JP2817281B2 - スクロールコンプレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空調用冷暖房機等に供されるスクロールコン
プレッサに関するものである。

従来の技術 近年、ルームエアコンをはじめとする空調機に使用さ
れるコンプレッサは、好適な住環境を追求するニーズか
ら低振動、低騒音に代表される静粛性が強く求められて
きている。更には年間を通じてのエネルギ効率の向上と
共に、より好適な温度調節機能の追求から、広範囲の回
転可変幅の実現に向けて改良がなされてきている。この
ような社会背景の中で、スクロール式コンプレッサは、
機構上低振動、低騒音に特徴を有し、5KWレベルの大能
力域では従来のレシプロ式やロータリ式に比べ10％以上
の高効率が得られることから最近では急速にスクロール
方式に置換わりつつある。しかしならが、スクロール式
コンプレッサは、小能力域ほど効率が劣下する傾向にあ
り、更にはスクロールのハネ加工に代表される高コスト
化の要因も相まって日本のルームエアコンの主流である
２〜3KWクラスのコンプレッサへの展開は難しいとさ
れ、実用化は遅れていた。

発明が解決しようとする課題 スクロールコンプレッサの効率向上の鍵は１対の渦巻
状のハネ同志が噛み合った時のシール性にある。即ち、
固定された定ハネに対し、旋回運動を行なら動ハネが如
何に軸方向及び径方向に密接して運動できるかがポイン
トである。特に、軸方向において、広範囲の吐出，吸入
圧力条件、更には運転回転数範囲で、動ハネを如何に効
率よく安定させるかと共に、液圧縮などの外乱により安
定状態がくずれても即座に安定状態に復帰する機構にで
きるかが大きなポイントの１つである。即ち、動ハネを
定ハネの方向に押圧させるための動ハネ背面の構成、機
構が重要である。

課題を解決するための手段 本発明は、渦巻状のハネを有する定ハネと、該定ハネ
と対をなすハネを有し、偏心軸ないし軸受をもつシャフ
トにより駆動力を受けると共に、オルダムリングにより
回転防止され、旋回運動を行う動ハネと、前記シャフト
を軸受すると共に、前記定ハネと連結された軸受ブロッ
クからなるスクロールコンプレッサにおいれ、動ハネの
背面とわずかな隙間を介し隣接する軸受ブロックに環状
のシール溝を形成し、該シール溝にはシール溝外壁と前
記動ハネ背面でシール部を形成するシール材が挿入さ
れ、その内部は高圧部をなすと共にその外側には同じく
環状の油溝が形成され、その内部には絞りを介して高圧
の油ないし油を含むガスが導入されていることを特徴と
するスクロールコンプレッサであり、この構成により、
前記課題を解決した。

作用 本発明のスクロールコンプレッサでは、通常時には動
ハネはシール材の内部の高圧圧力と、その外側の低圧の
力により定ハネに押圧され運転されるが、ハネ室内での
液圧縮時等の異常高圧発生時には、動ハネは軸受ブロッ
ク側に押圧され、動ハネと軸受ブロック間の隙間が減少
ないし消滅するため、前記油溝内の油の流出が阻止され
油構内は高圧に変化する。その結果、動ハネを定ハネ側
に押し戻す力が増加し、動ハネの軸受ブロックへの強い
衝突が緩和されると共に、動ハネを定ハネに再び押圧し
て運転できる。

実 施 例 以下に本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の要素を備えたスクロールコンプレッ
サの縦断面図である。

図中１は駆動用モータで、ステータ1aは筒状のシェル
２に焼きばめ固定されている。モータ１のロータ1bには
中央にシャフト３が焼きばめされており、ロータ1bの回
転によりシャフト３は駆動力を受け回転する。シャフト
３は軸受ブロック４に設けられた主軸受５及びサブ軸受
６の２ヶ所で軸受支持されている。シャフト３は段付形
状であり、大径軸７にはシャフトセンタより偏心して設
けられた筒状の旋回軸受８がある。そして旋回軸９を持
つ動ハネ10が軸受ブロック４の下部に隣接して設けられ
ている。11は定ハネで、前述した軸受ブロック４とボル
ト締結されている。なお、これらの圧縮機構部は軸受ブ
ロック４の部分で前述したシェル２にスポット溶接によ
り固定されている。動ハネ10はシャフト３が回転する
と、オルダムリング12により回転規制されるため、旋回
運動を行う。そして動ハネ10、定ハネ11に加工された１
対の渦巻状のハネは互いに接触しながらハネ室11aを形
成し吸入管13から流入した冷媒ガスを吸入、圧縮し、除
々に渦の中央部に送り込み、最後に吐出孔14から吐出室
15に吐出す。そして、軸受ブロック４に設けられた吐出
ガス通路16を通り、モータ１を冷却しながら吐出管（図
示せず）から吐出される。一方、ガス中に含まれていた
潤滑油は、モータ１の近傍を通過中に分離し、オイル溜
部17に溜められる。18は給油用のネジポンプで、シャフ
ト３の回転と共にオイル溜部のオイルをオイル通路19を
介して吸引し、各軸受部へ圧送する。

次に軸受ブロック４の動ハネ10の背面構成について第
２図に使い説明する。軸受ブロック４の中央部には主軸
受５が圧入されているが、その外側には主軸受５と同芯
状に設けられたリング状の軸シール溝20があり、その中
に軸シール材21が、シール溝の外側と面21aと動ハネ背
面21bとの間でシール可能に挿入されている。

次に、軸シール溝20の更に外側には、同軸状に油溝22
が設けられ、その中には、絞り23を介し流入する高圧油
が流入する構成である。

第３図には動ハネ10の軸受ブロック４の側の圧力分布
を実線で、ハネ室11a側の圧力分布を一点鎖線で示し
た。

ハネ背面の圧力は、軸シール溝20の位置までは吐出圧
Pdであり、その外側は吸引圧力Psになる。何故なら、油
溝22には高圧油が送られるが、動ハネ10と軸受ブロック
４の間には正常時には背面隙間24が発生するため、流入
オイルはただちに減圧され、吸入室と連通した背部空間
25と同じ吸入圧力となる。一方、一点鎖線で示したハネ
室側圧力は、図のようなに階段状圧力分布であるが、図
から判るように合計では動ハネ背面側の力が優るため、
動ハネ10は定ハネ側に押圧される。

ところで第４図は動ハネ10が軸受ブロック４側に押圧
され、点A26で接触した場合の状態図である。この時は
ハネ室11の圧分分布は第５図に示す一点鎖線のようにハ
ネ室内圧は液を含んだ圧縮の為吐出圧Pbよりも上昇す
る。このような現像が発生すると、前述した第３図のよ
うな背面圧力分布による押圧よりハネ室内圧が勝り、動
ハネ10は定ハネ11から少なくともある箇所が離脱し、第
４図のように軸受ブロック４に接触する方向に移動す
る。すると、第４図において動ハネ10と軸受ブロックの
隙間24は極端に狭められ、油溝溝22からの流出通路面積
が少さくなる。この結果油溝22内の圧力は第５図に示し
たようにハッチングした部分だけ上昇し、合計として再
びハネ室圧力分布の緩和より大きくなる時、動ハネ10は
再び定ハネ11に押し戻される。

本実施例は、モータが上部で圧縮機溝部を下部に配置
した構成であるが、その逆でも良いことは言うまでもな
い。

発明の効果 本発明によれば、圧縮途中のガスの流出をさせること
なく効率よく動ハネを定ハネに押圧することが出来ると
共に、オイルや液冷媒を含んだ圧縮による高圧発生時に
動ハネが軸受ブロックに強く押圧されても油構内が直ち
に高圧に変化する為、その衝突を緩和し、部品のダメー
ジを大幅に少なくすることができると共に、動ハネを定
ハネ側に再び戻すため安定した運転を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスクロールコンプレッサの実施例を示
す断面図、第２図は動ハネ正常時の背部構成図、第３図
は動ハネ上下部の圧力分布図、第４図は動ハネの軸受ブ
ロックへの接触時の状態図、第５図はハネ上下部の圧力
分布図である。 ４……軸受ブロック、５……主軸受、６……サブ軸受８
……旋回軸受、10……動ハネ、11……定ハネ、20……軸
シール溝、21……軸シール材、22……油溝、23……絞
り。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状のハネを有する定ハネと、該定ハネ
   と対をなすハネを有し、偏心軸ないし軸受をもつシャフ
   トにより駆動力を受けると共にオルダムリングにより回
   転防止され旋回運動を行なう動ハネと、前記シャフトを
   軸受すると共に、前記定ハネと締結された軸受ブロック
   からなるスクロールコンプレッサにおいて、動ハネの背
   面とわずかの隙間を介し隣接する軸受ブロックの面に環
   状のシール溝を形成し、該シール溝にはシール溝外壁と
   前記動ハネ背面でシール部を形成するシール材を挿入
   し、その内部は高圧部をなすと共に、前記環状のシール
   溝の外側には同じく環状の油溝を形成し、該油溝内には
   絞りを介し高圧の油ないし油を含むガスが導入されてい
   ることを特徴とするスクロールコンプレッサ。