本実施例では回転軸１０１に副軸受給油通路１０２ａと対応する位置の外周に円周溝１０２ｂが形成され、副軸受給油通路１０２ａから潤滑油が円周溝１０２ｂに供給され、円周溝１０２ｂの潤滑油が内輪給油通路１０５ｅに供給されるものである。
【００３０】
これにより、回転軸１０１内に設けた副軸受給油通路１０２ａを通過した潤滑油は、回転軸１０１に設けられた円周溝１０２ｂを通過し、副軸受１０５の内輪１０５ａに設けられた内輪給油通路１０５ｅを通り転動体１０５ｂの内輪１０５ａの転がり摺動面および外輪１０５ｃの転がり摺動面へ潤滑する。その後に副軸受１０５の下端に設置したハウジング１３３の内部空間より、ハウジング１３３と給油ポンプ１０６の取り付け隙間より排出されて油溜り部１３１へ排出される。
【００３１】
したがって、内輪給油通路１０５ｅによって副軸受１０５の内輪１０５ａの転がり摺動面と外輪１０５ｃの転がり摺動面に確実に潤滑油を供給することができるようになる。これにより、低速から高速運転までのワイドレンジに対応でき、転がり軸受の信頼性を飛躍的に向上させることができるものである。
【００３２】
また内輪１０５ａ転がり摺動面側に内輪給油通路１０５ｅを少なくとも１ケ所以上構成し、回転軸１０１側に円周状溝１０２ｂを設けたことで、実施例１の転がり軸受の内輪１０５ａの側に形成するよりも加工性が向上するので、生産性を向上することが可能となる。
【実施例３】
【００３３】
本発明の第３の実施例を示すスクロール圧縮機について、図３を用いて説明する。図３に示すように副軸受１０５の転動体１０５ｂは軸受長さの略中央部に配置されている。ここで副軸受１０５の上面位置からの転動体１０５ｂの中心長さまでをＬとすると、内輪給油通路１０５ｅは該副軸受１０５の上面からＬ／２の位置に連通するように設けることが望ましい。すなわち、内輪１０５ａの上面から転動体１０５ｂの中心までの長さをＬとすると、内輪給油通路１０５ｅは内輪１０５ａの上面からＬ／２の位置に対応するように形成されることが望ましい。
【００３４】
このように副軸受１０５の内輪１０５ａの転がり摺動面の負荷面を避けた位置であるから軸受負荷容量を阻害することなく、潤滑油の供給が可能となる。したがって、転がり軸受の寿命低下を抑制し、副軸受１０５の信頼性向上を図ることが可能となる。なお本発明者の試験結果によれば、内輪給油通路１０５ｅの断面を円形状に形成した場合、その直径を０．８〜１．０ｍｍの範囲とすることで転動体１０５ｂへの必要な潤滑油の供給が可能であることが分かった。
【００３５】
なお、以上の実施例においては回転軸１０１を下部において支持する副軸受１０５に転がり軸受を採用し、この副軸受１０５についての説明を行ったが、本発明はこれに限られず、上部で回転軸１０１を支持する主軸受１０４に対しても同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・スクロール圧縮機、  ２・・圧縮機構部、  ３・・駆動部、  １００・・密閉容器、  １０１・・回転軸、  １０１ａ・・偏心ピン部、  １０１ｂ・・主軸部、  １０２・・回転軸の給油通路、  １０２ａ・・副軸受給油通路、１０２ｂ・・副軸受部の円周溝、１０３・・旋回軸受、  １０４・・主軸受、  １０５・・副軸受、  １０５ａ・・内輪、１０５ｂ・・転動体、１０５ｃ・・外輪、１０５ｄ・・内輪円周溝、１０５ｅ・・内輪給油通路、１０６・・給油ポンプ、  １０７・・ロータ、  １０８・・ステータ、  １１０・・固定スクロール、  １１０ａ・・固定側渦巻状ラップ、  １１０ｂ・・固定側板部、１１０ｅ・・吐出口、１２０・・旋回スクロール、  １２０ａ・・旋回側渦巻状ラップ、  １２０ｂ・・旋回側板部、  １２０ｅ・・ボス部、  １２０ｆ・・ボス部端面、  １３０・・圧縮室、  １３１・・油溜り部、１３３・・ハウジング、  １３４・・オルダム継手、１３５・・ハウジングの内部空間、１３６・・吐出空間、    １４０・・吸込口、  １５０・・吐出口、  １６０・・フレーム、  １６１・・リング状溝、  １６４・・フレーム端面部、  １７０・・小孔、１７２・・シール部材、  １８０・・背圧室、  １８１・・高圧室、２０４・・スラスト軸受
【図１】
2014227838.tif 000003
【図２】
2014227838.tif 000004
【図３】
2014227838.tif 000005
【図４】
2014227838.tif 000006
【図５】
2014227838.tif 000007