JP2000009064A

JP2000009064A - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP2000009064A
Application number: JP10175793A
Authority: JP
Inventors: Akira Saito; 暁斉藤
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: EP0967392A1; CA2276787A1; JP4153085B2; AU3578699A

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術は、スクロール壁上端面と相手側渦
巻体底板部の隙間から圧縮ガスの漏れ防止のために、一
般にチップシールが使用されているが、組み付け部品が
多いために組み付け性が悪く、またコスト高になりまた
その加工時間も多い。このため、チップシールを用いな
いで、加工がしやすく、渦巻体を組み立てやすいスクロ
ール圧縮機を得る。【解決手段】スクロール型圧縮機の固定渦巻体及び可
動渦巻体のスクロール壁上端面に潤滑油が保持でき、な
おかつ相手側渦巻体底板との間にオイルシールを形成す
る深さの浅溝を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調装置など
に用いられる圧縮機に関し、特には、スクロール圧縮機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機は、可動スクロールを
旋回運動させることによって外径部から取り入れたガス
を、固定スクロールのスクロール壁と可動スクロールの
スクロール壁との作る空間（圧縮室）を狭めていくこと
によって、ガスを圧縮し、渦巻体中央部に設けられた弁
体を通して圧縮ガスを吐出する構造の圧縮機である。

【０００３】図１は、スクロール型圧縮機の構造を示し
ている。駆動主軸２に取り付けられた主軸大径部２１
０、さらに主軸大径部２１０に取り付けられた駆動ピン
２１１、駆動ピン２１１にはめたブッシュ１３に可動ス
クロール１１０の円環状ボス１１９をかぶせる形ではめ
込み、駆動主軸２を回転させると、駆動ピン２１１が駆
動主軸２の回転軸よりわずかにずれて配置されているた
めに、可動スクロール１１０はニードルベアリング３と
円環状ボス１１９を介して旋回運動する。

【０００４】一方、渦巻体１は、可動スクロール１１０
と固定スクロール１２０とからなり、可動スクロール１
１０を固定スクロール１２０にかぶせるように組み合わ
せて構成される圧縮機構の主要部分である。可動スクロ
ールおよび固定スクロールはスクロール壁（図の１２１
と１１１）を有しており、この両スクロール壁の間に図
２に示すような空間（図２の斜線部）ができ、その空間
が可動スクロールが旋回することによって外径部から内
径部へと狭められながら移動する。これによって、外径
部で取り入れられたガスが圧縮され、吐出通路４を通
り、弁体５を押し開けて吐出室６に吐き出される。

【０００５】なお図２は、渦巻体を旋回転軸方向から見
た断面図であり、斜線部１０がガスを閉じ込める部屋で
ある。この部屋は、可動スクロール壁１１１と固定スク
ロール壁１２１によって作り出されるもので、図では斜
線部以外にも５個（全体で６個）の部屋ができている。
部屋は中央部にいくほど小さくなる。すなわち、外径部
（図の斜線部）で取り入れられたガスは中央部の部屋で
は圧縮ガスとなる。

【０００６】固定スクロールと可動スクロールの組み合
わせが平行に保たれたまま、可動スクロールが稼動すれ
ば問題はないが、両スクロール壁の平行度の悪化により
接触部分で隙間ができ、そこから圧縮ガスが逃げてしま
う恐れがある。このような事態になれば、圧縮効率の低
下すなわち圧縮機の性能低下を引き起こす。とくに中央
部では圧力が高くなるので、もれは大きくなる。そこで
一般に採られている方法がチップシールを用いる方法で
ある。

【０００７】この方法は、図３に示すように可動スクロ
ール壁１１１の上端部に溝を彫り、そこにチップシール
７を埋め込み、固定スクロール底板１２２のボトムプレ
ート１２３との隙間をなくすことによって、ガス漏れを
防ごうというものである。なお図３は、可動スクロール
壁上端部と固定スクロール底板部の関係で見ているが、
固定スクロール壁上部と可動スクロール底板部において
も同じような構成を施す必要がある。

【０００８】チップシールを用いないスクロール型圧縮
機としては、『スクロール圧縮機』（特開平９−２１３
９０号公報）と『スクロール装置及びその製造方法』
（特開平７−２５９７６１号公報）がある。

【０００９】前者では、渦巻体底板部に突起の付いた敷
板を設置する方法や、弾性材のシール部材と潤滑性材の
板状敷板を設置する方法が提唱されている。これによっ
てチップシールを使うときのような高精度な加工工程を
不要としている。また後者では、セラミックパーティク
ル強化アルミニウムマトリクス組成物よる渦巻体を提唱
している。この提唱によれば、この組成物を用いた渦巻
体ではチップシールが不要となるというものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術でみてきたよ
うに、スクロール壁上端部と相手側渦巻体底板部の隙間
から圧縮ガスが漏れることを防ぐために、一般にチップ
シールが使用されている。しかしチップシールを用いる
と、組み付け部品が多いために組み付け性が悪く、また
コスト高になる問題がある。

【００１１】またチップシール溝を加工するには、高度
な技術が必要であり、加工時間が長くなるなどの欠点が
ある。このような理由から、『スクロール圧縮機』や
『スクロール装置及びその製造方法』などでは、チップ
シールを用いない方法が提唱されている。

【００１２】通常用いられているチップシールの場合、
チップシールをはめ込む溝を深く（冷凍空調装置用圧縮
機の場合チップシール溝の深さは１．４ｍｍ）彫らなけ
ればならないために加工時間が掛かる。また、チップシ
ールを用いるために組み立て部品が多くなり、組み付け
工数が多くなるなどの問題点もある。このようなことか
ら、加工組立コストが割高となっていた。

【００１３】上記従来技術の問題点に対して、本発明が
解決しようとする課題は、上記の提案とは別の方法でチ
ップシールを用いないで、加工がしやすく、渦巻体を組
み立てやすいスクロール圧縮機を提唱することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の発明が課題を解決
するために、スクロール型圧縮機の固定および可動スク
ロールのスクロール壁において、潤滑油が保持でき、な
おかつオイルシールを形成する深さの浅溝を壁上端面に
設けるものである。このオイルシールによって圧縮ガス
の漏れを防ぎ、圧縮機の性能低下を防ぐ。

【００１５】また、スクロール型圧縮機の固定および可
動スクロールのスクロール壁において、潤滑油が保持で
き、なおかつ、オイルシールを形成する深さの浅溝を壁
上端面に設け、該浅溝に潤滑油を供給するための給油孔
または給油溝を設ける。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例にも
とづき図と共に説明する。

【００１７】図４は、スクロール壁の上端面に浅溝１１
４を設けたときのスクロール壁と相手側渦巻体底板と関
連で見たときの断面図である。図ではスクロール壁は、
可動スクロール壁１１１とし、相手側渦巻体底板は固定
スクロール底板１２２としてあるが、固定スクロール壁
から見たときも同様の相対的な関係を有する同じ作用が
考えられるので、以降では説明上支障のない限り、“固
定”および“可動”という用語は付けないで説明する。

【００１８】スクロール壁１１１の上端面に設けた浅溝
１１４は、相手側渦巻体ボトムプレート１２３との間で
空間を作る。この空間に潤滑油が溜まり、その潤滑油が
渦巻体１１１の上端部とボトムプレートの間でオイルシ
ールを形成し、ガスの漏れを防ぐ。

【００１９】図５は接触部分を誇張して描いたものであ
るが、図に示すように油溜まり８（浅溝１１４）から広
がるオイルで可動スクロール壁１１１とボトムプレート
１２３の間にオイルシール９を形成する。この油溜まり
８が、可動スクロール壁１１１と固定スクロール壁１２
１及び両渦巻体の底板で仕切られる空間１０（圧縮室）
に閉じこめられた圧縮ガスの漏れを防ぐ働きをするのが
見出された。但し、このような効果を得るには、オイル
溜まりができ、なおかつオイルシールを形成する深さの
浅溝１１４であることが必要条件となる。

【００２０】即ち、図５において浅溝１１４の深さが深
すぎると、浅溝１１４に潤滑油がすべて集まり、その浅
溝１１４の上に空気層（冷媒）が溜まり、オイルシール
を形成しないのが理解される。また、浅すぎてもオイル
シールを形成せず好ましくない。したがって、浅溝１１
４は、潤滑油の保持性がよく、なおかつオイルシールを
形成することができる深さを目処にするとよい。

【００２１】つまり、浅溝１１４の深さは、オイル溜ま
りとしての機能を保持し、なおかつオイルシールを形成
する深さであることが要求され、深すぎるとオイルシー
ルは作らないし、浅すぎるとオイル溜まりとしての働き
が薄れるのであり、実際の数値としては、おおよそ０．
０２ｍｍから０．２ｍｍ程度が好ましい。従来の通常用
いられているチップシールの場合、チップシールをはめ
込む溝を深く（冷凍空調装置用圧縮機の場合チップシー
ル溝の深さは１．４ｍｍ）彫らなければならなかったの
が、チップシールを不要とするばかりでなく、その加工
も浅いために簡単となる。

【００２２】冷凍空調装置における圧縮機で、浅溝１１
４の深さを０．０５ｍｍ（＝５０μｍ）としたときの実
験結果では、従来の性能と遜色のない結果を得ている。

【００２３】その流れの状況は、図５のように、可動ス
クロール壁１１１と浅溝１１４との間で、潤滑油の粘性
と摺動速度との関係により、浅溝１１４へ入る潤滑油の
量と出る量とがバランスした場合には、一種の移動でき
るシールが形成されると考えられる。このバランス状態
が崩れると、オイルシールが壊れて隙間に空気層（冷
媒）の流れが形成されたり、また、オイル溜まりとして
機能が無くなるものと考えられる。

【００２４】スクロール型圧縮機の固定スクロール壁１
２１上端部および可動スクロール壁１１１上端部に浅溝
１１４を設けるのであるが、必要なら片方だけにも設け
られる。

【００２５】浅溝１１４は、以下図面と共に説明する
が、スクロール壁上端部の中央部から大半にかけて全体
的に設ける場合、断続的に設ける場合、あるいは中央部
だけに設ける場合など、浅溝１１４の刻み方はいく通り
か考えられる。

【００２６】図６、７、８は、渦巻体を旋回軸方向のス
クロール壁上面側から見た図である（固定スクロール部
分もまったく同様な形態であるから、可動スクロールで
のみ説明する）。

【００２７】以下の図において、斜線部が浅溝１１４を
表している。図６は、渦巻体１の中央部から外に向かっ
て長い浅溝１１４をスクロール壁１１１の上端面に設け
た例である。図７は、渦巻体１の中央部付近にのみ浅溝
１１４を設けた例である。図８は、渦巻体１の中央部か
ら外に向かって長い浅溝１１４を設けた例であるが、図
６と異なる点は断続的に浅溝１１４を設けている。した
がって、浅溝１１４と浅溝の間に彫り残し部分として断
点１１５ができている。

【００２８】図６のような長い連続した溝を設けること
によって、中央部の圧縮室（固定スクロール壁と可動ス
クロール壁及び両渦巻体の底板が作る空間＜図２、図５
の圧縮室１０を参照＞）だけでなく、外側の圧縮室もガ
スが漏れること防いでいる。

【００２９】これに対して、図７の中央部にだけ浅溝１
１４を設けた場合には、圧縮されたガスの漏れに重点的
を置いている。なぜなら、渦巻体１の外径部にできる圧
縮室ではガス圧が低いために、ガス漏れが少ないからで
ある。ただし、どちらを採用するかは圧縮機の種類にも
よる。

【００３０】図８は、図６と同じ形態の浅溝１１４をも
つ構造であるが、浅溝１１４を断続的にしてある。これ
は、中央部で圧縮ガスが浅溝１１４に入った場合、ガス
が溝を伝わって圧力の低い外径方向に逃げるのを防ぐた
めである。

【００３１】中央部ほどガス圧は高い。したがって、中
央部ではガス圧によってガスが浅溝１１４に流れ込み潤
滑油を吐き出してしまう可能性があるので、中央部に対
しては潤滑油の供給できる通路を設ける。

【００３２】浅溝１１４に給油する場合には、固定スク
ロール壁および可動スクロール壁のそれぞれの浅溝１１
４に対して、渦巻体の中央端部分に、浅溝１１４と吐出
室６とをつなぐ給油孔１１を設ける。通常は問題はない
が、長時間運転ではこのような問題も想定しておく必要
がある。その例が、図９と図１０である。

【００３３】図９には、固定スクロール底板１２２を貫
いて吐出室６とつなげる給油孔１１を設けた例である。
可動スクロール壁１１１の浅溝１１４に給油する給油孔
１１は、吐出室６から固定スクロール底板１２２の表面
まで貫通している。

【００３４】一方、固定スクロール壁１２１の浅溝１２
４に給油する給油孔１１は、吐出室６から固定スクロー
ル底板１２２と固定スクロール壁１２１を貫通し、浅溝
１２４の溝底部の表面まで達する貫通孔にする。

【００３５】吐出室６は、浅溝１１４部よりも高圧であ
るために、潤滑油を含んだガスが浅溝１１４まで達し、
潤滑油を浅溝１１４に供給することができる。なお、給
油孔は圧縮機の性能を低下させない程度の太さにする。

【００３６】図１０は、給油溝１２で浅溝１１４、１２
４に給油する場合の例である。図において、給油溝１２
は圧縮室１０と浅溝１１４とをつなぐ溝になっている。
給油溝１２を設ける位置は、スクロール壁の中央端部
分である。なお、給油溝１２は、圧縮機の性能を低下さ
せない程度の深さと幅にする。

【００３７】これら溝１２は固定、可動両スクロールの
いずれに設けても浅溝１１４、１２４とは同様の相対的
な関係を有しており、その作用は同じであることは勿論
である。

【００３８】図９の給油孔の場合には、確実な給油が行
えるが、精密な加工が必要となる。しかし、図１０の給
油溝の場合には、スクロール壁中央端部に浅溝と圧縮室
をつなげる細い溝を彫るだけでよいから、精密な加工技
術も不要であり、また加工時間も掛からない。また、給
油溝を設けたとしても、浅溝にすることによってチップ
シールが廃止したことによって得られるメリットのほう
が大きい。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、チップシールを不要としつ
つ、シール作用を行わせることが出来、且つ部品点数も
複雑な組立工程もなくなるために、加工組立時間の短縮
とコストパフォーマンスの向上が期待できる。

【００４０】現在の渦巻体製造工程でチップシール用溝
を浅溝にする作業に替えればよいので、現在の製造工程
がそのまま利用できるなどのメリットがある。

【００４１】また、現在広く用いられているチップシー
ルの深い溝（約１．４ｍｍ程度）を、浅溝に替えるだけ
で潤滑油を浅溝に溜めると共に、オイルシールを張るこ
とによってガス漏れ防止することができる。

【００４２】本発明では、また、浅溝に給油する給油孔
または給油溝を設け、このような給油孔や給油溝がなく
ても、浅溝からオイルがなくなるというような問題は起
きないとはいえ、より確実に常時オイルを浅溝に蓄えて
おく構成として、給油孔または給油溝を設け確実な給油
によるシール作用と共に潤滑作用を保証する。

【００４３】以上のことを踏まえ、チップシールを廃止
することによって得られる本発明の効果としてまとめる
と以下のようになる。組み付け部品が少なくなるために
組み付け性が改善されること。チップシールを取り付け
る作業工程がなくなるために、組立時間が短縮されるこ
と。部品点数の減少と加工及び組立時間の短縮によりコ
ストダウンが図れること。チップシールを用いていた工
程がそのまま利用できること（チップシール取付工程が
不要）。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術におけるスクロール圧縮機の構造を説
明するための図である。

【図２】従来技術におけるスクロール圧縮機のスクロー
ル壁が作る圧縮室を説明するための図である。

【図３】従来技術におけるチップシールを用いたガス漏
れ防止策を説明するための図である。

【図４】本発明の一実施例における渦巻体底板、スクロ
ール壁および浅溝との位置関係を示した断面図である。

【図５】本発明の実施例における浅溝を設けることによ
って形成されるオイルシールを説明するための図であ
る。

【図６】本発明の長い浅溝を設けるときの実施例であ
る。

【図７】本発明の渦巻体中央部付近にのみに浅溝を設け
るときの実施例である。

【図８】本発明の不連続な長い浅溝を設けるときの実施
例である。

【図９】本発明の給油孔を設けた実施例である。

【図１０】本発明の実施例における給油溝を説明するめ
の図である。

【符号の説明】

１渦巻体１０１中央スクロール壁の段差１１０可動スクロール１１１可動スクロール壁１１４浅溝１１５浅溝間の断点（不連続部分）１２０固定スクロール１２１固定スクロール壁１２２固定スクロール底板１２３ボトムプレート１２４浅溝２駆動主軸２１０主軸大径部２１１駆動ピン３ニードルベアリング４吐出通路５弁体６吐出室７チップシール８油溜まり９オイルシール１０圧縮室（固定スクロール壁と可動スクロ
ール壁とで区切られる空間）１１給油孔１２給油溝１３ブッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクロール型圧縮機の固定および可動渦巻
体のスクロール壁上端面に潤滑油が保持でき、なおかつ
相手側渦巻体底板との間にオイルシールを形成する深さ
の浅溝を設けることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】前記圧縮機において、該浅溝に潤滑油を供
給するための給油孔または給油溝を設けることを特徴と
するスクロール型圧縮機。