JPH0427788A - 密閉形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば空気調和機の冷凍サイクルを構成す
る密閉形圧縮機に係り、特に圧縮機構部の摺動部分への
給油構造の改良に関する。

（従来の技術） たとえば空気調和機の冷凍サイクルを構成する圧縮機と
して用いられる、通常のロータリ式圧縮機と比較して、
運動騒音が極めて低く、かつ圧縮効率のよいスクロール
式の密閉形圧縮機が多用される傾向にある。

このスクロール式の密閉形圧縮機は、たとえば第１５図
に示すように構成される。すなわち、１は密閉ケースで
あり、この密閉ケース１内に支持フレーム２が、密閉ケ
ース１内を上下部に仕切るように設けられる。上記支持
フレーム２の上部には、固定スクロール３と旋回スクロ
ール４とを噛合するとともに固定スクロール３側の吐出
側空間部を囲繞し内部に吐出室５を形成するバルブカバ
ー６とからなるスクロール式圧縮機構部７が設けられる
。上記支持フレーム２の下部には、ステータ８とロータ
９とからなる電動機部１０が設けられる。これらスクロ
ール式圧縮機構部７と電動機部１０とは、主軸１１を介
して連設される。上記主軸１１の下端部は電動機部１０
から突出していて、ここに後述する油ポンプ装置１２が
取着される。一方、密閉ケース１の内底部には潤滑油を
集溜する油溜り部１３が形成されていて、上記油ポンプ
装置１２の大部分は油溜り部１３の潤滑油に浸漬されて
いる。密閉ケース１の周壁略中央部には、この内部に開
口する吸込管１４が設けられ、周壁上部には密閉ケース
１を貫通して上記圧縮機構部７の吐出室５に連通ずる吐
出管１５が設けられる。また、１６は上記電動機部１０
に電気的に接続するターミナルなどを収容した電気箱で
あり、ここでは図示しない本体側に設けられる運転周波
数の可変制御をなす制御装置に電気的に接続される、い
わゆるインバータ方式が採用された圧縮機である。

このようにして、構成される密閉形圧縮機において、電
動機部１０に通電してスクロール式圧縮機構部７を駆動
し、吸込管１４から被圧縮流体である、たとえば低圧の
冷媒ガスを導入して密閉ケース１内に充満させる。この
冷媒ガスは上記圧縮機構部７に吸込まれ、旋回スクロー
ル４の旋回運動にともなって圧縮される。所定圧まで上
昇したところで吐出室５に吐出され、さらに吐出管１５
を介して外部機器に導かれる。上記電動機部１０は負荷
に応じた最適な運転周波数に制御され、最適な条件での
空気調和が可能である。

つぎに、上記油ポンプ装置１２について説明する。これ
は、いわゆるトロコイド型容積式と呼ばれるものである
。

上記電動機部１０を構成するステータ８の下端部に略Ｕ
字状に曲成される固定板１７が取付固定され、その底面
部にポンプケース１８が挿通する。

上記ポンプケース１８の上部には係合用穴１９が設けら
れ、上記主軸１１の下端部に嵌合し、図示しないボルト
によって互いに一体化するよう固定される。また、ポン
プケース１８の上記係合用穴１９に沿う軸方向に沿って
油吸上げ孔２０が連設され、この油吸上げ孔２０と上記
係合用穴１９とに亘って吸込みバイブ２１が嵌合する。

上記吸込みバイブ２１の上端部である係合用穴１９内に
は、アウタロータ、インナロータ、サイドプレートおよ
びウェーブワッシャなどからなるポンプ機構２２が収容
される。上記固定板１７からさらに下方に突出するポン
プケース１８の端部には、濾過材から形成されるスクリ
ーン２３が取着される。

このようにして構成される油ポンプ装Ｗ１１２は、主軸
１１の軸方向に沿って設けられる給油通路２４に連通ず
る。すなわち給油通路２４は、ここでは一対の細孔であ
り、主軸１１を介して上記圧縮機構部７の各摺動部分に
連通している。

上記電動機部１０に通電して主軸１１を回転駆動するに
ともない、ポンプケース１８が一体に回転し、上記ポン
プ機構２２におけるアウタロータを回転駆動する。これ
にしたがってインナロータが従動回転し、吸込みバイブ
２１から油溜り部１３の潤滑油を吸上げて給油通路２４
へ供給する。

さらに潤滑油は圧縮機構部１０の各摺動部分に給油され
、円滑な摺動を確保する。

このような密閉型圧縮機に採用される油ポンプ装置１２
としては、上述のトロコイド型容積式の他に、たとえば
遠心式のものなどあり、いずれも主軸１１に連設され、
この回転駆動にともなって潤滑油を吸上げる構造となっ
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記油ポンプ装置１２および他の構造の
ものにおいても、その構成部品数が多く、しかもポンプ
機構２２は精度の高い加工と組立を必要とし、コスト的
に悪影響がある。そして、給油は連続的に行なわれるの
ではなく、主軸１１の一回転中に給油が断続的になされ
るので、給油が安定し難いという不具合があり、信頼性
に欠ける。

また、このようなインバータ方式を採用した圧縮機にお
いては、高い運転周波数に対応するため、上記旋回スク
ロール４やオルダムリング２５の素材をアルミニューム
材にして軽量化を図ったり、その他、種々の改良工夫が
なされている。その結果、現在では３０Ｈ２〜１２０Ｈ
ｚまでの能力可変が実現されている。

ところが、それぞれの運転周波数にともなうポンプ特性
があり、高い運転周波数もしくは低い運転周波数の運転
の相違によって、極めて大きい給油量の差が現れる。す
なわち、第１３図に一点鎖線で示すＢ変化は従来の容積
型の油ポンプ装置のポンプ特性であり、運転周波数変化
に対する給油量変化が直線的に、かつ極めて顕著に異な
る。同図に破線で示すＣ変化は、従来の遠心式の油ポン
プ装置のポンプ特性であって、二次曲線的な変化ではあ
るが、やはり運転周波数変化に対する給油量変化が極め
て顕著に異なる。

いずれのものも、極めて高い運転周波数では給油圧力が
極端に上昇して、上記油溜り部１３がらの吐油量が増加
し、ここでの最低必要収容量を越える恐れがある。また
、極めて低い運転煽波数では給油圧力が極端に低減して
油溜り部１３がらの吐油量が少くなり、摺動部分におけ
る必要給油量を確保できない恐れかある。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その
目的とするところは、高精度な製作と組立を不要とする
とともに部品数の低減を図り、しかも運転周波数の変化
に影響されない安定した給油量を確保する給油ポンプを
備えた密閉形圧縮機を提供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段および作用）すなわち本発
明は、密閉ケース内に主軸を介して互いに連設される圧
縮機構部および運転周波数が制御される電動機部を収容
し、上記密閉ケース内底部に潤滑油を集溜する油溜り部
を形成し、上記圧縮機構部に油溜り部から供給された潤
滑油を圧縮機構部の各摺動部分に案内する給油通路を設
けたものにおいて、上記油溜り部に給油ポンプの吸込部
を浸漬し、この給油ポンプの吐出部を上記給油通路に連
通し、さらに給油ポンプを上記電動機部とは別途の電源
に電気的に接続して上記圧縮機構部とは独立して駆動す
ることにより、油溜り部の潤滑油を給油通路に供給する
ことを特徴とする密閉形圧縮機である。

このようなインバータ制御方式を採用した密閉形圧縮機
において、極端に高い運転周波数であっても、また極端
に低い運転周波数であっても、常に安定した給油量を圧
縮機構部の摺動部分に給油できる。また、給油ポンプは
ほとんど既存の部品の組合わせですむから、容易に得ら
れる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を、たとえば空気調和機に用い
られるスクロール式圧縮機として、第１図を参照して説
明する。ただし、先に第１５図にもとづいて説明したも
のとは後述する油ポンプ装置のみが異なり、他の構成部
品は同一でよいので、同番号を付して新たな説明は省略
する。

新たな油ポンプ装置ｓは、給油通路２４を備えた主軸１
１の下端部と、従来と同一構成の固定板１７底面部とに
亘って構成される。

すなわち、上記主軸１１の下端部は、ハウジング３０の
係合用穴３１に回転自在に緩挿され、ハウジング３０は
主軸１１の回転に従動しない。ハウジング３０の下端部
は固定板１７を挿通して下方に突出し、上記係合用穴３
１に連設される油吸上げ孔３２が開口している。また、
ハウジング３０の上端部に一体形成されるフランジ部３
０ａと固定板１７底面部との間には、スプリング３３が
介在していて、ハウジング３ｏの主軸１１に対する高精
度の調芯を不要としている。上記油吸上げ孔３２には油
導通管３４が接続され、この油導通管３４の他端部は給
油ポンプ３５の吐出部に連通している。

上記給油ポンプ３５は、ケーシング３６内にポンプモー
タおよびこのポンプモータの回転軸に取付けられる羽根
（いずれも図示しない）から構成される、極く一般的な
ものである。上記給油ポンプ３５の吸込部には油吸込管
３７が下方に向けて突設され、この開口端部は濾過材か
らなるスクリーン３８によって覆われる。また、給油ポ
ンプ３５に接続される電源コード３９は、従来のちのと
はと位置を異ならせて設けられる電気部品箱１６の近傍
から密閉ケース１外部に延出される。

そして、電気部品箱１６から延出される電源フードと別
々になって図示しない制御装置に接続される。

このような給油ポンプ３５の上記固定板１７への取付は
構造は、第２図に示すようになっている。

すなわち、上記給油ポンプ３５のケーシング３６上端部
をフランジ部３６ａとなし、ここと固定板１７を介して
取付ねじ４０を挿通してナツト４１を螺合する。上記ナ
ツト４１は、予め固定板１７の所定位置にスタッド溶接
をなしてもよい。

給油ポンプ３５の固定板１７への取付構造としては、こ
の他、たとえば第３図に示すように、固定板１７の所定
位置にバーリング加工部４２を設けるとともに、この内
周面にタップをたてて取付ねじ４０を螺合する。

あるいは、第４図に示すように、上記ケーシング３６の
フランジ部３６ａに取付爪４３を一体に設け、固定板１
７の底面部上面側に係合させる。

また、フランジ部３６ａと固定板ニアとの間には波形板
ばね４４を介挿して、上記取付爪４３のストッパ作用を
なすようにしてもよい。

この他、給油ポンプ３５の固定板１７への取付構造は種
々考えられる。

いずれにしても、圧縮運動の開始とともに上記給油ポン
プ３５のモータへも通電され、ここで潤滑油の給油運動
が開始される。すなわち、給油ポンプ３５はスクリーン
３８を介して油吸込管３７から油溜り部１３の濾過され
た潤滑油を吸込み、油導通管３４へ圧送する。潤滑油は
ハウジング３０の油吸上げ孔３２から給油通路２４に導
かれ、さらに圧縮機構部７の各摺動部分に給油される。

空調負荷に応じて運転周波数が制御されるインバータ式
の圧縮機であるので、場合によっては極端に高い運転周
波数や、極端に低い運転周波数で運転される。しかるに
、上記給油ポンプ３５は運転周波数に全く関係のない略
一定した給油運転をなし、各摺動部分は充分な給油量を
確保して常に円滑な摺動をなす。

第１３図に示す太線変化Ａが、本発明による給油ポンプ
３５を備えた運転周波数に対する給油量を表すポンプ特
性である。運転周波数の高い領域になるのにともなって
、圧縮機構部７の高回転運転の影響を受け、給油量が漸
増する傾向にある。

ただし、特に高運転周波数において、先に説明した一点
鎖線変化Ｂである容積型ポンプ装置のポンプ特性や、破
線変化Ｃである遠心型ポンプ装置のポンプ特性と比較し
て給油量が抑制される。また、低運転周波数においても
、容積型ポンプ装置や遠心型ポンプ装置と比較して充分
な給油量が確保される。したがって、運転周波数に係わ
らず安定した給油をなすことが分かる。

また本発明の圧縮機においては、第１４図に示すように
、細線変化りで表す上記電動機部１０のＶ−Ｆ特性に合
わせて、太線変化Ｅで表す上記給油ポンプ３５のＶ−特
性をコントロールして給油量の制御を行うことも可能で
ある。

なお上記実施例においては、油ポンプ装置Ｓを、給油ポ
ンプ３５と給油通路２４とを油導通管３２およびケーシ
ング３０で接続して構成したが、これに限定されるもの
ではなく、以下に述べるような構成であってもよい。な
お、上記実施例と同様部品は同番号を付して新たな説明
は省略する。

たとえば第５図および第６図に示す油ポンプ装置Ｓａに
おいては、主軸１１の給油通路２４にハウジング４５が
緩挿され、このハウジング４５には流体ダイオード形状
のケーシング４６（以下、単に　流体ダイオード　と称
する）の一端部が連通される。この流体ダイオード４６
の他端部には、油溜り部１３の潤滑油に浸漬する油吸込
管４７が突設される。また上記流体ダイオード４６に、
給油ポンプ３５Ａのモータ４８から回転軸が延出され、
ここに羽根である渦巻き羽根４９が嵌着される。すなわ
ち上記渦巻き羽根４９は、流体ダイオード４６内に収容
されることになる。

このような流体ダイオード４６を備えることにより、特
に低運転周波数での運転における潤滑油の逆流阻止に効
果があり、この領域での給油安定性に寄与する。

なお説明すれば、流体ダイオード４６を備えた給油ポン
プ３５Ａのポンプ特性は、第７図に示す太線変化Ｇのよ
うに、特に低い運転周波数における給油量を確保できる
。これに対して、従来の容積型の油ポンプ装置では、細
線変化Ｈで表すように、低い運転周波数における給油量
を確保し難い。

また、上記実施例においては、給油ポンプ３５．３５Ａ
を給油通路２４から離間した位置に配置したが、これに
限定されるものではなく、たとえば第８図および第９図
に示すような油ポンプ装置ｓｂであってもよい。すなわ
ち、主軸１１に緩挿する係合用穴５０を備えたケーシン
グ５１内に給油ポンプ３５Ｂを収容するようにしてもよ
い。

ここでは、上記給油ポンプ３５Ｂの羽根として渦巻き羽
根５２を採用する。このようなケーシング５１の下端部
は、油溜り部１３の潤滑油内に浸漬する。そして、ケー
シング５１上端部に一体形成されるフランジ部５１ｇは
、スプリング５３によって弾性的に支持されることは先
の実施例と同様である。

上記ケーシング５１をなお説明すれば、第１０図（Ａ）
および同図（Ｂ）に示すように、軸方向に沿ってフラン
ジ部５１ａ側端面から上記主軸１１が緩挿する係合用穴
５０と、上記給油ポンプ３５Ｂを収容する収容用穴５４
および油吸上げ孔５５が連設される。特に、上記収容用
穴５４の端面には、給油ポンプ３５Ｂが吸上げた潤滑油
に円滑に遠心力が作用するよう案内するガイド板５６が
一体に設けられてなる。したがって、油ポンプ装置とし
て占めるスペースが極く小さくてすむほか、ポンプ特性
としては上記実施例と同様である。

第１１図に示す油ポンプ装置Ｓｃは、給油ポンプ３５Ｃ
の羽根として、プロペラファン５６を採用していて、他
の構成は先に第８図および第９図で示した構造と同一で
あるので、同番号を付して新たな説明は省略する。

また、横置形圧縮機においては、第１２図に示すように
、プロペラファン５６を備えた給油ポンプ３５Ｃを収容
するケーシング５１が水平方向に向くので、この端部に
逆り字状に曲成された油吸入管５７を接続する。上記油
吸入管５７の他端部は油溜り部１３の潤滑油内に浸漬す
る。

このように、給油ポンプ３５としての形態として、流体
ダイオード付渦巻き羽根ポンプと、渦巻き羽根ポンプお
よびプロペラファンポンプがある。特に低運転周波数に
おける給油安定性をみると、流体ダイオード付渦巻き羽
根ポンプが最も安定性があり、以下、渦巻き羽根ポンプ
、プロペラファンポンプの順になる。また、コスト的に
みると、プロペラファンポンプが最も廉価ですみ、渦巻
き羽根ポンプがこれよりも高く、流体ダイオード付渦巻
き羽根ポンプが最も効果となる。したがって、必要に応
じた形態の給油ポンプを採用しなければならない。

なお、これら密閉形圧縮機の圧縮機構部７として、スク
ロール式を適用して説明したが、これに限定されるもの
ではなく、他の構造の圧縮機構を採用したものでもよい
。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、インバータ式の密
閉形圧縮機において、給油ポンプの吸込部を油溜り部の
潤滑油に浸漬し、吐出部を圧縮機構部に設けられる給油
通路に連通し、圧縮機の電動機部とは別途電源に電気的
に接続して上記圧縮機構部と独立して駆動するようにし
たから、運転周波数の高低に拘らず安定した給油性を確
保し、常に充分な給油による機械効率の向上化を得ると
ともに圧縮能力可変幅の拡大化を可能にするなどの効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す密閉形圧縮機の縦断面
図、第２図はその給油ポンプの取付構造を説明する縦断
面図、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示す
互いに異なる給油ポンプの取付構造を説明する縦断面図
、第５図は本発明の他の実施例を示す油ポンプ装置の縦
断面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線に沿う横断上面
図、第７図は第５図で示す給油ポンプと従来構造のポン
プのポンプ特性図、第８図は本発明の他の実施例を示す
油ポンプ装置の縦断面図、第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ
線に沿う横断上面図、第１０図（Ａ）は第８図で示した
ケーシングの平面図、同図（Ｂ）はその縦断面図、第１
１図および第１２図はさらに異なる本発明の他の実施例
を示す給油ポンプの縦断面図、第１３図は本発明の給油
ポンプと従来の油ポンプ装置とのポンプ特性図、第１４
図は本発明における圧縮機の電動機部と給油ポンプのＶ
−Ｆ特性図、第１５図は本発明の従来例を示す密閉形圧
縮機の縦断面図である。 １・・・密閉ケース、１１・・・主軸、７・・・スクロ
ール式圧縮機構部、１０・・・電動機部、１３・・・油
溜り部、２４・・・給油通路、３５・・・給油ポンプ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 ｂ 第 図 第 図 第 図 第 ア 図 第 面 第１０ 図（Ａ） ＠１０ 図（Ｂ） 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉ケースと、この密閉ケース内に収容され主軸を介し
   て互いに連設される圧縮機構部および運転周波数が制御
   される電動機部と、上記密閉ケース内底部に形成され潤
   滑油を集溜する油溜り部と、上記圧縮機構部に設けられ
   油溜り部から供給された潤滑油を圧縮機構部の各摺動部
   分に案内する給油通路とを具備したものにおいて、上記
   油溜り部にその吸込部が浸漬されるとともに上記給油通
   路にその吐出部が連通され、かつ上記電動機部とは別途
   電源に電気的に接続して上記圧縮機構部と独立して駆動
   することにより油溜り部の潤滑油を給油通路に供給する
   給油ポンプを具備したことを特徴とする密閉形圧縮機。