JPH0114435B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0114435B2
JPH0114435B2 JP61002462A JP246286A JPH0114435B2 JP H0114435 B2 JPH0114435 B2 JP H0114435B2 JP 61002462 A JP61002462 A JP 61002462A JP 246286 A JP246286 A JP 246286A JP H0114435 B2 JPH0114435 B2 JP H0114435B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
oil
shell
crankshaft
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP61002462A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61167189A (en
Inventor
Masahiro Sugihara
Etsuo Morishita
Noritaka Maeyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP246286A priority Critical patent/JPS61167189A/en
Publication of JPS61167189A publication Critical patent/JPS61167189A/en
Publication of JPH0114435B2 publication Critical patent/JPH0114435B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、固定スクロールと揺動スクロール
とを組合わせて用いるスクロール圧縮機に関し、
特に高圧シエルタイプのスクロール圧縮機の改良
に関するものである。 〔従来の技術〕 この発明の詳細説明に先立つて、まず半円弧を
接続させて形成されるスクロールを用いたスクロ
ール圧縮機の構成とその作用について簡単に述べ
る。 第1図は半円弧を順次に接続させて形成される
スクロールを示している。すなわち、この第1図
において、スクロールは、点Oを中心に半径
(a−t)/2および(a+t)/2の各々半円
を描き、続いて前記点Oからa/2だけ離れた点
O′を中心に前記各半円弧の反対側に半径(2a−
t)/2および(2a+t)/2の各半円を描き、
以下これを繰り返して、この第1図の例では、基
本ピツチa、歯厚tの4つの半円弧群を順次にス
クロール状に接続して形成される。そしてこのよ
うな形状構成を以下2巻きのスクロールと呼ぶ。
なおこのスクロールの最小半円弧の端末は、歯
厚tを直径とする半円弧におさめられている。 また第2図は前記第1図に示したスクロールの
1組を組合わせて構成したスクロール圧縮機の作
動の態様を原理的に示しており、この第2図にお
いて、は固定例スクロール、はこの固定側ス
クロールに対称的に組合わされた揺動側スクロ
ールである。 こゝで前記固定側スクロールは配置位置にお
いて静止固定されていて、その前記点Oに対応す
る中心O1は不動であり、またこの固定側スクロ
ールに対して揺動側スクロールは、その組合
わせ配置により、固定側スクロールとの間に、
閉ざされた円弧状空間からなる圧縮室4および5
が形成されている。 そして前記揺動側スクロールの前記点O′に
対応する中心O2を、前記固定側スクロール
前記点O′に対応する不動な点Aのまわりに、O2
−Aの距離をa/2−tに保持し、かつその姿勢
を変えることなく回動、すなわち、揺動あるいは
公転させると、この第2図に0゜、90゜、180゜、270゜
の各角位置で示したように、前記圧縮室4,5
は、一旦外周部に開口されたのち、次第に中心部
に向つて容積を減じてゆき、取扱う圧縮対象が流
体であれば、点線で示した吐出口31からその流
体を取出すことができる。なおこの作動に際し
て、揺動側スクロールのスクロール外端中心の
点Bは、固定側スクロールの前記不動な点Aと
中心O1とを結ぶ線D−D′上の不動な点Cのまわ
りに、半径a/2−tの円運動を行なうことにな
る。 このようにして1組のスクロールの対称的な組
合わせによつて圧縮室を構成できるのである。 ところで、この種のスクロール圧縮機として
は、米国特許第4065279号が知られているが、こ
れによれば圧縮部を上部に、モータを下部に配置
し、これらを密閉シエル内に収納して密閉シエル
内空間に外部より吸入ガスを導入し、モータを冷
却した後、圧縮部に吸引され圧縮された後、固定
スクロール中央部に設けられた吐出口より密閉シ
エルに接続された吐出管を介して外部へ排出され
る。いわゆる、低圧シエルタイプのスクロール圧
縮機が記載されている。また、潤滑油はシエル底
部に溜められ、これに主軸下端部が浸漬され、主
軸中に貫通した給油穴より遠心ポンプ作用によつ
て上部圧縮部の各摺動面に給油された後重力によ
りシエル底部へ流下される。 このような構成においては、流下する潤滑油は
吸入ガスの流れに逆らつて流れるため吸入ガスに
まき込まれた潤滑油が圧縮部へ吸引され、そのま
ま圧縮機外へガスとともに排出され、シエル底部
の潤滑油が枯渇する問題がある。これを防止する
ために油分離手段を設けたり、吸入ガス流速を落
とすため密閉シエル内空間容積を大きくしなけれ
ばならない。 また、固定スクロールの吐出口と密閉シエル上
部を吐出管で連絡しているが、このようにした場
合、吐出管が固定スクロール、及び密閉シエルに
それぞれ固着していると、高温の吐出ガスが流れ
た時、吐出管が軸方向に熱膨張して突張り、固定
スクロールが軸方向に変形し、固定及び揺動スク
ロールの各歯先が相手の歯底に押付けられて焼付
きを生ずる可能性がある。 さらに、固定スクロールと密閉シエル上部との
間に無駄な空間が生じ、軸方向寸法が大きくなる
ばかりか、吐出されたガスの脈動を減衰するため
に圧縮機外部に吐出マフラーを付加する必要があ
る等の欠点があつた。 〔発明の概要〕 この発明は、シエル内を、潤滑油供給等のため
に共に高圧状態に維持される上部及び下部空間に
区割すると共に圧縮室からの高圧ガスを上部空間
に吐出して、この空間内でガスと潤滑油とに分離
し、分離した潤滑油を上部及び下部空間を連通す
る油戻し孔を介して下部空間に配設されたモータ
ステータに沿つて油溜め内に返油するように構成
し、上記欠点を除去すべくなされたものである。 〔発明の実施例〕 この発明のスクロール圧縮機の実施例について
説明する。 第3図ないし第6図は前記した揺動側スクロー
の一実施例を示しており、また第7図および
第8図はこの揺動側スクロールの支持ならびに
揺動機構の一実施例を示している。 これらの第3図ないし第6図において、揺動側
スクロールは、揺動スクロール歯6と、この揺
動スクロール歯6を一方の面に突設させた揺動ス
クロール台板7と、他方の面に延長させた揺動ス
クロール軸8と、同様に他方の面に同心円上で等
角間隔をおいて形成された揺動ガイド凹部9と、
揺動スクロールバランサ10とからなつており、
かつ符号11は前記揺動スクロール歯6の内面仮
想延長線である。 また第7図および第8図において、前記揺動側
スクロールの揺動ガイド凹部9に対し、これよ
りも小径の軸端を各々に遊嵌させた各ガイドピン
12は、本体13のフランジ部13aに前記各凹
部9に対応して形成した各ガイドピン孔14に支
持されると共に、その先端のスラスト軸受面15
に前記揺動スクロール台板7が接し、かつ本体1
3中央の突出部13bにその両側に亘つて穿設さ
れた軸孔16に回転自在に枢支されたクランク軸
17の偏心孔18に前記揺動スクロール軸8が枢
支してある。従つて、クランク軸が回転すると軸
孔16の内周面とクランク軸17の外周面との間
に摺動面24が形成される。19はクランク軸1
7の中心点Jを通つてその一端と偏心孔18とを
連通する油孔(油路)、20,21は油孔19と
摺動面24とを連通する径方向の複数個の油孔
で、突出部13bの端部側で互いに軸線方向に離
間して穿設されている。22はスラスト軸受面1
5に設けられた油溝、23は偏心孔18の内面に
設けられた油溝である。 従つてこれらの第3図ないし第8図実施例によ
ると、揺動側スクロールは、揺動スクロール軸
8がクランク軸17の偏心孔18に、また各揺動
ガイド凹部9が各ガイドピン12に各々拘束され
ているために、クランク軸17が第9図に示すよ
うに0゜→90゜→180゜→270゜と回転するにつれて、揺
動スクロールは前記第2図においても示したよ
うに、相対姿勢をそのまゝにして揺動を行なうこ
とになる。 しかしてこの揺動に際して、クランク軸17
中心Jと揺動スクロール軸8の中心Kとの間隔
は、第2図での説明と同様にa/2−tに保持す
る必要があり、これを実現させるためには、第9
図に示したように、ガイドピン12の直径をbと
すると、揺動ガイド凹部9の直径をa+b−2tと
しなければならない。 なおまた前記第3図、第5図において、E〜
E′,F〜F′およびG〜G′は各々基線、Kは揺動ス
クロール軸の中心、hは揺動スクロール歯高、I
はバランサのないときの揺動スクロール歯部分の
重心位置である。 すなわち、このようにして少なくとも3個所以
上の揺動ガイド凹部9と、これに遊嵌係合される
各ガイドピン12とによつて、所期の揺動軌道を
構成できるのである。 こゝで前記第3図ないし第6図実施例の構成に
よる揺動側スクロールのバランシングについて
みると、図示からも明らかなように、揺動スクロ
ール歯6の部分のみの重心は、基線G〜G′上の
I点付近に位置することになる。これはスクロー
ル歯の形状が対称的でないことに基因する。そし
てもしこの揺動側スクロールを、バランサ10
の無い状態で前記のように揺動運動させるとする
と、前記第7図および第8図のクランク軸17の
中心Jのまわりに一定偏心位置を占めて回転され
るのではなく、別の中心のまわりに偏心回転運動
を行なうことになるもので、これは揺動側スクロ
ールが揺動運動を行なうためで、このような場
合にバランシングをとることは非常に困難とな
る。 このために実施例にはバランサ10を設けて、
これらのスクロール歯6とバランサ10との合重
心点が揺動スクロール軸の中心Kに一致するよう
にさせるもので、これには作動を阻害しないため
に、仮想延長線11の外側にあつて、スクロール
歯高hと同一高さにして高さ方向の重心位置をも
一致させた形状とし、かつその質量を選択すれば
よく、これによつて揺動側スクロールの全体の
重心がKに等しくなり、かつクランク軸の中心J
のまわりにバランシングをとつた偏心回転を行な
わせ得るのである。 つゞいて前記クランク軸17の詳細は、第10
図ないし第12図に示したとおりであつて、軸部
基端側は段付けにより電動機取付け部26とさ
れ、かつ軸部外周に油溝27を形成させると共
に、軸先端部の鍔部28で前記軸孔16からの脱
落を防止している。従つて、鍔部28と軸孔16
との接合面を摺動面としてクランク軸17が回転
自在なため第15図に示すように鍔部28の周囲
に空間25が形成されている。 ついでまた前記揺動側スクロールに組合わさ
れる固定側スクロールの一実施例を第13図お
よび第14図に示し、特にその吐出口の位置と大
きさとについて述べる。 これらの第13図および第14図において、固
定側スクロールは、固定スクロール歯29と、
この固定スクロール歯29を前記揺動スクロール
歯6に対応して一方の面に突設させた固定スクロ
ール台板30とからなつており、次に示す位置、
形状および大きさを有する吐出口31を形成して
ある。こゝで前記固定スクロール歯29は揺動ス
クロール歯6に等しい歯高hとされ、かつ吐出口
31は中心点から間隔cだけ偏心して直径dを有
している。 この固定側スクロールの構成において、吐出
口31の直径dは、前記第2図からも明らかなよ
うに、少なくともスクロール歯厚tよりも小さく
して吐出流体のシールを行なえる大きさとし、か
つ第2図圧縮室4内の流体を完全に吐出させるた
めに、その中心は基線N〜N′上にあつて、内周
の点pを固定スクロール歯29の最内縁に接して
いる必要がある。 すなわち、この吐出口31の諸元に対する要請
は、スクロール台板30の中心から所定の間隔c
(a/2−t≦c<a−t/2)だけ偏心し、か
つその中心が台板中心とスクロール歯最内縁とを
結ぶ基線N〜N′上にあり、開口内周の点pがス
クロール歯最内縁に接した位置を占めると共に、
直径d(d=a−t−2cあるいは0<d≦t)を
もつ円形状のものであることにほかならない。 こゝで前述した各構成を組み上げてなるスクロ
ール圧縮機構の一実施例は、第15図および第1
6図に示すとおりであつて、前記本体13のフラ
ンジ外縁部にシリンダ32を配し、このシリンダ
32には吸入口33を形成して吸入空間34に連
通させると共に、固定側スクロールを合わせて
ボルト穴35よりボルト36で結合したものであ
り、このシリンダ32は固定側および揺動側スク
ロール相互の軸方向高さならびに隙間を調
節して設定する役割りをも果している。P−P′,
Q−Q′は基線である。 さらにこのように構成されるスクロール圧縮機
構に電動機を組込んで密閉形式としたスクロール
圧縮機を第17図に示してある。 第17図は密閉形式のシエル内を吐出側圧力に
保持した、いわゆる高圧シエルタイプの一実施例
によるスクロール圧縮機を示しており、この第1
7図において、電動機を構成するロータ37は第
18図からも明らかなようにエンドリング38お
よびバランスウエイト39を有し、かつステータ
40はコイルエンド41を有していて、こゝにい
わゆる、カゴ形誘導電動機をなしており、また全
体を密閉するシエル42の内側上部に周設した取
付けフランジ43には、前記したスクロール圧縮
機構をその本体13のフランジ部13aを介して
ボルト36により取付けることによりシエル内空
間をシエル内上部空間47aとシエル内下部空間
47bとに区割すると共に、シエル42を貫通し
て導入した吸入管44を前記吸入口33に接続さ
せ、かつシエル42からは吐出口31とは互いに
径方向にずれた位置に設けられた吐出管45を取
出してあり、さらに前記取付けフランジ43にシ
エル内上部及び下部空間47a,47bを連通さ
せる油戻し孔46を形成し、シエル内底部の油溜
め42aには潤滑油48を貯溜させてある。そし
て前記ステータ40のリード線49はハーメチツ
ク端子50を介してシエル外部に取出し、このス
テータ40を、シエル42の内壁面に、この内壁
面との間にモータステータ40の軸線向両側に跨
つて延在するように形成された間隙51を介して
固定させ、かつ前記ロータ37はステータ40と
の間にエアギヤツプ52を介して対設されるよう
に、その中心部の取付け孔53を前記クランク軸
17の取付け部26に、例えば焼嵌めなどにより
固定させたものである。 従つて、この第17図実施例では、電動機への
通電によつてクランク軸17が回転駆動される
と、偏心孔18に回転自在に嵌装されている軸8
により、揺動側スクロールがその凹部9を遊嵌
係合させたガイドピン12に案内されて、前記第
2図に示した揺動運動を行ない、吸入管44から
吸入空間34に至つている気体を吸入し、圧縮室
4,5で圧縮して吐出口31からシエル内上部空
間47aに吐出させ、ここで、ガスと潤滑油とに
分離して、ガスは吐出管45より外部に導出する
が、吐出管45と吐出口31とは位置がずれてい
るので、さらに上記分離が促進される。すなわち
吐出口31より吐出された吐出ガスはシエル内上
部空間47aで急激に容積が大きくなるので、吐
出脈動が減じるとともに流速が低下し、シエル4
2上部内壁に衝突し更に流れの向きを2回以上変
えるため、それらの効果により油が分離される。 しかしてこの圧縮作動中、シエル内下部空間4
7bは油戻し孔46を介して吐出ガスが流通して
吐出圧の高圧雰囲気になる。この時、分離された
潤滑油は油戻し孔46から落下し間隙51を通つ
てモータステータ40を冷却しながら油溜め42
aに返油される。そして、シエル内下部空間47
bに働いている吐出圧によつて、シエル内底部の
油溜め42aに貯溜されている潤滑油48は、単
線矢印に示すように各油孔19,20,21およ
び油溝22,23,27から各潤滑部に供給さ
れ、摺動面での摩耗による損失が少なくなる。す
なわち、油孔19を通じて揺動スクロール軸8と
偏心孔18との結合部に至つた潤滑油及び油孔1
9から油孔20,21へ至つた潤滑油は、油孔2
3及び揺動スクロール軸8とクランク軸17の偏
心孔18の摺動面へ、油溝27及び本体13の軸
孔16の内周面とクランク軸17の外周面との摺
動面24へ至る過程において絞られて減圧し、空
間25は吐出ガス圧よりも低圧になるので、その
差圧によつて潤滑油が流通する。さらに、空間2
5に至つた潤滑油は、油溝22及びスラスト軸受
面7で絞られ、ある程度の圧力損失を伴なつて最
も圧力の低い吸入空間に至る。 また、摺動面24へは、上記差圧及び油孔2
0,21内の潤滑油に作用する遠心力とによつて
給油され、油孔20,21間の摺動面24に充分
に潤滑油が供給される。従つて、油孔20,21
間の摺動面24は潤滑油で満され、油シール膜が
形成されて、突出部13bの端部側摺動面24隙
間からシエル内空間47bの高圧ガスが侵入しよ
うとしても阻止される。そして、潤滑油は、吸入
気体と一緒に固定および揺動スクロール歯29,
6間のシールをなしてシエル内上部空間47aに
吐出され、上述したように高圧ガスと分離されて
再度シエル内底部の油溜め42aに戻る。すなわ
ち、このようにして差圧を利用したポンピングに
より、潤滑油、油シールおよび油分離作用を行な
う。特に圧縮作動に際して揺動側スクロール
は、圧縮室4,5での圧縮作用に伴なつてその台
板7と、本体13のスラスト軸受面15との間に
スラスト負荷が発生するが、油溝22への給油圧
力によつて負荷々重を軽減できるのである。 なお前記バランスウエイト39は、クランク軸
17の回転中心17の回りに偏心運動を行なう揺
動側スクロールのバランシングを行なう。 また第19図に示すように、ポンピングのため
には前記の油孔偏心をせずに、軸中心の油孔19
内にスクリユウ55を挿着させて、その軸回転に
伴なうポンピング作用により潤滑油の給送を行な
わせてもよく、この場合は前記第17図実施例と
全く同様の作用を得ることができる。 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明では、シエル内を、潤滑
油供給等のために共に高圧状態に維持される上部
及び下部空間に区割すると共に圧縮室からの高圧
ガスを上部空間に吐出して、この空間内でガスと
潤滑油とに分離し、分離した潤滑油を上部及び下
部空間を連通する油戻し孔を介して下部空間に配
設されたモータステータに沿つて油溜め内に返油
するようにしたので、圧縮室から吐出された高圧
ガスをシエル内上部空間を利用してガスと潤滑油
とに分離できると共に吐出された高圧ガスの脈動
を減衰できるコンパクトなスクロール圧縮機が得
られる。また、分離された潤滑油は、従来装置の
ように流速の大きい吸入ガスの流れに逆つて流れ
ることがないので、油溜め内に確実に返油され、
油枯渇の問題は解消される。さらに、圧縮室から
の高圧ガスが一亘シエル内上部空間に吐出され、
分離されたのちガスがシエル外に送出されるよう
に吐出管はシエル壁にのみ固定されているので、
従来装置のように熱膨張により固定スクロールが
変形することもなく、固定及び揺動スクロール間
で焼付きが生ずることも阻止できる。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a scroll compressor that uses a combination of a fixed scroll and an oscillating scroll.
In particular, it relates to improvements in high-pressure shell type scroll compressors. [Prior Art] Prior to a detailed explanation of the present invention, the structure and operation of a scroll compressor using a scroll formed by connecting semicircular arcs will be briefly described. FIG. 1 shows a scroll formed by sequentially connecting semicircular arcs. That is, in FIG. 1, the scroll 1 draws a semicircle with radius (a-t)/2 and (a+t)/2 centering on point O, and then draws a semicircle a/2 apart from point O. point
Radius (2a−
Draw each semicircle of t)/2 and (2a+t)/2,
Thereafter, this process is repeated, and in the example shown in FIG. 1, four semicircular arc groups each having a basic pitch a and a tooth thickness t are successively connected in a scroll shape. Hereinafter, such a configuration will be referred to as a two-turn scroll.
Note that the end of the smallest semicircular arc of this scroll 1 is placed in a semicircular arc whose diameter is the tooth thickness t. Further, FIG. 2 shows the principle of operation of a scroll compressor constructed by combining one set of scrolls shown in FIG. 1, and in this FIG. 2, 2 is a fixed scroll; 3 is an oscillating scroll that is symmetrically combined with the fixed scroll 2 . Here, the fixed scroll 2 is stationary and fixed at the arrangement position , and the center O1 corresponding to the point O is immovable, and the oscillating scroll 3 is fixed relative to the fixed scroll 2. Due to the combined arrangement, there is a space between the fixed scroll 2 and the
Compression chambers 4 and 5 consisting of closed circular arc spaces
is formed. Then, the center O 2 corresponding to the point O' of the oscillating scroll 3 is moved around the fixed point A corresponding to the point O ' of the stationary scroll 2 .
- If the distance of A is maintained at a/2-t and the position is rotated, that is, oscillated or revolved without changing the position, the angles of 0°, 90°, 180°, and 270° are shown in Fig. 2. As shown at each corner position, the compression chambers 4, 5
Once opened at the outer periphery, the volume gradually decreases toward the center, and if the object to be compressed is fluid, the fluid can be taken out from the discharge port 31 shown by the dotted line. During this operation, the center point B of the outer end of the scroll of the swinging scroll 3 is located around the fixed point C on the line D-D' connecting the fixed point A and the center O1 of the fixed scroll 2 . , a circular motion of radius a/2-t is performed. In this way, a compression chamber can be constructed by symmetrically combining a set of scrolls. By the way, this type of scroll compressor is known as U.S. Patent No. 4,065,279, and according to this, the compression section is placed at the top, the motor is placed at the bottom, and these are housed in a sealed shell. Suction gas is introduced from the outside into the shell internal space, and after cooling the motor, it is sucked into the compression section and compressed, and then is passed through the discharge pipe connected to the sealed shell from the discharge port provided in the center of the fixed scroll. It is discharged to the outside. A so-called low pressure shell type scroll compressor is described. In addition, lubricating oil is stored at the bottom of the shell, and the lower end of the main shaft is immersed in this, and after the lubricating oil is supplied to each sliding surface of the upper compression part through the oil supply hole penetrating the main shaft by the action of a centrifugal pump, the oil is applied to the shell by gravity. It flows down to the bottom. In such a configuration, the lubricating oil flowing down flows against the flow of the suction gas, so the lubricating oil mixed in the suction gas is sucked into the compression part, and is discharged out of the compressor together with the gas. There is a problem of running out of lubricating oil. To prevent this, it is necessary to provide oil separation means or to increase the internal space volume of the sealed shell to reduce the flow rate of the intake gas. In addition, the discharge port of the fixed scroll and the upper part of the sealed shell are connected by a discharge pipe, but in this case, if the discharge pipe is fixed to the fixed scroll and the sealed shell respectively, high temperature discharge gas will flow. When the discharge pipe thermally expands and stretches in the axial direction, the fixed scroll deforms in the axial direction, and the tip of each tooth of the fixed and oscillating scroll is pressed against the bottom of the other tooth, potentially causing seizure. be. Furthermore, there is wasted space between the fixed scroll and the upper part of the hermetic shell, which not only increases the axial dimension, but also requires the addition of a discharge muffler outside the compressor to damp the pulsation of the discharged gas. There were other drawbacks. [Summary of the Invention] The present invention divides the inside of the shell into an upper space and a lower space that are both maintained at a high pressure state for supplying lubricating oil, etc., and discharges high pressure gas from a compression chamber into the upper space. Gas and lubricating oil are separated in this space, and the separated lubricating oil is returned to the oil reservoir along the motor stator disposed in the lower space through an oil return hole that communicates the upper and lower spaces. The present invention is designed to eliminate the above-mentioned drawbacks. [Embodiments of the Invention] Examples of the scroll compressor of the present invention will be described. 3 to 6 show an embodiment of the above-mentioned swinging scroll 3 , and FIGS. 7 and 8 show an embodiment of the support and swing mechanism for the swinging scroll 3 . It shows. In FIGS. 3 to 6, the swinging scroll 3 has swinging scroll teeth 6, a swinging scroll base plate 7 with the swinging scroll teeth 6 protruding from one surface, and a swinging scroll base plate 7 having the swinging scroll teeth 6 protruding from one surface. An oscillating scroll shaft 8 extending on the surface, and oscillating guide recesses 9 similarly formed on the other surface at equal angular intervals on a concentric circle;
It consists of an oscillating scroll balancer 10,
The reference numeral 11 is a virtual extension line of the inner surface of the swinging scroll tooth 6. In addition, in FIGS. 7 and 8, each guide pin 12 having a shaft end with a smaller diameter loosely fitted into the swing guide recess 9 of the swing side scroll 3 is connected to a flange portion of the main body 13 . The thrust bearing surface 15 at the tip is supported by each guide pin hole 14 formed in the guide pin hole 13a corresponding to each of the recesses 9.
The oscillating scroll base plate 7 is in contact with the main body 1
The oscillating scroll shaft 8 is pivotally supported in an eccentric hole 18 of a crankshaft 17, which is rotatably supported in a shaft hole 16 bored in the central protrusion 13b on both sides thereof. Therefore, when the crankshaft rotates, a sliding surface 24 is formed between the inner peripheral surface of the shaft hole 16 and the outer peripheral surface of the crankshaft 17. 19 is crankshaft 1
The oil hole (oil passage) communicates one end of the eccentric hole 18 with the eccentric hole 18 through the center point J of the oil hole 7, and the oil holes 20 and 21 are a plurality of oil holes in the radial direction that communicate the oil hole 19 and the sliding surface 24. , are bored apart from each other in the axial direction on the end side of the protrusion 13b. 22 is the thrust bearing surface 1
23 is an oil groove provided on the inner surface of the eccentric hole 18. Therefore, according to the embodiments shown in FIGS. 3 to 8, the swing scroll shaft 8 of the swing scroll shaft 8 is connected to the eccentric hole 18 of the crankshaft 17 , and each swing guide recess 9 is connected to each guide pin 12. As the crankshaft 17 rotates from 0° → 90° → 180° → 270° as shown in FIG. 9, the oscillating scroll 3 rotates as shown in FIG. Then, the relative position remains the same and the swing is performed. However, when the lever swings, the distance between the center J of the crankshaft 17 and the center K of the swinging scroll shaft 8 needs to be maintained at a/2-t as explained in FIG. In order to make it happen, the 9th
As shown in the figure, if the diameter of the guide pin 12 is b, then the diameter of the swing guide recess 9 must be a+b-2t. Furthermore, in FIGS. 3 and 5, E~
E', F~F' and G~G' are each the base line, K is the center of the oscillating scroll shaft, h is the oscillating scroll tooth height, I
is the center of gravity of the oscillating scroll tooth portion when there is no balancer. That is, in this way, a desired swing trajectory can be constructed by at least three swing guide recesses 9 and each guide pin 12 that is loosely engaged with the swing guide recesses 9. Now, regarding the balancing of the swinging scroll 3 according to the configurations of the embodiments shown in FIGS. 3 to 6, as is clear from the drawings, the center of gravity of only the swinging scroll teeth 6 is located at the base line G~ It will be located near point I on G'. This is due to the fact that the shape of the scroll teeth is not symmetrical. If this swinging side scroll 3 is replaced by a balancer 10
If the rocking motion is to be made as described above in a state where there is no This is because the swinging side scroll 3 performs a swinging motion, and in such a case, it is extremely difficult to maintain balance. For this purpose, a balancer 10 is provided in the embodiment,
The center of gravity of these scroll teeth 6 and the balancer 10 is made to coincide with the center K of the oscillating scroll shaft, and in order not to impede the operation, it is placed outside the virtual extension line 11, It is sufficient to select a shape that has the same height as the scroll tooth height h and the center of gravity in the height direction, and also selects its mass, so that the entire center of gravity of the swinging scroll 3 is equal to K. and the center of the crankshaft J
It is possible to perform balanced eccentric rotation around the . The details of the crankshaft 17 are as follows.
As shown in the figures or FIG. 12, the base end of the shaft is stepped to form a motor mounting part 26, and an oil groove 27 is formed on the outer periphery of the shaft. Falling off from the shaft hole 16 is prevented. Therefore, the flange 28 and the shaft hole 16
Since the crankshaft 17 is rotatable using the joint surface with the flange 28 as a sliding surface, a space 25 is formed around the flange 28 as shown in FIG. Next, an embodiment of the fixed scroll 2 combined with the swinging scroll 3 is shown in FIGS. 13 and 14, and the position and size of its discharge port will be described in particular. In these FIGS. 13 and 14, the fixed scroll 2 has fixed scroll teeth 29,
This fixed scroll tooth 29 is made up of a fixed scroll base plate 30 which is protruded from one surface corresponding to the oscillating scroll tooth 6, and is located at the following positions:
A discharge port 31 having a certain shape and size is formed. Here, the fixed scroll teeth 29 have a tooth height h equal to that of the oscillating scroll teeth 6, and the discharge port 31 is eccentric from the center point by a distance c and has a diameter d. In this configuration of the fixed scroll 2 , as is clear from FIG. 2, the diameter d of the discharge port 31 is made smaller than at least the scroll tooth thickness t, and is large enough to seal the discharged fluid. In order to completely discharge the fluid in the compression chamber 4 (FIG. 2), its center must be on the base line N to N', and the point p on the inner circumference must be in contact with the innermost edge of the fixed scroll tooth 29. In other words, the requirements for the specifications of the discharge port 31 are as follows:
It is eccentric by (a/2-t≦c<a-t/2), and its center is on the base line N~N' that connects the center of the base plate and the innermost edge of the scroll tooth, and the point p on the inner circumference of the opening is It occupies a position adjacent to the innermost edge of the scroll teeth, and
It is nothing but a circular shape with a diameter d (d=a-t-2c or 0<d≦t). One embodiment of a scroll compression mechanism formed by assembling each of the above-mentioned components is shown in FIGS. 15 and 1.
As shown in FIG. 6, a cylinder 32 is disposed on the outer edge of the flange of the main body 13 , a suction port 33 is formed in the cylinder 32 to communicate with a suction space 34, and the fixed scroll 2 is aligned with the cylinder 32 . They are connected by bolts 36 through bolt holes 35, and this cylinder 32 also plays the role of adjusting and setting the axial height and clearance between the fixed and swinging scrolls 2 and 3 . P-P′,
Q-Q' is the baseline. Further, FIG. 17 shows a scroll compressor of a closed type in which an electric motor is incorporated into the scroll compression mechanism constructed in this manner. FIG. 17 shows a scroll compressor according to an embodiment of the so-called high-pressure shell type in which the inside of the closed shell is maintained at the discharge side pressure.
In FIG. 7, the rotor 37 constituting the electric motor has an end ring 38 and a balance weight 39, as is clear from FIG. The above-mentioned scroll compression mechanism is attached to the mounting flange 43 provided around the upper inner side of the shell 42, which forms an induction motor and seals the entire body, with bolts 36 via the flange portion 13a of the main body 13. The space inside the shell is divided into an upper space 47a inside the shell and a lower space 47b inside the shell, and a suction pipe 44 introduced through the shell 42 is connected to the suction port 33. A discharge pipe 45 provided at positions radially shifted from each other is taken out, and an oil return hole 46 is formed in the mounting flange 43 to communicate the upper and lower spaces 47a and 47b inside the shell. Lubricating oil 48 is stored in the oil reservoir 42a. The lead wires 49 of the stator 40 are taken out to the outside of the shell via hermetic terminals 50, and the stator 40 is extended between the inner wall surface of the shell 42 and on both sides of the motor stator 40 in the axial direction. A mounting hole 53 in the center of the rotor 37 is connected to the crankshaft 17 so that the rotor 37 is fixed to the stator 40 through a gap 51 formed therein, and the rotor 37 is opposed to the stator 40 via an air gap 52. It is fixed to the mounting portion 26 by, for example, shrink fitting. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 17, when the crankshaft 17 is rotationally driven by energizing the electric motor, the shaft 8 rotatably fitted in the eccentric hole 18 is rotated.
As a result, the swing-side scroll 3 is guided by the guide pin 12 with its recess 9 loosely engaged, performs the swing movement shown in FIG. 2, and reaches the suction space 34 from the suction pipe 44. Gas is sucked in, compressed in the compression chambers 4 and 5, and discharged from the discharge port 31 into the upper space 47a inside the shell, where it is separated into gas and lubricating oil, and the gas is led out through the discharge pipe 45. However, since the discharge pipe 45 and the discharge port 31 are misaligned, the above-mentioned separation is further promoted. In other words, the volume of the discharged gas discharged from the discharge port 31 rapidly increases in the upper space 47a inside the shell, so that the discharge pulsation is reduced and the flow velocity is lowered.
2. The oil collides with the upper inner wall and changes its direction two or more times, so the oil is separated by these effects. However, during the compression operation of the lever, the lower space 4 inside the shell
7b, the discharge gas flows through the oil return hole 46, creating a high-pressure atmosphere with a discharge pressure. At this time, the separated lubricating oil falls from the oil return hole 46 and passes through the gap 51, cooling the motor stator 40 and moving it to the oil sump 42.
The oil is returned to a. And the shell inner lower space 47
The lubricating oil 48 stored in the oil reservoir 42a at the inner bottom of the shell is caused to flow through the oil holes 19, 20, 21 and the oil grooves 22, 23, 27 as shown by the single line arrow. It is supplied to each lubricating part from the lubrication area, reducing losses due to wear on sliding surfaces. That is, the lubricating oil that has reached the joint between the orbiting scroll shaft 8 and the eccentric hole 18 through the oil hole 19 and the oil hole 1
The lubricating oil that has reached oil holes 20 and 21 from oil hole 2
3 and the sliding surface of the swinging scroll shaft 8 and the eccentric hole 18 of the crankshaft 17, and the oil groove 27 and the sliding surface 24 of the inner circumferential surface of the shaft hole 16 of the main body 13 and the outer circumferential surface of the crankshaft 17. During the process, the pressure is reduced and the pressure in the space 25 becomes lower than the discharge gas pressure, so the lubricating oil flows due to the differential pressure. Furthermore, space 2
The lubricating oil that has reached No. 5 is squeezed by the oil groove 22 and the thrust bearing surface 7, and reaches the suction space where the pressure is lowest with some pressure loss. In addition, the above-mentioned differential pressure and oil hole 2 are connected to the sliding surface 24.
The lubricating oil is supplied by the centrifugal force acting on the lubricating oil in the oil holes 20 and 21, and the lubricating oil is sufficiently supplied to the sliding surface 24 between the oil holes 20 and 21. Therefore, the oil holes 20, 21
The sliding surface 24 between them is filled with lubricating oil to form an oil seal film, and even if the high-pressure gas in the shell inner space 47b attempts to enter through the gap in the sliding surface 24 on the end side of the protrusion 13b, it is blocked. The lubricating oil is then supplied to the fixed and swinging scroll teeth 29 along with the suction gas.
The oil is discharged into the upper space 47a within the shell, separated from the high pressure gas as described above, and returned to the oil reservoir 42a at the bottom of the shell. That is, the lubricating oil, the oil seal, and the oil separation function are performed by pumping using differential pressure in this manner. In particular, during compression operation, a thrust load is generated on the swinging scroll 3 between its base plate 7 and the thrust bearing surface 15 of the main body 13 due to the compression action in the compression chambers 4 and 5. The load can be reduced by applying oil pressure to the groove 22. The balance weight 39 balances the swinging scroll 3 that performs an eccentric movement around the rotation center 17 of the crankshaft 17. In addition, as shown in FIG. 19, for pumping, the oil hole 19 is located at the center of the shaft, without making the oil hole eccentric.
A screw 55 may be inserted inside the screw 55, and the lubricating oil may be supplied by the pumping action caused by the rotation of the shaft. In this case, it is possible to obtain the same effect as in the embodiment shown in FIG. 17. can. [Effects of the Invention] As described above, in this invention, the inside of the shell is divided into an upper space and a lower space that are both maintained at a high pressure state for supplying lubricating oil, etc., and high pressure gas from the compression chamber is transferred to the upper space. It is discharged and separated into gas and lubricating oil in this space, and the separated lubricating oil is passed through an oil return hole that communicates the upper and lower spaces into the oil reservoir along the motor stator disposed in the lower space. A compact scroll compressor that can separate the high-pressure gas discharged from the compression chamber into gas and lubricating oil using the upper space inside the shell, and attenuate the pulsation of the discharged high-pressure gas. is obtained. In addition, the separated lubricating oil does not flow against the flow of suction gas with a high flow rate as in conventional devices, so it is reliably returned to the oil reservoir.
The problem of oil depletion will be solved. Furthermore, high pressure gas from the compression chamber is discharged into the upper space inside the shell,
The discharge pipe is fixed only to the shell wall so that the gas is sent outside the shell after being separated.
Unlike conventional devices, the fixed scroll does not deform due to thermal expansion, and it is possible to prevent seizure between the fixed and oscillating scrolls.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は半径の異なる半円弧を順次スクロール
状に接続してなるスクロールの説明図、第2図は
同上1組のスクロールを相互に組合わせて構成す
るスクロール圧縮機構の作動図、第3図および第
4図は揺動側スクロールの平面および底面図、第
5図および第6図は第3図E−E′およびF−H−
G′部の各々断面図、第7図は揺動側スクロール
の支持ならびに揺動機構を示す要部を縦断した正
面図、第8図は同上支持部の平面図、第9図は揺
動機構の作動図、第10図、第11図および第1
2図はクランク軸の側面断面および端面図、第1
3図は固定側スクロールの平面図、第14図は第
13図N−N′部の断面図、第15図および第1
6図はスクロール圧縮機構の一実施例による相互
にP−P′およびQ−Q′部の各々側断面および平断
面図、第17図は高圧シエルタイプの一実施例に
よるスクロール圧縮機を示す縦断面図、第18図
はクランク軸に組合わされる電動機ロータを示す
斜視図、第19図はスクリユウによる給油方式を
説明する一部断面図である。 …スクロール、および…固定側および揺
動側スクロール、4,5…圧縮室、6…揺動スク
ロール歯、7…揺動スクロール台板、8…揺動ス
クロール軸、13…本体、13a…フランジ部、
13b…突出部、15…スラスト軸受面、16…
軸孔、17…クランク軸、18…偏心孔、19…
油孔(油路)、20,21…油孔、22,23,
27…油溝、24…摺動面、25…空間、28…
鍔部、29…固定スクロール歯、30…固定スク
ロール台板、31…吐出口、32…シリンダ、3
3…吸入口、34…吸入空間、37…ロータ、4
0…ステータ、42…シエル、42a…油溜め、
43…取付けフランジ、44…吸入管、45…吐
出管、46…連通口、47a,47b…シエル内
上部及び下部空間、48…潤滑油。
Fig. 1 is an explanatory diagram of a scroll formed by sequentially connecting semicircular arcs with different radii in a scroll shape, Fig. 2 is an operational diagram of a scroll compression mechanism constructed by mutually combining a set of scrolls as described above, and Fig. 3 4 is a plan view and a bottom view of the swinging scroll, and FIGS. 5 and 6 are EE' and FH-
Each sectional view of the G' section, FIG. 7 is a longitudinally sectional front view of the main parts showing the support and swing mechanism of the swinging side scroll, FIG. 8 is a plan view of the same supporting part, and FIG. 9 is the swing mechanism. 10, 11 and 1
Figure 2 is a side cross-sectional view and an end view of the crankshaft.
Figure 3 is a plan view of the fixed scroll, Figure 14 is a sectional view taken along line N-N' in Figure 13, Figure 15 and Figure 1.
Fig. 6 is a side sectional view and a plane sectional view of the P-P' and Q-Q' portions of an embodiment of the scroll compression mechanism, and Fig. 17 is a longitudinal sectional view of the scroll compressor of an embodiment of the high-pressure shell type. FIG. 18 is a perspective view showing the motor rotor combined with the crankshaft, and FIG. 19 is a partial sectional view illustrating the oil supply system using a screw. 1 ... Scroll, 2 and 3 ... Fixed side and swinging side scroll, 4, 5... Compression chamber, 6... Rocking scroll tooth, 7... Rocking scroll base plate, 8... Rocking scroll shaft, 13 ... Main body, 13a ...flange part,
13b...Protrusion part, 15...Thrust bearing surface, 16...
Shaft hole, 17 ... Crankshaft, 18... Eccentric hole, 19...
Oil hole (oil path), 20, 21... Oil hole, 22, 23,
27...Oil groove, 24...Sliding surface, 25...Space, 28...
Flange portion, 29...Fixed scroll tooth, 30...Fixed scroll base plate, 31...Discharge port, 32...Cylinder, 3
3... Suction port, 34... Suction space, 37... Rotor, 4
0...Stator, 42...Ciel, 42a...Oil sump,
43...Mounting flange, 44...Suction pipe, 45...Discharge pipe, 46...Communication port, 47a, 47b...Upper and lower spaces within the shell, 48...Lubricating oil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 密閉形式のシエル42と、このシエル42内
を上、下部空間47a,47bに区割するように
設けられかつその上下に貫通する軸孔16と油戻
し孔46とを有する本体13と、この本体13の
軸孔16内に回転自在に挿入して支承されるクラ
ンク17と、このクランク軸17上端部に結合さ
れた台板7とスクロール状歯6とを有し前記空間
47a内に配設された揺動スクロール3と、この
揺動スクロール台板7に上方から対向する台板3
0と前記揺動スクロール3の歯6に組合わされ揺
動運動に伴つて容積が変化する圧縮室4,5を形
成するスクロール状歯29とを有し前記上部空間
47a内に配設された固定スクロール2と、前記
下部空間47b内で前記クランク軸17およびシ
エル42側にそれぞれ設けられ電動機を構成する
ロータ37およびステータ40と、この電動機よ
りも下側のシエル42底部に形成され潤滑油48
を貯溜する油溜めと、この油溜め内の潤滑油48
中に下端が臨むクランク軸17内に軸線方向に沿
つて形成されかつ上端が前記揺動スクロール台板
7とクランク軸17との結合部に連通する潤滑油
供給用の油孔19を備え、前記上、下部空間47
a,47bは、油戻し孔46により連通されて前
記圧縮室4,5から吐出される高圧ガスにより高
圧雰囲気中に保持されており、前記油孔19によ
り油溜めから結合部を経て圧縮室4,5に供給さ
れる潤滑油48は、前記上部空間47a内に高圧
ガスと共に吐出され、かつこの上部空間47a内
で高圧ガスと分離された後、シエル42とその内
側に配設されるステータ40との間でその軸線方
向両側に跨つて延在している間〓51を通つて前
記油溜めに返油されるように構成されていること
を特徴とするスクロール圧縮機。
1. A sealed shell 42, a main body 13 having a shaft hole 16 and an oil return hole 46 which are provided so as to divide the interior of the shell 42 into upper and lower spaces 47a and 47b and which pass through the upper and lower spaces. The crank 17 is rotatably inserted and supported in the shaft hole 16 of the main body 13, the base plate 7 is connected to the upper end of the crankshaft 17, and the scroll teeth 6 are arranged in the space 47a. The oscillating scroll 3 and the base plate 3 facing the oscillating scroll base plate 7 from above.
0 and scroll-shaped teeth 29 that are combined with the teeth 6 of the oscillating scroll 3 and form compression chambers 4 and 5 whose volume changes with oscillating motion, and are disposed in the upper space 47a. A scroll 2, a rotor 37 and a stator 40 that are provided on the crankshaft 17 and shell 42 sides in the lower space 47b and constitute an electric motor, and a lubricating oil 48 that is formed at the bottom of the shell 42 below the electric motor.
and lubricating oil 48 in this oil reservoir.
An oil hole 19 for supplying lubricating oil is formed along the axial direction in the crankshaft 17 whose lower end faces inside, and whose upper end communicates with the joint between the swinging scroll base plate 7 and the crankshaft 17. Upper and lower spaces 47
a, 47b are communicated with each other by an oil return hole 46 and maintained in a high pressure atmosphere by high pressure gas discharged from the compression chambers 4, 5. . A scroll compressor characterized in that the scroll compressor is configured such that oil is returned to the oil sump through an oil sump 51 extending across both sides in the axial direction between the scroll compressor and the oil reservoir.
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JPS5247772U (en) * 1975-10-02 1977-04-05
US4065279A (en) * 1976-09-13 1977-12-27 Arthur D. Little, Inc. Scroll-type apparatus with hydrodynamic thrust bearing

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