JP2006348950A - 密閉型圧縮機の給油機構 - Google Patents

Abstract

【課題】
インバータを用いモータの回転数を変化させてモータの回転数が低くなっても、オイルを各摺動部に供給でき、また、回転軸の長さを小さくして小型化が可能で、信頼性の高い密閉型圧縮機の給油装置を提供する。
【解決手段】
底部にオイル溜７を有する密閉容器内に電動要素４及び圧縮要素３と、このオイル溜７のオイルを圧縮要素３の摺動部に供給する給油孔１７を有し、電動要素４の回転力を圧縮要素３に伝える回転軸５とが収納され、回転軸５の下端にはオイル溜７のオイル中に浸漬して給油孔１７内に係止されるオイルピックアップ２１が設けられている密閉型圧縮機の給油装置において、前記オイルピックアップ２１はパドル２４と一体型で形成されると共に、オイルピックアップ２１側の給油孔１７の中心を回転軸５の中心からずらして設けると共に、ほぼずらした方向に給油孔１７を回転軸５に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は密閉型圧縮器の給油機構に関するものであり、さらに詳しくは、省エネルギなどのためにインバータを用いモータの回転数を変化させてモータの回転数が低くなっても各摺動部にオイルを供給できる密閉型圧縮器の給油機構に関するものである。

従来、一般の密閉型圧縮機の給油装置は、鉄板や鉄パイプなどをプレス絞り加工して形成される筒状のオイルピックアップと薄板を加工して形成されるパドルとで構成されるオイルポンプ部材を回転軸の下端に圧入して取付けて、回転軸の回転により生じる遠心力を利用してオイルを各摺動部に供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来の給油装置は鉄板や鉄パイプなどをプレス加工して形成しているため、オイルポンプの加工精度が出にくくオイルポンプ特性が損なわれる問題があった。そこで、オイルポンプを樹脂で一体に形成したり（例えば、特許文献２参照）、金属射出成形で一体に形成したり（例えば、特許文献３参照）したり、プラスチックで形成したオイルピックアップを取付ピンを兼ねるガス抜き部品で回転軸に係止したり（例えば、特許文献４参照）することが提案されている。

図３は、従来の密閉型圧縮機の給油装置の回転軸および給油孔の断面構造を示す説明図である。回転軸５には中央に図示しない圧縮要素や軸受などの各摺動部にオイルを供給する給油孔１７が設けられている。２１は回転軸５の下端に取付けられて給油孔１７に連通するオイルピックアップで、下端を図示しないオイル溜のオイル中に浸漬させて構成されている。オイルピックアップ２１はオイル供給能力を向上させるパドル２４と一体に形成されている。このように構成された密閉型圧縮機の給油装置において、図示しない電動要素に通電すると、回転軸５が回転され、そして、回転軸５のクランクピン１２によって図示しない圧縮要素のピストンがシリンダ内を往復摺動し、冷媒を圧縮するようになっている。図示しないオイル溜中のオイルは回転軸５の回転により生じる遠心力により回転軸５の下端に取付けられたオイルピックアップ２１から給油孔１７を経て図示しない軸受や圧縮要素の各摺動部に供給される。１７Ａはオイルピックアップ２１側の給油孔を示し、１７Ｂはオイル出口２２側の給油孔を示す。２３はガス抜き孔である。

しかしながら、オイルピックアップ２１側の給油孔１７Ａの中心を回転軸５の中心と一致させて設けるとともに、給油孔１７が回転軸５に対して双方の中心線を一致させて平行になるように設けられているため、回転軸５の回転により生じる遠心力が小さく、特にインバータを用いモータの回転数を変化させてモータの回転数が低くなると、オイルを各摺動部に供給できずオイルレスになる場合が生じ、信頼性が低下したり、小型化できないなどの問題があった。
実公平１−３０６３１号公報 特公昭６３−３８５５３号公報 特開平２−８６９７１号公報 特開平６−１７７５５号公報

本発明の目的は、上記の問題を解決し、インバータを用いモータの回転数を変化させてモータの回転数が低くなっても、回転軸の回転により生じる遠心力を大きくしてオイルを各摺動部に供給でき、各摺動部がオイルレスになるのを防止できるので、回転軸の長さを小さくして小型化可能で、信頼性の高い密閉型圧縮機の給油装置を提供することである。

前記課題を解決するための本発明の請求項１の密閉型圧縮機の給油装置は、底部にオイル溜を有する密閉容器内に電動要素および圧縮要素と、このオイル溜のオイルを前記圧縮要素の摺動部に供給する給油孔を有し、前記電動要素の回転力を圧縮要素に伝える回転軸とが収納され、この回転軸の下端にはオイル溜のオイル中に浸漬して給油孔内に係止されるオイルピックアップが設けられている密閉型圧縮機の給油装置において、前記密閉型回転圧縮機はインバータを用いてモータの回転数を変化させると共に、前記オイルピックアップは給油能力を向上させるパドルと一体型にて形成され、且つ、前記オイルピックアップ側の前記給油孔の中心を前記回転軸の中心からずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に前記給油孔を前記回転軸に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設けたことを特徴とする。

また、オイルピックアップ側の給油孔の中心を回転軸の中心からずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に前記給油孔を前記回転軸に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設けたことにより、インバータの制御によりモータの回転数が低くなっても、回転軸の回転により生じるオイルに対する遠心力が大きくなり、オイルを各摺動部に安定して供給でき、各摺動部がオイルレスになるのを防止できるので、回転軸の長さを小さくして小型化することが可能となる上、信頼性が向上する。

本発明の請求項１の密閉型圧縮機の給油装置は、底部にオイル溜を有する密閉容器内に電動要素および圧縮要素と、このオイル溜のオイルを前記圧縮要素の摺動部に供給する給油孔を有し、前記電動要素の回転力を圧縮要素に伝える回転軸とが収納され、この回転軸の下端にはオイル溜のオイル中に浸漬して給油孔内に係止されるオイルピックアップが設けられている密閉型圧縮機の給油装置において、前記密閉型回転圧縮機はインバータを用いてモータの回転数を変化させると共に、前記オイルピックアップは給油能力を向上させるパドルと一体型にて形成され、且つ、前記オイルピックアップ側の前記給油孔の中心を前記回転軸の中心からずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に前記給油孔を前記回転軸に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設けたことを特徴とするものであり、オイルピックアップ側の給油孔の中心を回転軸の中心からずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に前記給油孔を前記回転軸に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設けるという簡単な構成により、インバータの制御によりモータの回転数が低くなっても、回転軸の回転により生じるオイルに対する遠心力が大きくなり、オイルを各摺動部に安定して供給でき、各摺動部がオイルレスになるのを防止できるので、回転軸の長さを小さくして小型化することが可能となる上、信頼性が向上するという顕著な効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図２に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の密閉型圧縮機の給油装置の一実施形態を説明する説明図であり、図２は、図１に示した密閉型圧縮機の給油装置の回転軸および給油孔の断面構造を示す説明図である。１は密閉容器で、この容器内にはモータケース２と、このモータケースの上側に配置される圧縮要素３と、同じく下側に配置される電動要素４と、この電動要素の回転力を圧縮要素３に伝える回転軸５とが収納されている。圧縮要素３と電動要素４とはモータケース２を介して密閉容器１の内壁に弾性支持装置６で吊り下げ支持されている。密閉容器１内には底部にオイルを貯溜したオイル溜７が設けられている。電動要素４は内部に巻線８を備えた固定子９と、この固定子の内側に配置されて中央に回転軸５を挿着した回転子１０とで構成されている。圧縮要素３はシリンダ１１と、このシリンダ内を回転軸５のクランクピン１２に嵌合されて往復摺動するピストン１３と、シリンダ１１の端面に弁座１４を介して取付けられたシリンダヘッド１５とで構成されている。モータケース２には回転軸５を軸支する軸受１６が一体に形成されている。

２１は回転軸５の下端に取付けられて給油孔１７に連通するオイルピックアップで、下端をオイル溜７のオイル中に浸漬させて構成されている。１７Ａはオイルピックアップ２１側の給油孔を示し、１７Ｂはオイル出口２２側の給油孔を示す。２３はガス抜き孔である。２１Ａはオイルピックアップ２１を挿入して回転軸５の下端に取付けるための孔である。オイルピックアップ２１はオイル供給能力を向上させるパドル２４と一体に形成されている。

回転軸５にはその内部に、オイルピックアップ２１側の給油孔１７Ａの中心３０を回転軸５の中心５０から０．９１ｍｍずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に回転軸５に対して２．３°以上、好ましくは２．３°〜３．４°、より好ましくは２．８５°〜３．３５°の角度で傾斜させて給油孔１７を設ける。この例では２．８５°の角度で傾斜させて給油孔１７を設けてある。

このように構成された密閉型圧縮機の給油装置において、電動要素４を通電すると、回転子１０によって回転軸５が回転され、電動要素４の回転力が圧縮要素３に伝えられる。そして、回転軸５のクランクピン１２によって圧縮要素３のピストン１３はシリンダ１１内を往復摺動し、冷媒を圧縮している。また、オイル溜７のオイルは回転軸５の回転により生じる遠心力により回転軸５の下端に取付けられたオイルピックアップ２１から給油孔１７を経てモータケース２の軸受１５や圧縮要素３の各摺動部に供給される。

オイルピックアップ２１側の給油孔１７Ａの中心３０を回転軸５の中心５０から０．９１ｍｍずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に給油孔１７を回転軸５に対して２．３°以上、好ましくは２．３°〜３．４°の角度で傾斜させて設けたことにより、回転軸５の回転により生じるオイルに対する遠心力が大きくなり、例えインバータを用いモータの回転数を変化させて（例えば２５〜３２Ｈｚ）モータの回転数が低くなっても、回転軸５の回転により生じるオイルに対する遠心力が大きくなり、オイルの油上がりがよくなって各摺動部にオイルを安定して供給でき、各摺動部がオイルレスになるのを防止できる。その結果、信頼性が向上し、回転軸５の長さＬを小さくして小型化することが可能となる。

給油孔１７Ａの中心３０の回転軸５の中心５０からのずらし距離は、上記例では０．９１ｍｍとしたが、ずらし距離の下限値は０でなければよく、上限値は特に限定されず、回転軸５の強度を考慮してオイルの油上がりがよくなるように適宜決めればよい。

また上記例では給油孔１７を回転軸５に対して２．３°以上、好ましくは２．３°〜３．４°、より好ましくは２．８５°〜３．３５°の角度で傾斜させた例を示したが、傾斜角度の下限値は、２．３°であることが必要である。下限値が２．３°未満であると回転軸５の回転により生じるオイルに対する遠心力が小さく、オイルの油上がりが改善されない恐れがある。傾斜角度の上限値は３．４°以上であればオイルの油上がりが改善されるので特に限定されないが、上限値があまり大きくなると回転軸５の強度が低下するので、回転軸５の強度を考慮して適宜決めることが好ましい。

具体例としては、例えば材質ＦＣ３００鋳物でＬが約８５ｍｍ、外径約１８ｍｍの回転軸に内径約８．７ｍｍの給油孔を設ける場合、給油孔１７Ａの中心３０の回転軸５の中心５０からのずらし距離０．９１ｍｍ、給油孔１７の回転軸５に対する傾斜角度２．３°〜３．４°、好ましくは２．８５°の例を挙げることができる。

給油孔１７の内径はあまり小さいとガス抜けが悪化し、あまり大きいと回転軸の強度が低下するので、オイル種類、圧縮器の形式や大きさ、運転条件などにより適宜決めることが好ましい。

本発明で用いる冷媒は、特に限定されるものではなく、塩素基を含まない冷媒、例えば、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、Ｒ−３２）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ、Ｒ−１５２ａ）、トリフルオロメタン（ＨＦＣ−２３、Ｒ−２３）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、Ｒ−１２５）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ、Ｒ−１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ、Ｒ−１４３ａ）、塩素基と水素を含まないフルオロカーボン系冷媒（ＦＣ系冷媒）、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの炭化水素系冷媒、炭酸ガスなどの自然冷媒を挙げることができる。

本発明で用いるオイルはナフテン油、パラフィン油、アルキルベンゼン油などの天然物あるいは天然物由来のものでも、ポリエーテル系油、ポリオールエステル系油などの合成品でも、あるいはこれらの混合物でもよく特に限定されるものではない。本発明で用いるオイルには、ベンゾトリアゾールなどの銅不活性化剤、硫黄系極圧添加剤、ハロゲン系極圧添加剤、りん系極圧添加剤、有機金属化合物系極圧添加剤、およびこれらの組み合わせからなる極圧添加剤など、その他の公知の添加剤を有効量配合することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。例えば上記説明においては縦置き型レシプロ式圧縮機について説明したが、本発明は圧縮機の形式は特に限定されず、具体的には、回転式圧縮機、振動式圧縮機、マルチベーン式回転式圧縮機、スクロール式圧縮機などであってもよい。

本発明の密閉型圧縮機の給油装置の一実施形態を説明する説明図である。 図１に示した密閉型圧縮機の給油装置の回転軸および給油孔の断面構造を示す説明図である。 従来の密閉型圧縮機の給油装置の回転軸および給油孔の断面構造を示す説明図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ モータケース
３ 圧縮要素
４ 電動要素
５ 回転軸
６ 弾性支持装置
７ オイル溜
８ 巻線
９ 固定子
１０ 回転子
１１ シリンダ
１２ クランクピン
１３ ピストン
１４ 弁座
１５ シリンダヘッド
１６ 軸受
１７ 給油孔
２１ オイルピックアップ
２２ オイル出口
２３ ガス抜き孔

Claims (1)

1. 底部にオイル溜を有する密閉容器内に電動要素および圧縮要素と、このオイル溜のオイルを前記圧縮要素の摺動部に供給する給油孔を有し、前記電動要素の回転力を圧縮要素に伝える回転軸とが収納され、この回転軸の下端にはオイル溜のオイル中に浸漬して給油孔内に係止されるオイルピックアップが設けられている密閉型圧縮機の給油装置において、前記密閉型回転圧縮機はインバータを用いてモータの回転数を変化させると共に、前記オイルピックアップはパドルと一体型で形成され、且つ、前記オイルピックアップ側の前記給油孔の中心を前記回転軸の中心からずらして設けるとともに、ほぼずらした方向に前記給油孔を前記回転軸に対して２．３°以上の角度で傾斜させて設けたことを特徴とする密閉型圧縮機の給油装置。