JP5167201B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクリュ圧縮機、特に冷媒にアンモニアを採用したアンモニア用半密閉スクリュ圧縮機に関する。

オゾン層破壊及び地球温暖化を防止する観点から、ＨＣＦＣ冷媒やＨＦＣ冷媒のような人工的に作り出された冷媒ではなく、自然界に元々存在する物質で冷媒としての性質を備える自然冷媒が見直されている。この自然冷媒としては、オゾン破壊係数が零で、温暖化係数も低く、自然界に大量に存在するアンモニアがあるが、アンモニア冷媒は、銅に対する腐食性、毒性、可燃性を有している。

そのため、アンモニアを冷媒とする冷凍装置にスクリュ圧縮機を採用するには、アンモニア対策が必要となる。従来、この対策として、モータの巻線を銅からアルミニウムに変更したアンモニア用スクリュ圧縮機が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

モータ用巻線の材質としてアルミニウムを採用すると、従来の銅と比較して、電気伝導度は６１％となり、電気を通しにくくなる。そのため、従来の銅からなる巻線のモータと同一性能を備えるように、アルミニウムからなる巻線のモータを設計する場合、モータの巻線が多くなるためにモータを大きくする必要がある。

しかしながら、大型のモータを採用すると共振の問題が発生しやすくなる。その傾向は、特に特許文献１に示す圧縮機を構成するスクリュロータにオーバーハングした状態でモータロータを結合した場合に顕著となる。

共振の問題を解消するためには、圧縮機の最高回転数の制限や、防振装置の追加などの方策を採ることが考えられるが、圧縮機の能力の制限、コストアップ等につながってしまう。

特許文献２に示すスクリュ圧縮機は、モータロータがスクリュロータにカップリングを介して結合されている。このような構造のスクリュ圧縮機では、上述の共振の問題は低減されるが、カップリングは長時間の使用に耐えることができず、カップリングのメンテナンス作業が度々必要になるという別の問題が発生する。

カップリングの寿命をできるだけ延ばし、メンテナンス作業の回数を減らすために、カップリングへの潤滑油の供給が有効であることが知られている。

特許文献３に示すスクリュ圧縮機は、低圧側軸受と高圧側軸受で支持されたスクリュロータとモータとがカップリングで連結されたものである。このスクリュ圧縮機は、各軸受の潤滑のために、圧縮機ケーシング内に設けられた油通路により、差圧を利用して油が供給される。高圧側軸受に供給された油は、スクリュロータで圧縮された圧縮ガスと共に吐出チャンバに送られる。そして、吐出チャンバ内のデミスタで圧縮ガスと分離された後、油はスクリュロータの軸中心に空けられ、カップリングの内部まで貫通した貫通孔からなる排油通路を通って、低圧側軸受よりもさらにモータ側に位置するカップリングまで戻される。カップリングの内部で油による潤滑が行われた後、油は外部へ排出される。このカップリングは、内部から油を供給するように構成されているため、貫通孔の加工等が難しく、コストアップにもつながる。また、カップリングの内部にスクリュロータの軸の貫通孔から油を供給した後、スクリュロータの軸、モータの軸それぞれとカップリングとに形成された両方向への隙間を通って、油が外部に排出されるとは限らない。これにより、カップリングが確実には潤滑されないという問題が発生する。

また、特許文献４に示すスクリュ圧縮機は、圧縮機ケーシングの内部に形成されたチャンバにおいてロータ軸とモータ軸とがカップリングにより結合されている。そして、このスクリュ圧縮機は、特許文献３に示すスクリュ圧縮機の問題点の一つであるカップリングの内部全体が潤滑されないという問題点を解決するために、そのチャンバの内壁面に、油が噴出されるように構成された油噴出孔が設けられ、その油噴出孔から油を噴出してカップリングの外側全体に給油されるようにしている。しかしながら、このスクリュ圧縮機はカップリングと油噴出孔が離れているため、カップリングの内部まで油を浸透させにくく、潤滑を良好に行うことができないという問題がある。

特開２００５−１７１９４３号公報 特許３３５７６０７号公報 特開２００１−３１７４８０号公報 実開平２−９４３９０号公報

そこで、本発明は、共振による高回転領域運転での制限を少なくし、かつ、コスト面で優れた簡易な構造でメンテナンスの手間を少なくすることができるスクリュ圧縮機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明の圧縮機は、咬合する雌雄一対のスクリュロータが圧縮機ケーシング内に収容された圧縮機本体と、固定子と回転子が電動機ケーシング内に収容され、前記スクリュロータを駆動する電動機とからなるスクリュ圧縮機において、前記電動機の軸の前記スクリュロータ側の端部とその反対側の端部をそれぞれ支持する第１軸受と第２軸受を設け、前記スクリュロータの軸の前記電動機側の端部に形成されたロータ軸側係合部と、前記電動機の軸の前記スクリュロータ側の端部に形成された電動機側係合部と、前記ロータ軸側係合部と前記電動機側係合部とに係合するとともに、内周に前記ロータ軸側係合部と前記電動機側係合部との間に位置するフランジ部を備えた被係合部材とからなるカップリング部を設け、前記カップリング部に油導入ガイド部材を周設し、前記電動機ケーシングに設けられた給油孔から前記油導入ガイド部材を介して前記カップリング部の内部に油を送るものである。

この構成によれば、スクリュロータの軸に形成されたロータ軸側係合部と、第１軸受及び第２軸受により支持された電動機の軸に形成された電動機側係合部とを、被係合部材に係合させたカップリング部により結合している。カップリング部は、被係合部材の内周にフランジ部を設けることにより、被係合部材のロータ軸側係合部及び電動機側係合部からの脱離を防止する。これらにより、スクリュロータとカップリング部により結合された電動機の軸が第１軸受及び第２軸受により支持されているので共振による高回転領域運転での制限を少なくすることができる。また、カップリング部をコスト面で優れた簡易な構造にすることができる。さらに、電動機ケーシングに設けられた給油孔から油導入ガイド部材を介して油を供給することができる。これにより、カップリング部の潤滑を良好に行うことができるので、カップリング部の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。

前記給油孔が、前記電動機ケーシングの内側であって且つ前記第１軸受の前記電動機側の近傍に位置する開口を有し、前記給油孔の前記開口、前記第１軸受、前記油導入ガイド部材を介して前記カップリング部の内部に油を送るものであることが好ましい。この構成によれば、第１軸受、カップリング部の内部に、電動機ケーシングの外部から供給された油を極度に温度上昇させることなく、所定の粘度、潤滑性を維持したまま供給することができ、第１軸受の寿命を延ばすことができ、またカップリングの寿命の長期化もさらに顕著とすることができる。

前記油導入ガイド部材が、前記油導入ガイド部材の前記電動機側の端面により、前記第１軸受の外輪の側面の少なくとも一部を覆うように前記第１軸受を前記電動機ケーシングに固定することが好ましい。この構成によれば、油導入ガイド部材が第１軸受を固定する部材の役割を兼ねるため、コスト面で優れた簡易な構造とすることができる。

前記油導入ガイド部材の内周部と該内周部に対向する前記カップリング部の前記被係合部材の外周部の間に、ビスコシール構造又はラビリンスシール構造が設けられることが好ましい。この構成によれば、カップリング部の被係合部材の外周部とカップリング部に周設された油導入ガイド部材の内周部との間に流入する油の量を減少させ、かつ、カップリング部の内周面とロータ軸側係合部及び電動機側係合部との間に流入する油の量を増加させることにより、カップリングの潤滑を良好に行うことができる。その結果、カップリングの寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。

前記電動機の巻線がアルミニウムからなっていることが好ましい。この構成によれば、アルミニウム以外からなる巻線に対して腐食性を有するガスを圧縮しても、アルミニウムの耐食性により、アルミニウムからなる巻線の腐食を防止できる。

スクリュロータの軸に形成されたロータ軸側係合部と、第１軸受及び第２軸受により支持された電動機の軸に形成された電動機側係合部とを、被係合部材に係合させたカップリング部により結合している。カップリング部は、被係合部材の内周にフランジ部を設けることにより、被係合部材のロータ軸側係合部及び電動機側係合部からの脱離を防止する。これらにより、スクリュロータとカップリング部により結合された電動機の軸が第１軸受及び第２軸受により支持されているので共振による高回転領域運転での制限を少なくすることができる。また、カップリング部をコスト面で優れた簡易な構造にすることができる。さらに、電動機ケーシングに設けられた給油孔から油導入ガイド部材を介して油を供給することができる。これにより、カップリング部の潤滑を良好に行うことができるので、カップリング部の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。

前記給油孔が、前記電動機ケーシングの内側であって且つ前記第１軸受の前記電動機側の近傍に位置する開口を有し、前記給油孔の開口、前記第１軸受、前記油導入ガイド部材を介して前記カップリング部の内部に油を送るものとすることにより、第１軸受の寿命を延ばすことができ、またカップリングの寿命の長期化もさらに顕著とすることができる。

油導入ガイド部材が、油導入ガイド部材の電動機側の端面により、第１軸受の外輪の側面の少なくとも一部を覆うように第１軸受を電動機ケーシングに固定することにより、油導入ガイド部材が第１軸受を固定する部材の役割を兼ねるため、コスト面で優れた簡易な構造とすることができる。

油導入ガイド部材の圧縮機本体側の内周部と該内周部に対向するカップリング部の被係合部材の外周部の間に、ビスコシール構造又はラビリンスシール構造を設けることにより、カップリング部の被係合部材の外周部とカップリング部に周設された油導入ガイド部材の内周部との間に流入する油の量を減少させ、かつ、カップリング部の内周面とロータ軸側係合部及び電動機側係合部との間に流入する油の量を増加させることができる。そして、カップリングの潤滑を良好に行うことができる。その結果、カップリングの寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。

電動機の巻線の材質をアルミニウムにすることにより、アルミニウム以外からなる巻線に対して腐食性を有するガスを圧縮しても、アルミニウムの耐食性により、アルミニウムからなる巻線の腐食を防止できる。

本発明に係るスクリュ圧縮機のパッケージを示す図。 本発明に係るスクリュ圧縮機を示す図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 油流路から供給された油のスクリュ圧縮機内部での流れを示す図。 中間給油孔に供給された油の流れを示す図。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は油導入ガイド部材及びカップリング部の被係合部材の変形例を示す図。 本発明に係るスクリュ圧縮機の変形例を示す図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は本発明に係るスクリュ圧縮機１０のパッケージ１００を示す。このパッケージ１００は、スクリュ圧縮機１０から順に、圧縮ガスと油の混合物から油を分離する油分離器１１、圧縮した高温高圧のガスから熱を奪い液体にする凝縮器１２及び周囲から蒸発に必要な蒸発潜熱を吸収することにより液体を熱して蒸発させる蒸発器１３が設けられた冷媒循環流路１４と、油クーラ１５が介設され、油分離器１１内の油、即ちその下部の油溜まり部１６における油をスクリュ圧縮機１０内の後述する油供給箇所に導く油流路１７とを備えている。

図２は、本発明に係るスクリュ圧縮機１０を示す。スクリュ圧縮機１０は、圧縮機本体２１の圧縮機ケーシング２２と、電動機２３の電動機ケーシング２４と接続ケーシング２５により接続されている。

圧縮機ケーシング２２には、咬合する雌雄一対のスクリュロータ２６，２７が収容されている。圧縮機ケーシング２２には、雄スクリュロータ２６と雌スクリュロータ２７により形成された圧縮空間（図示せず）と連通する吸込口２８及び吐出口２９が設けられている。吸込口２８には、蒸発器１３の下流側の冷媒循環流路１４が接続されている。吐出口２９には、油分離器１１の油面より上部と連通するように油分離器１１の上流側の冷媒循環流路１４が接続されている。圧縮機ケーシング２２には、吸込口２８と接続ケーシング２５の内部とを連通させ、接続ケーシング２５側からスクリュロータ２６，２７に油を供給する圧縮機本体側油供給路３０が設けられている。

スクリュロータ２６，２７それぞれの両側には、スクリュロータ軸（以下、単にロータ軸とする。）２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられている。ロータ軸２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂはそれぞれ軸受３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂにより支持されている。雄スクリュロータ２６のロータ軸２６ｂは接続ケーシング２５の内部まで延びている。ロータ軸２６ｂの電動機２３側の端部には、歯車（ロータ軸側係合部材）２６ｃが固設されている。

電動機ケーシング２４は、収容部３３、第２軸受支持部材３４及び蓋部材３５を備えている。

収容部３３は円筒体であり、接続ケーシング２５側の開口縁を閉じる第１軸受支持部４１が設けられている。第１軸受支持部４１は、軸方向の中心部分に電動機軸取り出し孔４２を備えている。電動機軸取り出し孔４２は、内周面の一部に、電動機軸３８を支持する第１軸受４３が取り付けられている。図５に示すように、第１軸受４３は、内輪４３ａと外輪４３ｂの間に転動体４３ｃを挟装した公知のものである。

第１軸受支持部４１の接続ケーシング２５側の電動機軸取り出し孔４２の内周面には、第１軸受４３を収容する段部４１ａが設けられている。第１軸受４３は、第１軸受支持部４１に、第１軸受支持部４１と第１軸受４３の側面とが同一平面となるように収容される。

第１軸受支持部４１には、電動機軸３８に対して圧縮機本体側油供給路３０と同じ側に電動機側油供給路４４が設けられている。

電動機ケーシング２４の第１軸受支持部４１には中間給油孔４５が設けられている。中間給油孔４５は、前述した油供給箇所である。中間給油孔４５は、第１軸受支持部４１の外側の開口４５ｂから、第１軸受支持部４１の内部を介して第１軸受支持部４１の内側であって且つ第１軸受４３の電動機２３側の近傍にある開口４５ｂまで通じる孔である。中間給油孔４５には、油クーラ１５の下流側の油流路１７が接続されている。

収容部３３の接続ケーシング２５と反対側の開口端には、第２軸受支持部材３４が取り付けられている。

第２軸受支持部材３４は、円板形状であり、その中心部分には軸方向外側に突出する突出部３７が設けられている。突出部３７の軸方向に外側から収容部３３側まで軸受取り付け孔３６が貫通している。軸受取り付け孔３６には、後述するカップリング部５０と反対側の端部で電動機軸３８を支持する第２軸受３９が収容されている。第２軸受３９は、内輪３９ａと外輪３９ｂの間に転動体３９ｃを挟装した公知のものである。

蓋部材３５は円板形状であり、円板には、第２軸受支持部材３４の突出部３７と係合し、接続ケーシング２５側に突出する押さえ部３５ａを備えている。蓋部材３５は、第２軸受支持部材３４の突出部３７の接続ケーシング２５と反対側の開口を閉塞するようになっている。突出部３７の軸受取り付け孔３６に収容された第２軸受３９は、蓋部材３５の押さえ部３５ａで固定するようになっている。蓋部材３５の円板の中心部分には、軸端部側給油孔４０が設けられている。軸端部側給油孔４０は、前述した油供給箇所である。軸端部側給油孔４０には、油クーラ１５の下流側の油流路１７が接続されている。

電動機ケーシング２４の収容部３３、第２軸受支持部材３４及び蓋部材３５によって包囲された電動機室４６には、収容部３３の軸方向の内周面に固設された固定子４７と、電動機軸３８に周設され、固定子４７に包囲された空間で回転する回転子４８とが収容されている。電動機２３を構成する固定子４７及び回転子４８の巻線は、アルミニウムからなっている。これらの巻線は、アンモニアガスを圧縮しても腐食を防止できるようになっている。

接続ケーシング２５は圧縮機ケーシング２２と電動機ケーシング２４との間に結合されている。

電動機軸３８の接続ケーシング２５側は、第１軸受４３により支持されている。電動機軸３８の接続ケーシング２５と反対側は、第２軸受３９により支持されている。電動機軸３８は、接続ケーシング２５の内部まで延びている。電動機軸３８のスクリュロータ２６側の端部には、歯車（電動機側係合部材）３８ａが固設されている。歯車３８ａは、歯車２６ｃとともに接続ケーシング２５の内部でロータ軸２６ｂと電動機軸３８を結合するカップリング部５０の一部を構成する。

カップリング部５０は、ロータ軸側係合部材２６ｃ及び電動機側係合部材３８ａと、係合部材２６ｃ，３８ａと係合するための内歯を有する被係合部材５１とを備えている。カップリング部５０は、接続ケーシング２５の内部で取り付けられている。図３に示すように、被係合部材５１は、被係合部材５１の軸方向に直交する断面が歯車２６ｃの軸方向に直交する断面形状の外周線の外側に係合部材２６ｃをすきまばめするための外側隙間５２を有する。ここでは、図示していないが、係合部材３８ａと被係合部材５１との関係も同様である。すなわち、被係合部材５１の内周面により形成される空間は歯車２６ｃ，３８ａを係合して、さらに軸方向の一端と他端が連通するように外側隙間５２を有している。被係合部材５１の内周面には、係合部材２６ｃ，３８ａの外周部分より、先端縁５３ａが径方向内側となるように突出したフランジ部５３を備えている。フランジ部５３は、フランジ部５３で仕切られた被係合部材５１の内側の軸方向の片側に歯車２６ｃ，３８ａ全体をそれぞれ挿入可能にするとともに、被係合部材５１の歯車２６ｃ，３８ｃからの脱離を防止するように配設されている。被係合部材５１の内側では、歯車２６ｃ，３８ａとフランジ部５３は当接しないようになっており、フランジ部５３に対して軸方向一側の外側隙間５２、フランジ部５３の先端縁５３ａよりも径方向内側の空間及び、軸方向他側の外側隙間５２を通じた被係合部材５１の軸方向の一端と他端との連通が確保されている。カップリング部５０は、被係合部材５１に歯車２６ｃ，３８ａを係合し、歯車２６ｃが固設されたロータ軸２６ｂと歯車３８ａが固設された電動機軸３８とを結合している。

カップリング部５０には、カップリング部５０に油を導入するための油導入ガイド部材５４が周設されている。油導入ガイド部材５４は、円筒形状のガイド部５４ａと、円筒の開口面の一方に設けられたフランジ形状の軸受固定部５４ｂとを備えている。ガイド部５４ａは、ガイド部５４ａの圧縮機本体２１側の内周面の一部が、被係合部材５１の電動機２３側の外周面の一部の範囲において、ほぼ隙間がない状態で被係合部材５１を囲繞している。軸受固定部５４ｂは、軸受固定部５４ｂの径方向内側にガイド部５４ａの円筒断面の外周部分よりも内側まで延びた押さえ部５４ｃを備えている。油導入ガイド部材５４は、軸受固定部５４ｂが第１軸受支持部４１の接続ケーシング２５側の側面にねじ（図示せず）止めにより、着脱可能に取り付けられている。軸受固定部５４ｂの押さえ部５４ｃの電動機２３側端面が第１軸受４３の外輪４３ｂの側面を覆うようにその一部と当接して第１軸受４３を第１軸受支持部４１へ固定するようになっている。軸受固定部５４ｂの押さえ部５４ｃは、第１軸受４３の外輪４３ｂの側面全体を覆ってもよいが、外輪４３ｂと内輪４３ａとの間を覆わないようにする。油導入ガイド部材５４に固定された第１軸受４３は、カップリング部５０と対向している。

スクリュ圧縮機１０は、接続ケーシング２５を介して圧縮機ケーシング２２と電動機ケーシング２４とを一体的に結合し半密閉構造を形成している。

以上の構成からなるスクリュ圧縮機１０のパッケージ１００の動作を説明する。スクリュ圧縮機１０は、電動機ケーシング２４に設けられた固定子４７から発生する磁界と回転子４８との相互作用により回転力を得て雄ロータ２６が駆動され、これによって雌ロータ２７が従動される。スクリュ圧縮機１０は、吸込口２８を通じて、冷媒循環流路１４からスクリュロータ２６，２７の圧縮空間（図示せず）にアンモニアガスを吸い込む。圧縮機本体側油供給路３０からの油供給下で、雌雄のスクリュロータ２６，２７が咬合することにより、前記圧縮空間でアンモニアガスが圧縮され、スクリュロータ２６，２７の吐出口２９から圧縮したアンモニアガスが油とともに吐出される。

アンモニアガスと油の混合物は冷媒循環流路１４に吐出され、油分離器１１の上部から内部に流入する。油分離器１１の内部では、アンモニアガスと油とが分離され、油は一旦油溜まり部１６に溜められる。油除去されたアンモニアガスは油分離器１１の上部から冷媒循環流路１４の凝縮器１２に送り出される。

油分離器１１を出たアンモニアガスは、凝縮器１２で低温熱源、例えば水により熱を奪われて凝縮し冷媒液となる。そして、冷媒液は蒸発器１３で高温熱源から熱を奪い、完全に蒸発し、ガス状態になってスクリュ圧縮機１０の吸込口２８に戻る。このように、スクリュ圧縮機１０のパッケージ１００内のアンモニアガスは循環している。

これに対して、油溜まり部１６の油は、油分離器１１の上部がスクリュ圧縮機１０で圧縮されたアンモニアガスで満たされて高圧となっているため、その圧力により油流路１７に送り出される。その油は、スクリュ圧縮機１０による圧縮により高温になっているため、油流路１７の油クーラ１５で冷却された後、軸端部側給油孔４０及び中間給油孔４５に供給される。

図４に示すように、軸端部側給油孔４０に供給された油は、電動機室４６に流入した後、内部の圧力が圧縮機本体２１のスクリュロータ２６，２７の吸込口２８側付近で最も低くなっているために、スクリュロータ２６，２７側へ流れる。その油は、第２軸受３９の内輪３９ａと外輪３９ｂの間、電動機２３の固定子４７と回転子４８の間を通って下方の電動機側油供給路４４から流出する。その後、その油は接続ケーシング２５の内部を通り抜け、後述する第１経路によりカップリング部５０の内部から流出した油と、下方の圧縮機本体側油供給路３０の接続ケーシング２５側で合流し、圧縮機本体２１の圧縮機本体側油供給路３０に流入する。そして、圧縮機本体２１のスクリュロータ２６，２７に供給される。

中間給油孔４５に供給された油もまた、同様に、開口４５ｂを介して電動機室４６に流入した後、内部の圧力が圧縮機本体２１のスクリュロータ２６，２７の吸込口２８側付近で最も低くなっているために、スクリュロータ２６，２７側へ流れるが、その経路は、第１経路及び第２経路の２通りある。

図５に示すように、第１経路は、中間給油孔４５から開口４５ｂを介して電動機室４６に流入した後、第１軸受４３の内輪４３ａと外輪４３ｂとの間を通って油導入ガイド部材５４の内部へ流入する。その後、カップリング部５０の内部に流入し、電動機室４６側の外側隙間５２、フランジ部５３の先端縁５３ａよりも径方向内側の空間、圧縮機本体２１側の外側隙間５２を通ってカップリング部５０の外部へと流出する。その油は、軸端部側給油孔４０に供給され、かつ、電動機側油供給路４４を通って接続ケーシング２５の内部に流入した油と、下方の圧縮機本体側油供給路３０の接続ケーシング２５側で合流する。そして、圧縮機本体側油供給路３０へ流入する。

第２経路は、中間給油孔４５から開口４５ｂを介して電動機室４６に流入した後、軸端部側給油孔４０に供給され、かつ、電動機２３の固定子４７と回転子４８の間を通ってきた油と、下方の電動機側油供給路４４の電動機室４６側で合流する。そして、その油は電動機側油供給路４４、接続ケーシング２５を通って圧縮機本体２１の圧縮機本体側油供給路３０に流入する。

圧縮機本体側油供給路３０に流入した油は、圧縮機本体２１のスクリュロータ２６，２７に供給される。このように、スクリュ圧縮機１０のパッケージ１００内の油は循環している。

本発明にかかるスクリュ圧縮機１０は、カップリング部５０の被係合部材５１の内周面にフランジ部５３を設け、スクリュロータ２６の軸２６ｂに固設された歯車２６ｃと、第１軸受４３及び第２軸受３９により支持された電動機２３の軸３８に固設された歯車３８ａとを、軸方向の一端と他端が連通した被係合部材５１にすきまばめしてカップリング部５０により結合している。被係合部材５１のフランジ部５３により、被係合部材５１の歯車２６ｃ，３８ａからの脱離を防止できる。また、電動機室４６側の外側隙間５２、フランジ部５３の先端縁５３ａよりも径方向内側の空間及び圧縮機本体２１側の外側隙間５２を通じて軸方向の一端と他端とを連通させることができるので、中間給油孔４５から第１経路に供給された油がカップリング部５０の内部を通り抜けるようにすることができる。このようにして、スクリュロータ２６とカップリング部５０により結合された電動機２３の軸３８が第１軸受４３及び第２軸受３９により支持されているので共振による高回転領域運転での制限を少なくすることができる。また、ロータ軸側係合部材２６ｃ及び電動機側係合部材３８ａを歯車にすることにより、カップリング部５０をコスト面で優れた簡易な構造にすることができる。さらに、カップリング部５０の被係合部材５１とすきまばめされた歯車３８ａ及び歯車２６ｃとの間に、中間給油孔４５から第１軸受４３及び油導入ガイド部材５４を通して油を供給することができる。これにより、カップリング部５０の潤滑を良好に行うことができるので、カップリング部５０の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。なお、中間給油孔４５は、電動機ケーシング２４（の第１軸受支持部４１）の内側であって且つ第１軸受４３の電動機２３側の近傍に位置する開口４５ｂを有し、その中間給油孔４５の開口４５ｂ、更に第１軸受４３、更に油導入ガイド部材５４を介してカップリング部５０の内部に油を送るように構成されている。従って、中間給油孔４５を通じる油は電動機２３の内部を通じる油より、電動機２３の内部での温度上昇や、回転子４８の回転による影響を受けにくい。このため、第１軸受４３、カップリング部５０の内部に、電動機ケーシング２４（の第１軸受支持部４１）の外側から供給された油を極度に温度上昇等させることなく、所定の粘度、潤滑性を維持したまま供給することができ、第１軸受４３の寿命を延ばすことができ、またカップリング部５０の寿命の長期化をさらに顕著とすることができる。また、ロータ軸２６ｂと電動機軸３８とをカップリング部５０により結合することで、電動機２３が大型化しても共振を発生させにくくすることができる。

油導入ガイド部材５４が、油導入ガイド部材５４の電動機２３側の端面により、第１軸受４３の外輪の側面の少なくとも一部を覆うように第１軸受４３を電動機ケーシング２４に固定することにより、油導入ガイド部材５４が第１軸受４３を固定する部材の役割を兼ねるため、コスト面で優れた簡易な構造とすることができる。

図５の油導入ガイド部材５４及びカップリング部５０の被係合部材５１の点線で囲まれた部分について、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すような加工をしてもよい。

図６（ａ）は、油導入ガイド部材５４のガイド部５４ａの圧縮機本体２１側内周部に対向するカップリング部５０の被係合部材５１の外周部に、ビスコシール構造５５が施されている。ビスコシール構造５５は、油導入ガイド部材５４の内側での被係合部材５１の回転によって圧縮機本体２１側から電動機２３側へ油を搬送する方向にねじが形成された構造である。

電動機２３の回転によりカップリング部５０が回転する。その結果、第１軸受４３から油導入ガイド部材５４の内部に流入し、油導入ガイド部材５４のガイド部５４ａの内周面と、カップリング部５０の被係合部材５１の外周面との間に進入した油は、被係合部材５１のビスコシール構造５５により、圧縮機本体２１側から電動機２３側へ戻される力が働く。これにより、カップリング部５０の被係合部材５１の外周部とカップリング部５０に周設された油導入ガイド部材５４の内周部との間に流入する油の量を減少させ、かつ、カップリング部５０の内周面と歯車２６ｃ，３８ａとの間に流入する油の量を増加させることができる。そして、カップリング部５０の潤滑を良好に行うことができる。その結果、カップリング部５０の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。

図６（ｂ）は、油導入ガイド部材５４のガイド部５４ａの圧縮機本体２１側内周部と該内周部に対向するカップリング部５０の被係合部材５１の外周部に、ラビリンスシール構造５６が施されている。ラビリンスシール構造５６は、油導入ガイド部材５４のガイド部５４ａの圧縮機本体２１側内周部と該内周部に対向するカップリング部５０の被係合部材５１の外周部との間に複雑な経路を形成し、拡大縮小抵抗、粘性摩擦抵抗及び管路抵抗を利用して流体の漏れを軽減する構造である。

これにより、カップリング部５０の被係合部材５１の外周部とカップリング部５０に周設された油導入ガイド部材５４の内周部との間に流入する油の量を減少させ、かつ、カップリング部５０の内周面と歯車２６ｃ及び歯車３８ａとの間に流入する油の量を増加させることができる。そして、カップリング部５０の潤滑を良好に行うことができる。その結果、カップリング部５０の寿命を延ばすことができ、メンテナンスの手間を少なくすることができる。なお、上述の本発明の実施の形態では、ロータ軸２６ｂの電動機２３側の端部に、ロータ軸２６ｂとは別体の歯車（ロータ軸側係合部材）を固設し、ロータ軸側係合部を形成していたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ロータ軸２６ｂの電動機２３側の端部に直接、スプライン加工を施し、ロータ軸側係合部を形成しても良い。同様に、電動機軸３８のスクリュロータ２６側の端部に、電動機軸３８とは別体の歯車（電動機側係合部材）３８ａを固設し、電動機側係合部を形成していたのに換え、電動機軸３８のスクリュロータ２６側の端部に、直接、スプライン加工を施し、電動機軸係合部を形成しても良い。

図７は、本発明に係るスクリュ圧縮機の変形例、スクリュ圧縮機１１０を示す。このスクリュ圧縮機１１０では、上述のスクリュ圧縮機１０と多くの構成を共通する。ただし、スクリュ圧縮機１１０が、図８に示すように、ロータ軸２６ｂの電動機２３側の端部に直接、スプライン加工を施し、ロータ軸側係合部を形成している点、また電動機軸３８のスクリュロータ２６側の端部に、直接、スプライン加工を施し、電動機軸係合部を形成している点において、上述のスクリュ圧縮機１０と相違する。

１０，１１０ スクリュ圧縮機
１１ 油分離器
１２ 凝縮器
１３ 蒸発器
１４ 冷媒循環流路
１５ 油クーラ
１６ 油溜まり部
１７ 油流路
２１ 圧縮機本体
２２ 圧縮機ケーシング
２３ 電動機
２４ 電動機ケーシング
２５ 接続ケーシング
２６ 雄スクリュロータ
２６ａ，２６ｂ スクリュロータ軸
２６ｃ 歯車（ロータ軸側係合部材）
２７ 雌スクリュロータ
２７ａ，２７ｂ スクリュロータ軸
２８ 吸込口
２９ 吐出口
３０ 圧縮機本体側油供給路
３１ａ，３１ｂ
３２ａ，３２ｂ 軸受
３３ 収容部
３４ 第２軸受支持部材
３５ 蓋部材
３５ａ 押さえ部
３６ 軸受取り付け孔
３７ 突出部
３８ 電動機軸
３８ａ 歯車（電動機側係合部材）
３９ 第２軸受
３９ａ 内輪
３９ｂ外輪
３９ｃ 転動体
４０ 軸端部側給油孔
４１ 第１軸受支持部
４１ａ 段部
４２ 電動機軸取り出し孔
４３ 第１軸受
４３ａ 内輪
４３ｂ 外輪
４３ｃ 転動体
４４ 電動機側油供給路
４５ 中間給油孔
４６ 電動機室
４７ 固定子
４８ 回転子
５０ カップリング部
５１ 被係合部材
５２ 外側隙間
５３ フランジ部
５３ａ 先端縁
５４ 油導入ガイド部材
５４ａ ガイド部
５４ｂ 軸受固定部
５４ｃ 押さえ部
５５ ビスコシール構造
５６ ラビリンスシール構造
１００ パッケージ

Claims (5)

1. 咬合する雌雄一対のスクリュロータが圧縮機ケーシング内に収容された圧縮機本体と、固定子と回転子が電動機ケーシング内に収容され、前記スクリュロータを駆動する電動機とからなるスクリュ圧縮機において、
   前記電動機の軸の前記スクリュロータ側の端部とその反対側の端部をそれぞれ支持する第１軸受と第２軸受を設け、
   前記スクリュロータの軸の前記電動機側の端部に形成されたロータ軸側係合部と、前記電動機の軸の前記スクリュロータ側の端部に形成された電動機側係合部と、前記ロータ軸側係合部と前記電動機側係合部とに係合するとともに、内周に前記ロータ軸側係合部と前記電動機側係合部との間に位置するフランジ部を備えた被係合部材とからなるカップリング部を設け、
   前記カップリング部に油導入ガイド部材を周設し、
   前記電動機ケーシングに設けられた給油孔から前記油導入ガイド部材を介して前記カップリング部の内部に油を送るものであることを特徴とするスクリュ圧縮機。
2. 前記給油孔が、前記電動機ケーシングの内側であって且つ前記第１軸受の前記電動機側の近傍に位置する開口を有し、前記給油孔の前記開口、前記第１軸受、前記油導入ガイド部材を介して前記カップリング部の内部に油を送るものであることを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
3. 前記油導入ガイド部材が、前記油導入ガイド部材の前記電動機側の端面により、前記第１軸受の外輪の側面の少なくとも一部を覆うように前記第１軸受を前記電動機ケーシングに固定することを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
4. 前記油導入ガイド部材の内周部と該内周部に対向する前記カップリング部の前記被係合部材の外周部の間に、ビスコシール構造又はラビリンスシール構造が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスクリュ圧縮機。
5. 前記電動機の巻線がアルミニウムからなっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスクリュ圧縮機。

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