JP2616094B2 - スクロール形圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インバータ等による可変速モータで駆動さ
れるスクロール形圧縮機に関する。

（従来の技術） この種のスクロール形圧縮機では、スクロール同士の
摺動動作を円滑に行うと共に渦巻体間に画成される圧縮
室をシールして機密性を保持するため、圧縮室に油膜形
成に必要な所定量の油を供給してやる必要がある。通常
の商用周波数で定速駆動される標準機では、圧縮室に吸
入される吸入ガスの流速にのせてケーシング内に浮遊す
る油分をある程度自然吸入させることができるが、イン
バータ等により可変速とした機種では、低周波数での低
速回転時吸入ガスの流速が低下するため、自然吸入のみ
に頼っていたのでは、圧縮室に十分な油を供給できない
難点がある。

このため、従来、本出願人が先に特願平１−204368号
（平成１年８月７日提出）で提案し且つ第４図に示すよ
うに、駆動軸（Ｄ）内の給油通路（Ｎ）に連通されるメ
タル軸受（Ｍ）の油流出側に、油通路（Ｔ）及びこれに
連続する油供給管（Ｕ）を延設して、該供給管（Ｕ）の
端部をスクロール（Ｓ）の外周部低圧空間（Ｌ）に開口
し、前記メタル軸受（Ｍ）の供給された油を利用して、
圧縮室（Ｃ）に積極的に給油できるような改善を行って
いる。尚、前記油通路（Ｔ）は、スクロール（Ｓ）のス
ラスト軸受（Ｒ）にも連通され、該軸受（Ｒ）も給油す
るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来構造では、低速時にスクロール
（Ｓ）への給油量を確保できるが、スクロール（Ｓ）に
油を供給する給油経路は、軸受部を構成するメタル軸受
（Ｍ）の下流側に設けられ、該メタル軸受（Ｍ）と同様
に常時給油通路（Ｎ）に接続されることになるから、高
速になり、給油通路（Ｎ）に汲上げられる油量が増大す
ると、油供給管（Ｕ）からスクロール（Ｓ）に供給され
る油量も増し、油膜形成に必要な所定量以上の油が圧縮
室（Ｃ）に供給されることになり、油戻しの観点から好
ましくない結果となる問題がある。

すなわち、給油通路（Ｎ）に汲上げられる油量は、定
容積式の油ポンプを用いた場合、回転数に比例して増大
することになり、又、スクロール（Ｓ）に供給された油
は吐出ガスと共に高圧チャンバーあるいは吐出管を経て
圧縮機外に流出され易いため、該スクロール（Ｓ）への
給油経路を軸受部の下流側から延設させ、常時給油通路
（Ｎ）に接続されるようにしていたのでは、高速時、汲
上げ油量の増大に伴い、スクロール（Ｓ）への給油量が
増え、所謂油上がりを招き易いのである。

本発明の目的は、スクロールへの給油経路を工夫する
ことにより、低速時にスクロールへの給油を確保しなが
ら、高速時に油上がりを未然に防止できるスクロール形
圧縮機を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、上記目的を達成するため、圧縮
室（30）を画成するスクロール形の圧縮要素（３）を備
え、該圧縮要素（３）を可変速モータ（４）の駆動軸
（５）に連動すると共に、前記駆動軸（５）に油ポンプ
（６）を設けたスクロール形圧縮機において、前記駆動
軸（５）に、軸受部に油を供給する第１給油通路（51）
と、前記圧縮室（30）に油を供給する第２給油通路（5
2）とを設けると共に、前記駆動軸（５）に一体化する
バランサ（54）に、前記モータ（４）の高速回転時、前
記第２給油通路（52）を閉鎖する閉鎖手段（７）を設け
ることにした。

又、上記構成において、閉鎖手段（７）が、遠心力の
増大で第２給油通路（52）を塞ぐ弁体（71）を備えるも
のとした。

（作用） 可変速モータ（４）の低速回転時には、第２給油通路
（52）を介して圧縮室（30）に油が供給され、圧縮要素
（３）での摺動動作及び圧縮室（30）のシールに必要な
給油量を確保することができる。一方、前記モータ
（４）の高速回転時には、閉鎖手段（７）により前記第
２給油通路（52）が閉鎖されて、圧縮室（30）への給油
が中止され、該圧縮室（30）への過剰な給油が阻止でき
る。又、低速・高速に拘らず、軸受部には、第１給油通
路（51）を介して給油が行われてその潤滑が保証され
る。更に、閉鎖手段（７）は、駆動軸（５）に一体化す
るバランサ（54）に設けているから、閉鎖手段（７）が
バランサ（54）を利用して適切に設けることができる。

又、閉鎖手段（７）を、遠心力の増大で第２給油通路
（52）を塞ぐ弁体（71）に備えるものとした場合、回転
数に応じて自動的に、圧縮室（30）への給油及びその中
止が行え、制御が簡便なものとなる。

（実施例） 第１図に示すものは、ケーシング（10）の上部に、各
鏡板（A,B）に渦巻体（a,b）を突設した第１及び第２ス
クロール（1,2）をもつスクロール形の圧縮要素（３）
を配設し、前記各渦巻体（a,b）間に複数の圧縮室（3
0）を画成すると共に、その下部に、インバータによる
可変速モータ（４）を配設し、前記モータ（４）の駆動
軸（５）に突設するピン部（50）を、前記第２スクロー
ル（２）のボス筒（20）に嵌合し、前記圧縮要素（３）
とモータ（４）とを連動させたものである。

前記第１スクロール（１）は上部ハウジング（８）に
ボルト（11）で固定され、前記第２スクロール（２）は
上部ハウジング（８）の端面に形成するスラスト軸受
（81）に回動自由に支持される。

また、前記駆動軸（５）は、上部ハウジング（８）及
び下部ハウジング（９）に各々介装するメタル軸受（8
2）（92）に回転自由に支持されると共に、下部に、定
容積式の油ポンプ（６）を取付けている。尚、前記油ポ
ンプ（６）の下面はプレート形のスラスト軸受（91）に
支持している。

こうして、前記モータ（４）の駆動により、吸入管
（13）からケーシング（10）内に取込んだ吸入ガスを、
前記圧縮要素（３）の外周部低圧空間（31）から圧縮室
（30）に吸入し、圧縮後の吐出ガスを、第１スクロール
（１）の中心部に設ける吐出穴（32）から隔壁（33）で
区画される高圧チャンバー（34）に吐出し、吐出管（1
4）から外部に取出すようにしている。なお、（35）は
油分離体、（36）は油戻しキャピラリーである。

以上の構成で、前記駆動軸（５）に、軸受部を構成す
る上部側のメタル軸受（82）及び第２スクロール（２）
のスラスト軸受（81）に油を供給するための第１給油通
路（51）と、前記圧縮室（30）に油を供給するための第
２給油通路（52）とを、下部のストレートな油穴（53）
から分岐させて設けると共に、前記モータ（４）の高速
回転時、前記第２給油通路（52）を閉鎖する閉鎖手段
（７）を設ける。

前記第１給油通路（51）は、第２図に明示するよう
に、ピン部（50）の上端面に開放状に形成され、前記メ
タル軸受（82）の下方側の円周溝を（82a）に、径方向
の連通穴（51a）を介して連通している。そして、第３
図に明示するように、前記円周溝（82a）から斜め上方
に延びる傾斜溝（82b）を介して、このメタル軸受（8
2）の内面全体に給油すると共に、前記傾斜溝（82b）の
端部横穴（82c）から、第１図に示す通り、上部ハウジ
ング（８）に形成する油通路（83）、及び端面側の円周
に沿う油プール（84）を介して前記スラスト軸受（81）
に給油するようにしている。

一方、前記第２給油通路（52）は、前記メタル軸受
（82）の上方側の円周溝（82d）に、径方向の連通穴（5
2a）を介して連通している。そして、前記円周溝（82
d）から斜め上方に延びる傾斜溝（82e）の端部横穴（82
f）から、第１図に示す通り、上部ハウジング（８）に
形成する油通路（85）、及びこれに連続する油供給管
（86）を介して前記圧縮室（30）の外方部に開口し、該
圧縮室（30）に給油するようにしている。

又、前記閉鎖手段（７）は、駆動軸（５）に一体化す
るバランサ（54）の部分に設けるのであり、前記第２給
油通路（52）に直交状に連通するスプール穴（70）と、
これに内装され、２ランド（71a）（71b）とこれらラン
ドを連結する細径部（71c）とをもつスプール形の弁体
（71）を備え、前記弁体（71）の外方端部をスプリング
（72）を介して、常時は前記弁体（71）の細径部（71
c）を介して第２給油通路（52）を開放するようにし、
駆動軸（５）の高速回転により弁体（71）に作用する遠
心力が増大したとき、弁体（71）をスプール（72）に抗
して移動し、ランド（71a）により第２給油通路（52）
を閉鎖するようにしている。尚、（73）は詰め栓であ
る。

上記構成によれば、低周波数による低速回転時には、
前記第２給油通路（52）が開かれて、該通路（52）を介
して前記圧縮室（30）に油が積極的に供給され、スクロ
ール（１）（２）の摺動動作及び圧縮室（30）のシール
に必要な給油量を確保することができる。

一方、高周波数による高速回転時には、前記閉鎖手段
（７）を構成する弁体（71）により、前記第２給油通路
（52）が閉鎖されて、圧縮室（30）への積極的な給油が
中止され、前記圧縮室（30）への過剰な給油が阻止さ
れ、油上がりが未然に防止できる。そして、この高速時
は、前記ケーシング（10）内に浮遊する油の自然吸入に
より、圧縮室（30）に適正給油が行えるのである。

又、低速・高速に拘らず、軸受部を構成するメタル軸
受（82）及びスラスト軸受（81）には、常時、第１給油
通路（51）を介して給油が行われ、潤滑が保証できる。
同様に、下部のメタル軸受（91）には、前記油穴（53）
の径方向に設ける連通穴（53a）を介して常時給油でき
るようにしている。

更に、閉鎖手段（７）には、電磁弁等を用いることも
可能だが、特に、以上のように遠心力の増大で動作する
弁体（71）を設けて構成したから、回転数に応じて自動
的に、圧縮室（30）への給油及びその中止が行え、制御
を簡便に行うことができる。

尚、以上の実施例で、前記油穴（53）及び各給油通路
（51）（52）に油を汲上げるための前記油ポンプ（６）
は、１回転あたりの汲上げ油量が一定となる定容積式の
ものであり、すなわち、第１図に示すように、駆動軸
（５）に圧入するボス部（61）と偏心部（62）とをもつ
ローラ（63）及び、前記偏心部（62）に嵌合してポンプ
室（64）を画成する長孔（65）をもつヨーク（66）を備
え、油吸入路（67）を介して底部油溜（10a）からポン
プ室（64）に油を吸入し、この吸入した油を、油吐出路
（68）を介して前記油穴（53）に吐出し、前記ポンプ室
（64）の容積に相当する一定量の油を汲上げるようにし
ている。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、閉鎖手段（７）はバランサ
（54）を利用して適切に設けられ、低速回転時には圧縮
要素（３）の摺動動作及び圧縮室（30）のシールに必要
な給油量を確保することができ、高速回転時には、圧縮
室（30）への過剰な給油が阻止できて油上がりを未然に
防止することができるのである。

又、閉鎖手段（７）を、遠心力の増大で動作する弁体
（71）を備えるものとした場合、回転数に応じて自動的
に、圧縮室（30）への給油及びその中止が行え、制御を
簡便に行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の断面図、第２図は同駆動軸部分
を抽出して一部を断面とした要部側面図、第３図は上部
側のメタル軸受の内面の展開図、第４図は従来例の断面
図である。 （３）……圧縮要素 （４）……可変速モータ （５）……駆動軸 （６）……油ポンプ （７）……閉鎖手段 （30）……圧縮室 （51）……第１給油通路 （52）……第２給油通路 （54）……バランサ （71）……弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−214692（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5787（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮室（30）を画成するスクロール形の圧
   縮要素（３）を備え、該圧縮要素（３）を可変速モータ
   （４）の駆動軸（５）に連動すると共に、前記駆動軸
   （５）に油ポンプ（６）を設けたスクロール形圧縮機に
   おいて、前記駆動軸（５）に、軸受部に油を供給する第
   １給油通路（51）と、前記圧縮室（30）に油を供給する
   第２給油通路（52）とを設けると共に、前記駆動軸
   （５）に一体化するバランサ（54）に、前記モータ
   （４）の高速回転時、前記第２給油通路（52）を閉鎖す
   る閉鎖手段（７）を設けたことを特徴とするスクロール
   形圧縮機。
2. 【請求項２】閉鎖手段（７）が、遠心力の増大で第２給
   油通路（52）を塞ぐ弁体（71）を備える請求項１記載の
   スクロール形圧縮機。