JP2005127250A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、潤滑油流路の油詰まりを防ぐことができる圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機１は、吸入室４４と吐出室４５とを連通する連通孔１１と、連通孔１１に圧入される柱状部材１２と、連通孔１１と柱状部材１２とのどちらか一方の壁面に沿って凹設される螺旋溝１４とを備え、柱状部材１２が挿嵌されることによって螺旋溝１４の内側から螺旋溝１４が形成される壁面にかけて擦れる側の螺旋溝１４の縁１４ａを螺旋溝１４が形成される壁面と丸くなだらかに連続するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、吐出室内に溜まる潤滑油を吸入室へ戻す潤滑油流路を備える圧縮機に関する。

圧縮機は、圧縮機構が稼働することによってミスト状の潤滑油を含むガスが吸入される吸入室と、吸入室から圧縮機構を介して圧縮された流体ガスが吐出される吐出室と、吸入室と吐出室と仕切る仕切部材とを有している。ミスト状の潤滑油は、吐出室内で流体ガスから分離されて吐出室の下部に溜まるようになる。吐出室に溜まった潤滑油は、仕切部材に形成された潤滑油流路を通して戻される。

この場合、吐出室は吸入室よりも高圧状態であるので、潤滑油の粘性に対して潤滑油流路を十分細く形成することで、圧縮機は、吸入室側と吐出室側との間の圧力差を保っている（例えば、特許文献１参照。）。潤滑油流路は、仕切部材を貫通する連通孔と連通孔に圧入される柱状部材とのどちらか一方の壁面に形成される螺旋溝と、螺旋溝と対向する他方の壁面とによって形成されている。柱状部材は、連通孔に対してしまりばめ寸法で形成されており、圧入されることで仕切部材の板厚内に保持されている。または、連通孔を吸入室側で細くしぼって段差を設けることで柱部材が圧縮時の振動や吸入室と吐出室との差圧などによって吸入室側に抜けないようにするための抜け止めが施されている。
特開２００２−３９０６７号公報（段落２５−２８、第１図、第３図）

しかし、上記の潤滑油流路を構成する螺旋溝の縁は、角張っている。このため、螺旋溝が連通孔と柱状部材とのどちらの壁面に形成されていても、柱状部材を連通孔に圧入する際に、螺旋溝の縁を起点として螺旋溝と相対的にこすれる壁面にむしれが生じる。なお、むしれとは、摺動摩擦面同士の間に生じる局部的な焼付き現象によって、一方の面がえぐられ、その結果表面が粗くなること、またはその部分を指す。また、むしれによって生じた微小屑を摺動方向に引きずってできた傷をかじりとする。むしれにより発生する微小屑は、螺旋溝の内部に溜まり潤滑油の流れを阻害するので、潤滑油流路が詰まる場合がある。

また、たとえ柱状部材を連通孔に圧入する際に油を塗布して滑りをよくしても、螺旋溝の縁が角張っているので、螺旋溝の縁によって油がかきとられるため、柱状部材の壁面と連通孔の壁面とが潤滑されず、柱状部材を連通孔に圧入しにくくなるとともに油膜が失われた部分にむしれを生じる結果となり、やはり微小屑が発生し、潤滑油流路が詰まる場合がある。

したがって、本発明の目的は、柱状部材を圧入して螺旋状の潤滑油流路を形成する際の微小屑の発生を防止することができる圧縮機を提供することにある。

本発明に係る圧縮機は、上記目的を達成するために、吸入室と吐出室とを連通する連通孔と、連通孔に圧入される柱状部材と、連通孔と柱状部材とのどちらか一方の壁面に沿って凹設される螺旋溝とを備え、柱状部材が挿嵌されることによって螺旋溝の内側から螺旋溝が凹設される壁面にかけて擦れる側の螺旋溝の縁を螺旋溝が凹設される壁面と丸くなだらかに連続させる。

また、吸入室側を細くしぼって段差を設け、柱状部材の抜け止めを施すことによって潤滑油流路が塞がれてしまうことを防止するために、連通孔は、吐出室側に開口して柱状部材が圧入される上流部と、吸入室側に開口する下流部とを具備し、上流部の内面と下流部の内面とを、互いに交差する位置にそれぞれの中心軸線を相対的に偏心して配置し、下流部は、螺旋溝の少なくとも１か所と連通させる。

また、圧縮機の潤滑油を吐出室から吸入室に戻す構成を簡単にするために、連通孔を吸入室と吐出室とを仕切る仕切部材を貫通して形成する。

または、本発明にかかる圧縮機は、ハウジング内に設けられる吸入室と吐出室とを固定スクロールが設けられた端板部で仕切ることを前提とする。そして、この圧縮機は、吸入室と吐出室とを連通する連通孔と、連通孔に圧入される柱状部材と、連通孔と柱状部材とのどちらか一方の壁面に沿って凹設される螺旋溝とを備え、柱状部材が挿嵌されることによって螺旋溝の内側から壁面にかけて擦れる側の螺旋溝の縁を壁面と丸くなだらかに連続させる。

本発明に係る圧縮機によれば、螺旋溝が凹設される壁面から螺旋溝の内側にかけて螺旋溝の縁を丸くなだらかに形成している。このため、柱状部材を圧入する場合、螺旋溝の縁は、対向する壁面に対して角張らない曲面で接触するので、螺旋溝の縁または対向する壁面がむしれることを抑えることができる。つまり、むしれによる微小屑の発生を抑えることができる。その結果、油詰まりを抑えることができるとともに螺旋溝と螺旋溝が対向する壁面とで形成される潤滑油流路の信頼性が向上する。

連通孔は、吐出室側に開口して柱状部材が圧入される上流部と、吸入室側に開口する下流部とを有し、上流部の内面と下流部の内面とを、互いに交差する位置にそれぞれの中心軸線を相対的に偏心して配置し、下流部は、螺旋溝の少なくとも１か所と連通させている。このため、下流部を通して確実に潤滑油を吸入室側に戻すことができる。

また、連通孔は、吸入室と吐出室とを仕切る仕切り部材を貫通して設けられているので、構造が簡単であり効率よく連通孔を形成することができる。

また、ハウジング内に設けられる吸入室と吐出室とを固定スクロールが設けられる端板部で仕切る圧縮機においても、螺旋溝とこの螺旋溝と対向する壁面とで形成される潤滑油流路の油詰まりを効果的に抑えることができるとともに潤滑油流路の信頼性を向上させることができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る圧縮機１について、スクロール型の圧縮機１を一例に、図１から図３を参照して説明する。図１に示すように、圧縮機１は、ハウジング２を有している。ハウジング２は、それぞれカップ状の第１ハウジング２１と第２ハウジング２２とを有している。第１ハウジング２１の開口端２１ａと第２ハウジング２２の開口端２２ａとは、間にフレーム３を挟んで対向しており、それぞれがフレーム３に当接している。

第１ハウジング２１は、開口端２１ａの縁から外方向へ広がる第１フランジ２３を有している。第１フランジ２３には、ねじ穴２３ａが形成されている。フレーム３は、第１フランジ２３に対応して第２フランジ２４を有しており、ねじ穴２３ａに対応する位置にボルト孔２４ａが形成されている。第２ハウジング２２は、開口端２２ａに第２フランジ２４に対応して第３フランジ２５を有している。第３フランジ２５には、ボルト孔２４ａに対応する位置にボルト孔２５ａが形成されている。これにより、第１ハウジング２１とフレーム３と第２ハウジング２２とは、取付ボルト２６を用いてそれぞれお互いに締結固定されている。

ハウジング２の内部には、スクロール型圧縮機構４と電動モータ６とが収納されている。

スクロール型圧縮機構４は、固定スクロール４１と旋回スクロール４２とを有している。固定スクロール４１は、第１端板部４３を有している。第１端板部４３は、第２ハウジング２２の内周面２２ｃにＯリング２２ｅを介装して密接しており、ハウジング２の内部を２つの部屋に仕切っている。第１端板部４３によって仕切られる部屋のうち、第１ハウジング２１の閉口端２１ｂの側の部屋を吸入室４４とし、第２ハウジング２２の閉口端２２ｂの側の部屋を吐出室４５とする。吸入室４４は、ハウジング２の外部と連通する吸入口４４ａを有している。吐出室４５は、ハウジング２の外部と連通する吐出口４５ａを有している。

第１端板部４３は、吸入室４４に対向する壁面４３ａに第１渦巻き状ラップ４６が形成されている。また、第１端板部４３は、中央に吐出ポート４７が形成されている。吐出ポート４７には、吐出弁４８が取り付けられている。第１端板部４３は、第２ハウジング２２に固定されるが、この場合、第２ハウジング２２は、閉口端２２ｂから第１端板部４３に向かって突出する第１凸部２７が形成されており、第１凸部２７には第２ハウジング２２の閉口端２２ｂの外面２２ｄから吐出室４５の内側へ貫通するボルト孔２７ａが形成されている。第１端板部４３は、第１凸部２７に対向しかつ対向面が第１凸部２７に接触するように突出する第２凸部４９が形成されており、第２凸部４９にボルト孔２７ａに対応するねじ穴４９ａを設けている。これにより、第１端板部４３は、第２ハウジング２２に取付ボルト５０を用いて締結固定される。

旋回スクロール４２は、第２端板部５１を有している。第２端板部５１は、フレーム３と固定スクロール４１との間に位置しており、フレーム３と対向する面５１ａにボス部５２が形成されている。ボス部５２の内部５２ａには、ドライブブッシュ５３が旋回軸受５４を介して回転自在に嵌装されている。ドライブブッシュ５３には、スライド溝５３ａが形成されており、後述する電動モータ６の回転力を旋回スクロール４２に伝える駆動ピン６６がスライド可能に嵌合されている。第２端板部５１の固定スクロール４１に対向する面５１ｂには第１端板部４３に当接するまで延びる第２渦巻き状ラップ５５が形成されており、第２渦巻き状ラップ５５と第１渦巻き状ラップ４６とで複数の密閉空間５８が形成されている。

電動モータ６は、吸入室４４に配置され、スクロール型圧縮機構４を駆動する。旋回スクロール４２は、電動モータ６の回転力が回転軸６３の一端に偏心して設けられる駆動ピン６６を介して伝えられることによって公転旋回運動するようになっている。このスクロール型圧縮機構４の動作によって、ミスト状の潤滑油を含む流体ガスが吸入口４４ａから吸入室４４へ流入し、密閉空間５８で圧縮されると吐出室４５へ吐出されて吐出口４５ａからハウジング２の外部へ吐出される。その結果、吐出室４５は、吸入室４４よりも高圧になり、その圧力の変化などによって吐出室４５の内部でミスト状の潤滑油の一部が分離される。

なお、図１から図４において重力が働く方向を下方とし、圧縮機１は、ハウジング２に形成される第１，２，３ハウジング２３，２４，２５とが下に位置するように配置される。

圧縮機１は、吐出室４５の内部に溜まる潤滑油を、吸入室４４と吐出室４５との差圧を利用して吸入室４４へ戻す潤滑油流路１０を有している。潤滑油流路１０は、固定スクロール４１の第１端板部４３の下方に位置しており、第１端板部４３を貫通して形成される連通孔１１と、連通孔１１に圧入される柱状部材１２とから形成される。

連通孔１１は、上流部１３と下流部１５とを有している。上流部１３は、図２に示すように、第１端板部４３の吐出室４５の側の面４３ｂから吸入室４４に向かって第１端板部４３の途中まで延びている。上流部１３の開口端１３ａの縁１３ｄは、面取り加工が施されている。

柱状部材１２は、上流部１３の開口端１３ａから閉口端１３ｂにかけて収まる円柱状であり、上流部１３に対してしまりばめ寸法で形成されている。柱状部材１２は、圧入時に挿入端１２ａと他端１２ｂの縁がむしれることを抑えるために挿入端１２ａと他端１２ｂの縁に面取り加工が施されており、挿入端１２ａが上流部１３の閉口端１３ｂに当接している。

柱状部材１２の円筒側面１２ｃには、挿入端１２ａと他端１２ｂをむすぶ一条の螺旋溝１４が形成されている。螺旋溝１４は、図３に示すように、溝断面が半円状である。また、柱状部材１２は、螺旋溝１４が形成された後にバレル処理やブラスト処理が施されることにより、螺旋溝１４の両縁１４ａの角が取れて柱状部材１２の円筒側面１２ｃから螺旋溝１４の内側にかけて丸くなだらかに形成される。

また、連通孔１１は、図２に示すように、閉口端１３ｂの近傍の位置Ｐ１において螺旋溝１４と連通して吸入室４４に開口する下流部１５を有している。下流部１５は、上流部１３の内周円筒面１３ｃと下流部１５の内周円筒面１５ａとが互いに交差する位置に上流部１３の中心軸線に対して偏心しており、上流部１３に比べて細く形成されている。したがって、潤滑油流路１０は、上記のように形成される螺旋溝１４と上流部１３の内周円筒面１３ｃとの間隙と、下流部１５とから形成されており、吐出室４５から吸入室４４とを連通している。

柱状部材１２を上流部１３に圧入する際は、先ず、柱状部材１２の上流部１３の内周円筒面１３ｃとに油を塗布する。次いで、上流部１３の開口端１３ａから挿入端１２ａを先にして柱状部材１２を圧入する。

この際、螺旋溝１４の両縁１４ａは、丸くなだらかであり、かつ上流部１３の開口端１３ａの縁１３ｄは、面取りされているため、螺旋溝１４の両縁１４ａと上流部１３の開口端１３ａの縁１３ｄとが接触することによるむしれが生じにくい。また、塗布された油は、螺旋溝１４の縁１４ａによってかきとられることなく柱状部材１２の円筒側面１２ｃと上流部１３の内周円筒面１３ｃとを潤滑し、柱状部材１２と上流部１３との摩擦を軽減する。

上記のように構成される圧縮機１では、上流部１３に螺旋溝１４が形成された柱状部材１２を圧入することにより、流路断面積が小さくかつ限られた板厚内にこの板厚よりも流路が長い潤滑油流路１０を形成できる。すなわち、圧力損失の大きな潤滑油流路１０を容易に形成することができる。

また、螺旋溝１４の両縁１４ａは、柱状部材１２の円筒側面１２ｃから螺旋溝１４の内側にかけて丸くなだらかに形成されている。したがって、柱状部材１２の圧入中に螺旋溝１４の縁１４ａが塗布された油をかきとられることを抑えることができるので、上流部１３の内周円筒面１３ｃと柱状部材１２の円筒側面１２ｃとの間の摩擦が軽減される。柱状部材１２の圧入中に螺旋溝１４の両縁１４ａと上流部１３の開口端１３ａの縁１３ｄとの接触によってどちらかにむしれが生じることを抑えることができる。すなわち、むしれによる微小屑の発生が抑えられるので、螺旋溝１４の内側に微小屑が溜まることによる潤滑油流路１０の油詰まりを抑えることができる。

また、下流部１５は、上流部１３の中心軸線に対して偏心して位置しており、下流部１５の内周円筒面１５ａが上流部１３の内周円筒面１３ｃと交差するように位置Ｐ１において螺旋溝１４と連通している。このため、柱状部材１２の挿入端１２ａが上流部１３の閉口端１３ｂと当接することによって螺旋溝１４の挿入端１４ｂが塞がれる場合であっても、下流部１５を通して潤滑油を吸入室へ戻すことができる。したがって、潤滑油流路１０の油詰まりを抑えることができる。また、下流部１５は、挿入された柱状部材１２が吸入室４４へ抜けることを抑えることができる。

なお、螺旋溝１４の両縁１４ａを丸くなだらかに形成するための手段は、バレル処理やサンドブラスト処理に限定されるものではなく、例えば面取り加工やショットブラスト処理などを用いてもよい。また、柱状部材１２は、挿入端１２ａが上流部１３の閉口端１３ｂに当接されるまで圧入されなくてもよく、挿入端１２ａと閉口端１３ｂとの間に若干の隙間を有していてもよい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る圧縮機１の潤滑油流路１０について、図４を参照して説明する。第１実施形態と同様な機能を有する構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図４において、連通孔１１に柱状部材１２が圧入されていない状態を示している。

第２実施形態において、螺旋溝１４は、上流部１３の内周円筒面１３ｃに、開口端１３ａから閉口端１３ｂの位置Ｐ２まで凹設されている。螺旋溝１４の両縁１４ａは、上流部１３の内周円筒面１３ｃから螺旋溝１４の内側にかけて丸くなだらかに形成されている。潤滑油流路１０は、上流部１３に柱状部材１２が圧入されることにより、螺旋溝１４と柱状部材１２の円筒側面１２ｃとの間隙と下流部１５とによって形成される。

第２実施形態では、第１実施形態と同様に潤滑油流路１０の油詰まりを抑えることができる。なお、螺旋溝１４の両縁１４ａを上流部１３の内周円筒面１３ｃから螺旋溝１４の内側にかけて丸くなだらかに形成する手段は、機械加工に限定されるものではなく、ブラスト処理などを用いてもよい。

第１，２実施形態では、潤滑油流路１０は、一条の螺旋溝１４が用いられているが、吸入室４４と吐出室４５との圧力差を保てれば一条に限定されるものではなく、例えば２条や３条のように複数条の螺旋溝であってもよい。また、潤滑油流路１０は、流路断面が半円状であったが、縁が丸くなだらかに形成されていれば例えば流路断面が三角形や矩形であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る圧縮機を示す断面図。 図１に示す潤滑油流路を拡大して示す断面図。 図１に示す螺旋溝を拡大して示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る潤滑油流路を示す断面図。

符号の説明

１…圧縮機、２…ハウジング、１１…連通孔、１２…柱状部材、１２ｃ…円筒側面（螺旋溝が凹設される壁面、上流部の内面）、１３…上流部、１３ｃ…内周円筒面（螺旋溝が凹設される壁面）、１４…螺旋溝、１４ａ…縁、１５…下流部、１５ａ…内周円筒面（下流部の内面）、４１…固定スクロール、４３…第１端板部（仕切部材）、４４…吸入室、４５…吐出室。

Claims (4)

1. 吸入室と吐出室とを連通する連通孔と、
   前記連通孔に圧入される柱状部材と、
   前記連通孔と前記柱状部材とのどちらか一方の壁面に沿って凹設される螺旋溝とを備え、
   前記柱状部材が挿嵌されることによって前記螺旋溝の内側から前記壁面にかけて擦れる側の前記螺旋溝の縁は、前記壁面と丸くなだらかに連続することを特徴とする圧縮機。
2. 前記連通孔は、前記吐出室側に開口して前記柱状部材が圧入される上流部と、前記吸入室側に開口する下流部とを具備し、
   前記上流部の内面と前記下流部の内面とは、互いに交差する位置にそれぞれの中心軸線を相対的に偏心して配置され、
   前記下流部は、前記螺旋溝の少なくとも１か所と連通することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記連通孔は、前記吸入室と前記吐出室とを仕切る仕切部材を貫通して設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
4. ハウジング内に設けられる吸入室と吐出室とを固定スクロールが設けられた端板部で仕切る圧縮機において、
   前記吸入室と前記吐出室とを連通する連通孔と、
   前記連通孔に圧入される柱状部材と、
   前記連通孔と前記柱状部材とのどちらか一方の壁面に沿って凹設される螺旋溝とを備え、
   前記柱状部材が挿嵌されることによって前記螺旋溝の内側から前記壁面にかけて擦れる側の前記螺旋溝の縁は、前記壁面と丸くなだらかに連続することを特徴とする圧縮機。

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