JPH02157488A - スクロール圧縮機 - 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】 この発明は、モータ部に冷却に必要な最低のガスを供給
するようにしたスクロール圧縮機に関するものである。 〔従来の技術〕 第５図はスクロール圧縮機の動作原理図を示し、図にお
いて、ｌは固定スクロール、２は揺動スクロール、３は
吸入室、４は吐出ポート、５は圧縮室である。また、Ｏ
は固定スクロールｌの中心である。 上記固定スクロール１および揺動スクロール２は同一形
状で巻方向が互いに反対の渦を１ａ。 ２ａを有し、これらの渦巻１ａ、２ａの形状は従来から
知られているごとく、インボリュート曲線、円弧などか
ら構成されている。 次に動作について説明する。上記固定スクロールｌは空
間に対して静止しており、揺動スクロール２は固定スク
ロール１に対して１８０°位相のずれた状態で組み合わ
され、固定スクロールｌの中心０のまわりを自転しない
公転運動を行ない、第５図（ａｌ　〜＋ｄｉに示すごと
＜Ｏ’、９０°、　１８０”、　２７０°のように運動
する。 図中、第５図（ａ）に示すＯｏの状態で吸入室３のガス
の閉じ込みが完了し、渦巻１ａ、２ａ間に圧縮室５が形
成される。そして、陽動スクロール２の運動に伴い、圧
縮室５は順次その容積を減し、その中のガスは圧縮され
て固定スクロール１の中心部に設けられた吐出ポート４
より排出される。 スクロール圧縮機の名前で知られている装置の概略は以
上のとおりである。 次に、スクロール圧縮機の具体的な構成および動作につ
いて説明する。第６図はスクロール圧縮機の従来例を示
すもので、特開昭５８−１１７３８０号公報に開示され
たものであり、とくに、スクロール圧縮機を全密閉形冷
媒圧縮機に応用した場合の具体的な例を示す断面図であ
る。 同図において、１は渦巻１ａを台１１．　ｈの一側に備
えた固定スクロール、２は渦９２ａを合板２ｂの一例に
備えた揺動スクロール、３は吸入口（吸入室）　　４は
吐出ボート、５は両渦巻１ａ。 ２ａを互いに組み合わせたとき、両渦巻１ａ。 ２２間に形成される圧縮室、６は主軸、７は吸込ロアａ
を有し、主軸６の下端と所定空隙をもって主軸６の下端
部を覆うように装着されたオイルキャップ、８．９は軸
受フレームである。軸受フレーム８には窪み部８ａが形
成されている。 また、ｌＯはモータ・ロータ、１１はモータ・ステータ
、１２はシェル、１３はオルダム継手、１３ａは１３動
スクロール２に設けた溝２Ｃに嵌合するキー　１５はシ
ェル１２底部に設けた油溜め、１６は吸入管、１７は吐
出管、１８は主軸６に対して偏心し、かつ台板２ｂの他
側に設けられた揺動スクロール軸２Ｃと回動自在に嵌入
された揺動スクロール軸受で、主軸６の上端部の大径部
６ａに形成した偏心穴６０ａ内に固着されている。 １９は主軸６の上部の大径部６ａの外周面６１ａを支承
する第１の主軸受、２０は主軸６の下部の小径部６ｂを
支承する第２の主軸受、２１は揺動スクロール２の台板
２ｂにおける下面２０ｂを軸方向から支承する第１のス
ラスト軸受、２２は主軸６０大径部６ａと小径部６ｂ間
の段部６Ｃを軸方向から支承する第２のスラスト軸受、
２３は主軸６の下端に開口部２３ａを有し、主軸６内に
その軸心より偏心して設けられた給油孔で、各軸受１８
．２０部へ連通している。 ２４は主軸６内に設けられたガス抜き穴、２５゜２６は
油経路用の返油孔、２７．２８は吸入ガス経路用の連通
孔である。 揺動スクロール２は、固定スクロールｌとかみ合わされ
た状態で揺動スクロール軸２ｃが揺動スクロール軸受１
８を介して主軸６に係合され、前記揺動スクロール軸受
１８および軸受フレーム８に配設された第１のスラスト
軸受２１によって支承されている。 さらに、主軸６はいんろうなどで互いに結合された軸受
フレーム８．９内に配設された第１の主軸受１９、第２
の主軸受２０、第２のスラスト軸受２２によって支承さ
れている。 また、オルダム継手１３は揺動スクロール２と軸受フレ
ーム８の窪み部８ａとの間に配設され、揺動スクロール
２の自転を防止し、公転運動のみを行なわせるように構
成されている。 このような状態で、固定スクロールｌは軸受フレーム８
．９とともにボルトなどにより共締めされる。 モータ・ロータ１０は主軸６に、モータ・ステータ１１
は、軸受フレーム９に、それぞれ圧入、焼成めまたはね
し止めなどによって固定されている。 さらに、オイルキャップ７は、主軸６に圧入、焼成めな
どによって固定されている。 このようにして組み立てられた機構部は固定および揺動
スクロール１．２を上部に、モータ・ロータ１０とモー
タ・ステータ１１を下部にしてシェル１２内に圧入、焼
成めなどにより収容固定されている。 次にこのように構成されたスクロール圧縮機の動作につ
いて説明する。モータ・ロータｌＯが回転すると、主軸
６およびオルダム継手１３を介して揺動スクロール２が
公転運動を始め、第５図で説明した作動原理により圧縮
が開始する。 このとき、冷媒ガスは吸入管１６よりシェル１２内に吸
入され実線矢印に示すように軸受フレーム９とモータ・
ステータ１１との間の連通孔２７、モータ・ロータｌＯ
とモータ・ステータ１１との間のエアギャップなどを通
過してモータを冷却した後、シェル１２と軸受フレーム
８．９との間の連通孔２８を通って固定スクロールｌに
設けた吸入口３より圧縮室５へ取り込まれ、圧縮される
。 圧縮されたガスは吐出ボート４を経て吐出管１７より圧
縮機外へ排出される。 また、潤滑油は油溜め１５より破線の矢印で示すように
主軸６に配設されたオイルキャップ７および給油孔２３
による遠心ポンプ作用により、オイルキャップ７の吸込
ロアａおよび給油孔２３を通して各軸受Ｉ８〜２０を給
油した油はさらにスラスト軸受２１に至り、軸受フレー
ム８．９に設けられた返油孔２５，２６を通って油溜め
１５に戻される。 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のスクロール圧縮機は以上のように構成されている
ので、モータのエアギャップが非常に狭いため、モータ
部を通過するガスが少な（、充分なモータ冷却効果が得
られず、また、ガスが全量通過する連通孔においては、
インバータで増速する場合、ガス流速が上昇するため、
ステータ外周面とシェル内壁間において返油口から流出
した飛沫油の巻き上げが生じたり、あるいはシェル内壁
、ステータ外周面に付着した油の逆流などの現象を引き
起こし、油上りが増加するなどの問題点があった。 後者に関しては、ステータ外周面とシェル内壁間を拡げ
ることも考えられるが、シェルの外径を大きくする必要
があり、コンパクトにできないという欠点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、モータ冷却に必要なガス量をモータ周辺部に
送ることができるとともに、油上りの少ないコンパクト
なスクロール圧縮機を得ることを目的とする。 ［課題を解決するための手段］ この発明に係るスクロール圧縮機は、シェル内壁の吸入
管開口部に設けられた分流チャンバと、この分流チャン
バに吸入した作動流体のうち一部を上方の圧縮機構部と
下方のモータ・ステータおよびモータ・ロータ、モータ
・ステータの上部コイルエンドへそれぞれ導びくように
分流チャンバに形成した流出孔とを設けたものである。 〔作　用〕 この発明における分流チャンバに吸入した作動流体の一
部は上方の流出孔から上方の圧縮機構部に導びき、この
圧縮機構部を冷却するとともに、下方の流出孔からモー
タ・ステータおよびモータ・ロータに作動流体の一部を
導びいて、これらを冷却するとともに、側方の流出孔か
らモータ・ロータとモータ・ステータの上部コイルエン
ドへ作動流体の一部を導びいてこれを冷却し、モータ部
を通過する作動流体の量を減らすことにより、モータ・
ステータ外周面とシェル内壁間の流速が低下し、返油口
から流出する油の巻き上げ量を減少する。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はその構成を示す断面図であり、この第１図において
、第６図と同一部分には同一符号を付してその重複説明
を避け、第６図とは異なる部分を主体に述べる。 この第１図を第６図と比較しても明らかなように、符号
１．１ａ、ｌｂ、２＋　　２ａ　〜２ｃ、３〜６．６ａ
　へ６ｃ、？、７ａ、８〜１３．１５〜２０．２０ｂ、
２１．２３，２３ａ、２４〜２６゜６０Ｍ、６１ａで示
す部分は第６図と同じである。 この第１図では、以下に述べる点が第６図とは異なり、
この第１図の実施例の特徴をなす部分である。 すなわち、１４は台板２６の下面、９ａは軸受フレーム
９の外周部に設けられた凹部、９ｂは凹部９ａの周辺を
取り囲むように形成した外縁部である。 この外縁部９ｂはシェル１２の内壁に圧入あるいは焼成
めにより密着し、シェル１２の内壁と凹部９ａにより分
流チャンバ２９を形成している。 この分流チャンバ２９は吸入管１６と連通している。 さらに、この凹部９ａの上下鉛直方向は外縁部９ｂの一
部が切り欠かれ、シェル１２の内壁とにより、それぞれ
作動流体を流出する上方の流出孔３０、下方の流出孔３
１を形成している。 また、軸方向に垂直な方向には、モータ・ステーク１１
の上部コイルエンドの上部と軸受フレーム９の合板部９
Ｃの下面の間に向かう側方の流出孔３２を形成している
。 吸入管１６は分流チャンバ２９の中央付近に位置するよ
うに、シェル１２に取り付けられている。 第２図は軸受フレーム９の要部を斜視図で示したもので
ある。その他の部分については従来例と同じであるので
説明を省略する。 ここで、前記流出孔３０〜３２についてさらに詳しく説
明する。これ等の流出孔３０〜３２の大きさはモータ・
ステータ１１のコイル温度が均一に冷却され、圧縮機か
ら機外へ持ち出される油上り量が小さくなるように決定
されている。 第３図は上方の流出孔３０から流出する冷媒ガス量の比
率に対する油上りとモータのコイル温度の平均値の関係
を実験により求めたもので、これによると、上方の流出
孔３０から流出するガス比率が増すと、コイルの平均温
度は下がるが、油上りは増加することが判る。 したがって、矢印の範囲で示すようにコイルの４Ａ顧性
を確保するためのコイル温度上懇と、油上り許容値から
上方の作動流体の分法ガス量の比率が３５〜５０％とな
るよう上方の流出孔３０の大きさを設定している。 また、第４図は下方の流出孔３１と側方の流出孔３２か
ら流出するガス量の比に対するコイルの温度差と平均温
度の関係を実験により求めたもので、下方の流出孔３１
から流出するガス量が多過ぎても少な過ぎてもコイル温
度差が大きくなることが判る。 したがって、矢印範囲で示すように、コイルの温度バラ
ンスを保つために側方の流出孔３２から流出するガスの
流量に対する下方の流出孔３１から流出するガスの流量
比を０．６〜ｌとなるようにそれぞれの大きさを設定し
ている。 次に動作について説明する。モータ・ロータ１０が回転
しはじめると、吸入管１６より分流チャンバ２９に作動
流体（以下、冷媒ガスという）が吸入され、一部は上方
の流出孔３０より流出し、シェル１２内の連通孔２８を
上昇して固定スクロール１に設けた吸入口３へ導びかれ
、一部は下方の流出孔３１より流出し、モータ・ステー
タ１１の外周面とシェル１２の内壁との間を鉛直下方向
に流れ、モータ・ステータ１１の下部コイルエンドとモ
ータ・ステータ１１全体を冷却した後、上昇し、連通孔
２８を通って固定スクロールｌの吸入口３に導びかれ、
さらに一部は側方の流出孔３２より流出し、モータ・ス
テータ１１の上部コイルエンドを冷却した後、下方の流
出孔３１より流出したガスと合流し、固定スクロールｌ
の吸入口３へ導びかれる。 モータ・ステータ１１の上部コイルの冷却は下方の流出
孔３１から流出した冷媒ガスだけでは不充分であるので
、側方の流出孔から流出するガスで冷却を補っている。 それぞれの流出孔３０〜３２の大きさは前述したように
モータのコイル温度が均一に冷却されるように設定して
いるので、各流出孔３０〜３２からは適切な冷媒ガスが
シェル１２内に流出される。 したがっ′ζ、モータ部には冷却に必要なガスのみ送ら
れるので、その絶対量が従来に比べかなり少なくなり、
モータ・ステータ１１の外周面とシェル１２の内壁間を
通過する冷媒ガス速度が低下するので、返油孔から流出
した飛沫油の巻き上げ、あるいはモータ・ステータ１１
の外周面、シェル１２の内壁に付着した油の逆流現象が
生じ難くなるので、油上りを低減することができる。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、シェル内壁の吸入管
開口部に作動流体を上方の圧縮機構部、下方のモータ・
ステータ、モータ・ロータ部、側方のモータ・ステータ
の上部コイルエンド部に導びく分流チャンバを形成した
ので、効率良（モータを冷却するとともに、油上りを低
減させるコンパクトなスクロール圧縮機を提供できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
断面図、第２図は同上実施例における軸受フレームの部
分を示す要部斜視図、第３図は同上実施例における上方
の流出孔から流出する冷媒ガス量の比率に対する油上り
とモータのコイル温度の平均値の関係を示ｒ特性図、第
４図は同上実施例における下方の流出孔と側方の流出孔
から流出するガス盪の比に対するコイルの温度差と平均
温度との関係を示す特性図、第５図はスクロール圧縮機
の圧縮原理図、第・６図は従来のスクロール圧縮機を示
す圧縮機の断面図である。 ■・・・固定スクロール、２・・・揺動スクロール、６
・・・主軸、８．９・・・軸受フレーム、９ａ・・・凹
部、１０・・・ロータ、１１・・・ステータ、１２・・
・シェル、１６・・・吸入管、２９・・・分流チャンバ
、３０・・・上方の流出孔、３１・・・下方の流出孔、
３２・・・側方の流出孔。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第２ 図 一 第５ 図 （ａ） （ｄ） 第３ 図 第４図 側方分流ガス量 第６ 図 １、事件の表示 特願昭 ６３−３１０３２７号 ２、発明の名称 スクロール圧縮機 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代 埋入 補正の対象 ６、　補正の内容 （１）　　明細書第９頁第１４行の「に導びき、・・・
・・・冷却するとともに、」を「に導びかれ、圧縮室へ
運ばれるとともに、」と補正する。 （２）　　同第９頁第１６〜１７行の「一部を導びいて
、これらを冷却するとともに、」を「一部が導びかれ、
モータ下部を冷却し、さらに」と補正する。 （３）　　同第９頁第１９行の「一部を導びいてこれを
冷却し、」を「一部が導びかれ、モータ上部を冷却する
ように作動流体は分流チャンバで分配され、シェル内部
を流れるので、」と補正する。 （４）　　同第９真第２０行の［量を減らすことにより
、」を「量が減り、」と補正する。 （５）　　同第１０頁第１〜２行のｒ低下しＪｉ低下す
るので、」と補正する。 （６）同第１０真第２行の「Ｓき上げ量を」を「＠き上
げ量が」と補正する。 （７）　　同第１４頁第１７〜１８行の［生し難くなる
ので、」を「生じ難くなり、」と補正する。 （８）　　第５図を別紙のように補正する。 ７、　添付書類の目録 図　　面　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　
通第 図 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　固定スクロールと揺動スクロールを互いに組み合わせ
   た圧縮機構と、前記揺動スクロールを駆動する主軸と、
   この主軸を駆動するモータ部のロータおよびステータと
   、前記揺動スクロールを軸受を介して軸方向に支承する
   第１の軸受フレームと、前記主軸を半径方向に軸受を介
   して支承する第２の軸受フレームと、前記圧縮機構部を
   内部上方に配設して前記第１の軸受フレームの外周面で
   固着するとともに前記ロータおよびステータを内部下方
   に配設して前記第２の軸受フレームの外周面で固着しか
   つ作動流体を吸入する吸入管を有する密閉形のシェルと
   、前記吸入管と連通するように前記シェル内に設けられ
   前記吸入管から吸入される作動流体を上方の前記圧縮機
   構部と下方の前記ステータおよびロータ部ならびに側方
   の前記ステータの上部コイルエンド部に導びく流出孔を
   有する分流チャンバとを備えたスクロール圧縮機。