(57)【要約】【課題】本発明の課題は、給油ポンプを無くし、極めて簡単な構造で軸受等の被潤滑部に給油することを可能にする、信頼性の高いかつコストの低い冷媒圧縮機を提供することにある。【解決手段】本発明に係る冷媒圧縮機１０は、メインハウジング２に設けられた、モーター室７へ流入した冷媒を圧縮機構部３、４のスクロール吸入室４ａへ導く冷媒吸入孔２ａと、モーター室７とスクロール吸入室４ａとの間に差圧を形成させる差圧形成手段２ａ、２１と、差圧形成手段２ａ、２１により形成された差圧により、油溜まり部の潤滑油を被潤滑部５、６、１５、３、４へ導く給油通路９ａとを具備することを特徴としている。【選択図】図１
2007247562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター（８）と、
圧縮機構部（３、４）と、
前記モーター（８）と前記圧縮機構部（３、４）とを連結する回転軸（９）と、
前記モーター（８）と前記圧縮機構部（３、４）と前記回転軸（９）とを収容する密閉ケース（１）と、
前記圧縮機構部（３、４）をモーター室（７）と遮蔽するメインハウジング（２）と、
前記モーター室（７）の下部に設けられた油溜まり部（１４）とを備える冷媒圧縮機（１０）において、
前記メインハウジング（２）に設けられた、前記モーター室（７）へ流入した冷媒を前記圧縮機構部（３、４）のスクロール吸入室（４ａ）へ導く冷媒吸入孔（２ａ）と、
前記モーター室（７）と前記スクロール吸入室（４ａ）との間に差圧を形成させる差圧形成手段（２ａ、２１）と、
前記差圧形成手段（２ａ、２１）により形成された差圧により、前記油溜まり部の潤滑油を被潤滑部（５、６、１５、３、４）へ導く給油通路（９ａ）とを具備することを特徴とする冷媒圧縮機（１０）。
【請求項２】
前記給油通路（９ａ）は、前記回転軸（９）を軸方向に貫通した給油孔（９ａ）であり、
該給油孔の一端は、前記油溜まり部に配置され、
前記給油孔の別の一端は、前記スクロール吸入室（４ａ）近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【請求項３】
前記回転軸（９）は、前記メインハウジング（２）に配置された主軸受（５）と、副軸受（３１）とにより支持されていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【請求項４】
前記給油孔（９ａ）は、前記主軸受と前記副軸受の少なくとも一方に潤滑油を供給する軸受給油孔（９ｂ、９ｃ、９ｉ）を備えることを特徴とする請求項３に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【請求項５】
前記軸受給油孔（９ｂ、９ｃ）の回転軸ジャーナル外周側には油溝（９ｄ、９ｅ）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【請求項６】
前記差圧形成手段（２ａ、２１）は、オリフィス（２ａ）またはリード弁（２１）またはディスク弁（２２）のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【請求項７】
前記冷媒は、ＣＯ２であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷媒圧縮機（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば冷凍装置に用いられる冷媒圧縮機に関するものであり、特にＣＯ２用圧縮機として好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来技術としては特許文献１のように、周知の容積型給油ポンプにより貯留潤滑油を被潤滑部に圧送供給する構造が一般的である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２７４９００号公報
【０００４】
しかし、該容積型給油ポンプは、以下の課題を有する。すなわち、この形式の給油ポンプは確実な送油が可能である反面、その構成には精密な部品を必要とし、圧縮機のコストアップ要因となる。また、給油ポンプ自体の不具合、磨耗などにより信頼性が十分であるとは言い切れない。
【０００５】
第１０図を参照して、従来技術（特許文献１）の構成、作動を簡単に説明する。密閉ケース９１の中には上部に圧縮機構部８４、中央部にモーター８７等が収納されている。４７はケース下部に設けられた油溜まり部であり、回転軸９３の下端部に設けられた給油ポンプＰが浸漬状態で設置されている。従来技術ではモーター、油溜まり部等は周辺圧力がほぼ吸入圧力（圧縮機構部８４が吸入するガス圧）となっているいわゆる低圧ドーム形式を構成している。
【０００６】
圧縮機においては周知のごとく回転軸軸受部、圧縮機構部８４等に潤滑油を供給する必要がある。従来技術においては油溜まり部４７は下部に、給油を必要とする部分は上部に位置するため、何らかの手段で潤滑油を上方へ送油しなければならない。従来技術では容積型給油ポンプＰにより油溜まり部４７の潤滑油を加圧し、回転軸９４の中に設けた給油孔を通して上方の被潤滑部に送油する手段を用いている。
【０００７】
前記給油ポンプＰの詳細を第１１図に示す。給油ポンプＰは、回転軸中心に対し偏心したシリンダ室６０を持つポンプシリンダ５６、ローラーピン５４、スラスト板５７、シール板５５等の部品から構成されている。これらの部品は何れも高い精度の加工を必要としコストアップの要因となる。さらに、給油ポンプＰは、ポンプ摺動部の摩耗、焼き付き等の不具合を発生させる可能性も持つ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度に加工された多数の部品から構成され、その摺動部において摩耗、焼き付き等の可能性を持つ給油ポンプを無くし、極めて簡単な構造で軸受等の被潤滑部に給油することを可能にする、信頼性の高いかつコストの低い冷媒圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の冷媒圧縮機を提供する。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、圧縮機構部は、冷媒吸入孔を介して冷媒を吸い込み圧縮送出すると同時に、密閉ケースの油溜まり部から回転軸を貫通する給油孔等を介して潤滑油を吸い込む役割を有する。潤滑油の必要量の吸い込みは、冷媒吸入孔に配設した差圧形成手段により画定される。従来技術の給油ポンプの役割は、圧縮機構部と差圧形成手段により代替されている。このため、高精度の加工を必要とする多数の部品から構成された従来の給油ポンプは不要となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、給油通路は、回転軸を軸方向に貫通した給油孔であり、給油孔の一端は油溜まり部に配置され、給油孔の別の一端はスクロール吸入室近傍に配置されている。給油通路の具体的構成が示される。
請求項３に記載の発明によれば、回転軸は、メインハウジングに配置された主軸受と、副軸受とにより支持されている。回転軸は、二つの軸受により安定した支持がされる。
請求項４に記載の発明によれば、給油孔は、前記主軸受と前記副軸受の少なくとも一方に潤滑油を供給する軸受給油孔を備える。
請求項５に記載の発明によれば、軸受給油孔の回転軸ジャーナル外周側には油溝が形成されている。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、差圧形成手段は、オリフィスまたはリード弁またはディスク弁のいずれかであることを特徴としている。これにより、本願発明の特徴点である差圧形成手段の具体的実現手段が提供される。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、冷媒がＣＯ２であることを特徴としている。本発明は、差圧を形成させる手段として冷媒吸入孔の圧力損失を用いている。冷媒吸入孔で圧力損失を発生させることは圧縮室に流入する冷媒圧力を低下させるため、圧縮機の効率を低下させる。しかし、効率低下の程度は従来冷媒、例えばＲ１３４ａに比べＣＯ２冷媒は著しく少ない。同一温度条件における冷媒圧力は、ＣＯ２冷媒が従来冷媒よりもはるかに高圧であり、吐出圧と吸入圧の圧力差もＣＯ２冷媒が従来冷媒よりもはるかに高圧であるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態を図１から図４に基づいて説明する。
図１に、たとえば冷凍装置に用いられるスクロール式圧縮機を示す。この圧縮機１０は、上部に圧縮機構部３、４、中間部にモーター８を設置した構成であり、モーター室７の周辺圧力がほぼ圧縮機構部３、４の吸入圧力であるいわゆる低圧ドーム形式となっている。さらにモーター室７の下側には潤滑油を貯留する油溜まり部１４を設けている。回転軸９内にはその両端を貫通する給油孔９ａが有る。そしてその一端は油溜まり部１４の潤滑油中に浸漬している。回転軸９は、主軸受５と副軸受３１により支持されている。
【００１５】
１は密閉ケースであり、この密閉ケース１内にメインハウジング２が設けられ、回転軸９を回転自在に支持している。回転軸９の上部には後述する圧縮機構部３、４が設けられ、下部にはステータ８ａとロータ８ｂとからなるモーター８が設けられる。すなわち、回転軸９は、モーター８と圧縮機構部３、４とを連結しており、モーター８が回転軸９を介して圧縮機構部３、４を回転駆動する。
【００１６】
上記圧縮機構部３、４は、上記メインハウジング２に取付け固定される固定スクロール翼４および回転軸９上端の偏心部９ｈに装着される旋回スクロール翼３とから構成される。
【００１７】
上記固定スクロール翼４および旋回スクロール翼３はともに、鏡板部４ｃ、３ｃと、この鏡板部４ｃ、３ｃに一体的に設けられる渦巻状の翼部とから構成される。これら翼部相互は噛合されるとともに、上記鏡板部４ｃ、３ｃ相互とで囲繞される渦巻状の空間部である圧縮室Ｓが形成される。
【００１８】
上記固定スクロ−ル翼鏡板部４ｃ上面部中央には凹部が設けられ、ここに上記圧縮室Ｓの渦巻き中心と連通する吐出ポート４ｂが鏡板部４ｃを貫通して設けられる。
【００１９】
さらに、固定スクロ−ル翼鏡板部４ｃ上面側には、吐出ポート４ｂを中心に吐出室４ｄが設けられ、中央部に逆止弁１６を備えて上記吐出ポート４ｂと連通する。
【００２０】
上記密閉ケース１の上側には吐出管１２が配設され、冷凍装置の図示しない凝縮器と連通する。上記密閉ケース１の下部側面には吸入管１１が配設されて、冷凍装置の図示しない蒸発器と連通する。また、密閉ケース１の内底部には潤滑油を集溜する油溜り部１４が形成され、油溜り部１４に、回転軸９の下端部または回転軸９と接続する給油管（図示せず）の下端部が浸漬する。回転軸９の下端部は、副軸受３１により支持されており、副軸受給油孔９ｉを有する。副軸受支持板３２には、多数の小孔３２ａが配設されている。
【００２１】
次に本発明に係る圧縮機の作動を説明する。
冷凍システムを循環する冷媒ガス、並びに、冷媒ガスと合流してシステムを循環する潤滑油は、圧縮機構部３、４の吸入作用により、吸入管１１より圧縮機１０内に流入する。流入した前者の冷媒ガスは、ロータ８ｂおよびステータ８ａよりなるモーター８の各部空隙を通り、モーター８を冷却しつつモーター室７へ流通する。さらに冷媒ガスはメインハウジング２に設けられた冷媒吸入孔２ａを通り、スクロール吸入室４ａに到達する。冷媒ガスは固定スクロール４、旋回スクロール３よりなる圧縮機構部の圧縮室Ｓで圧縮加圧された後、吐出室１３を経由して吐出管１２より送出される。
【００２２】
一方、冷媒ガスと共に流入した後者の潤滑油は、吸入管１１内に比べ、冷媒ガス流速が著しく低下するモーター室７に流入するため、潤滑油自身の重力により、冷媒ガスから分離し下方へ沈降し油溜まり部１４に貯留される。
【００２３】
次に本発明に係る圧縮機１０の潤滑機構について説明する。
本発明は給油ポンプを用いずに圧縮機下部に貯留した潤滑油を被潤滑部５、６、１５、３、４に送油することを特徴とする。潤滑油を被潤滑部へ流通させる起因力となるのは給油孔９ａの上端、下端間に形成させる冷媒ガスの圧力差（差圧）である。すなわち、給油孔９ａ下端に比べ給油孔上端側が低い圧力となる圧力差を形成させる。両端間にこの適度の圧力差を形成させることにより、潤滑油を油溜り部１４から上方の被潤滑部５、６、１５、３、４に向かって流通させ、被潤滑部に供給するのが本発明の要旨である。
【００２４】
次に給油孔９ａの上下端間に圧力差を形成させるための構成について説明する。
図１に示すように、吸入管１１より流入する冷媒ガスは、モーター８のロータ、ステータ間などの隙間を通りメインハウジング２に設けられている冷媒吸入孔２ａを経て、旋回スクロール室３ａに流入する。その後、スクロール吸入室４ａに入り、固定、旋回スクロールにより形成される圧縮室Ｓに流入し圧縮吐出される。なお図中に各箇所の冷媒圧力をＰ１、Ｐ２、Ｐ３で示す。モーター８の冷媒ガス通路は通常大きな流路断面積があるため、この部分での冷媒ガスの圧力低下は実質上無い。従ってメインハウジング２より下のモーター室７側空間の圧力はどこも同一で、これをＰ１で示す。
【００２５】
図２に示すように、冷媒ガスは、メインハウジング２に設けた冷媒吸入孔２ａを通り、旋回スクロール室３ａに吸引流入する。ここで冷媒吸入孔２ａの径、すなわち流路断面積を適切に設定することにより、この箇所において適度な圧力降下が形成される。すなわち、旋回スクロール室３ａの冷媒圧力をＰ２とすると、Ｐ２＜Ｐ１となり、モーター室圧力Ｐ１に対し負圧となる。
【００２６】
また、クランク室３ｂは、旋回スクロール鏡板３ｃ背面に設けてある潤滑油流路３ｄ、およびスラスト軸受１５に設けてある油溝１５ａ、ｂ、ｃ、ｄにより旋回スクロール室３ａと連通している。このため、クランク室３ｂは、モーター室７に比べ、旋回スクロール室圧力に近い負圧となる。この圧力をＰ３とすると、各々の圧力関係はＰ１＞Ｐ３≒Ｐ２となる。
【００２７】
回転軸上端部は旋回スクロールボス３ｅ内に位置し、給油孔９ａ上端は該ボス３ｅ内に開口しているが、ボス根元にはボス部連通孔３ｆが設けてあるため、ボス内部の圧力は略Ｐ３と等しくなる。その結果、回転軸９に設けた給油孔９ａの下端開口部の圧力はＰ１、上端開口部圧力はＰ３となり、下端は高圧、上端は低圧となる。この圧力差をΔＰとすると、ΔＰ≒Ｐ１−Ｐ２であり、ΔＰが所定の値以上になると油溜まり部１４の潤滑油は、回転軸９に設けた給油孔９ａの開口部を介して吸い上げられ、開口端まで達しここからクランク室３ｂへ流出することになる。
【００２８】
次に、潤滑油の流れ、および被潤滑部への供給方法について説明する。
潤滑油は、回転軸９の各ジャーナル部９ｆ、９ｇに設けた軸受給油孔９ｂ、９ｃにおいて、回転軸９の回転に起因する遠心力により回転軸外周に送出され、軸受メタル５、６内面とジャーナル部９ｆ、９ｇとの間に油膜を形成する。
【００２９】
一方、回転軸９の貫通給油孔９ａ上端より流出した潤滑油は、旋回スクロールボス部連通孔３ｆよりクランク室３ｂへ流出する。クランク室３ｂ内に入った潤滑油は、一部はスラスト軸受１５の油溝を通り、該スラスト摺動面を潤滑しながら旋回スクロール室へ流出する。他は旋回スクロール鏡板背面に設けてある油流路を通り旋回スクロール室３ａへ流出する。
【００３０】
旋回スクロール室３ａに流入した潤滑油は、メインハウジング２に設けられた冷媒吸入孔２ａから流入して来る冷媒ガスと合流してスクロール吸入室４ａを経て圧縮室Ｓに流入する。この潤滑油は摺動運動をしているスクロール歯の側面、歯先などを潤滑した後、吐出ガスと共に吐出管１２よりシステム側に流出し、システムを循環後、吸入管１１より圧縮機１０内に流入し油溜まり部１４に沈降貯油される。
【００３１】
以降は、このサイクルが繰り返される。
【００３２】
図２、図３、図４により、旋回スクロール周りを詳細に説明する。図２に示すように、スラストベアリングプレート１５は、２枚の略円盤状の耐磨耗性材料からなる部材であり、一枚はメインハウジング、他の一枚は旋回スクロールに装着されている。スラストベアリングプレート１５は、該プレートに設けた回り止めピン孔１５ｅに、メインハウジング２および旋回スクロール３各々に設置した回り止めピン２ｂを嵌合させることにより、相対位置が確定されている。
【００３３】
スラストベアリングプレート１５の片方には、図３に示すように油溝１５ａ〜１５ｄが設けてある。油溝の形状は種々可能であるが、本実施形態ではリングほぼ中央に円形の溝１５ｂがあり、その溝から内周側１５ａおよび外周側１５ｃに放射状溝を設けた形状を一例として示している。内周側１５ａから流入した潤滑油は、１５ｂおよび１５ｃを通り外周側に流出するとともに、油溝から平面部１５ｆにも流入しスラスト摺動面１５ｆを潤滑する。
【００３４】
図２において、鏡板油流路溝３ｄは、旋回スクロール側のスラストベアリングプレート１５をまたぐ形で旋回スクロール鏡板３ｃ背面に設けられている。この溝により、クランク室３ｂと旋回スクロール室３ａは、連通する。この連通により、クランク室３ｂの圧力を旋回スクロール室３ａの圧力に近い低圧とすることが出来る。さらに、旋回スクロールボス部３ｅ根元には、ボス部連通孔３ｆが設けてあり、これによりボス部内側を同様に低圧にすることが出来る。
【００３５】
以上の原理により、油溜まり部１４の潤滑油は回転軸９に設けた給油孔９ａ内を吸引されることになる。吸引された潤滑油はボス部連通孔３ｆを通りクランク室３ｂに流入し、その後一部はスラストベアリングプレート１５の油溝を通り、他は鏡板油流路溝３ｄを通り旋回スクロール室３ａに流出する。
【００３６】
次に、回転軸９に設ける油溝９ｄ、９ｅについて説明する。図４に、主軸受部５および偏心クランク部９ｈにおいて軸ジャーナル部９ｆ、９ｇと軸受メタル５、６間に潤滑油を十分に流通させるための油溝９ｄ、９ｃを示す。油溝９ｄ、９ｃは、主軸受給油孔９ｂおよび旋回スクロール軸受給油孔９ｃの開口する位置に、軸方向に長い溝として設けられる。軸受給油孔９ｂ、９ｃおよび油溝９ｄ、９ｃの軸外周における位置は、周知のごとく負荷の掛からない位置に設けられ、負荷を受け持つ油膜の形成を阻害しないようにしている。
【００３７】
以上は一般的な油溝と同一であるが、本実施形態は以下の特徴を備えている。すなわち、油溝９ｄ、９ｃの長さは軸受メタル５、６の幅よりも小さくしていることである。この理由は以下の通りである。回転軸９の外側空間７の圧力と回転軸貫通給油孔９ａ内の圧力を比較すると、既述のごとく回転軸貫通給油孔９ａ内の圧力は外側空間７の圧力より低圧である。一方潤滑油は軸の回転による遠心力により軸内側から外側に向かって軸受給油孔９ｂ、９ｃを通過して流出する。ここでもし油溝９ｄ、９ｃが外側空間７と連通していると、油溝部９ｄ、９ｃの圧力が給油孔９ｂ、９ｃ内の圧力よりも高くなり、給油孔９ｂ、９ｃから外側に向かっての潤滑油の流通が阻害される可能性が生ずる。これに鑑み、本発明においては油溝が外側空間と連通しない構造としている。
【００３８】
次に、必要差圧について説明する。
本発明では、圧力差（差圧）により潤滑油を低位置から高位置へ流通させる。これに必要な圧力差は、低位置と高位置の距離による。これは回転軸９の長さに等しい。圧縮機１０の容量にもよるが、一例として行程容積４．５cm３のＣＯ２圧縮機を例に取れば、その長さは略２０ｃｍである。潤滑油の密度を９００kg/ｍ３、２０ｃｍの高さまで潤滑油を吸い上げるに必要な圧力差をΔＰとすると、ΔＰは約１８００Ｐａである。これは吸い上げるのみの圧力であり、流通させるためにはさらに圧力差が必要である。流通させるための圧力差は、実験的に２０００Ｐａであることが判っている。流通用圧力差を２０００Ｐａと置くと、合計の圧力差ΔＰは約３８００Ｐａとなる。これが図１における圧力Ｐ１とＰ２の間に必要な差圧である。
【００３９】
次に、冷媒吸入孔の寸法について説明する。
上記差圧を、メインハウジングに設けた冷媒吸入孔の圧力損失により形成する。行程容積４.５cm３、圧縮機回転数１０００ｒｐｍ、温度１０℃、冷媒をＣＯ２として試算すると、３８００Ｐａの差圧を形成させるに適切な冷媒吸入孔２ａの径は、孔１つの場合、概算 φ４.２ｍｍ、流路断面積１３.９ｍｍ２である。
【００４０】
本試算は冷媒吸入孔２ａを１つとした場合であるが、複数個設ける場合には、当然より小径のものとなる。例えば冷媒吸入孔２ａを２つとした場合には、その適切な孔径は３.０ｍｍとなる。
【００４１】
次に、本発明の作用、効果を述べる。
本発明は、密閉ケース１の下部に油溜まり部１４を有する密閉型圧縮機１０において、極めて簡素な構成により、被潤滑部３、４、５、６へ給油を可能にする構造に関するものである。
【００４２】
図１０に示す従来の一般的構造は、回転軸下端部に容積型給油ポンプＰを設置し、該ポンプＰにより潤滑油を回転軸９４中に設けた油流路５１を通し、上方へ圧送給油する構成を採っている。
【００４３】
給油が確実になされるのは言うまでもないが、反面、給油ポンプには精密な加工を必要とする部品を多数必要としコストアップを招く。さらに必然的に多くの摺動部を有することになる給油ポンプ自体が摺動部摩耗、焼き付き等の発生可能性を有し、圧縮機自体の信頼性を低下させる要因ともなる。
【００４４】
これに対し、本発明は、回転軸両端間に圧力差を形成せしめることで、両端部を貫通する給油孔により下部油溜まり部の潤滑油をクランク室側へ吸引送油し、被潤滑部に給油を行うことを特徴とするものである。
【００４５】
油中に浸漬している端部よりクランク室側を低圧とすることは、メインハウジングに設けてある冷媒吸入孔の径を適切に設定することで冷媒吸入孔に圧力損失を形成させることにより達成される。
【００４６】
本発明により、コストアップと信頼性低下要因ともなる給油ポンプを用いること無く潤滑機構を構成することが出来る。
【００４７】
本発明は、従来冷媒のＲ１３４ａなどに比べ、ＣＯ２（二酸化炭素）を用いるシステム、圧縮機において特に好適である。その理由を以下に述べる。
【００４８】
本発明は、差圧を形成させる手段としてメインハウジング２に設けている冷媒吸入孔２ａの圧力損失の原理を用いている。周知のごとく冷媒吸入孔２ａに圧力損失を形成させることは圧縮室Ｓに流入する冷媒圧力を低下させるため、圧縮機の効率を低下させる。具体的には圧縮仕事の増加を招く。しかし、仕事増加の程度は従来冷媒に比べＣＯ２冷媒は著しく少ない。
【００４９】
表１に同一境界条件、すなわち吸入冷媒ガス温度、吐出冷媒ガス温度を同一とした場合の各々の冷媒圧力、および冷媒吸入孔の圧力損失として前述の３８００Ｐａを与えた場合の圧縮仕事の増加率（％）を示す。
【００５０】
【表１】
2007247562.tif 000003
【００５１】
表１は代表的運転条件での一例であるが、Ｒ１３４ａ冷媒の場合に圧縮仕事の増加が１.２％であるのに対し、ＣＯ２冷媒の場合は僅か０.２％に過ぎない。これは定性的には以下の理由による。
【００５２】
表１より明らかなように、同一温度条件に於ける冷媒圧力はＲ１３４ａに比べＣＯ２の方がはるかに高圧であり、吐出圧と吸入圧の圧力差もＣＯ２の方がはるかに大きい。もちろん、これは冷媒特性の違いに起因する。
【００５３】
一方、潤滑油を吸引させるに必要な差圧、すなわちメインハウジング２に設けた冷媒吸入孔部２ａで発生する圧力損失は冷媒の種類に関係なく同一の３８００Ｐａである。このため、圧縮に関する圧力条件への影響は、ＣＯ２冷媒の方がはるかに少なくなり、圧縮仕事増加への影響もＣＯ２冷媒の方が著しく小さい。これが、本発明が特にＣＯ２冷媒用圧縮機に適している理由である。
【００５４】
さらに、本発明に係る圧縮機に関して好ましい差圧特性について説明し、これを実現する構造を第２実施形態、第３実施形態として示す。
【００５５】
好ましい差圧特性とは以下のごときものである。
（１）圧縮機低回転時に必要な差圧が形成されること。
圧縮機は一般にインバータモーターで駆動され、例えば２００ｒｐｍという起動回転数から次第に回転数を上げて所定の回転数、例えば２５００ｒｐｍで定常運転される。従って定常回転に至る間の低回転領域においても必要な差圧、例えば３８００Ｐａが形成されることが好ましい。
【００５６】
（２）圧縮機高回転時に過剰な差圧が形成されないこと。
第１実施形態に示した差圧形成構造（単純な吸入孔）においては圧縮機回転数が上昇するにつれ冷媒ガス流量が増大し、差圧は大になる。当然、圧縮機の効率は低下する。従って好ましい差圧特性は、低回転（例えば２００ｒｐｍ）において所定の差圧が形成され、高回転（例えば５０００ｒｐｍ）においても極端な差圧の上昇が無いことである。
【００５７】
これを実現する第２実施形態を、第５図から第７図を用いて説明する。
第２実施形態の特徴は、冷媒吸入孔２ａの冷媒ガス出口側、すなわち旋回スクロール室３ａ側に差圧弁２１を設けたことである。差圧弁２１の構造の一例を第６図に示す。この差圧弁２１は、いわゆるリード弁でありバネ鋼材よりなる薄板状の弁板２１ａ、および弁板２１ａのリフトを制限するストッパ２１ｂより構成されている。第７図はメインハウジング２を旋回スクロール側３からみた場合の、メインハウジング２への差圧弁２１の配置を示す。
【００５８】
弁板２１ａは、装着状態で弁座面２ｓに適切な力で密着するような湾曲が与えられている。このため、冷媒がごく低流量の場合に於いても弁を開弁させるに足る差圧が形成される。この差圧を例えば３８００Ｐａに設定すれば、如何なる低回転時においても潤滑油を吸引させることが可能となる。
【００５９】
一方、圧縮機回転数の上昇に伴う吸入ガス流量の増大につれ、弁の開弁量、いわゆるリフト量が次第に増えるため、第１実施形態にて示した単なる冷媒吸入孔の孔径調整による差圧形成方法に比して差圧の上昇は少なくてすむ。すなわち高回転時においても圧縮機の効率低下を抑えることができる。いうまでも無いが、第２実施形態においては、冷媒吸入孔２ａの流路面積は、冷媒吸入孔２ａにおいて当該差圧が形成されることのないよう、十分大きく設定する。
【００６０】
差圧弁の第３の実施形態を、第８図に示す。第８図（ａ）は、該差圧弁の断面図であり、円盤状のディスク弁２２を渦巻状の弁ばね２２ｃにより弁座２ｔに適切な力で押付けた構造が示されている。第８図（ｂ）は、第８図（ａ）をＸ側から視たディスク弁の平面図である。円盤２２の外周部には円弧状の切り欠き部２２ａを設けている。開弁により、冷媒ガスは本切り欠き部２２ａを通って旋回スクロール室３ａに流入する。本実施形態も第２実施形態と同様、ごく低流量の場合においても弁を開弁させるに足る差圧が形成され、潤滑油を吸引させることが可能となる。
【００６１】
さらに、第３実施形態は、第２実施形態に比べて弁ばねのばね特性を自由に選ぶことが可能である。このため、ばね定数の小さいばね、すなわち変位に対して荷重変化の小さなばねを選ぶことにより、ガス流量に対する差圧の変化を極めて小さくすることが可能となるという利点を有する。
【００６２】
第９図に本発明に係る各実施形態の差圧特性を示す。第１実施形態は、メインハウジング２に設けた冷媒吸入孔２ａを適切な小径とすることにより差圧を形成するものである。圧縮機回転数の上昇に伴い差圧は二乗曲線に近い形で増加する。使用回転数範囲の広い圧縮機においては圧縮機構部３、４における圧縮損失が無視できない場合も生ずる。
【００６３】
第２実施形態は、リード弁２１により差圧を形成させるものである。低回転（低流量）時から適切な差圧を形成し、高回転時においては差圧の上昇が少ない。第３実施形態はディスク弁２２により差圧を形成させるものであり、回転数によらず差圧は略一定となり圧縮損失面では最も優れている。どの差圧形成手段を用いるかは、圧縮機使用回転数範囲、圧縮損失の許容度等から選択することとなる。
【００６４】
上記第１及び第２実施形態における冷媒圧縮機は、回転軸を上下方向に配置し、圧縮機構部の下方にモーター室を配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転軸を水平方向に配置して、圧縮機構部とモーター室とが密閉ケース内において、水平方向に並ぶようにしてもよい。
また、上記第１及び第２実施形態における冷媒圧縮機は、圧縮機構部の一例としてスクロール型の圧縮機構部を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、斜板型、ローリングピストン型など、スクロール型の圧縮機構部にかえて様々な方式の圧縮機構部を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態における冷媒圧縮機は、回転軸をメインハウジングに設けられた主軸受と、モーター室に配置された副軸受とによって支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、メインハウジングとは別体の軸受支持部材を設けるようにしてもよく、主軸受のみで回転軸を支持するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の冷媒圧縮機である。
【図２】図１の拡大断面図である。
【図３】図１のスラストベアリングプレートの平面図である。
【図４】本発明に係る回転軸の油溝である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の冷媒圧縮機である。
【図６】図５の差圧弁の拡大図である。
【図７】図６の差圧弁の平面図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の冷媒圧縮機である。
【図９】本発明に係る各実施形態の差圧特性図である。
【図１０】従来技術の冷媒圧縮機の給油装置である。
【図１１】図１０の給油装置の拡大図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    密閉ケース
２    メインハウジング
２ａ    冷媒吸入孔
３    旋回スクロール
４    固定スクロール
５    主軸受
６    旋回スクロール軸受
７    モーター室
８    モーター
９    回転軸
１０    冷媒圧縮機
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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