JPH01290986A - スクロール流体機械 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、空調装置や冷凍装置等に利用される密閉形の
スクロール流体機械に関する。

（従来の技術） 従来のスフロー・ル流体機械として渦巻状のスクロール
部材を用いたスクロールタイプの電動圧縮機がある。

この種の電動圧縮機は、電動機の駆動軸に偏心してクラ
ンク軸が設けられ、このクランク軸に可動側スクロール
部材が連結される。そして、駆動軸の回転に伴って、可
動側スクロール部材が偏心運動し、ケースに固定された
固定側スクロール部材との間に形成される複数の圧縮室
で冷媒ガスの圧縮を行うものである。

また、偏心運動の際に、可動側スクロール部材の回転運
動を防止するために、可動側スクロール部材とケースと
の間に、例えば、ボールベアリングを用いた回転阻止機
構が設けられ、これにより、圧縮機駆動時に可動側スク
ロール部材が回転するのを防止している。

上記ボールベアリングを用いた回転防止機構は、ボール
の偏心運動をガイドする二枚のスラストプレートを用い
たものである（例えば、特公昭６Ｏ−２２ｉ９９号公報
）。

（発明か解決しようとする課題） ところが、上記ボールベアリングの回転阻止機構を用い
た電動圧縮機においては、各々のスラストプレートが単
にボールのガイドを行うものであり、ケース側と可動側
スクロール部材との間に作用するスラスト力を、点接触
による各ボール自体が直接受けることになるため、各ボ
ールの消耗が著しくなって、ベアリング軸受部のスムー
ズな動きを確保することが困難であった。

また、上記従来の電動圧縮機によれば、冷媒吸入用のユ
ニオンが、ケース下部に、すなわち電動機の下側に取付
けられていたため、ケース底部に溜ったオイルのミスト
化（ｎ化）が行なわれにくく、そのため、特にスラスト
力が集中する回転阻止機構の潤滑が充分に行なえないと
いうおそれがある。

そこで、本発明では、ピンによる回転阻止機構を用い、
ピンに直接作用するスラスト力を緩和し、ピンの損傷や
摩耗を防止するとともに、オイルのミスト化を図ったス
クロール流体機械を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明のスクロール流体機械は、密閉されるケース内の
下側に配設された電動機と、前記ケースに固定され前記
電動機の駆動軸の上部を支持する上部軸受支持部材と、
前記駆動軸に連結され、駆動軸に対し偏心したクランク
軸と、前記ケースの上側に固定された固定側スクロール
部材と、前記クランク軸に連結されクランク軸の駆動に
伴って前記固定側スクロール部材に噛み合いながら偏心
運動を行う可動側スクロール部材と、この可動側スクロ
ール部材の回転を防止する回転阻止機構と、この回転阻
止機構を、前記軸受支持部材に固定される環状の固定側
スラストプレートと、前記可動側スクロール部材に固定
されて前記固定側スラストプレートに面接触する環状の
可動側スラストプレートと、前記双方のスラストプレー
トの穴に挿入されるピンとにより構成し、前記ケースの
電動機と上部軸受支持部材との間に設けられた冷媒吸入
用のユニオンと、このユニオンに連通し前記ケース底部
に向け冷媒を通流する冷媒流路と、を備えた構成とされ
ている。

（作　用） 電動機の駆動により駆動軸が回転し、これに伴ってクラ
ンク軸が偏心運動を行う。クランク軸の偏心運動により
、クランク軸に連結された可動側スクロール部材が固定
側スクロール部材に噛み合いながら偏心運動を行い、双
方のスクロール部材間に形成される圧縮室内て冷媒ガス
が圧縮される。

上記冷媒ガスは吸入用のユニオンから冷媒流路を通じて
ケースの底部へ向けて通流され、電動機側から双方のス
クロール部材側へ通流される。この場合、冷媒流路から
ケース内に導かれる冷媒ガスは、ケースの底部に溜った
オイルの油面に、−旦、衝突して、電動機内を通るため
、衝突によりオイルのミスト化が促進され、冷媒内にオ
イルミス１〜が充分に混入され、回転阻止機構において
充分な潤滑か行なわれる。また５回転阻止機構において
は、ケース側と可動側スクロール部材間に作用するスラ
スト力は、互いに面接触する双方のスラストプレートに
より受けとめられることになり、これらを連結するピン
には加重されず、ピンの損傷等が防止できる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はスクロールタイプの密閉形電動圧縮機（スクロ
ール流体機械）ｌを示しており、同図中、３．５は上部
ケースおよび下部ケース、７は軸受支持板である。上記
上部ケース３と下部ケース５は、軸受支持板７およびシ
ム９を介装し複数のボルト１１により内部が密閉状態と
なるように互いに連結されている。上記シム９は軸方向
寸法を調節するために設けられている。

上記ケース３．５内の上下方向には駆動軸１３が配設さ
れ、駆動軸１３の下部が軸受１５を介して下部ケース５
の底部中央に支承され、駆動軸１３の上部が軸受１７を
介して軸受部材７に支承されている。尚１図中の１９は
軸受１７のス１へツバリンクである。

上記駆動軸１３の下端側には積層鉄心からなる柱状のロ
ータ２１が固着され、このロータ２１の周面にはＮ極と
Ｓ極を順次構成する永久磁石２３か取付けられている。

また、永久磁石２３の外周には積層鉄心からなる筒状の
固定子２５が配設され、この固定子２５は下部ケース５
に固定されている。この固定子２５の各突極２５ａには
、第２図に示すように、励磁コイル２７が巻回され、こ
れらによりブラシレスの電動機２８を構成している。上
記励磁コイル２７は、第１図に示すように、下部ケース
５に固定される支持部材２９に支持され、また励磁コイ
ル２７は、支持部材２９およびケース５のプツシ２３１
を貫通するリード線３３に接続され、リート線３３はケ
ース５外へ引出されている。

下部ケース５の固定子２５の上側には吸入用のユニオン
３５がケース５を貫通して固着され、このユニオン３５
には吸入バイブ（図示省略）が接続され冷媒が吸入され
る。ユニオン３５にはバイブ３７が接続され、このバイ
ブ３７の先端側開口部３７ａが、第１図、第２図に示す
ように、固定子２５の隣り合う突極２５ａ間の空間部３
９に臨むように屈曲されている。

したがって、冷媒ガスは、第１図中の矢印で示すように
、ユニオン３Ｓからケース下部へ向け配設したバイブ３
７を通じて突極２５ａ間の空間部３９に導かれ、固定子
２５およびコイル２７の冷却が行われ、バイブ３７によ
り冷媒流路が形成されている。更に、空間部３９を通過
した冷媒ガスは下部ケース５底部の内表面に衝突し、ロ
ータ２１と固定子２５との間の隙間を通って上方へ至り
、再びモータ２８の冷却が行われる。この場合、ケース
底部に衝突する冷媒ガスによって、下部ケース５の底部
内表面に付着したオイルをミスト（粒子状）にし、オイ
ルミストが混入された冷媒ガスとして上方に通流される
。このように、冷媒ガス中にオイルミストの混入か促進
されるので、後述する回転阻止機構５８の潤滑を充分に
行なうことができる。

上記駆動軸１３の上端側には、第１図に示すように、駆
動軸１３の中心０１から所定寸法文だけその中心０゜が
偏心したクランク軸１３Ａが一体に形成されている。こ
のクランク軸１３Ａは、可動側スクロール部材４１の背
面側に凹状に形成された連結挿入部４１ａに対しメタル
軸受４３を介して挿入されており、駆動軸１３の回転に
よりクランク軸１３Ａが旋回し、これによって可動側ス
クロール部材４１が旋回駆動される。また、クランク軸
１３Ａが駆動軸１３に対して偏心していることから、駆
動軸１３の回転バランスを安定させるため、駆動軸１３
の軸受１７の下方にバランスウェイト４５がねじ４７に
より固着されている。

上記可動側スクロール部材４１と軸受支持板７との間に
は、第３図および第４図に示すように、軸受支持板７に
固着された環状の固定側スラストプレート５３と、可動
側スクロール部材４１の背面部に固着された環状の可動
側スラストプレート５５とが互いに摺接可能に面接触し
た状態で介設されている。また、これらの両スラストプ
レート５３と５５にはピン５１が介装されている。この
ピン５１は、第３図に示すように、周方向に等間隔に４
箇所配設されている。また、ピン５１は、第５図および
第６図に示すように、大径部５１ａと小径部５１ｂとか
らなり、小径部５１ｂの正面円形の外形が大径部５１ａ
の正面円形の外形から突出するように、双方の中心を」
二記クランク軸１３Ａの偏心量文と同寸法だけずらして
形成されている。そして、各ピン５１の大径部５１ａは
、上記固定側スラストプレート５３に形成された穴部５
３ａに回動可能に嵌め込まれ、他方、各ピン５１の小径
部５１ｂは、上記可動側スラストプレート５５の穴部５
５ａに、メタル軸受５６を介して回動可能に挿入されて
いる。したがって、クランク軸１３Ａの旋回時において
は、周方向に配設された複数のピン５１により可動側ス
クロール部材４１の回転か抑制される。すなわち、ピン
５１、双方のスラストプレート５３．５５およびメタル
軸受５６により回転阻止機構５８が構成されている。

また、上記固定側および可動側スラストプレート５３．
５５の双方には、第３図、第４図に示すように、同形の
略半円形の切欠部５３ｂ、５５ｂがそれぞれ形成されて
いる。この切欠部５３ｂ。

５５ｂは、周方向に等間隔に４箇所形成されている。ま
た、これらの切欠部５３ｂ、５５ｂに対応する軸受支持
板７の各位置には、モータ部空間２６に連通する吸入用
ボート（冷媒ガスの流通路）５７か形成され、各吸入用
ボート５７が、各々、双方のスラストプレート５３．５
５の切欠部５３ｂ、５５ｂを介して可動側スクロール部
材４１の背面に臨むとともに、これらの切欠部５３ｂ、
５５ｂを通じて後述する第１図のスクロール部の吸入圧
室６５に連通している。したがって、双方のスラストプ
レート５３．５５の切欠部５３ｂ、５５ｂに連通ずるよ
うに駆動軸１３に近づけて各吸入用ボート５７を設ける
ことかできるので、軸受支持板７の外径寸法を小さくす
ることが可能となり、これに伴って圧縮機自体の外径寸
法の小径化を図ることができる。

上記固定側スラストプレート５３と可動側スラストプレ
ート５５は、第３図に示すように、クランク軸１３Ａと
ともに可動側スクロール部材４１の旋回に伴って旋回方
向に互いに位置がずれるが、位置ずれの際にも径方向に
亘って広い面積で当接しており、可動側スクロール部材
４１に作用するスラスト力を、単位面積当りでは小さな
スラスト力として受けることを可能としている。また、
モータ部空間２６の冷媒ガスは各吸入用ボー１−５７か
ら双方のスラストプレート５３．５５の切欠部５３ｂ、
５５ｂを通じてスクロール部の吸入圧室６５に通流され
るが、この際、固定側スラストブレー■・５３と可動側
スラストプレート５５が第３図および第１図のように位
置ずれを生ずるので、固定側スラストプレート５３の切
欠部５３ｂを通過した冷媒ガスが慣性力により可動側ス
ラストプレート５５の一部の壁部に衝突し、この衝突に
伴って冷媒ガス中のミストオイルが付着し、この付着し
たオイルが固定側と可動側のスラストプレート５３と５
５の隙間に流入し、これらの間の潤滑が充分に行われ、
互いに摺接しスラスト力が大きく作用する双方のスラス
トプレート５３と５５の摺動が円滑となる。同様に、可
動側スラストプレート５５の切欠部５５ｂに通流された
冷媒も可動側スクロール部材４１の背面に衝突し、これ
に付着したオイルにより、更に双方のスラストプレート
５３．５５間に流入して潤滑が行われることになり、回
転阻止機構５８の潤滑が充分なものとなる。

上記可動側スラストプレート５５の固定側スラストプレ
ートに摺接する摺接面には、第１図、第３図および第７
図（ａ）　（ｂ）に示すように、環状のオイル溝５５ｃ
が形成されている。このオイル溝５５ｃは全ての上記切
欠部５５ｂおよびピン５１が嵌め込まれる凹部５５ｂに
連絡するよう設けられており、更にこの環状のオイル溝
５５ｃは径方向に設けられた４つのオイル溝５５ｄに連
通されている。

したがって、両スラストプレート５３．５５の切欠部５
３ｂ、５５ｂからこれらの間に侵入するオイルは、環状
のオイル溝５５ｃを通じて互いの摺接面を潤滑するとと
もに、ピン５１の各様め込み部分を潤滑する。更に径方
向のオイル溝５５ｄを通じて供給されるオイルによりク
ランク軸１３Ａとメタル軸受４３間が潤滑されることに
なり、応力が集中する各部の？１月滑を確実なものとす
ることができる。

また、上記軸受支持板７と固定側スラストプレート５３
と可動側スクロール部材４１とで囲まれる空間５９内に
は、ねじにより駆動軸１３に固着されたファン６１が設
けられている。このファン６１は駆動軸１３の回転に伴
って、上記空間５９からベアリング１７等の隙間を通じ
てモータ２８側の空間２６に送風できるように取付けら
れており、したがりて、゛ファン６１の駆動に伴って上
記空間５９内が負圧となり、負圧に伴う吸引により、上
述した上記双方のスラストプレート５３と５５との間に
潤滑油がより供給されることになり、潤滑の向上が図ら
れる。

上記クランク軸１３Ａに支持された可動側スクロール部
材４１は、上部ケース３に複数のボルト６２にて固定さ
れた固定側スクロール部材６３と噛み合っており、例え
ば、第１図および第８図に示すように、吸入圧となる吸
入圧室６５、中間圧に圧縮される中間圧室６７、吐出圧
まで圧縮される吐出圧室６９とに形成され、吐出圧室６
９の中央部には吐出ボート７１か形成され、この吐出ボ
ート７１はリードバルブ７３を介して吐出室７５に連通
している。そして、可動側スクロール部材４１がクラン
ク軸１３Ａの偏心量に従って固定側スクロール部材６３
に摺動し、噛み合いにより形成される密閉圧室６７．８
９の容積を次第に減少させて、吸入圧から中間圧、更に
中間圧から吐出圧へと冷媒を圧縮し、吐出ボート７１よ
り吐出される。尚、図中７６は吐出用ユニオンを示す。

上記可動側スクロール部材４１には、極小径のオイル孔
７７と７９が設けられている。一方のオイル孔７７は、
第１図に示すように、その一端がクランク軸１３Ａ端面
と可動側スクロール部材４１との隙間に連通し、その他
端が、第８図に示すように双方のスクロール部材４１．
６３の渦巻状のラップ部４１　Ａと６３Ａにより画成さ
れる３種の室６５，６７．６９．のうち、中間圧室６７
に連通している。また、他方のオイル孔７９は、第１図
に示すように、その一端が、固定側スラストプレート５
３と可動側スクロール部材４１との隙間に連通し、その
他端側か、上記同様中間圧室６７に連通されている。

また、これら双方のオイル孔７７．７９が中間圧室６７
に連通する位置は、固定側スクロール部材６３のラップ
部６３Ａにより断続的に連通される位置を選んで設けら
れている。そして、中間圧室６７の中間圧により中間圧
室６７の内壁面に付着したオイルが、オイル孔７７を通
じてクランク軸１３Ａ端面と可動側スクロール部材４１
の隙間に、他方、オイル孔７９を通じて固定側スラスト
プレート５３と可動側スクロール部材４１および可動側
スラストプレート５５との隙間に、それぞれ、断続的に
供給されることになる。

更に、上部ケース３とともに吐出室７５を画成する固定
側スクロール部材６３の上面には、環状のオイル溜り８
１が形成されており、このオイル溜り８１には吐出室７
５内のオイルが溜められる。他方、可動側スクロール部
材４１の固定側スクロール部材６３と向き合う面４１ｂ
には、その周縁に沿う環状のオイル溝８３か形成されて
おり、このオイル溝８３には吸入圧室７５内面のオイル
が溜められ、このオイルにより、圧縮機駆動時にはラッ
プ部６３Ａ先端の摺接面の潤滑が行われる。

また、上記オイル溜り８１には、固定側スクロール部材
Ｃ３の可動側スクロール部材４１と向き合う面の周縁部
に至るオイル孔８５が連通されている。このオイル孔８
５にはチエツク弁８７が介装されている。本実施例では
、チエツク弁８７としては、吐出室７５が低圧（吐出圧
以下）のときにオイル孔８５を開通するリードバルブに
より構成されている。したがって、圧縮機駆動時にはオ
イル孔８５が閉止され、他方、圧縮機の停止時にはオイ
ル孔８５が開通されてオイル溜り８１のオイルがオイル
孔８５を通じて吸入圧室７５に導かれる。この供給され
たオイルはラップ部４１の壁面を伝わって上記オイル溝
８３に溜められ、圧縮機始動時にラップ部４１Ａ、６３
Ａの潤滑が行われ、始動をスムースにすることができる
。

尚、上述した双方のスラストプレート５３と５５の板厚
を各種用意し、圧縮機組立ての際に、適切なスラストプ
レート５３．５５を選んで組イ］けることにより、軸方
向の加工寸法誤差があっても、容易に対応することが可
能となり、組立てコストを低減させることができ、前述
したシム９を不要とする構造とすることも可能である。

また、上記実施例では、吸入用ユニオン３５の冷媒ガス
をケース５底部へ導く冷媒流路としては、第１図および
第２図に示すようにバイブ３７を用いたが、例えば、第
９図に示すように、ケース５内に電動機固定子２５の固
定子支持部材９１を有するタイプの電動圧縮機において
は、この支持部材９１とケース５との間に隙間９３が形
成されるため、この隙間９３のユニオン３５上側に円環
状の栓体９５を介設し、この隙間９３を冷媒流路とする
ことにより、同図中、矢印の如く、ケース底部へ向けて
冷媒ガスが通流されるので、ケース底部のオイルのミス
ト化においては同様の効果を有する。

このように軸受支持部材と可動側スクロール部材との間
に互いに面摺接するスラストプレートを設けたことによ
り、これらを連結するピンには小さなスラスト力しか作
用しないので、ピンの損傷等を防止できる。また、ケー
スの電動機と上部軸受支持部材との間に冷媒吸入用のユ
ニオンを設け、ユニオンに連通し冷媒ガスをケース底部
に向け通流する冷媒流路を設けたので、ケース底部のオ
イルのミスト化が促進され、冷媒ガス中へのオイルの混
入が充分に行なわれ１回転阻止機構の潤滑が充分に行な
うことが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、回転阻止機構を
、互いに面接する２枚のスラストプレートと、これらを
連結するピンにより構成したので、ケースと可動側スク
ロール部材とに作用するスラスト力を５双方のスラスト
プレートで受けることになり、スラスト力がピンに直接
作用することを軽減でき、ピンの損傷や摩耗が低減でき
、スクロール流体機械の長寿命化を図ることができる。

また、冷媒ガス吸入用のユニオンを電動機の上側に設け
、ユニオンからの冷媒ガスをケース底部へ向けて通流す
る冷媒流路を設けたので、ケース底部のオイルのミスト
化を促進できるとともに、回転阻止機構等各部摺接部分
の潤滑を充分なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は、本発明の一実施例に係り、第１
図はスクロール流体機械の縦断面図、第２図は電動機の
要部を示す第１図中のＩＩ　−ＩＩ矢視断面図、第３図
は双方のスラストプレートを示す第１図中の■−■矢視
断面図、第４図は双方のスラストプレートの配置構造を
示す一部破砕した斜視図、第５図はピンを抽出して示す
側面図、第６図はピンの斜視図、第７図（ａ）はスラス
トプレートを示す正面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）
中の■−■矢視断面図、第８図は双方のスクロール部材
を示す第１図中の■−■矢視断面図、第９図は他の実施
例に係る吸入用ユニオンの取付は構造を示す要部の半断
面図である。 ３．５・・・ケース ７・・・軸受支持部材 １３．１３Ａ・・・駆動軸およびクランク軸２８・・・
電動機 ３５・・・吸入用ユニオン ３７．９３・・・冷媒流路 ４１．６３・・・可動側および固定側スクロール部材５
１・・・ピン ５８・・・回転阻止機構 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 特許出願人　　株式会社　玉　　製　　作　　所代　理
　人　　弁理士　　森　　　　　正　　澄第２図路 竺　３闇 第５図　　　　　第６図 第７図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　密閉されるケース内の下側に配設された電動機と、 前記ケースに固定され前記電動機の駆動軸の上部を支持
   する上部軸受支持部材と、 前記駆動軸に連結され、駆動軸に対し偏心したクランク
   軸と、 前記ケースの上側に固定された固定側スクロール部材と
   、 前記クランク軸に連結されクランク軸の駆動に伴って前
   記固定側スクロール部材に噛み合いながら偏心運動を行
   う可動側スクロール部材と、この可動側スクロール部材
   の回転を防止する回転阻止機構と、 この回転阻止機構を、前記軸受支持部材に固定される環
   状の固定側スラストプレートと、前記可動側スクロール
   部材に固定されて前記固定側スラストプレートに面接触
   する環状の可動側スラストプレートと、前記双方のスラ
   ストプレートの穴に挿入されるピンとにより構成し、 前記ケースの電動機と上部軸受支持部材との間に設けら
   れた冷媒ガス吸入用のユニオンと、このユニオンに連通
   し前記ケース底部に向け冷媒を通流する冷媒流路と、を
   備えたことを特徴とするスクロール流体機械。