(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転する駆動軸により駆動されるとともに吸入口から流入する流体を圧縮して吐出口から吐出する圧縮機構と、
前記駆動軸の外周面に接触するとともに該駆動軸に沿った流体の漏出を防止するシール部と、
前記シール部よりも前記圧縮機構側に配置されるとともに前記駆動軸を支持する軸受部と、
前記圧縮機構を収容するとともに外周面に前記吸入口と前記吐出口とが形成された筒状の第１ハウジングと、
前記第１ハウジングの開口部を閉塞するように取り付けられるとともに前記軸受部および前記シール部を前記軸線上に保持する第２ハウジングとを備え、
前記第２ハウジングには、前記吸入口と連通するとともに前記軸受部の前記圧縮機構側の第１空間と前記軸受部の前記シール部側の第２空間とを連通させ、前記第１空間から前記第２空間へミスト状の潤滑油を導くことでミスト状の潤滑油を前記シール部へ供給する給油溝が形成され、
前記軸受部の外周面と前記給油溝の内周面との間に前記流体を流通させる第３空間が形成されており、
前記第２ハウジングには、前記第１空間と前記第３空間とを連通させる第１給油穴が形成されている開放型圧縮機。
【請求項２】
軸線回りに回転する駆動軸により駆動されるとともに吸入口から流入する流体を圧縮して吐出口から吐出する圧縮機構と、
前記駆動軸の外周面に接触するとともに該駆動軸に沿った流体の漏出を防止するシール部と、
前記シール部よりも前記圧縮機構側に配置されるとともに前記駆動軸を支持する軸受部と、
前記圧縮機構を収容するとともに外周面に前記吸入口と前記吐出口とが形成された筒状の第１ハウジングと、
前記第１ハウジングの開口部を閉塞するように取り付けられるとともに前記軸受部および前記シール部を前記軸線上に保持する第２ハウジングとを備え、
前記第２ハウジングには、前記吸入口と連通するとともに前記軸受部の前記圧縮機構側の第１空間と前記軸受部の前記シール部側の第２空間とを連通させる給油溝が形成され、
前記軸受部の外周面と前記給油溝の内周面との間に前記流体を流通させる第３空間が形成され、
前記第２ハウジングには、前記第１空間と前記第３空間とを連通させる第１給油穴が形成されている開放型圧縮機。
【請求項３】
前記第２ハウジングには、前記吸入口と前記第１空間とを連通させる直管状の第２給油穴が形成されており、
直管状の前記第１給油穴は、前記第２給油穴の延長線上に配置されている請求項１又は２に記載の開放型圧縮機。
【請求項４】
前記軸受部は、前記駆動軸に圧入される内輪と、前記第２ハウジングに圧入される外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置される複数の転動体とを有し、
前記外輪には、前記給油溝に流入した流体を前記複数の転動体へ導く連通穴が形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の開放型圧縮機。
【請求項５】
前記転動体は、前記軸線に沿って延在する軸状部材である請求項４に記載の開放型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、ポンプ、および膨張機等に適用可能な開放型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジングの内部に軸受を介して回転自在に支持している駆動軸の一端部をハウジングの外部に突出させ、外部から動力を得て駆動される開放型圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１の開放型圧縮機は、旋回スクロールを駆動するクランクシャフトをメイン軸受およびサブ軸受で回転自在に支持している。ハウジングに対しメイン軸受の外側かつサブ軸受の内側には、クランクシャフトに沿った流体の漏出を防止するメカニカルシールが配置されている。
特許文献１の開放型圧縮機は、メカニカルシールが設けられるシール室に高圧な潤滑油を供給する潤滑油供給通路を設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５２３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開放型圧縮機のようにサブ軸受の内側にメカニカルシールを配置する場合、メカニカルシールによって流体の漏出が防止される。サブ軸受には圧縮される流体に含まれるミスト状の潤滑油が供給されないため、サブ軸受の潤滑性を高めるためにグリースを予め封入したグリース封入型軸受が採用されていた。
【０００５】
サブ軸受の動定格荷重を上げるためには、サブ軸受の大径化等が必要となるが、それに伴ってグリース封入型軸受では潤滑性を十分に高めることができなくなる。この場合、サブ軸受の潤滑性を高めるために、サブ軸受をメカニカルシールの内側に配置し、圧縮される流体（冷媒ガス）に含まれるミスト状の潤滑油によって潤滑性を高めるのが望ましい。
【０００６】
しかしながら、メカニカルシールの内側にサブ軸受が配置されると、サブ軸受によってメカニカルシールへの潤滑油の供給が妨げられることになる。メカニカルシールへのミスト状の潤滑油の供給が不十分となると、メカニカルシールの摩耗が顕著となりシール性を十分に確保することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流体の漏出を防止するシール部よりも圧縮機構側に軸受部が配置される構成において、シール部の摩耗を抑制してシール性を十分に確保することが可能な開放型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明の開放型圧縮機は、以下の手段を採用している。
本発明の第１態様の開放型圧縮機は、軸線回りに回転する駆動軸により駆動されるとともに吸入口から流入する流体を圧縮して吐出口から吐出する圧縮機構と、前記駆動軸の外周面に接触するとともに該駆動軸に沿った流体の漏出を防止するシール部と、前記シール部よりも前記圧縮機構側に配置されるとともに前記駆動軸を支持する軸受部と、前記圧縮機構を収容するとともに外周面に前記吸入口と前記吐出口とが形成された筒状の第１ハウジングと、前記第１ハウジングの開口部を閉塞するように取り付けられるとともに前記軸受部および前記シール部を前記軸線上に保持する第２ハウジングとを備え、前記第２ハウジングには、前記吸入口と連通するとともに前記軸受部の前記圧縮機構側の第１空間と前記軸受部の前記シール部側の第２空間とを連通させ、前記第１空間から前記第２空間へミスト状の潤滑油を導くことでミスト状の潤滑油を前記シール部へ供給する給油溝が形成されている。
【０００９】
本発明の第１態様の開放型圧縮機によれば、駆動軸に沿った流体の漏出を防止するシール部よりも圧縮機構側に駆動軸を支持する軸受部が配置され、軸受部の圧縮機構側に流体の吸入口と連通した第１空間が形成されている。この第１空間と軸受部のシール部側の第２空間とは、給油溝によって連通した状態となっている。
そのため、吸入口から流入した流体に含まれるミスト状の潤滑油は、給油溝によって第１空間から第２空間へ導かれるとともにシール部へ供給される。
このように、本発明の第１態様の開放型圧縮機によれば、流体の漏出を防止するシール部よりも圧縮機構側に軸受部が配置される構成において、シール部の摩耗を抑制してシール性を十分に確保することができる。
【００１０】
本発明の第１態様の開放型圧縮機においては、前記軸受部の外周面と前記給油溝の内周面との間に前記流体を流通させる第３空間が形成されており、前記第２ハウジングには、前記第１空間と前記第３空間とを連通させる第１給油穴が形成された構成であってもよい。
このようにすることで、第１空間に存在する潤滑油が第１給油穴と給油溝の双方を経由して第３空間に導かれる。そのため、ミスト状の潤滑油が第１空間から第２空間へより確実に導かれ、シール部の摩耗を抑制してシール性を向上させることができる。
【００１１】
上記構成の開放型圧縮機において、前記第２ハウジングには、前記吸入口と前記第１空間とを連通させる直管状の第２給油穴が形成されており、直管状の前記第１給油穴は、前記第２給油穴の延長線上に配置されているものであってもよい。
このようにすることで、第２給油穴から第１空間へ導かれる流体のうちの一定量を第１給油穴へ確実に導くことができる。
【００１２】
本発明の第１態様の開放型圧縮機において、前記軸受部は、前記駆動軸に圧入される内輪と、前記第２ハウジングに圧入される外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置される複数の転動体とを有し、前記外輪には、前記給油溝に流入した流体を前記複数の転動体へ導く連通穴が形成されている構成であってもよい。
このようにすることで、軸受部の内輪と外輪との間に配置される複数の転動体にミスト状の潤滑油が確実に供給されるようにし、軸受部の潤滑性を高めることができる。
【００１３】
上記構成の開放型圧縮機においては、前記転動体は、前記軸線に沿って延在する軸状部材である。
このようにすることで、軸状部材を転動体に用いたニードル軸受で軸受部を構成し、軸受部の動定格荷重を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流体の漏出を防止するシール部よりも圧縮機構側に軸受部が配置される構成において、シール部の摩耗を抑制してシール性を十分に確保することが可能な開放型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の開放型圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すサブ軸受の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図３】図１に示す開放型圧縮機の要部拡大図である。
【図４】図３に示す開放型圧縮機のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３に示す開放型圧縮機のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態の開放型圧縮機について、図１から図５を用いて説明する。
本実施形態の開放型スクロール圧縮機（開放型圧縮機）１は、図１に示されるように、軸線Ｘ回りの周方向に延在する円筒状のハウジング２（第１ハウジング）と、ハウジング２の前端側に設けられる開口部２ａを閉塞するように取り付けられるフロントハウジング３（第２ハウジング）とを備えている。
【００１７】
ハウジング２は、後端側が閉塞した形状となっており、前端側の開口部２ａにフロントハウジング３がボルト（図示略）によって固定される。ハウジング２にフロントハウジング３が固定された状態で内部に密閉空間が形成され、その密閉空間にスクロール圧縮機構５および駆動軸６が収容される。
ハウジング２の外周面には、流体（冷媒ガス）を密閉空間に流入させる吸入口２５と、スクロール圧縮機構５により圧縮された流体を密閉空間から外部へ吐出する吐出口２４とが形成されている。
【００１８】
駆動軸６は、フロントハウジング３にメイン軸受７およびサブ軸受８（軸受部）を介して回転自在に支持されている。また、フロントハウジング３からリップシール９を介して外部に突出した駆動軸６の前端部には、フロントハウジング３の外周部に軸受１０を介して回転自在に設置されたプーリ１１が電磁クラッチ１２を介して連結されている。このように、駆動軸６は、電磁クラッチ１２を介してプーリ１１を駆動する外部からの動力が伝達され、図１に示す軸線Ｘ回りに回転するようになっている。
【００１９】
駆動軸６の後端には、所定寸法だけ偏心したクランクピン１３が一体に設けられている。また、駆動軸６の後端は、後述するスクロール圧縮機構５の旋回スクロール１６と、その旋回半径を可変とするドライブブッシュを含む公知の従動クランク機構１４を介して連結されている。
【００２０】
スクロール圧縮機構５は、駆動軸６により駆動されるとともにハウジング２の外周面に形成される吸入口２５から流入する流体（冷媒ガス）を圧縮してハウジング２に形成される吐出口２４から吐出するものである。
スクロール圧縮機構５は、一対の固定スクロール１５と旋回スクロール１６とを１８０度位相をずらして噛み合わせることにより、両スクロール１５，１６間に一対の圧縮室１７を形成し、その圧縮室１７を外周位置から中心位置へと容積を漸次減じながら移動させることにより流体（冷媒ガス）を圧縮する。
【００２１】
固定スクロール１５は、中心部位に圧縮した流体を吐出する吐出ポート１８を備えており、ハウジング２の底壁面にボルト１９を介して固定されている。また、旋回スクロール１６は、駆動軸６のクランクピン１３に従動クランク機構１４を介して連結され、フロントハウジング３のスラスト軸受面に公知の自転阻止機構（図示略）を介して公転旋回駆動自在に支持されている。
【００２２】
固定スクロール１５の端板１５Ａの外周には、Ｏリング２１が設けられている。Ｏリング２１をハウジング２の内周面に密接させることにより、ハウジング２の内部空間が吐出チャンバー２２と吸入チャンバー２３とに区画される。
【００２３】
吐出チャンバー２２は、吐出ポート１８と連通しており、圧縮室１７からの流体（圧縮された冷媒ガス）が吐出されるようになっている。吐出ポート１８へ吐出された流体は、ハウジング２に形成された吐出口２４から冷凍サイクル側へ吐出される。
吸入チャンバー２３は、ハウジング２に形成された吸入口２５と連通しており、冷凍サイクルを循環した低圧の流体が吸入口２５から吸込まれ、吸入チャンバー２３を経て圧縮室１７内に流体が吸入されるようになっている。
【００２４】
また、一対の固定スクロール１５と旋回スクロール１６は、それぞれ端板１５Ａ，１６Ａ上に渦巻き状ラップ１５Ｂ，１６Ｂが立設された構成とされている。両スクロール１５，１６間に、端板１５Ａ，１６Ａと渦巻き状ラップ１５Ｂ，１６Ｂとで仕切られる一対の圧縮室１７が、スクロール中心に対して対称に形成される。また、旋回スクロール１６が固定スクロール１５周りにスムーズに公転旋回駆動するようになっている。
【００２５】
圧縮室１７は、図１に示されるように、その軸線方向高さが渦巻き状ラップ１５Ｂ，１６Ｂの外周側において内周側の高さよりも高くされている。これによって、圧縮室１７が外周側から中心側に容積を縮小しながら移動して流体を圧縮する際、渦巻き状ラップ１５Ｂ，１６Ｂの周方向およびラップ高さ方向の双方に圧縮する三次元圧縮可能なスクロール圧縮機構５が構成されている。
【００２６】
メイン軸受７は、駆動軸６を軸線Ｘ上に支持するものであり、内輪が駆動軸６に圧入されるとともに外輪がフロントハウジング３のスクロール圧縮機構５側の端部に圧入されている。メイン軸受７は、フロントハウジング３によって軸線Ｘ上に保持されている。メイン軸受７は、サブ軸受８よりもスクロール圧縮機構５側に配置されるとともにサブ軸受８よりも外径が大きい玉軸受となっている。
【００２７】
サブ軸受８は、メイン軸受７とともに駆動軸６を軸線Ｘ上に支持するものであり、内輪８ａが駆動軸６に圧入されるとともに外輪８ｂがフロントハウジング３に圧入されている。サブ軸受８は、フロントハウジング３によって軸線Ｘ上に保持されている。サブ軸受８は、リップシール９よりもスクロール圧縮機構５側に配置されるとともにメイン軸受７よりも外径が小さいニードル軸受となっている。
【００２８】
図２の斜視図に示すように、外輪８ｂと、内輪８ａおよび外輪８ｂの間に配置される複数のコロ８ｃ（転動体）と、複数のコロ８ｃを保持する保持器８ｄとを有する。複数のコロ９ｃは、軸線Ｘに沿って延在する軸状部材となっている。
なお、図２においては、内輪８ａの図示を省略している。
【００２９】
リップシール９（シール部）は、駆動軸６の外周面に接触するとともに駆動軸６に沿った流体の漏出を防止する部材である。リップシール９は、フロントハウジング３の内周面に取り付けられるとともに軸線Ｘ上に保持されている。
【００３０】
次に、吸入口２５から吸入される流体に含まれるミスト状の潤滑油をサブ軸受８およびリップシール９へ供給する機構について説明する。
図１に示すように、フロントハウジング３には、給油溝３ａと、給油穴３ｂ（第１給油穴）と、給油穴３ｃ（第２給油穴）とが形成されている。吸入口２５から流入する流体に含まれるミスト状の潤滑油は、吸入口２５と第１空間Ｓ１とを連通させる給油穴３ｃによって、サブ軸受８のスクロール圧縮機構５側の第１空間Ｓ１へ導かれる。
【００３１】
第１空間Ｓ１へ導かれた流体に含まれるミスト状の潤滑油は、メイン軸受７に供給され、メイン軸受７の潤滑性が高められる。同様に、ミスト状の潤滑油は、サブ軸受８に供給され、サブ軸受８の潤滑性が高められる。
図１の縦断面図には、フロントハウジング３の上下２箇所に設けられる給油穴３ｃが示されているが、給油穴３ｃは軸線Ｘ回りの周方向の複数箇所（例えば、４箇所）に設けられている。
【００３２】
図３の要部拡大図に示すように、第１空間Ｓ１に導かれたミスト状の潤滑油は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを連通させる給油溝３ａによって、サブ軸受８のリップシール９側の第２空間Ｓ２へ導かれる。
図３および図４（図３のＡ−Ａ矢視断面図）に示すように、給油溝３ａは軸線Ｘに沿って延びるとともに断面が略半円形状の溝である。
【００３３】
図４に示すように、給油溝３ａは軸線Ｘ回りの周方向の９０度間隔で４箇所に設けられている。なお、給油溝３ａは、４箇所に限らず任意の箇所（例えば、４５度間隔で８箇所）に設けるようにしてもよい。
給油溝３ａは、フロントハウジング３を鋳造により製造する際に予め設けてもよい。また、給油溝３ａは、フロントハウジング３を鋳造により製造した後に、加工することによって形成するようにしてもよい。
【００３４】
図３に示すように、サブ軸受８の外輪８ｂの外周面と給油溝３ａの内周面との間には、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ流体を流通させる第３空間Ｓ３が形成されている。
また、図３に示すように、フロントハウジング３に形成される給油穴３ｂは、第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とを連通させるように形成されている。図３に示すように、給油穴３ｂは、第３空間Ｓ３の軸線Ｘ方向の中間位置にミスト状の潤滑油を吐出するように形成されている。
図４に矢印で示すように給油穴３ｂは、第１空間Ｓ１から流入する流体をそれぞれに対応する給油溝３ａに導くようになっている。
【００３５】
図１に示すように、給油穴３ｂと給油穴３ｃとはそれぞれ直管状に形成されるとともに給油穴３ｃの延長線上に給油穴３ｂが配置されている。そのため、吸入口２５から給油穴３ｃへ導かれた流体は、第１空間Ｓ１を経由して給油穴３ｂに導かれ易くなっている。このようにすることで、給油穴３ｃから第１空間Ｓ１へ導かれる流体のうちの一定量を確実に給油穴３ｂへ導くことができる。
【００３６】
また、図１に示すように給油穴３ｂの径（流路断面積）は、給油穴３ｃの径（流路断面積）よりも小さくなっている。そのため、給油穴３ｃから第１空間Ｓ１へ導かれる流体の全量が給油穴３ｂへ導かれることを防止し、給油穴３ｃから第１空間Ｓ１へ導かれる流体のうちの一定量を確実にメイン軸受７へ導くことができる。
【００３７】
図３に示すように、サブ軸受８の外輪８ｂには、給油溝３ａに流入した流体を複数のコロ８ｃへ導く連通穴８ｅが形成されている。連通穴８ｅを介して給油溝３ａに流入した流体に含まれるミスト状の潤滑油が複数のコロ８ｃへ供給される。そのため、サブ軸受８の潤滑性が向上し、サブ軸受８のフレーキング現象（剥離現象）が抑制される。
【００３８】
図３に示すように、サブ軸受８の外輪８ｂに形成される連通穴８ｅの軸線Ｘ方向の位置は、給油穴３ｂが給油溝３ａと接続される軸線Ｘ方向の位置と一致している。給油穴３ｂから給油溝３ａへ流入する流体は、連通穴８ｅへ流入する方向の速度成分を持っているため連通穴８ｅへ流体が流入し易くなっている。
図５に示すように、連通穴８ｅは、４箇所の給油溝３ａのそれぞれと対応するようにサブ軸受８の外輪８ｂの４箇所に形成されている。
【００３９】
以上説明した本実施形態の開放型圧縮機１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の開放型圧縮機１によれば、駆動軸６に沿った流体の漏出を防止するリップシール９よりもスクロール圧縮機構５側に駆動軸６を支持するサブ軸受８が配置され、サブ軸受８のスクロール圧縮機構５側に流体の吸入口２５と連通した第１空間Ｓ１が形成されている。この第１空間Ｓ１とサブ軸受８のリップシール９側の第２空間Ｓ２とは、給油溝３ａによって連通した状態となっている。
【００４０】
そのため、吸入口２５から流入した流体に含まれるミスト状の潤滑油は、給油溝３ａによって第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ導かれ、リップシール９へ供給される。
このように、本実施形態の開放型圧縮機１によれば、流体の漏出を防止するリップシール９よりもスクロール圧縮機構５側にサブ軸受８が配置される構成において、リップシール９の摩耗を抑制してシール性を十分に確保することができる。
【００４１】
また、本実施形態の開放型圧縮機１において、サブ軸受８の外周面と給油溝３ａの内周面との間に流体を流通させる第３空間Ｓ３が形成されており、フロントハウジング３には、第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とを連通させる給油穴３ｂが形成されている。
このようにすることで、第１空間Ｓ１に存在する潤滑油が給油穴３ｂと給油溝３ａの双方を経由して第３空間Ｓ３に導かれる。そのため、ミスト状の潤滑油が第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へより確実に導かれ、リップシール９の摩耗を抑制してシール性を向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態の開放型圧縮機１において、フロントハウジング３には、吸入口２５と第１空間Ｓ１とを連通させる直管状の給油穴３ｃが形成されており、直管状の給油穴３ｂは、給油穴３ｃの延長線上に配置されている。
このようにすることで、給油穴３ｃから第１空間Ｓ１へ導かれる流体のうちの一定量を給油穴３ｂへ確実に導くことができる。
【００４３】
本実施形態の開放型圧縮機１において、サブ軸受８は、駆動軸６に圧入される内輪８ａと、フロントハウジング３に圧入される外輪８ｂと、内輪８ａおよび外輪８ｂの間に配置される複数のコロ８ｃとを有する。また、外輪８ｂには、給油溝３ａに流入した流体を複数のコロ８ｃへ導く連通穴８ｅが形成されている。
このようにすることで、サブ軸受８の内輪８ａと外輪８ｂとの間に配置される複数のコロ８ｃにミスト状の潤滑油が確実に供給されるようにし、サブ軸受８の潤滑性を高めることができる。
【００４４】
また、本実施形態の開放型圧縮機１において、サブ軸受８は、軸状部材を転動体に用いたニードル軸受である。そのため、サブ軸受８に玉軸受を用いる場合に比べ、駆動軸を支持するための動定格荷重を高めることができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１      開放型圧縮機
２      ハウジング（第１ハウジング）
２ａ    開口部
３      フロントハウジング（第２ハウジング）
３ａ    給油溝
３ｂ    給油穴（第１給油穴）
３ｃ    給油穴（第２給油穴）
５      スクロール圧縮機構
６      駆動軸
７      メイン軸受
８      サブ軸受（軸受部）
８ａ    内輪
８ｂ    外輪
８ｃ    コロ（転動体；軸状部材）
８ｄ    保持器
８ｅ    連通穴
９      リップシール（シール部）
１０    軸受
１１    プーリ
１２    電磁クラッチ
１３    クランクピン
１４    従動クランク機構
１５    固定スクロール
１５Ａ  端板
１６    旋回スクロール
１６Ａ  端板
１７    圧縮室
１８    吐出ポート
２１    Ｏリング
２２    吐出チャンバー
２３    吸入チャンバー
２４    吐出口
２５    吸入口
Ｘ      軸線
【図１】
0006664879.tif 000002
【図２】
0006664879.tif 000003
【図３】
0006664879.tif 000004
【図４】
0006664879.tif 000005
【図５】
0006664879.tif 000006