JP2002039083A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油戻し流路となる排油孔を容易に形成するこ
とができるスクロール型流体機械を提供する。 【解決手段】 ハウジングと、固定スクロールと、該固
定スクロールと噛み合わされ、固定スクロールに対し自
転を阻止されて公転旋回運動を行う旋回スクロール１１
と、先端に偏心ピン２５を備えている旋回スクロール１
１の駆動シャフト６とを具備してなるスクロール型流体
機械において、フレーム３の軸受穴３２内面に沿って設
けられた凹溝部３３と、軸受穴３２に挿入される円筒状
の上部軸受２３外周面とにより、油だまり３０内にたま
った潤滑油をハウジング底部へ落下させて戻すための油
戻し流路として、排油孔３１Ａを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば冷凍装置
や空気調和装置などに使用されるスクロール型流体機械
に係り、特に、摺動部を潤滑した潤滑油を貯留部へ戻す
油戻し流路の形成を容易にしたスクロール型流体機械に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スクロール型圧縮機などのス
クロール型流体機械においては、固定スクロール、旋回
スクロール及び自転阻止機構を具備することでスクロー
ル型圧縮機構を構成している。このスクロール型圧縮機
構において、一方の固定スクロールは、吸入管及び吐出
管を接続したハウジング内に固定支持された不動のスク
ロールである。他方の旋回スクロールは、固定スクロー
ルと上下または左右方向に噛み合わされた状態で配置さ
れ、自転阻止機構により自転を阻止されると共に、電動
モータなどの駆動源と連結されて、固定スクロールに対
し公転旋回運動を行うものである。この旋回スクロール
は、固定スクロールと複数の接触点で接触して三日月状
の圧縮室を形成し、同圧縮室が外周側より容積を減少さ
せながら内側へ移動することにより、吸入・圧縮・吐出
を同時に行うことができる。

【０００３】また、スクロール型圧縮機においても、焼
き付きの防止や冷却等を目的として各摺動部の潤滑が必
要になる。このため、スクロール型圧縮機では、従来よ
りハウジングの底部に潤滑油を貯留しておき、たとえば
駆動モータの駆動シャフト下端部付近に設けた潤滑油ポ
ンプ機構によって、駆動シャフト等に設けた油通路を通
して駆動シャフト上部の偏心ピン（ドライブピン）上端
面から各摺動部へ潤滑油を供給するように構成した潤滑
システムを備えている。

【０００４】以下、従来例として密閉縦型のスクロール
型圧縮機の構成及び潤滑システムを図３及び図４に基づ
いて簡単に説明する。このスクロール型圧縮機１は、有
底筒形状のハウジング２と、該ハウジング２内部の上部
にフレーム３で支持されたスクロール型圧縮機構４と、
該スクロール型圧縮機構４の下方、すなわちハウジング
２内部の下部にフレーム３などで支持して配設された駆
動手段のモータ５とを備え、該モータ５の駆動シャフト
６が、スクロール型圧縮機構４の下部に連結されてい
る。

【０００５】前記ハウジング２は、筒部２ａの下端及び
上端が底部２ｂ及び蓋部２ｃでそれぞれ閉塞状態とさ
れ、筒部２ａには吸入管７が内部と貫通状態に接続され
るとともに、蓋部２ｃには吐出管８が内部に突出状態に
接続された閉空間を形成している。前記スクロール型圧
縮機構４は、フレーム３に固定された固定スクロール９
と、フレーム３と固定スクロール９との間にスラスト軸
受１０を介して公転旋回運動が可能に支持された旋回ス
クロール１１と、該旋回スクロール１１の外面に設けら
れ旋回スクロール１１の公転旋回運動を許容しながらそ
の自転を阻止する周知のオルダムリンク等よりなる自転
阻止機構１２とを備えている。

【０００６】前記固定スクロール９は、固定側端板９ａ
と、該固定側端板９ａの内面に立設された渦巻き状の固
定側渦巻体９ｂと、固定側端板９ａの周縁部に形成され
た円筒状の周壁部９ｃとを備え、該固定側渦巻体９ｂの
先端面にはチップシール１３が嵌装されている。前記固
定側端板９ａには、その中央部に吐出通路１４が上下に
貫通状態に形成されるとともに、その上面にはハウジン
グ２内を高圧室ＨＲと低圧室ＬＲとに分割する仕切部材
として、ディスチャージカバー１５が配設されている。
このディスチャージカバー１５の中央部には吐出ポート
１６が開口しており、同吐出ポート１６を開閉する吐出
弁１７が設けられている。なお、高圧室ＨＲには、前記
吐出管８の開口端が貫通状態に固定され、吐出管８と高
圧室ＨＲとが接続されている。

【０００７】また、フレーム３の外周部には、吸入管７
からハウジング２内に導入してこれから圧縮しようとす
る流体（以下、圧縮流体と呼ぶ）を固定スクロール３の
固定側端板９ａ及び固定壁９ｃの内面側に導く吸入口１
８が形成されている。この吸入口１８は、固定スクロー
ル９と旋回スクロール１１との間に形成される吸入室１
９に接続されている。従って、吸入管７からハウジング
２内に導入した圧縮流体は、吸入口１８を通って吸入室
１９からスクロール型圧縮機構４へと吸入されていく。

【０００８】前記旋回スクロール１１は、前記固定側端
板９ａに対向状態に配された旋回側端板１１ａと、該旋
回側端板１１ａの内面に立設された固定側渦巻体９ｂと
噛み合わされた渦巻き状の旋回側渦巻体１１ｂとを備
え、該旋回側渦巻体１１ｂの先端面にはチップシール１
３が嵌装されている。前記旋回側端板１１ａには、その
外面に円筒形状のボス２０が軸線を同じくして立設さ
れ、該ボス２０の内部には、ブッシュ２１が旋回軸受２
２を介して回転可能に嵌装されている。また、該ブッシ
ュ２１には、その内部に軸線から偏心した貫通孔２１ａ
が形成されている。

【０００９】固定スクロール９と旋回スクロール１１と
は、互いに所定の距離だけ偏心した状態で、固定側渦巻
体９ｂと旋回側渦巻体１１ｂとの互いの側面が複数個所
で線接触するように１８０度の位相差をもって噛み合わ
されている。また、この状態で、固定側渦巻体９ｂ及び
旋回側渦巻体１１ｂのチップシール１３がそれぞれ旋回
側端板１１ａ及び固定側端板９ａの内面に密接して、図
７に示すように、固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１１
ｂの中心に対して点対称の位置関係となる複数個所に密
閉空間となる圧縮室Ｐが形成される。なお、旋回スクロ
ール１１は、周知のオルダムリンクを備えた自転阻止機
構１２によって、フレーム３及び同フレーム３に固定さ
れた固定スクロール９に対して、自転が阻止された状態
で公転旋回運動可能に配されている。

【００１０】前記モータ５の駆動シャフト６は、フレー
ム３の内周面に配された上部軸受２３及びモータ５の下
方に位置する下部軸受２４に軸支され、軸線から所定量
偏心された偏心ピン２５が上端に突出状態に設けられて
いる。偏心ピン２５は、ブッシュ２１の貫通孔２１ａに
挿入され、ブッシュ２１を回転可能に支持している。な
お、駆動シャフト６などの適所には、一体に回転するバ
ランスウエイトが固定されている。

【００１１】偏心ピン２５及び駆動シャフト６には、こ
れらを上下に貫通する油通路２６が形成されるととも
に、駆動シャフト６の下端には潤滑油ポンプ機構２７が
設けられている。この潤滑油ポンプ機構２７は、油通路
２６の下端に接続されている。また、ハウジング２の底
部２ｂには潤滑油２８が貯留されており、該潤滑油２８
内に駆動シャフト６下端の潤滑油ポンプ機構２７が配さ
れている。

【００１２】次に、上記構成のスクロール型圧縮機１に
おけるガス（圧縮流体）の圧縮方法について説明する。
モータ５を駆動することにより、駆動シャフト６の回転
が偏心ピン２５、ブッシュ２１、旋回軸受２２及びボス
２０を介して旋回スクロール１１に伝達されるととも
に、旋回スクロール１１が自転阻止機構１２によって自
転が阻止された状態で固定スクロール９に対して公転旋
回運動を行う。このとき、圧縮流体のガスは、吸入管７
からハウジング２内に供給されてモータ５を冷却すると
ともに、さらに吸入口１８及び吸入室１９を経て圧縮室
Ｐへと供給される。

【００１３】そして、圧縮室Ｐ内のガスは、旋回スクロ
ール１１の上記公転旋回運動による圧縮室Ｐの容積縮小
に伴い、圧縮されながら中央部に移送される。このよう
にして、さらに圧縮されたガスは、吐出通路１４及び吐
出ポート１６から吐出弁１７を押し開けて高圧室ＨＲ内
に排出され、該高圧室ＨＲから吐出管８によって圧縮機
の外部へと導かれる。

【００１４】また、底部２ｂに貯留された潤滑油２８
は、潤滑油ポンプ機構２７によって吸い上げられるとと
もに油通路２６内を通って偏心ピン２５先端の給油出口
２６ａから吐出され、ブッシュ２１、旋回軸受２２及び
偏心ピン２５を潤滑した後、油だまり２９に溜まる。そ
して、この潤滑油はさらに、油だまり２９の上部から溢
れるようにしてスラスト軸受１０及び自転阻止機構１２
等の各潤滑部へと供給され、各部を通過して潤滑した
後、ハウジング２の底部２ｂに戻されて再度貯留され
る。なお、図中の符号３１は、油だまり３０内の潤滑油
を底部２ｂへ排出する排油孔（油戻し流路）である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスクロール型流体機械の排油孔は、鋳造部品で
あるフレーム３に機械加工を施して穴を設けたものであ
るため、加工に手間を要し、作業工数やコスト面で不利
になるという問題を有している。これは、排油孔の径が
中子を用いて鋳造するには小さすぎるためであり、結果
として機械加工に頼っているのが実状である。本発明
は、上記の事情に鑑みてなされたもので、油戻し流路と
なる排油孔を容易に形成することができるスクロール型
流体機械の提供を目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため以下の手段を採用した。請求項１に記載のス
クロール型流体機械は、閉空間を形成し吸入管及び吐出
管を接続したハウジングと、該ハウジング内に固定支持
された固定スクロールと、該固定スクロールと噛み合わ
され、同固定スクロールに対し自転を阻止されて公転旋
回運動を行う旋回スクロールと、駆動源に連結され先端
に偏心ピンを備えている前記旋回スクロールの駆動シャ
フトとを具備し、前記固定スクロールと前記旋回スクロ
ールとが複数の接触点で接触して三日月状の圧縮室を形
成し、該圧縮室が外周側より容積を減少させながら内側
へ移動して吸入・圧縮・吐出を同時に行うと共に、前記
駆動シャフトに設けられた油通路を通って偏心ピン先端
部の給油出口から上部軸受部上方の摺動部へ供給される
潤滑油が前記上部軸受部を支持するフレーム部材に設け
られた油戻し流路を通って貯留部へ流れるスクロール型
流体機械であって、前記油戻し流路を、前記フレーム部
材の軸受穴内面に沿って設けられた凹溝部と、前記軸受
穴に挿入される円筒状の上部軸受外周面とにより形成し
たことを特徴とするものである。

【００１７】このようなスクロール型流体機械によれ
ば、フレーム部材を鋳造する際に凹溝部を形成し、内面
を機械加工してから軸受穴に円筒状の上部軸受を挿入す
れば、凹溝部と上部軸受外周面とによって油戻し流路が
形成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスクロール型
流体機械の一実施形態を図面に基づいて説明する。な
お、スクロール型流体機械（スクロール型圧縮機）の全
体構成については、従来技術に示したものと同一部分の
説明を省略し、本発明の特徴的な要部構成を示して説明
する。

【００１９】図１は、本発明の実施形態に係るスクロー
ル型圧縮機の要部断面図であり、図中の符号３はフレー
ム、６は駆動シャフト、１０はスラスト軸受、１１は旋
回スクロール、１２は自転阻止機構、２０はボス、２１
はブッシュ、２２は旋回軸受、２３は上部軸受、２５は
偏心ピン、２６は油通路、２６ａは給油出口、３０は油
だまり、３１Ａは排油孔（油戻し流路）、３２は軸受穴
である。

【００２０】この排油孔３１Ａは、フレーム３の軸受穴
３２の内周面と、この軸受穴３２に挿入された上部軸受
２３の外周面との間に形成された軸方向の空間部であ
り、フレーム３の上部に設けられた油だまり３０とフレ
ーム３下方の低圧室ＬＲとの間を連通状態にしている。
低圧室ＬＲの下方には、ハウジング２の底部２ｂに潤滑
油２８が貯留されており（図３参照）、従って、排油孔
３１Ａは油だまり３０内の潤滑油を底部２ｂに落下させ
て戻す油戻し流路として機能する。なお、上部軸受２３
となる円筒状のメタル部材は、たとえばテフロン（登録
商標）樹脂を含浸させたものやアルミニウム合金など、
運転及び設計に係る諸条件に応じて適宜選択すればよ
い。

【００２１】ここで、上述した排油孔３１Ａを形成する
手順について説明する。最初にフレーム３の基本形を鋳
造により製造するが、この時、図２に示すように、機械
加工代ｔを備えた実際より小径の鋳造軸受穴３２ａの内
面には、機械加工代ｔより深い凹溝部３３を形成してお
く。この凹溝部３３は、フレーム３を貫通する鋳造軸受
穴３２ａの全長にわたって軸方向に設けられ、その断面
形状は半円形、Ｕ字形またはＶ字形などがある。このよ
うにして鋳造されたフレーム３は必要箇所を機械加工す
るが、そのひとつに鋳造軸受穴３２ａの内面がある。鋳
造軸受穴３２ａの内面は、円柱状の上部軸受２３を挿入
するため、高い精度の機械加工が施される結果、図２に
一点鎖線で示した鋳造軸受穴３２ａから実線で示した軸
受穴３２に拡大する。しかし、この状態でも機械加工代
ｔより深い凹溝部３３は残るため、軸受穴３２に密着圧
入された上部軸受２３の外周面と凹溝部３３との間に
は、油戻し流路となる排油孔３１Ａの空間部が形成され
る。

【００２２】ところで、上述した鋳造軸受穴３２ａの機
械加工は、従来技術に示した構成、すなわち凹溝部３３
のない鋳造軸受穴においても必要な工程であるため、新
たな作業工程を追加する必要はない。また、フレーム３
の基本形を鋳造する際に、魚溝部３３を設けることは特
別困難なことではなく、鋳型を多少変更するだけで量産
することが可能である。従って、フレーム３に機械加工
を施して排油孔３１を設ける従来構造と比較して、容易
に油戻し流路を形成することができる。

【００２３】このような構成としたので、図３に示す潤
滑油ポンプ機構２７によってハウジング２の底部２ｂか
ら吸い上げられた潤滑油は、給油出口２６ａから流出し
た後ブッシュ２１や旋回軸受２２等の摺動部を潤滑して
油だまり３０へ流れ、排油孔３１Ａからハウジング２の
底部へ再度流出するという経路を経て循環する。

【００２４】なお、上述した実施形態においては、スク
ロール型流体機械が密閉縦型のスクロール圧縮機であっ
たが、本発明の油戻し流路を適用するスクロール型流体
機械の構成については何ら限定するものではなく、本発
明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成の
スクロール型流体機械に採用しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスクロー
ル型流体機械によれば、鋳造により形成した凹溝部と軸
受穴に挿入した円筒状の上部軸受とにより、油戻し流路
となる排油孔を容易に形成することができる。従って、
排油孔を形成するに当たって、従来のように排油孔を設
けるためだけに面倒な機械加工を実施する必要がなくな
るので、作業工数及びコストを低減して潤滑油の油戻し
流路を設けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るスクロール型流体機械の一実
施形態を示す図であって、（ａ）は要部断面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２】 図１における排油孔を形成する手順を説明
するための図である。

【図３】 従来例として密閉縦型のスクロール型圧縮
機概要を示す断面図である。

【図４】 固定側渦巻体及び旋回側渦巻体の関係を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ スクロール型圧縮機 ２ ハウジング ３ フレーム（フレーム部材） ４ スクロール型圧縮機構 ６ 駆動シャフト ９ 固定スクロール １１ 旋回スクロール １２ 自転阻止機構 ２３ 上部軸受 ２５ 偏心ピン ２６ 油通路 ２６ａ 給油出口 ３０ 油だまり ３１，３１Ａ 排油孔（油戻し流路） ３２ 軸受穴 ３２ａ 鋳造軸受穴 ３３ 凹溝部

フロントページの続き (72)発明者 藤田 佳純 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB03 3H039 AA06 AA12 BB11 CC12 CC41

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉空間を形成し吸入管及び吐出管を接
   続したハウジングと、該ハウジング内に固定支持された
   固定スクロールと、該固定スクロールと噛み合わされ、
   同固定スクロールに対し自転を阻止されて公転旋回運動
   を行う旋回スクロールと、駆動源に連結され先端に偏心
   ピンを備えている前記旋回スクロールの駆動シャフトと
   を具備し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールと
   が複数の接触点で接触して三日月状の圧縮室を形成し、
   該圧縮室が外周側より容積を減少させながら内側へ移動
   して吸入・圧縮・吐出を同時に行うと共に、前記駆動シ
   ャフトに設けられた油通路を通って偏心ピン先端部の給
   油出口から上部軸受部上方の摺動部へ供給される潤滑油
   が前記上部軸受部を支持するフレーム部材に設けられた
   油戻し流路を通って貯留部へ流れるスクロール型流体機
   械であって、 前記油戻し流路を、前記フレーム部材の軸受穴内面に沿
   って設けられた凹溝部と、前記軸受穴に挿入される円筒
   状の上部軸受外周面とにより形成したことを特徴とする
   スクロール型流体機械。