JPH03217678A - 密閉形スクロール圧縮機 - 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〕 本発明は、冷凍・空調用に適用される容積形圧縮機であ
って、特に、密閉容器内に圧縮機構部と電動要素を収納
するスクロール圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

従来のスクロール圧縮機における、軸受の配置や構造に
関しては、たとえば、特開昭５９　−　２８０８８号公
報に記載されているように、モータロー夕に結合された
クランク軸は、モータの両側に軸受が配置されて支持さ
れている。そして、モータの両側に配置されている軸受
は、共に固定されたすベリ軸受を構成している。さらに
、モータ下部の軸受け底ケースに収納され、各軸受への
給油は、底ケースを介して外部から強制的に行なわれて
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、モータ下部に設けた軸受を密閉容器に
ボルトで固定された底抜兼用の軸受ハウジングに収納，
固定しており、さらには、この軸受ハウジングは密閉容
器に対して、いわゆる、イン口一部によって位置決めが
なされているため、組立時には主軸の中心とモータ下部
の軸受の中心を合わせるのに十分注意深く行う必要があ
った。

また、スクロール圧縮機が運転されると、主軸には旋回
スクロールの遠心力やバランスウェイトの遠心力、さら
には、電動要素のステータ、および、ロータ間のすきま
の不均一によってもたらされる電磁吸引力などが作用す
るため、主軸は複雑な変形が引き起こされる。従来技術
にみられるように、多くのスクロール圧縮機では、主軸
の上部（モータから旋回スクロール側の部分）の方が剛
性が高くなっているため変形量はモータ下端部が大きく
なり全ての軸受部でクランク軸の変形によって片当りが
発生し軸受の信頼性が低下するという問題がある。

また、底抜は下軸受を兼用していてシャフト中心に対し
て精度良く、位置決めを行うには、外周のフランジ部の
ボルト挿入用穴位置やインロ一部の加工精度をより高く
して製作し、組立も十分注意して行わなければならない
ので生産性に欠けるという問題があった。さらに他の問
題として、軸受部および、摺動部の潤滑油を容器外部か
ら供給しなければならないため、潤滑油のポンプ装置や
配管を付け足す必要があり，全体としては大きくなった
り複雑になるという問題があった。

本発明の目的は、クランクシャフトの変形に応じてモー
タ下部の軸受が軸受ハウジング内で傾斜し、軸受の片当
りを防止することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、下軸受ハウジングに、内周
部が円筒形で外周部が球面形状をした、いわゆる、自動
調芯形すベリ軸受を配置し、クランクシャフトの下端を
軸支するようにしたものである。

〔作用〕

モータ１０の反スクロール部側に設けた軸受７ｃは、軸
受の外周部が球面状に形成されているので、軸受ハウジ
ング内で自由に姿勢を変えることが可能である。従って
、組立時に密閉容器１６の中心とクランク軸６の中心に
わずかな狂いが生じた場合や、運転中に旋回スクロール
２の遠心力ならびにバランスウェイト４などの遠心力が
クランクシャフト６に作用し、その結果、クランクシャ
フト６が変形した場合などでも、自動調芯機能によって
シャフト６の円筒部と軸受７ｃの内側円箇部とはお互い
に、常に、平行度を正しく保つことが可能である。特に
、クランクシャフト６の回転番こ対する不釣合いは完全
にバランスさせることは技術的に非常に困難であり、一
般に若干の不釣合いが残るのはやむを得ないものである
。しかし、この不釣合いのため、モータ１０ｂがインバ
ータ（回転速度可変装置、図示せず）により五千回転／
分以上の高速度になるとクランクシャフト６により大き
な力を受けて曲げられようとするが、自動調芯軸受２１
の配置により、変形量は小さく抑えられ、若干の変形に
合わせて、軸受自身の姿勢を好適に変えることができる
ので軸受部での片当りをなくした状態でクランクシャフ
ト６を支持することかできる。従って，主軸受７ａでも
片当りの程度を緩和することができるため、高速回転時
にも軸受の信頼性を高く保つことができる。

また，クランクシャフト６の下端を油中に浸漬してあり
，クランクシャフト６の上部と下部の圧力差によって冷
凍機油２６が、クランクシャフト６の中に設けた給油穴
３１を通って、各すべり軸受７に給油されるように構成
してあり，また供給された油は、再度密閉容器下部に戻
って再び、潤滑に供されるといったふうに自己再循環方
式を構成している。

さらに，軸受７ｃの配置によって、モータ１０のステー
タｌｏａと、ロータ１０ｂとの間のエアギャップが常に
好適に保たれるようになるので、電磁トルクの損失が減
少し効率を向上させる作用がある。

【実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ケー
シング１６は、蓋ケーシング１７と底ケーシング１８と
により密閉容器を構成し、その中にモータ１０と固定ス
クロール１や旋回スクロール２から成る圧縮機構部、そ
して，潤滑油２６を収納している。モータ１０は，ステ
ータ１０ａとロータ１０ｂから成っており、ロータ１０
ｂは、クランクシャフト６との間にキー２５をもってお
り、これによって、モータ１０の回転トルクをクランク
シャフト６に伝えるようになっている。そして、クラン
クシャフト６は、フレーム３に設けたすべり軸受７ａと
下軸受ハウジング２１に設けた下軸受（すべり軸受）７
ｃによって軸支されている。また、クランクシャフト６
は、直線部分６ａと、これに偏芯した部分（クランク部
）６ｂから成っており、内部には、端から端まで貫通し
ている給油穴３１が設けてある。さらには、運転中、回
転体のバランスを保つためにクランクシャフト６の上部
にはバランスウェイト４と、さらに、モータ１０の下部
にカウンタウェイト１１とを設けている。そして、クラ
ンクシャフト６とモータロータ１０ｂは、ロックナット
１２によって固定されている。フレーム３は、円周上複
数個設けた特殊ボルト３０によってケーシング１６に固
定される。さらに、フレーム３は、旋回スクロール２の
自転を阻止するためのオルダムリング８が摺動可能なよ
うに配設されている。さらに、その上に旋回スクロール
２を配置しており、オルダムリング８はフレーム３との
間でサンドイツチ状に設けてある。オルダムリング８は
、部分的に凸部（図示せず）をもっており、この凸部は
、フレーム３と旋回スクロール２の背面部にそれぞれ係
合している。フレーム３との係合部と旋回スクロールと
の係合部は互いに直交するように配置させている。

旋回スクロール２は、軸受部７ｂをもっており、この部
分はクランクシャフト６の偏芯部分に係合している。旋
回スクロール２は、うず巻状に形成されているラップ部
分２ａと、鏡板部分２ｂで構成されている。固定スクロ
ール１も、また、うず巻状に形成されているラップ部分
１ａと鏡板部１ｂから構成されている。旋回スクロール
ｌと固定スクロール２は、ラップ部分をお互いに内側に
してかみ合っており、共に圧縮作動室１９を形成してい
る。この圧縮作動室１９と背圧室２０は、旋回スクロー
ル２の鏡板部２ｂに設けた中間圧孔２０によって連通し
ている。また、旋回スクロール２は固定スクロール１に
かみ合った状態でスムーズな運動が行えるように、鏡板
２ｂの外周部をフレーム３と固定スクロール１の外周部
とでサンドイツチ状に挾支されている。固定スクロール
１は、その外周部をボルト３２によってフレーム３に固
定されている。又、固定スクロール１は、外周部に伸び
る吸入口２３や、その中心部に吐出口１３をもっており
、この吐出口１３に相対して、逆止弁ｌ４及びリテーナ
１５をそなえている。

次に、第１図に従ってその動作を説明する。

モータ１０に外部からハーメチック端子２２を介して電
気が供給されると、モータロータ１０ｂが回転し、これ
に伴ってクランクシャフト６が回転する。この結果、旋
回スクロール２は、オルダムリング８の介在により旋回
運動して、作動流体が吸入口２３より流入し圧縮作動室
１９内に取り込まれ、旋回スクロールの運動に伴って作
動流体は圧縮され，高圧になった作動流体は固定スクロ
ール１の中央部に設けられた吐出口１３から吐出される
。この圧縮動作中、適当に昇圧された流体は、中間圧孔
２０を介して背圧室５内に充満する。

この結果，背圧室５内に圧力によって生じる旋回スクロ
ール２に対するスラストカが、圧縮作動室内のガス力に
よって生じる全スラスト力の大きさよりも上回るため、
旋回スクロールは運転中、固定スクロール１側に押しつ
けられるので、安定した圧縮動作が行われる。また、吐
出口１３から吐出された高圧ガスは、密閉容器１６とス
クロール部２等からなる圧縮機構部との間からモータ室
９へ流入し、ここで、ガスと潤滑油が分離されてガスが
吐出バイプ２４から圧縮機外へ流出する。

方、分離された潤滑油は、重力によって下方に流れ落ち
、油溜め部２６に到達する。潤滑油は、この油溜め部２
６から圧力差によってクランクシャフト６に設けてある
給油孔３１を通って各々軸受部７に供給される。特に、
軸受部７ａ，７ｂの潤滑に供された後は、背圧室５の中
に排出され，その後中間圧孔２０を通って圧縮作動室１
９の中に入り、さらにガスと共に吐出口１３から吐出さ
れ、元の油溜部２６に帰還する。吐呂口１３に相対して
設けた弁板１４及び、リテーナ１５は、圧縮機が停止し
たときに密閉容器１６内に残っている高圧ガスが，吸入
パイプ２３の方に逆流するのを防ぐと共に、密閉容器１
６内の圧力より圧縮作動室内の最高圧力が低いときに、
高圧ガスが圧縮作動室内へ逆流するのを防ぐ作用をする
。

次に、さらに他の実施例について第２図に従って説明す
る。本実施例の場合、基本構成については、第一の実施
、例と同じである。従って、第１図と異なる点について
追加説明する。本実施例は、ケース１６に対して上ケー
ス１７および底ケース１８をそれぞれ互いに組み合せて
溶接し、密閉容器を形成している。さらには、吸入パイ
プ２３はケース１６を貫通して固定スクロール１に到達
するように圧入されており、かつ、密封性を保つために
ケース１６と吸入パイプ２３は溶接が行われている。ま
た、圧縮要素等を支持するフレーム３は，ケース１６に
固定されている。さらに、モータロータ１０ｂもシャフ
ト６ａに圧入等の手段によって固定されている。シャフ
ト６ａの下端に設けた球面軸受７ｃは、軸受ホルダ４２
ａ，４２ｂによって位置決めされ、複数個の固定ボルト
４１により軸受支持板２１に固定されている。また、こ
の軸受支持板２１はケース１６に溶接等の手段によって
固定する。支持足４０はケース１６の周方向に沿って複
数個配置させてあり、これによって縦置形の圧縮機を構
成している。本実施例における動作、並びに作用は第１
図の実施例と大きく変わるところはないので、軸受７ｃ
について以下説明する。まず、組立を行うに際し、手順
を追って説明する。モータステータ１０ａをケース１６
に固定する。次にフレーム３にシャフト６を組み立てて
さらにモータロータ１０ｂをシャフト６に取り付けたも
のを用意し、このように組み合せたものをケース１６の
上部から挿入し、フレーム３の外周部をケース１６に固
定する。これで、フレーム３とモータ１０とシャフト６
に位置決めされるが、この状態ではシャフト６の下端で
、ケース１６とシャフト６の中心とが適合している補償
はない。従って、下軸受７ｃを組み込むとき、球面部が
適度に姿勢を変えて、軸受７ｃはシャフト６に対して片
当りすることなく、正しい状態でセットすることが可能
となる。そして、このような状態で下軸受７ｃの固定ボ
ルト４１を締付けて軸受ホルダを介して球面軸受７ｃは
固定される。固定ボルト４１の固定によって、その後は
軸受７Ｃの球面部の相対すベリは、運転中でも発生しな
い状態になる。従って、軸受７ｃの内側とクランクシャ
フト６ａの当接部はすべり軸受の形態を保っている。

さらに他の実施例として、第３図に従って説明する。第
３図は、横置形の密閉形スクロール圧縮機を示したもの
である。本実施例では、クランクシャフト６を、モータ
１０の両側に配置した軸受７ａおよび、７Ｃで支持した
構造とし、さらに、シャフト端面に給油管４４を設け潤
滑油２６がシャフト６内の給油孔から各すべり軸受７へ
供給されるようになっている。また、背圧室５は、中間
圧孔１９によって吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力にな
っており、特に、軸受７ａ，７ｂの潤滑に供した後の潤
滑油は背圧室５に排出され、中間圧孔１９等から圧縮作
動室に流入し、吐出孔１３から排出され元の油溜りに戻
る。一方、吸入ガスは吸入ボート２３から吸入され、高
圧になったガスは吐出ポート１３から吐出される。この
高圧ガスは、第３図の右側に示した吐出パイプ２４がら
空調機のサイクル配管（図示せず）内へ流出する。

このように構成された圧縮機では特に、自動調芯軸受７
ｃの設置は非常に重要であって、軸受の片当りを防止す
るとともに、ステータ１０ａとロータ１０ｂとのすきま
を常に最適に保つようにクランクシャフトを支持するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧縮機組立時に組立エラーが発生し、
クランクシャフト６の中心と、密閉容器１６の中心とが
多少狂ったとしても、軸受７Ｃの自動調芯作用によって
、片当りの発生しない好適な軸受状態を維持することが
できるので，軸受の潤滑状態が良好になり、各軸受の信
頼性が向上するとともに、軸受部で生じる摩擦損失を少
なくして、圧縮機全体のエネルギ効率を向上する効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す圧縮機全体の縦断面
図、第２図は，他の実施例を示す圧縮機全体の縦断面図
、第３図は、さらに他の実施例を示す圧縮機の断面図で
ある。 １・・・固定スクロール、２・・・旋回スクロール、３
・・フレーム、６・・・クランクシャフト、７ｃ・・・
下軸受、８・・・オルダムリング、１０・・・モータ、
１６・・・ケーシング、２１・・・下軸受ハウジング、
２３・・・吸入口、完 図 ｊ１ 乙ら １３ 第２図 冑３図 Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端板にうず巻状ラップを設けた固定スクロールと、
   前記うず巻き状ラップに対向してかみ合うラップと端板
   からなる旋回スクロールと、前記旋回スクロールの自転
   を阻止する自転防止部材と、前記旋回スクロールを円軌
   道上で公転運動させるためのクランクシャフトと、それ
   らを支持するフレームと、さらに電動要素とを密閉容器
   に収納して形成される密閉形スクロール圧縮機において
   、 前記クランクシャフトを軸支する軸受をモータの両側に
   配置し、一方の前記軸受を前記クランクシャフトの傾斜
   に見合つた自己調芯機能をもつすべり軸受、もしくは、
   軸受外周部を球面形状に構成したすべり軸受とし、軸受
   支えは密閉容器の底ケーシングとは別体に設け、ケーシ
   ング胴に支持されるように構成したことを特徴とする密
   閉形スクロール圧縮機。