JP6948208B2 - 油冷式スクリュ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は油冷式スクリュ圧縮機に関し，より詳細には，油冷式スクリュ圧縮機のケーシング内外に亘って延設された駆動軸の軸周りよりケーシング内の流体が漏出することを防止するためのシール構造を備えた部分である軸封部の構造に特徴を有する油冷式スクリュ圧縮機に関する。

オス・メス一対のスクリュロータを，ケーシング内に形成したロータ室内に噛み合い回転可能に収容し，両スクリュロータの噛み合い回転に伴う圧縮作用によって潤滑油と共に気体を圧縮する油冷式スクリュ圧縮機にあっては，スクリュロータを噛み合い回転させるために，オス又はメスのスクリュロータに対して直接，又は増速装置等の動力伝達機構を介して間接的にケーシング外に配置された駆動源からの回転駆動力を伝達する必要がある。

そのため，このようなスクリュ圧縮機では，スクリュロータのロータ軸の一方，又は，前記一方のロータ軸にケーシング内で連結された動力伝達装置（例えば増速装置）の入力軸をケーシング外に突出させてエンジンやモータ等の駆動源に連結する「駆動軸」とすることでスクリュロータを噛み合い回転させることができるようにしている。

このように，スクリュ圧縮機にはケーシングを貫通して機外に突出する駆動軸が設けられていることから，この駆動軸の外周とケーシングに設けた軸孔間の隙間を介してケーシング内の流体が機外に漏出しないよう，この部分に，流体の漏出を防止する軸封装置を備えた軸封部を設けている。

このような軸封部に設ける軸封装置の一例として，メカニカルシール（特許文献１及び特許文献２参照）とオイルシール９５０（図８参照）を挙げることができる。

このうちのメカニカルシールは，軸とともに回転する回転リングと軸孔内に固定された固定リングを摺接させることにより漏れを防ぐ構造であり，摺接部を超硬合金やセラミックス等の耐摩耗性や耐熱性に優れた高強度の材質で形成することで，オイルシールに比較して寿命が長く，密封する流体の圧力が高い場合等，過酷な使用条件にも対応できるものとなっている。

しかし，メカニカルシールはオイルシールに比較して構造が複雑で，組み付けに手数がかかると共に，軸方向に比較的大きな取り付けスペースを必要とするという欠点を有する。

一方，オイルシール９５０は一例として図８に示すように軸孔９３２内に固定される環状のハウジング９５１と，このハウジング９５１の内周より突出する環状のシールリップ９５２を備え，このシールリップ９５２を，シールリップ９５２の持つ復元力により，又は，スプリング９５６の付勢力によって駆動軸９３３の外周面に摺接させることで流体の漏れを防止する構造であり，メカニカルシールに比較して構造が単純で，取り付け作業が容易であると共に，取り付けスペースも小さくて済むというメリットがある。

しかし，オイルシール９５０では，駆動軸９３３の外周に摺接させるシールリップ９５２はゴム等の弾性材料によって構成されているため，メカニカルシールに比較して耐久性が低く，過酷な使用条件下では使用することができず，用途が限定されるという欠点がある。

そのため，より過酷な使用条件下でも使用できるようにオイルシール９５０の耐久性を向上させる試みもされており，このような構成として「テフロン」（登録商標）として知られるポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）でシールリップを形成したオイルシールも提案されている。

特許第６０６６０６９号公報 特開２００４−１４４１７７号公報

前掲のオイルシール９５０は，シールリップ９５２が駆動軸９３３の外周と摺接することによりシールを行う構造であることから，シールリップ９５２やこのシールリップ９５２と摺接する駆動軸９３３には，摩擦による摩耗と発熱が生じる。

そのため，給油による潤滑や冷却が適切に行われていない場合，摩擦熱によってオイルシール９５０に焼き付きが生じる。

そこで，シールリップ９５２と駆動軸９３３との摺接部を摩耗と熱から保護するために，シールリップ９５２に対して機内側より給油を行うことで，シールリップ９５２と駆動軸９３３との摺接部を潤滑すると共に冷却することが行われる。

ここで，このオイルシール９５０のシールリップ９５２は，駆動軸９３３との接触側の端縁を駆動軸９３３の軸線方向における機内側に向けた構造であることから，機内側の圧力が変化すると，シールリップ９５２を駆動軸９３３の外周面に押圧する力も変化し，シールリップ９５２と駆動軸９３３の外周間に生じる摩擦力や発熱量も変化する。

そのため，オイルシール９５０に対する給油量は，無負荷運転時に比較して機内側の圧力が高く，従って，駆動軸９３３の外周面に対するシールリップ９５２の押圧力が高くなる全負荷運転時の圧力を基準とし，この全負荷運転時においても摺接部の潤滑と冷却を十分に行うことができるよう，比較的多量の給油を行うことができるように設定されている。

駆動軸９３３は一般に油冷式スクリュ圧縮機の吸入側に設けるものであるため，軸封部に導入された潤滑油の大部分は，低圧となっているロータ室の吸入空間を介して吸気閉じ込み前の圧縮作用空間内に流入することとなる。

その結果，軸封部に対する給油量が多いと，吸気閉じ込み前の圧縮作用空間内に導入される潤滑油量が多くなり，その分，吸気量が減ることで，圧縮機の体積効率が低下する。

このことから，軸封部に対する給油量を減らしつつ，機内側の圧力変化によっても潤滑と冷却を十分に行うことができる構造の軸封部を備えた油冷式スクリュ圧縮機を提供することができれば，油冷式スクリュ圧縮機の体積効率を向上させることができ，油冷式スクリュ圧縮機の小型化や，駆動源であるエンジンやモータの消費燃料や消費電力の低減を図ることができることになる。

ここで，軸封部の潤滑と冷却のうち，潤滑については，シールリップ９５２と駆動軸９３３の外周間の摺接部を潤滑するために必要な給油量は比較的少なくて良い。

そのため，軸封部に対する多量の潤滑油の導入は，摩擦によって発熱した軸封部を冷却するために必要となるものであり，少量の潤滑油の導入によっても，摩擦に伴い発熱した軸封部を効率良く冷却することができれば，軸封部に対する給油量を減少させることができ，油冷式スクリュ圧縮機の体積効率を向上させることができることになる。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたもので，少量の潤滑油の給油によっても，摺接部の潤滑と冷却を行うことができる軸封部を備えた油冷式スクリュ圧縮機を提供することにより，吸入空間を介して圧縮作用空間に導入される潤滑油量を減少させて油冷式スクリュ圧縮機の体積効率を向上させることを目的とする。

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と，発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

上記目的を達成するために，本発明の油冷式スクリュ圧縮機１は，
吸入側においてケーシング（実施形態において吸入側ケーシング１３の軸受室カバー１３５）に設けた軸孔１３２を介して駆動軸３３がケーシング内外に延設されていると共に，前記軸孔１３２内に，前記駆動軸３３の外周と前記軸孔１３２の内周間の間隔をシールする軸封装置を設けて軸封部１４とした油冷式スクリュ圧縮機１において，
前記軸封装置が，前記軸孔１３２内に固定される環状のハウジング５１と，前記ハウジング５１の内周縁より突出して前記駆動軸３３の外周面に摺接される，環状のシールリップ５２を備えたオイルシール５０であり，
前記シールリップ５２の機内側の側部に対して潤滑油を導入すると共に，該導入された潤滑油をロータ室１１３側へ回収する給排油流路６０を前記軸封部１４に形成し，
前記給排油流路６０の少なくとも一部を，前記シールリップ５２が摺接する位置近傍の前記駆動軸３３によって画成すると共に，
前記駆動軸３３のうち，該給排油流路６０を画成する部分の表面に，放熱用の凹凸（ただし，ポンピング作用を有するものを除く。）が形成された放熱部３５を設けたことを特徴とする（請求項１）。

前記シールリップ５２との摺接位置に対し機内側に位置する前記駆動軸３３の外周面によって前記給排油流路６０の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路６０を画成する部分の前記駆動軸３３の外周面に前記放熱部３５を設けるものとしても良い（請求項２；図２及び図５参照）。

駆動軸３３を，円柱状の駆動軸本体３３１と，該駆動軸本体３３１に外嵌される円筒状のカラー３３２によって構成し，前記シールリップ５２を前記カラー３３２の外周面に摺接させると共に，
前記シールリップ５２との摺接位置に対し機内側に位置する前記カラー３３２の外周面によって前記給排油流路６０の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路６０を画成する部分の前記カラー３３２の外周面に前記放熱部３５を設けるものとしても良い（請求項３；図５参照）。

更に，駆動軸３３を駆動軸本体３３１とカラー３３２によって構成し，前記シールリップ５２を前記カラー３３２の外周面に摺接させる構成例では，
前記シールリップ５２との摺接位置における前記カラー３３２の内周面と前記駆動軸本体３３１の外周面間で前記給排油流路６０の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路６０を画成する部分の前記カラー３３２の内周面に前記放熱部３５を設けるものとしても良い（請求項４；図６参照）。

前記いずれの構成においても，前記放熱用の凹凸は，環状溝を多数平行に形成することにより，又はスパイラル溝を多巻数形成することにより形成するものとしても良い（請求項５）。

また，前記シールリップ５２として，ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のものを使用することが好ましい（請求項６）。

以上で説明した本発明の構成により，上記構成の軸封部１４を備えた本発明の油冷式スクリュ圧縮機１では，以下の顕著な効果を得ることができた。

オイルシール５０のシールリップ５２の機内側の側部に対して潤滑油を導入すると共に，該導入された潤滑油をロータ室１１３側へ回収する給排油流路６０を前記軸封部１４に形成し，
前記給排油流路６０の少なくとも一部を，前記シールリップ５２が摺接する位置近傍の前記駆動軸３３によって画成すると共に，
前記駆動軸３３のうち，該給排油流路６０を画成する部分の表面に，放熱用の凹凸が形成された放熱部３５を設けたことで，表面積が増大された放熱部３５は，給排油流路６０内の潤滑油との熱交換性が向上することで，摩擦熱が生じるシールリップ５２の摺接位置近傍で駆動軸３３を効率的に冷却することが可能となった。

その結果，軸封部の冷却性を低下させることなく従来の軸封部の構造に比較して軸封部１４に対して導入する潤滑油量を減少させることができ，軸封部１４を潤滑・冷却した後に吸入空間１１７を介して圧縮作用空間内に導入される潤滑油量が減少することで，油冷式スクリュ圧縮機１の体積効率を向上させることができた。

このような体積効率の向上によって油冷式スクリュ圧縮機１の比動力（気体量当たりの消費動力）が改善することから，油冷式スクリュ圧縮機１の小型化やこれを駆動するエンジンやモータの燃料消費量や消費電力を改善することができた。

駆動軸３３のうち，前記シールリップ５２との接触位置に対し機内側に位置する駆動軸３３の外周面で前記給排油流路６０の一部を画成すると共に，この位置の駆動軸３３の外周面に放熱部３５を設けた構成では，シールリップ５２との接触位置に対する直近位置で駆動軸３３を外周側から冷却することが可能であり，オイルシール５０の焼き付きをより効果的に防止することができた。

前記駆動軸３３を，駆動軸本体３３１と該駆動軸本体３３１に外嵌されたカラー３３２によって構成し，このカラー３３２の外周面にシールリップ５２を摺接すると共に，シールリップ５２の摺接位置に対し機内側のカラー３３２の外周面に放熱部３５を設けた構成では，カラー３３２に対し放熱用の凹凸を形成した後に駆動軸本体３３１と組み合わせて駆動軸３３を形成することができ，駆動軸３３の全体を着脱して放熱用の凹凸を形成する場合に比較して，放熱用の凹凸の形成作業が容易である。

また，駆動軸３３に必要な強度等は駆動軸本体３３１によって確保することで，カラー３３２の材質については選択の余地が広がることから，カラー３３２を放熱性の良い材質で形成することで，より一層の放熱性能の向上を図ることも可能である。

しかも，駆動軸３３を駆動軸本体３３１と駆動軸本体３３１に外嵌されるカラー３３２によって構成し，カラー３３２の外周にシールリップ５２を摺接させる構成では，仮にシールリップ５２との摺接により駆動軸３３側であるカラー３３２に摩耗が生じた場合であっても，駆動軸本体３３１を交換することなくカラー３３２のみの交換で対応可能となるため経済的である。

また，駆動軸３３を駆動軸本体３３１と該駆動軸本体３３１に外嵌された環状のカラー３３２により構成し，カラー３３２の外周面に前記シールリップ５２を摺接させた例では，カラー３３２の内周面と駆動軸本体３３１の外周面間で給排油流路６０の一部を画成し，前記給排油流路６０を画成する部分の前記カラー３３２の内周面に前記放熱部３５を形成することで，シールリップ５２との摺接位置の裏側からカラー３３２を効率的に冷却することができた。

前記放熱用の凹凸を，環状溝を多数平行に形成することで，又は，スパイラル溝を多巻数形成することで，凹凸の形成が容易であると共に，表面積を大幅に増大させて熱交換性能を向上させることができた。

また，シールリップ５２を高い耐熱性と低摩擦性を有するポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製とした構成では，更に給油量を減少させることができ，圧縮機の体積効率を更に向上させることができた。

本発明の油冷式スクリュ圧縮機の断面図。 図１中のＡ矢示部分（軸封部１４）の拡大断面図。 オイルシール（ばねなし）の分解図。 オイルシールの要部断面図。 軸封部の変型例を示す要部断面図。 軸封部の別の変型例を示す要部断面図。 油冷式スクリュ圧縮機を備えたエンジン駆動型圧縮機の全体構成図。 オイルシール（ばね入り回転軸用）の説明図。

以下に，本発明の油冷式スクリュ圧縮機１の構成例を，添付図面を参照しながら説明する。

〔全体構成〕
図１に示す本発明の油冷式スクリュ圧縮機１は，外殻を成すケーシングが，ロータケーシング１１と，このロータケーシング１１の吸入側端部に取り付けられあるいはこれと一体に形成される吸入側ケーシング１３と，前記ロータケーシング１１の吐出側端部に取り付けられる吐出側ケーシング１２により構成されており，このうちのロータケーシング１１内に形成されたロータ室１１３内にオス・メス一対のスクリュロータ２，３が噛み合い回転可能に収容されている。

このロータケーシング１１は，吐出側端部においてロータ室１１３を開放する筒状に形成されていると共に，吸入側端部にはスクリュロータ２，３の吸入側ロータ軸２ｂ，３ｂを収容する軸孔が形成され，この軸孔内に形成された軸受室１１５ａ，１１５ｂ内に軸受を収容し，この軸受にオス，メス各スクリュロータ２，３の吸入側ロータ軸２ｂ，３ｂを支承する。

このロータケーシング１１の吸入側端部には，ロータケーシング１１側に向かって開口するギヤ室１３１を備えた吸入側ケーシング１３が接合され，この吸入側ケーシング１３内に形成されたギヤ室１３１内には，オス，メスいずれかのスクリュロータ２，３に対して，図示せざるモータやエンジン等の駆動源からの回転駆動力を増速して入力する増速装置３０が収容されている。

この増速装置３０は，一例としていずれか一方のスクリュロータ２又は３のロータ軸（本実施形態にあってはオスロータ２の吸入側ロータ軸２ｂ）に固着された従動歯車３１と，この従動歯車３１に対して回転駆動力を伝達する駆動歯車３２，及び前記駆動歯車３２に駆動源で発生した回転駆動力を入力する駆動軸３３を備え，前記駆動歯車３２に対して従動歯車３１を小径とすることにより，駆動軸３３を介して入力された回転駆動力が増速されてオスロータ２の吸入側ロータ軸２ｂに伝達され，スクリュロータを増速回転させることができるように構成されている。

なお，本発明の油冷式スクリュ圧縮機１において，上記増速装置３０及び上記ギヤ室１３１は必須の構成ではなく，油冷式スクリュ圧縮機１の外部に増速装置を設けたり，駆動源からの回転駆動力を増速することなくそのままの回転速度で入力したりする場合など，増速装置３０及びギヤ室１３１を設けない場合には，オス・メスいずれか一方の吸入側ロータ軸，例えばオスロータ２の吸入側ロータ軸２ｂを，ケーシングを貫通させて機外に突設し，これを「駆動軸」としてエンジンやモータからの回転駆動力を入力するように構成しても良い。

ロータケーシング１１の吐出側端部は，オスロータ２及びメスロータ３の吐出側ロータ軸２ａ，３ａを収容する軸孔を備えた吐出側ケーシング１２で覆われており，スクリュロータ２，３の吐出側ロータ軸２ａ，３ａを，前記吐出側ケーシング１２の軸孔内に形成された軸受室１２３ａ，１２３ｂ内に収容された軸受で支承している。

なお，ロータケーシング１１には吸気口１１６と，この吸気口１１６に連通する吸入空間１１７が形成されていると共に，この吸気口１１６には圧縮機に対する吸気を制御する吸入弁４２を備えた吸入流路４１が連通されており，吸入弁４２の開弁時，吸入流路４１及び吸気口１１６を介してロータ室１１３の吸入空間１１７内に導入された被圧縮気体が，オス・メス一対のスクリュロータ２，３とロータ室１１３の内壁によって画成される圧縮作用空間内に導入されて圧縮され，ロータケーシング１１の吐出側端部に設けられた吐出口（図示せず）を介して機外に吐出されるように構成されている。

〔軸封部〕
以上のように構成された油冷式スクリュ圧縮機１の吸入側ケーシング１３には，前述した駆動軸３３によって貫通される軸孔１３２が形成されていると共に，この軸孔１３２の内壁と駆動軸３３の外周間の間隔を介してケーシング内の流体が機外へ漏出することを防止するために，該間隔を軸封装置によってシールした軸封部１４が形成されており（図１中のＡ矢示部分の破線内参照），本発明の油冷式スクリュ圧縮機１では前述の軸封装置としてオイルシール５０を採用している。

本実施形態において前述の軸孔１３２には，図２に示すようにオイルシール５０を収容するために他の部分に比較して大径に形成された嵌合部１３３が形成されており，この嵌合部１３３内にオイルシール５０を嵌合して取り付けることで，軸孔１３２と駆動軸３３の外周面間の間隔を介した流体の漏出を防止している。

図示の実施形態において，軸封部１４に設けられる前述のオイルシール５０は，図３及び図４に示すように金属製のアウターケース５１１と，このアウターケース５１１内に収容される金属製のインナーケース５１２によって構成されるハウジング５１と，前記アウターケース５１１とインナーケース５１２間に挟持されたシールリップ５２，ダストリップ５３，及び前記シールリップ５２とダストリップ５３間に挟持されるガスケット５４によって構成されている。

前述のアウターケース５１１とインナーケース５１２は，それぞれ一方の開口に内向きに突出するフランジ５１１ａ，５１２ａが設けられた円筒形状に形成されており，前記フランジ５１１ａ，５１２ａの中央に駆動軸３３を遊嵌可能な大きさの開口が形成されている。

また，前述のシールリップ５２，ダストリップ５３及びガスケット５４は，合成樹脂等の弾性材料によって形成された，環状の略板状体であり，アウターケース５１１内にダストリップ５３，ガスケット５４，シールリップ５２の順で挿入した後に，アウターケース５１１内にインナーケース５１２を収容することで，アウターケース５１１のフランジ部５１１ａとインナーケース５１２のフランジ部５１２ａ間で，シールリップ５２，ガスケット５４及び，ダストリップ５３を挟持するように構成されている。

アウターケース５１１とインナーケース５１２は，シールリップ５２，ガスケット５４，及びダストリップ５３を挟持した状態でかしめる等して分離不能に一体化して前述したオイルシール５０のハウジング５１が形成されている。

アウターケース５１１のフランジ部５１１ａとインナーケース５１２のフランジ部５１２ａ間に挟持される前述のシールリップ５２は，軸封部１４を介してオイルや圧縮気体等の流体が機外へ漏出することを防止するためのもので，合成樹脂等の弾性材料，好ましくはポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）のように耐摩耗性や耐熱性に優れた弾性材料で形成された環状の略板状体であり，図４に示すように，シールリップ５２の外周縁５２ｂ側の所定範囲が前述したアウターケース５１１とインナーケース５１２のフランジ部５１１ａ，５１２ａ間に挟持されると共に，オイルシール５０を駆動軸３３の外周に嵌合した際，内周縁５２ａを機内側に向けると共に，内周縁５２ａ側の所定の範囲が駆動軸３３の外周面に摺接されるように構成されている。

また，前述のダストリップ５３は，軸封部１４を介してダストが機内へ浸入することを防止するもので，合成樹脂等の弾性材料，好ましくはポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）のように耐摩耗性や耐熱性に優れた弾性材料で形成された環状の略板状体であり，オイルシール５０を駆動軸３３の外周に嵌合した際，ダストリップ５３の外周縁５３ｂ側の所定範囲が前述したアウターケース５１１とインナーケース５１２のフランジ部５１１ａ，５１２ａ間に挟持されると共に，内周縁５３ａ側の所定範囲が機外側に向かって傾斜した状態で駆動軸３３の外周面に摺接されるように構成されている。

なお，このダストリップ５３は，ダストの侵入のおそれがない場合等にはこれを省略しても良い。

更に，前述のガスケット５４は，シールリップ５２とダストリップ５３間に挟持されてこの部分の間隔を封止するもので，合成樹脂等の可撓性を有する材料で形成された環状板により構成される。

図４に示す実施形態では，ガスケット５４の内周縁５４ａを駆動軸３３の外周面に摺接させて取り付けているが，ガスケット５４の内周縁は，駆動軸３３の外周に対し摺接させることなく，駆動軸３３の表面から離間するように取り付けるものとしても良い。

ガスケット５４についても，シールリップ５２やダストリップ５３同様，耐摩耗性や耐熱性に優れた材料で形成することが好ましく，前述したＰＴＦＥ等を使用することが好ましいが，ガスケット５４はシールリップ５２に比較して駆動軸３３の表面に対する接触圧が低く発熱も少ないことから，コスト面で有利なゴム等の材料によって形成するものとしても良い。

なお，図示の実施形態ではオイルシール５０として図３及び図４に示したばねなしのオイルシールを使用したが，図８を参照して説明したようにばね入りのオイルシールを使用するものとしても良い。

また，オイルシール５０のハウジング５１は，その外周をゴムや合成樹脂等の弾性材料でコーティングする等して，ハウジング５１の外周と軸孔１３２の嵌合部１３３内周間のシール性を向上させる等しても良く，図示の構成に限定されず，既知の各種構造のオイルシールを採用可能である。

以上のように構成されたオイルシール５０は，図２及び図４に示すように，アウターケース５１１とインナーケース５１２に設けたフランジ部５１１ａ，５１２ａが機外側に配置されるように軸孔１３２に設けた嵌合部１３３に嵌合して軸孔１３２内に取り付けると共に，このオイルシール５０内に駆動軸３３を挿入することで，駆動軸３３の外周面に対し摺接されるシールリップ５２によって，機内側から機外側に対する流体の漏出を防止することができるように構成されている。

このように，フランジ部５１１ａ，５１２ａ側が機外側の配置となるように取り付けることで，オイルシール５０のハウジング５１内に形成された給油空間５５内に潤滑油を導入すると，シールリップ５２の機内側の側部に潤滑油を導入することができるようになっている。

給油空間５５に対する潤滑油の導入と回収を可能とするために，軸封部１４には，給油空間５５に対し潤滑油を導入すると共に，導入された潤滑油をロータ室１１３の吸入空間１１７側に回収可能と成す給排油流路６０が形成されている。

この給排油流路６０は，少なくともその一部分が，シールリップ５２と摺接する位置の駆動軸３３の外周面と近接した位置の駆動軸３３によって画成されていると共に，駆動軸３３のうち，この給排油流路６０を画成する部分の表面に放熱用の凹凸を形成した放熱部３５を設け，給排油流路６０内の潤滑油との接触面積を増大させることにより熱交換を効率的に行わせることで少量の潤滑油によっても必要な冷却性能が得られるように構成している。

図１及び図２に示す実施形態では，吸入側ケーシング１３に，機外側に向かって開口する軸受室１３４を設けると共に，この軸受室１３４を機外側より被蓋する軸受室カバー１３５に設けた軸孔１３２に，前述したオイルシール５０を嵌合する嵌合部１３３を設けている。

そして，オイルシール５０を嵌合する嵌合部１３３を，軸受室１３４に向かって開口する形状に形成し，この嵌合部１３３内にオイルシール５０を取り付けることで，オイルシール５０のハウジング５１内に形成された給油空間５５が軸受室１３４に向かって開口するように構成している。

図２に示す実施形態では，軸受室１３４内に取り付けた軸受７０と軸受室カバー１３５間に間隔１３６を設けると共に，この間隔１３６の上方位置で軸受室１３４とギヤ室１３１を連通する連通孔１３７を設けることで，ギヤ室１３１内に供給された潤滑油の一部が連通孔１３７及び前述の間隔１３６を介して給油空間５５に導入されると共に，給油空間５５内に供給された潤滑油は，間隔１３６を介して軸受７０を潤滑した後，軸受室１３４よりも圧力が低くなっているロータ室１１３の吸入空間１１７に向かって移動して，吸入気体と共に圧縮作用空間に回収されるようになっている。

従って，図２に示す例では，前述した連通孔１３７と，この連通孔１３７に連通する前述の間隔１３６，及び給油空間５５によって，シールリップ５２の機内側の側部に潤滑油を導入すると共に，この潤滑油を機内側に回収する給排油流路６０が形成されている。

そして，図２に示す実施形態では，オイルシール５０のシールリップ５２の摺接位置に対し，機内側に位置する部分の駆動軸３３の外周面に，複数本の環状の放熱溝を設けることで，シールリップ５２との摺接位置近傍における駆動軸３３の表面積を増大させて前述した放熱部３５を形成している。

従って，図示の実施形態では，給排油流路６０を構成する給油空間５５の内周縁の一部と，間隔１３６の内周が，駆動軸３３の外周面に形成された放熱部３５によって画成されており，その結果，シールリップ５２との摺接部近傍の放熱性を向上させている。

以上のように，図２を参照して説明した実施形態では，軸受室カバー１３５に設けた嵌合部１３３を，軸受室１３４に向かって開口する形状に構成し，給油空間５５が直接，軸受室１３４内に形成した間隔１３６と連通するように構成した。

これに対し，図５に示す実施形態では，軸受室カバー１３５の軸孔１３２に設けた嵌合部１３３を，機外側に向かって開放する形状に形成すると共に，この嵌合部１３３内にオイルシール５０を嵌合した後，機外側に向かって開口する嵌合部１３３の開放端をシール押さえ板１３８で塞ぐことでオイルシール５０を軸孔１３２に取り付け可能とした例である。

この例では，オイルシール５０のハウジング５１内に形成された給油空間５５に対する潤滑油の導入は，機外からの潤滑油が導入される軸受室カバー１３５の肉厚内に形成された給油流路１３９を介して行われる共に，給油空間５５内に導入された潤滑油は，給油空間５５及び該給油空間５５に対し機内側にある軸孔１３２内面と駆動軸３３の外周面間に形成された間隔２１を介してロータ室１１３の吸入空間１１７側に回収することができるように構成した。

従って，図５に示す例では，給油流路１３９，給油空間５５及び軸孔１３２の内周と駆動軸３３の外周面間の間隔２１によって，シールリップ５２の機内側の側部に対する潤滑油の導入と導入された潤滑油の回収を行う給排油流路６０が形成されている。

そして，オイルシール５０のシールリップ５２の摺接位置に対し機内側の駆動軸３３の表面に，複数本の平行な放熱溝を駆動軸３３の周方向に環状に形成した放熱部３５を設けている。

従って，図５に示す構成では，給排油流路６０の一部を構成する給油空間５５の内周の一部と，間隔２１の内周が放熱部３５によって画成されることで，この部分を通過する潤滑油との熱交換性が向上されている。

なお，図５に示す構成では，駆動軸３３を，円柱状の駆動軸本体３３１とこの駆動軸本体３３１に外嵌された円筒状のカラー３３２によって構成し，このカラー３３２の外周面にオイルシール５０のシールリップ５２を摺接させると共に，この摺接位置に対し機内側となるカラー３３２の外周面に前述した放熱部３５を形成した。

このように，駆動軸３３を駆動軸本体３３１とカラー３３２によって構成すると共に，シールリップ５２の摺接と放熱部３５の形成をカラー３３２の外周面に対し行うことで，放熱用の凹凸溝の形成加工を駆動軸本体３３１より分離したカラー３３２に対し行うことで作業性が向上すると共に，カラー３３２として放熱性の良い材質のものを使用することで冷却効率を更に向上させることができる。

また，駆動軸本体３３１にカラー３３２を外嵌し，カラー３３２に対しシールリップ５２を摺接させる構成では，仮にシールリップ５２との摺接により駆動軸３３側であるカラー３３２に摩耗が生じた場合であっても，駆動軸本体３３１を交換することなくカラー３３２のみの交換によって対応することが可能であり，経済的である。

更に，図６に示す例は，軸受室カバー１３５の軸孔１３２に形成した前述の嵌合部１３３を，機外側に向かって開放する形状に形成すると共に，この嵌合部１３３内にオイルシール５０を嵌合させた後，嵌合部１３３の開放端をシール押さえ板１３８で塞ぐことでオイルシール５０を軸孔１３２に取り付け可能とした点，及び，駆動軸３３を駆動軸本体３３１とこれに外嵌したカラー３３２で構成した点では図５を参照して説明した実施形態と同様である。

しかし，図６に示した実施形態では，カラー３３２の内周面に，カラー３３２の軸線方向に所定幅を有すると共に，周方向に連続する環状の溝であるスリット１５を形成し，このスリット１５内に給排油流路６０の一部を形成している。

すなわち，図６に示す実施形態では，給排油流路６０の一部が，スリット１５の形成部分におけるカラー３３２の内周面と，駆動軸本体３３１の外周面とによって画成されている。

そして，このスリット１５を介して給油空間５５に潤滑油を供給可能とするために，図６に示す実施形態では，軸受室カバー１３５の肉厚内に機外からの潤滑油を導入する給油流路１３９を形成し，この給油流路１３９の端部を，軸孔１３２の内壁面において開口させると共に，この給油流路１３９の端部開口位置に対応する位置のカラー３３２の外周面に，環状の油受溝１６を形成し，この油受溝１６の底部とスリット１５を連通する連通孔１７をカラー３３２の周方向に所定間隔で形成し，スリット１５内に導入された潤滑油を給油空間５５に導入するための給油孔１９を設けている。

そして，給油空間５５に導入された潤滑油をロータ室１１３側に回収するために，軸受室カバー１３５の厚み方向に設けた回収孔１８によって給油空間５５と軸受室１３４を連通している。

従って，図６に示す実施形態では，給油流路１３９，油受溝１６，連通孔１７，スリット１５，給油孔１９，給油空間５５，及び回収孔１８によって前述の給排油流路６０が形成されている。

この給排油流路６０の一部を構成するスリット１５の形成位置であって，シールリップ５２との接触位置の内周に位置するカラー３３２の内周面表面に，環状の放熱溝を多数平行に形成し，この部分を放熱部３５とした。

このように構成された図６に記載の軸封部１４の構成では，シールリップ５２と摺接する部分の内側から駆動軸３３のカラー３３２を冷却することができ，シールリップ５２との摺接部を効果的に冷却して，少ない給油量で焼き付きを防止することが可能である。

〔エンジン駆動型圧縮機の全体構成〕
以上のように構成された軸封部１４を備えた本発明の油冷式スクリュ圧縮機１を，駆動源であるエンジン８１や，レシーバタンク８２，その他の必要な機器と組み合わせてエンジン駆動型圧縮機として構成した例を図７に示す。

図７に示すエンジン駆動型圧縮機は，前述した本発明の油冷式スクリュ圧縮機１を圧縮機本体とし，この圧縮機本体１を駆動するエンジン８１，前記圧縮機本体１より吐出された圧縮気体を貯留するレシーバタンク８２を備え，圧縮機本体１より吐出された圧縮気体を，レシーバタンク８２内に貯留した後，逆止弁８３を介して図示せざる空気作業機等が接続された消費側に対して供給することができるように構成されている。

このレシーバタンク８２内には，吐出流路８４を介して，圧縮機本体１が潤滑油との気液混合流体として吐出した圧縮気体が導入され，このレシーバタンク８２内で潤滑油を分離することができるように構成されていると共に，レシーバタンク８２内に回収された潤滑油を，オイルフィルタ８５，オイルクーラ８６を介して圧縮機本体１に再度導入する給油配管８７を備えている。

この給油配管８７は，その先端を分岐し，そのうちの１つを吸気閉じ込み後の圧縮作用空間に対して潤滑油を給油する主給油配管８７１，吐出側ケーシング１２内に設けた軸受室１１５ａ，１１５ｂに対し潤滑油を給油する吐出側給油配管８７２，及び吸入側ケーシング１３に設けたギヤ室１３１や軸受室１３４，及び図５及び図６を参照して説明した構成では軸受室カバー１３５に設けた給油流路１３９に潤滑油を導入する吸入側給油配管８７３を備え，レシーバタンク８２内の圧力によってレシーバタンク８２内より押し出された潤滑油が，給油配管８７を介して前記各部に給油されるように構成されている。

図１及び図２を参照して説明した軸封部１４を備えた油冷式スクリュ圧縮機１では，吸入側給油配管８７３を介してギヤ室１３１に導入された潤滑油は，連通孔１３７を介して軸受室１３４内に導入され，軸受室カバー１３５と軸受７０間の間隔１３６を介して給油空間５５に導入された際，及び，給油空間５５から軸受７０側に回収される際に駆動軸３３の表面に形成された放熱部３５で凹凸溝と接触することで駆動軸３３を冷却し，シールリップ５２の焼付を防止する。

また，図５に示す実施形態では，吸入側給油配管８７３を介して給油流路１３９及び給油空間５５に導入された潤滑油は，軸孔１３２の内周面と駆動軸３３の外周面（カラー３３２の外周面）間に形成された間隔２１を通過する際に，駆動軸３３の外周面（カラー３３２の外周面）に形成された放熱部３５に設けた凹凸溝との接触によって駆動軸３３を好適に冷却することでシールリップ５２の焼付を防止する。

更に，図６に示す実施形態では，吸入側給油配管８７３を介して給油流路１３９，油受溝１６，連通孔１７，スリット１５，給油孔１９を介して給油空間５５に導入された潤滑油は，前記スリット１５の形成位置におけるカラー３３２の内周面に形成された放熱部３５に設けた凹凸溝との接触によってシールリップ５２との摺接部の内側よりカラー３３２を効果的に冷却することで，シールリップ５２の焼付を防止する。

このように，本発明の軸封部１４を備えた油冷式スクリュ圧縮機１では，軸封部１４を好適に冷却することができることから，軸封部１４に対する潤滑油の導入量を減少させた場合であっても焼き付き等の発生を防止することができ，その結果，吸気閉込前の圧縮作用空間に導入される潤滑油量を減らして吸気量を増大させ，体積効率が向上された油冷式スクリュ圧縮機を得ることができた。

１ 油冷式スクリュ圧縮機（圧縮機本体）
２ オスロータ
２ａ ロータ軸（吐出側）
２ｂ ロータ軸（吸入側）
３ メスロータ
３ａ ロータ軸（吐出側）
３ｂ ロータ軸（吸入側）
１１ ロータケーシング
１１３ ロータ室
１１５ａ 軸受室
１１５ｂ 軸受室
１１６ 吸気口
１１７ 吸入空間
１２ 吐出側ケーシング
１２３ａ 軸受室（オスロータのロータ軸の）
１２３ｂ 軸受室（メスロータのロータ軸の）
１３ 吸入側ケーシング
１３１ ギヤ室
１３２ 軸孔
１３３ 嵌合部
１３４ 軸受室
１３５ 軸受室カバー
１３６ 間隔
１３７ 連通孔
１３８ シール押さえ板
１３９ 給油流路
１４ 軸封部
１５ スリット
１６ 油受溝
１７ 連通孔
１８ 回収孔
１９ 給油孔
２１ 間隔
３０ 増速装置
３１ 従動歯車
３２ 駆動歯車
３３ 駆動軸
３３１ 駆動軸本体
３３２ カラー
３５ 放熱部
４１ 吸入流路
４２ 吸入弁
５０ オイルシール
５１ ハウジング（オイルシールの）
５１１ アウターケース
５１２ インナーケース
５１１ａ，５１２ａ フランジ部
５２ シールリップ
５２ａ 内周縁（シールリップの）
５２ｂ 外周縁（シールリップの）
５３ ダストリップ
５３ａ 内周縁（ダストリップの）
５３ｂ 外周縁（ダストリップの）
５４ ガスケット
５４ａ 内周縁（ガスケットの）
５４ｂ 外周縁（ガスケットの）
５５ 給油空間
６０ 給排油流路
７０ 軸受
８１ エンジン
８２ レシーバタンク
８３ 逆止弁
８４ 吐出流路
８５ オイルフィルタ
８６ オイルクーラ
８７ 給油配管
８７１ 主給油配管
８７２ 吐出側給油配管
８７３ 吸入側給油配管
９３２ 軸孔
９３３ 駆動軸
９５０ オイルシール
９５１ ハウジング（オイルシールの）
９５２ シールリップ
９５６ スプリング

Claims (6)

1. 吸入側においてケーシングに設けた軸孔を介して駆動軸がケーシング内外に延設されていると共に，前記軸孔内に，前記駆動軸の外周と前記軸孔の内周間の間隔をシールする軸封装置を設けて軸封部とした油冷式スクリュ圧縮機において，
   前記軸封装置が，前記軸孔内に固定される環状のハウジングと，前記ハウジングの内周縁より突出して前記駆動軸の外周面に摺接される，環状のシールリップを備えたオイルシールであり，
   前記シールリップの機内側の側部に対して潤滑油を導入すると共に，該導入された潤滑油をロータ室側へ回収する給排油流路を前記軸封部に形成し，
   前記給排油流路の少なくとも一部を，前記シールリップが摺接する位置近傍の前記駆動軸によって画成すると共に，
   前記駆動軸のうち，該給排油流路を画成する部分の表面に，放熱用の凹凸（ただし，ポンピング作用を有するものを除く。）が形成された放熱部を設けたことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮機。
2. 前記シールリップとの摺接位置に対し機内側に位置する前記駆動軸の外周面によって前記給排油流路の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路を画成する部分の前記駆動軸の外周面に前記放熱部を設けたことを特徴とする請求項１記載の油冷式スクリュ圧縮機。
3. 前記駆動軸を，円柱状の駆動軸本体と，該駆動軸本体に外嵌される円筒状のカラーによって構成し，前記シールリップを前記カラーの外周面に摺接させると共に，
   前記シールリップとの摺接位置に対し機内側に位置する前記カラーの外周面によって前記給排油流路の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路を画成する部分の前記カラーの外周面に前記放熱部を設けたことを特徴とする請求項１記載の油冷式スクリュ圧縮機。
4. 前記駆動軸を，円柱状の駆動軸本体と，該駆動軸本体に外嵌される円筒状のカラーによって構成し，前記シールリップを前記カラーの外周面に摺接させると共に，
   前記シールリップとの摺接位置における前記カラーの内周面と前記駆動軸本体の外周面間で前記給排油流路の少なくとも一部を画成すると共に，前記給排油流路を画成する部分の前記カラーの内周面に前記放熱部を設けたことを特徴とする請求項１記載の油冷式スクリュ圧縮機。
5. 前記放熱用の凹凸を，環状溝を多数平行に形成することにより，又はスパイラル溝を多巻数形成することにより設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の油冷式スクリュ圧縮機。
6. 前記シールリップが，ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の油冷式スクリュ圧縮機。
   
   

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