JP2005273501A - 横置形スクロール圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の横置形スクロール圧縮装置では、スクロール圧縮部と電動機内に油溜まりを設ける必要があり、磨耗粉等、異物の混ざった潤滑油が電動機巻線部分に流入するため、電動機巻線の劣化や傷付きが発生するという問題点があった。
【解決手段】固定スクロール及び揺動スクロールを有する圧縮機構部Ａと、この圧縮機構部の側方に配設され上記揺動スクロールを駆動するシャフトを有する電動機部Ｂとを備えた横置形スクロール圧縮装置において、上記圧縮機構部及び電動機部の間に介装され上記シャフトを挿通する貫通孔３０ａを有する仕切り部材３０と、この仕切り部材の貫通孔と上記シャフトとの間に設けられ上記圧縮機構部に供給される潤滑油の上記電動機部への流入を阻止するシール部材４０とを備えるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば空気の圧縮などに好ましく用いることができる横置形スクロール圧縮装置に関するものである。

従来の横置形スクロール圧縮装置は、スクロール式の圧縮機構部を側方から駆動する電動機の固定子がクランクケースに対して中吊り構造で、固定子の一部がクランクケースに接し、他の一方はクランクケースとの間に間隙を有する状態で固定され、また、回転子はシャフトに固定されると共に、圧縮機構部からシャフトに沿って延在するフレームに複数の軸受を設けることによって、シャフトを回転自在に支持し、圧縮機構部内に設けた油溜まりの潤滑油をシャフト内の通路を経て軸受に給油するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第２５４３２７５号公報（第２〜３頁、図１）

従来の横置形スクロール圧縮装置は上記のように構成され、シャフトに設けたポンプ装置によって潤滑油を吸い上げて各軸受に給油していたため、スクロール式の圧縮機構部と電動機内に油溜まりを設ける必要があり、磨耗粉等、異物の混ざった潤滑油が電動機巻線部分に流入するため、電動機巻線の劣化や傷付きが発生するという問題点があった。

この発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、電動機部への潤滑油の流入を阻止して、電動機巻線の劣化や傷付きの発生を防止した信頼性の高い横置形スクロール圧縮装置を提供することを目的としている。

この発明に係る横置形スクロール圧縮装置は、固定スクロール及び揺動スクロールを有する圧縮機構部と、この圧縮機構部の側方に配設され上記揺動スクロールを駆動するシャフトを有する電動機部とを備えた横置形スクロール圧縮装置において、上記圧縮機構部及び電動機部の間に介装され上記シャフトを挿通する貫通孔を有する仕切り部材と、この仕切り部材の貫通孔と上記シャフトとの間に設けられ上記圧縮機構部に供給される潤滑油の上記電動機部への流入を阻止するシール部材とを備えるようにしたものである。

この発明においては、電動機部に圧縮機構部の潤滑油が流入せず、磨耗粉等が混ざった潤滑油の流入による電動機巻線の劣化や傷付きの発生を防止した信頼性の高い横置形スクロール圧縮装置を得ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１〜図４は、実施の形態１による横置形スクロール圧縮装置を説明するもので、図１は全体的な構成を示す断面図、図２はシール部にオイルシールのみが設けられたときの冷時の状態を示す要部断面図、図３は図２のシール部に熱膨張差による隙間が生じた場合を拡大して示す要部断面図、図４は図１のシール部を拡大して示す要部断面図である。なお、以下この実施の形態１では、空気を圧縮する場合について説明する。

横置形スクロール圧縮装置１００は、固定スクロール１及び揺動スクロール２を有する圧縮機構部Ａと、この圧縮機構部Ａを側方から駆動する電動機部Ｂとから構成されている。圧縮機構部Ａには、圧縮する空気の吸入管３と、吸入した空気を固定スクロール１及び揺動スクロール２の間で圧縮し、吐出管４から吐出する周知のスクロール圧縮部５と、シャフト２０の一端部を支承するフレーム６と、このフレーム６とシャフト２０との間に設けられた主軸受７と、シャフト２０の一端部（図の左端部）に形成された偏心軸部２０ａ及び揺動スクロール２の背面部に形成され上記偏心軸部２０ａに嵌合されるボス部２ａの間に設けられた揺動軸受８と、フレーム６を貫通して主軸受７に潤滑油を供給する給油パイプ９などを備えている。

また、上記主軸受７に連通しスクロール圧縮部５下部の電動機部Ｂ側に設けられた返油室１０と、主軸受７に一端部が開口し、他端部がシャフト２０内を軸方向に延在して揺動軸受８側に開口するように設けられた通路１１を有し、さらに固定スクロール１と揺動スクロール２で構成される吸入室１２は通路１３を介して上記返油室１０と連通している。なお、１４は通路１１内に設けられた絞り装置、１５は返油室１０とスラスト軸受１６部を連通する通路、１７は上記主軸受７と揺動軸受８を保持しているフレーム６を固定、包囲すると共に圧縮機構部Ａと電動機部Ｂを連結し、密閉容器を構成しているクランクケースである。

一方、電動機部Ｂには、クランクケース１７に焼き嵌め等によって密着固定された固定子２１と、シャフト２０に同じく焼き嵌め等によって密着固定された回転子２２と、上記主軸受７と共に回転子２２の両側でシャフト２０を支承する軸受２３と、クランクケース１７の外部でシャフト２０の他端部に固定された冷却用ファン２４と、この冷却用ファン２４及びクランクケース１７の一部を覆い、クランクケース１７との間に冷却風通路２５を形成するカバー２６と、電動機部Ｂ内でシャフト２０に固着されたバランサ２７などを備えている。

上記圧縮機構部Ａと電動機部Ｂとは、例えば軽量のアルミニウム系材料などで作られたクランクケース１７内で、仕切り部材３０によって図の左右に分離されており、圧縮機構部Ａの揺動スクロール２に連結される電動機部Ｂの出力軸であるシャフト２０は、この仕切り部材３０の中心部に設けられた貫通孔３０ａを貫通して設けられており、さらに仕切り部材３０の貫通孔３０ａと対向するシャフト２０の外周面との間には、オイルシール４０ａと弾性体からなるシールリング４０ｂによって構成されたシール部材４０が介装されている。なお、この実施の形態１では、仕切り部材３０はクランクケース１７と一体的に形成されている。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。潤滑油（図示省略）は、給油パイプ９によって圧縮機構部Ａにのみ供給される。給油パイプ９から送給された潤滑油は、主軸受７のまわりに供給された後、一方はシャフト２０に設けられた通路１１を通って揺動軸受８、及びスラスト軸受１６を経て吸入室１２に流入する。また、他方は主軸受７から図の右方向に進むが、電動機部Ｂの方向にはオイルシール４０ａとシールリング４０ｂから構成されたシール部材４０により、シャフト２０との間でシールされているため侵入できず、返油室１０に流入し、通路１３を経て吸入室１２に流入して、上記通路１１を経てきた潤滑油と合流し、空気と共に圧縮室に吸入される。その後、圧縮空気とともに吐出管４から吐出され、装置外の油分離器（図示せず）によって空気と分離され、再び給油パイプ９を介して圧縮機構部Ａ内に戻されて循環する。

横置形スクロール圧縮装置１００の運転中は、電動機部Ｂ、及び圧縮機構部Ａの発熱により、クランクケース１７や仕切り部材３０、及びオイルシール４０ａが膨張する。一般にオイルシール４０ａは金属の補強材を含有しており、クランクケース１７と一体構成の仕切り部材３０とオイルシール４０ａは、装置の運転によって生じる温度差や材質の相違による熱膨張率の差などにより熱膨張量が異なるため、仮にシール部材４０がオイルシール４０ａのみによって構成されていた場合、冷時に図２に示すように、オイルシール４０ａがシャフト２０と仕切り部材３０の貫通孔３０ａとの間に密接していても、運転による温度上昇時には、貫通孔３０ａとオイルシール４０ａの間に隙間が生じる。

特に軽量化のため、仕切り部材３０がアルミニウム系材料で構成されている場合は、図３に示すように上記熱膨張量の差により、隙間が更に大きくなり、その隙間より破線矢印Ｃで示す流路が形成されて油洩れが生じるようになる。これに対して、この実施の形態１では、図４に示すようにクランクケース１７と一体形成された仕切り部材３０の貫通孔３０ａとオイルシール４０ａの間に、さらに弾性材料からなるシールリング４０ｂを設けてシール部材４０を構成していることにより、温度差、熱膨張差があっても隙間の発生を回避して油シールができ、電動機部Ｂ側に油が洩れることがなく、油量減少、油飛散の恐れも生じない。

上記説明したように、この実施の形態１によれば、シャフト２０と仕切り部材３０の貫通孔３０ａとの間に、圧縮機構部Ａに供給される潤滑油の電動機部Ｂへの流入を阻止するシール部材４０を備えたことにより、電動機部Ｂを有する空間に潤滑油が流入せず、磨耗粉等が混ざった潤滑油の流入による電動機巻線の劣化や傷付きを防止することができる。また、油洩れによる油量減少、油飛散を防止した信頼性の高い横置形スクロール圧縮装置を得ることができる。

なお、上記実施の形態１では、シール部材４０を、オイルシール４０ａとシールリング４０ｂの組み合わせで構成した場合について説明したが、これのみに限定されるものではなく、同様の機能を有するものであれば他の材料、構成でも差し支えない。また、仕切り部材３０は、必ずしもクランクケース１７と一体構成されたものでなくても差し支えない。さらに、この発明を空気の圧縮に用いたが、圧縮の対象は必ずしも空気に限定されず、例えば窒素ガスなど他のガス、冷媒などであっても同様の効果が期待できる。

この発明の実施の形態１に係る横置形スクロール圧縮装置の全体的な構成を示す断面図である。 図１のシール部にオイルシールのみが設けられたときの冷時の状態を示す要部断面図である。 図２に示すシール部に熱膨張差による隙間が生じた場合を拡大して示す要部断面図である。 図１のシール部を拡大して示す要部断面図である。

符号の説明

Ａ 圧縮機構部、 Ｂ 電動機部、 １ 固定スクロール、 ２ 揺動スクロール、 ２ａ ボス部、 ３ 吸入管、 ４ 吐出管、 ５ スクロール圧縮部、 ６ フレーム、 ７ 主軸受、 ８ 揺動軸受、 ９ 給油パイプ、 １０ 返油室、 １１ 通路、 １２ 吸入室、 １３ 通路、 １４ 絞り装置、 １５ 通路、 １６ スラスト軸受、 １７ クランクケース、 ２０ シャフト、 ２０ａ 偏心軸部、 ２１ 固定子、 ２２ 回転子、 ２３ 軸受、 ２４ 冷却用ファン、 ２５ 冷却風通路、 ２６ カバー、 ２７ バランサ、 ３０ 仕切り部材、 ３０ａ 貫通孔、 ４０ シール部材、 ４０ａ オイルシール、 ４０ｂ シールリング、 １００ 横置形スクロール圧縮装置。

Claims (3)

1. 固定スクロール及び揺動スクロールを有する圧縮機構部と、この圧縮機構部の側方に配設され上記揺動スクロールを駆動するシャフトを有する電動機部とを備えた横置形スクロール圧縮装置において、上記圧縮機構部及び電動機部の間に介装され上記シャフトを挿通する貫通孔を有する仕切り部材と、この仕切り部材の貫通孔と上記シャフトとの間に設けられ上記圧縮機構部に供給される潤滑油の上記電動機部への流入を阻止するシール部材とを備えたことを特徴とする横置形スクロール圧縮装置。
2. 上記圧縮機構部と上記電動機部との間に配設されたクランクケースを備え、上記仕切り部材は、このクランクケースと一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の横置形スクロール圧縮装置。
3. 上記シール部材は、上記シャフトにおける上記貫通孔との対向部に設けられたオイルシールと、このオイルシール及び上記貫通孔の間に介装された弾性材料からなるシールリングとから構成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の横置形スクロール圧縮装置。

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