(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、
固定スクロール及び旋回スクロールを組み合わせて圧縮室を形成した圧縮機構と、
この圧縮機構を駆動する電動機と、
クランク部を前記旋回スクロールに連結する駆動軸と、
前記駆動軸を軸支する主軸受と、
前記駆動軸を軸支する副軸受と、
前記副軸受を前記密閉容器に固定するフレームと、
前記副軸受側の前記駆動軸端部に配設された吸油機構と、を設け、
潤滑油は前記駆動軸に設けられた給油穴を通して、前記主軸受に給油し、前記潤滑油を第１の排油パイプを通して、副軸受付近に前記潤滑油を流すスクロール圧縮機において、
前記第１の排油パイプは前記電動機のロータおよびステータよりも外周を通るように設け、
前記第１の排油パイプからの油を前記副軸受に案内する第２の排油パイプを前記フレームの下部から前記第１の排油パイプに連結した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の排油パイプはＵ型形状であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、軸受を潤滑した油を案内する排油パイプを備えたスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特許文献１に示されたものがある。
【０００３】
このスクロール流体機械は、それぞれの端板に渦巻状ラップを立設した固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合せて作動室を形成する圧縮部と、ステータ及びロータからなるモータと、圧縮部及びモータを収納する密閉ケーシングと、内部に給油通路及び排油通路を有し、ロータを貫通してそのロータの回転力を圧縮部に伝達する駆動軸と、モータより圧縮部側で駆動軸を軸支する主軸受を具備するフレームと、密閉ケーシング内に貯留された潤滑油を駆動軸の給油通路を通して当該駆動軸の摺動部に供給する給油機構を備えている。
【０００４】
このスクロール流体機械では、駆動軸の下端部に設置した給油機構により供給される潤滑油は、駆動軸の内部に設けられた給油通路を通して旋回軸受に供給される。
【０００５】
この旋回軸受を潤滑した潤滑油の一部は、旋回スクロールのスラスト支持面に供給される、旋回軸受を潤滑した一部の潤滑油は、主軸受部を通って当該フレームの側面からモータの上方空間に排出されて、一部の潤滑油は主軸受部を潤滑した後に、駆動軸内の排油通路に導かれ、モータの下方空間に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、給油通路及び排油通路が駆動軸の内部に形成されているので、主軸受及び副軸受への給油量を確保するためには、給油通路及び排油通路の流路面積を大きくする必要がある。流路面積を大きくする方法では、駆動軸の剛性が低下するため採用が困難である。すなわち剛性を確保しながら給油量を確保することは、このままの構成では難しい。
【０００８】
また、特許文献１では、主軸受及び旋回軸受を潤滑した潤滑油を駆動軸の内部排油通路からモータの下方空間に排出しているので、回転している駆動軸より排出された潤滑油が攪拌されてミスト状となり、密閉ケーシング内の吐出ガスに混合されて圧縮機外部へ吐出され、油上り量を増大させる虞がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、駆動軸の鋼性と主軸受及び副軸受の給油量とを確保しながら、油上り量を低減することができるスクロール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】
【００１０】
上記本発明の目的は、
密閉容器内に、
固定スクロール及び旋回スクロールを組み合わせて圧縮室を形成した圧縮機構と、
この圧縮機構を駆動する電動機と、
クランク部を前記旋回スクロールに連結する駆動軸と、
前記駆動軸を軸支する主軸受と、
前記駆動軸を軸支する副軸受と、
前記副軸受を前記密閉容器に固定するフレームと、
前記副軸受側の前記駆動軸端部に配設された吸油機構と、を設け、
潤滑油は前記駆動軸に設けられた給油穴を通して、前記主軸受に給油し、前記潤滑油を第１の排油パイプを通して、副軸受付近に前記潤滑油を流すスクロール圧縮機において、
前記第１の排油パイプは前記電動機のロータおよびステータよりも外周を通るように設け、
前記第１の排油パイプからの油を前記副軸受に案内する第２の排油パイプを前記フレームの下部から前記第１の排油パイプに連結した
ことを特徴とするスクロール圧縮機によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、駆動軸の鋼性と主軸受及び副軸受の給油量とを確保しながら、油上り量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の断面図１。
【図２】本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の断面図２。
【図３】図１と図２のスクロール圧縮機に用いる第２排油パイプの単体状態の断面図。
【図４】図１と図２のスクロール圧縮機に用いる第２排油パイプの組立説明図。
【図５】本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の断面図１。
【図６】本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の断面図２。
【図７】図５と図６のスクロール圧縮機に用いる第２排油パイプの単体状態の断面図。
【図８】図５と図６のスクロール圧縮機に用いる第２排油パイプの組立説明図。
【図９】本発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の断面図。
【図１０】図９のスクロール圧縮機に用いる第２排油パイプの単体状態の断面図。
【図１１】図１，図２と図５，図６と図９の電動機のステータの外周部分の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらの実施の形態のみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１５】
本実施形態のスクロール圧縮機１の全体構造に関して図１を参照しながら説明する。スクロール圧縮機１は、密閉容器１００内に、圧縮機構２と電動機３と副軸受部４と給油機構とを収納して構成されている。本実施形態では、圧縮機構２と電動機３とを上下に配置した縦型スクロール圧縮機である。
【００１６】
密閉容器１００は、同一形状の鏡板１０１と鏡板１０２を胴１０３の外側に被せて構成されている。これにより、固定スクロール６の外径と鏡板１０１の内径の隙間１０４が大きく確保されるようになっている。密閉容器１００の底部には油を貯留するための油溜め８２が設けられている。
【００１７】
圧縮機構２は、旋回スクロール５と固定スクロール６とフレーム７と駆動軸８と主軸受６３と旋回軸受１３と旋回機構９とを備えて構成されている。また、圧縮機構２は固定スクロール６の渦巻状のラップ１５及び旋回スクロール５の渦巻状のラップ１１を組み合わせて圧縮室８１を形成している。
【００１８】
旋回スクロール５は、渦巻き状のラップ１１と鏡板１０と軸支持部（ボス部）５ａとを備えて構成されている。ラップ１１は鏡板１０の一側に垂直に立設されている。軸支持部５ａは鏡板１０の他側（反ラップ側）に垂直に突出して形成されている。旋回スクロール５の鏡板１０の背面側には、旋回機構９と、駆動軸８のクランク部１２が挿入される旋回軸受１３とが設けられている。旋回機構９はオルダムキーおよびキー溝などで構成されている。旋回軸受１３は軸支持部５ａ内に設けられている。
【００１９】
固定スクロール６は、渦巻き状のラップ１５と鏡板１４と吸入口１６と吐出口１７とを備えて構成され、フレーム７にボルト９２を介して固定されている。これによって、固定スクロール６とフレーム７との間には、旋回スクロール５が旋回運動可能に挟持されている。また、固定スクロール６は、鏡板１４に直立する渦巻き状のラップ１５を有し、外周部に吸入口１６が設けられ、鏡板中央部に吐出口１７が設けられている。ラップ１５は鏡板１４の一側に垂直に立設されている。固定スクロール６の吸入口１６には、密閉容器１００に設けた吸入管８５が接続されている。さらに、密閉容器１００には、フレーム７と電動機３との間の空間に連通する吐出管２２が設けられている。
【００２０】
フレーム７は、その外周部が密閉容器１００に固定され、その中央部に主軸受６３を支持している。主軸受６３はフレームシール８４で覆われている。フレームシール８４は主軸受６３を下方から押さえるようにフレーム７に着脱可能に取り付けられている。主軸受６３は、電動機３と旋回スクロール５との間に位置されて設けられている。
【００２１】
駆動軸８は、主軸部の上部にクランク部１２を有し、このクランク部１２を旋回スクロール５に連結することにより旋回スクロール５を駆動する。クランク部１２は旋回軸受１３内に挿入されて軸支されている。
【００２２】
電動機３は、駆動軸８を介して圧縮機構２を駆動する回転駆動手段を構成するものであり、ステータ１８とロータ１９とを基本要素としている。ステータ１８は密閉容器１００に取り付けられている。ステータ１８の外周面は密閉容器１００の内面にほぼ密着して形成されている。そして、ステータ１８の外周面の複数箇所（本実施形態では４箇所）に切欠き１８ｂが形成されている（図１１参照）、この切欠き１８ｂによって、密閉容器１００との間に空隙７２が形成される。この空隙７２は吐出口１７から吐出された冷媒ガスを通過させ、電動機３を冷却するために設けられている。ロータ１９は駆動軸８の主軸部に締結されている。
【００２３】
副軸受部４は、電動機３から見て反圧縮機構側で駆動軸８を支持するように設けられている。この副軸受部４は、副軸受５１と、副軸受５１を挿入した副軸受ハウジング５２と、副軸受ハウジング５２に締結された下フレーム５３とを備えて構成されている。下フレーム５３は密閉容器１００に固定されている。これによって、駆動軸８は、主軸受６３と副軸受５１とにより電動機３の両側で軸支されると共に、旋回軸受１３により上端部のクランク部１２が軸支される。
【００２４】
電動機３の回転により駆動軸８が回転すると、旋回スクロール５は旋回機構９の働きにより姿勢を保ったまま固定スクロール６に対して旋回運動を行う。その旋回運動により生じる不釣り合い力を打ち消すため、ロータ１９と旋回スクロール５との間にバランスウェイト２０が取り付けられると共に、ロータ１９にロータバランスウェイト２１が取り付けられている。
【００２５】
固定スクロール６と旋回スクロール５とを噛合せて構成した圧縮室８１は、旋回スクロール５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が行われる。この圧縮動作では、旋回スクロール５の旋回運動に伴って、作動流体が吸入口１６から圧縮室８１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６の吐出口１７から密閉容器１００内の吐出空間に吐出される。つまり、密閉容器１００内の空間は吐出圧力に保たれる。この圧縮機はいわゆる高圧チャンバ型である。さらに密閉容器１００内の作動流体は吐出管２２から吐出される。
【００２６】
給油機構は給油ポンプ８３と駆動軸８内の給油穴６１と第１の排油パイプ６０と第２の排油パイプ６６を備えて構成されている。
【００２７】
給油ポンプ８３は、駆動軸８の下端に装着され、油溜め８２に貯留された潤滑用の油を給油穴６１に通して旋回軸受１３と主軸受６３に供給して潤滑するために設けられている。図１に示す給油ポンプ８３は容積型ポンプ１０５の例を示す。その他の１例として、遠心ポンプ１０６を採用した場合の構造を図２に示す。なお、給油穴６１に供給された油は、図示しない背圧制御弁を介して圧縮室などに供給され、旋回スクロール５と固定スクロール６との摺動部にも供給される。
【００２８】
給油穴６１は、図１に示す駆動軸８の軸心に対して同心に設けられている。その他の１例として、駆動軸８の軸心に対して偏心した上部給油通路６４ｂと同心の下部給油通路６４ａを有している構造を図２に示す。
【００２９】
第１の排油パイプ６０は、パイプ状の中空部材でＬ型形状に製作され、フレーム７に固定された水平部６０ａと、電動機３のステータ１８外周の凹部１８ａ（図１１参照）に配置された垂直部６０ｂより構成される。
【００３０】
次に、第１の排油パイプ６０と副軸受ハウジング５２と第２の排油パイプ６６の締結に関し、図４を用いて説明する。
【００３１】
排油パイプの下端部６０ｃは第２の排油パイプ６６の上端６６ａ拡管部と締結され、第２の排油パイプ６６の下端６６ｂは副軸受ハウジング５２の給油穴５２ａと連結されている。副軸受ハウジング５２の給油穴５２ａは、副軸受部４に設けられており、ここに連続して流れてきた油は副軸受５１を潤滑することになる。
【００３２】
ここで、隙間１０４の流れについて説明する。スクロール圧縮機１が動作中における隙間１０４の流れを図１と図２に矢印で示す。
【００３３】
駆動軸８の内部の給油穴６１を通って旋回軸受１３および主軸受６３に給油された油は、第１の排油パイプ６０の水平部６０ａ内に導かれ、さらに垂直部６０ｂを通って、第２の排油パイプ６６の水平部内に導かれ、副軸受４を通って、副軸受４の下端４ａから密閉容器の底部に形成された油溜め８２に戻される。
【００３４】
ここで、図１に重ねて破線で表した従来の給油通路を考えてみる。これは図１のスクロール圧縮機が持っている通路ではなく、図１においては仮想的な仮想給油通路９６である。従来、このように駆動軸８に直角な給油通路を設け、給油穴６１から分岐して副軸受を潤滑する技術が知られていた。また、主軸受にも同様の技術が適用される場合がある。
【００３５】
しかしながら、これでは旋回背面室９５に供給される油の圧力が低下することが考えられる。
【００３６】
ここで、高圧の油を分岐させずに旋回背面室９５まで供給していれば、背圧室９７にも高い圧力の油を供給することができ、さらに、油が必要な圧縮機の末端まで油を供給することができる。
【００３７】
このように、給油穴６１に入った油を分岐せずに全て旋回軸受１３の潤滑に用い、そのほとんどを引き続いて主軸受６３の潤滑に用い、さらに副軸受５１の潤滑に用いるという非分岐給油により、各部を十分に潤滑するとともに、副軸受５１の潤滑に用いた油はそのまま油溜め８２に戻されるため油上り量も低減することができる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の第２実施形態について図５，図６及び図７を用いて説明する。
【００３９】
図５と図６は本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の断面図、図７と図８はスクロール圧縮機に用いる第２の排油パイプ６６の断面図と組立説明図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４０】
この第２実施形態では、第２の排油パイプ６６は１つのパイプ状の中空部材でＵ型形状に製作され（図７）、Ｕ型の一端６６ａは第１の排油パイプの下端６０ｃに締結され、一端６６ｂは副軸受ハウジング給油穴５２ａと連結されている。副軸受ハウジング５２の給油穴５２ａは、副軸受部４に設けられており、ここを流れてきた油は副軸受５１を潤滑することになる（図６参照）。
【００４１】
ここで、隙間１０４の流れについて説明する。スクロール圧縮機１が動作中における隙間１０４の流れを図５と図６に矢印で示す。
【００４２】
この第２実施形態によれば、第２の排油パイプ６６は下フレーム５３の下方に設置することができ（図８）、また同時に第１の排油パイプ６０と副軸受ハウジング５２に締結することができる。副軸受５１に供給する油を第２の排油パイプのＵ型の底から持ち上げてくるため、いかなる場合も連続して副軸受５１に油を供給することができる。また、油通路をより単純な形状にすることができるとともに、作業性が向上できる。
【実施例３】
【００４３】
次に、本発明の第３実施形態について図９を用いて説明する。
【００４４】
図９は本発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の断面図、図１０はスクロール圧縮機に用いる第２の排油パイプ６６の断面図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１と第２実施形態と相違するものであり、その他の点については第１と第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４５】
この第３実施形態では、第２の排油パイプ６６は１つのパイプ状の中空部材で製作され（図１０）、上端部６６ａは第１の排油パイプ６０に締結され、下端は二つに分岐され、一端の下端給油部６６ｂは副軸受ハウジング給油穴５２ａに締結され、他端の下端排油部６６ｃは下フレーム５３の下方に油溜め８２に繋がるように配置される。
【００４６】
さらに、第２の排油パイプ６６の下端排油部６６ｃのパイプ径は上端部６６ａと下端給油部６６ｂのパイプ径より細く構成されている。
【００４７】
ここで、隙間１０４の流れについて説明する。スクロール圧縮機１が動作中における隙間１０４の流れを図９に矢印で示す。
【００４８】
第２の排油パイプ６６の下端の排油部６６ｃのパイプ径は上端部６６ａと下端給油部６６ｂのパイプ径より細くし、主軸受６３に給油された油を第１の排油パイプ６０を通って、第２の排油パイプ６６で分岐されて、一部の隙間１０４は副軸受４に潤滑して、副軸受４の下端から排出する、一部は直接密閉容器の底部に形成された油溜め８２に戻される。
【００４９】
この第３実施形態によれば、本構成により、副軸受４への給油量が過大となることがなく、副軸受５１での油の攪拌による入力増大を低減することができる。
【００５０】
以上のとおりであり、各実施例によれば、簡単な構成で、駆動軸の鋼性を損なうことなく、主軸受及び副軸受の給油量を確保して、軸受の寿命を高め、さらには油上り量を低減し、スクロール圧縮機の高寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  スクロール圧縮機
２  圧縮機構
３  電動機
４  副軸受部
５  旋回スクロール
５ａ  軸支持部
６  固定スクロール
７  フレーム
８  駆動軸
９  旋回機構
１０，１４，１０１，１０２  鏡板
１１，１５  ラップ
１２  クランク部
１３，６２  旋回軸受
１６  吸入口
１７  吐出口
１８  ステータ
１８ａ，７１  凹部
１８ｂ  切欠き
１８ｃ  エンドコイル部
１９  ロータ
２０  バランスウェイト
２１  ロータバランスウェイト
２２  吐出管
５１  副軸受
５１ａ  副軸受排油部
５２  副軸受ハウジング
５２ａ  副軸受ハウジング給油穴
５３  下フレーム
５４  バランスウェイトカバ
６０  第１排油パイプ
６０ａ  第１排油パイプ水平部
６０ｂ  第１排油パイプ垂直部
６０ｃ  第１排油パイプ下端
６１  給油穴
６１ａ  給油穴上部
６１ｂ  給油穴下部
６３  主軸受
６４  油通路
６４ａ  下部給油通路
６４ｂ  上部給油通路
６５  パイプ押さえ
６６  第２排油パイプ
６６ａ  第２排油パイプ上端
６６ｂ  第２排油パイプ下端給油部
６６ｃ  第２排油パイプ下端排油部
８１  圧縮室
８２  油溜め
８３  給油ポンプ
８４  フレームシール
８５  吸入管
９０  磁石
９１  パイプ
９２  ボルト
９３  シールリング
９４  給油ポケット
９５  旋回背面室
９６  仮想給油通路
９７  背圧室
１００  密閉容器
１０３  胴
１０４  隙間
１０５  容積型ポンプ
１０６  遠心ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005667931.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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