JP2002188586A - オイルフリー式スクリュ圧縮機 - Google Patents

オイルフリー式スクリュ圧縮機

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュロータの軸を支持する軸受の油のモ
ータ内への流れ込み招くことなく、この軸受に作用する
スラスト力の軽減を可能としたオイルフリー式スクリュ
圧縮機を提供する。 【解決手段】 このオイルフリー式スクリュ圧縮機1A
では、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータの吸込側
にモータ14が配され、上記スクリュロータの内、いず
れか一方のスクリュロータ16とモータ14とが互いに
軸を共有し、この軸のモータ14側の軸端部に、モータ
14からスクリュロータ16に向かう方向の流体圧によ
る力を生じる受圧部としてピストン41が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス圧によりスク
リュロータを介してその軸に作用するスラスト力を軽減
するようにしたオイルフリー式スクリュ圧縮機、なかで
もモータの出力軸に駆動側スクリュロータの軸を同軸
上、一体的に形成したタイプのオイルフリー式スクリュ
圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、スクリュ圧縮機は周知であり、こ
のスクリュ圧縮機では、構造上、ガス圧によりスクリュ
ロータに吐出側から吸込み側に向かう方向のスラスト力
が作用する。このスラスト力は非常に大きく、これに対
して何等対策を施さないと、このスラスト力はスクリュ
ロータを介してその軸に及び、軸受に過大な負担を強い
るようになり、その結果軸受寿命が短くなる。そこで、
軸受に作用するこのスラスト力を軽減するため、互いに
噛合う雌雄一対のスクリュロータの内、駆動側のスクリ
ュロータ、一般的には、雄ロータの吸込側の軸端部にピ
ストンを取付けるとともに、このピストンを含む油圧シ
リンダ部を圧縮機ケーシング内に形成することにより、
上記雄ロータの軸に逆スラスト力を作用させるようにし
たスクリュ圧縮機が知られている。この圧縮機では、上
記ピストンは、上記雄ロータの軸からガス圧によるスラ
スト力を受けるのに対して、このピストンの上記軸とは
反対側の面に油により背圧が加えられ、上記スラスト力
を打消す逆スラスト力が作用し、この軸の軸受に作用す
るスラスト力が軽減される。この場合、圧縮機駆動部で
あるモータの出力軸に結合されるのは、雄ロータの吐出
側の軸端部となる。
【0003】さらに、特にオイルフリー式スクリュ圧縮
機に関しては、駆動側スクリュロータの吸込側の軸端部
に補助スラスト軸受を取付けるとともに、その外輪にピ
ストンを取付け、このピストンに吐出ガス圧を作用させ
たダイヤフラムを介して逆スラスト力を生じさせること
により軸受に作用するスラスト力が軽減する公知例があ
る。この場合、圧縮機駆動部であるモータの出力軸に結
合されるのは、雄ロータの吐出側の軸端部となる。
【0004】ところで、オイルフリー式スクリュ圧縮機
の場合、通常、モータと駆動側のスクリュロータとの間
に増速用の歯車、特にはすば歯車が設けられている。そ
して、この歯がねじれているため、モータからスクリュ
ロータに回転力を伝えようとすれば、このスクリュロー
タにスラスト力が発生する。そこで、このはすば歯車の
歯のねじれ方向を、上述したガス圧によるスラスト力の
方向とは反対方向のスラスト力、即ち逆スラスト力が生
じるように定め、これにより軸受に作用するスラスト力
を軽減するようにしたオイルフリー式スクリュ圧縮機も
知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した油圧シリンダ
部を形成したスクリュ圧縮機、およびダイヤフラムを介
して吐出ガス圧を利用したオイルフリー式スクリュ圧縮
機のいずれの場合も、駆動側スクリュロータの吸込側の
軸端部にピストンを取付けるため、モータの出力軸に結
合されるのは、駆動側スクリュロータの吐出側の軸端部
となる。したがって、モータの出力軸はスクリュロータ
の吐出側端面に近くなる。
【0006】スクリュロータとその軸を支持する軸受と
の間には、軸封部が設けられているが、モータの出力軸
と駆動側スクリュロータの軸とを直接結合したモータ直
結タイプのオイルフリー式スクリュ圧縮機の場合、軸封
のために軸封部に供給された空気がモータ側に流れ込む
際に、軸受の油を随伴し、モータ内に飛散する。そし
て、この油がモータの回転子に付着し、付着した油が炭
化し、やがて絶縁不良を招く。モータ内に流れ込んだ油
に対する撹拌ロスにより、圧縮機性能の低下をもたらす
等の問題が生じる。また、モータ直結タイプのオイルフ
リー式スクリュ圧縮機の場合、上述した増速用の歯車が
ないため、この歯車による逆スラスト力を発生させる案
は採用できない。本発明は、斯る従来の問題をなくすこ
とを課題としてなされたもので、スクリュロータの軸を
支持する軸受の油のモータ内への流れ込みを招くことな
く、この軸受に作用するスラスト力の軽減を可能とした
オイルフリー式スクリュ圧縮機を提供しようとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第一発明は、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロー
タの吸込側にモータが配され、上記スクリュロータの
内、いずれか一方のスクリュロータと上記モータとが互
いに軸を共有し、この軸のモータ側の軸端部に上記モー
タから上記スクリュロータに向かう方向の流体圧による
力を生じる受圧部を設けた構成とした。
【0008】また、第二発明は、第一発明の構成に加え
て、上記受圧部が、流体圧シリンダ部のピストンである
構成とした。
【0009】さらに、第三発明は、第一の構成に加え
て、上記受圧部が、軸受の外輪の周囲に、この外輪と一
体的に、かつ上記出力軸の長手方向に沿って進退可能に
設けられたピストン部材に密着して設けられ、このピス
トン部材とこのピストン部材に対して上記スクリュロー
タとは反対側の空間部とを気密に仕切るダイヤフラムで
ある構成とした。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図1は、本発明の第一実施形態に
係るオイルフリー式スクリュ圧縮機1Aを示し、このオ
イルフリー式スクリュ圧縮機1Aは、圧縮機本体11と
この圧縮機本体11の圧縮機ケーシング12と一体的に
結合されたモータケーシング13を有する駆動部である
モータ14とからなっている。圧縮機ケーシング12内
のロータ室15には、互いに噛合う雌雄一対のスクリュ
ロータが回転可能に収容され、図1では、その内の駆動
側のスクリュロータ16のみが表れている。この駆動側
のスクリュロータ16は、通常、雄ロータである。
【0011】また、圧縮機ケーシング12には、ロータ
室16の一方の端部に開口した吸込口17と、他方の端
部に開口した吐出口18が形成されている。そして、ス
クリュロータ16の吐出側に延びた軸21は軸受22、
23により支持され、軸受22とスクリュロータ16と
の間と、軸受22、23間に軸封部24、25が設けら
れている。さらに、この軸21の端部には、同期歯車2
6が設けられている。この同期歯車26は図示しない他
方のスクリュロータの軸端部に設けられた同期歯車と噛
合い、この他方のスクリュロータに回転力を伝える働き
をする。また、スクリュロータ16の吸込側に延びた軸
27は、軸受28により支持され、この軸受27の両側
に軸封部31、32が設けられている。
【0012】モータ14は、圧縮機本体11の吸込側に
配置されており、その回転子33の中心部を貫いて延び
る出力軸34はスクリュロータ16の吸込側に延びた軸
27と同軸上、一体的に形成され、即ちモータ14とス
クリュロータ16とは互いに軸を共有している。なお、
軸受28は出力軸34の一端を支持する働きもしてい
る。また、この出力軸34の軸受28と対向する側は軸
受35に支持され、この軸受35と回転子34との間に
軸封部36が設けられている。さらに、軸受35を貫い
て延びる出力軸34の他端、即ち、出力軸34のスクリ
ュロータ16とは反対側の軸端部にこの他端から上記一
端に向かう方向、即ち、モータ14からスクリュロータ
16に向かう方向の流体圧による力を生じる受圧部とし
てピストン41が設けられている。
【0013】即ち、この他端の端面側のモータケーシン
グ13に形成された流体流出入口42より矢印Iで示す
ように加圧流体が供給される流体圧空間43内に進退可
能にピストン41が嵌挿された流体圧シリンダ部44が
設けられ、このピストン41から出力軸34を介して、
軸21および27に逆スラスト力が作用するようになっ
ている。なお、加圧流体としては圧油が好ましい。
【0014】このように、このオイルフリー式スクリュ
圧縮機1では、スクリュロータ16の吸込み側にモータ
14に設けられているため、ロータ室15からモータ1
4内へのガスの吹き抜けはなくなる。そして、このガス
が吹き抜けた場合に生じる軸受用油の回転子33側への
飛散、回転子33の箇所での絶縁不良、油の撹拌ロスに
よる性能低下を招くことなく、スクリュロータ16の軸
21、27に作用するスラスト方向の力を軽減すること
が可能となり、軸受寿命を長くすることができる。
【0015】図2は、本発明の第二実施形態に係るオイ
ルフリー式スクリュ圧縮機1Bを示し、図1に示すオイ
ルフリー式スクリュ圧縮機1Aと共通する部分について
は、互いに同一番号を付して説明を省略する。このオイ
ルフリー式スクリュ圧縮機1Bでは、出力軸34のスク
リュロータ16側と対向する側の他端に、上記同様、こ
の他端からスクリュロータ16側の一端に向かう方向の
流体圧による力を生じる受圧部として、柔軟性を有する
ダイヤフラム45が設けられている。
【0016】即ち、出力軸34の他端に配された軸受3
5の外輪の周囲に、この外輪と一体的に、かつモータケ
ーシング13の端面を貫通して出力軸34の長手方向に
進退可能に設けられたピストン部材46に密着し、この
ピストン部材46とこのピストン部材46に対して、ス
クリュロータ16とは反対側の流体圧空間43との間を
気密に仕切るダイヤフラム45が設けられている。そし
て、ダイヤフラム45は、この流体圧空間43内の圧力
を受け、ピストン部材46および軸受35を介して出力
軸34に逆スラスト力を作用させ、この逆スラスト力が
軸21、27に伝えられる。なお、加圧流体としては圧
縮ガスが好ましい。この結果、上述したピストン41を
設けた場合と同様に、軸受用油の回転子33側への飛
散、回転子33の箇所での絶縁不良、油の撹拌ロスによ
る性能低下を招くことなく、スクリュロータ16の軸2
1、27に作用するスラスト方向の力を軽減することが
可能となり、軸受寿命を長くすることができる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第一発
明によれば、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータの
吸込側にモータが配され、上記スクリュロータの内、い
ずれか一方のスクリュロータと上記モータとが互いに軸
を共有し、この軸のモータ側の軸端部に上記モータから
上記スクリュロータに向かう方向の流体圧による力を生
じる受圧部を設けた構成としてある。
【0018】また、第二発明によれば、第一発明の構成
に加えて、上記受圧部が、流体圧シリンダ部のピストン
である構成としてある。
【0019】さらに、第三発明によれば、第一発明の構
成に加えて、上記受圧部が、軸受の外輪の周囲に、この
外輪と一体的に、かつ上記出力軸の長手方向に沿って進
退可能に設けられたピストン部材に密着して設けられ、
このピストン部材とこのピストン部材に対して上記スク
リュロータとは反対側の空間部とを気密に仕切るダイヤ
フラムである構成としてある。
【0020】このため、駆動部であるモータの回転子側
への軸受用油の飛散、上記回転子の箇所での絶縁不良、
油の撹拌ロスによる性能低下を招くことなく、スクリュ
ロータの軸に作用するスラスト方向の力を軽減すること
が可能となり、軸受寿命を長くすることができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一実施形態に係るオイルフリー式
スクリュ圧縮機の断面図である。
【図2】 本発明の第二実施形態に係るオイルフリー式
スクリュ圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
1A,1B オイルフリー式スクリュ圧縮機 11 圧縮機本体 12 圧縮機ケーシ
ング 13 モータケーシング 14 モータ 15 ロータ室 16 スクリュロー
タ 17 吸込口 18 吐出口 21 軸 22、23 軸受 24、25 軸封部 26 同期歯車 27 軸 28 軸受 31、32 軸封部 33 回転子 34 出力軸 35 軸受 36 軸封部 41 ピストン 42 流体流出入口 43 流体圧空間 44 流体圧シリンダ部 45 ダイヤフラム 46 ピストン部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ
    の吸込側にモータが配され、上記スクリュロータの内、
    いずれか一方のスクリュロータと上記モータとが互いに
    軸を共有し、この軸のモータ側の軸端部に上記モータか
    ら上記スクリュロータに向かう方向の流体圧による力を
    生じる受圧部を設けたことを特徴とするオイルフリー式
    スクリュ圧縮機。
  2. 【請求項2】 上記受圧部が、流体圧シリンダ部のピス
    トンであることを特徴とする請求項1に記載のオイルフ
    リー式スクリュ圧縮機。
  3. 【請求項3】 上記受圧部が、軸受の外輪の周囲に、こ
    の外輪と一体的に、かつ上記出力軸の長手方向に沿って
    進退可能に設けられたピストン部材に密着して設けら
    れ、このピストン部材とこのピストン部材に対して上記
    スクリュロータとは反対側の空間部とを気密に仕切るダ
    イヤフラムであることを特徴とする請求項1に記載のオ
    イルフリー式スクリュ圧縮機。
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