JPH0730742B2 - 油冷式スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば空気や冷媒（以下、空気という）を圧
縮するに際し、油を供給し冷却、潤滑等を行なうように
した油冷式スクロール圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、スクロール圧縮機のうち、油冷式のスクロール
圧縮機は、固定スクロールに対して旋回スクロールが旋
回運動する間に空気を圧縮する圧縮機本体と、油を貯え
ると共に該圧縮機本体から吐出された圧縮空気中の油分
を除去する油分離タンクとを備え、圧縮機本体の各給油
部位、例えば旋回スクロールと固定スクロールの鏡板摺
動面、圧縮室内、軸受部分等の給油穴はそれぞれ外部油
配管を介して接続されている。

このような油冷式スクロール圧縮機は、外部油配管を介
して圧縮機本体の各給油部位に油を供給し、当該各給油
部位の冷却、潤滑、シールを行ないつつ、吸込口から吸
込んだ空気を圧縮し、この圧縮空気を油と一緒に油分離
タンク内に吐出し、該油分離タンク内で油分が除去され
た清浄な空気を空気タンクや空圧機器に供給するように
なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来技術による油冷式スクロール圧縮機に
おいては、油分離タンクと圧縮機本体とを外部油配管を
介して接続しているため、給油配管系統が複雑となり、
また配管、継手、シール部材等が多数必要となり、価格
的に高価となるという問題点がある。また、外部油配管
としてキャピラリチューブ等を用いているため、給油配
管系統が長くなるばかりでなく、キャピラリチューブ内
を油が流れるとき大きな圧損を生じ、十分な給油ができ
ないという問題点がある。さらに、圧縮機本体と油分離
タンクとが別体に構成され、または圧縮機本体に油分離
タンクが直結的に取付けられているため、製品が大型化
し、かつスクロール圧縮機は本来低騒音ではあるが、圧
縮機本体の騒音が直接外部に漏れてしまうという問題点
がある。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、給油部位への油供給を外部配管を用いず、いわゆ
る配管レスで行ないうるようにした油冷式スクロール圧
縮機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明に係る油冷式スクロ
ール圧縮機が採用する構成は、油を貯える油分離タンク
と、該油分離タンク内に軸線が水平方向となるように横
置に取付けられたケーシングと、該ケーシングに回転自
在に軸支され、先端部が該ケーシング内に位置してクラ
ンクとなった回転軸と、該回転軸のクランクに旋回自在
に取付けられ、鏡板にうず巻状ラップ部が設けられた旋
回スクロールと、前記ケーシングに固着され、鏡板に該
旋回スクロールのラップ部と重なり合って圧縮室を形成
するうず巻状ラップ部が設けられた固定スクロールと、
該固定スクロールの鏡板中央側に穿設され、最内周側の
圧縮室に連通する吐出口と、前記固定スクロールの鏡板
に穿設され、該固定スクロールと前記旋回スクロールと
の間に形成される圧縮室のうち中間の圧縮室の給油部位
に油を給油する油噴射穴と、前記固定スクロールの外周
側に穿設され、前記旋回スクロールの鏡板との間に油を
給油する給油穴と、前記固定スクロールの反ラップ部側
面に設けられ、前記油噴射穴から該給油穴に至る通油溝
が前記吐出口と独立して形成されたカバーと、一端側が
前記油分離タンク内の油中に開口し、他端側が前記ケー
シング、固定スクロールを貫通して該カバーの通油溝に
連通した油通路とから構成したことにある。

〔作用〕

上記構成により、油分離タンク内に貯えられた油をケー
シングおよび固定スクロールを貫通する油通路、カバー
の通油溝を介して油噴射穴と給油穴とに供給でき、外部
配管等を用いることなく油を各給油部位に給油でき、構
成を簡略化できる上に、容易な加工で油の流路を形成す
ることができる。

また、ケーシングおよび固定スクロールを貫通するよう
に油通路を設け、該油通路をカバーの通油溝の連通させ
て油の流通経路を最短距離にすることにより、流通時の
圧力損失が小さくなるから、油分離タンク内の油は、該
油分離タンク内の圧力によって油通路を円滑に流通し、
通油溝内に常時供給されて該通油溝内に満たされつつ、
圧縮室内の圧力で給油時の抵抗が大きくなる油噴射穴か
ら中間の圧縮室の給油部位に、抵抗の小さい給油穴から
固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間に安定供
給される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照しつ
つ、詳細に説明する。

まず、第１図において、１は油分離タンクで、該油分離
タンク１は筒状のタンク本体２と、該タンク本体２の右
側面に設けられた吐出側カバー３とからなり、内部には
潤滑油４が貯えられている。ここで、前記タンク本体２
の左側には圧縮機本体取付穴2Aが形成されると共に、該
取付穴2Aの下部側に位置して通油穴５が形成され、その
他側面には油と一緒に吐出された圧縮空気中の油分を除
去する油分離フィルタ６が設けられている。さらに、前
記吐出側カバー３には油分離フィルタ６で清浄となった
圧縮空気を外部に吐出する吐出穴７が設けられている。

次に、８はタンク本体２の圧縮機本体取付穴2Aを介して
該タンク本体２内に後述の回転軸と同一軸線をもって横
置に取付けられた圧縮機本体を示し、該圧縮機本体８は
第２図に示すような構成となっている。

即ち、第２図において、９は圧縮機本体８を構成する筒
状のケーシングで、該ケーシグ９は軸受部9Aと、内部に
クランク室9Bを形成すべく、該軸受部9Aの他側に形成さ
れた大径筒部9Cと、前記軸受部9Aの軸方向中間に形成さ
れたフランジ部9Dと、該フランジ部9Dの左側面に位置し
て、軸受部9Aの下面側に形成された弁・フィルタ取付部
9Eおよび側面側に形成された吸込口形成部9Fと（第１図
参照）、前記フランジ部9Dの右側面に位置して、軸受部
9Aの側面側に形成された吸込通路形成部9Gおよび下面側
に形成された油通路形成部9Hと（第１図参照）から一体
的に構成されている。そして、このケーシング９は大径
筒部9Cがタンク本体２内に位置するように圧縮機本体取
付穴2Aに挿入され、フランジ部9Dを介してその左側面に
固着されている。

10はケーシング９の軸受部9Aに軸受11,11を介して回転
自在に取付けられた回転軸を示し、該回転軸10の左端側
にはタンク本体２外に位置して油分離タンク１に搭載さ
れたモータ（図示せず）と連結されるプーリ12が設けら
れ、その右端側はクランク室9B内に延在してクランク10
Aとなっている。そして、回転軸10の軸線O₁−O₁に対し
てクランク10Aの軸線O₂−O₂は半径距離δだけ偏心して
いる。

13は回転軸10のクランク10Aに旋回軸受14を介して旋回
自在に支持された旋回スクロールで、該旋回スクロール
13はクランク10Aの軸線O₂−O₂と同一軸線に設けられて
いる。そして、旋回スクロール13は平板状の鏡板13A
と、該鏡板13Aの右側面にインボリュートまたはインボ
リュートに近いうず巻状に形成されたラップ部13Bとか
ら形成されている。なお、15は自転防止機構としてのオ
ルダム継手で、該オルダム継手15は旋回スクロール13を
回転軸10の軸線O₁−O₁を中心とし、半径δをもって公転
するように案内するものである。16は旋回スクロール13
の偏心回転をバランスさせるため、回転軸10に設けられ
たバランスウェイトである。

また、17はケーシング９の大径筒部9C開口端の固着して
設けられた固定スクロールで、該固定スクロール17は回
転軸10の軸線O₁−O₁と同一軸線となるように設けられて
いる。ここで、固定スクロール17は鏡板17Aと、該鏡板1
7Aにインボリュートまたはインボリュートに近いうず巻
状に形成され、旋回スクロール13のラップ部13Bと重な
り合うように配設され、これらの間に複数の圧縮室18,1
8,…を形成するラップ部17Bと、該ラップ部17Bを囲むよ
うに形成された周壁部17Cと、該周壁部17Cの先端部から
半径方向に延び、ケーシング９の大径筒部9C開口端の固
着されるフランジ部17Dと、前記周壁部17Cの側面側に径
方向に突出するように形成され、ケーシング９の吸込通
路形成部9Gと同一軸線をなす吸込通路形成部17Eと、前
記周壁部17Cの下面側に形成され、ケーシング９の油通
路形成部9Hと同一軸線をなす油通路形成部17Fと、前記
鏡板17Aの反ラップ側面（裏面）に位置して、後述の油
噴射穴22、給油穴23、油通路34の開口部を囲むように
「く」字状に形成され、後述のカバー24側通油溝25に嵌
合する溝形成壁17Gとから構成されている。

19は前記ケーシング９の吸込口形成部9Fに形成された吸
込口、20は該吸込口19を圧縮室18と連通させるべく、前
記ケーシング９、固定スクロール17の吸込通路形成部17
E内に水平方向に延びるように形成された吸込通路を示
し、吸込口19には吸込フィルタ（図示せず）が設けら
れ、また吸込通路20の右端な最外周側に位置して形成さ
れる圧縮室18に開口し、旋回スクロール13が旋回する間
に、外部空気を吸込むようになっている。一方、21は固
定スクロール17の鏡板17Aのほぼ中心位置に穿設された
吐出口で、該吐出口21からは最内周の圧縮室18で圧縮さ
れた空気をカバー24側の吐出口26を介して油分離タンク
１内に吐出するようになっている。

22は固定スクロール17の鏡板17Aに穿設された給油穴と
しての油噴射穴、23は同じく該固定スクロール17の周壁
部17Cに穿設された給油穴を示し、該油噴射穴22は
「く」字状の溝形成壁17Gで囲まれた油通路内で、かつ
吐出口21近傍となるように該溝形成壁17Gの折曲り部に
形成され、中間に位置する圧縮室18に開口し、該圧縮室
18に油を噴射することによって、各ラップ部13B,17Bの
シール、潤滑等を行なうようになっている。一方、前記
給油穴23は溝形成壁17Gで囲まれた油通路の上端部に位
置して形成され、旋回スクロール13の鏡板13Aと固定ス
クロール17の周壁部17C端面との間の摺動面の潤滑、シ
ールを行なうようになっている。

次に、24は固定スクロール17の鏡板17A反ラップ側面に
固着して取付けられたカバーを示し、該カバー24は第４
図に示す如く、固定スクロール17の溝形成壁17Gに対応
するように吐出口21近傍で屈曲する「く」字状をなし、
該吐出口21とは流体的に別個のものとして独立して形成
された通油溝25と、固定スクロール17の吐出口21から吐
出された圧縮空気と油との混合体を斜め上方に向けて吐
出する吐出口26とから構成されている。そして、該カバ
ー24は、固定スクロール17の鏡板17A反ラップ側面に取
付けられることにより、その通油溝25を溝形成壁17G外
周に嵌合させ、内部に油通路34から各吐出口21,26近傍
を介して油噴射穴22,給油穴23に至る油通路を形成する
ようになっている。

さらに、27はケーシング９の弁・フィルタ取付部9Eに形
成されたフィルタ室で、該フィルタ室27はタンク本体２
の通油穴５と連通する通油穴28を介して油分離タンク１
と連通し、内部にオイルフィルタ29が収納され、該オイ
ルフィルタ29は蓋体30によって交換可能に固定されてい
る。また、31は前記弁・フィルタ取付部9Eに水平方向に
穿設された弁取付穴、32は該弁取付穴31をフィルタ室27
と連通させる油通路を示し、前記弁取付穴31内には流量
調整用の絞り弁、オイルクーラ（図示せず）へ流す油量
を油温に応じて調節する温度調節弁等の弁機構33が設け
られている。34はケーシング９の油通路形成部9H、固定
スクロール17の油通路形成部17Fに水平方向に延びるよ
うに形成された油通路を示し、該油通路34の一端34Aは
弁取付穴31に開口し、他端34Bは固定スクロール17の溝
形成壁17Gの下端部に開口している。

なお、図中35は軸受11に給油すべく、ケーシング９の軸
受部9A後端に穿設された給油口、36は該軸受部9Aの後端
に設けられたメカニカルシールを示す。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動につ
いて述べる。

いま、油分離タンク１等に載置されたモータを回転駆動
すると、その回転はプーリ12を介して回転軸10に伝えら
れ、該回転軸10は旋回スクロール13を旋回する。する
と、該旋回スクロール13はオルダム継手15に案内されつ
つ、固定スクロール17に対して半径δをもった相対的な
円運動を行なう。

これにより、油分離タンク１外に開口した吸込口19から
吸込まれた空気は、吸込通路20を介して最外周側の圧縮
室18に至り、外圧縮室18から徐々に圧縮され、最内周側
の圧縮室18にいく間所定の圧力に高められた後、固定ス
クロール17の吐出口21、カバー24の吐出口26を介して油
分離タンク１内に油と一緒に吐出される。そして、油分
離タンク１に設けられた油分離フィルタ６によって油分
を除去した後、清浄となった圧縮空気は吐出穴７から外
部に供給される。

この際、カバー24に形成した吐出口26は斜め上方に向け
て開口するようになっているから、圧縮空気が油分離フ
ィルタ６に直接衝突して該油分離フィルタ６を損傷して
しまうのを防止すべく、吐出方向を制限していると共
に、固定スクロール17の吐出口21から吐出した圧縮空気
をカバー24の壁面に衝突させ、オイルミストの衝突分離
作用を良好ならしめている。

また、圧縮運転中は油分離タンク１内は安全弁（図示せ
ず）で設定した所定圧まで高められているから、該油分
離タンク１内に貯えられた潤滑油４は、その内圧によっ
て通油穴5,28、フィルタ室27、オイルフィルタ29、油通
路32、弁取付穴31、油通路34を介して通油溝25内に強制
的に供給される。この際、油通路34はケーシング９、固
定スクロール17を真直に貫通するように水平方向に形成
されているから、該油通路34内を流通する潤滑油４は、
圧力損失が無く円滑に流れるようになっている。また、
この時の潤滑油４の流量は、弁機構33を構成する絞り弁
によって適切な流量に調整される。

さらに、前記通油溝25に至った潤滑油４は、内圧によっ
て該通油溝25内で上昇され、油噴射穴22から給油穴23に
向けて流通する段階で固定スクロール17を鏡板17A反ラ
ップ側面（裏面）から冷却し、特に、最内周の圧縮室18
によって最も高温となる吐出口21近傍を冷却しつつ、該
通油溝25内を満たすように供給される。

これにより、前記通油溝25内の潤滑油４は、まず、圧縮
過程にある中間の圧縮室18内に給油するために給油時の
抵抗が大きい油噴射穴22から該圧縮室18内に噴射され、
該潤滑油４によって旋回スクロール13、固定スクロール
17の各ラップ部13B,17B間の潤滑、シール、冷却がなさ
れ、次に、前記油噴射穴22に比して給油時の抵抗が小さ
い給油穴23から旋回スクロール13の鏡板13Aと固定スク
ロール17の周壁部17Cとの間の摺動面部位に潤滑油４が
供給され、これらの潤滑、シール等を行うようになって
いる。なお、ケーシング９の給油口35からも潤滑油４が
給油され、各軸受11、旋回軸受14、オルダム継手15等の
潤滑が行われる。

そして、上述のようにして各部位に給油された潤滑油４
は、圧縮空気と共に油分離タンク１内に吐出され、ま
た、該油分離タンク１内の潤滑油４は別途設けられたオ
イルクーラによって冷却される。

かくして、本実施例によれば、固定スクロール17には、
圧縮過程にある中間の圧縮室18内に潤滑油４を給油する
油噴射穴22と、旋回スクロール13の鏡板13Aとの間に潤
滑油４を供給する給油穴23とを設け、また、固定スクロ
ール17の反ラップ部側面に吐出口21近傍を介して前記油
噴射穴22から給油穴23に至る「く」字状の通油溝25が当
該吐出口21と独立して形成されたカバー24を設け、該カ
バー24の通油溝25にはケーシング９、固定スクロール17
を水平方向に貫通して油分離タンク１内に開口する油通
路34等を介して該油分離タンク１内の潤滑油４を内圧に
よって強制的に供給する構成としている。

従って、キャピラリチューブ等の外部油配管を全く用い
ずに、油分離タンク１内の潤滑油４を前記油通路34から
通油溝25を介して油噴射穴22、給油穴23に最短の油通路
で圧力損失を生じることなく安定した状態で供給でき、
配管レスでコンパクトなスクロール圧縮機とすることが
できると共に、給油不足による各ラップ13B,17B部間の
焼付き事故等を確実に防止することができ、信頼性や寿
命を向上することができる。

また、通油溝25内の潤滑油４を供給するときに、各圧縮
室18が外周部から内周側に向けて昇圧されるのを考慮し
て潤滑油４の供給順序を、給油時の抵抗の大きい油噴射
穴22、給油時の抵抗の小さい給油穴23の順序で供給する
ことにより、潤滑油４の大部分が最初の油噴射穴22から
噴射されてしまうのを給油時の抵抗の差によって防止し
ているから、潤滑油４を確実に給油穴23に供給すること
ができ、全体への給油を可能にして焼付事故の発生や圧
縮効率の低下等を防止し、信頼性をより一層向上するこ
とができる。

さらに、吐出口21と独立した通油溝25内を流通する潤滑
油４によって、固定スクロール17を鏡板17Aの反ラップ
側面から冷却でき、特に、高圧となる最内周の圧縮室18
によって高温となる吐出口21近傍を効果的に冷却するこ
とができ、より一層寿命を向上できる。また、前記通油
溝25の形状を適宜に形成するのみで油噴射穴22、給油穴
23等の穿設位置、穿設個数を適宜に選択でき、油通路の
マニホールド化が可能となる。

さらにまた、上述したように配管、継手等が不要となっ
て構成を簡略化できる上に、複雑な加工を必要とせずに
通油溝25、油通路34等を形成できるから、加工性および
組立性を高めて製造コストを大幅に低減できる。

また、流量調整のための絞り弁、オイルクーラへの温度
調節弁等の弁機構33、オイルフィルタ29は油分離タンク
１外に配設することができるから、これらの修理、交換
等は圧縮機本体８を非分解のまま行なうことができる。

さらに、カバー24には圧縮空気の吐出方向を制限する吐
出口26を形成し、油分離フィルタ６に直接圧縮空気が衝
突するのを防止しているから、該油分離フィルタ６の損
傷を防止し、さらに固定スクロール17の吐出口21から吐
出した圧縮空気をカバー24の壁面に衝突させ、オイルミ
ストの衝突分離作用を良好ならしめることができる。

なお、実施例ではカバー24の通油溝25は「く」字状に形
成するものとして述べたが、油噴射穴22、給油穴23を含
む給油穴、油通路34等の位置、個数に応じて「Ｙ」字
状、「Ｓ」字状等適宜の形状によるマニホールド化が可
能である。

〔発明の効果〕

本発明に係る油冷式スクロール圧縮機は以上詳細に述べ
た如く、固定スクロールの鏡板には中間の圧縮室の給油
部位に油を給油する油噴射穴を穿設し、固定スクロール
の外周部には前記旋回スクロールの鏡板との間に油を給
油する給油穴を設け、また、固定スクロールの反ラップ
部側面に該油噴射穴から給油穴に至る通油溝が吐出口と
独立して形成されたカバーを設け、該カバーの通油溝に
はケーシング、固定スクロールを貫通して油分離タンク
内に開口する油通路を介して該油分離タンク内の油を供
給する構成としたから、別途配管、継手、シール部材等
を用いることなく最短距離で適宜の油通路を形成するこ
とができ、構成を簡略化できる上に、容易な加工で油の
流路を形成することができ、加工性、組立性を高めて生
産性の向上、コストの低減を図ることができる。

また、ケーシング、固定スクロールを貫通する通油路を
介して油噴射穴、給油穴と油分離タンクとを最短距離で
連通することにり、給油時の圧力損失を小さくし、油分
離タンク内の圧力でカバーの通油溝内に油を強制的に供
給すると共に、該通油溝内の油を給油時の抵抗の大きい
油噴射穴、抵抗の小さい給油穴の順序で供給するように
したから、供給した油の大部分が油噴射穴から噴射され
るのを防止でき、それぞれの給油箇所に油を安定して給
油することができ、給油不足による各ラップ部間の焼付
き事故等を確実に防止することができ、信頼性や寿命を
向上しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例による油冷式スクロール圧縮機の全体
構成図、第２図は圧縮機本体の縦断面図、第３図は固定
スクロールの反ラップ部側面を示す平面図、第４図はカ
バーの平面図である。 １……油分離タンク、４……潤滑油、７……吐出穴、８
……圧縮機本体、９……ケーシング、10……回転軸、10
A……クランク、13……旋回スクロール、13A……鏡板、
13B……ラップ部、17……固定スクロール、17A……鏡
板、17B……ラップ部、18……圧縮室、19……吸込口、2
0……吸込通路、21,26……吐出口、22……油噴射穴、23
……給油穴、24……カバー、25……通油溝、29……オイ
ルフィルタ、32,34……油通路、33……弁機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油を貯える油分離タンクと、該油分離タン
   ク内に軸線が水平方向となるように横置に取付けられた
   ケーシングと、該ケーシングに回転自在に軸支され、先
   端部が該ケーシング内に位置してクランクとなった回転
   軸と、該回転軸のクランクに旋回自在に取付けられ、鏡
   板にうず巻状ラップ部が設けられた旋回スクロールと、
   前記ケーシングに固着され、鏡板に該旋回スクロールの
   ラップ部と重なり合って圧縮室を形成するうず巻状ラッ
   プ部が設けられた固定スクロールと、該固定スクロール
   の鏡板中央側に穿設され、最内周側の圧縮室に連通する
   吐出口と、前記固定スクロールの鏡板に穿設され、該固
   定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される
   圧縮室のうち中間の圧縮室の給油部位に油を給油する油
   噴射穴と、前記固定スクロールの外周側に穿設され、前
   記旋回スクロールの鏡板との間に油を給油する給油穴
   と、前記固定スクロールの反ラップ部側面に設けられ、
   前記油噴射穴から該給油穴に至る通油溝が前記吐出口と
   独立して形成されたカバーと、一端側が前記油分離タン
   ク内の油中に開口し、他端側が前記ケーシング、固定ス
   クロールを貫通して該カバーの通油溝に連通した油通路
   とから構成してなる油冷式スクロール圧縮機。