(57)【要約】【課題】流体圧縮機において、副軸受への給油量を確保し、回転軸および副軸受による攪拌損失を低減して高性能、高信頼性とする。【解決手段】流体圧縮機１は、底部に潤滑油７４を貯留する油溜り７３を有した密閉容器７０と、密閉容器７０内に収納された圧縮機構部２および電動機部６０と、圧縮機構部２と電動機部６０とを上下に連結する回転軸３０と、電動機部６０の上下両側で回転軸３０を支持する主軸受４１および副軸受８３と、副軸受８３を支持する副軸受支持部材８２と、副軸受支持部材８２に取付けられ且つ回転軸３０により駆動される給油ポンプ９０とを備える。回転軸３０は給油ポンプ９０から供給される潤滑油７４を副軸受８３に供給する給油経路３２，４３，３３を有する。副軸受支持部材８２および給油ポンプ９０は、回転軸３０の周囲に副軸受８３に連通する内部空間８６を形成すると共に、この内部空間８６と油溜り８３を連通する通路８７を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油を貯留する油溜りを有した密閉容器と、前記密閉容器内に収納された圧縮機構部および電動機部と、前記圧縮機構部と前記電動機部とを上下に連結する回転軸と、前記電動機部の上下両側で前記回転軸を支持する主軸受および副軸受と、前記副軸受を支持する副軸受支持部材と、前記副軸受支持部材に取付けられ且つ前記回転軸により駆動される給油ポンプとを備え、
前記回転軸は前記給油ポンプから供給される潤滑油を前記副軸受に供給する給油経路を有し、
前記副軸受支持部材および前記給油ポンプは、前記回転軸の周囲に前記副軸受に連通する内部空間を形成すると共に、この内部空間と前記油溜りを連通する通路を有する圧縮機。
【請求項２】
前記副軸受支持部材は前記給油ポンプに接合され、前記内部空間と前記油溜りとの連通路は前記副軸受支持部材の接合端面に周方向に複数形成された溝で構成した請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記内部空間と前記油溜りとの連通路は、前記給油ポンプを前記副軸受支持部材に油の出入りが可能な間隔を保つ接合具を用いて接合することによって構成した請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記副軸受を内輪、外輪およびその間に配置された多数の転動体よりなる転がり軸受で構成すると共に、前記回転軸の給油経路を前記副軸受の上面側に開口するように形成した請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記副軸受の上面を覆うようにカバーを設けて前記回転軸の給油経路の開口から前記副軸受の転動体の転がり摺動面を経て前記内部空間に至る潤滑油の流路を形成した請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記副軸受の内輪に対面する前記回転軸の外周面に下部から上部に延び且つ前記副軸受の上面側に開口する給油溝を形成して前記回転軸の給油路の一部とした請求項４または５に記載の圧縮機。
【請求項７】
台板に渦巻き状のラップを直立する固定スクロールおよび旋回スクロールを互いに噛み合わせ且つ旋回スクロールの台板背面を回転軸に係合したスクロール圧縮機構部で前記圧縮機構部を構成した請求項１から６の何れかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧縮機に係り、特に、副軸受および給油ポンプを備えた空調用の冷媒圧縮機、空気やその他のガス圧縮機などの流体圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流体圧縮機としては、特開平８−２８４８０７号公報（特許文献１）に記載されたレシプロ式容積型機械がある。このレシプロ式容積型機械は、底部に潤滑油を貯留するチャンバと、チャンバ内に収納された圧縮機構部およびモータと、圧縮機構部とモータとを上下に連結する主軸と、モータの上下両側で主軸を支持する軸受フレームの軸受部および軸受サブフレームの軸受部と、軸受サブフレームに取付けられた給油ポンプとを備えて構成されている。そして、主軸は給油ポンプから供給される潤滑油を軸受サブフレームの軸受部に供給する給油経路を有している。また、軸受サブフレームおよび給油ポンプは主軸の周囲との間に内部空間を形成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２８４８０７号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のレシプロ式容積型機械では、軸受サブフレームの軸受部の潤滑に供した潤滑油が内部空間に流入するが、内部空間が閉鎖されているため、内部空間に潤滑油が充満されることとなる。これによって、主軸による潤滑油の攪拌によって損失が生じ、圧縮機の入力が増大するという課題があった。
【０００５】
さらには、軸受サブフレームの軸受部を潤滑した潤滑油が軸受サブフレームの軸受部の上面より電動機部側空間へ噴出し、ガスの流れに乗って潤滑油が圧縮機外部へ吐出されてしまう、いわゆる油上りが発生して冷凍サイクルでの性能低下につながると共に、圧縮機の運転条件によってはスクロール圧縮機内部の潤滑油が不足して軸受部のかじりや焼付き等の損傷が発生するおそれがあった。
【０００６】
また、軸受サブフレームの軸受部は滑り軸受が用いられているため、転がり軸受を用いたものに比較して軸受部の信頼性および摺動損失の点で課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、副軸受への給油量を確保すると共に回転軸および副軸受による攪拌損失を低減することにより高性能、高信頼性の流体圧縮機を得ることにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、副軸受への給油量を確保すると共に回転軸および副軸受による攪拌損失を低減し更には油上りも低減することにより高性能、高信頼性の流体圧縮機を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の流体圧縮機は、底部に潤滑油を貯留する油溜まりを有する密閉容器と、前記密閉容器内に収納された圧縮機構部および電動機部と、前記圧縮機構部と前記電動機部とを上下に連結する回転軸と、前記電動機部の上下両側で前記回転軸を支持する主軸受および副軸受と、前記副軸受を支持する副軸受支持部材と、前記副軸受支持部材に取付けられ且つ前記回転軸により駆動される給油ポンプとを備え、前記回転軸は前記給油ポンプから供給される潤滑油を前記副軸受に供給する給油経路を有し、前記副軸受支持部材および前記給油ポンプは、前記回転軸の周囲に前記副軸受に連通する内部空間を形成すると共に、この内部空間と前記油溜りを連通する通路を有する構成にしたことにある。
【００１０】
前記別の目的を達成するための本発明の流体圧縮機は、上述した構成に加えて、副軸受を内輪、外輪およびその間に配置された多数の転動体よりなる転がり軸受で構成すると共に、前記回転軸の給油経路を前記副軸受の上面側に開口するように形成し、前記副軸受の上面を覆うようにカバーを設けて前記回転軸の給油経路の開口から前記副軸受の転動体の転がり摺動面を経て前記内部空間に至る潤滑油の流路を形成した構成にしたことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流体圧縮機の複数の実施例を、図を用いて説明する。これらの実施例は圧縮機構部をスクロール圧縮機で構成した場合について説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１２】
本発明の第１実施例を図１および図２を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、本実施例のスクロール圧縮機１の全体構成について図１を参照しながら説明する。図１はスクロール圧縮機１の縦断面図である。
【００１４】
密閉容器７０内には、上方に圧縮機構部２、中央に電動機部６０、下方に油溜り７３が配設されている。圧縮機構部２と電動機部６０とは回転軸３０を介して連結されている。油溜り７３には潤滑油７４が貯留されており、図１および図２に示す潤滑油７４の油面は運転状態を示すものである。
【００１５】
圧縮機構部２は、台板１１に渦巻き状のラップ１２を直立した固定スクロール１０と、台板２１に渦巻き状のラップ２２を直立した旋回スクロール２０を、ラップを互いに噛み合わせて形成している。固定スクロール１０には、外周部に吸入口１３が設けられ、中心部に吐出口１４が設けられている。旋回スクロール２０には、台板２１の下方に突設したボス２３が設けられている。
【００１６】
回転軸３０は、電動機部６０上方に備えたフレーム４０に組み付けられた主軸受４１と、電動機部６０下方に備えた副軸受部８０に組み付けられた副軸受８３とで支持されている。副軸受部８０は、副軸受８３、副軸受支持部材であるハウジング８２、副軸受上部に配置したカバー８４で構成されている。この副軸受部８０は、下フレーム８１を介して密閉容器７０に固定されている。主軸受４１および副軸受８３は転がり軸受で構成されている。
【００１７】
回転軸３０の上部先端にはクランクピン３１を備え、クランクピン３１が旋回スクロール２０の台板２１の下方に突設したボス２３に挿入されている。ボス２３内には旋回軸受２４が設けられており、クランクピン３１と摺動する構造となっている。旋回スクロール２０の台板２１の背面にはオルダム継手５０が配設されている。前記オルダム継手５０は、旋回スクロール２０を固定スクロール１０に対し自転することなく旋回運動させる自転防止機構としての継手である。
【００１８】
上記圧縮機構部２は、電動機回転子６１に連結した回転軸３０の回転によりクランクピン３１が偏心回転すると、旋回スクロール２０がオルダム継手５０の自転防止機構により固定スクロール１０に対し自転することなく旋回運動を行なう。これによって、ガスを吸入管７１および吸入口１３を介してスクロールラップ１２、２２で形成される密閉室に吸入する。上記旋回運動により、密閉室は中央部へ移動しながら容積を減少してガスを圧縮し、圧縮ガスを吐出口１４より吐出室に吐出する。吐出室に吐出されたガスは、圧縮機構部２および電動機部６０の周囲を循環したのち吐出管７２から圧縮機外へ放出される。
【００１９】
回転軸３０の下端には駆動継手３５が設けられ、駆動継手３５が給油ポンプ９０に係合されている。駆動継手３５は、回転軸３０の一部を構成するものであり、給油ポンプ９０の種類、寸法変更に容易に対応できるように回転軸本体部分と別体に設けられている。給油ポンプ９０は副軸受部８０にボルトなどの接合具９１で接合されている。
【００２０】
給油ポンプ９０は、回転軸３０の回転により回転軸の下端に設けた駆動継手３５で駆動され、駆動継手３５および回転軸３０の内部に設けた給油経路を通じて各軸受部に給油する。
【００２１】
次に、本実施例の副軸受部８０および給油ポンプ部９０に関して図２を参照しながら詳細に説明する。図２は副軸受部付近の拡大断面図である。
【００２２】
副軸受部８０はハウジング８２に副軸受８３を組み付け、副軸受８３の上部にカバー８４を備えた構造となっている。ハウジング８２は、副軸受８３を組み付けるための部分８２ａと、下フレーム８１に固定するための部分８２ｂと、給油ポンプ９０を取付けるための部分８２ｃとを備えて構成されている。
【００２３】
副軸受８３はハウジング８２の上方から挿入されて組み付けられている。副軸受８３は、内輪８３ｂ、外輪８３ｃおよびその間に配置された多数の転動体８３ａよりなる転がり軸受で構成されている。これによって、従来の滑り軸受に比較して、信頼性および摺動損失を低減することができる。なお、本実施例の副軸受８３は玉軸受で構成されている。
【００２４】
カバー８４は、副軸受８３の上面上方を塞ぐと共に、副軸受８３の外周部上面を押さえるようにハウジング８２に取付けられている。そして、カバー８４は給油溝３３から供給される潤滑油７４を副軸受８３の転動体８３ａの部分に案内する部材として機能させているので、簡単な構造で、確実に転動体８３ａの潤滑を行なうことができる。なお、ハウジング８２は副軸受８３を支持する部材を構成する。
【００２５】
給油ポンプ９０は一方でハウジング８２にボルトなどの結合具９１で取付けられている。給油ポンプ９０は、ハウジング８２の給油ポンプ９０を取付けるための部分８２ｃの下面に接合されて取付けられている。給油ポンプ９０は他方で回転軸３０の下端に固定された駆動継手３５と嵌合されている。給油ポンプ９０はトロコイド歯型ポンプで構成され、下面吸込み口が油溜り７３に連通されると共に、上面吐出口が回転軸３０の給油穴３２に連通されている。
【００２６】
ハウジング８２および給油ポンプ９０は回転軸３０（駆動継手３５を含む）との間に内部空間８６を形成するように設けられている。ハウジング８２と給油ポンプ９０で形成される内部空間８６と油溜り７３とを連通する通路８７が設けられている。通路８７は、ハウジング８２の接合端面に周方向に複数形成された溝で構成されている。この溝はハウジング８２に製作時に同時に形成できるので、安価に通路８７を設けることができる。この内部空間８６および通路８７は、転がり軸受である副軸受８３を潤滑した潤滑油７４の油溜り７３への戻り通路を構成する。これによって、副軸受８３の確実な潤滑を行なうことができる。
【００２７】
回転軸３０および駆動継手３５の中央部には、上下に貫通する給油穴３２が形成されている。この給油穴３２は、給油ポンプ９０から潤滑油７４が供給されて各軸受部に供給する給油経路を構成する。回転軸３０には、副軸受８３との嵌めあい部（副軸受８３の内周部に対面する外周部）と給油通路３２とを連通する横穴３４が設けられている。横穴３４は回転軸３０の副軸受嵌めあい部に設けた給油溝３３の中に開口されている。
【００２８】
給油溝３３は、副軸受８３の内輪８３ｂに対面する回転軸３０の外周面に下部から上部に延びると共に、副軸受８３の上面側に開口するように形成されている。横穴３４は給油溝３３の下部に開口されている。このように給油溝３３を設けたことによって、副軸受８３を回転軸３０に容易に設置できるように副軸受８３の内輪８３ｂの内周面と回転軸３０外周面との間に若干の隙間を有するようにして両者が摺動する場合でも、その摺動部に潤滑油７４を確実に供給することができる。
【００２９】
圧縮機１が運転されて回転軸３０が回転されることにより給油ポンプ９０が駆動されると、油溜り７３に貯留された潤滑油７４が給油ポンプ９０の下面から給油ポンプ９０内に吸込まれ、昇圧されて上面から給油穴３２内に供給される。この潤滑油７４の一部は、横穴３４を通って給油溝３３に供給され、副軸受８３の内輪８３ｂと回転軸３０との摺動面を潤滑すると共に、副軸受８３の上面側に供給される。この潤滑油７４は、上面側から転動体８３ａの周囲に供給され、転動体８３ａを潤滑した後、内部空間８６に流出され、さらには通路８７を通って油溜り７３内に戻される。これにより、内部空間８６の油面上昇が抑えられ、内部空間８６内が潤滑油７４で充満されることがなくなるので、従来例のような給油溝３３および副軸受８３における攪拌損失の発生を防止でき、圧縮機１の入力増大を防止できる。また、これと共に、副軸受８３の上面から電動機部６０側に潤滑油７４が噴出することを防止でき、油上りの発生を防止することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例を図３を用いて説明する。図３は本発明の第２実施例の副軸受部周辺の縦断面図である。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３１】
この第２実施例では、内部空間８６と油溜り７３を連通する通路８７をハウジング８２に設けた横穴で形成したものである。このように通路８７を構成しても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
次に、本発明の第３実施例を図４を用いて説明する。図４は本発明の第３実施例の副軸受部周辺の縦断面図である。この第３実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３３】
この第３実施例では、ハウジング８２と給油ポンプ９０の間に、油の出入りが可能な間隔を保って接合具９１により接合することにより、ハウジング内部空間８６と油溜り８３を連通する通路を形成したものである。このように通路８７を構成しても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
次に、本発明の第４実施例を図５を用いて説明する。図５は本発明の第４実施例の副軸受部周辺の縦断面図である。この第４実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３５】
この第４実施例では、副軸受８３をすべり軸受で構成したものであり、第１実施例と共通する構成において、同様の効果を奏することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、副軸受へ確実に給油し、圧縮機の信頼性を確保することができ、同時にハウジング内部空間に流入した油を油溜りに排出することでハウジング内部空間の油面上昇を防止することにより、回転軸または副軸受による油攪拌損失を低減することができ、性能の高い圧縮機を得ることができる。また、ハウジング内部空間へ油を導く油の流れを形成することで油上りを抑え、圧縮機内部の油枯渇による摺動部のかじり、焼付きなどが防止でき、信頼性の高い圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のスクロール圧縮機の縦断面図を示す。
【図２】図１のスクロール圧縮機の副軸受部の拡大断面図を示す。
【図３】本発明の第２実施例のスクロール圧縮機の副軸受部の拡大断面図を示す。
【図４】本発明の第３実施例のスクロール圧縮機の副軸受部の拡大断面図を示す。
【図５】本発明の第４実施例のスクロール圧縮機の副軸受部の拡大断面図を示す。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…圧縮機構部、１０…固定スクロール、１１…台板、１２…ラップ、１３…吸入口、１４…吐出口、２０…旋回スクロール、２１…台板、２２…ラップ、２３…ボス、２４…旋回軸受、３０…回転軸、３１…クランクピン、３２…給油穴、３３…給油溝、３４…横穴、３５…駆動継手、３６…給油経路、４０…フレーム、４１…主軸受、５０…オルダム継手、６０…電動機部、６１…電動機回転子、７０…密閉容器、７１…吸入管、７２…吐出管、７３…油溜り、８０…副軸受部、８１…下フレーム、８２…ハウジング（副軸受支持部材）、８３…副軸受、７４…潤滑油、８３ａ…転動体、８４…カバー、８５…結合手段、８６…内部空間、８７…通路、９０…給油ポンプ、９１…接合具。
【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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