JP2006329141A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな液分離装置で圧縮機のオイル循環率低減、小型化、軽量化を図ること。
【解決手段】圧縮機構部主軸受４２から供給される潤滑油７を主軸受部材５１の後端、または、駆動軸１４のツバ１４ｂに潤滑油７の拡散を防止する液分離壁１９を設けることにより、潤滑油７を含んだ圧縮ガスが液分離壁１９への衝突作用によって分離し、分離後の潤滑油７はバランスウエイト５ｃの回転によって攪拌され吐出口へ流入することなく貯油部６へと回収されることで、圧縮ガスと潤滑油の分離性能を向上させ、圧縮機のオイル循環率低減、小型化、軽量化ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、この圧縮機構部を駆動するモータと、圧縮機構部を含む摺動部への潤滑などを図る潤滑油を貯留する貯油部を備えたスクロール圧縮機の液分離装置に関するものである。

従来、この種の圧縮機は容器が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の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、容器の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。冷凍サイクルに供給される冷媒中に含まれる潤滑油は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循環すると、容器内での摺動部の潤滑が不足するので、これを補うには貯油部および注油量の増大を招き圧縮機が大型化し重量化する。

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）。
特開平１１−１８２４７１号公報

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。

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。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小さなスペースで潤滑油の分離ができ、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。

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、モータを構成する駆動軸を軸支する主軸受を有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などを図る潤滑油が主軸受に供給される電動圧縮機において、主軸受部材の後端に主軸受を覆うように液分離壁を設けたものである。

また、液分離壁を駆動軸に主軸受を覆うように一体に形成したものである。

これによって、圧縮機構部の主軸受け部材から容器内に吐出される潤滑油を含んだ冷媒を、吐出直後に液分離壁への衝突作用によって分離し、潤滑油を含んだ冷媒が回転子のバランスウエイトの回転によって攪拌されるのを防止することが出来、液分離壁により分離をした潤滑油は前記主軸受後端部に設けた溝を伝って下部の貯油部へ落とされる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小さなスペースで潤滑油の分離ができ、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、部品点数を減らすことができるため、小型化、軽量化が図れる圧縮機を提供することを目的とする。

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、モータを構成する駆動軸を軸支する主軸受を有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などを図る潤滑油が前記主軸受に供給される電動圧縮機において、主軸受部材の後端に主軸受を覆うように液分離壁を設けたことにより、コンパクトな液分離装置で、圧縮機構部の主軸受から容器内に吐出される潤滑油を含んだ圧縮ガスを、液分離壁への衝突作用によって分離し、前記主軸受後端部に設けた溝を伝って下部の貯油部へ落とされる。

第二の発明は、液分離壁を、駆動軸のツバを法線方向に拡張して駆動軸に一体で形成し、更なる部品点数減や、小型化、軽量化することができる。

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。

（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の胴部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場合の１つの例を示しており、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。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動するモータ５と、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する潤滑油７を貯留する貯油部６を本体ケーシング３に内蔵し、モータ５をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。

本実施の形態のスクロール圧縮機１の圧縮機構部４は、図１に示すように固定スクロール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８０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。

これに併せ、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が容積型ポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ旋回スクロール１２の旋回運動に伴い旋回スクロール１２の背面の液溜り２１および液溜り２２、図に示す例では液溜り２１に供給し、この液溜り２１に供給した潤滑油７の一部は旋回スクロール１２の外周部の側背面に、旋回スクロール鏡板１２ａを通じ、絞り２３などによる所定の制限の基に供給して旋回スクロール１２をバックアップしながら、潤滑油７を旋回スクロール１２を通じ旋回スクロール１２の渦巻状ラップにおける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２４を保持する保持溝２５に供給して固定、旋回スクロール１１、１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２１に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２２、主軸受４２を経ながら、それら軸受４２、４３を潤滑した後、液分離壁１９で分離され、圧縮ガスはモータ５側に流出し、潤滑油７は主軸受部材５１の後端に設けた溝を伝って貯油部６へと回収される。

さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側からポンプ１３、副軸受４１、モータ５、主軸受４２を持った主軸受部材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。

主軸受部材５１はサブケーシング８０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側を主軸受４２により軸受している。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。

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。

圧縮機構部４のサブケーシング８０からの露出部分は、サブケーシング８０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により覆い、端部壁３ａと軸線方向に反対側の端部壁８０ａを形成している。圧縮機構部４はサブケーシング８０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８０の吸入口８と接続され、自身の吐出孔３１がリード弁３１ａを介して端部壁８２ａ
の側に開口して相互間を吐出室６２としている。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。

以上によって、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を介して圧縮機構部４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８０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を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、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。

ここで、本発明の実施の形態では、図２に示すように主軸受部材５１のモータ５側の後端に液分離壁１９を設けたことを基本としている。

以上のような構成によると、潤滑油７を含んだ圧縮ガスが、液分離壁１９への衝突作用によって潤滑油７と圧縮ガスに分離し、分離後の潤滑油７は主軸受５１後端部に設けた溝１７を伝って落ち、回転子５ｂに設けられたバランスウエイト５ｃの回転によっての攪拌や、吐出口９へ流入することなく貯油部６へと回収される。これにより、小さなスペースで潤滑油の分離ができ、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、部品点数を減らすことができるため、小型化、軽量化が図ることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における圧縮機の断面図を示すものである。

本実施の形態では、液分離壁は、駆動軸１４のツバ１４ｂを主軸受４２を覆うように法線方向に拡張して一体で形成したものである。これにより、潤滑油７を含んだ圧縮ガスが衝突作用によって潤滑油７と圧縮ガスに分離し、分離後の潤滑油７は遠心力で振り落とされ、バランスウエイト５ｃの回転によって攪拌や、吐出口９へ流入することなく貯油部６へと回収される。

このように駆動軸１４と一体化することにより、部品数の低減、小型化、軽量化ができる。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、コンパクトな液分離装置で潤滑油の分離性能を向上させることが可能となるので、モータを内臓しないスクロール型圧縮機にも適用できる。

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１の要部拡大図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の断面図 従来の電動圧縮機の断面図

符号の説明

１ スクロール圧縮機
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
１４ｂ ツバ
１５ 油通路
１９ 液分離壁
４２ 主軸受
５１ 主軸受部材

Claims (2)

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、前記モータを構成する駆動軸を軸支する主軸受を有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などを図る潤滑油が前記主軸受に供給される電動圧縮機において、前記主軸受部材の後端に前記主軸受を覆うように液分離壁を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
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、前記モータを構成する駆動軸を軸支する主軸受を有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などを図る潤滑油が前記主軸受に供給される電動圧縮機において、液分離壁を前記駆動軸に前記主軸受を覆うように一体で形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。