JPS6050995B2 - モ−タ／圧縮機ユニツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モータ／圧縮機ユニット（モータと圧縮機の
組合せ体）に関し、特に該ユニットのた．めの潤滑系統
に関する。

気密型および半気密型モータ／圧縮機ユニットの使用は
、近年次第に増えており、特に冷凍機の冷媒蒸気を圧縮
するための手段として普及している。

一般に、モータ／圧縮機ユニットは、圧縮機！と、電気
モータなどのモータと、圧縮機およびモータの両方を囲
包する殻体とから成つている。圧縮機は、１つまたはそ
れ以上の圧縮機を画定しており、圧縮手段、例えば往復
動ピストンは各圧縮室内に移動自在に配設されている。
圧縮機は、ま１た、モータと圧縮手段の両方に連結され
た回転自在のクランク軸を備えている。モータは圧縮機
のクランク軸を回転駆動し、クランク軸の回転により圧
縮室内で圧縮手段を移動させ、蒸気を圧縮させる。多く
の場合、この種のモータ／圧縮機ユニットのクランク軸
は、例えば３５００ｒｐｍのような比較的高い速度で回
転する。

いうまでもなく、そのような高い作動速度では、クラン
ク軸の軸受などの圧縮機部品を適正に潤滑することが肝
要である。しかしながら、このような高速で作動する場
合、潤滑系統に欠陥が生じたとき、軸受が破損し、最終
的には圧縮機全体を破損するおそれがある。このフため
に、モータ／圧縮機ユニットは、通常、潤滑剤の供給源
と、潤滑剤を圧縮機全体を通して循環させる潤滑系統を
有している。一般に、このような潤滑系統は、単段潤滑
剤ポンプを備えているが、多くの場合、二段潤滑剤ポ・
ンプを有する潤滑剤系統を設けることが好ましい。

例えば、半速と全速とで選択的に作動するようになされ
圧縮機の場合は、どちれの作動速度においても潤滑系統
が十分な潤滑剤圧力を設定することができるようにする
ためには二段ポンプが必”要とされる。更に、モータ／
圧縮機ユニットの殻体に、通常の場合のように比較的低
温で低圧の吸込蒸気ではなく、比較的高温で高圧の吐出
蒸気が満たされる場合にも、二段潤滑剤ポンプが必要と
される場合がある。周知のように、冷媒蒸気の一部は圧
縮機の潤滑剤に吸収され、潤滑剤が圧縮機内を潤滑され
る間に、吸収されている蒸気が潤滑剤からフラッシュ蒸
発または沸騰する傾向がある。

フラッシュ蒸発した蒸気は、圧縮機の潤滑系統の通路内
に堆積し、その通路を通る潤滑剤の流れに対する圧力バ
リヤを創生することになる。一般に、潤滑剤内に吸収さ
れる蒸気の量および潤滑系統を通る潤滑剤の流れに対す
る圧力バリヤは、蒸気の圧力および温度の増大と共に増
大する傾向がある。従つて、モータ／圧縮機ユニットの
殻体が高温、高圧の吐出蒸気で満たされる場合は、圧縮
機の運動部分に適正な潤滑剤の流れを供給するのに単段
ポンプでは十分でなく、二段潤滑剤ポンプを必要とする
場合がある。更に、このような条件下で単段潤滑剤ポン
プが十分な潤滑を実施することができるとしても、圧縮
機の作動部品への潤滑剤の流れを増大させ、それによつ
て作動部品に及ぼす潤滑剤流の冷却効果を増大させるた
めに二段潤滑剤ポンプが望ましい場合がある。慣用の二
段潤滑剤ポンプの場合は、圧縮機のクランク軸が下向き
に潤滑剤供給源内へ突入しており、多数の半径方向およ
び軸方向の通路を画定している。

クランク軸が回転すると、潤滑剤が第１段の軸方向通路
を通して上方へ吸上げられ、次いぺ第１半径方向通路を
通して外方へ圧送され、それにより潤滑剤の圧力が増大
される。次いで、潤滑剤は、クランク軸の真下に位置す
るスラスト軸受によつて画定された通路を通して半径方
向内方へ第２段の軸方向通路へ導かれ、該第２段軸方向
通路を上方へ導かれ、再び半径方向外方へ圧送され、そ
れによつて潤滑剤の圧力が更に増大される。そこから潤
滑剤は、クランク軸によつて画定された複数の溝および
内孔を通して潤滑を必要とする圧縮機の各部表面へ運は
れる。このような従来の構成は、幾つかの欠点を有して
いる。

第１に、圧縮機のクランク軸を潤滑油溜め内へ延長させ
なければならないことである。このことは、もちろん、
クランク軸の質量およびコストを増大させるばかりでな
く、殻体内の潤滑油の液面がクランク軸の底部より下に
低下すると、潤滑系統全体が機能不能にされる。第２は
、従来の二段構成においては、二段にうちのどちらか一
方または両方の軸方向通路をクランク軸の回転軸線から
離隔させなければならないことである。そのために、回
転軸が潤滑剤に与えることができる力を最大限に増大さ
せることができない。第３は、従来の潤滑系統の構造お
よび設計は、多少複雑であり、例えば圧縮機のクランク
軸を支持するスラスト軸受の頂面に１つまたはそれ以上
のの溝またはチャンネルを注意深く研削する必要がある
ことである。本発明は、回転自在のクランク軸を備えた
圧縮機と、クランク軸を回転させるために該クランク軸
に連結されたモータと、圧縮機およびモータを囲包する
殻体と、殻体の底部に収容された潤滑油供給源と、潤滑
油を圧縮機内を通して循環させるための潤滑系統とから
成るモータ／圧縮機ユニットにおいて、上記およびその
他の欠点を克服することを企図したものである。

圧縮機ブロックおよび該圧縮機ブロック内に回転自在に
支持されたクランク軸を備えた圧縮機と、クランク軸を
回転させるために該クランク軸に連結されたモータと、
該圧縮機およびモータを囲包する殻体と、殼体の底部に
収容された潤滑油供給源と、潤滑油を前記圧縮機内を通
して循環させるための潤滑系統とから成り、該潤滑系統
は、クランク軸によつて形成、され、前記潤滑油供給源
に連通するようにしてクランク軸の底部から上方に延長
した第１段の軸方向通路と、クランク軸によつて形成さ
れた第２段の軸方向通路と、クランク軸によつて画定さ
れ、第１段の軸方向通路から半径方向外方に延長した第
１段の半径方向通路と、クランク軸によつて形成され、
第２段の軸方向通路から半径方向外方へ延長した第２段
の半径方向通路と、第１段の半径方向通路を通して半径
方向外方へ向けられた潤滑油を受容するためにクランク
軸の半径方向外側に隣接してクランク軸を環状に囲繞す
るように前記圧縮機ブロックによつて画定された段間収
容室と、一端を前記段間収容室に固定され、かつ、該収
容室に連通されて、該収容室から下方に延長し、次いで
第１段の軸方向通路を貫通して上方に延び、第２段の軸
方向通路内へ延長した段間導管を備えており、前記クラ
ンク軸が回転すると、潤滑油が前記潤滑油供給源から第
１段の軸方向通路を通して第１段の半径方向通路内へ吸
引され、該第１段の半径方向通路を通して強制的に送ら
れて圧力を増大し、前記段間収集室、段間導管、第２段
の軸方向通路を通つて第２段の半径方向通路へ送られ、
該第２段の半径方向通路を通して強制的に送られて更に
圧力を増大するようになされたモータ／圧縮機ユニット
において、前記第１段の軸方向通路を画定する前記クラ
ン１ク軸の表面は、クランク軸の回転軸線の第１部分の
周りに延長しており、前記第２段の軸方向通路は第１段
の軸方向通路の上方部分から上方に延長しており、第２
段の軸方向通路を画定するクランク軸の表面はクランク
軸の回転軸線の第２部分の・周りに延長しており、前記
段間導管は第１段の軸方向通路を上向きに貫通して第２
段の軸方向通路内へ突入していることを特徴とするモー
タ／圧縮機ユニットを提供する。

この構成によれば、前記クランク軸が回転する）と、潤
滑油が潤滑油供給源から第１段軸方向通路を通して第１
段半径方向通路内へ吸引され、第１段半径方向通路を通
して強制的に送られて圧力を増大し、前記段間収集室、
段間導管、第２段軸方向通路を通つて第２段半径方向通
路へ送られ、該第２段半径方向通路を通して強制的に送
られて更に圧力を増大する。

以下に添付図を参照して本発明の実施例を説明する。

添付図を参照すると、本発明の好ましい実施例によるモ
ータ／圧縮機ユニット１０が示されている。

モータ／圧縮機ユニット１０（モータと圧縮機の組合せ
体）は、基本的には、殻体１２と、圧縮機１４と、電気
モータ１６のようなモータと、潤滑油供給源１８を含む
潤滑系統２０とから成つている。詳述すれば、殻体１２
は、水平方向に二分された頂部分２２と底部分２４とか
ら成つている。圧縮機１４は、圧縮機ブロック２６と、
シリンダヘッド３０と、弁板３２と、ピストン３４と、
クランク軸３６と、スラスト軸受３８を備えている。潤
滑系統２０は、クランク軸３６の下方部分に形成された
第１段軸方向通路４０および第２段軸方向通路４２と、
同様にクランク軸の下方部分に形成された第１段半径方
向通路４４および第２段半径方向通路４６と、段間潤滑
油収集室５０と、段間導管５２とを備えており、更に好
ましい部材として潤滑油吸上げ管５４を有している。特
に第１図を参照して説明すると、圧縮機ブロック２６は
、慣用の構造であり、シリンダ室５６と、軸受容孔５８
を有している。ピストン３４は、シリンダ室５６内に往
復動自在に配設されており、クランク軸３６は、軸受容
孔５８内に、好ましくはスラスト軸受３８を介して回転
自在に支持されている。スラスト軸受３８は、慣用の態
様で、例えばボルト６０（図では１本だけしか示さ．れ
ていない）によつて圧縮機ブロック２６の底面に固定さ
れている。スラスト軸受は、クランク軸３６の下方で軸
受容孔５８を横切つて延長しており、クランク軸を支持
している。クランク軸３６と軸受３８との間にスラスト
ワッシャ（図示せ．ず）を介設してもよく、あるいは、
軸受３８を圧縮機ブロック２６と一体的に形成してもよ
い。また、クランク軸３６の下方部分と圧縮機ブロック
２６の下方部分との間に両者の相対移動を容易にするた
めに下方ブッシュ６２を介設することがで・きる。ピス
トン３４は、連接棒６４によつてクランク軸５６に連結
されており、クランク軸の回転によつてピストンをシリ
ンダ室３６内で往復動させ、シリンダ室内へ吸引された
蒸気を圧縮させるようになされている。

弁板３２は、シリンダ室５６を覆つて延長しており、シ
リンダヘッド３０は弁板３２および圧縮機ブロック２６
を覆つて延長している。シリンダヘッド３０は慣用の態
様で圧縮機ブロック２６に固定され、ブロック２６との
間に弁板３２を堅く保持している。シリンダヘッド３０
と弁板３２とで吸込室（図示せず）を画定しており、シ
リンダヘッドと、弁板と、圧縮機プロツ・ク２６とが協
同して吐出室６６を画定している。弁板３２は、吸込口
（図示せず）と、吸込室からシリンダ室５６へ、そして
シリンダ室から吐出室６６へ流体を導くための吐出口７
０が設けられている。吸込口および吐出口７０を通して
の蒸気の流れを制御するために、それぞれ吸込弁（図示
せず）および吐出弁７２が弁板３２に連結されている。
モータ１６は、圧縮機１４のクランク軸３６に接続され
ており、クランク軸従つて圧縮機を駆動するようになさ
れている。

モータは、圧縮機の上に配置され、圧縮機によつて支持
されるようにすることが好ましい。圧縮機１４およびモ
ータ１６は、水平継目に沿つて隣接などによつて接合さ
れた頂部分２２と底部分２４とから成る殼体１２内に囲
包され、支持されている。潤滑油供給源１８は、潤滑系
統２０に連通する殻体１２の底部即ち溜め内に収容され
ている。好ましいモータ／圧縮機ユニット１０において
は、低圧蒸気は、入口７４を経て殻体１２内に流入し、
モータ１６を覆つて流れモータを冷却するようになされ
ている。

蒸気は、次いで、シリンダヘッド３０の頂部分に接続さ
れた管７６へ流入してシリンダヘッドによつて画定され
た吸込室（図示せず）へ導かれる。ピストン３４がシリ
ンダ室５６内で往復動することにより、蒸気は吸込室か
ら弁板３２を通してシリンダ室内へ吸引され、シリンダ
室内で圧縮されてシリンダ室から吐出口７０を経て吐出
室６６内へ吐出される。圧縮された蒸気は、管７８を通
して出口管８０へ導かれ、殼体１２から排出される。周
知のように、上述の作動中圧縮機に適正な潤滑を施すこ
とが肝要である。

本発明は、圧縮機１４の十分な潤滑を保証するために非
常に簡単で、しかも信頼性が高く、効率の良い二段潤滑
系統２０を提供する。第２図を参照して潤滑系統発明の
詳細な説明すると、第１段軸方向通路４０は、クランク
軸３６の底部から上方に延長しており、好ましくは下方
に垂下した潤滑油吸上げ管５４を介して潤滑油供給源１
８に連通している。

第１段軸方向通路４０を画定しているクランク軸の表面
は、クランク軸の回転軸線の第１部分の周りに、好まし
くは回転軸線と同心的に延長している。第２段軸方向通
路４２は、第１段軸方向通路４０の上方部分から上に延
長しており、通路４２を画定しているクランク軸の表面
は、クランク軸の回転軸線の第２部分の周りに、好まし
くはそれと同心的に延長している。第１段半径方向通路
４４は、第１段軸方向通路４０から、好ましくはその両
側から半径方向外方に延長しており、第２段半径方向通
路４６は、第２段軸方向通路４２から外方に延長してい
る。段間油収集室５０は、第１段半径方向通路４４を通
して外方へ向けられた潤滑油を受容するようにクランク
軸３６の半径方向外側に配置されている。段間導管５２
は、一端を段間収集室５０に連通されてそこから下方へ
延長し、次いで第１段軸方向通路４０を貫通して上方に
延長し、第２段軸方向通路４２内へ突入している。この
構成によれは、圧縮機のクランク軸３６が回転すると、
第１段軸方向通路４０の下端即ち入口のところに低圧領
域が創生され、その結果として、潤滑油が供給源１８か
ら油吸上げ管５４を通して第１段軸方向通路４０内へ吸
引され、該通路を通つて第１段半径方向通路軸４４へ流
入する。

第１段半径方向通路４４を画定している軸３６の表面は
、潤滑油を半径方向外方へ強制的に振に分け、潤滑油の
圧力を増大させる。この潤滑油は、段間収集室５０内に
収集され、そこから段間導管５２を通つて第２段軸方向
通路４２内へ流入し、そこから第２段半径方向通路４６
内へ入る。第２段半径方向通路４６を画定しているクラ
ンク軸３６の表面は、潤滑油を半径方向外方へ強制的に
振り分け、潤滑油の圧力を更に増大させる。クランク軸
３６にはまた、第２段半径方向通路４６の外方部分に連
通する慣用の給油孔および溝８２が穿設されており、通
路４６から、各軸受および、下方ブッシュ６２およびそ
れに隣接する圧縮機ブロック２６およびクランク軸３６
の上方表面、ならびに潤滑を必要とする圧縮機１４その
他の区域へ油を導くようになされている。上述した潤滑
系統２０は、同時に幾つかの望ましい目的を達成する。
第１に、クランク軸３６の回転軸線が潤滑系統の第１段
と第２段の両方の軸方向通路４０，４２を貫通している
。第２に、潤滑系統２０は、例えば、スラスト軸受３８
にクロス・オーバーチャンネルを設ける必要なしに２つ
の段の間で潤滑油を効率的に導くことができる。第３に
、好ましい選択として油吸上げ管５４を用いることによ
り、油供給源１８からの潤滑系統の第１段へと上方へ油
を導くことができ、それによつてクランク軸３６を油供
給源へ延長させる必要性を排除する。潤滑油吸上げ管５
４について詳述すると、吸上げ管５４は、その一端を第
１段軸方向通路４０内に挿入され、例えば通路４０を画
定しているクランク軸３６の表面にブレス嵌めされるこ
とによつてクランク軸と共に回転するように該軸に連結
されている。

吸上げ管５４は、総体的に弾丸形であり、第１段軸方向
通路４０から下方に延長し、スラスト軸受３８の中央開
口８４を貫通して潤滑油供給源１８内へ突入しており、
その下端には管入口８６が形成されている。吸上げ管５
４が第１段半径方向通路５５より上方に軸方向に突出し
ている場合は、吸上げ管から半径方向通路４４への油の
流れを可能するように、吸上げ管の側壁に通路４４と整
合する開口９０を穿設する。更に、この好ましい実施例
では、段間導管５２を段間導管５４より下に延長させ、
吸上け管の入口８６および吸上け管内を通して上方へ延
長させ、第２段軸方向通路４２内へ突入させる。更に、
図示の好ましい実施例ては、クランク軸３６に、第１段
半径方向通路４４に面して下向き・内方へ傾斜した表面
９２を形成し、第２段軸方向通路４２の下端を囲繞する
斜切縁９４を形成する。

傾斜面９２は、遠心作用により第１段半径方向通路４４
を通して半径方向外方へ潤滑油を振り分けるのを助成し
、一方、斜切縁９４は、段間導ノ管５２を第２段軸方向
通路４２内へ挿入するのを容易にする。段間導管５２の
端部は、第２段軸方向通路４２を画定するクランク軸３
６の表面に密に滑り嵌合させることが好ましく、導管５
２は、第２段軸方向通路４２の下端即ち入口と、第２段
半径方向通路４６との間の軸方向の距離の大部分に亘つ
て延長するようにする。

この軸方向の通路４２を画定するクランク軸の内表面と
導管５２の端部の外表面との間に密な、比較的長に距離
に亘つての嵌合は、第２段軸方向通路から第１段軸方向
通路への潤滑油の漏れを防止する役割を果し、該両通路
の間で回転シールの役割を果す。更に、段間収集室５０
は、軸３６に隣接してその半径方向外方に圧縮機ブロッ
ク２６によつて画定され、軸３６を囲繞する環状室とす
ることが好ましい。また、スラスト軸受３８は、段間収
集室５０の下に延設し、段間導管５２を通すために軸方
向の偏心開口９６を有するものとすることが好ましい。
この構成においては、段間導管５２をスラスト軸受３８
に溶接することができ、導管５２の端部を所定位置に固
定することができる。叙上のように、潤滑系統２０は非
常に簡単で廉価であり、所要部品数が少く、組立および
据付に要する時間が短くてすみ、熟錬を必要としない。

−しかもこの潤滑系統は、極めて能率的で、信頼性が高
い。更に、本発明は、適用範囲が広く、ここに例示した
ユニット１０の他に、多くの型式のモータ／圧縮機ユニ
ットに使用することができる。例えば、本発明は、ピス
トンの数が幾つであれ、作動速度が単一であれ、多速で
あれ、殻体に満たされる蒸気が低圧吸込蒸気であれ、高
圧吐出蒸気であれ、この種のモータ／圧縮機ユニットに
適用することができる。以上、本発明の実施例を説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明
の精神および範囲から逸脱することなく、いろいろな変
型が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を組入れたモータ／圧縮機ユニッ
トの縦断面図、第２図は第１図のユニットの部分拡大断
面図であり、二段潤滑油ポンプの詳細を示す。 図中、１２は殼体、１４は圧縮機、１６はモータ、１８
は潤滑油供給源、３６はクランク軸、４０は第１段軸方
向通路、４２は第２段軸方向通路、４４は第１段半径方
向通路、４６は第２段半径方向通路、５０は段間収集室
、５２は段間導管、５４は吸上げ管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機ブロック２６および該圧縮機ブロック内に回
   転自在に支持されたクランク軸３６を備えた圧縮機１４
   と、クランク軸を回転させるために該クランク軸に連結
   されたモータ１６と、該圧縮機およびモータを囲包する
   殻体１２と、殻体の底部に収容された潤滑油供給源１８
   と、潤滑油を前記圧縮機内を通して循環させるめたの潤
   滑系統２０とから成り、該潤滑系統は、クランク軸によ
   つて形成され、前記潤滑油供給源に連通するようにして
   クランク軸の底部から上方に延長した第１段の軸方向通
   路４０と、クランク軸によつて形成された第２段の軸方
   向通路４２と、クランク軸によつて画定され、第１段の
   軸方向通路から半径方向外方に延長した第１段の半径方
   向通路４４と、クランク軸によつて形成され、第２段の
   軸方向通路から半径方向外方へ延長した第２段の半径方
   向通路４６と、第１段の半径方向通路を通して半径方向
   外方へ向けられた潤滑油を受容するためにクランク軸３
   ６の半径方向外側に隣接してクランク軸を環状に囲繞す
   るように前記圧縮機ブロック２６によつて画定された段
   間収容室５０と、、一端に前記段間収容室に固定され、
   かつ、該圧縮機に連通されて、該収容室から下方に延長
   し、次いで第１段の軸方向通路４０を貫通して上方に延
   び、第２段の軸方向通路４２内へ延長した段間導管５２
   を備えており、前記クランク軸が回転すると、潤滑油が
   前記潤滑油供給源から第１段の軸方向通路を通して第１
   段の半径方向通路内へ吸引され、該第１段の半径方向通
   路を通して強制的に送られて圧力を増大し、前記段間収
   集室、段間導管、第２段の軸方向通路を通つて第２段の
   半径方向通路へ送られ、該第２段の半径方向通路を通し
   て強制的に送られて更に圧力を増大するようになされた
   モータ／圧縮機ユニット１０において、前記第１段の軸
   方向通路を画定する前記クランク軸の表面は、クランク
   軸の回転軸線の第１部分の周りに延長しており、前記第
   ２段の軸方向通路は第１段の軸方向通路の上方部分から
   上方に延長しており、第２段の軸方向通路を画定するク
   ランク軸の表面はクランク軸の回転軸線の第２部分の周
   りに延長しており、前記段間導管は第１段の軸方向通路
   を上向きに貫通して第２段の軸方向通路内へ突入してい
   ることを特徴とするモータ／圧縮機ユニット。 ２ 一端を前記第１段の軸方向通路内に破設され、前記
   クランク軸にそれと共に回転するように連結されて第１
   段の軸方向通路から前記潤滑油供給源内へ下向きに延長
   した潤滑油吸上げ管５２を備えており、該吸上げ管の他
   端に管入口８６が形成されており、前記段間導管は、該
   吸上げ管およびその管入口を貫通して軸方向に延長して
   いる特許請求の範囲第１項記載のモータ／圧縮機ユニッ
   ト。 ３ 前記吸上げ管は、第１段の半径方向通路の上方に突
   出しており、該吸上げ管の側壁には、吸上げ管の内部か
   ら第１段の半径方向通路内へ潤滑油が流れることができ
   るように開口９０が設けられている特許請求の範囲第２
   項記載のモータ／圧縮機ユニット。 ４ 前記クランク軸は、前記第１段の半径方向通路を通
   して遠心作用により潤滑油を送るのを助成するために該
   第１段の半径方向通路に面して下向き内方に傾斜した表
   面９２を有している特許請求の範囲第１項または２項記
   載のモータ／圧縮機ユニット。 ５ 前記クランク軸３６は、前記段間導管５２の挿入を
   容易にするために第２段の軸方向通路４２の下端を囲繞
   する斜切縁９４を有しており、該段間導管５２は、第２
   段の軸方向通路４２を画定するクランク軸３６の表面に
   密に滑り嵌合しており、第２段の軸方向通路から第１段
   の軸方向通路への潤滑油の漏れを防止するために第２段
   の軸方向通路の下端と第２段の半径方向通路との間の軸
   方向の距離の過半分に亘つて第２段の軸方向通路内へ延
   長している特許請求の範囲第４項記載のモータ／圧縮機
   ユニット。