JPH10153186A

JPH10153186A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH10153186A
Application number: JP31334496A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sato; 栄一佐藤; Muneo Mizumoto; 宗男水本; Kunihiko Takao; 邦彦高尾; Kenji Tojo; 健司東條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】密閉容器底部の油上りによる各摺動部の損傷防
止，潤滑油による撹拌ロスや振動騒音増大防止，軸受摺
動部の起動時の潤滑問題などであり、圧縮機の圧縮性能
及び信頼性の高いスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】主軸受１５とバランスウエイト２２との間
に、ビスコシール２４や螺旋状溝２２ａを有するスパイ
ラルグルーブシールなどの動圧発生形シール、あるいは
シールリング２５やリップシール２７などの接触形シー
ルを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のスクロール圧縮機は、例えば
特開昭63−192985号公報に記載のように、主軸受を具備
するフレームに、電動機のステータ端部を包囲するよう
に油飛散防止用の仕切り板を備えた構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、主
軸受下端から排出された潤滑油が、電動機のロータに落
下し、回転による遠心力により飛散する。この際飛散し
た潤滑油の大部分は、圧縮機の吐出管から直接冷却シス
テムに吐き出されることはなく、フレームに設けた仕切
り板に衝突し、密閉容器底部の油溜り部へ滴下する。し
かし、潤滑油の一部はロータの回転による撹拌や、衝突
の際にミスト状となり、仕切り板には付着せずに吐出管
から冷却システムに吐き出される。このため長時間運転
後には、密閉容器底部の潤滑油量が不足する、いわゆる
油上がり現象を生じ軸受，オルダムリングなどの摺動部
分に損傷を招き、圧縮性能の低下や運転不能などを引き
起こすことが考えられる。

【０００４】また、主軸受下端から排出された潤滑油
が、バランスウェイトあるいはロータに直接落下するの
で、撹拌ロスや振動騒音の増大するなどの問題がある。

【０００５】本発明の目的は、密閉容器底部の油上がり
の問題を解決し、圧縮性能及び信頼性の高いスクロール
圧縮機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロール圧縮機は、次のいずれかの構成
を特徴とする。

【０００７】（１）：円板状鏡板に渦巻状のラップを噛
み合わせて圧縮室を形成する固定スクロール及び旋回ス
クロールから成るスクロール圧縮要素と、ステータとロ
ータを有する電動機と、この電動機の回転軸であるクラ
ンク軸と、前記旋回スクロールと前記クランク軸の間に
介在する旋回軸受と、前記電動機の前記クランク軸を支
持する主軸受と、前記主軸受下部の前記クランク軸に設
けたバランスウェイトと、冷媒が溶解した冷媒混合油を
前記クランク軸内に設けた偏心孔により前記各軸受部に
供給回収する手段とを備えたスクロール圧縮機で、前記
主軸受と前記バランスウェイトとの間に密封装置を設け
た構成であること。

【０００８】（２）：（１）記載の密封装置が、ビスコ
シール，スパイラルグルーブシールなどの動圧発生形シ
ールであること。

【０００９】（３）：（１）記載の密封装置が、シール
リング，リップシールなどの接触形シールであること。

【００１０】また、本発明は、（１）〜（３）記載のス
クロール圧縮機を空調機器に用いたことを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明は、（１）〜（３）記載の
スクロール圧縮機を冷凍・冷蔵庫に用いたことを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図により
説明する。まず、全体構成を説明する。

【００１３】図１は本発明を実施するスクロール圧縮機
の縦断面図である。図１で、密閉容器１内の上部に圧縮
機構部、下部に電動機部が収納され、底部に潤滑油１８
を溜めた貯溜部が設けられている。

【００１４】圧縮機構部は、固定スクロール２，旋回ス
クロール３，上部フレーム４，オルダムリング５を主要
構成要素としている。固定スクロール２の吸込口６には
外部の冷凍サイクルに接続する吸込みパイプ７を設けて
いる。

【００１５】固定スクロール２と旋回スクロール３と
は、それぞれの台板面に直立する渦巻状のラップ面を、
それぞれ互いに内側に向けて噛みあわせ圧縮室８を形成
している。旋回スクロール３のボス部には、クランク軸
９の偏心部９ａが旋回軸受１０を介して回転自在に嵌入
されている。

【００１６】また、旋回スクロール３の台座には、台座
を貫通し、圧縮過程中の圧縮室８に連通する連通孔３ａ
が設けられて、上部フレーム４と旋回スクロール３の台
座とによって囲まれる空間を密閉容器１内より低圧力に
した中間圧力室１１を形成している。

【００１７】さらに、吐出口１９が開口している上部室
１ａは、通路１ｂを介して上部電動機室１ｃと連通して
いる。この上部電動機室１ｃは電動機ステータ１４と密
閉容器１との間の通路１ｄを介して下部電動機室１ｅに
連通している。また上部電動機室１ｃは密閉容器１を貫
通する吐出管２０に連通している。

【００１８】上部フレーム４の外周部は、密閉容器１に
溶接などで固定されており、固定スクロール２はボルト
１２により上部フレーム４に締結されている。

【００１９】クランク軸９には電動機を構成するロータ
１３が焼きばめなどによって嵌合されており、相手側ス
テータ１４は、密閉容器１に溶接などにより固定されて
いる。

【００２０】クランク軸９は、上部フレーム４に設けた
主軸受１５と、下部フレーム１６に設けた副軸受１７で
支持する。

【００２１】クランク軸９の下端には揚油管２１が設け
られ、潤滑油１８中に浸っている。また、クランク軸９
には、偏心部９ａ上端の油室２ａに連通する偏心縦孔９
ｂが設けられている。偏心縦孔９ｂの途中には、クラン
ク軸９を半径方向に貫通し、主軸受１５に連通する給油
孔９ｃ、及び副軸受１７に連通する給油孔９ｄが設けら
れている。さらに、偏心部９ａ上端の油室２ａ、及び主
軸受１５の最下端部近傍のクランク軸９に設けた給油孔
９ｃは、軸受潤滑油回収用排油管２３に連通している。

【００２２】なお、旋回スクロール３の旋回運動に伴う
遠心力を相殺するバランスウェイト２２を、主軸受１５
下側のクランク軸９に固定して配置している。

【００２３】この構成で、スクロール圧縮機の圧縮動作
は以下のように行われる。

【００２４】電動機に通電されると、ロータ１３の回転
はクランク軸９を駆動し、旋回スクロール３はオルダム
リング５の作用により自転することなく偏心回転（公
転）する。旋回スクロール３の偏心回転により、吸込み
パイプ７を通して吸込まれた冷媒ガスは、固定スクロー
ル２の吸込口６から圧縮室８で徐々に圧縮され、吐出口
１９から密閉容器１の中に放出される。放出された冷媒
ガスは、吐出しパイプ２０から外部の冷凍サイクル（図
示せず）へ供給される。

【００２５】つぎに、各軸受への潤滑油の供給方法を述
べる。密閉容器１の底部に貯溜されている潤滑油１８
は、高圧の吐出圧力を受けている。潤滑油１８は、クラ
ンク軸９の回転による遠心ポンプ作用により、偏心縦孔
９ｂ内を上昇し、給油孔９ｄから副軸受１７へ、給油孔
９ｃから主軸受１５へ、旋回軸受１０の上端の油室２ａ
から旋回軸受１０へそれぞれ給油される。そして給油孔
９ｃから主軸受１５、及び旋回軸受１０の上端の油室２
ａから旋回軸受１０へ給油された潤滑油１８は、排油管
２３に導かれて密閉容器１底部の油溜りに戻る。

【００２６】つぎに、本発明の一実施例を図２ないし図
５により説明する。

【００２７】図２は上部フレーム４に装着されクランク
軸９を支持する主軸受１５付近の拡大縦断面図である。
主軸受１５が装着された上部フレーム４とバランスウェ
イト２２との間に、密封装置として非接触な動圧発生形
のビスコシール２４を設けた構成とした。図３はビスコ
シール２４単体のねじ溝２４ａの形状を示す。

【００２８】図４は主軸受１５が装着された上部フレー
ム４とバランスウェイト２２との間の非接触な動圧発生
形の密封装置として、クランク軸９とともに回転するバ
ランスウェイト２２の上部フレーム４側に、数μｍ深さ
の螺旋状溝２２ａを円周状に多数配列したスパイラルグ
ルーブシールを設けた。この場合、上部フレーム４の下
端部とバランスウェイト２２の螺旋状溝２２ａ部は、数
十μｍのシール面すきまに設定する。図５は図４中のＩ
ーＩ矢視であり、スパイラルグルーブシールの螺旋状溝
２２ａの形状を示す。

【００２９】つぎに、図２ないし図５の構成における作
用及び効果について述べる。

【００３０】クランク軸９が回転すると、密閉容器１の
底部に貯溜している高圧の潤滑油１８が、偏心縦孔９ｂ
を通って給油孔９ｃから主軸受１５内に浸入する。この
際潤滑油１８の流れは、主軸受１５とバランスウェイト
２２との間のビスコシール２４、あるいはバランスウェ
イト２２に設けた螺旋状溝２２ａを有するスパイラルグ
ルーブシールなどの動圧効果によるポンプ作用により、
下方のバランスウェイト２２や電動機ロータ１３に落下
することなく、主軸受１５の上方の排油管２３に導かれ
て、密閉容器１底部の油溜りへ戻る。

【００３１】このように潤滑油１８は、主軸受１５から
下方のバランスウェイト２２や電動機ロータ１３に落下
することがないので、撹拌によるミスト生成はなく吐出
管２０から冷却システムヘ持ち出されることはない。従
って潤滑油量不足による各種軸受及びオルダムリングな
どの摺動損傷を防止できる。

【００３２】また、潤滑油１８が、主軸受１５下端から
バランスウェイト２２あるいはロータ１３に落下するこ
とがないので、撹拌ロスや振動騒音が増大するなどの問
題も解決できる。さらに、ビスコシール２４及びスパイ
ラルグルーブシールは非接触なシールであるために、摩
擦損失がほとんど無いという特徴を有する。

【００３３】本発明の他の実施例を図６ないし図７によ
り説明する。

【００３４】図６は上部フレーム４に装着されクランク
軸９を支持する主軸受１５付近の拡大縦断面図である。
主軸受１５が装着された上部フレーム４とバランスウェ
イト２２との間に、密封装置として接触形のシールリン
グ２５及び押し付け用ばね２６を上部フレーム４の下端
面に設けた構成とした。この場合、バランスウェイト２
２の上部面が、シールリング２５の相手シール面とな
る。

【００３５】図７は主軸受１５が装着された上部フレー
ム４とバランスウェイト２２との間の接触形の密封装置
として、上部フレーム４の下端面にスラストタイプのリ
ップシール２７を設けた構成とした。図７の場合は、バ
ランスウェイト２２の上部面が、リップシール２７の相
手シール面となっているが、クランク軸９の円周状表面
がシール面でも（ラジアルタイプ）同様の効果がある。

【００３６】なお、シールリング２５及びリップシール
２７の材質は、耐摺動性，耐熱性，耐冷媒性，耐油性な
どを考慮すると４フッ化エチレン樹脂にポリイミド樹脂
などを添加したものを用いると良い。

【００３７】つぎに、上述した図６ないし図７の構成に
おける作用及び効果について述べる。

【００３８】クランク軸９が回転すると、密閉容器１の
底部に貯溜している高圧の潤滑油１８が、偏心縦孔９ｂ
を通って給油孔９ｃから主軸受１５内に浸入する。その
後、潤滑油１８は、主軸受１５とバランスウェイト２２
との間に接触形のシールリング２５、あるいはリップシ
ール２７などがあるために下方のバランスウェイト２２
の方向に浸入することはできず、主軸受１５を潤滑しな
がら上方の排油管２３に導かれて、密閉容器１底部の油
溜りへ戻る。

【００３９】このように潤滑油１８は、主軸受１５から
下方のバランスウェイト２２や電動機ロータ１３に落下
することがないので、撹拌によるミスト生成はなく吐出
管２０から冷却システムヘ持ち出されることはない。従
って潤滑油量不足による各種軸受及びオルダムリングな
どの摺動損傷を防止できる。

【００４０】また、潤滑油１８が、主軸受１５下端から
バランスウェイト２２あるいはロータ１３に落下するこ
とがないので、撹拌ロスや振動騒音が増大するなどの問
題も解決できる。

【００４１】さらに、シールリング２５あるいはリップ
シール２７は接触形シールのため、摩擦損失は動圧発生
形のビスコシール２４やスパイラルグルーブシールに比
べると大きいが、動圧発生形シールの場合は回転停止時
にはシール能力が無く、下方に潤滑油１８が抜け出るの
に対し、潤滑油１８を回転，停止時ともに主軸受１５内
に保持できる。このため、潤滑油の確保が困難な起動時
の潤滑問題を解決できる。

【００４２】以上述べた実施例のスクロール圧縮機は、
各種空調機器や冷凍・冷蔵庫に用いることが可能であ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、密閉容器底部の油上り
による各摺動部の損傷防止，潤滑油による撹拌ロスや振
動騒音増大防止，軸受摺動部の起動時の潤滑問題などを
解決でき、圧縮機の圧縮性能及び信頼性の高いスクロー
ル圧縮機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するスクロール圧縮機の縦断面
図。

【図２】本発明の一実施例を示すビスコシール部の縦断
面図。

【図３】図２のビスコシールの溝形状の説明図。

【図４】本発明の第二の実施例を示すスパイラルグルー
ブシール部の縦断面図。

【図５】図４のＩ−Ｉ斜視図。

【図６】本発明の第三の実施例を示すシールリング部の
縦断面図。

【図７】本発明の第三の実施例を示すリップシール部の
縦断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…固定スクロール、３…旋回スクロー
ル、４…上部フレーム、９…クランク軸、９ｃ…給油
孔、１０…旋回軸受、１３…電動機ロータ、１５…主軸
受、１８…潤滑油、２２…バランスウエイト、２２ａ…
螺旋状溝、２３…排油管、２４…ビスコシール、２５…
シールリング、２７…リップシール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東條健司静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内

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噛み合わせ
て圧縮室を形成する固定スクロール及び旋回スクロール
から成るスクロール圧縮要素と、ステータとロータを有
する電動機と、前記電動機の回転軸であるクランク軸
と、前記旋回スクロールと前記クランク軸の間に介在す
る旋回軸受と、前記電動機の前記クランク軸を支持する
主軸受と、前記主軸の受下部の前記クランク軸に設けた
バランスウェイトと、冷媒が溶解した冷媒混合油を前記
クランク軸内に設けた偏心縦孔により前記各軸受部に供
給回収する手段とを備えたスクロール圧縮機において、
前記主軸受と前記バランスウェイトとの間に密封装置を
設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。