JPH0432239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、インバータ制御運転可能とした圧
縮機、詳しくは圧縮機要素とモータとを備え、前
記モータの回転数を周波数変換で可変として容積
制御を行うごとくした圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来この種圧縮機は、例えば特開昭60−73083
号公報に記載され、かつ第１１図に示したごと
く、密閉ケーシング１に圧縮要素モータ３を内装
し、このモータ３と圧縮要素とを駆動軸４を介し
て連動連結すると共に、該駆動軸４に軸心方向に
延びる給油通路４１を形成する一方、前記駆動軸
４の下端部に、前記ケーシング１の底部油溜１ａ
に臨む遠心ポンプＰを取付けており、斯くして前
記駆動軸４の回転駆動に伴い前記遠心ポンプＰに
より、前記油溜１ａの潤滑油を前記給油通路４１
へと汲上げ、該給油通路４１から前記駆動軸４の
軸受箇所及び前記圧縮要素の軸受箇所、その他の
潤滑箇所に前記潤滑油を給油するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで前記従来の圧縮機では、前記各潤滑箇
所に給油するにあたつて、遠心ポンプＰを利用し
ているため、次のごとき問題があつた。

即ち、前記遠心ポンプＰの回転による理論ヘツ
ド（油押上げ値）を(H)、前記遠心ポンプＰの回転
数を（ω）、前記駆動軸４における給油通路４１
の内径を（ｒ）、潤滑油の汲上げ時に作用する重
量を(g)とすれば、前記理論ヘツド(H)は、 Ｈ＝（ｒ・ω）²／2g で表される。

また前記モータ３の周波数をHzとしたとき、前
記回転数（ω）は、 ω＝Hz／60×2π で表される。

しかして前記遠心ポンプＰによる潤滑油の給油
量（Ｑ）は、前記理論ヘツド(H)に比例することか
ら、 Ｑ∝（Hz）² となる。

以上の式から明らかなごとく、前記遠心ポンプ
Ｐの給油量（Ｑ）は、前記モータ３における周波
数（Hz）の二乗に比例するため、前記圧縮機の駆
動時における前記遠心ポンプＰの給油能力は、第
９図において参考例として挙げた点線曲線で示す
ごとく、前記周波数Hzの増大に伴い給油量（Ｑ）
が二次曲線的に増大するのである。

従つて前記圧縮機のインバータ制御運転時で、
前記モータ３が高周波域で運転される場合、前記
遠心ポンプＰによる給油量（Ｑ）が著しく増大さ
れ、前記各潤滑箇所に過剰給油を行つたり、また
過剰給油により前記圧縮機から吐出される冷媒ガ
スに混入する潤滑油量が増大して、油上がりの問
題を発生したり、更には前記給油量（Ｑ）の増大
に伴つて、前記ケーシング１における油溜１ａの
潤滑油量が不足したりする問題が発生したのであ
る。

また、この高周波域での給油量増大という問題
は、前記遠心ポンプＰを、その運転周波数域の最
低値（30Hz）で最小限の給油量が確保できるよう
にした場合には、一層顕著となるのは云うまでも
ないが、通常、前記遠心ポンプＰにあつては、そ
の低周波域では、所定の給油量を得るに必要なヘ
ツド(H)が不足し、最小限の給油量を確保すること
も困難となるのである。

従つて、前記遠心ポンプＰでは、その低周波域
において、上記各潤滑箇所へ全く給油が行なえな
くなるという異常事態も起るのであつた。

本発明は以上のごとき問題に鑑みて成したの
で、その目的は、給油ポンプに、周波数の増大に
伴い給油量を一次曲線的に増大させる容積形ポン
プ要素を設けることにより、高周波域での運転時
に過剰給油を行つたりすることがなく、しかも低
周波域での給油も良好に行なうことができる圧縮
機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の圧縮機は、図面の実施例に示したごと
く、圧縮要素２とモータ３とを備え、該モータ３
の回転数を、周波数変換で調整可能として容積制
御を行うごとくした圧縮機において、前記モータ
３における駆動軸４の軸端に、該駆動軸４の駆動
で容積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えた
潤滑油の給油ポンプ５を取付けたことを特徴とす
るものである。

（作用） しかして前記給油ポンプ５は、容積形ポンプ要
素６を備えていることから、前記モータ３が高周
波域で運転される場合にあつても、前記給油ポン
プ５による給油量は一次曲線的にしか増大されな
いのであり、従つて潤滑箇所に過剰給油を行つた
りすることがなく、該潤滑箇所に必要とする所定
量の潤滑油が供給されるのであり、また、低周波
域でも前記容積形ポンプ要素６の容積分に見合う
給油量が確保できるのである。

（実施例） 以下本発明にかかる圧縮機を図面の実施例によ
つて説明する。

第１０図はスクロール形圧縮機の全体構造を示
しており、密閉ケーシング１の内方上下位置に、
上部架構１１と下部架構１２とをそれぞれ設け、
この上部架構１１に固定スクロール２１と公転ス
クロール２２とから成る圧縮要素２を支持すると
共に、前記上部架構１１と下部架構１２との間
に、周波数変換により回転数を可変としたモータ
３を支持する一方、これらモータ３と圧縮要素２
とを、前記各架構１１，１２に軸受支持された駆
動軸４により連動連結させ、前記モータ３の駆動
に伴う前記駆動軸４の回転により、前記圧縮要素
２の公転スクロール２２を固定スクロール２１に
対して公転駆動させ、これら両スクロール２１，
２２間で冷媒ガスの圧縮を行うごとくしている。

また前記駆動軸４の下端部には、前記ケーシン
グ１の底部油溜１ａに臨む給油ポンプ５を取付
け、該給油ポンプ５を介して前記油溜１ａの潤滑
油を、前記駆動軸４の軸心内部に貫通形成した給
油通路４１に汲上げ、該給油通路４１から前記駆
動軸４と前記各架構１１，１２との軸受箇所、及
び前記駆動軸４と前記公転スクロール２２の軸受
箇所その他の潤滑箇所に、前記潤滑油を給油する
ごとくしている。

しかして以上のごとき圧縮機において、前記給
油ポンプ５に、前記駆動軸４の回転駆動により容
積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えたので
ある。

前記給油ポンプ５は、第１図及び第２図に詳し
く示したごとく、前記下部架構１２の下端面に固
定ボルトＢを介して固定支持されるポンプハウジ
ング５１と、長円形状のポンプ室５２ａをもち、
前記ハウジング５１に短径方向にのみ往復動自由
に支持されるシリンダ５２と、前記駆動軸４の下
方位置に連結筒５３を介して固定され、前記シリ
ンダ５２のポンプ室５２ａで偏心回転されるロー
タ５４と、該ロータ５４と前記シリンダ５２との
下面に固定ボルトＢで固定されるポンプ間座５５
とから構成する。

また前記ハウジング５１は、第３図で明らかな
ごとく、筒体５１ａの上端部に半径方向外方に向
けて延びる取付片５１ｂを一体に設け、該取付片
５１ｂを前記下部架構１２に前記固定ボルトＢを
介して固定するごとくなすと共に、前記筒体５１
ａに下方に向けて延びる延長片５１ｃ，５１ｃを
対向状に形成する一方、該各延長片５１ｃの下端
部にガイド溝５１ｄをそれぞれ設けて構成する。

更に前記シリンダ５２は、第４図で明らかなご
とく、その内部に、横方向両側にそれぞれ半円形
部をもち、該各半円形部を直線部で連結して成る
横方向に長い長円形状のポンプ室５２ａを形成す
ると共に、前記シリンダ５２の外周部で、前記ポ
ンプ室５２ａの短径方向つまり同図の上下方向
に、支持片５２ｂ，５２ｂをそれぞれ一体に設け
て形成するのであり、この各支持片５２ｂを前記
ハウジング５１の各延長片５１ｂに設けたガイド
溝５１ｄに介装させ、該各ガイド溝５１ｄにより
前記シリンダ５２を、前記ポンプ室５２ａの短径
方向のみに往復案内させるごとくなすのである。

また前記ロータ５４は、第５図及び第６図で明
らかなごとく、下端部に前記駆動軸４の軸心に対
し偏心された偏心部５４ａを一体に形成し、該偏
心部５４ａを前記シリンダ５２のポンプ室５２ａ
に介装させて、このポンプ室５２ａ内で前記偏心
部５４ａを偏心回転させることにより、前記シリ
ンダ５２を前記ポンプ室５２ａの短径方向に移動
させながら、前記偏心部５４ａを前記ポンプ室５
２ａの長径方向に往復動させて潤滑油の吸入圧縮
を行うごとくなすと共に、前記偏心部５４ａの下
端面で軸心に対し偏心した箇所に吸入ポート５４
ｂを、かつ外周面に吐出ポート５４ｃをそれぞれ
開設する一方、前記ロータ５４の内部に、前記吸
入ポート５４ｂに連通し、下方から半径方向外方
に向かつて延びる吸入通路５４ｄと、前記吐出ポ
ート５４ｃに連通し、下方から上方に向かつて延
び、前記駆動軸４の給油通路４１に開口する吐出
通路５４ｅとを形成する。

しかして前記ハウジング５１に支持された前記
シリンダ５２と、該シリンダ５２のポンプ室５２
ａ内で長径方向に往復動される前記ロータ５４の
偏心部５４ａとにより、前述した容積形ポンプ要
素６を形成するのであり、その作用については後
で詳述する。

また前記ポンプ間座５５は、第７図に示したご
とく、外径が前記シリンダ５２のポンプ室５２ａ
より径大となるように円形状に形成するのであつ
て、前記ロータ５４の前記吸入ポート５４ｂとの
対向位置に、潤滑油の吸入孔５５ａを設けると共
に、前記間座５５の中間２箇所にそれぞれ取付孔
５５ｂを貫通形成し、この各取付孔５５ｂから前
記ロータ５４に形成した各取付孔５４ｇへと前記
固定ボルトＢを螺締することにより、前記間座５
５を前記ロータ５４に一体に取付け、この間座５
５で前記シリンダ５２を前記ハウジング５１に支
持させる。

次に以上のごとく構成された給油ポンプ５の作
用を、第８図に基づいて説明する。

先ず、同図のＡに示すごとく、前記ロータ５４
が矢印方向に回転されて、前記シリンダ５２が最
下方位置に位置されたときには、前記ロータ５４
の偏心部５４ａが、前記シリンダ５２におけるポ
ンプ室５２ａの中間部位に位置され、前記偏心部
５４ａを中心として前記ポンプ室５２ａの横方向
両側に、それぞれ所定大きさの右室イと左室ロと
が形成され、この右室イに前記吸入ポート５４ｂ
から前記吸入通路５４ｄを経て潤滑油が供給さ
れ、また前記左室ロが、前記吐出ポート５４ｃと
吐出通路５４ｅを介して前記駆動軸４の給油通路
４１に連通され、前記左室ロから前記給油通路４
１に潤滑油が吐出されるのであり、従つて前記図
Ａの場合には、前記右室イが潤滑油の吸入途中過
程にあり、また前記左室ロが潤滑油の吐出途中過
程にある。

この後図Ｂに示すごとく、前記ロータ５４の回
転により、前記シリンダ５２が最下方位置から上
方に移動されたときには、前記ロータ５４の偏心
部５４ａにより、前記ポンプ室５２ａの左室ロが
閉塞され、かつ右室イが大となり、従つて前記左
室ロにおいては潤滑油の吐出を完了し、また右室
イにおいては潤滑油の吸入を完了したことにな
る。

更に前記図Ｂから図Ｃに示すごとく、前記ロー
タ５４の回転により、前記シリンダ５２が最上方
位置に位置されたときには、前記ロータ５４の偏
心部５４ａが、前記シリンダ５２におけるポンプ
室５２ａの中間部位に位置され、前記左室ロに前
記吸入ポート５４ｂが連通され、また前記右室イ
が前記吐出ポート５４ｃに連通されるのであり、
従つて前記図Ｃの場合には、前記左室ロが潤滑油
の吸入途中過程にあり、また前記右室イが潤滑油
の吐出途中過程にある。

また前記図Ｃから図Ｄに示すごとく、前記ロー
タ５４の回転により、前記シリンダ５２が最上方
位置から下方に移動されたときには、前記ロータ
５４の偏心部５４ａにより、前記ポンプ室５２ａ
の右室イが閉塞され、かつ左室ロが大となり、従
つて前記右室イにおいては潤滑油の吐出を完了
し、また左室ロにおいては潤滑油の吸入を完了し
たことになる。

以上のごとく前記シリンダ５２のポンプ室５２
ａ内において、前記ロータ５４の偏心部５４ａが
偏心回転されることにより、前記左右各室イ，ロ
で潤滑油の吸入と吐出とが繰り返され、前記容積
ポンプ要素６による定容積運転が行われるのであ
る。

即ち、前記ロータ５４における偏心部５４ａの
半径を（Ｒ）、前記シリンダ５２のポンプ室５２
ａに対する前記偏心部５４ａの偏心量を（ｒ）、
前記シリンダ５２の厚さを(L)とすれば、前記ロー
タ５４の１回転に付き、前記ポンプ室５２ａ内で
２圧縮が行われることから、前記容積ポンプ要素
６による給油量（Ｑ）は、 Ｑ＝4R・ｒ・Ｌ・２・60Hz で表され、 Ｑ∝Hz となる。

以上の式から明らかなごとく、前記ポンプ要素
６による給油量（Ｑ）は、前記モータ３の周波数
Hzに正比例するため、前記圧縮機のインバータ運
転時に、前記モータ３の周波数Hzが増大されて
も、その給油量（Ｑ）は一次曲線的にしか増大さ
れないのである。

次に、第９図に示す給油特性グラフについて説
明する。この図は、横軸に周波数（Hz）をとり、
縦軸に、30（Hz）での運転時に給油量を１とする
給油量比率をとつた給油特性グラフを示してい
る。尚、前記圧縮機は、通常30〜120（Hz）の範囲
でインバータ制御運転が行われるのであり、従つ
て前記30（Hz）での運転時にあつても、潤滑箇所
に最低必要とする潤滑油量を供給するために、前
記30（Hz）を基準として給油量を設定している。

前記第９図から明らかなごとく、従来のもので
は、同図の点線グラフで示したように、低周波域
から高周波域にかけて給油量が二次曲線的に増大
し、高周波域での運転時に過剰給油を行つたりし
たのであるが、本発明のものでは、前記同図の実
線グラフで示したごとく、低周波域から高周波域
にかけて一次曲線的に給油量が増大されるのであ
り、従つて高周波域での運転時にあつても、過剰
給油が行われることなく、必要な所定量の給油が
行われるのである。

また、低周波域でも、前記容積形ポンプ要素６
を構成する前記ポンプ室５２ａ内の容積に見合う
給油量が確保できるのである。

図面の実施例では、前記ロータ５４における前
記吐出通路５４ｅの上方内部に、前記駆動軸４の
給油通路４１に向かつて断面逆円錐形状に拡径す
るテーパー状開口面５４ｆを設け、該開口面５４
ｆにより遠心ポンプ作用を発揮させるようにして
いる。

また前記駆動軸４の給油通路４１を、前記駆動
軸４の中心部に、その軸心方向に沿つて形成し、
更に前記ロータ５４の吐出通路５４ｅを、前記駆
動軸４の軸心と同心状に形成して、この吐出通路
５４ｅを前記開口面５４ｆを介して前記給油通路
４１に開口させるようにしている。

斯くすることにより前記ロータ５４の吐出ポー
ト５４ｃから吐出通路５４ｅを経て、前記ロータ
５４における開口面５４ｆの下端位置に至つた潤
滑油が、前記ロータ５４の回転に伴う遠心力によ
り、前記開口面５４ｆに沿つて上方に持ち上げら
れるのであり、また前記駆動軸４の軸心内部に
は、前記開口面５４ｆと同心状に上下方向に貫通
する給油通路４１が形成されていることから、前
記開口部５４ｆで持ち上げられた潤滑油が、前記
給油通路４１の壁面に沿つて上方に持ち上げら
れ、前記各潤滑箇所に給油されるのである。

また図の実施例では、前記ロータ５４の上部外
周壁に切欠部を形成し、該切欠部と前記ロータ５
４を固定支持する連結筒５３との間に周溝５４ｈ
を形成し、該周溝５４ｈにより前記ロータ５４の
開口面５４ｆから前記連結筒５３を介して前記駆
動軸４の給油通路４１へと給油される潤滑油中に
混入する塵埃などを貯溜させるようにしている。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明にかかる圧縮機で
は、前記モータ３における駆動軸４の軸端に、該
駆動軸４の駆動で容積を可変とする容積形ポンプ
要素６をもつ潤滑油の給油ポンプ５を取付けたか
ら、前記モータ３が高周波域で運転される場合に
あつても、前記給油ポンプ５による給油量は一次
曲線的にしか増大されないのであり、従つて潤滑
箇所に必要とする所定量の潤滑油だけを供給でき
て、この潤滑箇所に過剰給油を行つたりするのを
確実に防止できるに至つたのである。

また、低周波域で運転される場合でも、所定の
給油量が確保でき、前記潤滑箇所への良好な給油
が行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる圧縮機の要部を示す断
面図、第２図は同底面図、第３図はポンプハウジ
ングの断面図、第４図はシリンダの平面図、第５
図はロータの断面図、第６図は同底面図、第７図
はポンプ間座の平面図、第８図は容積形ポンプ要
素の作用状態を示す図面、第９図は給油特性を示
すグラフ、第１０図は圧縮機の全体構造を示す縦
断面図、第１１図は従来例を示す図面である。 ２……圧縮要素、３……モータ、４……駆動
軸、５……給油ポンプ、６……容積形ポンプ要
素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮要素２とモータ３とを備え、該モータ３
   の回転数を、周波数変換で調整可能として容量制
   御を行うごとくした圧縮機において、前記モータ
   ３における駆動軸４の軸端に、該駆動軸４の駆動
   で容積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えた
   潤滑油の給油ポンプ５を取付けたことを特徴とす
   る圧縮機。