JPH01290991A - 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） 従来のスク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ど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、ポールベアリングを用いた回転防止機
構が設けられ、これにより、圧縮機駆動時に可動側スク
ロール部材か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６０−２２１９９号公報
）。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ところが、上記ボールベアリングの回転防止機構を用い
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５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。

更に、両スクロール部材の摺接部では圧縮機の始動時に
摩擦力が大きく、大きい始動１〜ルクな必要とする不具
合がある。

そこで、本発明では、ビンによる回転防止機構を用い、
ビンに直接作用するスラスト力をなくし、ビンの損傷や
摩耗を防止するとともに可動側スクロール部利に潤滑用
の溝を設けることにより、圧縮機始動時に両スクロール
部材の摺接部の摩擦力の低減を図り、始動性を向上させ
ることができる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に
、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、前記ケースに
固定され、上部に吐出室を画成する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
動を行い吸気圧室、中間圧室および吐出圧室を画成する
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、前記可動側スクロール
部材であって、前記固定側スクロール部材に対向する面
の周縁に添って環状に設けられた溝と、を備えて構成さ
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吸入圧室、中間圧室
および吐出圧室で冷媒ガスが順次圧縮される。

この場合、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
るビンには加重されず、ビンの損傷や摩耗の軽減が図れ
る。

また、圧縮機の停止時には、吸入圧室内の壁面に付着し
たオイルが可動側スクロール部材に設けられた溝に溜ら
れる。そして、圧縮機の再始動時には、吸入圧室の冷媒
ガス中に溝内のオイルが混入され、双方のスクロール部
材の摺接部の潤滑か充分に行なわれることになる。した
がって、圧縮機の始動性が向上し・、始動トルクの低減
を図ることができる。

（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）１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Ｍ１３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、図中の１９は
軸受１７のストッパリングである。

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が取付けられている。

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のブツシュ３１
を貫通するリード線３３に接続され、リード線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の先端側聞口部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３５からバイブ３７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との間の隙間を通ワて上方へ至り、再びモータ２
８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
たオイルなミスト（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。

上記駆動軸１．３の上端側には、第１図に示すように、
駆動軸１３の中心Ｏ１から所定寸法文だけその中心０２
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１
３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°Ｃいる。また、これ
らの両スラストプレート５３と５５にはビン５１が介装
されている。このビン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、ビン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
、双方の中心を上記クランク軸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、各ビン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５３ａに回動可能に嵌め込まれ、他方、各
ビン５１の小径部５１ｂは、上記可動側スラストプレー
ト５５の穴部５５ａ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ビン５１
により可動側スクロール部材４１の回転が抑制される。

すなわち、ビン５１、双方のスラストプレート５３．５
５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Ｓ３ｂ、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に連通ずる吸入用
ボート（冷媒ガスの流通路）５７が形成され、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に連通するように駆動軸１３に近づけて各吸入用
ボート５７を設けることができるので、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５Ｓ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
亘って広い面積で出接しており、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ト５７から
双方のスラストプレート５３．５５の切欠部５３ｂ、Ｓ
５ｂ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、固定側スラストプレート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５５の
隙間に流入し、これらの間の潤滑が行われ、互いに摺接
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５
５ｂ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間に流入して潤滑を行う。

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、ビン５１の各部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潤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、したがって、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が形成され、この吐出ボ
ート・７１はリードバルッ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６
３に摺動し、噛み合いにより形成される密閉圧室６７．
６９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・７
１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４１Ａ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５３
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の内壁面に刺着したオイルが、オイル孔７７を通
じてクランク＠１３Ａ端面（＠受部）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り、これら双方の箇所を
確実に潤滑することができる。

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」二面には、環状のオイル溜り
（油溜り溝）８１が形成されており、このオイル溜り８
１には吐出室７５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、その周縁に希う環状のオイル溝８
３が形成されており、このオイル溝８３には吸入圧室７
５内の壁面に付着したオイルが溜められ、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
６３の可動側スクロール部材４１ど向き合う面の周縁部
に至るオイル孔８５が連通されて上記吸入圧室７５に連
通している。このオイル孔８５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がリードバ
ルブ８７により閉止され、他方、圧縮機の停止時にはリ
ードバルブ８７が開くことにより、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
、圧縮機始動時にこのオイルが、冷媒ガスとともに吸入
圧室７５に吸い込まれる。したかって、オイル溜り８１
のオイルにより更にラップ部４ＩＡ、８３Ａの潤滑が促
進され、より始動をスムースにすることができ、始動ト
ルクが小さくて済む。

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を選んで組付けることにより、軸方向
の加工寸法誤差かあっても、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。

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、これらを連結するビンには小さなスラスト力しか作
用しないので、ビンの損傷等を防止できる。また、圧縮
時の停止時には、吸入圧室内の側面に付着したオイルが
、吸入圧室の溝に溜られるので、再始動時には、冷媒ガ
スどともに溝のオイルが吸入圧室に吸い込まれ、双方の
スクロール部材の摺接部の潤滑が充分に行なわれること
になり、圧縮機の始動性が向上する。

（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枚のスラストブレ・−トと、これら
を連結するビンにより構成したので、ケースと可動側ス
クロール部創とに作用するスラスト力を、双方のスラス
トプレートで受けることになり、スラスト力がビンに直
接作用することを軽減でき、ビ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、圧縮機の再始動時には、オイルが吸入冷媒ガス
とともに吸入圧室に吸い込まれ、双方のスクロール部材
の摺接部の潤滑が充分に行なわれるので、始動トルクが
小さくて済み、始動をスムース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８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ｍ−ｍ矢視
断面図、第４図は双方のスラストプレートの配諒描造を
示す一部破砕１ノだ斜視図、第５図はビンを抽出して示
す側面図、第６図はビンの斜視図、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 ４１．６３・・・可動側および固定側スクロール部材４
３・・・クランク軸のメタル軸受 Ｓ１・・・ビン ５８・・・回転阻止機構 ８３・・・溝 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　。 笑３闇 第５図　　　　　第６図 第７図 ５ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　密閉されるケース内に、 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、 前記ケースに固定され、上部に吐出室を画成する固定側
   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
   い吸気圧室、中間圧室および吐出室を画成する可動側ス
   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、 前記可動側スクロール部材であって、前記固定側スクロ
   ール部材に対向する面の周縁に添って環状に設けられた
   溝と、 を備えたことを特徴とするスクロール流体機械。