JPS60187789A - スクロ−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】

〔発明の技術分野〕 この発明は、空調あるいは低温冷凍ユニットなどに用い
られるスクロール圧桁ｉ機の給油装置に関するものであ
る。 〔従来技術〕 この発明の説明に入る前に、スクロール流体機械の原理
について簡単に述べる。 第１図はスクロール流体機械を圧縮機として用いた場合
の基本的な構成要素と圧縮原理を示しており、同図にお
いて、（ｌ）は固定スクロール、（２）は他動スクロー
ル、（３）は吸入室、（４）は吐出ポート、１５）は圧
縮室である。また、０は固定スクロール＋１）の中心で
ある。 上記固定スクロール（す及び他動スクロール（２）は同
一形状で巻方向が互いに反対の渦巻（ｌａ）（２ａ）を
有し、これらの渦巻（ｌａ）（２ａ）の形状は従来から
知られている如く、インボリュート曲線１巴弧等から構
成されている。 次に動作について説明する。上記固定スクロール１１）
は空間に対して静止しており、拙゛動スクロール（２）
は固定スクロール１υに対して１８０°位相のずれた状
態で組合わされ、固定スクロール（１）の中心Ｏのまわ
りを自転しない公転運動を行ない、第１図（ａ）　〜（
ｄ）に示す如＜　０’、９０’、１８００．２７０’　
＋１７）　Ｊ：　５　ニ運動する。図中、第１図（ａ）
に示す０°の状態で吸入室（３）のガスの閉じ込みが完
了し、渦巻（ｌａ）（２ａ）間に圧縮室（５）が形成さ
れる。そして、ｈＩｉ動スタスクロール）の運動に伴い
、ＥＥ縮縮装５）は順次その容積を減じ、その中のガス
は圧縮されす固定スクロール（１）の中心部に設けられ
た吐出ポート（４）より排出される。 スクロール圧縮機の名前で知られている装置の概略は以
上のようである。 次に、スクロール圧縮機の具体的な構成及び動作につい
て説明する。第２図はスクロール圧縮機の一実施例の構
成を示し、とくに、スクロール圧縮機を全密閉形冷媒圧
縮梓に応用した場合の具体的な実施例である。同図にお
いて、（υは渦巻（ｌａ）を台板（１ｂ）の−側に備え
た固定スクロール、（２）は渦巻（２ａ）を台板（２ｂ
）の−側に備えた他動スクロール、（３）は吸入口（吸
入室）、（４）は吐出ポート、（５）は両〃＾）巻（ｌ
ａ）（２ａ）を互いに組合せたとき両簡巻（ｌａ）（２
ａ）　ｆｆ１ｊに形成される圧縮室、（６）は主軸、（
７）は吸込口（７ａ）を有１ノ、主軸下端と所定空隙を
もって主軸下端部を覆うように装着されたオイル・キャ
ップ、（８）・、（９）は軸受フレーム、＜ＩＱはモー
タロータ、回はモータ・ステータ、（ロ）はシール、Ｑ
ｌはオルダム継手、（１→は邪脆板、（ＩＩ１９はシェ
ルαつ底部に設けた油溜め、ａ→は吸入管、α力は吐出
管、σ〜は主軸（６］に対して偏心し、かつ台板（２ｂ
）の他側に設けられたｗ＋動スクロール軸（２Ｃ）と回
動自在に嵌入された揺動スクロール軸受で、主１１ｉＩ
Ｉｌ（６）上端部の大径部（６ａ）に形成した偏心穴（
６０ａ）内に固着されている。曲は主軸（６）上部の大
径部（６ａ）の外周面（６１ａ）を支承する第１の主軸
受、（７）は主軸（６）下部の小径部（６ｂ）を支承す
る第２の主軸受、Ｑｌ）は揺動スクロール（２〕の台板
（２ｂ）における下面（２０ｂ）を虻方向から支承する
第１のスラスト軸受、（イ）は主軸（６）の大径部（６
ａ）と小径部（６ｂ）間の段部（６Ｃ）を軸方向から支
承する第２のスラスト軸受、（至）は主軸（６）下端に
開口部（２８ａ）を有し、主軸（６）内にその軸心より
偏心して設けられた給油孔で、各軸受α榊＠１・部へ連
通している。内は主軸（６）内に設けられたガス抜き穴
、（至）。 （ハ）は油経路用の返油孔、勾、（イ）は吸入ガス経路
用の連通孔である。 ここで、他動スクロール（２）は、固定スクロール（１
）とかみ合わされた状態でＩｌｌｌｌタスクロール軸Ｃ
）が他動スクロール軸受Ｏｎを介して主軸（６）に係合
され、前記揺動スクロール軸受α綽及び軸受フレーム（
８）に配設された第１のスラスト軸受Ｑ１）によって支
承されている。更に、主軸（６）はいんろうなどで互い
に結合された一１１受フレーム（８）、　＋９）内に配
設された第１の主軸受ＱＩｍ　、第２の主軸受σＩ、第
２のスラスト軸受ｅｌυによって支承されている。また
、オルダム継手（１３は仙ｔ１，１スクロール（２）と
軸受フレーム（８）との間に配設され、揺動スクロール
（２）の自転を防止し、公転運動のみを行なわせるよう
に構成されている。このような状態で、固定スクロール
１υは軸受フレーム＋８＋　、　＋９）とともにボルト
などにより共線めされる。また、モータ・ロータＩＩＱ
は主軸（６）に、モータ・ステータ想は、軸受フレーム
（９）に、圧入。 焼嵌めまたはねじ止めなどによつ′Ｃ同定されている一
０更に、オイル・ギャップ（７）は、主軸（６）に圧入
。 焼嵌めなどによって固定されでいる。このようにして組
立てられた機構部は固定及び揺動スクロール＋１）　１
２１を上部に、モータロータ及びステータ（

【Ｑ１υを
下部にしてシェル（１′４内に圧入、焼１扶め等により
収容固定されている。 次にこのように構成されたスクロール圧縮機の動作につ
いて説明する。モータ・ロータ（１１が回転すると、主
軸（６ン及びオルダム継手時を介して揺動スクロール（
２）が公転運動を始め、第１図で説明した作動原理によ
り圧縮が開始する。この時、冷謀ガスは吸入１ｍよりシ
ェル（２）内に吸入され実線矢印に示すように軸受フレ
ーム（９）とモータ・ステータＵυとの間の連通孔翰、
モータ・ロータ（１（Ｉとモータ・ステータσυとの間
のエアギャップなどを通過してモータを冷却した後、シ
ェル（Ｌ２と軸受フレーム＋８）　＋９）との間の連通
孔（ホ）を通って固定スクロール（１）に設けた吸入口
（３）より圧１縮室（旬へ取り込まれ圧縮される。Ｕ！
：、縮されたガスは、吐出ポート（４）を経て吐出管ａ
ηより圧縮機外へ排出される７３才た、潤渭油は、油溜
めＯＱよりｗ！綻矢印で示すように主軸（６）に配設゛
されたオイルギャップ（７）及び給油孔＠による遠心ポ
ンプ作用によりオイル・ギャップ１７）の吸込口（７ａ
）及び給油孔−を通して各１ｉｉｉ−受似、卸を給油し
１、さらに軸受α樽からは軸受シｖＯ１（イ）の／Ｉｌ
ｌに給油される。７１１ｑ滑に使用された油は、主に軸
受フレーム＋８１　、　＋９）に設けられた返油、ｌＦ
ｌ　ａＱ　、（４）を通って油？ａ４め０９に戻される
。０１１記軒゛受ＣＪ）等から同れ出た油が直接吸入口
（嘔入室）（３）へ吸引されないよう邪屏板（Ｊ→が軸
受フレーム（８）と揺動スクロール（２）の外８面との
ｆｆ、＝、ｉの隙間を閉鎖するように設けられ、邪腐板
０４）と揺動スクロール（２）により吸入［１（吸入室
）（３）と摺１１機拾部とを分離している。また、主軸
（６）に設けられたガス抜き穴（財）は、作動時、オイ
ル・キャップ（７）内のガスを迅速に虻外へ排出し、ポ
ンプ効率を高めるためのものである。 また、第８図及び第４図は第２図の部分詳細図である。 図中、（至）はか１動スクロール（２）のｔＦｂ　Ｉｊ
ｌスクロール軸（２Ｃ）の下端面（２０ｃ）及び拙即ス
クロール軸受四の内周面（１８ａ）並びに偏心穴底１Ｔ
１ｊ（６ｏｏａ）によって形成された第１の空間、イ１
）は揺動スクロール軸受叫の内周面（１８ａ）側にあっ
てその下端面から上粍°Ｇ面まで延びる第１の給油溝で
、その下端は第１の空間■に、上鮎：１は主軸（６）の
大径部（６ａ）における上ｈｊ面（６１ａ）と揺動スク
ロ−Ｊｌ／　１２）　０：ｉ　Ｑ板（２ｂ）における下
１ｌＪｌ（２０ｂ）との間に形成された第２の空間（イ
）に連通している。Ｃ（ｌは主Ｉｌｊ！＋（６）の大好
部（６ａ）外周面（６１ａ）側にあって主軸受ａ１＃と
の摺ｇ面に形成され、その上端部は第２の空間−に連近
し、下端部は１３８口しない第２の給油溝であり、（財
）は第１及び第２の給油溝０１ノＱＲＡ１を連通させる
袷２の給油孔である。（２１ａ）はスラスト軸受ｌ２Ｉ
）上面にあって例えば放射状に形成された第８の抽治で
、　Ｑ、’ｉ：は第１の空間■に、他端は返油孔（ロ）
に連通している。 ０は主軸（６）の軸心、（Ｏｒ　）は第１の綿油孔脅の
軸心、（ＯＲ１）及び（ＯＲ２）は第１及び第２の給油
溝Ｃ（１１に）の。 軸方向中心紗である。 このような給油装「；においては第１の給油孔■。 第１及び第２の給油溝０】１（イ）にはそれぞれ−６０
からの距離に見合った遠心力によるポンプ作用が生じそ
れぞれ第１の給油孔（イ）、第１及び竿２の枦油溝（（
］）＜１は第１段ポンプ、第２段ポンプ、第８段ポンプ
となり、そしてそれぞれの軸心（Ｑからの距離はｒ≦Ｒ
１＜　Ｒ２のように購成装置されるので、竿８段ポンプ
すなわち第８の給油溝ＣＣＩに生ずる遠心力が一番太き
（なる。従って、主軸（６）が回転すると油は図中破線
矢印で示すように竿１の給油孔四を迫１って第１の空間
−に流入し、第１の給油溝ｃ３１１を通ってその途中で
分流し、一方は第２の給油孔■を経て第２の給油溝峙を
流通し、残りはそのまま第１の給油溝Ｏυを流通して第
２の空間（イ）で合流する。さらにスラスト軸受２１）
の第８の給油＠、　（２１ａ）などを迎って返油孔（至
）側へ排出さｉする。ここで、前記したようにＲ，＜Ｒ
？なのでその遠心力の違いより油は第１の給油溝０１）
よりも第２の給油溝（至）の方がより多く流れるという
問題が生ずる。このような通過油量にアンバランスが生
ずると揺動スクロール軸受Ｏ８内周面（ｔｅａ）に潤滑
に必要な十分な油猷が行きわたらず、摺動スクロール軸
受（財）と揺動スクロール軸（２Ｃ）の摺動向に焼付き
が生ずる。また、スラスト軸受６２υの第１８の給油溝
（２１ａ）の流通抵抗が大きい場合、第４図に破線矢印
で示すように第１及び紀２の給油溝ＯＤ競に生ずる遠心
力の差すなわちヘッドの差により１イ）２の給油溝■か
らｔ）１２の空間６りに排出された油が、り）１の給油
溝Ｃａ１ｌ上端より流入して再循環してしまい、油温が
局部的に高くなったり、スラスト軸受＠へ給油されにく
くなって、各軸受部の焼付きの原因となったりする。 〔発明の概要〕 この発明は、第１の給油溝の下端部を閉鎮し、主軸の下
端部からスラスト軸受まで一連の油通路を形成すること
により各軸受の潤滑作用を充分に行なわせる給油す１行
を備えたスクロール圧縮機を提供しようとするものであ
る。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例について説明する。 第１図乃至第４図と同−符珪は、同一または相当部分を
示し、ｐｇ　５　ｉ？ｌに示すように第１の給油溝Ｃ３
１１は拙くリスクロール１ＩＩＩＩＩ受０→の内周ｉ１
＋　（１８ａ）側にあつ゛Ｃ１下端は第１の空間Ｃ憤に
連速し７、上端は閉丼肖されている。しかし、ここで、
第１の給油溝０１）は揺動スクロール軸受α撞とスクロ
ール軸（２Ｃ）の捜１動面に十分な油をいきわたらせ、
油切れを生じさせないため、摺動スクロールｑｌｌ　受
ａｌ（ｌの一ヒ端面近傍まで延びて設けられており、こ
の部分で第２の・給油溝（至）と第２の給油孔（財）を
介して連通している。才だ、第２の給油溝呻は主軸（６
）と主軸・受（１１との摺動面において十分な油をいき
わたらせるため、主軸受（２）の下端面近傍才で蕾びて
設けられている。このように１１へ成することにより図
中、ｖ紗矢印で示すように油は、第１の給油孔（イ）、
第１の空間（７）、第２の給油溝０１）、第２の給油孔
■、第２の給油溝（２）及び第２の空間（２）を経て第
８の給油溝（２１ａ）に至る１パスの油通路が形成され
、その流通過程で各部軸受に十分に油を行きわたらせる
ことが可能となり再Ｐ　％流れも生じることがなくポン
プ性能を十分に発揮するこきができる。また、インバー
タなどを使用して回転数制御を行なう場合、最初に定格
運転（例えばｉＨｚあるいは６０Ｉ（Ｚ）をして、十分
なヘッドを確保できるように第１段ポンプのｒを設定し
ておけば回転数が下がって、第１段ポンプのヘッドが下
かつでも、第２及びル８段ポンプの第１段ポンプに対す
る吸引効果により安定して給油を続けることができる。 また、第１及び第２の給油Ｍ　Ｃ１１）卜、１、穿２の
給油孔■は主軸（６）及び揺動スクロール’１Ｉｌｉｌ
　父Ｏｍに作用する負荷と反対方向、すなわち反＊６Ｕ
側に設けられており、その実際的配「÷を１６図に示す
。第６図は主軸（６）を上Ｐｌｊ）を面側から見た要部
拡大図であって、図中、第５図と同−拘号は同一または
相当部分を示しくＯ′）はｆｉ６　’Ｉ；’−’スクロ
ールＩ：ｉ・受叩の中心である。 摺動スクロール（２）の遠心力（Ｆりは、（げ）より（
（Ｊｌ（０’）を結ぶ線上を図中矢印で示す方向に掛か
り、半径方向カス負荷（Ｆｇ　）は、遠心力（Ｆｃ）に
対してほぼ垂直に（ケ）より図中矢印で示す方向に掛か
つている。 また、（Ｆｃ）と（トｇ）の合力をＦｃ示す。従って、
第１及び第２の給油ｒ＋ｌηｆ、ｌ］Ｊ’ｅｌ、）１１
２の給油孔Ｃ◆は遠心力（Ｆｃ）とガス負荷（トｇ）及
びその合力（Ｆ）によって形成される負荷領域以夕）の
ところに設けることにより、より効果的に軒・受摺動各
部に給油を行なうことができる。 なお上記第１の給油溝＜翅は摺動スクロール軸（２Ｃ）
及びこの軸を支承する支承面のどちらか一方あるいは両
方に設けでもよく、第２の給油溝■は主軸（６）の大径
部（６ａ）における外周面（６１ａ）及び主軸受部の支
承面のどちらか一方、あるいは両方に設けても同謙な作
用効果がある。 以−トのようにこの発明では、合板の一側には渦巻を、
池側には」ｄ１動スクロール軸を有する揺動スクロール
と、合板の一側に禍巻を有し、上記両渦巻を互いに組合
せることにより画？尚巻１７＋１に圧縮室を形成する固
定スクロールと、−喘面に上記揺動スクロール軸の外周
面を支承する偏心穴が設けられた大径部を有し、上記揺
動スクロールを駆動する主軸と、上記大ｆＪ＝部の外周
面を支承する主軸受と、上記揺動スクロールの台板にお
ける摺動スクロール軸側を支承するスラスト軸受と、上
記主軸を駆動させるモータと、底部に油溜めを有し、上
記駆動スクロール及び固定スクロールを上部に、上記モ
ータを下部に位置させて上記主軸の下端を上記油溜め内
に９潰するように収納するシェルと、上記主軸中に静け
られ一端が上記油溜め内に開口すると共に他端が上記偏
心穴庇部と上記幅ｍｂスクロール軸下端との間に形成さ
れた第１の空間に連征する第１の給油孔と、上記揺動ス
クロール軸の外周面及び上記偏心穴の支ｉ斥面のどちら
か一方、あるいは両方にｌｊ、ｌＬけられ、　Ｘが上記
第１の空間に連通ずると共に他端が上記偏心穴の上端近
傍まで延びた恰１の給油溝と、上記大径部の外周面及び
上記主軸受の支承面のどちらか一方あるいは両方に設け
られ、　％が上記主軸受の下端近傍まで延びると共に他
端が上記主軸受の上端ｍ１と上記揺動スクロールの台板
下面との間に形成された第２の空間に連通ずる第２の給
油溝と、上記大径部を貫通して上記第１及び第２の給油
溝を連通ずる第２の給油孔と、上記スラスト軸受の軸受
面に設けられ、一端が上記第２の空間に連通ずると共に
他端が上記油溜めに連ｊｉＹｔする第８の給油溝とを備
え、上記主軸の回転による遠心力により上記油溜め内の
潤滑油を上記第１の給油孔、第１の空間、館１の給油溝
、ｒ′、ｘ２の給油孔、第２の給油溝及び第８の給油婢
を介して上記油溜め内へ循環させるように構成したので
、第１の給油孔、第１及び第２の給油溝によるポンプ作
用により各摺削部へ充分に給油され、各摺動部における
焼付きを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクロール圧縮機の作動県地図、第２１ｓ？ｌ
は従来のスクロール圧縮機の断面図、ｐＨｓ図及び第４
図は同部分詳細図、第５図はこの発明の一実施例を示す
スクロール圧縮機の部分詳細図、第６図は要部上面図で
ある。 （１１・・・固定スクロール、（２）・・・揺動スクロ
ール、（２Ｃ）・・・揺動スクロール軸、（６）・・・
主軸、（６ａ）・・・大径部、（６０ａ）・・・偏心穴
、（２）、ａ１薄揺動スクロール軸受及び主軸受、ｅυ
・・・スラスト軸受、（２１ａ）・・・第８の給油溝、
四、■・・・第１及び第２の給油孔、（至）、＠・・・
第１及び第２の空間、６υ２体ヤ・・・第１及び第２の
給油溝。 なお図中、同一符号は同一または４月当部分を示す。 代地人　大　号　ＪＩＶ　雄 第１図 第２図 第：３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 台板の一側には易巻を、他側には揺動スクロール軸を有
   する揺動スクロールと、台板の一側に渦巻を有し、上記
   両禍巻を互いに組合せることにより両渦巻間に圧縮室を
   形成する固定スクロールと、一端面に上記４ｒｌｉ動ス
   クロール軸の外周面を支承する細心穴が設けられた大径
   部を有し、上記揺動スクロールを即動する主軸と、上記
   大径部の外周面を支承する主軸受と、上記揺動スクロー
   ルの台板における揺動スクロール軸側を支承するスラス
   ト軸受と、上記主軸を駆重１１させるモータと、底部に
   油溜めを有し、上記溜動スクロール及び固定スクロール
   を上部に、上記モータを下部に位置させて上記主軸の下
   端を上記油溜め内に侵偵するように収納するシェルと、
   上記主軸中に設けられ、一端が上記油溜め内に開口する
   と共に他端が上記偏心穴底部と上記仙ｊｌｊｌ）スクロ
   ール輔下端との間に開成された第１の空間に連通ずる第
   １の給油孔と、上記揺動スクロール軸の外周面及び上記
   制心穴の支承面のどちらか一方、あるいは両方に設けら
   れ、一端が上記第１の空間に連通ずると共に他端が上記
   偏心穴の上端近傍で閉鎖された第１の給油溝と、上記大
   径部の外周面及び上記主軸受の支承面のどちらか一方、
   あるいは両方に設けられ、　ｆ４（ｉｊが上記主軸受の
   下端近傍で閉鎮されると共に他端が上記主軸受の上端面
   と上記揺動スクロールの合板下面との間に形成された第
   ２の空間に連通ずる第２の給油溝と、上記大径部を貫通
   して上記第１及び第２の給油溝を連通ずる第２の給油孔
   と、上記スラスト軸受の軸受面に設けられ、一端が上記
   第２の空間に連通ずると共に他端が上記油溜めに連通ず
   る第８の給油溝とを備え、上記主軸の回転による遠心力
   により上記油溜め内の潤滑油を上記第１の給油孔、第１
   の空間、第１の給油溝、第２の給油孔、第２の給油溝、
   及び第８の給油溝を介して上記油溜め内へ循環させるよ
   うに構成してなるスクロール圧縮機。