JPH08200250A

JPH08200250A - 軸貫通スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH08200250A
Application number: JP696595A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiibayashi; 正夫椎林; Kazutaka Suefuji; 和孝末藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】固定スクロール５の鏡板部５ａの反ラップ側に
周方向に伸びる凹部５ｚを設け、凹部５ｚを挟んで軸心
軸部を支える軸心軸受け部３２を備えた補助フレーム１
１を固定スクロール５の鏡板部５ａに取付け、補助フレ
ーム１１の底面と鏡板部５ａの凹部５ｚとで径方向に伸
びる吐出通路１０を形成し、旋回スクロール６のラップ
巻き始め部となる早期吐出口の端部に、縦状の円孔を設
け、円孔につながる複数個の縦状の円孔を、吐出溝部に
設定した。【効果】吐出側での圧力損失と過圧縮動力を小さくし、
全断熱効率の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍空調用・冷蔵庫用
等の冷媒用圧縮機として用いられる密閉形スクロール圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸貫通方式スクロール圧縮機は、特開昭
57−131896号（公知例１）で開示されているように、旋
回スクロール部材の中心部に旋回軸受部を設け、旋回軸
受部にクランク軸の偏心軸部をラップ先端部まで挿入す
ると共に、クランク軸が偏心軸先端に更に軸心軸部を延
長し、固定スクロール側に上記軸心軸部を支承する軸受
部を形成した構造である。また、固定スクロール側のラ
ップ巻き角を旋回スクロールのラップ巻き終わり角より
１８０度以内の範囲で大きく設定したスクロール圧縮機
は、特開昭56−20701 号（公知例２）で開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公知例１は、固定
スクロール側に上記軸心軸部を支承する軸受部を設けて
いるが、固定スクロールの鏡板部に配置した構成となっ
ている。このため、吐出孔の大きさに制約され、吐出冷
媒ガス通路を広く確保できず、また、上記公知例にある
ように吐出通路が屈折通路形状となっているなどその通
路内での流れにともなう通路損失（圧力損失）が大きく
増大し、圧縮機の性能面で不利となっていた。公知例２
では、スクロールラップの同じラップ接触点において、
固定スクロールラップ内側曲線と旋回スクロールラップ
外側曲線とで形成される圧縮室の圧力ともう一方側の固
定スクロールラップ外側曲線と旋回スクロールラップ内
側曲線とで形成される圧縮室の圧力とが異なる。そのた
め、圧力的には非対称なものとなっている。このような
構造の場合にも、両圧縮室の吐出過程における圧力損失
が大きく増大し、圧縮機の性能面で不利となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、軸貫通スク
ロール圧縮機において、旋回スクロールのラップ巻き始
め部となる外側曲線の始点と旋回スクロールの内側曲線
の円弧曲線の始点とが一致し、その点から円弧曲線側に
なる円弧曲線の中心角が６０度から８０度の範囲に早期
吐出口を設定し、前記溝は旋回スクロールのラップの外
側曲線に沿って、かつ旋回軸受外周部に係合するように
設定し、前記円弧曲線部の側壁面に旋回内線室側の吐出
工程を旋回外線室側より早期に行わせる吐出口を設定す
ること、さらに、早期吐出口の端部に、縦状の円孔を設
け、前記円孔につながる複数個の縦状の円孔を、前記吐
出溝部に設定するものである。さらに、固定スクロール
の鏡板部の反ラップ側に周方向に伸びる凹部を設け、前
記凹部を挟んで軸心軸部を支える軸心軸受け部を備えた
補助フレームを固定スクロールの鏡板部に取付け、前記
補助フレーム底面と前記固定鏡板部の凹部とで径方向に
伸びる吐出通路を形成したことを特徴としている。ま
た、旋回スクロールの円弧曲線部に係合し、旋回スクロ
ールラップ中央部の先端部に、前記吐出工程を早期に行
わせる吐出口と吐出溝を設定した場合と設定しない場合
とで、圧縮機の固有圧縮比Ｖｒを変化せしめ、空調用途
と冷凍機用途の圧縮機に使い分けできるようにしたこと
を特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の作用を図１から図７をもとにして説明
する。図１の固定スクロール５側の鏡板中央部５ａに設
けた吐出孔１０の最大径の大きさＤｄ₁ が旋回軸受部３
１の内径寸法Ｄｍ（図４参照）と同等程度もしくはそれ
以上に設定しているため、吐出孔１０の通路面積を従来
機に対して数倍から十数倍前後と、広く吐出通路を確保
している。かつ、吐出孔１０が鏡板中心Ｏｆに対して偏
心した位置にあるため、ガス流動の抵抗が小さくなって
吐出時のスムーズなガス吐出作用が可能となる。さら
に、図４に示すように、円弧曲線部の側壁面に旋回内線
室側の吐出工程を旋回外線室側より早期に行わせる吐出
口６ｔ，６ｈ，６ｐを設けている。この早期吐出口は、
過圧縮損失を減らすためのもので、この旋回内線室側の
吐出口は、ラップ中央部に設けた矩形状の吐出通路６ｐ
と連ながり、吐出溝は旋回スクロールのラップの外側曲
線に沿って、かつ旋回軸受外周部に係合するように設定
しており、溝は、さらに、固定スクロール側の吐出孔１
０と連通している。吐出孔１０をでた冷媒ガスは、固定
スクロールの鏡板部の反ラップ側に周方向に伸びた凹部
と軸心軸部を支える補助フレーム底面とで径方向に伸び
る吐出通路を形成しているので、さらに圧力損失が低減
できる。

【０００６】ここで、図９を用いて本発明の軸貫通式ス
クロールの場合の圧縮作用を説明する。軸貫通式スクロ
ールの場合、図９に示すように、ラップ中央部に旋回軸
受部３１が有るためスクロールラップの巻き始め部を旋
回軸受部の外周部から設定している。このため、必要な
圧縮比Ｖｒを得るためには、スクロールラップの巻き角
度が大きくなり、その分スクロールラップの外径が大き
くなる。この欠点を補うため、図１に示すように、固定
スクロールの巻き終わり部を従来の点Ｖの位置から点Ｔ
の位置６３となる１８０度分ラップ巻き角を延長し、こ
れまで吸入室であった空間を無駄なく圧縮室となるよう
にしている。したがって、固定スクロールの巻き終わり
部の内側曲線と、旋回スクロールの巻き終わり部の外側
曲線とで囲まれる空間で、圧縮室（以後、旋回外線室と
呼ぶ）を形成することになる。また、旋回スクロールの
内側曲線と固定スクロールの外側曲線により圧縮室（以
後、旋回内線室と呼ぶ）を形成する。その結果、旋回外
線室の理論押しのけ量（工程容積）は例えば、５馬力を
想定した場合、工程容積Ｖ_th1＝４３.０cm³／revで、旋
回内線室の場合はＶ_th2＝３７.０cm³／revとなり、一対
の圧縮室の理論押しのけ量が異なる。この場合、両側の
圧縮室の吸入開始する位置は、図１において点６３
（Ｔ）と点６４（Ｑ）の位置であり、吸入開始のタイミ
ングは互いに回転角にして１８０度ずれている。この圧
縮機の固有圧縮比Ｖｒは、旋回外線室側がＶｒ＝２.５
前後に、旋回内線室側がＶｒ＝２.３前後となる。

【０００７】本発明では、従来機での屈折通路がないの
で、吐出ポートの拡大構造の効果とあわせて、吐出圧力
損失が大きく低減できる。ひいては転覆モーメントの作
用しない構造による旋回スクロールの挙動の安定化によ
る圧縮室内部漏れの損失低減などの波及効果との相乗効
果により軸貫通方式のスクロール圧縮機の性能が大幅に
向上できる。また、旋回スクロールラップ中央部の先端
部に、吐出工程を早期に行わせる吐出口６ｔと吐出溝６
ｐを設定した場合と設定しない場合とで、圧縮機の固有
圧縮比Ｖｒを変化させることができる。図１８は、旋回
スクロール６の円弧曲線６ｍに、図４に示した早期に行
わせる吐出口６ｔ，吐出溝６ｐなどの通路を一切設定し
ていない場合の実施例で、円弧曲線部６ｍでの容積比変
化は大きい。このため、吐出溝６ｐなどの通路を一切設
定していない場合の圧縮機の固有圧縮比（容積比）Ｖｒ
が大きくなる効果がある。図１の固定スクロールと図４
の旋回スクロールを組み合わせると、容積比Ｖｒが約
２.３前後に対して、図１の固定スクロールと図１８の
旋回スクロールを組み合わせると、容積比Ｖｒが約３.
３前後と大きくなるためである。吐出溝をなくすこと
で、吐出通路側の通路抵抗をもたす結果となり、そのこ
とが吐出通路側から圧縮室側への冷媒ガスの逆流が小さ
くなる作用が得られる。従って、図１９に示すように、
早期に行わせる吐出口６ｔ，吐出溝６ｐなどの通路を一
切設定していない場合の圧縮機では、高圧力比での全断
熱効率が改善できる作用が得られる。このことから、旋
回スクロールの吐出口６ｔ，吐出溝６ｐなどの通路の有
り無しによって、空調用途と冷凍機用途に使い分けが可
能（容易）となる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図１から図１７にわたって
示す。図１から図３は、固定スクロール５の平面図と縦
断面図である。図１において、固定スクロール５のラッ
プ曲線は円弧曲線とインボリュウト曲線を組み合わせて
いる。ラップ終端部５ｎと冷媒ガスの入る吸入孔１６を
配置する。５ｆは吸入室である。鏡板５ａの中心は点Ｏ
ｆで、軸心軸１４ｆの中心と一致する。中心点Ｏｆより
ラップ終端部５ｎと反対側に偏心した点Ｏｆo は、ラッ
プ部５ｂのインボリュウト曲線の基礎円の中心である。
固定スクロール５側の鏡板５ａのほぼ中央部にあってや
やラップ始端部６０の方向に偏心した位置に設けたのが
吐出孔１０である。その吐出孔１０の外縁部はラップ始
端部６０の内側曲線５ｕと近接もしくは一致している。
このように、固定スクロールのほぼ中央部の吐出孔１０
は、その大きさが旋回軸受部３１の内径寸法Ｄｍとり若
干大きく設定し、かつ延長した軸心軸部に対して包含す
るようにして設けている。その孔１０の直径がＤｄ₁(例
えば、その直径が約３０〜３５mm）の大きい円形のみの
吐出孔形状としている。この場合、軸心軸の軸径は約１
５〜２０mmとなる。固定スクロールラップ外側曲線５ｓ
の始点は点６１であり、終点は点６４，６６となる。一
方、固定スクロールラップ内側曲線５ｕの始点は点６０
であり、終点は圧縮開始点となる点６３とそれより外側
の点６５となる。ラップ部５ｂの内側曲線５ｕは、始点
６０から点６２が円弧曲線であり、点６２から終点６３
を経て点６５までがインボリュウト曲線となる。外側曲
線５ｓは点６１から圧縮開始点となる点６４を経て終点
６６の範囲でインボリュウト曲線をなし、点６５と点６
６とを半径Ｒの円弧５ｍで滑らかに結ばれている。半径
Ｒは、Ｒ＝５.５mm 前後に設定している。また、ラップ
始端部では点６０と点６１とを半径ｒの円弧５ｗで滑ら
かに結ばれている。半径ｒ＝１.５mm前後に設定してい
る。また、点６０と点６２とを半径ＲＲの円弧５ｖで滑
らかに結ばれている。半径ＲＲは、ＲＲ＝２３.９５mm
前後に設定している。このようなラップ曲線を構成する
ことにより、固定スクロールのラップ始端部のラップ厚
さＴ₁ をその他のラップ厚さＴ₂より太く設定してい
る。例えば、Ｔ₁ ＝Ｔ₂ ＋１.０mmからＴ₁＝Ｔ₂＋２.５
mm前後の寸法関係とし、ラップ強度の向上を図ってい
る。固定スクロールラップ巻き終り角を旋回スクロール
のラップ巻き終わり角より１８０度の範囲で延長してい
る。図２と図３において、固定スクロールの鏡板部５ａ
の反ラップ側に周方向に伸びる凹部５ｚを設けている。
また、軸心軸部１４ｆを支える軸心軸受け部３２を備え
た補助フレーム４６を固定スクロール５の鏡板部５ａに
取付けるためのボス部５ｐを面５ｙと一様にして設けて
いる。面５ｙは、補助フレーム底面４６と接し、補助フ
レーム底面４６と固定鏡板部の凹部５ｚとで径方向に伸
びる冷媒ガスのとうる吐出通路を形成する。固定スクロ
ールのほぼ中央部の吐出孔１０は、その大きさが旋回軸
受部３１の内径寸法と同等程度に設定し、かつ延長した
軸心軸部に対して包含するようにして設け、吐出孔は固
定鏡板の中心に対してスクロールラップ巻き始め側に偏
心して設けるもので、固定スクロール鏡板貫通孔と軸心
軸１４ｆで形成される空間を吐出ポートとしている。さ
らに、旋回スクロールのラップ巻き始め部となる外側曲
線の始点と旋回スクロールの内側曲線の始点とをラップ
溝幅を直径とする円弧曲線で接続し、円弧曲線部の側壁
面に旋回内線室側の吐出工程を旋回外線室側より早期に
行わせる吐出口を設定したことを特徴としている。図４
から図７は、旋回スクロール６の平面図と縦断面図であ
る。図５は、旋回スクロール６の円弧曲線部の吐出口を
示す部分断面図である。図４において、旋回スクロール
６の鏡板６ａの中心は点Ｏｍとなる。中心点Ｏｍより偏
心した点Ｏｍo は、ラップ部６ｂのインボリュウト曲線
の基礎円の中心で、点Ｏｍに対してラップ外終端部６ｎ
の反対側に偏心した位置関係としている。旋回スクロー
ル６のラップ巻き終わり端部６ｎの外縁端部７５である
ラップ部６ｂの外側曲線6sの終端部は、鏡板６ａの外終
端より大きくしている。この旋回スクロールの鏡板外形
寸法をＤｓo と記す。ラップ部６ｂの外側曲線６ｓは、
始点７７から点７９が円弧曲線であり、その半径ＲＬ
は、ＲＬ＝１９.９５mm 前後の値としている。また、点
７９から終点７５までがインボリュウト曲線となる。内
側曲線６ｕは点７８から圧縮開始点となる点７６の範囲
でインボリュウト曲線をなし、点７８と点７７とを半径
Ｒ(Ｗｃ／２の大きさ)の円弧６ｍで滑らかに結ばれてい
る。また、ラップ終端部では点７５と点７６とを半径ｒ
ｏ（＝ラップ厚さ／２の大きさ）の円弧６ｗで滑らかに
結ばれている。その半径ｒｏは、ｒｏ＝１.５mm 前後に
設定している。旋回スクロールのラップ巻き始め部とな
る外側曲線の始点７７と旋回スクロールの内側曲線の始
点７８とをラップ溝幅Ｗｃを直径とする円弧曲線６ｍで
接続し、円弧曲線部６ｍの側壁面に圧縮室８である旋回
内線室８ｃ側の吐出工程を旋回外線室８ｅ側より早期に
行わせる吐出口６ｔを設定している。吐出口６ｔ周辺部
の詳細な構造を図５に示す。旋回スクロールのラップ巻
き始め部となる外側曲線の始点７７と旋回スクロールの
内側曲線の円弧曲線の始点７７とが一致し、その点から
円弧曲線側になる円弧曲線の中心角θｄが６０度から８
０度の範囲になる点７３で早期吐出口６ｔを設定する。
空調用途における最適な中心角θｄとしては、実験的に
６８度前後となる。吐出口６ｔから吐出溝６ｐは旋回ス
クロールのラップの外側曲線６ｓに沿って、かつ旋回
軸受３１外周部３１ａのハウジング面に係合する扇形状
のように設定している。６ｇは縦状の円孔で、円孔につ
ながる複数個の縦状の円孔６ｈ，６ｃを、吐出溝部６ｐ
に設定している。早期吐出口６ｔ及び円孔６ｈ，６ｃの
溝深さＨｏは、図７に示すように、ラップ深さＨｍの位
置まで深く掘り下げている。このため、ラップ中央部の
ボス部６ｋの厚さＷｔは、ラップ厚さｔｓと同程度に設
定することにより、固定スクロール歯底面側との余計な
接触を避けることができる。圧縮ガスは出口部６ｔから
矩形通路６ｐで旋回軸受３１側に吐出される。この吐出
通路６ｔ，通路６ｐは極力通路面積を大きく設定する。
図８は、吐出通路６ｔ，通路６ｐ周辺部の縦断面図であ
る。図６から図８に示すように、ラップ中央部のボス部
６ｋの内周面に６ｅ，３１ｃとＲ形状（円弧）とするこ
とでさらに、吐出ガスの流動が吐出過程時におけるガス
冷媒の流れをスムーズに行え、流体抵抗が小さくなって
圧力損失が減少し、ひいては過圧縮損失動力が大きく低
下する。また、それらの旋回中央部のラップ先端面と向
かいあう固定歯底面との摺動する面積が小さくなって、
機械摩擦損失も低くなる。図９は固定スクロール５と旋
回スクロール６を組み合わせた横断面図である。なお、
点６３は旋回スクロールラップの終端部点７５と接する
点となり、点６４は旋回スクロールラップの終端部の点
７６と接する点となる。固定スクロールラップ内側曲線
と旋回スクロールラップ外側曲線とで形成される旋回外
線室（圧縮室）８ａ，８ｃ，８ｅがあり、固定スクロー
ルラップ外側曲線と旋回スクロールラップ内側曲線とで
形成される旋回内線室（圧縮室）８ｂ，８ｄを形成す
る。吐出通路６ｔ，通路６ｐは、主に圧縮室８ｂ，８ｄ
から吐出されるガスの通路となるものである。図１７に
示すように、旋回スクロール６の鏡板背面に背圧室３６
を設けている。背圧室３６に圧縮室内部のガス圧を導入
する絞り孔６ｄを旋回スクロールラップ外側曲線６ｓに
沿った位置の鏡板部に設けている。背圧室３６は、吸入
圧力と吐出圧力との中間圧力となる。なお、図５におい
て、旋回スクロール部材６の中心部の旋回軸受部３１と
してすべり軸受を設けている。軸受部３１は、比較的耐
久性のある含油軸受タイプや四ふっ化エチレン樹脂を軸
受材料に適用したドライタイプ仕様スベリ軸受を用いて
いる。

【０００９】図１０は、主軸受部４０周辺部の部分縦断
面図である。１１は、フレームでそのフレーム１１の外
周部には長方形の通路１８が周上に複数個設けている。
フレーム１１の中央部に主軸受部４０とガスシール用軸
受部３８を形成している。１１ｇは内側シールリング３
５が挿入できる環状溝部である。旋回スクロール部材６
の鏡板６ａ背面の中央部のフレーム１１と対向するスラ
スト部に内側シールリング３５を配している。内側シー
ルリング３５の外側領域を、吐出圧力(Ｐｄ)と吸入圧力
（Ｐｓ）との中間圧力とせしめるため、旋回スクロール
６の鏡板６ａを貫通する絞り孔６ｄを設けている。旋回
鏡板背面部とフレーム１１側の主軸受部４０の間に油圧
室３９を設け、油圧室３９の高圧をシールするシール軸
受部３８を油圧室３９と主軸受部４０との間のフレーム
内周部に設けている。旋回鏡板背面の空間３９と電動機
室とをシールするシール軸受部３８を、旋回スクロール
鏡板背面部と主軸受け部との間にもうけるとともに、シ
ール軸受部３８には、電動機の磁気推力などのスラスト
方向の軸荷重を支えるつば付き部３８ｂを備えている。
本構造により、軸が上方向に移動してもつば付き部３８
ｂでささえる事ができる。また、主軸受部４０の周囲が
ガス域となって、転がり部によるかくはん損失が大きく
低減できる。

【００１０】図１１から図１６はシール手段３５の具体
的な実施例である。油圧室３９と背圧室３６とをシール
するシール手段３５をフレーム１１側に設け、そのシー
ル手段３５は環状のシールリング３５ａと弾性支持可能
なバックアップリング３５ｂからなり、旋回スクロール
鏡板背面部と対向するシールリング上端面３５ｆ部に油
供給用チャンファ溝部３５ｃを形成している。そのシー
ル手段３５は、フレーム側のリング溝１１ｇに挿入され
る。シール手段３５は、シールリンブ部３５ａとバック
アップリング部３５ｂからなる。シールリンブ部３５ａ
には、図１２にあるように正三角形に似た溝（チャンフ
ァ）の給油溝３５ｃをなし、その深さは０.１mmから０.
６mm前後の小さな寸法として背圧室３６への給油量を抑
え、油量調節機能を備えている。バックアップリング部
３５ｂはＳＵＳ３０４相当材のばね用ステンレス鋼帯が
適正材料で、例えば、３０度間隔で折り曲げて成形して
いる。この構造により弾性支持可能としている。図１４
と図１５には具体的な寸法を示す。図１６は、油圧室３
９に給油された油がシールリング３５を介して背圧室３
６に流入する様子を示し、シールリンブ部３５ａは、バ
ックアップリング部３５ｂで背面から旋回スクロール側
に押されている。

【００１１】図１７は、密閉形軸貫通スクロール圧縮機
で、密閉容器１内の上方に圧縮機部１００が、下方に電
動機部３が収納されている。そして、密閉容器１内は上
部室１ａ（吐出室）と電動機室１ｂ，１ｃとに区画され
ている。

【００１２】圧縮機部１００は固定スクロール部材５と
旋回スクロール部材６を互に噛合せて圧縮室（密閉空
間）７を形成している。固定スクロール部材５の中心部
に吐出口１０，外周部に吸入口１６を備えている。フレ
ーム１１は中央部に主軸受部４０を形成し、この軸受部
に回転軸１４が支承され、回転軸先端の偏心軸１４ａ
は、旋回軸受部３１内に旋回運動が可能なように挿入さ
れている。その先端部１４ａは、前述した軸心軸部１４
ｆとつながる。圧縮室のガス圧で形成されるガス圧荷重
（ラジアル荷重）は軸受部３１と主軸受部４０と上軸受
部３２とさらに下軸受部３４で支持される。４６は補助
フレームである。なお、１３３はスラスト軸受部でラジ
アル軸受部１３４と一体化しているつばつき軸受構造と
している。スラスト軸受部１３３は、軸１４４とロータ
３ｂの自重分を受け持つことになる。またフレーム１１
には固定スクロール部材５が複数本のボルトによって固
定され、旋回スクロール部材６はオルダムリングおよび
オルダムキーよりなるオルダム機構１１２によってフレ
ーム１１に支承され、旋回スクロール部材６は固定スク
ロール部材５に対して、自転しないで旋回運動をするよ
うに形成されている。回転軸１４には下部に、ロータ３
ｂに固定され、電動機部３を直結している。固定スクロ
ール部材５の吸入口１６には密閉容器１を貫通して垂直
方向の吸入管１７が接続され、吐出口１０が開口してい
る上部室１ａは通路１８ａ，１８ｂを介して上部電動機
室１ｂと連通している。この上部電動室１ｂは電動機ス
テータ３ａと密閉容器１側壁との間の通路２１を介して
下部電動機室１ｃに連通している。また上部電動機室１
ｂは密閉容器１を貫通する吐出管２０に連通している。

【００１３】３４は、下軸受部で球面スベリ軸受構造と
している。また、そのシャフト下端部には、給油管２３
を内包するようにして、シャフト１４，ロータの自重な
どを支えるころがりタイプのスラスト軸受手段３３をそ
なえている。スラスト軸受３３での摺動速度は最も小さ
くなる構成としているため、その部分のスラスト負荷に
よる摩擦損失を極微に抑えることができる。

【００１４】なお、２２は密閉容器底部の油溜りを示
す。なお、９ａと９ｂは、旋回スクロール６の旋回運動
に伴う遠心力を相殺するための第一と第二のバランスウ
エイトである。バランスウエイト９ａの下端部を電動機
コイル部３ｍの内周部と係合する位置に設定することに
より、飛散した油を電動機コイル部３ｍに衝突させて電
動機コイル部３ｍの冷却効果と油分離作用が得られる。
次に潤滑油の流れについて説明する。潤滑油２２ａは、
密閉容器１の下部に油溜り２２として溜められる。回転
軸１４には、各軸受部への給油を行うための中心縦孔１
４７が回転軸１４の下端から旋回軸受部付近まで形成さ
れる。２３は、回転軸１４の下端と底部油溜り２２を連
ねる揚油管である。潤滑油２２ａの油溜り２２内に浸漬
された揚油管２３の下端は高圧の吐出圧力Ｐｄを受けて
おり、一方、下流となる旋回軸受３１及び主軸受４０の
まわりは、吐出圧の雰囲気にあるも、シール手段（シー
ルリング部）３５の外側空間３６が、背圧室の圧縮途中
の圧力である中間圧力Ｐｍを受けているため、（Ｐｄ−
Ｐｍ）の圧力差によって、容器底部の油溜り２２中の潤
滑油２２ａは、中心縦孔１４７内を上昇する。このよう
に、各軸受部への給油を、中心縦孔給油による差圧給油
法と複数の横孔１４４ａ，１４４ｃによる遠心給油法に
よって行う。なお、中心縦孔１４７内を上昇した潤滑油
２２ａは、主軸受４０及び旋回軸受３１へ給油され、旋
回軸受３１へ給油された油は、直接吐出口１０側に流出
する。油圧室３９に給油された油は、内側シールリング
３５を介して適量の油が背圧室３６に流入する。背圧室
３６に流入した油は、その部分の冷媒ガスと混合し、絞
り孔６ｄを介して圧縮室７，８ｃに移動する。圧縮室７
などに至った油は、冷媒ガスとともに加圧され、冷媒ガ
スと油は、吐出孔１０を経て吐出溝５ｚの径方向に伸び
た吐出通路をとおり、この吐出溝５ｚにより、水平方向
に方向変換する。さらに、固定スクロール５上方の吐出
室１ａに至る。さらに連通路１８を経て、電動機室１ｂ
へと移動する。この電動機室１ｂと下方の空間１ｃで冷
媒ガスと油はさらに分離され、油は密閉容器１の下部の
油溜り２２に落下し、再び各摺動部に供給される。この
ように、チャンバ底部の油は、旋回軸受部へ供給され、
ひいては吐出孔１０へ流れる経路と、油圧室から背圧室
へ流れ、ひいては中間圧孔を介して圧縮室へ流れる経路
の二つの油流路を構成し、極力圧縮室に油を注入しない
構成としていることも特徴点である。これは、背圧室へ
の油を抑えることにより、油による吸入室における加熱
防止効果と図示効率向上などの効果が得られる作用があ
るからである。

【００１５】図１７は、旋回スクロール部材６の中心部
の旋回軸受部３１としてすべり軸受を設け、軸受部３１
を挾む位置関係にあるように、延長軸心軸部１４ｆを支
える副軸受部３２とフレーム側主軸受４０に耐久性の高
いころがり軸受を配している。このため、それぞれのこ
ろがり軸受３２，４０では、転がり接触による摩擦作用
のためその部分での摩擦係数が０.００１５前後と非常
に小さい。このため両軸受部３２，４０での摩擦損失は
従来機に対して大幅に低下できる。また、クランク軸１
４全体を転がり支持方式とすることにより軸受隙間が微
少に管理され、クランク軸系の軸方向の挙動を安定化す
ることができる。また圧縮機始動時の油切れに対して
は、少量の油でも軸受部での耐久性を確保でき信頼性の
面で有利となる。また、軸貫通スクロール圧縮機におけ
る主軸回りの挙動が安定化し、圧縮機の信頼性が向上で
きる。

【００１６】図１８は、旋回スクロール６の円弧曲線６
ｍに、図４に示した早期に行わせる吐出口６ｔ，吐出溝
６ｐなどの通路を一切設定していない場合の実施例であ
る。これは、吐出口６ｔ，吐出溝６ｐを無くした、いい
かえれば、その部分を埋めると圧縮機の固有圧縮比（容
積比）Ｖｒが大きくなる効果がある。その作用を図１９
に示す。すなわち、図１の固定スクロールと図４の旋回
スクロールを組み合わせると、容積比Ｖｒが約２.３前
後に対して、図１の固定スクロールと図１８の旋回スク
ロールを組み合わせると、容積比Ｖｒが約３.３前後と
大きくなるためである。吐出溝をなくすことで、高圧力
比での全断熱効率が改善できる作用が得られる。このこ
とから、旋回スクロールの吐出口６ｔ，吐出溝６ｐなど
の通路の有り無しによって、空調用途と冷凍機用途に使
い分けが可能（容易）となる。冷凍機用途では、最適な
中心角θｄは、θｄ＝０度ということになる。なお、上
述した軸貫通式スクロール構造とすることにより、旋回
スクロールには転覆モーメントが作用しないため、旋回
スクロールの挙動の安定化が図られ、圧縮室内部漏れの
損失低減などの波及効果（特に、旋回スクロールの挙動
の安定化は、内部漏れの影響を受けやすい回転数の低い
領域で顕著に性能改善効果がある。）との相乗効果によ
り本発明も軸貫通方式スクロール圧縮機の性能が大幅に
向上できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。

【００１８】（１）吐出通路側での圧力損失と過圧縮動
力を小さくし、全断熱効率の向上がはかれる。また、低
い圧力比での運転条件においてその効果が顕著となる。

【００１９】（２）高い圧力比での運転条件において、
電動機入力がほぼ一定な値を示し、従来機に対して暖房
能力が大幅に向上する。

【００２０】（３）旋回スクロールの吐出口、吐出溝な
どの吐出通路の有り無しだけによって、空調用途と冷凍
機用途に使い分けが可能となって、量産効果と使い勝手
がよくなる。

【００２１】（４）軸貫通スクロール圧縮機における主
軸回りの挙動が安定化する。

【００２２】（５）（１）項と（２）項と関連して、軸
貫通方式の圧縮機構造により、旋回スクロールの鏡板変
位が小さくなって、旋回スクロールの傾きが小さくな
る。このため、低い回転数域での性能向上効果と、スラ
スト摺動面での片当たりの度合いが低下し、面圧も低下
して、その摺動部での潤滑性も改善され摺動部の摩耗を
抑え且つ焼き付きを未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定スクロール５の平面図。

【図２】固定スクロールの断面図。

【図３】固定スクロール５の平面図。

【図４】固定スクロール６の平面図。

【図５】旋回スクロール６のラップ中央部を示す部分縦
断面図。

【図６】固定スクロール６の断面図。

【図７】固定スクロール６の断面図。

【図８】固定スクロール５と旋回スクロール６を組み合
わせた横断面図。

【図９】スクロールラップ中央部の吐出孔を流れるガス
流動の様子を示す部分縦断面図。

【図１０】フレーム中央部の部分縦断面図。

【図１１】シールリング３５ａの説明図。

【図１２】シールリング３５ａの説明図。

【図１３】シールリング３５ａの説明図。

【図１４】バックアップリング３５ｂの説明図。

【図１５】バックアップリング３５ｂの説明図。

【図１６】バックアップリング３５ｂの説明図。

【図１７】密閉形スクロール圧縮機の全体構造を示す縦
断面図。

【図１８】旋回スクロールの平面図。

【図１９】本発明の作用の説明図。

【符号の説明】

２…密閉容器、５…固定スクロール、５ａ，６ａ…スク
ロール鏡板部、５ｚ…凹部、６…旋回スクロール、６ｄ
…絞り孔、１０…吐出孔、１１…フレーム、１８…連通
路、３１…旋回軸受、３２…延長軸心軸受、３３…スラ
スト軸受、３５…シール手段、４０…主軸受。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０４Ｃ 29/04 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固
定スクロール部材及び旋回スクロール部材を、ラップを
内側にしてかみ合せ、前記旋回スクロール部材を自転す
ることなく固定スクロール部材に対し旋回運動させ、前
記固定スクロール部材には中心部に開口する吐出孔と外
周部に開口する吸入口を設け、前記吸入口よりガスを吸
入し、前記旋回スクロール部材および前記固定スクロー
ル部材で形成される圧縮空間を中心に移動させ容積を減
少してガスを圧縮し、前記固定スクロール部材を固定す
るフレームの中央部に主軸受部を備え、前記旋回スクロ
ール部材の中心部には旋回軸受部を設け、前記旋回軸受
部にクランク軸の偏心軸部をラップ先端部まで挿入し、
前記クランク軸が偏心軸先端に更に軸心軸部を前記固定
スクロール部材側に延長した軸貫通スクロール圧縮機に
おいて、前記固定スクロール部材の鏡板部の反ラップ側
に周方向に伸びる凹部を設け、前記凹部を挟んで前記軸
心軸部を支える軸心軸受け部を備えた補助フレームを前
記固定スクロール部材の鏡板部に取付け、前記補助フレ
ームの底面と前記固定鏡板部の凹部とで径方向に伸びる
吐出通路を形成したことを特徴とする軸貫通スクロール
圧縮機。