JPH04166690A - スクロール式圧縮機 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、スクロール式圧縮機に係り、特に旋回スクロ
ール翼とスラスト制御リングとの摺接面における潤滑構
造に関する。

（従来の技術） スクロール式圧縮機においては、その構造上、被圧縮流
体に対する圧縮作用にともなって、旋回スクロール翼に
スラスト荷重がかかり、この旋回運動の障害となる。し
たがって、従来より、スラスト力をバランスさせる機構
が開発されている。

たとえば特開昭５７−１５９２０８号公報には、第９図
に示すような構成が開示されている。すなわち、固定ス
クロール翼５０の外側に吸込室５１を形成し、旋回スク
ロール翼５２の翼支持円盤５３をオルダムリング５４を
介して取付フレーム５５上に旋回可能に支承して、オル
ダムリング５４の外方を外側収容室５６ａ１内方を内側
収容室５６ｂに区画したスクロール式圧縮機である。

そして、上記オルダムリング５４の外方の外側収容室５
６ａと固定シュラウド５７の吸込側とをバランス・ホー
ル５８で連通させたことを特徴としている。上記バラン
ス・ホール５８は、外側収容室５６ａと吸込室５１に接
続される吸込管５９内とを連絡するように設け、あるい
は外側収容室５６ａと固定シュラウド５７の吸込室５１
とを連絡するように設けである。

上記取付フレーム５５には連通路６０が設けられていて
、密閉ケース６１内に吐出される高圧ガスの一部をオル
ダムリング５４の内側収容室５６ｂに導く一方、オルダ
ムリング５４の外側収容室５６ａには吸込バイブ５９か
らバランス・ホール５８を介して低圧ガスの一部が導か
れる。

したがって、旋回スクロール翼５２の翼支持円盤５３の
下面側において高圧と低圧のバランスがとれ、旋回スク
ロールｇ５２にかかるスラスト力をバランスして摺動ロ
スの低減を図る。

あるいは、第１０図および第１１図に示すような構成も
考えられる。すなわち、軸受フレーム７０に凹部７１を
設け、ここに板ばね７２に支持したスラスト制御リング
７３を嵌合する。上記スラスト制御リング７３は、その
上面部に旋回スクロールｇ７４を支持し、この上端面は
旋回スクロール翼７４の鏡板部７５と摺接する。さらに
、スラスト制御リング７３が嵌合する上記凹部７１周側
面にはシールリング７６を収容する円環溝７７が設けら
れる。上記シールリング７６はスラスト制御リング７３
の外周面に沿って密接する。

したがって、上記スラスト制御リング７３は、外周部で
ある低圧側と、内周部である高圧側とを仕切ることとな
る。

このような構成においても、板ばね７２はスラスト制御
リング７３を押し上げて旋回スクロール翼７４のスラス
ト荷重を受け、バランスをとって低圧ガスの吸入量を減
少させることなく摺動ロスの低減をなす。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、いずれの構成を採用しても、旋回スクロ
ール１２５３．７４にオルダムリング５４もしくはスラ
スト制御リング７３が密に摺接する。その一方、これら
の摺接面に潤滑油の油溜りをなすものが設けられていな
い。密閉ケース６１．７８の下部に形成される潤滑油の
油溜り部６２．７９から潤滑油が吸い上げられ、この一
部は当然、旋回スクロールｇ５３，７４の背面側に導か
れるであろうが、ここにオルダムリング５４もしくはス
ラスト制御リング７３が密に摺接しているので、これら
の間に充分な給油がなされない。

したがって、互いの摺接部位において摺動ロスが発生し
、この摺動面が傷付き易く、シール性が損なわれる。こ
れは、摺動損失と入力増大および体積効率の低減の原因
となり、長期に亘る信頼性が得られないなどの不具合が
ある。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、旋回スク
ロール翼と、この旋回スクロール翼のスラスト力を受け
るスラスト制御リングとの摺接面における摺動ロスの低
減を図って高圧縮効率化が得られ、シール性の改善によ
る体積効率の向上が得られ、信頼性の向上を奏するスク
ロール式圧縮機を提供することを目的とするものである
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段および作用）すなわち、第
１の発明は、固定スクロール翼に対し旋回スクロール翼
を旋回運動させ、これらの間に形成される圧縮室に被圧
縮流体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧縮機にお
いて、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設け、上記
旋回スクロール翼の背面側に圧縮作用にともなうスラス
ト荷重を受けるとともにその内周部の高圧側とその外周
部の低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設け、この
スラスト制御リングの旋回スクロール翼摺接面で、かつ
その内周側にのみ上記給油路から導かれる潤滑油の一部
を溜める少なくとも複数の溝からなる給油案内溝を設け
たことを特徴とするスクロール式圧縮機である。

上記給油案内溝に潤滑油の一部を溜められるので、上記
旋回スクロール翼とスラスト制御リングの摺接面との間
が潤滑になり、摺接抵抗がなくなって旋回スクロール翼
の円滑な旋回運動を得られるとともに、上記給油案内溝
の外周側は潤滑油の油膜による浦シールとなり、これら
の間のシール性がより良好となる。

また、第２の発明は、固定スクロール翼に対し旋回スク
ロール翼を旋回運動させ、これらの間に形成される圧縮
室に被圧縮流体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧
縮機において、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設
け、上記旋回スクロール翼の背面側に圧縮作用にともな
うスラスト荷重を受けるとともにその内周部の高圧側と
その外周部の低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設
け、このスラスト制御リングの旋回スクロール翼摺接面
で、かつその内周端部に沿って、テーパ面取り、Ｃ面取
り、Ｒ面取り等の面取り加工なし上記給油路から導かれ
るの潤滑油の一部を溜める面取り部を設けたことを特徴
とするスクロール式圧縮機である。

上記面取り部に潤滑油の一部を溜めるので、上記旋回ス
クロール翼とスラスト制御リングの摺接面との間が潤滑
になり、摺接抵抗がなくなって旋回スクロール翼の円滑
な旋回運動を得られるとともに、上記面取り部の外周側
は潤滑油の油膜による油シールとなり、これらの間のシ
ール性がより良好となる。

また、第３の発明は、固定スクロール翼に対し旋回スク
ロール翼を旋回運動させ、これらの間に形成される圧縮
室に被圧縮流体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧
縮機において、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設
け、上記旋回スクロール翼の背面側に圧縮作用にともな
うスラスト荷重を受けるとともにその内周部の高圧側と
その外周部の低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設
け、このスラスト制御リングの旋回スクロール翼摺接面
は、半径方向に連通し表面粗さを粗くして上記給油路か
ら導かれる潤滑油の一部を溜めることが可能な内周側表
面領域と、平坦面である外周側表面領域とに区画したこ
とを特徴とするスクロール式圧縮機である。

上記内周側表面領域に潤滑油の一部を溜めることにより
、上記旋回スクロール翼とスラスト制御リングの摺接面
との間が潤滑になり、摺接抵抗がなくなって旋回スクロ
ール翼の円滑な旋回運動を得られるとともに、上記外周
側表面領域は潤滑油の油膜による油シールとなり、これ
らの間のシール性がより良好となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図に示すように、図中１は密閉ケース、２はこの密
閉ケース１内に収容された圧縮機本体である。この圧縮
機本体２は、密閉ケース１の下部に配置されたスクロー
ル式圧縮機構部３およびこのスクロール式圧縮機構部３
の上部に配置された電動機部４とから構成される。さら
に、スクロール式圧縮機構部３には、固定スクロール翼
５と旋回スクロール［６とが設けられている。これらの
固定スクロール翼５および旋回スクロール翼６は、それ
ぞれ略円板状の鏡板５ａ、６ｇに、インボリュート等の
渦巻き形状のラップ５ｂ、６ｂが突設されてなる。そし
て、固定スクロール翼５のラップ５ｂと旋回スクロール
翼６のラップ６ｂとが噛合され、これらのラップ５ｂと
ラップ６ｂとの間に三日月状の圧縮室７が形成されてい
る。

図中８は、スクロール式圧縮機構部３の支持フレームで
ある。この支持フレーム８は、密閉ケース１の内壁面に
圧入または焼嵌め等の手段によって固定される固定板９
に固定具９ａを介して支持されている。さらに、支持フ
レーム８には上記固定スクロールｙＡ５の周端部が固定
され、かつ支持フレーム８の中央部には軸受部８ａが一
体的に形成されている。上記軸受部８ａには、上記電動
機部４とスクロール式圧縮機構部３とを連結する回転軸
１０の主軸部１１が回転自在に軸支されている。この主
軸部１１の下端部にはクランクビン部１２が一体に形成
され、さらにクランクビン部１２には、旋回スクロール
翼６の鏡板６ａの上面中央に突設されたボス部１３と係
合するための係合穴１４が形成されている。この場合、
クランクビン部１２の係合穴１４の軸心位置は、主軸部
１１の軸心位置に対して水平方向に一定の距離だけ偏心
されている。

また、上記旋回スクロール翼６の鏡板６ａ背面側と、こ
れと対向する支持フレーム８には、旋回スクロール６の
自転を防止するオルダムリング１５が係合するオルダム
リング満１６が設けられている。上記回転軸１０のクラ
ンクビン部１２の外周面には、バランスウェイト１７が
圧入または焼嵌め等の手段によって固定されている。上
記支持フレーム８には、このバランスウェイト１７を収
容するバランスウェイト収容室１８が形成されている。

上記バランスウェイト収容室１８の下部には、スラスト
制御リング収容室１９が設けられ、ここに後述するスラ
スト制御リング２０を収容するようになっている。

すなわち、第２図および第３図に示すように、上記スラ
スト制御リング２０の断面形状は略矩形状であり、かつ
その上端面の内周部に沿って板ばね２１を挿入するため
の掛合凹部２２が設けられている。上記板ばね２１は、
支持フレーム８のバランスウェイト収容室１８とスラス
ト制御リング収容室１９とを区画する突堤部２３との間
に介在することになり、スラスト制御リング２０を下方
である旋回スクロール翼６の鏡板６ａ側に弾性的に抑圧
付勢する。スラスト制御リング２０の下端面である旋回
スクロールｇ６の鏡板６ａとの摺接面には、給油案内溝
２４が設けられる。この給油案内溝２４は、スラスト制
御リング２０の内周面２０ｇから外周面２０ｂに向かう
略中間部に亘る範囲で、かつ互いに所定間隔を存して放
射状に設けられる複数の細長い溝である。スラスト制御
リング２０の外周面２０ｂに対向するスラスト制御リン
グ収容室１９の周面には凹溝２５が設けられ、ここにシ
ールリング２６が挿入され、スラスト制御リング２０の
外周面２０ｂに密着している。したがって、上記スラス
ト制御リング２０に対し、その内周部側と外周部側との
シールが完全になされていることになる。

再び第１図に示すように、上記旋回スクロールＩＡ６の
ボス部１３の軸芯に沿って、中央部の上記圧縮室７と連
通ずるガス吐出孔２７が設けられ、これはさらに上記回
転軸１０に設けられるガス吐出通路２８に連通ずる。上
記ガス吐出通路２８は、上記電動機部４の上方部位で開
口している。

上記密閉ケースｌの内底部には潤滑油を集溜する油溜り
部２９が設けられ、上記支持フレーム８には油溜り部２
９の潤滑油を導く給油路３０が設けられる。すなわち、
一端を上記油溜り部２９に対向する油吸入孔３１が設け
られていて、この他端は上記バランスウェイト収容室１
８に開口している。上記回転軸１０のクランクビン部１
２には、上記バランスウェイト１７とともに油ポンプ３
２が設けられていて、上記油吸入孔３１から吸込まれた
潤滑油を圧送するようになっている。上記油ポンプ３２
の回転によって圧送される潤滑油は、支持フレーム８に
設けられる給油孔３３と戻り孔３４とに導かれるととも
に、上記バランスウェイト収容室１８から上記スラスト
制御リング収容室１９に導かれるようになっている。特
に、上記スラスト制御リング２０においては、この外周
面２０ｂをシールリング２６がシールしているところか
ら、潤滑油はスラスト制御リング２０の内周部に集中し
て導かれる。上記戻し孔３４は、支持フレーム８の外周
面に直接開口していて、上記油溜り部２９と連通ずるこ
とになる。

上記電動機部４は、回転軸１０の上端部に圧入または焼
嵌め等の手段によって固定されるロータ３５と、このロ
ータ３５の外周面に狭小の間隙を存し、かつ密閉ケース
１の内壁面に圧入または焼嵌め等の手段によって固定さ
れるステータ３６とから構成される。

一方、密閉ケース１の下端部層壁面には、図示しない蒸
発器と連通ずる吸込管３７が貫通し、これは固定スクロ
ール翼５のフランジ部を貫通して内部に形成される吸込
室３８に連通している。密閉ケース１の上端部には、図
示しない凝縮器と連通ずる吐出管３９が連結されている
。

次に、このようにして構成されるスクロール式圧縮機の
作用について説明する。

上記電動機部４に通電することにより、スクロール式圧
縮機構部３が動作する。すなわち、回転軸１０が回転駆
動され、これにともない旋回スクロール６が旋回運動を
なす。すると、吸込管３７から冷媒ガスが吸込室３８を
介して外周側の圧縮室７に吸込まれる。ここで圧縮され
たのち、旋回スクロール６に設けられるガス吐出孔２７
から吐出される。さらに、この高圧ガスは回転軸１０に
設けられるガス吐出通路２８を通って電動機部４の上部
に導びかれ、密閉ケース１の上端部の吐出管３９から外
部の凝縮器に吐出される。

上記旋回スクロール翼６の旋回運動にともなって、オル
ダムリング１５はオルダムリング１６溝を摺動して旋回
スクロール翼６の自転を規制する。

上記回転軸１００回転と一体にバランスウェイト１７は
回転して、クランクピン部１２の偏心回転および旋回ス
クロール翼６の旋回運動のバランスをとる。同時に、油
ポンプ３２は回転して油溜り部２９の潤滑油を油吸込孔
３１から吸込み、スラスト制御リング２０の内周部側と
給油孔３３および戻し孔３４に圧送する。上記旋回スク
ロール翼６のボス部１３とクランクビン部１２の係合穴
１４、回転軸１０の主軸部１１と支持フレーム８の軸受
部８ａ、固定スクロールｇ５と旋回スクロールＴＡ６の
ラップ５ｂ、６ｂ相互などの全ての摺動部に潤滑油が充
分に給油されて、それぞれ円滑な潤滑作用を得る。

第２図および第３図に示す、上記スラスト制御リング２
０に設けられる給油案内溝２４にも潤滑油が導かれる。

すなわち、上記油ポンプ３２によって圧送される潤滑油
は、バランスウェイト収容室１８を介してスラスト制御
リング収容室１９に導かれ、さらにそれぞれの給油案内
溝２４に供給されて、ここに溜まる。これら給油案内溝
２４が、スラスト制御リング２０の鏡板６ａ摺接面に設
けられるところから、スラスト制御リング２０と鏡板６
ａとの摺接面には充分な量の潤滑油が給油されて潤滑に
なる。一方、圧縮作用にともなって旋回スクロール翼６
はスラスト荷重を受け、スラスト制御リング方向２０に
浮き上がろうとする。これをスラスト制御リング２０と
ともに板ばね２１が受けて、スラスト方向への変位を規
制する。したがって、スラスト制御リング２０と鏡板６
ａとの摺接面は本来、摺接抵抗が大であるが、上記給油
案内溝２４に充分な量の潤滑油が溜った潤滑な状態にあ
るところから、摺動ロスが全くない。そしてまた、給油
案内溝２４より外周側は平坦面であるから、ここに潤滑
油の油膜が形成されることになり、摺動面に対する良好
な油シールをなす。

なお上記実施例においては、給油案内溝２４を、放射状
に設けた複数の細長い溝から形成したが、これに限定さ
れるものではなく、以下に述べるような形状であっても
よい。

すなわち、第４図および第５図に示すように、半径方向
に連通し、かつ全て同一方向に揃えられた表面粗さの粗
い溝からなる給油案内Ｗｂ　２４　Ａとする。この場合
の給油案内溝２４Ａはスラスト制御リング２０の鏡板６
ａ摺接面側で、かつその内周側に沿って設けられる内周
側表面領域となり、給油路３０の潤滑油の一部を溜めら
れる。この外周側表面領域は平坦面であって、上記実施
例と全く同様の作用効果を得られる。

また、第６図に示すように、上記摺接面の内周側をテー
パ加工した面取り部２４Ｂに代えてもよい。すなわち、
この面取り部２４Ｂは、スラスト制御リング２０の内周
面２４ａが最も高く切欠され、これより漸次外周面２４
ｂ方向に亘って低くなるようなテーパ加工であり、その
範囲は上記給油案内溝２４，２４Ａの範囲と路間−とす
る。この場合も、潤滑油が面取り部２４Ｂに導かれたま
ま溜り、円滑な潤滑作用をなす。

第７図に示すように、上記摺接面の内周側を直状の面取
り加工、いわゆるＣ面取り加工をなした面取り部２４Ｃ
としてもよい。この場合も、同様の作用効果を得られる
。そしてまた、摺接面の面積を損なわない程度に外周側
もわずかなＣ面取り加工をなす。

第８図に示すように、上記摺接面の内周側を断面半円状
の面取り加工、いわゆるＲ面取り加工をなした面取り部
２４Ｄとしてもよい。この場合も、同様の作用効果を得
られる。そしてまた、摺接面の面積を損なわない程度に
外周側もわずかなＲ面取り加工をなす。

この他、本発明の要旨を越えない範囲内で種々の変形実
施が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、スラスト制御リン
グの旋回スクロール摺接面で、かつその内周側にのみ複
数の溝からなる給油案内溝を設け、あるいはテーパ面取
り、Ｃ面取り、Ｒ面取り等の面取り部を設け、あるいは
内周側表面領域として、それぞれに給油路から導かれる
潤滑油を溜めるようにしたから、上記スラスト制御リン
グが旋回スクロール翼のスラスト力を受けても、このス
ラスト制御リングの旋回スクロール翼摺接面は充分な潤
滑状態を保持でき、摺動ロスの低減を図って高圧縮効率
化が得られ、併せてシール性の改善による体積効率の向
上が得られ、信頼性の向上を図るなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスクロール式圧縮機の
縦断面図、第２図はその要部であるスラスト制御リング
とその周辺部品の拡大した縦断面図、第３図はスラスト
制御リングの上面図、第４図は本発明の他の実施例を示
すスラスト制御リングの縦断面図、第５図はその上面図
、第６図ないし第８図はさらに異なる本発明の他の実施
例を示すスラスト制御リングの縦断面図、第９図は本発
明の従来例を示すスクロール式圧縮機の縦断面図、第１
０図はさらに異なる本発明の従来例を示すスクロール式
圧縮機の縦断面図、第１１図はその要部であるスラスト
制御リングと周辺部品の縦断面図である。 ５・・・固定スクロール翼、６・・・旋回スクロール翼
、５ｂ、６ｂ・・・ラップ、７・・・圧縮室、３０・・
・給油路、２０・・・スラスト制御リング、２４．２４
Ａ・・・給油案内溝、２４Ｂ、２４Ｃ，２４Ｄ・・・面
取り部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図　　　　　第３図 第４図　　　　　第５図 ｂｌ ′ａ９図 第１０図 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　固定スクロール翼に対し旋回スクロール翼を旋
   回運動させ、これらの間に形成される圧縮室に被圧縮流
   体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧縮機において
   、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設け、上記旋回
   スクロール翼の背面側に圧縮作用にともなうスラスト荷
   重を受けるとともにその内周部の高圧側とその外周部の
   低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設け、このスラ
   スト制御リングの旋回スクロール翼摺接面で、かつその
   内周側にのみ上記給油路から導かれる潤滑油の一部を溜
   める少なくとも複数の溝からなる給油案内溝を設けたこ
   とを特徴とするスクロール式圧縮機。
2. （２）　固定スクロール翼に対し旋回スクロール翼を旋
   回運動させ、これらの間に形成される圧縮室に被圧縮流
   体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧縮機において
   、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設け、上記旋回
   スクロール翼の背面側に圧縮作用にともなうスラスト荷
   重を受けるとともにその内周部の高圧側とその外周部の
   低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設け、このスラ
   スト制御リングの旋回スクロール翼摺接面で、かつその
   内周側端部に沿って、テーパ面取り、Ｃ面取り、Ｒ面取
   り等の面取り加工なし上記給油路から導かれる潤滑油の
   一部を溜める面取り部を設けたことを特徴とするスクロ
   ール式圧縮機。
3. （３）　固定スクロール翼に対し旋回スクロール翼を旋
   回運動させ、これらの間に形成される圧縮室に被圧縮流
   体を導いて圧縮作用をなすスクロール式圧縮機において
   、摺動部分に潤滑油を供給する給油路を設け、上記旋回
   スクロール翼の背面側に圧縮作用にともなうスラスト荷
   重を受けるとともにその内周部の高圧側とその外周部の
   低圧側とを仕切るスラスト制御リングを設け、このスラ
   スト制御リングの旋回スクロール翼摺接面は、半径方向
   に連通し表面粗さを粗くして上記給油路から導かれる潤
   滑油の一部を溜めることが可能な内周側表面領域と、平
   坦面である外周側表面領域とに区画したことを特徴とす
   るスクロール式圧縮機。