(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に油溜めを形成した密閉容器と、上記密閉容器の上部に配設されたスクロール形の流体圧縮機構と、上記密閉容器内に配設され、上記流体圧縮機構を駆動する主軸を有すると共に、上記主軸内に潤滑油供給用の貫通孔を設けたモータと、上記油溜め近傍に設けられ、上記主軸を回転自在に支承する軸受と、上記主軸によって駆動され、上記油溜めの潤滑油を上記貫通孔を介して上記流体圧縮機構および上記軸受に供給するオイルポンプとを備え、上記軸受に供給する潤滑油は、上記軸受の下方から上方に向けて循環させるようにすると共に、上記軸受の上方に軸受カバーを設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
上記軸受カバーは、サブフレームの中心部に形成された突出部に固定され、主軸との間に微小隙間を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
上記主軸の貫通孔から上記主軸の半径方向に開口する給油孔を上記軸受の下方に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍装置あるいは空調装置に用いられるスクロール圧縮機、特にその軸受の潤滑に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、例えば特許第２８９４３９号公報に記載された従来のスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。この図において、１はスクロール圧縮機の筐体を構成する密閉容器で、底部に潤滑用の油溜め２を形成している。
３は密閉容器の上部で密閉容器１に固定されたフレーム、４は上記フレームに固定された固定スクロール、５は上記固定スクロール４に対向配置され、固定スクロール４と共にスクロール形の流体圧縮機構を構成する揺動スクロール、６は上記フレーム３と一体に形成され、揺動スクロール５を下側から軸方向に支承するスラスト軸受、７はフレーム３の中心部に形成され、後述するモータの主軸を支承する主軸受、８は上記流体圧縮機構を駆動するモータで、密閉容器１に固定された筒状のステータ９と、このステータ９内に配設されたロータ１０と、このロータ１０の中心部に設けられた主軸１１とから構成され、主軸１１の上端部は主軸受７に支承されると共に、揺動スクロール５に結合されている。
【０００３】
また、主軸１１の中心部には潤滑油供給用の貫通孔１２が設けられている。
１３は密閉容器１の下部において、油溜め２の上方で密閉容器１に固定されたサブフレームで、この部分の詳細構成を図６に示す。即ち、１３ａはサブフレームの中心部で主軸１１を取り囲むように形成された突出部、１３ｂはこの突出部１３ａ内に形成された貫通部で、主軸１１の下端がその内部に入り込むようにされている。１４は貫通部１３ｂに装着され、主軸１１の下端部を回転自在に支承するボールベアリング、１５はボールベアリングの下部で上記貫通部１３ｂに装着されたオイルポンプで、主軸１１の下端に設けられたポンプ軸１１ａが貫通するポンプケーシング１６と、ポンプ軸１１ａによって回転駆動される容積形ポンプ１７と、ポンプポート１８と、ポンプケーシング１６およびポンプポート１８を固定するポンプカバー１９とから構成されている。
【０００４】
また、ポンプポート１８には吸入ポート１８ａと主軸１１の貫通孔１２に連通する吐出ポート１８ｂとが設けられ、ポンプカバー１９には排油通路１９ａが設けられている。２０は油溜め２とポンプポート１８の吸入ポート１８ａとを連通する油パイプ、２１はボールベアリング１４の上方で、主軸１１の貫通孔１２から主軸１１の半径方向に開口して設けられた給油孔である。
【０００５】
次に、動作について説明する。モータ８のステータ９に給電されると、モータ８のロータ１０はトルクを発生して主軸１１と共に回転し、揺動スクロール５を公転運動させ、固定スクロール４と揺動スクロール５とが組み合わされて形成される圧縮室（図示せず）の容積を順次減少させて、周知のように、低温低圧の吸入冷媒ガスを高温高圧のガスとして吐出する。また、主軸１１の回転によりポンプ軸１１ａも回転し、容積形ポンプ１７を駆動するので、油溜め２の潤滑油が油パイプ２０を経てポンプポート１８の吸入ポート１８ａから容積形ポンプ１７へと導かれ、吐出ポート１８ｂへ一旦吐出された後、貫通孔１２に汲み上げられる。汲み上げられた潤滑油の一部はボールベアリング１４の上部で給油孔２１を経て、ボールベアリング１４に給油され、潤滑を行なった後、排油通路１９ａから油溜め２へと排出される。また、貫通孔１２に汲み上げられた潤滑油の他の一部は、主軸１１の上端まで汲み上げられ、スラスト軸受６などを潤滑し、フレーム３に設けられた返油通路２２を通って油溜め２へと戻される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクロール圧縮機は以上のように構成されているため、ポンプのガス噛み等によるボールベアリングへの給油不良が生じた場合には、ボールベアリングが損傷するという問題点があった。また、運転中にボールベアリングのボールと軌道の温度差や潤滑油の高温化によって油の粘度が低下し、ボールや軌道に異常摩耗が生じるという問題点もあった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ボールベアリングへの給油不足を解消すると共に、潤滑油温度の上昇に起因して油粘度が低下することによる潤滑性悪化を防ぐことができる信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスクロール圧縮機は、底部に油溜めを形成した密閉容器と、上記密閉容器の上部に配設されたスクロール形の流体圧縮機構と、上記密閉容器内に配設され、上記流体圧縮機構を駆動する主軸を有すると共に、上記主軸内に潤滑油供給用の貫通孔を設けたモータと、上記油溜め近傍に設けられ、上記主軸を回転自在に支承する軸受と、上記主軸によって駆動され、上記油溜めの潤滑油を上記貫通孔を介して上記流体圧縮機構および上記軸受に供給するオイルポンプとを備え、上記軸受に供給する潤滑油は、上記軸受の下方から上方に向けて循環させるようにすると共に、上記軸受の上方に軸受カバーを設けたものである。
【００１２】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、主軸の貫通孔から主軸の半径方向に開口する給油孔を軸受の下方に設けたものである。
【００１４】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、軸受カバーが、サブフレームの中心部に形成された突出部に固定され、主軸との間に微小隙間を形成するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１によるスクロール圧縮機の構成を示す要部断面図で、スクロール圧縮機下半部のサブフレームの周辺部を示すものである。なお、スクロール圧縮機の上半部は図５と同構成であるため、図示および説明を省略する。
この図において、１はスクロール圧縮機の筐体を構成する密閉容器で、底部に潤滑用の油溜め２を形成している。１１は図５で説明したモータ８の主軸で、その中心部には潤滑油供給用の貫通孔１２が設けられている。１３は密閉容器１の下部で密閉容器１に固定されたサブフレーム、１３ａはサブフレームの中心部で主軸１１を取り囲むように形成された突出部、１３ｂはこの突出部１３ａ内に形成された貫通部で、主軸１１の下端がその内部に入り込むようにされている。
１４は貫通部１３ｂに装着され、主軸１１の下端部を回転自在に支承するボールベアリング、１５はボールベアリングの下部で上記貫通部１３ｂに装着されたオイルポンプで、主軸１１の下端に設けられたポンプ軸１１ａが貫通するポンプケーシング１６と、ポンプ軸１１ａによって回転駆動される容積形ポンプ１７と、ポンプポート１８と、ポンプケーシング１６およびポンプポート１８を固定するポンプカバー１９とから構成されている。
【００１６】
また、ポンプポート１８には吸入ポート１８ａと主軸１１の貫通孔１２に連通する吐出ポート１８ｂとが設けられている。２０は油溜め２とポンプポート１８の吸入ポート１８ａとを連通する油パイプ、２１はボールベアリング１４の上方で、主軸１１の貫通孔１２から主軸１１の半径方向に開口して設けられた給油孔、２５は密閉容器１を貫通する形で密閉容器１に固定された給油管、２６は給油管２５の外端に設けられたバルブ、２７はバルブ２６を介して上記給油管２５に接続された油容器、２８はボールベアリング１４より上方の位置で密閉容器１に設けられた油面センサで、油溜め２の油面２ａが油面センサの位置より低下すると信号を発してバルブ２６を開き、油面２ａが油面センサの位置より上昇すると別の信号を発してバルブ２６を閉じるようにされている。
【００１７】
実施の形態１のスクロール圧縮機は以上のように構成されているため、密閉容器１内の潤滑油面２ａが油面センサ２８の位置より低下すると、油面センサ２８からの信号によってバルブ２６が開き、潤滑油を貯留している油容器２７から潤滑油が給油管２５を通り密閉容器１内へ供給される。そして、潤滑油面２ａが油面センサ２８の位置より上昇すると、油面センサ２８からの他の信号によってバルブ２６が閉じ、油容器２７からの潤滑油供給が停止する。
このように、油面センサ２８をボールベアリング１４より上方に配設することで、ボールベアリング１４に給油するために主軸１１に設けた給油孔２１の有無に関係なく、また、容積形ポンプ１７の給油能力が低下した場合においても、ボールベアリング１４が常に潤滑油中に位置することとなるため、ボールベアリング１４の潤滑性が向上する。
【００１８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図２は、実施の形態２の構成を示す要部断面図である。この図において、図１と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、密閉容器外に設けられている油容器２７を油分離器に置換した点である。即ち、図２において、２９は周知のユニット配管の高圧側に設けられ、冷媒と潤滑油とを分離する油分離器で、バルブ２６に連通されている。
【００１９】
実施の形態２のスクロール圧縮機は以上のように構成されているため、密閉容器１内の潤滑油面２ａが油面センサ２８の位置より低下すると、油面センサ２８からの信号によってバルブ２６が開き、図示しないユニット配管の高圧側に設けられた油分離器２９から潤滑油が給油管２５を通り密閉容器１内へ供給される。そして、潤滑油面２ａが油面センサ２８の位置より上昇すると、油面センサ２８からの他の信号によってバルブ２６が閉じ、油分離器２９からの潤滑油供給は停止する。このように、油面センサ２８をボールベアリング１４より上方に配設することで、ボールベアリング１４に給油するために主軸１１に設けた給油孔２１の有無に関係なく、また、容積形ポンプ１７の給油能力が低下した場合においても、ボールベアリング１４が常に潤滑油中に位置することとなるため、ボールベアリング１４の潤滑性が向上する。
【００２０】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態３の構成を示す要部断面図である。この図において、図６と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図６と異なる点は、主軸に設けられた半径方向の給油孔２１をボールベアリング１４の下方に設けるようにした点である。即ち、図３において、２１はボールベアリング１４の下方で主軸１１の貫通孔１２から主軸の半径方向に開口して設けられた給油孔である。
【００２１】
実施の形態３のスクロール圧縮機は以上のように構成されているため、容積形ポンプ１７によって油パイプ２０を経て汲み上げられた潤滑油は、吸入ポート１８ａ、吐出ポート１８ｂ、主軸１１の貫通孔１２を経て主軸の給油孔２１から主軸１１の外方に吐出される。しかるに、給油孔２１がボールベアリング１４の下方に位置するため、吐出された潤滑油は、サブフレーム１３の突出部１３ａとポンプケーシング１６とボールベアリング１４とで形成された空間に保持された後、ボールベアリング１４の下方からボール相互間の隙間を通ってボールベアリング１４の上方に矢印で示すように循環する。この結果、摩耗しやすいボールベアリング１４のボールの周りを常時潤滑油で満たすことができ、ボールベアリング１４の潤滑性が向上する。
【００２２】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態４の構成を示す要部断面図である。この図において、図３と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図３と異なる点は、ボールベアリングの上方に軸受カバーを設けた点である。即ち、図４において、３０はサブフレーム１３の中心部に形成された突出部１３ａの上面に設けられた軸受カバーで、ボールベアリング１４の上方から蓋をするように設けられると共に、主軸１１との間に微小隙間を有し、潤滑油が軸受カバーの上方に流出できるようにしている。
【００２３】
実施の形態４のスクロール圧縮機は以上のように構成されているため、容積形ポンプ１７によって油パイプ２０を経て汲み上げられた潤滑油は、吸入ポート１８ａ、吐出ポート１８ｂ、主軸１１の貫通孔１２を経て主軸の給油孔２１から主軸１１の外方に吐出され、サブフレーム１３の突出部１３ａとポンプケーシング１６とボールベアリング１４とで形成された空間に保持された後、ボールベアリング１４の下方からボール相互間の隙間を通ってボールベアリング１４の上方に矢印で示すように流出し、更に、主軸１１と軸受カバー３０との微小隙間を経て軸受カバー３０の上方に流出循環する。軸受カバー３０を設けていることにより、密閉容器１内の冷媒ガスによってボールベアリング１４に循環された潤滑油が吹き飛ばされることがなく、摩耗しやすいボールベアリングのボールの周りを常時潤滑油で満たすことができるため、冷媒ガスの影響を受けることなく潤滑性が向上し、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明に係るスクロール圧縮機は、底部に油溜めを形成した密閉容器と、この密閉容器の上部に配設されたスクロール形の流体圧縮機構と、密閉容器内に配設され、流体圧縮機構を駆動する主軸を有すると共に、主軸内に潤滑油供給用の貫通孔を設けたモータと、油溜め近傍に設けられ、主軸を回転自在に支承する軸受と、主軸によって駆動され、油溜めの潤滑油を貫通孔を介して流体圧縮機構および軸受に供給するオイルポンプとを備え、油溜めの油面が軸受より上方に位置するようにしたものであるため、ボールベアリングが常に油中に保たれる結果、潤滑油の枯渇によるボールベアリングの破損や異常磨耗を防止することができ、また、ボールベアリングのボールと軌道の温度差が生じることもなく、油の粘度の低下を招くこともないため、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【００２５】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、密閉容器に設けられ、密閉容器の内外を連通すると共に、バルブを介して外部の油容器と連通する給油管と、軸受より上方で密閉容器に設けられ、油溜めの油面を検知して油面が所定レベル以下になった時、バルブを開放して油容器から密閉容器内に給油する油面センサとを設けたものであるため、油面がボールベアリングより低下しても、これを油面センサによって検知し、バルブを開けることで油面が上昇するため、常にボールベアリングが油中に保たれ、潤滑油の枯渇によるボールベアリングの破損や異常磨耗を防止することができ、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【００２６】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、外部の油容器を油分離器とするものであるため、潤滑油面が油面センサより低下すると、油面センサからの信号によってバルブが開き、ユニット配管の高圧側に設けられた油分離器から潤滑油が密閉容器へ供給され、潤滑油面が油面センサより上昇すると、油面センサからの他の信号によってバルブが閉じて、油分離器からの潤滑油供給が停止するため、常にボールベアリングが油中に保たれる結果、潤滑油の枯渇によるボールベアリングの破損や異常磨耗を防止することができ、また、油を貯留しておく油容器等を設けることなく、通常ユニットに存在する油分離器を利用することで差圧を利用した給油が可能となり、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【００２７】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、底部に油溜めを形成した密閉容器と、この密閉容器の上部に配設されたスクロール形の流体圧縮機構と、密閉容器内に配設され、流体圧縮機構を駆動する主軸を有すると共に、主軸内に潤滑油供給用の貫通孔を設けたモータと、油溜め近傍に設けられ、主軸を回転自在に支承する軸受と、主軸によって駆動され、油溜めの潤滑油を貫通孔を介して流体圧縮機構および軸受に供給するオイルポンプとを備え、軸受に供給する潤滑油は、軸受の下方から上方に向けて循環させるようにしたものであるため、サブフレームの軸受収納部を油溜めとすることができ、また、突出部とポンプケーシングとボールベアリングとによって形成された密閉空間に給油するため、ボールベアリングの上方より給油する場合に比べボールベアリングの回転により潤滑油がボールベアリングの外側に飛散してボールベアリングのボールへの給油量が減少するのを防ぐことができ、ボールベアリングの破損や異常磨耗を生じない、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【００２８】
この発明に係るスクロール圧縮機は、また、軸受の上方に軸受カバーを設けたものであるため、ボールベアリング上方の潤滑油が、冷媒ガスの流れやボールベアリングの回転によりボールベアリングの外側に飛散してボールベアリングのボールへの給油量が減少するのを防ぐことができ、また、常にボールベアリングが油中に保たれ、潤滑油の枯渇によるボールベアリングの破損や異常磨耗を防止することができるため、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるスクロール圧縮機の構成を示す要部断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態２によるスクロール圧縮機の構成を示す要部断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態３によるスクロール圧縮機の構成を示す要部断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態４によるスクロール圧縮機の構成を示す要部断面図である。
【図５】  従来のスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【図６】  従来のスクロール圧縮機のサブフレーム部分の詳細構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  密閉容器、  ２  油溜め、  １１  主軸、  １２  貫通孔、  １３  サブフレーム、  １４  ボールベアリング、  １５  オイルポンプ、  １６  ポンプケーシング、  １７  容積形ポンプ、  １８  ポンプポート、  １８ａ  吸入ポート、  １８ｂ  吐出ポート、  １９  ポンプカバー、  ２０  油パイプ、  ２１  給油孔、  ２５  給油管、  ２６  バルブ、  ２７  油容器、  ２８  油面センサ、  ２９  油分離器、  ３０  軸受カバー。
【図１】
0004024521.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004024521.tif 000005
【図５】
0004024521.tif 000006
【図６】
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