JP2836614B2 - 密閉型圧縮機の油ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は密閉型圧縮機、特
にスクロール圧縮機に好適な油ポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電動機や潤滑油溜に吐出側の圧力が作用
する構造のスクロール圧縮機の潤滑給油に関連する構造
の従来例として特公昭６１−１９８０３号公報（スクロ
ール流体機械の給油装置）と米国特許４５５２５１８号
明細書（ＳＣＲＯＬＬ ＭＡＣＨＩＮＥ）を参照する。

【０００３】第５図は前記の特公昭６１−１９８０３号
公報に示されたスクロール圧縮機の構造図で、密閉容器
１０１の内部に圧縮機構１０２と、その下方に電動機の
固定子１０３を固定し、更にその下方に潤滑油を溜める
潤滑油溜１０４が設けられている。圧縮機構１０２は固
定鏡板１０５の上に一体に形成した固定渦巻羽根１０６
を有する固定渦巻部品１０７と、この固定渦巻羽根１０
６と噛み合って複数個の圧縮作業空間１１１を形成する
旋回渦巻羽根１０８を旋回鏡板１０９の上に形成した旋
回渦巻羽根部品１１０と、この旋回渦巻羽根部品１１０
の自転を防止して旋回のみをさせる自転拘束部品１１２
と、この旋回鏡板１０９に設けた旋回駆動軸受１１３を
偏心旋回駆動する偏心駆動軸１１４を有するクランク軸
１１５とその主軸１１６を第１主軸受１１７と第２主軸
受１１８で支承する軸受部品１１９等で構成されてい
る。また、固定鏡板１０５の旋回鏡板側の枠体平面１２
０と、旋回鏡板１０９の固定鏡板側の旋回鏡板平面１２
１を摺動自在に当接させるとともに、旋回鏡板１０９に
圧縮作業空間１１１と連通する中間圧力孔１２２を設け
て、旋回鏡板１０９の旋回渦巻羽根１０８の反対側の背
圧空間１２３を吐出圧力と吸入圧力の中間の圧力に保っ
ている。圧縮機の吸入管１２４から圧縮機構１０２に吸
入された冷媒気体は、圧縮作業空間１１１で圧縮された
後、吐出穴１２５を出て、圧縮機構１０２の周辺の周辺
通路１２６を通り、吐出管１２７から圧縮機外に吐出さ
れる。

【０００４】潤滑油溜１０４の潤滑油は、クランク軸１
０５の主軸１１６を貫通した偏心給油路１２９から、第
１分岐給油路１３０を経て、第２主軸受１１８へ供給さ
れる。給油通路１２９から第２分岐給油路１３１を経て
流れる潤滑油は、主軸１１６の外方の油溝を通り、第１
主軸受１１７を潤滑して、背圧室１２３にいたる。偏心
給油路１２９を通過して旋回駆動軸受１１３の底部１３
３に供給された潤滑油は、偏心駆動軸１１４と旋回駆動
軸受１１３との隙間で減圧されて背圧室１２３に排出さ
れる。背圧室１２３の潤滑油は、中間圧力孔１２２など
から、圧縮作業空間１１１を経て、圧縮され、冷媒と共
に圧縮機構から吐出される。即ち、第１主軸受１１７と
旋回駆動軸受１１３を潤滑した潤滑油はその全量が結
局、圧縮作業空間１１１に入る。

【０００５】第６図は、米国特許４５５２５１８号明細
書に示されたスクロール圧縮機の断面構造で、第７図
は、その部分拡大図である。密閉容器２０１の内部に圧
縮機構２０２と、その下方に電動機２０３の固定子を固
定し、更にその下方に潤滑油を溜める潤滑油溜２０４が
設けられている。圧縮機構２０２は、固定鏡板２０５の
上に一体に形成した固定渦巻羽根２０６を有する固定渦
巻羽根部品２０７と、この固定渦巻羽根２０６と噛み合
って複数個の圧縮作業空間２１１を形成する旋回渦巻羽
根２０８を旋回鏡板２０９の上に形成した旋回渦巻羽根
部品２１０と、この旋回渦巻羽根部品２１０の自転を防
止して旋回のみをさせる自転拘束部品２１２と、この旋
回鏡板２０９に設けた旋回駆動２１３を偏心旋回駆動す
る偏心軸受２１４を有するクランク軸２１５の第１主軸
２１６と第２主軸２１６ａを第１主軸受２１７と第２主
軸受２１７ａでそれぞれ支承する第１軸受部品２１９、
第２軸受部品２１９ａ等で構成されている。密閉容器２
０１は圧縮機構２０２に設けた支持枠体２２０によっ
て、上方が吸入圧力の作用する吸入空間２２１に、下方
が吐出圧力の作用する吐出空間２２２に区画されてい
る。また、旋回鏡板２０９の旋回渦巻羽根２０８の反対
側の旋回鏡板背面２２３に摺動自在に当接するととも
に、この旋回鏡板背面２２３を中心部の吐出気体の圧力
が作用する面と吐出圧力よりも低い圧力が作用する面と
に区画する環状密封帯２２４が配設されている。

【０００６】また、潤滑油溜２０４の潤滑油は、給油細
管２２５によって圧縮機構２０２の吸入口２２６導か
れ、圧縮機の吸入管２２７から圧縮機構２０２に吸入さ
れた冷媒気体とともに圧縮作業空間２１１で圧縮された
後、旋回駆動軸２１３の中に設けた吐出孔２２８から吐
出され、クランク軸２１５の中に設けた油分離室２２９
で、この潤滑油が吐出冷媒気体から遠心分離されて、偏
心軸受２１４から旋回鏡板背面２２３の近傍を通過し
て、第１主軸受２１７に供給される。一方、油分離室２
２９から出た吐出冷媒気体は、図示の矢印にそって電動
機２０３を冷却の後、吐出管２３０を通って圧縮機の外
に吐出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、参
照した従来のスクロール圧縮機では、いずれも、旋回駆
動軸受、偏心軸受や第１主軸受には高い軸受負荷が掛か
るために、大きな潤滑油流量が必要であるが、これらの
軸受に供給される潤滑油の流量は圧縮作業空間に供給さ
れる流量以下でしか有り得ないから、結局、圧縮作業空
間に供給する潤滑油の流量が過多になる。しかしなが
ら、潤滑油溜は吐出空間の中に存るために、高温である
とともに、かなり多量の冷媒を含有しているから、圧縮
作業空間に入る潤滑油の流量が過多であると、この潤滑
油持つ熱量とこの冷媒の気体によって圧縮機の効率が著
しく低下する。例えば、高速運転時にこれらの軸受が破
損したり大きな軸受損失が生じたりすることを防ぐため
に、圧縮作業空間に入る潤滑油の流量を大に設定する
と、この潤滑油の流量が背圧室の圧力と吐出圧力の差に
依存しているために、圧縮機の運転速度が低いときでも
潤滑油流量が大のままで、結局、冷媒の吐出量に対する
この潤滑油の流量が過大になって、低速運転時の圧縮機
の効率が著しく低下する欠点がある。

【０００８】次に、最近のルームエアコン用等の圧縮機
は軽量小形化の要求を満たすために、密閉容器の胴径を
最小にするとともに、内壁に電動機の固定子を直接固定
することが多い。一方、このような密閉容器の胴径を小
さくした圧縮機は、当然、潤滑油溜の直径も小のため
に、運転状態による潤滑油の油面の高さの変動の幅が大
きい。このような場合は、吐出管から潤滑油が多量に連
れ出されることを避けるために、潤滑油溜から離れた位
置にこの吐出管を配置する必要がある。従って、電動機
を圧縮機構の下方に配置した構造で密閉容器の外径が比
較的小さい圧縮機は、上に述べた特公昭６１−１９８０
３号公報のように、圧縮機の吐出管を電動機の上方に配
置することが必要になる。

【０００９】しかし、これらの圧縮機で、吐出管を電動
機の上方に配置すると、圧縮機構の吐出口は電動機の上
方にあるから、吐出冷媒を電動機の下方を経由して再び
上方に戻し、吐出管から圧縮機の外に排出させるような
吐出冷媒気体通路を構成しようとするとその構造が極め
て複雑になる。上に述べた特公昭６１−１９８０３号公
報の潤滑給油構造では、電動機の回転速度が低いとき、
偏心給油路の回転によって発生する遠心力が小さいため
に、第一分岐給油路に達するだけの油圧が得られない場
合がある。この時、第２主軸受の軸受隙間または給油通
路から吐出空間の冷媒気体が第１分岐給油路に逆流し
て、給油阻害を生じる危険がある。

【００１０】上に述べた、米国特許４５５２５１８号明
細書の例では、偏心軸受２１４、鏡板背面２２３、第１
主軸受２１７への給油路は、油分離室２２９で分離され
た小量の潤滑油と多量の吐出冷媒気体で満たされている
から、環状密封帯２２４の内側の高圧側に気体が多く存
在する。このため、環状密封帯の密封作用が低下して多
量の吐出冷媒気体が圧縮作業空間に向かって漏洩して、
圧縮機の正常な運転が妨げられたり、圧縮機の効率が低
下したりする欠点がある。また、上に参照した米国特許
４５５２５１８号明細書のようなクランク軸の主軸の内
側に偏心軸受を配置した構造で、この特許と異なる適当
な手段で、クランク軸の主軸の端面に多量の潤滑油を供
給し得たとしても、圧縮機の運転速度が大のときは、そ
の主軸の端面の回転によって、主軸の外径付近で潤滑油
に遠心力による高い圧力が発生するから、そこに主軸受
の給油通路が開口していれば、その給油通路に潤滑油が
偏って多量に流れて、内側の偏心軸受への給油量が不足
することがある。

【００１１】このような課題に対し、本発明では回転数
が低い場合でも適正な潤滑油量を圧縮機構摺動部に供給
できる容積型の油ポンプを安価な構成で提供することを
目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上に述べた従来のスク
ロール圧縮機の課題を解決するため、本発明は、密閉容
器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を
配設し、前記圧縮機構への潤滑油を供給する油ポンプ
を、偏芯量ｅ、外径ｄである偏芯駆動軸と内径Ｄである
油ポンプ円筒内壁との間に厚さｔの環状のポンプ環を介
在させ、これらの寸法をＤ／２＝ｅ＋ｄ／２＋ｔの関係
にほぼなるように設定し、前記ポンプ環の一部に、仕切
り部を溝部に嵌入するとともに、この仕切り部と溝部の
間が前記ポンプ環が旋回揺動運動をするのに支障のない
隙間を有した止め部を設け、この止め部を吸い込み側と
吐き出し側を仕切る仕切り部として構成したものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために請求項
１の発明は、潤滑油を供給する油ポンプを、偏芯量ｅ、
外径ｄである偏芯駆動軸と内径Ｄである油ポンプ円筒内
壁との間に厚さｔの環状のポンプ環を介在させ、これら
の寸法をＤ／２＝ｅ＋ｄ／２＋ｔの関係にほぼなるよう
に設定しともので、この設定によれば、ポンプ環の内側
でポンプ環を外側に押しつけながら偏芯駆動軸が運動す
ることになり、前記油ポンプ円筒内壁と環状のポンプ環
の間に三日月状の部屋が形成される。これに、前記ポン
プ環の一部に、仕切り部を溝部に嵌入するとともに、こ
の仕切り部と溝部の間が前記ポンプ環が旋回揺動運動を
するのに支障のない隙間を有した止め部を設け、この止
め部を吸い込み側と吐き出し側を仕切る仕切り部として
構成することにより容積型の油ポンプが簡単に形成でき
る。

【００１４】また、請求項２の発明は請求項１の発明を
スクロール圧縮機に適用したもので、スクロール圧縮機
では偏芯旋回運動を行う部分かあるので、これを利用す
れば、更に簡便に容積型圧縮機を構成することができ
る。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例として、第１図にスクロール
式の電動圧縮機の縦断面図、第２図にその圧縮機構部の
部分拡大、第３図に油ポンプ部分の詳細断面、第４図に
主軸受けへの給油通路の詳細を示す。

【００１６】密閉容器１の内部の下方に圧縮機構２を固
定し、上方にこれを駆動する電動機３の固定子４を固定
し、この電動機３の回転子５に圧縮機構２を駆動するク
ランク軸６を結合し、密閉容器１の下方の圧縮機構２の
周囲を潤滑油溜７にする。圧縮機構２は、固定鏡板８に
一体に形成した固定渦巻羽根９を有する固定渦巻羽根部
品１０と、この固定渦巻羽根９と噛み合って複数個の圧
縮作業空間１４を形成する旋回渦巻羽根１１を旋回鏡板
１２の上に形成した旋回渦巻羽根部品１３と、この旋回
渦巻羽根部品１３の自転を防止して旋回のみをさせる自
転拘束部品１５と、この旋回鏡板１２の旋回渦巻羽根１
１の反対側に設けた旋回駆動軸１６と、クランク軸６の
主軸１８の内方に設けこの旋回駆動軸１６が嵌入する偏
心軸受１７と、このクランク軸６の主軸１８を支承する
主軸受１９を有する軸受部品２１と、旋回鏡板１２の背
面の旋回鏡板背面２０から微小な間隔の隙間をおいてこ
の旋回渦巻羽根部品１３の軸方向の動きを制限する鏡板
移動制限面２３を配置する。

【００１７】クランク軸６の主軸１８と旋回鏡板背面２
０の間に油ポンプ円筒内壁２４を設け、前記旋回駆動軸
１６の外方とこの油ポンプ円筒内壁２４との間にポンプ
環２５を配置している。これらの関係寸法は、油ポンプ
円筒内壁２４の内径をＤ、ポンプ環２５の厚さをｔ、旋
回駆動軸の外径をｄ、その旋回半径（偏芯量）をｅとす
ると、Ｄ／２＝ｅ＋ｄ／２＋ｔにほぼ近い値をとってい
る。

【００１８】この油ポンプ円筒内壁２４の一端を旋回鏡
板背面２０で閉塞し、他端を油ポンプ端板２６で閉塞
し、このポンプ環２５と油ポンプ円筒内壁２４の間に油
ポンプの油吸込口２７の側と油吐出口２８の側を仕切る
油ポンプ仕切り板２９を設けてこれをポンプ環２５に設
けた油ポンプ仕切り板溝３０に嵌入させ、これによりポ
ンプ環の周り止めと吸い込み、吐き出しの仕切としてい
る。また、油ポンプ仕切り板２９と油ポンプ仕切り板溝
３０との間にはポンプ環２５が旋回揺動運動しても、こ
じることがない十分な隙間２９ａが設けられている。

【００１９】潤滑油溜７の潤滑油は、油吸込通路３１か
ら上記油ポンプに吸い込まれ、油吐出口２８から油吐出
室３２に入る。油吐出室３２の潤滑油の一部は、旋回駆
動軸１６の表面の近傍から主軸給油路３３、３４を経由
して、主軸１８の表面に油吐出室３２と直接連通しない
ように設けた主軸油溝３５へ導かれ、主軸受１９を潤滑
した後、バランスウェート室３６へ排出される。油吐出
室３２の潤滑油の他の部分は、旋回駆動軸１６の表面
に、油吐出口２８の近傍でこれに対面する位置に旋回駆
動軸油溝入口３７を配置した旋回駆動油溝３８を通って
偏心軸受１７を潤滑した後、クランク軸６の潤滑油排出
口３９を通って、バランスウェート室３６へ排出され
る。油ポンプ円筒内壁２４の外方の鏡板移動制限面２３
に、旋回鏡板背面２０と摺動自在に、鏡板移動制限面２
３と旋回鏡板背面２０との隙間を油ポンプ側の吐出圧力
が作用する面と、外周部のそれよりも低い圧力が作用す
る面とに仕切る環状の環状密封帯を配置する。

【００２０】以上のような、油ポンプ構成により、旋回
駆動軸１６の旋回運動により、ポンプ環２５は外側に押
しつけられ揺動運動をする。これにより、油ポンプ円筒
内壁２４とポンプ環２５外周との間に三日月状の部屋が
形成される。油ポンプの油吸込口２７の側と油吐出口２
８の側を仕切る油ポンプ仕切り板２９を設けてこれをポ
ンプ環２５に設けた油ポンプ仕切り板溝３０に嵌入さ
せ、この部分で吸い込み側へ吐き出し側の油が逆流する
ことを防ぐ。

【００２１】以上の例では、旋回渦巻羽根の旋回駆動軸
を油ポンプの駆動軸としたが、クランク軸の一部に偏芯
部を設けて構成しても良い。旋回駆動部のあるスクロー
ル圧縮機では簡単に構成できる。

【００２２】以上述べたような構成で容積型油ポンプを
形成できるため、回転数が低い場合でも圧縮機構へ確実
に潤滑油を供給でき、信頼性が高い圧縮機を提供できる
と共に、構造が単純であるため安価な圧縮機が提供でき
る等の効果を有する。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の請求項１にお
いては、潤滑油を供給する油ポンプを、偏芯量ｅ、外径
ｄである偏芯駆動軸と内径Ｄである油ポンプ円筒内壁と
の間に厚さｔの環状のポンプ環を介在させ、これらの寸
法をＤ／２＝ｅ＋ｄ／２＋ｔの関係にほぼなるように設
定し、前記ポンプ環の一部に、仕切り部を溝部に嵌入す
るとともに、この仕切り部と溝部の間が前記ポンプ環が
旋回揺動運動をするのに支障のない隙間を有した止め部
を設け、この止め部を吸い込み側と吐き出し側を仕切る
仕切り部として構成することにより、容積型の油ポンプ
が簡単に形成でき、回転数が低い場合でも圧縮機構へ確
実に潤滑油を供給でき、信頼性が高い圧縮機を提供でき
ると共に、構造が単純であるため安価な圧縮機が提供で
きる等の効果を有する。

【００２４】さらに、請求項２の発明は請求項１の発明
をスクロール圧縮機に適用したもので、スクロール圧縮
機では偏芯旋回運動を行う部分かあるので、これを利用
すれば、更に簡単に信頼性が高く安価な容積型圧縮機を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスクロール圧縮機の実施例の断
面図

【図２】同要部断面図

【図３】同要部断面図

【図４】（ａ）は同要部一部切欠正面図 （ｂ）は同正面図 （ｃ）は同平面図

【図５】従来例の断面図

【図６】従来例の断面図

【図７】従来例の断面図

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 圧縮機構 ３ 電動機 ４ 電動機固定子 ５ 電動機回転子 ６ クランク軸 ７ 潤滑油溜 ８ 固定鏡板 ９ 固定渦巻羽根 １０ 固定渦巻羽根部品 １１ 旋回渦巻羽根 １２ 旋回鏡板 １４ 圧縮作業空間 １５ 自転拘束部品 １６ 旋回駆動軸 １７ 偏心軸受 １８ 主軸 １９ 主軸受 ２０ 旋回鏡板背面 ２１ 軸受部品 ２３ 鏡板移動制限面 ２４ 油ポンプ円筒内壁 ２５ ポンプ環 ２６ 油ポンプ端板 ２７ 油吸込口 ２８ 油吐出口 ２９ 油ポンプ仕切り ３０ 油ポンプ仕切り板溝 ３１ 油吸込通路 ３２ 油吐出室

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−587（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−143088（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 29/02 F04C 18/02 311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器の内部に電動機と、この電動機で
   駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構への潤滑油を
   供給する油ポンプを、偏芯量ｅ、外径ｄである偏芯駆動
   軸と内径Ｄである油ポンプ円筒内壁との間に厚さｔの環
   状のポンプ環を介在させ、これらの寸法をＤ／２＝ｅ＋
   ｄ／２＋ｔの関係にほぼなるように設定し、前記ポンプ
   環の一部に、仕切り部を溝部に嵌入するとともに、この
   仕切り部と溝部の間が前記ポンプ環が旋回揺動運動をす
   るのに支障のない隙間を有した止め部を設け、この止め
   部を吸い込み側と吐き出し側を仕切る仕切り部として構
   成した密閉型圧縮機の油ポンプ。
2. 【請求項２】前記圧縮機構を、固定鏡板の上に固定渦巻
   羽根を形成した固定渦巻羽根部品と、前記固定渦巻羽根
   と噛み合い複数個の圧縮作業空間を形成する旋回渦巻羽
   根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この
   旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみをさせる自
   転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するク
   ランク軸と、クランク軸の一端に形成した主軸を支承す
   る主軸受を有する軸受部品とを含んで構成するスクロー
   ル圧縮機である請求項１記載の密閉型圧縮機の油ポン
   プ。