(57)【要約】【課題】ベアリングのボール部へ潤滑油を直接供給することにより、貯油量を増やすことなくスクロール圧縮機の信頼性向上を図ること。【解決手段】モータ５の駆動軸１４を軸支するボールベアリング４２を保持する主軸受部材５１を備え、圧縮機構部４を含む摺動部へ潤滑油７が駆動軸１４内の油通路１９を通して旋回スクロール１２の背面空間２４に供給されるスクロール圧縮機１において、潤滑油７を背面空間２４からボールベアリング４２のボール部４２ａに直接供給するための連通孔２０を主軸受部材５１のボールベアリング４２を係止するツバ部５１ａに設けることにより、少量の潤滑油でもボールベアリング４２のボール部４２ａへ潤滑油を効率よく供給することとなり、スクロール圧縮機１の信頼性向上を図ることができる。【選択図】図１
2007231755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータとを備え、前記圧縮機構部は前記モータによって駆動される旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされる固定スクロールと、前記旋回スクロールを挟んで前記固定スクロールと組み合わされるとともに、前記モータの駆動軸を軸支するベアリングを保持する主軸受部材とを備え、前記圧縮機構部を含む摺動部への潤滑を図る潤滑油が前記駆動軸内の油通路を通して前記旋回スクロールの背面に供給されるスクロール圧縮機において、前記潤滑油を前記背面から前記ベアリングのボール部に直接供給するための連通孔を前記主軸受部材に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータとを備え、前記圧縮機構部は前記モータによって駆動される旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされる固定スクロールと、前記旋回スクロールを挟んで前記固定スクロールと組み合わされるとともに、前記モータの駆動軸を軸支するベアリングを保持する主軸受部材とを備え、前記駆動軸は略水平に構成されるとともに前記圧縮機構部を含む摺動部へ潤滑油が前記駆動軸内の油通路を通して前記旋回スクロールの背面空間に供給される横型のスクロール圧縮機において、前記潤滑油を前記ベアリングのボール部に直接供給するための連通孔を、前記主軸受部材において、少なくとも前記駆動軸の中心より下部に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
主軸受部材は鋳造成型され、連通孔は、前記主軸受部材の鋳物素材での穴形状にて形成されている請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いて運転することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いて運転することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調及び冷凍装置に適用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機は冷凍サイクルに接続されることにより密閉状態になる。圧縮機構部が駆動されると容器に設けた吸入口を通じて冷凍サイクル内の冷媒を吸入し、これを圧縮して容器内に吐出した後、容器に設けた吐出口から冷凍サイクルに供給することを繰り返す。これに併せ、容器内の貯留部に貯留されている潤滑油が、圧縮機構部を含む摺動部に直接および冷媒による持ち運びによって供給され、前記摺動部の潤滑を行う。このような潤滑機構によって圧縮機構部から吐出され冷凍サイクルに供給される冷媒中には潤滑油が含まれる。しかし、冷凍サイクルに供給される冷媒中に含まれる潤滑油は熱交換を阻害する要因となり、冷凍サイクルに性能低下をもたらす。また、同時に冷凍サイクルに多くの潤滑油が流出すると、容器内の摺動部を潤滑するための潤滑油が不足するので、潤滑不足を防止するには貯油部を大きくして貯油量を増大する必要があるので圧縮機が大型化してしまうと同時に重量化する。
【０００３】
そこで、従来の技術として、図４に従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大断面図を示す。図４において、圧縮機構部１０１の軸受１０２から吐出した潤滑油が含まれる圧縮ガスを、主軸受部材１０３に取り付けた潤滑油飛散防止用の円筒状のカバー１０４により、圧縮ガスに混入する潤滑油を分離し圧縮機から冷凍サイクルに吐出される潤滑油の量を減らす技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１８２４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記のような容器に内蔵した圧縮機が自動車の冷暖房用に搭載されるようになり、一部ルームエアコン用の電動圧縮機も用いられているが、環境やエネルギー問題の高まりの中で、車両の軽量化が求められている。特に電気自動車やハイブリッド車での電動走行時にガソリン車レベルの駆動力が得られないことから、車両の軽量化は最重要課題となっている。そこで、比較的重量物である圧縮機、特に、大型化、重量化する電動機をも併せ内蔵した電動圧縮機は、車両に搭載するうえで車両同様に小型、軽量化が重要課題になっている。
【０００５】
しかしながら、前記従来の圧縮機が採用している円筒状カバーによる潤滑油飛散防止は、円筒状カバー構造が複雑化しているため、圧縮機の容器内に占める軸線方向スペースが大きくなるので、小型化や軽量化の妨げになるという課題を有している。更に円筒状カバー固定による部品数の増加のため、コスト増加になるという課題も有している。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、少量の潤滑油でもベアリングへ潤滑油を効率よく供給することができ、スクロール型圧縮機から外部へ吐出される潤滑油の量を低減することができ、小型化や軽量化が図れる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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータとを備え、圧縮機構部はモータによって駆動される旋回スクロールと、旋回スクロールと組み合わされる固定スクロールと、旋回スクロールを挟んで固定スクロールと組み合わされるとともに、モータの駆動
軸を軸支するベアリングを保持する主軸受部材とを備え、圧縮機構部を含む摺動部への潤滑を図る潤滑油が駆動軸内の油通路を通して旋回スクロールの背面に供給されるスクロール圧縮機において、潤滑油を背面からベアリングのボール部に直接供給するための連通孔を主軸受部材に設けたものである。これによって、圧縮機の少量の潤滑油でも圧縮機構部の主軸受部材に設置されているベアリングへ潤滑油を効率よく供給することができ、スクロール圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、少量の潤滑油でもベアリングに供給することができ、スクロール型圧縮機ベアリングの潤滑油不足からくる問題を低減することができ、信頼性の高い圧縮機を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータとを備え、圧縮機構部はモータによって駆動される旋回スクロールと、旋回スクロールと組み合わされる固定スクロールと、旋回スクロールを挟んで固定スクロールと組み合わされるとともに、モータの駆動軸を軸支するベアリングを保持する主軸受部材とを備え、圧縮機構部を含む摺動部への潤滑を図る潤滑油が駆動軸内の油通路を通して旋回スクロールの背面に供給されるスクロール圧縮機において、潤滑油を背面からベアリングのボール部に直接供給するための連通孔を主軸受部材に設けることにより、少量の潤滑油でも圧縮機構部の主軸受部材に設置されているベアリングのボール部へ潤滑油を効率よく供給することとなり、スクロール圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
【００１０】
第２の発明は、容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータとを備え、圧縮機構部はモータによって駆動される旋回スクロールと、旋回スクロールと組み合わされる固定スクロールと、旋回スクロールを挟んで固定スクロールと組み合わされるとともに、モータを構成する駆動軸を軸支するベアリングを保持する主軸受部材とを備え、駆動軸は略水平に構成されるとともに圧縮機構部を含む摺動部への潤滑などを図る潤滑油が駆動軸内の油通路を通して旋回スクロールの背面空間に供給される横型のスクロール圧縮機において、潤滑油をベアリングのボール部に直接供給するための連通孔を駆動軸の中心より下部の主軸受部材に設けることにより、圧縮機の少量の潤滑油でも圧縮機構部の主軸受部材に設置されているベアリングのボール部へ潤滑油を効率よく供給することとなり、横型のスクロール圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の連通孔を鋳造成型される主軸受部材の型成形の際に形成したことにより、特別な後加工を必要とせず、加工コストを低減することができる。
【００１２】
第４の発明は、二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いたものであり、潤滑が厳しくなるＣＯ２冷媒の下では、潤滑油をベアリングのボール部に効率よく供給ができ、高い信頼性を得ることができる。
【００１３】
第５の発明は、ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いたものであり、粘度指数が低く潤滑が厳しくなるポリオールエステル油でも、ベアリングのボール部に潤滑油を導く連通孔を主軸受部材に設けたことにより、高い信頼性を得ることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の断面図を示すものであ
る。図１において、スクロール圧縮機１の本体ケーシング３の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型のスクロール圧縮機の１つの例を示している。スクロール圧縮機１はその本体ケーシング３内に圧縮機構部４およびこれを駆動するモータ５を内蔵し、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯油部６を備え、モータ５を図示しないモータ駆動回路部によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。
【００１６】
本実施の形態のスクロール圧縮機１の圧縮機構部４は、固定スクロール１１と旋回スクロール１２を噛み合わせて形成した圧縮空間１０が、旋回スクロール１２をモータ５により駆動軸１４を介して固定スクロール１１に対し旋回運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより、外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、サブケーシング１５に設けた吸入口８および本体ケーシング３に設けた吐出口９を通じて行う。
【００１７】
さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方（図上左側）の端部壁３ａ側から順に、ポンプ１３、副軸受４１、モータ５、ボールベアリング４２を保持する主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端部壁３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯油部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯油部６に通じるようにしてある。副軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３の内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。
【００１８】
主軸受部材５１はサブケーシング１５の内周にボルト１７などにて固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側をボールベアリング４２により軸支している。主軸受部材５１の外面には固定スクロール１１を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に旋回スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と旋回スクロール１２との間には旋回スクロール１２の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング５７が設けられている。
【００１９】
駆動軸１４の圧縮機構部４側には偏心軸１４ａが一体形成されており、偏心軸１４ａにはブッシュ３０が嵌め合せて支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１２が固定スクロール１１と対向するように偏心軸受４３を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１２の旋回スクロール鏡板１２ａの背面には筒部１２ｂが突設されており、偏心軸受４３は筒部１２ｂ内に収容されている。偏心軸受４３の内輪４３ａはブッシュ３０に嵌め合されており、偏心軸受４３の外輪４３ｂは筒部１２ｂに嵌め合されている。
【００２０】
圧縮機構部４のサブケーシング１５からの露出部分は、サブケーシング１５と開口どうしを突き合わせてボルト１８にて固定した本体ケーシング３により覆っている。圧縮機構部４はサブケーシング１５の吸入口８と本体ケーシング３の吐出口９との間に位置し、自身の吸入孔１６がサブケーシング１５の吸入口８と接続され、自身の吐出孔３１がリード弁３１ａを介して吐出室６２を有している。吐出室６２は固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持ったモータ５側に通じている。
【００２１】
以上の構成によって、モータ５はモータ駆動回路部によって駆動され、駆動軸１４を介して旋回スクロール１２を旋回運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１３により貯油部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を
受けながら、サブケーシング１５の吸入口８さらに自身の固定スクロール１１に設けた吸入孔１６を通じて冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入し、圧縮して自身の吐出孔３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じてモータ５側に入り、モータ５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの過程で、冷媒は衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行う。
【００２２】
ポンプ１３による給油について詳細に説明する。本体ケーシング３の貯油部６に貯留されている潤滑油７が、旋回スクロール１２の旋回運動に併せて駆動軸１４により駆動されたポンプ１３により、駆動軸１４の内部に設けた給油路１９を通じて旋回スクロール１２の背面の筒部１２ｂに設けた液溜り２１に供給される。この液溜り２１に供給された潤滑油７の一部は、旋回スクロール鏡板１２ａの内部に設けた絞り１２ｃなどによる所定の制限の基に旋回スクロール１２の外周部の側背面２２に供給されて旋回スクロール１２を背圧で支持する。また、旋回スクロール１２の渦巻状ラップの内部を通じて渦巻状ラップ先端の固定スクロール１１との間のシール部材の一例であるチップシール２３を保持する保持溝２３ａに供給し、固定スクロール１１と旋回スクロール１２間のシールおよび潤滑を図る。
【００２３】
そして、液溜り２１に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３を通じて背面空間２４に溜り、主軸受部材５１のボールベアリング４２を係止するツバ部５１ａに設けた連通孔２０からボールベアリング４２のボール部４２ａに直接給油する。このようにして偏心軸受４３やボールベアリング４２を潤滑した後、潤滑油はモータ５側に流出し、貯油部６へと回収される。
【００２４】
図２は、本実施の形態におけるスクロール圧縮機の主軸受部材の正面図で、主軸受部材５１のツバ部５１ａにボールベアリング４２のボール部４２ａに直接給油できる連通孔２０を設けたことを示す。
【００２５】
本実施の形態においては、圧縮機の少量の潤滑油７でも主軸受部材５１のツバ部に連通孔２０を設けることにより、潤滑油７が、連通孔２０を通りボールベアリング４２のボール部へ効率よく供給することとなり、スクロール圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
【００２６】
また、図３は同じく主軸受部材の正面図で、連通孔２０ａを主軸受部材５１の中心より下部に設けたものである。横型のスクロール圧縮機においては、重力の関係もあり、潤滑油７をボールベアリング４２ボール部に直接供給するための連通孔２０ａを主軸受部材のツバ部に、少なくとも主軸受部材５１の中心より下部に設けることにより、圧縮機の少量の潤滑油７でも圧縮機構部の主軸受部材に設置されているベアリングボール部へ潤滑油７を効率よく供給することとなり、横型スクロール圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
【００２７】
なお、連通孔２０，２０ａは、鋳造成型による主軸受部材５１の型成形の際に形成すれば、特別な後加工を必要とせず、加工コストを低減することができる。
【００２８】
また、二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いたスクロール圧縮機においては潤滑が厳しくなるため、本発明は潤滑油をベアリングに非常に効率よく供給ができるため、高い信頼性が得ることができ、より好適である。
【００２９】
さらに、ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いた電動スクロール圧縮機においては、漏電の危険性から電気絶縁性の高い潤滑油を用いる必要がある。しかし、ポリ
オールエステル油を主成分とする潤滑油は、粘度指数が低く潤滑性に課題がある。本発明は、ベアリング潤滑に供す潤滑油を導く連通孔を主軸受部材のツバ部に形成したことにより、高い信頼性を得ることができ、より好適である。
【００３０】
なお、本実施の形態ではベアリングをボールベアリングとして示したが、ここでのボール部はコロの形態も含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、ベアリングの信頼性向上が可能となるので、モータを内蔵しない圧縮機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図
【図２】同スクロール圧縮機の主軸受部材の正面図
【図３】同スクロール圧縮機の主軸受部材の正面図
【図４】従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  スクロール圧縮機
３  本体ケーシング
４  圧縮機構部
５  モータ
６  貯油部
７  潤滑油
１０  圧縮空間
１１  固定スクロール
１２  旋回スクロール
１２ａ  旋回スクロール鏡板
１４  駆動軸
１９  油通路
２０，２０ａ  連通孔
２１  油溜り
２４  背面空間
４２  ボールベアリング
４２ａ  ボール部
５１  主軸受部材
５１ａ  ツバ部
【図１】
2007231755.tif 000003
【図２】
2007231755.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007231755.tif 000006