(57)【要約】【課題】  アンモニア冷媒を用いてオゾン層破壊防止や地球温暖化防止を図りつつ、信頼性の高い密閉形スクロール圧縮機を得ること。【解決手段】  密閉形スクロール圧縮機１は、密閉容器７００内に、固定スクロール１００および旋回スクロール２００を有する圧縮機構部２と、固定子６０１および回転子６０２を有する電動機部３と、回転子６０２に結合されて圧縮機構部２を駆動しかつ滑り軸受２１０で支承された駆動軸３００と、滑り軸受２１０に供給される潤滑油とを収納してなる。そして、密閉形スクロール圧縮機１は、作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、潤滑油としてアンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用いている。滑り軸受２１０は、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、固定スクロールおよび旋回スクロールを有する圧縮機構部と、固定子および回転子を有する電動機部と、前記回転子に結合されて前記圧縮機構部を駆動し且つ滑り軸受で支承された駆動軸と、前記滑り軸受に供給される潤滑油とを収納してなる密閉形スクロール圧縮機において、
作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、
前記潤滑油として前記アンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用い、
前記滑り軸受として、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する滑り軸受を用いた
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記滑り軸受の中間層および表面層に含まれる樹脂として４弗化エチレン樹脂を用いたことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記滑り軸受の表面層を４弗化エチレン樹脂のみで形成したことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記滑り軸受の中間層に含まれる青銅として多孔質青銅を用いたことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項５】
密閉容器内に、固定スクロールおよび旋回スクロールを有する圧縮機構部と、固定子および回転子を有する電動機部と、前記回転子に結合されて前記圧縮機構部を駆動する駆動軸と、前記旋回スクロール内に設置されて前記駆動軸を支承する旋回軸受と、前記駆動軸を前記回転子の両側で支承する主軸受および副軸受と、前記旋回軸受、前記主軸受および前記副軸受に供給される潤滑油とを収納してなる密閉形スクロール圧縮機において、
作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、
前記潤滑油として前記アンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用い、
前記主軸受および副軸受として前記アンモニア冷媒に腐食されない材料で形成された転がり軸受を用い、
前記旋回軸受として、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する滑り軸受を用いた
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉形スクロール圧縮機に係り、特に空気調和機または冷凍装置などに用いられる密閉形スクロール圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の作動冷媒として従来から使用されてきたフロン系の冷媒は、地球のオゾン層の破壊や地球温暖化の原因となることから、アンモニア等の自然冷媒を使用することが考えられている。しかし、アンモニアは可燃性で有毒性を有する上に腐食性が強いという性質がある。
【０００３】
そこで、従来のアンモニア冷媒電動圧縮装置として、特開平１０−１１２９４９号公報（特許文献１）に示すものが案出されている。この圧縮装置は、アンモニアによる冷媒流体を圧縮する圧縮部と、この圧縮部を駆動する電動機と、圧縮部および電動機の機械的摩擦運動部分を潤滑する潤滑油を循環する循環系とを密閉状の容器内に収納して構成されている。そして、その電動機の各部は樹脂材料で絶縁されると共に、電動機の巻線の素線はニッケルめっき銅線または錫めっき銅線を用いて形成されている。また、潤滑系は、アンモニアに対して相溶性を有する潤滑油（エーテル系油）を用いて潤滑するようになっている。さらには、上方軸受部分および下方軸受部分とが電動機の回転子軸を支持するために設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１２９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した圧縮装置では、アンモニアに対して相溶性を有する潤滑油を用いることによって軸受部に供給される潤滑油中にアンモニア冷媒が溶け込むこととなる。このため、溶け込んだアンモニア冷媒により軸受部分に供給される潤滑油の粘度が低下し、軸受部分の潤滑特性を低下させて軸受部損傷の恐れが生ずる。また、上述した圧縮装置において、回転子軸を支持するための上方軸受部分および下方軸受部分を単なる銅系軸受材料で構成した場合には、銅系の材料からなる軸受部分が潤滑油中に含まれたアンモニアで腐食され、十分な信頼性が得られないという問題が生ずる。
【０００６】
本発明の目的は、アンモニア冷媒を用いてオゾン層破壊防止や地球温暖化防止を図りつつ、信頼性の高い密閉形スクロール圧縮機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に、固定スクロールおよび旋回スクロールを有する圧縮機構部と、固定子および回転子を有する電動機部と、前記回転子に結合されて前記圧縮機構部を駆動し且つ滑り軸受で支承された駆動軸と、前記滑り軸受に供給される潤滑油とを収納してなる密閉形スクロール圧縮機において、作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、前記潤滑油として前記アンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用い、前記滑り軸受として、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する滑り軸受を用いた構成にしたことにある。
【０００８】
前記本発明において、より好ましくは次の構成としたことにある。
（１）前記滑り軸受の中間層および表面層に含まれる樹脂として４弗化エチレン樹脂を用いたこと。
（２）前記滑り軸受の表面層を４弗化エチレン樹脂のみで形成したこと。
（３）前記滑り軸受の中間層に含まれる青銅として多孔質青銅を用いたこと。
【０００９】
そして、本発明の具体的構成は、密閉容器内に、固定スクロールおよび旋回スクロールを有する圧縮機構部と、固定子および回転子を有する電動機部と、前記回転子に結合されて前記圧縮機構部を駆動する駆動軸と、前記旋回スクロール内に設置されて前記駆動軸を支承する旋回軸受と、前記駆動軸を前記回転子の両側で支承する主軸受および副軸受と、前記旋回軸受、前記主軸受および前記副軸受に供給される潤滑油とを収納してなる密閉形スクロール圧縮機において、作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、前記潤滑油として前記アンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用い、前記主軸受および副軸受として前記アンモニア冷媒に腐食されない材料で形成された転がり軸受を用い、前記旋回軸受として、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する滑り軸受を用いたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、前記潤滑油として前記アンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用い、前記滑り軸受として、鋼を含む裏金と、青銅および樹脂を含む中間層と、樹脂を含む表面層とを有する滑り軸受を用いた構成にしているので、アンモニア冷媒を用いてオゾン層破壊防止や地球温暖化防止を図りつつ、信頼性の高い密閉形スクロール圧縮機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を示す密閉形スクロール圧縮機を図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の密閉形スクロール圧縮機の断面図、図２は図１の圧縮機に用いられる旋回スクロールとそれに用いられる滑り軸受の断面拡大図、図３は図２の滑り軸受の断面拡大模式図である。
【００１２】
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７００内に収納して構成されている。本実施例では、上から圧縮機構部２、駆動部３及び油溜り７３０の順に配設されており、駆動軸３００を介して圧縮機構部２と駆動部３が連結されている縦型スクロール圧縮機であるが、本発明は縦型の圧縮機に限られるものではない。
【００１３】
そして、スクロール圧縮機１は、作動冷媒としてアンモニア冷媒を用い、油溜り７３０に貯留される潤滑油としてアンモニア冷媒に相溶性あるポリアルキレングリコール油を用いている。
【００１４】
圧縮機構部２は、固定スクロール１００と旋回スクロール２００とフレーム４００を基本要素として構成されている。フレーム４００は密閉容器７００に固定され、主軸受４０１を配設する部材を構成している。主軸受４０１はアンモニアで腐食されない材料で製作された転がり軸受で構成されている。
【００１５】
固定スクロール１００は、台板１０１と渦巻き状ラップ１０２と吸込口１０３と吐出口１０４とを基本構成部分として構成され、フレーム４００にボルトを介して固定されている。また、固定スクロール１００とフレーム４００とはノックピン４０５を介して結合されている。ラップ１０２は台板１０１の一側に垂直に立設されている。旋回スクロール２００は、台板２０１と渦巻き状ラップ２０２とボス２０３と背圧穴２０４とを基本構成部分として構成されている。ラップ２０２は台板２０１の一側に垂直に立設されている。ボス２０３は台板２０１の他側（反ラップ側）に垂直に突出して形成されている。
【００１６】
固定スクロール１００と旋回スクロール２００を噛み合わせて構成した圧縮室１３０は、旋回スクロール２００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２００の旋回運動に伴って、作動流体が吸入口１０３を経由して圧縮室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１００の吐出口１０４から密閉容器７００内に吐出され、さらに吐出管７０１を経由して密閉容器７００から吐出される。これによって、密閉容器７００内の空間は吐出圧力に保たれる。圧縮室１３０にはインジェンクションパイプ７１２が連通されるように設けられている。
【００１７】
密閉容器７００は、上キャップ７１０及び下キャップ７２０を有している。密閉容器７００の底面には脚部７２１が取付けられている。また、密閉容器７００の側面にはハーメ端子７０２が設けられ、電動機６００に電力を供給できるようになっている。さらには、密閉容器７００の底部には、キャッチプレート７２２が設置されている。
【００１８】
旋回スクロール２００を旋回駆動する駆動部３は、固定子６０１及び回転子６０２からなる電動機６００と、駆動軸３００と、旋回スクロール２００の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手５００と、フレーム４００と、主軸受４０１及び副軸受部８００と、ボス２０３とを基本要素として構成されている。副軸受８００は、アンモニアで腐食されない材料で製作された転がり軸受で構成されている。
【００１９】
駆動軸３００は主軸部３０２とクランクピン３０１とを一体に備えて構成されている。主軸受４０１及び副軸受部８００は駆動軸３００の主軸部３０２を回転自在に支持する主軸支持部を構成する。ボス２０３は、滑り軸受で構成される旋回軸受２１０を介して、駆動軸３００のクランクピン３０１を駆動軸方向であるスラスト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２００に備えられている。旋回軸受２１０は図２に示すようにボス２０３内に設けられている。
【００２０】
上部の主軸支持部である主軸受４０１は電動機６００の上側に配置され、下部の主軸支持部である副軸受部８００は電動機６００の下側に配置されている。副軸受部８００は、圧縮機構部に対し電動機６００を挟んだ反対側に位置しており、ハウジング８０２に転がり軸受である副軸受８０３を備えた構造となっている。副軸受８０３は、ハウジング８０２に上方から挿入され、その上方からさらにハウジングカバー８０４が取付けられて押さえられている。ハウジング８０２は、密閉容器７００に固定された下フレームハウジング８０１にボルト８０５を介して固定されている。
【００２１】
給油ポンプ９００は、副軸受部８００の下側に備えられ、ハウジング８０２の下端に結合具９１０を介して取付けられている。ここで、ハウジング８０２は給油ポンプ９００を支持する部材を構成するものである。給油ポンプ９００は、駆動軸３００の下端に設けられたポンプ継手３１０を介して駆動される。
【００２２】
オルダム継手５００は、旋回スクロール２００の台板２０１の背面に配設されている。オルダム継手５００に形成した直交する２組のキー部分の１組がフレーム４００に構成したオルダム継手５００の受け部であるキー溝を滑動し、残りの１組が旋回スクロールラップ２０２の背面側に構成したキー溝を滑動する。これによって、旋回スクロール２００はスクロールラップ２０２の立設する方向である軸線方向に垂直な面内を固定スクロール１００に対して自転せずに旋回運動する。
【００２３】
圧縮機構部２は、電動機６００に連結した駆動軸３００の回転によりクランクピン３０１が偏心回転すると、旋回スクロール２００がオルダム継手５００の自転防止機構により固定スクロール１００に対し自転せずに旋回運動を行い、アンモニア冷媒であるガスを吸入管７１１および吸入口１０３を介してスクロールラップ１０２および２０２で形成される圧縮室１３０に吸入する。
【００２４】
旋回スクロール２００の旋回運動により、圧縮室１３０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１０４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６００の周囲を循環したのち吐出管７０１から圧縮機外へ放出される。なお、旋回スクロール２００の台板２０１には、圧縮室１３０と旋回背面の背圧室４１１とを連通させる背圧穴２０４が設けられており、背圧室４１１の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力（中間圧力）に保っている。旋回スクロール２００の背面側に構成される背圧室４１１は、旋回スクロール２００とフレーム４００と固定スクロール１００とで囲まれて形成される空間である。
【００２５】
フレーム４００に設けられたシールリング４１０は背圧室４１１への吐出ガス流入を防いでいる。旋回スクロール２００は前記中間圧力とシールリング４１０の内側に作用する吐出圧力の合力で固定スクロール１００に押し付けられている。
【００２６】
ここで、シールリング４１０の内径は主軸受４０１の外径より小さくなっている。このような構成を採用できるようにするために、本実施例では、主軸受４０１をフレーム４００の回転駆動手段側からフレーム４００へ挿入し、挿入した主軸受４０１をフレームカバー４０３で固定する構成となっている。フレームカバー４0３にはスラスト軸受４０２が設けられている。フレームカバー４０３はフレーム４００と別体に形成されている。フレームカバー４０３はフレーム４００にボルト４０６により固定されている。このようにボルト固定とすることで、フレームカバー４０３とフレーム４００との間隙を的確にシールできることから、給油経路からの油漏れを抑制することができる。なお、フレームカバー４０３は、フレーム４００の内側に挿入されて主軸受４０１を押さえる部分と、フレーム４００の回転駆動手段側端面に当接してこれに固定される部分とから構成されている。
【００２７】
また、バランスウエイト４０７の回転動作による気流の乱れを吐出管７０１付近へ作用させないためのバランスウエイトカバー４０４を設けている。このバランスウエイトカバー４０４はフレームカバー４０３との共締めでフレーム４００へボルト４０６にて固定しているので、部品点数の低減と省スペース化を図ることができる。バランスウエイトカバー４０４は、固定子６０１のコイルエンドの内径より若干小径の略筒状に形成され、バランスウエイト４０７の周囲を覆ってバランスウエイト４０７の回転動作による気流の乱れを吐出管７０１付近へ作用させないようになっている。
【００２８】
次に、給油経路について説明する。駆動軸３００が回転されると、給油ポンプ９００により油溜り７３０の潤滑油が駆動軸内の油通路３１１に送られる。油通路３１１に送られた潤滑油の一部は横穴３１２を通って副軸受８０３に流れた後、油溜り７３０に戻る。油通路３１１を通ってクランクピン３０１の上部に到達した潤滑油は旋回軸受２１０を通り主軸受４０１へ流れる。主軸受４０１を潤滑した潤滑油は排油パイプ４０８を通り、油溜り７３０に戻る。
【００２９】
また、旋回スクロール２００のボス２０３の端面には給油ポケット２０５が設けられており、旋回スクロール２００が旋回運動することにより、給油ポケット２０５がシールリング４１０の外側と内側を往復し、旋回軸受２１０と軸受４０１の間にある潤滑油の一部を背圧室４１１に搬送する。搬送された潤滑油はオルダム継手５００に給油された後、固定スクロールの鏡板面１０５と旋回スクロールの台板２０１の摺動面に給油される。
【００３０】
背圧室４１１に搬送された潤滑油は、背圧穴２０４を通って、または鏡板摺動面の微小隙間を通って圧縮室１３０に流入する。圧縮室１３０に流入した潤滑油は圧縮された冷媒ガスと共に吐出口１０４から吐出され、密閉容器７００内で冷媒ガスと分離され油溜り７３０に戻る。
【００３１】
滑り軸受で構成される旋回軸受２１０は、上述したように、旋回スクロール２００に係合される駆動軸３００を支持するものであり、図２に示すようにボス２０３内に設置されている。この旋回軸受２１０には、上述したように、駆動軸３００内に設けられた油通路３１１を介して密閉容器７００下部の油溜り７３０から潤滑油が供給される。供給される潤滑油は、アンモニアと相溶性があるため、潤滑油中にアンモニアが含まれると共に、粘度が低下している。
【００３２】
そこで、旋回軸受２１０は、図３に示すように、鋼を含む裏金２１１と、青銅２１４および樹脂２１５を含む中間層２１２と、樹脂２１５を含む表面層２１３とを有して構成されている。この表面層２１３により旋回軸受２１０自身の潤滑性能が向上すると共に青銅２１４とアンモニアとの接触を防止できるので、潤滑油の粘度が低下していても潤滑性能を確保することができると共に、アンモニアと相溶性がある潤滑油を用いても青銅２１４が腐食されることを防止でき、高い信頼性を確保できる。特に、旋回軸受２１０の中間層および表面層に含まれる樹脂として４弗化エチレン樹脂を用いているので、前記機能を確実に奏することができる。また、旋回軸受２１０の表面層２１３を４弗化エチレン樹脂のみで形成したことにより、その潤滑性能が優れたものとなっている。
【００３３】
また、旋回軸受２１０の表面層２１３の摩耗等によって青銅２１４と４弗化エチレン樹脂２１５を含む中間層が露出する場合でも、軸受摺動面全面に青銅が露出する鉛青銅系滑り軸受と比較して、アンモニアと接触し影響を受ける青銅２１４の軸受摺動面に占める割合が低く、鉛青銅系滑り軸受よりもアンモニアによる軸受への影響や潤滑油の劣化を低く押さえることが出来る。
【００３４】
なお、本発明は、旋回スクロール２００の旋回軸受２１０に限られるものではないが、駆動軸３００の両側がアンモニアで腐食されない転がり軸受で構成された主軸受４０１および副軸受８０３を用いた場合の旋回軸受２１０において、上記機能を好ましく達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例の密閉形スクロール圧縮機の断面図である。
【図２】図１の圧縮機に用いられる旋回スクロールとそれに用いられる滑り軸受の断面拡大図である。
【図３】図２の滑り軸受の断面拡大模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００…固定スクロール、１０１…台板、１０２…ラップ、１０３…吸入口、１０４…吐出口、２００…旋回スクロール、２０１…台板、２０２…ラップ、２１０…旋回軸受（滑り軸受）、３００…駆動軸、３０１…クランクピン、３１０…ポンプ継手、３１１…油通路、４００…フレーム、４０１…主軸受、４０２…スラスト軸受、４０３…フレームカバー、４０４…バランスウエイトカバー、４０５…ノックピン、４０６…ボルト、４０７…バランスウエイト、４０８…ハイユパイプ、４０９…イタバネ、４１０…シールリング、５００…オルダム継手、６００…電動機、６０１…固定子、６０２…回転子、７００…密閉容器、７０１…吐出管、７０２…ハーメ端子、７１０…上キャップ、７１１…吸入管、７１２…インジェクション管、７２０…下キャップ、７２１…脚部、７２２…キャッチプレート、７３０…油溜り、８００…副軸受部、８０１…下フレーム、８０２…ハウジング、８０３…副軸受、８０４…ハウジングカバー、８０５…ボルト、９００…給油ポンプ、９１０…結合具。
【図１】
2005207258.tif 000003
【図２】
2005207258.tif 000004
【図３】
2005207258.tif 000005